第二章巖石變形及影響因素

1、第一章第一章 緒緒 論論 思考問題思考問題 1 顯微構(gòu)造定義、研究?jī)?nèi)容顯微構(gòu)造定義、研究?jī)?nèi)容 2怎樣進(jìn)行顯微構(gòu)造研究怎樣進(jìn)行顯微構(gòu)造研究第二章第二章 巖石變形及影響因素巖石變形及影響因素一、巖石礦物變形的基本概念1.彈性變形與塑性變形彈性變形彈性變形巖石在外力作用下發(fā)生變形，當(dāng)外力取消后，便又恢復(fù)到變形前的狀態(tài)。巖石的這種力學(xué)性質(zhì)稱為彈性，這種變形稱彈性變形。這時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變成正比，符合虎克定律： =E式中為應(yīng)力，E為彈性模量（楊氏模量），它的物理意義是代表拉、壓時(shí)，材料對(duì)彈性變 形的抵抗能力，為應(yīng)變值。P點(diǎn)為彈性極限 圖 1-1-8 巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線圖（拉伸） -比例極限；y-彈性極限；屈服極

2、限；B-強(qiáng)度極限 外力繼續(xù)增加，變形繼續(xù)增強(qiáng)，當(dāng)應(yīng)力超過巖石的彈性極限，即使外力去掉后，巖石也不能完全恢復(fù)到原來的形狀，從而使一部分變形保留下來，這種變形稱塑性變形這種變形稱塑性變形（即出現(xiàn)剩余變形或永久變形），巖石的這種性質(zhì)稱為塑性。如圖1-1-8中B點(diǎn)開始，巖石進(jìn)入塑性變形階段，過B點(diǎn)后，曲線顯著彎曲，當(dāng)達(dá)到C點(diǎn)時(shí)曲線很快就變成水平，這就意味著在沒有增加載荷的情況下變形卻顯著地增加，此時(shí)巖石抵抗變形的能力就很弱了，這種現(xiàn)象稱為巖石的屈服，C為屈服點(diǎn)，對(duì)應(yīng)此點(diǎn)的應(yīng)力值，稱為屈服極限。過C點(diǎn)后應(yīng)力緩慢增加，一直到D點(diǎn)，應(yīng)力值增加到最大值。塑性變形一、巖石礦物變形的基本概念2.脆性行為與韌性行為

3、；脆性行為與韌性行為；脆性脆性是指巖石和礦物出是指巖石和礦物出現(xiàn)明顯破裂，在破裂之現(xiàn)明顯破裂，在破裂之前未出現(xiàn)永久變形；前未出現(xiàn)永久變形；韌性韌性是指巖石和礦物在是指巖石和礦物在沒有明顯破裂情況下，沒有明顯破裂情況下，其大小和形狀發(fā)生了顯其大小和形狀發(fā)生了顯著的變化。著的變化。小于小于2%的應(yīng)變量為脆的應(yīng)變量為脆性；在性；在2-8%為脆韌性；為脆韌性；10-3/s),脆性變形、?；瘞r脆性變形、?；瘞r2）中應(yīng)變速率（）中應(yīng)變速率（ 10-4/s 10-9/s)，塑性變形和碎裂變形共存；，塑性變形和碎裂變形共存；3）低應(yīng)變速率（）低應(yīng)變速率（ 10-9/s)明顯發(fā)生了塑性變形，形成了糜棱巖。明顯發(fā)

4、生了塑性變形，形成了糜棱巖。6.巖石的成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造巖石的成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造1）在相同的變形條件下，不同成分的巖石和礦物其變形行為有很大差異。巖石的能干性 Competent 能干的competence能干性 Incompetent不能干的 巖石的相對(duì)易流變性，與巖石變形時(shí)的粘度有關(guān)。強(qiáng)硬材料比軟弱材料的剛性強(qiáng)，粘度大，不易流動(dòng)或容易破碎。 劈理的折射劈理的折射 劈理從一個(gè)層到另一個(gè)層的方位改變的現(xiàn)象稱為劈理從一個(gè)層到另一個(gè)層的方位改變的現(xiàn)象稱為劈理折射；反映了變形強(qiáng)度的差異。劈理折射；反映了變形強(qiáng)度的差異。 劈理平行于XY面，在變形巖層中劈理的方向的變化反映巖石的能干性。 劈理的發(fā)育強(qiáng)度與X/Z

5、成正比。劈理的密度：條/cm劈理平行礫石的壓扁面劈理折射大連金石灘灰?guī)r與頁巖互層中的劈理折射砂泥質(zhì)巖石中的劈理折射京西大灰廠灰?guī)r和白云巖中的劈理折射房山孤山口白云巖和鈣質(zhì)千枚巖中的褶皺和劈理折射大連金石灘褶皺與劈理型式 香腸構(gòu)造：石香腸斷面的形態(tài)與巖石的能干性差異： 矩形菱形藕結(jié)形腫縮構(gòu)造北京西山奧陶紀(jì)灰?guī)r夾白云巖中的矩形石香腸云蒙山眼球狀片麻巖中偉晶巖的菱形石香腸灰?guī)r夾白云巖的褶皺和香腸恒山片麻巖中角閃巖的透鏡狀香腸構(gòu)造大別長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖中輝長(zhǎng)巖的石香腸褶皺構(gòu)造：褶皺的初始波長(zhǎng)與巖石的粘度比 尖圓褶皺的形態(tài)與韌性差2）具有相同化學(xué)成分和礦物成分巖石的結(jié)構(gòu)不同，其變形方）具有相同化學(xué)成分和礦物成分巖石的結(jié)構(gòu)不同，其變形方式也不同。式也不同。粒度可以導(dǎo)致礦物和巖石的變形機(jī)制的不同：對(duì)花崗巖變形實(shí)驗(yàn)表明，粒度在1050m樣品中長(zhǎng)石變形以位錯(cuò)蠕變?yōu)橹?，?dāng)粒度減至210m時(shí)，長(zhǎng)石變形轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒邊界擴(kuò)散蠕變?yōu)橹鳌?）巖石中的礦物組成、粒度、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等因素決定了巖石的能干性的差異，進(jìn)而影響了巖石固態(tài)流變的形態(tài)、樣式、變形機(jī)制不同。白云巖-長(zhǎng)石砂巖-石英砂巖-巖屑砂巖-粗?；?guī)r-細(xì)粒灰?guī)r-粉砂巖-頁巖-巖鹽基性巖-粗?；◢弾r和花崗片麻巖-細(xì)?；◢弾r-云母片麻巖-石英巖-大理巖-片巖第二章 巖石變形及影響因素思考問題一、回答下列基本概念：一、回答下列基本概念：