构造地质学汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇构造地质学范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）02-0014-02

“构造地质学”是地质学的三大支柱学科之一，主要研究地壳或岩石圈的地质构造，包括由内力作用所形成的褶皱、断层、节理等各种地质构造的形态、产状、规模、形成条件、成因机制、分布规律和演化历史等[1]，是资源勘查工程专业的一门非常重要的专业基础课程，也是石油地质学研究的重要支柱。对于中国石油大学（北京）资源勘查工程专业学生而言，在掌握构造地质学理论知识体系的同时，还必须补充石油勘探构造知识，才能更符合专业的从业要求。本文通过对中国石油大学（北京）“构造地质学”教学现状的分析及笔者多年的教学科研体会，提出了关于进一步提高“构造地质学”教学质量与效果的改革方法与建议。

一、“构造地质学”教学现状

“构造地质学”是中国石油大学（北京）资源勘查工程专业的主干专业必修课程，在资源勘查工程专业培养计划中占有重要地位，与油气勘探实践的联系也非常紧密。该课程授课总学时为64学时，其中理论教学和实习课各占32学时，是典型的课堂理论教学与实践教学相结合的理论与实践并重课程。中国石油大学（北京）“构造地质学”教研组的教师经过多年的积累与探索，已经形成了较为成熟的教学方法和教学模式，但从近几年的教学效果以及学生反馈信息来看，“构造地质学”课程在教学内容和教学手段等方面还存在有待进一步改进的地方，主要表现在以下几个方面。

（一）教学内容单一，行业特色不足

传统的“构造地质学”教学内容以露头构造地质研究为主，而石油勘探构造分析方面的内容相对比较匮乏。对于资源勘查工程专业学生而言，毕业后从事的工作基本都与石油勘探行业密切相关。因此，在教学内容安排上，要尽量做到构造地质学基础理论知识与石油勘探构造分析相结合，对学生专业培养具有更加重要的现实意义。

（二）教学手段与方法陈旧，学生理解知识困难

“构造地质学”课程具有如下特点：（1）涵盖内容广;（2）空间思维要求高;（3）逻辑性强;（4）实践动手能力强;（5）应用性强。其部分课程内容过于抽象，要求学生具有较强的理解能力和三维空间想象能力。因此，学习该课程对学生的数学、力学基础要求较高。而传统教学过程中以“灌输式”教学为主，使学生感到该门课程内容晦涩难懂，产生了畏难情绪，学习动力不足，影响了教学效果。在这种情况下，只有任课教师改进教学方法，生动教学内容，帮助学生建立空间概念，才能激发学生的学习兴趣，帮助学生更好地理解掌握知识。

（三）实习与实践偏于课堂理论

“构造地质学”是地质学领域里的“上层建筑”，同时也是实践性很强的一门学科[2-4]。研究地质构造一般首先要通过精细的观察，进而上升到感性认识，然后通过综合分析、归纳，最终得出理性认识。以往实习、实践环节多以理论为主，例如计算某一个地区的应力大小来推测出应变大小，基本是拿自己的计算结果与前人资料相对比，如果计算结果不一致或相差较大，则需重做。这样的教学方式不够形象直观，也不符合创新型人才培养理念。因此，改变实习实践环节教学方式，增加学生动手实践的机会，对加强学生对知识的理解和培养创新型人才非常有意义。

（四）考评体系有待完善

目前学校“构造地质学”在学生成绩评价体系方面，期末笔试成绩占80%―90%，比例过高，导致部分学生平时不努力学习，但通过几天的考前突击也能得高分。这样的评价方式无法真正体现学生对知识的掌握水平，也不利于激发学生过程学习的积极性。因此完善学生成绩评价体系，加大过程学习的评价力度，既能客观科学评价学生知识掌握程度，也更有利于调动学生学习的积极性与主动性。

二、“构造地质学”教学改革的策略

结合“构造地质学”的课程特点及其在教学过程中存在的上述问题，笔者根据多年的教学科研经验，针对中国石油大学（北京）资源勘查工程专业学生的就业要求和职业发展特点，积极思考和探索，对该课程的教学提出如下改革建议。

（一）兼顾石油勘探行业特点，充实教学内容

资源勘查工程专业学生在毕业后大部分都会从事与石油勘探领域相关的职业或继续深造。因此，要求任课教师在保持“构造地质学”知识体系的系统性和完整性的前提下，尽量补充一些石油勘探构造分析方面的知识和内容，尤其要引入教师自己的一些重要科研成果。同时，教学过程中还应该参考一些国外教材中的相关教学内容，紧跟国际发展前沿。这样既可以帮助学生学习掌握含油气盆地地下构造的研究内容和研究方法，又可以加深学生对“构造地质学”理论知识在石油勘探过程中实际应用的了解，有利于激发学生的学习兴趣，同时也可为学生下一步的专业学习打好基础。

（二）改进教学手段与方法，丰富教学形式

根据“构造地质学”的特点，针对课堂理论教学、实习课教学和课外学习等不同阶段，采取分层次、多元化教学方式。

1.丰富理论教学形式。课堂理论教学充分利用实物模型、野外彩色照片、模拟动画讲解。它们具有形象、直观、信息量大、表现手法灵活等优点，能够引起学生的学习兴趣，对学生空间思维能力的培养也有很大帮助。对于学生理解较难的力学分析内容，则以板书推理为主，并结合使用模拟动画进行讲解，在教师与学生之间形成互动，便于学生主动思考。在平时教学过程中充分与学生接触和交流，听取他们对讲课内容、手段和方法等的意见，及时调整教学方式方法。

2.创新实习模式。实习课主要采取“教师教学为辅，学生动手为主”的教学模式，并多引入与石油勘探构造相关的实例。教师就主要基本原理和操作方法要点进行讲解和引导性的解答，引导学生独立思考。学生则独立完成各项实习内容要求，锻炼通过动手实践解决实际地质问题的能力。

3.改变课外教学方法。课外学习采取分组讨论和交流的研讨式教学方法。教师布置课外实习题目，让学生自由分组，分工合作，针对自己感兴趣的某个主题收集相关资料，并制作成PPT，然后在课堂上以小组为单位进行讲解，并由教师和其他学生对其进行点评。这样既调动了学生学习的主动性和积极性，也锻炼了学生的演讲和交流能力，同时还培养了学生的团队合作能力和创新意识。

（三）理论联系实际，加强实践教学

“构造地质学”是一门理论性与实践性都很强的课程。在中国石油大学（北京）资源勘查工程专业，“构造地质学”是学生二年级开设的专业基础课程。在学习该课程前，学生已经通过“普通地质学”、“造岩矿物学”和“普通地质实习”等课程的学习，对地质构造有了初步认识和了解。但实际的地质构造常常复杂多样，因此在授课期间适当安排1―2次野外实习，让学生在野外亲自观察典型的构造实例，既能加深学生对“构造地质学”课堂理论知识的理解，也可为大学二年级短学期的 “综合地质实习”课程抛砖引玉，教学效果会更好。

（四）完善成绩评价体系

“构造地质学”过去的考核方式以期末考核为主，平时成绩一般只占10%―20%。这样的成绩评定方式导致部分学生平时学习积极性不高，常常以考前突击应对考试。这样既不能全面考查学生的学习效果，也不利于学生对知识的真正理解和掌握。因此笔者尝试课程考核采用过程考核方式，学生的最终课程成绩由平时出勤、课堂讨论、期末讨论、笔试成绩及课内实习等环节各按一定的比例组成。这样既可以全面评价学生的学习状态，又调动了学生过程学习的积极性和主动性，同时也有利于帮助学生掌握课程内容，有助于提升课程的学习效果。

“构造地质学”在中国石油大学（北京）资源勘查工程专业的培养计划中占有极其重要的地位，学生是否能够理解并真正掌握“构造地质学”的基础理论知识，是否能够利用所学的理论知识解决实际问题，不仅对以后的专业课学习和继续深造具有重要意义，对未来的职业发展也有很大帮助。做好“构造地质学”课程的教学工作，既可以激发学生的专业兴趣和求知欲望，又能够帮助学生做好专业知识储备。

参考文献：

[1]孙永河，刘玉敏，付晓飞等.关于“构造地质学”课程的教

学现状与思考[J].价值工程，2012，（5）.

