第一篇：2014年吉林大學水工系構造地質學復習提綱

2011-2012學年構造地質學復習提綱

一、概念

構造地質學 傾向 彎滑作用地質構造 傾角 彎流作用 原生構造水平巖層 節理

次生構造角度不整合 節理組

地質體平行不整合 節理系

滑塌作用 褶皺 節理的密度斷層 滑移作用 褶皺作用 斷層面

面狀構造平行褶皺 擦痕

線狀構造 相似褶皺 階步

走向 頂厚褶皺 生長斷層

二、簡答題

1構造地質學的研究對象和內容

2構造地質學的研究方法與研究意義

3簡述“V”字形法則

4不整合的地質意義

5不整合存在的標志

6侵入巖的產狀有哪些類型，用自己的語言描述。7Richard分類及其意義

8縱彎褶皺作用的基本特點，彎滑與彎流。

9Ramsay分類

10剪節理與張節理的區別

11斷層的識別標志

12逆沖推覆構造的分帶特征

題型：

一、概念（30）

二、判斷或填空（20）

三、簡答題（30）

四、論述題（20）

逆沖推覆構造 飛來峰 構造窗 走滑斷層 正花狀構造 負花狀構造 劈理 線 理

第二篇：構造地質學講稿（模版）

《構造地質學》講稿

第一章

緒論

一、造地質學的研究對象和內容

構造地質學

是地質學的一門分支學科，其研究對象是地殼或巖石圈的構造。

地質構造

是指組成地殼的巖石（巖體）在內，外動力地質作用下發生的變形與變位，而形成的各種（構造）現象，諸如褶皺、斷裂、劈理以及其它各種面、線狀構造等。

構造地質學研究內容

主要研究內動力地質作用

所形成的各種構造地質的形態、產狀、規模，形成條件、形成機制，分布和組合規律及其演化史，并進一步探討產生地質構造的地殼運動的方式，規律及動力來源。

內動力地質作用 下產生的各種構造現象主要是在成巖后形成的次生構造，但對沉積巖在成巖過程中、巖漿巖在侵位和結晶過程中形成的原生構造也要加以認識和研究。

構造尺度

可以分為巨、大、中、小、微、超微 等級別，不同的構造尺度其研究任務與方法不同。●野外調查通常是從小或中尺度構造現象入手； ●室內研究則為微、超微尺度研究；

●巨、大型尺度研究已屬大構造研究領域，除上內容研究之外，還需對該區地層，沉積相和建造、巖漿活動，變質作用，及成礦作用等綜合研究分析。新理論、新技術、新方法、新儀器的應用

近20-30年來構造地質學發展迅猛，如航天遙感技術（航、衛片）、地球物理探測方法的發展、電子顯微鏡的發明等，對地球的研究已從陸地延伸至海洋，從地殼表層發展到深層（超深鉆），將地球作為一個整體與天體行星進行類比研究。電子顯微鏡、高溫高壓實驗，以及晶體缺陷的研究，加深了人們對構造變形機制的深刻了解。

二、構造地質學的研究意義

理論意義

闡明地殼構造在空間上的相互關系和空間上的發育順序，探討地殼構造演化和地殼運動規律及其動力來源。實踐意義

與國民經濟建設想相關，有利的方面，如礦產資源（能源資源），水資源，受一定的構造控制，不利的方面，如地震活動，工程地質，環境地質，保護、改善利用環境地質，防止和減少地質災害等都與構造地質密切相關。構造地質學與工程地質穩定性實例

1、法國馬爾帕賽水壩薄拱壩壩高60m，底寬6.26m，頂寬1.5m，修建在片麻巖上。1959年12月2日，當水庫接近滿庫時壩體突然崩潰。其中地質上原因是壩上游拉應力分布區內陡傾張裂隙和緩傾軟弱面相連，導致孔隙水壓急劇增高，引起壩基滑移。

2、四川永川縣陳食水庫壩基滲漏，在壩基附近岸坡坡腳處，風化泥巖中發育一組與岸坡走向平行的陡傾卸荷裂隙，有的開口達20cm之大，滲漏造成的。

3、安徽梅山水庫連拱壩壩肩破裂，受右壩肩花崗巖體內一組平緩裂隙向河谷方向滑移導致。

4、意大利瓦依昂水庫滑坡事件，壩高267m，是當時世界上最高的雙拱壩。庫區蓄水后，山體突然以高達25－30m/s的速度下滑，近2億方土石迅速淤滿水庫，掀起高過壩頂100余m的涌浪，沖毀下游3KM處的村鎮，造成3000人死亡，水庫變為石庫。

三、構造地質研究方法

1、構造地質研究三大方面：幾何學、運動學和動力學，此外尚有構造發育、演化歷史分析。●幾何學

研究構造地質的形態、產狀、規模、組合型式及相互關系、各種要素的測量及其各個構造之間的相互關系，從而建立一個完整的具有幾何規律的構造體系或型式。它是運動學和動力學分析的基礎。

●運動學

根據幾何學的有關資料和數據，重塑和再現巖石在構造變形期間所發生的運動和變位，包括變形巖石內外部的運動。

●動力學

探索構造變形的作用力性質、大小、方向、應力場的演化及其發育順序，應變分析也屬于動力學研究的內容。三者之間彼此相互聯系，相輔相成的。

2、研究方法

⑴、地質測量（填圖）是基本方法，制圖、數理統計提供依據。⑵、顯微構造分析

是對中小尺度研究的修正和外充。

⑶、航、衛片解譯

擴大視域和深度，彌補野外中小尺度研究的局限性。⑷、⑸、應用力學原理，鑒定構造的力學性質和相互關系，分析形成機制及各構造之間的內在關系，以從而得出區域構造的分布和發展規律。⑹、室內測試和計算

應變測量與計算、變形（應力）礦物尤其是標型礦物的溫度壓力測試、同位素年代學測定等。

⑺、摸擬實驗

石蠟或泥巴摸擬、光彈性實驗、數學力學模擬和高溫高壓實驗，再現構造變形。⑻、⑼、⑽、⑾、⑿、⒀、⒁、⒂、⒃、⒄、⒅、⒆、⒇、⑹、歷史分析

根據地層間不整合接觸關系、各種構造之間的交切關系，結合沉積相，巖漿活動，配合同位素年代測定資料，分析構造發展的順序，劃分發育階段，恢復構造演化歷史，從而對構造的規律有一個較全部系統的正確認識。

四、構造地質學與其它學科的關系 數學

力學（彈、塑性力學、流變學、斷裂力學）古生物學

地史學（或地層學）礦物、巖石學 地貌學 地球物理 地球化學

計算機制圖等學科關系密切

構造地質學是一門實踐性很強的專業基礎學科。我們必須堅持唯物主義的認識論，理論聯系實際，才能學好用這門學科，并使之向前發展。

第二章

沉積巖層的產狀及其原生構造 §1 巖層產狀、厚度及其出露特征

一、巖層的原始產狀

沉積盆地（海洋或大型湖泊）中心，形成的巖層是水平的或近水平的，而邊緣、島嶼，水下隆起等周圍的沉積物產狀具有一定的傾角，稱為原始傾斜。原始水平的巖層，經構造變動后，可變為傾斜、直立、倒轉以及各種褶皺形態，但也有仍保持近水平狀態。

二、水平巖層

巖層上下兩個面保持水平狀態，即同一層面上各點海拔高度基本相同的巖層，稱為水平巖層。其特征如下：

1、在層序沒有倒轉的前提下，地質時代較新的巖層疊置在較老的巖層之上。當地形剝蝕切割輕微的地面只出露最新巖層；如切割強烈時，老巖層則出露于河谷，沖溝等低洼處，較新巖層分布于山頂或分水嶺上，即巖層愈老出露愈低，巖層愈新其出露的位置愈高。

2、水平巖層的露頭形態，完全受地形控制，其出露線（巖層與地面的交線）在地質圖上表現為與地形等高線平行或重合，而不會相交。

3、水平巖層的厚度就是巖層頂面與底面標高之差。

4、水平巖層露頭寬度，與巖層厚度和地形坡度的變化有關。

三、傾斜巖層

由于地殼運動，使原始水平的巖層發生構造變動，形成傾斜巖層。單斜巖層可以是褶皺的一翼或斷層的一盤，也可以是區域性不均勻沉隆或上升引起的區域性傾斜。

（一）巖層產狀及其測定

1、產狀要素：走向、傾向、傾角

真傾角與視傾角之間關系為：tanβ= tanα.cosω（式中α為真傾角，β為視傾角，ω真傾向線與視傾向線之間夾角）

2、巖層產狀要素的測定與表示方法（要求學生回顧地學概論和南京實習時現場實際測量）。巖層產狀要素，通常用羅盤直接測量，有些情況下需用作用法，赤平投影法求出巖層產狀要素。

⑴

層產狀文字表示法：通常只記錄傾向和傾角即可，走向則通過傾向加或減90度換算。● 方位角

SW205°∟25°或205°∟25° ● 象限角法，以北或南作為起點（0°），一般記為 N65°W∟25°或 NW65°∟25° ⑵ 符號表示（用于地質圖上）

（二）巖層的厚度 真厚度、視厚度、鉛直厚度三者具有一定的三角函數關系附錄V有詳細介紹。

（三）傾斜巖層的露頭形態（V字形法則）（本章重點之一）● 水平巖層

露頭線與等高線平行或重合；

● 直立巖層

露頭線不受地形影響，始終呈直線延伸；

● 傾斜巖層

露頭界線復雜，表現為與地形等高線交切關系，并顯示出一定的規律性，即在經過山脊和河谷時，均呈“V”字形態展布即“V”字形法則。有下列三種情況：

1、巖層傾向與地面坡向相反：在山脊處“V”字形尖端指向山下，在溝谷處“V”字形尖端指向上游。

2、巖層傾向與地面坡向相同，且巖層傾角大于地面坡角時，在山脊處“V”字形尖端指向山下，溝谷處“V”字形尖端指向上游。

3、巖層傾向與坡向相同，但巖層傾角小于地面坡角時，“V”字形尖端在山脊處指向山下，溝谷處指向上游。1、3兩種情況相似，不同的是后者“V”字形彎曲大于等高線，而前者“V”字形彎曲度小于等高線。示圖。

（四）巖層的露頭寬度（自學）

巖層厚度、傾角、坡角、坡向與巖層傾向，傾角之間關系的影響，學生自己閱讀即可。§2 沉積巖層的原生構造

沉積巖是地球表分布最廣泛的巖石，其分布面積約占地球大陸面積的75%，因此，大部分地質構造是由沉積巖形成的。所以觀測分析沉積巖層的原生構造、巖層產狀和接觸關系是研究地質構造的一項基礎工作，也是本課程的基本內容之一。

舉例：安徽貴池徐橋銀礦產于奧陶系灰巖裂隙中，為脈狀礦體。奧陶系灰巖為厚層～塊層狀且大理巖化，層理看不清。地質人員對地層產狀長時間爭論不休，后來我根據大理巖中殘留的生物碎屑的排列方向，確定了原始層理，令地質人員十分信服。

● 巖層

由兩個平行或近乎平行的界面所限制的、巖性基本一致的層狀巖體。由沉積作用形成的巖層稱沉積巖層。

● 層面

上、下巖層的界面。上層面叫做頂面，下層面叫底面，兩個巖層的接觸面，既是上覆巖層的底面，又是下覆巖層的頂面。● 厚度

兩個層面之間的垂直距離。

沉積巖在沉積過程中或成巖作用過程中產生的非構造變動的構造稱為沉積巖層的原生構造。如層理、層面構造（泥裂、雨痕、印模等）、結核、疊錐以及生物遺跡等等。盡管這些都是沉積巖石學研究的內容，但是，其對構造地質的研究也有重要意義。

一、層理及識別

1、層理

是沉積巖最常見的一種原生構造，是由巖石成分、結構和顏色在剖面上突變或漸變所顯現出來的一種成層構造。

層理

按其形態可分為三種基本類型：平行層理、波狀層理、斜層理。（放映照片、展示標本或模型）細層與層系

概念介紹，示圖a為細層，圖b為層系。

2、層理的識別

（1）巖石成份變化，系由成分差異而顯示出來的層理（2）巖石結構變化，指巖石粒度和形狀的變化顯示出來（3）巖石顏色變化，由于顏色的不同顯示出層理來

（4）巖層的原生層面構造，包括波痕、泥裂、雨痕、生物遺跡及其印模等。

二、利用沉積巖原生構造確定巖層的頂面和底面

確定巖層新老關系是野外觀察研究地質構造的一個重要問題。

未經構造變動的巖層，其正常層序總是上頂下底，即上新下老，但經構造變動后巖層則可直立，甚至倒轉，新老層序倒置的現象。化石是確定新老關系和地質年代的依據，但有些無化石的“啞地層”，則只能根據原生構造和某些次生構造來確定新老層序。況且確定地層的新老關系，原生構造的方法比化石來得更容易些。（1）斜層理

（2）粒序（韻律）層理，正粒序與反粒序層理（3）波痕（4）泥裂

（5）雨痕、冰雹痕及其印模（6）沖刷充填構造

（5）古生物化石的生長和埋藏狀態 §3 地層之間的接觸關系

一、整合與不整合

1、整合：巖層連續沉積，層序無間斷、產狀一致、時代連續或其中的生物演化是漸變。

2、不整合： 層序有間斷、缺失，即部分地層無沉積或雖有沉積但卻被剝蝕。

二、不整合類型

（一）平行不整合：下降沉積→上升、沉積間斷、剝蝕→再下降再沉積；不整合面上有下伏巖層組成的礫石、古風化殼、古土壤層。

（二）角度不整合

特征：缺失部分地層，上下巖層產狀不一致呈一定的角度相交，不整合面上有下伏巖層組成的底礫巖，古風化殼，古土壤層等。

形成過程：下降沉積→褶皺上升（伴有斷裂活動、巖漿活動，變質作用等）→沉積間斷、遭受剝蝕→再下降再沉積。反映上覆地層沉積之前，曾發生過褶皺等重要的構造事件。

（三）地理不整合（區域不整合），指局部為平行不整合接觸，但大范圍內卻是角度不整合。

（四）嵌入不整合三、不整合的研究

（一）確定不整合的存在（重點）

1、地層古生物方面的證據：化石反映出生物演化的不連續性（種、屬的突變），生物群落迥然差異。

2、沉積方面的標志，存在侵蝕面、古風化殼、古土壤以及Fe、Mn、P、Ni，稀土或鋁土礦等，底礫巖。

3、構造方面的標志：產狀，變形變質程度。

4、巖漿活動和變質作用方面的標志。

（二）觀察研究不整合面及其上、下地層的產狀，巖性及時代。

1、詳細測制剖面，研究巖性，巖相和化石，確定時代，觀察構造形態，變質情況，巖漿活動等。

2、礫石來源、粒度、圓度、分選性、排列方向等。

3、制圖、素描圖、照相等

（三）研究不整合的空間和類型變化

舉例

寧鎮山脈J1-2xn與下覆地層的接觸關系，在棲霞山高地為不整合，仙鶴觀J1-2和T3h為平行不整合，在鐘山則為整合接觸關系。

（四）確定不整合的形成時代（重點）形成時代：不整合面之下覆相對最新的地層時代為下限，不整合面之上相對最老的地層時代為其上限，缺失地層時代為其形成時代。注意二點：

①

取下覆最新時代為下限，兩者之間相隔最近的時代為不整合形成時代；

②

同一次構造運動周期不同地區有先有后，時間可長可短，缺失地層并不一致，這是褶皺幕的穿時代性的反映。③

大范圍內，可發生多次構造變動，形成多個角度不整合和平行不整合，在接近大陸的地方，幾個不整合面往往逐漸歸并為一個角度不整合，其向缺失地層很多，實際上是包含了多次地殼運動所經歷的構造事情。

④

注意“缺”與“失”的關系，如我國華北O2/C2，是缺失O3、S、D、C1，還是原先有沉積，后來剝蝕掉即“失”去了。§4 軟沉積變形

軟沉積變形

指沉積或成巖作用過程中形成的非構造應力作用形成的變形。沉積物此時尚未固結成巖，處于塑性或半塑性狀態，故稱之為軟沉積變形。

一、負荷作用形成的軟沉積變形 負荷構造、火焰構造、砂球和砂枕（視圖）

二、滑塌和滑移作用

滑塌褶皺、爬折構造、卷曲層理（視圖）

三、與孔隙液壓效應有關的軟沉積變形 砂巖墻、碟狀構造

四、軟沉積變形的成因機制

內因：沉積物力學性質高度塑性，抗剪（切）強度極差。

外因：一定角度的斜坡地形和地震、風暴、海嘯等外部誘發因素。

第三章

地質構造分析的力學基礎

一、力和體力

1、力： 物體相互間的一種機械作用

2、接觸力：物體與物體間的作用力

3、面力：作用在物體表面的接觸力

4、應力集中：接觸面積與物體邊界面積比量級很小時，即集中

5、體力：非接觸力作用在物體內部每一支點上時，為體力

二、外力和內力

1、外力：外界物體向研究物體施加的作用力

2、內力：外力作用引起的物體內部各點之間的相互作用力

三、應力、正應力、剪應力

1、應力：在外力作用下，物體內任一截面單位面積上的受力大小

2、正應力：垂直截面的應力，以ζ表示

3、剪應力：平行截面的應力，以η表示

四、主應力、主方向、主平面

1、主應力：某一截面上只有正應力，沒有剪應力時的正應力

2、主方向：主應力的方向

3、主平面：垂直于 主應力的平面

五、應力橢球體和應變橢球體

1、應力橢球體：

ζ1—最大壓（最小拉）應力軸；

ζ2—中間應力軸；

ζ3 —最小壓（最小拉）應力軸

故：ζ1＞ζ2＞ζ3

2、應變橢球體：

A(X)—最大應變軸；

B(Y)—中間應變軸；

C(Z)—最小應變軸

六、應力分析簡介

1、常見的應力狀態：

單軸應力狀態：一個主應力不為零，其余兩個均為零

雙軸應力狀態：一個主應力為零，其余兩個均不為零

三軸應力狀態：三個主應力均不為零，且ζ1＞ζ2＞ζ3

2、二維應力狀態分析（平面應力狀態分析）

若：有兩軸主應力（ζ1，ζ2）作用在斜截面（AB）上，且 ζ1＞ζ2，ζ3 = 0；分析斜面（AB 面）上的應力狀態。

規定：α—AB法線與ζ1的夾角，AB線—AB 面的截線，單位長度（=1）

∵ AB = 1，∴ OA = sin α，OB = cos α

又∵ ζ = P / A ，P = ζ A

∴在 OA 面上的正應力 P2 = ζ2 OA = ζ2 sin α ，在 OB 面上的正應力 P1 = ζ1 OB = ζ1 cos α（1）在垂直AB面上的力： 為 P1 和 P2 的分力之和：

