构造地质学第一章
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《构造地质学》教学大纲教学大纲第一章绪论一、教学目的1. 明确构造地质学的研究对象和研究内容2. 了解构造地质学分析涉及到的两个重要概念:构造尺度和构造层次3. 明确学习构造地质学的意义二、教学内容的结构1. 地质构造与构造地质学2. 构造尺度与构造层次的概念3. 构造解析的思想和方法4. 学习构造地质学的意义三、主要内容构造地质学的内涵和研究对象;地质构造;构造地质学的研究内容(地质构造的几何学、运动学和动力学);构造尺度;构造层次;构造解析的思想和方法;学习构造地质学的意义四、本章要点构造地质学的内涵;构造尺度和构造层次的概念五、本章思考题1. 何为地质构造?2. 对地质构造应从哪几个方面进行研究?3. 什么是构造尺度和构造层次?各有哪些种类?第二章沉积岩和岩浆岩的原生构造及其产状一、教学目标1. 明确面状和线状构造的产状表示法2. 了解沉积岩和岩浆岩的原生构造二、教学内容的结构1. 利用沉积岩层原生构造确定岩层的顶面与底面2. 倾斜岩层与直线的产状要素3. 水平岩层与倾斜岩层在地形地质图上的特征4. 地层的接触关系5. 沉积岩中的软沉积变形构造6. 岩浆岩中的原生构造三、主要内容面状构造与线状构造的产状表示法;沉积岩层的原生构造及沉积岩层顶、底面的识别标志;软沉积变形的种类;地层接触关系的基本类型及其构造意义;地质界线与地形等高线之间的相互关系(即“V”字形法则)四、本章要点沉积岩层顶、底面的识别及其应用;不整合接触关系的识别标志;软沉积物变形的类型及其形成机理五、本章思考题1. 走向、倾向和倾角的含义是什么?2. 岩层的露头宽度与哪些因素有关?3. 如何在地形地质图上判定地层是否是水平地层?4. 沉积岩层有哪些基本的接触关系?如何识别它们?各反映了什么构造意义?5. 如何判断沉积岩层的顶、底面?6. “V”字形法则的主要内容是什么?7. 软沉积变形主要有哪些几种?第三章地质构造分析的力学基础一、教学目标1. 明确应力、应力状态的概念和特点2. 明确应力莫尔圆的含义与特点二、教学内容的结构1. 应力、正应力、剪应力的概念2. 主应力、主方向和主平面的概念与应力状态3. 应力莫尔圆的概念与特点4. 应力场、应力轨迹与应力集中三、主要内容应力、正应力、剪应力的概念;主应力、主方向的概念;单轴、双轴和三轴应力状态的二维应力莫尔圆;应力场的概念及其表示法四、本章重点双轴和三轴应力状态二维应力分析的莫尔圆;应力场的概念及其表示方法五、本章思考题1. 应力、正应力、剪应力、主应力之间有什么关系?2. 单轴、双轴和三轴应力状态二维应力莫尔圆上任意一点的物理意义是什么?3. 影响应力场的主要因素有哪些?第四章变形岩石应变分析基础一、教学目标1. 明确应力、应变的概念和特点2. 明确岩石变形的三个阶段3. 明确影响岩石变形行为的外界因素二、教学内容的结构1. 变形、位移和应变的概念2. 旋转应变与非旋转应变3. 递进变形、全量应变与增量应变4. 岩石的变形阶段5. 影响岩石力学性质的外部因素三、主要内容变形(拉伸、挤压、剪切、弯曲和扭转)和位移(平移、旋转、形变和体变);应变的度量(线应变与剪应变);弹性变形、塑性变形和破裂变形;均匀应变与非均匀应变;应变椭球体的概念;旋转应变和非旋转应变;递进应变(共轴递进变形与非共轴递进变形)四、本章重点线应变和剪应变的概念;脆性岩石变形的三个阶段(弹性、塑性和破裂变形);单剪与纯剪变形的概念;影响岩石变形特征的外界因素五、本章思考题1. 变形和位移各有哪几种方式?2. 线应变与剪应变、均匀应变与非均匀应变、旋转应变与非旋转应变(单剪与纯剪)、共轴递进变形与非共轴递进变形的含义是什么?3. 