3地质构造分析的力学基础

一、绪论1.构造地质学的内涵：构造地质学主要研究由内动力地质作用所形成的各种地质构造的形态、产状、规模、形成条件、形成机制，分布和组合规律及其演化历史，并进而探讨产生地质构造的地壳运动的方式、规律和动力来源。

2.地质构造：指地质体中物质组成的构成方式及样式。

构造的空间尺度：按地质体的规模可划分为巨型、大型、中型、小型、微型和超微型等六个等级。

空间尺度已扩展到106一10-6cm的广阔范围。

不同空间尺度的构造，多级组合，相互依存，密切联系，构成一定样式的构造系统。

3.构造解析：整体分解为部分，把复杂的事物分解为简单的要素加以研究的方法。

解析的目的在于透过现象掌握本质。

构造解析包括几何学、运动学、流变学和动力学的解析。

地质构造解析法主要包括三个方面的内容：1）几何学解析研究地质构造的形态、产状、规模、组合型式及相互关系、各种要素的测量及其各个构造之间的相互关系，从而建立一个完整的具有几何规律的构造体系或型式。

它是运动学和动力学分析的基础。

2）运动学解析根据几何学的有关资料和数据，重塑和再现岩石在构造变形期间所发生的运动和变位，包括变形岩石内外部的运动。

3）动力学解析探索构造变形的作用力性质、大小、方向、应力场的演化及其发育顺序，应变分析也属于动力学研究的内容。

三者之间彼此相互联系，相辅相成的。

4.构造叠加：指同一变形面的褶皱或同一断裂面被不同方向和不同性质的构造复合和改造。

构造叠加一般是多期变形的结果，也可以出现在同一变形过程中。

5.构造置换：是岩石的一种构造在经过递进变形过程后被另一种构造所代替的现象。

最常见和最重要的是面状构造置换。

根据新生构造取代先存构造的程度分为局部置换、基本置换和彻底置换三种情况。

构造置换的程度取决于岩石的变形习性和构造环境。

岩石能干性越弱，构造越容易被置换；所处的构造层次越深，构造的置换越彻底。

6.构造世代：不同旋回和构造幕中形成的构造顺序。

在一个构造幕中形成的构造群落，就是一个世代的构造。

西安石油大学2020年硕士研究生招生考试
（613）构造地质学考试大纲
一、考察目标
构造地质学是地质（学）类各专业的一门专业基础课，也是主干课程之一。

本课程可使学生掌握识别、观察、描述和表示各种基本地质构造的能力，会应用力学原理分析地质构造的形成、演化和组合关系，初步掌握基本地质图件的阅读、分析和编制的能力。

硕士研究生的“构造地质学”入学考试，主要考查学生对本课程的基本概念、基本原理、主要研究方法的掌握程度，同时考察学生运用构造地质学的的理论和方法解决地质科学问题的能力。

二、考试主要内容
本门课程考试的主要内容包含应掌握的构造地质学基本概念以及褶皱、节理、断层、劈理以及各种面状构造和线状构造的形态、产状、规模、形成条件、形成机制和组合规律及其演化历史。

考试强调对基本概念、基本知识、基本理论、构造研究基本研究方法的应用。

（1）绪论：构造地质学的基本概念、研究内容、分析和研究思路方法。

（2）沉积岩层的原生构造及产状：层状岩石的原生构造及其对顶、底面的指示；地层层序及其接触关系；不整合的识别和表示方法、研究不整合的意义。

（3）地质构造分析的力学基础：应力、应力状态和应力摩尔圆等概念；线应变、角应变和应变椭球的概念；纯剪切变形、简单剪切变形、递进变形；影响岩石力学性质和岩石变形的因素。

（4）褶皱：褶皱及其基本要素；褶皱的分类及褶皱的组合类型；褶皱的形成机制（重点：纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用的基本特点）；影响褶皱作用的主要因素。