即 ： Pn = P1n + P2n = P1 cosα+ P2 sinα

AB面上的正應力： ζα= P1 cosα+ P2 sinα

= σ1 cosα cosα+ σ2 sinα sinα

= σ1 cos 2 α + σ2 sin 2 α

σ1 + σ2

σ1σ2

= ———— sin2α

（2）

討論：

由（1）：當α= 0 時，cos 2α= 1； ζα = ζ1（最大）； ζ2 不起作用

說明：垂直該面的應力對該面作用最大

平行該面的應力對該面無作用

由（2）：當α= 0 時，ηα = 0

當α= 90° 時，ηα = 0（2 α= 180 °）

當α= 45° 時，ηα 達最大值（2 α= 90 °）

σ1-σ2

即： ηα = ————

說明：與主應力呈45 °的面上剪應力最大，易產生剪切面

第四章

變形巖石應變分析基礎

一、變形與變位

1、變形（strain）：

巖石體受到應力作用后，其內部各質點經受了一系列的位移從而使巖石體的初始形狀、方位或位置發生了改變。

2、位移：物體內各質點的位置在變形前后的相對變化。（平移、旋轉、體變、形變）平移、旋轉：改變坐標，不改變形態（內部各質點相對位置不變）體變、形變：改變形態和體積（內部各質點相對位置改變）

二、應變的度量（應變測量）

應力狀態：某一瞬間作用于物體上的應力情況

應變狀態：物體變形后的狀態

1、線應變：

（1）定義： 變形前后線段長度的變化（ε）

（2）應變量計算：

l 1-l 0

A、單位長度比：ε= ——

l 0 式中： ε—線應變量；

l 0、l 1—變形前、后同一線段的長度比（伸長為正；縮短為負）

B、平方長度比：λ=(l 1 / l 0)2 =(1+ ε)2

式中：λ—變形前、后同一線段的長度比的平方

2、剪應變：

（1）定義：

角應變：變形前相互垂直的兩條直線，變形后其夾角偏離直角的量（ψ）

剪應變：角應變的正切（γ）（（2）應變量計算：

γ= tgψ

（右偏為正；左偏為負）

三、均勻應變與非均勻應變

1、均勻應變：

（1）定義：物體內各質點的應變特點相同的變形

（2）特點：變形前的直線，變形后仍是直線；變形前的平行線，變形后仍是平行線

2、非均勻應變：

（1）定義：物體內各質點的應變特點發生變化的變形

（2）特點：變形前的直線，變形后為曲線或折線；變形前的平行線，變形后不在保持平行

3、連續變形：物體內從一點到另一點的應變狀態是逐漸變化的（彎曲）

4、不連續變形：物體內從一點到另一點的應變狀態是突然變（斷開），褶皺是一種非均勻連續變形

四、應變橢球體

1、定義：用來表示應變狀態的橢球

2、特征：

（1）變形前是球，均勻變形后為一橢球

（2）有三個相互垂直的主軸（X、Y、Z），分別代表最大、中間、最小應變軸（或λ

1、λ

2、λ3；A、B、C）

（3）有三個相互垂直的主平面（YZ、XZ、XY），分別垂直X、Y、Z軸

（4）應力與應變有密切關系：

最大應變軸平行最小壓應力軸和最大張應力軸 最小應變軸平行最大壓應力軸和最小張應力軸

五、弗林（Flinn）指數

表示應變橢球體的形態—應變強度

k = tanα =(a-1)/(b-1)

式中：a = X / Y =（1+ε1）/（1=ε2）

b = Y / Z =（1+ε2）/（1+ε3）討論：

k值相當于p點與原點（1，1）的斜率

k=0

單軸旋轉扁球體（軸對稱縮短）

1＞k＞0

扁形橢球體（壓扁型）

k=1

平面應變橢球體

∞＞k＞1

長型橢球體（收縮型）

k=∞

單軸旋轉長球體（軸對稱伸長）

六、旋轉變形與非旋轉變形

1、非旋轉變形：代表應變主軸方向的物質線在變形前后不發生方位的改變

2、旋轉變形：代表應變主軸方向的物質線在變形前后發生了方位的改變

七、遞進變形

1、有限應變（總應變）： 物體變形的最終狀態與初始狀態對比發生的變化

2、遞進變形：變形的發展過程（許多微量應變逐次疊加的過程）

第五章

巖石變形行為

（自學為主）

第六章

劈理

就幾何形態而論，任何構造都可看成是面狀構造或線狀構造。

面狀構造和線狀構造都可以分成為“透入性”和“非透入”性兩類。透入性構造

均勻地彌漫于地質體中的構造，反映地質體作為一個整體，也均勻地發生了變形。

非透入性構造

以一種不連續面分散于地質體中，變形僅發生在不連續面及其附近，將均勻連續的地質體分成若干部分，所以又稱為“分劃性”構造。

透入性和非透入性是相對性概念。如圖7-1中的S2小尺度觀察是透入性構造，微小尺度劃分不連續的分劃性構造了。

§1 劈理的結構、分類和產出背景

一、劈理巖石的域組構（cleavage domain）劈理域和微劈石（microlithon domain）(一)劈理域的形態及排列

1、劈理的平面度—劈理域的平面程度 ●

平直； ●

粗糙； ●

鋸齒狀； ●

縫合線狀的

2、劈理的排布格式 ●

平行劈理 ●

交織劈理

（二）微劈石的結構 ①由粒狀礦物組構，無優選方位；②常保持先存板巖和千枚巖的面理。

（三）劈理的間隔 兩劈理面之間垂直距離，5-20cm-0.01mm（上下限）（C.MCA.Powell,1979）

（四）劈理域的相對寬度 劈理域寬/微劈石寬或劈理域寬度總量/巖石測線總長度×100%計量。

劈理域寬成劈理帶，劈理域窄顯示面狀分割特點。

二、劈理分類

（一）傳統分類：流劈理、破劈理、滑劈理

（二）劈理的結構分類 C.MCA.Powell，（1979）提出“用帶有成因含義的術語來描述劈理構造弊病很多”，因此，需要有一個描述劈理組構和形態的分類方案。G.E.Borradail & G.H.Davis等人的方案

1、連續劈理

礦物均勻分布，完全定向，或在顯微鏡下辨別出劈理域和微劈石者，如板劈理，千枚理，片理和片麻理。（1）板劈理

富泥質的低級變質巖中，具良好的可劈性、使巖石劈成十分平整的石板，但顯微尺度下，劈理域卻是交織排布的。與板劈理有關的變形包體，礦物晶粒、碎屑、結核、化石、斑點等。（2）千枚理和片理，礦物結晶顆粒較大，肉眼可見與板劈理相區別之。①富層狀硅酸鹽巖石（云母片巖類），如“千枚狀構造”。②復礦物成分巖石中的片理（云母石英片巖）③粒狀單礦物巖（大理巖、石英片巖）

（3）片麻理，深變質巖中的劈理，由深淺兩色礦物條帶組成，與千枚理和片理比較通常連續性較差。

2、不連續劈理，劈理間隔肉眼可見，露頭和手標本可顯示其不連續的構造特征。按微劈石域的結構，可分為間隔劈理和褶劈理。

（1）間隔劈理，過去稱為破劈理。顯微鏡下觀察劈理域的主要成分是粘土質和碳質等不溶物（Nickelsen,1972），過去認為是剪切滑動，實際是壓溶成因。

（2）褶劈理，肉眼可見間隔切過先存在的連續劈理為特點，間隔大小0.1mm-10mm。早期連續劈理發生撓曲或微褶皺。進一步可分為： ①漸變褶劈理 ②帶狀褶劈理 ③分隔褶劈理

近年來，Gray和Durney（1979）強調壓溶作用在褶劈理的成因。

三、不同地質背景上發育的劈理

（一）軸面劈理

巖性均一，在韌性差小的巖系里，平均韌性高，與軸面平行性越高，反之韌性差較大，強弱相間的巖系里軸面劈理則發生散開和聚欽。強巖層呈正扇形，弱巖層中呈反扇形。

軸面劈理形成于褶皺作用的晚期，是最大的擠壓面（AB面）⊥ζ1。近年研究認為軸面劈理是壓扁和壓溶作用結果。隨著軸面劈理的形成彎滑作用逐漸為剪切褶皺作用所代替。

（二）層間劈理

（三）順層劈理 代表褶皺前期一組擠壓應變面，但亦有人認為是沉積變質過程中重荷、重結晶的結果。

（四）斷裂劈理 在斷裂的兩盤巖石中或斷層帶中，與斷裂具有統一的力學機制。（斷層一章講授）

（五）區域劈理

§2 劈理的形成機制

一、劈理的形成作用

1、機械旋轉

2、重結晶作用

3、壓溶作用

4、晶體塑性變形

二、劈理的應變意義

即與應變橢球體的關系 §3 劈理的野外研究

一、區分劈理與層理

二、測定劈理參數、描述劈理的結構特征

1、劈理的間隔，大間隔75mm，小間隔1-5mm，微間隔0.01-0.1mm，連續<0.001mm

2、劈理域的形態

3、微劈石的結構

三、觀察和測量劈理和層理之關系

1、利用劈理判斷相鄰巖層運動方向

2、確定正常與倒轉，背向斜位置

3、劈面與軸面平行或以軸面對稱面對稱分布，赤平投影上，劈理極點投影不是與軸面一致，就是與軸面對稱分布。

4、圓柱狀褶皺劈理與層理分線與褶皺樞紐平行，都代表褶皺變形的中間高變軸。

四、利用劈理特征推斷巖石變形機制和構造環境。

五、研究變斑晶外面理，探討變形與變質作用的關系。

六、觀察交切關系，建立先后發展順序。

第七章

線理

線理（Lineation）

巖石內部或表面的各種平行線狀構造，主要是露頭或手標本上的平行透入性構造。而與褶皺有關的線狀構造如樞紐。香腸構造、窗欞和桿狀構造等也被看為作粗大的線理。§1 變形巖石中的小型線理

一、拉伸線

形成方式有二：其一物質塑性流動過程中的伸長變形，位于ab面之上，指示物質運動方向，代表應變橢球體的長軸方向，為a線理；其二是輾滾而成。使物質垂直力偶作用的方向拉伸，這種線理常與褶皺樞紐平行，為b線理。

二、生長線理 針狀、柱狀等礦物定向排列構成，它們都是巖石在變形和變質過程中壓溶和重結晶作用的產物。因而反映巖石重結晶流動方向。有時在動力變質帶上，在強大的應力作用下，礦物生長往往不依結晶習性，卻屈服于應力生長，如斷層面上的石英、方解石纖維狀晶體。均屬a線理。

三、皺紋線理

發育在千枚巖、片巖中，由早期劈理或片理揉皺成的平行定向構造，與褶皺或褶劈有關，平行褶皺樞紐，稱b線理。

四、交面線理

兩個面狀構造的交線，如層理與面理，面理與面理之交線，與褶皺樞紐β平行，稱b線理。§2 變形巖石中的大型線理

石香腸，窗欞和桿狀構造最為常見。

一、石香腸構造（Boudinage structrue）

根據人工模擬實驗結果，繪圖分別介紹張裂石香腸、剪切型石香腸、粘滯性、褶皺型石香腸的特征和形成機制

石香腸與組構軸關系，縱彎褶皺中平行樞紐，橫彎褶皺中空間上呈“巧克力方盤”狀。

二、窗欞構造（mullion structrue）窗欞構造是強裂褶皺中的大型線理，非型為圓核計柱體或呈波狀起伏的渾圓楔狀，表現常有一層應礦持薄膜。成因分類：

1、節理式窗欞構造

2、腫縮式窗欞構造

3、褶皺式窗欞構造

三、鉛筆構造（pencil structrue）

發育在泥板巖和粉砂質板巖中的一種線狀構造，成因是由二組或二組以上平行面狀構造交切分割而成。

四、桿狀構造

由石英、方解石或其它成份單一的強硬巖石物質構成，成帶成束地出現在變質巖中。其與窗欞構造的區別在于桿狀構造是由變質作用中產生的析離體組成，析離體在未分裂或輾滾成棒之前，一般呈囊狀、透鏡體或似層狀分布于面理之間。與樞紐平行應為b線理。

五、壓力影構造

§3 線理的野外研究 線理作為一維變量，是反映巖石變形和變質過程中物質運動方向的良好標志。線理位于運動面上，即ab面上，平行或垂直運動方向，指示主要運動方向，通過線理研究可揭示大型構造形成方式和形成過程，恢復區域構造變形史。

一、區分原生線理及次生線理，實測產狀。

二、正確進行線理定向，確定線理的運動軸型 B.Sander（1926）座示系統介紹

三、認識線理與大構造的關系，為區域構造分析提供依據

1、根據線理與層理走向相交關系，推測褶皺樞紐（β）產狀。

2、如果大型褶皺發育了軸面劈理，則應注意平行軸褶的各種交面線理，寄生褶皺以及其它大型線理的構造表現及組合型式。

3、注意拉伸線理在軸面上的表現展布

4、斷層滑動面上的線理往往指示斷層運動方向，輾滾成因的線理的代表中間應變軸，它指示斷層三度空間的真實延伸方向。

四、與線理的研究要同時進行的工作

1、新生線理礦物組合，推測線理生長時期的變形環境；

2、應變測量，確定線理生長期巖石變形情況。

五、劃分線理的形成期次

第八章

褶皺

褶皺（folds）——巖石受力后發生彎曲變形，原來巖石中近乎垂直的面，變成了彎曲面，它們可是So，Sx，巖漿巖的流面，甚至節理面和斷層面等等。巨、大、中、小、顯微尺度的規模。§

1、褶皺和褶皺要素

一、褶皺的基本類型 ①背斜與向斜 ②背形與向形

③褶皺面向：在褶皺軸面上⊥β觀察地層變新的方向

二、褶皺要素 核、翼、拐點、翼間角、樞紐、軸面、軸跡、脊線、樞線、軸陷、軸隆（高點）

§

2、褶皺描述 正交剖面概念

圓柱狀褶皺：一軸線平行自身移動形成的彎曲面。

非圓柱狀褶皺：凡不屬于上述特征的褶皺，其中有一特殊類型即圓錐狀褶皺。它是由一軸線一端固定，以某一角度繞旋轉軸進行旋轉而成。

一、轉折端的形態（圓弧褶皺、尖棱褶皺、箱狀褶皺、撓曲褶皺）

二、翼間角 反映褶皺緊密程度

三、樞紐：指向；傾伏端、揚起端

四、褶皺的大小，波長，波幅

五、褶皺的對稱性

Z、M、S型褶皺；倒向（從屬褶皺的軸面的傾倒方向）

六、平面輪廓

§2 褶皺的形態描述

一、橫剖面上褶皺形態描述

1、根據軸面產狀和兩翼產狀：

●直立褶皺 ●斜歪褶皺 ●倒轉褶皺 ●平臥褶皺 ●翻卷褶皺

2、對稱性：

●對稱褶皺（軸面與水平面或包絡面垂直）；●不對稱褶皺（軸面與水平面或包絡面斜交）。

3、據翼間角大小分：

▲平緩褶皺：翼間角小于180°，大于120° ▲ 開闊褶皺：翼間角小于120，大于70° ▲ 閉合褶皺：翼間角小于70°，大于30° ▲ 緊閉褶皺：翼間角小于30°

▲ 等斜褶皺：翼間角近于0°，兩翼近平行

4、據褶皺面彎曲形態：圓弧褶皺、尖棱褶皺、箱狀褶皺、扇狀褶皺、撓曲褶皺

5、據各層彎曲形態變化規律：協調褶皺、不協調褶皺

二、褶皺在平面（地面）上的露頭形態 ◆穹隆構造

L/W≮3:1的背斜 ◆構造盆地

L/W≮3:1的向斜 ◆短軸褶皺

L/W=3:1-10:1 ◆線狀褶皺

L/W≯10:1 狹長形褶皺

§3 褶皺的類型及褶皺的組合型式

一、褶皺的位態分類（M.J.Rickard,1971）

（一）、Rickard三角投影網的結構特征

示圖說明

（二）、Rickard的七大類褶皺

Rickard 分類表

樞紐傾伏角γ

軸面傾角α水平（0°-10°）傾 伏（10°-80°）近直立（80°-90°）

近直立（80°-90°）Ⅰ 直立水平褶皺Ⅱ 直立傾伏褶皺Ⅲ 傾豎褶皺

傾

斜（10°-90°）Ⅳ 斜歪水平褶皺Ⅵ 斜歪傾伏褶皺

Ⅶ 斜臥褶皺

近水平（0°-10°）Ⅴ平臥褶皺

上表只要抓住其命名原則，就不難記住。

命名原則是：軸面產狀＋樞紐產狀＋褶皺＝褶皺名稱

（三）、特征：

①正確地反映褶皺三維空間形態和產狀特征，避免前述二維空間對褶皺觀察描述的偏面性。②七個區代表大類型變化范圍，各區面積大小，代表自然界中出現的機率。③定量化描述，便于統計分析

④易觀察某地區褶皺的產狀變化規律

二、褶皺橫越面的幾何類型

（一）平行褶皺和相似褶皺

Han Hise.C.k.（1896）根據褶皺巖層的厚度變化及各層之間的幾何關系劃分的二類型

1、平行褶皺(parallel folds)又名同心褶皺(Syncore

folds)，指各巖層成平行彎曲，象兩條鐵軌一樣平行延伸，其間的寬度（厚度）處處相等；具有一個共同的曲率中心，向內弧方向曲率逐漸增大，往深部最終消失。

2、相似褶皺（Similar folds）

各層的曲率基本不變，無共同的曲率中心，褶皺形態往深部延伸，保持不變；同一層巖真厚度翼薄頂厚，但平行褶皺面方向量度的“厚度”在各部位保持不變。

（二）據各褶皺層面之間的幾何關系分類

1、協調褶皺（harmonic folds）

2、不協調褶皺(disharmonic folds)

（三）蘭姆賽的褶皺幾何分類(J.G.Ramsay, 1967)分類依據是根據褶皺橫截面（⊥β）上褶皺層的等傾斜線型式和厚度變化參數所反映的相鄰褶皺面的曲率關系。

等傾斜線的繪制：①在⊥β的照片或橫剖面圖上，以實際水平線為基準；②以基準線，按一定角度間隔（10°，20°?）作相鄰褶皺的切線；③連接等斜切點即為等傾斜線。蘭姆賽的三類五型褶皺

