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1、地质力学ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 地质力学，是运用力学原理，研地质力学，是运用力学原理，研究地壳构造和地壳运动规律，探求各究地壳构造和地壳运动规律，探求各个区域的地壳发生运动的原因，从而个区域的地壳发生运动的原因，从而解决生产实际中的问题。解决生产实际中的问题。它是地质学领域内的新兴的边缘它是地质学领域内的新兴的边缘学科之一。学科之一。第一节第一节 构造形迹与构造面构造形迹与构造面一、构造形迹与构造面的概念一、构造形迹与构造面的概
2、念二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征四、同一构造面力学性质的转化四、同一构造面力学性质的转化五、构造形迹的序次和级别五、构造形迹的序次和级别l构造地质学中所讲的褶皱、断层、节理、劈理、构造地质学中所讲的褶皱、断层、节理、劈理、片理等地质构造，都是地壳运动遗留下来的构片理等地质构造，都是地壳运动遗留下来的构造痕迹，地质力学称为造痕迹，地质力学称为构造形迹构造形迹。l构造形迹的构造形迹的规模规模有大、有小。大者，如大型拗有大、有小。大者，如大型拗褶的面积可达数干平方公里、深大断裂的延伸褶的面积可达数干平方公里、深大断裂的延伸长度可达上千
3、公里；小者，如片理在岩石手标长度可达上千公里；小者，如片理在岩石手标本上就能见到，有的甚至在显微镜下才能发现。本上就能见到，有的甚至在显微镜下才能发现。一、构造形迹与构造面的概念一、构造形迹与构造面的概念一、构造形迹与构造面的概念一、构造形迹与构造面的概念l构造形迹在空间上的位态，构造地质学是运用构造形迹在空间上的位态，构造地质学是运用褶曲轴褶曲轴面、断层面、节理面、劈理面等的产状要素面、断层面、节理面、劈理面等的产状要素来表示的，来表示的，而地质力学则把这些构造面称为而地质力学则把这些构造面称为结构面结构面。l断层面、节理面、劈理面，都是由于岩石受力破裂而断层面、节理面、劈理面，都是由于岩石
4、受力破裂而成的，存在一个不连续的界面，地质力学称这些结构成的，存在一个不连续的界面，地质力学称这些结构面为面为“划分性结构面划分性结构面”或或“破裂结构面破裂结构面”；l褶曲轴面客观上并不存在，是为了描述褶曲的空间形褶曲轴面客观上并不存在，是为了描述褶曲的空间形态而人为假设的，地质力学称它仍为态而人为假设的，地质力学称它仍为“标志性结构面标志性结构面。二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类n 地质力学主张：尽管构造形迹的表现形式和形地质力学主张：尽管构造形迹的表现形式和形态复杂多样，但都是在一定的态复杂多样，但都是在一定的构造应力构造应力作用下作用下发生的，各自都有力学本质。发生的，
5、各自都有力学本质。n在不同性质的构造应力作用下，会出现不同性在不同性质的构造应力作用下，会出现不同性质的结构面；不同性质的结构面特征，反映了质的结构面；不同性质的结构面特征，反映了所受构造应力的性质是不同的。所受构造应力的性质是不同的。n根据结构面的特征，分析结构面的力学性质，根据结构面的特征，分析结构面的力学性质，推测所受构造应力的性质，找出构造变动和构推测所受构造应力的性质，找出构造变动和构造运动的规律。造运动的规律。二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类l物体内部任意截面上的应力，可以分解为垂直物体内部任意截面上的应力，可以分解为垂直于截面和平行于截面作用的两个分量，分别称于截
6、面和平行于截面作用的两个分量，分别称为正应力和剪应力。正应力又可根据作用的方为正应力和剪应力。正应力又可根据作用的方向，分为压应力和张应力。向，分为压应力和张应力。l在这些应力的分别作用下，相应就会出现五种在这些应力的分别作用下，相应就会出现五种力学性质不同的结构面。力学性质不同的结构面。1.1.压性结构面压性结构面（挤压面）：在压应力作用下形成。（挤压面）：在压应力作用下形成。例如褶曲轴面、逆断层和逆掩断层面，片理面例如褶曲轴面、逆断层和逆掩断层面，片理面和一部分劈面等。和一部分劈面等。2.2.张性结构面张性结构面（张裂面）：在张应力作用下形成（张裂面）：在张应力作用下形成的。如一部分正断层
