山字型构造的组成和特征是：

　　①前弧 由一系列弧形褶皱（背斜和向斜）、冲断层、挤压带等组成；而这些弧形褶皱多呈雁行式排列，是在弧顶外侧的引张力和内侧的挤压力联合作用下形成的。在各部分还常有与其垂直的张断裂及与其斜交的两组扭断裂。前弧又可分为弧顶和两翼，弧顶一般向南凸出（个别向西凸出），弧顶张断裂常呈放射状，有时沿断裂陷落形成地堑构造，在弧顶部分因断裂发育可能有花岗岩侵入体。在前弧两翼的撒开方向，有时出现反向弯曲的弧形构造，称反射弧。

　　②脊柱 在前弧的内侧，出现与前弧垂直的挤压带，称为脊柱。它常由褶皱、挤压破碎带、冲断层等构成。若岩性较脆硬，脊柱比较开阔，有时甚至压性特点不甚明显，而只表现为横向的张断裂和与之伴生的X型扭断裂；若岩石塑性较大，则脊柱比较狭窄，岩层褶皱也比较强烈。脊柱的延伸长度，一端不能达到或穿过前弧，而另一端不能超过二反射弧弧顶的连线，或超过不能太远。正是这脊柱和前弧构成山字型的基本轮廓。

　　③马蹄形盾地 在脊柱和前弧之间，常出现一块“凹”形弯曲的构造形迹比较微弱的地区，称为马蹄形盾地。在这里地层平缓，褶皱轻微。

　　在反射弧的凹侧，有时也会形成脊柱，称反射弧脊柱；如果在凹侧有先期存在的稳定地块，则称为砥柱。

　　由于大多数山字型构造的弧顶指向赤道，表明地壳表层曾发生从北向赤道方向的不均衡挤压。因此，山字型构造是纬向构造带的变种。

　　我国已发现有20几个山字型构造，规模最大的是祁吕贺山字型构造，即贺兰山、六盘山为脊柱，祁连山为前弧西翼，吕梁山为前弧东翼，弧顶在宝鸡、天水一带。此外，有淮阳山字型、广西山字型、河北遵化马兰峪山字型等构造。弧顶向西的山字型只有湖南祁阳山字型，脊柱为东西向，说明自东向西的压应力也可形成山字型构造。

　　2.旋扭构造体系 是在曲线扭动或旋转扭动力偶作用下形成的由一群弧形构造形迹和环绕的岩块或地块所组成的构造体系。其类型很多，包括帚状构造、S状或反S状构造、歹字型构造、莲花状构造、漩涡状构造等，这里不多作介绍。

　　三、地壳运动的原因

　　（一）地壳运动的方式和方向

　　根据以上各种构造体系的介绍，说明地壳运动的方式和方向是有规律可寻的。地球上纬向构造带的存在，反映沿南北方向（经向）有一股反复作用力的存在；同时，山字型构造的弧顶，在北半球几乎全部朝南，而在南半球几乎全部朝北，也就是弧顶都指向赤道。这些规律表明地壳运动的一个主要趋向，是自两极向赤道方向（经向）推动的水平运动。

　　地球上经向构造体系的存在，以及某些山字型构造的弧顶朝西（如祁阳山字型、巴西山字型）的现象，表明地壳运动的另一个趋向，是由东向西（纬向）的水平运动。

　　相邻大陆或大陆壳和大洋壳相对扭动，或者经向力和纬向力联合作用，便产生各种扭动构造体系。

　　总之，各种构造体系的展布规律，表明地壳运动的主要方式是水平运动。

　　（二）地壳运动力的来源

　　地质力学认为，地壳运动的起源不是地球自转，而是地球自转速度的变化。

　　地球围绕太阳公转，其线速度108000km/h；同时，地球每天自转一周，赤道上任何一点的线速度为1674km/h。如此高速旋转的球体，除两极外，任何一点都受到不同程度的离心力作用。地球上任一点A，在自转过程中产生离心力F。F值的大小随着旋转轴至任一点的距离（r）的大小而变化，即自两极（在极点F等于0）向赤道离心力是逐渐增加的。F又可以分解为两个分力，一个是垂直地面的垂直分力f2，它和重力作用方向相反，并为重力所抵消；另一个是与地面相切的水平分力（切向分力）f1，正是这个分力使地壳表层产生由两极向赤道的水平运动。可以理解，也可以计算，这个水平分力在两极等于0（因为在两极F等于0），在赤道也等于0（因为在赤道F不能分解），因此，水平分力f1在中纬度最大。这和在中纬度全球纬向构造最为发育的事实是相符合的。

　　事实证明，在漫长的地质年代里，地球的自转速度是有变化的。比方，现在珊瑚的生长线，每年为360条，而在中泥盆世时，某种珊瑚显示一年留下385—410条生长线，说明当时一年有385—410天，地球自转速度比现在快多了。地球不是一个理想的刚体，当自转速度变快时，它的扁度就要变大。但是，地球究竟用怎样方式变扁呢？这不外有两种方式：一是地球作为一个整体，全体变扁，就像把一个苹果或柿子使劲压扁一样，这样两极受到挤压，赤道地方就要张裂，但地球表面构造现象并非这样。另一种方式是地球内部扁度变化很小甚至不变，有变化也很缓慢，但地球表层——地壳，在自转离心力的水平分力的作用下，使之受到从高纬度向低纬度方向的挤压，在中纬度挤压更强烈，产生一系列纬向构造带，及弧顶向赤道的山字型构造。

　　这种地球自转速度的变化，不仅对地壳产生影响，对水圈的影响更大。当自转速度变快时，海水即从两极向赤道集中，也就是在高纬度地区普遍发生海退，而在低纬度地区普遍发生海侵。当自转速度变慢，海水即从赤道向两极方向移动，也就是在低纬度地区发生海退，而在高纬度地区发生海侵。

　　以上所说是经向力的来源。当地球自转速度加快时，产生一个自西向东的纬向切向分力，同时还产生一个与纬向切向分力大小相等但方向相反即自东向西的惯性力；当地球自转速度变慢时，其切向分力和惯性力的方向正好相反。好像人们乘车一样，车速忽快忽慢便会发生前仰后合的现象，车速变快，人们向后倾倒。地壳也是如此，地球从西向东自转加速，地球外壳粘附不牢的部分，就会自东向西滑动。例如，美洲大陆相对于欧非大陆向西移动，其间分裂形成大西洋；美洲大陆西缘遇到太平洋底的阻挡，挤压形成南北向的构造（科迪勒拉山脉-安第斯山脉）。由于地球自转速度变化所形成的纬向惯性力，在赤道最大，向两极方向减小，所以在赤道附近出现大型东西向分布的旋扭构造体系可能与此有关。
　　本文标题：地质力学（地球自转速度变化说）(4)
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