|
* A$ R5 X" p2 S. n& Q8 o) E1 h5 t- G
一、基本概念(Basic conception) * Z! o1 C, C" \! \7 F! m. }' U
1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。 5 t( z; n$ J* m( v
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。
6 @# N8 S$ @" c- Y5 h/ [% c
4 _) Y1 y9 V$ w+ p" B" z ) x" N2 E; v, Z! J' S K' ?
, ] m, x. t% P, d( g, e# R- c
: M* e- i7 }+ Q# q- p3 P- S / b1 X9 T% h3 {; j, A* N
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。
; `3 T5 \3 k5 a" E* H. K 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。 0 x8 Z, v6 w, ?' W
& V4 k8 q) x1 Y0 n; f( u a1 w' D: [3 I7 K
, G6 f4 j( f; R9 |# s& x
2 t' _% v1 d+ y
9 a5 ]) L( z# Q* J" T) H0 g 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。 & i7 D0 K/ w3 a; m
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 a7 C) B5 q9 Z
类的构造形迹。 s+ i1 N" a x3 h: B! O% ]
二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment)
" ~7 b4 d8 O3 B( B" D 地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。
$ c4 K8 b/ s/ B. @* x# v 垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。
6 D/ E! |- ?3 h2 u, \ 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。
2 u) r. h, C4 s6 R) N. W
. d# C0 H8 B) ?5 N& H
1 t" e! S6 s) S7 w" m6 I
" p% _2 \9 Z# \, s5 c/ d5 o * u( V- ^) S2 v
' b5 {6 W, _' 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。 . o \9 X1 P- I( z1 S
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。 3 P* B/ B; L8 `2 a5 @2 |
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( |# R) a% ]! o4 \3 B/ p
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。 : n7 F" M0 p6 ~
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。
6 D1 K+ U: i1 B U) j
6 W5 \5 X& |- b# ?) Y
/ C+ b3 {+ p; m: J2 \* t
( r- \& T9 T5 ] : Y, k+ c) l& R8 N5 W) C+ e; i
2 a0 u2 b8 U0 \ E$ L
三、节理(joint) - R% B3 n4 J$ C/ e/ \' R8 |
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。
: M% b- F6 b" Z4 Q7 }6 R9 Y 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。 0 r, ~4 D5 @+ Q) W' u3 O$ `
2.节理分类 1 o- Z" }: \: Y6 c! L
成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理)
8 Q% Z1 A; N$ K' Q* W$ |: f ——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。 8 Y9 \, R0 d; Y" y# l
——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。
6 J( C$ M3 I) E! x! B9 z! {% y ——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。
0 E Y# l) u) Q/ ~* R # ~2 }7 q! M4 n9 Y. ^& R- q' {, ~
4 i# v5 R8 ?5 _
/ \ l" W$ T6 _& _$ Z 4 R. f5 P0 i3 j. H) ?& |
}4 F& y8 x, e% i- U1 |
力学性质分类(自然界最常见): 4 F* u, s; G6 e1 i) X/ A
——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。 " a d! j, A" a4 d$ P9 S) Z% \
——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。 0 s. r) J6 w, ~
——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。
- y' e1 q3 _4 x! n3 Y: ~
' v. r& T& l& x$ W * J# }; h' K- ]7 Y6 S0 x
8 `, z7 | U7 J1 {* m4 _' A- F7 D4 B
2 ^5 L$ \ Y# g. f+ J 2 E; t. ^/ O/ i( {0 s/ V
苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理 . T5 E9 Y0 J# Y6 F @% {/ q
3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角;
2 }0 w% S p1 [0 O1 Z. e0 M 节理与岩层的关系:斜交、平行、垂直。 . Y l ` L/ T
2 W; Y2 x* {, i1 B' R
C9 c1 |5 D- m( J ?; \0 O9 g4 c; ] . e' h) Z X. i4 @* l
" d8 {' }* u6 m# N8 t% Y W8 ?. H/ z* Q ( C4 Z* w7 w p2 {
4.共轭节理(conjugated joint):材料力学上称为吕德线
+ R/ H9 j( K# v$ M; \1 ` (ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。 ( t3 ~7 m* Y. u; `8 S. k
! v/ |# t: L- \, ^, M6 ? 9 S, H4 h8 U9 W1 C1 p
: a6 M, m. |4 W. {
* S. H0 l- O8 C
# n |' b2 I' R3 [9 D a.平面“X”节理、剖面“X”节理。
/ ?6 p: p% c0 m 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。
& @' Y3 T' B) E( U+ [* d : m6 `- z/ n# S" P
: P2 o0 o1 U* C' H
7 y% |. t7 C4 j7 o; ]7 g7 |
. b# d6 h, c: B. k9 x. T- V
5 O+ Y' [* g: D- W; q- F+ w1 A1 ]7 T( n4 I9 r9 X; B
( Q4 g# G# V) M% n% t
# M/ Q8 r. ~' @; j* H, u) u
$ O7 q" m! k* k) T) q8 h# b% c$ {
_/ {/ w& Y- u1 G
|