Ⅰ類：ⅠA 頂薄，等傾斜線強烈向內收斂，不等長 ⅠB 等厚，等傾斜線向內弧收斂，等長

ⅠC頂厚，等傾斜線向內弧輕微收斂，不等長

Ⅱ類：等傾斜線平行且相等，曲率相等，相似褶皺 Ⅲ類：等傾斜線向外領、內撒開、倒扇形、頂厚褶皺

三、同沉積褶皺和底辟構造

（一）同沉積褶皺（Synsedimentary folds）

（二）底辟構造(diapiric structure)和鹽區(Salt dome)同沉積褶皺顧名思義，褶皺與巖層沉積同時形成，有3個特征：

①

產狀，褶皺兩翼上部產狀緩、下部變陡，總體多為開闊褶皺。②

厚度變化，在背斜頂部厚度小（甚至缺失），兩翼巖層厚度最大。

③

結構上的變化，背斜頂部則因水淺，粒度粗大，而向斜中心部位則因水體較深，粒度最細。（示圖）

底辟構造是地下深部高韌性巖體（如巖鹽、石膏、粘土或煤層等，在構造作用力下，或者由于巖石間密度差異所引起的浮力作用下，向上流動或擠入（刺入）上覆巖層之中而形成的一種構造。如巖漿上升侵入圍巖，使圍巖發生撓曲時，則可形成巖漿底辟構造。（示圖）

四、褶皺的組合型式和分布

（一）阿爾卑斯式褶皺（Alpinotype folds）

又稱全形褶皺，基本特點是： ①

褶皺呈線狀成帶展布，走向與構造帶一致； ②

背向斜同等發育，布滿全區。

③

不同級別的褶皺往往成復背斜和復向斜構造，是造山帶強烈地帶主要構造樣式。復背斜和復向斜概念。

（二）侏羅山式褶皺（Jura-type folds）

又稱過度型褶皺，其代表性構造是隔檔式與隔槽式褶皺，隔檔式褶皺又稱梳狀褶皺。其成因是沉積蓋層在剛性基底的軟弱層上滑脫變形或薄皮滑脫的結果，屬于造山帶前陸的構造現象。

我國湘、鄂西、黔北和川東發育外，在湘贛一帶也廣泛發育。（示圖）

（三）日爾曼式褶皺（German-tpye folds）

又稱斷續式褶皺：主要發育于構造變形輕微的地臺蓋層中，以卵圓形穹隆，拉長的短軸背斜或長垣為主。

褶皺翼部產狀很緩，甚至近水平，但規模很大，延長數十公里以外，可以弧零地產出于水平巖層中，背斜、向斜發育不同等，展布無定向，有的成群分布，呈雁行式排列。這類褶皺常產于北美地臺上，區域性巨大盆地中，在中國川中以及柴達木盆地之中也有類似褶皺。

五、疊加褶皺（Superimposed folds）

（一）疊加褶皺的三種基本型式（蘭姆賽，1967）示圖說明： Ⅰ

型：晚期褶皺最大應變軸（A、X、a1）或流動方向a2與早期褶皺的軸面平行，兩期褶皺的樞紐（中間應變軸B、Y、a2）方向不一致，一般呈大角度相交，這種類型褶皺相當“橫跨”“斜跨”褶皺。

F1的軸面變形影響不大，而β1再褶皺，呈有規律的起伏，表現為穹盆相間的構造，類似兩個波疊加，波峰+波峰=峰更高，波谷+波谷=谷更低，波峰+波谷=中和，相當一個鞍部。Ⅱ 型、a2⊥s1（或大角相交）B1?b2成中等或大角度相交

F1常為緊閉或等斜的斜歪褶皺，平臥褶皺，S1與翼一起褶皺，B1也同時褶皺，形成平面上的新月型或蘑菇型褶皺。

Ⅲ 型、共軸疊加褶皺，a2?s1成大角度相交，但B1‖b2。F1之S1和兩翼共同被褶皺，尤其在正交剖面上更為清楚，可出現雙重褶皺或鉤狀閉合褶皺。§4 褶皺形成機制

一、褶皺形成機制的基本類型

（一）縱彎褶皺（Buckling）

即順層擠壓力作用下，巖層發生褶皺。●單層縱彎（或多層粘結很牢的一套巖層）。中和面、拉張區與擠壓區

●當多層（一套巖層）縱彎作用，無中和面、層面的往往起著重要的作用，常通過下列二種方式形成褶皺。

1、彎滑作用（flexural sliping）這種情況下，當兩硬層夾一軟弱巖層時，則在上下硬巖層滑動的力偶作用下，使薄層軟弱（韌性）層產層間小褶皺可幫助我們確定層序倒轉與否及背、向斜的位置。

方法是：新巖層總是向背斜轉端滑動，老巖層則對反方向滑動，畫作層間小褶皺的軸面，與主褶皺面所交銳角光指示相鄰居層相對滑方向，滑動方向一經確定，就可確定背、向斜的位置，也知道巖層正常與倒轉。

2、彎流作用（flexural flow）

指巖層產生褶皺變形時，不僅有層間滑動，而且會有巖層內部的物質流動現象。

（二）橫彎褶皺作用（Bending）

即巖層受到層面方向外力作用（預托作用）。如巖漿底群、鹽丘等都可能導致上覆巖層的橫彎褶皺作用。

（三）剪切褶皺（Shear folding or slip folding）

又稱滑褶皺，是沿一系列與層面不平行的密集劈理面發生差異性的滑動而形成的“褶皺”，所以層理面S0不起作用，只是作為褶皺的標志，故又稱之為被動褶皺作用。

（四）柔流褶皺作用（Rheid folding）

指高韌性巖石（巖鹽、石膏或煤層）或處于高溫高壓環境下變成高韌性體，受到外力作用產生的粘性流動（既有層流動又有紊流），形成復雜多變的褶皺。混合巖化變質作用地區常見構造。

（五）膝折作用

是兼具彎滑褶皺作用和剪切褶皺作用兩種特征的特殊褶皺作用，主要出現在巖性較均一的薄層巖石或片理化的淺變質巖中。

其形成方式，在一定的圍壓限制下，受到與層理或面理近水平或斜交的壓應力作用，巖層順層間滑動，但又受到限制常使滑動面發生急劇的轉折。（示圖）

二、褶皺形成過程中的壓扁作用。（示圖）

三、影響褶皺作用的主要因素

（一）層理的影響

（二）厚度和力學性質的影響（主波長理論）

畢奧特(M.A.Biot，1957，1965)和蘭伯格（1963）通過模擬實驗和野外褶皺的實際觀察研究，對側向縱彎作用下的褶皺發育機制進行了力學、數學分析彈性彎曲（虎克體），粘彈性層彎曲（牛頓流體）作用。巖性在地表條件下的變形基本上是彈性的（ζ=Eε）即ζ∝ε。可將巖層當作彈性板來考慮，其形成的褶皺波長與作用大小有關。

巖石在地下深處，較高的溫壓條件下，在小應力長期作用下，不同的巖石可以看作是粘度各異的粘性固體的變形，可簡化為牛頓體的變形來表達，即應力與應變速率成正比（ζ=με），巖石的粘度在變形中起著主導作用，粘性大的巖層在褶皺發育過程中起骨干作用，這種巖層稱為能干層或強巖層。

設想：一厚為d的高粘度（μ1）強巖層夾于低粘度（μ2）的軟弱層之間，使其側向順層擠壓，而發生縱彎作用（示圖）。此時，強硬巖層發生縱彎曲受到兩種阻力。①來自強巖層內部阻力（f內阻）。外弧拉伸，內弧壓縮，層要彎曲，必須克服內部阻抗（f內阻），若巖層彎曲波長愈大，弧愈緩（內外曲率愈小），內阻抗愈小。所以如沒有介質的包圍，它趨向于形成最大的可能波長即一個波。②另一種阻力（f外阻）來自上、下軟弱層（μ2）。強巖層彎曲時，必須要推開上下軟弱層，而軟弱層則反作用，力圖阻止其彎曲。這種外部阻撓力與硬巖層的波長成正比，與波幅成正比（f外阻∝W，f外阻∝A波幅）。所以外部阻撓力要求褶皺的波長盡可能小。按照最小功原理，巖層將選擇做功最小，而又能抵抗這兩種阻力，使某一調和的中間值作為最易褶皺的初抬主波長Wi，即這種波長的褶皺最易發育，據畢奧特的計算：

Wi=2πd(μ1/6μ2)1/3 或

Wi/d=2π(μ1/6μ2)1/3

式中：μ1—主導層（硬巖層）的粘度；μ2—低粘度介質（軟弱層）且μ1>μ2；d—主導層的厚度。

由上式可知，主波長（Wi）與應力無關（應力只影響褶皺發育的速率）

從上式可以看出：當μ1≈μ2時，Wi≈3.46時，這樣的褶皺是非常微弱的，因此，當μ1=μ2時，只有均勻縮短，而不會有褶皺。

當硬巖層為多層巖層（μ1）時，Wi=2πd(nμ1/6μ2)1/3，主波長（Wi）除受層數（n）控制外，其它情況同單層。

（三）巖層埋深及應變速率對褶皺形成的影響

埋深：1）淺部：P.T較低，巖石呈彈性性狀，層理顯示不均一，褶皺以彎滑為主。

2）深部：P.T較高，巖石呈韌性性狀（粘彈性），巖層層理不均一性減小以至消失，褶皺作用由彎流→剪切→柔流褶皺，如太古界、元古界等變質巖區發育的相似褶皺，腸狀褶皺等，就是這個緣故。

應變速率：ε大，深部的巖石也會呈彈性彎曲或脆性。斷裂：ε小，巖石呈粘性材料（1011-1022泊），t大而ζ很小，則ε很大，巖石發生強烈褶皺。

在地表（或淺部）低T低P下，即使ζ很小，只要t呈足夠長，巖層由蠕變而發生強烈褶皺，甚至達到破壞強度。

（四）基底構造對蓋層褶皺的影響 §5 褶皺構造的觀察與研究

基本任務是：野外觀察和填圖，結合各種地質勘探（物化探、山地工程）等手段，航、衛片解釋等研究，查明褶皺的形態；產狀；組合分布特點；形成機制和形成時代；為研究區域地質構造特征，褶皺與礦產及水文、工程地質、環境地質等提供基礎資料和依據。

一、褶皺形態的研究

（一）了解區域構造總輪廓，小比例尺地質圖，航衛、片解釋分析，或在露頭良好的地區橫穿幾條路條觀察。

（二）查明地層層序和追索標志層

（三）根據褶皺各部位地層產狀確定褶皺幾何形態 ①軸面和樞紐產狀的確定

②根據同一層位在不同高度的巖層傾角變化規律，結合巖層厚度的變化，分析幾何形態，是否為平行褶皺還是相似褶皺、頂厚褶皺等。

③轉折端處巖層產狀的研究，此處層序始終是正常的。

（四）觀察褶皺出露形態及其平面圖像

示圖，重點解釋，平面圖上褶皺巖層露頭線，最大彎曲點的聯線是否是褶皺的軸跡，其方向反映樞紐的傾伏向。

①地面起伏不大，較平坦，軸面近直立，樞紐平緩者，其轉折端聯線，近乎褶皺的軸跡，其方向大致反映了樞紐的傾伏方向。②斜歪傾伏褶皺（Ⅵ），尤其斜臥褶皺（Ⅶ）形態復雜的褶皺，或地形復雜起伏較大，其聯線就不一致了。前者聯線與軸跡平行，但位置不同；后者聯線與軸跡既不平行，位置也不一樣。

這個現象可用多層不同顏色的紙褶皺后浸入水中來觀察。

（五）繪制褶皺剖面圖和橫截面圖

褶皺是個復雜的立體形態地質體，一般通過地質圖和剖面圖來表示其空間關系。剖面圖一般有2種，其一是橫剖面圖（鉛直剖面圖），其二是橫截面圖（或正交剖面圖）。正交剖面圖，故名思義，指與褶皺樞紐垂直的剖面圖，即樞紐為剖面的法線（示圖）。當褶皺樞紐傾伏時，需要作正交剖面圖來反映其形態。如樞紐的產狀是變化的，要分區段來繪制正交剖面。

二、褶皺形態的深部變化的研究 可從以下五方面入手解決：

1、峽谷深溝的陡崖上，直接觀察測量不同高程上的褶皺變化。

2、由表及里、由淺入深，從褶皺的地表形態特征推斷向下延伸的變化。

系統測量巖層的產狀，了解褶皺的幾何形態，研究各層所表現的力學性質；系統測量厚度變化，了解變形的特點，從而推斷褶皺各巖層所表現出的深部變化規律。如地表為頂薄褶皺，平行褶皺，頂厚褶皺，相似褶皺等，則向下向深部變化的情景不一樣。

3、利用物探和鉆探方法所取得的資料來確定褶皺深部形態的特點和變化

三、褶皺內部的小構造研究

與主褶皺有成因聯系的次級小褶皺（從屬小褶皺），可以反映大褶皺的形態和產狀（系統統計測量其軸面、紐樞產狀）。此外，還可利用小褶皺來判斷巖層層序正常與否，背、向斜的位置，前已述。

但需注意還有一類獨立的小褶皺，與主褶皺無成因聯系，可能是主褶皺前或之后另一次構造運動的產物。

四、確定褶皺形成的時代

按褶皺形成與成巖時間的關系可分為，成巖后的褶皺（構造運動形成），成巖之前的褶皺（同沉積褶皺）。

（一）角度不整合分析法（詳見第二章不整合的研究）

（二）巖性厚度分析法（示圖講解）

該背斜在1層沉積之前尚未隆起，背斜隆起時期是1-3層沉積時期，第4層沉積時，背斜又停止隆起。4-8層則是在8層沉積以后中又褶皺的。

此外，還可以根據與褶皺相接觸的巖漿巖體的同位素，年齡來間接確定：也可以根據壘疊加褶皺的相對先后順序，未確定相對的新老關系。

第九章

節理

1、節理的定義

節理（joint）即巖石中的裂隙（fissure or fracture），是指沒有明顯位移的斷裂。斷裂包含節理（無顯著位移者）和斷層（fault）（有顯著位移者）

2、節理研究的理論和實踐意義

實際意義：1）礦液、石油、天然氣運移通道、儲集場所，控制礦體形態。

2）地下水、石油滲透性，含油性，含水性與節理發育的密度，開啟性有關。

3）影響水工建筑物的滲漏性和巖體的穩定性。理論意義：節理與褶皺斷裂和區域性構造密切相關，它的研究對認識和闡明區域地質構造及其形成和發展方面具有重要意義。§1 節理的分類

一、幾何分類（Classification of joint）

（一）據巖層產狀關系分

1、走向節理（strike joint）

2、傾向節理（dip joint）

3、斜向節理（oblique joint）

4、層節理（bedding joint）

（二）據褶皺樞紐關系分

1、縱節理（longitudind joint）

2、橫節理（transcurrent joint）

3、斜節理（oblique joint）

注意：當褶皺樞紐是傾伏時，在轉折端（傾伏端）部位，縱節理相當拉傾向節理，橫節理相當于走向節理。

二、成因分類 原生節理：（primary joint）次生節理：（subsequent joint）

三、根據力學性質分類

1、剪節理（shear joint）

2、張節理（tension joint）

剪節理、張節理與主應力軸和主應變軸之間的關系。

（一）剪節理的特征

1、產狀穩定（沿走向和傾向均如此片）；

2、節理面平直光滑，時有擦痕，脈壁平直；

3、切割礫石或較大的礦物顆粒；

4、常發育成共軛X節理系（conjugate joint）

5、由羽列組成（feather joint or phumose joint）

6、尾端特征：①折尾；②菱形結環；③分叉

（二）張節理的特征

1、產狀不穩定

2、節理面粗糙不平整，無擦痕（Stria,slickenside）；

3、常繞礫石和粗砂顆粒而過，一般不切割；

4、多開啟性，脈體充填，形態成楔形、扁豆形等；

5、不規則樹枝狀、網狀、有時呈追蹤X型、雁行式、放射狀、同心圓狀的組合形式。

6、尾端變化、樹枝狀、多級分叉、杏仁狀結環、不規則狀；

四、節理力學性的轉化

五、雁列節理和雁列脈（en echelon joint and en echelon wein）

1、雁列脈的要素，雁列帶、雁列軸、雁列角、雁列寬度，示圖。

2、雁列的左、右列確定方法：“S”形，反“S”形

六、縫合線（suture, sutural line）

七、裂開—愈合（rack-heal）

八、羽飾構造（feather S.）

九、節理組（joint set）和節理系（joint system）

節理組：指統一應力場中一次構造作用下形成的產狀基本一致，力學性質相同的一群節理。節理系：指統一應力場中一次構造作用下形成的兩個或兩個以上的節理組，如“X”節理、放射狀節理、同心狀節理等。§2 節理的分期與配套 一定地區的節理一般是長期多次構造應力場的產物，為了探討該地區的構造變形史和古構造應力場，常常進行節理的分期與配套。

分期

就是從時間尺度上對一定地區的所有節理進行分類，劃分出先后序次，確定其長幼關系。配套

是指從親緣關系（或成生聯系）上對一定空間范圍內的所有節理進行組合，顯然一個地區至少可以有一個或多個具親緣關系的節理系。分期與配套的目的是，為研究區域構造和恢復古應力場提供依據。

一、節理的分期

1、錯開——被錯開者早于錯開者

2、限制——被限制者晚于限制者

3、互切——同時形成

4、追蹤，利用和改造——同時或稍晚

5、間接標志：不同期次節理貫入的巖脈、巖墻、巖體、巖性、結構構造上各具特色；巖脈等互相切割，交切關系等有助于確定相對先后關系。

6、不整合面上下層系中的節理發育差異。

二、節理的配套

（一）根據共軛節理的組合關系

1、擦痕、羽列，派生張節理確定共軛關系；

2、尾端變化特征；

3、利用兩組節理的相互切錯，確定共軛關系；

4、利用追蹤張節理，兩組雁列張節理等配套。

（二）根據節理發育總體特征以及節理與其它構造關系

節理的分期和配套應注意以下幾點：

1、分期與配套同時進行；

2、不能僅依據節理自身相互關系及特征，還要考慮地質背景；

3、分期配套必須在野外現場進行，有時還需要把統計分析的結論帶至野外實踐中檢驗。§3 不同地質背景上發育的節理

一、與縱彎褶皺伴生的節理

圖示講解以下各點

1、早期平面“X”節理系，應力軸ζ

1、ζ

2、ζ3，應變軸A、B、C，2、晚期平面“X”節理系（當巖層褶皺后，出現局部應力場作用）◆ 背斜轉折端“X”節理系； ◆ 向斜轉折端“X”節理系。

3、剖面“X”節理系（注意：在層理面上其走向永遠是彼此平行的，不受后期構造運動的影響）

4、橫張節理

●早期追蹤張節理，巖層褶皺后⊥樞紐β；

●褶皺樞紐傾伏端的橫張節理，節理傾角與樞紐傾伏角互余； ●晚期平面“X”節理系，在向斜核部的角追蹤張

5、縱張節理

發育于褶皺的轉折端，與樞紐平行。

6、層內剪節理

發育于層間，上下巖層相互滑動引起的與層理平行。

二、與橫彎褶皺有關的節理

環狀和輻射狀節理系，ζ1直立，ζ

2、ζ3水平

三、與斷層有關的節理

1、羽狀剪節理

2、羽狀張節理

四、與區域構造有關的節理

1、主節理；

2、系統節理和非系統節理

五、節理在分析區域構造中的作用和問題 §4 節理的野外觀測

節理自然界雖然廣泛普遍發育，但是尚未形成一套系統的研究方法。研究方法因任務不同而異，但不外乎系統的觀察、測量統計、然后結合地質構造進行分析。下面主要介紹區域性構造研究中節理觀測的內容和方法

