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一、基本概念(Basic conception)
) Z9 W2 q+ p4 v5 U2 W1 e 1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。
1 W5 L7 V$ } o+ e1 {' y3 }* A 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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, m4 ^ x& n) u3 T6 L* 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。 [1 N- Z1 |4 u. v
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。
2 z! e' _+ `8 I' {* K1 C# @! E 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
9 M8 Y) M$ O t' p& G. E 类的构造形迹。
2 {8 c, _$ X" {% y/ [, S. O } 二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment) 5 t2 g4 s4 M, B* _
地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。
# e% m+ X6 E0 M8 U; `6 @9 k7 E+ O 垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。
/ I( h$ A8 b& V% u9 d 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。 p' e" j# A, s; A, c
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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。 - o% Z6 U( G+ X: d2 E: `2 u+ j, {
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。
" Z* X. _! A/ w) m4 j e 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 ' p- f( r) @/ y" l, H3 `
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。
8 A1 H* n! G7 E! H5 @" b 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。 " L' B! F. m- |7 d0 F
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三、节理(joint) * I& X c+ a2 @0 a
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。
+ R; ~9 a; _& E9 V( c; V! k 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。 - j/ R1 `2 j. h7 E
2.节理分类
7 s: ]0 s; E8 n( \9 {8 P 成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理) / m6 }2 o3 X/ j! {& B, a1 O
——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。 - }; Q8 _) v u o3 Y
——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。
4 C! f9 D0 |1 W6 B3 y ——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。 # f+ H- v# o9 d* | ?) \# j1 ?
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力学性质分类(自然界最常见): ) y% V7 d, d% m* E1 {
——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。 ' {6 y" a" K# } D
——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。 ' G n, S6 m- M7 Q+ X- }, n
——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。 ! o1 E, u0 ?( o. e1 A* d7 u2 a
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苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理
( V, p8 O# I& h" E9 s: R& `* H 3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角;
( s" t" N c5 u# ~( P 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
8 `5 K% _+ w) _* E% m5 v; F8 T (ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。 0 A/ d9 u$ M. Y$ B# X/ d
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- b6 G/ i' C/ ^" L1 C a.平面“X”节理、剖面“X”节理。 x' v' G8 ?2 a. G. y, 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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