地球科学概论期末复习.pdf

4月25号 期末考试 地球科学 是系统研究地球物质的组成 运动 时空演化及其形成机制的科 学 地质学 研究的主体对象是固体地球 当前主要是研究固体地球的上部 地壳和上地幔组成的岩石圈 地球科学的研究方法与其研究对象的特点有关 地球作为其研究对象主要有 以下特点 1 空间的广泛性与微观性 2 整体性与分异性 或差异性 3 时间 的漫长性与瞬间性 4 自然过程的复杂性与有序性 地球科学研究的意义 理论意义 地球科学承担着揭示整个地球的形成 演变规律的科学使命 当代自然 科学的一些重大基本理论问题 如天体的起源 生命的起源 全球环境变化等问题 的最后解决也都离不开地球科学的研究 地球科学的研究对人类正确地认识自然界 建立辩证唯物主义世界观起着重要作用 对整个自然科学的发展也具有促进和推动 作用 实际与应用的意义 寻找 开发和利用自然资源 保护和改善自然环境 预报和减 轻自然灾害 绪论 第一章 宇宙中的地球 地球的参数 极半经为 6356 755 km 赤道半经为 6378 140 km 平均半经为 6371km 太 阳 系 Solar System 8个大行星 Planet 66颗卫星 Satellite 若干矮行星 Dwarf planet 1万多颗小行星 small solar system bodies 数以亿计的彗星和流星 以及弥漫在看起来一无所有的空间中的星际物 质 Interstellar matter 行星 围绕太阳运转 自身引力足 以克服其刚体力而使天体呈圆球状 能够清除其轨道附近其他物体的天 体 三大定律 分别是轨道定律 面积 定律和周期定律 轨道定律 行星 都是沿 椭圆形 轨道围绕太阳 旋转的 面积定律 行星轨道都位 于同一个好像圆盘的 平面 黄 道面 上 太阳和行星的联线在相 等的时间内扫过相等的面积 离太 阳较近时 运动速度加快 离太阳 较远时 运动速度减慢 周期定律 行星轨道平均半径 以地球与太阳的距离为1 的三 次方与公转周期 以地球年为单位 的平方相等 行星公转周期的长短 取决于行星与太阳的距离 距离太 阳越远 行星的公转周期就越长 地球 太阳 地球只不过是太阳系中的一颗行星 它与月球组成地月系 每秒约3万米的速度 围绕太阳作公转 周期一年 地球绕太阳公转的轨道平面 称为黄道 面 与地球赤道面交角为23 26 沿一条弯弯曲曲的 近似椭圆形的蛇 行轨道前进 黄道面 类地行星 terrestrial planet 水星 金星 火 星与地球的质量 密度和 公转周期相近 类木行星 Jovian planet 土星 天王星 海王星体积大 密度低的行星与木星相近 地层 是具有时间意义的岩层或岩层 的组合 每一段地层代表着一定的时 间 将今论古 或称现实主义原理 古 今一致的原则 历史比较法 可以 通过各种地质事件遗留下来的片段 现象和作用结果 利用现今作用的 规律 去反推古代事件发生的特点 条件以及大致的演化过程 化石 指保存在岩层中地质历 史时期的古生物遗 物和生活遗迹 化石的作用 化石是制定地质 年代表的主要依据 确定 地层层序 反应当时的沉 积环境 是寻找沉积矿产 的重要依据 是探索生命 起源与演化的主要材料 第二章 行星地球简史 古生代 以4亿年为界 可以划分为早古生代和晚古生代 早古生代包括寒武纪 奥陶纪和志留纪寒武纪 奥陶纪和志留纪 晚古生代包括泥盆纪 石炭纪 二叠纪泥盆纪 石炭纪 二叠纪 早古生代是海生无脊椎动物大发展时期 早寒武小壳动物开始繁盛 藻类 三叶虫 笔石 低等珊瑚 腕足类 头足类等也十分丰富 中生代 中生代 Mz 的原义是 中期生物 的时代 以爬行动物和裸子植物的繁盛为特点 2 51亿年 0 65亿年前 跨时1 86亿年 中生代包括 三叠纪 2 51 1 99亿年 侏罗纪 1 99 1 45亿年 和白垩纪 1 45 0 65亿年 新生代新生代 新生代 Cz 原意为 近代生物 的时代 从6500万年前开始至今 包括第三纪第三纪 0 65 亿年 0 02亿年 和第四纪第四纪 0 02亿年前至今 两个纪 新生代是被子植物和哺乳动物的时代 