通常在工作之前，對航、衛片進行解釋，宏觀地觀察認識工作區節理的特點和規律，常能收到事半功倍之效。航衛片上可確定節理的方向、產狀及其與各級構造的關系、節理的組合型式及其變化、節理發育程度、展布范圍和被充填的情況。

一、觀察點的選定

示研究任務而定，一般不要求均勻布點，而是根據構造情況及節理發育情況布點，做到疏密適度。

選定觀察點時，還應注意到：

1、露頭良好，最好能兩個面都能觀察到，露頭面積一般不小10m2，便于大量測量；

2、構造特征清楚，巖層產狀穩定；

3、節理比較發育，組、系相互關系明確，且觀測點要選擇在重要的構造部位；

4、一定地區各種不同的構造層，各類構造，巖體和巖石組合中的節理總是互有差異的。因此，可劃分不同的節理區域，分別進行測量統計。

二、觀測內容

1、地質背景的觀測（構造部位、地層及產狀，巖性及成層性、褶皺、斷裂的特點）；

2、節理的分類和組系劃分；

3、節理的分期與配套；

4、節理發育程度的研究；

（1）巖性對節理發育程度的影響表現為： ●韌性巖層：剪節理發育，共軛剪裂角大 ●脆性巖層：張節理發育，共軛剪裂角小（2）巖層單層厚度的影響

厚度大，節理間距大，稀疏；厚度小，節理間距小，密集；原因是層理降低強度。（3）節理發育程度常用密度或頻度表示

a、密度或頻度：指節理法線方向上的單位長度（米）內的節理條數，n條/m，n/m b、縫隙度（G）（水工建筑，油氣勘探），密度（μ）與節理平均壁距（t）的乘積，即：G=ut c、單位面積內長度表示：u=l/πr2（r半徑圓內節理總長度l）

5、節理的延伸；

6、節理的組合型式觀測；

7、節理面的觀察；

8、含礦性和充填物的觀察，含礦性、充填與否、充填物。

三、節理的觀測和記錄 §5 節理測量資料的整理

一、編制和分析節理玫瑰圖（joint rose diagram）

節理玫瑰花圖制作簡便，反映節理性質和方位比較明顯，是統計節理的一種常見圖式，分兩種路即走向玫瑰花圖和傾向玫瑰花圖。

（一）、節理走向玫瑰圖制作方法

1、數據整理，將野外測量的節理走向，按一定的方位間隔分組，換算成北東和北西方向。間隔一般采用5°或10°為一間隔，如0°-9°，10°-19°?，習慣上將0°歸入0°-9°，余類推。統計每組的節理數目，計算每組的平均走向，填入表格中。

2、確定作圖比例尺座標，選取一定長度的線段代表一條節理，然后以等于或稍大于按比例表示的，數目最多的一組節理的線段的長度為半徑，作半圓，畫上E、W、S、N線，標明方位角。

3、找點連線：從0°-9°一組開始，根據各組平均走向方位角及各組節理數目相應比例尺的線段長度確定各組節理點然后順次連點，如等組節理為零，則連線回到圓心，再從圓心引出下一組相連（邊找邊聯為宜）。

4、寫上圖名及比例尺即可。

（二）、傾向玫瑰花圖制作

按傾向方位角分組，求出各組平均傾角和節理數目，用圓周代表節理平均傾向，半徑長度代表節理條數，其余作法同上。

（三）、節理傾角玫瑰圖

按上述傾向方位角分組，求出各組平均傾角，然后用節理的平均傾向和平均傾角作圖，圓半徑代表傾角，從圓心至圓周代表0°-9°，找點連線即成。

（二）和

（三）常作在一張圖上。走向玫瑰花圖適合于節理產狀直立或近直立的情況下，不同力學性質的節理應分別作圖，或作在一幅圖上用顏色區別之。

二、節理的極點圖與節理等密圖

（一）節理極點圖

節理極點圖是根據節理法線的極點繪制的。通常在施氏網上繪制，網的圓周方位表示傾向，由0°-360°。為方便作圖，可用與施氏網原理相同的極等面積網即賴特網。網中放射線表示傾向（0°-360°），同心圓表示傾角（由圓心至圓周0°-90°）。例如一節理產狀為20°-70°，由N順時針數20°（即傾向），再由圓心向圓周數70°點即是。若產狀相同的節理數條則在旁側注明條數。為區分不同力學性質，不同規模，不同礦化的節理與褶皺、斷層的關系，可分別作圖，或畫成各種不同顏色以示區別。

（二）節理等密圖的編制

1、在透明紙極點圖上作方格網（或在透明紙極點圖下墊一張方格紙），平行EW、SN線，間距等于大圓半徑的1/10。

2、用密度計統計節理數（1）、工具：中心密度計，為外方內圓的膠板，小圓半徑是大圓半徑的1/10；邊緣密度度，是兩端有兩個小圓的長條膠板。小圓半徑是大圓半徑的1/10，兩個小圓心距離等于大圓的直徑。中間有一條窄縫，便于轉動和來回移動。（2）、統計：先用中心密度計從左至右，由上而下，順次統計小圓內節理數目，并注在每方格“+”中心，即小圓圓心處。邊緣密度計統計圓周附近殘缺小圓內的節理數，兩端加起來記在有“+”的那個殘缺小圓內。小圓圓心不能與“+”重合時，可沿窄縫稍作移動或轉動。如果兩個小圓心均在圓周上，則在圓周上的兩個小圓心上都計上相加的節理數。（3）、連等值線，將“+”中心上的節理數，換算成百分比，然后將相同百分比點相連即達到百分比等值線圖。

（三）節理等密圖的分析

第十章

斷層

§1 斷層的幾何要素和位移

一、斷層的幾何要素

◆斷層面(ault surface or plane)

空間位置，由走傾向、傾角定之 ◆斷層線（fault line）◆斷層帶（fault zone）

◆斷盤： 上盤（hanging wall），上升盤（upthrow），下盤（foot wall），下降盤（downthrow）

二、位移（desplacement）直移運動、旋轉運動

（一）滑距（slip）

以相應點為參照系，兩個時應點間的真正位移稱為總滑距（net desplacement）（ab）

1、滑距（strike slip）（ac）

2、傾斜滑距（dip slip）（cb）

3、水平滑距（horizontal slip）（am）

（二）斷距（sepration）

兩對應層之距離

1、垂直被錯巖層走向的剖面上測得（1）地層斷距（stratigraphic slip）(ho)（2）鉛直地層斷距（vraticed stratigraphi slip）（hg）（3）水平斷距（horizontal slip）(hf)

2、垂直于斷層走向的剖面上

除鉛直地層斷距相等外，其余均大于前者，故稱視斷距。§2 斷層分類

一、斷層與有關構造的幾何關系分類

（一）根據斷層與巖層走向的方位關系分：走向斷層、傾向斷層、斜向斷層、順層斷層。

（二）根據斷層與褶皺樞紐走向或區域構造線之間關系分：縱斷層、橫斷層、斜斷層

二、按斷層兩盤相對運動方向分

1、正斷層（Normal Fault）

2、逆斷層（Revers Fault）

●原地巖塊（系統）（Autochthon）

●外來巖塊（系統）（Allochthon）

●逆沖巖席（片）（Thrust Sheet）

●逆沖推覆構造或推覆構造（Nappe）

●構造窗（Fenestlla or Window）

●飛來峰（Klippe）（pl.）

3、平移斷層（transcurrent）●左行平移（left faults）●右行平移（right faults）

●斜交斷層走向滑動的斷層，組合命名

4、樞紐斷層（hinge fault）§3 斷層各論

一、伸展構造類型（extensional structure）正斷層、組合型式：

（一）地塹和地壘（graben horst）

主要由兩條走向基本一致的相向傾斜的正斷層組成，兩條走向基本一致正斷層之間為下降盤，巨型者即為裂谷（rift）；地壘與地塹正好相反。

（二）階梯狀斷層（step fault），箕狀構造（besin range/hemi graben）和盆嶺構造（basin and rage step）

（三）環狀和放射狀斷層

（四）雁行式斷層

（五）大型斷陷盆地 如華北、松江、江漢、萍樂等

（六）裂谷（系）（rift system）◆大洋裂谷（oceanic rift）大西洋 ◆大陸裂谷（contineatal rift）車外 ◆陸間裂谷（intercontinenta rift）紅海

◆大陸裂谷→陸間裂→谷大洋裂谷為一演化序列

◆我國華北平原新生代裂谷，白堊紀沂沐裂谷以及攀西裂谷等。

（七）剝離（拆離）斷層（detachment）

為一上陡下緩的大型鏟狀正斷層（listric-normal fault）。主要產出于蓋層與基底之間，上盤包括一套正斷層組合，發育區域隆起背景上，是巖石圈多層次拆離蓋層在基底上滑脫的具體表現，具有垂向分帶性即：表層次為正斷層組合；中層次為塑性變形為主的韌性剪切（8-15km）；深層次，伸展塑性流變。

（八）重力滑動構造（gravity sliding~spreading）組成：下伏系統、潤滑層、滑面、滑動系統 分帶：后緣拉伸帶、中部滑動帶、前緣推擠帶

二、收縮構造（Contractional s.）

逆沖構造（Thrust）的研究始于19世紀中葉，19世紀晚期第一次研究高潮，20世紀70年代，COCORP組織在南阿巴拉契亞造山帶前陸下發現大型Thrust并延伸至盆嶺之下，并發現了大油氣田，再次掀起研究高潮。

（一）逆沖撞覆的概念

1、褶皺撞覆和沖斷撞覆

2、撞覆與滑覆

（二）逆沖撞覆的構造式樣（s.style）

1、單沖型

2、背沖型

3、對沖型

4、楔沖型

（三）逆沖撞覆構造的臺階式 臺階式：斷階（Flat）、斷坡（Ramp）

（四）逆沖撞覆構造的擴展

前展式（背馱式）、后展式（上疊式）

三、走滑斷層（strike slip fault）

走向滑動斷層即大型平移斷層，兩盤直立相對水平滑動。人們對走滑斷層的認識比對正，逆斷層的認識要晚，地質學家在19世紀就認識了正逆斷層，而走滑斷層20世紀初才被發現。

1、走滑斷層的基本特征（1）主要特點

①走滑斷層包括一系列與主斷層帶平行或近微小角度相交的次級斷裂組成，單條斷裂沿伸一般不遠，各級斷裂分叉交織，常呈發辮狀。

②常伴有雁列褶皺及斷層以及斷層隆起與斷陷盆地。

③斷層兩盤地層一巖相帶成遞進式依次錯開，時代愈老錯移越大。

④斷層常呈直線延伸，甚至穿過起伏很大的地形仍保持直線形，航衛片上顯示良好的線性。⑤根據斷層兩盤運動方向分為左行和右行。

⑥力學性質具雙重性即以剪切為主，又具有拉張或擠壓，前者稱張剪性，后者稱壓剪性走滑斷層。

2、走滑斷層的內部應力狀態和有關構造（1）應力狀態

（2）走滑斷層彎曲引起的應力應變場（3）走滑斷層交切引起的擠壓和拉伸（4）尾端應力狀態

3、有關伴生構造

（1）雁行式褶皺（en echelon folds）（2）牽引式彎曲

（3）拉分盆地（pull apart Basin）

B.C.Burchfiel，1966年研究圣安德列斯走滑斷層系控制的死谷盆地時首次提出。

四、同沉積斷層

五、韌性剪切帶（ductile shear tone）

1、定義：韌性剪切帶亦性韌性斷層（ductile

fault）是巖石塑性狀態下發生連續變形的狹長高應變帶，是中深—深層次的主要構造類型之一。在露頭尺度上一般見不到不連續面，帶內變形和兩盤的位移完全由塑性流動來完成。剪切帶與圍巖無明顯界線，但確有位移。

2、剪切帶的類型

由脆性→韌性剪切帶之間的過渡類型是脆—韌性剪切帶有二種，即B、C圖。

3、R.N.Sibson斷層雙層結構模式

上述剪切帶反映了它們變形時的巖石力學性質差異，也反映了變形時溫度和圍壓等環境的不同，或一般地變形時深度。即由地表向下，由脆性逐漸過渡為韌性R.N.Sibson（1977年）提出的斷層的雙層結構模式。示圖

4、剪應變值γ與剪切位移S的計算方法（1）標志層法 如剪切帶內存在早先的巖墻，巖脈或其它標志等 ①應變值γ

cotanα’=γ+cotα 即γ=cotα’-cotα ②總位移量S等于標志層錯開的距離

（2）利用張裂脈γ、S假定：A、simple shear；B、初始小脈與Shear Belt交角45°。Ctanα’＝ Ctanqα＋γ，令α＝45°則γ＝Ctanα’－1，S =∑γi * dxi（i=1 to n）（3）利用Sc和Ss面理求γ、S

tan2θ’＝2/γ

5、鞘褶皺，A型褶皺

6、糜棱巖（mylonite）

7、剪切指向

示圖說明之

8、剪切帶的規模上產狀

（1）規模 幾mm(ncm),幾+km，幾百km，上千km（2）產狀：①陡，平移D、S、E；②平緩，韌性逆沖F（撞覆S、E），剝離F

9、韌性剪切帶的區域構造樣式

網格狀、菱形、透鏡狀或眼球狀弱變形域與環繞弱變形域的強應變帶組合 §4 斷層成因機制 示圖講解：

一、安德森模式（E.M.Anderson，1957）

二、哈佛奈模式（W.Hafner 1951）§5 斷層效應

廣義的斷層效應是斷層引起的各種現象，這里討論的是走向斷層、橫斷層、斜向斷層引起的視錯動。

一、走向斷層引起的效應

地層重復和缺失的6種情況

示圖

二、橫斷層引起的效應

（一）、正（逆）斷層引起的效應

示圖

（二）、平移斷層引起的效應

示圖

（三）、平移正（逆）斷層引起的效應

示圖

1、沒錯動，滑移線平行巖層在斷層面上的跡線。

2、滑移線在跡線下側，剖面上看正斷層、平面上看平移斷層。

3、滑移線在跡線上側，剖面上看逆斷層，平面上看平移斷層。

（四）、橫斷層錯斷褶皺引起的效應

褶皺的核部寬窄發生變化。示圖 §6 斷層的觀察與研究

一、斷層的識別或確定

（一）地貌標志

1、斷層崖；

2、斷層三角面；

3、錯斷的山脊；

4、山嶺和平原的突變；

5、串珠狀湖泊洼地；

6、泉的帶狀分布；

7、水系特點

（二）構造標志

（三）地層標志—重復與缺失

6種情況

（四）巖漿活動與礦化作用

（五）巖相與厚度的急變

二、斷層面產狀的測定

三、斷層兩盤相對運動方向的確定

（一）兩盤新老關系

（二）牽引構造

（三）擦痕與階步

（四）羽狀節理

（五）斷層兩側的小褶皺

（六）斷層角礫巖

四、斷層巖

（一）碎裂巖系列

1、斷層角礫巖（＞2mm）；

2、碎粒巖（0.1~2mm）；

3、碎粉巖（<0.1mm），又稱超碎粒巖；

4、玻化巖；

5、斷層泥。

（二）糜棱巖系列（Mylonite system）

特征：波狀消光、變形帶、變形紋、帶狀石英、核幔構造等。

（三）斷層巖的分類 示分類表

五、斷層作用時間性

（一）確定時間：①不整面；②巖脈體同位素年齡；③構造運動力學成因分析；④重力構造。

（二）長期活動的斷層分析

1、地層發育及厚度，巖相變化，郯廬斷裂帶在山東，兩側至少古生界不同

2、大型走滑斷層

3、同沉積斷層 §8 同沉積斷層

同沉積斷層主要特點：示圖

1、一般為走向正斷層，剖面上呈勺狀或犁式；

2、上盤地層明顯增厚，生長指數=下降盤厚度/上升盤厚度；

3、斷距隨深度增大，地層愈老，斷距愈大；

4、常在上盤發育反牽引構造（Revers drag structure）。

第十一章 巖漿巖體的構造研究 §1 巖漿巖體的產狀及其構造控制

本節與普通地質學及巖漿巖巖石學內容重復，視情況可不介紹。

一、侵入巖體的產狀

（一）協調侵入體：巖床、巖盤、巖盆、巖鞍

（二）不協調侵入巖體：巖基>100km2、巖株<100km2、巖枝、巖漿底辟、巖墻。

二、噴出巖體的產狀

1、熔巖被（蓋），基性玄武巖漿構成，面廣、厚度大。

2、熔巖流，帶狀分布的熔巖體，局限河谷與低洼地帶。

3、火山錐、火山噴發物圍繞火山通道堆積成的一種錐狀體，可分為火山灰錐，火山碎屑錐，熔巖錐和復合錐四種。§2 巖漿巖體的原生構造

一、侵入體的原生流動構造

（一）線狀流動構造（流線）針狀、柱狀、板狀礦物及析離體和捕虜體的在凝固的巖漿液體中，懸浮。隨著巖漿的差異流動而定向，象放竹、木排一樣。流線反映巖漿相對流動方向，不能指示巖漿絕對運動方向。

（二）面狀流動構造（流面）片狀礦物、板狀、柱狀礦物以及扁平的析離體、捕虜體，在巖漿流動過程中平行排列形成面狀構造。

流面形成與“層流”有關，常發育在頂部及邊緣部位，平行于接觸面，因而流面產狀暗示了接觸面的產狀，在找礦勘探中具有十分重要的經濟意義。流面與流線構造在同一巖體中并不均等發育。

