構(gòu)造地質(zhì)學(xué)--第一章緒言ppt

1、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)Structural GeologyStructural Geology第一章緒 言什么是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)？構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵是的重要基礎(chǔ)學(xué)科之一，主要是研究地殼中巖石（或礦研究地殼中巖石（或礦物）和巖層物）和巖層/ /巖體在地球動(dòng)力作用下所巖體在地球動(dòng)力作用下所形成的各種變形樣式、組合型式和形形成的各種變形樣式、組合型式和形成過程成過程，從而探索地質(zhì)構(gòu)造形成機(jī)制、演化和力學(xué)過程。地層古生物學(xué)巖石礦物學(xué)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)地質(zhì)學(xué)地質(zhì)學(xué)STRUCTURAL GEOLOGYFROM WIKIPEDIA, THE FREE ENCYCLOPEDIAStructural geolog

2、y is the study of the three-dimensional distribution of rock units with respect to their deformational histories. The primary goal of structural geology is to use measurements of present-day rock geometries to uncover information about the history of deformation (strain) in the rocks, and ultimately

3、, to understand the stress field that resulted in the observed strain and geometries. This understanding of the dynamics of the stress field can be linked to important events in the regional geologic past; a common goal is to understand the structural evolution of a particular area with respect to r

4、egionally widespread patterns of rock deformation (e.g., mountain building, rifting) due to plate tectonics.大地構(gòu)造學(xué)大地構(gòu)造學(xué) (tectonics) 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)構(gòu)造地質(zhì)學(xué) (structural geology)顯微構(gòu)造地質(zhì)學(xué)顯微構(gòu)造地質(zhì)學(xué) (microstructural geology)構(gòu)造尺度 巨型構(gòu)造巨型構(gòu)造 大型構(gòu)造大型構(gòu)造 中型構(gòu)造中型構(gòu)造 小型構(gòu)造小型構(gòu)造 微型構(gòu)造微型構(gòu)造 超微構(gòu)造超微構(gòu)造 大地構(gòu)造學(xué)大地構(gòu)造學(xué) tectonics 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)structur

5、al geology 顯微構(gòu)造地質(zhì)學(xué)顯微構(gòu)造地質(zhì)學(xué) microstructural geology巨型構(gòu)造指山系和區(qū)域性地貌的構(gòu)造單元，如喜馬拉雅造山帶。大型構(gòu)造造山系等區(qū)域性構(gòu)造單元中的次級(jí)構(gòu)造單元，如復(fù)背斜、復(fù)向斜或區(qū)域性大斷裂。中型構(gòu)造主要見于一個(gè)地段上的褶皺和斷層。小型構(gòu)造小型構(gòu)造褶皺斷層指出露于露頭上和手標(biāo)本上的褶皺和斷層。微型構(gòu)造微型構(gòu)造石英變形紋1mm指偏光顯微鏡下顯示的構(gòu)造。超微構(gòu)造超微構(gòu)造指利用電子顯微鏡研究的構(gòu)造。 1、伸展構(gòu)造：伸展構(gòu)造：水平拉伸形成的構(gòu)造。如：裂谷、地塹-地壘、盆嶺構(gòu)造、變質(zhì)核雜巖等。2、壓縮構(gòu)造：壓縮構(gòu)造：水平擠壓形成的構(gòu)造。如：褶皺系、逆沖推覆構(gòu)造等

6、。3、升降構(gòu)造：升降構(gòu)造：是巖石圈或地幔物質(zhì)垂向運(yùn)動(dòng)的體現(xiàn)，表現(xiàn)為地殼的上升和下降，隆起造成山系、高原；坳陷成為盆地。4、走滑構(gòu)造：走滑構(gòu)造：沿直立剪切面水平滑動(dòng)、位移形成的構(gòu)造。如：走滑斷層。5、滑動(dòng)構(gòu)造：滑動(dòng)構(gòu)造：重力失穩(wěn)后引起的正向滑動(dòng)構(gòu)造，也包括某些大型平緩正斷層。6、旋轉(zhuǎn)構(gòu)造：旋轉(zhuǎn)構(gòu)造：指陸塊繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)形成的構(gòu)造。如：帚狀構(gòu)造、蓮花狀構(gòu)造等。構(gòu)造變形場構(gòu)造變形場巖石圈的層圈結(jié)構(gòu)巖石圈的層圈結(jié)構(gòu)構(gòu)造層次構(gòu)造層次由于構(gòu)造應(yīng)力可以影響地殼很大深度，近地表的變形與地下深處的變形表現(xiàn)形式和變形機(jī)制是不同的。，稱為構(gòu)造層次構(gòu)造層次。構(gòu)造旋回構(gòu)造旋回l 構(gòu)造旋回：構(gòu)造發(fā)展的階段性和周期性，簡稱旋回。

