构造地质学复习资料
构造地质学
Structural Geology
第⼀节构造地质学的内涵、构造尺度以及构造变形场
1. 构造地质学的内涵
地质学的基础学科之⼀，
主要研究组成类地⾏星（地球、⽔星、⽕星、⾦星）及其卫星的岩⽯、岩层以及岩体在⼒的作⽤下形成的各种变形(deformation)的构造样式(structural style)、组合型式(structural group patterns)和形成过程(process)，以及作⽤⼒的⽅式(mechanism)和⽅向(direction)；
2.构造尺度(tectonic scale)：主要指构造的规模
1）巨型构造、⼤型构造、中型构造、⼩型构造、微型构造、超微构造
2）显微构造学、构造地质学、⼤地构造学、板块构造学、全球构造学等构造地质学⼀般以露头-区域尺度上的中、⼩型构造
为主要研究对象
巨型构造(megatectonics)：⼭系和区域性地貌的构造单元
⼤型构造(macrostructure)：区域构造单元中的次级构造单元如川东褶皱带
中型构造(mesoscopic structure)：⼀个地段上的褶皱和断层，在1:5万或更⼤⽐例尺上可见其全貌
⼩型构造(minor structure)：出露于露头和⼿标本上的构造
微型构造（microstructure）：偏光显微镜下显⽰的构造
超微构造(ultrastructure)：电⼦显微镜下显⽰的构造
3.构造变形场(tectonic deformation field)：某⼀主导构造应⼒作⽤形成的形变及其在空间上的分布。
1) 伸展构造（extensional tectonics）：⽔平拉伸形成的构造。如裂⾕、地堑-地垒、盆岭构造、变质核杂岩等。
2)压缩构造(compressional tectonics)：⽔平挤压形成的构造。如褶皱、逆冲推覆构造等。
3)⾛滑构造(strike-slip tectonics)：沿直⽴剪切⾯⽔平滑动、位移形成的构造。如⾛滑断层。
4)升降构造（lifting tectonics）：岩⽯圈或地幔物质垂向运动的体现, 表现为地壳上升和下降，隆起造⼭、⾼原；坳陷盆地。
5) 滑动构造(sliding structure)：重⼒失稳后引起的正向滑动构造，也包括某些⼤型平缓正断层。
6)旋转构造(rotating tectonics)：指陆块绕轴转动形成的构造。如帚状构造、莲花状构造等。
第⼆节地壳岩⽯圈的层圈结构与构造层次
1.地壳-岩⽯圈的层圈式结构垂向成层，侧向不均⼀
2）构造层次(tectonic level)：温压升⾼引起岩⽯⼒学性质变化
1）表构造层：
剪切作⽤和块断作⽤
2）浅构造层：
纵弯褶皱作⽤
3）中构造层：
相似褶皱作⽤和压扁作⽤
4）深构造层：
流变作⽤和深融作⽤
第三节构造观
1. 构造观(tectonic overlook)：对全球构造和岩⽯圈构造的总体结构、形成和演化、铸成构造的构造运动性质和动⼒源的基本认识和观点
2. 基本观点：
1）以⽔平运动为主的岩⽯圈构造是⾼度活动的；
2）构造演化是不可逆的渗⼊突变的阶段式发展；
3）构造动⼒主要来⾃地球深部活动和地球旋转；
4）岩⽯圈的圈层式、不均⼀结构；
5）挤压、伸展和剪切作⽤分别或共同铸造了
地壳岩⽯圈中的各类构造；
第四节构造解析的基本原则
构造解析(structural analysis)是由马杏垣于1983年提出，是⼀种研究变形的正确构造观和⽅法论。
1. 解析：把整体分解为部分，把复杂的事物分解为简单的要素加以研究的⽅法。
“拆零”与“组装”建⽴科学的思维⽅式
2.思维⽅式：
研究个体形迹→出内在联系→组装（构造体系）主要内容：⼏何学-运动学-动⼒学解析。
1）⼏何学学解析(geometry analysis)：
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。
⼏何学分析提供的资料和数据是运动学和动⼒学分析的基础。
2）运动学解析(kinematic analysis)：