地质年代表 宙 宇 代 界 纪 系 同位素年龄 百万年 第四纪 系 0 新生代 界 新近纪 系 古近纪 系 白垩纪 系 65 中生代 界 侏罗纪 系 三迭纪 系 显生宙 宇 二叠纪 系 250 石炭纪 系 Carboniferous 古生代 界 泥盆纪 系 Devonian 志留纪 系 奥陶纪 系 Ordovician 寒武纪 系 Cambrian 542 新元古代 界 元古代 界 中元古代 界 古元古代 界 太古宙 宇 2500 冥古宙 宇 3800 地质年代的确定地质年代的确定 相对地质年代的方法 地层层序律 岩层在形成后 如未受到强烈的地壳运动的影响而颠 倒原来的位置 应该是先沉积的在下 后沉积的在上 一层压一层 保持近于水 平的状态 延展到远处才渐渐尖灭 化石层序律 含有相同化石的地层的时代相同 不同时代的地 层所含的化石不同 每一地层各有其特定的化石 器官相关律 每一种形态的动物机体都是一个统一的体系 这 个体系的每个局部在构造和机能上都是互相适应的 因此了解局部就能 推知其整体 地质体之间的切割律 即较新的地质体总是切割或 穿插较老的地质体 或者说切割者新 被切割者老 同位素地质年代 根据岩石中放射性元素衰变产物的 含量计算而来的岩石生成距今的年龄 如锆石U Pb年龄 第三章第三章地球的物质组成地球的物质组成 地球是一个特殊的物理化学体系地球是一个特殊的物理化学体系 元素 矿物 岩石元素 矿物 岩石 8 克拉克值 某一种元素在地壳中的平均质量百分含量 地壳中各元素的丰度 氧 45 2 硅 27 2 铝 8 铁 5 8 钙 5 06 镁 2 77 钠 2 32 钾 1 68 钛 0 68 氢 0 14 锰 0 10 磷 0 10 其它所有元素 0 95 整个地球的物质 按重量计算 各元素的丰度 铁近34 6 氧为29 5 硅为15 2 镁为12 7 镍为2 4 硫为1 9 钙和铝为2 2 其它所有元素共占1 5 宇宙 太阳系 氢 氦 矿物 Mineral 天然形成的 具有一定化学成分和物理特征的元素或者化合物 岩石 自然状态下形成的 由一种或几种矿物有规律组合而成的矿物集合体 矿物分类矿物分类 自然元素矿物 如金 金刚石 石墨 硫磺 还有铜 银 汞等 卤化物矿物 F Cl Br I化合物 石盐 钾盐 萤石等 硫化物矿物 黄铁矿 黄铜矿 方铅矿 闪锌矿 辉锑矿 雄黄等 氧化物和氢氧化物矿物 如赤铁矿 磁铁矿 铬铁矿 锡石 铝土矿 软 锰矿 硬锰矿 沥青铀矿 石英等 含氧酸盐矿物 最重要的是下面三种 硫酸盐矿物 有石膏 芒硝 重晶石等 碳酸盐矿物 如方解石 孔雀石 硅酸盐矿物 氧离子和硅离子结合的基础上 再与金属离子结合而成硅 酸盐矿物 硅酸盐矿物种类繁多 约占已知矿物种数的1 4 占地壳总重量的 85 其中最常见的就是各类长石 云母 辉石 角闪石 橄榄石等几种 它们广泛分布在地壳与地幔内 9 玉不是矿物 而是矿物的集合体 即岩石 矿物肉眼鉴定方法矿物肉眼鉴定方法 颜色 矿物吸收可见光后呈现的色调 条痕色 矿物粉末的颜色 透明度 可见光透过矿物的程度 光泽 矿物表面反射光波的能力 硬度 矿物抵抗外力刻划的能力 解理 矿物受力后沿一定方向规则裂开的性质 硬度 矿物抵抗刻划 磨擦的能力 共分10度 滑石1 石膏2 方解石 3 萤石4 磷灰石5 长石6 石英7 黄玉8 刚玉9 金刚石10 野外常用 指甲 2 5 铜 3 5 小刀 5 5 玻璃片 6 5 第四章 大气圈 大气圈 是指因地球的引力而聚集在地表周围的气体圈层 分层的主要依据 物质组成 大气温度变化 电荷 大气运动 大气环流 是指大气大范围的运动状态 表现为不同时间尺度和空间尺度的大气周而 复始的运动特点 天气 是指短时间的内的气象要素的综合状况 气团 在一定范围内相对比较均匀的大块空气 冰期 地质历史上出现大规模冰川的时期 间冰期 是两次冰期之间气候变暖的时期 在地质历史时期 冰期短 间冰期长 前者约1 10的时间 风化作用是指在近地表 在大气 水 生物等要素的影响下 使岩石或矿物在原地被 破坏的过程 物理风化作用 