大學(xué)地質(zhì)學(xué)與工程地質(zhì)內(nèi)動力地質(zhì)作用

徐文杰E-mail:wenjiexu@清華大學(xué)水利系第2章內(nèi)動力地質(zhì)作用本章內(nèi)容概述地殼運動巖漿作用變質(zhì)作用地震作用內(nèi)動力地質(zhì)作用-由地球內(nèi)部能源所引起巖石圈物質(zhì)成分、內(nèi)部構(gòu)造、地表形態(tài)發(fā)生變化的作用。1.概述巖漿作用變質(zhì)作用地殼運動地震作用本章內(nèi)容概述地殼運動巖漿作用變質(zhì)作用地震作用2.地殼運動地殼的隆起和凹陷，海、陸輪廓的變化，山脈、海溝的形成，以及褶皺、斷裂等各種地質(zhì)構(gòu)造的形成和發(fā)展，即自然力作用下地殼產(chǎn)生的變形和相互移動。西藏大褶皺巖石圈的水平擠壓或引張，形成巨大的褶皺山系、地塹、裂谷等等。垂直運動水平運動2.地殼運動美國西部海岸圣安德列斯大斷裂垂直運動水平運動大地測量1906年舊金山大地震前16年中，斷層兩側(cè)相對位移達(dá)7米之多。地層對比對比兩側(cè)地層，發(fā)現(xiàn)1.5億年來斷層總的水平錯距達(dá)480km。2.地殼運動垂直運動水平運動2.地殼運動表現(xiàn)為大面積的上升運動和下降運動，形成大型的隆起和凹陷，產(chǎn)生海退和海侵現(xiàn)象。在同一地區(qū)不同時期內(nèi)，上升和下降通常是交替進行的。垂直運動水平運動意大利那不勒斯海灣，塞拉比斯古建筑廢墟2.地殼運動垂直運動水平運動三根大理石柱的升降變化情況（石柱上的橫線代表層被火山覆蓋的部分，小點代表被海生生物鉆孔部分）公元前105年2.地殼運動垂直運動水平運動海相沉積地層（如石灰?guī)r），廣泛存在于陸殼表層。2.地殼運動

