自然地理學 第二章 地殼

第二章地殼?地殼的組成物質〔1〕概念礦物是單個元素或假設干元素在一定地質條件下形成的具有特定理化性質的化合物，是構成巖石的根本單元。一、化學成分與礦物克拉克值：16km厚度內地殼中的63種化學元素的平均重量百分比稱為元素的豐度，也叫做克拉克值。主要元素：氧和硅兩元素共占地殼總重量的74％左右，鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂6元素共占24％上下，即八大元素的豐度共占98％，其他元素不超過2％。1、化學成分2、礦物〔3〕礦物的形態(tài)、光學性質與力學性質包括硬度、解理、斷口、彈性等。形態(tài)：單體形態(tài)有一向的柱狀或針狀，兩向延伸的板狀和片狀，三向等長的立方體、八面體等；集合體形態(tài)有纖維狀和毛發(fā)狀、鱗片狀、粒狀、塊狀。光學性質：礦物光學性質包括透明度、光澤、顏色和條痕。力學性質：氣體升華，液體或熔融體直接結晶，膠體凝固，以及固體再結晶〔2〕礦物形成的方式3、主要造巖礦物與常見礦物硅酸鹽類和其他含氧鹽類是地殼的主要造巖礦物。鴛鴦礦雄黃雌黃長石孔雀石拉長

石藍寶石瑪瑙貓眼石石墨石英水晶我國現(xiàn)存最大的鉆石螢石祖母綠云母玉紫牙烏〔石榴石〕傳奇鉆石與蛇共舞元素氧硅鋁鐵鈣鈉鉀鎂結合成單質或化合物礦物集合體巖石有用礦物在地殼中或地表富集到達工農業(yè)利用要求礦產富集地段礦床存在于常見造巖礦物三大巖石三大礦床二、巖漿巖

超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖造巖礦物按照一定的結構集合而成的地質體。依據(jù)其成因可分為巖漿巖、沉積巖和變質巖三大類。1、巖石與巖漿2、巖漿巖的礦物組成巖石：巖漿：來自上地幔的高溫熔融狀物質，主要成分為硅酸鹽、金屬硫化物、氧化物和局部揮發(fā)物。3、巖漿巖的產狀、結構和構造產狀：巖漿噴出地表形成噴出巖，在地殼深處冷凝形成深成侵入巖，在淺層冷凝形成淺成侵入巖。依據(jù)巖體形狀與上覆巖層的關系，可以分為整合侵入體與不整合侵入體。結構：分為玻璃質結構、隱晶質結構、顯晶質結構、與斑狀結構構造：塊狀構造、斑雜構造、流紋構造、氣孔構造、杏仁狀構造綜合巖漿巖的礦物構成分類與結構、構造、產狀分類得出綜合的巖漿巖分類。

4、巖漿巖的主要類型三、沉積巖〔1〕沉積巖具有層理、富含次生礦物、有機質，并有生物化石，層理是指沉積巖石的顏色、礦物成分、粒度、結構等表現(xiàn)的成層性。〔2〕沉積巖具有碎屑結構和非碎屑結構之分?！?〕沉積巖層面呈波狀起伏，或殘留波痕、雨痕、干裂、槽模、溝模等印模，或層內出現(xiàn)鋸齒狀縫合線或結核，均屬沉積巖是由成層堆積于陸地或海洋中的碎屑、膠體和有機物等輸送沉積物固結而成的巖石。1、沉積巖的根本特征〔1〕碎屑巖類主要指母巖風化碎屑經搬運再堆積后經膠結而成的巖石。包括礫巖與角礫巖、砂巖、粉砂巖?！?〕粘土巖類具有泥狀結構，由粘土礦物及其他細粒物質組成，硬度低。根據(jù)固結的好壞及是否具有層理分為泥巖、頁巖和粘土?！?〕生物化學巖類由化學和生物化學形成物組成并主要見于海相或湖相沉積物，具顯晶或隱晶結構、鮞狀或豆狀結構、生物結構，成分單一種類繁多，常見于單礦巖。包括硅質巖、石灰?guī)r和白云巖等。2、沉積巖的主要類型四、變質巖

1、變質作用與變質巖概念

經過變質作用形成的巖石。變質巖既繼承了原巖的某些特點，也具有自己的特點。

變質作用：固態(tài)原巖因溫度、壓力及化學活動性流體的作用而導致礦物成分、化學結構與構造的變化，統(tǒng)稱為變質作用。控制變質作用的主要因素：溫度、壓力、化學活動性流體。變質巖：2、變質作用類型與常見變質巖

〔1〕動力變質作用相應的變質巖有構造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖等。〔2〕接觸熱變質作用代表性巖石為斑點板巖、角巖、大理巖、石英巖等?！?〕接觸交代變質作用代表性巖石為碳酸鹽與中、酸性巖漿交代形成的矽卡巖?！?〕區(qū)域變質作用代表性巖石板巖、千枚巖、片巖、片麻巖、變粒巖、麻粒巖等?！?〕混合巖化作用或超變質作用高溫形成酸性熔體與變質巖發(fā)生化學反響形成各種混合巖，如混合花崗巖。