使岩石发生机械破碎 岩石成分不发生变化 化学风化作用 使岩石发生破碎 而且岩石成分发生变化 生物风化作用 生物在活动过程中 使岩石发生破坏 残积物 地壳表层的岩石经长期风化作用后 残留在原地的松散堆积物 风化壳 覆盖在地壳基岩上的残积物的不连续薄壳 古风化壳 地质力史时期 地表岩石经物理 化学 生物风化的长期作用形成的由风 化产物组成的分布于大陆基岩面上的不连续薄壳 剥蚀作用 各种运动的介质在其运动过程中 是地表岩石产生破坏并将其产物剥离原 地的作用 搬运作用 风化 剥蚀的产物被运动介质从一地转移到另一地的过程 沉积作用 被运动介质搬运的物质 由于条件发生改变而发生沉淀 堆积的过程 大气分层 1 对流层 厚度 平均11 13km 赤道17 18km 两极8 9km 质 量 约占大气圈质量的75 温 度 从下向上是降温 的 大气降温率是 6 50C km 对流层顶约 500C 大气运动 强烈的对流 成 分 含有水蒸气 尘埃 气 象现象 风 霜 雨 雪 雹 雾等 2 平流层 高度 从对流层顶到55km 温度 从下向上是升温的 到平流层的顶温度升到00C 大气运动 水平运动 成 分 几乎不含水蒸气 尘埃 存在数层臭氧层 无天气现象 3 中间层 高 度 从平流层顶到80 90km 气 温 从下向上是降温的 到中间层的顶温度降 到 830C 无臭氧层 不吸收紫外线 大气运动 对流运动 存在电离层 D 反射无线电波 4 暖层 高度 从中间层顶到800km 气温 从下向上迅速升温 到300km高空 温度达 10000C 存在多层的电离层 E F G 5 散逸层 扩散层 高度 从暖层顶到外层空间 物质多以原子 离子状态存在 是地球物质向宇宙空 间扩散的部位 第五章 生物圈 生物圈是指地球表层由生物及其活动地带所构成的连续圈层 食物链 一种生物以另一种生物为食 形成以食物为纽带的锁链关系 生态系统 在一定空间和时间内 生物和非生物的总和 具有自我调节和自我组织的 能力 生态系统的组成 生产者 消费者 分解者和非生物物质 人类演化的阶段 南方古猿 直立人 能人 早期智人 晚期智人 陆地生态系统 森林生态系统 草原生态系统 沙漠生态系统 城市生态系统等 森林生态系统 是陆地上非常重要的生态系统 其功能有固碳制氧 涵养水源 清洁 大气 能量交换 保持水土 调节气候等 海洋生态系统 包含海岸生态 浅海生态 海底生态系统等 功能 调节气候 能量 运送 净化污水 生产食物等 界 是地球上生物分类的最高层次 根据它们是如何取得食料及细胞组成特点 1 原核生物界 没有细胞核生物 4千余种 2 原生生物界 单细胞生物 5万种以 上 3 真菌界 真核细胞生物 无叶绿素 8万多种 4 植物界 多细胞生物 有叶绿素 27万种 5 动物界 多细胞生物 150万种 以上 第六章水圈 水圈 Hydrosphere 是指由地球表层水体所构成的连续圈层 海洋环境 滨海 浅海 半深海和深海 洋底地形有 大陆架 大陆坡 深海盆地 洋脊 海沟 海水运动形式有波动和流动 波动主要表现为波浪的运动 流动则表现为潮汐 洋流和浊 流 波浪 海水作波状起伏的运动 潮汐 全球性的海水作周期性的涨落的现象 洋流 在海 面风力和热 盐等的作用下 海水沿一相对固定的方向 从某海域向另一海域流动而形成 的首尾相连的的独立环流系统 浊流 发育在大陆坡的一种富含悬浮颗粒的高密度水流 在重力驱动下顺坡向下流动 地面流水 片流 指沿着山坡流动的面状暂时性流水 洪流 指沿着沟谷流动的暂时性流 水 河流 指沿着沟谷流动的常年性流水 地下水 埋藏在地表以下 岩石或堆积物孔隙或裂隙中的水 地下水可分为 包气带水 潜水 承压水 地下水的存在形式有 吸附水 薄膜水 毛细管水 重力水 冰川 发育在高纬度地区或高山上能运动的冰体 水循环 是指在一定的时间内 水作既 无起点也无终点的永不停息的水体运动系统 包 气 带 地面以下潜水面以上的地带 岩石孔隙没有被地下水充满 含有相当 数量的气体的地带 透 水 层 由透水性好的岩层 或堆积 物 组成的 地下水易于透过或储存于 其中的地带 隔 水 