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一、基本概念(Basic conception)
6 ]3 c: M5 M! b* k c 1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。
0 b5 _# `! d8 R4 [1 j. H1 `7 f 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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# h6 g% w Z" x% t+ L) j 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。 # d, t2 z7 s8 Q3 l
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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1 o0 j. N' s- l5 _ 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。
- m0 A) a% b" H5 z/ Q% y9 f 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 : J4 ]2 {2 m$ R
类的构造形迹。 + A- n [2 n1 u1 C
二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment) % J& Y G& K- B, f5 U( y8 V# {
地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。 3 H* c# {6 X2 {+ O+ G" W1 N- M
垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。 5 s3 k1 e6 a7 g( t$ v# o1 \
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 ~1 Y6 i* x6 ]
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/ X: |1 [, S: \, A* 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。
: _: p( v6 k$ P% [: ~- _* o2 T: 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。
- G9 t5 @' p, f( G$ x& s7 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
6 G7 F$ |3 h9 ~ 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。 ) q0 x, a! f5 b/ y! j
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。 5 x$ Z0 a% T! C9 F6 S& U# {. A$ l
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9 I0 d, V! J5 p( v/ _0 t5 Y2 X- E 三、节理(joint) # u% [: z2 C) X' h
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。
4 }% l, g' D4 S$ ]3 k 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。 # R0 E3 s! ]* E
2.节理分类
) i$ `- c. @1 R5 a 成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理)
2 J1 c7 N- M9 Q3 }: E ——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。
. |3 V( o1 C/ y, X( T5 G ——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。 ! }8 g2 i8 e) n0 N6 ]) F7 W1 f
——非构造节理:外动力形成,释重节理、塌陷节理。
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力学性质分类(自然界最常见): ( V+ T& ^. ^: I9 `2 Z0 F0 j
——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。 5 l3 Z$ R' z7 y8 ~! X- ~5 U0 x5 Q
——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。 . [* r; w# X' Q6 }, w, B. _
——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。 9 d! ?6 r( y4 d8 E E% Y9 ?
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苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理 3 \! W4 B8 b; U9 M
3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角;
3 {7 z: i9 d* W t: p1 A 节理与岩层的关系:斜交、平行、垂直。
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+ J! G* X$ O1 F* I 4.共轭节理(conjugated joint):材料力学上称为吕德线
) } N! H9 P9 W; ? (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。 " @$ u3 a3 T, t" u0 a7 J
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。 ) |3 K3 y4 |) Z" R& E
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