7、面和一部分劈理面等。的。如一部分正断层面和一部分劈理面等。3.3.扭性结构面扭性结构面（扭裂面）：是在扭应力作用下形（扭裂面）：是在扭应力作用下形成的。如平移断层面，一部分正断层面、剪节成的。如平移断层面，一部分正断层面、剪节理面、一部分劈理面等。理面、一部分劈理面等。二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类4.4.压性兼扭性结构面（压性兼扭性结构面（压扭性结构面）：是既具压扭性结构面）：是既具有压性、又具有扭性特征的结构面。如一部分有压性、又具有扭性特征的结构面。如一部分斜冲断层面、一部分褶曲轴面等。斜冲断层面、一部分褶曲轴面等。5.5
8、.张性兼扭性结构面张性兼扭性结构面（张扭性结构面）：是既具（张扭性结构面）：是既具有张性又具有扭性特征的结构面。比如一部分有张性又具有扭性特征的结构面。比如一部分上盘斜落的正断层面、一部分弧形断裂面等。上盘斜落的正断层面、一部分弧形断裂面等。1.1.压性压性破裂结构面的破裂结构面的主要特征主要特征 压性破裂结构面一般呈舒缓波状，沿走向或倾向都有压性破裂结构面一般呈舒缓波状，沿走向或倾向都有这种特征。这种特征。在主要的压性破裂结构面两侧，岩石经常呈挤压状态，在主要的压性破裂结构面两侧，岩石经常呈挤压状态，挤压剧烈的部分有时形成与主要断裂面平行的片理或挤压剧烈的部分有时形成与主要断裂面平行的片理或
9、叶理带。叶理带。断裂面一侧或两旁常形成挤压破碎带，带内或近旁有时断裂面一侧或两旁常形成挤压破碎带，带内或近旁有时出现许多构造透镜体。其长轴与挤压面平行一致，围出现许多构造透镜体。其长轴与挤压面平行一致，围绕着构造透镜体的片理或叶理都很发育。绕着构造透镜体的片理或叶理都很发育。三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征 压性破裂结构面往往与其它挤压面一起成群出现，压性破裂结构面往往与其它挤压面一起成群出现，它们独自或与一系列褶皱一道构成一个挤压带，有它们独自或与一系列褶皱一道构成一个挤压带，有时可见到强烈的紧密褶皱、倒转或叠瓦式冲断裂等时可见
10、到强烈的紧密褶皱、倒转或叠瓦式冲断裂等现象。现象。在断裂面两旁或断裂带内，常有鳞片状矿物在断裂面两旁或断裂带内，常有鳞片状矿物(如云如云母、滑石、绿泥石、叶腊石、石墨等母、滑石、绿泥石、叶腊石、石墨等)或柱状、针或柱状、针状矿物（如角闪石、绿帘石等），均呈定向排列，状矿物（如角闪石、绿帘石等），均呈定向排列，与主要挤压面平行。与主要挤压面平行。在压性破裂结构面附近的岩石中，往往产生有形状极在压性破裂结构面附近的岩石中，往往产生有形状极不规则的石英或方解石的晶片、晶块。它们的分布是凌不规则的石英或方解石的晶片、晶块。它们的分布是凌乱的，但远离挤压面就逐渐减少或消失，大致呈带状分乱的，但远离挤压面
11、就逐渐减少或消失，大致呈带状分布。布。如果是逆断层，在断层面上常常可以见到与走向垂直如果是逆断层，在断层面上常常可以见到与走向垂直的擦痕；在剖面上，在断层面两旁或一侧的岩层常有牵的擦痕；在剖面上，在断层面两旁或一侧的岩层常有牵引现象，有的可以看到羽状节理或入字型分支断裂，它引现象，有的可以看到羽状节理或入字型分支断裂，它们与主断裂面的交线大致都是水平的；在某种情况下，们与主断裂面的交线大致都是水平的；在某种情况下，还可能出现旋轴大致水平的帚状构造。还可能出现旋轴大致水平的帚状构造。三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征2.2.张性张性破裂结构面的破裂结构面的主要特征主要特征 张裂面的
12、形状一般不规则，有时呈锯齿状或犬张裂面的形状一般不规则，有时呈锯齿状或犬牙交错的形态，断裂面比较粗糙不平整。牙交错的形态，断裂面比较粗糙不平整。单纯的张裂面上，很少出现大片擦痕。单纯的张裂面上，很少出现大片擦痕。平行的张裂面往往形成张裂带，每个张裂面往平行的张裂面往往形成张裂带，每个张裂面往往延长不远即消失；张裂面之间岩石条带大都往延长不远即消失；张裂面之间岩石条带大都参差不齐，迅速尖灭；有的在剖面上呈上宽下参差不齐，迅速尖灭；有的在剖面上呈上宽下窄的楔形裂口。窄的楔形裂口。三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征 在张裂带中或张裂面附近也往往出现角砾岩带，角砾在张裂带中或张裂面附近也