[2]邢矿，孙常新.“构造地质学”教学实践及改革――面向

地质工程专业[J].中国科教创新导刊，2011，（14）.

[3]罗金海，于在平，周鼎武.理论联系实际，深化“构造地质

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在区域地壳稳定性评价中的应用近年来，根据现代构造地质学研究中的大陆动力学理论和岩石断裂力学理论，一些学者提出了区域稳定性动力学理论。区域稳定性动力学理论在区域稳定性评价过程中，能够使大陆地壳动力学过程、构造和地震活动性与岩土体的工程地质条件得到有机统一，最终实现大到区域地壳、小到场地地基的稳定性合理评价。区域深层地壳的稳定性决定于地壳深部的变异层带的性质特征，按结构和流变性特征，大陆岩石圈分为四套动力学子系统［1］。第一套动力学子系统是在上地幔顶部流变层。上地幔顶部的软流圈和低速高导层之间夹着较硬的层位，在全球构造应力的作用下，软层通过流动作用使硬层发生变形，在这个过程中能产生热效应和力学效应，从而引发地壳各圈层间的拆离、剪切、增温、加厚或减薄，从而导致岩浆作用和构造作用的发生。第二套动力学子系统是在壳幔过渡流变层。地壳和地幔沿该壳幔过渡流变带容易发生较大尺度的水平位移，从而造成大规模的造山带挤压碰撞和逆冲叠覆及裂陷区的地壳减薄伸展。第三套动力学子系统在地壳软弱层。大陆地壳按流变性、能干性、持力性等可以分为软弱层和持力层两大类，其中软弱层自上而下还可以分为沉积盖层与浅变质层间的拆离面、上地壳浅变质岩层与深变质基底间的拆离面、上地壳10km处的低速高导层、中地壳25~30km处的低速高导层等。这些软弱层面构成了地壳内大尺度的水平滑脱层，常常作为造山带的逆冲推覆、伸展垮塌、拆沉作用、变质核杂岩的拆离出露边界，在拉张区中，也常常作为伸展成盆地迁移和滑动边界。第四套动力学子系统在地壳持力层。地壳持力层在横向上多被断裂所切割，其与软弱层交界处形成脆韧性过渡带，该过渡带地震易发；而孕震条件及机理决定于持力层与软弱层之间形成的动力学作用耦合关系和活动协调性。

在大型工程场地选址中的应用大型工程场地一般都位于造山带、盆地构造、盆岭构造这三类构造区带上，它们是由于近地表上地壳的挤压推覆、扩张伸展和剪切走滑的构造变形作用所形成的［2］。造山带一般都作为重大能源工程场地选址区域，资源开发、灾害防治和环境保护等工程的进行决定于造山带的结构、演化和动力学特征。根据造山带的形成机制，其可以分为逆冲推覆型、伸展型和走滑型三大类。其中，逆冲推覆构造中形成的前锋带、冲起块体和飞来峰等构造，它们的变形最强烈，形成的断裂最密集，节理最发育，岩体最破碎；伸展构造的滑覆体前缘和滑来峰的稳定性较差。在进行工程选址时，应尽量避开这些构造不稳定地区。盆地是人类主要聚居区，故其选址更为的重要，在一些大型水利工程或者地震灾后重建的居民选址工作中，比如三峡移民工程、汶川大地震中灾后重建工程、以及舟曲重大泥石流灾后的重建工程等等，需要特别注意盆地中的不稳定区域、隐伏的活动性断裂等。按成因可将盆地分为压陷盆地、走滑盆地、伸展盆地。其中压陷盆地较为稳定，除了邻近造山带一侧活动性较强；受地壳剪切走滑的影响，走滑盆地活动性较强，一般较不稳定；伸展盆地由于盆地中心地壳减薄、浅层破裂较发育，而盆地边缘则受边界活断层的影响大，所以伸展盆地的中心和边缘稳定性最差。还有，盆地的上下不一致常常导致其转换处发生地震；盆地内部的隐伏断裂常常导致地表发生地裂缝，直接威胁工程建筑的安全稳定，比如大同地裂缝的形成，是由于新生代以来，同盆地受来自青藏高原和太平洋方向的侧向挤压，而导致右旋剪切拉张以及地幔上隆，区内地壳减薄，基底地壳断裂发展到上地幔，再伴随着断陷作用而发生地震和地裂缝。盆岭构造是大陆浅层构造中的重要类型，其由正断层形成地堑、地垒、掀斜和犁式断层等组成，其中隆起区为稳定区，沉降区为非稳定区。

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《构造地质学》是地质学相关专业的专业基础课，它由理论课、实验课和野外实习三个环节组成，是理论性和实践性均很强的一门课程。教学计划的安排和教学工作的开展均应体现这一课程的特点。

随着高校教学计划的调整，尤其是学时数的变化，高校的教学安排应相应改变，而我校在此门课程的教学计划中没有合理安排理论课、实验课和野外实习三个环节的教学时间。首先没有明确实验环节教学时间。《构造地质学》的实践性很强，没有实验环节支撑，同学们很难真正理解与掌握其中的理论知识，并将基础理论应用到实践中。理论课教学时间总共48学时，从中分配多少时间用于实验课完全由任课老师自己安排，这造成不同的老师授课内容量上存在差异。若任课老师自己安排其它时间用于实验课，那教室和机房资源利用以及学生时间安排也是个问题。其次，野外实习环节一般安排在学期末6月底或7月初，这个季节一般天气较热，野外地质填图相对辛苦，影响了实习效果。此外学期末一般是考试周，不少同学因准备期末考试而对野外实习重视不够。而且学期末与理论课时间间隔较长，学生不能及时将学习到的理论知识有效地应用到实践中，从而很好地理解学到的书本知识，这影响了的学习效果和教学质量。

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一、概述

地球科学与能源、资源、环境、气候、地质灾害的预测与防治等学科是紧密相连，而这些学科都是与国计民生息息相关的。地球为人类的生存提供了丰富的物质基础，是人类赖以生存的家园。地球科学就是要发现并有效的利用这个物质基础，更好的为人类的发展服务。地球上已探明的各种矿产资源与能源储量相当丰富，但在合理开采利用方面还做得很不够，过度开采，破坏环境等问题非常突出。为了人类长远的发展，在合理利用地球现有能源和资源的同时还应积极开发新型可再生能源，同时实现资源的可持续利用。

