地质力学简明教程PDF电子书下载

第一章　绪论 1

一、地质力学的研究内容和研究方法 1

二、地质力学的发展简史 3

第二章　地质力学的若干力学基本概念 6

第一节　应力 6

第二节　应变 9

一、位移、变形、应变与体变 9

二、均匀变形与非均匀变形 11

三、无限小应变与有限应变 11

四、变形椭圆 11

五、剪切变形 12

第三节　与岩石力学性质有关的几个基本概念 13

第四节　断裂的莫尔包线理论 16

一、水平直线型莫尔包线理论 16

二、斜直线型莫尔包线理论 16

三、抛物线型莫尔包线理论 17

第三章　构造形迹及其力学性质的鉴定 19

第一节　构造形迹及其力学性质分类 19

一、若干基本概念 19

二、构造形迹力学性质的基本类型 20

第二节　断裂力学性质的鉴定特征 20

一、断裂结构和断裂组合特征 21

二、伴生构造和派生构造特征 25

三、充填脉的特征 27

四、构造岩及显微构造特征 30

五、断裂构造地球化学和地球物理特征 32

第三节　褶皱力学性质的鉴定特征 33

一、褶皱形态及其组合特征 34

二、伴生及派生构造特征 34

三、褶皱构造地球化学特征 34

第四章　构造形迹的序次和等级 36

第一节　若干基本概念 36

第二节　构造形迹序次的划分 37

一、构造形迹序次划分的原则 37

二、褶曲及其派生构造的序次划分 38

三、断裂及其派生构造的序次划分 40

第三节　构造形迹力学性质的序次转化 40

第四节　构造形迹的等级及其与构造序次的关系 43

第五节　序次和等级的研究意义 44

一、序次和等级研究的理论意义 44

二、序次和等级研究的实践意义 46

第五章　构造体系和构造应力场 48

第一节　构造体系 48

一、构造体系的概念 48

二、构造体系的等级及其影响深度 49

三、构造体系的形成时期及其鉴定原则 49

四、构造体系的类型和型式 50

五、构造体系的鉴定 51

第二节　构造应力场 52

一、有关构造应力场的若干概念 53

二、构造应力场的研究方法和途径 53

第三节　构造应力场的平面应力作用 56

一、地质构造现象 57

二、现今构造应力测量结果 57

三、理论分析 58

第六章　确定构造体系和鉴定构造型式 60

第一节　纬向构造体系 60

一、纬向构造体系的类型及其组成特征 60

（一）巨型纬向构造带 60

（二）区域性东西向构造带 61

（三）纬向带间地块 61

二、我国境内的巨型纬向构造带 62

（一）天山—阴山纬向构造带 62

（二）秦岭—昆仑纬向构造带 64

（三）南岭纬向构造带 66

三、巨型纬向构造带在全球的分布概况 67

（一）北半球的纬向构造带 67

（二）赤道附近的纬向构造带 69

（三）南半球的纬向构造带 69

第二节　经向构造体系 70

一、经向构造带的基本特征及其类型 70

（一）组成特征 70

（二）力学性质分类 71

二、经向构造带的形态规模及其影响深度 71

三、经向构造带的形成时间、分布规律及其力学分析 72

四、我国境内的经向构造带 72

（一）秦岭以南的经向构造带 72

（二）秦岭以北的经向构造带 75

五、经向构造带在全球的分布概况 76

（一）大陆上的巨型经向构造带 76

（二）大洋底的巨型经向构造带 78

第三节　扭动构造体系 79

一、扭动构造体系的基本特征 79

二、扭动构造体系的分类 79

第四节　直扭构造型式 80

一、多字型构造 80

（一）组成要素及其特征 80

（二）多字型构造的主要类型 80

（三）多字型构造的简单力学分析 81

（四）我国境内的多字型构造 82

二、入字型构造 90

（一）组成要素及其特征 90

（二）类型及相对位移的确定 90

（三）入字型构造的简单力学分析 91

（四）入字型构造的实例分析 91

三、棋盘格式构造 93

（一）组成要素及其特征 93

（二）棋盘格式构造的主要类型 94

（三）棋盘格式构造的简单力学分析 94

（四）棋盘格式构造在地壳上的分布 95

第五节　旋扭构造型式 97

一、旋卷构造 99

（一）旋卷构造的组成要素及其基本特征 99

