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1、构造地质学全册配套最完整构造地质学全册配套最完整 精品课件精品课件2 构造地质学构造地质学 Structural Geology 构造地质学构造地质学 第一章 绪论 第二章 地质体的产状和地层接触关系 第三章 岩石变形分析的力学基础 第四章 劈理 第五章 线理 第六章 褶皱 第七章 节理 第八章 断层 第一章第一章 绪绪 论论 构造地质学的内涵和构造规模 地质构造的类型和关系 构造分析的基本方法 构造地质学的研究方法和意义 课程的特点、教材及参考书 第一讲第一讲 构造地质学的内涵和构造规模构造地质学的内涵和构造规模 研究对象：组成地壳的岩石、 岩层和岩体在岩石圈中力的 作用下变形的产物，即地质

2、 构造，简称构造。 研究内容：构造的几何形态 、组合型式、形成机制和演 化过程，并探讨产生这些构 造的作用力的方向、方式和 性质。 一、构造地质学的内涵一、构造地质学的内涵 褶皱 钓鱼岛 二、构造的规模二、构造的规模 全球构造：如板块 大型构造：如造山带 大地构造学 (Tectonics) 中型构造：几十km范围内 的构造 露头或手标本 规模的构造 小型构造： 构造地质学 (Structural Geology ) 二、构造的规模二、构造的规模 光学显微镜下 观察到的构造 电子显微镜下 观察到的构造 显微构造： 超显微构造： 构造物理学构造物理学 (Tectonophysics) 二、构造的规

3、模二、构造的规模 构造物理学构造物理学大地构造学大地构造学构造地质学构造地质学 根本根本 基础基础 表征表征 组构组构 研究方向：研究方向： 二、构造的规模二、构造的规模 1.原生构造：岩石或岩层在形成过程中产生的原 始位态或面貌，如层理和火山岩的柱状节理等。 火山岩柱状节理 沉积岩的层理 火山岩的柱状节理 第二讲第二讲 地质构造的类型和关系地质构造的类型和关系 （一）构造的成因分类： 一、地质构造的类型一、地质构造的类型 一、地质构造的类型一、地质构造的类型 （一）构造的成因分类： 2.次生构造：原生构造在地质应力作用下发生位态 或面貌的改变形成的构造，如褶皱、断层等（构造 地质学的主要研究

4、内容）。 褶皱断层 第二讲第二讲 地质构造的类型和关系地质构造的类型和关系 （二）构造的形态分类： 面状构造：如褶皱（岩石中的波状弯曲） 节理（两侧岩石没有明显位移的断开） 断层（两侧岩石有明显位移的断开） 劈理（岩石按一定方向分割成平行密集的薄片 或薄板的次生面状构造） 线状构造：线理（岩石中长条状、线性要素呈 平行或近于平行排列的线性构造） 一、地质构造的类型一、地质构造的类型 第二讲第二讲 地质构造的类型和关系地质构造的类型和关系 褶皱-岩石中的波状弯曲 节理-两侧岩石没有明显位移的断裂 断层-两侧有明显位移的岩石断裂 劈理:一定方向平行密集排列的薄片(板) 线理-平行排列的长条状、线性

5、要素 二、地质构造之间的关系二、地质构造之间的关系 各种构造之间： 褶皱与劈理 第二讲第二讲 地质构造的类型和关系地质构造的类型和关系 褶皱与 逆断层 正断层 走滑断层 二、地质构造之间的关系二、地质构造之间的关系 各种构造之间： 第二讲第二讲 地质构造的类型和关系地质构造的类型和关系 节理与 断层 褶皱 二、地质构造之间的关系二、地质构造之间的关系 各种构造之间： 第二讲第二讲 地质构造的类型和关系地质构造的类型和关系 二、地质构造之间的关系二、地质构造之间的关系 各种构造之间：节理发育成断层 第二讲第二讲 地质构造的类型和关系地质构造的类型和关系 多 期 次 演 化 构造叠加 构造置换 二

6、、地质构造之间的关系二、地质构造之间的关系 各期次之间： 层理（S0） 劈理（S1） 下正上逆正断层 第二讲第二讲 地质构造的类型和关系地质构造的类型和关系 构造的层次-挤压型 理想的构造层次示意图（据M. Mattauer, 1980） 上构造层 中构造层 下构造层 二、地质构造之间的关系二、地质构造之间的关系 第二讲第二讲 地质构造的类型和关系地质构造的类型和关系 区域伸展条件下变质核杂岩和拆离断层的发育， 韧性剪切带在深部产生糜棱岩（据R.D. Hatcher） 二、地质构造之间的关系二、地质构造之间的关系 构造的层次- 伸展型 浅层次：脆性断层 中、深层次：韧性断层 第二讲第二讲 地质

