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1、第二章 地 壳一、矿物1矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体,是组成岩石的基本单元。2.自然界矿物的形成方式(1) 由气体凝华生成矿物。如从火山气体中直接结晶而成的硫黄、雄黄等。(2)由液体或熔融体中直接结晶而成矿物。前者如石盐和石膏;后者如岩浆岩中的各种物。 (3)由胶体凝固而成矿物。如蛋白石、褐铁矿和硬锰矿等。 (4)由固体再结晶作用而成矿物。在高温高压条件下,如煤变质成为石墨,石墨变质成金刚石。3.矿物的特征 矿物的形态、光学性质与力学性质,既是矿物的特征,也是鉴别矿物的依据。(1)形态:矿物单体的形态有一向延伸的柱状或针状,两向延伸的板状、片状,三向延伸
2、的立方体、八面体等。矿物集合体形态有纤维状、毛发状、鳞片状、粒状和块状等。放射状、簇状、鲕状、钟乳状、肾状等都是特殊形态的集合体。(2) 光学性质:透明度、光泽、颜色、条痕。透明度:透明 、不透明光 泽:金属光泽、半金属光泽、非金属光泽(金刚、玻璃、油脂、丝绢、真珠、土状光泽等条 痕 是硬器刻划矿物后其粉末的颜色。 (3)力学性质:硬度、解理、断口、弹性等矿物的硬度可用摩氏硬度计确定,分十级,用下列十种标准矿物作为110度硬度的代表:滑石(1)、石膏(2)、方解石(3)、萤石(4)、磷灰石(5)、正长石(6)、石英(7)、黄玉(8)、刚玉(9)、金刚石(10)。4. 几种主要的造岩矿物石英:
3、成分简单(SiO2),无解理,呈贝壳状断口,玻璃光泽,硬度7,质纯者无色透明,含杂质时会有各种颜色。 长石:包括斜长石和钾长石(正长石)两类。是地壳中最大量的一类矿物。多呈长柱状、短柱状或板状,玻璃光泽,硬度6.0,比重2.612.65。斜长石多呈白色或灰白色,两组斜交解理;钾长石多呈肉红色或浅黄白色,有两组正交的完全解理。云母:晶体构造呈层状,故有一向极完全的解理,易剥成具弹性的光滑透明薄片;珍珠光泽,硬度23,成分复杂多样。常见的有黑云母(富含铁镁,黑色)和白云母(含铁镁少,白色)两种。在酸性岩浆岩、砂岩和变质岩中常见。普通角闪石:多呈长柱状,暗绿至黑色,硬度5.56,比重3.13.3,二
4、向完全解理呈彼此斜交,性脆;在中性和酸性岩浆岩和某些变质岩中常见见。普通辉石:成分与角闪石近似,但含铁镁较多而不含羟离子。单晶体呈短柱状,二向中等解理呈彼此正交,绿黑色,硬度56,比重3.23.6;常与角闪石、橄榄石、某些斜长石等共生,在基性和超基性岩浆岩中常见。橄榄石:多呈粒状,橄榄绿色,玻璃光泽,硬度67,性脆;为超基性岩和基性岩的主要组成矿物。此外,其他常见的造岩矿物有方解石(CaCO3),白云石(Ca·MgCO32)和各种粘土矿物,它们是某些沉积岩的主要造岩矿物。二、岩石造岩矿物按一定的结构集合而成的地质体称为岩石,依据其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。岩石是构成地壳及地幔
5、的主要物质。(一)岩浆岩岩浆岩是由岩浆在地下凝结或喷出地表凝固而成的岩石。 1. 岩浆岩分类按其化学成分和矿物组成的不同可分为四类:1)超基性岩二氧化硅含量45,含铁镁较多,含钾钠甚少。主要由橄榄石、辉石组成。代表岩石为橄榄岩。 2)基性岩二氧化硅含量4552,主要由辉石、钙斜长石和少量橄榄石和角闪石组成。代表岩石为辉长岩、玄武岩。3)中性岩二氧化硅含量5265,主要由角闪石、长石和少量石英、辉石、黑云母等组成。如闪长岩、安山岩、正长岩和粗面岩。 4)酸性岩二氧化硅含量65,含钾和钠较多而铁镁较少,主要由长石、石英和云母组成。如花岗岩、流纹岩。 2. 岩浆岩的产状、结构与构造岩浆岩的产状由岩浆
6、冷凝固结而成的岩体的大小、形状及其与周围岩石的接触关系等,称为岩浆岩的产状。 根据岩体在地壳中形成的深度和方式,可分为喷出岩和侵入岩,后者又可再分为深成岩和浅成岩。岩浆岩的结构所谓结构是指岩石中矿物颗粒本身的特点(结晶程度、晶粒大小、晶粒形状等)及颗粒之间的相互关系所反映出来的岩石构成的特征。 岩浆岩常见的结构有:玻璃质结构、隐晶质结构、显晶质结构、斑状结构(不等粒结构)等。所谓构造是指组成岩石的矿物集合体的形状、大小、排列和空间分布等所反映出来的岩石构成的特征。 岩浆岩常见的构造:块状构造、斑杂构造、流纹构造、气孔构造、杏仁状构造。岩浆岩的构造(二)沉积岩沉积岩是由成层堆积于陆地或海洋中的碎