13、往往出现角砾岩带，角砾呈棱角状、大小悬殊、分布杂乱、散漫无定向；角砾呈棱角状、大小悬殊、分布杂乱、散漫无定向；角砾岩质地比较疏松，有时被碳酸盐、铁质、硅质及其它岩质地比较疏松，有时被碳酸盐、铁质、硅质及其它矿物质胶结。矿物质胶结。沿张裂带或张裂面常有岩脉或矿脉充填，有时有岩浆沿张裂带或张裂面常有岩脉或矿脉充填，有时有岩浆侵入体。侵入体。沿张裂面经常有裂隙发生，裂隙有大、有小，裂隙中沿张裂面经常有裂隙发生，裂隙有大、有小，裂隙中有时可见破碎岩块。有时可见破碎岩块。三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征3.3.扭性扭性破裂结构面的破裂结构面的主要特征主要特征扭裂面产状稳定，断面平直、光滑
14、，有时呈镜面，扭裂面产状稳定，断面平直、光滑，有时呈镜面，常表现出象刀切一样的整齐；裂面上常有大量近于常表现出象刀切一样的整齐；裂面上常有大量近于水平的擦痕，有时还出现阶步和反阶步，可以根据水平的擦痕，有时还出现阶步和反阶步，可以根据它们的特征判别两盘相对位移的方向。它们的特征判别两盘相对位移的方向。扭断裂有时伴生有构造角砾岩，并且常有糜棱岩。扭断裂有时伴生有构造角砾岩，并且常有糜棱岩。扭裂面上有时有硅质、方解石等动力薄膜，有时有扭裂面上有时有硅质、方解石等动力薄膜，有时有绿泥石、绿帘石或镜铁矿等应力矿物。绿泥石、绿帘石或镜铁矿等应力矿物。扭裂面常平行成群出现，形成扭裂带，将岩石切割扭裂面常平
15、行成群出现，形成扭裂带，将岩石切割成板状。成板状。三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征 阶步是发育在断层面上或纤维状晶体中的一种小陡坎，其高度一般不超阶步是发育在断层面上或纤维状晶体中的一种小陡坎，其高度一般不超过数毫米，延伸方向大致与擦痕或纤维状晶体的延伸方向垂直。小陡坎是一过数毫米，延伸方向大致与擦痕或纤维状晶体的延伸方向垂直。小陡坎是一组横向拉断面或者是纤维状晶体的顶面，由于是背着断层两盘相对位移的方组横向拉断面或者是纤维状晶体的顶面，由于是背着断层两盘相对位移的方向而被保留下来，因此它是指向断层对盘相对位移方向。向而被保留下来，因此它是指向断层对盘相对位移方向。反阶步与阶步
16、形态十分相似，所不同的是在小陡坎的根部有切入岩石的反阶步与阶步形态十分相似，所不同的是在小陡坎的根部有切入岩石的小裂缝。这是由于断层两盘相对位移时，断层面受到剪切应力的作用，使两小裂缝。这是由于断层两盘相对位移时，断层面受到剪切应力的作用，使两侧产生羽状剪裂面切入岩石或形成楔形张节理。小陡坎的倾向指向本盘相对侧产生羽状剪裂面切入岩石或形成楔形张节理。小陡坎的倾向指向本盘相对运动方向。运动方向。经常出现两组不同方位的扭裂面互相交切成经常出现两组不同方位的扭裂面互相交切成x x型，往往型，往往是一对共轭扭裂面，将岩石切成方形或菱形岩块。两是一对共轭扭裂面，将岩石切成方形或菱形岩块。两组的发育程度有
17、时不一致。组的发育程度有时不一致。扭裂面两盘的岩层、脉体、砾石、早形成的裂隙等，扭裂面两盘的岩层、脉体、砾石、早形成的裂隙等，均可被扭裂错移。可根据这些现象判定相对位移的方均可被扭裂错移。可根据这些现象判定相对位移的方向和距离。向和距离。在平面上，主扭裂面一侧或两旁，往往出现羽状节理、在平面上，主扭裂面一侧或两旁，往往出现羽状节理、入字型分支断裂入字型分支断裂(或褶皱或褶皱)及平面牵引现象，有时并有及平面牵引现象，有时并有旋轴大致呈铅直的旋扭构造出现。这些次一级构造面旋轴大致呈铅直的旋扭构造出现。这些次一级构造面与主扭裂面的交线、旋扭构造的旋轴，均与主扭裂面与主扭裂面的交线、旋扭构造的旋轴，均
18、与主扭裂面的倾斜线近于一致。的倾斜线近于一致。三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征4.4.压性兼扭性压性兼扭性破裂结构面的破裂结构面的主要特征主要特征 压性兼扭性破裂结构面，既有压性的特征，又有扭性的特征，故压性兼扭性破裂结构面，既有压性的特征，又有扭性的特征，故可以用以上列举的压性及扭性破裂面的主要特征来判别。此外，可以用以上列举的压性及扭性破裂面的主要特征来判别。此外，斜冲断裂面上，常见显示上盘斜冲的擦痕和阶步。这时，断裂的斜冲断裂面上，常见显示上盘斜冲的擦痕和阶步。这时，断裂的一盘或两盘可出现地层牵引、羽状节理、入字型分支断裂（或褶一盘或两盘可出现地层牵引、羽状节理、入字型分
19、支断裂（或褶皱）及其某些旋扭构造，这些次一级构造面与斜冲断裂面的交线皱）及其某些旋扭构造，这些次一级构造面与斜冲断裂面的交线或旋扭构造的旋轴，常是既不与斜冲断裂面走向平行，也不与其或旋扭构造的旋轴，常是既不与斜冲断裂面走向平行，也不与其倾向一致。倾向一致。5.5.张性兼扭性张性兼扭性破裂结构面的破裂结构面的主要特征主要特征 张性兼扭性破裂结构面，既有张性的特征，又有扭性的特征，故张性兼扭性破裂结构面，既有张性的特征，又有扭性的特征，故可以用以上列举的张性及扭性破裂面的主要特征来判别。可以用以上列举的张性及扭性破裂面的主要特征来判别。三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征 由于构造运动
