《地质学与地貌学》教案.doc

地质学与地貌学教案授课教师：文雪峰贵州大学农学院农业资源与环境系2013.12第一章 绪 论第一节 地质学的研究对象与特点一、地质学（Geology）的概念：地质学是研究固体地球的组成、构造、形成和演化的一门科学。1、科学意义：地质学是六大自然科学的“数、理、化、天、地、生”中的重要一门学科，是研究地球的形成、发展，探索地壳运动规律，是人类认识自然的重要理论；地球是人类生活、生产的舞台，地质学与矿产资源开发、城乡规划建设有着极其重要的关系，是人类改造自然的重要工具。2、研究内容：1）、研究组成地球的物质；2）究地球的构造特征岩石及岩石组合的空间分布，探索地壳运动规律；3）究地球形成、演变的历史及地质时期古生物的发展、演变；4）讨地质学研究的方法与手段；5）究地质学在矿产资源开发、环境地质和工程防灾等方面的应用。 二、地质学的创立与发展1、我国古代的地质思想：禹贡、山海经、梦溪笔谈、徐霞客游记等；2、国外古代的地质思想：1）公元前384322年，亚里斯多德认为地球是宇宙的中心，学生奥夫拉斯塔 2）公元前6320年古罗马的斯特拉波著有地理学 3）中世纪罗马欧洲，塔吉克的阿维森纳 4）14世纪16世纪末的文艺复兴促进了地质学思想的发展，随着采矿、冶金工业的日益发展，开始形成矿物学。 5）俄国学者罗蒙诺学夫（公元17111766年）著有论地层、论金属由地震生成说3、地质学的创立18世纪是地质学史上的转折点近代是地质学创立时期。由于研究对象和方法的确立，使地质学成为一门独立的科学，并产生火成论对水成论、进化论对实变论、活动论及固定论的论战。4、现代地质学的发展：1）板块物造学继续发展 2）运用动力学方法研究地质作用 3）沉积物年龄测定工作大大改进 4）宇宙空间探索三、地质学的分类1、关于地球的形成与发展方面的学科：宇宙、地球物理学、古地磁学、火山、地震、动力、地貌学、地质力学、大地构造学、构造地质学；2、 关于地球的物质组成方面的学科：结晶学、矿物学、玉石和宝石学、岩浆岩岩石学、沉积岩岩石学、变质岩岩石学、地球化学、同位素地质学、岩矿鉴定和岩矿分析；3、 关于地球历史方面的学科：古生物学、古人类学、地层学、地史学、第四纪、古地理学；4、 关于地球的矿产资源和某些应用地质方面的学科：金属矿床和非金属矿床学、煤田、石油及天然气、海洋、水文、工程、地热学、环境；5、 关于地质普查勘探技术方法方面的学科：测绘学、遥感地质、数学地质、区域地质调查、矿山地质、地球物理勘探及地球化学探矿、钻探工程、矿产加工利用。四、地质学的特点1、 地质学研究的领域涉及的时间与空间，远远超过人的生存时间和能够直接接触的时间。2、地质学是复杂的自然科学：1）任何地质过程都很少是单纯的物理或化学过程。 2）地质学在某些情况下类似社会科学，定性的分析往往是关键的。3、地质学是实践性很强的科学：1）是到自然界去调查研究 2）是到实验室进行试验。第二节 地貌学的研究与任务一、地貌学（geomorphotogy）又称地形学。研究地球表面形态形成、演化和分离的科学。研究对象是地球表面形态，研究内容为地表形态、结构、空间变化及其形成的动力。二、地貌学于1858年由诺曼（K.F.Nauman）提出，国外可追溯到11世纪塔吉克人阿维森纳（Avicenna）的流水侵蚀成山的认识。1、 萌芽阶段2、经典地貌学理论形成阶段。鲍威尔的侵蚀基面概念；戴维斯的侵蚀理论和“地貌是构造、过程、阶段（时间）的函数”概念；彭克等等的山麓梯地说；马尔科夫的地貌水准面学说等；重力均衡：普拉特模式。3、新地貌学和部门地貌学纵深发展阶段，重大进展有：1）以均衡概念研究地貌演化。 2）地形与时间关系。 3）地貌过程，机制与模型。 4）地貌突变与地貌临界。 5）气候成固地貌。 6）板块构造地貌。 7）地貌的数学形态与小尺度形态。 8）地貌（剥蚀）年代。 9）应用地貌及环境地貌。中国对地貌学的研究很早，有禹贡、水经注、梦溪笔谈、徐霞客游记；诗经：“高岸为谷，深谷为陵”。三、地貌学科分支1、地貌发生系统：1）构造地貌学； 2）气候地貌学； 3）动力地貌学； 4）人为地貌（学）。2、地貌营力（过程系统）：1、流水地貌学； 2）冰川与冰源地貌学 3）河口与海岸地貌学； 4）海底地貌学； 5）湖泊地貌学； 6）泥石流与重力地貌学 7）风沙地貌学； 8）岩石地貌学； 9）喀斯特地貌学； 10）历史地貌学。3、地貌应用（综合）系统：1）区域地貌学； 2）应用地貌学； 3）环境地貌学； 4）城市地貌学。4、地貌技术系统：1）数量地貌学； 2）试验地貌学； 3）地貌年代学； 4）地貌制图学。四、地貌学研究的任务地貌学是介于自然地理学与地质学之间的一门边缘科学。在当今世界面临人口、资源、环境问题的挑战，因此地貌学已将环境地貌与应用作为热门课题。