05构造地质学.doc

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资源描述

1、地球科学大辞典构造地质学构造地质学总论【构造地质学】structural geology 见 85 页“构造地质学” 。【构造几何学】structural geometry 研究各类各级构造的形状、产状、方位、大小,构造内部各要素之间和相关构造之间的几何特征和空间关系,是构造地质学的重要分支学科之一。通过对它的研究可建立一个完整的、具有几何规律的构造系统或构造型式。构造几何分析的依据是野外和室内对不同尺度构造的识别和观测;几何学分析得到的资料和数据是运动学和动力学分析的基础。【构造运动学】structural kinematics 根据构造几何学分析资料,解释或反演地质体在构造变形、变位时所发

2、生的运动状态和运动过程,是构造地质学的重要分支学科之一。变形地质体的运动状态可以分解为外部运动(相对于外部坐标参考系的刚体直移和旋转)和内部运动(相对于内部坐标参考系发生质点相对位移而引起的形变和体变)两大部分。岩石变形的具体几何特征往往取决于变形时发生的直移、旋转、体变和形变等运动要素的组合情况。运动学的分析应当是多尺度的系统分析,因为在某一尺度上观察到的刚体平移和旋转,可以是其所在更大一级尺度地质体的体变或形变的一部分。在近代构造分析中,应变分析是一种重要的手段,它可以对地质标志体或地质体的原始大小和形状在变形后发生的改变进行定量评价。【构造动力学】structural dynamics

3、研究引起构造位移和变形的应力的相对大小、方位及其演变过程,重塑一个地区的构造应力场;进而推断产生构造的动力来源及动力学演变过程,是构造地质学的重要分支学科之一。由于我们面对的构造是构造变动的终极结果,因而反演、推断的动力学过程带有极大的推测性,这里涉及到变形时材料的强度和物理状态、变形速率及其边界条件,尤其是变形持续时间更是不容忽视的因素。在动力学分析中,进行动力学模拟实验是用来解释构造成因的动力学模式常用的重要手段。但对一个构造系统的解释应该选择哪一种模式,取决于人们对这种构造的理解程度,并且往往涉及研究者所持的理论观点。【解析构造学】analytical tectonics 马杏垣(198

4、3)提出。用构造解析方法对地质构造进行多尺度、多层次、多体制、多因素、多世代、全方位动态综合分析的构造地质学分支学科。是在高度活动的动力地球构造观指导下,用新的构造方法学进行地质构造分析的一项系统工程。构造解析的八个基本方面:构造变形场;构造层次;构造尺度;构造的叠加、置换、序列、世代;构造转化与再造;岩性介质;物质的得失、增减、改组与分异;构造组合。对这些方面提出了若干重要的新概念;体现了构造现象内在联系和相互制约规律性的矛盾对立统一思想和具体问题具体分析的辩证方法。【构造地层学】tectostratigraphy 构造地质学与地层学之间的交叉学科。原生成层有序的地层系统(包括沉积岩系、喷出

5、岩系)在经受变形、变质作用后,其物态、形态和位态都会发生不同程度的改造和变化,特别是其原生成层特性或层序会遭受不同程度的破坏或置换,使原生地层系统变为构造地层系统,这就决定了对它们的研究已经不能机械地套用常规的地层工作方法和原则。构造地层学的任务就是运用“以恢复原岩为基础、以构造解析为主导”的构造地层学准则,综合分析构造 热事件对原生地层改造和重建后的特征,在查明变质地质体空间叠覆关系的基础上,划分构造地层单位,进而探明其与原生地层系统的联系。【构造】structure?又称构造形迹,是地质体或岩石形成过程中产生的,或形成之后发生变形、变位所显现的中小型形迹,如褶皱、断层、劈理、线理、节理和层

6、理、波痕等。?泛指从全球构造到超显微领域的不同尺度地质体的结构特征及其内部组分或单元的相互配置关系和形貌特征。?石油地质工作者常用以泛指石油和天然气的地下储集部位,包括构造变动成因和非构造变动成因的,如背斜、断盘、埋丘等。【原生构造】primary structure 岩石在成岩过程中发育的构造。如原生岩浆构造(流线、流面等)和原生沉积构造(层理、波痕等)。【次生构造】secondary structure 岩石在成岩以后,由于构造变动和非构造变动形成的各种变形、变位现象。构造变动形成的次生构造如褶皱、断层、节理、劈理、构造岩以及隆起、坳陷等等;非构造变动形成的次生构造,如滑塌构造和冰川擦痕等

