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% A' {; M) k% A( i- f4 w' ?/ h3 y 一、基本概念(Basic conception) ( M7 D w, [5 m
1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。
' o3 L0 P9 m' U5 f1 X/ i8 O( D 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。
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- F( g8 Y, v; Y. I8 f 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。 7 S7 [8 \9 R; _$ W" k5 _
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。 " u: A/ Y4 ~6 X' D' f- I3 A" C$ x9 B! ~
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) t j- j; X: P X1 ?; ] 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 K$ u4 ]. N1 e1 n r- I 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
' |* X, `2 v/ a( _& A9 \* l/ W 类的构造形迹。
4 a! _, K% k: u+ c9 E, Y 二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment) + S2 p, \7 ` ^+ ~3 h
地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。 6 j2 J. M; R+ C
垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。
5 H# Z" b! w4 K" ~3 A8 e- W T' ]+ [& ~' F 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。 " @% l! Z- c1 i# T* c. N
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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。
- h! D4 M: N' \! c# x 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。
2 n0 z: C T% r 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 ! t; y" k, l$ j1 L3 w7 y
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。 3 p" \) O0 t/ M; P
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。
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* h0 f) p7 S3 U9 I: `- D 三、节理(joint)
8 ?% L1 h6 o# a+ [% [. X, 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。 Q5 G# w$ b% V1 U- j9 N
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。 4 u* m7 f, ?) m
2.节理分类
& B4 D( h1 J) t8 w. x& } 成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理) ) `. f6 ]- U& ?+ T5 z/ c
——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。
% v, \+ T" h, g* a& v# o! B ——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。
1 {, V, n. K3 e) E( A9 s ——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。
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力学性质分类(自然界最常见):
8 B g' H% @) H( ] ——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。 . r( `* p0 T% {. f# U* k% u" }) M
——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。
y- i o( B1 }9 Y- ? ——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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苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理 3 G9 }0 D& W: h2 d
3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角;
7 B1 u; g6 H# N; f! E8 y) r2 e 节理与岩层的关系:斜交、平行、垂直。
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4.共轭节理(conjugated joint):材料力学上称为吕德线
' K( ^: c; `" N# T6 |0 k (ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。
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+ j+ I) O2 J7 F5 m% |9 u! ?. P a.平面“X”节理、剖面“X”节理。 % Q: s/ F0 Q0 `# Z$ g
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。 ' k9 k# |, |. S
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