垂直運動水平運動青臧高原上發(fā)現(xiàn)大量古海洋生物化石；珠穆朗瑪峰以平均3.6mm/a速度抬升（1966-1992年）

。2.地殼運動板塊構(gòu)造理論認(rèn)為：地殼運動以水平運動為主，垂直運動是水平運動的伴生。本章內(nèi)容概述地殼運動巖漿作用變質(zhì)作用地震作用3.巖漿作用巖漿：在地殼深處或上地幔形成的，含有大量揮發(fā)組分的、高溫粘稠的硅酸鹽熔融體。化學(xué)成分主要是硅酸鹽物質(zhì)，用氧化物形式來表示：SiO2、Al2O3、MgO、FeO、Fe2O3、CaO、Na2O、K2O等分類酸性巖漿（SiO2>65%）、中性巖漿（SiO265～52%）、基性巖漿（SiO252～45%）、超基性巖漿（SiO2<45%）冷凝成巖巖漿作用演化運動形成3.巖漿作用深部巖漿向上運動，侵入到周圍巖石而未到達(dá)地表便冷凝、結(jié)晶形成巖石的作用。形成的巖石稱侵入巖。噴出作用侵入作用－方式3.巖漿作用噴出作用侵入作用巖床巖墻－方式3.巖漿作用噴出作用侵入作覺用巖漿噴出地表的過程。形成的巖石稱噴出巖。夏威夷火山玄武巖熔巖流－方恐式3.巖漿作鴉用噴出作用侵入作量用裂隙式噴發(fā)中心式爆發(fā)長白山天池維蘇威火山火山口－方式3.巖漿甜作用噴出作用侵入作兵用火山彈火山灰菲律賓皮那圖博火山（1991年6月）－方式3.巖漿作芹用環(huán)太平洋帶阿爾卑斯－喜馬拉雅帶洋中脊、東非大裂谷及紅海沿岸世界上大約有8000多座活火山，2000多座死火山（板塊嬌增生帶蕉）（板蓄塊俯芒沖帶集）（板塊魚閉合帶垂）－全袋世界園火山蝴分布3.巖漿趣作用本章圓內(nèi)容概溜述地殼斷運動巖漿踩作用變質(zhì)作躲用地震作叨用4.變質(zhì)作用由地欲球內(nèi)紀(jì)力引蛙起的蠶，巖放石結(jié)山構(gòu)、沃構(gòu)造嗓及礦抱物成諷分發(fā)泳生變省化并傘形成憤新巖揚石的鍵過程傻，稱變質(zhì)景作用。形成躁的巖硬石稱變質(zhì)李巖?；瘜W(xué)活動性流體高溫是變質(zhì)作用中最主要和最積極的因素。壓力溫度－影疊響因揪素主要有鬼來自地勝球內(nèi)部鞠的熱能諒（地?zé)嵋?、巖漿挽熱、巖杰石斷裂橫產(chǎn)生的撤高溫等攝），不道同區(qū)域蹈，不同頓深度，蛋熱能也進不同。形成新的礦物使巖石內(nèi)部物質(zhì)重新組合，非晶質(zhì)變?yōu)榻Y(jié)晶質(zhì)，形成新礦物。重結(jié)晶作用使晶粒細(xì)小的巖石變成晶粒粗大的巖石。石灰壤巖（妖隱晶滲質(zhì)）彈→大先理巖腰（顯阿晶質(zhì)靠）高嶺石年→紅柱林石+石英+水4.變質(zhì)作用化學(xué)活動性流體壓力溫脂度靜壓力動壓力壓力孤往往膊是伴慮隨溫明度同繪時進后行的映。各個轎方向飾壓力液相等育，由上覆巖化層的重幸力引起廚的。靜尼壓力使旨巖石的蒙體積縮每小，密得度加大倚，變的冬致密堅扇硬，并厲形成新族的礦物嗽。作用于蹲巖體上紡的定向晨壓力。屠構(gòu)造運笛動或巖摘漿活汗動引嫌起的氣擠壓巖力，餐使巖奇石中肢礦物紙垂直蛛于壓耍力方宗向排遷列，旗產(chǎn)生邪片理萬、片碎麻狀許構(gòu)造滋等。－影響蟲因素4.變質(zhì)作用化學(xué)活動性流體壓力溫桶度－影色響因遞素4.變質(zhì)作用斷層角礫巖化學(xué)活動性流體壓力溫朝度巖漿、深層熱水溶液或原巖中的流體（主要是水、二氧化碳以及氧、氟、氯、硼、磷等易揮發(fā)性組分）溫度壓力在巖石的破碎帶、接觸帶以及礦物顆粒間的空隙中，與周圍物質(zhì)進行一系列反應(yīng)，將巖石中的一些元素溶濾出來，引起巖石物質(zhì)成分的變化。－影撥響因謊素4.變質(zhì)作用接觸變夠質(zhì)作用熱液變向質(zhì)作用動力扮變質(zhì)南作用圍巖困受巖詠漿侵阻入體高溫影響產(chǎn)鄙生的變漲質(zhì)作用統(tǒng)?；瘜W(xué)岔性質(zhì)鈔活潑驕并含目有揮形發(fā)組雞分的旨高熱丸流體學(xué)與圍掙巖發(fā)砌生交代作用而療產(chǎn)生變勝質(zhì)。地殼構(gòu)職造運動裹中定向壓含力作用下荒產(chǎn)生的酒變質(zhì)作案用。變質(zhì)作用類型－類型4.變質(zhì)作用本章內(nèi)任容概頓述地殼運弊動巖漿作笛用變質(zhì)勁作用地震顧作用5.地震測作用定格在2008.5.12日2點28分8.7萬人死亡和失蹤－災(zāi)害酷效應(yīng)震前北川震后北川5.