《构造地质学》教学大纲

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《构造地质学》教学大纲

(理科基地班和工科基地班适用)

课程编号:14009 学时:64 学分:4

一、 课程性质和目的:

构造地质学是地质学理科基地本科生的必修课。它是建立在普通地质学、古生物学、矿物岩石学和普通物理学、力学等基础之上的一门主要的专业基础课。通过本课程的教学,让学生掌握一些构造地质学的基础知识和技能,初步掌握基础构造现象的观测、描述和分析方法,为进一步深入地学习构造分析、构造物理学、区域大地构造学、实验构造学、岩石圈流变学等课程和开展相关研究打下基础。

二、 课程的基本内容

课程基本内容主要包括断裂、褶皱、面理、线理等构造形态及其组合的描述和分析;面理、线理产状测量、V字形法则、极射赤平投影等构造几何学方法;构造应力分析、应变分析、流变分析的力学基础、典型构造力学分析示范以及基本构造现象的野外观测。具体内容如下:

绪 论 (2学时)

构造地质学研究的目的、任务、内容、方法、意义概述 第一章 原生沉积构造与线理、面理产状 (4学时)

层理类型、岩层变新方向的确定、岩层接触关系及在地质图上的表现、原生沉积构造与软沉积变形;线理和面理产状要素、测量方法与图面表示

第二章 赤平投影、地质读图、图切剖面与构造等值线 (12学时)

赤平投影的原理方法与基本操作,赤平投影的应用与计算机实现;读地质图、V字型法则;图切剖面的基本要求与实践;构造等值线及其计算机实现 第三章 断裂构造基础 (6学时)

断层几何学、运动学、构造岩、断层面特征;节理及其组合 第四章 断裂系统分析 (6学时)

逆冲系统几何学、逆冲双重构造、反冲和冲起、逆冲推覆构造的扩展、逆冲系统中的转换断层;伸展系统几何学、伸展双重构造、犁式扇、半地堑、滚动背斜、伸展系统中的转换

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断层;走滑系统几何学、走滑断层尾端效应、拉分盆地、转换拉伸与转换压缩、花状构造、走滑双重构造

第五章 褶皱构造 (10学时)

褶皱几何要素、褶皱产状要素、褶皱面向、褶皱分类、等斜线及其编制方法、平行褶皱与相似褶皱、对称褶皱与不对称褶皱、褶皱倒向、寄生褶皱、轴隆区与轴陷区、协调褶皱与不协调褶皱、叠加褶皱、褶皱形成机制与褶皱系统、纵弯褶皱与横弯褶皱作用、弯滑与弯流

第六章 面理、线理与组构 (6学时)

面理与线理的基本术语;四类主要劈理:板劈理、破劈理、褶劈理与压溶劈理;透入性与

非透入性;连续劈理与间隔劈理;缝合线构造;面理与褶皱的关系;线理主要类型:断面檫线与层面檫线、皱纹线理、拉伸线理、矿物生长线理、交面线理;杆状构造、窗棂构造与香肠构造;压力影构造;组构、自由组构、优选组构、均匀组构与非均匀组构;构造标本观察与描述

第七章 应力分析基础 (6学时)

应力、正应力、剪应力;主应力、主平面、主方向、最大主应力、中间主应力、最小主应力、最大剪应力;应力状态、应力椭圆、应力椭球、应力莫尔圆;应力场与应力轨迹、典型构造应力分析(以雁列脉与旋卷构造为例) 第八章 应变分析基础 (4学时)

应变、线应变、剪应变、无穷小应变与有限应变;岩石有限应变测量、应变椭球、主应变;简单剪切、纯剪切、递进变形、弗林图解;应变场 第九章 韧性剪切带 (2学时)

韧性剪切带的概念、韧性构造岩、韧性剪切带的应变场特征 第十章 岩石流变性质 (2学时)

应力与应变的关系;弹性、粘性、塑性、韧性、粘弹性;蠕变与松弛;温度、围压、应变速率、孔隙流体压力等对岩石变形的影响;岩石变形微观机制简介 第十一章 构造标本观测分析和构造模拟实验 (4学时)

观测分析脆性、韧性和脆韧性变形的构造标本,进行描述和初步的成因分析;了解构造模拟的方法,并进行简单的构造模拟方法和思路的学习。

三、 课程的基本要求

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通过本课程的学习, 要求学生能初步认识天然地质构造的基本表现形式,了解各种类型的褶皱、断层、节理和各种面理、线理构造的形态特征、组合方式及形成原因,初步了解构造变形几何学、运动学、流变学、动力学的分析方法,了解计算机在构造地质学中的初步应用,了解初步的构造野外观测技能和实验模拟技术。掌握基本的构造地质学专业英语词汇,基本上能阅读构造地质学专业文献,基本上能用英语讨论和交流构造地质学有关问题。