21世纪以来，国内外关于自然灾害和地质灾害问题的研究越来越重视，特别是重大突发地质灾害（滑坡、泥石流）研究成为目前的热点领域，在地质灾害预测预报、监测预警、风险评估、灾害防治和应急救灾等方面取得明显进展。但是我们必须意识到，地质灾害的发生、发展和演化趋势与岩石圈、生物圈、水圈、大气圈、人类甚至宇宙密不可分，构成了地质灾害系统，它是一个具有众多因素且规模巨大多层次结构、多子系统、多重时间标度、多种控制参量和多样的作用过程，这就决定其是一个动态发展的、非线性的、开放的灾害系统，同时也是具有不确定性和社会经济性等特征的复杂系统。因此，要重视对灾害发生机理及其区域性规律的认识， 充分利用计算机技术和现代信息技术，如GIS 技术等。我国地质灾害研究任重而道远，需要我们共同的努力，使我国地质灾害研究向着法制化、科学化方向前进。

二、构造地质学在地质学研究中的地位和作用

构造地质学是地质学分支学科之一，主要研究组成岩石圈的各种地质体的构造现象、组合型式及其形成和发育规律。一般根据其研究对象和研究内容的差异，将构造地质学区分为狭义构造地质学和广义构造地质学。前者主要是对小区域或中、小尺度地质体的各种构造变形、变位现象，如褶皱、断裂、面理、线理等构造现象进行识别、描述和成因分析。具体研究内容包括：各种构造的几何学形态、产状、规模、组合及其空间关系和发展过程；各种构造的发生条件和形成机制；并进而探讨产生这些构造的构造运动方向、方式、强度和动力学过程。而广义构造地质学的研究对象大到岩石圈的结构及地壳的巨大单元，如岩石圈板块、大陆和大洋、山脉和盆地等的形成和发展；小到岩石内部组构的细微变化，乃至矿物晶格位错，几乎涉及从10-8-108cm不同空间尺度的构造现象。

构造与气候及地表过程的相互作用。关键的问题有：①构造与剥蚀-沉积的关系；②构造地貌和气候的相互作用；③如何从地貌与沉积中定量分离气候与构造信息；④气候与构造耦合的时间尺度、耦合的门限值；⑤不同时间尺度内的地貌动态定量重建。

构造地质学新理论和新技术方法在矿产资源、工程建设、自然灾害的预测预报，环境保护等领域的应用继续取得进展，对国民经济发展和其他学科的推动作用更加明显。在“十一五期间实施的“全国媒体资源潜力评价”项目中，以板块构造和地球动力学为指导，深入开展构造控煤作用的研究。合大地构造单元和赋煤单元特征，划分了全国赋煤构造单元；建立了控煤构造样式分类系统，对找煤预测和煤炭资源开发起到重要指导作用。

三、 地球科学发展方向

今后，地球科学还将有很大的发展。关于地球科学的发展方向，温总理将其概括为六点：“第一，地球、环境与人类的关系。如果再大一点，还应该包括天体。第二，地质构造，特别是板块运动给地壳带来的变化。第三，矿产资源和能源，尤其要重视新的实践与理论。地质科学要同经济、社会、环境紧密结合，主要表现在合理开发、利用、保护和节约资源，实现资源的永续利用。有两件事情可能大家注意到了：一是我国地质工作者最近在内蒙古煤田勘探中发现铀矿与煤共生。煤层里经常含有铀、钍、锗、镓、铟这类稀有和放射性元素，但是煤层中的大型铀矿还很少发现。二是页岩气的发现和开发。应该说我们在这方面起步晚了一点，在开发实践上落后了一些。有人说，页岩气的开发与利用可能改变世界能源格局。美国页岩气开采已经到了实用地步。一些天然气很丰富的国家由此感到忧虑。我们国家具备页岩气的储存和开发条件，但是它的开采技术以及对环境的影响、管道输送的要求是很高的。在矿产和能源开发利用的理论和实践上，不要局限于书本，而要不断地探索新的实践和理论。第四，地质灾害与防治。这已经成为涉及人民利益的重大问题。从汶川大地震到舟曲泥石流，无一不与地质灾害有关。但是有效的预报、预防和治理，我们还差很多。在指挥汶川地震抢险的过程中，我对此深有体会。在舟曲发生泥石流以后，我又认识到，从甘肃到四川直至云南，这一带由于地质构造等原因造成岩石的崩塌，再加上多年的冲积物堆积，有许多冲沟都有突发泥石流的危险，必须提早预报、提早防治。第五，现代科学在地质学的应用。从大的方面讲，地质学的综合性主要表现在地质学与地球物理、地球化学等的结合，地质勘查工作运用遥感、测试、钻探、掘进等技术手段。现在看来不够了，它要涉及天体、地球、环境、生物的变化和相互作用以及信息、航天、海洋、生命等现代科学技术的应用。第六，地质科学要开发新的领域。过去讲微观，小到原子、分子，现在不够了，要研究粒子。过去讲宏观是由地壳到地球深部，现在也不够了，宏观要研究天体，大到宇宙。过去讲古生物只研究环境对生物的影响，现在还要研究生物对环境的影响。人、环境、地球、天体构成一个整体。因此，地质学专业要开一些新的学科，比如气候学，特别是古气候学。” 随着时代的进步，地球科学将逐渐趋于完善。彼时，人与自然和谐共处，人类文明在地球上开出灿烂的花朵。

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由于这门课程具有较强的理论性与实践性，是一门比较抽象的基础理论课程。[2]为提高这门课程的学习效果，激发学生学习兴趣，使该门课程达到工程教育认证的标准，笔者对《构造地质学》课程教学进行了系统分析，对课程教学改革进行了系统的分析。

一、《构造地质学》课程教学的现状以及存在的问题

1.学生对课程性质认识不清。学生对于数学、英语等基础课相对比较熟悉而对专业课比较陌生，对自己将要从事专业的认识也十分模糊。尤其在课程学习中，各个课程的任课教师往往片面强调自己承担课程的重要性，使得学生在学习上存在认识上的误区，把该课程的重要性与其他非核心课程等同对待，使得学生的学习动力不足，影响学习质量和教学效果。

2.教学内容及教学方式与工程教育认证标准不一致。与工程教育认证目标要求相比，我校以往《构造地质学》各部分的教学内容、教学方式及考核方式上不够具体，在目标达成度评价时指标点拆分上，部分指标点的支撑难以在教学过程中体现出来，难以量化的问题较为严重。

3.理论知识与实践环节脱节。构造地质学的理论性、实践性都很强，它整个课程体系由理论课、实验课及野外实践三个环节构成。而调研发现，我校在构造地质学的教学安排中这三个环节的教学时间及先修后续等方面存在一定的问题，使得理论课与实验课、实践课在时间衔接上存在漏洞，学生的学习效果和教学质量受到一定程度的影响。

二、《构造地质学》课程教学的改革设想

以工程教育认证要求为目标，把地质思维能力、处理复杂地质问题能力的培养作为《构造地质学》课程教学的目的和实验教学的指引方向。在进行课程有体系教学的基础上，结合我校实际情况，拟从以下方面开展教学改革。

（一）优化教学内容和教学环节

1.树立核心课程意识。从大一开始，引导学生树立《构造地质学》的三大专业课的支柱地位。提出重要性的同时，循序渐进地启发学生的积极性和兴趣与好奇心，做到开端就抓住学生的注意力，使学生注重之后的理论教学与实践教学。