7、。【构造变动】diastrophism 又称地壳变动。具有成因含义的一个通用术语,泛指导致地质体或岩石变形和变位的地壳构造运动。【非构造变动】nondiastrophism 又称非地壳变动。导致岩石变形和变位的与构造运动无直接关系的作用。常见的非构造变动主要与地表重力作用、成岩作用、压实作用、冰川作用、吸水作用、化学作用和生物作用等有关,其基本形式是弯褶和破裂。非构造变动大都规模不大,且常局限于地表一定地段之内,无变质作用和热液活动伴生,故又称表生构造。有些非构造变动和内力地质作用有一定联系,但在空间组合关系上常与区域构造变动不相协调,并常使真正构造受到歪曲和掩盖。因此正确分辨非构造变动与构造

8、变动,在地质工作中有很大实际意义。构造解析流程图(据傅昭仁等,1996)【构造解析】tectonic analysis 又称构造分析。是一种分析和解释构造要素的空间关系和形成规律的方法学。内容包括对构造的几何学、运动学和动力学的分析。这一概念首先由桑德尔(Sander,1911,1930)提出,后不断发展;在中国马杏垣(1983)提出解析构造学,把它作为一项分析构造的系统工程,强调了多尺度、多层次、多体制、多因素、多世代构造的全方位动态综合分析的原则。据此构造解析的具体内容和程序可见图。通过解析最终达到构造综合,以全面了解地质构造的演化过程和形成方式、发生条件和形成机制。【构造尺度】tecto

9、nic scale 根据观察对象、研究任务和研究方法的不同而对构造级别和演化序列所进行的划分。地质构造有空间尺度和时间尺度,是观察、识别、分析和处理地质构造现象的时空标准;每一尺度都强调某些不同的方面,有不同的研究任务和不同的解析方法。在构造的空间尺度上可划分为巨型、大型、中型、小型、微型和超微型 6 个等级,也可分为全球、区域、大型、小型、显微和超显微 6 个级别,反映当代地质构造研究已扩展到10810-8 厘米的广阔范围。不同空间尺度的构造多级组合相互依存,在地壳不同的构造区域内构成一定格式的构造系统。在时间尺度上,可根据地壳变形的量变和质变关系划分出长短不一的构造旋回、构造幕、世代和生成

10、的先后顺序,反映了构造过程的阶段性和展开的顺序性,以及不同阶段构造作用过程的持续时间和速率。不同时间尺度的构造之间动静递进演化,构成一个递进变形和变形分阶段发展相结合的构造序列。【构造样式】tectonic style 一群有特定风格的构造组合。犹如一座建筑或一件艺术品可以由于自身特点或风格,使它得以与其他时期的或传统的建筑或艺术品相区分开来一样。根据构造样式,可对不同地区、不同体制和不同时代的构造群进行区分和比较。构造样式多用于概括褶皱构造,故又为褶皱样式,但也涉及其他相关构造,如面理等。【构造格架】tectonic framework?控制一个地区各种地质体空间布局的构造骨架,它往往构成一

11、定的构造型式。在发生多期构造变形的地区,构成其基本构造格架的一般是主期构造。?在区域构造尺度上,或在某一区域构造演化阶段,不同构造单元或构造带的空间排布格式。【构造体制】tectonic regime 控制构造发育的岩石圈或地壳的运动方式或动力状态。例如与岩石圈板块间的相对运动状态(会聚、离散、走向滑动)相对应,可分出三种基本构造体制:压缩构造体制、伸展构造体制和走滑构造体制。【构造变形场】tectonic deformation field 一种主导构造应力作用的空间分布范围及其形成的变形构造。不同构造变形场各有其代表性的构造或构造组合,它们在不同尺度上都有一定的排布规律,反映出应变状态在岩

12、石或地质体内的有序变化。不同学者对构造变形场做过不同的类型划分;马杏垣(1983)曾将地壳的构造变形场概括为 8 种,即伸、缩、升、降、旋、滑、剪、斜。【构造变形机制】tectonodeformation mechanism 又称构造形成机制、构造形成机理。构造形成时的变形作用方式和作用过程。不同尺度、不同类型的构造要素,各有其相应的变形机制。例如褶皱的形成机制有纵弯褶皱作用和横弯褶皱作用;褶皱过程中岩层的物质运动方式可分为流动和滑动两种机制;褶皱的轴面劈理的形成机制则有压溶作用、剪切 压溶分异作用等;更微观的变形机制,如糜棱岩的丝带构造、核幔构造等均与矿物的晶质塑性和动态重结晶作用有关。【构

