高等构造地质学试题及答案

一、简述当前构造地质学领域的研究热点

现代构造地质学研究的目的，是解决有关构造背景、构造形态和构造成因等三个基本问题，在此基础上建立构造模式并进行构造预测。针对我国现阶段煤田勘探工作的特点，制定了以当代构造地质理论为指导、以构造控煤研究为核心、以计算机技术为主要工具，区域构造研究与矿区构造研究相结合、深部构造与浅部构造研究相结合、宏观构造研究与微观构造研究相结合、定性分析与定量评价相结合、形态研究与成因研究相结合的科学思路。

煤田构造研究的主要内容:

1、探讨区域地质背景对井田构造的控制

（1）区域动力学背景研究

（2）基底及古构造研究

（3）成矿区、带划分与聚煤区划

（4）赋煤单元与赋煤单元区划

2、查明矿区构造形态及其展布规律

（1）野外及井下实际观测

（2）控煤构造样式研究

3、揭示构造成因机制及构造发展演化历史

（1）构造应力场研究

（2）显微构造研究

（3）数值模拟分析

（4）沉降（埋藏）史模拟分析

4、构造预测和构造评价

煤田地质构造研究的最终目的，是查明构造对煤层赋存状况的影响。

煤系和煤层的保存是成煤原生作用和煤盆地演化改造作用叠加后的现在表现，煤炭资源的赋存状况主要是指煤系或煤层的现在保存状况，主要研究原型煤盆地经历次构造运动改造后的现存面貌、煤系或煤层的现今构造格局和构造样式，揭示煤炭资源的赋存规律

二、如何理解“构造解析”的核心思想

“所谓‘解析’也是一种思维方法，即把整体分解为部分，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，因此，需要把构造现象的各个方面放在矛盾双方的相互联系、相互作用中去，放到构造的运动、演化中去，看看它们在地壳、岩石圈的整体结构中各占何种地位，各起什么作用，各以何种方式与其他方面发生相互制约又相互转化的关系等等”（马杏垣，1983）。

构造解析是观察、测量、分析和解释地质体内部结构规律及其演化的方法。强调在地质调查过程中，进行详细地构造观察、测量和构造制图，着重各种结构要素的几何特性、力学性质及其相互关系的认识和分析，从构造形变的发生、发展、复合、转化等连续不断地变化中，通过测量统计分析，去建立构造事件发展的序列和相应的构造组合型式，以及构造形变与变质作用、岩浆活动、成矿过程的关系。

构造解析是地质构造定量研究的基础。解析构造学的目的在于，在高度活动的动力地球构造观指引下，用新的构造方法学，进行新一代的地质构造实践。马杏垣教授在一般构造解析方法的基础上提出八项基本原则：（1）构造变形场；（2）构造层次；（3）尺度；（4）叠加、置换、序列、世代；（5）构造转化与再造；（6）岩性介质；（7）得失、增减，改组与分异；（8）构造组合。这些原则体现了探索构造现象内在联系和相互制约规律性的矛盾对立统一思想和具体问题具体分析的辩证方法。

完整的构造解析包括三个方面或主要步骤：首先是构造几何学分析，即对变形岩体几何

特征、物理性质、相互时空关系和应变特征进行观察、描述和测量，搜集各种数据，运用数学方法、赤平投影网或电子计算机进行图解处理和分析计算。再就是运动学研究，根据几何数据，去追索造成现有构造状态和位置的相继内部和外郎运动。然霄是动力学分析，去鉴定构造过程中力的状态，即研究构造形变和造成它们的外力和应力条件之间的关系，建立数学和物理学的模型。

三、简述逆冲推覆构造的形态组合分类

逆冲推覆构造按照其形态组合综合分类如下：

四、比较伸展构造与逆冲推覆构造的异同

五、花状（式）构造的类型与成因

花状构造是走滑断层系中又一种特征性构造。剖面上一条走滑断层自下而上成花状撒开，故称为花状构造。根据花状构造的结构和力学性质可分为正花状构造和负花状构造。

正花状构造是收敛性走滑断层派生的在压扭性应力状态中形成的构造。一条陡立走滑断层向上分叉撒开，成逆断层组成的背冲构造。断层下陡上缓凸面向上，被切断的地层多成背形，但不具弯滑褶皱性质。正花状构造像一个细管的倒立锥体。。鉴别花状构造的准则是构造的平面和剖面的结构以及区域应力场等特征。如果是花状构造，则剖面上背冲式断层向下汇总为一条陡立的走滑断层，区域上显示走滑断层特点。