2.理论教学环节。在理论教学环节，主要从以下两个方面开展教学改革。第一，对于地层产状及接触关系、褶皱、节理、断层等核心内容，适当地增加学时强化讲解，重点简洁明了地讲解力各种基本理论、研究方法和应用，尽可能多的在理论学习过程中展示各种实际野外图片、仿真模型及实物模型等，让学生在掌握基本理论的同时，对各种构造作用有一个直观的认识。第二是，对于与本科生工程实践能力培养联系不紧密的内容，比如大地构造学派、槽台学说等内容在课时上予以适当压缩。通过对核心内容的调整和强化讲解，学生可全面巩固构造地质学教学内容，增强对各种具体地质现象的现实认识，提高了学生分析和解决复杂构造地质问题的能力。

3.实验实践教学环节。在实验实践教学环节，主要从以下三个方面开展教学改革。第一，在实验教学中，首先要课前让学生预习相关的理论教学的原理及演化过程，为实验教学开展做好充分准备，预习情况计入实验成绩，作为课程成绩的组成部分；第二，在课程作业环节，在教学过程中布置综合读图分析及小论文，以3～5人为小组，课程结束后一周之内完成并上交；第三，在教学过程中，结合学校本地周边环境及地质条件，利用周末时间组织一些典型构造剖面的课间实践教学，以使得学生的理论与野外实际及时结合。

（二）改进教学方式和方法

1.注重启发式教学，在讲解一个知识点前，进行原理启发，留下学生思考的空间，并在下次理论教学课上，进行讨论，使学生有一个先行的模式，不正确还可以进行修正，加深记忆。

2.利用一些现今地质模拟软件，给学生展示一些简单模型，演化，受力分析等技巧，使学生可以在课余时间自行学习创新。

3.在实验教学中，注重学生分析及合理演化能力的培养，在具有启发性的问题中，发现优秀学生，分别带领实验小组，课堂上，可以有效指导实验进行方向，课下可以随时探讨课后习题。

4.在完成一个章节教学后，可以选择实际地质区块，给予学生小组一些地质资料，让其完成一个构造演化，或受力分析，或形态分析的报告，随后对全班同学进行演示，作为平时成绩的一部分。

（三）完善考核和考评方式

组织好课程考试不但能够检查出学生的学习成绩，反映出课程教学效果，而且也能激励学生勤奋学习，从而实现教学目的。现有《构造地质学》课程主要由平时成绩（15%）、实验成绩（15%）和期末成绩（70%）三部分组成，平时成绩主要看学生的考勤、作业等情况，实验成绩主要看学生实验报告情况。结合课程教学现状，成绩考核方面主要从以下几个环节进行：

1.平时成绩方面。除了常规的考勤、作业等情况，增加课间实习、课程小论文等环节考核，并适当的将平时成绩所占总成绩的比例提高。

2.实验成绩方面。取消以往单看实验报告给成绩的思路，重点根据试验过程给分，包括实验预习情况、实验流程规范情况、实验报告质量情况等，每项分数均予以量化。

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中图分类号：G712 文献标识码：B

长期以来，构造地质作为一门专业理论课，由于抽象难以理解，是水文与工程地质专业最难的课程之一。本文应用翻转课堂教学模式对构造地质课程重新进行教学设计，尝试用这种崭新的、广受欢迎的教学模式来提高构造地质课程的教学效果。

一、构造地质翻转课堂设计

1.教学内容设计

进行翻转课堂教学内容设计时要充分考虑到如何激发学习者的学习兴趣，并维持学习者的注意力，笔者结合实践总结出以下几点：①注重教学内容的关联性。②使用“微课程”，即长度不超过 10 分钟的教学视频。比如，在设计“断层”这部分教学内容时，可以利用断层运动、破坏过程及造成的影响等相关教学视频，加上教师讲解断层概念、断层要素、破坏结果及与我们生活有什么关系，吸引学生的注意力；学生课下看完教学视频后，在课堂上重点让学生对断层对工程的危害、怎么识别野外断层、如何处理其对工程的危害进行激烈的辩论和讨论，加深学生对断层的认识。

2.教学视频的开发

构造地质课程主要采用软件Camtasia

Studio8.4制作翻转课堂视频。笔者认为视频制作软件录制时采用第一人称录制视频更合适，为学习者创造出一种教师在旁边的参与感。视频制作工具能满足构造地质教学知识点灵活呈现的要求，还能有效地激发学生的学习热情，让课下学习真正实现，而且软件开发教学视频速度快、成本低且易于使用。视频制作软件Camtasia Studio8.4基本可以满足构造地质翻转课堂的教学需求。

二、构造地质翻转课堂的应用

1.课下部分――教学视频与课程管理平台

对于构造地质翻转课堂而言，网络上未发现适用的教学视频。因此，自行制作教学视频是构造地质翻转课堂首先要解决的问题。构造地质课程翻转课堂视频主要是通过软件Camtasia Studio8.4制作的，翻转课堂教学视频制作成本小，而课程管理平台则使用学院提供的课程中心平台，节省了另外建设课程管理平台的成本。

2.课上部分――PBL与协作学习

在构造地质翻转课堂教学中，产生于教育领域的PBL（基于问题的教学）以及基于建构主义教学理论的协作学习等都是非常有效的，可以根据这些教学理论组织教学活动。PBL是在教学过程中，教师设置复杂且有意义的问题情境中，引导学生以解决问题为目标，在强烈的好奇心的驱使下，通过对学习资源的积极主动应用，采用合作的方式来解决真实问题。协作学习则是指多个学习者利用学习资源，在轻松亲切的气氛下，结成学习伙伴，形成团体意识，共同学习和互助学习。

3.考核部分――定量与定性相结合

笔者认为，构造地质翻转课堂教学的考核仍以小组综合报告考核方式为主，同时加入个人平时表现，包括课程管理平台上记录的教学视频及测试题目完成情况、课上主题活动参与情况等。因此，其考核成绩主要由四个部分组成：一是学生课下学习的积极性与完成情况，可利用课程管理平台的跟踪统计功能获取相关数据，包括学生观看视频课件后的提问数量等；二是学生在主题活动中表现的活跃程度，包括是否积极提问、与同伴交流等方面；三是主题活动课件展示过程中的学生表现，根据每次课上成果汇报中小组成员的表现记录来考核；四是小组的综合报告，视小组成员分工及贡献大小给予不同评价。

三、结论

经过教学实践，将翻转课堂应用于构造地质教学中，不仅可以激发学生的学习积极性，而且可以提高学习效率，还能够针对学生不同的学习水平实现个性化学习，最重要的是可以把构造地质的三维想象通过动画展示出来。翻转课堂是一种很好的教学模式，对专业课教学很有帮助。