岩石变形的三个阶段各有何特点?4. 影响岩石变形特征的外界因素主要有哪些?它们分别是如何影响岩石变形的?第五章劈理、节理和线理一、教学目标明确劈理、节理、线理的类型和形成机制二、教学内容的结构1. 劈理(1)劈理的结构特点与分类(2)劈理的成因(3)面理置换2. 节理张节理与剪节理的概念与特点3. 线理(1)小型线理与大型线理的主要类型(2)线理的成因三、主要内容劈理、线理、节理的概念与主要类型;劈理、节理、线理与褶皱、断层构造的相互关系;劈理、线理和节理的形成机制四、本章重点劈理、节理、线理的概念、主要类型和形成机制五、本章思考题1. 劈理按成因可以分为哪几种类型?它与节理如何区别?2. 劈理主要是通过哪些方式形成的?劈理有何应变意义?3. 常见大型线理构造有哪几种?它们是如何形成的?4. 张节理与剪节理如何区别?5. 共轭剪节理与主应力之间有什么关系?6. 如何利用层间劈理判断地层是否正常?第六章褶皱一、教学目标1. 明确褶皱的类型2. 明确褶皱的形成机制二、教学内容的结构1. 褶皱要素2. 褶皱的形态3. 褶皱的分类4. 几种特殊类型的褶皱——同沉积褶皱和底辟构造5. 褶皱的组合形式6. 褶皱的形成机制7. 叠加褶皱8. 褶皱作用的时间三、主要内容褶皱的几何学分析(褶皱要素、褶皱描述、褶皱的几何形态分类);平行褶皱与相似褶皱;同沉积褶皱与底辟构造;褶皱的组合型式(侏罗山式褶皱)褶皱的形成机制(纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用、剪切褶皱作用和柔流褶皱作用);与褶皱伴生的劈理、擦痕等构造;褶皱层中的应力分布特征四、本章要点枢纽、轴面的含义;褶皱的几何形态分类;褶皱的产状分类;褶皱横截面形态分类;纵弯褶皱作用的特点、褶皱中的应力分布与伴生构造;横弯褶皱作用;剪切褶皱作用;柔流褶皱作用;不同褶皱作用机制形成褶皱的特点五、本章思考题1. 褶皱由哪几个主要部分组成(褶皱要素)?2. 褶皱的形态有哪些类型?分类依据是什么?3. 褶皱在平面上和剖面上有哪些组合形态?4. 如何判定褶皱的形成时代?第七章断层概述一、教学目标1. 明确断层的类型和各类型的主要特点2. 明确断层的识别标志二、教学内容的结构1. 断层的几何学与运动学要素2. 断层的类型及其应力环境3. 同沉积断层4. 断层的识别标志5. 断层两盘相对运动方向的判定三、主要内容断层的几何学要素(断层带、断层线与断盘)和运动学要素(位移);正断层、逆断层与平移断层的概念及其应力状态的Anderson 模式;断层岩;断层效应;断层的识别标志;断层两盘相对运动方向的确定;牵引构造与逆牵引构造(或反牵引构造);断距的确定;断层作用时间的确定;同沉积断层的概念与特点断层分类;断层的运动学要素;断层的识别标志五、本章思考题1. 在野外如何识别断层的存在?如何判断其性质?2. 正断层、逆断层和平移断层分别形成于何种应力环境中?3. 牵引构造与逆牵引构造有何不同?4. 怎样确定断层发育的时间?5. 同沉积断层有何特点?第八章伸展构造一、教学目标明确伸展构造的表现形式二、教学内容的结构1. 伸展构造的表现形式2. 大陆伸展构造模式3. 造山期后伸展作用的机制与表现4. 构造反转三、主要内容伸展构造的主要表现型式;地堑与地垒、断陷盆地、裂谷变质核杂岩、岩墙群的概念;大陆伸展构造的三种模式(纯剪式、单剪式和分层剪切或滑动模式);拆沉作用;构造反转四、本章要点伸展构造的表现形式;构造反转五、本章思考题1. 伸展构造主要有哪些表现型式?2. 伸展构造的形成机制主要有哪几种?3. 伸展构造与挤压构造有哪些主要的差别?第九章逆冲推覆构造一、教学目标明确逆冲推覆构造的几何结构特点二、教学内容的结构1. 