13、造均匀性】structural homogeneity 地质体中均匀的构造变形。实际上,自然界中的构造变形大多数都是不均匀的,即构造不均一性。由于对非均匀变形进行分析的数学理论非常复杂,因此在构造研究中需要有条件地把局部构造变形看作是连续介质的均匀变形,以便应用均匀变形理论来解决实际地质问题。但是,物质世界中不存在严格的均匀性,所谓“均匀性”只能是在特定规模上统计意义上的均匀。例如某一地质体的构造总体上是不均匀的,但可以把它统计性地划分为一些相对均匀的区段,即可以把总体的非均匀变形看成是相邻小区段均匀变形的结果。【构造层次】tectonic level 构造变形过程中,由于地壳或岩石圈不同深度

14、空间的物理化学条件变化所导致的构造垂向分带。魏格曼(Wegman,1935)首先把同一构造旋回的构造层次分为表壳构造和内壳构造。马托埃(Mattauer,1980)将构造层次重新定义为地壳内主导变形机制不同的区段,并相应划分为上、中、下(即浅、中、深)三个构造层次。各构造层次间的界面,因受深度以外的其他因素的影响,往往不是水平面。例如在造山带,因受核部高热梯度的控制而成为背斜形态,从而表现出构造层次的水平分带现象。【表壳构造】suprastructure 又称浅层次构造、浅部构造。是造山带的上构造层,其变形习性以脆性为主导,变形相对不强,不变质或轻微变质。 “表壳构造”是相对“内壳构造”而言的

15、。【内壳构造】infrastructure 又称深层次构造、深部构造。是在地壳深处高温高压环境中形成的构造层。以塑性流变褶皱作用以及混合岩化和岩浆侵位为特征,多出露在造山带的中心部分。内壳构造这一术语只在与表壳构造相对比的场合才使用。【流壳层】fluid crustal layer 有人称为韧性流层。固态的上地壳和下地壳之间存在的一个柔软的圈层。流壳层内的顺层固态流动对上地壳的厚度变化起着重要的调节作用;上地壳强烈的局部加厚,可以通俄罗斯阿尔丹地盾的构造序列(据 ,1978)D 为变形幕次;F 为褶皱幕次;S 为面理构造过这个流壳层的强烈变薄来补偿;而上地壳的伸展变薄可伴随着流壳层的总体加厚,

16、而不是通过莫霍面的起伏来调节。【构造序列】tectonic sequence 按各次构造事件发生的时间或相对的先后关系排列而成的构造演化顺序。它反映了一定地区构造变形的发展过程。一个地区的构造序列中可包含几个前后相继的构造旋回,每个旋回中又可分为几个构造世代或变形幕(见图)。同一地质体演化的构造序列中,不同世代的构造可以发生不同尺度的构造叠加和干扰,但其中有一期构造在本区构造格局的建立上起着主导和定型的作用,并控制着后继构造的变形行为,称为主期构造。对一个地区的各种地质事件,如构造变形、岩浆活动、变质作用、沉积作用和成矿作用等进行综合解析所建立的地质事件演化表,称为综合构造序列。【构造世代】t

17、ectonic generation 在一个构造变形旋回中前后相继的变形幕。一个世代的构造一般都是同一变形幕的产物,具有相同的年代。不同变形世代构造之间的关系是辈分关系,因而它们之间具有质的差别。不同世代的构造常具有不同的构造样式,反映不同的变形方式和运动过程,体现不同的构造变形相。在同一世代的构造中,递进变形过程也会产生构造现象的叠加复合关系,但它们是在变形环境和方式没有质变的持续运动条件下发生的,这种构造的先后顺序只反映了一种递进演变的继承和发展上的“兄弟”关系,而不是辈分关系,不能分为不同构造世代。【构造叠加】tectonic superposition 晚期构造叠加在早期构造之上的现象

18、。通常指同一岩层的重褶皱变形(叠加褶皱)和同一断裂面上不同方向、不同性质运动的复合等。作为一种几何现象,构造叠加是多期变形的结果,也可以由不同类型的变形过程所引起。构造叠加不单纯指不同构造几何特征的叠加干扰型式,也包括前后相继的不同构造变形相的叠加关系。【构造置换】transposition of structures 在递进或相继的变形过程中岩石中的一种构造被另一种不同性质的构造所代替的现象。最常见的和最重要的是面状构造的置换。构造置换作用不仅可以使原来成层岩石中的面状构造置换为与褶皱轴面或韧性剪切带平行的新面理,而且可以将原来块状岩体变形分解为具有新生平行面状构造的层状岩石。各种地质体被置

19、换的结果,都是岩石矿物的成分、组构发生改组,新生构造要素不断取代旧的要素,直到取得支配地位、产生全新的面貌为止。构造置换过程也是岩石变质重建的过程,即构造物理 化学作用对岩石 构造的改造和重建过程,体现了构造变形分解作用与岩石变质分异作用的综合。因此,构造的置换总是同岩石的劈理、片理或线理的形成和演化联系在一起。中国学者根据不同置换方式将构造置换分为纵向构造置换和横向构造置换两类。【纵向构造置换】longitudinal structural transposition 在地壳收缩构造体制下发生的纵向构造置换过程构造置换,是传统意义上的构造置换。是传统意义上的构造置换。其机制一般与纵弯褶皱作用

