■楊豪 李皎

（河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì) 河南 鄭州450000）

巖體構(gòu)造層次及形成原因分析

■楊豪 李皎

（河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì) 河南 鄭州450000）

巖體的構(gòu)造層次具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，并且從其范圍看，能夠由微觀過(guò)度到宏觀上去挖掘其構(gòu)造的層次，所以人們對(duì)巖體構(gòu)造的層次形成原因具有較大的好奇，因此本文主要對(duì)巖體構(gòu)造層次及形成原因進(jìn)行合理的分析研究，不僅從現(xiàn)如今的地質(zhì)力學(xué)研究成果角度進(jìn)行分析，還從物理理論的角度出發(fā)，探索初始形成的形態(tài)以及后來(lái)的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)原因。

巖體構(gòu)造層次原因

巖石的特點(diǎn)較為多樣，主要包括有非均勻性和離散型，所以人們?cè)趯?duì)巖石進(jìn)行工程計(jì)算的過(guò)程中，一般采用代表性單元的方式來(lái)進(jìn)行模型的建立，這種方式能夠利用介質(zhì)平均的特征參數(shù)來(lái)對(duì)現(xiàn)實(shí)離散介質(zhì)的行為進(jìn)行描述，最后將介質(zhì)的特點(diǎn)歸結(jié)在控制方程的特點(diǎn)之上，利用這種方法雖然十分有效，但是還需要了解到現(xiàn)實(shí)材料的彈性變形限外行為是非連續(xù)性的非彈性變形發(fā)展，具有一定的跳躍性特點(diǎn)。

1.地質(zhì)力學(xué)原因

在開(kāi)展地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了地質(zhì)構(gòu)造變化的一些規(guī)律：

（1）塊上斷層的區(qū)域分布并不是統(tǒng)一的整體，也不是任意分布的，二是按照系統(tǒng)的形式進(jìn)行分布。

（2）當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)的斷層趨于穩(wěn)定之后，各個(gè)系統(tǒng)之間就形成了相互垂直的狀態(tài)，并且同一個(gè)級(jí)別的斷層之間的間距分布十分均勻。

（3）對(duì)于不同的系統(tǒng)斷層地質(zhì)特點(diǎn)，一般都是不相同的，雖然形成的時(shí)間不一致，但是能夠形成相對(duì)相似的網(wǎng)格，而不同的系統(tǒng)之間的角度形成確實(shí)一定的。

（4）斷層系統(tǒng)和褶皺系統(tǒng)之前具有聯(lián)系性。

上述的地質(zhì)構(gòu)造變化規(guī)律不僅是在一個(gè)區(qū)域內(nèi)適用，在全世界都是普遍的現(xiàn)象，類似于這種斷層系統(tǒng)，一般都能夠在保持在一定的方向附近，能夠繼承性的延展，因此可以證明這些形成的系統(tǒng)中具有全球性特點(diǎn)。在地質(zhì)學(xué)的研究之中，就對(duì)不同規(guī)模和幅值的循環(huán)性地質(zhì)過(guò)程進(jìn)行確定，并且與天文現(xiàn)象這種外部行為相結(jié)合，但是以傳統(tǒng)的角度去觀察，例如從板塊構(gòu)造學(xué)的角度去找尋答案，是無(wú)法得出最優(yōu)的答案的。隨著研究的進(jìn)一步發(fā)展，發(fā)現(xiàn)了新的旋轉(zhuǎn)學(xué)說(shuō)：

（1）地球地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)的能量源產(chǎn)生，是由地球和周?chē)锢韴?chǎng)之間相互作用的結(jié)果。

（2）地質(zhì)構(gòu)造形成的全球性規(guī)律是地球內(nèi)部的地幔以及上部針對(duì)地球外部作用產(chǎn)生的反映而導(dǎo)致的，形成一定的變形規(guī)律。

（3）在初期的地球地質(zhì)構(gòu)造歷史之中，地殼是均勻分布的，而隨著不斷變化而被分割斷裂。

（4）地殼的變形規(guī)律和地殼構(gòu)造形成的過(guò)程是十分相似的，在整個(gè)地質(zhì)歷史當(dāng)中唯一不同的就是地質(zhì)過(guò)程的強(qiáng)度。

（5）每個(gè)斷層系統(tǒng)的第一階段斷層之中，都有一定的可能性產(chǎn)生礦產(chǎn)資源，具有專門(mén)性特征，能夠在地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)當(dāng)中，隨著斷層部分的接入而重復(fù)，逐漸復(fù)雜化。