⽬的在于再现岩⽯形成⾄变形期间所经历的过程和所发⽣的运动，主要是通过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，揭⽰改变岩层和岩体的位置、⽅位、⼤⼩和形态的平移、转动、形变和体变的组合情况；
3）动⼒学解析(geodynamic analysis)：
阐明产⽣构造的⼒、应⼒和⼒学过程，其⽬的是查明引起变形的应⼒性质、⼤⼩和⽅位。
3. 构造解析的基本原则
1）构造基本变形：平移、转动、形变和体变
2）构造尺度：巨-⼤-中-⼩-微-超微型构造
3）构造层次：表-浅-中-深构造层次
4）构造组合(tectonic association)：具有内部组合和秩序的许多密切相联系的构造要素的集合体。包括不同构造变形场中不同层次、尺度和序列的各种构造单元、构造要素和构造单元体的组合，也包括构造-沉积、构造-岩浆和变质的组合。
5）构造叠加(tectonic superposition)：是指已变形的构造⼜再次变形⽽产⽣的复合现象。6）构造置换(transposition of structures)：岩⽯的⼀种构造经过递进变形过程⽽为另⼀种构造所代替的现象。
7）构造继承(tectonic inheritance )：如果前期构造控制或影响了后期构造的形成或发展，后期构造保留了前期构造的某些主要特点。
8）构造新⽣(tectonic reborn)：包含两重含义：（1）后期构造不受前期构造的影响或制约，形成⼀套在⽅位、⼏何形态、类型和样式上完全不同的构造；（2）后期构造改造并使前期构造的⼀部分或全部卷⼊到后期构造之中，形成⼀套完全服从后期变形的全新构造。
9）构造世代(generation of structure)：不同旋回或不同构造幕中形成的构造。
10）构造序列(structural sequences)：不同时期的构造按其成⽣顺序构成⼀个完整的系列。11）岩性介质(lithology mediums)：岩⽯的矿物组成、结构、构造
12）构造位移指向性(kinematic indicator)：构造变形的运动学⽅向
13）构造复原(tectonic restoration)：恢复构造变形前的原始⾯貌。
14）平衡剖⾯(Balanced cross section)：是指可以将剖⾯变形构造通过⼏何原则全部复原的剖⾯。
4. 构造解析的特点
构造解析⽅法的反序性研究特点决定了地质问题的多解性。
地质模型是⽤于描述和解释地质过程的⼀种简化的⼯具，模型与观察到的地质证据之间的⼀致性是必要的，但对于地质证据⽽⾔，模型往往并⾮是唯⼀的。
第五节构造地质学的发展态势
1. 定性描述→
定量计算
2. 物理模拟→计算机模拟
3. ⼆维构造-三维构造-四维构造
4.地壳表层→地球深部
5. 区域构造→天体构造
第⼆章地质体的基本产状及沉积岩层构造
“V”字形法则及其应⽤
不整合的形成过程及意义
沉积岩层层序的识别
软沉积变形
第⼀节⾯状构造和线状构造的产状
1.产状(attitude)：⾯状构造或线状构造的⽅位
和空间状态。
1) ⾯状构造的产状要素
⾯状构造(foliation)的产状是以平⾯在空间的延伸⽅位和倾斜程度来表⽰。其产状要素包括⾛向(strike)，倾向(dip)，倾⾓(angle of dip)。
当剖⾯的⽅向与岩层的⾛向不垂直时，我们观测到的岩层倾⾓称之为岩层的视倾⾓(apparent dip)。
2) 线状构造的产状要素
线状构造(lineation)：由地质作⽤形成的具有线状性质的构造。例如岩浆岩中的流线构造、断层⾯上的擦痕构造、韧性剪切带中的矿物拉伸线理等。
线状构造的产状⽤倾伏向、倾伏⾓或侧伏向、侧伏⾓来表⽰其要素。
3) 产状的表⽰
⾯状构造的产状⼀般⽤倾向、倾⾓表⽰，或者⽤⾛向、倾⾓以及倾向⽅位表⽰。
线状构造的产状⼀般⽤倾伏向、倾伏⾓表⽰，如⽤侧伏向、侧伏⾓表⽰时，需要予以明确说明，同时需要明确相关⾯的产状和线理的运动⽅向。
第⼆节沉积岩层的原⽣构造
1. 层理及其识别
1) 层理(bedding): 沉积岩的最基本的原⽣构造(primary structure)
构造变形的最基本参考⾯
⾯状构造