20、的不断发展，同一结构面的力由于构造运动的不断发展，同一结构面的力学性质可以发生转化。鉴别结构面的力学性质，学性质可以发生转化。鉴别结构面的力学性质，必须注意是否有转化及其转化过程。导致结构面必须注意是否有转化及其转化过程。导致结构面力学性质转化的原因有两种力学性质转化的原因有两种。一种是在同一方向、同一性质构造作用力的持续一种是在同一方向、同一性质构造作用力的持续作用下，伴随着构造形变的发展，结构面的力学作用下，伴随着构造形变的发展，结构面的力学性质发生变化。性质发生变化。另一种是受两次构造运动的结果。另一种是受两次构造运动的结果。四、同一构造面力学性质的转化四、同一构造面力学性质的转化四、同
21、一构造面力学性质的转化四、同一构造面力学性质的转化 严格讲，前一种才是结构面力学性质严格讲，前一种才是结构面力学性质的转化。后一种乃是两次构造运动的复合，的转化。后一种乃是两次构造运动的复合，使同一岩块或地块发生两次构造变动，由使同一岩块或地块发生两次构造变动，由于两次构造运动的压力方向不同，使结构于两次构造运动的压力方向不同，使结构面力学性质发生转化。故后一种应属于面力学性质发生转化。故后一种应属于后后期改造期改造，或称为，或称为构造复合构造复合。四、同一构造面力学性质的转化四、同一构造面力学性质的转化n同一岩块或地块在同一方式应力作用期间，所形成的不同一岩块或地块在同一方式应力作用期间，所
22、形成的不同形态、不同规模和不同力学性质的构造形迹，存在着同形态、不同规模和不同力学性质的构造形迹，存在着一个变形的发展过程。在不同发展阶段出现的构造形迹一个变形的发展过程。在不同发展阶段出现的构造形迹之间，往往存在着挨次控制和因果关系。先后出现的构之间，往往存在着挨次控制和因果关系。先后出现的构造形迹所反映的局部应力场，其应力作用方式是不相同造形迹所反映的局部应力场，其应力作用方式是不相同的。生成较晚的构造形迹，往往是由于生成较早的构造的。生成较晚的构造形迹，往往是由于生成较早的构造形迹在生成的过程中诱导派生出来的。先生成者控制了形迹在生成的过程中诱导派生出来的。先生成者控制了后生成者。后生成
23、者。n构造形迹这种有成生联系的先后次序，在地质力学上称构造形迹这种有成生联系的先后次序，在地质力学上称为为“构造序次构造序次”。五、构造形迹的序次和级别五、构造形迹的序次和级别 一般，第一序次一般，第一序次的构造形迹，称的构造形迹，称为初次构造，第为初次构造，第二、三二、三序次序次的构造形迹，称的构造形迹，称为再次构造或派为再次构造或派生构造。生构造。五、构造形迹的序次和级别五、构造形迹的序次和级别l构造形迹的序次构造形迹的序次和和级别级别是两个完全不同的概念。是两个完全不同的概念。序次序次是从是从时间上来说明，在同一场构造运动中形成的、有成生联系时间上来说明，在同一场构造运动中形成的、有成生
24、联系的构造形迹，在成生上的先后次序。的构造形迹，在成生上的先后次序。级别级别是从空间上来说是从空间上来说明构造形迹规模的大小。明构造形迹规模的大小。l由于在同一场构造运动中，先生成的构造形迹往往对后生由于在同一场构造运动中，先生成的构造形迹往往对后生成的构造形迹起着成的构造形迹起着控制和限制控制和限制作用，因此一般来说初次构作用，因此一般来说初次构造形迹规模较大，再次构造形迹规模较小，存在着一定的造形迹规模较大，再次构造形迹规模较小，存在着一定的对应关系。对应关系。l但序次和级别并不一定都有完全对应的关系，初次构造并但序次和级别并不一定都有完全对应的关系，初次构造并不都是规模很大的高级构造，再
25、次构造的规模也未必就比不都是规模很大的高级构造，再次构造的规模也未必就比初次构造小。所以，在分析构造形迹的序次和级别时，必初次构造小。所以，在分析构造形迹的序次和级别时，必须根据具体情况做具体分析。须根据具体情况做具体分析。五、构造形迹的序次和级别五、构造形迹的序次和级别l不同序次的构造形迹反映的力学本质是不相同的。对它不同序次的构造形迹反映的力学本质是不相同的。对它们的分析，是从们的分析，是从力学本质力学本质来研究构造形变的发生、发展来研究构造形变的发生、发展和演变过程，有利于比较准确地分辨各种构造形迹之间和演变过程，有利于比较准确地分辨各种构造形迹之间的主从关系，比较准确地识别构造形态和鉴
