第6章-构造运动与地壳运动PPT课件
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бβ=б2*（1+COS2β）/2=б2*（1-COS2α）/2
τβ=б2*SIN2β/2=-б2*SIN2α/2
б=бα+бβ=(б1+б2)/2+(б1-б2)*COS2α/2 τ=τα+τβ=б1*SIN2α/2-б2*SIN2α/2 =(б1-б2)*SIN2α/2
当α=0时，б=б1，τ=0； 当0<α<90时，б2<б<б1，其中α=45时，τ最大； 当α=90时，б=б2，τ=0。
北京周口店附近地质图
图6-13 酒泉盆地西南文殊山地质地貌剖面图
1 中更新统照壁山组；2 早更新统文殊山组；3 上新统疏勒河组
三、岩层变形
1. 应力分析
1）外力（包括面力和体力）与内力（包括固有内力和附加 内力）
应力： б1=P/A 应力分解：垂直于截面的正应力(б)和平行于截面的剪 应力（τ）
图6-18 三轴应力状态（б1>б2>б3)的莫尔圆图析
C. 三轴应力状态（ б1>б2>б3>0)
三种特定截面的应力分析： 1. 截面与中间应力轴平行 2. 截面与最小应力轴平行 3. 截面与最大应力轴平行
试证明下列命题：
1. 截面与б2平行且与б1和б3均交45°时，最易剪切； 2. 截面与б2和б3平行时，正应力最大（正值挤压）； 3. 截面与б1和б2平行时，正应力最小（负值拉张）。
2. 岩层厚度 3. 岩层出露及其与产状的关系 4. 地层接触关系：分为整合接触、平行不整合
接触和角度不整合接触
岩层——两个平行或近于平行的界面所限制的岩性
相同或近似的层状岩石。
❖ 成分的变化
❖ 结构的变化
❖ 颜色的变化
❖ 层面构造
岩层产状——岩层在地壳中的空间方位。以走向、
倾向、倾角表示。
照6-3 松枝口峪馒头组和毛庄阶
试证明下列命题: 任意两个互相垂直的截面上，正应力之和不变，即等于主 应力值，与截面方向无关； 任意两个互相垂直的截面上，剪应力值大小相等，符号相 反，称剪应力互等定律，故剪应力是成对出现的。
图6-17 双轴应力状态图解
B. 双轴应力状态（б1>0,б2>0,б3=0）
бα=б1*（1+COS2α）/2 τα=б1*SIN2α/2
2. 岩石变形
1）变形——受力后各质点相互位置发生变化。变形 程度用应变来量度。
线应变与剪应变
纵向线应变 横向线应变 泊松比常数
ε=(l-l0)/l0 ε0=(b-b0)/b0 υ=∣ε0∣/∣ε∣
图6-19 物体的简单拉伸变形与剪切变形
2）变形方式：
均匀变形：拉伸、挤压、剪切 非均匀变形：弯曲、扭转
3）变形阶段：弹性变形、塑性变形、断裂变形
强度——物体抵抗外力破坏的能力。 从弹性变形向塑性变形转变必须超过物体的弹性极限； 从塑性变形向断裂变形转变必须超过物体的强度极限。 一般情况下，岩石的抗压强度>抗剪强度>抗张强度
图6-20 岩石变形的五种方式
(1)拉伸；(2)挤压；(3)剪切；(4)弯曲；(5)扭转
4. 研究意义
➢ 控制矿产资源和能源的分布 ➢ 控制现代地理环境的格局 ➢ 控制或影响古地理环境的变化 ➢ 影响或控制地下水的出露和分布 ➢ 影响或控制地震、火山、滑坡等灾害的分布、频率、
强度等 ➢ …………
二、岩层产状、厚度及出露特征
1. 岩层产状及其分类
岩层及其划分 岩层产状 岩层产状类型
照6-5 水平岩层
图6-8 水平岩层的出露分布特征
图6-9 倾斜岩层露头界线形态之一
(岩层倾向与坡向相反)
图6-10 倾斜岩层露头界线形态之二
(倾向与坡向相同,倾角>坡度)
图6-11 倾斜岩层露头界线形态之三
（倾向与坡向相同,倾角<坡度)
图6-12 平行不整合与角度不整合立体示意图
D1与O3之间为平行不整合，P1与D3、D2、D1之间为角度不整合
第六章 构造运动与构造变动 (Tectonic Movement and 源自文库etamorphism)
