(三)研究不整合的空间和类型变化 举例宁镇山脉J1x与下覆地层的接触关系,在栖霞山高地为不整合,仙鹤观J1-2和 T为平行不整合,在钟山则为整合接触关系。 (四)确定不整合的形成时代(重点) 形成时代:不整合面之下覆相对最新的地层时代为下限,不整合面之上相对最老的地层 时代为其上限,缺失地层时代为其形成时代。 注意二点 ①取下覆最新时代为下限,两者之间相隔最近的时代为不整合形成时代 ②同一次构造运动周期不同地区有先有后,时间可长可短,缺失地层并不一致,这是 褶皱幕的穿时代性的反映 ③大范围内,可发生多次构造变动,形成多个角度不整合和平行不整合,在接近大陆 的地方,几个不整合面往往逐渐归并为一个角度不整合,其向缺失地层很多,实际 上是包含了多次地壳运动所经历的构造事情。 ④注意“缺”与“失”的关系,如我国华北O2/C2,是缺失O3、S、D、C,还是原先有 沉积,后来剥蚀掉即“失”去了 §4软沉积变形 软沉积变形指沉积或成岩作用过程中形成的非构造应力作用形成的变形。沉积物此 时尚未固结成岩,处于塑性或半塑性状态,故称之为软沉积变形。 负荷作用形成的软沉积变形 负荷构造、火焰构造、砂球和砂枕(视图) 滑塌和滑移作用 滑塌褶皱、爬折构造、卷曲层理(视图) 三、与孔隙液压效应有关的软沉积变形 砂岩墙、碟状构造 四、软沉积变形的成因机制 内因:沉积物力学性质高度塑性,抗剪(切)强度极差 外因:一定角度的斜坡地形和地震、风暴、海啸等外部诱发因素 第三章地质构造分析的力学基础
（三）研究不整合的空间和类型变化 举例 宁镇山脉 J1-2xn 与下覆地层的接触关系，在栖霞山高地为不整合，仙鹤观 J1-2 和 T3h 为平行不整合，在钟山则为整合接触关系。 （四）确定不整合的形成时代（重点） 形成时代：不整合面之下覆相对最新的地层时代为下限，不整合面之上相对最老的地层 时代为其上限，缺失地层时代为其形成时代。 注意二点： ① 取下覆最新时代为下限，两者之间相隔最近的时代为不整合形成时代； ② 同一次构造运动周期不同地区有先有后，时间可长可短，缺失地层并不一致，这是 褶皱幕的穿时代性的反映。 ③ 大范围内，可发生多次构造变动，形成多个角度不整合和平行不整合，在接近大陆 的地方，几个不整合面往往逐渐归并为一个角度不整合，其向缺失地层很多，实际 上是包含了多次地壳运动所经历的构造事情。 ④ 注意“缺”与“失”的关系，如我国华北 O2/C2，是缺失 O3、S、D、C1，还是原先有 沉积，后来剥蚀掉即“失”去了。 §4 软沉积变形 软沉积变形 指沉积或成岩作用过程中形成的非构造应力作用形成的变形。沉积物此 时尚未固结成岩，处于塑性或半塑性状态，故称之为软沉积变形。 一、 负荷作用形成的软沉积变形 负荷构造、火焰构造、砂球和砂枕（视图） 二、 滑塌和滑移作用 滑塌褶皱、爬折构造、卷曲层理（视图） 三、 与孔隙液压效应有关的软沉积变形 砂岩墙、碟状构造 四、 软沉积变形的成因机制 内因：沉积物力学性质高度塑性，抗剪（切）强度极差。 外因：一定角度的斜坡地形和地震、风暴、海啸等外部诱发因素。 第三章 地质构造分析的力学基础
力和体力 1、力:物体相互间的一种机械作用 2、接触力:物体与物体间的作用力 3、面力:作用在物体表面的接触力 4、应力集中:接触面积与物体边界面积比量级很小时,即集中 5、体力:非接触力作用在物体内部每一支点上时,为体力 二、外力和内力 1、外力:外界物体向研究物体施加的作用力 2、内力:外力作用引起的物体内部各点之间的相互作用力 应力、正应力、剪应力 1、应力:在外力作用下,物体内任一截面单位面积上的受力大小 2、正应力:垂直截面的应力,以0表示 3、剪应力:平行截面的应力,以τ表示 