7、屑、胶体和有机物质等松散沉积物固结而成的岩石。沉积岩的形成过程一般可以分为几个作用阶段 先成岩石的破坏(风化作用和剥蚀作用)阶段 搬运作用阶段 沉积作用阶段 硬结成岩(压固、脱水、胶结)作用阶段1. 沉积岩的基本特征沉积岩具有层理 沉积岩富含次生矿物、有机质、生物化石 沉积岩具有碎屑结构与非碎屑结构之分 沉积岩具有清晰的层面构造。包括波痕、雨痕、干裂、槽模、沟模、生物遗迹等。2沉积岩的主要类型碎屑岩类 碎屑岩是指母岩机械风化的碎屑经胶结物胶结而成的岩石。按其结构又可分为:砾岩与角砾岩、砂岩、粉砂岩。 粘土岩类 由大量粘土矿物和其他细微物质组成,泥质结构,硬度低。 生物化学岩类 在海相或湖相环境
8、中由化学或生物化学过程形成;具化学结构和生物结构;成分较为单一,种类繁多,常为单矿岩或矿石。(三)变质岩1. 变质作用和变质岩 固态原岩因温度、压力及化学活动性流体的作用而导致其矿物成分、化学组成、结构与构造的变化,统称变质作用。 变质作用形成的岩石即为变质岩。变质矿物、变余构造、变余结构是变质岩区别于岩浆岩和沉积岩的最重要特征。2. 变质作用类型和常见变质岩动力变质作用 主要在构造运动引起的定向压力作用下,使原岩发生碎裂、变形和一定程度的重结晶作用。 相应的变质岩有构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩、千糜岩等 。 接触热变质作用 主要因侵入体的热力烘烤,使围岩的矿物发生重结晶作用,形成变晶结构和新的
9、岩石构造。 代表性岩石为斑点板岩、角岩、大理岩、石英岩等。 接触交代变质作用 由于岩浆结晶晚期析出的挥发分和热液,通过与围岩的交代作用,使接触带的岩石发生变质。 如碳酸盐岩与中、酸性岩浆接触交代变质产生的矽卡岩等。区域变质作用 由于区域性地壳活动导致较大空间的变质作用。最深可达20km,最广可达几万平方公里。广泛见于古老结晶基底和造山带中。 代表岩石有板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩、麻粒岩等。混合岩化作用或超变质作用 在深度区域变质的基础上,由于地壳下沉或深部热流继续上升,使原岩发生局部重熔、交代、注入等混合岩化作用,从而形成岩性介于变质岩与岩浆岩之间的各种混合岩。如混合花岗岩。 三、构造
10、运动与地质构造(一)构造运动的特点与基本方式由地球内力作用引起地壳乃至岩石圈变形、变位的作用,叫作构造运动。 1.构造运动的一般特点 普遍性、永恒性、方向性、非匀速性、幅度与规模差异性2. 构造运动的基本方式水平运动 水平运动是地壳或岩石圈块体沿大地水准面切线方线的运动。 垂直运动 垂直运动及块体的升降运动。(二) 岩相、建造和地层接触关系1. 岩相 岩相一般分为海相、陆相和过渡相三大类。一般来说,若地壳上升,岩相可从海相向陆相变化,若地壳下降,可从陆相变为海相。2. 沉积建造彼此有共生关系的地层或岩相的组合,或岩性大致相同的沉积物组合,就是沉积建造。 沉积建造的类型:地槽型建造、地台型建造、
11、 过渡型建造3. 地层的接触关系:1. 整合、2. 假整合、3. 不整合、4. 侵入接触、5. 侵入体的沉积接触(三)地质构造岩层或岩体经构造运动而发生的变形与变位称为地质构造。 1. 地质构造的形式 水平构造、倾斜构造、褶皱构造、断裂构造(1)水平构造 水平岩层虽经垂直运动而未发生褶皱,仍保持水平或近似水平产状者,称为水平构造。(2)倾斜构造 岩层经构造变动后层面与水平面形成夹角时,即为倾斜构造。岩层的产状可用走向、倾向和倾角三要素来确定。(3)褶皱构造岩层在地应力(或构造运动)作用下发生弯曲的现象称为褶皱,其中的单个弯曲则叫褶曲。 褶曲的形态要素:翼、轴面、核、转折端、枢纽。 褶曲有两种基
12、本类型,即背斜和向斜。 背斜:形态上凸,两翼地层倾向相背,由核部向两翼地层越来越新。 向斜:形态下凹,两翼地层相向而倾,由核部向两翼地层越来越老。按轴面产状,褶曲可分为四类: 直立褶曲、斜歪褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲 按褶曲的长宽比,可把褶曲分为三类: 线状褶曲:长宽比10 短轴褶曲:长宽比310 穹形褶曲(上凸)和盆状褶曲(下凹):长宽比3(4)断裂构造岩石受应力作用而发生变形,当应力超过一定强度时,岩石便发生破裂,甚至沿破裂面发生错动,使岩层的连续性完整性受到破坏者,称为断裂构造。 按断裂的规模和破裂程度,可分为节理、断层等基本类型。 (1)节理是指岩石破裂后,破裂面两侧岩块无显著位移的裂隙
13、。(2)断层是指岩石破裂后,两侧岩层或岩体沿破裂面发生明显位移的构造。断层要素:断层面、断层线、断盘和断距。根据断层两盘相对位移的关系,断层可分为: 正断层、逆断层、平推断层和旋转(枢纽)断层。 断层面直立的断层叫直立断层。 正断层的剖面组合形式:阶梯状、地堑和地垒等。 逆断层的剖面组合形式:叠瓦状四、主要大地构造学说板块构造学说是在20世纪60年代末兴起的,是在大陆漂移、海底扩张学说的基础上,综合了大洋和大陆的地质研究资料发展而来,所以又称为“全球构造理论”,是当今最盛行的大地构造学说。(一)板块构造学说1. 板块学说的主要观点 地球的岩石圈不是整体一块,它被诸如大洋中脊、海沟、转换断层、地
