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第二章 地球的基本特征一、地球表面的一般特征 地球表面高低起伏。71的面积为海域，29的面积为陆地。海洋主要分布在南半球，陆地主要在北半球，而且非洲、南美洲、北美洲、大洋洲、欧洲等大陆的形状均为尖端向南的倒三角形。另外，大西洋东西两岸的海岸线形状十分吻合。 大陆平均海拔高度800m(0.8km)，最高8844.43m(8.8km)（珠穆朗玛峰）。 大洋底平均深度3700多米(3.7km)，最深11034米(11km)（马里亚纳海沟）。 若将地球表面地形拉平，则地球表面位于现在的海平面以下2.44km。地球的基本参数 赤道半经为6378.1km 平均半经为6371km 扁率为 1/298 最高峰-珠峰高为8844.43m 最深的海沟马里亚纳海沟深为11034m 赤道一带稍微凸出，南北半球也不对称，加上表面凹凸不平，地球是一个不规则的旋转椭球体 基本上仍是一个圆球 二、大陆表面的形态（陆地地形） 按照高程和起伏特征，大陆表面可分为山地、丘陵、平原、高原、盆地、洼地、裂谷系统。 1山地：海拔高程500m（高）、相对高差200m（起伏大）的地区。 35001000500 高山 中山 低山2丘陵：地表起伏不大、山峦林立的低矮地形。一般海拔500 m，相对高差几十米(200m)。它介于山地和平原之间。 我国东南丘陵区、川中丘陵。3平原：地势宽广较平坦，四周为山岳，或山地与海洋之间。如华北平原、松辽平原。 低平原-海拔200m ，华北平原，东北平原 高平原-海拔200-600m， 成都平原4高原：海拔600m以上的宽广地区。四周为陡崖。世界上最高的青藏高原，海拔4000米以上。5盆地：四周为高原或山地。中央低平(平原或丘陵)。四川盆地、柴达木盆地。 6洼地：高程在海平面以下的低洼区。吐鲁番盆地中的艾丁湖湖水面比海平面低150m，称克鲁泌洼地。7裂谷系统：东非裂谷为一系列峡谷和湖泊组成，位于高原上。 (大陆)裂谷是指大陆上巨型线状低洼谷地，这是地壳上被拉张而裂开的地区。三、海底表面的形态(海底地形) 根据海底地形的基本特征，把海底分为大陆边缘，大洋盆地和洋中脊三个单元。(一)大陆边缘：大陆与大洋连接的边缘地带，占海底总面积的1/5。 1大陆架-大陆在水下自然延伸的部分，围绕大陆的浅水海底平原。表面平坦，坡度1cm；杏仁体-直径 65%）中性岩浆 （SiO2 65%52%）基性岩浆 （SiO2 52%45%）超基性岩浆 （SiO2 60%、 CO2 、H2S、SO2 、 NH3喷发早期：喷出物含HCl气体较多喷发后期：富含CO2 、H2S等成分固体喷发物（火山碎屑物质）火山碎屑物质：随着气体爆炸由火山口喷射到空中的大小岩石碎块和由熔浆凝固而成的碎块。 来源1.先冷凝或半冷凝在火山通道上的物质2.岩浆液滴，喷到空中，在空中冷凝后落下3.围岩 分类 火山灰 0.01mm火山砾 2100 mm火山渣 多孔，渣状火山弹 数cm到数m不等熔浆：喷出地表的岩浆，其中的挥发成分大量逸出熔岩主要成分为硅酸盐根据熔浆中SiO2 含量将其分为基性熔浆(SiO2 45-52)、中性熔浆(SiO2 52-65)、酸性熔浆(SiO2 65) 。熔岩：喷出地表后失去一些挥发份，在岩浆冷凝后成岩称为熔岩。熔岩是熔浆流动过程中冷凝的，具各种形态（均反映出流动痕迹）：熔岩被，舌状熔岩流，绳索状熔岩，枕状熔岩，熔岩瀑布地表熔岩可组成大面积高原，如印度的德干高原，由玄武岩组成，厚3000米，面积100平方公里。按喷发途径分类裂隙式火山喷发：岩浆沿着地壳的巨大裂隙溢出地表的喷发方式。