褶曲的主要类型

  1. 直立褶曲 轴面直立、两翼岩层倾向相反,倾角相同。

  2. 倾斜褶曲

    轴面倾斜,两翼向不同方向倾斜,两翼角不等,两翼不对称。又叫不对称褶曲。

  3. 倒转褶曲 轴面倾角较小,其中一翼发生倒转,岩层的新老顺序被颠倒。

  4. 平卧褶曲

    轴面水平或近于水平,两翼岩层产状也近于水平;一翼层位是正常的,另一翼层位发生倒转。

  5. 等斜褶曲两翼的岩层向相同方向倾斜,与轴面平行。

  6. 挠曲褶皱的一种。状似屈膝,由倾向一致而倾角平缓的两段地层和介于其间但倾角较陡的一段地层所组成。

  7. 扇状褶曲转折端平缓而两翼岩层均倒转,其剖面呈扇形。在背斜中两翼岩层向轴面倾斜;在向斜中则自轴面向外倾斜。

  8. 倾伏褶曲枢纽是倾斜的,与水平面成一定角度倾没于地下的褶曲。岩层露头呈之字形弯曲。倾伏背斜轴倾向露头转折端,倾伏向斜轴倾向露头转折端的相反方向。

  9. 穹窿构造 长短轴近于相等的背斜,岩层向四周倾斜,平面形态大体

呈浑圆形,中心部分岩层最老,向四周逐渐变新。这类构造有时是良好的储油构造。

岩层原始沉积物,特别是海洋中的沉积物多是水平或近于水平面的层状堆积物,按沉积顺序先沉积的在下面,后沉积的覆盖在上面,这些一层层叠置起来的沉积物,经过固结成岩作用形成坚硬的层状岩石,称为岩层。每个岩层具有相互平行的两个面,称为层面,顶面叫上层面,底面叫下层面。层面的出现,反映上下岩层在物质组成及结构构造方面都有明显的差异。

岩层产状岩层的空间位置的标志。确定岩层的空间位置是用岩层的走向、倾向和倾角来表示的,称为岩层产状要素。

  1. 走向 指岩层层面与水平面交线的方向。

  2. 倾向指层面由高处指向低处的方向,它垂直于层面的走向。

  3. 倾角指层面与水平面的夹角。野外工作时,岩层产状要按规定记录, 例如

    150°∠30°表示倾向为 150°(东南方向),倾角为 30°。

此外,节理面、断层面、褶曲轴面等也都用走向、倾向和倾角表示其产状。

断裂构造岩石受力产生变形,当应力达到或超过强度时,岩石的连续性和完整性遭到破坏,产生破裂或沿破裂面发生位移,称为断裂构造。断裂包括节理、劈理和断层。

  1. 节理(裂隙) 岩石沿断裂面无显著位移的断裂构造称为节理。按表现的明显程度不同,节理有张开的、闭合的和隐蔽的三种。节理大小不一, 间距也不等。有的相互平行,有的纵横交错。节理面的产状,有直立的、水平的和倾斜的。节理面的产状,是以节理面的走向、倾向、倾角来确定的。节理可从成因、几何形态和力学性质上进行分类。按成因主要分为构造节理和非构造节理两大类。

  2. 劈理岩石受力变形,沿着一定方向分裂成平行或大致平行的密集薄层或薄板的细微构造,叫做劈理。劈理是岩石受力沿着最大切应力的方向破裂、滑动,或岩石中的矿物沿着压应力作用面的方向平行排列而形成的。从岩石的变形过程来看,劈理处于塑性形变和断裂形变的过渡阶段。劈理不像节理那样普遍发育,它只发育在构造变动强烈的岩石或构造变动强烈的地段,如变质岩地区,某些沉积岩褶皱、断裂地带,岩浆岩构造变动强烈的地区。测定劈理产状的方法与测定岩层产状一样。

  3. 断层岩层或岩体受力破裂后,破裂面两侧的岩块如果发出了明显的位移,这种断裂构造称为断层。断层在地壳上分布极其广泛。它对矿产的形成和改造,对工程基地的稳定,对地震的形成,都起到很大的作用。断层的形态多种多样,规模大小非常悬殊,小的几厘米,大的可在地面延长到几千公里。断层切割的深度也不一样,有所谓深大断裂,可通过硅铝层到达硅镁层, 甚至切割到地幔。