1、 环境地貌与应用2、 地貌学任务第三节 地质地貌学的研究方法地质地貌学的基本研究方法是在实践的基础上进行推理，推理的基本方法是演绎和归纳，二者紧密联系。一、地质地貌研究的一般程序1、 调查研究2、 推断解释3、 实践实验6、 现实主义原则“将今论古”归纳法研究问题，经常使用比较的方法，如对研究对象进行分类，既是比较而得出的。逻辑推理主要是对比事物的已知规律去推断未知，莱伊尔提出：“现代是古代的一把钥匙”即根据现代地质地貌作用得出的规律，恢复和认识古代的地质地貌事件。1、“将今论古”的理论基础是均变说。过去的地质事件可以用今天所观察到的现象和动力来解释，研究“现在”是了解“过去”的关键。2、与均变说相对的是实变说（激变说）3、 科学实践与发展已对均变论作出必要的修正。总之，在地质地貌的研究中，必须正确地理解“古”与“今”的关系，才能正确地研究现在、了解过去、预测未来。三、学习方法读书、观察、分析、实践第二章 地球的基本知识第一节 固体地球的构造和物质成分一、地球的内部构造1、 地壳2、 地幔3、 地核4、 软流圈和岩石圈二、地壳的化学组成1、 不同元素在地壳上的含量极不平衡；2、 同一元素在地壳不同区域、或相同区域的不同深度，其分布存在一定甚至很大差别：1）洋壳：又称为硅镁层，主要为玄武岩、辉长岩、绿片岩，成分相当于基性岩；2）陆壳：上部陆壳沉积岩分布面积较大，不超过3KM，其下成分与花岗闪长岩相近，偏基性； 下部陆壳是化学成分接近中性、变质程度较深的变质岩.第三章 矿物一、矿物的概念与形态1、概念：矿物是天然形成的无机化合物或元素单质，其化学成分和物理性质是相对均一和固定的，一般为结晶质，少数为胶体。结晶质：组成矿物的的质点按一定规则重复排列而成的一切固体，形成晶质矿物。胶体：组成矿物的的质点不规则排列的非晶质矿物。2、矿物的形态二、矿物的化学性质和物理性质 矿物的物理性质决定于其化学成分和晶体格架的特点，是鉴定矿物的重要依据，特别是在野外用肉眼测验物理性质的方法，来鉴定矿物，是地质工作者最重要的基本技能之一。1、解理2、硬度3、透明度和光泽4、颜色和条痕5、比重和密度6、磁性7、熔点三、常见矿物石英、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、软锰矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、方解石、白云石、石膏、磷灰石、萤石、正长石、斜长石、云母、高岭石、石榴子石、角闪石、辉石、橄榄石、绿泥石、蛇纹石 第四章 岩 石岩石石自然形成的矿物集合体，它构成了地球的固体部分。按成因，岩石可分成岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。一、岩浆岩1、 岩浆与岩浆岩（1）、岩浆一种粘稠地熔浆，粘度与硅酸含量有密切关系。（2）、岩浆岩（magma）由岩浆凝结形成地岩石称为岩浆岩或火成岩。（3）、酸性岩浆岩中性岩浆岩基性岩浆岩超基性岩浆岩2、 岩浆岩的组构喷出岩很快冷却，矿物迅速结晶，矿物来不及充分生长即已固化，所以喷出岩一般粒度较细，成为玻璃质，侵入岩石在相对密封的条件下冷凝，冷凝缓慢，且压力高，结晶一般较粗。据研究，一些大的侵入岩体冷却时间可达若干万百万年以上，矿物晶体可以充分发育成长。（1）、结构（texture）主要指岩石中矿物颗粒本身的特点及颗粒之间的相互关系。显晶质结构隐晶质结构玻璃质结构斑状结构似斑状结构（2）、构造主要指岩石中不同颗粒集合体分布与排列的特点，即某部分颗粒与其他部分颗粒的关系，是比较结构较为宏观的组构。块状构造流动构造流纹构造气孔构造杏仁构造二、沉积岩1、 概述：由各种外力作用形成的岩石，都属于沉积岩，其中以经海、河、湖等流水剥蚀、搬运沉积而成的岩石为主。过程：剥蚀搬运沉积（压实）固化（胶结）成岩一种次生岩石成固：碎削沉积、化学沉积（岩盐）、生物沉积（煤、石油）颜色：主要受沉积环境影响，且较直观易于辨认。沉积岩的颜色主要为分散的微粒“色素”。Fe3+ 红色、Fe2 绿色、C灰黑色、Mn褐黑色。百分之百的铁即可使岩石具较浓的颜色。2、 沉积岩的构造和结构（1）构造：成层产出沉积岩都有层理构造。一般在两层岩石中间都有一层极薄的物理化学界面，将其分为两层，每一层的顶、底面称为层面。按照单层厚薄，可分为块状（层厚1米）、厚层（0.51米）、中间层（0.50.1米）、薄层（0.1米）；按照层理底形态，可分为水平层理、液状层理、斜层理；层面构造：液痕、泥裂。（2）、结构碎屑结构化学结构3、 最主要底沉积岩沉积岩一般按颜色、构造、结构、成分顺序描述。三、变质岩1、 概述变质岩是变质作用形成的岩石。是原来已存在的岩浆岩、沉积岩或变质岩，在特定的地质和物理化学条件下，矿物成分和组构发生变化转化再造形成的岩石。