04第四章 地质构造
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电子课文●第四章地壳和地壳的变动第一节地球的内部圈层地球内部的结构,无法直接观察。
到目前为止,关于地球内部的知识,主要来自对地震波的研究。
当地震发生时,地下岩石受强烈冲击,产生弹性震动,并以波的形式向四周传播。
这种弹性波叫地震波。
地震波有纵波(P波)和横波(S 波)之分。
纵波的传播速度较快,可以通过固体、液体和气体传播;横波的传播速度较慢,只能通过固体传播。
纵波和横波的传播速度,都随着所通过物质的性质而变化。
根据地震波的这些特点,人们测知地震波传播速度在地球内部呈有规律的变化。
我们可从地球内部地震波曲线图上,看出地震波在一定深度发生突然变化。
这种波速发生突然变化的面叫做不连续面。
地球内部有两个明显的不连续面:一个在地面下平均33千米处(指大陆部分),在这个不连续面下,纵波和横波的传播速度都明显增加,这个不连续面叫莫霍界面①;另一个在地下2900千米深处,在这里纵波的传播速度突然下降,横波则完全消失,这个面叫做古登堡界面②。
我们用莫霍界面和古登堡界面为界,把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。
(一)地壳地壳是指地面以下、莫霍界面以上很薄的一层固体外壳。
整个地壳的平均厚度约为17千米。
大陆部分平均厚度为33千米,高山、高原地区厚度可达60千米~70千米(如青藏高原);海洋地壳较薄,平均厚度为6千米。
地壳主要由各种岩石组成。
(二)地幔这一层介于地壳和地核之间,所以又叫做中间层。
地幔在莫霍界面以下到古登堡界面以上,深度从5千米~70千米以下到2 900千米。
这一层也能传播横波,所以仍是固态。
主要物质成分为铁镁的硅酸盐类。
由上而下,其中铁镁含量逐渐增加。
从莫霍界面到1000千米深处,叫做上地幔。
上地幔上部(地下约60千米~250至400千米)存在一个软流层,一般认为这里可能是岩浆的主要发源地之一。
地下1000千米~2900千米深处,叫做下地幔。
下地幔的温度、压力和密度均增大,物质状态可能为固体。
地壳和上地幔顶部(软流层以上),是由岩石组成的,合称为岩石圈。
第四章地质构造地质构造是地壳运动的产物。
原始沉积岩层在地壳运动引起的地应力作用下,发生变形或变位,形成褶皱和断裂等构造形迹,称为地质构造。
地质构造是地壳中常见的地质现象,是影响煤矿生产的主要地质因素。
第一节岩层的产状一、岩层产状的概念岩层在地壳中的空间位置和产出状态,称为岩层的产状。
现在地表出露的岩层,绝大多数都是经历了构造变动之后所表现的形式。
这些岩层最初沉积成岩时的产状称为岩层的原始产状。
在比较广阔而平坦沉积盆地(如海洋、湖泊)中形成的岩层,其原始产状大都是水平或近于水平的。
岩层形成之后,在地壳运动的影响下,其原始产状将程度不同地发生改变,有的近于水平,有的变成倾斜,甚至直立。
在构造运动强烈地区,岩层还会倒转(图4-1)。
图4-1 不同产状的岩层示意图(a)水平岩层;(b)倾斜岩层;(c)直立岩层;(d)倒转岩层P、C、D、S—地层代号二、岩层产状要素岩层的产状要素就是确定岩层在地壳中的空间位置的几何要素。
通常用岩层面的走向、倾向和倾角来表示。
1.走向走向表示岩层在空间中的水平延伸方向。
岩层面与水平面的交线称为走向线。
(图4-2的AOB)走向线两端所指的方向,即走向线与地球子午线的夹角为岩层的走向。
二者相差180°,通常以其NE或NW端的方位来表示。
2.倾向倾向表示岩层的倾斜方向,倾斜平面上与走向线相垂直的直线称为倾斜线。
(图4-2中的ON),倾斜线的水平投影线称为倾向线(图4-2中的ONˊ),倾向线与子午线的夹角为倾向。
岩层倾向有真倾向和视倾向之分,垂直于走向线所引的层面倾斜线,其水平投影线所指岩层下倾方向为真倾向;不垂直于走向线所引的层面倾斜线,其水平投影线所指岩层下倾方向为视倾向。
视倾向有无数个,而真倾向只有一个方向,且与走向垂直。
3.倾角倾角表示岩层的倾斜程度,它是岩层层面与水平面的夹角(图4-2中的α角),由于倾向有真、视之分,因此,倾角亦有真倾角和视倾角。
真倾角是指在真倾向方向上层面与水平面的夹角;视倾角则是指视倾向方向上层面与水平面的夹角。