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一、基本概念(Basic conception)
4 n/ `* v. C% s( A/ r/ Y 1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。
- u0 Y* u4 q1 b 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。 F8 }8 T9 e) t5 q; v' _& T# S' ]
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3 F/ V9 U& C5 h! S I 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。 # u0 D. J5 Y5 a; f; `4 D
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。 8 i) F6 A/ [/ f7 M+ ~* w' p
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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。 ' X6 f' q2 L$ [* j2 x' a
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
& Y, J3 n9 X+ ? 类的构造形迹。
4 N/ N7 ~8 W. u1 F 二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment)
$ F( g3 w, b0 \' m& y 地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。 , ?7 J; r; O6 Z( b( ]$ _; S
垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。 $ L: D) z3 @# P5 z0 z- m
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 O! `$ }4 ~; V+ H! j) {3 V" a7 l+ ]
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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。 ) ^' u. U0 N' f! |0 N. I5 P5 ~$ e
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。 , e+ F9 m; H, P( z- [9 q
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 : A) ~& G: u* T/ G6 T
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。 9 z" B0 V/ |, B# R* p
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。 * B5 N) y1 X3 R6 E6 e* ~4 a
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/ r, b: A3 v1 h/ I" d 三、节理(joint) % |7 d! w/ \9 G/ L, J4 u; Y A
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。 ' q. q7 b; i, I3 Z
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。
# G. x8 @9 g F$ p+ G( j 2.节理分类
0 ?: e7 O5 S0 V% i) O6 F 成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理) ) Y( [: N: Z9 L' [
——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。
# n; I% A2 R* m; d0 s ——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。
/ C8 w! {) z; P, n5 }- S% H ——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。
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) C L& G4 z5 V9 Z1 Y4 x" r G 力学性质分类(自然界最常见): ( ~6 J- p6 c7 G6 _! ?. u+ X
——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。
' Q) S( z" a8 U9 G U* O% ~ ——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。 9 S# G8 I8 F0 L$ A+ \: v& Y& a7 s
——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。 8 }; j8 G, P0 p% U: K! B/ L
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, x% z) [/ [1 w, L; D* G 苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理 % W, X5 N' p- z2 ~; n% |
3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角; 7 H b5 t, \5 |! k
节理与岩层的关系:斜交、平行、垂直。
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4.共轭节理(conjugated joint):材料力学上称为吕德线 / n$ y) \/ e1 v8 J' N) s. }
(ridle),又称“X”节理;表现为互相切割。
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a.平面“X”节理、剖面“X”节理。 ) ^; j# I! o- e/ J9 e3 J+ o$ {( E
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。 + k3 @8 l1 f" s" Y: X+ L
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