構(gòu)造地質(zhì)學(xué)社會實踐報告
一、實習(xí)主題：
通過模擬地質(zhì)學(xué)動力過程，分別觀察在張應(yīng)力條件和壓應(yīng)力條件下，塑性層發(fā)生的一系列變形及斷裂，并描述。
二、相關(guān)知識：
1. 從褶皺的變形行為上來看，當(dāng)受褶皺的層狀巖系各層之間的韌性差比較顯著時，力學(xué)性質(zhì)和層理積極控制褶皺的發(fā)育。通常形成與地殼中的中淺構(gòu)造層次。在地殼的下層次，由于溫度和圍壓的升高，各巖層均顯現(xiàn)出較大的韌性。如果韌性差趨于均一，層理在褶皺變形中不再具有力學(xué)性質(zhì)不均一，只是被動的作為變形的標(biāo)志。它往往是由沿平面剪切面的不均勻剪切而形成。當(dāng)然，當(dāng)壓應(yīng)力超過一定限度時，巖層便會由褶皺沿著剪節(jié)理和張節(jié)理縫斷裂形成斷層。
三、實驗現(xiàn)象：
1. 壓應(yīng)力試驗：起始巖層單層層厚為2cm,長為30cm，試驗用相同的三層。在層最上邊面，和側(cè)面上有圓形的印痕，直徑為3.2cm，用于模擬受擠壓時地層內(nèi)部應(yīng)變情況。(1)當(dāng)長度被壓縮至28cm時，局部有開始隆起，具體隆起情況為：上兩層上拱，與最下一層開始分離，此時，層總高7.5cm。具體的印痕變形：長軸3.4cm，短軸2.8cm。(2)繼續(xù)壓縮，當(dāng)長度被壓縮至25cm時，隆起十分顯著，上層與下層出現(xiàn)了約為4cm寬的`空隙。此時的總層厚為：11cm。圓形變?yōu)殚L3.7cm，短軸：2.7cm。在每層間可見細(xì)微的剪節(jié)理縫，但數(shù)量不多，粘土層的中部明顯有增厚。(3)當(dāng)長度持續(xù)變形至21cm時，隆起部分出現(xiàn)斷裂，，圓長短軸也不再變化，在拉長處斷裂，斷口參差不齊，主要從中間向兩側(cè)斷開。
2. 張應(yīng)力實驗現(xiàn)象：起始層面厚度均一，均勻覆蓋在主軸上，中間及兩側(cè)均有圓形印痕用于觀察層面的變形，直徑為3.2cm。側(cè)邊有刻度尺，用于直觀讀出相對移動的距離。起始長度：7.4cm。(1)側(cè)邊刻度尺讀數(shù)為：6.7cm時，中間圓開始變形，長軸3.4，短軸2.9，兩側(cè)變化不顯著。整體幾乎沒有變化。(2)當(dāng)讀數(shù)為：6.5cm時，開始出現(xiàn)剪裂隙，主要是沿著運動主軸方向，此時橢圓長軸3.5cm，短軸：3.0cm。(3)當(dāng)讀書為6.4cm時，裂隙有隆起，局部受壓，出現(xiàn)右行的張節(jié)理，與接觸線交角約為45度，方向沿主軸方向。(4)當(dāng)讀數(shù)為6.1cm時，完全被拉斷，出現(xiàn)鋸齒狀斷口，裂口寬0.2cm，斷口裂隙處有很明顯的突起，任然是沿著主軸方向斷開，且在主軸兩側(cè)也有裂縫，兩側(cè)圓變形程度較大。
四、現(xiàn)象分析：
在粘土的剪切試驗中，黏土飽含水而顯脆性，沿運動方向接觸線上出現(xiàn)張節(jié)理，且為雁列式張節(jié)理近45度交角，隨變形繼續(xù)，張節(jié)理發(fā)生旋轉(zhuǎn)與剪節(jié)理交角變大。隨著拉應(yīng)力逐漸增大，沿主拉伸軸向兩側(cè)，發(fā)生一系列的遞進(jìn)變形。進(jìn)而導(dǎo)致層面的完全裂開。，
在粘土層壓應(yīng)力試驗中：當(dāng)受到兩側(cè)的擠壓力時，褶皺內(nèi)部各部分應(yīng)變特征取決于巖層的彎曲方式以及形變過程中壓扁作用的影響，層的彎曲必然導(dǎo)致層內(nèi)個部分質(zhì)點的相對變位，也就是使得圓印痕拉伸呈橢圓。但是在試驗中可以發(fā)現(xiàn)變形時，兩側(cè)的變形程度較大，但中間變形不明顯，這應(yīng)該是中和面褶皺作用。由課本上內(nèi)容可知：在外側(cè)未張裂時，內(nèi)側(cè)同時受到擠壓，中和面會向內(nèi)遷移，內(nèi)側(cè)受壓嚴(yán)重，外側(cè)出現(xiàn)張裂時，中和面向外遷移。直至內(nèi)外側(cè)都發(fā)生斷裂時中和面才不動。
五、實驗總結(jié)：
通過這次實習(xí)，學(xué)會地質(zhì)學(xué)的另一種重要研究方法：即通過實驗室的相似環(huán)境模擬出各種地質(zhì)過程，以便于研究各種長期極其復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造作用，以及直觀的描述和分析地質(zhì)力學(xué)過程。通過粘土層來模擬地層在不同應(yīng)力條件下的變形程度、變形過程，對地層的分析，對各種地質(zhì)現(xiàn)象的解釋和總結(jié)地質(zhì)動力條件有突出的作用。
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