逆冲推覆构造的几何结构2. 逆冲推覆构造的组合型式3. 逆冲推覆的驱动机制4. 逆冲推覆与重力滑覆的区别三、主要内容逆冲推覆构造的几何结构与组合型式;双重逆冲构造、反冲构造的概念;逆冲推覆构造的分带、分层和分段性;逆冲推覆构造的扩展方式;逆冲作用与褶皱作用(断弯、断展与断滑褶皱作用);逆冲推覆的驱动力、位移与速率;推覆与滑覆的差别;断层相关褶皱理论四、本章要点逆冲推覆构造的几何结构和分段性;逆冲推覆构造的驱动机制;断层相关褶皱理论1. 逆冲推覆构造有哪几种组合型式?2. 什么是双重逆冲构造?3. 什么是反冲断层与构造三角带?4. 逆冲推覆构造沿冲断方向可以分成哪几个带?5. 逆冲推覆构造有哪几种扩展方式?6. 何谓断弯褶皱作用、断展褶皱作用与断滑褶皱作用?7. 如何区别挤压推覆与重力滑覆?第十章走向滑动断层一、教学目标明确走滑断层几何结构和伴生构造的特点二、教学内容的结构1. 左行走滑断层与右行走滑断层2. 走滑断层的几何学特征3. 走滑断层的形成环境4. 一种特殊的走滑断层——转换断层三、主要内容走滑断层的基本特点;走滑断裂带的弯曲部和端部的应力状态;拉分盆地与花状构造的概念与特点;雁列式褶皱与牵引式弯曲;走滑双重构造四、本章要点左行与右行、左阶与右阶的概念;走滑断层伴生构造;花状构造的概念五、本章思考题1. 走滑断层有哪些基本特点?2. 走滑断裂带弯曲部和端部有哪些应力状态?3. 拉分盆地有何地质特点?如何识别拉分盆地?4. 走滑双重构造与逆冲双重构造有何差别?第十一章韧性剪切带一、教学目标1. 明确韧性剪切带内特征的岩石类型和伴生构造特点2. 明确韧性剪切带两盘相对运动方向的判定方法二、教学内容的结构1. 剪切带与韧性剪切带的概念2. 韧性剪切带的特点3. 糜棱岩的特点4. 韧性剪切带运动方向的判别标志三、主要内容剪切带的类型(脆性剪切带、脆-韧性剪切带、韧-脆性剪切带和韧性剪切带);糜棱岩的种类;鞘褶皱;韧性剪切带运动方向的确定韧性剪切带和糜棱岩的概念;韧性剪切带两盘运动方向的确定五、本章思考题1. 如何识别糜棱岩?2. 如何判断韧性剪切带的剪切方向?第十二章室内实习与课间野外实习本课程共安排了10次室内实习和1次课间野外教学实习。
《构造地质学》教案第一章绪论一、研究内容及对象1、构造地质学的定义地质构造指的是组成地壳的岩层和岩体在地球内、外力地质作用下所发生的变形,从而形的成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其它各种面状和线状构造。
2、构造地质学的研究对象及两个概念的区别①研究对象构造地质学的研究对象是地壳及岩石圈中的造现象、空间分布及形成原因。
② structural geology和tectonics的区别构造地质学有两个分支,即structural geology和tectonics,这种区别在欧美国家中实际不存在,在欧美国家中,structural geology一词包含了所有的地质构造,也包含了tectonics的含义。
而在前苏联和我国,structural geology和tectonics两个单词则具有不同的含义,即structural geology指的是地壳内的中、小型构造,而tectonics则指的是包括岩石圈在内的区域大地构造,故在这些国家,将structural geology和tectonics两词分别称之为《构造地质学》和《大地构造学》,在大学里也分别开设上述相应的两门课程。
3、构造地质学的研究内容研究内容:从构造现象(构造形迹)上讲,其包括岩石和岩体〈地质体〉的原生和次生构造,尤其以研究岩石的次生构造为主。
次生构造:指的是岩石形成后,在地质作用过程中所发生的破坏,包括褶皱、断层、节理劈理等。
