目录

总序

前言

绪论 1

思考题 2

参考文献 2

第1章 变形与应变分析 4

1.1 变形或变位形 4

1.1.1 变形或变位形的概念 4

1.1.2 均匀变形与非均匀变形 5

1.1.3 纯剪切与共轴变形 6

1.1.4 简单剪切与非共轴变形 7

1.1.5 次简单剪切 8

1.1.6 递进简单剪切 8

1.1.7 递进纯剪切 12

1.1.8 递进次简单剪切 14

1.2 应变与应变分析 16

1.2.1 应变的有关概念 17

1.2.2 应变椭圆（球） 21

1.2.3 应变摩尔圆 22

1.2.4 常用应变标志物 27

1.2.5 一维应变分析 28

1.2.6 二维应变分析 29

1.2.7 应变椭球形态及表示方式 37

1.3 运动学涡度 42

1.3.1 流脊 42

1.3.2 涡度（W）与运动学涡度（Wk） 44

1.3.3 运动学涡度的测定 50

1.3.4 运动学涡度的运用与实践 54

1.3.5 有关问题讨论 56

思考题 58

参考文献 58

第2章 岩石的脆性变形与韧性变形准则 63

2.1 岩石脆性变形的方式与类型 63

2.1.1 脆性变形机理 63

2.1.2 脆性变形的类型 64

2.2 岩石脆性变形（破裂）理论 67

2.2.1 屈特加破裂理论（Tresca fracture criterion） 67

2.2.2 库仑破裂理论（Coulomb fracture criterion） 68

2.2.3 格里菲斯破裂理论（Griffith fracture criterion） 71

2.3 岩石的韧性变形理论——最大有效力矩准则 73

2.3.1 问题的提出 73

2.3.2 最大有效力矩准则的基本理论 75

2.4 最大有效力矩准则的摩尔包络线 78

2.5 不同变形准则的比较与融合 80

2.5.1 Fossen对岩石变形准则的联合 80

2.5.2 本教材对岩石变形准则的融合 81

思考题 83

参考文献 84

第3章 岩石流变行为 86

3.1 流变学与连续介质力学 86

3.1.1 弹性行为 87

3.1.2 黏性行为（流体） 90

3.1.3 塑性（变形）行为——固体岩石的流动 91

3.2 幂律失效与变形局部化 94

3.3 变形行为的组合流变模型 96

3.4 蠕变-松弛实验与德波拉值（Deborah number） 98

3.4.1 岩石蠕变实验 100

3.4.2 岩石松弛实验 101

3.4.3 德波拉数 102

3.5 脆性变形、韧性变形和塑性变形的比较 105

思考题 106

参考文献 107

第4章 岩石变形行为的主控因素与构造层次 108

4.1 温度 108

4.2 应变速率 109

4.3 围压-孔隙流体压力 110

4.4 粒径 110

4.5 构造层次——岩石圈流变学特征 111

4.5.1 西布森的断层双层次模式 111

4.5.2 马托埃构造层次模型 112

4.5.3 西布森断层层次综合模型 112

4.5.4 岩石圈流变分层 113

4.5.5 应变速率变化的构造层次模型 113

思考题 118

参考文献 118

第5章 最大有效力矩准则的实践 120

5.1 天然共轭韧性剪切带 120

5.2 共轭韧性剪切带的实验研究 126

5.2.1 膝褶带的实验研究 126

5.2.2 石英单晶的实验研究 127

5.2.3 人工塑性泥实验 129

5.3 有限元数值模拟 135

5.4 硅钢中的剪切条带 137

思考题 139

参考文献 140

第6章 最大有效力矩准则在构造分析中的应用 142

6.1 膝褶带 142

6.2 伸展褶劈理 144

6.3 低角度正断层 147

6.4 高角度逆断层 152

6.5 菱网状韧性剪切带及宽V形共轭韧性剪切/走滑断层系 155

6.6 前陆盆地中的拆离褶皱 158

6.7 鳄鱼嘴和鱼骨构造 161

6.8 晶体塑性变形中的共轭变形带 163

6.8.1 石英〈c〉-组构中的底面开角 163

6.8.2 方解石变形双晶 164

6.9 应力与运动学涡度分析 166

6.9.1 古应力方向和大小的确定 166

6.9.2 确定运动学涡度（Wk）的C'法 167

6.10 造山过程与后造山期的伸展垮塌分析 169

6.10.1 挑战滑移线理论，完善构造的侧向挤出模式 170

6.10.2 超高压变质岩折返的垂向“挤牙膏”模式 170

思考题 172

参考文献 172

第7章 广义断层理论及其应用 179

7.1 Anderson断层模式及其局限性 179

7.1.1 Anderson断层模式 180

7.1.2 Anderson断层模式的局限性 181

7.2 广义剪切活动准则 182

7.2.1 滑动摩擦律（Byerlee律） 182

7.2.2 剪切活动的物理本质 182

7.2.3 剪切活动趋势因子及其数学表达 183

7.2.4 剪切活动趋势因子（fs）在摩尔空间中的表达 184

7.2.5 广义剪切活动准则及其与库仑准则、Byerlee律之间的关系 185

7.3 摩尔空间及其在先存构造活动性预测中的应用 186

7.3.1 “摩尔空间”及角度（θ'和）等值线的编制 188

7.3.2 “摩尔空间”中先存构造活动性系数fa的表达 189

7.3.3 先存构造相对活动性的分析和预测 191

7.3.4 先存构造和活动断层的活动性预测——应用实例及验证 193

7.4 广义断层模式 197

7.4.1 单个先存构造的断层作用 197

7.4.2 多个先存构造条件下的断层作用 197

7.4.3 先存构造复活断层活动性规律 199

7.5 广义断层模式的砂箱实验验证 201

7.5.1 目标砂箱模拟实验之一：北部湾盆地涠西南凹陷 202

7.5.2 目标砂箱模拟实验之二：渤海湾盆地张巨河复杂断块区 209

7.5.3 实验结果分析 213

7.5.4 广义剪切活动准则对砂箱实验结果的解释——断层的形成和演化规律 217

思考题 219

参考文献 220

第8章 问题讨论：最大有效力矩准则的理论拓展 223

8.1 最大有效力矩准则的理论拓展 223

8.1.1 不同方向先存面理有效力矩的计算 224

8.1.2 不同方向先存面理出现最大有效力矩的方位及变化规律 225

8.1.3 变形带方向与最大主压应力（σ1）方位的确定 228

8.2 最大有效力矩准则的问题讨论 229

8.2.1 问题讨论 229

8.2.2 小结 230

思考题 230

参考文献 231

附录1 造山带研究21问 232

附录2 我国关键区域构造问题 238

参考文献 241

附录3 糜棱岩与片岩和片麻岩的比较 242

附录4 符号说明 243

后记 248 2100433B