① 工程地質學的研究方法
包括地質學方法、實驗和測試方法、計算方法和模擬方法。地質學方法,即自然歷史分析法,是運用地質學理論查明工程地質條件和地質現象的空間分布,分析研究其產生過程和發展趨勢,進行定性的判斷,它是工程地質研究的基本方法,也是其他研究方法的基礎。實驗和測試方法,包括為測定岩、土體特性參數的實驗、對地應力的量級和方向的測試以及對地質作用隨時間延續而發展的監測。計算方法,包括應用統計數學方法對測試數據進行統計分析,利用理論或經驗公式對已測得的有關數據,進行計算,以定量地評價工程地質問題。
模擬方法,可分為物理模擬(也稱工程地質力學模擬)和數值模擬,它們是在通過地質研究深入認識地質原型,查明各種邊界條件,以及通過實驗研究獲得有關參數的基礎上,結合建築物的實際作用,正確地抽象出工程地質模型,利用相似材料或各種數學方法,再現和預測地質作用的發生和發展過程。電子計算機在工程地質學領域中的應用,不僅使過去難以完成的復雜計算成為可能,而且能夠對數據資料自動存儲、檢索和處理,甚至能夠將專家們的智慧存儲在計算機中,以備咨詢和處理疑難問題,即所謂的工程地質專家系統(見數學地質)。
② 關於地質小知識的內容
一、地質學的研究對象
地質學是研究地球及其演變的一門自然科學。它主要研究地球的組成、構造、發展歷史和演化規律。
確切地地說,地質學研究地球(地殼)的物質成分、內部構造、表面特徵及地球演化歷史的科學。目前地質學主要研究固體地球的最外層,即岩石圈(包括地殼和上地幔的上部)。
二、地質學的研究內容與學科劃分
地質學主要研究地球的物質組成、構造運動、發展歷史和演化規律,並為人類的生存與發展提供必要的地質依據,主要是資源與環境條件的評價。
自然科學的六大基礎學科包括數學、物理學、化學、生物學、天文學、地學。地質學在自身的研究工作中必須充分利用其它學科的成果手段,近些年來學科間相互滲透產生了交叉學科:
地質學自身的分地支學科(椐研究方向劃分):
研究地球物質成分:結晶學、礦物學、岩石學。
研究地殼運動及變形的:構造地質學、大地構造學、 地震地質學。
研究地殼演化歷史古生物學、地史學、岩相古地理學。
研究地表特徵的:冰川地質學、海洋地質學。
地質應用學科:
(1) 與開發資源相關的:
煤田地質學、石油地質學、冶金地質學、礦床學、水文地質學。
(2) 與環境科學相關的:
工程地質學、環境地質學、城市地質學、旅遊地質學
三、地質學的特點和研究方法
(一)地質學的特點
1.時間漫長:地球年齡大約46億年,自地球形成起無時無刻不發生地質作
用,地質學問題涉及時間長。最老的岩石年齡38億年。
一些地質作用過程持續時間長,如海陸變遷,山脈隆起,礦物、岩石的形成、煤、石油資源的形成等。
地質年代的記時單位是百萬年(Ma)。
3. 現象復雜
性質上:包括物理的(崩塌、泥石流)、化學的(鍾乳、滴石)、
生物的(煤、石油形成)等各種變化。
規模上:小到原子、分子的微觀過程(礦物形成、化石形成……),
大到整個地球乃至太陽系形成的宏觀現象。
范圍上:從無機到有機界、有機界與無機界的相互轉化。
環境上:常溫、常壓到高溫高壓,地表環境、地下深處環境。
4.無法再現:眾多地質現象對人類來說是無法再現階段,生物演化,海陸
變遷、煤、石油形成過程(非再生資源)。
針對以上地質學特點有其相適應的研究方法。
(二)地質學的研究方法
1.理論與實踐相結合:
地質學是一門實踐性很強的學科。
實踐:(1)到自然界去觀察,取得最基礎的資料。
