|
, c- b& d9 W6 D 一、基本概念(Basic conception) $ }3 {4 [. C. L! C9 ?; J5 F7 W
1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。
3 }! I' B2 ]6 q& D) j0 P7 f& _ 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。 + `- T2 Y- R' M
" d! o1 }; k' W) X+ V + l% e- w5 M( e5 U8 _* [+ Q; M2 y: `
2 `$ V! L+ U0 D" g6 V( ^
, U2 r( W# \; |# C) w. F" ]
/ q& d4 \/ ? N/ W8 G0 i9 l
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。 9 e- I, N' X! a- v: P% {0 u
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。
$ @* y/ ^, P; I- T " \ B: \6 @% I, g: o9 I
_4 a) z! w& v5 X 6 H; N+ `* X2 C& [9 r
% D1 L# A; l; D
$ p1 {5 U0 O- H; c- A z$ a
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。 * C/ E, w7 y3 n2 ^* l5 F
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 7 Y7 F& L Z. u! U# B7 ^
类的构造形迹。
& }- K$ g8 }$ u2 Z 二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment)
2 b- C1 a9 J W* v4 A 地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。
0 f3 ]) d3 v+ K5 } 垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。
9 y" D. n2 u' T9 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。
& t9 K q) d% R6 V/ q9 g, g " ~ Z, w4 I: x/ D) ]
6 N0 k# f/ M/ t4 q, R4 @
$ O, U9 \) g2 o% q7 q
+ E- I. V+ `( v) W
0 _% J6 Z. |; W- b 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。 5 y5 ~) L/ l8 e3 t0 l
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% G% d2 i0 ]7 s2 n( J: ? 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
, }& f# n4 s$ i 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。 : ]( r/ j; s% k
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。 # C4 l9 i7 b- e- I# R! E
7 ^3 [" J# z+ }3 K, k$ t, b 1 f5 M+ V' M' r8 O
" @2 X5 D' x9 T6 I9 w r& [4 X! B& q
5 t4 a& d( J$ k
三、节理(joint)
# X* O5 U* ?! P7 c; ]7 `$ R 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。 9 F) |2 B9 `! q
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。
, H% Q1 n/ L. a- r9 {/ u6 ] 2.节理分类 , W3 N7 o9 a) `% }3 K
成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理)
4 n' |$ E6 ?; l3 O; `, [6 d ——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。 3 d" _8 @2 v( c2 B% f" {1 {
——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。
+ }! m, P- S/ w9 e0 ^% l ——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。 ' ?- W m/ G+ x U& d
' o* ^0 t. e& ]( S5 @" d* w9 v
' T& u4 K$ F) R# d; V* S) N
- l. W3 N4 T, L2 P3 M9 z1 Q
# ?5 X/ P; |6 H- k
+ W7 m9 D9 G2 o, \- a 力学性质分类(自然界最常见):
) R+ f& l$ ?7 |/ C0 U6 K! Y ——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。 0 B. l% `+ W8 \4 q5 n3 x+ A
——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。 q' t- a9 y0 Z% B( ~! G) L
——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。
) f4 n% o8 T% q: P4 x: v' u% f& m" a
% g. |) m2 u) g( y: U. {/ o) [
0 a5 d# T2 W9 F9 r/ {6 ] . l; k0 b( @! b% q4 x/ ?2 y
' p4 K, N. A } ~
1 i1 o5 h5 f) D) y6 y4 h 苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理 + @4 V# c/ s" a8 L' R5 V. a
3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角;
$ T5 l( L2 U8 h- I d7 b7 t 节理与岩层的关系:斜交、平行、垂直。 . F! n- b( t& t j* Y0 @. z
: E2 o- |$ X( A! A
8 J/ T1 D: S6 n# `
P9 n+ c! S, A
R- J; X# R8 `2 Z
5 S6 x% U% Q1 `) K8 J 4.共轭节理(conjugated joint):材料力学上称为吕德线 4 R' `8 |) k+ t' j1 z
(ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。 " u1 T% n# c O) P/ X( u
$ l: b$ j: d6 k+ T! t; z+ L
& J% r5 X, R# Q* ] % @% a4 L$ b @
' m3 V" Y, h' [2 \3 u' m+ E
3 ~% x, e& H( J$ m/ R, F# r- N
a.平面“X”节理、剖面“X”节理。
( }, g8 _# ?3 i0 p9 |, ? 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。
# R. K( t, D: O* S5 o7 \( p ' E$ Q$ `% M/ y) C
) t; X+ q" `( Y+ a
$ C# ^0 K T8 f6 }7 ~* y( x O $ k1 E: {' U2 O2 M* F, B- s2 ?( [1 z' k
! u6 a! t$ e6 N8 _8 \- o
2 X" y% i* P8 p% }8 d& q: ?8 i# n( |$ F3 C$ I
a2 ~* @- g$ }, W. o/ M& A
p5 y( c7 h4 C6 @' A3 f9 A. w
" a: Z' t5 n, y/ G9 I; k |