岩浆喷出口不是圆形，而是沿着数十千米的裂隙溢出或者由一系列火山口呈串珠状排列一起的喷发。1783年冰岛的火山爆发时岩浆从一个长7千米的裂缝和一些孤立的火山口中溢出，沿裂隙形成了34个大的和60个小的火山口，熔岩覆盖面积达565平方千米。大陆上裂隙式火山喷发通常为基性岩浆以平静的方式溢出地表，形成高原地貌，又称高原溢流玄武岩。中心式火山喷发：岩浆沿筒状的火山口喷出地表。也称点状喷发。宁静式火山喷发：火山喷出物主要为熔浆液态，喷发时无猛烈爆炸。熔浆成分主要是粘度小、温度高的基性熔浆。常形成坡度平缓的盾形火山锥 。猛烈式火山喷发：喷出物中气态和固态物较多 ，喷发时发生猛烈爆炸。喷出物主要为粘度大、温度低、不易流动的酸性熔岩。火山口附近冷凝成陡峻的火山锥，称岩穹锥。 交替式火山喷发（斯特龙博利式喷发）：以宁静式和猛烈式交替出现的火山喷发，并形成由冷凝熔岩和火山碎屑物互层的层状火山锥。1) 世界火山分布：世界上火山的分布极不均匀，第四纪以来活动火山大多数分布在三个带上。 环太平洋带:有活火山约319座，约占世界活火山总数的62。第三纪-第四纪的死火山主要分布在大陆一侧，活火山主要分布在大洋一侧。 阿尔卑斯喜马拉雅火山带:有近94座火山活动，占世界活火山的18。 大西洋海岭火山带:主要分布在大西洋中脊地区。2) 我国火山分布：我国台湾处于环太平洋带上，有火山十六座 活火山黑龙江德都五大莲池，二百多年前仍有喷发休眠火山南京江宁方山，六合桂子（燕山期火山）死火山三 侵入作用侵入作用：岩浆由地下深处向上运移，未达到地表而在地下占据一定空间并冷凝成岩的过程。侵入作用形成的岩浆岩称侵入岩体侵入岩体的产状是指岩体的形态，大小，与围岩的接触关系以及它形成时所处的深度与环境。火成岩：岩浆沿着地壳薄弱地带侵入地壳甚至喷出地表，随着温度降低，岩浆最后冷凝固结成岩石，形成岩浆岩。火山岩（喷出岩）：当岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石侵入岩：岩浆在地表以下冷凝形成的岩石1、火成岩的成分主要元素成分:O、SI、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti等元素，占组成火成岩元素总量的99。氧化物成分：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、Na2O、K2O、MgO、H2O、TiO2等占99以上。2、火成岩的矿物成分1）岩浆岩的种类很多，组成岩浆岩的矿物种类也各不相同。但最主要的矿物有：石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石等。 石英、长石中含SiO2，Al2O3高，颜色浅，称浅色矿物；角闪石、辉石、橄榄石中FeO，MgO含量高，硅铝含量少，颜色较深，称为暗色矿物。 2) 色率是指岩石中暗色矿物的百分含量 按暗色矿物含量多少，岩石可分为浅色、浅中色、深中色、深色。含SiO2多，浅色矿物多，岩石颜色浅； 含SiO2少，Fe，Mg多的岩石，暗色矿物多，岩石颜色深。3) 鲍温反应系列结晶分异作用高温熔融的岩浆成分非常复杂，含有多种矿物成分，在其温度降低，冷凝的过程中，按矿物熔点高低，比重大小，先后结晶析出不同的矿物。 通常，是一些熔点高，比重大的矿物首先结晶，随着岩浆冷却到适当温度的时候，又有相应的矿物析出。当岩浆冷凝的速度缓慢，也就是说温度逐渐降低，结晶分异作用彻底（矿物结晶程度好）岩浆中熔点较高的，富含铁镁的硅酸盐矿物（如橄榄石，辉石，角闪石，黑云母等）优先结晶，它们在岩体边部的含量较高； 而熔点较低的，铝硅酸盐矿物（如钾长石，斜长石，石英等）后结晶，则在岩体上部与中央部分相对集中些。 