(2)實驗室進行模擬實驗。
一些地質現象(火山爆發、海底擴張、風化現象)只有在野外直接觀察(可藉助儀器,但必須到實地),否則無法全面了解。
同時,有些現象,我們需要模擬實驗,在實驗室重復過程,進行深入細致的分析、研究。辟如,河流沉積作用中,砂是在流動的水中 沉積下來的,我們可以在室內水槽中透明的水體里觀察,砂的沉積過程,沉積的層時的類型、沉積顆粒的大小與水流速的關系等…。利用分析的結果,結合地層中河流沉積的地層來推測古河流(地史中)的狀況。
2.室內與野外相結合
(從1可理解此)不應過度偏重某一方面。
3.局部與整體相結合
有些地質現象,涉及空間大,人們無法得到全部的空間資料,這時,
對整體的現象了解必須與局部相結合,如地質勘探探明地下礦藏
的分布:點-線-面-體。
4.宏觀與微觀相結合
如,火山噴發是極其宏觀的現象,但熔漿冷凝過程中礦物的形成又是結晶的微觀過程。
5.定性與定量相結合
6.原始手段與新技術、新裝置相結合
在當今先進的技術條件下,「地質三大件(三件寶)」(錘子、羅盤、放大鏡)仍不能放棄。
7.「將今論古」是地質研究的指導方法
「Present is the key to the Past」。
四、地質學的研究目的
n 地質學理論研究的目的就是要正確地認識地球和地球的發展歷史。一方面滿足人類認識自然、欣賞自然的精神需求,另一方面也是滿足人類物質需求的前提與基礎。
n 地質學研究的實踐目的就是在正確認識地球的基礎上,指導人類尋找並合理開發利用礦產、地下水、油氣等資源與能源,查明與防治地質災害,為改善人類生存的地質環境服務。
第2節 地質學發展簡史
最早的地質思想的萌芽,可以追溯到二千多年前,但地質學成為一門系統的科學,只有200多年的歷史。地質學的發展分可為:
1. 地質思想萌芽時期(公元前~十八世紀中葉)
公元前我國《山海經》(前374-287年)記載了73種礦物,古希臘《石頭志》記載了13種,這個階段對自然界地質現象的認識是樸素、直觀、零散的,分析問題帶有極大的猜測性。
2. 近代(經典)地質學時期(十八世紀中葉~二十世紀初)
人們開始將地球上孤立的自然現象納入一個系統的理論體系,即地質科學。這時期地質學誕生、發展並涌現了一批著名的地質學家,確立了地質學的基本原理和方法,建立了地質年代表,使這一科學體系不斷完善成熟。史密斯、菜伊爾、赫屯……
3. 現代地質學時期(二十世紀初~現代)
隨著科技手段的更新,發展,同時人類自身探索資源的需要,收集到了更廣泛的地質資料(洋底)建立了以大陸漂移——海底擴張——板塊構造學說為標志的系統的新的地質學理論、觀念、方法。
同時這一時期,地質應用學科得到了很大發展。(勘探地質學、工程地質學、石油地質學、煤田地質學等)地質學理論至今仍在不斷發展、完善。
現代地質學的發展趨勢
1.地質學觀察與研究的范圍和領域日益擴大。
2.地質學研究的精度與深度隨著學科的合作而不斷提升。
3.實驗與模擬成為地質學研究的重要手段。
4.全球構造理論不斷補充完善。
5.資源與環境是地質學服務社會的重要方面。
6.國際合作成為現代地質學研究的必然趨勢。
③ 地學研究的特點
地質學(以下簡稱地學)是研究地球形成與演化的科學,它包括對地球的物質組成、內部結構、表面特徵、地球發展歷史中的各種地質作用和曾經生活於其上的生命形式及演變等的研究(地質礦產部地質辭典辦公室,1983)。根據不同的研究任務和對象,形成許多分支學科。不同分支學科,都是通過對不同地質現象的觀察分析,以查明其本質屬性,並追溯其形成演化過程和產生的原因,總結有關規律,為人類生存和持續發展服務。