2、 变质岩的结构和构造（1）、变晶结构在变质过程中，各种新生矿物基本上同时结晶生长，自形程度相等。变余结构（2）、片理构造表现为片状矿物（如云母等）或柱状矿物（如角闪石等）按一定平面，即片理面定向排列。片理的成因。第五章 地壳运动与地质构造第一节 地壳运动概述一、地壳运动的基本形式1、 水平运动：又称造山运动，是相对短期的剧烈运动，作用时间较短，每次构造运动都导致地壳构造和地表形态的巨大变化，使自然环境、气候发生变化，给生物演化、沉积作用、岩浆活动等造成新的环境，为岩石圈和生物发展开创了一个新的周期，显示地质历史发展的阶段性和旋回性。2、 垂直运动：又称造陆运动，将广大区域隆起上升的运动，上升形成高原，下降形成凹陷盆地。造陆运动是相对长期的缓慢运动，它常发生于两场强烈的造山运动之间。二、构造运动阶段划分1、 构造旋回是以和缓的构造运动开始，经历较长时间，然后以较短时间的剧烈构造运动而结束，即从和缓运动到剧烈运动的一个过程或周期，叫构造旋回。2、 构造运动期进行剧烈的构造运动的阶段，以最早发现该构造运动的所在地命名，如“喜马拉雅构造运动”。3、 构造运动阶段地质历史上所发生的具有全球性引起岩石圈飞跃发展的主要运动，由老而新有：阜平运动 前太古代 38亿年前 五台运动 太古代元古代之间吕梁运动 早元古代中元古代之间晋宁运动 晚元古代加里东运动 早古生代晚古生代的志留纪泥盆纪之间海西运动 晚古生代中生代的二叠纪三叠纪之间印支运动 中生代的三叠纪侏罗纪之间燕山运动 中生代后期的白垩纪喜马拉雅运动新生代的早第三纪晚第三纪新构造运动 第四纪以来的构造运动三、确定构造运动的方法1、 沉积岩相分析方法岩相，“相”是代表成因标志和时空分布的环境概念。地层沉积相组合，即相序，实际上反映了环境参数变化和环境演变过程。沉积相：是指沉积物或岩沉积时的自然地理环境。它是通过沉积物或岩石的沉积特征、生物特征等综合判别和划分的。沉积相按自然地理环境可分为陆相、海相、海陆过渡相三大类。然后再分相、亚相及微相等。2、 厚度分析方法沉积岩相厚度分析在很大程度上可获得地壳升降幅度的定量变化。3、 岩层接触关系分析方法是分析、阐明地壳运动的证据（1）、整合接触 （2）、不整合接触 a、平行不整合（假整合） b、角度不整合 五、火山和地震1、 火山（1）、火山构造含火山通道、火山锥、火山口（2）、火山喷发物分为气体、液体和固体三种类型 气体喷发物：水汽占60%90%，其它成分有H2S、SO2、CO2 液体喷发物：熔岩流、熔岩被和熔岩锥 固体喷发物火山碎屑：火山灰、火山弹形成火山碎屑岩（3）、火山喷发类型： 裂隙式、中心式（4）、火山带 2000多座死火山、500余座活火山，呈有规律的带状分布 a、环太平洋火山带 b、地中海火山带 c、大西洋海底隆起 d、东非火山带2、 地震（1）、地震：由自然原因所引起的地壳震动叫地震，它是地壳运动的一种特殊形式。震源、震中、震源深度、震中距地震波：纵波（P）、横波（S）（2）、地震震级与烈度震级是表示震源释放能量大小的级别，采用里克特提的里氏震级表示；烈度是地震对地面及建筑物的破坏程度。（3）、地震分类a、成因分类：构造地震、火山地震、塌陷地震、诱发地震；b、震源深度分类：浅源地震（070km）、占72.5%，中源地震（70300km）、占23.5%，深源地震（大于300km）、占4%；c、地震发生的地表结构分类：海洋地震、占85，大陆地震、占15；（4）、地震的分布世界地震主要分布在环太平洋带、地中海喜马拉雅带、大西洋中脊和印度洋中脊、其它洋脊、裂谷与海沟、转换断层。（5）、地震预报 地槽地台学说一、地槽1、地槽是地壳中强烈活动的地带，多呈狭长带状2、地槽的发展过程1）、强烈下降为主过程地槽下降海浸扩大沉积物内粗变细岩浆侵入、火山喷发2）、强烈上升为主的阶段（回返阶段）地向斜上升中央隆起与山间凹陷3)、褶皱隆起海退地槽变成错综复杂的山脉（皱褶带）（磨拉石建造）二、地台1、地台是地槽经回返上升后转化而成的相对稳定所谓地区，即是有褶皱带经准平原化以后转变而成的构造稳定区，以大面积缓慢的升降运动为主，多为平坦原大的地块。2、地台结构双层结构与地盾1)、下构层造为褶皱基底2)、上构造层为沉积盖层3)、无双层构造的地台，称为地盾3、地台分类1)、古地台，基底形成时代在寒武纪以前的地台，大约6.5亿年前；2)、年青地台，基底形成于寒武纪以来的地台，大约6.5亿年后；地质力学学说一、概述1 、构造形迹：由于地壳运动的长期作用下受到地应力的作用，当其作用超过岩石强度后，岩石就产生了变形，造成褶皱、断层、节理等一系列的永久形变，并统称为构造形迹，保留相对经移的踪迹。2 、构造体系1)、概念：构成体系是由许多不同形态、不同性质、不同等级和不同序次，但是具有成生联系的各项构造形迹组成的构造带以及它们之间所夹的岩块和地块组合而成的一个总体，这个，叫做构造体系。