含有熔点高的重金属元素（铁族或铂族元素）的某些部位使重金属元素相对富集，以致于达到工业开采的品位要求而成为矿床。美国岩石学家鲍温（N.L.Bowen）在实验室证实了上述的结晶分异过程，给出了，成分复杂的玄武岩浆在温度逐渐降低的过程中，不同阶段结晶析出的矿物顺序，称之鲍温反映系列。1、火成岩的结构岩石中矿物颗粒的结晶程度、晶粒大小、形状和矿物颗粒之间相互关系等特征。 1）结晶程度全晶质结构：组成岩石的矿物全部结晶，如花岗岩半晶质结构：组成岩石的矿物部分结晶，如流纹岩玻璃质（非晶质）结构：组成岩石的成分全未结晶，如黑曜岩2）晶粒大小a) 显晶质结构-岩石中矿物颗粒比较粗大，肉眼可辨别。 颗粒大小-5-1-0.1mm 粗粒 中 细b)隐晶质结构-矿物颗粒肉眼和放大镜都看不见，但显微镜下可识别3）晶粒相对大小等粒结构-矿物全部结晶，各晶体大小相等。斑状结构-岩石中比较粗大的矿物晶体散布在较细小的物质之中的结构。大的晶体称为斑晶，细小的物质称为基质。文象结构-具有某种特殊外形的细小石英嵌晶包于钾长石中。形如古代的象形文字，如文象伟晶岩。似斑状结构类似斑状结构，但斑晶更为粗大，而基质则多为中、粗粒显晶质结构。4）晶粒形状自形晶：晶体发育成应有的形状半形晶：晶体只发育成应有晶形的一部分他形晶：晶形决定于相邻晶体遗留的空间形状2、火成岩的构造岩石各组成部分在岩石中的排列方式或充填方式。块状构造-矿物排列比较均匀。闪长岩、花岗岩。流纹构造和流动构造-岩石中不同颜色或不同粒度的条纹、拉长了的气孔以及长条状矿物沿一定方式排列形成的外貌称流纹构造。岩浆在流动过程中所形成的构造，包括流线构造和流面构造称为流动构造。气孔状和杏仁状构造-岩石中分布着大小不同的园形或椭园状空洞，称气孔状构造。迅速冷却，气体空间保留下来。若气孔被硅质、钙质等充填，形成杏仁状构造。带状构造：表现为岩石中具有不同结构或不同成分的条带相互交替，彼此平行排列的一种构造。六 火成岩的分类分类原则： 岩石的化学成分、矿物成分 岩石的产状、结构和构造七 最主要的火成岩1、超基性岩类（橄榄岩金伯利岩类）岩石中SiO2含量低，主要由铁镁矿物组成；岩石颜色深，比重大（3.2-3.3）2、基性岩类（辉长岩玄武岩类） 大陆分布广泛，海洋底则几乎全为玄武岩。3、中性岩类 与基性岩相比，浅色矿物增多A、闪长岩安山岩类：闪长岩、闪长玢岩、安山岩 B、正长岩粗面岩类：正长石、正长斑岩、粗面岩4、酸性岩类 花岗岩、花岗斑岩、流纹岩5、脉岩类 伟晶岩、细晶岩、煌斑岩6、火山玻璃岩类 黑曜岩、浮岩沉积岩沉积岩：在地壳表层条件下，由母岩的风化产物，火山物质，有机质等沉积岩的原始成分，经搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。沉积岩的面积分布：陆地面积：覆盖面积占总面积的3/4 海底面积：几乎全部为沉积物所覆盖占地壳体积的7.9占地壳的重量百分比: 沉积岩：5% 岩浆岩、变质岩：95%第一节 沉积岩的形成过程先成岩石的破坏阶段 搬运作用阶段 沉积作用阶段 成岩作用阶段一、先成岩石的破坏引起岩石破坏的作用主要有风化作用和剥蚀作用。（一）风化作用 由于温度的变化、大气(氧气)、水溶液以及生物的作用，使地表岩石或矿物在原地发生物理、化学变化的过程叫风化作用。 包括了三种类型：物理风化、化学风化和生物风化作用1.物理风化作用：是指岩石发生机械破碎，而没有显著的化学成分变化的作用发生机械破碎的主要原因是由温度变化及由此而产生的水的冰冻、解冻等作用所引起1）温度变化昼夜温差很大的地区（沙漠地区）日：6070 ；夜 岩浆岩和变质岩沉积岩：（碎屑岩化学岩和生物岩）岩浆岩：（酸性岩基性岩）变质岩：（浅变质岩深变质岩）B 不同成分抗风化能力不同火成岩中抗风化能力由强弱的矿物顺序与鲍温反应系列相反。