14、缝合线、大陆裂谷等巨大构造活动带分割成许多构造块体,这些块体称为板块。板块内部是比较稳定的区域,各板块之间的接合处则是相对活动的地带。地幔对流是推动板块运动的主要动力。 对全球构造基本格局起控制作用的有六大板块:太平洋板块、亚欧板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块和南极洲板块。此外还有许多较小的板块。2. 板块边界的基本类型 扩张(增生)型板块边界: 在大洋中为洋中脊,在大陆上为裂谷带;边界两侧板块受拉张作用而相背分离运动,地幔物质裂谷上涌,造成大规模的岩浆侵入和喷出或形成新洋底。 这种板块边界是岩石圈重要的张裂带、岩浆带和地震带。 俯冲(汇聚)型板块边界边界两侧板块相向运动,在此对冲、挤压、
15、聚合、削减,其构造运动异常复杂,剧烈。又可分为两种: (1)岛弧海沟型边界 (2)地缝合线型边界 转换(平错)型板块边界这种边界一般分布在大洋中,边界两侧板块发生相互剪切、水平错动,不增生也不削减。 (二)槽台说1. 基本观点 地壳运动主要受垂直运动所控制,地壳此升彼降造成所谓振荡运动,而水平运动则是派生的或次要的。驱动力主要是地球物质的重力分异作用。物质上升造成隆起,而下降则造成凹陷。主要的构造单元有地槽、地台及槽台过渡带,并认为地台是由地槽演化而来的。2. 构造单元 地槽是地壳上强烈活动的构造单元,多呈狭长带状,构造变动和岩浆活动频繁而强烈,沉积巨厚。地槽的发育,一般经过强烈下降强烈上升两
16、个阶段,地球上几乎所有的高大山脉皆由地槽褶皱上升而成。 地台是地壳上相对稳定的构造单元,多呈较平坦的巨大地块,以大面积的缓慢升降运动为主。地台由地槽上升后转化而成,具有两层结构,下为褶皱基底,上为沉积盖层。五、火山与地震火山和地震的共同特点 火山和地震属于快速的构造运动,都是地球内部能量的强烈释放形式。 火山和地震不仅发生在地壳中,还涉及更深的构造圈。 火山和地震是人们可以直接感知的自然现象 火山和地震对自然地理环境和人类社会均具重大的影响。(一)火山岩浆喷出地表的活动称为 “火山喷发” 或“火山活动” 火山喷出物:气体、液体、固体 火山喷发的型式: 裂隙式喷发 中心式喷发 宁静式(夏威夷型)
17、、爆炸式(培雷型)、中间型火山的类型:根据火山活动状况可以分为 活 火 山:现在尚在活动或周期性活动的火山 死 火 山:史前曾经喷发而有史以来不再活动的火山 休眠火山:有史以来曾经有过活动,但长期以来处于 静止状态的火山 全球火山的分布全球火山主要沿板块构造边界呈带状分布,大致可分为四个主要火山带,即:环太平洋火山带、地中海印度尼西亚火山带、东非裂谷火山带、大西洋海岭火山带 中国的火山分布 环蒙古高原带、 环青藏高原带、 环太平洋带(二) 地震 地壳的快速震动称为地震。地震是构造运动的一种特殊形式,发生于地壳和上地幔固体岩石中。 发生在大陆上的地震称为陆震,发生于大洋底部的称为海震。海震有可能
18、掀动上覆的海水形成巨大的海浪,称为海啸。 地下发生地震的地方叫震源 震源在地面上的垂直投影叫震中 从震中到震源的距离叫震源深度 从观测点(如地震台)到震中的距离,叫震中距 通常把震中距100km的地震,叫地方震;1001000km的叫近震;1000km的叫远震。 1. 地震分类地震按震源深度可以分为: 浅源地震(深度070km)、中源地震(深度70100km)、深源地震(深度超过300km)。按照震级大小,可以把地震划分为: 超微震(震级1)、微震(震级13)、弱震(又称小震,震级35)、强震(又称中震,震级57)、大地震(指7级)。 全球主要地震带 环太平洋地震活动带 地中海-喜马拉雅地震活
19、动带 大洋中脊地震活动带 东非裂谷地震活动带 中国地震区分布1. 华北地区(含东北南部) 2.东南沿海地区 3. 西北地区 4.西南地区 5.东北深震带六、地壳的演变(一)地质年代地质年代有绝对地质年代和相对地质年代两种。1. 绝对地质年代(同位素地质年代) 通过岩石或矿物中放射性同位素的测定,依据放射性元素的蜕变规律而计算出岩石的年龄,即距现在的年数。 常用的测年方法有: UThPb(铀系法,铀钍铅)、 KAr(钾氩法)RbSr(铷锶法 14C(碳 14 同位素法)2. 相对地质年代根据生物的发展和岩层形成的顺序,而将地壳历史划分为相应的演化阶段,以确定岩
