中文名称:构造地质学
英文名称:structure geology
定义:地质学的一门分支学科。是研究地壳中岩石的构造形迹、空间分布及其形成原因的一门学科。
应用学科:水利科技(一级学科);水利勘测、工程地质(二级学科);工程地质(水利)(三级学科)
构造地质学是研究岩石圈内地质体的形成、形态和变形构造作用的成因机制,及其相互影响、时空分布和演化规律的地质学分支学科。构造作用或构造运动常是其他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。
狭义的构造地质学一般限于形变和变形机制方面的研究。构造学或大地构造学是对区域性宏观构造演化史的研究,也是构造地质学的组成部分。狭义的构造地质学与构造学相辅相成,前者的研究是区域构造演化的具体内涵,而后者则是前者变形机制的成因环境和条件的综合概括构造地质学。
构造地质学最先是对构造要素,即褶皱和断裂的形态、变形组合的认识和分析,以及构造均匀域区划分带的研究,而后又结合岩石组合特征,研究演化历史和变形期次与阶段。其核心是构造演化的动力机制和成因模式,因而总与学说、假说相联系。
中文名称:褶皱
英文名称:fold
定义1:组成地壳的岩石受构造应力的强烈作用,使岩层形成一系列弯曲而未丧失其连续性的构造。
应用学科:电力(一级学科);通论(二级学科)
定义2:岩层受构造应力作用形成的连续弯曲现象。
应用学科:水利科技(一级学科);水利勘测、工程地质(二级学科);工程地质(水利)(三级学科)
岩石中面状构造(如层理、劈理或片理等)形成的弯曲。单个的弯曲也称褶曲。褶皱的面向上弯曲,两侧相背倾斜,称为背形;褶皱面向下弯曲,两侧相向倾斜,称为向形。如组成褶皱的各岩层间的时代顺序清楚,则较老岩层位于核心的褶皱称为背斜;较新岩层位于核心的褶皱称为向斜。正常情况下,背斜呈背形,向斜呈向形,是褶皱的两种基本形式。单个褶皱大者可延伸数十公里,小者可见于手标本或在显微镜下才能见到。
褶皱的形成机制与其受力方式、变形环境及岩层的变形行为密切相关。不同的形成机制在不同的条件下起作用,常见的有:
1。纵弯褶皱作用岩层受到顺层挤压作用而形成褶皱。一般认为岩层在褶皱前处于初始的水平状态,所以纵弯褶皱作用是地壳受水平挤压的结果。岩层间的力学性质差异在褶皱形成中起着主导作用。如岩系中各层力学性质很不一致,则在顺层挤压下,强硬层就会失稳而发生正弦曲线状弯曲,形成等厚褶皱;相对软的层作为介质,在均匀压扁的同时被动地调整和适应由强硬层引起的弯曲形态。进一步挤压下,强硬层的褶皱变得越紧闭,可使翼部被压扁而成IC型褶皱。如岩系中各层力学性质差异较小且平均韧性较大,则强和弱的岩层在褶皱的同时共同受到总体的压扁,可形成IC型到3型的褶皱。纵弯褶皱的轴面垂直挤压方向,褶轴与中间应变轴一致。
2。横弯褶皱作用岩层受到与层面近于垂直的力而发生弯曲的作用。由于沉积岩层初始状态是水平的,因此,横弯褶皱作用的外力是垂向的。它可以是由于基底的断块升降引起盖层的弯曲,也可以由于盐层或其他高塑性层的重力上浮的底辟作用(见底辟构造)引起上覆地层的弯曲,也可由岩浆上涌所引起。其特点是受褶皱的岩层整体处于拉伸状态,常成IA型顶薄褶皱,或在顶部形成地堑。当基底的差异性升降与表层的沉积作用同时进行时,则为同沉积褶皱,背斜表现为水下隆起,向斜表现为水下凹陷,从而可引起沉积层的岩相和厚度的变化。
3。剪切褶皱作用又称滑褶皱作用,是岩层沿着一系列与层面交切的密集面发生不均匀的剪切而形成褶皱。它一般发生于韧性较大的岩系(如含盐层)或较深层次的层状岩系的韧性剪切带中。这时,各岩性层间的韧性差极小而趋于均一化,而整套岩系的平均韧性较大。在变形中,岩性差异和层面只作为标志而不再具有力学意义上的不均一性,由于受差异性剪切而被动地弯曲。其轴面平行于剪切面,因此沿轴面测量的层的视厚度相等,是典型的相似褶皱。
流褶皱
岩石在较高的温度和压力下可以成为具高韧性和低黏度的固态物质,呈类似于黏性流体的黏滞性流动而变形,形成形态非常复杂的褶皱。深变质岩和混合岩化岩石中常可见小型的流褶皱。在比较简单的层流条件下形成的流褶皱,实际上仍是一种剪切褶皱,仍有规律可循。在紊流条件下形成的复杂褶皱,已很难再造其运动学图像,对分析其所受的应力场已无实际意义,但说明了其生成时的条件。
由地表非构造运动的力的作用也可形成褶皱。这类褶皱仅限于地壳表层,属表生构造。如山坡上重力造成的蠕动构造,可使岩层发生膝状弯曲,甚至翻转成平卧式卷曲。地面及水下滑坡,沉积岩成岩过程中的差异压实作用等,都能使沉积岩层产生不同形态的褶皱。这类褶皱一般规模不大,往往局限于某一层或少数岩层中。