地學研究內容是地質現象(即由地質客體及其之間的關系所表現)的特徵、內涵和本質。地質客體(即指地質觀察研究尺度內的任何體積礦物或岩石體,及其他能被觀察的物體)是觀察研究的直接對象,它們都是在地球形成演變過程中留下的「自然遺跡」。由於地球形成演變的長期性(大約46億a)與不可逆性,地質作用的復雜性和不均衡性,觀察者與觀察條件的差異性和局限性,從總體來看,這些「遺跡」都是不完整的和殘缺的,只能算是「殘跡」(賀自愛,1998)。這些「殘跡」是不能復原的,在現有科學技術條件下,一般也不可能通過直接實驗和模擬,再造其形成過程並加以檢驗。因此,由這些「殘跡」所反映的地質現象的本質與規律,只能由觀察者通過觀察研究作出解釋和判斷,必然存在「瞎子摸象」,難以認識全貌的困難。
地質現象是地球形成演化過程中由各種地質作用或相互作用產生的。從本質來說,「運動是物質存在的形式」,沒有運動的物質是不存在的。規律又是「宇宙運動中本質的反映」。可以說地質現象,是由物質運動在時間和空間四維中的體現,也是物質在化學的、物理的基本原理制約下相互運動和作用的結果。如岩漿岩的形成,是岩漿作用或火山作用的產物,但又是幔源、殼源及殼幔物質相互運動交換的結果;沉積岩的形成,是在盆地水體及其他陸地中,主要由陸源物質再分配、再沉積的結果;變質岩的形成,是不同類型的原岩,在地球內力(溫度、壓力等)及流體作用下,加以改造的結果;而構造變形和構造岩的形成,是構造運動對岩石分布產狀,結構構造等的破壞和再改造的結果。因此,認識地質現象的本質屬性,不僅要對地質作用的性質及發生演變過程進行探索研究,而且要充分運用物理、化學等原理進行思索和論證,「自然界的一切,都服從於基本的物理、數學原理」(張炳熹,1996)。這一點,往往被研究者所忽略。
鑒於地學研究對象的特點,雖然人們在長期生產活動中,通過對地質現象的觀察分析,得出很多規律性認識,形成一些重要地學理論,促進了地球科學理論體系的形成與發展。從總體來說,地學研究仍處於探索階段。可以說:沒有對地球與天體形成演化的科學探索,沒有對地球深部和各圈層物質運動形式的全面掌握,沒有對制約這些運動產生的物理的、化學的原理深刻理解,沒有對全球地質現象的分析綜合,沒有對客觀地質現象分析的正確科學思維方法,任何關於地球形成演化、大陸與海洋的形成,以及各種地質作用發生和演變過程,都是一種假設或推論,難以作出全面客觀的解釋。縱觀歷史知名地質學家提出的一些地學理論,可以看出這些理論皆受到當時的科學水平、思維方法的制約,以及研究范圍、觀察手段、技術條件等的限制。從中可看出,對觀察的地質現象解釋,地質客體的認識,地質規律的闡明,假設或理論的形成等,都有正確的一面和未被認識,或被歪曲的一面。如地學理論中的「水成論」與「火成論」,「漸變論」與「災變論」,「固定論」與「活動論」,以及地殼運動中的「垂直論」與「水平論」等等,就是很好的說明。在地學研究中最引人關注的是:大陸與海洋的產生,山脈的形成,生命的起源等,曾使很多地質學家終生為此探索,但仍有不能認為是確認的問題;提出的各種學說,有些須完善,有些仍還只是假說。