2)、构造形式a 、纬向构造体系b 、经向构造体系c 、扭动构造体系a）、直线扭动：多字型构造、入字型构造、棋盘格式构造、山字型构造b）、曲线扭动：压扭性帚状构造、张扭性帚状构造、反S型构造、平字型构造、莲花状构造、涡轮状构造3 、主要构造体系三大纬向构造体系，南北向构造体系三道纬向长城，三带濒洋峻岭，西部对应山岳，原大弧形山川，大型横向水系，纵横行列洼地。二、地壳运动的起因和动力来源 板块构造学说一、大陆漂移大陆漂移作为假说提出者是伟大的地学先驱魏格纳（1915）。大陆漂移的证据有：1)、大陆边界的拼合2)、岩石和构造拼合3)、生物学证据4)、古地磁证据5)、古气候证据二、海底扩张1、海底扩张的演化 1960年1962年郝斯和迪茨提出海底扩张的假说，认为洋壳在洋脊处不断生长并向两侧漂移，在海沟处插入地幔熔融消失，因此，海底是不断更新的。1）、海洋的岩石圈因密度较低，浮在塑性的软流圈之上，是可以漂移的。2）、由于地幔温度不均匀导致密度不均匀，结果在移流层或整个地幔中引起对流、热物质向上流、较冷的向下流动。形成环流；3）、地幔向上环流的地方在地表形成洋脊，岩浆自洋脊涌出，冷凝后形成新的洋壳。随着新洋壳在洋脊不断生长，洋壳向两侧扩张；4）、海沟是地幔和软流圈向下环流的部位，海洋的岩石圈沿断裂插入地幔；5）、插入地幔的岩石圈由于其沉积层中多少含水，深处温度较高，因此将部分以致全部熔融消失，并导致岩浆的生成，形成海沟陆侧的高地热流带，成为火山带的岩浆来源。2、海底扩张的证实1）、海洋磁条带成因的推断与证实a、地磁极曾有多次反转，即磁南、北极对调；b、海洋磁条带 1963年瓦因（Vine）和马修斯（Mathens）推断磁条带是玄武岩浆在洋脊涌出冷却时，在地磁场中磁化所获得的热剩磁所形成的，当新的熔岩继续涌出和被磁化时，老的熔岩向两侧推移，因此，洋脊两侧的玄武岩就会像录音带那样保存地磁场转向的正、负记录。如扩张速度为定值16cm/a。1966年瓦因发表了他的计算结果。2）、深海钻探和洋底年龄的证实3）、转换断层的推断和证实转换断层 a沿断层两盘的位移是由于洋脊的继续扩张，运动方向与洋脊错开的方向相反，而一过洋脊轴，两盘位移方向如错即改为同向以至同步。 b在断裂持续发展时，两盘位移增加，被错开的洋脊之间的距离不一定增加，可以保持不变。三、板块构造1、主要论点：1)、岩石圈可以理解为由若干刚性板块拼合起来的层圈，板块内部是稳定的，板块边缘和接缝地带则是不稳定的，是发生构造运动、地震岩浆及变质作用的主要场所；2)、岩石圈板块是活动的，并以水平运动占主导地位。板块在漂移过程中，或分散裂开，或碰撞爆合，或平移错动，这些不同的运动方式以及相应的各类活动带的产生，转化和消失决定了全球岩石圈运动和演化的基本格局。2、板块碰撞带的地质记录地缝合线“板块上陆”的关键问题3、大陆裂谷1)、大陆裂谷是胚胎使其的洋脊2)、裂谷的发育和海洋演化旋回海洋形成与封闭全过程的发展旋回4、板块运动的驱动力1)、热点和地幔柱火山是地幔热点在地表的表现，热的地幔向上呈柱状突起，成为地幔柱，分熔产生的岩浆穿过岩石圈喷出，2）、板块运动的驱动力a、浅对流模式b、深对流模式c、热点模式5、板块构造学说存在的问题第七章 地质发展史第一节 地壳历史的研究方法一、地层的划分和对比1、地层划分的依据地层：是在地壳发展过程中形成的各种成层岩石的总称。地层具有时代概念，岩层泛指各种成层岩石，没有时代概念。地层层序、正常层位、地层层序律：地层的上下关系或新老关系。1)、沉积旋回和岩性变化标准剖面：凡是地层出露完全、顺序正常、接触关系清楚、化石保存良好的剖面称为标准剖面。沉积旋回：岩相由粗到细又由细到粗的重复变化，称为一个沉积旋回。海相地层表现为由海侵层位到海退层位，陆相地层不一定很清楚，但可根据岩性来划分。2)、地层接触关系角度不整合和平行不整合都反映了地理环境的重大变化。3）、古生物化石化石：凡是保存在地层中的地质时期的生物遗体和遗迹都叫化石。1、 地层的对比一、 岩相古地理1、沉积相的分类1)、海相沉积2)、过渡相沉积3)、陆相沉积 2、岩相分析的主要依据1） 古生物化石2） 岩性特征和结构3） 特殊矿物3岩相分析的原则现实类比法1)、自然界演化的不可逆性2)、时间因素3)、沉积物的后生变化4 古地理图第二节 地球上古生物的演化与发展 一、 生命起源的孕育过程1、 生命起源的孕育条件地球距太阳14960万km15196万km,在行星中排列第三、地表平均温度22，有利于生命繁衍；而金星距太阳10820万km，表层温度480，火星距太阳22790万km，表层温度23，均不利于生命繁衍。原始沉积岩石圈、水圈和生物发生发展的初期阶段，地壳运动、岩浆运动广泛而强烈，火山喷发十分频繁，“脱气”过程形成大气圈和水圈。