大地构造学PPT

二、构造的规模
研究方向：
大地构造学
根本 基础
构造地质学
表征 组构
构造物理学
第二讲 地质构造的类型和关系
一、地质构造的类型 （一）构造的成因分类： 1.原生构造：岩石或岩层在形成过程中产生的原
始位态或面貌，如层理和火山岩的柱状节理等。
火山岩柱状节理
沉积岩的层理
火山岩的柱状节理
第二讲 地质构造的类型和关系
第三讲 构造分析的基本方法
二、地质力学方法 地质力学是根据所观察到的现存构造形态、 分布排列及彼此干涉关系，用应力与应变关系 分析并配合构造物理模拟实验来解释构造体系 的发生和发展。
—李四光(1947)
第三讲 构造分析的基本方法
三、地质构造的力学分析与历史分析相结合 地质力学分析是基础，强调各构造要素的 空间组合；地质历史分析是综合，着重各类地 质体的时间演化。其精髓在于“时间和空间的 对立统一，建造与改造的对立统一（包括形成 与形变的统一）”。
二、地质构造之间的关系 各期次之间： 构造叠加 多 期 次 演 化
正断层 下正上逆
劈理（S1） 层理（S0）
构造置换
第二讲 地质构造的类型和关系
二、地质构造之间的关系 构造的层次-挤压型 上构造层
中构造层
下构造层
理想的构造层次示意图（据M. Mattauer, 1980）
第二讲 地质构造的类型和关系
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
前山断裂错断白鹿镇中学校园，距断层数米处的教 学楼没有遭到严重破坏(据张培震,2008)
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
构造地质学在油气研究中的位置 沉积岩石学
埋藏 变形
构造地质学
沉积物 有机质
转化
沉积岩 油 气
运移
地质构造 油气藏
石油地质学
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
地震预报 防灾减灾
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
构 造 与 地 震
中国强震震中分布图(据张培震,2008)
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
汶川地震地质背景(据滕吉文等，2008)
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
精 确 定 位 后 的 余 震 分 布
映秀
0 0 5 10 15 20 25 30 35 50 100 150
北京西山大型平卧褶皱（李理摄）
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
一、构造地质学的研究方法 航空技术
圣·安德烈断层（R. E. Wallace）
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
一、构造地质学的研究方法 GPS测量 遥感( RS )
青藏高原(据张培震,2008)
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
一、地质构造的类型 （一）构造的成因分类： 2.次生构造：原生构造在地质应力作用下发生位态
或面貌的改变形成的构造，如褶皱、断层等（构造 地质学的主要研究内容）。
褶皱
断层
第二讲 地质构造的类型和关系
一、地质构造的类型 （二）构造的形态分类： 面状构造：如褶皱（岩石中的波状弯曲） 节理（两侧岩石没有明显位移的断开） 断层（两侧岩石有明显位移的断开） 劈理（岩石按一定方向分割成平行密集的薄片 或薄板的次生面状构造）
构造地质学
Structural Geology
主讲教师：李 理 lilywmwys@ 2012.12
构造地质学
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 绪论 地质体的产状和地层接触关系 岩石变形分析的力学基础 劈理 线理 褶皱 节理 断层
第一章 绪
构造地质学的内涵和构造规模 地质构造的类型和关系 构造分析的基本方法 构造地质学的研究方法和意义 课程的特点、教材及参考书
北川
200
青川
250 300 350
（地震目录据黄媛等，2008）
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
地震前美丽 构造地质学的研究方法和意义
遭遇地震浩劫后的北川县城(据张培震,2008)
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
再次遭遇地震的北川县城(据张培震,2008)
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
一、构造地质学的研究方法 野外地质调查 航空技术、3S（GPS、GIS、RS）技术 钻井和重力勘探、磁法勘探、 电法勘探、地震勘探 构造地球化学
同位素地质年代学
构造物理模拟、构造应力场数值模拟
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
一、构造地质学的研究方法 野外地质调查
二、地质构造之间的关系
浅层次：脆性断层
构造的层次- 伸展型
中、深层次：韧性断层
区域伸展条件下变质核杂岩和拆离断层的发育， 韧性剪切带在深部产生糜棱岩（据R.D. Hatcher）
第三讲 构造分析的基本方法
一、比较构造学方法 比较构造学分析方法：强调通过比较去鉴别、 分类，找出共性、个性和变化规律，从而进行成 因机理的探讨。 —H. Stille（1924） 历史—构造比较分析法，是以各种地质、地 球物理、地球化学资料为基础，按地史发展的顺 序探讨不同阶段大地构造发展的特点，着重研究 和比较壳、幔各部分构造的发生、发展和转化， 找出它们之间的共同性和差异性，阐明它们的运 动规律。 —黄汲清（1980）