一、构造运动与地壳运动 二、岩层产状、厚度及出露特征 三、岩层变形 四、老构造运动的研究
一、构造运动与地壳运动
1. 构造运动——在内动力地质作用下，地壳乃至整个岩
石圈发生的变位和变形的作用。实质是质点的变位。
2）应变状态：正六面体
应变椭球体
3）应力状态分析 4）应力场与构造应力场
图6-14 单元体的三对主应力б1、б2、б3方位
图6-15 应变椭球体及其三个主平面的正视图
图6-16 单轴应力状态分析图解
A. 单轴应力状态（ б1>0，б2=б3=0）
б=б1*（1+Cos2α）/2
τ=б1*Sin2α/2 当α=0时，б=б1,τ=0； 当α=45时，τ最大（最大剪应力作用面）； 当α=90时，б=τ=0；
图6-21 弯曲变形整体为非均匀变形，局部可近似地看作均匀变形
四、老构造运动的研究
1. 地层厚度分析法 2. 岩相分析法 3. 岩层接触关系分析法 4. 构造变形分析法
照6-4 郝家台
图6-1 岩层产状要素
AOB—走向线；OD—倾斜线；OD’—倾向线的 水平投影，箭头方向为倾向；α—倾角
图6-2 真倾角与视倾角的关系
α—真倾角；β，β’—视倾角；ω真倾向与视倾向之间的夹角
❖ 水平岩层 ❖ 倾斜岩层 ❖ 直立岩层 ❖ 倒转岩层
岩层产状类型
图 6-
3 水 平 岩 层
照6-3 倾斜岩层
照6-4 直立暨倒转岩层
图6-4 岩层的真厚度、铅直厚度与视厚度
h—真厚度；H—铅直厚度；h’—视厚度； α—岩层的真倾角；β—岩层的视倾角
图6-5 岩层厚度和倾角不变时，露头宽度取决 于坡度和倾向与坡向之间关系
图6-6 岩层与地面坡角相交关系对岩层露头宽度的影响
图6-7 四川苍溪观音寨早侏罗世水平岩层素描图
2. 地壳运动——由于地球内动力作用导致地壳发生各种
变化的作用的总称。包括构造运动（变位）、岩浆活动 （相变）和变质作用（质变）。
❖ 水平运动与垂直运动（前者主导，后者派生）
❖ 老构造运动与新构造运动
3. 构造变动——构造运动引起的岩石的永久变形。包括
褶皱变动和断裂变动。
照 61
褶 皱 变 形
照6-2 断裂变位
τβ=б2*SIN2β/2=-б2*SIN2α/2
б=бα+бβ=(б1+б2)/2+(б1-б2)*COS2α/2 τ=τα+τβ=б1*SIN2α/2-б2*SIN2α/2 =(б1-б2)*SIN2α/2
当α=0时，б=б1，τ=0； 当0<α<90时，б2<б<б1，其中α=45时，τ最大； 当α=90时，б=б2，τ=0。
北京周口店附近地质图
图6-13 酒泉盆地西南文殊山地质地貌剖面图
1 中更新统照壁山组；2 早更新统文殊山组；3 上新统疏勒河组
三、岩层变形
1. 应力分析
1）外力（包括面力和体力）与内力（包括固有内力和附加 内力）
应力： б1=P/A 应力分解：垂直于截面的正应力(б)和平行于截面的剪 应力（τ）
图6-18 三轴应力状态（б1>б2>б3)的莫尔圆图析
C. 三轴应力状态（ б1>б2>б3>0)
三种特定截面的应力分析： 1. 截面与中间应力轴平行 2. 截面与最小应力轴平行 3. 截面与最大应力轴平行
试证明下列命题：
1. 截面与б2平行且与б1和б3均交45°时，最易剪切； 2. 截面与б2和б3平行时，正应力最大（正值挤压）； 3. 截面与б1和б2平行时，正应力最小（负值拉张）。
2. 岩层厚度 3. 岩层出露及其与产状的关系 4. 地层接触关系：分为整合接触、平行不整合
接触和角度不整合接触
岩层——两个平行或近于平行的界面所限制的岩性
相同或近似的层状岩石。
❖ 成分的变化
❖ 结构的变化
❖ 颜色的变化
❖ 层面构造
岩层产状——岩层在地壳中的空间方位。以走向、
倾向、倾角表示。
照6-3 松枝口峪馒头组和毛庄阶
试证明下列命题: 任意两个互相垂直的截面上，正应力之和不变，即等于主 应力值，与截面方向无关； 任意两个互相垂直的截面上，剪应力值大小相等，符号相 反，称剪应力互等定律，故剪应力是成对出现的。