二、侵入巖體的原生塑變構造 巖體邊緣的塑性構造，片理、線理以及相伴的邊緣片巖及褶皺。面理上發育黑云母及捕虜體。過去認為是區域變質作用產物，稱片麻構造W.S.Pitcher（1983）等人對愛爾蘭多爾加花崗巖帶研究結果表明，在區域變質弱的地方這種面也同樣發育，而單純的巖漿流動不可能造成在長達57km內出現完全一致的面面，因而認為是巖漿侵入作用引起的塑性變形。氣球膨脹作用（巖漿侵位構造模式）介紹。

三、侵入體的原生破裂構造

1、橫節理（Q），⊥流線，流面；

2、縱節理（S），∠流線，⊥流面；

3、層節理（L），平行流面，平行于流線；

4、斜節理（D），不∠流線；

5、邊緣張節理；

6、邊緣逆斷層。

四、噴出巖體的原生構造

（一）原生流動構造

1、流紋構造，由不同礦物和火山玻璃組成的色帶常見拉流紋巖或其它粘度大的配酸性，堿性熔巖中。

2、流面和流線

3、繩狀構造，玄武巖流層理面上

4、氣孔和杏仁狀構造

（二）噴出巖原生破裂構造

1、枕狀構造

2、柱狀節理 §3 巖漿層體的次生構造

一、巖漿巖體的褶皺，流面或破裂面彎曲而成二、巖漿巖體的次生斷裂構造

§4 巖漿巖體構造的野外觀測和研究

一、產狀的恢復

（一）接觸面產狀的恢復

（二）巖體相帶的劃分

二、巖體原生構造和次生構造的觀察研究

（一）巖體形成前的構造觀測

（二）巖體形成時的構造研究

1、原生流動構造研究

2、原生破裂構造研究

3、巖體形成對圍巖構造的影響

（三）次生構造的研究

三、巖體接觸關系和形成時代的確定

（一）接觸關系

1、侵入接觸關系（熱接觸）

2、沉積接觸關系（冷接觸）

3、斷層接觸關系

（二）巖體形成時代

1、根據接觸關系

2、巖性特征對比

3、根據與區域構造運動關系確定時代

4、巖體相互穿插，截切關系

①具冷凝邊的巖體晚，具烘烤邊或接觸變質的巖體為早； ②被切割的巖體為早；

③具平行面巖體接觸面的流動構造巖體晚； ④具另一巖體成分的捕虜體的巖體晚。

5、根據次生構造差別。

實習一 地質圖的基本知識及讀水平巖層地質圖

一、目的要求

1、明確地質圖的概念，了解地質圖的圖式規格

2、了解閱讀地質圖的一般步驟和方法

3、掌握水平巖層在地質圖上的表現特征

二、說明

（一）地質圖的概念及圖式規格

1、地質圖概念 內容

圖名（命名法則：行政區劃+城鎮、居民點、山脈河流）； 比例尺（數字比例尺和線條比例尺）；

圖例 地層排列由新—老排列；噴出巖、變質巖巖石由新—老排列，時代未定巖漿巖由酸性—基性排列；構造（地質界線、褶皺、斷層、節理、劈理等）；最后排責任表。

2、地質剖面圖

①單獨繪制時需有圖名，圖切剖面則以標號標出。

②剖面在地質圖上的位置用細線標出，要注上剖面代號。③比例尺和地質圖比例尺一致，水平基線，豎線高程數據。

④剖面圖的放置一般0（不包括0°）→180°放在右端，180°-360°放在左端。⑤剖面圖與地質圖所用的地層符號，色譜應一致。⑥剖面圖內一般不留空白，根據地表來推斷繪出。

3、地層柱狀圖（綜合地層狀圖）

（二）閱讀地質圖的一步驟和方法

1、先看圖名、圖例、比例尺；

2、分析圖區的地形特征；

3、分析地層時代、層序、巖石類型、性質和巖層巖體的產狀、分布及其相互關系、分析褶皺、斷裂、巖漿巖及變質巖的發育情況；

4、邊讀邊記錄，邊作剖面圖或構造綱要圖。

（三）讀水平巖層地質圖

分析閱讀水平巖層在地面和地形地質圖上的特征；

布置作業

實習二

用間接方法確定巖層產狀要素

一、目的要求

1、學會在地形地質圖上和用三點法求巖層產狀要素

2、掌握巖層產狀概念

二、說明

（一）在地形地質圖上求巖層產狀要素的方法

此法適用于大比例尺地形地質圖上，而且在測定范圍內，巖層產狀穩定，無小褶皺或斷層干擾，求解原理。作圖步驟以圖Ⅱ-4講解。

（二）三點法求巖層產狀要素

適用于產狀平緩，羅盤不易測量，或鉆探得到巖面標高資料求地下巖（礦）石產狀。三點法求巖層產狀前提是：

①三點要們于同一層面上，但又不在一條直線上；

②三點的方位，相互水平距離和標高或高差為已知，且三點相距不太遠； ③在三點范圍內巖層面平整，產狀無變化，無褶皺和斷層；

三點法要點：示圖，最高點A和最低點C之間的連線上，必有一點與B點等高的D點，作走向線DB，過C點或A點作出另一走向線，余者就是

（一）中所述的在地形地質圖上求巖層產狀問題（略）。求解步驟如下：

①求等高點，在最高點與最低點之間找等高點； ②求傾向，量角器直接量出；

③求傾角，直接量出或計算

α=tanOE/OF。

布置作業

實習三

讀傾斜巖層和不整合接觸關系地質圖并作剖面圖

一、目的要求

1、認識傾斜巖層和不整合接觸關系在地質圖上的表現特征，學會用“V”字型法則分析傾斜巖層產狀；

2、學習編繪傾斜巖層地質剖面圖的方法；

二、說明

（一）分析傾斜巖層在地質圖上的表現特征

（二）認識不整合在地質圖上的表現特征 首先從圖例和地質圖上看地層層序是否缺失，若缺失，上下兩套地層界線基本平行，則為平行不整合；若上下兩套地層產狀不平行，呈角度相交，則為角度不整合。注意：

1、角度不整合在地質圖上表現，不整合面即較新構造層的同一底界，截過不同時代的較老地層界線，而不整合面以上的地層界線始終保持和不整合面界線平行。

2、而斷層造成的兩盤巖層的相截（頂牛），表現為一盤不同的巖層界線與另一盤不同的巖層相接觸。

（三）繪制傾斜巖層地質剖面圖

一幅正式地質圖通常附有1-2或更多的通過圖區主要構造地質的圖切地質剖面圖，以反映構造形態及其組合特征，與地質圖配合，可反映三維空間地質構造形態和產狀。圖切地質剖面的方法步驟：

1、選擇剖面位置：①垂直區內地層走向，通過區內地層出露完全和圖區主要構造部位。②選定后，標在地質圖上；

2、繪地形剖面；

示圖

3、繪地質剖面，即將地質界，不整合面、斷層、巖體界線等（剖面所經過的）投影至地形剖面圖上，若巖層走向與剖面斜交（小于80°）時，要按視傾角繪制分界線；

4、標繪花紋，代號；

5、整飾剖面圖。

作業：1）定性指出圖區巖層產狀，附圖1、2、4地層接觸關系

2）繪制附圖AB剖面

實習四

根據已知巖層產狀編制巖層露頭界線

一、目的要求

1、學會根據在一已知標高露頭上的層面（礦層面、不整合或斷層巖）

2、通過這一作圖方法，加深理解地質界線與巖層產狀和地形的關系

二、說明

（一）原理：巖層的某層面的露頭線，即該巖層與地面的交線也就是說露頭線上的所有點的高程，既代表該點巖層面高程非代表該點地形高程，或者說，露頭線上巖層面和地形的高程是相等的。換句話說，只有在地形高程與巖層面的高程相等時，巖層才能出露地表，否則隱伏地下或高出地表。放線距——在層面平整，產狀穩定的傾斜巖層層面上，作出一系列同一等高距的不同高度的走向線，這些等高距不同高程的走向線投影在水平面上，便成為間距相等的一系平行線，這些投影線間的間距又叫放線距。

（二）作圖方法步驟

1、已知條件，在有等高線的地質圖上，已知巖層界面一露頭點A的產狀要素，圖Ⅱ-9 B。

2、求放線距 方法有二 1）計算法，即根據放線距（a）等高距（h）和巖層傾角（α）關系求出，即a=hcotα 求出的a為實際距離水平，應按圖上的比例尺折算成圖上的平距。如等高距h=10m，a=45°，則a=10m，按1:2000比例尺，則a在圖上的平距為0.5cm。2）圖解法：如圖Ⅱ-10所示

①過圖上已知點A作為一走向線AA’，并延至圖框外AA’

②垂直走向線AA’作一條直線，并在一端注明A點的高程（80m），以此線為基準，按比例尺以等高線高差為間距作出一系與之平行的直線，并以露頭點A高程為準，以次注上高程90m，70m，60m等。

③過A”點，以80m線為基線，作巖層傾斜線（30°傾角）分別交于各高程平行線于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

④然后過Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點作AA’走向平行線，如ⅡⅡ’，Ⅲ Ⅲ’等線，則各平行線間距離a即放線距。

3、作圖方法步驟

1）過A點作該點巖層走向線，其高程即為A點的標高，再按放線距沿傾向依次畫出一系列不同高程的走向線，注明各自的標高。

2）然后，分別定出各相同高程的走向線和地形等高線之交點，把這些交點依次用平滑的曲線連接起來，即該巖層界面的地質界線。

注意，在聯線通過山脊或溝谷處時，應聯V字形轉折。往往在轉折端不一定有交點，為準確畫出轉折端，可用插入法作輔助等高線和相應的走向線。

三、作業

注意：由于K和Pt不整合接觸，上下產狀不一致，前者為168°<10°，后者為20°<27°，應分別作各自的放線距，并先繪出不整合面，即作下層面界線。

實習五

讀褶皺區地質圖

一、目的要求

1、初步掌握閱讀褶皺地區地質圖的方法步驟

2、學習從地質圖上認識和分析褶皺的形態，組合特征及形成時代

二、說明

與一般讀地質圖的方法一樣，首先了解地層層序，接觸關系瀏覽一下地質圖，概略地認識圖區新老地層的分布和延展情況，了解其地貌特征，并結合比例尺分析露頭形態和出露寬度的影響。

從地質圖上認識褶皺，先看地層分布是否對稱重復出現特征，并結合新老關系，確定背、向斜，其次根據兩翼產狀，軸面產狀，樞紐產狀，分析褶皺的形態特征和組合特征。

（一）單個褶皺的認識和分析

1、區分背、向斜；

2、確定兩翼產狀，①已標出的產狀，②地形平坦，根據露頭寬度；

3、倒轉翼的確定；

4、判斷軸面產狀，①赤平投影，②地質圖上判斷；

5、樞紐和軸跡的確定； ①地形平坦，兩翼傾角變化不時，取最大彎曲點的連線；

②軸面中等傾斜或緩傾斜的傾伏褶皺，或地形起伏情況，在大、中比例尺地質圖上，褶皺巖層彎曲轉折端點的聯線既不代表樞紐傾伏方向，也不一定是軸跡，需綜合兩翼產狀，巖層界分布形態與地層產狀和地形的關系等方面資料，才能獲得對褶皺的正確認識。根據赤平投影方法或幾何作圖法確定的樞紐和軸面產狀是可靠的方法； ③在倒轉褶皺中，巖層呈直立處的巖層走向的一端反映了樞紐的傾伏方向，其走向與樞紐方向呈直交處的巖層傾角等于樞紐傾伏角。

6、轉折端形態認識

7、褶皺形態的描述

①名稱—地名+褶皺類型 ②地理位置及構造部位 ③分布延伸情況

④核部位置及地層組成 ⑤兩翼產狀及轉折形態 ⑥軸面及樞紐產狀 ⑦次級褶皺分布特征

⑧后期斷層和侵入巖體破壞情況，與礦產控制關系

（二）褶皺組合型式的認識

根據同一構造層諸褶皺的軸跡在平面上和剖面上的組合排列特征確定。如平行式、雁列式、穹盆式、隔檔式、隔槽式、復背斜、復向斜等。

（三）確定褶皺形成時代

根據地層間的角度不整合面來確定：其原則是不整面以下的褶皺形成于不整合以下最新的巖層之后，不整合以上最老的巖層之前。

三、作業

實習六

繪制褶皺地區剖面圖

一、目的要求

學會在褶皺區地質圖上繪制圖切割面圖（鉛直剖面圖和橫截面圖）的方法

二、說明

褶皺構造圖切剖面圖有兩種：

1、鉛直剖面，橫切褶皺樞紐方向的剖面，反映水平面（圖面）和垂直剖面上的褶皺特征，適用于各種比例尺地質圖。

2、橫截面圖或正交剖面圖，大比例尺，構造變形強烈，樞紐傾伏角較大的褶皺區。

（一）鉛直剖面圖的繪制

繪制步驟：（邊繪圖邊講解）

1、分析圖區褶皺特征及地形，注意地層界線彎曲是與巖層產狀和地形的影響有關，還是與次級褶皺有關？如果是次級褶皺，在剖面圖上應反映出來；

2、選定剖面位置并繪在地質圖上，原則是垂直褶皺軸跡且盡可能通過全區主要褶皺構造；

3、繪制地形剖面；

4、在剖面線上和地形剖面上標出背斜，向斜的位置，“?”背斜，“V”向斜，對于剖面附近可能隱伏的次級褶皺的軸跡去應延伸至剖面上來。

5、繪出褶皺形態 注意：

①切過不整合面時，應先繪制不整合面以上的地層界線和構造，然后繪制不整合面以下的地層和構造；被不整合面所掩蓋的地層和構造，可順其延伸趨勢延至剖面線上，再投影到不整合面上，從此點繪出不整合面以上的地層界線和構造。

②有斷裂，先繪出斷裂，后繪制斷裂兩盤的巖層，巖體巖脈亦如此。

③繪褶皺構造時，先繪褶皺核部地層，后繪兩翼地層，并注意表現出次級褶皺。④剖面線與地層走向垂直時地層傾角畫真傾角，斜交時，畫視傾角。⑤褶皺同一翼的相鄰巖層的傾角相差較大時，又非斷裂或不整合關系，只是巖層局部傾角變緩，變陡造成的，可按兩翼同一巖層基本不變的前提，可將巖層傾角在地表按實測繪制，向深處加以修正，使之逐漸與主要協調一致。⑥恢復褶皺轉折端形態

●軸面直立或近于直立的褶皺轉折端的形態與它在平面上的傾伏端的形態基本一致。●根據紐構傾伏角作縱切面，求出剖面處核部地層樞紐的埋深，然后結合兩翼產狀及樞紐位置成圓弧。

（二）褶皺橫截面圖的繪制方法

原理；順著褶皺樞紐傾伏方向側瞰，產生縮短視線的效應。“側瞰構造”效應。

方法：正投影繪制，要求褶皺形態完整，樞紐產狀良好，當樞紐有變化時，應分段作圖。步驟：

1、在地質圖上畫等間距方格，縱坐標線平行樞紐β傾伏方向，橫坐標線垂直樞紐β傾伏方向。

2、作橫截面圖上的網格，橫截面圖⊥縱坐標，基線與橫坐標平行等長。縱坐標間距保持不變，原大，垂直褶皺樞紐β的橫坐標間距等于

h’=h.sinθ（h-原坐標間距，θ-樞紐傾伏角）或作圖求出h’。畫橫截面網格。

3、將平面圖上的巖層界線，按坐標網相應位置繪到橫截面圖上的坐標網格的相應位置，根據平面圖連接相鄰點即成。

實習七

編制和分析節理玫瑰花圖

一、目的要求

1、整理節理資料和繪制節理玫瑰花圖。

2、分析節理玫瑰花圖反映的構造意義。

二、說明

（一）繪制節理走玫瑰花圖的方法

1、資料的整理，將野外測理和節理走向，換算成北東和北西方向，按其走向方位角的一定間隔分組。分組間隔大小依作圖要求及地質情況而定，一般采用5°或10°為一間隔，如分成0°-9°、10°-19°??。習慣上把0°歸入0°-9°內，10°歸入10°-19°組內，以此類推。然后統計每組的節理數目，計劃處每組節理平均走向，如0°-9°組內，有走向為6°、5°、4°三條節理，則其平均走向為5°。把統計整理好的數值填入表中（如表2）。

2、確定作圖比例尺

根據作圖的大小和各組節理數目，選取一定長度的線段代表一條節理，然后以等于或稍大于按比例尺表示的，數目最多的那一組節理的線段的長度為半徑，作半圓，過圓心作南北線及東西線，在圓周上標明方位角（圖23）。

3、找點連線

從0°-9°一組開始，按各組平均走向方位角在半圓周上作一記號，再從圓心向圓周上該點的半徑方向，按該組節理數目和所定比例尺定出一點，此點即代表該組節理平均走向和節理數目。各組的點子確定后，順次將相鄰組的點連線。如其中某組節理為零，則連線回到圓心，然后再從圓心引出與下一組相連。

4、寫上圖名和比例尺

（二）繪制節理傾向玫瑰花圖的方法 按節理傾向方位角分組，求出各組節理的平均傾向和節理數目，用圓周方位代表節理的平均傾向，用半徑長度代表節理條數，作法與節理走向玫瑰花圖相同，只不過用的是整圓

（三）繪制節理傾角玫瑰花圖的方法 按上述節理傾向方位角的組，求出每組的平均傾角，然后用節理的平均傾向和平均傾角作圖，圓半徑長度代表傾角,由圓心至圓周從0°-90°,找點和連線方法與傾向玫瑰花圖相同.傾向、傾角玫瑰花圖一般重疊畫在一張圖上。作圖時，在平均傾向線上，可沿半徑按比例找出代表節理數和平均傾角的點，將各點連成折線即得。圖上用不同顏色或線條加以區別（圖24）。

（四）節理玫瑰花圖的分析

玫瑰花圖是節理統計方式之一，作法簡便，形象醒目，比較清楚地反映出主要節理的方向，有助于分析區域構造。最常用的是節理走向玫瑰花圖。

分析分理玫瑰花圖，應與區域地質構造結合起來。因此，常把節理玫瑰花圖，按測點位置標繪在地質圖上（圖25）。這樣就清楚反映出不同構造部位的節理與構造（如褶皺和斷層）的關系。綜合分析不同構造部位節理玫瑰花圖的特征，就能得出局部應力狀況，甚至可以大致確定主應力軸的性質和方向。

走向節理玫瑰花圖多應用節理產狀比較陡峻的情況，而傾向和傾角玫瑰花圖多用于節理產狀變化較大的情況。

三、作業

表2是將表3的天平山8號觀測點的節理測量資料按方位間隔加以整理的結果，對其中尚未統計整理的，應補充整理填入表2中，然后根據整理后的表2中的節理資料作節理走向玫瑰花圖。