—张文佑（1984）
第三讲 构造分析的基本方法
四、解析构造学方法 几何学解析就是认识和测量各类各级构造 的形态、产状、方位、大小、构造内部各要素 之间及该构造与相关构造之间的几何关系，从 而建立一个完整的具有几何规律的构造系或型 式。 —马杏垣(1983)
第三讲 构造分析的基本方法
四、解析构造学方法 运动学解析的目的在于再现岩石形成至 变形期间所经历的过程和发生的运动，主要 是通过对岩石或岩层中的原生构造，尤其是 次生构造的分析揭示其运动规律，解释改变 岩层和岩体的位置、方位、大小和形态的平 移、转动、体变及形变的组合情况。 —马杏垣(1983)
褶皱与劈理
第二讲 地质构造的类型和关系
二、地质构造之间的关系 各种构造之间：
逆断层
褶皱与
正断层
走滑断层
第二讲 地质构造的类型和关系
二、地质构造之间的关系 各种构造之间： 断层 节理与 褶皱
第二讲 地质构造的类型和关系
二、地质构造之间的关系 各种构造之间：节理发育成断层
第二讲 地质构造的类型和关系
论
第一讲 构造地质学的内涵和构造规模
一、构造地质学的内涵 研究对象：组成地壳的岩石、 岩层和岩体在岩石圈中力的 作用下变形的产物，即地质 构造，简称构造。 褶皱 研究内容：构造的几何形态 、组合型式、形成机制和演 化过程，并探讨产生这些构 造的作用力的方向、方式和 性质。
钓鱼岛
二、构造的规模
全球构造：如板块 大型构造：如造山带
构造与油气
前古近系遭受风化剥蚀
始新世沙四段沉积末形成油藏
始新世沙四段沉积时期 随埋深加大新近纪晚期形成气藏 （据潜能恒信PPT,2011）
第五讲 课程特点、教材及参考书
知识和认识型 力学分析的基础知识；推覆构造，叠加褶皱等各 类构造名词、术语和概念；各种构造现象的识别等。 技能型 地质图、剖面图、的判读、绘制和分析
一、构造地质学的研究方法
测井
地震
航磁
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
构造地球化学
构造地球化学对于研究地质构造作用与地球化 学过程之间在空间上、时间上和成因上的联系提供 了可能。
第四讲 构造地质学的研究方法和意义 同位素地质年代学
Ar40/Ar39、K-Ar、裂变径迹（FT）、（U-Th）/He 等同位素热年代学方法用于构造地质学研究，能够较好 地确定变形序列及其精细活动年代。
4.《 Structural Geology-principles, concepts, and problems》， Robert D. & Hatcher Jr., 1996
第四讲 构造地质学的研究方法和意义 构造物理模拟
利用相似原理，采用石蜡、金刚砂等，模拟 地质构造演化过程。
构造物理模拟实验
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
拉 伸 容 易 形 成 正 断 层
断层发育的构造物理模拟
第四讲 构造地质学的研究方法和意义 构造应力场数值模拟－有限元法
地质体
离散
有限元
施力，逼近
逻辑推理和综合分析 根据节理资料恢复古构造应力场、根据变形结 果推断变形过程、根据构造样式推断变形环境、根 据地质图和有关资料恢复构造发展史。
第五讲 教材及参考书
1.《 构造地质学》，李理主编，石油大学出版社，
2012
2. 《构造地质学及大地构造》,戴俊生主编,石油工 业出版社，2006;
3. 《构造地质学》,朱志澄,地质大学出版社,1999.
大地构造学 (Tectonics)
二、构造的规模
中型构造： 几十km范围内 的构造 小型构造： 露头或手标本 规模的构造
构造地质学
(Structural Geology )
二、构造的规模
显微构造： 光学显微镜下 观察到的构造 超显微构造： 电子显微镜下 观察到的构造
构造物理学 (Tectonophysics)
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
二、理论意义 地球组成 物质→岩石学、地球化学 结构→构造地质 地质演化 物质分析→演化的环境 构造分析→形成演化的 动力特征与过程
第四讲 构造地质学的研究方法和意义
三、实际意义 固体矿产、油气、地下水等的勘测 资源开发 和开发。 工程建筑
水库、大型建筑及国防设施的选址和 铁道选线的基础。 地震的成因主要是构造地震，特别是 断层的活动引起的。因此对断层的检 测是地震预报的基础。对于其他自然 灾害，如泥石流滑坡的诊断与防治。
第三讲 构造分析的基本方法
四、解析构造学方法 动力学解析是要阐明产生构造的力、应 力和力学过程，其目的是查明变形应力的性 质、大小和方位。在进行动力学分析时，常 常要求定量评价地质标志体的原始大小和形 状的改变程度，即进行应变分析。 —马杏垣(1983)
第三讲 构造分析的基本方法
综合运用上述多种方法，对地质构造进行几何学、 运动学及动力学分析； 注重三维几何学研究； 注重包括褶皱倒向、牵引褶皱等等各规模的运动指 向分析，断层横向上伸展量（率）或压缩量（率）、垂 向上生长指数、落差分析，进行构造平衡剖面恢复； 选用合适的年代学方法，对不同变形序列的活动年 代进行测年； 重视构造发育渐变与突变、连续性与阶段性，建立 以时间为线索的四维构造模型； 通过构造物理模拟和构造应力场数值模拟 揭示其发展过程和形成原因，还原其本来面貌。
线状构造：线理（岩石中长条状、线性要素呈 平行或近于平行排列的线性构造）
褶皱-岩石中的波状弯曲
节理-两侧岩石没有明显位移的断裂
断层-两侧有明显位移的岩石断裂
劈理:一定方向平行密集排列的薄片(板)
线理-平行排列的长条状、线性要素
第二讲 地质构造的类型和关系
二、地质构造之间的关系 各种构造之间：