习惯上把断层的各个组成部分叫断层要素。(1)断层面——断裂后的岩块发生相对位移时,总是沿着断裂面进行,此断裂面就是断层面。(2)断层线——断层面与地面的交线叫断层线,实际上就是断层面在地表的出露线, 是地质界线之一,它反映断层的延伸方向。断层线在地质图上,可以是直线、曲线,甚至于可成为封闭的曲线。(3)断盘——被断层面分开的两侧岩块称断盘。位于断层面之上的叫上盘,位于断层面之下的叫下盘。如果断层面是垂直的,则没有上下盘之分。从断层的相对运动方向看,向上滑动者称上升

盘,向下滑动者称下降盘。(4)断距——指两盘相对位移的距离。断距可分为总断距、水平断距、倾向断距和垂直断距等。

断层的分类断层的分类方法很多,根据断层两盘相对位移的关系可分成以下几种类型。

  1. 正断层 上盘相对向下位移的断层叫正断层。正断层面一般倾角较陡, 常大于 45°。

  2. 逆断层 上盘相对向上位移的断层叫逆断层。按逆断层面的倾角大小可分为:冲断层(倾角大于 45°)、逆掩断层(倾角 25°~45°)、辗掩断层(倾角小于 25°)。

  3. 平移断层 断盘沿断层面走向位移的断层叫平移断层,又叫平推断层、平错断层。

断层可以单独出现,也可以成组出现。成组出现的断层,走向大多是平行的(但不很规则)。一组断层又可能被另一组断层切割破坏。如果某地区的地壳被一组产状大体相同的断层切割,各断盘依次上升(或下降),呈现阶梯状,则称为阶梯构造。如果地壳被两组大致平行的断层切割,中间的断盘相对下降,两侧的断盘相对上升,则构成地堑;相反,如果中间断盘相对上升,两边断盘相对下降,则形成地垒。大规模的成组断层交叉出现时,则会把地壳切割成地块,中间地块相对上升、四周地块相对下降的成为断块山地,中间地块相对下降、四周地块相对上升的成为断陷盆地。

断层存在的标志主要有以下几个方面:

  1. 构造不连结 断层常将岩层、岩墙、岩脉错断,造成地质构造上的不连续。

  2. 地层的重复与缺失 断层存在的重要标志。其重复、缺失情况和断层产状与被切断岩层产状的关系和断层性质而定。

  3. 断裂破碎带 在断层发生过程中,由于断层两盘岩块相互挤压、错动, 常使断层面附近岩石发生破碎,形成与断层面大致平行的破碎带,叫断裂破碎带。

  4. 构造岩 断裂带的岩石,受构造动力的作用,使原来岩石、矿物发生破碎变形和结构构造的改变,甚至产生新的矿物,形成所谓构造岩。主要构造岩有:(1)构造角砾岩——在断层错动过程中,使岩石发生破裂搓动,形成大小不等的碎块。碎块之间为压碎研磨的细粉和粉末充填胶结,叶构造角砾岩;(2)断层泥——在断层错动过程中,岩石破碎形成松软泥土,称为断层泥。它们受地下水淋滤作用后常呈灰白色;若受到氧化铁污染常呈褐红色。

  5. 断层面 由于断层面两侧岩块相对位移,所以在断层面上常留下种种错动摩擦的痕迹,常见的有:(1)镜面——岩石沿断层面发生错动,断层面因摩擦常被碾平磨光,有时可见铁锰氧化物薄膜以及碳酸盐类或硅质薄膜, 形成十分光滑的镜面。镜面上往往保存着擦痕等摩擦的痕迹。(2)擦痕—— 是两盘位移时在断层面上留下的许多平行的线状滑槽、钉头状小沟或擦坑。擦痕的延展方向,表示断层的滑动方向。(3)阶步——在断层面上有时出现许多垂直滑动方向的小陡坎,叫阶步。由阶步的缓坡向陡坡的方向即对盘的位移方向。

研究断层的意义首先,在成矿期和成矿前断层带是起控制作用;在成矿后,对矿床起着改造作用。内生矿床物质来源于地下深部,断裂构造使地壳岩石形成裂隙,为地下深部成矿物质提供了运移的通道和良好的聚集成矿的