20、和压扁作用下轴面劈理的发育过程相联系。其置换过程如图所示。区域性的大规模纵向构造置换作用,经常与造山带的主期面理褶皱相联系,形成大规模的陡倾片理带,产生巨型假单斜构造。强烈的纵向构造置换作用将导致原生地层层序的严重破坏。【横向构造置换】transversal structural transposition 中国学者提出的在地壳伸展构造体制下发生的构造置换,其主导机制一般与水平分层剪切、固态流变作用下的顺层掩卧褶皱和顺层韧性剪切带的发育过程密切相关。横向构造置换作用是产生区域性缓倾片理或大规模顺层面理的主要机制。【构造反转】structural inversion 构造发育过程中,变形方式或运

21、动方向发生反向变化的构造作用。如早期的构造沉降后期转为上隆,早期的正断层后期转化为逆断层活动等。构造反转一般是由构造演化过程中构造体制的变化引起的,如造山期的收缩断层向造山期后的伸展断层反转。构造反转作用造成的构造即反转构造,可视为一种特殊类型的叠加构造。【反转构造】inverted structure 由区域构造应力场改变而使先期构造力学性质(如正断层与逆断层)或构造类型(如隆起和拗陷)向相反方向转化的现象;是一种特殊类型的叠加构造。首先在研究含油气盆地时发现,起初被认为是板内盆地变形的机制。随着反转构造在造山带和大陆边缘的大量发现,学者们越来越多地把它们和板块之间的碰撞和裂解联系起来。有人

22、把反转构造分为两类:区域应力场从伸展转变为同方向挤压体制下所产生的构造,称为正反转构造;反之则是负反转构造。对于走滑断层、热作用和均衡作用所引起的转变,是否属于“反转构造”尚有不同意见。与反转构造相关的沉积建造可分为“前伸展层序” 、 “同伸展层序”和“后伸展层序” ;层序和构造特征都是鉴别反转构造的可靠依据。Copper 和Williams(1989)提出衡量挤压运动和伸展运动相对强度的定量方法,其公式为Ri=dc/dh式中:dh 是同伸展层序平行断层面的长度;dc 是同伸展层序在零点(null point)之上的长度;Ri 即挤压运动或伸展运动的相对强度。或采用Ri=1-de/dh式中:d

23、e 是同伸展层序于零点之下、平行断面的长度。从二式中可以看出,如果零点位于同伸展层序的顶面时Ri=0(dc=0 和 de=dh)即没有挤压和反转事件。如果零点位于同伸展层序的底面时,则Ri=1(dc=dh 和 de=0)即表明同伸展层序发生了完全反转,并已重新达到了变形前的区域高程。在此之前,中国许多学者在研究中国区域构造时早就发现“拉、张、开、合”和“拉压转换”规律的普遍性,并公认中国东部中生代以来经历了由挤压到拉伸的多次转变;反转构造的涵义与此实质上是相通的。【变形分解作用】 deformation partitioning 毕尔(T.H.Bell,1981)提出。是指地壳岩石在递进变形过

24、程中,由于地质体结构的不均一性导致岩石的变形被分变形分解作用(据 T.H.Bell,1986)解为递进剪切变形和递进伸缩变形两种区段,从而使岩石呈现强应变带与弱应变域相间排列的构造格局(见图)。构造变形分解作用是岩石发生构造置换的主导机制之一;在变形分解作用机制下,常常伴随变质分异作用,从而使原来同类的岩石分解为不同的构造岩性带,发生所谓“同岩异化”现象。【变形融合作用】deformation blending 毕尔(T.H.Bell,1981)提出。在较深构造层次的变形环境中,由于物理 化学活动性高度增强,岩石变形时流变性加大,各类岩石的韧性差逐渐减小,使整个地质体的变形习性趋于一致,这样,

25、各类原来具不同组分和组构的岩石将为一种具新生组分和组构的统一表象的岩石所代替。这就是所谓“异岩趋同”现象。是构造置换作用的高级表现,各种不同的变质地质体经历长期、多次变形 变质作用的反复改造,原有复杂的组构和组分经过迭次的变形分解、置换和变质分异,最终反而成为组构和组分比较单一的新生岩类,例如绿泥片岩、绢云片岩,或角闪斜长片麻岩等。这就是构造均一化现象。【分异层理】differential layering 在高级变质岩石中最常见的透入性平行面状构造。一般由片状或柱状矿物的深色条带与粒状矿物的浅色条带相间定向排列而成,貌似沉积层理,如磁铁石英岩的面理、强直片麻岩的成层面理等。它们基本上是在中高

