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+ F. P- b+ j H9 T1 F7 g 一、基本概念(Basic conception) 0 t: p$ n5 }3 k& Q$ s
1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。
* V4 D9 e: R" X$ t 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。
R- e/ d3 d0 [2 f2 {9 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 H5 x, }9 C; O& s# f$ t' J 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。 " }4 z, V, x" l! Z1 [, U0 }
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 - h* ~4 r9 p4 O. P) V8 \
类的构造形迹。 ! K9 B# k+ _) q( `/ _
二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment)
3 J0 T M" s* x. Y+ \% T 地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。 5 `# z+ ?$ Z$ ?0 M7 }
垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。 / t0 H7 V% W1 w4 b# Z. c# r
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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4 ]4 j0 b7 D8 d8 H1 K3 q 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。 6 }" @9 @- F% J" k/ N6 Y. u
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。 . ~* o9 z" @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 ' F9 w: Y) r" z$ g2 J" g* \, l
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。 % v7 U7 I5 T; W; |
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)
4 V8 }9 @' R( W 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。 - M5 Z4 p2 I1 j# I
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。
% I0 L# S) Q" }( x+ g( |: D9 K 2.节理分类 0 p( U0 K1 _2 O. u. B& W" w
成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理)
& f: ~4 b- n* a# |0 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。 l! v7 R4 z4 U% [
——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。
4 F3 L, U1 b6 r5 F: X ——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。
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% u h7 N( A2 {5 q5 q2 L8 M( K# b 力学性质分类(自然界最常见):
5 j; T% p: h/ I2 t ——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。
) l1 @: [7 Y2 V$ P8 R. r ——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。 ( f. p: O7 C; h
——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。 , I1 D) }$ o+ P7 F6 u
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4 s1 n) [( A6 z! X& t' w
/ `; q: ]. P' C+ x3 t+ i 苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理 4 Y5 B: C# m: F, `
3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角;
9 ^) [ @9 ?. j* P0 Z3 v6 t0 G 节理与岩层的关系:斜交、平行、垂直。 ( g* G- G O) V% x8 w
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4.共轭节理(conjugated joint):材料力学上称为吕德线 5 a9 [9 b0 i; n/ }: _3 s2 _! [
(ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。 1 n6 s1 Y* A5 @* ?; Y
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# a; w w, J7 }2 T. B! h a.平面“X”节理、剖面“X”节理。
/ Z$ f( r2 I* v 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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