由「大陸漂移」到「海底擴張」發展形成的板塊構造學說,雖然對地學理論的發展,全球構造的闡明起到了很大推動作用,被譽為是一場「地學革命」,但仍處於「假說」階段。仍有不能被解釋的現象,或它為一些新的事實所困惑。假說仍需要發展和完善,或為新的假說所取代。那種把「板塊構造」學說看成是地學理論中惟一正確的科學理論體系,能解釋一切地質現象,凡是不符合「板塊構造學說」的地學研究不支持,凡是不符合「板塊構造學說」的地質現象不承認,這將不利於「板塊構造學說」的自身開拓與發展。近十年來,與板塊構造學說相悖的事實不斷被發現。對此,美國Texas工業大學1992年出版的《全球大地構造新概念》一書作了全面反映。除了在板塊構造學說中,關於地幔對流驅動力機制、古地磁資料運用、歐拉極旋轉、地質時期地球半徑不變等概念存有很大爭議外;新發現的事實有與大洋中脊平行,長達數千公里的斷層、斷裂、裂隙帶,其運動方向不是垂直於洋脊而是平行洋脊運動。洋底年齡也不像板塊構造描述的那樣從洋中脊頂部向兩側系統地增加。如在太平洋底,於北緯20°與東經150°交匯處,向東南,由侏羅紀依次漸變為漸新世。太平洋西北部基底為覆蓋有年輕沉積物的前寒武紀地盾。在瀕臨日本的太平洋中有古生代和早中生代古陸。在大西洋中脊有許多元古宙和古生代岩層,如北緯450的鮑爾德山,在長約13km、寬5km、高3km范圍內,全由16.90億~15.50億a花崗岩(且又被7.85億a鎂鐵質岩牆侵入)構成。在大西洋中脊處查明有數百個這類花崗岩產地。印度古大陸不存在獨有的生物群,而澳大利亞大陸在生物方面卻有獨特的特徵,兩者有明顯的區別,表明印度古大陸並不是由澳大利亞大陸分裂漂移而來。古生代及中生代陸生植物、四足類及海生動物群的分布型式,支持大陸和地極相對穩定的聯合大陸假說。特別是「板塊構造」登陸後,又遇到陸內造山的許多難題。對此,國內外很多學者提出了質疑:如Meyerhoff A A等,根據大量的地質和地球物理資料,提出了在地球收縮體制下新的「顫動構造說」;Owen H G(1992)則用地球的緩慢膨脹解釋了大陸分裂和海底擴張,以及聯合古陸的解體;楊槐(1993)用思辨的形式,對板塊構造理論與實踐進行了全面批駁,根據地球高密態起源與「態變」演化,地球非球對稱膨脹,非球對稱三維運動等論點,對板塊構造理論所依據的資料及新發現的現象,進行了新的全面解釋;此外,劉粵等(1995)提出了能量補償論;吳珍漢(1995,1997)提出了旋轉地球動力學;池順良等(1996)提出了海陸起源的內波假說;楊志華提出的抽拉構造(1992)和動力學新理論(2001)等等。上述這些認識,並沒有改變當前地學研究中用板塊構造理論為指導的一統局面。面對中國如此復雜的大陸構造,一些重大地學研究項目的結論,也只是對板塊構造學說進行修補和完善。近年來,大別山區及蘇魯地區,柴達木盆地北緣、阿爾金山、天山等地,相繼發現含柯石英的超高壓榴輝岩,這似乎為「板塊碰撞—深俯沖作用」提供了重要地質依據,給板塊構造登陸後遇到的難題求解找到了答案,作者將對此作出與其不同的解釋。作者依據大別山及鄰區地質構造特徵,闡明陸內造山與變質、變形過程,及其形成過程中與深部地幔差速環流的聯系。
工程地質學是研究與人類工程建築等活動有關的地質問題的學科。地質學的一個分支。工程地質學的研究目的在於查明建設地區或建築場地的工程地質條件,分析、預測和評價可能存在和發生的工程地質問題及其對建築物和地質環境的影響和危害,提出防治不良地質現象的措施,為保證工程建設的合理規劃以及建築物的正確設計、順利施工和正常使用,提供可靠的地質科學依據。研究方法包括地質學方法、實驗和測試方法、計算方法和模擬方法。