场所。成矿后,被错断,矿石角砾和围岩角砾被硅质、碳酸盐物质胶结,形成角砾状构造。其次,工程建筑及水利建设必须考虑断层这个因素。断裂构造形成岩石破裂带,可使各含水层联通或使地表水与地下水联通,造成地下水活动流畅;如果断层构造岩胶结紧密,又可能堵塞地下水的活动。一般来说,断层带和断裂破碎带常给地下水的运移和富集提供必要条件。所以在选择水库坝址及兴建其他水利设施时,很好地研究断层,具有重要意义。

火山岩浆喷出地表的地方叫火山。有的火山呈锥形,叫火山锥。典型的火山在地貌上一般表现为顶部有凹形洼地的锥形孤立山峰,但因喷出物质不同,可以有各种不同的形态。

  1. 火山喷发现象 火山爆发是自然界最为宏伟壮观的自然现象之一。通常是先从火山口或山脚的裂缝中冒出蒸汽来,随后大量的气体、灰砂和碎石从火山口喷射到天空,形成巨大的烟柱。火山灰可以使日光成桔红色或红色, 甚至天色变黑暗了,同时地下雷鸣,地面震动,随之就有大量熔岩涌出火山口。在火山猛烈爆发的同时,由于空气受热膨胀发生强烈对流形成大风,喷出的水蒸汽又可以凝结成雨,火山喷发出的高温物质还常引起空中电荷的改变而发生雷电现象等等,构成一幅稀有的奇观。例如在 1883 年印度尼西亚爪

哇和苏门答腊岛之间的一个岛上的喀拉喀托火山突然爆发,烟柱上升 27 公

里,火山灰进入 80 公里的高空的平流层。硝烟和灰尘迷漫了整个世界,环绕

了地球好几圈,火山灰总重量达 18 立方公里,原为 75 平方公里的海岛崩毁

了三分之二。海浪直涌到英吉利海峡,大约有 10000 艘各种各样的船只在大海中破碎沉没,3600 多人葬身鱼腹,人、鱼和其它动物的尸体漂满了附近海洋。

  1. 火山喷发物 火山喷出物质的化学成分是很复杂的,按其物理性质大致可分为液体、气体和固体三种:(1)气体产物。火山喷出的气体最常见的是水蒸汽,一般占 60%~90%,此外还有 CO2、CO、HCl、NH3、NH4Cl、NaCl、H2S、Cl2、S、N2 等。火山爆发前后都有气体从火山口或其附近裂缝中冒出来, 这些冒气的孔叫做喷气孔。喷气孔距火山口愈近,喷气的温度愈高,愈远则温度愈低。同一喷气孔的成分在时间上也是有变化的,如果温度在 500℃以上,喷出物很少是水蒸汽,多为氯化物等盐类喷出,以后随时间而温度降低, 逐渐变为硫化物和碳酸气喷出,说明火山活动渐停熄。火山喷出的气体物质不是全部逸散,其中有相当一部分直接由气体凝固成升华物堆积于火山口附近。常见的有 S、NH4Cl、KCl、AsS 等。(2)液体产物。火山喷出的液体物质称为熔岩。对不同火山来说,熔岩喷出量是不一致的。有些火山一次只喷出几立方米的熔岩,有些火山一次喷出量可达几百万至几十亿立方米的熔岩。如冰岛一火山,有一次喷出的熔岩就长达 80 公里,宽 24 公里,厚 10~

30 米。大量熔岩溢出火山口后,顺地面流动,在陡崖处可以形成熔岩瀑布。熔岩自火山口溢出地面,往往形成舌状体叫熔岩流。熔岩的类型可按 SiO2 的含量百分比分为酸性熔岩(含 SiO2>65%),中性熔岩(含 SiO265%~52%) 和基性熔岩(含 SiO2<52%)。酸性熔岩的特征是温度较低,粘性较大,含气体较多,不易流动,冷凝较快,如流纹岩,是由酸性熔岩凝固而成的。基性熔岩的特征是温度比较高,粘性比较小,易于流动,含气体也较少,冷凝比较慢。如玄武岩,是由基性熔岩凝固而成的。中性熔岩的性质介于二者之间,凝固后多形成安山岩。(3)固体产物。火山喷出的固体物质叫火山碎屑

物质。来源有二:一为火山通道中的凝固岩浆岩和通道四周的围岩;二为液体物质喷射到空中冷却凝固的产物,有些甚至降落到地面时尚未完全硬化, 这些在天空凝固的较大块体,从拳头般大小到几吨重,称为火山弹,状如面包、纺缍,常有流纹和裂隙甚至旋扭的痕迹。细小的火山碎屑叫火山灰。火山灰喷射到高空中可以被风吹送到很远的地方,但大部分仍落在火山附近, 与其它火山碎屑物质堆积起来,形成很厚的一层,如火山集块岩、火山角砾岩和凝灰岩等。