26、别结构面的的主从关系，比较准确地识别构造形态和鉴别结构面的力学性质。力学性质。l实际工作中，常会把构造形迹的序次和级别等同起来，实际工作中，常会把构造形迹的序次和级别等同起来，把一些本属于规模大的再次构造误认为是初次构造，致把一些本属于规模大的再次构造误认为是初次构造，致使对构造的分析得出错误的结论。所以，地质力学特别使对构造的分析得出错误的结论。所以，地质力学特别强调构造序次和级别的概念。并强调在实践中，从观察强调构造序次和级别的概念。并强调在实践中，从观察和鉴别各个结构面的力学性质入手，分析它们的成生序和鉴别各个结构面的力学性质入手，分析它们的成生序次，这样才能为正确地分析构造规律奠定可靠
27、的基础。次，这样才能为正确地分析构造规律奠定可靠的基础。五、构造形迹的序次和级别五、构造形迹的序次和级别第二节第二节 构造体系与构造型式构造体系与构造型式一、构造体系的概念一、构造体系的概念二、构造型式及其确定原则二、构造型式及其确定原则三、构造体系的级别和序次三、构造体系的级别和序次四、构造体系的形成时期四、构造体系的形成时期l构造体系概念是在经过长期观察和研究了构造形构造体系概念是在经过长期观察和研究了构造形迹之间的内在联系、空间分布规律，以及在大量事迹之间的内在联系、空间分布规律，以及在大量事实的基础上概括出来的理性认识。实的基础上概括出来的理性认识。l构造体系的定义（李四光）：构造体系
28、的定义（李四光）：“构造体系构造体系是许多是许多不同形态、不同性质、不同级别和不同序次，但具不同形态、不同性质、不同级别和不同序次，但具有成生联系的各项构造要素所组成的构造带，以及有成生联系的各项构造要素所组成的构造带，以及它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体。它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体。”一、构造体系的概念一、构造体系的概念 -地质力学的核心地质力学的核心l具有成生联系、聚集成带的构造形迹群称为具有成生联系、聚集成带的构造形迹群称为构造带构造带。以褶。以褶皱为主的称为皱为主的称为褶皱带褶皱带，以断裂为主的称为，以断裂为主的称为断裂带断裂带，两者兼，两者兼有的称为有的称为褶皱断裂
29、带褶皱断裂带。l构造带间常夹有一些构造形迹相对微弱的岩块或地块，呈构造带间常夹有一些构造形迹相对微弱的岩块或地块，呈不同几何形态，被构造带包围或半包围。不同几何形态，被构造带包围或半包围。l如果在一定范围内，构造带及其组成的构造形迹及构造带如果在一定范围内，构造带及其组成的构造形迹及构造带之间所夹的岩块或地块，大体上都是在同一时期、经同一之间所夹的岩块或地块，大体上都是在同一时期、经同一次构造运动、或者断续的经过几次方向和性质相同的构造次构造运动、或者断续的经过几次方向和性质相同的构造运动产生的，它们都存在着成生联系、有规律地组合在一运动产生的，它们都存在着成生联系、有规律地组合在一起，那么就
30、可以作为一个整体划为起，那么就可以作为一个整体划为个个构造体系构造体系。一、构造体系的概念一、构造体系的概念l由于组成地壳各部分的岩块或地块的力学性质有由于组成地壳各部分的岩块或地块的力学性质有差异，它们的几何形态各不相同，同一场构造运差异，它们的几何形态各不相同，同一场构造运动在不同地域出现的构造应力场的方向和性质不动在不同地域出现的构造应力场的方向和性质不尽相同，从而产生的构造体系都会有自己的形态尽相同，从而产生的构造体系都会有自己的形态特征，呈现出各种各样的类型。特征，呈现出各种各样的类型。l例如，有的构造体系的总体几何形态象例如，有的构造体系的总体几何形态象“山山”字字形，称为山字型构
31、造体系；有的构造体系的总体形，称为山字型构造体系；有的构造体系的总体几何形态象几何形态象“多多”字形，称为多字形构造体系，字形，称为多字形构造体系，等等。这些构造体系的具体型式，称为等等。这些构造体系的具体型式，称为构造型式构造型式。二、构造型式及其确定原则二、构造型式及其确定原则l不同构造型式，是受不同边界条件和协调条件控制不同构造型式，是受不同边界条件和协调条件控制的。通常把研究对象以外的其它物体称为的。通常把研究对象以外的其它物体称为外界外界，把，把属于研究对象本身的且与外界直接接触的那些接触属于研究对象本身的且与外界直接接触的那些接触面称为面称为边界边界。l边界条件边界条件边界的形状、