原生构造:指的是岩石在形成过程中形成的各种面状和线状构造(主要指沉积岩和岩浆岩)。
从地质作用的角度讲,《构造地质学》主要研究内力地质作用。
二、研究方法《构造地质学》的研究方法主要为反序法,即根据地质构造的形态特征及规律反寻其成因,进而去讨论地壳运动的规律,即"将今论古"。
在对某一构造进行实际分析时,往往包括了如下方面的研究:空间方面:主要研究地质构造的形态特征、分布规律与组合形式。
时间方面:主要研究地质构造的形成顺序与演变。
构造地质学电子版目录第一章绪论第一节构造地质学的内涵、构造尺度和构造变形场第二节地壳-岩石圈的层圈式结构和构造层次第三节构造观和褶皱幕问题第四节构造解析的基本原则主要参考文献第二章地质体的基本产状及沉积岩层构造第一节面状结构和线状结构的产状第二节沉积岩层的原生构造第三节软沉积变形第四节水平岩层不整合的构造意义和研究主要参考文献第三章构造研究中的应力分析基础第一节应力第二节应力场主要参考文献第四章变形岩石应变分析基础主要参考文献第五章岩石力学性质第一节岩石力学性质的几个基本概念第二节影响岩石力学性质的因素第三节岩石的能干性第四节岩石变形的微观机制第五节岩石断裂准则主要参考文献第六章劈理第一节劈理的结构、分类和产出背景第二节劈理的形成机制和应变意义第三节劈理的观察与研究主要参考文献第七章线理第一节小型线理第二节大型线理第三节线理的观察与研究主要参考文献第八章褶皱的几何分析第一节褶皱和褶皱要素第二节褶皱的描述第三节褶皱的分类第四节褶皱的组合型式第五节叠加褶皱主要参考文献第九章褶皱的成因分析第一节纵弯褶皱作用第二节横弯褶皱作用第三节剪切褶皱作用第四节柔流褶皱作用第五节关于褶皱作用问题主要参考文献第十章节理第一节节理的分类第二节雁列节理和羽饰构造第三节节理脉的充填机制和压溶作用第四节区域性节理第五节岩浆岩体中的节理第六节节理的野外观测主要参考文献第十一章断层概论第一节断层的几何要素和位移第二节断层分类第三节断层形成机制第四节断层岩第五节断层效应第六节断层的识别第七节断层的观测第八节断层作用的时间性主要参考文献第十二章伸展构造第一节伸展构造型式第二节伸展构造模式第三节构造反转第四节伸展和挤压两种作用和两类构造对比主要参考文献第十三章逆冲推覆构造第一节逆冲推覆构造的组合型式第二节逆冲推覆构造的几何结构第三节逆冲推覆构造的扩展第四节逆冲作用与褶皱作用第五节逆冲推覆构造的运动学和动力学第六节逆冲推覆构造的地质背景及其与滑覆和岩浆活动的关系主要参考文献第十四章走向滑动断层第一节走向滑动断层的基本结构第二节走向滑动断层的应力状态第三节走向滑动断层控制下形成的构造第四节区域剪切应力场引发的雁列构造和陆块旋转主要参考文献第十五章韧性剪切带第一节剪切带的基本类型第二节韧性剪切带的几何特征第三节韧性剪切带内的岩石变形第四节韧性剪切带的运动方向的确定第五节韧性剪切带的观察与研究主要参考文献第十六章构造地质学的研究方法和技术第一节面状和线状构造产状的测定方法第二节极射赤平投影的原理和方法第三节地质图的读图分析第四节基础性地质剖面图的编制第五节岩石有限应变测量的技术和方法第六节构造主应力方位的确定和古应力大小的估算第七节构造模拟与实验研究第八节计算机技术在构造地质学中的应用主要参考文献第一章绪论第一节构造地质学的内涵、构造尺度和构造变形场一、构造地质学的内涵构造地质学是地质学的基础学科之一,主要研究组成地壳的岩石、岩层和岩体在岩石圈中力的作用下变形形成的各种现象。
第一章沉积岩层的原生构造一、简述层理的识别标志。
1.成分变化:沉积物成分的变化是显示层理的重要标志。
2、结构变化:绝大多数碎屑沉积岩层都是由不同粒度、不同形状的颗粒分层堆积而成,根据碎屑粒度和形状的变化可以识别层理。
