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大地的脚印

2020-01-29 11:134390中国地质调查局
      地球表层的岩石圈分成许多大小不同的地块,地块之间“分久必合、合久必分”。“分”就是相互逐渐远离,先形成裂谷,然后裂谷越来越宽,先变为海,再变成洋;“合”就是彼此汇聚,原先两个地块之间存在的海消失了,地块发生碰撞,碰撞之后还要继续挤压缩短,形成高山高原。例如,印度大陆在碰上亚洲大陆之后,还继续向北运移挤插了2000多公里,极其惊人。

在漫长的地史中,每个地块都有着它独自运移的轨迹,大地运动的脚印隐藏在断裂带里,不轻易露脸。构造地质学家就是要从那些隐蔽在岩石里的脚印中侦查出大地运移的轨迹。

大地运移的轨迹就是矿物或岩块的拉伸线理,据其形成的温度又可分为冷线理和热线理。冷线理又叫擦痕,发育于脆性断层面上,是断层两侧地块相互运动的矢量方向,亦是地块相互摩擦的痕迹。在擦痕方向上,低温矿物如方解石、绿泥石、蛇纹石、石英等,生成为纤维状。有时候,在含铁岩石的断层面上,摩擦面光如镜面,可照见人,这样的断层面叫摩擦镜面,不过,地块在镜面上的运动总是划出一道道彼此平行的痕迹。构造地质学家通过对断层面与擦痕进行系统的研究,就可以知道断层运动的旋向和造成断层运动的应力场性质以及鉴定断层的性质。

砂岩表面上的擦痕

断层面上的擦痕

石英砂岩细小断层面上的擦痕

热线理是在相对较高的温度下,在韧性变形域内形成的,平行于有限应变椭球的长轴方向。例如,原先岩石内的球形颗粒或岩块经塑性变形之后变为椭球体,该椭球体有三个轴,分别是X,Y和Z,按其长度,X>Y>Z。X方向就是岩石内部矿物或岩块的拉伸线理方向。在野外考察时,构造地质学家就是要测量拉伸线理及其所在面(即面理)的产状(方向与倾角)。拉伸线理若出现在韧性剪切带内,则代表着剪切带内物质流动的方向。

在上帝(大自然)手中,岩石就像山西饭店师傅手中的拉面,越拉越长,越拉越细……而线理就是一根一根长长的面条。

例如,在云南的哀牢山和高黎贡山,矿物或岩块拉张线理的方向基本平行于山链走向,上地幔中矿物的拉张线理方向也基本上平行于地表山链的走向,说明在世界上许多巨型山链的山根中,物质流动是侧向水平进行的,这是从前人们没有预料到的。原来,岩石中的矿物或岩块的拉伸线理就是地块运移留下来“脚印”。

岩石中韧性变形形成的拉伸线理

变质岩的面理

强烈面理化花岗岩

矿物拉伸线理

用3

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