构造地质学选读.doc

构造地质学课程简介 　　构造地质学是地质学的主要分支学科，是地学类专业的基础课程。它是介绍组成地壳的岩石、地层和岩体在岩石圈中力的作用下变形形成的各种现象（地质构造）、阐述这些地质构造的几何形态、组合型式、形成机制和演化进程，探讨形成这些构造的作用力方向、方式和性质的学科。 　　课程从介绍岩石变形的基础力学与流变学理论出发，重点介绍褶皱、节理、断层、劈理、线理等中小尺度上发育的构造型式及其形成的力学条件与运动学过程。伸展构造、逆冲推覆构造、走向滑动断层、韧性剪切带构造等重要构造型式的主要特点作为课程中的主要介绍内容。 第一章、概 述 一、构造地质学及其内涵 　　在山区高速公路两侧的峭壁上、在基岩出露的地方或在水库旁的悬崖上，我们总可以看到很多自然界的岩石具有成层性（层理、片理或劈理等），而且这些岩层经常发生变形，弯曲（褶皱）或破裂（断层或节理），构成奇异的自然景观。这些由自然力（或地应力）作用引起的岩石的成层性以及岩层的弯曲或破裂现象就是地质构造。构造地质学就是研究这些地质构造，包括地球岩石圈内岩石变形形成的褶皱、断层、节理、劈理、线理等的几何学特点，产生这些地质构造的运动学和动力学条件，以及这些地质构造形成的基本过程（或形成机制）与演化规律的科学。 　　地质构造的规模变化很大，从地壳尺度或全球规模、地区尺度或中比例尺区域规模、露头或手标本规模、显微乃至亚微尺度。在不同的尺度上，地质构造的表现形式具有一定的差异。传统构造地质学研究多限于对中比例尺区域规模、露头尺度和手标本尺度地质构造的描述、分析。现代科学技术的发展及其在构造地质学学科研究中的渗透与应用，却大大地拓宽了构造地质学的研究尺度与研究领域。现代构造地质学的研究领域特点表现为，在传统构造地质学研究领域的基础上，宏观更宏观，从手标本尺度向区域乃至全球尺度发展；微观更微，从应用显微镜的微观尺度到利用电子显微镜的亚微尺度的研究。 　　现代构造地质学的内容包括几个主要方面：地质构造的几何学，主要包括地质构造的几何形态描述、产状与形体方位分析以及各种地质构造的组合形式和组合规律；地质构造形成的运动学，主要指地质构造形成过程中物质的运动方式、运动方向与基本规律；地质构造形成的动力学，包括地质构造形成的动力学条件及其变化、动力来源；地质构造的成因分析，主要讨论地质构造的形成环境、形成条件、岩石变形机制与地质构造的演化过程。当然，上述几个方面的内容并不是孤立的，彼此之间却是密切相关，相辅相成的一个统一体。 二、构造地质学的学科分类 　　近年来科学技术发展总的趋势表现为两个主要方面： 1）学科本身自身建设与发展，从而有分支学科的出现；2）相邻学科之间的交叉与渗透，表现为交叉学科与边缘学科的形成。构造地质学学科的发展也不例外。构造地质学学科自身建设的一个特点是在传统学科内容的基础上，发展趋势 表现为宏观更宏、微观更微。主要分支学科包括：显微构造学，研究微观域内和亚微域内岩石变形的显微构造类型、特点及其与岩石变形微观机制之间的耦合关系，探讨岩石变形的基本过程与显微构造的成因；构造地质学（狭义），主要介绍和研究区域制图尺度、露头尺度和手标本尺度地质构造的基本特点、组合关系与规律、地质构造的成因机制；区域构造学探讨地壳规模或尺度地质构造的基本特点、大型地质构造及其在地球构造格局和演化中的地位与作用。大地构造学的研究内容更多地包括全球构造的基本构造型式、全球构造的基本理论及其形成、演化的动力学过程。显而易见，从显微构造学到大地构造学，研究的尺度有着巨大的差别。当然，这种尺度上的差别也就导致其研究内容与研究方法有着显著的区别。本书所论构造地质学的研究对象主要包括中小尺度、显微尺度乃至亚微尺度岩石的变形构造及其成因机制。 　第二章、基础构造地质学 第一节、岩石变形及其力学基础 　　地壳运动会产生力，从而导致岩石发生变形和位移，产生了地质构造。因此，为了正确理解岩石变形、地质构造及其形成过程，必须首先了解力学的一些基本概念和原理。 　　力 力是物体间的相互作用，根据牛顿第二定律，力（F）应该是质量（m）与加速度（a）之积： 　　　　　　　　　　　　F= ma2　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　（2-1-1） 　　力是一个矢量。它不仅有大小，而且有方向。因此，力可以合成与分解，满足矢量的数学定理 　　一个物体作用在另一个物体上的力叫做外力。外力有两种基本类型：面力和体力。面力是互相接触的两个物体之间通过接触面传导的作用力，比如膨胀的空气对于活塞的推力；体力是作用在两个物体之间，物体内部的任何一个质点都同时受到影响的作用力，如重力或物体之间的引力，它们与物体的质量成正比。 一个物体在没有受到外力作用的情况下，物体内部的各个质点之间具有一定的作用力而使物体保持稳定平衡状态。物体内部