20、石地层或地质事件的先后顺序(或新老关系)。不表示各个时代单位的长短。 相对地质年代的确定方法依据有:地层层序法、地层(或岩石)接触关系法、标准古生物化石(或古生物群体)对比法等。 #地质年代表#第三章 大气与气候第三节 大气运动和天气系统一、影响大气的水平运动(一)影响大气水平运动的四种力水平气压梯度力(原动力)地转偏向力(改变方向)惯性离心力(改变方向)摩擦力(减速、改变方向)(二)自由大气中的空气运动1. 地转风 指自由大气中空气作等速、直线水平运动。地转风出现时,地转偏向力(A)与气压梯度力(G)平衡。地转风方向与水平气压梯度力的方向垂直,即平行于等压线。在北半球,背风而立,高压在右,低
21、压在左;南半球相反。此称为白贝罗风压定律。2. 梯度风 自由大气中,当空气作曲线运动时,水平气压梯度力G、地转偏向力A和惯性离心力C三个力达到平衡时的空气水平运动,称为梯度风。 在北半球,低压中,梯度风沿着等压线按逆时针方向吹;在高压中则相反,梯度风绕高压中心按顺时针吹。南半球的情况刚好相反。 梯度风的风向,也遵从白贝罗风压定律,即在北半球,背风而立,高压在右,低压在左,南半球则相反。二、大气环流 大气环流是指大范围内具有一定稳定性的各种气流运行的综合现象。主要表现为全球行星风系、三圈环流、季风环流等。(一)全球环流1. 全球气压带 7 个 纬向气压带 赤道低压带; 2个极地高压带 2 个 副
22、热带高压带 2 个 副极地低 压带 2. 行星风系行星风系是指不考虑海陆分布和地形起伏等的影响,地面盛行风的全球性型式。 行星风系主要包括三个盛行风带: 信风带 西风带 极地东风带3. 经向三圈环流 信风环流圈(Hadley环流) 中纬度环流圈(Ferrel环流) 极地环流圈(二)季风环流 大陆与海洋之间的广大地区,以一年为周期、随着季节变化而方向相反的风系,称为季风。季风是由于海洋与大陆之间的热力差异而形成的大范围热力环流。 夏季,风由海洋吹向陆地,形成夏季风;冬季,风由陆地吹向海洋,形成冬季风。(三)局地环流由于局部环境如地形起伏、地表受热不均等而产生的小范围环流,叫局地环流,也称地方性风
23、系。 1. 海陆风 2. 山谷风 3. 焚风三、主要天气系统大气中引起天气变化的水平或垂直分布的各种尺度的运动系统,称为天气系统。 天气过程 天气系统的发生、发展、消亡及其相应的天气演变的全过程。 天气形势 天气系统的分布状况。天气形势分析是天气预报的重要依据。(一)气团与锋气团及其分类 气团是指在广大区域内水平方向上温度、湿度、铅直稳定度等物理属性比较均匀的大块空气。其水平范围几百到几千公里,垂直范围几到十几公里。同一气团内部的水平温度梯度一般小于 12 100 km。 气团形成的条件: 范围广阔、地表性质比较均匀的下垫面。 有利空气停滞和缓行的环流条件。 地表温度和湿度状况决定了气团的大气
24、属性。 气团变性:当气团离开源地,其物理属性逐渐改变,这种过程就称为气团变性。日常所见的气团,大多属于变性气团。 气团的类型 地理分类法(地理位置和下垫面性质) 按气团源地分成四个基本类型:冰洋气团、极地气团、热带气团、赤道气团。 按气团源地的海陆位置,又把每一基本类型分为海洋气团和大陆气团。赤道气团源地是海洋,不再分海、陆型。 热力分类法 凡是气团温度高于流经下垫面温度的,称为暖气团;相反,气团温度低于流经下垫面温度的,称为冷气团。 一般,由低纬度流向高纬度的是暖气团,反之为冷气团。2. 锋及其分类温度或密度差异很大的两个气团相遇时,在它们之间形成一个狭窄的过渡区域,称为锋。 通常把锋看成是
25、一个几何面,称为锋面,锋面与地面的交线称为锋线。锋面和锋线合称为锋。锋的类型根据锋面两侧冷暖气团移动方向和结构可分为: 冷锋 暖锋 准静止锋 锢囚锋 根据形成锋的气团源地可分为: 冰洋锋 极 锋 赤道锋3、锋面天气锋面天气是指锋附近的云、降水、风等气象要素的分布状况。 根据锋面性质,锋面天气可分为冷锋天气、暖锋天气、准静止锋天气和锢囚锋天气。(二)气旋与反气旋1. 气旋 气旋是由锋面上或不同密度空气分界面上发生波动形成的,占有三度空间、中心气压比四周低的水平空气漩涡。 北半球气旋空气按反时针方向自外围向中心运动。 根据气旋产生的地理位置,可将其分为温带气旋和热带气旋两种类型。温带气旋即锋面气旋
26、,分布在中纬度地区。主要出现在东亚、北美、地中海等地区。 热带气旋 是形成于热带海洋上的一种具有暖心结构的气旋性涡旋。中心附近平均最大风力小于8级的热带气旋称热带低压;最大风力89级者称热带风暴, 1011级者称强热带风暴,大于12级称为台风。2. 反气旋 指占有三度空间的,中心气压比四周高的大型空气涡旋。气流运动由中心向四周旋转运动,旋转方向为北半球顺时针,南半球逆时针。其水平尺度比气旋大。 根据温压结构,反气旋可分为两类: 冷性反气旋(冷高压) 暖性反气旋(暖高压) 根据反气旋的生成地区不同,还可分为: 极地反气旋、温带反气旋、副热带反气旋等。第四节 气候的形成一、气候和气候系统 (一)气
