构造地质学讲5应变分析

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1、第四章构造研究中的应变分析基础第5讲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。位移的基本方式：平移、旋转、体变和形变应变（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。线应变

2、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。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：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）185mme=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％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

3、应变（Ψ）或简称角剪应变，其正切称为剪应变（γ）：γ=tgΨ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。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。均匀应变类型1.轴对称伸展（axiallysymmetricextension）2.轴对称缩短（axiallysymmetricshortening）3.平面应变（planestrain）4.一般应变（generalstrain）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

4、了曲线或折线，平行线变形后不再保持平行。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（Strainellipsoid）。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。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）均匀应变的图解法1935年Zings首次提出一种图解，1962

5、年,Flinn把它应用于构造地质学，又称为弗林图解（Flinndiagram）。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

6、定应变主轴的方向。测量磨制定向薄片，每标本切制三片，代表xy、yz、xz三个主应变面。三个薄片一组，利用显微镜横丝刻度测量出石英矿物颗粒的长短轴，每薄片测量45～50颗粒，记录数据。处理数据采集完毕后，使用Robin法对数据进行处理，分别计算出Rsxz、Rsyz、Rsxy。以LnRsxy为纵坐标，LnRsyz为横坐标，投图，将各样品应变主轴方位赤平投影。双河岩体三维应变测量显微照片（视域直径5mm）sh－12xy面（左上）xz面（左下）yz面（右上）2、测量结果样品xyyzxzKX轴产状Y轴产状Z轴产状SH-081.251.561.800.5095∠20

7、212∠17285∠71SH-091.311.511.800.46263∠28190∠1498∠62SH-101.141.901.980.20129∠33213∠2326∠52SH-111.231.852.080.28149∠3049∠2321∠59SH-121.172.022.130.22269∠42185∠4495∠54SH-161.301.691.990.50135∠40225∠18331∠52SH-171.201.631.770.37134∠25228∠12338∠52SH-181.221.812.180.26217∠13124∠3023∠64S

8、H-191.061.461.690.11237∠70111∠2735∠22SH-