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一、基本概念(Basic conception)
, y4 t- K% ^ z; @8 Q" j 1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。
+ l$ D; L+ s1 w- E+ y& o 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 l$ o% F F$ z$ [" p, |( @
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6 t+ \8 \! b8 j" j7 m, 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。 6 |; ]1 C2 o" v" D6 K$ b: w0 N) 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。
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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。 % C: x Q5 ~/ ^: j: ^
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
! e0 W) G/ c* w) `$ ? 类的构造形迹。
) v! L- [8 a- D5 E8 C) s- Q 二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment)
& B4 s, r e. K0 i0 b5 N9 A 地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。 . a3 K+ d8 J) E* \5 ]
垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。
9 _+ ^' Y4 ^$ W5 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。 ! @. @! E, U! W3 }) v8 b
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/ J6 @) P/ v; F: d: r! B 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。
3 w" T2 o$ z* J; a0 x 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。
) A0 a1 u( J- O% H/ b+ N; 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
) d. l* z+ p* A- e% i 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。
) G! ~4 D' {8 d2 @$ @; E 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。 # d" e$ n1 r, A" A, w
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" _9 B ~1 X5 D+ t 三、节理(joint) 3 h+ `! |. ?& }0 G+ {. g0 _! S
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。 % C3 v+ r9 k5 F) M8 k. C
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 p E3 C3 ~4 b
2.节理分类 : Q+ @( `; N4 f* k: j& H; C
成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理)
6 S/ X- F% a2 o6 X7 e% g ——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。
) W, o2 O: D: L0 ?* m! G5 g ——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。
r# n- O Z8 {2 x) Z0 Z ——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。 0 k( S) `- I; U: q: e0 R, b" E( w; `
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力学性质分类(自然界最常见):
6 a; G) u3 g. b7 N# }, ]# J! O ——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。
+ ]1 E9 C5 d: H) D8 P ——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。
4 ^9 i0 c" A4 v+ Z1 {9 J ——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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苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理 , Z) M% Z1 E/ h$ a3 e! V* m
3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角;
9 i, E! g) i* g' U, d' a0 k 节理与岩层的关系:斜交、平行、垂直。
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: g; H; ?4 C9 S; C7 I# Q 4.共轭节理(conjugated joint):材料力学上称为吕德线
3 E! g% `# U$ v% h) N (ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。
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' R; Q. U. [' ~ a.平面“X”节理、剖面“X”节理。 ( Z. C/ {2 j$ l2 g+ G* m9 t
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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