层 由透水性差的岩层 或堆积 物 组成的 地下水不易透过的地带 包气带水 指埋藏在包气带中的地下水 潜水 埋藏在地表以下 第一个稳定隔 水层之上的透水层中 能够自由流动的 地下水 承压水 埋藏在两个隔水层之 间的透水层中的地下水 第七章地球表部圈层的相互作用 片流搬运的物体在坡麓堆积下来 形成坡积物 坡积物沿山麓地带不均匀地分布 大致断续成裙带状 称为坡积裙 洪流的堆积物称为洪积物 堆积的地形是锥状时 称为洪积锥 冲积锥 呈扇形 时称为洪积扇 河流的侵蚀作用 河水以自身的动力和夹带的砂石对河床进行破坏 使河谷加深 增长和拓宽过程 河流的下蚀作用 河水本身的动力及其夹带的砂石 对河床底部岩石进行破坏 使 河谷加深过程 河流的侧蚀作用 河流不断地对河岸侵蚀 使河谷不断扩大 变宽的过程 河流袭夺 stream capture 一条河流向上坡加长的结果可以交切另一条河流 把后 者上游的河水截夺过来 这种现象称为河流袭夺 侵蚀基准面 河流下蚀作用终止的曲面 即既不发生剥蚀作用 又不发生沉积作用 的假想曲面 沉积作用 地面流水在水动力作用减弱时 它就会把携带的物质沉淀出来 形成沉 积物的过程 河水流出山口 大量碎屑物沉积出来 为扇状堆积体 称为冲积扇 河漫滩 边滩 加宽 加高 面积加大 形成河漫滩 洪水期淹没 枯水期露出水面 河漫滩沉积的二元结构 下部为河床砂砾沉积 上部为河漫滩泥质粉沙质沉积 河流阶地 河流在下蚀作用过程中常在河谷两侧留下一些台阶状的地貌单元 三角洲 河流到达稳定水体时在水体中或紧靠水体处形成的部分露出水面的沉积物 在平面上为三角形并插入海中 机械搬运的方式包括 推移 跃移 悬移 和 载移 地下水的溶蚀作用 也称岩溶作用 是指地下水对可溶性岩石进行溶蚀 并形成各 种地貌的过程 在地表发育的称地表岩溶地貌或喀斯特地貌 地下的一般是溶洞 地下水的沉积作用 主要是化学沉积作用 可在溶洞中沉积形成钟乳石 也可在洞 外沉积形成泉华 钙华和硅华 石钟乳 洞顶或者洞壁上逐渐向下增长 石笋 洞底逐渐向上生长 石柱 石钟乳与石笋连接起来 围谷 冰川刨蚀形成的洼地 冰斗 位于山坡处的漏斗状地形 刃脊 被冰川刨 蚀成陡峭的刃状山脊 角峰 刃脊交会的山峰 U型谷 冰川流动过程中对底部地形 的改造形成的特殊地貌 冰碛物 所有被冰川搬运和沉积的松散碎屑物 在海平面附近的岩石被海浪侵蚀 掏空 形成向陆地方向凹入 平行海岸线方向延 伸的海蚀凹槽 其上的岩石因失去支撑而崩溃 形成陡峻的海蚀崖 波切台 在基岩海岸 由海蚀作用形成的平缓的 向海洋方向缓缓倾斜的平台 干旱气候区湖泊化学沉积作用的3个阶段是碳酸盐 硫酸盐 卤化物 成岩作用 由松散的沉积物转变成坚硬的沉积岩的过程 压实作用 在上覆水体和 沉积物本身重量的压力下 沉积物水分排出 孔隙减小 体积缩小的过程 胶结作 用 充填在沉积物孔隙中的矿物质 称胶结物 将沉积物粘结成整体的过程 重 结晶作用 在温度和压力的影响下 沉积物中的矿物组分部分发生溶解和再结晶 使非晶质变为结晶质 细粒晶体变为粗粒晶体的过程 厄尔尼诺现象 指数年发生一次的赤道东太平洋南美沿岸海水温度激烈上升的现象 拉尼娜现象 指赤道太平洋东部和中部海面温度持续异常偏冷的现象 与厄尔尼诺现 象正好相反 是热带海洋和大气共同作用的产物 分选性 在搬运过程中 碎屑物质的颗粒大小或成分等趋向均一的程度 圈层间相互作用 不同圈层之间通过强相到作用即物质与能量交换 彼此影响甚至 联合起来的现象 大气圈 水圈和生物圈是如何相互作用的 第八章地球的内部圈层 地震 因构造运动 自然原因或人为因素 引起的地壳发生的快速颤动 地震的大小等级由地震的震级和烈度来度量 震源 地震波的发源地 震中 震源在地面上的垂直投影区 震源深度 震中到震源的距离 烈度 地震对地面及建筑物的破坏程度 纵波 质点的振动方向与地震波传播方向一致的波 又称P波 横波 质 点的振动方向与地震波传播方向垂直的波 又称S波 P波与S波都在物体内部传播的波 又叫体波 还有一种地震波只在地球 表面传播 称为表面波 它对固体地球表面的破坏作用最强 莫霍洛维奇面 