因?yàn)槭艿酵獠孔饔玫挠绊?，地殼不斷的?jīng)受地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)產(chǎn)生不同地質(zhì)年代的斷層系統(tǒng)，并且在斷層系統(tǒng)之中也會(huì)出現(xiàn)不同的地殼分割結(jié)果，不同級(jí)別的斷層之間形成相互交割的塊體，因此我們可以將此理解為斷層分割的地殼部分擁有相同的地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，形成的歷史也十分的相似甚至相同。而在第二次或是多次地質(zhì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所形成的塊體在不均勻質(zhì)量的地殼中的各個(gè)部分產(chǎn)生，在新的塊體產(chǎn)生中，會(huì)先從原有的塊體中的某部分進(jìn)入。所以我們一般認(rèn)為塊體是由空間位置和形成時(shí)間來(lái)表征的。塊狀構(gòu)造的形成是依次連續(xù)的，在地殼之中甚至?xí)霈F(xiàn)相似的地質(zhì)狀況，這個(gè)部分的塊體是相互重疊塊體中共有的部分，但是會(huì)隨著不同的時(shí)間斷層隔開(kāi)，因此其形狀呈現(xiàn)出一種不規(guī)則的多邊形樣式。

從斷層系統(tǒng)的方向出發(fā)，空間之中形成的斷層系統(tǒng)都將一個(gè)方向的斷層稱為一個(gè)系統(tǒng)，但是在特殊情況下會(huì)將兩個(gè)相互垂直或者多個(gè)相互聯(lián)系的斷層連接稱為一個(gè)系統(tǒng)，但是每個(gè)斷層系統(tǒng)的性質(zhì)是不一致的。在展開(kāi)地殼裂隙的研究之中發(fā)現(xiàn)，斷層系統(tǒng)中每個(gè)裂紋系統(tǒng)從微小裂紋以至于大斷層的各種不同層次能夠組合成為有規(guī)律的裂紋集合體。例如在“地球裂縫”的研究之中表明，地球的裂縫不僅僅指的是地臺(tái)，更包括有褶皺區(qū)域，并且擁有自己的空間走向，所以能夠在地球中長(zhǎng)時(shí)間的存在，同時(shí)每個(gè)裂縫系統(tǒng)都具有一定的規(guī)律性，是一個(gè)集合，不僅包含有最微小的裂紋，但卻能夠深入到斷層的深處。所以巖石圈中的應(yīng)力產(chǎn)生都是由于地球旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化而變化的，在釋放了應(yīng)力之后，就可能引發(fā)地球的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，最后不同級(jí)別的斷層不斷的分割著地球，使得斷層由最初的微觀裂紋深入到地槽或造山的深斷層中。

2.地球移動(dòng)的原因

地球是一個(gè)層狀的球體，會(huì)隨著時(shí)間的變化不斷旋轉(zhuǎn)，而在地球的最上層擁有一個(gè)固體層面，稱為巖石圈，隨著深度的不斷增加其溫度和壓力也會(huì)不斷增加。一般在100至200千米的深度時(shí)，多晶體的巖石部分就會(huì)逐漸的熔融，所以可以將這個(gè)地層稱為軟流圈。在軟流圈的下面就是地球的中圈所在，在中圈中會(huì)發(fā)生循環(huán)對(duì)流運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在地球的中心部分有金屬核，不僅由液體組成，更結(jié)合了固體部分，兩個(gè)部分之間有液體金屬的凝結(jié)孔隙區(qū)。當(dāng)其中的外部液核達(dá)到相應(yīng)的壓力和溫度的條件時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的液狀金屬流動(dòng)，引發(fā)地球電機(jī)作用最終產(chǎn)生地球內(nèi)部的地磁場(chǎng)。在地理極附近，地球的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)軸會(huì)不斷的游移，巖石圈也會(huì)隨著中圈的變化而發(fā)生移動(dòng)，最終引發(fā)軟流圈的滑移，具有周期性的特點(diǎn)，該特點(diǎn)就能夠在巖石圈的不同部分中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)得到一定的表現(xiàn)。

地球旋轉(zhuǎn)的非均勻性能夠從三個(gè)部分說(shuō)明：

（1）長(zhǎng)期性變化

（2）非規(guī)則變化

（3）周期性振動(dòng)（氛圍長(zhǎng)周期、季節(jié)性和短周期性振動(dòng)）

第一部分是地質(zhì)學(xué)中最為重要的，而第二和第三部分就可以在地球角速度變化研究中得以應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)其中存在的規(guī)律性。

3.結(jié)語(yǔ)

本文主要研究分析了巖體構(gòu)造層次及形成原因，在地質(zhì)力學(xué)研究成果的基礎(chǔ)之上對(duì)于巖體構(gòu)造層次的形成原因進(jìn)行了初步的研究分析，大部分的研究是從外部角度出發(fā)，從外部場(chǎng)作用的存在導(dǎo)致地殼處于不平衡的狀態(tài)中，最終引發(fā)地球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，最為主要的是地球旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)對(duì)巖體構(gòu)造層次的影響最大。

[1]戚承志,王明洋,錢(qián)七虎,羅鍵.沖擊載作用下巖石變形破壞的細(xì)觀結(jié)構(gòu)特性 [J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào).2007(S1)

[2]戚承志,王明洋,錢(qián)七虎,羅鍵.地質(zhì)體構(gòu)造層次變形破壞的動(dòng)力特性及地震預(yù)報(bào) [J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào).2007(S2)

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-112-1