原始大气圈以元素态气体占绝对势，其中氧气是重要成分；水圈由水体+固体+有机微粒+溶解盐类+气体+有机体组成。当大气圈分解出氢和游离氧，并形成臭氧层之后，就为生物界早期形成和发育形成了条件。2、生命起源与演化过程生命起源于无机界，其过程是：从无机界简单有机界（氨基酸等碳氢化合物）蛋白质、核酸等复杂有机物 原始生命具有细胞形态的生命体 最原始的生物（具有运动、营养和生殖功能的群体单细胞）到太古代晚期，太古代后期出现蛋白质和核酸、原核细胞、细菌、蓝藻，在海洋里已出现原始单细胞细菌和藻类生物，已在南非32亿年前的地层中发现。元古代开始，藻类植物大发展， 二、生物的演化与发展1、 植物界的演化与发展元古代藻类空前繁盛，海洋中出现很多菌藻植物和叠层石称为藻类植物时代；早古生代海生藻类植物继续发展；晚古生代，陆地的扩展，为植物从海到陆提供了条件，从S-D，陆上植物是以孢子繁盛的孢子植物，如裸蕨、鳞木、封印木、芦木、大羽羊齿等极为繁盛晚古生代又称孢子植物时代；中生代，以种子繁殖的裸子植物迅速发展，其种子裸露没有果实包裹，苏铁、银杏和松柏类是其代表称为裸子植物时代；新生代被子植物大发展，种子为果实所包裹，如杨、柳、桦及各种果树，其繁殖和生长更能适应陆地上不同的气候和多变的地形。2、动物界的演化与发展元古代晚期从古老的原生生物中已发展出低等的无脊椎动物，如海绵和腔肠动物； 早古生代海生无脊椎动物空前繁盛，以三叶虫、腕足类、笔石、珊瑚、头足类最为繁。寒武纪生命大爆发澄江动物化石群；晚古生代脊椎动物兴起，鱼类诞生，并由海生向陆生发展，演变为在陆上生活的两栖类，并出现了爬行类。C-P称为两栖类时代；中生代是爬行动物高度繁盛的时代爬行动物时代的，恐龙称霸于此时，“灾变事件”，导致恐龙灭绝；晚期出现鸟类和哺乳类；新生代哺乳动物的时代，始祖马、始祖象、原始的猪、鹿、牛、羊、犬、熊，至第四纪形成现代哺乳动物群类。人类的出现和发展，是生物演化史上划时代的大事：早期猿人（古猿N2-Q1），晚期猿人(Q2)北京猿人、蓝田猿人及爪哇猿人，早期智人（古人Q3）广东马坝人、山西丁村人及尼安德特人，晚期智人（新人Q32）北京周口店山顶洞人、四川资阳人等。 新人进一步发展成现代真人类（Q4）.第三节 地球古地理面貌的演变历史一、古代自然地理环境的一般发展过程1、 原始地球中生代时期1） 由冷的星际固体物质积聚而成的原始地球，经过长期变热直到熔融状态，才能发生重力分异，因此地界年龄小于地球年龄，一般认为地球年龄5070亿年，地界最古老岩石年龄46亿年。2） 太古代（25亿年前）海洋面积可能比现代大，但相当纯，且为酸性矿化水，大气圈富含二氧化碳、水蒸气和火山尘埃，很少氮和非生物成因的氧。陆地炎热、荒芜，为荒漠景观。水圈形成生命。3） 元古代（25亿a.B.P6亿a.B.P）火山作用减弱，后期发生过的全球性的大冰期。4) 古生代 （2.36亿a.B.P） 泛大陆分裂，形成冈瓦纳、北美、欧洲、亚洲4个大陆。大陆分裂海侵蕨类森林遍布各大陆5) 中生代（0.7亿年2.3亿a.B.P） 自晚二叠纪起造山运动强烈，泛大陆合并形成，海退；中生代中国地形东高西低，古长江自巫山向西流入古地中海；大陆上形成巴蜀湖、庆阳湖、云梦泽，南方珠江三角洲一带为粤清海湾。2、 古代自然地理环境变化的特征构造运动引起海陆变迁，地表起伏及地面物质大规模迁移；以全球性的冷暖干湿变化，大气环流形势和气候带的改变为形式的气候变化；海陆变迁和气候变化导致生物界的发展。上述某些发展变化过程至今影响现代自然地理环境，但它们是历史过程中的一些环节，与现代环境毕竟缺乏直接联系。新生代尤其是第四纪以来的环境发展或变迁过程才是对现代环境有直接影响的时代与过程。二、新生代自然环境的发展趋势 新生代以来，自然地理环境进入一个新的时期。现代自然地理环境是经过新生代，特别是第四纪构造运动和气候变迁的发展逐步形成的。1、 新构造运动导致地地貌分异和整个自然地理环境的改变 新构造运动新生代海陆轮廓明显改变、地中海消失、欧亚大陆靠陇海洋、陆地两大地貌单元形成。大陆海拔由300米上升到875米巨大的山系、高原与相伴生的盆地、平原形成地势相对高差增大各种海底地貌对洋流海水理化性质及水生生物发生影响。 我国的三大地貌阶梯形成。2、 气候带形成与气候变化1) 早第三纪气候带仍为行星风系。海洋陆地两大地貌单元之形成，出现了季风，加之青藏高原隆起，加强了季风形成现代气候带与气候系统2) 冰期与间冰期交替出现 冰期：高纬度冰盖扩大，中低纬山岳冰川一下伸，古冰川面积最大时，相当于现代3倍。 间冰期：温暖程度不次于甚至略高于现代，年均温比现代高2-3度。二者交替出现，在自然地理环境中造成显著后果：生物气候带的移动，地表侵蚀和堆积状况、水文状况、有机界及土壤发生相应变化。