在莫霍面上下 纵波速度从7 0 km s迅速增加到8 1 km s左右 横波速度则从4 2 km s增加到4 4km s左右 莫霍面出现的 深度 全球平均为33 km 在大洋之下平均仅为7km 古登堡面 在此不连续面上下 纵波速度由 13 6 km s突然降低为7 98 km s 横波速度从7 23 km s到突然消失 此界面位于地下2885 km深度 界面之下到地心 称为地核 在上地幔内部 即 层内 还存在一个地震波的低速层 其深度一般 在地表之下60 km 250 km之间 被命名为软流圈 软流圈以上 岩石 强度较大的部分 包括地壳和上地幔顶部 称为岩石圈 一般把在常温层以下 每向下加深100 所升高的温度称为地热增温率或地温梯度 地壳 莫霍面以上的地球表层 厚度变化在5 70 km之间 平均约为33km 地 幔 位于莫霍面以下 古登堡面以上的地球中间一个圈层 其厚度约2850km 地幔内存在两个物相变化的界线 在400km深处的晶体结构 由上部的橄榄石结构 孤立的岛状四面体结构 转变为下部较紧密的尖晶石结构 四面体和八面体混 合型结构 在670 km深处以下则由尖晶石结构转变为更紧密的钙钛矿结构 八面体和立方体 混合型结构 上地幔 层 33 400 km深 是由具橄榄石结构的镁铁硅酸盐为主所组成 地 幔过渡层 层 400 670 km深 由具有尖晶石结构为主所组成的镁铁硅酸盐 下地幔 层 670 2885 km深 则由具有钙钛矿结构的镁铁硅酸盐为主所组成 地 核 地球内部古登堡面至地心的部分 外核 E层 深度2885 4170 km 根 据横波不能通过 纵波发生大幅度衰减的事实推测其为液态 过渡层 F层 4170 5155 km 过渡层则为液体 固体的过渡状态 内核 G层 5155 km至地 心 横波又重新出现 说明其又变为固态 1 划分依据是地震波资料 根据以此确定的 地震波速不连续面来划分 1分 2 划分结 果 7个地震波不连续界面分别为莫霍面 33 km 60 250 km低速层 400 km物相界面 670 km 物相界面 古登堡面 4170 km物相界面 5155 km 物相界面 并以此划分出地壳 地幔 包括 上地幔 软流圈 过渡层 下地幔 地核 包括 外核 过渡层和内核 22 第九章 岩石圈内部的物质转化 岩浆 在地壳深处或上地幔形成的 以硅酸盐为主要成分的 炽热 粘稠并富含挥发分 的熔融体 地下深部形成的岩浆在挥发分和地质应力作用下 沿着构造脆弱带向上运移 或侵入于 地壳上部 或喷出地表 并随物化条件的改变 岩浆的成分不断发生变化 最后冷凝成 为岩石的复杂过程称为岩浆作用 形成的岩石称为岩浆岩 火成岩 根据岩浆是侵入 地壳中还是喷出地表 可将岩浆作用分为侵入作用和喷出作用 相对应的岩石分别称为 侵入岩和喷出岩 或火山岩 岩浆在向上运移和冷却过程中 由于重力作用或物理 化学条件的影响 由成分比较均 一的岩浆分化为几种成分不同的岩浆 进而冷凝成不同的岩浆岩的过程称为岩浆分异作 用 岩浆在向上运移过程中以较高的温度使周围岩石熔化 并使其逐渐趋向于变成岩浆 一部分的作用称为同化作用 由于不断熔化各种围岩 使岩浆本身的成分发生了变化 这种作用称为混染作用 喷出作用 火山作用 岩浆喷出地表并冷凝固结成为岩石的过程 侵入作用 岩浆侵 入地壳但未喷出地表直到冷凝固结的过程 根据岩浆侵入深度可把侵入作用分为 深成 侵入作用 侵入深度 3km 深成侵入体 浅成侵入作用 侵入深度 3km 浅成侵 入体 岩浆岩的产状 主要是指岩浆岩地质体的形态 大小 和围岩的接触关系 以及它所处 的深度与环境 岩基 属巨型侵入体 面积大于100km2 平面上通常呈长圆形 岩株 是一种常见的不整合的规模较大的侵入体 平面上近于圆形或不规则等轴形 接触面陡 立 似树干状延伸 又称岩干 出露面积小于100km2 岩床 岩 席 厚薄均匀的近水平产出的与地层整合的板状侵入体 23 火山喷发的基本方式 据火山通道分类 裂隙式喷发 岩浆沿着一个方 向的大断裂或断裂群上升并喷溢出地表 中心式喷发 岩浆沿着火山喉管 岩浆通道 