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本书除可作为中等专业学校地质调查及找矿专业和水文地质及工程地质专业的通用教材外,也可供地质技术人员参考。
目 录
绪论
一、构造地质学研究的内容
二、构造地质学研究的意义
第一章 岩层的成层构造及其产状
第一节 岩层的成层构造
一、岩层和地层
二、层理及其识别
三、岩层层序的确定
第二节 岩层的产状、出露特征及厚度
一、岩层的产状
二、水平岩层的出露特征及厚度
三、倾斜岩层的出露特征及厚度
四、直立岩层的出露特征及厚度
第三节 地层的接触关系
一、地层接触关系的类型
二、地层接触关系的确定
三、研究地层接触关系的意义
第二章 岩石变形分析的基础知识
第一节 应力的概念
一、外力、内力、应力
二、单轴应力状态分析
第二节 变形的概念
一、变形的方式
二、变形的阶段
三、岩石的破裂方式
第三节 应变椭球体
一、应变椭球体的概念
二、应变椭球体的应用
第四节 影响岩石力学性质和变形的主要因素
一、围压
二、温度
三、溶液
四、时间
第三章 褶皱
第一节 褶皱的基本概念
一、褶皱的基本形式
二、褶皱要素
第二节 褶皱的主要类型
一、褶皱按产状分类
二、褶皱按形态分类
三、褶皱的组合形态类型
第三节 表示褶皱的图件
一、褶皱的平面图
二、褶皱的剖面图
三、构造等值线图
第四节 褶皱的成因分析
一、形成褶皱的力的作用方式
二、岩层的成层性和厚度在褶皱形成中的作用
三、岩层的岩石力学性质对褶皱形成的影响
第五节 褶皱的观察和研究
一、确定褶皱的存在
二、褶皱内部构造的研究
三、残破褶皱形态的恢复
四、褶皱形成相对时期的确定
五、褶皱与矿产的关系
第四章 节理
第一节 节理及其分类
一、概述
二、节理分类
第二节 剪、张节理的特征及其与褶皱、断层的关系
一、剪节理、张节理的特征
二、剪节理、张节理与褶皱、断层的关系
第三节 节理的分期与配套
一、节理的分期
二、节理的配套
第四节 节理的观察和研究
一、研究节理的意义
二、节理观察 研究的方法和内容
第五章 断层
第一节 断层概述
一、断层的概念
二、断层的几何要素
第二节 断层分类
一、根据断层两盘相对位移的分类
二、按断层与有关构造的几何关系的分类
第三节 常见断层的一般特征及其成因
一、正断层
二、逆断层
三、平移断层
四、推覆构造
第四节 断层的观察和研究
一、识别断层的标志
二、确定断层类型
三、断层形成相对时期和多期活动的确定依据
四、研究断层的实际意义
第六章 劈理和线理
第一节 劈理
一、概述
二、劈理的类型和特征
三、与褶皱、断层有关的劈理
四、劈理的研究与应用
第二节 线理
一、概述
二、线理的类型
三、研究线理的意义及线理的观测
第七章 岩桨岩区构造
第一节 概述
一、岩浆岩的产状
二、岩浆岩的岩相带
三、侵入岩体与围岩的接触关系
第二节 侵入岩体的构造、形态及次序的确定
一、侵入岩体的构造
二、侵入岩体形态的确定
三、侵入岩体形成时代及形成次序的确定
第三节 火山岩的构造及其研究
一、火山岩的原生构造
二、火山机构
三、喷发时代的确定
第八章 变质岩区构造
第一节 变质岩区的构造特征和研究意义
一、变质岩区地质构造特征
二、变质岩区构造研究意义
第二节 变质岩区构造研究
一、概述
二、识别原岩层理和恢复原岩层序
三、构造置换
四、构造叠加
五、韧性剪切带
主要参考文献
附录1极射赤平投影在构造地质学中的应用
第一节 极射赤平投影的基本原理
一、极射赤平投影的基本概念
二、直线和平面的赤平投影
第二节 赤平投影网及其用法
一、吴氏网的成图原理
二、吴氏网的使用方法
第三节 极射赤平投影在构造地质学中的应用
一、真、假倾角的换算
二、确定构造线的产状
三、用赤乎投影方法求地层厚度
四、确定褶皱枢纽和轴面产状
五、断裂构造的赤平投影和应力分析
六、岩浆岩原生构造的赤平投影
七、求褶皱前节理的产状或角度不整合面上地层沉积时下伏地层的产状