（二）旋卷构造的类型及实例分析 100

二、S型或反S型构造 110

（一）双向（或反向）雁列状S型或反S型构造 110

（二）单向（或顺向）雁列状S型或反S型构造 111

（三）麻花状S型或反S型构造 112

（四）对帚状S型或反S型构造 113

三、歹字型构造 115

（一）组成特征 115

（二）歹字型构造的典型实例分析 115

（三）歹字型构造的力学成因分析 117

四、双核型旋扭构造 118

（一）基本特征 118

（二）典型实例分析 118

（三）双核型旋扭构造力学简析 119

第六节　山字型构造 121

一、山字型构造的组成要素及其特征 121

（一）组成要素 121

（二）基本特征 122

二、山字型构造的典型实例分析 123

（一）淮阳山字型构造 123

（二）祁阳山字型构造 124

（三）河北马兰峪山字型构造 125

三、山字型构造的力学分析及模拟实验 127

四、山字型构造的规律性小结 127

（一）发育程度的差异性与全球性 128

（二）形态展布的定向性 128

（三）纬向成排、经向成串的分带性 129

（四）成生时期的递进继承性 129

（五）山字型构造的控矿性 130

第七章　构造体系的复合与联合 132

第一节　若干基本概念 132

一、构造复合、系内复合、系间复合 132

二、构造体系复合与构造形迹复合 133

三、构造叠加与构造演化 133

四、整合复合、不整合复合、似整合复合 133

五、构造联合、构造体系联合、联合构造体系 134

第二节　构造体系复合的基本型式 134

一、归并 134

二、交接 136

（一）重接 136

（二）斜接 137

（三）反接 138

（四）截接 139

（五）限制 139

三、包容 142

四、重叠 143

第三节　构造体系联合的基本型式 146

一、直线式联合构造 146

（一）直线式联合构造的简单应力分析 146

（二）典型实例分析 146

二、曲线式联合构造（弧形联合构造） 149

（一）联合构造的简单力学分析 149

（二）典型实例分析 150

三、行列式联合构造 152

（一）行列式联合构造的简单力学分析 152

（二）典型实例分析 153

第四节　构造体系复合的若干复杂关系 154

一、同一地区两体系主干构造间的关系 154

二、两体系中出现不同的复合方式 155

三、同一体系中存在不同的复合方式 155

四、两体系中的伴生、派生构造之间的复杂关系 155

（一）两个构造体系或其伴生配套构造之间的复杂关系 156

（二）不同构造体系或构造带的主干构造之派生构造或体系之间的复合关系 157

第五节　构造复合与构造联合的主要区别和相互关系 157

一、构造复合与构造联合的主要区别 157

（一）构造力（外力）作用的时空关系 158

（二）构造应力场的叠加关系 158

（三）构造变形和变位的叠加关系 158

（四）地质构造的关系 158

（五）各构造体系的构造成分关系 158

二、构造复合与构造联合的相互关系 158

（一）联合构造与其他构造间的相互关系 158

（二）构造的多期性、复杂性及其变形历史间的相互关系 158

（三）复合构造的早期与联合构造的晚期间的相互关系 159

（四）构造复合与构造联合相互关系的实例分析 159

第八章　地壳运动问题 161

第一节　有关地壳运动问题的若干假说 161

一、收缩说与膨胀说 161

二、地幔对流说与大陆漂移说 162

三、板块构造说与断块构造说 163

四、构造运动的天文因素说 164

五、重力均衡代偿说 165

六、地台活化与地洼学说 166

七、大陆车阀说 167

第二节　地壳运动的时期 169

一、根据地层不整合接触关系确定 170

二、根据沉积岩相和厚度及古地理分析确定构造运动发生的时期 170

三、根据岩体的时代确定构造运动发生的时期 171

四、根据同位素年龄确定构造运动发生的时期 171

五、根据构造体系及其复合关系确定构造运动发生的时期 171

第三节　地壳运动的方式与方向 174

一、从地壳或岩石圈的组成方向探讨构造运动的方式与方向 174

二、从地壳或岩石圈的结构（形变、改造）方面探讨构造运动的方式与方向 175