喷出地面 平面上呈点状喷发 中心式火山喷发可分为猛烈式 宁静式和递变式等3种类型 火山锥 中心式火山喷发时围绕火山口由火山物质形成的下缓上陡的锥状体 在火山锥顶部常有低洼的部位 略呈圆形 边缘很陡 称为火山口 火山再 次喷发时可以将原有的火山口炸掉一部分 使火山口顶部扩大 成为更大的 洼地 叫破火山口 柱状节理 岩浆成分均匀 地形平坦 岩浆缓慢冷缩 可形成垂直于冷凝面的裂 隙 并把岩石分割成多边形柱状体 岩石的结构 是指造岩矿物的结晶程度 颗粒大小 形态以及它们之间的相互关系 等特征 即矿物组合的特征 岩石的构造 是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物 集合体与其它部分之间的排列 充填或组合方式 即矿物集合体的组合特征 气孔和杏仁构造 在冷凝的熔岩流中 尚未逸出的气体 上升汇集于岩流顶部 冷凝后流下的气孔称为气孔构造 如果气孔被岩浆期后矿物充填 则形成杏仁构 造 变质作用 先成岩石在基本保持固态状态下 由于温度 压力的改变以及化学活 动流体的参与导致其组分 矿物组合 结构 构造等方面发生转化的一种地质作 用 由岩浆岩形成的变质岩称为正变质岩 由沉积岩形成的变质岩称为副变质岩 变质岩再变质称为复变质岩 或叠加变质岩 变质作用方式 变质作用过程中 导致岩石的矿物成分 结构构造转变的机制 主要的变质作用方式有四种 重结晶作用 变质结晶作用 交代作用 变质分异 作用 24 重结晶作用 原岩中的矿物发生溶解 组分迁移 再沉淀结晶 致使同种矿物 颗粒不断增大 相对大小逐渐均一化 颗粒外形变得有规则的过程 不形成新 的矿物 变质作用类型 接触变质作用 动力变质作用 区域变质作用 动力变质岩 区域变质岩 接触变质岩 矽卡岩 由石榴子石 透辉石及其它钙铁硅酸盐矿物组成的岩石 碳酸盐岩与 中酸性侵入岩接触时发生交代作用而产生 动力变质岩 由动力变质作用形成 产生于断裂带和韧性剪切带 在岩石圈内部 由于物理 化学条件的变化使有用物质达到工业上有用 并且 成本上合算的程度 有用物质的聚集过程就称为成矿作用 在岩石圈内 通过 岩浆 变质作用使有用物质聚集的过程就叫内生成矿作用 碱碱 性性 超基性岩超基性岩基性岩基性岩酸性岩酸性岩碱性岩碱性岩 6653 66 无无无或很少无或很少 20 无无 一般无长 石 一般无长 石 斜长石为 主 斜长石为 主 斜长石为 主 斜长石为 主 钾长石为 主 钾长石为 主 钾长石钾长石 斜长石斜长石 钾长石为 主 含似 长石 钾长石为 主 含似 长石 橄榄石 辉石 橄榄石 辉石 90 主要为辉 石 可有 角闪石 黑云母 橄榄石 主要为辉 石 可有 角闪石 黑云母 橄榄石 90 黑云母为 主 次为 角闪石 黑云母为 主 次为 角闪石 10 15 碱性辉石 和碱性角 闪石 碱性辉石 和碱性角 闪石 40 深成岩深成岩 中粗粒中粗粒 似 斑状结构 似 斑状结构 橄榄岩 辉岩 橄榄岩 辉岩 辉长岩辉长岩闪长岩正长岩闪长岩正长岩花岗岩花岗岩 霞石正长 岩 霞石正长 岩 浅成岩浅成岩 细粒细粒 斑状 结构 斑状 结构 苦橄玢岩 金伯利岩 苦橄玢岩 金伯利岩 辉绿岩辉绿岩闪长玢岩正长斑岩闪长玢岩正长斑岩花岗斑岩花岗斑岩 霞石正长 斑岩 霞石正长 斑岩 喷出岩喷出岩 班状 玻璃 质 隐晶质 班状 玻璃 质 隐晶质 苦橄岩 科马提岩 苦橄岩 科马提岩 玄武岩玄武岩安山岩粗面岩安山岩粗面岩流纹岩流纹岩响岩响岩 岩石系列岩石系列钙钙 碱碱 性性 岩石类型岩石类型中性岩中性岩 SiO2含量含量 53 66 石英含量石英含量 5 长石种类和含量长石种类和含量 暗色矿物种类和含量暗色矿物种类和含量 角闪石为主 次为黑 云母 辉石 角闪石为主 次为黑 云母 辉石 15 40 岩浆岩分类表岩浆岩分类表 从酸性岩浆到基性岩浆 粘度逐渐变小 色率变大 27 火成岩沉积岩变质岩 矿物 成分 均为原生矿物 成分复杂 常见 的有石英 长石 角闪石 辉石 橄榄石 黑云 母等矿物成分 除石英 长石 白云 母等原生矿物外 次 生矿物占相当数量 如方解石 白云石 