四、主应力、主方向、主平面 1、主应力:某一截面上只有正应力,没有剪应力时的正应力 2、主方向:主应力的方向 3、主平面:垂直于主应力的平面 五、应力椭球体和应变椭球体 1、应力椭球体: 01一最大压(最小拉)应力轴 2-中间应力轴 3一最小压(最小拉)应力轴 2、应变椭球体 A(X)最大应变轴 B(Y)一中间应变轴 C(Z-最小应变轴 六、应力分析简介 1、常见的应力状态: 单轴应力状态:一个主应力不为零,其余两个均为零 双轴应力状态:一个主应力为零,其余两个均不为零 三轴应力状态:三个主应力均不为零,且01>02>03 2、二维应力状态分析(平面应力状态分析) 若:有两轴主应力(01,02)作用在斜截面(AB)上,且01>02,σ3=0:;分 析斜面(AB面)上的应力状态 规定:a一AB法线与01的夹角,AB线一AB面的截线,单位长度(=1) OA=sin OB=cos a 又 P A 在OA面上的正应力P2=02OA=02sina 在OB面上的正应力P1=01OB=0cosa (1)在垂直AB面上的力:为P1和P2的分力之和: Ep: Pn= Pin+P2n=PI cosa P2 sin a AB面上的正应力:0a=P1cosa+P2sina
一、 力和体力 1、力： 物体相互间的一种机械作用 2、接触力：物体与物体间的作用力 3、面力：作用在物体表面的接触力 4、应力集中：接触面积与物体边界面积比量级很小时，即集中 5、体力：非接触力作用在物体内部每一支点上时，为体力 二、外力和内力 1、外力：外界物体向研究物体施加的作用力 2、内力：外力作用引起的物体内部各点之间的相互作用力 三、应力、正应力、剪应力 1、应力：在外力作用下，物体内任一截面单位面积上的受力大小 2、正应力：垂直截面的应力，以σ表示 3、剪应力：平行截面的应力，以τ表示 四、主应力、主方向、主平面 1、主应力：某一截面上只有正应力，没有剪应力时的正应力 2、主方向：主应力的方向 3、主平面：垂直于 主应力的平面 五、应力椭球体和应变椭球体 1、应力椭球体： σ1—最大压（最小拉）应力轴； σ2—中间应力轴； σ3 —最小压（最小拉）应力轴 故：σ1＞σ2＞σ3 2、应变椭球体： A(X)—最大应变轴； B(Y)—中间应变轴； C(Z)—最小应变轴 六、应力分析简介 1、常见的应力状态： 单轴应力状态：一个主应力不为零，其余两个均为零 双轴应力状态：一个主应力为零，其余两个均不为零 三轴应力状态：三个主应力均不为零，且σ1＞σ2＞σ3 2、二维应力状态分析（平面应力状态分析） 若：有两轴主应力（ σ1，σ2 ）作用在斜截面（AB ）上，且 σ1＞σ2，σ3 = 0；分 析斜面（AB 面）上的应力状态。 规定：α—AB 法线与σ1 的夹角，AB 线—AB 面的截线，单位长度（=1） ∵ AB = 1， ∴ OA = sin α, OB = cos α 又∵ σ = P / A , P = σ A ∴在 OA 面上的正应力 P2 = σ2 OA = σ2 sin α , 在 OB 面上的正应力 P1 = σ1 OB = σ1 cos α （1）在垂直 AB 面上的力： 为 P1 和 P2 的分力之和： 即 ： Pn = P1n + P2n = P1 cosα+ P2 sinα AB 面上的正应力： σα= P1 cosα+ P2 sinα