7、构造的类型和关系地质构造的类型和关系 一、比较构造学方法一、比较构造学方法 H. Stille（1924） 黄汲清（1980） 第三讲第三讲 构造分析的基本方法构造分析的基本方法 比较构造学分析方法：强调通过比较去鉴别、 分类，找出共性、个性和变化规律，从而进行成 因机理的探讨。 历史构造比较分析法，是以各种地质、地 球物理、地球化学资料为基础，按地史发展的顺 序探讨不同阶段大地构造发展的特点，着重研究 和比较壳、幔各部分构造的发生、发展和转化， 找出它们之间的共同性和差异性，阐明它们的运 动规律。 二、地质力学方法二、地质力学方法 地质力学是根据所观察到的现存构造形态、 分布排列及彼此干涉关

8、系，用应力与应变关系 分析并配合构造物理模拟实验来解释构造体系 的发生和发展。 李四光(1947) 第三讲第三讲 构造分析的基本方法构造分析的基本方法 三、地质构造的力学分析与历史分析相结合三、地质构造的力学分析与历史分析相结合 地质力学分析是基础，强调各构造要素的 空间组合；地质历史分析是综合，着重各类地 质体的时间演化。其精髓在于“时间和空间的 对立统一，建造与改造的对立统一（包括形成 与形变的统一）”。 张文佑（1984） 第三讲第三讲 构造分析的基本方法构造分析的基本方法 四、解析构造学方法四、解析构造学方法 几何学解析就是认识和测量各类各级构造 的形态、产状、方位、大小、构造内部各要

9、素 之间及该构造与相关构造之间的几何关系，从 而建立一个完整的具有几何规律的构造系或型 式。 马杏垣(1983) 第三讲第三讲 构造分析的基本方法构造分析的基本方法 运动学解析的目的在于再现岩石形成至 变形期间所经历的过程和发生的运动，主要 是通过对岩石或岩层中的原生构造，尤其是 次生构造的分析揭示其运动规律，解释改变 岩层和岩体的位置、方位、大小和形态的平 移、转动、体变及形变的组合情况。 四、解析构造学方法四、解析构造学方法 马杏垣(1983) 第三讲第三讲 构造分析的基本方法构造分析的基本方法 动力学解析是要阐明产生构造的力、应 力和力学过程，其目的是查明变形应力的性 质、大小和方位。在

10、进行动力学分析时，常 常要求定量评价地质标志体的原始大小和形 状的改变程度，即进行应变分析。 四、解析构造学方法四、解析构造学方法 马杏垣(1983) 第三讲第三讲 构造分析的基本方法构造分析的基本方法 综合运用上述多种方法，对地质构造进行几何学、 运动学及动力学分析； 注重三维几何学研究； 注重包括褶皱倒向、牵引褶皱等等各规模的运动指 向分析，断层横向上伸展量（率）或压缩量（率）、垂 向上生长指数、落差分析，进行构造平衡剖面恢复； 选用合适的年代学方法，对不同变形序列的活动年 代进行测年； 重视构造发育渐变与突变、连续性与阶段性，建立 以时间为线索的四维构造模型； 通过构造物理模拟和构造应力

11、场数值模拟 揭示其发展过程和形成原因，还原其本来面貌。 第三讲第三讲 构造分析的基本方法构造分析的基本方法 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 野外地质调查野外地质调查 航空技术、航空技术、3S3S（GPSGPS、GISGIS、RSRS）技术）技术 钻井和重力勘探、磁法勘探、钻井和重力勘探、磁法勘探、 电法勘探、地震勘探电法勘探、地震勘探 构造地球化学构造地球化学 构造物理模拟、构造应力场数值模拟构造物理模拟、构造应力场数值模拟 一、构造地质学的研究方法一、构造地质学的研究方法 同位素地质年代学同位素地质年代学 北京西山大型平卧褶皱（李理摄） 野外地质调查野外地

12、质调查 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 一、构造地质学的研究方法一、构造地质学的研究方法 一、构造地质学的研究方法一、构造地质学的研究方法 圣安德烈断层（R. E. Wallace） 航空技术航空技术 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 青藏高原(据张培震,2008) GPS测量测量遥感遥感( RS ) 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 一、构造地质学的研究方法一、构造地质学的研究方法 测井测井 地震地震航磁航磁 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 一、构造地质

13、学的研究方法一、构造地质学的研究方法 构造地球化学对于研究地质构造作用与地球化 学过程之间在空间上、时间上和成因上的联系提供 了可能。 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 构造地球化学构造地球化学 Ar40/Ar39、K-Ar、裂变径迹（FT）、（U-Th）/He等 同位素热年代学方法用于构造地质学研究，能够较好地 确定变形序列及其精细活动年代。 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 同位素地质年代学同位素地质年代学 构造物理模拟实验构造物理模拟实验 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 构造物理模拟构

14、造物理模拟 利用相似原理，采用石蜡、金刚砂等，模拟地 质构造演化过程。 拉拉 伸伸 容容 易易 形形 成成 正正 断断 层层 断层发育的构造物理模拟断层发育的构造物理模拟 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 构造应力场数值模拟构造应力场数值模拟有限元法有限元法 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 离散 施力，逼近 地质体 有限元 二、理论意义二、理论意义 物质岩石学、地球化学 结构构造地质构造地质 地球组成地球组成 物质分析演化的环境 构造分析构造分析形成演化的 动力特征与过程 地质演化地质演化 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法