  1. 火山喷发方式 火山喷发有二种形式:一种是裂隙式喷发;另一种是中心式喷发。(1)裂隙式喷发——岩浆沿着地壳上的巨大裂缝溢出地表称为裂隙式喷发。这种火山现在只有在冰岛可见,故也称冰岛型火山。这种火山的火山口不是圆形,而是长数十公里的裂隙或火山口沿裂隙成串珠状分布。这种裂隙式喷发在我国地质时代活动很广泛。例如二迭纪时期的玄武质熔岩

(峨嵋山玄武岩)几乎覆盖了我国西南三省交界的广大区域。第三纪玄武质熔岩喷出也覆盖了我国东北的南部和河北张家口以北广大地区。张家口以北的汉诺坝玄武岩覆盖面积 1000 多平方公里,厚度 300 米。世界上最大的熔岩被可达五十万平方公里的面积,如印度德干高原的玄武岩高原。裂隙式喷发主要形成熔岩流和熔岩被。(2)中心式喷发——岩浆由喉管状通道到达地面的火山称为中心式喷发,这是现代火山活动的最主要形式。这可能是现代地壳已大大加厚,岩浆只能沿裂隙交叉处喷发的缘故。按喷发状况又可分为以下三种:宁静式——又叫夏威夷型,火山爆发时,只有大量熔岩自火山口宁静地涌出,无爆炸现象。熔岩为粘性小、易流动、不易冷却凝固的基性熔岩, 形成的火山锥坡度平缓,通常为 3°~10°,盾形火山锥。熔岩表面呈波状, 山顶平坦,有一个陷落的大火山口,如夏威夷火山。爆发式——亦称培雷型。这类火山爆发时产生非常猛烈的爆炸现象,喷出的熔岩粘性大,不易流动、含气体多,冷凝快的酸性熔岩,有时岩浆上升未到达地表,在火山口或火山喉管中就凝固了,从而封闭了岩浆涌出的通道,阻塞了岩浆和气体的喷出。当地下岩浆压力增大时,冲破“塞子”,因而发生猛裂爆炸。爆炸时大量气体、火山灰、火山碴和火山弹喷射出来。如培雷火山在 1902 年 12 月 16 日爆发时,高热的气体和火山灰从火山锥旁边的裂隙中射出,形成的烟云高达30000 米以上,热气经过其旁的圣皮埃尔城到达海中,使海水沸腾了,城中

26000 居民全部遇难。这次爆发没有熔岩溢出来,随后,熔岩在火山喉管中

很快凝固成塞子,并被气体顶出,高达 400 米。这类火山喷出熔岩多为酸性熔岩,火山锥多为陡峭的碎屑火山锥。中间式——这类火山性质介于前二者之间,有时喷发亦很猛烈,喷出的熔岩、气体和碎屑亦相当多,火山锥多属于较陡的层状火山锥。大多数的火山属这类型,如维苏威火山、斯创博里火山、墨西哥的帕里库廷火山等。一般说来,岩浆的酸度愈高,气体含量愈大, 则其爆炸性也愈强。

  1. 火山构造 主要包括破火山口构造、火山通道构造及火山有关的环状、辐射状断裂构造等。(1)破火山口构造——破火山口为火山的负向地形,形状多为圆形或近似圆形。大多数的破火山口是由陷塌产生的。伴随破火山口的构造常有放射状断裂和环状断裂。破火山口规模较大,大者直径可达 10 公里。(2)火山通道构造——为岩浆、聚集的热气和火山碎屑物质经由喷出地表的通道。常为一定的管状熔岩(岩颈)所占据,或为火山角砾岩、熔岩角砾岩、凝灰岩所充填。由于火山通道中常形成铁、铜、金、铀等矿床,因