o cosa coat o2 sIn a sin a 2 (2)在平行AB面上的力: Pt= PI sin AB面上的剪应力:τa=o1 cos a sin a+o2 sin a cos a 02 讨论: 由(1):当a=0时,cos2a=1;oa=01(最大):02不起作用 说明:垂直该面的应力对该面作用最大 平行该面的应力对该面无作用 由(2):当a=0时 当a=90°时 Ta=0(2a=180° 当a=45°时 τa达最大值(2a=90°) 说明:与主应力呈45°的面上剪应力最大,易产生剪切面 第四章变形岩石应变分析基础 变形与变位 1、变形( strain)
= σ1 cosα cosα+ σ2 sinα sinα = σ1 cos 2 α + σ2 sin 2 α σ1 + σ2 σ1 - σ2 = ———— + ———— cos 2α （1） 2 2 （2）在平行 AB 面上的力： Pt = P1 sinα + P2 cosα AB 面上的剪应力：τα = σ1 cosα sinα+ σ2 sinα cosα σ1 - σ2 = ———— sin2α （2） 2 讨论： 由（1）：当α= 0 时， cos 2α= 1； σα = σ1 （最大）； σ2 不起作用 说明：垂直该面的应力对该面作用最大 平行该面的应力对该面无作用 由（2）：当α= 0 时， τα = 0 当α= 90° 时， τα = 0 （2 α= 180 °） 当α= 45° 时， τα 达最大值 （2 α= 90 °） σ1 - σ2 即： τα = ———— 2 说明：与主应力呈 45 °的面上剪应力最大，易产生剪切面 第四章 变形岩石应变分析基础 一、 变形与变位 1、变形（strain）：
岩石体受到应力作用后,其内部各质点经受了一系列的位移从而使岩石体的初始形状、 方位或位置发生了改变。 2、位移:物体内各质点的位置在变形前后的相对变化。(平移、旋转、体变、形变) 平移、旋转:改变坐标,不改变形态(内部各质点相对位置不变) 体变、形变:改变形态和体积(内部各质点相对位置改变) 、应变的度量(应变测量) 应力状态:某一瞬间作用于物体上的应力情况 应变状态:物体变形后的状态 线应变: (1)定义:变形前后线段长度的变化(ε) (2)应变量计算 A、单位长度比:ε= 式中:ε一线应变量:10、11-变形前、后同一线段的长度比(伸长为正:缩短为负) B、平方长度比:A=(11/12=(1+)2 式中:A一变形前、后同一线段的长度比的平方 2、剪应变: (1)定义 角应变:变形前相互垂直的两条直线,变形后其夹角偏离直角的量(中) 剪应变:角应变的正切(Y) (2)应变量计算:y=tg中(右偏为正;左偏为负) 三、均匀应变与非均匀应变 1、均匀应变 (1)定义:物体内各质点的应变特点相同的变形 (2)特点:变形前的直线,变形后仍是直线:变形前的平行线,变形后仍是平行线 2、非均匀应变: (1)定义:物体内各质点的应变特点发生变化的变形 (2)特点:变形前的直线,变形后为曲线或折线;变形前的平行线,变形后不在保持平 3、连续变形:物体内从一点到另一点的应变状态是逐渐变化的(弯曲) 4、不连续变形:物体内从一点到另一点的应变状态是突然变(断开),褶皱是一种非均 匀连续变形 四、应变椭球体 1、定义:用来表示应变状态的椭球 2、特征 (1)变形前是球,均匀变形后为一椭球 (2)有三个相互垂直的主轴(X、Y、Z),分别代表最大、中间、最小应变轴(或λ1 λ2、λ3:A、B、C) (3)有三个相互垂直的主平面(YZ、XZ、XY),分别垂直X、Y、Z轴 (4)应力与应变有密切关系 最大应变轴平行最小压应力轴和最大张应力轴 最小应变轴平行最大压应力轴和最小张应力轴
