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一、基本概念(Basic conception)
" j0 Q4 \; [- G/ g1 m$ @ 1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。 ) i! g* L4 ~* r1 G2 i T, j
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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5 Q; L6 R$ [) p1 O/ r g 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 ^- ~( ^8 y2 c
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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# ~& p8 t' {& O5 f3 q( `- v 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。
. O. C& {6 U( t9 ]0 B6 P. { 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
; |. Z8 E, P( H; t. E5 k 类的构造形迹。 2 A. c* u' s0 X
二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment)
7 B8 v+ {0 _, }3 J 地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。 b" v# p# z+ P$ P% U& }( M. Y
垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。 " K/ k' M1 }2 i5 H+ Z( a# ~8 V
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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V2 ?" n" F* }7 G 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。
/ s% Z, U8 S, }2 x1 d8 U; v1 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。
4 u ?) Z/ K: }( }* L 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 ( n c G6 ~4 l( o( ~: f6 X
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。
' k, b! e! y$ P; a) _2 K8 c 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。 0 [- G8 ^- r8 J# b
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, a3 \: c3 y d' N; p, r 三、节理(joint)
/ T# d- L, K! @" T8 }8 \/ H/ A4 U 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。
5 r( s# b( g" f/ [4 _5 q+ S 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。
3 l( ]% @& N# k/ z4 k( z 2.节理分类 % B9 J! { K" q: i
成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理) # e5 k% q: b6 v0 U
——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。
) r J3 Q5 B) a1 J( }* C/ d1 V7 O ——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。 ' w. Q7 s+ N8 `. S9 ~/ g4 o' D5 ~5 h( O* P
——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。 4 O/ [* N; c1 O$ l. a
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o- h5 j6 D1 t5 M5 N2 Y 力学性质分类(自然界最常见): ; \$ M. N, v9 @5 S+ _ T4 k
——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。
5 R7 P0 } j6 A3 w+ W( Z+ d ——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。
& L. @: C: a; X2 m ——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。
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9 ]# K) p3 F: @& E 苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理 7 J' K; \( N/ r4 i6 V' j
3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角;
h r; f0 R* t2 F) C8 G 节理与岩层的关系:斜交、平行、垂直。
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( d% [3 `5 V1 l" O8 V3 v; h 4.共轭节理(conjugated joint):材料力学上称为吕德线 5 Z6 \+ {' K" s9 u4 s2 {$ q5 H% {
(ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。 - ^1 q6 @/ V& S1 n4 y4 V
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2 N& ]9 n8 {/ C a.平面“X”节理、剖面“X”节理。
' z7 [, r2 G5 i$ d0 h9 n- n 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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