地質學方法,即自然歷史分析法,是運用地質學理論查明工程地質條件和地質現象的空間分布,分析研究其產生過程和發展趨勢,進行定性的判斷,它是工程地質研究的基本方法,也是其他研究方法的基礎。實驗和測試方法,包括為測定岩、土體特性參數的實驗、對地應力的量級和方向的測試以及對地質作用隨時間延續而發展的監測。計算方法,包括應用統計數學方法對測試數據進行統計分析,利用理論或經驗公式對已測得的有關數據,進行計算,以定量地評價工程地質問題。模擬方法,可分為物理模擬(也稱工程地質力學模擬)和數值模擬,它們是在通過地質研究深入認識地質原型,查明各種邊界條件,以及通過實驗研究獲得有關參數的基礎上,結合建築物的實際作用,正確地抽象出工程地質模型,利用相似材料或各種數學方法,再現和預測地質作用的發生和發展過程。電子計算機在工程地質學領域中的應用,不僅使過去難以完成的復雜計算成為可能,而且能夠對數據資料自動存儲、檢索和處理,甚至能夠將專家們的智慧存儲在計算機中,以備咨詢和處理疑難問題,即所謂的工程地質專家系統(見數學地質)。
⑤ 地質學的研究對象和研究內容具有哪些特點
地質學的研究對象是地球.地球包括固體地球及其外部的大氣.固體地球包括最外層的地殼、中間的地幔及地核三個主要的層圈.目前,主要是研究固體地球的上層,即地殼和地幔的上部.研究內容:礦物學、岩石學、地球化學、構造地質、地球物理、古生物學、地史學、工程地質、水文地質、環境地質等等.
⑥ 工程地質學的研究方法有哪些
1 地質分析法
即自然歷史分析法。是運用地質學的理論,查明工程地質條件和地質現象的空間分布以及它在工程建築物作用下的發展變化,用自然歷史的觀點分析研究其產生過程和發展趨勢,進行定性的判斷。它是工程地質研究的基本方法,也是其他研究方法的基礎。
工程地質工作中,必須綜合運用上述方法,才能取得可靠的結論,對可能發生的工程地質問題制定出合理的防治對策。
⑦ 地質學有什麼特點
地質學的特點:
第一,地質學的研究對象涉及到悠久的時間和廣闊的空間。地球自形成
以來已經有46億年的歷史,在這樣漫長的時間里,地球曾發生過滄海桑田、翻天覆地的重大變化,而其中任何一個變化和事件,任何一粒礦物和一塊岩石的形成和演化,都往往要經歷數百萬年甚至數千萬年的周期。對這些變化和事件,人們不能像研究人類歷史那樣,可以藉助於文字和文物;也不能像研究物理那樣,可以單純依靠在實驗室中做實驗,而必須靠研究分析地球本身發展過程中所遺留下來的各種記錄。
同時,地球具有巨大的空間,在不同地點和不同深度,具有不同的物質
基礎和外界因素,因而有不同的發展過程。海洋和大陸、大陸的各個部分、地球表層和深部,都有其不同的發展過程。因此,既要研究它們的共性,更要研究它們的差異性和相關性,才能全面、深入地找出地球的發展規律。
第二,地質學具有多因素互相制約的復雜性。它所研究的對象和內容,
從小到礦物組成的微觀世界到大至整個地球以及宇宙的宏觀世界,從礦物岩石等無機界的變化到各種生命出現的演化,從常溫常壓環境到目前還不能人為模擬的高溫高壓環境,從各種變化的物理過程、化學過程到生物化學過程,從地球本身各個部分的物質能量轉化到地球與外部空間的物質能量轉化等等,充滿著各種矛盾和相互作用的復雜過程。任何一種地質過程,都不可能是單一的物理過程和化學過程,地球自誕生以來,不僅形成了光怪陸離的礦物世界、岩石世界、海洋大陸、高山深谷,也出現和演化成了種類繁多的生物世界。眾所周知,目前在實驗室中即使合成最簡單的生命物質,也是非常不容易。地球演化到今天,產生出如此面貌,這固然與其具有人類歷史所不能比擬的充分時間有關,同時也說明地球演化的地質過程是一個十分復雜的過程。