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注重实验，改变传统实验模式

构造地质学是一门实践性很强的学科，近1/3的学时都是在实验室完成的。因此，实验室的教学质量对于保证课程的教学质量至关重要。以往的实验教学多以理论为主，比如计算断层的位移滑移距离，计算某一个地区的应力大小来推测出应变大小，这些都是基于前人的资料，使自己的计算结果与前人的一致或相近，否则就要重新计算。笔者在本科阶段的学习中早已体会，这样的实验教学方式，违背了培养创新型人才与研究型人才的目的。笔者认为，学校的实验教学不应只注重实验结果，应该把工作重点放在实验教学过程中，让学生在实验的过程中明白基本原理，以便对课上的理论有更深刻的理解。例如，在研究岩石破裂时的受力情况、断层的形成过程和断层在空间的展布形态时，应提前做好可模拟实验的人造地层或人造岩石（自然岩石和地层可能需要很长时间，而且很难完全取到合格的没有变形的地层），让学生亲眼目睹岩石的破裂和断层的形成过程，即从无应变到一点一滴应变的积累以致最后褶皱断裂形成的全过程，而不是直接告诉学生结果，忽略岩石形变与断裂的过程。对于最后取得的结果应顺其自然，关键是让学生从实验中明白岩石变形动力学机制以及从微破裂到宏观破裂的全过程，而不是单纯验证已知的结果。让学生自己动手操作实验，记录实验过程，才能做到全方位激发学生潜力，为每一个个体提供思维发展的空间。

培养定量思维

在构造地质学的教学中，定量的内容必不可少。传统的教学方式是把地质学当做一门以描述为主的课程来教授，定量的东西较少。很多专业词语常用表述得不够准确，没有形成统一的认知，在野外每个人的认识是不同的，难免有所差别。例如，2011年11月份的研究生中期汇报中，一名硕士生由于定量化思维的模糊，在进行地震剖面构造解释时，冠以全篇逆冲推覆构造的假说。评审教师万天丰教授在审阅后无奈地叹道：“这不是学生的错，是老师的错。”最后万天丰教授做了纠正。他还指出在教学中很多教师没有对逆冲的位移量加以定量化，只是描述性地讲解，导致很多学生没有定量化的思维模式，以至于工作学习中错误不断。另外，对节理和规模过小的断层没有定量规定，只是描述性的区别，因此学生在野外对于位移量很小的断层不免误认为节理，到底位移量大于多少定性为断层，小于多少定性为节理（假如可以把位移量大于1mm的叫做断层，反之为为节理）。再次，破劈理与节理的定义也很含糊，很多构造地质学课本把破劈理定义为很密集的节理[1-3]，这让人很难琢磨。笔者认为教师应该在教学中对某些概念加以定量，应该主动地引导学生培养定量的思维方式，使构造地质学成为一门真正的地球科学而不仅仅是一门描述性学科。再者，尽早让研究生参加科学研究、技术开发等学术科技活动，并得到基本的的科研锻炼，在此过程中培养他们的科学定量思维。

改革培养计划

一个好的、科学的培养计划对于优化资源配置以及提高人才培养质量有着重要的意义。目前根据中国地质大学（北京）硕士研究生招生计划（2010年），每名硕士生导师可以辅导多名研究生，即每名导师最多可培养学生20多（除博导外）人，基本上相当于本科一个班的人数。学生太多，导师不能亲自指导，最后就形成了“博士生带高年级硕士生，高年级硕士生带低年级硕士”的怪圈，而导师却失去了培养人才的根本性作用。这种现象是我们目前硕士研究生培养中较为常见的，却没有得到根本的改变，归其原因：（1）教学任务重，培养研究生的时间所剩无几；（2）生产科研项目多，任务急，忙于项目汇报等；（3）利益荣誉驱使—多项目、多经费，多学生、多劳力。导师考核制度不严格，对于近三年在研究生导师考核制度中不合格的教师应取消其培养计划，以便确保研究生培养质量。另外，改革构造地质学考试方式，全面实行教考分离。目前构造地质的专业课考试主要以闭卷为主。考试题目和历年相同或者相似（很多学生借鉴历年考题来复习，目的性太强，考什么复习什么），主要都是简单论述题目，缺乏主观性题目和创新型题目，题目过于机械化，无法真正考究最终的科研能力。再者，考试没有完全实行教考分离，任课教师担任出题人，以至于无法验证教学成果，对于人才的选拔没有实际意义。只有完全彻底地改革培养计划，才能从根本上科学、系统、高质量地培养学生，为未来的地质学发展注入新鲜血液。

培养全面人才

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一、引言

近年来，一方面，由于空间科学、信息科学、计算机科学、物理学等科学技术的进步与发展，为遥感技术奠定了必要的技术基础，另一方面，由于人类生产活动不断地向深度和广度进军，遥感技术得到较为广泛的应用，因而使得遥感技术获得了飞跃的发展，已经成为发达国家和一些发展中国家十分重视的一项科学技术。随着我国工农业生产的高速发展，人类对自然资源，特别是对矿产资源的需求量与日俱增。遥感数字图像处理属于地质工作中的一种新型的工作手段，充分结合了现时计算机高科技信息技术。在地质工作中主要是通过对一个地区岩性，构造的状况分析后服务与地调填图，矿产普查，工程地质，水文地质及地质灾害治理方面，有着其特殊的高效性，空间性和优势所在。正如中科院院士徐冠华等，所谈及遥感技术为地学研究提供了全新的手段，导致了地学研究范围，内容、方法的重要变化，标志着地学信息获取和方法处理的一场革命。中国遥感事业自70年代至今发生了巨大的变化，在国民经济中的应用也日渐普遍。相对国际发达国家，中国遥感事业与其尚存在较大差距，这也正证明了在学科应用教学方面的前景性和挑战性。

二、地质灾害遥感技术的历史与成绩

人口、资源、环境与灾害是当今社会人类面临的主要问题。人口的不断增长，导致了对资源需求的不断增加；人类活动空间和规模的迅速增大及对资源的过量开采，导致了一系列环境问题，引起了一系列自然灾害。在各种自然灾害中，地质灾害占有重要的比重。据不完全统计，全球发展中国家每年由地质灾害造成的经济损失，达到了国民生产总值的5%以上。在我国灾害及其所导致的环境问题中，据估计由地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35%。其中崩塌、滑坡、泥土流及人类工程活动诱发的浅表生地质灾害所造成的损失约占55%。遥感对地观测技术是当代高新技术的重要组成部分，是20世纪末几年开始执行的“对地观测系统（EOS）”计划的主体。它具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。利用全球卫星定位系统（GPS）可以准确地监测地质灾害体的形变与蠕动情况，从卫星遥感图像上可实时或准实时地反映灾时的具体情况，监测重点灾害点的发展演化趋势，增强地质灾害发生的预见性。因此，为了能及时地调查地质灾害状况，为抢灾与救灾工作提供准确资料，根据国民经济建设与可持续发展的需要，在地质灾害调查中采用遥感技术这一先进手段，是尤为必要的，这也是现代高新技术应用发展的必然趋势。国内外地质灾害遥感调查技术方法主要是在上世纪最后20年发展起来的，现已基本形成了规范化的技术流程，在地质灾害遥感判读、分类及制作相应的图像方面都取得了较成熟的经验。