此研究火山通道的形态、岩石及构造等具有很大的实际意义。南非的金伯利有许多古岩浆通道,盛产钻石,人们称这种地质构造为金伯利岩筒。(3)断裂构造——火山通道常受先成的断裂构造控制,因为火山活动后期,岩浆喷发殆尽,残余岩浆又冷却收缩,体积变小,压力也降低,岩浆库因而空虚, 失去对其顶部和周围岩石的支持能力,火山顶部和周围岩层就向中心倾倒, 同时形成环境中心的环状断裂。(4)火山锥——火山爆发物质在火山口附近堆积成的圆锥状山地,是中心式喷发的一种重要的特征。依其组成物质和形态,可分为以下几种类型:盾形火山锥——由基性熔岩组成,坡度平缓,状如盾牌;穹状火山锥——由中酸性、酸性熔岩组成,形状似穹丘;岩碴火山锥——由火山碎屑物质组成,坡度较陡;混合火山锥或层状火山锥,由火山碎屑物和熔岩交替堆迭而成,是火山锥的主要类型;寄生火山锥——在原火山锥的山坡上出现许多更小的火山锥。埃特纳火山共有 300 多个寄生火山锥。

  1. 我国的火山群 我国境内目前已发现的火山锥约 660 座。(1)大同火山群。山西省北部大同盆地东部的一群更新世火山,它分布在东经 113°33

′~114°00′,北纬 39°55′~40°08′,大约 700 平方公里的范围内, 共有火山锥 22 座,其中黑山最高,比高约 150 米,可见多次喷发和喷发旋回现象。(2)大屯火山群。位于台湾省台北市以北,基隆市以西,淡水港以东的地区,由 16 座火山锥组成,其中大屯山最高,海拔 1081 米。它们分布于

南北长 23 公里,东西宽 27 公里的地区内。火山为上新世晚期——更新世喷出,岩性以角闪石安山岩、辉石安山岩为主,伴有少量玄武岩。火山分布地区多温泉,并有天然蒸汽喷出,产硫磺,是我国最大的一个自然硫矿床产地。

(3)五大连池火山群。是黑龙江德都县北部的第四纪火山群,分布面积约600 平方公里,位于东经 126°00′~126°25′,北纬 48°30′~48°50′ 之间,共有 14 座火山锥。其中 12 座是晚更新世形成的,老黑山、火烧山形

成于 1719—1721 年(清康熙五十九年 6~7 月间)。老黑山最高,比高 250 米。1719~1721 年火山喷发的熔岩流分布面积达 65 平方公里,一部分流入石龙河,形成五个串珠状的堰塞湖,即头池、二池、三池、四池、五池,合称五大连池。火山喷发物除熔岩外,还有浮石、火山弹、火山砾等。五大连池火山群是一个宏大的理想的天然火山博物馆。这里还有火山矿泉水,有强心、利尿、消炎、镇痛和镇静的作用。尤其是对于胃及十二指肠溃疡、慢性肝炎、慢性肾炎、缺铁性贫血病和皮肤病具有显著疗效,也是最好的疗养胜地。这里火山熔岩流千姿百态,如麻花状熔岩、翻花状熔岩、爬虫状熔岩、趾状熔岩、蟒状熔岩、绳状熔岩、熔岩瀑布⋯⋯。火山地貌也非常典型,有天池、石林、石海、仙女洞、熔岩燧道等 100 多种火山奇景。(4)腾冲火山

群。云南腾冲附近的新生代火山群,位于腾冲周围 30 公里内,有八个火山群。

其中有明显的火山口的火山锥达 20 座。上新世以来,本区有过五期火山活动,少数火山为第四纪玄武岩质火山喷出物组成。火山锥中以打鹰山最高, 比高 100 米,火山附近热温泉群达 79 处,沸泉水温达 96.6℃,沸泉周围生

成大量磺矾,每年交售给国家一万多斤。汽泉有 20 多处,治疗风湿性关节炎、腰痛、高血压等症,有效率达 93%。喷泉的高压水汽达 145℃,可建数万千瓦的地热发电站。

(5) 卡尔达西火山群。分布在新疆于田县南部昆仑山中——大型山间盆地中的现代火山群。卡尔达西是维吾尔语,意思是着了火的石头。目前已

发现火山锥共五处,还有一些穹窿状熔岩丘。展布范围达 200 平方公里。熔岩流曾把克里雅河上游二条支流阻塞,形成两个火山壅塞湖。2 号火山锥的顶部存在复式锥现象,反映了历史上曾两度猛烈活动。1 号火山锥为 1951 年5 月 27 日爆发时堆成,锥体高 145 米,锥顶海拔高约 4900 米,锥体底座直