27、候的概念 气候是指某地区多年间大气的一般状态及其变化特征。它既反映平均情况,也反映极端情况,是各种天气现象的多年综合。它以稳定性高,空间尺度大,范畴广而区别于天气。(二)气候系统气候系统包括形成气候及其变化的特性和过程。气候系统的特性包括:热力学性质气温、水温、冰温和地温运动学特性风、洋流及相应的垂直运动和冰块的运动含水性空气的含水量或湿度、云量和云中含水量、地下水、湖泊水位,雪的含水量,陆冰与海冰的含水量;静力学特性大气和海洋的压力和密度,空气成分、海水盐度,以及系统的几何边界和物理常数。完整的气候系统的组成:大气圈是气候系统的主体,也是系统最易变化和最敏感的部分。海洋是气候系统的热量储存库
28、,海洋热力和动力学惯性使它具有“低通滤波”的作用。冰雪圈包括全球的冰层和积雪,计有大陆冰盖、高山冰川、地面雪被、多年冻土、海冰、湖冰和河冰。是气候变化的指示器,又对气候长期变化产生反馈,在地球热平衡中起重要作用。陆面(岩石圈)山脉、地表岩石、沉积物、土壤等生物圈地球生命物质构成的圈层。包括陆地和海洋中的植物,空气、海洋和陆地生活的动物,以及人类本身。二、气候的形成的影响因素(一) 气候形成的辐射因子太阳辐射是气候系统的能源,又是一切大气物理过程和现象形成的基本动力,在气候形成中起着主导作用。不同地区的气候差异及气候季节交替,主要由太阳辐射能在地球表面时空分布不均及其变化引起。而太阳辐射的时空分
29、布受地理纬度制约,因此气候形成的辐射因子是一种纬度因素。(二)气候形成的环流因子地表太阳辐射能量分布不均引起的大气环流是热量和水分的转移者,也是气团形成的基本原因。它促使不同性质气团发生移动,而气团的水平交换是不同地区气候形成及其变化的重要方式。因此,在不同纬度的不同环流形势下形成的气候类型也不相同。1. 大气环流与热量输送和水分循环 大气环流导致的热量的纬向输送,缓和了赤道与极地的温度差异。 大气环流导致的热量的海陆输送,调节了海陆间的热量分布。 大气环流导致的水分循环,对全球的水分平衡有重要作用。2. 大气环流与海温异常海温变化存在着明显的年际震荡,最著名的事例,就是厄尔尼诺现象。 厄尔尼
30、诺(El Nino)是西班牙语 “圣婴” 音译,原指每年圣诞节前后,沿厄瓜多尔和秘鲁沿岸出现一股弱暖洋流,取代了沿岸原有冷海水的现象。现在,厄尔尼诺一词是指赤道太平洋东部海洋表层水温持续异常增温的现象(暖水事件)。 赤道地区大洋的东侧是下层冷海水上升作用最为强烈的地区。在赤道东太平洋地区强烈的冷海水上翻,使得其海洋表层温度与赤道西太平洋地区的“暖地”之间形成强烈的对比。在赤道东太平洋冷水域的上空大气强烈下沉,赤道西太平洋印度尼西亚海洋大陆上空大气对流强烈,大气以上升为主,这样就形成一个闭合的东西向环流圈,称为沃克环流。在正常情况下,赤道太平洋海面盛行赤道东风,而东南太平洋吹东南信风,大洋东侧表
31、层的暖海水被吹送到西太平洋,其下层的冷海水则不断向上补充表层流失的暖海水,结果使西太平洋海平面上升,热量聚积。西太平洋海平面通常比东部高 40 cm,表层海水年平均温为29,而东部沿岸受下层上涌冷海水的影响,仅有24左右,东西两侧相差36。厄尔尼诺现象 当洋流运动异常或大气环流变化而导致赤道东风和东南信风减弱时,赤道太平洋海面西高东低的温度分布将会被破坏,赤道逆流增强,西太平洋温暖的海水向东延伸,从而使东太平洋补充表层的下层冷海水减少,表层海水温度上升,形成厄尔尼诺。厄尔尼诺现象厄尔尼诺引发气候异常 当厄尔尼诺发生时,热带中、东太平洋海温迅速升高,主要降水区由印度尼西亚地区东移至日界线附近,直
32、接导致该海域和南美太平洋沿岸哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁等地异常多雨。厄尔尼诺还会抑制西太平洋和北大西洋热带风暴生成,使得东北太平洋飓风增多。 另一方面,厄尔尼诺事件又使热带西太平洋降雨减少,造成南亚、印度尼西亚、马来西亚、东南亚和澳大利亚等地大范围的严重干旱。厄尔尼诺还会导致加拿大西部、美国北部出现暖冬,使美国南部冬季潮湿多雨。 厄尔尼诺对海洋生物的影响东南信风减弱,表层海水倒流,赤道东太平洋秘鲁、智利沿岸海域的海水不再上翻,海面温度升高,营养盐大幅度减少,从而导致鱼类的大量死亡,以及鸟类的大量减少。厄尔尼诺是大气、海洋相互作用,导致生态平衡破坏而造成的:大气环流(东南信风)的改变,引起洋流(赤
33、道洋流)的变化,从而导致海洋生态系统的破坏图114 厄尔尼诺对我国气候的影响 使来自东南部海洋上的夏季风强度减弱,造成夏季降雨带的位置偏南,出现南方暴雨成灾、北方干旱少雨的异常现象; 长江中下游地区进入梅雨期偏晚; 东部地区秋季容易出现北少南多的降雨分布; 容易出现暖冬; 在西北太平洋和南海地区生成的热带气旋或台风数量偏少。拉尼娜现象 拉尼娜是西班牙语 “圣女” 的音译,又称“反厄尔尼诺”,是指赤道太平洋中部和东部海洋表层水温持续异常降温的现象(冷水事件)。 当赤道东风和东南信风增强时,东太平洋更多表层的暖海水被吹送到西太平洋,导致更多的下层冷海水补充上表层,表层海水温度因而下降,结果使太平洋
