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一、基本概念(Basic conception) ; i5 F' a) h* J, `0 O$ t7 C
1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。
5 v$ [3 L1 R1 ^5 o2 b' J+ 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。 2 h: R. ^) V& N" H, T' ]. a' u
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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。 & l- S* w p# `- a6 J4 p: p. I- E
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。 3 \$ r, d1 {3 L. \# w
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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。 / J5 ^% z+ ~/ \5 }, K! ?' a1 W8 R4 w
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 & N% U9 R2 L+ A/ j3 _1 q) Q3 f
类的构造形迹。
`$ x' F1 h) l: S n+ `& A" d 二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment)
) P- Q% y& q3 p6 t$ k$ [/ c& E( l 地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。
0 Y. ?* i2 m4 S* U0 z 垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。 0 n/ F3 |+ `! J; P
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。 * n& Q. x4 X0 }1 r
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~& \9 f- o. D H! R; [# I! Z 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。 : Z7 i+ A4 `6 O" C% z, s5 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。 : g/ Q+ d7 g& S I; n& X6 f* M
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 # M/ S1 n4 e$ d7 q
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。
6 W' ], y# F$ ^ 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。 ' D4 C/ g7 N* l" m% H K {
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三、节理(joint)
* v) p" l( k! |8 l 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。 + c5 K% r! N( R
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。
8 q G1 s1 h: j. r7 Q. ? 2.节理分类
, V X) y' q0 V 成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理)
! r* o% p7 \0 z1 a ——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。
: M: V( L+ G& G8 w1 }" e ——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。 0 t( G8 B. Q1 u- k* T
——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。 5 V/ k2 c3 M: F9 E# @7 ~3 T8 w
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力学性质分类(自然界最常见):
6 W: Y# Q- x. u0 `5 \ ——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。
1 }7 t* f$ V' z+ E ——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。
# `: i7 {' u- j( W9 R ——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。 l$ e% [6 z% o2 p0 K9 w) \6 ~" E
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! D3 G+ u3 Z! m( y: o8 Y 苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理 . P: u5 X0 a" g, ]1 Z" E5 W
3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角; , n" K4 x( v8 p" P$ R
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
% Y9 E; h# a9 w. L* p9 E (ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。
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4 }, q# x, E K5 f3 e a.平面“X”节理、剖面“X”节理。
7 e: q; z4 }) q# U* X 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。 1 ?+ G0 W, e7 H9 V/ I1 N7 I' ^* y$ q
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