构造地质学实习指导书 (基地班使用,共54学时,实习课20学时) 实习一学习使用《构造地质学》cA课件 目的要求 了解《构造地质学》CAI课件的特点、功能和使用方法 二、说明 CAI是 computer assistant instruction的缩写,即计算机辅助教学软件,一般称作 CAI课件或多媒体课件。CAⅠ课件具有直观、美观、立体感强、可以进行动态模拟、容易操作、 具有很强的交互性等特点,利用CAI课件进行教学,可以由教师结合软件进行讲授,也可以 由学员开展自学,达到调动学习积极性、启发主动性思维、增加学习乐趣的目的,从而起到 较好的教学效果。CAI课件在21世纪的大学教育和中小学教育中得到广泛应用是一种必然的 发展趋势。这已经成为国内外教育界的共识。目前国内外正在掀起一股CAI研制和开发的热 潮。国外已有相当数量的CA课件面市。我国政府和有关教育部门对研制开发自己的CA课 件也给予了高度重视。在国家教委领导下已经分别成立了全国理科、工科和文科CAI研制协 调小组。部分院校如北大、清华、科大、暨南大学、上海交大等也纷纷成立了专门的研究和 管理机构,同时注入了大量资金开展CAⅠ课件硏制和开发。 《构造地质学》是地学各专业本、专科生必修的专业基础课。课程系统地介绍与岩石变 形和构造作用有关的基础知识。课程涉及许多的概念、术语,尤其是构造作用的动态过程较 难仅仅通过书本学习或教师讲解获得理解,学生在学习中存在一些难点。 《构造地质学》CAⅠ课件是西北大学地质系师生自行开发的。该课件系统展示《构造地 质学》课程的有关内容。通过图、文、声、二维和三维动画的有机结合,提供一个轻松、有 趣、能够充分发挥学习者主观能动性的教学工具。目前该课件处于试用期,某些功能和内容 有待进一步改进。希望同学们在利用该课件进行学习的同时,能够提出建设性的意见,使课 件趋于完善 课件的主要功能如下: (1)对课件的教学内容通过简单的操作,进行顺序或任意浏览 (2)对二维、三维图片及动画进行浏览 (3)各章节内容的概要提示 (4)相关知识的实时提示 (5)索引功能 (6)使用信息记录 作业 请回答以下问题 1、你是否初次接触CAI课件?你对CAI课件有什么看法? 2、你是否已经掌握了CAI课件的使用方法?你认为CAI课件对你的学习会有帮助吗?
构造地质学实习指导书 （基地班使用，共 54 学时，实习课 20 学时） 实习一 学习使用《构造地质学》CAI 课件 一、目的要求 了解《构造地质学》CAI 课件的特点、功能和使用方法 二、说明 CAI 是 computer assistant instruction 的缩写，即计算机辅助教学软件，一般称作 CAI 课件或多媒体课件。CAI 课件具有直观、美观、立体感强、可以进行动态模拟、容易操作、 具有很强的交互性等特点，利用 CAI 课件进行教学，可以由教师结合软件进行讲授，也可以 由学员开展自学，达到调动学习积极性、启发主动性思维、增加学习乐趣的目的，从而起到 较好的教学效果。CAI 课件在 21 世纪的大学教育和中小学教育中得到广泛应用是一种必然的 发展趋势。这已经成为国内外教育界的共识。目前国内外正在掀起一股 CAI 研制和开发的热 潮。国外已有相当数量的 CAI 课件面市。我国政府和有关教育部门对研制开发自己的 CAI 课 件也给予了高度重视。在国家教委领导下已经分别成立了全国理科、工科和文科 CAI 研制协 调小组。部分院校如北大、清华、科大、暨南大学、上海交大等也纷纷成立了专门的研究和 管理机构，同时注入了大量资金开展 CAI 课件研制和开发。 《构造地质学》是地学各专业本、专科生必修的专业基础课。课程系统地介绍与岩石变 形和构造作用有关的基础知识。课程涉及许多的概念、术语，尤其是构造作用的动态过程较 难仅仅通过书本学习或教师讲解获得理解，学生在学习中存在一些难点。 《构造地质学》CAI 课件是西北大学地质系师生自行开发的。该课件系统展示《构造地 质学》课程的有关内容。通过图、文、声、二维和三维动画的有机结合，提供一个轻松、有 趣、能够充分发挥学习者主观能动性的教学工具。目前该课件处于试用期，某些功能和内容 有待进一步改进。希望同学们在利用该课件进行学习的同时，能够提出建设性的意见，使课 件趋于完善。 课件的主要功能如下： （1）对课件的教学内容通过简单的操作，进行顺序或任意浏览。 （2）对二维、三维图片及动画进行浏览。 （3）各章节内容的概要提示。 （4）相关知识的实时提示。 （5）索引功能 （6）使用信息记录 三、作业 请回答以下问题 1、你是否初次接触 CAI 课件？你对 CAI 课件有什么看法？ 2、你是否已经掌握了 CAI 课件的使用方法？你认为 CAI 课件对你的学习会有帮助吗？
3、你有兴趣参加CAI课件的开发吗?你认为课件开发需要具备哪些知识?你已经具有或 将会具有这方面的能力吗?
