沉积盆地成因分析复习资料.pdf

一、岩石与岩石圈变形

1、区分体力（bodyforce）、面力（surfaceforce）和应力（stress）

答：体力：在固体内处处存在，物体内部的任何质点同时受到影响的作用力，与其体积

或质量呈正比，又称质量力。地球引力引起的重力和地球自转引起的惯性力是岩石圈中岩石

受到的两种最重要的体力。

面力：作用于物体的外表面，又称接触力。面力的大小与受力表面积和表面的方向相关。

水平表面上受到的垂直面力随深度呈线性增加。

应力：是在体力或面力作用下引起的，是作用在物体内或表面单位面积上的力。垂直表

σ

面的为正应力（），平行表面的为剪应力（τ）。

三者的区别为：体力和面力是按照力的性质来划分的，而应力包括了体力和面力。

2、什么是静岩压力？

答：静岩压力描述地下深处岩石纯粹由于上覆岩层重量引起的应力状态，它造成对底面

A的垂直压应力为：σ=ρg。

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3、目前有几种地壳均衡模型？Platt模型与Airy模型差别是什么？

答：目前有3种地壳均衡模型，分别为：普拉特－海福德模型、艾里－海伊斯卡宁模型

和韦宁·迈内兹模型。

Platt模型（1854）假设地壳的密度随地形高度的增加而减少，山脉是由地下物质从某

一深度向上膨胀形成的，而Airy模型（1855）认为地壳物质就象浮在水中的木块，高出水

面越多，陷入水中越深。两者有截然的区别，主要有两点:一、就地壳的密度而言

4、影响岩石变形的因素有哪些？各自会对岩石变形发生怎样的影响？这些因素

在岩石圈变形中会发生作用吗?

答：影响岩石变形的因素可分为外因和内因，从弹-塑性体的应力-应变曲线可以看出，

当岩石的屈服极限和强度极限改变时岩石的变形机制将会改变。

外界因素通过影响岩石的强度极限或屈服极限而影响岩石的变形，有以下三个方面：

温度：温度增大，岩石的屈服极限减小，韧性增大。

围压：围压增大，岩石的强度极限增大，韧性增大。

时间：应变速率降低，岩石的屈服极限降低，韧性增大；在应力小于屈服极限时，岩石

也会发生缓慢的永久变形，称为蠕变。

内部因素有：

各向异性：各种面理会成为先存薄弱面，岩石的极限强度会随主应力轴与各向异性构造

的方位变化而变化。强度最小值出现在σ与面理夹角约30º时。

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孔隙流体：岩石中的孔隙流体压力（Pp）会抵消围压（Pc），此时对变形起作用的是有

效围压（Pe）：Pe=Pc–Pp。当存在异常孔隙压力时，会降低岩石强度极限，易于发生脆性

破坏。

粘性与能干性性：粘度低、非能干的岩石比粘度高、能干性强的岩石更容易发生塑性流

变。

在以上因素中温度、围压和应变速率决定了岩石发生脆性变形或韧性变形，

5、区分Byerlee定律和内维尔-库仑破裂准则。

答：Byerlee定律的表达式为：

F=aN+b

式中F为岩石内潜在摩擦阻力，N为岩石所受正应力，a、b为两个系数，在压力大于2kbar

时，分别为0.6和0.5kbar

内维尔-库伦破裂准则的表达式为：

τ=σtanϕ+C

c

式中τ为破裂的临界剪切应力，σ为正应力，ϕ为内摩擦角，C为正应力等于零时岩石的

c

强度，称粘度。

Byerlee定律的形式与内维尔-库伦破裂准则相同，都指出了岩石破裂的临界应力与正应

力的关系，且从两者出发都能得出围压越大，使岩石破裂所需的正应力就越大；但是两者又

有区别，Byerlee定律在正应力超过200MPa时才适用，在岩石所受正应力小于200MPa时，

因为摩擦系数会因材料而不同，导致Byerlee定律不适用，而内维尔-库伦破裂准则则不存在

这一问题，

6、什么是地温梯度?怎样确定一个地区的地幔热流？

答：温度随深度的变化称为地温梯度。

一个地区的热流（Q）及岩层放射性生热率之间存在着线性关系：

Q=Q