高级构造地质学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高级构造地质学第六章,岩石的变形行为,一、不均一性对构造变形的影响,不均一性和应力集中构造形变分析的关键（张文佑，1984，断块构造导论，P15）：,1,构造介质成分的不均一性(据张文佑）,各类岩石力学性质的不同,在不同的围压和温度条件下不同岩石的反应不同,岩石是矿物集合体，矿物的结晶度、粒度、组合方式等不同,矿物的变形机制不同,原子半径不同,2,构造介质结构的不均一性,地球垂向不均一性,大陆地壳的分层特征,圈层在横向上的不均一性：地球表面的构造单元的划分,温度分布在横向上的不均一性,3,构造介质形态的不均一性,1）小圆孔附近的应力集中,P2Pcos2,=0,3P,=60,0,=90,P,2,=-P,2）椭圆孔附近应力集中,在长半轴端点的切向应力为,1,（12a/b）,a和b为椭圆的长和短半轴,如当a/b10时,21,1,1,5 实例分析,1）Griffith的脆性破裂准则（1920）,The phenomena of rupture and flow in solids,根据经典力学和热力学的基本能量理论，提出了裂纹扩展的准则，奠定了断裂力学的基础。,玻璃的实验强度是按原子键计算的理论值的1/1001/1000。,典型的脆性固体必定包含许多亚微观的缺陷、微型裂纹,裂纹端部的应力集中,2）位错的传播和晶体塑性变形,晶内缺陷的存在是位错产生和传播的基础,晶体塑性变形的位错模型,节理和断层形成的位错模型,平均应力和实际的变形所需的应力？,3）古断裂的复活在板内造山作用中的意义,1.构造薄弱部位,2.应力作用方向与古断裂的方向关系：斜向作用的可能几率,3.斜张和斜压的构造表现：斜向盆地和花状构造,钙硅质条带大理岩中的片内褶皱,在单轴压缩时：当,30时所需的应力最小。,3）面理与主应力的方位与强度的关系,二、岩石能干性差异与相关的构造,岩石变形行为,脆性,韧性,材料破裂前的永久变形,10%,构造性质,应变集中于窄带,有明显不连续面,两侧岩石不变形,不见不连续面,两盘位移由带内岩石的塑性流动来完成,房山岩体中的韧性剪切带,苏格兰辉长岩中的韧性剪切带,岩石的能干性,Competent 能干的competence能干性,Incompetent不能干的,岩石的相对易流变性，与岩石变形时的粘度有关。强硬材料比软弱材料的刚性强，粘度大，不易流动或容易破碎。,灰岩和含铁灰岩中的变形鲕,周口店鲕状灰岩中的鲕,2 劈理的折射,劈理平行于XY面，在变形岩层中劈理的方向的变化反映岩石的能干性。,劈理的发育强度与X/Z成正比。劈理的密度：条/cm,劈理平行砾石的压扁面,大理岩的轴面劈理,劈理折射,大连金石滩灰岩与页岩互层中的劈理折射,砂泥质岩石中的劈理折射,京西大灰厂灰岩和白云岩中的劈理折射,房山孤山口白云岩和钙质千枚岩中的褶皱和劈理折射,大连金石滩褶皱与劈理型式,3 香肠构造：石香肠断面的形态与岩石的能干性差异：,矩形菱形藕结形肿缩构造,北京西山奥陶纪灰岩夹白云岩中的矩形石香肠,云蒙山眼球状片麻岩中伟晶岩的菱形石香肠,灰岩夹白云岩的褶皱和香肠,恒山片麻岩中角闪岩的透镜状香肠构造,大别长英质片麻岩中辉长岩的石香肠,4 褶皱构造：褶皱的初始波长与岩石的粘度比,尖圆褶皱的形态与韧性差,5 矿物变形行为的对比：,方解石、石英、钾长石、斜长石、角闪石、橄榄石,糜棱岩中长石和石英的变形行为差异,（单偏光）,金红石、长石、石英的不同变形行为,斜长角闪岩中角闪石与长石的变形,（单偏光）,6。其他的构造表现不同成分岩石中的节理型式的差别,白云岩中的垂直张节理和灰岩中的共轭剪切带,硅质岩的韧性变形和白云岩的张裂,（大别山）,（二）一个地区岩石的能干性差异表,沉积岩：,白云岩,长石砂岩,石英砂岩,硬砂岩,粗粒灰岩,细粒灰岩,粉砂岩,泥灰岩,页岩,石膏、硬石膏,结晶岩：,变基性岩,粗粒花岗岩和花岗片麻岩,细粒花岗岩和花岗片麻岩,石英岩,大理岩,云母片岩,小结：影响岩石能干性的因素,1 矿物组成：橄榄石、辉石、角闪石、斜长石、钾长石、白云石、石英、方解石、云母、绢云母和绿泥石、粘土矿物,2 粒度：,3复矿物岩中的弱矿物,4构造,研究意义：,