海平面高度超过100m，海岸线转移数百公里，厚厚黄土堆积等。 结论：新生代特别是第四纪构造运动和气候变迁的发展、演变奠定了现代自然地理环境的地貌格局和气候格局，成为现代自然地理环境形成发展的最直接的基础。构造地貌是在构造影响下形成的地貌，它的作用力主要是内力、故又称为内力地貌，构造地貌按分类系统可分为3级第一级 全球构造地貌第二级 大地构造地貌第三级 地质构造地貌第一节 全球构造地貌一 、大陆和大洋全球二种原型地貌1 、大陆特征大陆是在海平面之上的正地貌（主地），最高点珠峰8848m，最低点死海洼地399m，平均高度为875m。按高度分为山地、丘陵、平原、洼地2 、大洋特征大洋是低于海平面的负地形（水下部分），占全球总面积的70.8%。1）大陆边缘大陆架大陆坡大陆基三个阶段连接起来，构成一条上凸下凹形曲线，形成最大的海底斜坡区。2）洋底水深 -2500m/-3000m至-6000m以下的大洋底部占大洋面积的77.2%，平均水深3800m。二 、大陆与大洋成因1 、地壳均衡说1）陆壳厚度大，平均为33km上层为沉积岩及变质岩层中层为花岗岩层下层为玄武岩层 玄武岩层具有连续性分布的特点，由陆壳底部延至洋底，包围地球（2530km）2）洋壳 特点：薄而重，单一玄武岩层，3）假设和成因。 普拉特模式、艾里模式、实际模式。2.海底扩张板块构造学说大陆和大洋演变的六阶段： 胚胎期东非大裂谷；幼年期红海成年期大西洋衰退期太平洋终了期地中海缝合期雅鲁藏布江地缝合线，有大量的蛇绿岩套。第二节 大地构造地貌一、大陆区 1. 褶皱山系。如：比利牛斯山脉、阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉、阿拉斯加山脉、落基山脉、安第斯山脉等。 特征： （1）规模最大，地势最高（2）构造复杂，褶皱断裂强烈 （3）新构造运动强烈，上升速度快 2. 大陆裂谷。如：东非大裂谷、贝加尔裂谷、莱茵裂谷、加利福尼亚裂谷等特征：（1）构造运动十分强烈（2）构造复杂，沉积厚度大（3）沉积层和火山熔岩混杂（4）地热值高3. 断块山。如：太行山、吕梁山、恒山、泰山、庐山、贺兰山等。 特征：（1）山体两侧或四周出现断裂带、断层崖，形态呈地垒式或掀斜式。（2）山地层状地貌发育（多级武夷平面）（3）河道随地壳变动而发生明显变化，出现倒流、改向、袭夺、重新下切等现象。4. 褶皱断块山。如阿尔泰山、天山、秦岭、阿巴拉契亚山及乌拉尔山等。特征：（1）高大，呈地垒状，多断陷盆地、断陷谷（2）山体断裂，升降强烈（3）断层地貌及层状地貌明显5. 断陷谷和断陷盆地。如：汾河、渭河谷地。常和褶皱断块山（如华山）相伴生6.高原（古生代或古生代以前形成，新生代再抬升）7.平原（1）堆积平原（基底：断陷式、拗陷式 ）特征：堆积厚度大，平坦。（2）侵蚀平原特征：起伏较大，有残丘，几乎无堆积物。8.盆地。 二、海洋区1.大陆边缘。（1）大陆架（陆棚）。特征：地势平坦。范围：一般以200m等深线为界线，至坡度明显增大的转折处。 特征：平缓且分级下降；溺水谷；陆架边缘堤。（2）大陆坡。连接大陆架和洋底的大斜坡，坡度。特点：斜坡地貌形态类型多；海底峡谷（3）大陆裾（大陆裙）。大西洋最发育。2.大洋底（1）大洋中脊 分离型板快的分界线，地貌上呈巨型海底山脉，纵横世界各大洋，称大洋中脊。横剖面，转换断层、平行岭谷（2）海底山脉（海山）。火山链组成，穿插于洋底。 地幔热点。（3）海盆。特征：平坦，坡度小。（4）海底高原（海台）。成因：活动论、固定论（5）海沟。巨大槽型洼地，如：马里亚纳海沟、秘鲁智利海沟。成因。贝尼奥夫带、岛弧海沟系第三节 地质构造地貌一、水平构造地貌。1. 成因：水平或近水平抬升，顶面岩层硬。2. 类型（1）构造高原和构造台地特征：顶部平坦或微斜，地形面与原构造面一致。科罗拉多高原、鄂尔多斯高原（2）方山 特征：顶平坡陡，形似城堡山寨二、褶皱构造地貌。1. 原生构造地貌（顺地貌）成因：褶皱构造未经破坏或轻微破坏。地貌形态：背斜成山、向斜成谷。2.次生构造地貌（逆地貌）成因：褶皱构造严重破坏（背斜纵张裂隙发育，向斜则相对压实）地貌形态：向斜成山、背斜成谷。故又称地形倒置或地貌倒置三、单斜构造地貌1.成因：被破坏的背斜或向斜的一侧、构造盆地外围，掀斜的岩层。2. 地貌形态：（1）单面山。如庐山五老峰 特征：两坡不对称，一坡与岩层方向相反，陡而短。（2）猪背山。特征：单斜层倾角大，两坡对称四、穹窿构造1、岩浆侵入穹窿山2、盐丘3、构造拱曲穹窿山五、断层构造地貌1、断层崖 断层发生后，由出露的断层面所成的陡崖；2、断层谷 在断层带上，由于构造破碎而易受风化侵蚀，形成的谷底。六、火山与熔岩地貌1、火山构造地貌 1 )锥状火山 2)盾状火山 2、熔岩构造地貌七、陨石坑地貌第八章 流水地貌流水是陆地表面最普通、最活跃的一种外力，在地貌形成演变过程中，起着重要的作用。