地震忠作用－災(zāi)害太效應(yīng)建筑物觀破壞地面破股裂、斜坡失點穩(wěn)5.地震猜作用－災(zāi)浩害效到應(yīng)建筑笑物破戶壞房屋橋梁漩口中學(xué)（原五層樓宿舍）5.地震作怠用－災(zāi)眠害效買應(yīng)地面拒破裂→建很筑物稀斷裂圣破壞道路5.地震印作用－災(zāi)填害效怒應(yīng)斜坡失肯穩(wěn)地質(zhì)災(zāi)害唐家山堰塞湖5.地震造作用－災(zāi)駕害效贏應(yīng)斜坡謙失穩(wěn)地震死亡人數(shù)為22.26萬人，869人失蹤經(jīng)濟損失約為77.5億美元。5.地震作戀用－災(zāi)今害效貪應(yīng)倒塌的國家宮殿倒塌的教堂5.地震作顏用－災(zāi)蠢害效圍應(yīng)建筑物銅破壞19唯76年7月28日凌研晨3時42分53眾.8秒，唐琴山大板地震7.8級大地震，鮮造成242濾769人死亡。5.地震圖作用－災(zāi)涂害效堡應(yīng)地面噴水冒沙現(xiàn)象（液化）5.地震作老用－災(zāi)虎害效瘡應(yīng)5.地震作慕用－災(zāi)址害效叉應(yīng)1964年日本新瀉地震地基液化房屋傾倒200條4年12月26日，況毀滅靠性的印度懶洋地震坊和海嘯飼所造成赴的災(zāi)害泡，是近遠(yuǎn)代歷史躍上世界坊范圍內(nèi)躍最具破箏壞性和查最為復(fù)子雜的自廳然災(zāi)害辮之一。筆據(jù)估計，造幅成大約30萬人好傷亡，14.歪3萬人失蜘蹤，近十幾漲個國差家受縣到影寨響，紅色代表波峰，藍(lán)色代表波谷印度洋海嘯后的泰國海岸5.地震跑作用－災(zāi)害必效應(yīng)5.地震宣作用－災(zāi)溉害效躺應(yīng)地震災(zāi)害效應(yīng)振動破壞地震力直接引起的建筑物破壞，包括建筑物的水平滑動、晃動及共振等。是最主要的災(zāi)害效應(yīng)地面破壞按其形成條件和破壞規(guī)模及范圍可分為斷裂效應(yīng)、斜坡效應(yīng)及地基效應(yīng)三類。其它效應(yīng)海嘯、雪崩、滑坡壩、泥石流等。5.地震作株用－災(zāi)址害效斯應(yīng)全球地震帶分布圖世界地藝震主要蛋集中分跡布在環(huán)太親平洋歉地震宅帶、阿爾乏卑斯碼－喜躬馬拉則雅地關(guān)震帶、洋脊圣和裂吵谷地境震帶及轉(zhuǎn)換斷彈層地震江帶上。5.地震作拖用－全東球地針震帶榜分布地震：地帶下巖層受扔應(yīng)力作芝用錯動程破裂造縱成的地坦面震動。是地花殼所堆積累飲的應(yīng)京變能圣的一殘種釋節(jié)放方侄式，鋒也是梨的當(dāng)嗎前地強殼運寒動的解主要扒表現(xiàn)麻方式冊之一采。震源深度等牢震介線震中距震紛源震中等震線：把地面愚破壞采程度跌相似鉗的各生點連猛接起侵來的曲線皮。5.地震作沾用－基本貍概念烈度震級地震漆波地震波面波體波縱波橫波瑞雷波勒普棋波地震引趴起的震圖動以波柏的形式慚從震源蘿向各個略方向傳掛播，稱地震孩波。5.地震籃作用－基俘本概避念烈度震級地震艱波地震中浮，縱波最先岔到達(dá)，域其次是后橫波，波最后是墓面波。建筑悉物的膚破壞斜主要鮮是有橫波和面波造成評的。汶川地震后的余震監(jiān)測圖形5.地震作儀用－基本足概念烈度震級地震波描述地震大小和強度的一種量度指標(biāo)。2～4級5級以上有感地震破壞性地震7級以上強烈地震小于兩級微震5.地震邁作用－基本圾概念烈度震級地震波某一個地區(qū)地面和多類建筑物遭受一次地震影響的強烈程度，是地震時一定地點的地面震動強烈程度的尺度。震源深度震中距影響因素地質(zhì)條件震級水文地質(zhì)條件地形地貌地質(zhì)構(gòu)造巖土性質(zhì)5.地震作起用－基本塌概念烈度震級地震波地震烈度基本烈度在一馳定時花期內(nèi)宅，一副個地捐區(qū)可揪能遭查遇到亂的最皆大地鉆震烈閑度。設(shè)防烈度一個設(shè)地區(qū)隱經(jīng)有可關(guān)部回門批翁準(zhǔn)的島設(shè)防齡依據(jù)南。一嘴般采剝用基菊本烈岔度。設(shè)計烈度針對具鐮體建筑仙物而言周，根據(jù)類建筑物第的重要半性提高弱或降低芹。烈度悄在工購程上滴的意康義主產(chǎn)要作寄為設(shè)端防的父標(biāo)準(zhǔn)丙。按照蠶不同信程度才劃分苗等級依次排蘇列成膝表，稱地震烈度表。我國邪采用12級烈度惕表。5.地震疫作用－基腫本概念念烈度震級地震波烈度在地面上人的感覺房屋震害現(xiàn)象其他震害現(xiàn)象水平向地面運動峰值加速度m/s2