第三,地質學是來源於實踐而又服務於實踐的科學。但地質學必須首先
是以地球為大課堂,以大自然為實驗室,進行野外調查研究,大量掌握實際資料,進行分析對比歸納,得出初步結論,然後再用以指導生產實踐,並不斷修正補充和豐富已有的結論。遠在數十萬年前的舊石器時代,人類的祖先就是在製造石器的過程中,逐步掌握了一些岩石的特性,後來在銅器時代、鐵器時代,人類又在生產活動中逐步掌握了尋找有用礦產的某些規律。近代以來,由於工礦業的發展,特別是相鄰科學和現代技術的進步,又推動了地質學的突飛猛進,不斷形成新的理論。
⑧ 地質學基礎特點決定地球科學工作者的思維和研究方法有什麼特點
地質學的研究對象主要是地球,屬於地球科學(簡稱地學)的范疇,也是六大基礎自然科學的一個組成部分。地質學的研究對象及其內容既不同於數學,也不同於物理和化學,而是具有它自己的特殊性,從而也具有它自己的研究方法。
(一)地質學的特點
第一,地質學的研究對象涉及到悠久的時間和廣闊的空間。地球自形成以來已經有 46 億年的歷史,在這樣漫長的時間里,地球曾發生過滄海桑田、翻天覆地的重大變化,而其中任何一個變化和事件,任何一粒礦物和一塊岩石的形成和演化,都往往要經歷數百萬年甚至數千萬年的周期。對這些變化和事件,人們不能像研究人類歷史那樣,可以藉助於文字和文物;也不能像研究物理那樣,可以單純依靠在實驗室中做實驗,而必須靠研究分析地球本身發展過程中所遺留下來的各種記錄。
同時,地球具有巨大的空間,在不同地點和不同深度,具有不同的物質基礎和外界因素,因而有不同的發展過程。海洋和大陸、大陸的各個部分、地球表層和深部,都有其不同的發展過程。因此,既要研究它們的共性,更要研究它們的差異性和相關性,才能全面、深入地找出地球的發展規律。
第二,地質學具有多因素互相制約的復雜性。它所研究的對象和內容,從小到礦物組成的微觀世界到大至整個地球以及宇宙的宏觀世界,從礦物岩石等無機界的變化到各種生命出現的演化,從常溫常壓環境到目前還不能人為模擬的高溫高壓環境,從各種變化的物理過程、化學過程到生物化學過程,從地球本身各個部分的物質能量轉化到地球與外部空間的物質能量轉化等等,充滿著各種矛盾和相互作用的復雜過程。任何一種地質過程,都不可能是單一的物理過程和化學過程,地球自誕生以來,不僅形成了光怪陸離的礦物世界、岩石世界、海洋大陸、高山深谷,也出現和演化成了種類繁多的生物世界。眾所周知,目前在實驗室中即使合成最簡單的生命物質,也是非常不容易。地球演化到今天,產生出如此面貌,這固然與其具有人類歷史所不能比擬的充分時間有關,同時也說明地球演化的地質過程是一個十分復雜的過程。
第三,地質學是來源於實踐而又服務於實踐的科學。但地質學必須首先是以地球為大課堂,以大自然為實驗室,進行野外調查研究,大量掌握實際資料,進行分析對比歸納,得出初步結論,然後再用以指導生產實踐,並不斷修正補充和豐富已有的結論。遠在數十萬年前的舊石器時代,人類的祖先就是在製造石器的過程中,逐步掌握了一些岩石的特性,後來在銅器時代、鐵器時代,人類又在生產活動中逐步掌握了尋找有用礦產的某些規律。近代以來,由於工礦業的發展,特別是相鄰科學和現代技術的進步,又推動了地質學的突飛猛進,不斷形成新的理論。
⑨ 構造地質學的研究方法