34、东西两侧表层海水的温差加大,形成拉尼娜。 南方涛动( Southern Oscillation ) 南方涛动是指在热带太平洋与热带印度洋之间气压变化呈反相关的振荡现象。这种气压一边高一边低、如同跷跷板一样。 厄尔尼诺现象、拉尼娜现象与南方涛动现象之间有密切的对应关系。 南方涛动指数(SOI) SOIP TP D P T: 赤道东太平洋海平面气压 P D: 印度尼西亚海平面气压 常采用赤道太平洋的大溪地岛与澳洲达尔文之间的气压差作为标准,判断是否发生了厄尔尼诺或拉尼娜现象。 大溪地岛气压达尔文气压负值时,就认为将会发生厄尔尼诺现象。 大溪地岛气压达尔文气压正值,则拉尼娜现象将要发生了。(三)气候
35、形成的地理因子 地理环境使地球气候既具有纬度地带性,又具有非地带性特征。 海陆分布对气候的影响 海陆分布打破了气候的纬度地带性分布规律,形成了同一纬度区带的海洋性气候与大陆性气候。 洋流对气候的影响 洋流可以将低纬度区的热量传输到高纬度区,又能从高纬度区向低纬度区输送海冰和冷水。洋流的热量输送对大陆东西岸的气温差异起着很大的作用;冷暖洋流对所经之地的降水也有较大影响。 地形对气候的影响 海拔高度、地表形态、坡向等影响水热条件的再分配,从而对气候产生影响。三、世界气候类型(一)低纬度气候 可分为五类1、赤道多雨气候 2、热带海洋性气候 3、热带干湿季气候 4、热带季风气候 5、热带干旱与半干旱气
36、候(二)中纬度气候 1. 副热带干旱与半干旱气候 2. 副热带季风气候 3. 副热带湿润气候 4. 副热带夏干气候(地中海气候) 5. 温带海洋性气候 6. 温带季风气候 7. 温带大陆性湿润气候 8. 温带干旱与半干旱气候(三)高纬度气候1. 副极地大陆性气候 2.极地长寒气候(苔原气候) 3. 极地冰原气候(四)高地气候(五)城市气候第五章 地貌第一节 地貌成因与地貌类型地貌或称地形,指地球表面由地球内外动力相互作用而成的多种多样的外貌或形态。 地貌形成的动力 内力是指地球内部能量(物质运动)所产生的作用力,主要表现为地壳运动、岩浆活动和地震。 外力是指太阳能、重力能、潮汐力等通过大气、水
37、流、冰川及生物等作用产生的力。其主要表现为剥蚀作用、搬运作用、堆积作用等。 一、地貌成因(地貌形成发育的影响因素)(一)构造运动与地貌发育 构造运动构成地球表面的巨大起伏,因而成为形成地表宏观地貌特征的决定性因素。(二) 地貌形成的气候因素髙纬和高山寒冷气候:冰川、冰缘(冻融)作用为主,形成各种冰川地貌、冰缘冻融地貌。温湿气候:流水作用为主,形成各种流水地貌类型。干旱气候:风的作用为主,形成各种风蚀、风积地貌。山地气候: 1)湿润而又足够高的山地以冰川作用和流水作用组合及相应地貌类型占优势。 2)干旱区山地高、中、低山带分别以冰川冰缘作用、流水作用和干燥剥蚀作用为主要外动力并形成相应的地貌类型
38、。(三)岩性对地貌形成的影响 各种岩石因其矿物成分、硬度、胶结程度、结构与产状不同,抗风化与抗外力剥蚀的能力常表现出很大的差别,形成的地貌类型或地貌轮廓往往很不相同。(四)人类活动对地貌的影响 一是通过改变地貌发育条件加速或延缓某种地貌过程。二是直接干预地貌过程,甚至改变地貌发育方向。二、 基本地貌类型1. 地貌等级划分一级为大陆和海洋盆地二级为大陆上的山地、平原,海洋中的洋中脊、深海平原三级为分水岭、河谷、山间盆地等。高一级的地貌由低一级的地貌组合而成。高级地貌类型的形成以内力作用为主,而低级地貌类型多与外力作用有关。 2. 基本地貌类型可分为山地和平原两类。山地 山地是山岭、山间谷地和山间
39、盆地的总称,是地壳上升背景下由外力切割而成。根据绝对高度,山地可分为极高山、高山、中山和低山四类。 丘陵是山地与平原间的过渡类型,不受绝对高度限制,但相对高度一般不大于100m。平原平原是一种广阔、平坦、地势起伏很小的地貌形态类型。依据表面形态特征,有平坦平原、倾斜平原、凹形平原、起伏平原之分;依据成因,可有熔岩平原、喀斯特平原、冲积平原、海成平原等类型。依据海拔高度,可分为低平原(小于200m)和高平原(高原)两类。当平原周围被山地环绕时,平原及面向平原的山坡共同组成一种新的地貌类型盆地。三、 地貌在地理环境中的作用(一)导致地表热量的重新分配和温度分布状况复杂化(二)改变降水量分布格局(三
40、)地貌对生物界的影响(四)地貌对自然界地域分异的影响(五)地貌对土地类型分化的影响第二节风化作用与块体运动一、风化作用风化作用(风化)是指地壳表层岩石和矿物在太阳辐射、大气、水及生物作用下,使物理性质和化学性质发生变化,并形成新物质的过程。(一)风化作用的类型1. 物理风化 物理风化又称机械风化或崩解。物理风化是一个岩石由整体破裂为碎屑,裂隙、孔隙和比面积增加,物理性质发生显著变化而化学性质不变的过程。2.化学风化化学风化是指岩石和矿物在大气、水和生物等作用下受到化学分解,使化学成分和矿物成分发生变化。 化学风化的方式可归纳为水化、水解、溶解、氧化等几种。生物风化作用生物物理风化作用 是指生物