练习题
附录2实习教材
实习一 根据原始资料编制水平岩层地质图,并在地形地质图上切制地质剖
面图
实习二 在倾斜岩层地形地质图上求岩层产状要素和岩层厚度,并切制地质
剖面图
实习三 用三点法求倾斜岩层产状要素并根据钻孔资料求埋藏深度
实习四 根据岩层产状资料编制单斜岩层地质图
实习五 判读褶皱区地质图(大比例尺)并编制剖面图
实习六 判读褶皱区地质图(中、小比例尺)并切制剖面图
实习七 分析褶皱区地质图并探讨褶皱构造发展史
实习八 根据原始资料编制构造等值线图
实习九 绘制节理走向玫瑰花图
实习十 编制节理极点图和等密图
实习十一 判读断层区地质图,确定断层类型并切制剖面图
实习十二 在断层区地质图上求断距,并确定断层形成时期
实习十三 分析断层发育区地质图并对断层进行描述
实习十四 判读岩浆岩区地质图并切制剖面图
附 图
附图1芹峪地区地形图
附图2李公集地形地质图
附图3鲁家峪地区地形地质图
附图4团山矿区地形图
附图5长溪地形图
附图6唐柳峪地区地形地质图
附图7暮云岭地区地形地质图
附图8迷莺谷地区地形地质图
附图9洪泉镇地质图
附图10川江地区地形图
附图11极等面积投影网
附图12极点统计等面积方格网
附图13石道涧地区地形地质图
附图14赵墅园地区地形地质图
附图15红旗镇地区地形地质图
附图16金山镇地质图
附图17彩云岭地区地质图
附图18吴氏网
2100433B
本书系1985年出版的《构造地质学》的修订本。修订的依据是地质矿产部教育司1987年颁布的《构造地质学教学大纲》。修订本基本保持原书的体系,但对个别章节做了适当的改动,在内容、插图和实习用图上亦作了不同程度的更新和修正。全书约30万字,包括正文8章、附录2个、插图287幅,附图18幅。
本书侧重讲述地壳的基本地质构造形态特征、分类、组合形式和形成原因以及各类构造的观察、研究和描述方法,对岩浆岩区和变质岩区构造则另设章节予以讲述。
岩层产状(即岩层的产出状态,由倾角、走向和倾向构成)bed,attitude of岩层在空间产出的状态和方位的总称。除水平岩层成水平状态产出外,一切倾斜岩层的产状均以其走向、倾向和倾角表示,称为岩层产...
第一章绪论一、构造地质学的研究对象和内容二、构造地质学的研究意义三、构造地质学的研究方法第二章 沉积岩层的原生构造及其产状第一节沉积岩层的原生构造一、层理及其识别二、利用沉积岩层原生构造确定岩层的顶面...
现代地质学把地球作为一次整体来研究,20世纪60年代出现的板块构造说,就是吸收了地震研究、海洋地质调查和古地碰研究等方面的最新科学成果,较好地解释了全球构造问题。 至20世纪80年代,地质学已发展成为...
构造地质学研究绪论课程讲义
构造地质学研究绪论课程讲义——本讲义为构造地质学研究绪论学习,内容包括构造地质学概述、研究对象和内容、研究方法和研究意义。39页。
狭义的构造地质学一般限于形变和变形机制方面的研究。构造学或大地构造学是对区域性宏观构造演化史的研究,也是构造地质学的组成部分。狭义的构造地质学与构造学相辅相成,前者的研究是区域构造演化的具体内涵,而后者则是前者变形机制的成因环境和条件的综合概括 。
构造地质学最先是对构造要素,即褶皱和断裂的形态、变形组合的认识和分析,以及构造均匀域区划分带的研究,而后又结合岩石组合特征,研究演化历史和变形期次与阶段。其核心是构造演化的动力机制和成因模式,因而总与学说、假说相联系。
1859年霍尔在研究北美地质时,发现阿巴拉契亚山脉古生代沉积区具槽形特征。他把这种现象解释为因沉积重力负荷而致下沉,1873年丹纳把这种槽形构造命名为地槽,并认为是地球因冷缩而在大陆边绕出现的塌陷带。地槽概念的提出标志着现代构造地质学的起点。
1887年贝特朗提出造山旋回的概念。1883~1909年修斯在收缩说的基础上完成巨著《地球的面貌》,书中突出了地质学的全球观点,同时还发展了沉积建造的时空分带理论,使地槽地台学说得以建立,并奠定了20世纪前半叶的地质学研究的基础。