7、1909年美國T.C.張伯倫首次提出構(gòu)造旋回概念。l 19世紀(jì)末至20世紀(jì)初，根據(jù)對(duì)褶皺帶內(nèi)巖層間角度不整合的研究發(fā)現(xiàn)，造成地殼巖層褶皺的強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)只出現(xiàn)在幾個(gè)不太長的地質(zhì)時(shí)期內(nèi)。地殼構(gòu)造發(fā)地殼構(gòu)造發(fā)展歷史就是由相對(duì)平靜時(shí)期到激烈運(yùn)動(dòng)周期性交替出現(xiàn)的歷史，每次更迭便展歷史就是由相對(duì)平靜時(shí)期到激烈運(yùn)動(dòng)周期性交替出現(xiàn)的歷史，每次更迭便構(gòu)成一個(gè)旋回，稱為構(gòu)造旋回。構(gòu)成一個(gè)旋回，稱為構(gòu)造旋回。在地殼激烈運(yùn)動(dòng)期間，巖層強(qiáng)烈褶皺并上升成為造山帶，故也稱褶皺旋回或造山旋回。在一段平靜時(shí)期之后，地殼發(fā)生的短促而強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期，稱為構(gòu)造幕或造山幕、褶皺幕。一個(gè)規(guī)模大、持續(xù)時(shí)間長的構(gòu)造旋回中會(huì)出現(xiàn)多次構(gòu)造幕。1

8、887年法國學(xué)者M(jìn).A.貝特朗首先劃分出休倫、加里東、海西、阿爾卑斯4個(gè)褶皺期。l 20世紀(jì)20年代至40年代，以德國學(xué)者W.H.施蒂勒為代表的一些學(xué)者發(fā)展了構(gòu)造旋回的概念，并制訂出全球統(tǒng)一的構(gòu)造旋回，即休倫旋回(晚元古代)、加里東旋回（早古生代）、海西旋回（又譯華力西旋回，晚古生代）、阿爾卑斯旋回（中、新生代）,進(jìn)而將這4個(gè)旋回概稱為新地巨旋回。至此，構(gòu)造旋回成為反映全球地表發(fā)展階段的概念,又稱為大地構(gòu)造旋回。1962年,黃汲清將阿爾卑斯旋回進(jìn)一步劃分為印支、燕山和喜馬拉雅3個(gè)次一級(jí)的構(gòu)造旋回。 構(gòu)造疊加和構(gòu)造置換 構(gòu)造疊加構(gòu)造疊加是指已變形的構(gòu)造又再次變形而產(chǎn)生的復(fù)合現(xiàn)象。兩期變形可以分屬

9、兩個(gè)構(gòu)造旋回，或是同一構(gòu)造旋回相繼的構(gòu)造幕，也可以是同一幕的遞進(jìn)變形過程。疊加主要表現(xiàn)在褶皺的疊加。 構(gòu)造置換構(gòu)造置換是巖石中的一種構(gòu)造在后期變形中或通過遞進(jìn)變形過程被另一種構(gòu)造所代替的現(xiàn)象。最常見的構(gòu)造置換就是層理在褶皺發(fā)展過程中被新生的軸面劈理或片理所置換。層理被新生面理置換過程示意圖（據(jù)Turner和Weiss, 1963）構(gòu)造繼承和構(gòu)造新生 如果前期構(gòu)造控制或影響了后期構(gòu)造的形成和發(fā)展，后期構(gòu)造保留了前期構(gòu)造的某些主要特點(diǎn)，即為構(gòu)造繼承構(gòu)造繼承。 構(gòu)造新生構(gòu)造新生有兩重含義：1）后期構(gòu)造不受前期構(gòu)造的影響或制約，形成一套在方位、幾何形態(tài)、類型和樣式上完全不同的構(gòu)造；2）后期構(gòu)造改造并使