（5）断层：断层的几何要素和位移、断层的分类、断层的组合；断层的地层效应；断层形成力学机制和安德生模式；断层的观察和研究；同沉积断层。

地质力学之基础与方法1. 地质力学的概述地质力学是研究地球内部岩石和构造的力学性质及其变形规律的科学。

它主要关注地球表层的岩石和构造在外力作用下产生的变形、破裂和运动过程。

地质力学在矿山工程、隧道工程、岩土工程等领域有着重要的应用。

2. 地质力学基础知识2.1 岩石的物理性质岩石是由各种矿物和胶结物组成的固体，具有一定的物理性质。

常见的岩石物理性质包括密度、孔隙率、抗压强度等。

这些性质对于分析岩体的稳定性和承载能力非常重要。

2.2 构造与变形构造是指地壳中各种断裂、褶皱以及构造面等地貌特征，它们记录了地球历史上发生过的变形事件。

而变形则是指岩体在外力作用下发生的形态改变，常见的变形方式包括拉伸、挤压、剪切等。

2.3 地震及其影响地震是地球内部能量释放的一种形式，它会引发地表和岩石的震动。

地震不仅对人类造成威胁，还可以导致岩体的破坏和变形。

因此，地震对于地质力学研究具有重要意义。

3. 地质力学方法3.1 实地观察与取样实地观察是研究岩体和构造的基础，通过观察岩石的颜色、纹理、结构等特征，可以初步了解其力学性质。

同时，采集样品进行室内实验也是研究岩石物理性质和力学行为的重要手段。

3.2 室内试验与分析室内试验主要包括单轴压缩试验、剪切试验等，通过这些试验可以得到岩石的强度参数和变形特性。

同时，还可以利用显微镜、扫描电镜等设备对岩石进行微观结构分析。

3.3 数值模拟与计算机仿真数值模拟是利用计算机对复杂的地质力学问题进行仿真和求解的方法。

它可以模拟地震、岩石变形等过程，为工程设计和灾害预测提供依据。

4. 地质力学的应用4.1 矿山工程地质力学在矿山开采中起着重要作用。

通过对岩石力学性质的研究，可以确定开采方法和支护方案，保证矿山的安全稳定运营。

4.2 隧道工程隧道是人类工程中常见的地下结构，地质力学在隧道施工中发挥着重要作用。

通过对岩体稳定性和变形规律的分析，可以制定合理的施工方案和支护措施。

4.3 岩土工程岩土工程是土木工程中与岩石和土壤有关的专业领域，地质力学是岩土工程设计与分析的基础。

构造地质学摘要：《构造地质学》是地学类专业一门重要的基础课程。

课程涉及的相关学科多，研究对象的空间尺度变化大、时间跨度长，学习难度较大。

文章从掌握课程的基本结构，认识教学要求、善于总结规律，简化问题、培养良好的空间想象力、善于综合应用知识，抓住主要矛盾四个方面探讨了学习这门课程的方法，希望对广大学生学好这门专业基础课有所帮助论文关键词：构造地质学,专业基础课,学习方法一、掌握课程的基本结构，认识教学要求《构造地质学》的课程内容按照教学性质分为3种类型：（1）认知型：即对基本理论和基本概念的认识和了解。

包括沉积岩层的原生构造、岩层的产状、地层接触关系、地质构造分析的力学基础、褶皱、断层、节理等；（2）技能型：即对基本地质能力的训练和培养，包括读地质图、绘制剖面图、利用赤平投影处理各种地质数据、绘制等值线图等。

（3）推理和分析型：即利用基本理论和技能对某一具体地区的构造演化与发展做出合理判断，如利用节理资料恢复区域古构造应力场、根据构造样式推断变形环境、根据地质图件和有关资料反演区域构造发展史等。

可以看出这3种类型的课程内容，认知是对专业基础知识的理解和把握，技能是实际操作水平的训练和提高，而推理和分析则是衡量一名地质工专业修养和水平的标准。

针对3种不同类型的课程内容，应该采用不同的学习方法。

对于认知型知识，一般要求理解和掌握基本的概念及原理，能够把握每个概念和术语的核心内涵，而不是死记硬背这些概念，不加理解的记忆很容易遗忘。

例如在讲解了线状构造产状要素时，会涉及到倾伏和侧伏两个概念，学习过程中，同学们感觉很容易混淆。

实际上倾伏和侧伏是从不同角度描述线状构造的两个术语，前者是描述某一线状构造在空间的产出状态，类似于面状构造的倾向；而后者是描述某一线状构造在其所在平面内的产出状态，其产状要素只有在确定了所处平面才能测量。

理解了这些特征，概念就不易混淆或忘记。

对于技能型知识，一般要求学生具备地质图件的判读能力，掌握基本的作图方法。

名词解释第一章绪论地质构造：组成地壳的岩层或岩体在内、外动力地质作用下发生的变形，从而形成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等。

第二章沉积岩层的原生构造及其产状层理:通过岩石成分、结构和颜色在剖面上的突变或渐变所显现出来的一种成层构造。

有：平行层理，波状层理，斜层理几个概念：岩层、沉积岩层、层面（顶面、底面）、厚度、原生构造。

岩层与地层概念的区别岩层的产状要素走向：岩层面与水平面相交的线叫走向线。

倾向：岩层最大倾斜线在水平面上的投影方向。

倾角：岩层最大倾斜线与水平面的夹角。

整合：上、下两套地层层序没有间断。

不整合：上、下两套地层层序有间断，有地层缺失1.平行不整合：表现为上、下两套地层的产状彼此平行，但在两套地层之间缺失了一些时代的地层。

2.角度不整合：上、下两套地层之间既缺失部分地层，产状又不相同第三章地质构造分析的力学基础外力：对于一个物体来说，另一个物体施加于这个物体的力，有面力和体力。

内力：是同一物体内部各部分之间的相互作用力。

分固有内力和附加内力。

应力：作用于单位面积上的内力。

应力场：一系列点的瞬时应力状态均匀应力场、非均匀应力场构造应力场：地壳内一定范围内某一瞬时的应力状态规模上：局部构造应力场、区域构造应力场、全球构造应力场时间上：古构造应力场、现代构造应力场应力轨迹：表示构造应力场中主应力和最大剪应力的作用方位的应力迹线应力集中：在均匀应力场中局部的应力异常增大现象应力集中一般出现在以下部位：断裂的端点、拐点、分枝点、错列点和待交会点及空洞周围等。

