地质构造解析及数据处理(新)

求构造要素的优势方位
1.玫瑰花图（走向、倾向） 2.等密图
玫瑰花图数据格式



运 行 “ FRUCTURE”， 并选“D” 数据输入顺序： 节理名，数据组总数 每组节理倾向，倾角 如： JOINT，150 23，23 245，56 125，45 …,… …,…

构造解析数据的收集与整理
1.构造解析首要的是研究构造要素优选方 位。因此要收集各类构造要素的数据。 2.这些数据主要是在野外工作中从野外露 头上直接观察测量，有时需要辅以室内 手标本和薄片的研究。 3.构造数据主要有三类：①位置；②形态、 规模；③方位或产状的数据。
构造解析数据的收集与整理
构造解析主要涉及面状和线状构造三维空间方位 及其几何关系。几何分析中构造要素的方位数据 要求给予三维空间形式。 赤平投影就是表现面和线构造方位以及相互之间 的一种有效方法。它可以用图解方法简易迅速地 求出不同结构要素之间的方位和角度。将三维空 间的构造要素用二维平面来表现。
3. 用铅笔在透明纸上描下投影网的基圆(圆周)，并在 上端0°处注记一箭头，箭头指向投影网上0°的刻度处。
0（N）
平面的赤平投影: 例如: 一平面的产状为120∠30° 1. 透明纸上指北箭头与投影网的0°重合, 从0°开始, 顺时针 数到投影网的120 °处, 用铅笔在该处的基圆上注记一点。 2. 转动透明纸, 使120 °倾向的注记点移动至投影网的东西直 径上, 沿着投影网东西直径由投影网圆周向圆心方向数30°, 得一点 C, 然后描绘出过C点的经向大圆弧。 3. 把透明纸指北箭头转回原来0°方位, 此时所画大圆弧的弧 凸方向为120 °, 角距为30°。
平面法线的投影
法线是指平面的法线，平面及其法线二者之间相互垂直，夹角相差 90°; 平面及其法线的投影常常互为使用。平面投影是大圆弧，而 平面法线的投影则为一极点，投影起来方便，在图面上表示起来也 较简洁。
平面法线的投影

例如: 求一平面产状为90∠40°的法线投影。 1. 透明纸上指北箭头与投影网的0°重合, 从0°开 始, 顺时针数到投影网的90 °处, 用铅笔在该处的基 圆上注记一点。该点为平面的倾向。
极射赤平投影基础
投影要素:
4. 极射点: 投影球上下两极的发射点叫极射点。由上极射点 (P)把下半球的几何要素投影到赤平面上的投影称下半球投影; 以下极射点(F)把上半球的几何要素投影到赤平面上的投影叫 上半球投影。构造地质赤平投影分析一般采用下半球投影。
极射赤平投影基础
平面的赤平投影解析：设想通过球心的平面无限延伸，必定与球面 相交构成一个直径与投影球直径相等的大圆。上极射点(P)发射射 线穿过赤平面到下半球大圆圆周上, 在赤平面上留下的一系列穿透 点, 这些穿透点的连线即为相应大圆的极射赤平投影，简称大圆弧。
极射赤平投影基础
投影要素:
1. 投影球: 是一个以任意长度为半径的球体，投影球的表 面叫球面。
极射赤平投影基础
投影要素:
2. 赤平圆: 过投影球球心的水平面, 又叫赤平投影面、或 简称赤平面。
极射赤平投影基础
极点
赤平面
极射赤平投影基础
投影要素:
3. 基圆: 赤平面与投影球面相交的大圆叫基圆。凡是过球心的 平面与投影球球面相交所成的圆通称为大圆。

平面在赤平面上的投影表现为一条(弧)线 ●直立平面投影为一条直线 ●水平平面投影为一个圆周（基圆） ●倾斜平面投影为一圆弧 ●投影圆弧的弧顶的指向为倾向 ●投影圆弧的弯曲程度取决于平面的倾角(倾 角越大，越靠近圆心；反之则远离圆心)

直线的赤平投影特征：
●直线在赤平面上的投影表现为一个点 ●铅直线投影点位于基圆中心 ●水平线投影点是基圆上两个极点，且 两点间距离 等于基圆直径 ●倾斜线投影点在基圆内.
1
72º 23º
2 334º 20º 3
207º 59º
根据两组共轭节理产状，用计算机方法 求主应力方位
应用计算机软件计算并绘图
共轭节理求主应力数据格式 运行“FRUCTURE”，并选“J” 数据输入顺序： 第一行：岩层复平输“Y”（不复平输 “N”）；倾角σ1在锐角输“A”，钝角输“O” 第二行：岩层倾向，倾角（不复平不输） 第三行：甲组节理倾向，倾角 第四行：乙组节理倾向，倾角 如： N,O Y,A 125,80 123,23 200,75 245,56 354,45
地质构造解析方法
成都理工大学地球科学学院 陶晓风
构造解析的定义
构造解析：就是分析和解释
地质体内部构造特征及其演 化的方法。 重点分析各种构造要素的几 何特性、力学性质及其相互 关系。
构造解析的步骤
构造解析包括三个方面或步骤： 1.几何分析：首先是对变形地质体几何特征和物 理性质进行观察、描述和测量，即所谓的构造几 何分析它是构造解析的基础； 2. 运动学研究：根据几何学数据，去追索形成现 有构造的运动学特征； 3. 动力学研究:测定和分析构造形成过程中力的 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。