流水作用及其塑造的地貌分布十分广泛，所以这种地貌又称为“常态地貌”。 蒸发地表流水来自大气降水地表 渗入地下成为地下水停留地面渚积成湖在重力作用下，由高处向低处流动，成为地表水地表流水分为坡面片流、沟谷暴流和河谷流水（河流）三种，其特点是顺着地表的坡向流动。第一节 流水作用一、流水的能量和基本流量1、流水有能量，流水由高处向低处流，在流动过程中，势能不断转变成为动能。流水动能的大小和流量的一次方和流速的二次方成正比1）、在同一河段上，流量愈大的时候，流水动能愈大；2）、在不同的河段上，流速愈大的地方，流水的动能愈大；3）、流速取决于坡降，颇度愈大的地方，流速愈快，动能亦愈大。2 、流水的动能主要用于消耗于克服与床面、水分子之间的摩擦，以及搬运流水所携带的泥沙。1）、有余力产生流水的侵蚀作用2）、沉积作用流水过程中的侵蚀、搬运、沉积作用，统称为流水作用3 、流水的流态层流和紊流1）、层流是水的质点彼此相互平行流动，互不干扰和混掺，成为有规则的分层流动；2）、紊流是水质点的不规则运动，当水流流速或水深增加时，层流就失去稳定性而产生漩涡运动；3）、水流是否失去稳定性而由层流转变成紊流，主要取决于水体的惯性力和粘滞力的对比关系，它常用雷诺数（Re）方程表示一般Re1000012000时，呈紊流状态；通常河流和紊流，流速和流量都较大，多属紊流；片流或含沙量大的浊水和水库水流多为层流。二、流水的侵蚀作用流水破坏地表和攫取地表物质的作用，称为流水的侵蚀作用。1、侵蚀产生的主要原因：是流水作用地表泥沙时，产生的推移力（拖拽力）和上牵力，如上述作用力的强度大于泥沙本身的重力（阻力），就会是泥沙起动脱离地表发生位移产生侵蚀。沙粒在流水作用下，起动流速总是与其粒径的平方根成正比VKd2、流水侵蚀作用的形式1）、坡面侵蚀（片蚀）是片流在流动过程中比较均匀地冲刷整个坡面松散物质，使坡面降低，斜坡后退。由于片流是暂时性的，所以片状侵蚀也是暂时性的，分布非常广泛。2）、线状侵蚀是水流汇集于线状延伸的沟槽或河槽中流动而进行的侵蚀作用，又称槽床侵蚀。侵蚀形式有以下3种：a、垂直侵蚀（下切、下蚀）：它是流水垂直地面向下的侵蚀，其结果是加深沟床和河床。下切侵蚀可以沿较长的河段进行。b、溯源侵蚀（向源侵蚀）：侵蚀方向是不断向源头。侵蚀结果是使沟谷或河谷长度增加。溯源侵蚀有两种方式：一是暴流在沟头侵蚀片流作用，使同头崩塌，二是河流上游有泉眼出露，其以上岩层或土体因掏蚀而崩塌。C、侧向侵蚀：指水流对沟谷和河谷两岸进行冲刷的作用。河流在其弯曲处受惯性离心作用，向圆圈运动的弧外力向（凹岸）偏离河流在其平直河岸，水流在地球自转偏向力影响下，也可发生侧向侵蚀，在北半球偏向右岸侵蚀，南半球偏向左岸侵蚀。侧向侵蚀的结果是谷坡后退，沟谷、河谷拓宽三 、流水的搬运作用流水将侵蚀下来的物质向下游搬移的过程，称为搬运作用，河流搬运是地表搬运的主要力量。1 、推移，一般颗粒粗大而较重的沙砾，在水力推动下，沿着床底滑动或滚动前移。在粒度相当于沙粒级或砾石，搬运大小为：MCV6由公式可见，当流速增加1倍，推移物的颗粒重量将增加64倍。因此山洪搬运能力很强。2 、跃移，颗粒中等大小沙砾，在床底与水流之间跳跃式前进，这种方式称为跃移。跃移是，水流上常力大于颗粒重力，颗粒跃起，介入水中，当沙砾顶、底面的流速相差大，压力差减小，重力作用增加，颗粒又沉降到河床。3 、悬移，指颗粒细小的泥沙，是以悬移方式移动的，称为悬移。处于紊流状态的水流，当其水质点的向上分速大于泥沙沉速时，泥沙则被抬升，进入水中成为悬游状态，并被搬运。4 、溶解质搬运，可溶性的矿物或岩石被水溶后，成为溶解质被水带走，称为溶解度搬运。水径挟沙力，水流所能挟带遇过断面的含沙量称为水径挟沙力，它包括推移质跃移质和悬移质等全部沙量。TV3但在实际工作中仅能测量到悬移质，故常以悬移质输沙量代替水流的全部挟沙量。四 、流水的堆积作用流水挟带的泥沙在条件改变时，如坡度减少、流速减缓、水量减少和泥沙量增多等等情况下，都会引起搬运能力减弱，导致泥沙的沉降堆积，称为流水的堆积作用。1 、条件1）当流水的水流量减少2）当流速减慢3）当含沙量增大时，流水的搬运能力都将会受到削弱，造成泥沙堆积。2 、堆积次序：流水搬运能力是逐渐进行的，所以泥沙堆积也是有次序的。粗重颗粒中等颗粒细小颗粒 顺序堆积。流水的侵蚀、搬运和堆积作用总是同时进行的，是一个统一的过程。只是在不同地点、时间和不同条件下，其作用性质和强度不同而已，所以把三者不能孤立起来，机械分隔。第二节 河流地貌一 、片流（面流、散流、坡面流水）作用指雨水或冰雪溶水在坡地上产生的厚层流水，在多数情况下，它由无数的微小股流组成，流路极不稳定，沿坡面呈网状流动，故又称散流。