三、遥感技术的作用和方法

构造地质学在经历了近一个半世纪的发展后，不管是在研究方法还是研究程度上都已经有了很大的进步。构造地质学强调野外实地观测，其研究精度随科学技术的发展而迅速提高。这也对构造地质学的研究方法提出了更高的要求。20世纪60年代以后遥感技术的运用，对地质构造的研究产生了极高的效益。虽然遥感技术引入到构造地质学领域已经近半个世纪，但其本身的发展以及构造地质学对其利用的不充分，使得遥感数字图像处理在构造地质学领域还有很大的发展空间。利用好遥感数字图像处理能够使得不同尺度构造的研究有可能在成因和演化及运动学、动力学上结合得好，研究得更深入。因此，遥感影像上这些特殊影像体得识别是遥感直接找矿的一个重要环节。各种金属矿体的露头，特别是富含硫化物的矿体的露头，经风化淋滤后形成的氧化物或含氧岩类矿物，呈现出与周围岩石迥然不同的色彩，在高分辨率图像上可直接识别。通过遥感解译，信息提取，确定矿源层、含矿岩体、含矿脉体、矿化蚀变带等含矿地质体的存在。通过地物波普测试，来寻找含矿地质体存在的波普特征，提取与成矿有关的某些蚀变矿物的波普特征，确定含矿地质体的可能所在。另外，从遥感影像上识别出矿化与矿化体的特殊形态特征，如某些含矿石英脉的浅色纹带。矿床模型是对矿床赋存的地质环境、矿床产出的时空规律、矿床特征等矿床本质特征的高度概括，涵盖了矿产形成和保全的全部地质因素，显示现今地质科学对矿床学的研究程度，也显示了将矿床资料理论化的观念认识水平。利用遥感技术在打面积内寻找矿化集中区，将图像上的色、线、环、影纹图像与旷田构造的基本要素（成矿岩体、控矿断裂、围岩蚀变）相结合，提取矿床遥感地质信息，寻找区域找矿标志，并用矿床模式的概念来识别矿床赋存的遥感影特征，建立矿床遥感模型，逐渐成为20世纪90年代以来遥感找矿学的研究热点之一。这也势必能为影像矿床的分析开拓新的思路，把矿床遥感地质研究推进到一个新的层次。遥感技术对区域性和全球性成矿带、成矿域研究方面有着极其重要的意义。对大量不同来源、不同内容的图像或非图像子量进行综合处理，把原来的地学理论和逻辑思维转换成三维的直观和形象化得、时间和空间模型，把原来的定性概念转化为定量的观念和分析方法，进行多元化地学综合成矿。治理和预测地质灾害是我国迫在眉睫的件大事，故遥感人才是国家急需的专业性技术人才。

四、结语

遥感地质是一门理论与技术相结合的课程，其实际操纵性较强，需要我们对理论基础知识不断地应用巩固。它在未来地质工作中有非常重要的意义。

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1 岩层产状

岩层产状，岩层面在产出地点的三维空间延伸方位和产出状态，是以岩层面在三维空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的，即采用岩层面的走向（MN）、倾向（OD）、倾角（DOD’）三个要素的数值来表示（如图1所示）。

图1 岩层产状示意图

2 地质剖面图的绘制

2.1 选择剖面位置，确定剖面方向，一般均要求与地层走向线垂直。

2.2 绘制地形剖面。

2.3 投地质界线点，绘制地质界面。绘制的岩层倾角为视倾角。

2.4 整饰图件。

地质剖面图绘制的关键是绘制地质界面，确定岩层的倾斜方向及倾角。（如图2）

图2 绘制地质剖面示意图

3 野外测量

测量，是目前岩层产状确定的最基本、最直接的方法，测量工具为地质罗盘仪和GPS，可以量测出岩层的走向、倾向和倾角。

但是，野外测量的关键是找到露头，找到岩层的层面，现在野外岩石风化，层面和劈理、线理面区分困难，影响测量的准确性。有些地方，岩层埋藏较深，露头不明显，产状无法测量。另外，在地质剖面图绘制中，关键是岩层之间的结合分布情况，野外测量的岩层产状，在地质图绘制时，还得考虑岩层与剖面线之间的关系。

在图2中，岩层产状从左到右已经表示，可以直接在绘图中应用。到右侧P22 P21岩层时，岩层产状没有标示，我们一般认为岩层产状变化不大，直接在前边绘图的基础上延伸。

4 三点法确定岩层产状

根据V字形法则相同――相反原则（岩层倾向与地面倾向相同时，且岩层倾角大于地面坡度角时，岩层界限与地形等高线的弯曲方向相反，即V字形尖端指向相反，简称相同――相反），可以反推出岩层倾斜方向为南西方向，倾角大于14度。从左向右依次推断。

优缺点：在大、中比例尺地质图上，表现明显，但在本图中，关键是找到地形起伏与地质构造线之间的关系，否则意义不大。

总之，地质剖面图中岩层产状确定准确，地质图绘制清晰，能更好的反映地质现象，更好的认识地质图。各类方法各有利弊，应互相参照，互为补充。

参考文献：

[1]徐开礼，朱志澄.构造地质学[M].北京：地质出版社.

[2]成都地质学院，武汉地质学院.构造地质学（附本）[M].北京：地质出版社.

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（安徽理工大学 地球与环境学院，安徽 淮南232001）

【摘 要】近年来，显微构造研究已经成为构造地质学乃至地质学研究的重要研究内容。本文概述了显微构造的传统研究内容，包括常见的显微构造现象、岩石和矿物的显微变形特征。对近年国内外关于显微构造的应用与分析方法进行了总结，多学科交叉以及先进技术手段的应用促进了显微构造研究的飞速发展，包括图像拼接技术拓宽显微构造视图范围、DCM预测显微构造成分特征以及利用显微构造的研究方法，借助遥感技术对剪切带进行构造运动学研究。最后指出了显微构造研究目前尚未完全解决的问题。

【关键词】显微构造；构造岩；构造地质学；图像拼接技术

【Abstract】In recent years， studies of microstructure has become an important contents in structural geology and even geology studies.This paper outlines the traditional research contents of microstructure，including the common phenomenon of microstructure，microscopic deformation characteristics of rocks and minerals.And summary the domestic and international analysis and application of microstructure，Multidisciplinary and application of advanced techniques promote the rapid development of microstructure research，Including Image Mosaicing technique to broaden the scope of microstructure view，Predict microstructural ingredients features and use microstructure research methods with DCM，Kinematics study on shear zone with remote sensing technique.Finally point out the unresolved problems of microstructure.

【Key words】Microstructure； Tectonite； Structural geology； Image mosaicing technique

0 概述

显微构造是指岩石内部小型（显微―超微）几何要素或矿物（集合体）的排列[1]。显微构造学在不同领域有着广泛的研究内容，在岩石学方面，岩石的显微构造是三大岩类岩石的鉴别、各类岩石基本类型的划分的最直接依据。在变形构造分析中，显微构造分析直接应用于岩石流变学研究、变形阶段的划分及变形过程分析。同时，显微构造学在断层运动学、动力学研究、煤层气地质分析、工程地质分析等方面也有非常广泛的应用[2]。

显微构造的研究始于20世纪初期。1930年奥地利学者B.Sander出版《岩石的组构学》一书，对变形岩石的组构及其几何分析方法和运动学解释的基本原则作了全面的论述。此后，Knopf、Fairbairn等一批岩石学家开始对天然变形岩石组构进行分析和研究，Koopf于1933年和1938年分别发表了岩石组构学petrotectonics和构造岩石学Structural Petrology，Fairbairn于1942年发表了变形岩石的构造岩石学Structural Petrology of deformed rocks的显微组构分析方法，为显微构造地质学成为一门独立学科奠定了基础。20世纪60年代以来，显微构造的研究得到了快速的发展，Turuer和Weiss《变质构造岩的构造分析》（Structural analysis of metamorphic tectonites）一书，对变形岩石的构造或组构的意义、性质及分析程序、概念、方法等进行了系统的总结。Nicolas和Poirier（ 1976，法国）的《变质岩的晶质塑性和固态流变》（Crystalline Plasticity and Solid State Flow in Metamorphic Rocks）一书是研究地壳深部显微构造的总结。20世纪80年代以来，显微构造学进入了飞速发展的时期，显微构造研究取得了显著进步。《晶体的蠕变》（Creep of crystals，Poirier，1985）以及一系列重要的国际性学术会议对于显微构造的研究工作进行了系统的总结，国际地科联构造委员会把显微构造研究作为的八十年代构造委员会中心任务之一。中国在20世纪80年代初期召开了显微构造与组构学术讨论会，并成立了“显微构造专业组”。