峰值速度m/sⅠ

無感Ⅱ

室內(nèi)個別靜止中人有感覺Ⅲ

室內(nèi)少數(shù)靜止中人有感覺門、窗輕微作響懸掛物微動Ⅳ

室內(nèi)多數(shù)人、室外少數(shù)人有感覺，少數(shù)人夢中驚醒門、窗作響懸掛物明顯擺動，器皿作響Ⅴ

室內(nèi)普遍、室外多數(shù)人有感覺，多數(shù)人夢中驚醒門窗、屋頂、屋架顫動作響，灰土掉落，抹灰出現(xiàn)微細(xì)烈縫，有檐瓦掉落，個別屋頂煙囪掉磚不穩(wěn)定器物搖動或翻倒0.31(0.22-0.44)0.03(0.02-0.04)Ⅵ

多數(shù)人站立不穩(wěn)，少數(shù)人驚逃戶外損壞－墻體出現(xiàn)裂縫，檐瓦掉落，少數(shù)屋頂煙囪裂縫、掉落河岸和松軟土出現(xiàn)裂縫，飽和砂層出現(xiàn)噴砂冒水；有的獨立磚煙囪輕度裂縫0.63(0.45-0.89)0.06(0.05-0.09)Ⅶ

大多數(shù)人驚逃戶外，騎自行車的人有感覺，行駛中的汽車駕乘人員有感覺輕度破壞－局部破壞，開裂，小修或不需要修理可繼續(xù)使用河岸出現(xiàn)坍方；飽和砂層常見噴砂冒水，松軟土地上地裂縫較多；大多數(shù)獨立磚煙囪中等破壞1.25(0.90-1.77)0.13(0.10-0.18)Ⅷ

多數(shù)人搖晃顛簸，行走困難中等破壞－結(jié)構(gòu)破壞，需要修復(fù)才能使用干硬土上亦出現(xiàn)裂縫；大多數(shù)獨立磚煙囪嚴(yán)重破壞；樹稍折斷；房屋破壞導(dǎo)致人畜傷亡2.50(1.78-3.53)0.25(0.19-0.35)Ⅸ

行動的人摔倒嚴(yán)重破壞－結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，局部倒塌，修復(fù)困難干硬土上出現(xiàn)地方有裂縫；基巖可能出現(xiàn)裂縫、錯動；滑坡坍方常見；獨立磚煙囪倒塌5.00(3.54-7.07)0.50(0.36-0.71)Ⅹ

騎自行車的人會摔倒，處不穩(wěn)狀態(tài)的人會摔離原地，有拋起感大多數(shù)倒塌山崩和地震斷裂出現(xiàn)；基巖上拱橋破壞；大多數(shù)獨立磚煙囪從根部破壞或倒毀10.00(7.08-4.14)1.00(0.72-1.41)Ⅺ

普遍倒塌地震斷裂延續(xù)很長；大量山崩滑坡Ⅻ

地面劇烈變化，山河改觀注：表中的數(shù)量詞：“個別”為10%以下；“少數(shù)”為10%－50%；“多數(shù)”為50%－70%；“大多數(shù)”為70%－90%；“普遍”為90%以上。5.地震作然用－基恐本概尿念烈度震級地震波5.12汶川地震地震烈度分布圖5.地震娃作用－基本拒概念震級是地震論機械能禮大小的宣量度；烈度是對痛地表舅和建煎筑物李的破嘉壞程個度。對于一址次地震榜，震級只卡有一個，但烈度卻遍可以很局多，隨皂震中債距加鉤大，蜜烈度笑降低。震級是通漲過儀媽器測珍定的煩，而掏烈度程是現(xiàn)狀場調(diào)貧查和神比對辦而得痰出的伯，前杰者精炮確，祖后者患非精尖確。震級錫越大拌，所館造成饞的破形壞越亮大，無烈度晚也越帽大，肆反之剝亦然腰；震廉源深禾度越鮮大，界烈度筑越小憲，反薪之亦丟然。5.地震作處用－基燒本概殘念誘發(fā)地震陷落地震火山地震構(gòu)造姨地震由斷層活動引起的地震。占全球地震總數(shù)的90%以上，破壞性的大地震、特大地震都屬于構(gòu)造地震。5.地震作連用－地震膽成因類店型誘發(fā)地震陷落地震火山地震構(gòu)造頃地震汶川些地震班成因5.地震作裝用－地震透成因類朱型誘發(fā)地震陷落地震火山地震構(gòu)造地綿震由深部巖漿活動引起，例如巖漿涌動和噴出，或噴出后下方空虛塌陷而造成的地震。火山地震震級小，成群震，僅占全球地震總數(shù)的7%左右。5.地震作為用－地鉗震成模因類少型誘發(fā)地震陷落地震火山地震構(gòu)造翅地震陷落