實習八

編制節理極點圖和等密圖

一、目的要求

編制和分析節理極點圖和等密圖。

二、說明

（一）節理極點圖的編制

節理極點圖通常是在施密特圖上編制的，網的圓周方位表示傾向，由0°-360°，半徑方向表示傾角，由圓心到圓周為0°-90°。作圖時，把透明紙蒙在網上，標明北方，當確定某一節理傾向后，再轉動透明紙至東西向或南北向直徑上，依其傾角定點，該點稱極點，即代表這條節理的產狀。為避免投點時轉動透明紙，可用與施密持網投影原理相同的極等面積投影網（賴特網）（圖26）。網中放射線表示傾向（0°-360°）。同心圈表示傾角（由圓心到圓周為0°-90°）。作圓時，用透明紙蒙在該網上，投影出相應的極點。如一節理產狀為NE20°<70°，則以北為0°，順時針數20°即傾向，再由圓心到圓周數70°（即傾角）定點，為節理法線的投影，該點就代表這條節理的產狀（圖26a點）。若產狀相同的節理有數條，則在點旁注明條數（圖26b點）。把觀測點上的節理部分投成極點，即成為該觀測點的節理極點圖。

有時，為了區分不同力學性質、不同規模、不同礦化的節理與褶皺、斷層的關系，可分別作圖。

（二）節理等密圖的編制

等密圖是在極點圖的基礎上編制的。其編制步驟如下：

1、在透明紙極點圖上作方格網（或在透明紙極點圖下墊一張方格紙），平行E-W、S-N線，間距等于大圓半徑的1/10（圖27）。

2、用密度計統計節理數（1）工具

中心密度計是中間有一小圓的四方形膠板，小圓半徑是大圓半徑的十分之一；邊緣密度計是兩端有兩個小圓的長條膠板，小圓半徑也是大圓半徑的十分之一，兩個小圓圓心連線，其長度等大圓直徑，中間有一條縱向窄縫，便于轉動和來回移動（圖27）。（2）統計

先用中心密度計從左到右，由上到下，順次統計小圓內的節理數（極點數），并注在每一方格“十”中心，即小圓中心上；邊緣密度計統計圓周附近殘缺小圓內的節理數，將兩端加起來（正好是小圓面積內極點數），記在有“十”中心的那一個殘缺小圓內，小圓圓心不能與“十”中心重合時，可沿窄縫稍作移動和轉動。如果兩小圓中心均在圓周，則在圓周的兩個圓心上都記上相加的節理數。

有時，可根據節理產狀特征，只統計密集部位極點，稀疏零散極點可不進行統計。（3）連線

統計后，大圓內每一小方格“十”中心上都注上了節理數目，把數目相同的點連成曲線（方法與連等高線一樣），即成節理等值線圖（圖28）。一般是用節理的百分比來表示，即小圓面積內的節理數，與大圓面積內的節理總數換算成百分比。因小圓面積是大圓面積的百分之一，其節理數變成比例。如大圓內的節理數為六十條，某一小圓內的節理數為六條，則該小圓內的節理比值相當于百分之一。

在連等值線時，應注意圓周上的等值線，兩端具有對稱性（圖29）。

（4）整飾

為了圖件醒目清晰，在相鄰等值線（等密線）間著以顏色或畫以線條花紋，寫上圖名、圖例和方位（圖30）。

（三）分析

圖30是根據400條節理編制的等密圖。等值線間距為百分之一，圖上可清楚地看出有兩組節理：第1組走向NE60°，傾角直立；2組走向SE120°，傾角直立；1組與2且構成“X”其軛節理系。然后進一步結合節理所處的構造部位，分析節理與有關構造之間的關系及其形成時的應力狀態。

節理等密圖的優點是表現比較全面，節理的傾向、傾角和數目都能得到反映。尤其反映出節理的優勢方位，缺點是作圖工作量較大。

三、作業

根據表4節理測定的產狀資料（共100個節理），用極等面積投影間編制節理極點圖，進而編制節理等密圖。測點處巖層產狀為NE25°<69°。

實習九

讀斷層地區地質圖并求斷層產狀及斷距

一、目的要求

1、學會在地質圖上分析斷層

2、在地質圖上求斷層產狀及斷層斷距

二、說明

（一）斷層發育區地質特征的概略分析

1、地層出露特征，建立層序

2、判別不整合的時代

3、研究新老地層分布產狀

4、確定區內褶皺形態及斷層發育情況

（二）斷層性質的分析

1、產狀的確定

2、兩盤相對運動方向確定

1）走向（縱向）斷層，上升盤老，下降盤新，但當斷層傾向與巖層傾向一致，且斷層傾角小于巖層傾角，或地層倒轉時，則上升盤為新地層

2）橫向或傾向正（或逆）斷層切過褶皺時，根據背向斜核部寬窄變化，來判斷兩盤運動方向

3）傾斜巖層或斜歪褶皺被橫斷層切斷時，正、逆斷層，平移斷層都可以是導致巖層和褶皺軸線的錯開的要綜合考慮其它因素，確定其相對運動方向。巖層界線向該巖層傾向方向移動的一盤為相對上升盤，若是褶皺，則向軸面傾斜方向移動的一盤為上升盤。

產狀和位移方向確定后，斷層的性質就確定了。

（三）斷距的測定（hg）

1、鉛直地層斷距的確定

斷層任一盤上某一層某高程的走向線，延長穿過斷層另一盤同一層面相交，此交點的標高與走向線之間標高之差即是hg.2、水平斷距的測定（hf）

斷層兩盤，同一層面的等高兩走向線之間的垂直距離，即是hf

3、地層斷距（ho）

利用公式 ho=hg.cos 或 ho=hfcosα，計算而得

上述斷距的測定，是以巖層錯斷后，兩盤產狀不變化前提條件的，即斷層面未發生旋轉。

四、斷層時代的確定

五、斷層的描述 作業

實習十 分析褶皺斷層地區地質圖并作剖面圖

一、目的要求

綜合閱讀和分析褶皺和斷層共同發育區地質圖

二、說明

這次實習是在褶皺、斷層單項讀圖的基礎上，分析褶皺與斷裂共同發青區的構造特點和組合規律，其基本方法是先分析各類構造的形態特征，然后找出它們在時空上的關系，進而分析它們的成因上的內在聯系。分析松嶺峪地質：

1、地層及接觸關系

2、褶皺

Z構造層：褶皺為近EW花邊狀褶皺巖體破壞。

∈1-O1構造層：為NW延伸的以O1核部，∈2+3，∈1為兩翼的倒轉傾伏向斜褶皺，NE翼正常，傾向SW傾角50°-65°，SW翼倒轉，傾向SW，傾角60°-65°，向南東端揚起，且SW翼被F2斷裂破壞不完全。D1-T1構造層：

1、彩云—羊山背斜，核為D1，兩翼為C1-T1，樞紐起伏，NW、SE傾伏；

2、香溪向斜，NW向走向，核部為T1，兩翼為C2，C1，D2，直立水平褶皺。

3、松嶺短軸背斜 E1-E2構造層:

1、紅石向斜盆地

2、云嶺山向斜

E3-N構造層:近水平。

三、斷層

1、F4，最早，被早期υ破壞

2、F3，早期與F4同時，后期花崗巖活動，沿斷裂侵入

3、F2，在O1-D2形成

4、F1，逆斷層E-T1之間形成，被金溝花崗巖破壞

5、F5，在E-T1之間形成

橫斷層與斜斷層與褶皺同期形成。

四、巖漿巖

①υ巖體侵入（Z-∈1）②γδ巖體侵入在 E-T1之間 ③γ可能在T1后侵入 ④

巖脈最晚

極射赤平投影在構造地質學中的應用 §1 極射赤平投影的基本原理

一、投影要素

1、投影球—以任意長為半徑的球，球面即球表面

2、赤平面—過投影球球心的水平面

3、基圓—赤平面與球面相交的大圓，或稱赤平大圓 凡過球心的平面與球面相交的大圓，統稱為大圓，不過球心的一球面與球面相交所成的圓統稱小圓。

4、極射點—球上兩極發射點，分上半球投影和下球投影。

二、平面和直線的投影的解析

（一）平面投影

1、過球心的平面投影 任何一個過球心的無限伸展的平面（巖層面、斷層面、節理面或軸面等），必然于球面相交成球面大圓，球面大圓與極射點的連線必然穿過赤平面，在赤平面上這些穿透點的連線即為該平面的相應大圓的赤平投影，簡稱大圓弧。1）直立大圓（平面）——為基圓直徑 2）水平大圓（平面）——為基圓本身

3）傾斜大圓（平面）——以基圓直徑為弧的大圓弧 性質：球面大圓投影后在赤平面上仍為一個圓。

2、不過球心的平面投影

不過球心的平面與球面相交成直徑小于球直徑的小圓、球面小圓投影仍為一個小圓。1）直立小圓（平面）——部分為基圓內一條弧，部位為基圓外一條弧 2）水平小圓（平面）——為基圓的同心圓 3）傾斜小圓（平面）①全部位于圓基內的小圓

②部位于基圓內，部分在基圓外 ③全部在基圓外

性質：1）球面大圓或球面小圓投影在赤平面仍為一個圓

2）半徑角距相等的球面小圓（即面積相等的小圓），其投影小圓面積不等，近基圓圓心處，遠離圓在大。

3）任何過極射點（P）的球面大圓或小圓其赤平投影均為一條直線。

4）球面大圓或小圓在赤平面上的投影圓的圓心（R’）與作圖圓心（C）是不重合的；只有水平球面大圓和水平球面小圓投影后，投影圓心（R’）作圖圓心（C）與基圓的圓心O點重合，并且投影圓的圓心（R’）與基圓圓心（O）愈遠，R’與C分離愈大。

（二）直線投影

過球心的直線無限延伸心交于球面兩點，稱極點。

1、鉛直線投影點為基圓圓心

2、水平線投影點為基圓直徑的兩個端點

3、傾斜線股影點，一個在基圓內，另一個在基圓外，稱對距點，其角距為180°

三、投影網：吳爾福網和施密特網

（一）吳氏網的結構及成因原理 吳氏網的結構：基圓、徑幾大圓弧、緯向小圓弧、東西、南北經緯線，間距2°，誤差±0.5°

1、基圓，赤平大圓，代表水平面，0°-360°方位角刻度

2、經向大圓弧，由一系列走向SN的，向東或西傾斜，傾角不同（0°-90°），間隔2°的投影大圓弧（代表傾斜平面）組成。

3、緯向小圓，為一系列走向東西、直立小圓的投影小圓弧組成。

（二）吳氏網和施氏網的主要區別

吳氏網上，面積大小相等小圓，投影后成面積不等的小圓。

施氏網上，面積相等的球面小圓，投影后成加級曲線，面積等于球面小球面積二分之一。一般求面、線的角距用吳氏網；而研究面、線群統計（極點圖和等表圖）用施氏網。

為了便于大量的極點投影，采用同心圓（水平小圓）和放射線（直立大圓）相成極等角度網和極等面積網（賴特網）投點。投射線表示化石向方位同心圓表示傾角。§2 赤平投影網的使用方法

一般步驟：①畫“+”中心，②標出E、S、W、N方位（順鐘向）

一、平面的赤平投影

步驟：

1、基圓順鐘找傾向；

2、東西直徑定傾角（由圓周向圓心數）；

3、徑向圓弧以平面。

二、直線的投影（步驟同1、2即可）

三、法線的投影，關鍵理解和面垂直，傾向相反，傾角互余。作業：P15，練習題1、2 補充

3、已經線理產狀（傾伏向和傾伏角）①150°<26°，②250°<50°，③330°<78°，④42°<10°。試用吳氏網求出投影點。

§2 四——九

P8-10和§3，二P15-16學生自學

注意：①復習線狀構造產狀要素，傾伏向和傾伏角及側伏角 ②兩平面間平角與平面之兩法線間夾角之關系為互補關系 作業：

1、四——九共6個例題作為學習題

2、P16 練習題3，4，5

十、求一平面（或直線）繞一水平軸旋轉后的產狀

1、預備知識

①水平軸與基圓的直徑一致：其旋轉軌跡就相對于把要旋轉的點（直線或面的法線的投影）沿某一緯度旋轉，角度在緯度上定，旋轉方向，根據已知條件定，一平面繞軸旋轉，產狀變化，走向與軸平行時則傾向或一致或相反。②緯向小圓弧的構造是旋轉板平的雙圓錐，其錐度為直立小圓；下半部圓錐面的產狀與上半部圓錐的拉互關系。

2、例：一平面AB產狀130°<50°，（RCD）走向60逆時針水平沿走向旋轉30° 作法：①作出AB平面投影，RCD st.60° ②轉動RCD與N.S重合

③將AB弧上任意點反鐘向（向SE方向）旋30°，得新點，連接新點即在。注意有的點不夠30°，要到外對焦去數。

3、用面的法線旋轉

十一、求一平面（或直線）繞一傾斜軸旋后的產狀

有間接法和直接法這分。均很繁瑣。僅介紹前者，分二步：①高傾斜軸為水平軸。②按十法旋轉再要原。

例：平面160°<40°，繞傾斜軸R（30°<30°），順時針旋轉120°，求該平面旋轉后的產狀。

方法：①作平面P和R的投影

②將R沿緯向弧轉成水平軸至基圓上R’，P同步沿所在緯向弧運移到P1 ③將R’轉到SN徑上，P1繞R’轉120°（順鐘向），P2-P3 ④R’復原到R，P3同步運移到P4，P4點即是

十二、求作小圓，已知小圓投影圓心及其角距

例：一小圓投影圓心（相當旋轉軸）產狀10°<70°，小圓半徑角距55°（相當于旋轉軸與一直線夾角），求投影小圓（相當于求該直線繞旋轉一圈的圓錐體的度面。方法：

①作投影圓心R（10°<70°），并轉到EW或SN徑上，也可以在R的某大圓弧上取55°的角距半徑。

②使R落在直徑線上，以小圓角距的線長度為直徑作小圓，即成。

③若已知R和小圓圓周上一點A，同法可作小圓。方法是大圓弧上量RA角距，使R轉至直徑上，以R為準，分別量RA角距，得直徑角距，即可得小圓。

十三、求作小圓，已知小圓投影圓心（R）方位及其圓周上兩點

例：已知小圓圓心R的方位290°，小圓周上兩點A、B，求作小圓及其投影圓心R的產狀。1）作A、B及290°方向線

2）作AB兩點的垂直平分線與290°方向線交于C點，C點即為小圓O的作圓中心 3）以C為圓心，CA=CB 為半徑作圓，而且小圓與290°方向線相交得小圓直徑角距 4）在位于EW直徑上的290°方向線上，找小圓投影圓心R，即取角距的一半的點。

十四、求小圓圓周上兩點之間的弧度

例：見作法十三及圖1-21，已求得小圓及小圓圓周上AB弧。其弧度量法：

1）直接法：即作與R⊥的大圓弧GMH，再過RA及RB分別作大圓弧，交GMH為A′、B′，同前沿線度移至A′、B′，延長R′A、OA′、OB′、R′B′至基圓周A〞B〞，OA〞,OB〞直線圓心角即得

3）注意A、B間的弧度有三個，θ或360-θ

十五、求兩小圓在同一大圓上同步旋轉后的產狀

便：兩小圓投影圓心R1，R2，半徑角距為θ1，θ2，求兩小圓同前轉至水平時的小圓轉特。方法：

1）據方法二、十二作R1，R2及小圓

2）使R1、R2位于同一大弧上，并以R1、R2大圓弧的走向線為軸，并將軸轉到，SN徑上，把R1、R2沿所在緯向弧同前轉到水平狀態，則R1、R2變為R1，R2 3）分別將R1和R2轉到SN徑上，以R1和R2為圓心，θ1和θ2為半徑角度，描出兩小圓。

4）指北標志轉回到N。

十六、過通過三點A、B、C作一小圓及投影圓心（R）

作法：1）連接AB、BC分別作中垂線交于C’點，以C’為圓心，C’A、C’B、C’C為半徑畫圓即為小圓。

2）把C’移到EW徑上，取FC’D的角距中點R，為投影圓心 練習，P28，23、25、29

第三篇：構造地質學總結

走向：某一傾斜構造面和任一水平面的交線成為走向線，走想想所指的地理方位角，成為走向。

傾向：在構造面上，沿傾斜面引出垂直走想想的直線，稱傾斜線，傾斜線在水平面上的投影線向下傾斜一段的方位角，成為傾向。

傾角：構造面上的傾斜線與其在水平面上投影線之間的夾角，稱傾角或真傾角。

水平巖層的特征

1、地質時代較新的巖層位于較老巖層之上。

2、水平巖層的地質界線隨著地形等高線的彎曲而彎曲。

3、水平巖層的厚度等于巖層頂面和地面的標高差。

4、水平巖層上、下層面出露界線之間的水平距離（露頭寬度）的變化受巖層厚度和地面坡

度的影響。

傾斜巖層的特征：

1、傾斜巖層在野外和地形圖上呈條帶狀分布，切割地形等高線。

2、在沒有發生倒轉的前提下，順著巖層的傾向，巖層的時代由老到新排列。

3、橫穿溝谷的巖層傾角越大，巖層的條帶越接近直線狀，若巖層的傾角越小，則巖層越彎

曲。

簡述V字形法則：

巖層的露頭界線是指巖層露頭在空間上的分布狀態。巖層的露頭分布形態受巖層的產狀和地形兩者關系的影響，也就是傾斜巖層地址界線與地形等高線相交處展現V字形，故又稱V字形法則。當巖層的傾向與地面的坡向相反時，巖層的界線與地形等高線的彎曲方向相同，即“相反相同”；當巖層的傾向與地面的坡向相同時，有兩種情況，一是當巖層傾角大于地面的坡度角時，巖層的露頭界線與地形等高線呈相反方向彎曲，即“同大相反”，二是當巖層傾角小于地面坡度角時，巖層界線與地形等高線的彎曲方向相同，即“同小相同”。

角度不整合接觸：

角度不整合接觸簡稱不整合，又叫斜交不整合。一組較新地層呈角度解除覆蓋在不同時代較老地層之上，它們之間有明顯的古風化剝蝕面，這種地層解除關系稱角度不整合。角度不整合可簡單表示為：沉積盆地下降接受沉積→在地殼運動的影響下發生褶皺、斷裂，往往有巖漿作用和變質作用相伴生，同時隆起上升遭受風華剝蝕→再下降接受新的沉積。