岩石体受到应力作用后，其内部各质点经受了一系列的位移从而使岩石体的初始形状、 方位或位置发生了改变。 2、位移：物体内各质点的位置在变形前后的相对变化。（平移、旋转、体变、形变） 平移、旋转：改变坐标，不改变形态（内部各质点相对位置不变） 体变、形变：改变形态和体积（内部各质点相对位置改变） 二、应变的度量（应变测量） 应力状态：某一瞬间作用于物体上的应力情况 应变状态：物体变形后的状态 1、线应变： （1）定义： 变形前后线段长度的变化（ ε ） （2）应变量计算： l 1-l 0 A、单位长度比：ε= —— l 0 式中： ε—线应变量； l 0、l 1—变形前、后同一线段的长度比（伸长为正；缩短为负） B、平方长度比：λ= (l 1 / l 0) 2 = (1+ ε) 2 式中：λ—变形前、后同一线段的长度比的平方 2、剪应变： （1）定义： 角应变：变形前相互垂直的两条直线，变形后其夹角偏离直角的量（ψ） 剪应变：角应变的正切（ γ ） （ （2）应变量计算： γ= tgψ （右偏为正；左偏为负） 三、均匀应变与非均匀应变 1、均匀应变： （1）定义：物体内各质点的应变特点相同的变形 （2）特点：变形前的直线，变形后仍是直线；变形前的平行线，变形后仍是平行线 2、非均匀应变： （1）定义：物体内各质点的应变特点发生变化的变形 （2）特点：变形前的直线，变形后为曲线或折线；变形前的平行线，变形后不在保持平 行 3、连续变形：物体内从一点到另一点的应变状态是逐渐变化的（弯曲） 4、不连续变形：物体内从一点到另一点的应变状态是突然变（断开），褶皱是一种非均 匀连续变形 四、应变椭球体 1、定义：用来表示应变状态的椭球 2、特征： （1）变形前是球，均匀变形后为一椭球 （2）有三个相互垂直的主轴（X、Y、Z），分别代表最大、中间、最小应变轴（或λ1、 λ2、λ3；A、B、C ） （3）有三个相互垂直的主平面（YZ、XZ、XY），分别垂直 X、Y、Z 轴 （4）应力与应变有密切关系： 最大应变轴平行最小压应力轴和最大张应力轴 最小应变轴平行最大压应力轴和最小张应力轴
五、弗林(Flin)指数 表示应变椭球体的形态一应变强度 k=tana=(a-1)/(b-1) 式中:a=X/Y=(1+ε1)/(1=E2) b=Y/Z=(1+ε2)/(1+e3) 讨论:k值相当于p点与原点(l,1)的斜率 单轴旋转扁球体(轴对称缩短) 1>k>0 扁形椭球体(压扁型) 平面应变椭球体 o>k>1 长型椭球体(收缩型) 单轴旋转长球体(轴对称伸长) 六、旋转变形与非旋转变形 1、非旋转变形:代表应变主轴方向的物质线在变形前后不发生方位的改变 2、旋转变形:代表应变主轴方向的物质线在变形前后发生了方位的改变 七、递进变形 1、有限应变(总应变):物体变形的最终状态与初始状态对比发生的变化 2、递进变形:变形的发展过程(许多微量应变逐次叠加的过程) 第五章岩石变形行为 (自学为主)
五、弗林（ Flinn ）指数 表示应变椭球体的形态—应变强度 k = tanα = (a-1) / (b-1) 式中：a = X / Y = （1+ε1）/（1=ε2） b = Y / Z = （1+ε2）/（1+ε3） 讨论： k 值相当于 p 点与原点（1，1）的斜率 k=0 单轴旋转扁球体（轴对称缩短） 1＞k＞0 扁形椭球体（压扁型） k=1 平面应变椭球体 ∞＞k＞1 长型椭球体（收缩型） k=∞ 单轴旋转长球体（轴对称伸长） 六、旋转变形与非旋转变形 1、非旋转变形：代表应变主轴方向的物质线在变形前后不发生方位的改变 2、旋转变形：代表应变主轴方向的物质线在变形前后发生了方位的改变 七、递进变形 1、有限应变（总应变）： 物体变形的最终状态与初始状态对比发生的变化 2、递进变形：变形的发展过程（许多微量应变逐次叠加的过程） 第五章 岩石变形行为 （自学为主）