41、对岩石矿物的机械破坏作用。 生物化学风化作用 是指生物通过新陈代谢和生物死亡后的遗体腐烂分解而对岩石矿物进行的化学风化作用。 (二)风化壳被风化了的岩石圈的疏松表层称为风化壳。风化作用能达到的深度,也就是风化壳的厚度,风化壳形成的基本条件 有利于风化作用持续进行的气候、岩性和构造条件。如高温多雨,温度较差大,岩石节理、裂隙发育,构造破碎强烈等。 有利于风化产物停积的地貌、水文、植被等条件。如地势起伏不大,植被覆盖较好,地表流水侵蚀较弱,地下水活动显著等。 风化壳的基本特征:)空间分布上不连续,厚度差异也很大。)在剖面上风化程度从上至下逐渐变弱,颗粒由细变粗,具有明显的垂直分带性;但不具有类似沉
42、积岩的层理。)完整的风化壳可分为强度风化、中度风化和微风化三个层带。风化壳的基本类型及其分布 富铝型酸性风化壳主要分布于热带部分地区。铝和铁都非常富集,常形成铝和镍等风化矿床。 硅铝铁型酸性风化壳广泛地分布于热带和亚热带地区。硅和铝形成高岭土类粘土矿物。 硅铝粘土型弱酸性风化壳分布于湿润的温带森林区。风化壳颜色主要呈棕色或黄色。 碳酸盐型中性至微碱性风化壳分布在水分较少的半湿润或半干旱的森林草原和草原地区。颜色不深,厚度不大,主要含钙质。 富钙碱性风化壳分布在干旱地区。风化壳颜色浅、土层薄、含碎屑。 岩屑型风化壳分布在寒带、高山区及荒漠地区,物理风化为主,岩石在原地崩解破裂。碎屑成分基本与母岩
43、相同。二、块体运动与重力地貌岩体和土体在重力作用及地表水、地下水影响下沿坡向下运动称为块体体运动,大致可分为崩落、滑落与蠕动三类,并发育相应的重力地貌。(一)崩落与崩塌地貌陡峭斜坡上土体、岩体、岩层,由于重力作用而发生突然的、快速的下移运动,称为崩落或崩塌。崩落形成两种地貌,即山坡上部的崩塌崖壁与坡麓的倒石堆。崩落形成的必要条件: 地貌条件 山坡坡度和相对高度。坡度陡,崩落速度快;相对高度越大,崩落发育规模越大。 地质条件 主要指岩石的岩性、结构和构造。 气候条件 在温度变化较大的地区,物理风化作用促使岩石风化破碎,产生崩塌。此外,崩塌多发生在雨季,也说明了气候条件对崩塌作用的影响。 水文条件
44、 地下水活动引起坡体变化,地表水冲刷坡麓,导致岩体、土体失稳。(二)滑落与滑坡地貌由岩体、土体或碎屑堆积物,在重力作用下,沿滑动面发生整体下滑的现象叫作滑坡。滑坡由滑坡体和滑动面组成。滑坡体、滑动面都可形成滑坡地貌。 滑坡产生的条件 (1)地下水和地表水 (2)岩性与地质构造 (3)斜坡形态滑坡的诱发因素 (1)地震 (2)斜坡形态的改变 (3)大气降水和地下水的变化(4)地表水对坡麓的冲蚀(5)人为活动对坡体稳定性的破坏(三)蠕动坡面上的岩屑、土体在重力作用下,顺坡发生极缓慢移动的现象称为蠕动。15°30°的坡地最易发生蠕动。土屑蠕动的原因主要是土层的冻融交替、干湿变化和
45、温度升降等。蠕动可造成坡面土层或碎屑层发生弯曲及斜坡上的物体变形。第三节 流水地貌一、坡面流水与沟谷流水地貌(一)坡面流水地貌雨水或冰雪融水在坡面直接形成薄层片流,片流受坡面微小起伏影响汇聚成没有固定流路的网状细流,因而坡面流水对地表的侵蚀比较均匀。一般来说,在分水岭的顶部地面较平坦,片流较小,冲刷能力微弱,成为微弱侵蚀带;坡面的中段,坡度较陡,流量较大,冲刷强度也大;到了坡麓地段,因坡度变缓,流速变小,便出现堆积。影响因素: 气候条件、地表物质、地形条件(二)沟谷流水地貌坡面细流顺坡而下时,流速、流量加大,并转变为线状集流,形成冲刷能力增强的沟谷水流,并形成沟谷地貌。沟谷的发育与形态 细沟切
46、沟冲沟坳沟沟谷地貌组合 集水盆、沟谷主干、洪积扇(三)泥石流指山地沟谷中由大量的沙、土、石块等固体物质与水组成的一种特殊洪流。形成条件: 大量的松散固体物质; 暴雨和洪水; 陡峻的沟谷。地貌:上游多崩塌、滑坡;中游形成峡谷;下游出口处,稀性泥石流形成泥石流扇,而粘性泥石流则形成砾石垄岗。类 型固 体 含 量容 重稀性泥石流15 401.2 1.8 t/m3粘性泥石流40 601.8 t/m3三、河流地貌(一) 河谷的发育 河谷由河流作用塑造而成的长条状凹地。 河谷的基本地貌形态:河床、河漫滩、河谷阶地。河谷的发育峡谷:呈V形,下蚀为主,谷底几乎为河床占据。宽谷:呈宽 V形,侧蚀为主,形成曲流河
