岩体构造层次及形成原因分析

■杨豪 李皎

（河南省煤田地质局三队 河南 郑州450000）

岩体构造层次及形成原因分析

■杨豪 李皎

（河南省煤田地质局三队 河南 郑州450000）

岩体的构造层次具有复杂性的特点，并且从其范围看，能够由微观过度到宏观上去挖掘其构造的层次，所以人们对岩体构造的层次形成原因具有较大的好奇，因此本文主要对岩体构造层次及形成原因进行合理的分析研究，不仅从现如今的地质力学研究成果角度进行分析，还从物理理论的角度出发，探索初始形成的形态以及后来的地质运动原因。

岩体构造层次原因

岩石的特点较为多样，主要包括有非均匀性和离散型，所以人们在对岩石进行工程计算的过程中，一般采用代表性单元的方式来进行模型的建立，这种方式能够利用介质平均的特征参数来对现实离散介质的行为进行描述，最后将介质的特点归结在控制方程的特点之上，利用这种方法虽然十分有效，但是还需要了解到现实材料的弹性变形限外行为是非连续性的非弹性变形发展，具有一定的跳跃性特点。

1.地质力学原因

在开展地质构造调查的过程中发现了地质构造变化的一些规律：

（1）块上断层的区域分布并不是统一的整体，也不是任意分布的，二是按照系统的形式进行分布。

（2）当某个系统的断层趋于稳定之后，各个系统之间就形成了相互垂直的状态，并且同一个级别的断层之间的间距分布十分均匀。

（3）对于不同的系统断层地质特点，一般都是不相同的，虽然形成的时间不一致，但是能够形成相对相似的网格，而不同的系统之间的角度形成确实一定的。

（4）断层系统和褶皱系统之前具有联系性。

上述的地质构造变化规律不仅是在一个区域内适用，在全世界都是普遍的现象，类似于这种断层系统，一般都能够在保持在一定的方向附近，能够继承性的延展，因此可以证明这些形成的系统中具有全球性特点。在地质学的研究之中，就对不同规模和幅值的循环性地质过程进行确定，并且与天文现象这种外部行为相结合，但是以传统的角度去观察，例如从板块构造学的角度去找寻答案，是无法得出最优的答案的。随着研究的进一步发展，发现了新的旋转学说：

（1）地球地质构造活动的能量源产生，是由地球和周围物理场之间相互作用的结果。

（2）地质构造形成的全球性规律是地球内部的地幔以及上部针对地球外部作用产生的反映而导致的，形成一定的变形规律。

（3）在初期的地球地质构造历史之中，地壳是均匀分布的，而随着不断变化而被分割断裂。

（4）地壳的变形规律和地壳构造形成的过程是十分相似的，在整个地质历史当中唯一不同的就是地质过程的强度。

（5）每个断层系统的第一阶段断层之中，都有一定的可能性产生矿产资源，具有专门性特征，能够在地质构造活动当中，随着断层部分的接入而重复，逐渐复杂化。

因为受到外部作用的影响，地壳不断的经受地质构造运动，所以会产生不同地质年代的断层系统，并且在断层系统之中也会出现不同的地壳分割结果，不同级别的断层之间形成相互交割的块体，因此我们可以将此理解为断层分割的地壳部分拥有相同的地质构造特点，形成的历史也十分的相似甚至相同。而在第二次或是多次地质运动过程中，所形成的块体在不均匀质量的地壳中的各个部分产生，在新的块体产生中，会先从原有的块体中的某部分进入。所以我们一般认为块体是由空间位置和形成时间来表征的。块状构造的形成是依次连续的，在地壳之中甚至会出现相似的地质状况，这个部分的块体是相互重叠块体中共有的部分，但是会随着不同的时间断层隔开，因此其形状呈现出一种不规则的多边形样式。

从断层系统的方向出发，空间之中形成的断层系统都将一个方向的断层称为一个系统，但是在特殊情况下会将两个相互垂直或者多个相互联系的断层连接称为一个系统，但是每个断层系统的性质是不一致的。在展开地壳裂隙的研究之中发现，断层系统中每个裂纹系统从微小裂纹以至于大断层的各种不同层次能够组合成为有规律的裂纹集合体。例如在“地球裂缝”的研究之中表明，地球的裂缝不仅仅指的是地台，更包括有褶皱区域，并且拥有自己的空间走向，所以能够在地球中长时间的存在，同时每个裂缝系统都具有一定的规律性，是一个集合，不仅包含有最微小的裂纹，但却能够深入到断层的深处。所以岩石圈中的应力产生都是由于地球旋转状态的变化而变化的，在释放了应力之后，就可能引发地球的地质构造运动产生，最后不同级别的断层不断的分割着地球，使得断层由最初的微观裂纹深入到地槽或造山的深断层中。

2.地球移动的原因

地球是一个层状的球体，会随着时间的变化不断旋转，而在地球的最上层拥有一个固体层面，称为岩石圈，随着深度的不断增加其温度和压力也会不断增加。一般在100至200千米的深度时，多晶体的岩石部分就会逐渐的熔融，所以可以将这个地层称为软流圈。在软流圈的下面就是地球的中圈所在，在中圈中会发生循环对流运动，同时在地球的中心部分有金属核，不仅由液体组成，更结合了固体部分，两个部分之间有液体金属的凝结孔隙区。当其中的外部液核达到相应的压力和温度的条件时，就会产生强烈的液状金属流动，引发地球电机作用最终产生地球内部的地磁场。在地理极附近，地球的瞬时旋转轴会不断的游移，岩石圈也会随着中圈的变化而发生移动，最终引发软流圈的滑移，具有周期性的特点，该特点就能够在岩石圈的不同部分中的相对运动得到一定的表现。

地球旋转的非均匀性能够从三个部分说明：

（1）长期性变化

（2）非规则变化

（3）周期性振动（氛围长周期、季节性和短周期性振动）

第一部分是地质学中最为重要的，而第二和第三部分就可以在地球角速度变化研究中得以应用，发现其中存在的规律性。

3.结语

本文主要研究分析了岩体构造层次及形成原因，在地质力学研究成果的基础之上对于岩体构造层次的形成原因进行了初步的研究分析，大部分的研究是从外部角度出发，从外部场作用的存在导致地壳处于不平衡的状态中，最终引发地球运动状态的改变，最为主要的是地球旋转轴运动对岩体构造层次的影响最大。

[1]戚承志,王明洋,钱七虎,罗键.冲击载作用下岩石变形破坏的细观结构特性 [J].岩石力学与工程学报.2007(S1)

[2]戚承志,王明洋,钱七虎,罗键.地质体构造层次变形破坏的动力特性及地震预报 [J].岩石力学与工程学报.2007(S2)

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-12-112-1