32、所受的外力及外界给予边界的形状、所受的外力及外界给予它的限制。它的限制。l协调条件协调条件又称为变形协调条件或变形连续条件，又称为变形协调条件或变形连续条件，是指保证连续固体形变后仍为连续固体的条件。是指保证连续固体形变后仍为连续固体的条件。二、构造型式及其确定原则二、构造型式及其确定原则l确定构造型式的确定构造型式的三原则三原则：必须是在不同区域里叠次出现、普遍存在必须是在不同区域里叠次出现、普遍存在的，而不是由于偶然的局部原因形成的；的，而不是由于偶然的局部原因形成的；应变图象必须在力学理论上能够得到完善应变图象必须在力学理论上能够得到完善和统一的解释；和统一的解释；能通过室内试验再造出来
33、、并能多次重复能通过室内试验再造出来、并能多次重复出现。出现。二、构造型式及其确定原则二、构造型式及其确定原则l按构造体系规模大小，可以分为按构造体系规模大小，可以分为巨型、大型、中型、小巨型、大型、中型、小型型等不同等不同级别级别。这种级别的划分是。这种级别的划分是相对相对的，各级之间不的，各级之间不存在明显的界线。存在明显的界线。l巨型或大型构造体系占据的空间范围比较大，是由区域巨型或大型构造体系占据的空间范围比较大，是由区域性构造运动引起的。性构造运动引起的。l中、小型构造体系占据的空间范围比较小，是由局部构中、小型构造体系占据的空间范围比较小，是由局部构造运动引起的。造运动引起的。l不
34、同级别的构造体系，影响地壳深度是不一样的。一般不同级别的构造体系，影响地壳深度是不一样的。一般来讲，规模大者影响地壳深度比较深，甚至切穿地壳，来讲，规模大者影响地壳深度比较深，甚至切穿地壳，达到地幔；规模小者只影响到地壳的有限深度。因此，达到地幔；规模小者只影响到地壳的有限深度。因此，不同级别的构造体系控制着不同的岩浆活动。不同级别的构造体系控制着不同的岩浆活动。三、构造体系的级别和序次三、构造体系的级别和序次一个大型的构造体系往往包含着许多较小一个大型的构造体系往往包含着许多较小的构造体系，较小的构造体系又包含着若的构造体系，较小的构造体系又包含着若干更小的构造体系。而且，较小的构造体干更小
35、的构造体系。而且，较小的构造体系往往被较大的构造体系所规定和限制。系往往被较大的构造体系所规定和限制。由此可见构造体系也存在一个由此可见构造体系也存在一个序次序次问题。问题。为了更确切地认识每一场构造运动的方向为了更确切地认识每一场构造运动的方向和方式及其发展过程，划清构造体系的序和方式及其发展过程，划清构造体系的序次也是极为重要的。次也是极为重要的。三、构造体系的级别和序次三、构造体系的级别和序次l构造体系构造体系是在一定的地质历史时期内，经一定方向和方是在一定的地质历史时期内，经一定方向和方式的区域构造运动的结果。就区城构造运动发动的时期式的区域构造运动的结果。就区城构造运动发动的时期来说
36、，来说，主要是一次主要是一次，也可断断续续地分为几次，不过构，也可断断续续地分为几次，不过构造体系的定型则是由其中一次构造运动确定的。造体系的定型则是由其中一次构造运动确定的。l一般来讲一般来讲，中、小型构造体系，多是一次构造运动的结，中、小型构造体系，多是一次构造运动的结果，确定它们的形成时期比较容易。大型、巨型构造体果，确定它们的形成时期比较容易。大型、巨型构造体系，往往经历了多次系，往往经历了多次同一方向、同一方式同一方向、同一方式的构造运动，的构造运动，而且每次构造运动的时间间隔较长，这些不同构造运动而且每次构造运动的时间间隔较长，这些不同构造运动时期所形成的构造形迹有时重合在一起，这
37、就需要把不时期所形成的构造形迹有时重合在一起，这就需要把不同构造运动时期所形成的构造形迹区分开，找出构造体同构造运动时期所形成的构造形迹区分开，找出构造体系的定型时期。系的定型时期。四、构造体系的形成时期四、构造体系的形成时期l构造体系形成时期构造体系形成时期，主要是根据构造形迹之间的关系、沉，主要是根据构造形迹之间的关系、沉积特征、岩浆活动、同位素年龄测定、地层不整合关系等积特征、岩浆活动、同位素年龄测定、地层不整合关系等有关资料，进行综告分析确定的。有关资料，进行综告分析确定的。l过去，曾笼统地把燕山运动以前形成的构造体系称为古构过去，曾笼统地把燕山运动以前形成的构造体系称为古构造体系，把
38、第四纪以来仍在活动的构造体系称为活动性构造体系，把第四纪以来仍在活动的构造体系称为活动性构造体系。造体系。l已被确定的构造体系，多数是属于燕山运动以来形成的。已被确定的构造体系，多数是属于燕山运动以来形成的。由于这些较新的构造体系经历的构造运动次数较少，遭受由于这些较新的构造体系经历的构造运动次数较少，遭受后期的破坏较轻，保存得比较完整，特征比较明显，容易后期的破坏较轻，保存得比较完整，特征比较明显，容易被认识，所以地质力学把它们作为头一步的研究对象。被认识，所以地质力学把它们作为头一步的研究对象。四、构造体系的形成时期四、构造体系的形成时期第三节、构造体系的主要型式第三节、构造体系的主要型式