径 642 米,具圆筒状火山口,深 56 米。

  1. 火山类型 根据火山活动状况可分为:(1)活火山——在人类历史期间还经常作周期性喷发的火山。其喷发周期,可以是几百年,也可以只隔几十年。全世界只有 500 座活火山。例如位于美国西部喀斯喀特山脉中圣海伦

斯火山,海拔 2949.5 米,自 1400 年以来,共 7 次喷发;从 1857 年以来,

这座火山一直处于休眠状态。在沉眠了 123 年之后,突然在 1980 年 3 月 27 日,5 月 18 日、25 日,6 月 12 日,7 月 22 日多次大爆发。1982 年又活动喷发几次。爆发时发生五级地震。火山喷出口有 0.80 公里宽,蒸汽和火山灰直升 18288 米,泥浆以每小时 80.465 公里速度倾泻,火山灰造成华盛顿等六个州处于瘫痪。降落灰尘有 60 万吨,殃及六个州,火山周围 25 公里的树木失火。(2)死火山——在人类历史的记载中没有喷发过的火山,也就是长期以来未复活过的火山。全世界共有 2000 多座死火山。(3)休眠火山—— 有史以来曾经有过活动但长期以来处于静止状态的火山。

地震地震是由于地球的不断运动,使地壳内部产生一种推动岩石的巨大力量,这种作用在岩石单位面积上的力,叫做地应力。地壳中的岩层在地应力的长期作用下,会发生倾斜和弯曲。当积累起来的地应力超过岩层所能承受的限度时,岩层会发生断裂或错位,使长期积累起来的能量急剧地释放出来,并以地震波的形式向四周传播,使地面发生震动,成为地震。

  1. 有关地震的术语(1)震源——地壳内部或地幔发生振动的地方叫震源。(2)震中——震源在地面上的垂直投影叫震中,震中是地面上震动的中心。(3)震源深度——震中到震源的距离叫震源深度。震源深度一般不等, 最大深度可达 700 公里。地震按震源深度可以分为:浅源地震——震源深度为 0~70 公里。大多数地震是发生在离地表 10 公里以内的地壳中。据统计, 破坏性大的一些地震,一般多发生在地下 10~20 公里左右深处。全世界浅源地震占 85%。我国地震,大多数为浅源地震。中源地震——震源深度为 70~ 300 公里,全世界占 12%。深源地震——震源深度超过 300 公里,最深达 720 公里,全世界占 3%。(4)震中距——地面上任何一个地方到震中的距离, 叫震中距。(5)震域——地面上地震波及到的区域,叫做震域。震域的大小和震源的深浅有关,也和震级的大小有关,一般震源越深,震域越大。(6) 等震线——地面上震动影响相同地点的连线,或地震烈度相等点的连线称为等震线。(7)震源距——地面上任何一个地方到震源的距离,叫震源距。

  2. 地震波 地震引起的颤动,是以弹性波的形式从震源向四面八方传播出去,这种因地震而产生的波动,就叫地震波。可以分为三种:

(1)纵波——又称 P 波,岩石质点振动的方向与传播方向一致的波,叫纵波。此时物质密度发生变化,但形状不变,故又称压缩波或疏密波。声波就是纵波的一种。地震波中纵波速度最快,因此我们首先感觉到它的到达, 这就是上下跳动(颠簸)的现象。它在地壳中的传播速度每秒钟约达 5~6 公里(坚硬岩石)。至于在软岩层(火山灰层、粘土层)中传播的波速降到每秒 2~3 公里。纵波不但在固体中可以传播,而且在液体中也可以传播。(2) 横波——又称 S 波,质点的振动方向与传播方向互相垂直的波,叫横波。在

地壳中,横波的传播速度比纵波慢,每秒钟约 3~4 公里。在大多数岩石中, 横波的速度只有纵波的三分之二,所以地震时我们在稍晚一点才感觉它到达。横波传播时,物体体积不变,但形状改变,产生切变方向的变形,故又称切变波。横波只能在固体中传播,液体则不能通过。(3)面波——又称 L 波。 沿地球表面传播的波,叫地面波,简称面波。面波包括两种类型:一种是在地面上来回振动;一种则在地面上滚动。它传播的最慢,振动强烈,破坏性很大,地面上出现波状起伏,震后保留这种痕迹。