26、级变质条件下岩石发生固态流变的基础上形成的。其具体形成机制比较复杂,可能的机制有:韧性剪切过程中的变形分解和变质分异作用;在高温条件下韧性剪切流变过程中,岩石某些组分粒间熔融,从而使岩石组分改组,最终形成深(老组构残余)浅(新生熔出长英成分)组分的相间排列,并在递进剪切中扁平化。区分沉积层理与分异层理在实际工作中有重要意义。【构造变形相】tectonic deformation facies 岩石在地壳运动过程中一定变形环境的构造表现。是由在一定物理化学条件范围内,各种岩层或岩体形成的、以某一变形机制为主导的变形构造的共生组合所体现出来的。一个变形相可以包含多个不同成分、不同产状和不同样式的变

27、形地质体的构造组合,但这些不同构造及其组合之间却有着固定的、可以预测的对应关系,共同组成一个能反映其构造生态环境的构造群落。【构造相】tectonic facies 在其应用沿革上曾有多种涵义,一般常用作构造变形相的同义词。但鉴于它最早用于沉积岩的构造环境控制,因此相对于变形相而言,它应该是特定构造环境中全部地质的和变形的构造表现;构造相的划分应包括建造和改造两个方面。【构造群落】tectonic community 中国学者(1983,1991)提出。是同一变形条件下所产生的那些具有成生联系,属于同一构造变形相,并组合成一个统一整体的各种构造形迹的总合。用以从构造共生的角度来阐明同一变形环境

28、中产生的不同构造形迹之间的相互关系。【构造组合】tectonic association 由具有密切成生联系的许多构造要素所组成的有机整体。每个构造组合的内部,各种构造要素具有一定的分布规律和秩序,反映了统一的、有规律的运动过程。构造组合除包括各种构造要素外,还包括构造 沉积、构造 岩浆和变质的组合,岩浆和变质作用是更为深刻的构造活动过程。构造组合是在一定的构造环境中、在一定性质的构造 热事件中产生的,因而它可以在条件类似的不同地区或岩石中重复出现。【构造模拟】tectonic simulation 应用现代数学、物理学等基础学科的理论和方法技术,反演或再现天然地质构造的形成和发育过程,包括几

29、何学、运动学和动力学的模拟和反演,变形环境及各种控制因素或边界条件的定性、定量或半定量估计,以及其他相关规律性的研究。构造模拟的方法主要有数学模拟和物理模拟两类。因电子计算机技术的飞速发展,数学模拟已得到广泛应用,并能结合固体力学、流体力学和流变学的理论方法,对构造的各种物理量和几何量的分布规律及相互关系进行定量的数学表达。物理模拟通常分为两类:一为利用天然岩石试件,通过常温常压或高温高压装置进行岩石力学或流变学实验;另一为利用模拟材料(如泥巴、塑胶等),根据相似理论调整试件的力学性况和边界条件,构成比例模型对构造现象进行模拟。构造模拟不仅可以对构造变形过程的认识进行可能性检验;并且可从实验中

30、得到启发,提出一些新见解,进一步到野外实践中加以验证。【天然构造模型】natural tectonic model 根据天然典型地质构造现象所建立起来的构造模型。这些小尺度或显微尺度的构造与大型构造或区域构造具有密切的成生联系;因而对它们进行详细的构造解析,可以获得认识和解释大型构造的许多有益信息,甚至可以直接进行类比。经验证明,在复杂变形、变质构造区,发现和确立天然模型,对于认识区域构造的几何学、运动学和动力学特征,建立区域构造模式,往往会收到意想不到的效果;有时在一块或一组精心选择的标本上就有可能见到一个地区变形史的各种细节。【层状地质体】stratified geologic body

31、界面相互平行或大致平行、成层产出的地质体,变形时具有各向异性的特征。层状地质体包括原生层状地质体(沉积岩、火山岩及部分顺层侵入岩)以及由它们经变形 变质作用改造后仍具有各向异性成层性的变质地质体。【假层状地质体】pseudostratified geologic body 由原生块状地质体(如花岗岩)在变形 变质作用下改造而成的具面状组构的变质地质体(如 TTG 岩系)。它以其面状构造作为变形面显示类似层状地质体的构造特征,因而常被误认为“地层” ,实际工作中需注意鉴别,认真加以区分。【块状地质体】massive geologic body 岩石本身成分与结构相对均一、没有面状构造分划,而呈现