3、你有兴趣参加 CAI 课件的开发吗？你认为课件开发需要具备哪些知识？你已经具有或 将会具有这方面的能力吗？
实习 简单剪切的卡片模拟 目的要求 1、了解在简单剪切条件下不同方向直线的长度和方向的变化规律 2、了解在简单剪切条件下应变椭圆主轴的方位及轴比的变化规律 二、说明 (一)操作方法 把(计算机)卡片放入卡片剪切仪内装齐(或取一套厚约11cm的卡片,靠中部1/3处用两 条橡皮筋捆紧代用)。在卡片叠的侧面画一直线OP,使其与卡片边O相垂直。然后在一边画 边长为10cm的等边三角形ABC(图1),使CA平行0X,AB及BC分别与0X成60°和120° 的夹角。再画一直径为10cm的圆。使卡片叠向右作不同量的剪切,使其剪切量依次分别为 10°,20°,30°,45°,60°。每次测量并记录: 1.测量直线OP′与0X夹角的余角,使其分别为10°,20°……60°,这就是卡片叠沿 0X方向所受的角剪应变ψx 2.测量AB、BC、CA三直线变形后的长度A′B′、B′C′、C′A′。 3.测量三直线与0X的夹角a′AB、a′BC、a′CA 4.画出圆变形而成的椭圆的两个互相垂直的长轴和短轴,测量其长度2a和2b 5.测量椭圆长轴与OX的夹角′ A P X A 图1卡片模拟实验图示 6.使卡片叠复原,检查作为应变椭圆主轴的两直径是否仍互相垂直,测量复原后的长轴 与0X的夹角0 (二)原始资料整理
实习二 简单剪切的卡片模拟 一、目的要求 1、了解在简单剪切条件下不同方向直线的长度和方向的变化规律； 2、了解在简单剪切条件下应变椭圆主轴的方位及轴比的变化规律。 二、说明 (一)操作方法 把(计算机)卡片放入卡片剪切仪内装齐(或取一套厚约 11cm 的卡片，靠中部 1/3 处用两 条橡皮筋捆紧代用)。在卡片叠的侧面画一直线 OP，使其与卡片边 OX 相垂直。然后在一边画 一边长为 10cm 的等边三角形 ABC(图 1)，使 CA 平行 OX，AB 及 BC 分别与 OX 成 60°和 120° 的夹角。再画一直径为 10cm 的圆。使卡片叠向右作不同量的剪切，使其剪切量依次分别为 10°，20°，30°，45°，60°。每次测量并记录： 1.测量直线 OP′与 OX 夹角的余角，使其分别为 10°，20°……60°，这就是卡片叠沿 OX 方向所受的角剪应变ψyx。 2.测量 AB、BC、CA 三直线变形后的长度 A′B′、B′C′、C′A′。 3.测量三直线与 OX 的夹角α′AB、α′BC、α′CA。 4.画出圆变形而成的椭圆的两个互相垂直的长轴和短轴，测量其长度 2a 和 2b。 5.测量椭圆长轴与 OX 的夹角θ′。 图 1 卡片模拟实验图示 6.使卡片叠复原，检查作为应变椭圆主轴的两直径是否仍互相垂直，测量复原后的长轴 与 OX 的夹角θ。 (二)原始资料整理
1.计算卡片叠的剪应变量γ=tan中x 2.计算线的长度应变,1+e=B'C′/BC,… 3.计算应变椭圆的半轴长,1+e1=2a/2y,1+e2=2b/2y,轴比R=(1+e)/(1+e2) 4.计算应变主轴的旋转角ω=0′-0 5.以Yx为横坐标,以1+e,R,0为纵坐标分别作相关的曲线。 记录格式 A′|+eBl+eB 1+a 平P 三、作业 1.描述三条不同方向直线的方向随卡片叠的剪切应变量增大的变化。CA线的方向及长度 变化说明了什么?AB线和BC线方向变化的总趋势如何?有何地质意义? 2.描述三条线的长度随剪切量增大的变化。讨论1+ec在变化曲线上最小值的意义,这时 B′C′的方位如何?(1+eB)的曲线与X轴交点的含义?各直线长度变化的总趋势如何 3.分析θ′的变化规律。沿曲线外推,分析当Yx→0时0′趋向于多少?当Yx→∝时 0′趋向如何? 4.在不同剪切应变量时,各应变椭圆的主轴是否为同一条直线?分析0的变化规律,当 y→0时,0趋向于多少? 5、分析R的变化趋势?
