1、构 造 地 质 学,主讲教师:胡社荣,第一章：绪 论,构造地质学概念 研究意义 学好构造地质学的方法 构造分析的基本内容,一、基 本 概 念,构造地质学,Structural Geology,Geo-logy,earth,knowledge,Geology,Origin and evolution, Materials, Processes , Changes of the Earth, Life evolution,Scientific study of the planet Earth,地质学的基本研究内容就是通过对地球物质（矿物学、岩石学、岩石地球化学）和结构状态（构造地质学）等的研究，
2、揭示地球，特别是地壳的演化历史。板塊火山活動地震與造山運動地史與地層,构造：地质构造 的简称。地壳或 岩石圈各个组成 部分的形态及其 相互结合的方式 和面貌特征的总 称。,构造成因分类： 原生构造(Primary Structure)：岩石或岩层在形成过程中产生的原始构造，如沉积岩的层理和火山岩的流动构造等。,变形构造(Deformation; Deformational Structure)：地层或原生构造在地球动力作用下发生位移或形态的改变而形成的构造称为变形构造，如褶皱、断层等。（构造地质学的主要研究内容）,构造的规模及构造地质学研究方向划分,全球构造：如板块 大型构造：如造山带航卫片或
3、填图范围内的构造露头或手标本规模的构造光学显微镜下观察到的构造及其统计学上的构造 电子显微镜下 观察到的构造,大地构造学,构造地质学（狭义）,显微构造学,中型构造：,小型构造：,显微构造：,超显微构造：,灾后的印度尼西亚,1960年智利瓦尔迪瓦地震,陕西神木采煤后的裂缝,构造地质学（狭义）：地质学的基础学科之一，主要研究组成地壳的岩石单元在地球动力作用下变形形成的各种构造。研究这些构造的几何形态、组合型式、运动特征、形成机制和演化进程，探讨产生这些构造的作用力的方向、方式和性质。,构造地质学（广义，大地构造学）：地质学的一个重要分支。研究岩石圈内地质体的形态、形成、变形及其成因机制，以及其相互
4、间的影响、时空分布和演化规律的学科。构造作用或构造运动常是其它地质作用的起始或触发的主要因素，因此，构造地质学说通常也就成为地质学的基本学说。,Structural Geology-Tectonics,A branch of geology. Deformation and resultant structures of rocks, natural forces causing deformations.,Geometry, kinematics, mechanism, conditions,Process,acting force.,Structural Geology:,fold,fau
5、lt,Tectonics: A branch of geology. Deformation and resultant structures. Emphasizing on large-scale structures, the geological evolution and the dynamic process for the evolution of a region.,二、构造地质学的研究意义,1. 理论意义,物质 结构构造地质,b 地质演化,物质分析演化的环境 构造分析形成演化的几何学、 运动学与动力过程与特征,a 地球组成,2. 实际意义,固体矿产、油、气、地下水等的 勘测和开
6、发水库、大型建筑及国防设施的选址和铁道选线的基础地震、海啸等的成因主要是构造 地震，特别是断层的活动引起的。 因此对断层的检测是地震与海啸 等预测预报的基础。对于其它自然灾害，如泥石流滑坡的诊断与防治,a 资源开发,b 工程建筑,地震、海啸 预报防灾 减灾,c,地质灾害,全球的海嘯發生區大致與地震帶一致。全球有記載的破壞性海嘯大約有260次左右，平均大約六、七年發生一次。發生在環太平洋地區的地震海嘯就佔了約80%。而日本列島及附近海域的地震又佔太平洋地震海嘯的60%左右，日本是全球發生地震海嘯並且受害最深的國家。 最近造成較大規模的海嘯有： 2004年12月26日於印尼的蘇門達臘外海發生芮氏地