3、颜色变化:在层理隐蔽、成分均一、颗粒较细的岩层中,如有颜色不同的夹层或条带,可以指示层理。
4:层面原生构造:波痕、底面印模、暴露标志等层面原生构造也可以作为确定和识别层理的标志。
二、简述地层层序的主要判别标志。
1、交错层理、粒序层理①交错层理确定岩层面向的判别特征:弧形斜纹层向圆心方向为顶面;斜纹层顶部被截切,与层面呈高角度相交,下部逐渐收敛、变缓与底面小角度相交。
②递变(粒序)层理:特点是在一个单层中,从底面到顶面粒度由粗到细,如由底部的砾石或粗砂向上递变为细砂、粉砂以至泥质。
层理的顶面与其上一层的底面是突变的。
2、层面的原生构造标志:波痕、泥裂、雨痕、冲刷面、底面印模①波痕标志:波峰指向岩层的顶面,波谷的圆弧凹向底面。
②泥裂:上覆沉积物填充,楔状裂缝的尖端指向岩层底面。
③雨痕:雨痕被上覆沉积物填充掩埋并成岩后,岩层面上会留下凹坑,在上覆岩层底面形成凸起印模。
④冲刷面:固结和半固结的沉积层的顶面,会因水流冲刷而成为凹凸不平的冲刷面。
⑤底面印模:冲刷槽被砂质沉积物充填,成岩后在泥质岩层之上的砂岩底面形成的凸起印迹称作底面印模。
3、生物标志三、简述软沉积变形的构造类型及启示。
软沉积变形:指沉积或成岩作用过程中形成的非构造应力作用而形成的变形。
沉积物此时尚未固结成岩,处于塑性或半塑性状态,故称之为软沉积变形。
1、压模与火焰状构造①压模:又称重荷模,一般发育在泥质物之上的砂层底面。
②火焰状构造:与压模密切相关,也是由于重力负荷而引起。
主要表现为下伏的泥质层向尖灭形成一排尖舌,如同火焰。
2、球状与枕状构造多发育于泥岩或粉砂岩之上的砂岩底部。
特征:砂岩层的底部破裂成紧密排列或孤立分布的球状或枕状体。
《构造地质学》第一章绪论一、地质构造与构造地质学二、构造尺度与构造层次的概念地壳或岩石圈不同深度的物理化学条件所导致的地质构造在垂向上的分带性。
不同的构造层次分别显示不同的主导变形机制。
三、构造解析的思想1.对不同岩石类型地区和不同尺度的地质构造采取不同的研究方法野外观察和地质填图始终是研究地质构造的基本方法。
2.构造解析分析和解释地质构造要素的空间关系和形成规律的方法学,内容包括对构造的几何学、运动学和动目的:了解地质构造的发生条件、形成机制和演化过程。
四、学习构造地质学的意义1.理论意义阐明地壳构造在空间上的相互关系和时间上的发育顺序,探讨地壳构造的演化和地壳运动规模及其动力来源。
2.实践意义应用地质构造的客观规律指导生产实践,解决矿产分布、水文地质、工程地质、地震地质及环境地质等方面有关的问题。
由角度不整合限定。
思考题1. 构造尺度与构造层次的概念。
2. 对地质构造主要从哪几个方面进行研究?各有什么主要内容?3. 学习构造地质学有什么意义?第二章沉积岩层和岩浆岩的原生构造及其产状一、倾斜岩层与直线的产状要素1. 岩层的产状要素走向、倾向和倾角。
(图中直线MON),走向线两端延伸的方向即为该岩层的走向,有两个数值。
倾斜线下倾方向在水平面上的投影线所指的方位就是该岩倾角:岩层的倾斜线与它在水平面上投影线之间的锐夹角就是该岩层的(真)倾角。
注意:规定:水平岩层的倾角为0°;直立岩层的倾角为90°,走向有两个数值。
当观察剖面与岩层的走向斜交时,岩层与该剖面的交迹线叫视倾斜线,视倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角称视倾角,也叫假倾角。
视倾角的值比倾角值小,两者之间的关系为: tanβ=tanα·cosω2. 倾斜岩层产状表示法(1)方位角表示法:“倾向∠倾角”如:213︒∠54︒、0︒∠ 25︒、60︒∠ 60︒地质学上一般采用方位角表示法。
以正北为0°,正东90°,正南180°,正西270°。