39、一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系二、经向构造体系二、经向构造体系三、山字形构造体系三、山字形构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系五、河西构造体系和西域构造体系五、河西构造体系和西域构造体系六、歹字形构造体系六、歹字形构造体系n整个地壳在漫长的地质发展过程中，经过多次剧整个地壳在漫长的地质发展过程中，经过多次剧烈的构造变动，形成了很多构造体系。就大陆地烈的构造变动，形成了很多构造体系。就大陆地壳来说，经过长期以来的综合研究，人们已经认壳来说，经过长期以来的综合研究，人们已经认识了一部分，有一部分还没有完全认识清理。识了一部分，有一部分还没有完全认识清理
40、。n到现在为止，已被认识的构造体系可以概括地分到现在为止，已被认识的构造体系可以概括地分为三大类型：为三大类型：巨型纬向构造体系、经向构造体系、巨型纬向构造体系、经向构造体系、各种扭动构造体系各种扭动构造体系。n这里只重点介绍那些规模较大、对大地构造能起这里只重点介绍那些规模较大、对大地构造能起控制作用的构造体系。控制作用的构造体系。1 1 纬向构造体系复式褶皱轴纬向构造体系复式褶皱轴2 2 经向构造体系褶皱轴和主经向构造体系褶皱轴和主要断裂带要断裂带3 3 新华夏系复式褶皱轴新华夏系复式褶皱轴4 4 新华夏系主要断裂新华夏系主要断裂5 5 河西系主要断裂河西系主要断裂6 6 山字形构造体系复
41、式褶皱山字形构造体系复式褶皱轴轴7 7 弧形构造主要断裂弧形构造主要断裂8 8 歹字形构造体系复式褶皱歹字形构造体系复式褶皱轴轴9 9 歹字形构造体系主要断裂歹字形构造体系主要断裂10 10 新华夏系及其他构造体新华夏系及其他构造体系槽地系槽地11 11 祁吕贺兰山字形构造体祁吕贺兰山字形构造体系槽地系槽地l巨型纬向构造体系巨型纬向构造体系是由走向东西的挤压构造带所组成。是由走向东西的挤压构造带所组成。在地壳上分布极为广泛，规模宏伟，实质上它是全球性在地壳上分布极为广泛，规模宏伟，实质上它是全球性的构造体系。它们的基本特征是：的构造体系。它们的基本特征是：一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体
42、系东西向的压性构造东西向的压性构造形迹，是纬向构造形迹，是纬向构造系的主干构造，往系的主干构造，往往表现为走向东西往表现为走向东西的复杂的剧烈挤压的复杂的剧烈挤压带。带。1 1、基本特征、基本特征 巨型纬向构造体系除表现有南北向的挤压性质外，还具巨型纬向构造体系除表现有南北向的挤压性质外，还具有巨大的东西向平移现象。有巨大的东西向平移现象。一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系 巨型纬向构造体系是全球性的主干构造。不仅在大陆上巨型纬向构造体系是全球性的主干构造。不仅在大陆上表现明显，而且在洋底也有它的踪迹，构成环绕地球的表现明显，而且在洋底也有它的踪迹，构成环绕地球的带状构造带状构造。巨型纬
43、向构造体系具有明显的分带性，并且比较集中发巨型纬向构造体系具有明显的分带性，并且比较集中发育在中纬度地区，带与带之间相隔的纬度大约育在中纬度地区，带与带之间相隔的纬度大约88左右。左右。巨型纬向构造体系一般都具有长期发展历史，经历了多巨型纬向构造体系一般都具有长期发展历史，经历了多次构造运动，表现出大幅度的紧密褶皱、不同规模和类次构造运动，表现出大幅度的紧密褶皱、不同规模和类型的断裂，并伴随有不同时期和类型的岩浆活动。型的断裂，并伴随有不同时期和类型的岩浆活动。由于巨型纬向构造体系规模巨大、活动历史久、性质复由于巨型纬向构造体系规模巨大、活动历史久、性质复杂，决定了它对矿产控制的复杂性和多样性
44、。杂，决定了它对矿产控制的复杂性和多样性。一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系u属于这一类型的构造体系，在我国境内属于这一类型的构造体系，在我国境内发育极为良好、规模巨大的有三个：发育极为良好、规模巨大的有三个：u阴山一天山纬向构造体系阴山一天山纬向构造体系u秦岭一昆仑纬向构造体系秦岭一昆仑纬向构造体系u南岭纬向构造体系南岭纬向构造体系。一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系2 2、我国主要的巨型纬向构造体系、我国主要的巨型纬向构造体系 阴山一天山纬向构造体系阴山一天山纬向构造体系主要是由较古老的变质岩系和中、上元古界，以及一部分古、中生界主要是由较古老的变质岩系和中、上元古界，以及一部