32、各向同性的地质体。可分为原生块状地质体与次生块状地质体两类:原生块状地质体,主要指岩浆侵入体,内部质地与结构比较均匀的各向同性体;次生块状地质体,主要是块状变质杂岩,由原生地质体(包括岩浆岩、沉积岩或先成变质岩)经受超变质作用或重熔以及构造均一化作用改造而成的,客观上已不具备明显的面状组构或成层构造,大体上各向同性的变质地质体。【构造地层单位】tectonostratigraphic unit 原生地层系统经历构造变形、变质作用改造重建后新生成的地层单位;一般是在一定构造区内由不同岩性组合构成的地层单位。构造地层单位的空间叠覆关系与原生地层系统层序的关系,取决于构造置换的方式和程度。因此构造地

33、层单位的时序关系可出现:有序、总体有序局部无序、总体无序局部有序、无序等多种情况。在无序的情况下,在露头上看到的一套依次排列的岩性层已经不再代表原始的层序,已经失去了它的地层学含义。【褶叠层】folding layers 中国学者(1981,1984)提出。在地壳较深构造层次中,在伸展构造体制的水平分层剪切流变机制下,原生成层岩系发生变形 变质作用而形成的一套基本上能按时代新老划分大套层序,但在本质上,它又是经过构造重建的、发育有以顺层韧性剪切带和顺层掩卧褶皱为主体的固态流变构造群落,并经历强烈递进变形,由新生的平行面状构造横向置换原生层理(或先期面理)而形成的崭新的构造地层单元。因此,褶叠层

34、是包容全部顺“层”固态流变构造群落的构造 岩层综合实体,其原始地层的本质和面貌已经在不同程度上发生了改变,构成了不同形式的构造地层单元。【堆垛层】stacking layers 在地壳较深构造层次中,在收缩挤压体制下,先存的成层岩系在韧性流层内发生近水平剪切流变和韧性推覆,并在递进变形过程中,经强烈纵向构造置换而形成的一套杂序的变质构造地层单元。这种变质岩层的构造实质,既不是简单深埋变质,也不是变形后的构造堆叠增厚,而是贯穿整个热动力变质过程重建的、发育有以等斜平卧褶皱和韧性冲断构造为主体的流变构造群落的构造滑断堆垛,最终形成造山带巨厚的成层变质岩系或构造增生楔。【结构要素】textural

35、element 组成和表征各种地质体的各种构造特征及内部组分排列规律的、物理的或几何的基本单元。它们的成因和具体特征各有不同,但总的可以归结为面状结构要素和线状结构要素两类。物理要素是地质体中具体存在的面状和线状构造,如层理面、片理面、断层面、线理等等,它们具有可直接测量的几何形态和方位;几何要素是虚拟的面和线,但可以根据具体构造的几何关系界定,因而也有可供测量的几何形态和方位,如轴面、包络面、对称面等。结构要素根据地质成因可分为原生的和次生的两类;根据发育程度可分为透入性结构要素和非透入性结构要素;根据构造演化关系可分为残余结构要素和新生结构要素。【非透入性结构要素】nonpenetrati

36、ve textural element 按一定尺度把一个地区的岩层、岩体划分为不同区段或单元的分划性结构面。通常在中、小尺度上把岩层分界面、不整合面、断层面、岩体接触面等地质界面当作分划性的非透入性结构要素,它们的地表出露线(或在地质图上的投影线)泛称为地质界线。所谓“分划性”或“非透入性”与观察尺度密切相关,如露头尺度所见断层,是公认的分划性的非透入性构造,但是在更大尺度(如在卫星图像上)上看如果它们构成了均匀分布的断裂网络,显然就是一种透入性构造。【透入性结构要素】penetrative textural element 在一定尺度范围内均匀而又连续分布于地质体中的结构要素。各种面状构造或

37、线状构造按一定方式有序地排列,充满于地质体整体,例如在露透入性与尺度的关系(据 F.J.Turner and L.E.Weiss)头和标本尺度所见的各种劈理、线理等。透入性概念是相对于观察尺度而言的,在某一尺度观察的透入性构造,但在更小的尺度观察则为非透入性结构要素,即分划性结构要素。图示面状构造在同一岩体不同尺度中的表现,表示透入性与尺度的关系。其中:可见图 c 中的分异层理 S2 和图 e 中的膝折带 S3 在各自所在的观察尺度上均为透入性结构要素;但在更小一级观察尺度上如图 b 和图 d 中,S2 和 S3 又可分别看成是非透入性的。【残余结构要素】relict textural ele