15、和意义构造地质学的研究方法和意义 三、实际意义三、实际意义 资源开发资源开发 固体矿产、油气、地下水等的勘测 和开发。 水库、大型建筑及国防设施的选址和 铁道选线的基础。 工程建筑工程建筑 地震的成因主要是构造地震，特别是 断层的活动引起的。因此对断层的检 测是地震预报的基础。对于其他自然 灾害，如泥石流滑坡的诊断与防治。 地震预报地震预报 防灾减灾防灾减灾 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 中国强震震中分布图中国强震震中分布图( (据张培震据张培震, ,2008) ) 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 构造与地震构造与地震

16、汶川地震地质背景汶川地震地质背景( (据滕吉文等，据滕吉文等，2008)2008) 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 050100150200250300350 35 30 25 20 15 10 5 0 映秀 北川 青川 精确定位后的余震分布精确定位后的余震分布 （地震目录据黄媛等，（地震目录据黄媛等，2008） 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 地震前美丽的北川县城地震前美丽的北川县城( (据张培震据张培震, ,2008) ) 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 遭遇地震浩劫后的北川县城遭遇

17、地震浩劫后的北川县城( (据张培震据张培震, ,2008) ) 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 再次遭遇地震的北川县城再次遭遇地震的北川县城( (据张培震据张培震, ,2008) ) 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 前山断裂错断白鹿镇中学校园，距断层数米处的教前山断裂错断白鹿镇中学校园，距断层数米处的教 学楼没有遭到严重破坏学楼没有遭到严重破坏( (据张培震据张培震,2008),2008) 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 沉积岩石学 构造地质学 沉积物 沉积岩 地质构造 有机质 油 气

18、油气藏 石油地质学 构造地质学在油气研究中的位置构造地质学在油气研究中的位置 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 转化转化 埋藏埋藏 变形变形 运移运移 构造与油气构造与油气 前古近系遭受风化剥蚀前古近系遭受风化剥蚀 始新世沙四段沉积时期始新世沙四段沉积时期 始新世沙四段沉积末形成油藏始新世沙四段沉积末形成油藏 随埋深加大新近纪晚期形成气藏随埋深加大新近纪晚期形成气藏 第四讲第四讲 构造地质学的研究方法和意义构造地质学的研究方法和意义 （据潜能恒信（据潜能恒信PPT,2011PPT,2011） 知识和认识型知识和认识型 力学分析的基础知识；推覆构造，叠加褶皱等各

19、 类构造名词、术语和概念；各种构造现象的识别等。 技能型技能型 地质图、剖面图、的判读、绘制和分析 逻辑推理和综合分析逻辑推理和综合分析 根据节理资料恢复古构造应力场、根据变形结 果推断变形过程、根据构造样式推断变形环境、根 据地质图和有关资料恢复构造发展史。 第五讲第五讲 课程特点、教材及参考书课程特点、教材及参考书 1. 构造地质学构造地质学，李理主编，石油大学出版社，李理主编，石油大学出版社， 2012 2. 构造地质学及大地构造,戴俊生主编,石油工 业出版社，2006; 3. 构造地质学,朱志澄,地质大学出版社,1999. 4. Structural Geology-principle

20、s, concepts, and problems， Robert D. B:缩短60后形成具 有劈理特征的食盐云母集合体 （据B.E.Hobbs） 第二讲第二讲 劈理产出背景与形成机制劈理产出背景与形成机制 2.2.定向结晶定向结晶 垂直于主应力方向上的石英次生加大垂直于主应力方向上的石英次生加大 （点线部分为原石英颗粒）（点线部分为原石英颗粒） 第二讲第二讲 劈理产出背景与形成机制劈理产出背景与形成机制 3.3.压溶作用压溶作用 压溶发生在垂直于最大压缩方向的颗粒边界 上，溶解出的物质向低应力区迁移、堆积。 板岩中的石英、长石在垂直压缩方向上被溶 解，其颗粒变成透镜状或长条状。压溶作用不断

21、 地向垂直压缩方向的颗粒边界或层的界面推进， 逐渐使石英或石英集合体变成透镜状，形成微劈 石。 第二讲第二讲 劈理产出背景与形成机制劈理产出背景与形成机制 3.3.压溶作用压溶作用 第二讲第二讲 劈理产出背景与形成机制劈理产出背景与形成机制 压溶作用与分隔褶劈理的形成压溶作用与分隔褶劈理的形成 翼部翼部: :易溶的浅色长英质被溶失，云母或层状硅酸 盐的不溶残余物相对富集，形成劈理域。 转折端转折端: :富集了粒状的石英和长石等浅色矿物，并 且翼部溶解出的物质迁移到转折端，使石英等矿物次 生加大，形成微劈石。 10%10%30%30%50%50%60% 第二讲第二讲 劈理产出背景与形成机制劈理产