45、分古、中生界组成，形成大幅度的紧密复式褶皱带和平行于这些褶皱的压性、压扭组成，形成大幅度的紧密复式褶皱带和平行于这些褶皱的压性、压扭性断裂。有大量的中、酸性岩体和部分基性岩体，同时发育有许多次性断裂。有大量的中、酸性岩体和部分基性岩体，同时发育有许多次一级的派生构造形迹。一级的派生构造形迹。该构造体系开始成生时间比较早，有悠久的发育历史，经历了多次强该构造体系开始成生时间比较早，有悠久的发育历史，经历了多次强烈的构造运动。烈的构造运动。就整个体系来讲，它的雏型在中元古代以前就已经基本奠定，至今还就整个体系来讲，它的雏型在中元古代以前就已经基本奠定，至今还处于活动状态。处于活动状态。另外，自中生
46、代以来，这一体系除遭受南北方向的强烈挤压外，一些另外，自中生代以来，这一体系除遭受南北方向的强烈挤压外，一些断裂带尚有明显的东西方向扭动作用，呈现出南盘向西、北盘向东错断裂带尚有明显的东西方向扭动作用，呈现出南盘向西、北盘向东错移的特点，有些地段还形成北东走向的多字型构造，与主干断裂构成移的特点，有些地段还形成北东走向的多字型构造，与主干断裂构成入字型。入字型。阴山一天山纬向构造体系阴山一天山纬向构造体系 秦岭一昆仑纬向构造体系秦岭一昆仑纬向构造体系一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系秦岭秦岭昆仑构造体系虽受到其它构造体系的强烈干扰，但它的昆仑构造体系虽受到其它构造体系的强烈干扰，但它的基
47、本特征在各个地段仍表现得很明显。大体上可以分为南北两基本特征在各个地段仍表现得很明显。大体上可以分为南北两个亚带；个亚带；北亚带多为较古老的变质岩系和中、上元古界，以及部分下古北亚带多为较古老的变质岩系和中、上元古界，以及部分下古生界组成的复背斜，挤压极为强烈；侵入岩体极为发育，以酸生界组成的复背斜，挤压极为强烈；侵入岩体极为发育，以酸性、中性岩体为主，并有基性、超基性岩体，构成了一个突出性、中性岩体为主，并有基性、超基性岩体，构成了一个突出的岩浆岩带；混合岩化强烈，变质作用显著。的岩浆岩带；混合岩化强烈，变质作用显著。南亚带主要是由古生界和中生界组成的复向斜和复背斜，部分南亚带主要是由古生界
48、和中生界组成的复向斜和复背斜，部分地段有较老岩系出露在复背斜核部，挤压强烈，形变显著；岩地段有较老岩系出露在复背斜核部，挤压强烈，形变显著；岩浆活动、混合岩化和变质作用与北亚带相比，显著减弱。浆活动、混合岩化和变质作用与北亚带相比，显著减弱。秦岭一昆仑纬向构造体系秦岭一昆仑纬向构造体系该构造体系在中元古代之前已具雏形，后来又反该构造体系在中元古代之前已具雏形，后来又反复经历了多次强烈的构造运动，其中最晚一次是复经历了多次强烈的构造运动，其中最晚一次是在侏罗纪或侏罗纪以后。在侏罗纪或侏罗纪以后。在中生代以后的历次变动中，尚有明显的东西向在中生代以后的历次变动中，尚有明显的东西向平移错动现象，南盘
49、相对向西错动。平移错动现象，南盘相对向西错动。该构造体系是中国大陆上的地质和自然地理的一该构造体系是中国大陆上的地质和自然地理的一条天然分界线。现在，新构造运动和地震活动仍条天然分界线。现在，新构造运动和地震活动仍很活跃。很活跃。秦岭一昆仑纬向构造体系秦岭一昆仑纬向构造体系 南岭纬向构造体系南岭纬向构造体系l该构造体系也是经历了漫长而复杂的发展该构造体系也是经历了漫长而复杂的发展历程。从震旦纪之前，直至白垩纪和古近历程。从震旦纪之前，直至白垩纪和古近纪初期，先后经历过多次活动。尤其是在纪初期，先后经历过多次活动。尤其是在中、新生代，发生过强烈褶皱、断裂和岩中、新生代，发生过强烈褶皱、断裂和岩浆
50、活动。新生代以来强烈上升，形成现在浆活动。新生代以来强烈上升，形成现在的南岭山脉。的南岭山脉。一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系南岭纬向构造体系南岭纬向构造体系一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系巨型纬向构造体系不仅在我国，在世界各地也普遍存在，巨型纬向构造体系不仅在我国，在世界各地也普遍存在，只是有时因受到其它构造体系的干扰而断续出现。南半只是有时因受到其它构造体系的干扰而断续出现。南半球的陆地较少，纬向构造体系的分布不如北半球好，但球的陆地较少，纬向构造体系的分布不如北半球好，但仍有显示。仍有显示。就目前的认识，在北半球北纬就目前的认识，在北半球北纬68687070带、北纬带、北