构造作用基本方式—节理构造

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一、基本概念(Basic conception)

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1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。

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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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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。

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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。

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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

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类的构造形迹。

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二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment)

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地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。

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垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。

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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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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。

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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。

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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

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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。

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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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三、节理(joint)

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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。

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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。

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2.节理分类

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成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理)

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——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。

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——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。

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——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):

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——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。

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——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。

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——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

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3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角;

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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

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(ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。

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a.平面“X”节理、剖面“X”节理。

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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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