  1. 震级及烈度(1)震级——是表示地震能量大小的量度。它与震源放出的能量(以尔格为单位)有关,能量越大,震级就越大。震级是用地震仪记录地震波测定的。震级每差 0.1 级,能量的大小约差 1.4 倍;每差 0.2 级,能量差 1.42 倍;差 0.3 级,差 1.43 倍;⋯⋯以此类推,震级相差 1.0 级时,能量相差 1.410 倍,即大约 30 倍。一年中地球上全部地震释放出来的能量约为 1025~1027 尔格。(2)地震烈度——是指地面及房屋建筑物遭受地震破坏的程度。地震烈度的大小是与震级大小、震源深浅以及该地区的地质构造有关。距离震中越近,烈度越大;距离震中越远,烈度越小。震源的深浅不同,烈度大小也不一样。

  2. 地震的类型 按地震发生的成因,可分为三大类:(1)构造地震—— 地壳中任何块体,都受到上覆岩石重量的压力,岩浆向上侵入活动的冲力, 以及地幔上部软流圈物质的水平流动、地壳各部分间的相对活动、地壳的局部膨胀和收缩等等所产生的各种力的作用。当岩石中的地应力积累得越多, 释放时越发突然,地震也就越强烈。这种由于地球内部力量而产生的构造变动所引起的地震,称为构造地震或断层地震。构造地震分布最广,危害最大, 世界上 90%左右的地震属于构造地震。我国发生的大地震也都是构造地震。

(2)火山地震——火山爆发时,由于岩浆冲击岩层和火山口气体爆炸,或由于岩浆大量喷发后,地下岩层压力减小所引起的大地震动,叫做火山地震。火山地震一般小,破坏性少,影响范围小,仅限火山附近地区。火山地震约占地震总数的 7%左右。(3)陷落地震——在石灰岩等可溶性岩石分布的地区,有时因地下溶洞塌陷,也能引起小范围的地面震动,叫做陷落地震。此外大规模的山崩和滑坡,特大陨石的坠落等也都能引起地震,这种物体突然冲击地面所引起的震动,叫做冲击地震。这类地震仅占地震总数的 3%左右。

  1. 地震的成因 对于地震成因的看法,目前假说甚多,如断层说、相变说、岩浆冲击说和板块说等。(1)断层说——地震是由于地球内部地壳运动聚集的应力作用于地壳中的岩石,当应力逐渐积累、加强并超过了岩石强度时,地下岩石或岩层便产生突然破裂,由于岩石自身的弹性而“弹回”到原来的状态,释放出能量而引起地震。这就是所谓“弹性回跳”引起地震。(2) 相变说——地下物质在一定的临界温度和压力下,可以从一种结晶状态突然转变到另一种结晶状态,因而发生体积变化,即物质在相变过程中产生密度的变化,引起体积突变,释放出巨大能量而引起地震。(3)岩浆冲击说—— 地下岩石导热性不均,部分熔融为岩浆,使体积膨胀,挤压围岩,导致破裂, 产生地震。这个学说认为断层是地震的结果而不是地震的成因,而且深源地震并不一定存在断层。(4)板块构造说——地幔物质因冷热不均发生对流, 带动板块在水平方向移动。于是有些板块之间发生挤压、碰撞,产生强烈地震。有人认为 1976 年唐山地震是亚欧板块、太平洋板块和印度板块形成一种“钳形力量”的结果。另外,太阳黑子活动、太阳和月亮的引力、极移应力

和地球自转速度的变化等均可能引起地震。 6.地震的分布规律(1)地震的时间分布规律——根据地震的历史记载

可以看出,一个地区的地震活动是有周期性的,但每个周期的长短是不规则的;不同地区,差别更大。有人对贺兰山、六盘山以东,狼山、阴山、燕山以南,秦岭、大别山以北,包括辽宁南部的广大地区所发生的地震进行了研究,发现有地震活跃期和平静期交替出现的情况。活跃期——地震次数增多, 大地震也多起来了的时期。

平静期——两个活跃期之间是地震平静期。平静期也不是绝对平静,而是地震少而小。下面是从公元 1000 年到现在的活跃期和平静期:

第一活跃期:

公元 1011~1076 年左右(资料记录不全)66 年第一平静期:公元 1077~1289 年 213 年

第二活跃期:公元 1290~1368 年 79 年第二平静期:公元 1369~1483 年 115 年第三活跃期:公元 1484~1730 年 247 年第三平静期:公元 1731~1811 年 81 年第四活跃期:公元 1812~