1.计算卡片叠的剪应变量γyx =tanφyx。 2.计算线的长度应变，1+eBC=B′C′/BC,… 3.计算应变椭圆的半轴长，1+e1=2α/2γ，1+e2=2b/2γ，轴比 R=(1+e1)/(1+e2)。 4.计算应变主轴的旋转角ω=θ′-θ。 5.以γyx 为横坐标，以 1+e，R，θ为纵坐标分别作相关的曲线。 记 录 格 式 φyx γyx A′C′ B′C′ C′A′ 1+eAB 1+eBC 1+eCA 1+αAB 1+αBC 1+αCA φyx γyx 2a 2b θ′ θ ω 1+e1 1+e2 R 三、作业 1.描述三条不同方向直线的方向随卡片叠的剪切应变量增大的变化。CA 线的方向及长度 变化说明了什么? AB 线和 BC 线方向变化的总趋势如何?有何地质意义? 2.描述三条线的长度随剪切量增大的变化。讨论 1+eBC 在变化曲线上最小值的意义，这时 B′C′的方位如何? (1+eBC)的曲线与 X 轴交点的含义?各直线长度变化的总趋势如何? 3.分析θ′的变化规律。沿曲线外推，分析当γyx→0 时θ′趋向于多少?当γyx→∝时， θ′趋向如何? 4.在不同剪切应变量时，各应变椭圆的主轴是否为同一条直线?分析θ的变化规律，当 y→0 时，θ趋向于多少? 5、分析 R 的变化趋势?
实习三极射赤平投影原理 概述 1、目的要求 学习赤平投影原理,了解赤平投影在构造地质学中的应用 2、主要内容 赤平投影的原理 面、线的投影 β图解和π图解 等密度图 面和线的旋转 赤平投影在构造地质学中的应用 3、本章要点 赤平投影的原理(投影方法结合具体作业掌握) 赤平投影应用(节理、褶皱和断层分析) 4、要求掌握的要点和基本概念 面、线的投影方法 不同类型褶皱岩层极点图的特点(如紧闭,宽缓、等斜褶皱等:水平直立、平卧、 倾竖褶皱等) ●等密度图及古应力场分析 说明 极射赤平投影( Stereographic pro jection)简称赤平投影,主要用来表示线、面的方 位,相互间的角距关系及其运动轨迹,把物体三维空间的几何要素(线、面)反映在投影平 面上进行研究处理。它是一种简便、直观的计算方法,又是一种形象、综合的定量图解, 泛应用于地质科学中。运用赤平投影方法,能够解决地质构造的几何形态和应力分析等方面 的许多实际问题,因此,它是研究地质构造的不可缺少的一种手段 赤平投影本身不涉及面的大小、线的长短和它们之间的距离,但配合正投影图解,互相 补充,则有利于解决包括角距关系在内的上述计量问题 1、面和线的赤平投影 1-1投影原理 切通过球心的面和线,延伸后均会与球面相交,并在球面上形成大圆和点。以球的北 极为发射点,与球面上的大圆和点相连,将大圆和点投影到赤道平面上,这种投影称为极射 赤平投影。本教材采用下半球投影,即只投影下半球的大圆弧和点 图2为一球体,AC为垂直轴线,BD是水平的东西轴线,FP是水平的南北轴线,BFDP为 过球心的水平面,即赤平面
实习三 极射赤平投影原理 概述 1、目的要求 学习赤平投影原理，了解赤平投影在构造地质学中的应用。 2、主要内容 ⚫ 赤平投影的原理 ⚫ 面、线的投影 ⚫ β图解和π图解 ⚫ 等密度图 ⚫ 面和线的旋转 ⚫ 赤平投影在构造地质学中的应用 3、本章要点 ⚫ 赤平投影的原理（投影方法结合具体作业掌握） ⚫ 赤平投影应用（节理、褶皱和断层分析） 4、要求掌握的要点和基本概念 ⚫ 面、线的投影方法 ⚫ 不同类型褶皱岩层极点图的特点（如紧闭，宽缓、等斜褶皱等；水平直立、平卧、 倾竖褶皱等） ⚫ 等密度图及古应力场分析 二、说明 极射赤平投影（Stereographic projection）简称赤平投影，主要用来表示线、面的方 位，相互间的角距关系及其运动轨迹，把物体三维空间的几何要素（线、面）反映在投影平 面上进行研究处理。它是一种简便、直观的计算方法，又是一种形象、综合的定量图解，广 泛应用于地质科学中。运用赤平投影方法，能够解决地质构造的几何形态和应力分析等方面 的许多实际问题，因此，它是研究地质构造的不可缺少的一种手段。 赤平投影本身不涉及面的大小、线的长短和它们之间的距离，但配合正投影图解，互相 补充，则有利于解决包括角距关系在内的上述计量问题。 1、面和线的赤平投影 1-1 投影原理 一切通过球心的面和线，延伸后均会与球面相交，并在球面上形成大圆和点。以球的北 极为发射点，与球面上的大圆和点相连，将大圆和点投影到赤道平面上，这种投影称为极射 赤平投影。本教材采用下半球投影，即只投影下半球的大圆弧和点。 图 2 为一球体，AC 为垂直轴线，BD 是水平的东西轴线，FP 是水平的南北轴线，BFDP 为 过球心的水平面，即赤平面