巖漿巖

變質巖----內生礦床----多金屬礦----多分布在巖漿流動頻繁地區(qū)

沉積巖----多分布在沉積盆地邊緣，湖盆，淺海等地區(qū)----外生礦床----石油、煤、鉀鹽、石膏等----變質礦床石灰?guī)r：既是巖石，又是礦產質大理巖變巖漿巖漿巖泠凝重融沉積巖化風蝕侵運搬積堆融重變質巖變質作用風化侵蝕搬運堆積融重用變質作三大巖類關系?構造運動與地質構造一、構造運動的特點與根本方式〔1〕水平運動是地殼或巖石圈塊體沿大地水準面切線方向的運動?！?〕垂直運動塊體的升降運動。1、構造運動及其一般特點構造運動主要是地球內動力引起的各種地殼機械運動，能使地殼發(fā)生變位變形，形成各種地質構造，促進巖漿活動與變質作用特點：構造運動具有普遍性、永恒性、方向性、非均速性、幅度與規(guī)模差異性等一般特點。2、構造運動的根本方式地殼的升降運動：喜馬拉雅山每年以18.2mm的速度上升二、構造運動與巖相、建造和地層接觸關系

沉積巖的巖相通常分為海相、陸相和過渡相三類。

1、巖相2、沉積建造

3、地層的接觸關系

〔1〕整合〔2〕假整合〔3〕不整合〔4〕侵入接觸〔5〕侵入體的沉積接觸指彼此有共生關系的地層或巖相的組合，或巖性大致相同的沉積物組合。

(1)地槽型建造(2)地臺型建造(3)過渡型建造

三、地質構造

概念：巖層或巖體經構造運動而發(fā)生的變形與變位稱為地質構造。地質構造是構造運動的形跡。引起地質構造的力主要有壓應力、張應力和扭應力。

巖層經構造運動變動后層面與水平面形成夾角時即為傾斜構造。傾斜構造的產狀以走向、傾向和傾角三要素確定。案例：單面山、豬背嶺1、水平構造水平巖層雖經垂直運動而未發(fā)生褶皺，仍保持水平或近似水平產狀者，稱為水平構造。案例：丹霞地貌2、傾斜構造廣東仁化丹霞山我國的碧水丹山的武夷山、天水的麥積山、廣東仁化的丹霞山等都是丹霞地貌景觀。布萊斯谷國家公園（美）臺灣單面山褶曲的類型：根本類型包括兩種，一是背斜(上凸)，一種是向斜(下凹)?！睩〕(1)按軸面產狀分類：直立褶曲、傾斜褶曲、倒轉褶曲、平臥褶曲；(2)按樞紐的產狀分類：水平褶曲和傾伏褶曲 (3)按剖面形態(tài)分類：尖棱形、扇形、弧形、箱形等多種形態(tài)類型;(4)按褶曲的長寬比分類：線狀褶曲、短軸褶曲、穹形褶曲、盆狀褶曲。3、褶皺構造巖層在側向壓應力作用下發(fā)生彎曲的現(xiàn)象稱為褶皺，其中的單個彎曲那么叫做褶曲。褶曲的形態(tài)要素和幾何要素：翼、軸面、核、樞紐、傾伏等。桂林象鼻山〔倒轉褶曲〕〔1〕概念：巖石因所受應力強度超過自身強度而發(fā)生破裂、使巖層連續(xù)性遭到破壞的現(xiàn)象稱為斷裂。雖斷裂而破裂面兩側巖塊未發(fā)生明顯滑動者叫做節(jié)理，破裂而又發(fā)生明顯位移的稱為斷層?！?〕斷層的構成要素：斷層面、斷層線、斷層盤和斷距等?！?〕斷層的分類：按兩盤相對位移特點分類：正斷層、逆斷層；沖斷層、逆掩斷層、平移斷層、轉換斷層或樞紐斷層、垂直斷層；按產狀分類：階狀斷層、地壘、地塹、錯動帶〔4〕斷裂構造成因：地震、褶皺、巖漿活動4、斷裂構造我國許多地方都可以看到明顯的節(jié)理和斷裂構造，如雁蕩山、張家界、云南石林、武夷山等。雁蕩山路南石林