7、震9級海底地震。海嘯造成斯里蘭卡、印度、泰國、印尼及馬來西亞15萬多人喪生。參見2004年印度洋大地震。 1998年7月兩個7.0級的海底地震，造成巴布亞紐幾內亞約2100人喪生。 1992年9月尼加拉瓜發生海嘯。,据新加坡联合早报网报道，日本海洋研究开发机构21日在东京都举行的报告会上公布了有关照片。该机构的研究人员今年2月至3月乘坐调查船“夏岛”号对靠近震源的印尼亚齐省近海进行调查时，利用安装在无人探测机上的高精度录像机对海底进行了拍照。 研究人员最终确认，在从被称为巽他海沟的海底凹陷地区到稍微靠近陆地的水深2300米的地点，出现了绵延45公里的断层，断层落差达10米，巨大的裂缝最大幅度达
8、到40米。 研究人员认为，从数十公里处开始的断层撕裂了地壳，巨大的能量一下子释放到海面，导致大量海水上下运动，从而出现了巨大海啸。,加州泥石流,1理论联系实际：掌握概念，认知现象。 2掌握构造地质学分析工具：读图编图， 产状分析工具（如岩组学、投影网、航、 卫片解译） 3. 掌握构造地质学分析方法：一般思路为： 几何学解析运动学解析动力学解释构造历史分析 4注意力学基础的学习。,三、学好构造地质学的基本方法,挪威画家爱德华蒙克的著名作品呼喊历来被视为现代人类精神极度苦闷的象征。但是12月9日美国天空与望远挪威画家爱德华蒙克的著名作品呼喊历来被视为现代人类精神极度苦闷的象征。但是12月9日美国天
9、空与望远镜的一篇文章从另一角度对画中血红的天空给出了全新的解释。天文学家分析说，这得归于当时地球另一边、今印度尼西亚境内的喀拉喀托火山。文章指出，蒙克1893年创作这幅绘画时把天空描绘成红色，是由于他与朋友在这里散步时目睹到被爆发的火山染红的天空。书上讲的、权威讲的未必是真理，所以，人们应该：如孟子云：“尽信书不如无书”如韩愈云：“行成于思毁于随”,瓦因马修斯模型 古地磁研究表明，在整个地球历史中，地球磁场的指向发生过多次倒转，即磁北极变为磁南极，磁南极变为磁北极。1963年，瓦因和马修斯根据地球磁场的极性反转历史和海底扩张说，提出了条带状磁异常的形成模型。瓦因-马修斯模型认为,洋脊轴部或中央
10、裂谷处，地幔物质上涌冷凝成新洋壳，新生玄武岩在温度下降到约500C（居里点）时,开始受到当时地磁场的磁化，当温度降到约 450C时，磁性矿物的颗粒完全顺地磁场方向排列。磁化了的先成熔岩随着新熔岩的涌出，不断向两侧推移；同样地，地球磁场的极性反转使新熔岩在相反的方向上被磁化。这样，就在洋脊轴的两侧形成相互对称的正、反向磁化交替的地块。由于洋壳不断产生并向两侧扩张，地球磁场极性反转的顺序就像磁带记录器一样在洋壳上依次记录下来(图2)。 瓦因-马修斯模型反映出如下的磁异常特征： 正、反向磁化交替的洋壳块体产生对称于洋脊扩张轴的条带状磁异常。正向磁化的地块加强了那里的磁场强度，产生正异常；反向磁化的地
11、块则抵消了一部分磁场强度，产生负异常。 单个磁异常的形态和大小与地壳中相应磁化块体的宽度有关。而宽度又取决于地磁场某极性期的持续时间和海底扩张速率。 在大洋盆地的不同地区，同一时期海底扩张所产生的条带状磁异常具有相似性，因此可以鉴别在不同的地区发生于同一时期的磁异常。为了便于对比，J.R.海茨勒等把具有特征性而容易鉴别的条带状磁异常进行了编号。从新生代至晚白垩世有34个异常，而早白垩世至晚侏罗世有25个异常（见地磁极性转向年表）。每一磁异常条带都有其相对应的年龄，海底磁异常图也就相当于海底年龄图（见海底扩张说）。,四、构造分析的基本内容,1. 构造几何、运动学及动力学分析,2. 构造历史（演化）分析,同沉积构造分析：沉积构造、地层厚度、不整合 构造分析：几何学、运动学与动力学 变质构造分析：叠加、置换、构造世代与期次、构造年代学 综合分析：构造活动史与岩浆活动,几何学分析运动学分析动力学分析 构造样式和构造组合,主要授课内容 一、原生构造 二、产状几何分析 三、岩石力学应力应变、变形机制、岩石力学性质 四、变形构造面理、线理褶皱断裂与裂隙原理、分类逆冲、走滑和伸展断层韧性剪切带 五、实习,