第四篇：825-《構造地質學》

825《構造地質學》考試內容范圍

構造地質學是地質學的一門分支學科，是地質學、資源勘查工程及地質工程專業類學生的一門專業課。其研究對象是地質力對地殼或巖石圈的作用所引起的形變及形變組合，如巖層、褶皺、斷層、節理等構造形態及組合規律。要求應掌握構造地質學較堅實的地質基礎理論知識和較系統的構造地質學專門知識；應掌握必要的野外地質調查工作方法和實踐實驗技能；具備較熟練運用地質圖的能力和讀圖作圖的基本技能，通過讀地質圖和作圖，研究它們的產狀，形態、性質及組合規律，學會剖面組合標繪方法，建立各類構造變形的空間三維概念。學會綜合分析某一地區地質構造特征及構造形成、發展與演化規律。了解本學科專業發展現狀和動向。

涉及理論課程考試章節（參照徐開禮教材章節）的主要是第一章緒論、第二章原生構造、地層接觸關系、第三章應力-應變分析、第四章褶皺類型和主要特征、第五章節理類型和特征、第六章斷裂類型和主要特征、識別標志、運動方向判定、第七章面理線理類型特征；了解巖漿巖流面流線構造、變質巖構造置換、疊加構造的概念。

涉及實驗實習的部分是實習1、3、5、10（參照其附本實習指導書），其中實習1地質圖讀圖，要分析凌河地形地質圖，判斷水平巖層的分布范圍和圖中水平巖層的厚度；實習3讀傾斜巖層和不整合接觸地質圖并作剖面圖，會作巖層地質剖面，繪制凌河地形地質圖中A-B地質剖面圖；實習5 讀褶皺地質圖，學會從地質圖上認識褶皺、分析褶皺形態、產狀、組合特征及形成時代。分析暮云嶺地區地質圖；實習10 即分析褶皺、斷層地區地質圖并作剖面圖，分析金山鎮地質圖，并用文字簡述構造發展史；編制地質剖面圖。

第五篇：構造地質學教案

《構造地質學》教案

第七章

斷

層（10-14）

一、本章安排

? 共授課5次，計10學時。分別為：斷層概論、伸展構造、逆沖推覆構造、平移斷層、韌性斷層

? 實習課

? 每堂課首先討論、復習前面已經涉及的與應力、應變、變形有關的概念；然后作本節課程主要內容介紹，最后小結并布置思考討論題

二、本章主要內容、要點

1、主要內容

斷層的形成機制//斷層巖//斷層識別//伸展構造及重力滑動構造//剝離斷層與變質核雜巖體//逆沖推覆構造//推覆與滑覆的對比和鑒別//走滑斷層//拉分盆地//花狀構造//韌性剪切帶及剪切動向的判別

2、本章要點

斷層的形成機制（Anderson模式, Hafner模式）斷層的識別標志

伸展構造的概念和伸展構造的類型

剝離斷層、變質核雜巖、重力滑動構造的構造特征和構造組合 逆沖推覆構造的幾何結構：相關名詞及幾何圖形 推覆構造與滑覆構造的對比和鑒別

走向滑動斷層的內部應力狀態（外部作用力和內部應力狀態的關系和區別）

走向滑動斷層的伴生褶皺和相關構造 拉分盆地、花狀構造的基本概念 韌性剪切帶的幾何特征和構造特征

糜棱巖的形成機制、糜棱巖系列及其分類、糜棱巖的識別

三、授課內容 第一節 斷層概論

?

（一）概述 斷層的定義 研究斷層的意義 ? 幾何要素和位移 斷層幾何要素

斷層面／帶／線（形態）斷盤 位移 直移／旋轉

滑距（在斷層面上，實際滑移距離）總滑距 走向滑距 傾斜滑距 水平滑距－總滑距在水平面投影 斷距 ? 斷層分類

方案涉及到：①地質背景

②運動方式

③力學機制

④各種幾何關系 與有關構造幾何關系

? 與巖層走向的關系

１．走向斷層、２．傾向斷層、３．斜向斷層、４．順層斷層

? 與褶軸／區域構造線關系 １．縱、２．橫、３．斜 兩盤相對運動

? 正

? 逆——逆沖，<３０°，>５ＫＭ 構造窗／飛來峰（１２－５）?平移

? 組合命名：平移－正斷層；逆－平移斷層 ? 樞紐斷層（１２－６）

（二）斷層形成機制 ? 斷層形成機制涉及到： ①破裂的發生和斷層的形成 ②斷層作用與應力狀態 ③巖石力性

④斷層作用與形成環境的物理狀態 ? 斷層的形成作用

據電鏡觀察，羽狀微裂隙多為張性。——聯合成斷面，當σσ３>阻力時發生宏觀滑動 擴容試驗

Ｓan Address Ft.應力釋放與地震 ? 斷層形成的應力狀態 Anderson model Hafner model 淺層非均質，先存軟弱面

（三）斷層巖 ? 碎裂巖

斷層角礫巖 >2mm；注意與其它角礫巖的區分

１－??碎粒巖 0.1-2mm 碎粉巖 >0.1mm 玻化巖 斷層泥（Tab.12－１）? 摩棱巖 基本特征

? 粒度變小

? Enhanced foliation & lineation ? 在強應變帶內產出

? 塑性流變現象：Ｑ－ribbon，矩形晶、鋸齒狀亞晶、動態重晶粒、核幔結構

? 殘斑（Ｐl）——碎裂或波狀消光，機械雙晶 摩棱巖類型（Tab１６－１）?

（四）斷層效應（簡述）僅討論地層關系變化和視錯動 ?

1、走向斷層引起的缺失、重復

正斷層

逆斷層（Tab１２－２），由二個變量可確定第三個 ?

2、橫向斷層引起的效應 ?

（五）斷層的識別 ?

1、地貌標志

斷層//三角面（１２－２３）//山脊錯斷//盆嶺邊界－切局部山脈走向//串珠湖泊洼地（１２－２４）//帶狀泉水//水系－河流急轉 ?

2、構造標志

地質界線中斷（１２－２５）

構造強化：產狀突變（吳家坪）//節理帶//劈理帶//小褶皺//擠壓破碎//擦痕//構造透鏡體（張口子）

斷層巖 ?

3、地層標志

重復／缺失——見“效應”一節 ?

4、巖漿、礦化

沙溝花崗巖和礦化、（卡林型）金礦——雙王、馬鞍橋、于坪硅化、蝕變、熱液活動 放射／環狀巖墻 ?

5、巖相和厚度標志 ?

（六）斷層的觀測

產狀、相對運動、性質、規模、組合

?

1、產狀確定 “Ｖ”字型、三點法 利用伴生／派生小構造

? 剪節理、劈理帶、揉皺、構造巖面理、構造透鏡體 注意產狀變化 ?

2、二盤動向

? 脈動性、反復活動、反向運動——現代活動斷層在一定時期內相對穩定。

地層新老關系

? 縱向斷層，橫向斷層（切背、向斜）牽引（１２－２９），逆牽引（見后述同沉積斷層）擦痕, 階步（１２－３０）羽狀節理

側旁小褶皺（１２－３３Ｄ）角礫巖（１２－３４）

ＸＹ與斷層所夾銳角示對盤運動方向（角礫近于構造透鏡）?

3、斷層規模 長度、深度

中小型斷層——標志層／作圖、定斷距 大型斷層——標志層／平衡剖面，查位移 ?

（七）斷層作用時間性

涉及①形成和活動時間；②長期活動 ? 活動時代的確定 與褶皺的關系、規律性 不整合（地層、巖體）巖墻——同位素年齡（沙溝）同沉積斷層、地層（見后）? 大斷層長期活動分析 巖相厚度控制

不同時代錯距不一致（平移）巖漿活動、礦化多期性 ? 同沉積斷層

原合編教材（１２－３５）

第二節 伸展構造及重力滑動構造

? 重要性

? “開”與“合” ?

（一）伸展構造類型 ?（1）地塹、地疊（１３－１）

?（2）①階梯狀斷層；②箕狀構造；③盆嶺構造 ①（１３－２）一般均有旋轉 ②箕狀——半地塹

單個或多個，與階梯狀相似，但規模大，主干斷層一般為同沉積 華東、山東濟陽（１３－３）③盆嶺——地貌單元 不對稱縱列單面山 ?（3）大型斷陷盆地

區域性沉陷，菱列、帶狀、等軸、華北、松遼、江漢盆地 ?（4）裂谷 rift(valley)? continental rift ? Inter-continent rift ? oceanic rift ? Wilson circle 裂谷特征：

? 地塹系、隆起軸部、巖石圈伸展 ? 沉積作用

? 磨拉石

? 蒸發巖和紅層 ? 熔巖 ? 碎屑巖

? 淺源地震、火山

? 負重力異常，或負背景上的正異常 ? 負磁異常

? 邊界平行于重力梯度帶（及磁異常帶）? 熱流高 ? 巖漿巖

? 大陸溢流（ＴＨ，堿性玄武巖或雙峰系列火山巖；或堿性玄武巖-響巖或粗面巖層）

? 深部結構、幔涌、殼薄、裂谷墊（異常地幔，波速低）?（4）剝離斷層（第三節專題論述）蓋層與基層之間

剝離斷層上盤位正斷層組合 ?

（二）伸展構造模式

? 據伸展構造形成時的應力狀態 純剪－地塹、裂谷

單剪－巨型剝離斷層＋上盤階梯斷層 ? 據地殼結構的模式 三個構造層次

? 表層次：各種正斷層組合

? 中層次：韌性帶、Ｍy１帶、塑性伸展構造－塑性變形為主

? 深層次：地殼深部伸展性塑性流變，常有花崗巖和基性巖墻群

伸展構造外來系統（馬杏垣）

? ——大型正斷層以上部分（據華東中新生代伸展結構）? 各種正斷層（正、反向階梯狀、地塹、地壘）? 旋轉、垂向變薄、橫向拉長（13-6），深層次為韌性流動和巖墻群

? 據斷層活動方式（動力學機制）分類——沃尼克（Ｂ.Ｗernicke）二類三型模式(Tab１３－１)旋轉伸展

?平面狀斷層伸展系統，斷層、巖層均旋轉，斷塊發生伸展

? 若已知斷層和巖層產狀，可計算伸展量（Ｆig １３－８，１３－９）

伸展百分率（％）＝（x-1）×１００

＝［或

伸展百分率（％）＝[Sin?i?1]×１００

Sin(?1??)Sin(???)－１］×１００ Sin?鏟狀斷層，―――無相應計算公式 非旋轉伸展

?（13-11）

? 查明斷層產狀和幾何形態（平面狀或鏟狀），巖層產狀及變化；旋轉或非旋轉，在此基礎上查明伸展量

?

（三）剝離斷層與變質核雜巖

? 剝離斷層－Ａrmstrong（1972），北美盆嶺區，上部年輕地層直接覆于深變質地層之上。

? 定義：伸展構造區平緩的鏟狀大型正斷層，往往伴以變質核雜巖體。位于基底與蓋層間。上剝離盤－淺層次正斷層組合 下剝離盤－core complex ? 核雜巖

古老片麻巖，穹隆狀，以剝離斷層為界，變質變形強烈。頂部為糜棱巖帶，厚幾十米－數公里，常疊加脆性斷層。a線理；鞘褶皺；Ｌ－Ｓ結構（線＋Ｍyl面理）常有侵入體相伴；深部基性巖和巖墻群常見。斷層巖序列變化（由下而上）：

? 糜棱巖

? 碎裂巖，綠泥石化糜棱巖 ? 摻有糜棱巖碎粒的碎粉巖、碎斑巖 ? 角礫巖

剝離斷層發育時間長，常與區域隆起／伸展同時，且不限于同一層位或接觸帶

剝離斷層帶寬且厚，斷層巖序列可出現穿插，疊覆 上剝離蓋層中常見順層滑脫，導致地層減薄，缺失 剝離斷層和核雜巖確定標志

? 糜棱巖和穹狀片麻巖 ? 蓋層與基底之間滑脫斷層現象

? 蓋層底部地層缺失及斷層巖

? 蓋層中的順層斷層表現為地層減薄、缺失、滑動破碎 剝離斷層與成礦

? 卡林型金、金屬礦——內華達、亞到桑那、加州 ? 成礦機理：上剝離盤中的氧化環境低溫水溶液與下剝離盤中的還原環境高溫水溶液，二者在剝離斷層附近交匯，促使含礦溶液沉淀。剝離面若破碎強烈，可形成客礦空間。如膠東片麻巖、花崗巖中的金礦、安慶月山多金屬礦

剝離斷層與不整合

? 產狀一致，被強迫，可能為糜棱巖面理 ? e.g.嵩陽界面、周口店侵入體與圍巖接觸界面

?

（四）重力滑動構造 概念：重力作用、影響 ?（1）基本結構

下伏系統：變形相對弱，固化程度高，堅實 潤滑層：軟弱層，鹽、粘土、煤

? 華南的巨厚志留系砂泥巖－區域性潤滑層、巖性差異很重要

滑面：斷層面，常發育于不整合面、不同巖性之間的界面、塑性界面

? 主滑面、次級滑面、鏟狀 滑動系統－滑面以上、強變形

? 褶皺＋逆斷

? 褶皺強度漸增；斜歪→側轉→平臥；逆斷發育于倒轉翼，斷面與軸面平行

?（2）分帶

后緣拉伸帶：正斷、地塹（壘）、張節理、角礫巖 中部滑動帶：明顯定向（褶＋斷）、滑面隱伏

前（外）緣推擠帶、側轉平臥、疊瓦、滑裂巖（似混雜堆積）。重力滑動構造總體結構特點

? 后緣至前緣：拉伸→剪切→擠壓

?平面上，后緣斷裂成弧形，弧頂指后方；前緣斷裂成弧形，弧頂指前緣 ? 不協調：

? 滑動系統與下伏系統之間 ? 滑動系統內部次級滑面上下

?（3）構造樣式

滑片型－一系列疊臵的鏟狀和疊瓦斷層及所夾斷片（13-16）滑褶型－一系列復雜褶皺（13-17）滑塊型－組合性斷層及切割的斷塊

? 主發育于（似）侏等式褶皺構成的滑動系統中 ? 斷層組合成對沖式、背沖式、地塹槽式、正一逆槽式、正逆拱式（１３－１８）

?（4）重力滑動構造的形成條件 適宜的坡度。坡陡、速度快，滑動構造復雜

滑動系統巖層具一定厚度（重量），厚度大利于滑動形成 潤滑層、孔隙壓 第三節 逆沖推覆構造

? 19世紀晚期－第一次高潮

? 70’Ｓ中期，ＣＯＣＯＲＰ，南阿巴拉契亞，薄皮、油氣、圈層結構

?

（一）基本概念和構造樣式 ?（1）基本概念

? thrust + nappe ? 主產于造山帶及前陸，多為擠壓、收縮結果 褶皺推覆 沖斷推覆 推覆與滑覆

?（2）構造樣式（組合）單沖型、疊瓦狀 背沖 對沖 楔沖

?

（二）幾何結構 ?（1）臺階式

斷坪（flat，順軟層）+斷坡（Ｒamp，切硬層）交替 總體呈鏟狀——具普遍性

? 巖層處于水平狀態時的形成，后期可發生變化 圖：上盤斷坡（ＨＷＲ）hanging wall ramp ? 下盤斷坡ＦＷＲ foot wall ramp 圖14-9：前、側、斜斷坡 ? ——據斷坡走向與逆沖位移方位關系決定 ?（2）雙重逆沖構造－雙沖構造 Ｃ.Ｄ.Ａ.Ｄalstrom（1970）提出 結構

? 頂板

? 疊瓦逆沖斷層+斷夾塊（horse）? 底板逆沖斷層 疊瓦扇 inbrecated fan ? 疊瓦構造，無頂板斷層 ? 與duplex并列，(14-13)? 斷端線或斷尖線tipline；分叉thrust前緣常被剝蝕掉

? 斷叉線（分叉線）branch line——分支thrust 與主干thrust的交線

?（3）沖斷褶隆 Culmination 頂部寬平的箱狀和穹狀

?（4）反沖斷層（backthrust）和沖起構造

反沖斷層：主要見于前鋒和斷坡后側，亦見于應變較弱的斷坪

? 有些backthrust向下變陡，甚至轉為與逆沖方向一致 沖起構造（pop up）－因強烈擠壓上沖、隆起，與底辟或刺穿相似

? 常表現為扭曲的背斜（斷層切割）?（5）分帶性：根、中、鋒帶、后（外）緣帶 表現在結構、構造、變形強度上，與變形作用相關。? 后緣帶：根帶后側 ? 外緣帶：鋒帶前側 根帶：起始發育部位

? 強擠壓、面理、軸面、小斷層陡－直立、塑性增高，有時為ductile zone，流劈理、褶劈理相對發育 ? 陡峻菱形體與擠壓面構成網結

? 自根帶向中帶斷層開始分叉，產狀變緩。

? 根帶的研究對確定逆沖推覆在區域中的地位、活動和運移規模、變形性狀和形成作用具重要意義。

中帶

? 斷層分叉，疊瓦扇和雙沖 ? 單剪為主

? 次級斷裂、褶皺產狀相對穩定，傾向根帶 ? 變形強度：強（近根帶）→稍弱→強（近鋒帶）

? 斷坡處較斷坪處強，復雜。

E.g.南昌－宜豐

? 圖解：塑性降低

劈理化減弱，變稀疏（密集節理）

定向性小構造：褶皺式窗欞、膝析、旋卷、透鏡體、小型雙沖 鋒帶

? 巖層傾角增大

? 陡立緊閉小褶皺（下盤近斷層面處）? 碎裂（帶）

? 構造定向性較根帶明顯 ? 次級斷層發育，并強烈變形 影響鋒帶變形的影響因素： 作用力大小，持續時間 作用力停止的快慢

巖席的巖石性質，強度差和組合結構 底板逆斷層的擴展速率 底板逆斷層的位移量 巖席內縮短量

逆沖前陸構造或前側的其它構造 Tab１４－１

（14-17）：垂向變化 可由一個或多個nappe組成

變形過于復雜。上部推覆體形成早 應變不均勻

接觸面處應變最強。可達100：1（Ｘ：Ｚ）

多次推覆，疊置形成堆拄（nappe rill）伴生、派生構造明顯變化（自底向上）cleavage, Joint, Fd, N-Ft, Lineation 反映變形強度、變形性狀、應力狀態、ＰＴ的變化

·變形由下面上趨于復雜，因為上部nappe運移歷史長形成早 逆沖斷層的走向變化——總體移量基本一致，疊瓦狀逆沖斷層帶中各單條逆沖斷層的運移量和壓縮量可變

逆沖斷層的終止—— 一條主要的逆沖斷層分為多條次級斷層，或轉變為褶皺等壓縮性構造 ?

