（σ，τ）
σ3
2α σ1
σ3
σ2
σ
τ m ax
σ1 σ
应力的基本性质与特殊应力状态
两个互相垂直的截面上的剪应力大小相等、方向相反
τ
τ
τ m ax
（σ，τ）
σ3
2α σ1
σ3
σ2
σ
τ m ax
σ1 σ
应力的基本性质与特殊应力状态
水下一点的静水压力或地壳中一点的静岩压力（即上覆 岩石的压力）在σ—τ坐标系中位于σ轴上的一点；同理， 孔隙流体压力也是位于σ轴上的一点
主要内容
1、油区构造解析的基础知识 2、水平伸展构造 3、水平收缩构造 4、走滑构造 5、底辟构造
6、反转构造 自学（练习） 课程考试（不占学时）
4 学时 6 学时 6 学时 4 学时 4 学时
4 学时 4 学时
第一章 油区构造解析的基础知识
▪ 应力—应变的基本概念 ▪ 岩层变形的基本概念 ▪ 构造变形场的基本概念 ▪ “构造确认”的基本原则 ▪ 地震剖面构造解释的基本程序
一个区域的应力场特征与该区域的边界条件（包括边 界力、应力或位移等）、内部结构条件（包括岩层力 学性质、几何形态等）等有关。
即使边界条件基本不变，在应力场作用下岩层会发生 变形，形成地质构造。而随着地质构造的演化，岩层 内部的结构条件也发生了变化，相应的应力场特征也 会发生变化。
4. 位移
物体从原始位置经过一段时间后达到新的位置，这种 起止位置的差异称为位移（displacement），而位移 的过程称为运动（motion）。
位移：指岩层发生的刚体位移，包括两种方式，直移 （translation）和旋转（rotation）
直移是指岩层沿某个方向发生整体位移使其改变其原 始位置而没有改变其原始产状
旋转是指岩层绕某个轴线发生整体转动使其位置和产 状都发生改变。
Y
Z
YZ
Z 旋转中心点 为坐标原点
X
直移 X
（不改变产状，改变位置）
σττ
xx
xy
xz
τστ
yx
yy
yz
ττσ
zx
zy
zz
其中：τxz= -τzx τxy= -τyx τyz= -τzy
主应力面上的应力方程
▪ 只有正应力作用，剪应力为 零的平面称为主应力面，该 σ1 平面上的正应力称为主应力
σ3
σ
τ
α
σ1
σ3
垂直σ2的截面“n”上的正应力σn和剪应力τn分别为： σn＝（σ1＋σ3）sin2θ （注：讲义第2页公式有误） τn＝（σ1－σ3）sinθcosθ 上述两式相加得到： 〔σn—（σ1+σ3）∕2〕2＋τn2=〔（σ1-σ3）∕2〕2
2. 应力莫尔圆
与主应力平面垂直的任意截面上的应力方程是一个 圆的方程，称为“应力莫尔圆”（Mohr’s circle）。

τ
τ
τ m ax
（σ，τ）
σ3
2α σ1
σ3
σ2
σ
τ m ax
σ1 σ
应力的基本性质与特殊应力状态
截面法线方向与主应力方向夹角为45°的截面上 的剪应力最大
τ
τ
τ m ax
• 课程包括油区岩层在不同边界条件下的构造变形族系、 构造样式特征、油气圈闭特征等多方面内容。
• 要求学生系统学习了大学本科地质类专业的构造地质学、 固体力学等课程。
课程名称
油区构造解析
课程英文名称 Structural Analysis of Petroleum Province
所用教材名称 教材出版单位
τ
σ3
σ2
σ1 σ
应力的基本性质与特殊应力状态
应力莫尔圆的圆心与坐标系原点一致时，最大主应力与
最小主应力大小相等、方向相反，且主应力值与其45°
方向的截面上的剪应力值相等，这种应力状态为纯剪切
应力状态
τ
τ max
σ3
σ1
σ
τ max
3. 应力场
研究区域内部不同位置的应力状态的总体特征可以用 “应力场”（stress field）来表示。
Y
旋转
（改变产状，相对与旋转中心 的距离不变）
X
5. 应变
应变（strain）可以分为体积应变、长度应变和角度 应变，分别指单位体积的体积变化、单位长度的长度 变化和单位角度的角度变化，分别称为体应变、线应 变和角应变。
l0
ψ
单元体边界 发生角应变
l0
原始状态
l1
主应变方向 发生线应变
• 线应变
油区构造解析（漆家福编著，2001，内部印刷，2004 年修改版）
参 考 教 材 ： Structural Styles in Petroleum Exploration (J.D.Lowell)
课程类别
学位课 √
选修课 √
总学时数
32 学时
其中：讲课28学时；自学（练习）4学时；实验 0学时；其它 0 学时
➢
σT＝F∕S
力和应力都是矢量，可以分解。物体内部任意截面上的
应力都可以分解为分别与该截面法线方向和切线方向一
致的两个应力分量，即正应力（σ）和剪应力（τ）。
物体内部一点的应力状态是过该点的所有方向的截面 上的应力总体特征。
物体内部一点的应力状态可以包含该点的单元体积表 面3对相互垂直的截面上的应力分量表示。在三维直角 坐标系中，一点的应力状态用 9 个应力分量表示：
第一节 应力—应变的基本概念
❖ 力与应力 ❖ 应力莫尔圆 ❖ 应力场 ❖ 位移 ❖ 应变 ❖ 位移与应变的关系
1. 力与应力
力是具有质量的物体发生加速运动的能力，在物理学上
力（F）表示为质量（M）和加速度（a）的乘积 ：
➢
F＝M×a
应力是指物体内部截面上的单位面积受力，是力分布在 物体内部的效应。
其中l0是岩层的原始长 度，l1是岩层发生变形 后的长度。
e为正值时表示伸展应 变，e为负值时表示收
缩应变。
用β表示伸展系数
β＞1时表示伸展变形， β＜1时表示收缩变形
el1l0 l0
l1 1e l0
• 角应变
角应变也称为剪应变 （shear strain）
其中ψ表示原始相互垂直
的两条直线变形后所增大 或减小的角度
11tan 22
• 应变椭圆
一个物体经过均匀变形，物体内的一个原始球形标志 将成为一个椭球。椭球的3个相互垂直的轴也是原始球 形标志中的3个相互垂直的轴，它们只发生了正应变， 剪应变为零。
课程名称： 油区构造解析 课程编号： S011024
学时： 32 课时 任课教师： 漆家福 所在系（部）： 资源与信息学院 开课教研室： 地球科学系
《油区构造解析》课程简介
• 该课程是构造地质学专业硕士研究生的一门学位课程， 也是地学其他专业硕士研究生的重要基础课之一。
• 课程的目的是培养学生用现代构造地质学的新观念、用 构造解析的思路和方法分析油区构造变形特征和形成演 化过程的基本能力。