泰勒1910年讨论了欧亚大陆第三纪山脉弧形向南突出,1912年魏格纳有关大陆起源的论述,使大陆漂移思想形成了大陆漂移说。因此,在20年代前后,在地质学中开始了以地槽学说为代表的垂直论,与以大陆漂移说为代表的水平论有关主要构造运动方式之争,并把垂直论与大陆位置相对固定相联系,称为固定论,而水平论固有大陆长距离漂移的认识,称为活动论。
1928年霍姆斯提出地壳以下物质热对流的假说,用以解释大陆漂移。1930~1933年哈尔曼和范·贝美伦提出的重力与波动说,解释造山物质的运动规律。
施蒂勒1924年提出了造山期及其同时性,支持了地槽学说的造山理论。1936年他把地槽进一步划分为正地槽和准地槽,其后又把正地槽分为优地槽和冒地槽。这些研究成果都显示了构造地质学在造山作用理论与岩石建造学说等方面的重大发展,进而使地槽地台学说成为20世纪50年代地质科学的主导理论。
在20世纪60年代,由赫斯首先提出的海底扩张说,以及由转换断层证实岩石圈运动符合描述刚体球面转动规律的欧勒定律,确立了岩石圈板块构造学,并被誉为现代地球科学理论的一次革命,从而引起对地质学中原有的基本原则和规律重新思考和再认识,也促进了构造地质学的现代化进程。
构造地质学对地质体变形机制开展了实验和定量描述的研究。在20世纪50年代创立了构造物理学,60年代,以兰姆赛为代表,从构造形态几何学中发展了有限应变测量,提高了构造变形机制的定量研究的实践性。70年代,地球动力学的模拟实验和描述计算,扩大了构造成因机制的研究基础。
构造地质学主要研究地质体的次生构造及其成因和演化,同时也进行构造作用环境的重建和反演的研究,可概称为改造和建造。它们都是在漫长的地质历史中发生和形成,并具复杂多样的特征。
构造地质学研究的次生构造都与内生地质作用相联系,这与地球深部作用紧密相关。岩石圈板块运动是地质构造演化的主因,所以对地质构造的研究尽管有尺度不同和目的不一的差别,但都必须着眼于全球整体的地质演化规律与特定的形成环境相结合。
各种构造作用主要都集中在上地幔圈层以上的岩石圈内,因而岩石圈又 称为构造圈。在这里,既有现今的活动构造现象,如地震可测量的板块运动向量等,也有各种已经固结了的构造,这种历史中的构造一直可追溯至38亿年以前的古老地质体中。
持续不断的构造作用,使地表和地下各种地质体发生形变,如岩层弯曲和断裂;地表升降造成山脉、高原和盆地;地表遭剥蚀和盆地内沉积;岩浆的侵入活动和火山喷发等,它们都直接间接地由更为广泛而具体的构造运动所引起的。从矿物晶格位错至造山带的形成,不同成因环境和层次的变质作用现象,岩浆岩分带,大陆碰撞区地壳压缩隆升和邻区的盆地沉积充填,以及地质体演化发展中的构造叠加和改造等,都是次生构造。
构造地质学也研究由构造作用决定的原生构造现象,如造山带的位置和形态、盆地的形态和分布,各种层次的变质作用与分带,不同成因的岩浆岩侵位和喷出活动条件等的本身特征,都由构造环境所决定,是由先期构造造成而又成为后继构造作用的基础。
构造地质学与地质学一样始于对大陆地质的研究。地壳构造具双层模式特征,不同深度层次的构造变形机制、作用过程和产物有很大的不同,特别是在地下一般为10~15公里深处的脆韧性物性过渡带上下的差别。其浅部常见脆性构造变形,构造发育不均匀;而在过渡带之下,以韧塑性均匀剪切变形为特征,各类韧性剪切构造面一般都很平缓,多强烈置换构造和透入性特征。浅部的脆性断层向下进入韧塑性带时常产状变缓。具细粒化重结晶的糜棱岩则多形成于脆韧性过渡带附近或更深些。
构造变形的各种不同速率和长时间的作用进程,可造成地质体的穿时现象,而不同阶段的构造作用可使构造发生递进变形或叠加;它们在时空上的关系,主构造期间及递进变形期内的演化序列,又常与沉积作用或岩浆侵位相关,这种具明显对应关系的主期又称为构造热事件,它不仅是构造变形产物,也是地质阶段划分的重要标志,有重要的纪年意义。