（三）逆沖推覆構造的擴展

順序發展 imbrecated fan & duplex 自造山帶向前陸運移 ?（1）擴展方式：

前展（背馱）式 piggyback propagation 向前陸向腹陸擴展 絕大部分為前展式－據野外、模擬及理論分析 后展（上疊）式 overstep propagation 擴展方式的判別 ①總體變形特征 ②各級各類構造發育狀況 ③各斷層交切關系

e.g.１４－１７

前展式逆沖斷層中，早期沖斷層變形強烈。臺階結構被變形，破壞。據各主要逆沖斷層變形強度及被切割的情況可較準確地確定逆沖順序。

? 一些多次逆沖形成的逆沖斷層，變形強度呈遞進變化。晚期保存為臺階式，早期形成的已強烈彎曲。

次級斷層發育機制、擴展進程的分析、模擬和構造模式（14-19）―――Ｍandl（１９８１）

? 逆沖巖席中壓應力值向前呈正弦規律遞減；二個壓應力最大點（尾部下角與巖席表面的一點）? 其連線為第一條斷層位臵 ? 此時sheet的完整性遭到破壞

? 前方巖席照此方式繼續發展，逐漸形成疊壓構造 ? 各斷層間的間距為

d2/d1=d3/d2=??＝a(d1>d2>d3?)（14-19）

?（2）雙沖構造擴展模式（Boyer & Elliof,1982）根據：規模和角度的實測數據

假定：平面應變、長度不變、褶皺為膝折式 ?

（四）逆沖作用與褶皺作用 逆推構造總與褶皺伴生 二者幾何學上具相關性，成因上具統一性

e.g.褶皺側向與逆沖方向一致，變形強度共同衰減。

① 阿巴拉契亞谷嶺區，侏羅山式褶皺，東南造山帶，褶皺強，Ｆt增多；向西北（鋒帶）及北美臺邊緣，Ｆd變平緩開闊以至消失。

② 湘鄂西至川東與之類似 二個問題：

① 斷層和褶皺，誰為主導？ ② 褶皺形成機制？ ? 逆沖推覆與褶皺形成的傳統觀點 褶皺導致逆沖推覆－先褶后斷

? Ｈeim（１９２１）Alps 水平擠壓，先褶后斷，形成褶皺推覆體

現代認識－逆沖推覆控制褶皺－先沖后褶；據松樹山模式（１４－７）

? 70’S以來，對前陸及造山帶的逆沖推覆有了更全面認識，認識到逆沖引起褶皺的作用。但并不等于Ｈeim的觀點全部過時。仍有部分運用。

? 褶皺由逆推引起，逆推發生早

? 箱狀褶皺、侏羅山式褶皺是逆沖滑脫形成，斷坡(Ramp)對褶皺形成起重要作用

? 褶皺的影響因素：斷坡（傾角、長度、間距）運移速度和規模、巖系組成、逆沖作用進程，滑脫層（性質、厚度、深度）

? Ｒamp可能向上延伸切斷頂板斷層，形成切頂構造（2）逆沖作用控制下褶皺的發育

? Ｗ．Ｒ．Ｊamison（1987），單個褶皺的發育及幾何學分析和模擬

? 三種類型（據褶－斷關系）

? 斷彎褶皺作用（Fault-bend folding）

? 斷展褶皺作用（Fault-Propagation folding）? 斷滑（滑脫）作用（Detachment folding）

?（14-21）在巖席爬升斷坡時形成；發生在斷坡形成之后。

形成于thrust終端，與斷坡的形成同時或近于同時 thrust終端，順層滑脫結果，與Ｒamp無關

·決定褶皺與Ｆx二種作用的主導因素，可能是地質力學性質 斷滑－下伏有能干層，其上為軟層 斷展－上、下巖層韌性差不顯著 ?

（五）逆沖推覆構造的形成作用

涉及若干相關問題：斷裂發生、滑動和位移、驅動力、構造演化 ? 關于驅動力（尚無定論）

早期認識：（１）收縮論，水平擠壓；（２）重力滑動

? 區域性水平擠壓，包括前陸與造山帶 對稱疊瓦由巨型復背斜發展而來，例如天山、祁連山

? 后部推動，形成不對稱疊瓦狀構造 e.g.Alps喜山 ? 此種解釋存在的問題：

? 某些逆沖帶無強烈褶皺 ? 壓應力與巖石強度相矛盾

? 應力傳遞。在彈塑性狀態下，應力難以遠距離傳遞 ? 對重力滑動的質疑－基底沖斷面坡度

板塊構造解釋

? accretionary prism ? collision between island arc & continental margin ? foreland and backland ? A-type subduction ? 板塊（應力）傳送帶 ? Qinling-tectonic explanation 其它

? 重力擴展//液壓傳動//熱產生元素 關于（異常）孔隙壓力

? 主要發生于快速沉積帶和構造加壓帶 ? 水熱增加－放射性元素？

? 摩擦

? 孔隙壓力作用：

? 降低圍壓、利于剪裂 ? 浮力效應

? 表層ＰＴ狀態延伸至深部，使其保持脆性和完整性（由于圍壓降低使深部狀態改變，接近于表層狀態）

?

（六）推覆與滑覆的對比和鑒別 ?（1）擠壓推覆與重力滑覆

擠壓推覆：整體擠壓、根帶可能大于中帶和緣帶 重力滑覆：拉伸－擠壓，鋒帶擠壓強度大 應變軸方向

? 擠壓推覆有限應變長軸方向直立 ? 重力滑覆有限應變長軸方向水平斷層根帶產狀不同

? 推覆：變陡下插，傾向后方 ? 滑覆：變緩上升，傾向前方 斷面形態、傾向

? 推覆：臺階或平滑弧形，傾向根帶 ? 滑覆：鏟狀，傾向前鋒 地層層序

? 推覆：老地層往往上覆

? 滑覆：老地層可上覆，但往往是新地層在上并造成部分地層缺失（構造剝蝕）

地層關系、規律性和連續性

? 推覆體中地層具有規律性、連續性較好，地層序列相對容易恢復

? 滑覆體中地層十分混亂，規律性連續性差，并由于滑覆順序（新地層先滑），可形成倒序疊量（diverticulation）

褶皺特征

推覆:倒轉－平臥，倒轉翼變薄拉斷

滑覆:下翼（倒轉翼）往往完整 ?（2）逆沖推覆構造與剝離構造（剝離斷層及上、下盤）表１４－２ 第四節 走滑斷層

?

（一）走滑斷層基本特征、構造樣式 ?（1）基本特征 主要特點

? 帶狀、包括次級斷層、分叉交織、發辮狀 ? 常伴生雁列式褶皺、斷裂

? 二盤地層一巖相帶依次錯移，地層時代老，錯距大 ? 直線狀，航衛片上明顯 左階式、右階式（15-11）離散性／收斂性走滑

? 張剪／壓剪 ?（2）走滑斷層構造樣式

單條、平行線、雁列、菱格／棋盤格

單條式：一條或多條主干斷層，或分或合；次級斷裂：平行或小角度斜交。

平行線式：二條或更多斷層并列、平行 雁列式

可形成pull-apart basin 菱格式

大區域，丁國瑜－現代地震（中國）?

（二）走滑斷層內部應力狀態、相關構造 ? 應力應變場

? 斷層彎曲引起的應力應變場 隆起、逆斷、正斷、盆地 ? 走滑斷層交切引起的擠壓、拉張 ? 斷層端部應力狀態

端部還可能存在與斷層斜交的張剪／壓剪應力帶，并形成相應構造

? 此外，基巖結構不均勻，走滑過程中剪切方向偏轉，進一步使走滑帶中形成復雜的擠壓－拉伸帶，并交替變換。年輕斷層在地貌上可顯示。?

（三）走滑斷層伴生的褶皺 ? 雁列式褶皺

褶軸小角度交于斷層，多為背斜 遠離斷層傾伏、消失

產于斷層一側，二側，或帶內，亦產于隱伏斷層上覆蓋層（５－１１）（５－１２）? 牽引式彎曲（褶皺）新西蘭Alps,郯廬

hinge: steep dipping ?

（四）拉分盆地

Ｂ．Ｃ．Ｂurchfiel（1966），研究了圣安德列斯，死谷盆地之后，提出理想化模式 ? 拉分盆地的幾何特點

曾稱作菱形斷陷，分為Ｓ型、Ｚ型 Ｓ型－左行左階 Ｚ型－右行右階

規模：長數百米——百公里；寬：數十米——數十公里 長寬比約３：１ ? 拉分盆地的演化 可在二條斷層控制下發育 也可在一組雁列斷層控制下發育

大型拉分盆地中的次極斷層和拉分盆地，形成塹中塹（盆中盆）和塹中壘

拉分盆地形態：一般窄而長，寬度相對穩定，長寬比達到３：１時停止發育

決定盆地發育的因素：①雁列走滑斷層的間隔和重壘；②斷層長度；③活動持續時間和切割深度 消亡過程，自邊界向內部萎縮 ? 拉分盆地的地質特點

發育快、沉降快、厚度大、相變快 陸緣陸相→海相；或海相→湖相→河流相 陸內拉分盆地：全為陸相

大型拉分盆地，長期生長，地殼相對薄，有火山活動，熱流較高 油氣、鹽類 ? 厚的多有機物海、湖相沉積，快速沉降埋藏，高熱流－生油層

? 碎屑沉積－儲油層 ? 雁列褶皺－儲油圈閉 地震

? 伸展扭動背景中，多震——土耳其安那托利亞斷層 ? 海原地震（１９２０）? 滇西北紅河北段第四次斷陷

?

（五）花狀構造

? 根據形態、力性分為正花狀和負花狀 ? 正花狀

收斂性走滑斷層派生 壓扭性應力狀態 逆斷層組合，背沖

? 斷面下陡上緩，凸面向上 ? 地層呈背形，但非彎滑褶皺 ? 負花狀 離散性、張扭性 正斷層、凹向上

? 似地塹構造 ? 地層平緩

? 淺部縱向斜（不具彎滑性質）

花狀構造多發育于未強烈變形和疊加地區，我國中、西部多正花狀，東部以負花狀為主 ?

（六）走滑斷層在區域構造中的地位、意義 在區域上可是單剪或純剪的結果，可是獨立體系或區域中一個單元，對區域構造進行轉換和調整 e.g.印度二側的平移

前陸褶沖帶（油氣）走向上常被走滑斷層橫切 大逆沖巖席二側被二條走滑斷層限制 ? 幾種重要構造現象 菱格和發辮式構造

? 菱格

? 產狀平緩，新構造區顯著

e.g.地震與現代破裂網格(fig盆地輪廓（塔里木、柴達木）（南緣阿爾盆左行平移）

菱形強應變帶與弱應變域－網結 變質雜巖中、大別

? 發辮式構造

? 圖解說明：雁列呂德爾剪裂，先形成

低角度剪裂Ｐ形成在Ｒ之后，由模擬得出

·主剪切帶、ＲＲ’，Ｐ斷裂滑向均一致 ·關于Ｐ斷裂

·由于Ｐ的發育，使ＲＰ’相互聯接，夾有菱形地塊

? 雙重構造－貌似平面上的雙重逆沖構造

陸塊構造

Ｒ.Ｌ.Ｂruhn（１９８７）

? 基本內涵：

? 地殼被切成塊體（微板塊－數km塊）? 塊體間相互作用、運動、轉動

? 走滑斷層和轉換拉張（transextesion）轉換擠壓（transpressure）

——引起陸塊轉動的主要動力

強調transextension & transpressure引起地殼塊體的普遍活動和轉動。? 塊體轉動類型：

繞直立軸－走滑斷層引起

繞水平軸－與伸展剝離有關

二者是相互調整的，反映在應力／應變；均和陸塊運動學及邊界條件有關

轉換斷層與走滑斷層

Ｊ.Ｔ.Ｗilson（1965）,transform fault 二者區別（Ｔable 15-1）figs 第五節 韌性剪切帶

?

（一）剪切帶基本類型

定義:塑性狀態下發生連續變形的狹長高應變帶，中深－深層構造類型

剪切帶類型（脆－脆韌－韌脆－韌性）?

（二）韌性剪切帶幾何特征 包括剪切帶邊界條件和幾何性質 ? 帶外巖石不變形 不均勻簡單剪切 不均勻體變 １＋２

? 帶外巖石均勻應變 均勻應變＋不均勻單剪 均勻應變＋不均勻體變

均勻應變＋不均勻單剪＋不均勻體變 ?

（三）構造特征（ductile shear zone）? 簡單剪切帶的基本幾何關系

各類剪切帶的變形均為非均勻單剪，可看作無限小均勻剪切帶的組合。

〃均勻單剪單元幾何學分析 設：

?（１）坐標 Ｘ－剪切方向

ＸＹ－剪切面

Ｙ－垂直于Ｘ

Ｚ－垂直于ＸＹ面

?（２）應變橢球 圖解：Ｘf≥yf(＝C ；e2＝0)≥Zf

Q’＝Xf與X的夾角

?(3)標志層∧Ｘ＝α（變形前）

標志層∧Ｘ＝α’（變形后）ω（Ｘf的旋轉角）＝Ｑ－Ｑ’

?－剪應變；φ－角剪切；d－位移距離（∥Ｘ軸）

? 據上述假設 剪切帶基本幾何關系為：

（１）?＝tgφ（２）d=?·Z(剪切帶寬度)（３）tg2?’=

（４）ctgα’=ctgα+? 以上為“小均勻單剪”應變單元

自然界：?值是變化的，故各物理量計算要復雜一些。? 簡單剪切帶的組構 新生面、線理

? Ｓ（剪切帶內面理），∥ＸfＹf（finite strain）? 方位變化

? 據Ｓ方位計算位移d ① 依次測θ’〈＝Xf∧X(∥C組構)② 求?

（據tg2?’＝）③ 利用?－?作圖

2?2?? 線理 ∥Ｘf，強度隨變形程度變化與邊界銳夾角示對盤運動方向 圖

? Ｓ－Ｌ構造巖——韌性剪切帶得標志 先存面的變形

? 方向、厚度改變與剪應變的關系 ? ctgα’=ctgα+?

α－面∧Ｘ軸（變形前，在ＸＺ面上）α’－面∧Ｘ軸（變形后，在ＸＺ面上）

可根據上式計算總位移量，方法與據面理計算相似。

? 剪切可使標志層產生被動褶皺 一般為相似式

hinge∥標志層與ＸＹ面交線 軸面∥剪切帶 圖解：hinge⊥紙面

? 標志層厚度變化

1、韌性差小

厚度變化，決定于①標志層產狀②與剪切帶夾角（α）t’=Sin?'t Sin?t-原始厚度

t’－改變的厚度 圖解：先加厚，后褶皺 韌性差大

（標志層與基質）變薄或拉斷 韌性差大

2、韌性差大

縱彎褶皺→石香腸（Ｂ３）或石香腸化褶皺（Ｃ３）先存線理變形

? 沿著Ｌ０與Ｘ軸（運動學a軸）構成的大園上運移變位 ? 向Ｘ軸方向靠攏，趨于形成一極密

? 涉及體積變化和圍巖均勻變形時，Ｓ面理與Ｃ夾角不再是簡單的剪應變之函數，參考有關文獻

? 鞘褶皺 sheath fold 扁圓、舌狀、圓柱狀、多不對稱 軸：

? Ｘ，∥運動方向（a）? Ｙ，⊥Ｘ，位于剪切面上 ? Ｚ

不同斷面形態（圖）ＹＺ面 ＸＺ面 形成方式：

? 先期hinge在剪切過程中變彎－疊加變形

? 被動層原始偏斜→褶皺（樞紐彎曲、形態復雜）→鞘（應變量大；?>10）

?

（四）剪切方向的確定 錯開的巖脈／標志層 不對稱褶皺

? 注意，當?很大時，褶皺形態改變，倒向，Ｓ型會轉為Ｚ型

鞘褶皺——hinge彎曲指向 ＸＺ面上褶皺倒向 Ｓ－Ｃ組構（Ｉ型面理）

云母魚－Ⅱ型Ｓ－Ｃ面理石英；云母片巖中常見 旋轉碎斑系——σ型與?型 不對稱壓力影 “多米諾骨牌” 曲頸狀構造

此外，巖組、Ｑ、Ｃc的Ｃ組構 ?

（五）區域韌性剪切帶及其構造型式 ? 規模及產狀

mm-cm-數十km——數百km——上千km，但幾何學，產狀和組合都幾乎相同 類型：Mattauer（1980）分為二類

?平移

?平緩的逆沖或剝離 ? 區域構造樣式

一般為二組方向、網結狀：由弱變形域與強變形帶構成 共軛剪切帶 σ１象限夾角>90０ 剪切帶的尖滅和聯合

? 尖滅的二種模式

① 分散，變寬

② 引起側向位移，造成復雜應變型式

若二側受限，剪切帶可彎曲，或交切，或聯合，構成（菱形）網格 ?

（六）韌性剪切帶的觀測 ? 識別：

強烈密集片理，狹窄高應變帶，Ｍy1（化）測量：方位、產狀及變化、寬度、延伸

接觸面（截然或漸變），圍巖片理，板狀體進入剪切帶后的變化 ? Ｓ－Ｃ及Ｑ角，剪切位移 ? Move sense ? sheath fold Ａ線理 標志層 ? 變形變質

退變質、水化礦物（Sericite），巖石變化（Alps,鋁質片麻巖）? sampling-鏡下及超微定向標本 ? mapping

四、要求掌握的要點和基本概念

? 名詞：逆掩斷層，（逆沖）推覆構造，飛來峰/構造窗（及其形成過程），樞紐斷層，（反）階步，同沉積斷層，反轉構造

? *Anderson模式：要點（內容）、條件（點、均勻）、斷層產狀、剪裂面

? *Hafner模式的修正補充，實際意義 ? 正、逆斷層應力狀態莫爾圓的表示 ? *糜棱巖的形成機制 ? *斷層的識別標志 ? 確定二盤相對動向 ? 時間性——應用

? *剝離斷層、變質核雜巖、滑覆構造、拉分盆地、花狀構造 ? 逆沖推覆構造的幾何結構 ? 推覆構造與滑覆構造的區別 ? 圖示斷層派生構造* ? 走滑斷層帶內部應力狀態 ? 走滑斷層的伴生構造

五、思考、討論題

? Anderson模式在多大程度上解釋了斷層形成時的應力狀態？這種模式的局限是什么？

? 褶皺是塑性變形，斷層是脆性變形，二者為何可以同時出現？

? 斷層的識別標志中哪些是最重要的標志？可否根據一、二條標志確定斷層的存在？

? 如何理解逆沖推覆構造的臺階式結構？形成這種結構有無變形條件的限制？

? 走滑斷層帶內部應力狀態的解釋可否用于對其它類型斷層帶的解釋？