单矿物岩石抗物理风化能力强。复矿物岩石抗物理风化能力弱，有利物理风化不同元素具有不同的化学活性，性质活泼的元素易化学风化。同种元素在不同的矿物中抗风化能力不同 石灰岩中的Ca易风化 斜长石中的Ca难风化C 岩石性质对风化作用的影响岩石结构、构造对风化作用的影响结构 均匀粒级差大的岩石基底式胶结孔隙式胶结胶结物成分：SiCa泥质构造：层理发育亦风化 D 地质构造对风化作用的影响地质构造不同部位抗风化能力不同差异风化 同一地区相同的风化背景条件下，抗风化能力不一致的岩石，表现出程度不等的风化速度。在长期的风化作用下地表形成凹凸不齐的现象。背斜顶部：张裂隙发育，易风化断层带两侧：节理和裂隙多，易风化凡构造运动造成的岩石裂隙发育的部位有利于风化作用的进行第一节 沉积岩的形成过程一、先成岩石的破坏二）剥蚀作用概念：各种外力在运动状态下对地面岩石及风化产物的破坏作用机械剥蚀作用 风、流水、冰川、海洋等都对岩石进行着巨大的破坏作用1） 风：吹蚀和磨蚀吹蚀：由于气流的直接压力使地面上松散岩石、遭到破坏、粉碎和被风吹走的作用磨蚀：借助于硬颗粒进行的破坏作用2）流水：冲蚀和磨蚀大约90的大陆面积处于流水的剥蚀之下3）冰川：刨蚀4）海洋：海蚀（水浪的冲击、海浪携带岩石碎块的冲击）化学剥蚀作用 风和冰川只能进行机械剥蚀作用，而流水、地下水、海洋等，除进行机械剥蚀作用之外，还进行着化学剥蚀作用（主要以溶解方式进行破坏）风化与剥蚀的差别风化是相对静止地对岩石起破坏作用剥蚀作用是流动着的物质对地表岩石起破坏作用二、搬运作用概念：风化产物和剥蚀作用的产物被流水、冰川、海洋、风、重力等转移离开原来的位置的作用搬运方式机械搬运 1.流水的机械搬运 2. 械搬运 搬运方式与流水类似，但一般相对较弱 在干旱和半干燥地区及海滨地区，风的搬运作用是很强烈的 3.冰川的机械搬运搬运来源：山坡滚落到冰川上的碎屑和冰川自身进行剥蚀作用的产物。搬运产物特点：未经分选、未受机械磨蚀圆化。4.海洋的机械搬运搬运来源：大部分来源于河流搬运物、部分来源于海水对海岸的侵蚀海浪作用范围：靠近海岸的地方海流作用范围：浅海和半深海5.重力机械搬运碎屑物质在重力作用下，沿斜坡由高向低移动（山崩、滑坡、泥石流）重力机械搬运的碎屑物质分选不好，并多具棱角（二）化学搬运作用以真溶液的形式搬运：Ca、Na、K、Mg以胶体溶液的形式搬运：Fe、Mn、Al、Si三、沉积作用概念：母岩风化和剥蚀产物在外力的搬运途中，由于流速或风速降低、冰川融化以及其它因素影响，便会导致搬运物质的逐渐沉积。一）机械沉积作用1. 流水的机械沉降 主要发生于碎屑的重力大于水流的搬运力时影响因素主要为流速和流量。沉降顺序：1.大颗粒优先于小颗粒2.比重大的优先于比重小的机械沉积分异作用在沉积过程中，使原来粗、细、轻、重混杂在一起的物质，按一定顺序依次沉积下来的作用。2. 冰川的机械沉积沉积特点：（1）冰川沉积没有分选，层理不清楚（2）冰碛碎屑大部分都未经磨圆作用，带有棱角（3）当冰川前端融化，或在冰川底部流出水流时，则具有一部分流水沉积的特征（冰水沉积）二）化学沉积作用1. 胶体溶液沉积沉积特点：由于胶体颗粒极小，一般不受重力作用的影响，搬运很远，沉积很慢。2. 真溶液沉积化学沉积分异作用：由于受溶解物质、溶解物质的溶解性以及溶液性质、温度、PH值等因素的影响，真溶液物质沉积分先后远近的顺序沉积下来 。沉积分异次序大致为： 氧化物硅酸盐碳酸盐硫酸盐和卤化盐三）生物沉积作用生物沉积具有两方面的作用：1.生物遗体的沉积2.生物化学沉积（四） 浊流沉积作用生物软泥：各种浮游生物、微体生物以及火山灰等沉积物。