图6-17 双轴应力状态图解
B. 双轴应力状态（б1>0,б2>0,б3=0）
бα=б1*（1+COS2α）/2 τα=б1*SIN2α/2
2. 岩石变形
1）变形——受力后各质点相互位置发生变化。变形 程度用应变来量度。
线应变与剪应变
纵向线应变 横向线应变 泊松比常数
ε=(l-l0)/l0 ε0=(b-b0)/b0 υ=∣ε0∣/∣ε∣
图6-19 物体的简单拉伸变形与剪切变形
2）变形方式：
均匀变形：拉伸、挤压、剪切 非均匀变形：弯曲、扭转
3）变形阶段：弹性变形、塑性变形、断裂变形
强度——物体抵抗外力破坏的能力。 从弹性变形向塑性变形转变必须超过物体的弹性极限； 从塑性变形向断裂变形转变必须超过物体的强度极限。 一般情况下，岩石的抗压强度>抗剪强度>抗张强度
图6-20 岩石变形的五种方式
(1)拉伸；(2)挤压；(3)剪切；(4)弯曲；(5)扭转
4. 研究意义
➢ 控制矿产资源和能源的分布 ➢ 控制现代地理环境的格局 ➢ 控制或影响古地理环境的变化 ➢ 影响或控制地下水的出露和分布 ➢ 影响或控制地震、火山、滑坡等灾害的分布、频率、
强度等 ➢ …………
二、岩层产状、厚度及出露特征
1. 岩层产状及其分类
岩层及其划分 岩层产状 岩层产状类型
照6-5 水平岩层
图6-8 水平岩层的出露分布特征
图6-9 倾斜岩层露头界线形态之一
(岩层倾向与坡向相反)
图6-10 倾斜岩层露头界线形态之二
(倾向与坡向相同,倾角>坡度)
图6-11 倾斜岩层露头界线形态之三
（倾向与坡向相同,倾角<坡度)
图6-12 平行不整合与角度不整合立体示意图
D1与O3之间为平行不整合，P1与D3、D2、D1之间为角度不整合
第六章 构造运动与构造变动 (Tectonic Movement and 源自文库etamorphism)
一、构造运动与地壳运动 二、岩层产状、厚度及出露特征 三、岩层变形 四、老构造运动的研究
一、构造运动与地壳运动
1. 构造运动——在内动力地质作用下，地壳乃至整个岩
石圈发生的变位和变形的作用。实质是质点的变位。
2）应变状态：正六面体
应变椭球体
3）应力状态分析 4）应力场与构造应力场
图6-14 单元体的三对主应力б1、б2、б3方位
图6-15 应变椭球体及其三个主平面的正视图
图6-16 单轴应力状态分析图解
A. 单轴应力状态（ б1>0，б2=б3=0）
б=б1*（1+Cos2α）/2
τ=б1*Sin2α/2 当α=0时，б=б1,τ=0； 当α=45时，τ最大（最大剪应力作用面）； 当α=90时，б=τ=0；
图6-21 弯曲变形整体为非均匀变形，局部可近似地看作均匀变形
四、老构造运动的研究
1. 地层厚度分析法 2. 岩相分析法 3. 岩层接触关系分析法 4. 构造变形分析法
照6-4 郝家台
图6-1 岩层产状要素
AOB—走向线；OD—倾斜线；OD’—倾向线的 水平投影，箭头方向为倾向；α—倾角
图6-2 真倾角与视倾角的关系
α—真倾角；β，β’—视倾角；ω真倾向与视倾向之间的夹角
❖ 水平岩层 ❖ 倾斜岩层 ❖ 直立岩层 ❖ 倒转岩层
岩层产状类型
图 6-
3 水 平 岩 层
照6-3 倾斜岩层
照6-4 直立暨倒转岩层
图6-4 岩层的真厚度、铅直厚度与视厚度
h—真厚度；H—铅直厚度；h’—视厚度； α—岩层的真倾角；β—岩层的视倾角
图6-5 岩层厚度和倾角不变时，露头宽度取决 于坡度和倾向与坡向之间关系
图6-6 岩层与地面坡角相交关系对岩层露头宽度的影响
图6-7 四川苍溪观音寨早侏罗世水平岩层素描图
2. 地壳运动——由于地球内动力作用导致地壳发生各种
变化的作用的总称。包括构造运动（变位）、岩浆活动 （相变）和变质作用（质变）。
❖ 水平运动与垂直运动（前者主导，后者派生）
❖ 老构造运动与新构造运动
3. 构造变动——构造运动引起的岩石的永久变形。包括
褶皱变动和断裂变动。
照 61
褶 皱 变 形
照6-2 断裂变位