22、出背景与形成机制 4.4.晶体塑性变形晶体塑性变形 变形岩石中矿物颗粒通过晶体塑性变形作用， 促使扁平状或长条状颗粒沿着应变椭球体主应变 面平行排列，获得晶体形态的优选方位，从而构 成了岩石中连续的面理或流劈理。 例如韧性剪切带内通常见到的条带状糜棱面 理，就是这种晶体塑性变形机制的典型产物。 第二讲第二讲 劈理产出背景与形成机制劈理产出背景与形成机制 三、劈理的应变意义三、劈理的应变意义 劈理一般垂直于最大压缩方向，平行于应变椭 球体的主应变面。 与褶皱同期发育 的劈理大都平行 于褶皱轴面。 第二讲第二讲 劈理产出背景与形成机制劈理产出背景与形成机制 在强、弱岩石组成的褶 皱中，强岩层中的劈

23、理 呈向背斜核部收敛的扇 形；弱岩层中的劈理呈 向背斜转折端收敛的反 扇形。从而形成劈理的 折射现象。 折射劈理的剖面素描图折射劈理的剖面素描图 第二讲第二讲 劈理产出背景与形成机制劈理产出背景与形成机制 劈劈 理理 折折 射射 现现 象象 第二讲第二讲 劈理产出背景与形成机制劈理产出背景与形成机制 第三讲第三讲 劈理的观察与研究劈理的观察与研究 1.1.区分劈理和层理区分劈理和层理 寻找原生沉积标志（粒序层、交错层、波痕等） 追索标志层。 2.2.精细观察劈理的结构及其几何形态精细观察劈理的结构及其几何形态 鉴别劈理域、微劈石的岩石化学成分、矿物成 分及其相互关系，区分劈理的类型 3.3.观

24、测劈理与岩性之间的关系观测劈理与岩性之间的关系 调查劈理与岩石粘性或能干性关系 4.4.确定劈理化岩石间的应变状态确定劈理化岩石间的应变状态 寻找劈理化岩石中应变 测量标志：压力影、变形 化石、变形颗粒等 5.5.确定发育序次，建立劈确定发育序次，建立劈 理发生发展序列理发生发展序列 S0为层里面；S1为流劈理； S2为褶劈理 片岩、板岩带劈理发育序列片岩、板岩带劈理发育序列 第三讲第三讲 劈理的观察与研究劈理的观察与研究 6.6.劈理与其他构造的生成关系劈理与其他构造的生成关系 与褶皱、断层和韧性剪切带有关 7.7.劈理与岩石类型和变质条件的关系劈理与岩石类型和变质条件的关系 岩石和变质条件

25、不同，劈理发育状况和形成机制不同 泥质岩：泥质岩：所有机制皆可形成劈理 碎屑岩：碎屑岩：细粒岩石中出现连续劈理；粗粒岩石中出现 不连续劈理 第三讲第三讲 劈理的观察与研究劈理的观察与研究 在低级变质条件下在低级变质条件下：机械旋转和新生矿物的定向生 长是流劈理的重要形成机制。 在中高级变质条件下在中高级变质条件下：流劈理发育的主导机制是新 生矿物的定向生长、重结晶和晶体塑性变形。 8.8.采集标本采集标本 灰岩：灰岩：与温度大小、云母含量有关， 低温：压溶作用、双晶化作用 高温：晶体塑性流变、双晶化作用 第三讲第三讲 劈理的观察与研究劈理的观察与研究 第一讲第一讲 线理的概念线理的概念 线理线

26、理是岩石中长条状、线性要素呈平行或近于 平行排 列的线状构造，具有透入性。 糜棱片 麻岩面 理面上 发育的 线理 成因上： 原生线理原生线理：成岩过程中形成的线理（岩浆岩中的 流线）。 次生线理次生线理：构造变形中形成的线理。 分类：分类： 观察尺度： 小型线理小型线理：露头或手标本尺度上透入性线状构造； 大型线理大型线理：大中尺度上不一定具有透入性的线理。 第一讲第一讲 线理的概念线理的概念 1. 1. 拉伸线理拉伸线理 拉伸线理拉伸线理：拉长的岩屑、 砾石、鲕粒、矿物颗粒或集 合体等平行排列而显示的线 状构造。属于型线理 拉长方向拉长方向：应变椭球体 的最大主应变轴的方向 矿物集合体定向排

27、矿物集合体定向排 列形成的拉伸线理列形成的拉伸线理 第二讲第二讲 小型线理小型线理 2.2.矿物生长线理矿物生长线理 多在变质岩，特别是板岩、千枚岩、片岩和片 麻岩中沿着面理面发育，它是 由针状、柱状或板状矿物顺其 长轴定向排列而成。 生长线理生长线理是岩石在变形和变 质作用中矿物在引张方向重 结晶生长的结果。 柱状矿物平行排柱状矿物平行排 列形成生长线理列形成生长线理 第二讲第二讲 小型线理小型线理 3.3.皱纹线理皱纹线理 先存面理上微细褶皱的枢纽平行排列而成。在千 枚岩和片岩中发育较好。微细褶皱的波长和波幅多 以mm计。 面理揉褶形成的褶皱线理面理揉褶形成的褶皱线理石英石英- -绢云母片