原始⽔平
⽰顶构造
沉积岩的层理⼀般可以通过岩⽯的成分、结构、⾊调以及层⾯原⽣构造等进⾏辨别。
1) 成分变化
同⼀岩层的岩性基本⼀致，因此岩层之间物质组成的差异是识别原⽣层理最常见的特征标志之⼀。
2) 颜⾊变化
在成分均⼀、颗粒细⼩，总体不显层理的岩层中，往往会有不同的颜⾊层，这些⾊带往往可以指⽰层理。
3) 结构变化
对于较厚的沉积岩，可以通过其中碎屑颗粒的粒度变化，形状的变化来识别地层的层理。
4) 层⾯原⽣构造
常见层⾯构造有波痕(ripple marks)、⾬痕(rain drops)、泥裂(mud cracks)、槽模(flute casts)等暴露标志。
2.原⽣沉积构造（primary sedimentary structure）
1) ⾯向(stratigraphic facing/ younging direction)：
岩层顶⾯法线所指的⽅向，即岩层由⽼到新的⽅向
岩层从下到上，由⽼到新——正常层序，⾯向指向上
岩层从下到上，由新到⽼——倒转层序，⾯向指向下
2) 层序(sequence)是地层由⽼到新排列的顺序。
利⽤各种原⽣沉积构造鉴定岩层的⾯向。
(1) 交错层理(cross bedding)
由斜交的纹层组成，纹层与底⾯⼩⾓度相交，与上顶⾯⼤⾓度截切。
(2) 递变层理(graded bedding)
每⼀层的底部为粗碎屑，向上逐渐变细，其顶⾯与上⼀层底⾯是突变的，并有明显的界⾯。
(3) 波痕(ripple marks)：震荡式浪成波痕尖脊指向顶⾯，圆弧指向底⾯
(4) 层⾯暴露标志
泥裂(mud cracks)：张开的裂⼝指⽰顶⾯。
⾬痕(rain drops)：有凹坑的⾯为顶⾯。
(5) ⽣物标志(animal tracks)
叠层⽯：纹层凸出的⽅向指⽰顶⾯
⽣物介壳化⽯：凸⾯指⽰岩层顶⾯
(6) 底⾯印膜(sole marks) 有印膜的⾯为底⾯。
(7) 冲刷构造（scour structure/ channel-and-fill structure）
第三节软沉积变形
1. 软沉积变形(soft sedimentary deformation ):
指沉积物尚没有固结成岩时发⽣的变形。
1) 负荷引起的软沉积变形
(1) ⽕焰状构造(flame structures)
(2)球状和枕状构造(ball and pillow structures)
2)滑塌和滑移作⽤
⼀般发育在陆上尤其是⽔下隆起的斜坡上速度（快VS 慢）
3) 孔隙压⼒作⽤(pore pressure)
(1)砂岩墙(clastic dyke)：碎屑岩墙的⼀种，是穿插灌⼊于沉积岩等岩⽯中的板状和脉状砂
岩体；
（2）碟状构造(dish structure )：边缘上翘呈碟状，横向上呈断续分布，垂向上互相叠置，⼀般直径为1~50 cm.
金星资料(3) 砂⽕⼭(sand volcanoes)
4）软沉积构造特点：
（1）常局限在⼀定层位内；
（2）常局限在沉积盆地⼀定范围，如盆地边缘、⼤陆隆起边缘等；
（3）主要由重⼒作⽤引起，⼀般不显⽰构造应⼒造成的定向性构造。
第四节沉积岩层在地质图上的表现
1.沉积岩层的产状类型：
岩层: 具有⼀定岩性内容的层状地质体
根据岩层倾⾓α的⼤⼩，可相对划分为三种类型：
⽔平岩层(horizntal stratum)：α＜50
倾斜岩层(inclined stratum)：50 ＜α＜850
直⽴岩层(vertical stratum)：α＞850
1）⽔平岩层
未经变动的仍保持成岩后原始状态的沉积岩层。
⽔平岩层的基本特点：
1）上新下⽼，当⽔平岩层未发⽣倒转时，⽼的岩层在下、新的在上，在地形图上⽼的岩层出露于海拔较低处，新的岩层在较⾼处。
2）⽔平岩层的出露形态受地形的控制，界线与等⾼线平⾏或重合并随等⾼线的弯曲⽽弯曲。其形态与等⾼线相似。
3）⽔平岩层的厚度就是该岩层的顶底标⾼之差。
4）⽔平岩层的出露宽度与地形坡度有关，坡度越⼤出露宽度越⼩，反之相反。
2）直⽴岩层
在直⽴岩层分布区，岩层的界线不受地形的影响，在地质图上为⼀直线。
3）倾斜岩层
（1）倾斜岩层的基本特点