四、 教学安排

本课程讲课、室内实习、野外现场教学和自学比例为22:9:6:1。其中,野外现场教学利用课余时间进行,其具体教学安排如下。

1. Introduction (lecture) 2 periods 2. Primary sedimentary structures (lecture) 2 periods 3. Attitude of planes and lines (lecture and practice) 2 periods 4. Interpretation of geological map, Rule of V’s (practice) 2 periods 5. Structural contour (practice) 2 period 6. Construction of cross-section (lecture) 2 periods

7. Construction of cross-section (practice) 2 periods 8. Fault geometry and Fault rocks (lecture) 2 periods 9. Fault kinematics (lecture) 2 periods 10. Thrust system (lecture) 2 periods 11. Extensional fault system (lecture) 2 periods 12. Strike-slip fault system (lecture) 2 periods 13. Inversion and joints (lecture) 2 periods 14. Basic folds geometry and fold orientation (lecture) 2 periods 15. Classification of folds (lecture) 3periods 16. Construction of dip isogons (practice) 1 period 17. Description of fold systems and folds in

three dimensions (lecture) 2 periods 18. Fold mechanics(lecture) 2 periods 19. Stereogram (1) (lecture) 2 periods

20. Stereogram(2) (practice) 2 periods

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21. Foliation (lecture) 2 periods 22. Lineation and fabric(lecture) 2 periods 23. Observation and description of structural sample(practice) 2 periods 24. Nanwangshan field practice half a day 25. Stress at a point and stress field(lecture) 2 periods 26. Stress acting on a given plane (lecture) 2 periods 27. Stress analysis for the formation of en echelon veins

and for vortex structures(lecture) 2 periods 28. Strain (lecture) 2 periods 29. Pure shear and simple shear, progressive deformation

and finite strain(lecture) 2 periods 30. Shear zone experiment (Tectonic Modeling Lab)(experiment) 2 periods 31. Mechanical behaviors of materials (self-study) 2 periods 32. Tieshan field practice (practice) 2 days 33. Presentation and discussion (practice) 4 periods

五、 教材和参考资料

教材和主要教学参考书

Foundations of Structural Geology,third ed. by R.G.Park,1997

Twiss R.J. and Moores E.M.,2007, Structural Geology, 2nd Ed;Freeman and Company

曾佐勋等主编,构造地质学,中国地质大学出版社,2008

曾佐勋等编著,构造地质学实习指导书,中国地质大学出版社,2008 曾佐勋主编,2005,英汉构造地质学专业词汇,中国地质大学(武汉) 易顺华等,2004,构造地质学CAI课件(英汉对照),中国地质大学(武汉)

本校馆藏参考资料和相关网址

Twiss R.J. and Moores E.M.,2007, Structural Geology, 2nd, Ed: W.H.Freeman and Company.

Lacombe O. et al., 2007, Thrust Belt and Foreland Basins, Ed: Springer. Stuwe K., 2007, Geodynamics of the Lithosphere, 2nd, Ed: Springer.

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Groshong R.H.,Jr.,2006, 3-D Structural Geology, 2nd, Ed: Springer. Lisle,R.J., 1988, Geological Structures and Maps, Ed: Pergamon Press.

Park R.G., 1997, Foundations of Structural Geology, 3rd, Ed: Chapman and Hall. Rowland S.M.et al., 2007,Structural Analysis and Synthesis,3rd, Ed: Blackwell Publishing.

Richard H. Groshong, Jr, 2006, 3-D structural geology:a practical guide to quantitative surface and subsurface map interpretation, Ed: Springer-Verlag.

Cees W. Passchier, Rudolph A. J. Trouw, 2005, Microtectonics, Ed: Springer-Verlag.

Michael A, 2000, Geomorphology and global tectonics, Ed: Summerfield John Wiley & Sons

A. J. Barker, 1998, Introduction to metamorphic textures and microstructures, Ed: Stanley Thornes (Publishers) Ltd.

Richard H. Groshong, 2006, 3-D structural geology:a practical guide to quantitative surface and subsurface map interpretation, Ed: Springer-Verlag

Antonio Ribeiro, 2002, Soft plate and impact tectonics, Ed: Springer-Verlag Davis,G.H. and Reynolds, 1996,Structural Geology of Rocks and Regions, 2nd, Ed: John Wiley & Sons.Inc.

J.G.Ramsay et al., 1983, 1989,2000,The Techniques of Modern Structural Geology (Ⅰ、Ⅱ、III), Ed: Academic Press, London

R.D.Hatcher,1995,Structural Geology, 2nd, Ed: Prentice Hall Inc.

Journal of Structural Geology Tectonics Tectonophysics

朱志澄等,1999,构造地质学,第二版,中国地质大学出版社 徐开礼, 朱志澄主编,1989,构造地质学,地质出版社 徐开礼, 朱志澄主编,1984,构造地质学,地质出版社

巫建华,刘帅编,2008,大地构造学概论与中国大地构造学纲要,地质出版社

张训华等编著,2008,中国海域构造地质学,海洋出版社

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