(2)地震的空间分布规律。环太平洋地震带——东带自北美洲的阿拉斯加起,往东南沿加拿大和美国的西海岸,到墨西哥、中美洲向东南有一分支, 形成安的列斯地震环,由中美洲西海岸向南到南美洲西海岸的哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁和智利,最后到福克兰群岛和南乔治亚岛。西带自阿留申群岛开始,途经堪察加半岛、千岛群岛到日本,在日本中部分成两支,东支延经马里亚纳群岛,止于雅浦岛附近;西支由琉球群岛、我国台湾,经菲律宾、印度尼西亚,与另一地震带汇合,向东越过所罗门群岛,到萨摩亚群岛后向南转经汤加岛到新西兰以南。这是地球上最主要的地震带,活动性最强。面积约占世界地震区总面积的一半左右,集中了全世界约 80%的浅源地震、90

%的中源地震和几乎全部的深源地震。释放的地震能量约占全球地震能量的80%。欧亚地震带——亦称阿尔卑斯—喜马拉雅地震带。自大西洋上的亚速尔群岛开始,向东沿地中海,经土耳其、高加索、伊朗、阿富汗、喜马拉雅山脉,至中、印、缅三国边缘地区,拐成南北向延伸,后经马来半岛、苏门答腊岛西侧成弧形分布,于班达海以东的伊里安岛一带,与环太平洋地震带交汇在一起。在帕米尔高原向东北有一分支,由中亚经我国新疆、蒙古到外贝加尔一带。这个地震带以浅源地震为主,有少量中源地震及深源地震。每年的地震约占全世界总数的 15%。释放的能量约占全世界地震能量的 15%, 洋脊地震带——包括大西洋中脊、太平洋中隆、印度洋及北冰洋的主要海底山脉地带。其中以大西洋及印度洋中脊地区最明显,均为浅源地震。大陆裂谷系地震带——包括东非裂谷(地堑),红海、亚丁湾、死海裂谷系,还有德国莱茵地堑等大断裂带,均为浅源地震。我国是一个多地震的国家之一, 地理位置恰好处于欧亚地震带和环太平洋地震带中间,地震活动的强度和频度都较高,基本上属构造地震,多呈带状分布,与主要构造线一致。台湾省地震最频繁,此带属于环太平洋地震带。郯城—庐江地震带,至北起辽宁省开原、营口,经渤海,南过山东郯城、安徽省庐江,直达湖北省黄梅。华北地震带,自北起燕山、太行山,南至汾渭谷地。南北地震带,至北起贺兰山、六盘山、横越秦岭,通过甘肃省文县,沿岷江向南经四川盆地西缘,直达滇

东地区。总长约 2000 多公里,为一规模巨大的强烈地震带。喜马拉雅一滇西地震带,本区是一个重力异常剧变带,也是一个地壳厚度突变带。地震活动频度高,强度大。1950 年在察隅地区发生 8.5 级地震,是我国近年来最大的一次。天山地震带和祁连山地震带是我国地震强烈活动的地区之一。

7.地震预报 根据地震分布和地震发生的地球物理和地质条件的研究, 以及对各种地震前兆现象的观测,来进行地震预报。例如,根据地球磁场、电场和重力场的变化,来预报将发生地震的地点、强度和时间。目前,地震预报问题在世界上还没有真正得到解决,还处于探索阶段。(1)地震预报的三要素——预报未来地震的大小、发生的时间和发生的地点,称为地震预报的三要素。(2)地震长期预报——对某地几年至几十年内,甚至百年内可能发生的地震做出预报,叫做地震长期预报。(3)地震中期预报——对某地几个月至几年内可能发生的地震做出预报,叫做地震中期预报。(4) 地震短期预报——对某地几天至几十天,甚至于几个月内可能发生的地震做出预报,叫做地震短期预报。(5)临震预报——对某地几小时至几天内可能发生的地震做出预报,叫做临震预报。(6)地震前兆——一次地震,特别是一次强烈地震之前,都会出现一些异常现象。这些与地震的发生有密切联系的异常现象,叫做地震前兆。(7)宏观前兆——人们的感觉器官所能直接察觉的地震前兆,称为宏观前兆。如地下水位的变化,地声、地光、气象异常等。

(8)微观前兆——人们的感觉器官不能直接察觉的地震前兆,称为微观前兆。如地应力异常、小震活动、地壳形变、地磁场、重力场、地电流和地温等。