38、ment 又称残余构造。原生的或前期的结构要素,虽经变形、变质作用的改造,但仍能识别其原本构造特征的结构要素。例如层理是浅变质岩区最常见和最重要的残余原生结构要素。在多期变形的地质体中,在后期变形地质体中仍然显见的前期结构要素,相对于后期新生结构要素而言概称残余结构要素。【新生结构要素】neogenic textural element 又称新生构造。地质体在变形、变质作用中因内部组构和组分的变化而产生的结构要素,它们往往不同程度地破坏或置换了原生的或前期的构造。在同一地质体中,新生结构要素决定岩石的外貌和结构,并截切或包容残余结构要素。【组合结构要素】multiple textural el

39、ements 或称复合结构要素。由残余结构要素和新生结构要素组合而成的构造形迹,例如层理(S0)和劈理(S1)的交面线理。【构造变形面】deformation surface 形成某期构造,特别是褶皱构造基本形态特征的面状构造。在沉积岩层发育区通常以岩层界面或层理(S0)为变形面;但在经历不同期次变形的变质岩区,构造变形面多为构造置换作用产生的新生面理(S1、S2)。因此,变质岩区填图的首要任务之一,就是要在构造序列分析的基础上查明和确定其主期构造的变形面,它可能就是构造地层单位的界面。【构造面向】structure facing 在垂直褶皱轴的剖面上观察,岩层沿轴面所示由老到新的方向。在构造

40、研究中,可以利用各种原生的或次生的示顶构造标志确定地层层序由老到新的方向,即岩层顶面的法线指向。【示顶构造】geopetal structure,top indicator 显示成层岩石的顶、底或面向的各种标志,包括原生沉积构造标志(层理、层面痕迹、生物遗迹、叠层石等)和其他构造标志(劈理降向、从属褶皱倒向等)。【劈理降向】vergence of cleavage 在垂直褶皱轴方向的剖面上观察,轴面劈理与褶皱面相交的上方锐角夹角中,轴面劈理趋向褶皱面的偏转方向。在一组褶皱中,背斜两翼的劈理降向相向;向斜中的则相背。【构造线】structural line,tectonic line?区域性构造

41、在地面上的延伸线,如褶皱轴迹、大的断层线、区域性片理或劈理的走向线等。?平行造山带或横切造山带走向的巨大而延伸很远的断层线或断裂带。【岩块】rock mass 中、小型的岩石块体。一个岩块可由同一种岩石或不同岩石组成;不同物质组成的岩块其岩石力学性质往往有很大差异,有的容易褶皱,有的易于断裂。【构造纲要图】structure outline map 用规定的线条、符号、颜色等表示一个地区主要构造特征的图件。构造纲要图是在地质图的基础上编制的,可以概略而鲜明地表示一个区域的基本构造格架、构造类型、形成时代,以及各种大、中型构造的时空关系,因此多为小比例尺图件。【古构造】paleotectonic

42、s?相对于“新构造”而言,泛指新近纪以前(有人认为是第四纪以前)地质时期的地质构造;?某地区在某一特定地质历史时期存在的地质构造。用某一地质历史时期的沉积盖层的等厚线表示某一地质历史时期地壳的隆起和拗陷状况的地质构造图件称为古构造图。它类似于古地理图,但主要表现某时期构造特征的分布,而不仅限于海陆分布。包括一切表示某一特定地质历史时期地质构造特征的图件,如寒武纪古构造图。【构造图】structure map,tectonic map?构造等高线图的同义词,即用某一标志层面的构造等高线反映其构造形态的图件。?较大比例尺区域构造的重要图件,它与构造纲要图的区别在于,除表示区域构造格架、构造类型、形

43、成时期和构造时空关系外,还要大量表示各种小型构造、甚至显微构造要素,如各种面理和线理等。因此,编制构造图需要在野外进行大面积的详细构造要素测量,对测得的数据进行统计分析,将代表性的数据用规定的符号表示在图上。?表示地台、地槽、板块等大型或巨型构造单元的类型、基本特征、形成时期等的图件,称为大地构造图或板块构造图等。【构造等高线图】structural contours map 用某一构构造等高线图造面上的等高线表示其地下构造形态的图件。这种图件类似于表示地面起伏的地形图,故其编制原理也类似于地形图(见图)。不过构造等高线图具有一些独特的性质;构造等高线实质上代表构造面的走向线,因而可在图上求出

44、任一点的构造面的产状要素;构造等高线在图上可以重叠,反映同一构造面因倒转褶皱或断层作用所导致的空间叠置;构造等高线可被断层错开而不连续。构造等高线图能定量地、醒目地反映地下构造特征,故广泛用于油气田、煤田和层状矿体的勘探和开发。【构造 岩性图】tectonolithologic map 表示不同构造单元和与之相伴的不同岩性或岩性组合的时空分布及其内部构造要素特征的图件。多用于暂时无法搞清变质岩层层序关系的复杂变质杂岩区的初期构造研究。【构造 岩相图】tectonolithofacies map 表示不同构造单元和与之相伴的不同岩相或岩相组合的时空分布及其内部构造要素特征的图件。由于岩相比岩性能

