沉积盆地成因分析复习资料.doc

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。垂直表面的为正应力（σ），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：σ1=ρgh。
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σ1与面理夹角约30º时。
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：
τc=σtanϕ+C
式中τc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=Qm+DA=Qm+Qc
A为岩石生热率，D为地壳中放射性元素集中层的厚度（全球平均值为10km）。Qm为
来自地幔的热量，称地幔热流，Qc为地壳的放射性元素衰变产生的热量，称地壳热流。
确定地幔热流的方法有两种：一种办法是根据实测大地热流值和已知的岩石生热率，由热流（Q）及岩层放射性生热率（A）之间的线性关系Q=Qm+DA回归计算得到。
另一种办法是建立研究区分层地壳模型，逐层计算放射性元素衰变产生的热量Qi，然后累加得到地壳热流值（Qc=∑Qi），再由Qm=Q-Qc得到地幔热流值。
二、形成沉积盆地的主要物理过程
1、Ingersoll&Busby（1995）归纳的7种盆地沉降机制是什么？
答：伸展作用、剥蚀或岩浆房萎缩导致的地壳减薄；
下地壳和上地幔的冷却；
地壳和岩石圈的沉积和火山物质负载；
地壳和岩石圈的构造负载；
岩石圈板底垫托作用导致的壳下负载；
因岩石圈下潜而导致软流圈动力流动；
高压相变导致的地壳密度增大。
2、岩石圈拉张会形成哪些类型的沉积盆地？它们的演化过程有什么异同点？
答：岩石圈的拉张会形成一系列的盆地，如：