47、床,河床左右不对称,发育河漫滩。成熟河谷: 为宽浅 U 形,以河流堆积作用为主,形成泛滥平原。(二)河床与河漫滩河床是指河流平水期河水占据的谷底部分 河漫滩是指洪水时期为洪水淹没的河床以外的谷底部分。广阔的大型河漫滩称为 “ 泛滥平原 ” 。河漫滩的发育 滨河床浅滩阶段 最原始的河漫滩是出现在年青时期的 V 形谷内,由于河流的侧向侵蚀,使谷坡逐渐后退,谷底开始展宽,在河弯的凸岸处形成狭窄的和由粗大砾石所组成的滨河床浅滩。 雏形河漫滩阶段随着侧向侵蚀作用的不断进行,凹岸继续后退,凸岸处雏形浅滩不断扩大加高,以致在河流平水期也大片露出,发展成为雏形河漫滩。 这时,因河谷仍比较窄,洪水时水深和流速仍
48、然较大,在谷底的堆积物仍以粗粒的推移质如砾石和砂等为主,而悬移质如泥和粉沙则被水流带往下游。 河漫滩阶段雏形河漫滩形成以后,谷底进一步扩宽,滩面再度淤高,洪水时由于滩面水深变浅而流速减小,洪水中的大量悬移质就可以在那里沉积下来,构成由粉砂及粘土组成的沉积层。这样雏形河漫滩就发展成为真正的河漫滩。(三)三角洲河口三角洲河口三角洲河流注入海洋或湖泊处,常形成平面上呈三角形的堆积体,称三角洲。三角洲沉积从平面上和剖面上都可以分为三个带。即三角洲平原带、三角洲前缘带和前三角洲带 根据三角洲的形态特征,可分为下面几种类型:(1)鸟足状三角洲 (2)尖头状三角洲(3)扇形三角洲 (4)多岛型三角洲洪积扇
49、干旱半干旱区的季节性或突发性洪流在河流出山口因比降突减、水流分散、水流减少而形成的扇形堆积地貌。(四)河流阶地由于河流下蚀,过去不同时期的谷底便相对高出洪水期水面,呈阶梯状分布在谷坡上,称为阶地。 阶地的类型 侵蚀阶地、堆积阶地、基座阶地第四节 喀斯特地貌凡是水对可溶性岩石以化学过程(溶解和沉淀)为主,机械过程(流水侵蚀与沉积,以及重力崩塌和堆积等)为辅的破坏和改造作用,称为喀斯特作用。由这种作用形成的地貌叫喀斯特地貌。一、岩溶作用(喀斯特地貌形成的条件)(一)岩溶作用的化学过程 水中含有CO2时,水对石灰岩的溶解能力就大为提高。CO2与水化合成碳酸,碳酸电解析出 H+,与石灰岩中的CO32
50、作用形成离子状态的溶解物质 Ca2 和 HCO3- 并随水流失。(二)岩性与构造条件可溶性岩石可分为碳酸盐类(石灰岩、白云岩、泥灰岩等)、硫酸盐类(石膏、硬石膏)和卤化物盐类(岩盐、钾盐)。卤化物盐类的溶解度最大,硫酸盐类次之,碳酸盐类最小。在碳酸盐岩中,就溶解能力而言,石灰岩白云岩泥灰岩。因此,石灰岩区喀斯特地貌发育,尤其是节理发育、层厚、质纯和位于区域性断裂带的石灰岩,喀斯特作用最强。(三)水动力条件水的溶蚀能力、岩石化学性质及透水性对岩溶过程起着决定性作用。湿热气候区地表水与地下水流量大且活动性强,故岩溶作用强,反之干旱高寒区岩溶作用很弱。 在长期稳定、河流深切的地区,地下水垂直分带比较
51、明显。包气带地下水垂直向下运动,形成落水洞;浅饱水带地下水以水平流动为主,常发育水平溶洞与暗河。 二、喀斯特地貌类型(一)地表喀斯特地貌1. 石芽与溶沟2. 漏斗(溶斗)与溶蚀洼地3. 落水洞4. 岩溶盆地与岩溶平原5. 峰丛、峰林、孤峰与残丘(二)地下喀斯特地貌1. 溶洞与地下河 溶洞中发育有:钟乳石、石笋、石柱、石幔等2. 暗湖三、喀斯特地貌发育过程在理想状态下,岩溶区地貌的发育过程大致如下。 首先发育地面的石芽、溶沟、漏斗和落水洞。地表水部分转入地下,循裂隙进行溶蚀。 随着裂隙的不断扩大,岩体内形成许多独立的洞穴系统,无统一的地下水面。随地下洞穴发育,独立洞穴归并,地下水位渐趋一致,地下
52、水位以上出现干溶洞,附近发育地下河。地面缺水、支离破碎。 由于长期溶蚀和侵蚀,地面逐渐蚀低,较浅的溶洞与地下河因崩塌而出露地表,地下河逐渐转变为地面河。随崩塌范围扩大,破碎地面就出现大型的溶蚀洼地和峰林等地貌。 最后,地下河道及溶洞的大量崩塌形成了地表水系,岩溶盆地不断蚀低扩大,地面广布石灰岩残余堆积物,形成溶蚀平原,但石灰岩残丘及孤峰仍有存在。 第五节 冰川与冰缘地貌一、冰川地貌(一)冰川作用1. 冰蚀作用 磨蚀作用 在冰川滑动过程中,它们不断锉磨冰川床,这种作用通常称为磨蚀作用 拔蚀作用 冰川下面因节理发育而松动了的岩块和冰冻结在一起,冰川运动时岩块被拔起带走,这就是拔蚀(掘蚀、挖蚀)作用。 2. 搬运作用 被冰川搬运的碎屑物统称为冰碛物,巨大的砾石称为漂砾。 冰碛物分为 6 种:表碛、侧碛、中碛、底碛、内碛、终碛。大陆冰川只有底碛和终碛两种。3. 堆积作用 冰碛物结构疏松,堆积杂乱,无层理,磨圆度极差,表面有擦痕。(二)冰川地貌1. 冰蚀地貌 冰斗、刃脊、角峰、冰川槽谷(U形谷)、羊背石、悬谷、冰蚀三角面、峡湾等。 冰斗呈围椅状,三面环以峭壁,出口处有冰槛,底部是一个洼地。冰斗发育于雪线附近,冰斗底部高度可指示雪线高度。2. 冰碛地貌 冰碛丘陵、侧碛堤、终碛堤、鼓丘等 鼓丘是高数十米、长几百米的流线型丘陵。平面上呈蛋形,长轴与冰流方向平行。迎冰面陡,背冰面缓。3. 冰水堆
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