构造地质学强调野外实地观测。其研究精度则随科学技术的发展而迅速提高。20世纪60年代以来遥感技术的运用,对地质构造的研究产生极高的效益;采用反射地震技术研究地壳结构,并开创大陆地学断面的研究和成囤,所有这些创新技术和理论,已有可能在更广阔的范围内研究具体的构造单元、区域构造特征、水平运动和制图。
实验室内的显微构造与组构研究、构造变形条件的温度和压力的测算、古应力场重建及古应力差值估算等已经实现。因此,构造地质研究的观测分析手段已是宏观更宏、微观更微,使不同尺度的构造有可能在成因和演化及运动学和动力学上结合得更好,研究得更深入。计算机数字模拟则又开拓了为这方面实验提供可资参考的途径。
地质学的研究对象是地球。地球包括固体地球及其外部的大气。
狭义的构造地质学一般限于形变和变形机制方面的研究。构造学或大地构造学是对区域性宏观构造演化史的研究,也是构造地质学的组成部分。狭义的构造地质学与构造学相辅相成,前者的研究是区域构造演化的具体内涵,而后者则是前者变形机制的成因环境和条件的综合概括。
构造地质学最先是对构造要素,即褶皱和断裂的形态、变形组合的认识和分析,以及构造均匀域区划分带的研究,而后又结合岩石组合特征,研究演化历史和变形期次与阶段。其核心是构造演化的动力机制和成因模式,因而总与学说、假说相联系。
在于认识和运用地质体的成因和运动的规律性。地质矿产资源和能源的成矿背景,控矿容扩因素都与构造演化、构造环境和成因机制紧密联系。构造地质作用更是地质灾害的发生的重要的决定因素;工程建设及减灾等环境科学问题,也与构造地质学的研究直接相关联。
构造地质学强调野外实地观测,其研究精度随科学技术的发展而迅速提高。20世纪60年代以后遥感技术的运用,对地质构造的研究产生了极高的效益;反射地震技术的运用和大陆地学断面的研究对于揭示地壳结构和深部构造取得了很好的效果,所有这些创新技术和理论已使在更广阔的范围内研究具体的构造单元、区域构造特征、水平运动和制图成为可能。实验室的显微构造与组构研究、构造变形条件的温度、压力测算、古应力差值的估算和古应力场的重建等均已实现。这些都使得不同尺度构造的研究有可能在成因和演化及运动学、动力学上结合得好,研究得更深入。
未来,地质学能观察和研究的范围和领域将日益扩大。在空间上,不但能通过直接或间接的方法逐步深入到岩石圈深部,而且对月球、太阳系部分行星及其卫星的某些地质特征,将有更多的了解。 数学、物理学、化学、生物学、天文学等其他学科的发展和向地质学的进一步渗透,先进技术在地质工作中的使用,同精细、深入的野外地质工作相结合,会使人们有可能对更多的地质现象和规律作出科学的解释进行更深入和本质性的研究。 实验条件将进一步改进,如将实验室中所能达到的温度压力提得更高,模拟更为复杂的多种可变因素的地质作用,并把时间因素也纳入模拟实验之中。 地质学理论不断得到补充、修正,尤其是各大陆所提供的有关不同地质历史时期的新资料将在很大程度上检验、发展板块构造说,进而会产生一些新的理论和学说。 在地质学的服务领域,一个重要方面是开发地球资源,其中有关矿产资源和新能源的研究,仍处于最重要的地位。同时,由于区域成矿研究的需要,将进一步加强区域地质的综合研究,并促进地层学、古生物学、沉积学、构造地质学、地质年代学,以及区域岩浆活动研究、变质地质研究等向新的水平发展。 保障人类良好的生存环境、干旱半干旱地区和沼泽地区的水文地质问题,以及工程地质问题的研究将不断扩大。环境地质学,包括环境地质调查研究,有关的微量测试技术和环境保护的地质措施等的研究日趋重要。 总之,地质学必须加强基础研究,如矿物学、岩石学地层学、古生物学等具有奠基意义的学科的研究,以提高对各种地质体、地质现象及其形成、演化的认识。同时还要充分吸收和利用其他科学技术的新成果,包括社会科学的研究成果,以更全面、本质地认识地球历史和构造,为科学的发展,为人类更合理、有效地开发和利用地球资源,维护生存环境,作出应有的贡献。