光弹实验和数值计算可以显示出应力集中现象。

均匀变形：岩石的各个部分的变形性质、方向和大小都相同的变形称为均匀变形。

非均匀变形：岩石各点变形的方向、大小和性质变化的变形称为非均匀变形。

线应变：单位长度的改变量横向线应变/纵向线应变=泊松比泊松比<=0.5弹性变形：岩石在外力作用下发生变形，当外力解除后，又完全恢复到变形前的状态，这种变形称为弹性变形。

《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。

构造地质学绪论1新构造观：以水平运动为主导的活动论；岩石圈是圈层式的，各分界面常是活动性构造界面，各分层构造是不均一协调的；构造是多因，多级，多时，多性的；挤压伸展构造和平移构造共同构成了岩石圈各级，各类构造。

2构造解析：分析和理解地质体内部结构，构造规律，及其演化的方法。

构造解析包括：地质构造几何解析；动力学解析；运动学解析三方面。

3构造旋回：从和缓地壳运动到剧烈地壳运动算作一个旋回。

形成不同的不整合面。

4 构造层：一次构造旋回时间内受地壳运动而形成的综合地质体即为一个构造层。

5 构造世代：不同的构造旋回或不同构造幕中形成的构造顺序。

6 构造层次：指在同一次构造变形中，由于在地壳不同深度，因温度，压力的不同而形成岩石物性的变化从而形成各具特色的构造分层。

7 构造尺度：巨，大，中，小，微以致超微8构造地质学主要研究由内动力地质作用所形成的各种地质构造的形态，产状，规模，形成条件，形成机制，分布，和组合规律及演化历史，并进而探讨产生地质构造的地壳运动方式规律和动力来源。

9构造地质学的研究方法：地质构造的研究应包括构造的几何学运动学和动力学的研究，以及构造发育演化历史分析。

对构造形态进行几何分析则是构造地质学研究的基础；野外观察和地质填土始终是研究地质构造的基本方法；研究地质构造不能只满足于形态描述，还要应用力学原理鉴定各个构造的力学性质和相互关系，并分析他们的形成机制和构造之间的内在了解，以便得出区域地质构造的分布和发展规律。

10对地质构造进行历史分析，一般是根据地层之间的不整合解除关系及各种构造间成因了解和交截，叠加关系，并结合沉积岩相厚度以及岩浆活动等方面的分析或配合同位素地质年代的测定资料，分析该地区构造形成时代和发育顺序。

划分构造发育的阶段，恢复区与构造发展史，从而对该地区构造规律有一个较为正确的认识。

第二章沉积岩层的原生构造及其产状1层理：通过岩石成分，结构和颜色在剖面上第突变所显现出来的一种成层构造。

精选全文完整版（可编辑修改）《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。

倾向：层面上与走向线垂直的直线称（真）倾斜线，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层的倾向。

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。

0、绪论构造地质学——地质构造——构造地质学研究的具体内容包括：各种地质构造在空间中的基本形态、组合型式和分布规律；在时间上的形成次序、演化过程和发展历史；岩层和岩体的岩石力学性质、地质构造的成因机制。

研究地质构造，要强调以大自然为实验室，投身于实践，充分观察和收集现存的地质构造痕迹，进行综合、分析、推理，再到实践中去验证，修正错误的认识，这种方法称为“将今论古”(“反序法”)。

构造地质学研究的最基本方法是传统的地质测量。

一、分析地质构造的力学基础⒈名词解释附加内力——应力状态——线应变——主应力——均匀变形——非均匀变形——剪裂角——递进变形——⒉填空两力作用同一直线、大小相等、方向相向，称为（）。

两力作用同一直线、大小相等、方向相背，称为（）。

两力作用非同一直线、大小相等、方向相反，称为（）。

在构造地质学中对力的正负的规定：压力为（）；张力为（）；顺时针剪切力为()，逆时针剪切力为()。

外力是指岩石受到外界所施加的力，外力可分为()和()。

内力是指同一岩石内部每个质点之间相互作用的力，内力可分为()和()。

蠕变是指在(＿)的情况下，变形随着(＿＿)而增大的现象。

在外力作用下，岩石变形一般经历弹性变形、(＿＿)和(＿＿)三个阶段。

当围压增大时岩石强度(＿＿)，当温度升高时则岩石的(＿＿)增强。

变形物体内只有一个方向的应力作用,即(__),而(),这样的变形物体就是处于(_)应力状态。

岩石发生剪裂时，剪裂面与最大主应力轴的夹角是(＿＿)。

(__)、（__)变形,属于非均匀变形。

蠕变是指在应力不增加的情况下，()随时间缓慢增加的现象，松驰是指应变保持不变而()随时间逐渐减小的现象。

⒊选择题1、当岩石的应变保持不变，随着时间的增长，而应力逐渐减小的现象，称作：（）A、屈服B、蠕变C、松驰1、当作用于岩石的应力保持长期不变，岩石的应变会随着时间的延长而逐渐加大的现象，称作：（）A、屈服B、蠕变C、松驰2、蠕变时岩石中（）。