显微构造研究不仅成为了解决大地构造问题的主要工具，而且成为当今构造地质学及地质学研究的主要组成部分[3]。随着科学技术的不断发展和研究手段不断创新， 越来越多的显微构造现象将被熟悉和研究，并为地质学研究做出贡献。

1 显微构造传统研究内容

1.1 常见的显微构造现象

显微构造的形成不仅受原岩物质组成和结构影响，同时取决于岩石变形时起主导作用的变形机制。由于原岩的成分、变形环境与机制的不同，产生了不同的构造岩类型和显微构造现象。

显微破裂现象主要是指由破裂作用产生的显微裂隙及其相关显微构造变形现象。显微裂隙及与其相关的变形现象有以下六种：①晶内裂隙：纤维破裂起源并消失于晶体颗粒内部；②晶内裂隙：沿着颗粒边界出现的裂隙，其典型的破裂样式是围绕变形颗粒出现的张裂隙（图1）；③穿晶裂隙：晶内裂隙的进一步发展会形成穿晶裂隙，后者常常穿过颗粒边界，进入相邻的晶体颗粒；④沙钟构造：矿物中由于成分或光性的变化而形成的形如古代西方计时沙钟样式的一种显微构造（图2）；⑤多米诺碎斑构造；⑥显微布丁。

晶质塑性变形现象主要指，在岩石变形过程中，由位错滑移、位错攀移、动态恢复和动态重结晶作用等晶质塑性变形机制形成的显微构造变形构造。水解弱化现象对石英的位错蠕变强度有深刻的影响[4]。

粒间摩擦滑移现象主要指由颗粒边界滑移机制所形成的显微构造现象。

1）S―C组构：糜棱岩中发育的一种反映不均匀、非共轴流变的特征构造。岩石中发育有两组面理：一组为透入性S面理，指矿物长轴的定向排列；另一组称C面理，是具有一定间隔的强应变带或位移不连续面，一般平行剪切面，也叫剪切面理。二者构成S―C组构。S面理和C面理均发育的变形岩石称S―C糜棱岩（图3）。

2）矿物鱼：在剪切带高应变糜棱岩带中，遭受剪切变形的矿物颗粒经石香肠化或微破裂作用常常被改造形成“鱼”状体形态的显微构造。

3）显微分层现象：变形岩石中，不同的矿物显示不同的特性。

扩撒物质迁移现象由扩散物质迁移机制形成的显微构造现象，包括压溶作用及固态物质扩散迁移作用形成的各种现象。包括：压力影、应变帽、压溶缝合线、压溶面理、显微脉、出溶构造、变斑晶包迹构造等。

1.2 主要造岩矿物变形行为

通过对天然变形岩石与实验变形岩石的研究，发现了常见造岩矿物呈现出的共有的显微变形特征，如结晶学定向以及颗粒的细粒化。但是，各种常见造岩矿物在晶体结构、化学成分上的差异，以及所处的变形条件差异极大，表现出了复杂多样的显微变形特征[5]。

方解石容易出现机械双晶，方解石机械双晶由窄变宽与温度有关。方解石的变形过程是由位错滑动到高温蠕变。低温条件下，大理岩中方解石变形行为表现为碎裂及碎裂流动，伴有溶解迁移及双晶化，粗颗粒中发育机械双晶及波状消光，细粒基质中，伴有位错滑移及膨凸重结晶作用。温度增高时膨凸重结晶作用增强。白云石在中高温条件下发育f{02■1}双晶，在中低温条件下主要沿底面c滑移，低温下不出现双晶。

石英晶体内部各个不同滑移系的启动受温度环境直接影响，进而影响着矿物颗粒的流动性。在较低温条件下（300～400℃），石英以底面（c）上的位错滑移和攀移占主导地位。在中温条件下（400～500℃），位错蠕变为主导变形机制，柱面滑移m成为重要的滑移系。在高温条件下（500～700℃），颗粒边界迁移重结晶作用占主导地位。温度大于700℃时，石英新晶粒单晶边界常呈树叶状，颗粒大小不等，或形成长条状单晶。

长石族矿物广泛产出于各种成因的岩石中，约占地壳总体积的60%，总重量的50%。是十分重要的造岩矿物。在中低级变质条件下（400～500℃），长石出现位错滑移，并可见波状消光、弯曲双晶、扭折带、变形带。在中级变质条件下（450～600℃），长石出现位错攀移以及亚晶粒旋转动态重结晶作用，发育核幔构造。高级变质条件下（>600℃），长石出现位错攀移及恢复作用，以亚晶粒旋转重结晶作用为主。超高温条件下（>850℃），长石开始出现颗粒边界迁移重结晶。

各类云母的主要显微构造是扭折，其在大小、数量、方位和形状方面非常易变，在低温（300～500℃）时，扭折是大量且狭窄的，与缩短方向成高角度相交；在高温（600～700℃）时，扭折发育较少且较宽，与缩短方向成低角度相交；压力低时扭折带宽，压力大时扭折带变窄。在天然变形的云母中，可见两种特殊的变形现象：击像和压像。

角闪石、辉石的变形行为主要表现为细粒化、扭折、机械双晶等变形，其中以细粒化最为常见。在低温条件下角闪石易发生退变质作用，在高温作用下易脱水进变为辉石。在后期退变质过程中，角闪石和辉石常常退变为黑云母和绿泥石。

橄榄石是上地幔分布最为广泛的主要矿物，其变形行为及蠕变特征在很大的程度上可以代表上地幔的流变学特征。在700～1000℃时，变形的橄榄石残晶具有强烈的波状消光、扭折带、变形纹和亚晶粒边界。中高温条件下（大于1000℃），变形机制以位错蠕变为主，也即出现了回复作用，光学上不再出现变形纹，以亚晶粒构造和扭折带为主，在颗粒边缘开始出现动态重结晶作用，形成核幔构造[6]。

2 显微构造研究进展

2.1 显微构造在地质学中的应用

目前应用显微构造分析来解决实际地质问题已经越来越广泛。对显微构造的详细研究和分析，为进一步探讨构造地质学以及地质学中的各种根本问题提供了依据。主要包括应力分析、应变分析及变形温压条件分析、变形过程及变形历史分析[11]。

利用显微构造进行的应力分析主要包括应力方位、运动方向及应力大小估算。推导主应力方位的主要方法有显微裂隙、石英变形页理、压力影、残斑系、压溶缝合线、微裂隙填充物等。估算古应力值大小的主要方法有位错密度法、亚晶粒法、动态重结晶新晶粒法、方解石机械双晶法、矿物光轴角法等。

利用显微构造与应变的关系，可以分析岩石或矿物变形时应变量的大小、应变速率和应变的方式等。

温度和压力是影响岩石和矿物变形的重要因素。可以根据矿物特定的变形现象来大致分析其变形时的温压条件，主要方法有石英变形纹法、扭折、变形矿物的动力重结晶、矿物的活动滑移系法、组构优选方位等。