第四节　地壳运动的起源及其动力来源问题 176

一、地球自转的离心惯性力及纬向惯性力 177

（一）离心经向惯性力 177

（二）纬向惯性力 178

二、地球自转角速度变化的证据 179

（一）天文学上的证据 180

（二）地质学上的证据 180

（三）古生物提供的证据 180

三、地球自转速率变化推动地壳（构造）运动的可能性 181

（一）地球自转产生的应力分布 182

（二）地球自转速率变化产生力的量级 182

（三）地壳中现代应力量级 182

第九章　地质力学在生产实践中的应用 184

第一节　在矿产资源找寻与评价方面的应用 184

一、纬向构造体系的控矿作用 184

（一）天山—阴山构造带的控矿特征 184

（二）昆仑—秦岭构造带的控矿特征 184

（三）南岭构造带的控矿特征 185

二、经向构造体系的控矿作用 185

（一）川滇构造带的控矿特征 185

（二）云南境内经向构造带的控矿特征 186

（三）其它地区经向构造带的控矿概况 186

三、多字型构造体系的控矿作用 186

（一）新华夏系控矿的基本特征 187

（二）多字型控矿构造的典型实例简介 187

四、棋盘格式构造的控矿作用 187

五、入字型构造的控矿作用 189

六、旋扭构造的控矿作用 190

（一）旋扭构造控制内生矿床的基本特征 191

（二）旋扭构造控制外生矿产的基本特征 193

七、山字型构造的控矿特征 197

（一）山字型构造控矿的一般情况 197

（二）山字型构造控矿的典型实例分析 198

第二节　在水文、工程地质方面的应用 199

一、地质力学在水文地质方面的应用 199

（一）控水构造的基本规律 199

（二）各类构造型式控水的基本特征 199

（三）复合与联合构造体系的控水特征 200

（四）活动构造体系的控水特征 201

（五）规律性小结 201

二、地质力学在工程地质方面的应用 202

（一）工程岩体稳定性的基本特征和主要分类 202

（二）地质体稳定性的力学分析 203

第三节　在地震地质方面的应用 205

一、地震的成因、过程概述 205

二、地震地质工作的主要内容和方法 206

（一）基础地质工作问题 206

（二）正常工作内容问题 206

（三）地应力问题 207

（四）最终目的和方向问题 207

三、中国境内活动构造体系与地震带的关系 207

（一）新华夏系控制地震的基本特征 207

（二）祁吕贺兰山字型构造的控震特征 212

（三）中国西南部活动构造体系的控震特征 216

四、歹字型构造控震的基本特征 222

第四节　在地热地质方面的应用 224

一、中国境内地热的分布规律和特征 224

二、地下热田的典型实例分析 225

第十章　模拟实验与读图训练 232

第一节　模拟实验的方法和种类 232

一、相似理论的三定理 232

（一）相似第一定理 232

（二）相似第二定理 232

（三）相似第三定理 232

二、模拟实验的种类 233

（一）数学模拟 233

（二）物理模拟 233

（三）地质构造模拟的总体框架 233

三、控制模拟实验的可变因素 233

第二节　若干实验方法简介 234

一、泥料模拟实验 234

二、光弹模拟实验 235

三、形变网格法实验 235

四、脆漆法实验 236

五、云纹法实验 237

六、气泡法实验 238

（一）气泡法及其模型材料的基本特点 238

（二）典型实例剖析 238

（三）待解决的主要问题 239

第三节　常用模拟实验操作方法简介 239

一、单向压缩实验（实验一） 239

二、单向拉伸实验（实验二） 240

三、剪切实验 240

（一）简单剪切实验（实验三） 240

（二）压剪实验（实验四） 241

四、旋扭实验（实验五） 242

五、山字型构造模拟实验（实验六） 242

六、双核型旋扭构造模拟实验（实验七） 243

（一）泥料实验 243

（二）棉纸实验 243

（三）影象云纹法实验 244

（四）气泡法实验 244

第四节　读图训练 244

一、读图的基本要求 244

二、读图练习（一） 245

三、读图练习（二） 246