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) u- a# S- r; M, P: p+ j4 C 一、基本概念(Basic conception) 1 W- \9 h* C- S$ C8 E" @ Q( n
1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。 ' f, |* ?' Q. |- R: }
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。 / S& B T4 M6 Q' O2 \3 D
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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。 4 q9 k5 k r+ a* ?. U- q
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。 - F+ j2 e, f, f; C7 \' M
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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。
$ L' o2 c6 _! V; z 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 6 E @. g; p/ F
类的构造形迹。
( t' `6 @+ P; k: M/ x: s6 O4 l 二、地壳运动的实例(Examples of crustal movenment) 0 s' b; d. t& p! Y {
地球运动:自转1700km/h;公转17000km/h。
) J! D# h2 I* q/ V4 C 垂直运动:同一地点、不同时间,升降交替;有升必有降。
% D+ q5 \; u" T1 H; E! G 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。 3 m8 g, g# O& c x( w4 c2 [- C
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; ~: d- i; x7 G8 g& c* D 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。 v* \3 _. ~, J
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。
! P6 M3 p" M5 H 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
. ?- Q* |! c+ |* x: g4 m; g$ s. E 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。 1 d( F% o" A- `7 u; K b
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 D4 @. x" Q% W+ @) W7 \
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+ |" Q1 ]% M7 m! U; n: d 三、节理(joint) & m" t2 b j5 E3 k( w! o
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。
7 F5 e% R* y- B6 [- T 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。
+ P% p d* \+ H) n9 K 2.节理分类 - }$ H7 d+ ]0 E/ t: U& e
成因分类:原生节理、次生节理(构造节理和非构造节理) ) M3 a+ I' w7 H4 X
——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。 8 O6 w( T; p! Z1 W- Q; q: E8 f" \
——构造节理(次生节理):内动力形成,张、剪、共轭节理。
: d9 x: f* N# s& X5 K ——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):
2 f1 o, @: z7 v$ v8 E/ y* `7 ?2 Y ——张节理(tension):垂直张应力方向张裂形成。裂面粗糙,裂缝宽。 : s1 |, l* ^5 D
——剪节理(shear):由剪切作用形成。平直光滑,裂缝细小,延伸稳定。 / i# ]' d+ {. t S5 @" Q0 ^' Q
——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。 ( K& K3 V! I0 @. W
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苏州虎丘千人座K1火山岩中的X剪节理 ' j* i8 n# `$ O: ~% U$ J6 f* G. s
3.节理的空间位置:走向、倾向、倾角; . F9 x6 ~. q$ n+ _) O
节理与岩层的关系:斜交、平行、垂直。 7 W* c7 o% w3 B3 Q& P4 U/ q, k9 s
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4.共轭节理(conjugated joint):材料力学上称为吕德线 & @% { h: v+ ~. J
(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。
3 u; a1 G. G0 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。
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