在流动过程中产生侵蚀力，片蚀发生区域广阔，故侵蚀总量很大。片蚀对微地貌生成起着巨大作用1、降雨量与降雨强度雨滴对地面的打击相当重要，V最大可达到79米/s，如此巨大的冲击力，可使土壤溅到60cm高和1.5远的地方，一次倾盆暴雨能够扰动225T/km2 的土壤，雨滴溅击侵蚀使土壤缓慢向坡下蠕移，雨滴的溅蚀与降雨侵蚀力成正比。雨滴侵蚀力： EK1 F/S1MK1 K2dIVh/(C1+C)H 暴雨后地面侵蚀量： W=A10.75L0.5M2、地形一般来说坡度增大使水流速度加快，冲刷加强。当斜坡坡度为4050时，冲刷作用最强。坡长一般与冲刷作用成正比关系。3、岩性1）、岩性：软弱岩层、坚硬岩层、粗碎屑风化壳、细碎屑风化壳；2）、结构：微密疏松岩石或土层，抗蚀力强，不易被侵蚀4、植被1）、树冠、草类和调落物可拦截雨滴直接打击。人工按树和混交林对雨量截留量达到7.4和8.4。2）、调落物层即能储存水分，增加地表的下透率，又能阻滞地表径流可减少1/10以下。3）、植物的根茎能固结土区和南方红土区片蚀作用十分强烈。侵蚀深度往往达到年平均1cm以上。5、人为因素1）、植被管理失误2）、人口迅速增长，毁林开荒3）、耕作方式落后4）、开发工程造成裸地二、片流地貌1、侵蚀坡面坡面形态主要有1)、下凹形坡面2）、上凸形坡面2、浅凹地，指河谷源头地方的浅平洼谷地形。凹地由两侧侵蚀性坡面构成，坡面和缓没有明显坡析线，又称“无床谷地”。例如：黄河源头河流，锡林郭勒河源头3、深凹地浅凹地下游是浅凹地延续部分，它有较明显的谷坡、谷坡深度均较前为大，其生成1)、片流冲刷作用2)、古冲沟沟坡扩宽4、坡积裙片流沿斜坡下部和坡麓地带堆积的松散沉积物称为坡积物坡积裙。第二节 沟谷流水地貌一、沟谷水流作用（暴流作用）1、 流量变化大、暴涨暴落，有时干涸2、 水流湍急3、 含沙量多，颗粒大小混杂，分选性和磨圆度均差，故又叫暴流，洪流坡地-凹地-流心线-冲刷加深形成沟谷和沟谷流水二 、沟谷流水地貌1 、沟谷1)、细沟2)、切沟3)、冲沟4)、坳沟2 、集水盆，是沟谷源头扩大后的小盆地3 、扇形地（洪积扇）1)、成因2)、扇形地岩相带扇顶相扇形相边缘相 相叠加形成多期洪积扇叠霞。第三节 河流地貌一 、河谷地貌河谷是由河流长期侵蚀而成的线状延伸的凹地，它的底部有经常性水流，由其它成因如构造运动所成的各地如果没有河流出现，都可能称为河谷。1 、组成河谷由谷坡和谷底两大部分组成2 、形态，河谷的发育大致经运行3个阶段，并相应形成3种谷形。1）、峡谷-又称为V形谷2)、河漫滩河谷侧向侵蚀加强，谷底拓宽，堆积加强，并有河漫滩发育，呈箱形的河漫滩河谷。谷宽=f（Q/R；J）3)、成形河谷当河漫滩河谷因侵蚀基滩面因下降而河流重新下切时，并且河流又在新的基准面上开辟新的谷地，这种具有阶地的河谷称为成形河谷。二 、河床地貌1 、河床纵剖面1)、河床纵剖面是指由河源至河口的河床底部最深点的连接，从宏观上看，纵剖面上是一条下凹形的曲线，上游坡度大而下游坡度小；从微观上看，曲线的每一段都并非平整，而是呈阶梯状高低起伏的。地质构造和地壳运动的影响岩性的影响地形的影响支流的影响2）、河床平衡剖面动力平衡-冲淤平衡在河谷长期作用下，河床线剖面发展到一定阶段时，就趋于平衡，这时的纵剖面称为平衡剖面。所谓平衡，主要指动力平衡，平衡时的河流请示力与河床阻力相等，即河流既不侵蚀，也不堆积，水流动力正好消耗在搬运泥沙和克服水流内、外摩擦阻力上，此时由河流上游带来的泥沙等于河流带走的泥沙，即冲淤平衡。3）、河床床底地貌形态 浅滩正地貌 岩盐负地貌-深槽2 、河床平面形态1）、山地河床地貌以河床浅滩地形发育为主：石质浅滩、砂卵石浅滩、多顺直河道浅滩成因：坚硬岩层横阻床底，黄河九曲的19个峡滩即是峡谷两岸土石崩落阻塞河床形成冲沟沟的扇形地和泥石流阻塞河床形成2)、平原河床地貌顺直河道，顺直河道弯曲率为1.01.2横向环流：河流在洪水期与枯水期分别构成流向相反的两个环流双向环流。顺直河床不易保存，大多数略带弯曲，上游一旦弯曲，下游便作“之”字形反复折射，可是产生一连串河湾。弯曲河道弯边河流：当水流经过弯边时，水质点作曲线运动并产生离心力。a、在离心力影响下，表层水流趋向凹岸，使凹岸水位提高，作用方向指向凸岸的横向力b、离心力与横向力相叠加，其结果是水流上层（表层）合力向着凹岸，水质点向凹岸运动；水流下层（底层）合力指向凸岸。c、弯边河流与纵向水流运动结合起来，便构成螺旋状河流。分汊河道平原河道如果河床中出现一个或几个以上的江心洲时，都会使河床分成两股或多股汊道。游荡河床（网道河床）三 、河漫滩地貌河漫滩是在河流洪水期被淹没的河床以外的谷底平坦部分。被普通洪水淹没的部分称为低河漫滩，特大洪水泛滥淹没的部分，称为高河漫滩。在大河下游，河漫滩可宽于河床几倍至几十倍。大型