对一个地区的变形，无论是脆性或是韧性，深变质或是浅变质，详细的显微构造分析对正确认识该地区的变形过程和演化历史都具有重要的意义。通过对不同显微构造的分析，可以再现岩石从弱到强的变形过程、岩石面理的形成及变化、纤维矿物的生长顺序和发育过程，确定主应变方向的变化过程等。

显微构造在地质学中的最新应用进展：

显微构造研究方法与遥感技术相结合的构造研究有了一定的进展。研究证明，区域构造、小型构造以及显微构造在一种变形机制下形成，存在高度相关的内在成因联系，因此在运动学和几何学上具有相似性[12]。因此，区域构造或小型构造的研究可以应用显微构造的研究方法。

利用显微构造的研究方法，借助遥感技术可以对剪切带进行构造运动学研究，包括剪切带运动指向分析、剪切带位移量估算、剪切带的应变分析等[13]。

遥感技术与显微技术相结合是一种实用的新型构造研究方法，也是遥感地质的发展方向，随着显微构造观测手段与遥感技术研究的不断深入，以及与岩石学等其他学科的交叉研究，可能在构造作用与成矿作用的关系、提高矿产预测成功率等方面开拓新的研究领域。

2.2 显微构造分析技术与方法

2.2.1 显微构造基本分析技术与方法

阴极发光分析技术是表述岩石学特征的一种常规技术。矿物具有阴极发光性主要在于晶体内部存在各种缺陷，在缺陷位置上常常有杂质元素粒子存在。矿物的发光性表现在发光色和发光强度两个方面，由于矿物的发光性随着矿物种类及矿物内微量元素的含量变化儿不同，所以阴极发光分析技术可以用以确定不同的矿物类型和成因。此外，阴极发光分析技术在岩石学、石油地质学和油气勘探研究中也有广泛的应用。

阴极发光技术在矿物学和岩石学研究中因为其对矿物化学成分变化的高灵敏度而有极大的用处，但是阴极发光技术的图像解释比较复杂。利用扫描电子显微镜（SEM）阴极发光的光谱成像模式，并结合同时获得的X-射线组合映射，通过允许光谱特征的分离和元素成分的相关性来扩展相关技术。运用这一技术并结合多元统计分析，可以显著增加阴极发光技术的有效性。

20世纪70年代后，电子显微镜分析技术在地质学以及构造地质学中的应用有了突破性的进展，重新认识了众多构造带内变质构造岩，尤其是糜棱岩的成因。

透射电子显微镜（TEM）广泛应用与观察和确定位错构造的特点。观察位错的基本类型、组合、形态和分布规律；阐述矿物颗粒的主要变形机制、岩石流变学状态与构造岩的成因；结合变形条件阐述矿物蠕变的基本规律。投射电子显微镜的选取电子衍射可以得到准确的晶格参数[14]。

扫描电子显微镜（SEM）是显微构造分析的有效手段。目前的研究方面有：微区成分分析；微细矿物颗粒内部成分结构与变化规律，颗粒的三维形态特点；SEM阴极发光技术分析变形结构的显微特点，用以探讨岩石变形的变形过程与微观机制。

EBSD即电子背散射衍射。EBSD技术可以更快速的获取数据，为开展岩石显微构造、矿物塑性变形机制、矿物相鉴定、晶粒尺寸测量等的研究提供了技术和数据的支撑[15]。并且使显微构造与晶格结构建立了直接的联系，为准确快速地测定样品的晶体形态、晶格方位、晶体颗粒属性等提供了强有力的手段[16]。

EBSD技术在显微构造学的广泛应用，使岩石变形机制与岩石圈流变学研究以及岩石显微构造分析和研究得到了飞速的发展和突破，显微构造与组构分析进入一个新的阶段。

利用X-射线CT扫描对地质样品内部结构的研究目前包括：岩石内孔隙的形态特征及贯通性；未固结堆积物及软岩石结构研究；古生物化石形态结构研究等。此外，可以结合阴极发光光谱成像和波长色散X-射线对矿物进行分析[17]。

2.2.2 显微构造分析技术与方法最新研究进展

① 图像拼接技术

图像拼接技术（Image Mosaic Technology）已经被应用于了显微构造图像的分析处理。该技术是将两幅或多幅来自相同场景、具有重叠区域的小尺寸图像合并成为一幅大尺寸的高质量图像[18]。

图像拼接技术应用于显微构造图像的分析处理，不进拓宽了显微构造图像的视图范围，并且准确解释了岩石宏观力学性质[19]。

②数据约束建模（DCM）

对于阐述土壤和岩石等多孔材料的特征，X射线成像是一种非常实用并且应用广泛的方法，在石油、天然气的储集层岩石的孔隙结构和运输性质具有很高的利用价值，但是其具有分析相对缓慢和昂贵的缺点。

一种数据约束建模（DCM）预测油气储层砂岩石英和高岭石显微构造的可行性虚拟实验已经完成，其目的是为了直接解决矿物相和孔隙的特征。Y.S. Yang等使用具有石英和方解石成分的人工标准化岩石样品，尝试利用数据约束建模（DCM）预测显微构造成分的特征[20]，并使用具有基于同步加速器X射线CT的实验设备来获取数据。数据约束建模（DCM）方法为常规方法仪器检测异构孔隙分辨率过低提供了一种有效的代替手段

此外，很多学者在显微构造分析方法上进行了深入的探索和研究。如建立数字高程模型来探讨显微构造的细观力学参数对岩石压缩和拉伸破坏过程的影响；聚焦离子束（FIB）结合扫描电子显微镜（SEM）和投射电子显微镜（TEM）也被证明是在纳米尺度下研究显微构造的一种有效手段[21-23]。

刘贵等人对在高温高压条件下石英闪长岩的显微构造进行了分析研究，认识到在低温条件下（650℃），岩石处于脆性塑性转化域，石英和黑云母以位错滑移为主，而长石以脆性变形为主。在850～900℃时，岩石以位错蠕变为主。在高温条件下（950～1000℃）位错攀移和动态重结晶作用则占主导地位。同时还发现，随机分布的斜长石不会对岩石强度造成明显影响，但是斜长石的长轴方向与最大主应力方向呈大角度相交时（ 近 90°），岩石强度会有显著的强化，这表明岩石组构与主应力方向呈垂直方向或大角度相交时，岩石变形和拆离断层的不易形成[24]。

3 结语与展望

与相关学科理论与技术上的结合促使了近年来显微构造研究的迅猛发展，显微构造学已经成为构造地质学乃至地质学研究的重要内容，显微构造分析解决实际地质问题的应用也更加广泛。随着显微构造分析技术和方法的不断更新与丰富以及与其他学科的交叉和融合，显微构造研究在地质学研究中的基础作用与应用将更加深入和广泛。

在某些方面的研究中，如石英的变形机制及其转变，以及角闪石的天然变形研究和数据资料还存在很多尚未解决的问题，需要更加完善的手段和技术来解决其中的困难，这也将是显微构造研究中需要重点解决的问题。

【参考文献】

[1]胡玲.变形显微构造识别手册[M].北京：地质出版社，2009.

[2]胡玲.显微构造地质学概论[M].北京：地质出版社，1998.

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