28、岩中皱纹线理绢云母片岩中皱纹线理 第二讲第二讲 小型线理小型线理 4.4.交面线理交面线理 两组面理相交或面理与粒序层理相交形成的线理。 交面线理交面线理 5.5.滑线理滑线理 存在于断层面上，擦痕和剪 切带面理上的拉伸线理。 第二讲第二讲 小型线理小型线理 1. 1. 石香肠构造（布丁构造）石香肠构造（布丁构造） 石香肠构造石香肠构造是不同力学性质互 层的岩系受到垂直或近垂直岩层挤 压时形成的。软弱层被压向两侧塑 性流动，夹在其中的强硬层不易塑 性变形而被拉伸，以至拉断，构成 断面上形态各异、平面上呈平行排 列的长条状块段，即石香肠。石灰岩中的石香肠构造石灰岩中的石香肠构造 第三讲第三讲 大

29、型线理大型线理 石香肠的构造要素石香肠的构造要素 a石香肠的宽度；b石香肠的长度； c石香肠的厚度；L纵间隔；T横 间隔； 石香肠构造要素及其反映的石香肠构造要素及其反映的 应力方位应力方位 长度指示了局部的中间应变轴； 宽度指示了拉伸方向，局部最 小主应力方向； 厚度指示了压缩方向，局部最 大主应力； 第三讲第三讲 大型线理大型线理 根据石香肠横断面形态变化，将石香肠分为根据石香肠横断面形态变化，将石香肠分为 （马杏垣）（马杏垣）：矩形、梯形、藕节状和不规则状等。 决定形态变化的因决定形态变化的因素：（1）岩层之间的粘度差； （2）强硬层所受拉伸作用的强弱。 矩形石香肠矩形石香肠 粘度差大粘

30、度差大 菱形石香肠菱形石香肠 粘度差中等粘度差中等 藕节石香肠藕节石香肠 粘度差小粘度差小 第三讲第三讲 大型线理大型线理 软弱层的塑性流 动使石香肠体的 边缘受到剪切改 造，原为矩形的 石香肠体可以变 成桶状和透镜状， 端部成鱼嘴状。 第三讲第三讲 大型线理大型线理 2.2.窗棂构造窗棂构造 强硬层组成的形似一排棂柱的半圆柱状大型线状构造。 褶皱冲断带中砂质石灰褶皱冲断带中砂质石灰 岩中发育的窗棂构造岩中发育的窗棂构造 沿砂岩、板岩交面沿砂岩、板岩交面 发育的窗棂构造发育的窗棂构造 第三讲第三讲 大型线理大型线理 3.3.铅笔构造铅笔构造 是轻微变质的泥质或粉砂质岩石中,使岩石劈 成铅笔状长

31、条的一种线状构造。 小的像牙签， 大的像魔术棒 细粒石灰质粉砂岩中发育的铅笔构造露头细粒石灰质粉砂岩中发育的铅笔构造露头 第三讲第三讲 大型线理大型线理 根据铅笔构造的形成作用，可分为两类：根据铅笔构造的形成作用，可分为两类： （1 1）交切面铅笔构造）交切面铅笔构造 透入性劈理面或剪切面与层面相交而成。 具有较规则的断面形状，平行于同期褶皱的褶轴。 （2 2）压实与变形形成铅笔构造）压实与变形形成铅笔构造 在构造变形中：平行于层理方向压缩，垂直方向拉伸。 第三讲第三讲 大型线理大型线理 初始压实阶段初始压实阶段 早期变形阶段早期变形阶段 引起矿物发生旋转，顺X轴方向定向排列，岩 石顺X轴方向

32、劈开，岩石被裂成大小不一的碎条， 称铅笔构造铅笔构造。 铅笔构造阶段铅笔构造阶段构造应变轴构造应变轴 第三讲第三讲 大型线理大型线理 4. 4. 压力影构造压力影构造 岩石中相对刚性的物体及其两侧（或四周）在 变形中发育的同构造纤维状结晶矿物组成的构造。 相对刚性物体相对刚性物体：黄铁矿、磁铁矿、化石、变斑 晶等。变形不强，只出现微破裂、波状消光、变形 纹等。 第三讲第三讲 大型线理大型线理 核心物体的两侧的结 晶纤维由石英、方解石、 云母或绿泥石等矿物。 逆断层带内泥盆纪石灰岩中粗大黄铁逆断层带内泥盆纪石灰岩中粗大黄铁 矿颗粒在压力影下发育的纤维矿物矿颗粒在压力影下发育的纤维矿物 4. 4.