高岭石 海绿石等 除具有原岩的矿 物成分判尚有典 型的变质矿物 如绢云母 石榴 子石等 结构 以粒状结晶 斑 状结构为其特征 以碎屑 泥质及生物 碎屑 化学结构为其 特征 以变晶 变余 压碎结构为其特 征 构造 具流纹 气孔 杏仁 块状构造 多具层理构造 有些 含生物化石 具片理 片麻理 块状等构造 产状 多以侵入体出现 少数为喷发岩 呈不规则状 有规律的层状随原岩产状而定 分布 花岗岩 玄武岩 分布最广 粘土岩分布最广 其 次是砂岩 石灰岩 区域变质岩分布 最广 次为接触 变质岩和动力变 质岩 野外识别标志 岩石颜色 成分 结构 构造等 沉积岩总体上颜 色浅 具成层性 颜色变化 岩 性变化 粒度变 化 沉积构造 等 变质岩颜 色较深 颜色较 均一 硬度相对 较大 可含特征 变质矿物 侵入 岩由全晶质颗粒 组成 块状构造 具有球形风化地 貌 喷出岩具斑 状 玻璃质结构 气孔杏仁构造等 28 第十章 岩石圈的变形与变位 构造运动 静岩压力 由上覆岩石重力及围限岩石所产生的单位面积上的压力 岩石处于受力平衡状态 只有体积 密度的变化 构造应力 岩石圈内部三维空间各方向上的应力分量出现差异 受力平衡被破坏 出现差 应力 构造运动 主要由地球内部能量引起的构成地球物质的机械运动 岩石的变形 在外力 构造应力 作用下 岩石发生破坏的过程 弹性变形 岩石在应力作用下发生变形 当应力解除后 岩石可以恢复到变形前的形状 一般构造应力比较小 塑性变形 当应力解除后 岩石不能恢复到变形前的状态 包括岩石发生永久变形 褶皱 和岩石发生破裂 断裂 岩层在空间的位置称为岩层的产状 产状要素 走向 倾向和倾角 走向 岩层层面与假想水平面的交线的延伸方向 其交线 叫走向线 倾向 岩层面上垂直于走向线向下所引的直线称为倾斜线 倾斜线在水平面上 的投影所指的方向称为倾向 倾角 指倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角 褶皱 岩层或其他面 层 状体在应力作用下发生连续变形而出现的单个或多个弯曲 褶 皱的主要要素有 1 核部 指褶皱中心部位的岩层 简称核 2 翼部 指褶皱核部两侧的 地层 简称翼 3 枢纽 在褶皱的横剖面上 同一褶皱岩层的各最大弯曲点的连线叫枢纽 枢纽是一条线 它可以是直线 也可是曲线 它可以是水平的 也可是倾斜的 4 轴面 一个褶皱内各相邻褶皱面上的枢纽连成的面 它是大致平分褶皱两翼的对称面 轴面是一 个假想的面 它可以是平面 也可是曲面 轴面属于面状构造要素 可用走向 倾向 倾角 来确定 5 轴和轴迹 轴面与水平面的交线 称为褶皱的轴 又称轴线 轴面与地表面的 交线称为轴迹 6 转折端 褶皱一翼向另一翼过渡的弯曲部分 29 背斜的基本特点 自核部向两翼地层时代变新 一般情况下 两翼地层的倾向 相背 向斜的基本特点 自核部向两翼地层时代变老 一般情况下 两翼地层 的倾向相对 背斜与向斜共同的特点 在垂直地层走向的方向上 相同年代的地层对称式重复排列 褶皱的形成时代 褶皱形成于卷入褶皱的最新地层之后 覆盖褶皱的最老地层之前 根据褶皱的轴面产状和两翼岩层产状 褶皱可以描述为 1 直立褶皱 褶皱轴面直立 或近于直立 两翼岩层产状倾向相反 倾角相等或近于相等 2 斜歪褶皱 褶皱轴面倾 斜 两翼岩层倾向相反 但倾角不等 一翼稍陡 另一翼稍缓 3 倒转褶皱 褶皱轴面倾 斜 两翼岩层向同一方向倾斜 一翼岩层正常 另一翼岩层倒转 4 平卧褶皱 褶皱轴面 水平或近于水平 一翼岩层正常 另一翼岩层倒转 岩石中的破裂 沿破裂面两侧岩块有明显滑动者称为断层 无明显滑动者称为节理 原生节理 岩浆冷却并收缩而引起的 根据形成节理时的力学性质可以把节理分为 剪节理和张节理 张节理 岩石受张应力产生的破裂面 产状不稳定 延伸不远 单条节理短而弯曲 张节理面粗糙不平 节理面擦痕较少或不发育 张节理多开 口 常被岩矿脉充填 成楔形 扁豆状或其它不规则形状 脉壁不平直 脉宽变化大 常因追踪X型剪节理而成锯齿状张节理 剪节理 岩石受剪切破坏产生的破裂面 产状较稳定 沿走向 