(张掖丹霞地貌)
落日余晖下,绵延的山脉,色彩斑斓,绚丽多姿,婉如一大块一大块纹理清晰的五花肉,这就是著名的丹霞地貌。褶皱与起伏相映成趣,让人惊叹大自然的鬼斧神工的同时,也引入了今天科普主题——岩石的形变。我们印象中的岩石,大多是“宁可玉碎,不作瓦全”,如从山坡上往下推,抑或用钻杆往岩石上钻,支离破碎实属常见。但岩石在地下高温高压环境下,则可“塑性应变”,像橡皮泥一样任由摆弄。想弄清其中的科学道理,就让我们一起来了解岩石的变形与地质构造吧。
一、变形与构造
(一)构造变形和局部变形
构造作用可使水平岩层变得倾斜甚至弯曲,或使连续的岩层被断开或错动,或完整的岩体被碎裂。使地质体原有形态和空间位置发生改变的作用,称为构造变形,属于内动力作用。在外力作用(如滑坡)下,岩石也能发生局部变形。
(二)地质构造
岩石变形和变位的产物,称为地质构造。最基本的地质构造是褶皱和断裂。
二、岩石的空间位置
(一)岩石的产状要素
为了研究地质构造,首先要确定岩石的空间位置,即其产出状态,简称产状。层状岩石的产状取决于岩层层面的走向、倾向、倾角以及岩层的厚度。
层面的走向、倾向与倾角,称为岩层的产状要素。产状要素用地质罗盘进行测量。应该指出,一切面状要素的空间位置,都可以通过测量该面的产状要素来确定。
在观测岩层厚度时必须将真厚度与假厚度区别开来。假厚度是岩层顶、底面间的斜向长度,它恒大于真厚度。地面上岩层顶、底面间的长度,称为露头宽度(outcrop length),常常是假厚度。
(二)产状要素之间的关系
1.水平岩层的倾角为0°,没有走向与倾向。其空间位置只受岩层厚度的影响。
2.直立岩层的倾角为90°,有走向,但没有倾向。其产状用走向描述。
3.倾斜岩层的倾角介于0°-90°之间。只有倾斜岩层才有走向、倾向、倾角。