33、 压力影构造压力影构造 第三讲第三讲 大型线理大型线理 在应力作用下在应力作用下：周围韧性基质形成低压引张 区，为矿物提供了生长的场所。 在压溶作用下在压溶作用下：基质中易溶物质溶解，从受 压边界向低压引张区运移，沿最大拉伸方向(X轴) 生长成纤维状的矿物。 第三讲第三讲 大型线理大型线理 相对刚性物体两侧的矿物不同形状反映不同的相对刚性物体两侧的矿物不同形状反映不同的 应变状态应变状态。 挤压或纯剪结晶纤维常呈对称状（图a，b） 单剪非共轴递进变形，X轴偏转，单斜对称状图（C） (a)(b)(c) 第三讲第三讲 大型线理大型线理 第六章第六章 褶皱构造褶皱构造 第一讲第一讲 褶皱及其基本要素

34、褶皱及其基本要素 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 第三讲第三讲 褶皱的组合类型褶皱的组合类型 第四讲第四讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 第五讲第五讲 影响褶皱作用的主要因素影响褶皱作用的主要因素 第六讲第六讲 褶皱构造的研究褶皱构造的研究 第七讲第七讲 生长背斜生长背斜 第八讲第八讲 底劈构造底劈构造 第一讲第一讲 褶皱及其基本要素褶皱及其基本要素 层状地质体如岩层在外力作用下发生变形，呈 现一系列波状弯曲，但仍具其连续完整性的构造称 为褶皱褶皱，是地质体塑性变形的结果。 第一讲第一讲 褶皱及其基本要素褶皱及其基本要素 研究褶皱构造主要分析其产状、形态、分布、产状、形态、分布、 组合与成

35、因组合与成因，从而去认识一个地区地质构造的发育 规律，揭示该区地壳运动的方式、方向与强度方式、方向与强度。 第一讲第一讲 褶皱及其基本要素褶皱及其基本要素 同时褶皱构造与成矿关系密切,如早期的“背斜背斜 理论理论”。研究褶皱构造是掌握其控矿规律的前提， 是进一步预测其它控矿有利构造的基础。 第一讲第一讲 褶皱及其基本要素褶皱及其基本要素 一、褶皱的基本类型一、褶皱的基本类型 褶皱分为背斜背斜和向斜向斜两个基本类型： 背斜构造一般表现为中部上拱，中间地层相对较老，向中间地层相对较老，向 两侧变新两侧变新，两侧岩层向外（背向）倾斜。 向斜构造表现为中部下凹，中间地层相对较新，向两侧中间地层相对较新

36、，向两侧 变老变老，两侧岩层向内（相向）倾斜。 D3 C2 C1 D3 C3 C2 C1 C1 C2D3 D3 C1 C2 C3 第一讲第一讲 褶皱及其基本要素褶皱及其基本要素 二、褶皱的基本要素二、褶皱的基本要素 1.1.核核：指在平面、剖面或地表位于褶皱中部的地层。 2.2.翼翼：泛指同一褶皱核部两侧的地层。 3.3.转折端转折端：从褶皱一翼到另一翼的转折弯曲部分。 4.4.枢纽枢纽：褶皱同一岩层面上最大弯曲点的连线。 5.5.轴面轴面：又称枢纽面，连接褶皱 各层的枢纽所构成的面。 6.6.轴迹轴迹：轴面和地面或其它任何 平面的交线。 7.7.脊线与槽线脊线与槽线：剖面上，背斜褶 皱同一层

37、面上的最高点，称脊，脊 的连线称脊线；剖面上，向斜褶皱 同一岩层面上的最低点称为槽，它 们连线称为槽线。 第一讲第一讲 褶皱及其基本要素褶皱及其基本要素 三、褶皱的波长、波幅与闭合要素三、褶皱的波长、波幅与闭合要素 1.1.褶皱的波长与波幅褶皱的波长与波幅 波长与波幅可以反映褶皱变形特征与变形强度。 Wm=Wa sec Am=Aa cos 第一讲第一讲 褶皱及其基本要素褶皱及其基本要素 2.2.褶皱的闭合要素褶皱的闭合要素 根据枢纽的变化特点，背斜褶皱层面变化可以 分为四种基本类型：（1 1）枢纽水平；（）枢纽水平；（2 2）枢纽向）枢纽向 某一方向倾没；（某一方向倾没；（3 3）枢纽向两个相

38、反的方向倾没；）枢纽向两个相反的方向倾没； （4 4）岩层向四周倾没。）岩层向四周倾没。 四周封闭的背斜称为闭合背斜闭合背斜，它是闭合构造 的一种。 同一岩层面向上弯曲的最高部位称为“顶顶”又 叫“高点”。 第一讲第一讲 褶皱及其基本要素褶皱及其基本要素 第一讲第一讲 褶皱及其基本要素褶皱及其基本要素 (1)(1)闭合度闭合度：闭合构造最高点与其同一层面上可以闭 合的最低点（溢出点）的高差。 H=n x h (2)(2)闭合面积闭合面积：闭合构造可闭合部分所占的面积，即 为闭合构造可闭合的最低一条等值线所围的面积。 第一讲第一讲 褶皱及其基本要素褶皱及其基本要素 3.3.断背斜的闭合度断背斜的