褶皱构造解析
轴面：指大致平分褶皱的一个假想面 枢纽：轴面与岩层面的交线 枢纽
轴面
岩层面
枢纽在空间上的产出状态
枢纽水平 枢纽
背斜
枢纽倾斜
赤平投影的应用 求两面交线及平分面的产状
状，求枢纽和轴面产状。）
已知两平面（褶皱两翼产状）的产状为70°∠40 °和290°∠30°， 求两平面交线（枢纽）及等分面(轴面)产状。（已知褶皱两翼产
S
赤平投影网的使用方法
投影前要作的准备工作:
1. 透明纸放在投影网上，用铅笔标记一个“+” 以注 明投影网中心；再用一5×5mm的透明胶带贴在透明纸 上( 贴在投影网中心所在部位) 。
2. 将透明纸上的“+”标记与投影网对准，用图钉或 大头针沿中心扎下去并固定在桌面上，此时透明纸能绕 图钉(投影网中心)作水平方向的旋转。
纬向小圆弧
0°
赤平投影网:
吴氏网的结构及成 图原理: 吴氏网由基圆 (赤平大圆) 、经向 大圆弧、纬向小圆 弧等东西、南北经 纬线组成。标准的 吴氏网的基圆直径 为20cm 经、纬度 间距2°。
300°
330°
30°
60°
270°
90°
240°
120°
210° 180°
150°
赤平投影网（吴氏网）的制成原理

求两直线构成的平面产状:

例如: 两直线产状为180 °∠20°和120 ° ∠36°, 求所构成的平 面产状. 1. 按前面所述直线的投影方法, 投影得二点（F’、D’）。 2. 因为两相交直线构成一个平面，转动透明纸，使两点位于同一 个大圆弧上，将此大圆弧绘于透明纸。此大圆弧即为两直线所构 成的投影大圆弧。 3 . 读出大圆弧的产状。
倾竖褶皱
褶 皱 位 态 分 类
斜卧褶皱
直立倾伏褶皱
斜歪倾伏褶皱
直立水平褶皱
斜歪水平褶皱
平卧褶皱
赤平投影的应用
断裂构造解析
节理与应力的关系 σ3
σ1
σ2
σ1
σ3
求两面交线及平分线的产状
已知共轭断裂（节理、断层）产状，求主应力方位 主 应 力 轴 与 20º ；46º 50º 求主力方位？

赤平投影方法的构造应用
求平面上直线产状
已知一平面产状为：18037，该平面上直 线侧伏向E，侧伏角40，求直线的倾伏向和 倾伏角。（求断层面上擦痕的产状）


1. 据平面产状在透明纸上作出该平面的赤平投影得一大圆弧
2. 转动透明纸使该大圆弧的走向对准投影网上的SN直径，并从 透明纸上大圆弧的E(直线的侧伏向)端开始, 沿大圆弧数44°(直 线的侧伏角)得一点C’’, C’’点为平面上AC直线的投影点。 3. 转动透明纸使C’’点位于投影网EW直径上，在EW直径上从基 圆边C’点到C’’的角度即为该直线的倾伏角a=25 °；而在基圆上 由北顺时针数至C’点，即为直线AC的倾伏向。
赤平面
极射赤平投影基础
直线的赤平投影解析: 设想一直线通过球心, 无限延长必相交于投 影球面两点，称为极点。铅直线交于球面上下两点，水平直线交于 基圆上两点；倾斜直线交于相应球面两点。这些交点与上极射点(P) 的连线穿过赤平面的穿透点称为直线的赤平投影点。
赤平面
赤平投影网（吴氏网）的制成原理
经向大圆弧
β F G K
β 二面 角
（2）在辅助大圆弧上数二面角的平分角距（不是平分 弧线的长短，是将公垂面转动到经向大圆弧上，然后平 分角距），得H点。 （3）转动透明纸，使得β点与H点位于同一大经向圆弧 上，这一大圆弧即为平分面（轴面）的产状。

β
H
应用计算机软件计算并绘图
求褶皱轴面、枢纽数据格式 运行“FOLD”，并选“A” 数据输入顺序： 第一行：已知褶皱两翼代表产状“Y”，否则 “N”，正常褶皱或非同斜褶皱; “N”(倒转褶 皱或同斜褶皱“T”) 第二行：“N”型数据时，甲翼数据组数，乙翼 数据组数；“Y”型数据时，一行内分别甲翼倾 向，倾角，乙翼倾向，倾角； 第三行：“N”型数据时，从本行起输入每组倾 向，倾角 如： Y,N 120,45,330,30
（1）作两平面的赤平投影，得到两大圆弧的交点（β ）， β点即为 褶皱枢纽的投影点。读出该点的产状数据，即为枢纽产状。
（2）把β点转到EW直径上，沿β点朝圆心方向数90°，得辅助点K， 过辅助点K做经向大圆弧FG，相当于与两平面交线成垂直的辅助平 面—两平面的共垂面，在FG大圆弧上，两交线间的夹角为真二面 角，其中一对为锐角，另一对为钝角。
岩层变形前主应力方位
．断层擦痕求主应力数据格式
断层擦痕与主应力的关系