构造地质学讲应变分析.ppt

第一页，共四十一页，2022年，8月28日 第二页，共四十一页，2022年，8月28日 第三页，共四十一页，2022年，8月28日 变形和位移 当地壳中岩石受到应力作用之后，其内部经受一系列的位移，从而使岩石的初始形状、方位或位置发生改变，通称变形。 位移－－质点的初始位置和终点位置的连线叫位移矢量，它不代表真正位移路径，只表示位移的最终结果，它用三个参数表达：位移距离、方位和方向。 第四页，共四十一页，2022年，8月28日 位移的基本方式：平移、旋转、体变和形变 第五页，共四十一页，2022年，8月28日 应变（strain） 应变与应力状态的含义不同，它是表示物体的变形程度。应力状态是指某一瞬间作用于物体上的应力情况，而应变是指与初始状态比较的物体变形后的状态。 应变是物体受应力作用发生变形的产物，应力与应变之间的关系是一种因果关系。 第六页，共四十一页，2022年，8月28日 线应变 线应变e：变形前后长度的改变量。 式中，l0、l1－变形前、后同一线段的长度。 地质上，把伸长的e取正值，缩短时的e取负值。 第七页，共四十一页，2022年，8月28日 这种线应变表示的拉伸变形，伸长了60％，e变化范围从-1（强烈压缩）→0（长度没有变化）→∞（极度伸长） 平方长度比λ是应变测量中常用量，为同一线段在变形前、后长度之比的平方： 第八页，共四十一页，2022年，8月28日 线应变计算的地质实例 箭石原来长度（l0）82mm 拉长箭石长度（ l1）185mm e=1.25 伸长率125％ λ=(1+e)2=5.06 箭石化石不仅被拉长了125％，而且化石周围岩石也被 拉长了125％ 第九页，共四十一页，2022年，8月28日 剪应变（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称为角应变（Ψ）或简称角剪应变，其正切称为剪应变（γ）： γ=tg Ψ 第十页，共四十一页，2022年，8月28日 剪应变的地质实例 三叶虫变形 ? 在右行剪切时为正，左行剪切时为负。 第十一页，共四十一页，2022年，8月28日 均匀应变和非均匀应变 根据物体内各质点的应变状态变化与否，可将物体变形分为均匀变形和非均匀变形。 根据应变连续与否又分为连续变形和非连续变形。 第十二页，共四十一页，2022年，8月28日 第十三页，共四十一页，2022年，8月28日 均匀应变类型 1. 轴对称伸展（axially symmetric extension） 2. 轴对称缩短（axially symmetric shortening） 3. 平面应变（plane strain） 4. 一般应变（general strain） 第十四页，共四十一页，2022年，8月28日 非均匀变形 非均匀变形是物体内各点的应变特征发生变化的变形，原来直线变成了曲线或折线，平行线变形后不再保持平行。 第十五页，共四十一页，2022年，8月28日 应变椭圆和应变椭球 当物体变形时，质点的相对位置发生变化。为了描述这种变化，我们把注意力集中到一点，并设想为一个小球体，变形中这个小球体变成椭球。 应变是根据椭球体的形状和大小与原始球体形状和大小的比较而确定，这种椭球被称为应变椭球体（Strain ellipsoid）。 应变椭球严格地讲适用于均匀变形。 应变椭球由应变主轴和应变主平面组成。 第十六页，共四十一页，2022年，8月28日 应变椭圆和应变椭球 基本要素：三个主轴：?1， ?2， ?3，或X,Y,Z 三个主平面：XY面，YZ面，XZ面 二个圆切面（无伸缩面） 第十七页，共四十一页，2022年，8月28日 均匀应变的图解法 1935年Zings首次提出一种图解，1962年,Flinn把它应用于构造地质学，又称为弗林图解（Flinn diagram）。 弗林图解的基本原理是利用应变椭球体的长轴和中间轴之比（a）相对于中间轴和短轴之比（b）的图解法（原点采用1，1）。用k值表示 k=0－单轴压扁体，形如“煎薄饼”状； 0<k<1－应变椭球体是扁球状，变形属于压扁体类型； k=1－恒定体积下的平面应变，属简单剪切变形； 1<k<∞－应变椭球体为长球状，变形为缩颈型； k= ∞－应变椭球体为单轴长椭球体，或者形如“雪茄形”。 第十八页，共四十一页，2022年，8月28日 弗 林 图 解 第十九页，共四十一页，2022年，8月28日 岩石应变分析 第二十页，共四十一页，2022年，8月28日 1、样品处理方法 观 察 在室内仔细观察石英、黑云母等矿物的排列方向或优选方位，确定面状和线状组构要素，确定应变主轴的方向。 测 量 磨制定向薄片，