39、闭合度 被断层切割背斜的闭合度的估算，视断层的封 闭性而定：若断层开启则没有闭合度；若断层部分若断层开启则没有闭合度；若断层部分 封闭，则闭合度小于落差；若断层封闭，则闭合度封闭，则闭合度小于落差；若断层封闭，则闭合度 等于断层围限的最高和最低等高线之差。等于断层围限的最高和最低等高线之差。 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 一、褶皱的产状分类一、褶皱的产状分类 ( (一一) )直立褶皱直立褶皱 轴面直立，两翼对称，倾向相 反，倾角近于相等。 ( (二二) )斜歪褶皱斜歪褶皱 轴面倾斜，两翼倾向相反，倾 角不等，层序正常。 ( (三三) )倒转褶皱倒转褶皱 轴面倾斜强烈，两翼倾向相同， 倾角

40、不等或相等，一翼岩层层序正常，另一翼岩层 层序倒转。 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 ( (四四) )平卧褶皱平卧褶皱 轴面近水平，两翼岩层也近水 平，一翼岩层层序正常，另一翼岩层层序倒转。 ( (五五) )翻卷褶皱翻卷褶皱 轴面向下弯曲的平卧褶皱 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 2. 2. 根据枢纽的产状分类根据枢纽的产状分类 （1）水平褶皱 枢纽近于水平，两翼岩层走向基本平行 （2）倾伏褶皱 枢纽倾伏，两翼走向不平行。 （3）倾竖褶皱 枢纽近于直立，两翼岩层也近于直立。 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 二、褶皱的形态分类二、褶皱的形态分类 ( (一一) )褶皱在平面上的形态分类

41、 1.1.穹窿构造和构造盆地穹窿构造和构造盆地 指长、短轴长度之比 小于3的褶皱。 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 2.2.短轴褶皱短轴褶皱 指长、短轴长度之比在35之间的褶皱。 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 3.3.长轴褶皱长轴褶皱 指长、短轴长度之比在510之间的褶皱。 4.4.线状褶皱线状褶皱 长短轴长度之比大于10的褶皱。 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 ( (二二) )褶皱在剖面上的形态褶皱在剖面上的形态分类分类 1.根据翼间角大小将褶皱分为： 平缓褶皱平缓褶皱 翼间角介于120-180度之间。 开阔褶皱开阔褶皱 翼间角介于70-120度。 中常褶皱中常褶皱 翼间角介于

42、30-70度之间。 紧闭褶皱紧闭褶皱 翼间角介于5-30度之间。 等斜褶皱等斜褶皱 翼间角介于0-5度之间，两翼近于 平行的褶皱。 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 2.根据岩层在横剖面上的弯曲形态分类 圆弧状褶皱圆弧状褶皱 岩层的转折端呈圆弧形弯曲。 尖棱褶皱尖棱褶皱 两翼岩层平直相交，转折端呈棱角状。 箱状褶皱和屉状褶皱箱状褶皱和屉状褶皱 有两个转折端，两个轴面。 两转折端之间岩层近于水平，而两翼岩层近于直立， 两个轴面在核部相交。 扇形褶皱扇形褶皱 两翼岩层均倒转，以致整个褶皱呈扇形。 挠曲挠曲 缓倾岩层突然变陡，形成台阶状的现象。 第二讲第二讲 褶

43、皱的分类褶皱的分类 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 3.根据同一岩层厚度在褶皱不同部位的化变特征 等厚褶皱等厚褶皱 同一岩层的真厚度在褶皱各部位相等。 顶厚褶皱顶厚褶皱 岩层的真厚度在翼部变薄，在转折端增厚。 相似褶皱相似褶皱 沿轴面测量同一岩层视厚度，不同部位大 致相等的顶厚褶皱。 顶薄褶皱顶薄褶皱 岩层厚度在顶部薄而翼部厚的褶皱，一般 为背斜 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 第二讲第二讲 褶皱的分类褶皱的分类 4.根据褶皱中各层弯曲形态的变化特征分类 协调褶皱协调褶皱 褶皱各层上下弯曲形态相近，期间无突变。 不协调褶皱不协调褶皱 褶皱各层上下弯曲形态极不相同，有明 显的不协调 第三

44、讲第三讲 褶皱的组合类型褶皱的组合类型 一、褶皱在剖面上的组合类型一、褶皱在剖面上的组合类型 ( (一一) )复背斜和复向斜复背斜和复向斜 指翼部被一系列次级褶皱复杂化了的巨大的背斜 或向斜型构造带。 阿尔卑斯式褶皱阿尔卑斯式褶皱 （Alpino-type foldsAlpino-type folds） 主要发育在构造运动强烈地区，例我国的秦岭、 天山，欧洲的阿尔卑斯山，美洲的阿巴拉契亚山等。 第三讲第三讲 褶皱的组合类型褶皱的组合类型 ( (二二) )隔档式褶皱隔档式褶皱 是由一系列轴向近于平行，发育程度不等的背斜 和向斜组成。其中背斜为狭窄紧闭呈脊状，而相邻的 向斜开阔缓呈屉状。 例比利牛