负花状构造是离散性走滑断层派生的在张扭性应力场中形成的构造。一套凹面向上的正断层构成了似地堑式构造。堑内地层平缓，浅部稍成被正断层破坏的向斜，向斜也不具弯滑褶皱性质。

六、比较构造反转与构造演化的异同

反转构造

狭义的反转构造定义为：构造沉降逆转为构造隆起（Glennier,1981）；

广义的反转构造定义：构造演化中伸展构造系统和挤压构造系统相互转换和相互作用的产物。与动力条件有关，是不同阶段、不同地壳动力条件下、构造变形或构造体系的叠加与复合的构造样式。

反转构造基本特征：

1．正反转构造

指先存的伸展构造系统形成一系列正断层及半地堑系、地堑系组合，然后再受到后期挤压再活动，形成褶皱和逆冲构造。这种先伸展、后挤压的叠加或复合构造。

其特点是上盘的逆冲往往仍保留了较厚的沉积层，形成不谐和的构造沉积关系。当然，局部也会因剥蚀而不再保留正断层发育时的较厚的沉积厚度。但新的层序有向上变粗的沉积序列。

2.负反转构造

先挤压、后伸展的叠加或复合构造。即先存的挤压构造系统中的褶皱和逆冲断层，受伸展再活动，形成正断层或地堑、半地堑系。是在先存的缩短构造体系发生伸展作用时产生的。

其鉴别特征是，原来逆断层上盘的剥蚀层面上部形成了比下盘较厚的沉积层，而且有向上变细的正向序列特点。

反转构造使得岩层上下断层性质不一致，而正常构造演化应该是一致的。

七、简述构造过程物理模拟和数字模拟方法的基本原理，并对比其优缺点

构造形迹模拟是在实验室常温、常压下，在较短的时间内完成，与自然界相比，除温、压差别巨大之外，时间差别更为突出。如褶皱的形成，是岩石在地下经过漫长时间的柔性变形的结果，实验室不能满足这样的条件，在常温、常压下也不可能用岩石来做模拟实验。为了实现构造模拟，人们采用转换条件的办法，选用柔性材料（泥巴、沥青、凡士林等），以改变实验和自然界构造形成的时间比例。这样人们在很短时间内就能观察到在自然界中要漫长时间才能形成的构造形迹。

地质构造变形数值模拟实验的基本原理，是遵循自然科学规律，如物质不灭定律、能量守恒定律等；并依据数学、物理学、化学等学科中已为人们认识的基本规律为原理；依靠计算机先进的综合处理系统；并以固体地球科学资料为基础所构建的地质模型为实验研究本体。地质构造变形数值模拟实验研究，不是单纯的数据处理和图像分析，它是采用数学物理方法对相关地质学问题的科学描述，并采用理论分析和数值模拟实验方法，对所描述的相关地质过程进行定量化的求解。因而，对能充分反映岩石圈及地壳变形的基本物理化学过程（如流体流动过程、热传递过程、介质变形过程、热液流体的混合化学反应过程和水岩化学反应过程等）及其相关的基本科学问题的认识和知识积累，是探讨地质构造变形等复杂地质学问题的基本前提条件。一般地说，地质构造变形数值模拟实验研究先从简单模型做起，简单的几何形态是数值模拟常采用的方法，能有效地认识一些基本的科学问题，如温度场的改变，导致流体的对流及含矿热液系统化学反应的发生，再现成矿物质的溶解与沉淀过程。由于地质学问题的复杂性，既使对这些具有简单几何构形，但能充分反映影响岩石圈及地壳变形的基本问题的求解，采用纯数学分析的方法常常也是不太可能的。因此，研究和发展高级数值计算方法，及数值模拟技能的积累无疑也是为解答上述的这些基本科学问题进行求解和探讨地质构造变形而不可缺少的研究内容。

构造物理模拟可以很好的研究各种构造的形成机制,但是现今采集和观察到的大量的地质信息和实例是构造地质演化的最终结果和其中的某一幕,过程早己缺失或被后一幕构造演化所替代.同时,造山作用是连续渐变的,

碰撞事件可能经历了几百个Ma时间跨度,无疑增大了所研究问题的难度.因此,利用物理模拟实验方法再现和论证这些重要的构造形迹还必须选择合理而又现实的研究途径.

物理模拟简单，直观，可以获得定性资料，数值模拟数据量和计算量大，可以获得定量资料。