地質構造的研究應包括構造的幾何學、運動學和動力學的研究,以及構造發育、演化的歷史分析。①構造幾何學的研究是對各種地質構造的形態、產狀和規模及其組合型式和相互關系進行觀察、描述和測量; ②構造的運動學分析是根據構造幾何學的有關資料和數據,去追索現有構造狀態和位置的岩體在變形時,物質相繼發生的位移、轉動和應變等內部和外部的運動; ③動力學的研究則是探索構造變形時作用力的性質、大小、方向、應力場的演化以及外力與應力之間的關系; ④構造的歷史分析是通過野外觀察和室內對有關資料的綜合研究,闡明各種地質構造的形成時期及其發育順序。這幾個方面的研究是相互聯系、相輔相成的。對構造形態進行幾何分析則是構造地質學研究的基礎,有了構造幾何分析的基礎,才可能正確分析地質構造的演化歷史和成因,進而對各個地區的構造分析資料及其他方面的資料進行綜合分析,從而揭示出地殼構造的形成和發展規律。
盡管對不同岩石類型地區地質構造和不同尺度構造的研究任務和方法各有不同,但是,野外觀察和地質填圖始終是研究地質構造的基本方法。通過野外觀察填繪的地質圖,不僅可反映出一個地區各種岩層和岩體的分布,而且根據岩層和岩體的產狀、相互關系和各自的時代,可以認識該區各種地質構造的形態、組合特徵和發育史。通過繪制剖面圖和根據地面的構造形態觀測及鑽井和物探等提供的資料,編繪構造等高線圖和等厚圖,能較好地反映地下構造形態的特徵。
研究地質構造的形態、產狀及其相互關系,一方面是採用填繪地質圖、編制有關圖件以及相應文字描述的常規方法; 另一方面是通過對各種面狀構造和線狀構造要素的力學性質、產狀和相互幾何關系的系統觀察和測量,應用極射赤平投影或電子計算機作數理統計分析和自動化成圖,從而得出地質構造產狀方位的型式和對稱性的特徵,為建立地質構造三維空間圖像、分析構造變形機制和恢復變形歷史等提供依據。Bruna Sander ( 1930) 在《岩石組構學》中提出的變形岩石顯微組構的幾何分析方法和運動學解釋原則,經廣大地質學家在實踐中進行修正和補充,現已發展成為不僅可用於顯微構造分析,而且也可以應用於中、小型構造乃至大型構造分析。
現代航空、航天遙感技術和航片、衛片的採用,擴大了觀察地質構造的視域和深度,彌補了野外地質觀察的局限性; 而鑽探、物探等工程和探測技術的應用,為了解地下構造情況,提供了重要資料。
研究地質構造不能只滿足於形態描述,還要應用力學原理,鑒定各個構造的力學性質和相互關系,並分析它們的形成機制和各構造之間的內在聯系,以便得出區域地質構造的分布和演變規律。
研究地質構造形成的力學機制,常常需要進行模擬實驗。例如根據相似原理,用泥巴、石蠟、瀝青或凡士林等材料,做成某種形態和尺寸的試件,在設置的相應幾何邊界條件下,施加一定方式的力使之發生變形,觀察其變形特點、應力與應變之間的關系,並將實驗模型與自然界的構造原型進行類比,藉以說明這種構造的形成、發展和組合關系以及構造變形的邊界條件和應力作用方式。計算機的應用使構造地質的研究向定量的數理分析方向發展。如應用有限單元法來計算一定地區內的各點的應力方向和大小,進而對該地區的構造應力場做出數學模擬,據此,可以推斷出相應的構造圖像,並與該地區的地質構造特徵進行比較。
對地質構造進行歷史分析,一般是根據地層之間的不整合接觸關系及各種構造間成因聯系和交截、疊加關系,並結合沉積岩相、厚度以及岩漿活動等方面的分析,或配合同位素地質年代的測定資料,分析該區構造形成時代和發育順序,劃分構造發育的階段,恢復區域構造發展史,從而對該區地質構造的規律有一個較為正確的認識。
在構造地質學研究中,還需與岩石學、地層學、地貌學及地球物理學等學科密切結合。