45、斯山、阿巴拉契例比利牛斯山、阿巴拉契 亚山和我国四川东部亚山和我国四川东部 第三讲第三讲 褶皱的组合类型褶皱的组合类型 ( (三三) )隔槽式褶皱隔槽式褶皱 是由一系列轴向近于平行，发育程度不等的背斜 和向斜组成。其中背斜开阔呈箱状，相邻的向斜狭窄 紧闭。 例如贵州北部及东部地区例如贵州北部及东部地区 第三讲第三讲 褶皱的组合类型褶皱的组合类型 ( (四四) )单斜挠曲和构造阶地单斜挠曲和构造阶地 单斜挠曲是缓倾岩层突然变陡的现象，构造阶 地则是陡倾岩层突然变缓的现象。 第三讲第三讲 褶皱的组合类型褶皱的组合类型 二、褶皱在平面上的组合类型二、褶皱在平面上的组合类型 ( (一一) )平行褶皱平

46、行褶皱：一系列背斜和向斜相间排列，轴线彼 此平行。 第三讲第三讲 褶皱的组合类型褶皱的组合类型 ( (二二) )雁列褶皱雁列褶皱：由一系列背斜和向斜组成，轴线斜列 分布，形如“雁列排列”。 第三讲第三讲 褶皱的组合类型褶皱的组合类型 ( (三三) )帚状褶皱帚状褶皱：一系列背、向斜相间排列，一端收 敛 ，一端撒开，平面组合为扫帚状。 第三讲第三讲 褶皱的组合类型褶皱的组合类型 （四）（四）S”S”或反或反“S”S”形褶皱形褶皱：指由一系列背、向斜褶 皱在平面上组合成“S”形或反“S”形的褶皱带。 第三讲第三讲 褶皱的组合类型褶皱的组合类型 ( (五五) )背斜带背斜带：在一定的构 造部位，由同

47、一构造运动 形成的，一系列轴向大致 相同的短轴背斜或长轴背 斜组成的正向构造。 ( (六六) )长垣长垣：一个长条形的 隆起，其上由一系列宽缓 的正向局部构造沿该隆起 的延伸方向排列。 第四讲第四讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 一、纵弯褶皱作用一、纵弯褶皱作用 岩层受到顺层挤压（即侧向挤压）力的作用而发 生褶皱。地壳水平运动是造成这种作用的地质条件。 第四讲第四讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 当一套层状岩石受到侧向挤压时，岩层面在形成褶 皱过程中起着重要分隔作用。岩层的弯曲可以通过两种 方式来完成：1）弯滑褶皱作用弯滑褶皱作用；2）弯流褶皱作用弯流褶皱作用。 ( (一一) )弯滑褶皱作用弯

48、滑褶皱作用：岩层通过层间滑动而弯曲形成褶皱。 第四讲第四讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 特点： (1) 各单层有中和面， 但整个褶皱无中和面， 形成等厚褶皱等厚褶皱。 第四讲第四讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 (2) 各相邻的上层 相对向背斜转折端 滑动，各相邻下层 相对向背斜翼部滑 动。可形成擦痕， 造成虚脱现象。 第四讲第四讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 (3) 硬岩层之间的薄层塑性层，在弯滑作用下，往 往形成层间小褶皱。 兰母格和兰姆赛用压扁作用兰母格和兰姆赛用压扁作用 解释了层间小褶皱的形成机制解释了层间小褶皱的形成机制 第四讲第四讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 ( (二二)

49、)弯流褶皱作用弯流褶皱作用：岩层弯曲伴随层内物质流动形成褶皱 特点： 1.发生在脆性岩层之间的 塑性层内。 2.物质流动方向一般从两 翼流向转折端。 3.当软硬互层的岩层受到 顺层挤压时，硬岩层 形成等厚褶皱，软岩层 形成顶厚褶皱。 第四讲第四讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 二、横弯褶皱作用二、横弯褶皱作用 岩层受到和层面垂直的外力作用而发生褶皱。地壳 物质垂直升降运动是造成这种作用的地质条件。 特点：特点： 1.岩层整体处于侧向拉伸状态，各层无中和面。 2.往往形成顶薄褶皱。 3.物质由背斜顶向两翼流动，形成轴面向外倾斜 的层间褶皱。 4.一般形成单个褶皱，常为短轴背斜或穹窿。 第四讲第四

50、讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 第四讲第四讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 三、滑褶皱作用三、滑褶皱作用 岩层沿着一系列与层面不平行的密集剪切面发生有规 律的差异滑动而成的“褶皱”,又叫剪切褶皱作用。 特征：特征： 1.并非岩层真正弯曲，因此，一般难以形成大规 模的向、背斜，多发生在变质岩地区。 2.形成相似褶皱，沿轴面方向所量得的岩层视厚 度都大致相等。 3.岩层面不起任何控制作用，滑动是穿层的。 4.多发育在变质岩地区。 第四讲第四讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 1 2 3 第四讲第四讲 褶皱的形成机制褶皱的形成机制 四、柔流褶皱作用四、柔流褶皱作用 高塑性岩层受力作用时，呈类似粘稠的