45、更好地反映沉积成因和形成的地质环境,故编制构造 岩相图更有助于区域构造演化或大地构造特征的分析研究。【构造形面图】form surface map 反映构造变形面几何特征的一种图件,通常是在构造岩性图的基础上编制的,用于复杂变质岩区的构造和构造地层学研究。其制图原理是用特定的线条、符号在图上表示某种透入性面理的迹线,即其走向趋势线,用以把某一变质地质体的构造形象反映出来。【联合构造剖面】multiple structural sections 又称系列剖面图,沿构造线方向按一定间隔测制(或编制)的一组相互平行并依次排列的横剖面图,用来表示一个构造带或断裂带的三维特征。【综合构造剖面图】comp

46、osite tectonosection 将剖面线两侧一定距离内的资料投影在一个剖面图上,或将若干剖面图的资料综合分析后编成一幅剖面图,用来表示区域构造的基本特征和各种构造要素的相互关系。综合构造剖面图通常代表区域构造的基本样式;在很大程度上反映着编制者的研究水平和认识程度。【构造演化剖面图】profiles of tectonic evolution 以时间为主线编制的不同地质时期的系列构造剖面图,用以表示构造发展历史中各个阶段的构造特征。其作法是在现今综合构造剖面图的基础上,依次消除其后期变形、变位的影响,从新到老依次复原,按先后顺序排列成图。【正交剖面】profile 垂直褶皱轴的横切剖

47、面。此法适用于工作区内褶皱轴的延伸方向和倾伏角稳定或其变化可忽略不计的圆柱状褶皱,相当于“沿倾伏下视”褶皱的真实形态。【平衡剖面】balanced cross section 又称可复原剖面,剖面上的构造变形、变位通过几何准则可以复原的剖面。它遵循在封闭体系中体积守恒、面积守恒和线长守恒三项基本原则。在资料足够充分时,这种平衡剖面所复原的构造符合实际,可信度高。广泛用于检验构造推断的合理性、估算造山带的缩短量、伸展构造区的伸长量,以及推覆构造的研究等。平衡剖面法是由 Dahlstrom(1969)首次引入地质文献。J.R.Hossack(1983)把构造剖面分为不平衡剖面、不能复原剖面、可复原

48、或可承认剖面和有价值平衡剖面四类。他强调只有掌握剖面相当丰富的地表和地下资料数据,正确选择剖面方向、位置和剖面中的标志层(不易塑性变形且厚度稳定的岩层),并对构造运动方式和构造规律有极为充分的了解(诸如地壳缩短或伸展方式、方向及变形顺序等),才能得到只有唯一解的、有价值的平衡剖面。它是一种计算地壳伸缩量的重要技术方法,又是一种先进的构造地质思维方法,无论对于地质剖面的正确合理性的检验,还是对构造变形机制的理解,都具有重要的价值。【构造解析图】structural analysis map 反映一个地区不同尺度、不同层次、不同成因主要构造样式及其主要构造特征的构造解析综合性图件,包括褶皱、断层及

49、其他主要面状构造和线状构造的几何特征及其相互关系。应力和应变【外力】external force 使静止物体运动或使运动物体改变运动方向和速度的物理量,叫做力。可用矢量表示力的大小和方向。由外部施加于物体上的作用力,称为外力。外力分两种:一种叫面力,是通过接触面传递的力;另一种叫体力,是物体内每个质点都感受到的外部作用力,如重力、磁力、惯性力等等。【内力】internal force 物体内任意相邻两部分之间的相互作用力。如物体内部各质点之间的结合力,包括吸引力和排斥力。物体不受外力作用时,其内部各质点之间的结合力处于相对的平衡状态,使质点保持一定相对位置,这是物体的固有内力。当物体受外力作用时,内部质点之间的结合力发生改变,使相邻两质点间的距离增大(拉伸)或缩小(压缩),这种内力的变化量称附加内力。宏观力学中把物体不受外力时的平衡内力看作零,把施加外力后引起的内力变化量直接叫内力。内力和外力是一个相对概念,视研究对象范围而定。【应力】stress 作用于物体内一点的任一无限小截面上单位面积上的力。应力是衡量此截面上一点的内力分布强度的尺度,可以分解为垂直和平行截面作用的两个分量,分别称为正应力和剪应力。在力学上,任一点上的应力可由直角坐标系中立方体单元表面上的三个正应力

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