浊流是海洋中与大陆坡有关的、因含大量悬浮物质而十分混浊的高密度流。浊流岩：由浊流搬运、沉积而形成的岩石。传统观点：深海只存在生物软泥，而不存在陆源碎屑物质但在近代海洋调查中发现，深海盆地不仅存在生物软泥，而且有各种陆源碎屑沉积物，并且含有浅水底栖生物化石（属于浊流沉积）浊流的两种沉积方式：1.悬浮沉积（泥和粉砂物质）2.切割海底峡谷充填物，并在坡底深海， 形成扇形堆积（混杂而缺少分选的粗碎屑）浊积岩的主要特征： 碎屑成分复杂，陆源物质较多，碎屑物质磨圆度不好，分选也不太好，常含异地搬运而来的浅水动物化石和植物化石，具有各种冲刷构造、流水波状层理等，缺乏浅水沉积构造，具有典型的递变层理和微细水平层理，或有明显的韵律四岩作用阶段松散沉积物压实（固）作用脱水作用胶结作用（只发生在碎屑沉积物中）重结晶作用新矿物的生长1.压实（固）作用上覆沉积物的重量作用于下部使其压实（孔隙减小、水分排除、体积减小）。2.脱水作用 在沉积物经受上覆岩石强大压力的同时，温度也逐渐增高，在压力和温度的共同作用下，沉积颗粒间的附着水以及含水矿物失去水而变为新的矿物。3.胶结作用（只发生在碎屑沉积物中）经压实固结后的沉积物仍有些孔隙（粒间），由胶结物质充填到孔隙中，使沉积颗粒胶结在一起变坚硬。胶结物主要是化学沉淀物：SiO2硅质；Fe2O3nH2O铁质CaCO3钙质；泥质（粘土矿物）胶结物坚硬程度不同：SiO2 Fe2O3nH2O CaCO3硅质 铁质 钙质 泥质（粘土矿物）胶结的三种类型接触式胶结，孔隙式胶结，基底式胶结4.重结晶作用概念：沉积物受温度和压力影响，可以发生溶解或局部溶解，导致物质质点重新排列，使非结晶物质变成结晶物质，使细粒结晶物质变成粗粒结晶物质，这种作用称为重结晶作用。5.新矿物的生长沉积物中不稳定矿物在成岩过程中溶解或发生化学变化，形成新的稳定矿物使沉积岩变得坚硬。沉积岩的分类和主要沉积岩沉积岩碎屑岩类沉积碎屑亚类火山碎屑亚类化学岩和生物化学岩类(一)、沉积碎屑岩 （陆源碎屑岩） 砾岩类: 2mm以上 砂岩类: 20.05mm 粉砂岩类: 0.050.005mm 粘土岩类: 0.005mm1、砾岩类角砾岩砾岩2、砂岩类由20.05mm的碎屑（含量大于50）胶结而成的岩石统称为砂岩粗粒砂岩（2-0.5mm） 中粒砂岩(0.5-0.25mm) 细粒砂岩(64mm火山角砾岩：2-64mm凝灰岩: 2mm二、化学岩及生物化学岩类(一) 铝、铁、锰质岩类铝土岩铁质岩锰质岩(二) 硅、磷质岩类燧石岩碧玉岩硅藻土磷块岩(三) 碳酸盐岩类1.石灰岩类竹叶状灰岩生物碎屑灰岩鲕状灰岩化学石灰岩结晶灰岩2.白云岩类3.泥灰岩类(四) 蒸发盐岩类(五) 可燃有机岩三、特殊沉积岩类1、风暴岩2、浊积岩变质岩变质作用：地球上早已形成的岩石，当其所处的环境发生变化时，为了适应新的地质环境和物理-化学条件的变化，岩石的成分、结构和构造等发生一系列的改变以达到一种新的平衡，这种变化称为变质作用。变质岩：由变质作用所形成的岩石变质岩正变质岩：由火成岩变质所形成副变质岩：由沉积岩变质所形成第一节 变质作用的因素一、温度：影响变质作用的最基本因素（150200 700900）升温意味着获得了新的能量，一方面使得矿物中质点活性增强，原来的非晶质变为晶质，原来小晶粒长大；另一方面可以产生新的矿物。来源地热增温岩浆热放射性元素衰变释放的热量 应力作用下的摩擦热 二、压力1、静压力上覆岩石自重引起的，各向等同。每公里厚的岩石压力约为：275巴 1巴=0.1兆帕 地下10公里：约为2750巴 地下20公里：约为5500巴静压力是各向同性的，作用结果使岩石中矿物变为密度大，体积小的新矿物。2、侧向压力作用于地壳岩