10、前期構(gòu)造的一部分或全部卷入到后期構(gòu)造之中，形成一套完全服從后期變形的全新構(gòu)造。世代和序列 構(gòu)造世代構(gòu)造世代主要是指不同旋回或不同構(gòu)造幕中形成的構(gòu)造順序。在一個(gè)構(gòu)造幕中形成的構(gòu)造群，就是一個(gè)世代的構(gòu)造。 不同時(shí)期的構(gòu)造群按其發(fā)育的順序構(gòu)成一個(gè)完整的序列，即構(gòu)造序列。構(gòu)造序列。為什么要學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)？THE EARTH IS A DYNAMIC PLANET 地震（Earthquakes） 火山噴發(fā)（Volcanic Eruption） 海嘯（Tsunami） 高原隆升（Plateau Uplift） 地殼斷裂（Crust Fracture） 大陸碰撞（Continental Collision）

11、2022-5-2地震誘發(fā)印度洋大海嘯（2004年12月26日）印度尼西亞班達(dá)亞齊海嘯印度尼西亞班達(dá)亞齊海嘯前（左）和后（右）衛(wèi)星遙感圖片對(duì)比前（左）和后（右）衛(wèi)星遙感圖片對(duì)比四川汶川映秀鎮(zhèn)2008年“5.12”大地震地震前美麗的北川縣城遭遇地震浩劫后的北川縣城汶川地震是印度板塊惹的禍 印度板塊向亞洲板塊俯沖，造成青藏高原快速隆升。高原物質(zhì)向東緩慢流動(dòng)，在高原東緣沿龍門山構(gòu)造帶向東擠壓，遇到四川盆地之下剛性地塊的頑強(qiáng)阻擋，造成構(gòu)造應(yīng)力能量的長期積累，最終在龍門山北川映秀地區(qū)突然釋放。汶川地震是印度板塊向亞洲板塊俯沖，造成青藏高原快速隆升導(dǎo)致的，震源深度為10千米20千米，持續(xù)時(shí)間較長，因此破壞性

12、巨大。 青藏高原2022-5-2大陸漂移大陸漂移歐亞大陸南極大陸地震每天都在發(fā)生2008.5.18 03:00:05 2008.5.19 02:30:35 2008.5.18 03:00:05 2008.5.19 02:30:35 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的科學(xué)實(shí)踐對(duì)人類社會(huì)具有重要影響 各種資源的尋找和勘探，預(yù)測和開發(fā)； 各種工程建設(shè)，如三峽大壩，電站基地； 環(huán)境地質(zhì)滑坡、災(zāi)害地質(zhì)地震； 地質(zhì)構(gòu)造與礦藏的關(guān)系密切怎樣學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)？構(gòu)造解析的四種方法構(gòu)造解析的四種方法幾何學(xué)分析（描述性分析）幾何學(xué)分析（描述性分析）Geometrical Analysis： 認(rèn)識(shí)構(gòu)造及描述構(gòu)造幾何形式和排列組合關(guān)系、構(gòu)造要素

13、測量、野外調(diào)查觀察和地質(zhì)制圖。運(yùn)動(dòng)學(xué)分析（運(yùn)動(dòng)學(xué)分析（Kinematic Analysis）: 分析巖層和巖體變形運(yùn)動(dòng)方式：即平移、旋轉(zhuǎn)、形變和體變。動(dòng)力學(xué)分析動(dòng)力學(xué)分析(Dynamic Analysis)：闡明變形構(gòu)造形成的力學(xué)過程（即應(yīng)力相對(duì)大小和應(yīng)力作用的方向等）。流變學(xué)分析（流變學(xué)分析（Rheological Analysis）：運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)在構(gòu)造分析中通常沒有考慮到時(shí)間尺度。時(shí)間尺度對(duì)巖石變形是十分重要的。大量天然巖石的變形是涉及與時(shí)間有關(guān)的流動(dòng)塑性變形，可以通過高溫高壓實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)。43顯微構(gòu)造研究過程顯微構(gòu)造研究過程 野外采樣 室內(nèi)精確定向 巖相學(xué)觀測 組構(gòu)測量與分析 將組構(gòu)數(shù)據(jù)恢復(fù)到野外地質(zhì) 綜合解釋地質(zhì)現(xiàn)象 建立地質(zhì)構(gòu)造模型課程安排計(jì)劃和考試課程安排計(jì)劃和考試n課程總學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)，其中講課40學(xué)時(shí)，課堂實(shí)習(xí)（講課+實(shí)習(xí)）24學(xué)時(shí)。n實(shí)習(xí)地點(diǎn): 主樓608室實(shí)習(xí)課請(qǐng)帶實(shí)習(xí)指導(dǎo)書、鉛筆、橡皮、三角板、量角器。期末考試成績按100分制。最終學(xué)習(xí)成績平時(shí)成績50+期末考試成績50。參考資料參考資料 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)構(gòu)造地質(zhì)學(xué) 曾佐勛、樊光明