武夷山一線天節(jié)理大西洋兩岸陸地輪廓、動物種屬、古生物化石、二疊系地層、加里東褶皺帶、二疊系冰川遺跡等的相似性一、板塊構造學說1915年，魏格納提出?！?〕根本觀點：中生代地球外表存在一個統(tǒng)一大陸即聯(lián)合古陸，侏羅紀后聯(lián)合古陸開始分裂并各自漂移，逐漸形成現(xiàn)今的海陸分布格局〔七大洲、四大洋〕?！?〕大陸漂移說的依據(jù)：〔3〕驅動力：地球自轉離心力、天體引潮力。1、大陸漂移學說〔1〕根本要點20世紀30年代末，迪茨、赫斯提出。2、海底擴張學說古地磁測定結果說明洋底地磁正反向磁極異常帶在大洋中脊兩側呈對稱分布；同位素定年法測定的地層倒轉年代說明其年代也是從大洋中脊向兩側呈對稱變化的?！?〕海底擴張學說的依據(jù)④對流形態(tài)決定于地球內部結構而與大陸位置無關⑤海底及其沉積物在對流會聚區(qū)下沉，一局部受擠壓，變質而與大陸熔接，另一局部那么沉入軟流圈。⑥海底年齡僅有2－3億年，整個海底3－4億年即可更新一次。⑦地球體積根本恒定，海洋盆地面積也根本不變。20世紀60年代后期，摩根、麥肯齊、勒皮順〔1〕根本思路巖石圈并非渾然一體，它具有側向不均一性，被許多構造活動帶如大洋中脊、海溝、轉換斷層、地縫合線、大陸裂谷等分割成幾個不連續(xù)的獨立的塊體，這些塊體就是所說的板塊?！?〕板塊邊界的類型①擴張〔或增生〕型邊界②俯沖〔或會聚〕型邊界③轉換斷層〔或次生〕型邊界3、板塊構造學說全球巖石圈分為六大板塊。板塊漂浮在“軟流層〞之上，處于不斷運動之中。板塊內部地殼比較穩(wěn)定板塊交界處消亡邊界〔碰撞〕生長邊界〔張裂〕陸陸碰撞陸洋碰撞海溝、島弧海岸山脈褶皺山脈裂谷、海洋〔3〕板塊構造學說的內容F六大板塊示意圖海溝大洋板塊俯沖示意圖褶皺山脈海溝大洋板塊俯沖示意圖島弧海岸山脈馬里亞那海溝東非大裂谷喜馬拉雅山脈二、槽臺說與地洼說

1、槽臺說1〕根本論點：地殼運動主要受垂直運動控制，而水平運動那么是派生的或次要的。驅動力主要是地球物質的重力分異作用。物質上升造成隆起，下降那么造成凹陷。2〕主要構造單元：3〕構造運動具有強弱交替的周期性和階段性：4〕局限性極少涉及現(xiàn)代海洋的構造和演變，地槽轉化為地臺說不夠全面。地槽和地臺兩類，地臺是由地槽演化而來的。

周期性：穩(wěn)定期與活動期階段性:加里東運動期、海西運動期、燕山運動期、喜馬拉雅運動期等。

2、地洼說

陳國達提出。

在地殼開展的過程中，活動區(qū)和穩(wěn)定區(qū)可以相互轉化，不僅地槽區(qū)可以轉化為地臺區(qū)，地臺區(qū)也可以轉化為地洼區(qū)，這種轉化絕不是簡單的重復，而是由簡單到復雜、由低級到高級的螺旋式開展。地洼本身也不是地殼開展的最后形式和階段，也可能轉化為更新的構造單元。根本論點：全球地質構造的展布并非雜亂無章的，而是具有一定的方向和方位。在地殼運動的一定動力方式的作用下，必將形成相應形式的構造應力場和構造體系。三、地質力學學說地質學家李四光提出。根本觀點：1〕裂隙式噴發(fā)形成地貌在海底形成：洋脊和洋盆；在陸上形成：玄武巖高原。二、地震地震是構造運動的一種特殊形式，即大地的快速震動。1、地震的構成要素〔F〕震源——地震時，地下巖石最先開始破裂的部位；震中——震源在地面上的垂直投影位置；體波——從震源發(fā)出的地震波在地球內部傳播的稱為體波，分橫波和縱波。震級——地震釋放能量大小的表示。目前最大地震不超過8.9里氏級。地震烈度——地震對地面的影響和破壞程度，通常分為12級。世界地震區(qū)呈帶狀分布并與板塊邊界非常一致。板塊之間相互作用是引起地震的主要因素。2、地震的分布：處于環(huán)太平洋帶和地中?！柴R拉雅帶之間，地震較多。臺灣省是我國地震最多地方。我國地震分布：〔1〕環(huán)太平洋地震活動帶；〔2〕地中海—喜馬拉雅帶；〔3〕大洋中脊帶；〔4〕東非裂谷帶。世界主要地震帶：?地殼的演變一、地質年代地質年代是表示地殼的組成、結構、構造及外部形態(tài)開展演化的時間與順序的。有相對年代和絕對年代之分。指依據(jù)地層下老上新的沉積順序，地層剖面中的整合與不整合關系，標準古生物化石與生物群體進行比照，確定某個地層或事件相對年代的方法。1、相對年代法或古生物地層法依據(jù)該方法劃分的地質年代：宙、代、紀、世；相應的地層單位：宇、界、系、統(tǒng)。地球物質年齡：早于地球的年齡；地球形成年齡：約為50×108－70×108年；地殼形成年齡：46×108年；現(xiàn)有最古老巖石年齡：30×108－40×108年；最早的生物化石年齡：30×108年。2、絕對年代法同位素年齡測定方法。通過礦物或巖石的放射性元素的測定，依據(jù)放射性元素蛻變規(guī)律計算其絕對年齡，即距今天的年數(shù)。3、與地球演變有關的幾種地質年齡