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. i" q! ^9 K4 M5 m3 i 一、基本概念(Basic conception)
( D3 Y4 M( y& g6 s+ A0 a' s 1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。 % o% ]- N) @( [
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。 1 m) a! y5 b7 I$ i" N
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。 % p3 _! s S" T3 H9 N
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 % w3 u) Y2 g/ o7 S6 V& s( M) O
类的构造形迹。
# i1 d: k# }5 _. L1 V 二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment) ! {% c8 z. t5 v' m2 B
地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。
" ~- L9 }! p% n 垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。
) r, h% W [% l" B) ^, i 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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. W1 ^4 z0 I% I3 A 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。
4 |7 m! u1 t* x k; K7 i 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。 8 L. ~6 \5 T2 V Y& ]
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
6 S7 X% g: g2 K4 |+ @/ X# K6 j 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。
; d! L; f+ s$ e, \) L+ G$ X% t1 @& l 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) " @0 `' N4 K/ r8 {4 T
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。 ; P# g O% m' z2 k3 O0 b
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 |& O$ _' Z. F: t$ v+ m' G5 @2 P
2.节理分类 0 r! x& j; V* \' _9 Y+ U7 B2 ?
成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理) ! i5 F9 Z9 s; K! K
——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。 0 W6 A7 d+ f6 e+ {1 w- o
——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。 ( }: \) j7 H$ o a4 g5 F( Y# ^9 u
——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。 ) q c2 X9 l' S# z% a) P# {
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力学性质分类(自然界最常见): " |7 w1 o3 h1 l- }( U: _
——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。
9 ~* j+ \& K. v' O ——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。
% J* J8 t8 j$ H2 S, n5 g7 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。 1 `9 J- V5 V. P- T9 {6 g
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0 `- a: F+ s7 d& `; _5 M5 X 苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理 6 P a7 O9 \2 a" b" w2 w
3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角; ' f, b/ l* \2 j7 L- Q$ C8 w
节理与岩层的关系:斜交、平行、垂直。 % J" d, W- P9 N& D' ^4 Y
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9 L: Y+ H [% {0 o2 Z. |% z+ s 4.共轭节理(conjugated joint):材料力学上称为吕德线
* d0 W6 J9 ^* X$ E, ? (ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。 7 N8 d) ?" | G5 P
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5 J4 {" Y1 _* }1 t( F/ ? a.平面“X”节理、剖面“X”节理。
+ [& Q$ E2 {* 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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