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一、基本概念(Basic conception)
9 N) {! h1 S9 |1 u% R1 K. u 1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。
! X" o( m2 y5 y5 q 内外核的差异旋转是地壳运动的内因(发动机);地壳运动是形成地表万象、大千世界的原因,与人类活动关系密切。 - s) x& _+ @$ n1 O7 o' T6 O9 K
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8 C$ u& C4 |% c+ m. W& S 2.地壳时刻在运动,水平岩层的褶皱弯曲与破裂,都是地壳运动产物。
! }% N+ i+ m; z* G C& @' [ 只有急剧的地震才会被人们感觉到;缓慢的、深部的运动只能被大地测量、天文测量记录到。
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3.古地壳运动的证据记录在岩石中,现代地壳运动的证据经常记录在毁坏的建筑物中。
3 H1 a+ l9 {4 o- _6 M9 r 4.地壳运动有垂直运动、水平运动两种方式,形成褶皱、破裂两大种
1 l% a% `, p" c8 [) z' u8 { 类的构造形迹。 + F& Q, j! O$ V6 h7 [0 R' a
二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment)
% |; g, z, r m* X/ k9 ~+ ? 地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。 & Q. e0 d7 ]+ A
垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。 2 k% J- n- t4 t$ { W; u
水平运动:同一地点,有时挤压,有时拉伸,有时走滑。可复合。意大利:那不勒斯海的沉降,导致公元前2世纪罗马建筑塞拉比斯神庙毁坏,现仅残留三根12m高的大理石柱。
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9 `& s$ m- x* c2 y 喜马拉雅山:3Ma上升6000m,在北坡4000m高处发现海洋鱼龙化石。天山:滨海沼泽处形成的煤层,5 Ma以来被抬升到4000m的高处。泰山:1 Ma升高了500m,平均1mm/2a。 7 p8 `% @4 Y8 }8 t- R% e
天津:1 Ma来下降数十米,使永定河、海河经天津汇入渤海。宁-镇:几多变迁,沧海桑田。 ! S- l# S# k8 S: u" o
1996年,上海宋叔和等用GPS测出太平洋板块以2-3cm/a朝西运动 3 b9 N. {( X U5 @/ t( |7 d
1988~1992年用GPS测出阿拉伯板块正以2.5cm/a速度朝N-NW 、非洲板块以1.0cm/a速率朝北向欧亚板块运动。两个板块每年1.5cm的差异运动导致了死海(Dead Sea)转换断层的左旋运动。 ( b7 e+ f1 l, q" H! q$ J% f `% U
大量证据表明,水平运动是主导的,垂直运动是次要的、派生的。 : t: ]7 K3 u7 K
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三、节理(joint)
5 Z! g- Q1 B9 P* s 断裂构造定义:岩石中沿不同方向发生的破裂构造。破裂面两侧岩石有明显位移的为断层;无明显位移的为节理。 $ ~. }, C" b4 r- [8 ]2 `
1.定义:岩块发生破裂,但两侧无明显的位移。节理是应力作用下岩石破裂的原始记录。岩石变形越强烈,节理也越发育;岩石越老,保留的节理也就越多。 5 p# D/ _4 P$ j6 t) b
2.节理分类 4 @9 d: N, }3 I: h
成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理) 0 ~4 ^9 a2 b2 p; ]% t
——原生节理:成岩中形成,如玄武岩冷凝收缩而生成的柱状节理。 2 [8 z u6 w6 }& ?% l
——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。 - @, a( d& w8 C6 k- Z ^
——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。 5 [- s! H9 Y7 S$ @) g& Z
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. ]+ I6 j' q* i 力学性质分类(自然界最常见):
$ l0 k4 f% e' V& G! V" x ——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。 " I; ~3 _5 V- t" b5 w5 |3 `
——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。
1 X7 O! c: w7 p: z8 P0 T& l) E2 s, J' d ——共轭节理:沿着共轭剪切面的方向会形成两组交叉的剪节理。
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3 }5 l3 l# W+ Q) {1 K% _ 苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理
. ]) v: L; b4 d& D/ ? 3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角; 4 y) O+ |5 B5 S9 k. }& m3 N2 Y
节理与岩层的关系:斜交、平行、垂直。 7 L0 N) A1 S1 x
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4.共轭节理(conjugated joint):材料力学上称为吕德线
: _7 B2 G/ N$ R9 Q1 ~) B# K (ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。 % |- K" o* B$ s g+ Z3 d
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* A: {4 T. |! _6 z U% t9 q8 U a.平面“X”节理、剖面“X”节理。
. Q8 ?6 ~( l3 o5 I9 i+ V8 Z& } b.构造力主要是水平方向的作用力,因此早期“X”节理和层面相垂直、晚期“X”节理和地面或水平面相垂直。
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