倾向延伸较远 剪节理面平直光滑 有时可见滑动擦痕及镜面现象 有时可见剪切羽列 剪节理通 常闭合 若被矿物充填 则脉宽较为均匀 脉壁较为平直 常切过砾石 结核而不 改变方向 密度较大 且间距大致相等 若两组剪节理同时发育 常将岩石切成菱 形 30 断层要素包括一个断层面和两个断盘 断层面是被错开的两部分岩石相对滑动的破 裂面 断盘是断层面两侧相对移动的岩块 正断层 上盘相对下降 下盘相对上升的断层 主要特点 断面常常较陡 主要形 成于拉张环境 逆断层 上盘相对上升 下盘相对下降的断层 主要特点 断面可 陡可缓 主要形成于挤压环境 平移断层 两盘沿断面走向相对水平错动的断层 主要特点 断面比较平直 挤压与拉张环境均可形成 可分为左行平移断层和右行 平行断层 地垒由两组倾向相背的正断层组成 两组正断层拥有共同的下盘 地堑由两组倾向 相对的正断层组成 两组正断层拥有共同的下盘降 断层的形成时间 形成于被错断的最新地层之后 覆盖断层的最老地层之前 垂直变位 指岩石圈内沿地球半径方向发生的位移 河流阶地 已形成河漫滩的河 流由于下蚀作用加强 原来的谷底呈阶梯状残留在新的谷坡上 成为在河谷两坡的 阶梯状地形 称为河流阶地 准平原 流水削高填低 近似平原 相当平坦的山地 其上可见到准平原时期的沉积物或者风化壳 代表了已经被破坏 的原来准平原的表面 这种地形面 叫夷平面 整合接触 岩石圈缓慢下降 平行 不整合 显著的升降 角度不整合整合接触 显著的升降和水平挤压作用 地层整合接触关系表现为 上下地层连续 无沉积间断 上 下地层之间无地层缺失 岩性渐变 上下地层产状一致 平行不整合 假整合 上下地层不连续 存在沉积间断 二者间缺失某一时代地 层 不整合界面存在古风化壳 上下地层岩性和生物组合表现为突变 上下地层产 状一致 角度不整合 上下地层不连续 存在地层缺失 不整合界面存在古风化壳 上 下 地层岩性突变 生物演化不连续 上下地层产状不一致 31 水平变位 岩石圈沿地球表面的切线方向发生的位移 表现为岩石圈表面的水平位移 不同地质历史时期地块的经纬度的变迁 大陆漂移学说的主要内容 较轻的硅铝质大陆漂浮在较重的硅镁层之上 并在其上发生漂移 全世界的大陆在古 生代晚期曾连接成一体 称为联合古大陆或泛大陆 Pangea 围绕联合古大陆的广 阔海洋称为泛大洋 从中生代开始 泛大陆逐渐破裂 分离 漂移 形成现代海陆分 布的基本格局 海底扩张学说的主要内容 大洋中脊是地幔物质上升的出口 上升的地幔物质冷凝形成新的洋壳 并推动先形 成的洋底逐渐向两侧对称扩张 海底在洋中脊处的扩张可能会导致新大洋两侧的大 陆逐渐彼此远离 也可能使老的洋壳在大陆边缘的海沟处沿贝尼奥夫带 俯冲带 向 下俯冲潜没 重新回到地幔中去 从而完成对老洋壳的更新 海底扩张是刚性岩石圈块体驮在软流圈上运动的结果 运动的驱动力是地幔物质的 热对流 如果地幔对流的上升流发生在大陆下面 就将导致大陆的分裂与大洋的开 启 板块构造学说的主要内容 刚性岩石圈被分裂成为多个巨大的块体 板块 板块驮在软流圈上作大规模的 水平运动 板块的边缘由于板块的相互作用而成为地壳活动性强烈的地带 板块的相互作用从根本上控制了各种内动力地质作用及沉积作用的进程 离散型板块边界 汇聚型板块边界 俯冲带 碰撞带 转换型板块边界 离散型板块边界 主要位于大洋中脊轴部 两侧板块相背运动 软流圈物质上涌 冷 凝成新的洋底岩石圈 汇聚型板块边界 相当于海沟与板块碰撞带 两侧板块相对运 动 在板块边界造成挤压 对冲或碰撞 又可分为俯冲边界与碰撞边界两种次级类型 俯冲边界 相当于海沟或贝尼奥夫带 相邻的大洋与大陆板块发生相互叠覆 一般是 大洋板块俯冲到大陆板块之下 也称消减带 32 转换型板块边界 相当于转换断层 其两侧板块互相剪切滑动 通常既没 有板块的生长 也没有板块的消亡 一般分布在大洋中 也可以出现在大 陆上 12大板块 许多微板块 欧亚板块 北美板块 南美板块 非洲板块 阿拉伯板块 南极洲板块 以大陆为主 太平洋板块 菲律宾板块 印 度 澳大利亚板块 加勒比板块 纳兹卡板块和可可板块 以