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文檔簡介

1、緒論(下面兩個問題熟背)自然地理學(xué)的研究對象和任務(wù)自然地理學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系第 一 章 地球(這章不重要)了解地球所處的宇宙的概況、太陽系的基本特征和太陽與地球的關(guān)系明確地球在宇宙中的位置,掌握地球自轉(zhuǎn)運動和公轉(zhuǎn)運動的地理意義地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造和外部圈層構(gòu)造的組成特征。第 二 章 地殼地球是一個由不同狀態(tài)與不同物質(zhì)的同心圈層所組成的球體。這些圈層可以分成內(nèi)部圈層與外部圈層,即內(nèi)三圈與外三圈。其中外三圈包括大氣圈、水圈和生物圈,內(nèi)三圈包括地殼、地幔和地核。第一節(jié)地殼的組成物質(zhì)一、地殼的化學(xué)成分與礦物 (一)化學(xué)成分 地殼中含有元素周期表中所列的絕大部分元素,而其中O、Si、Al、Fe、Ca、Na

2、、K、Mg等8種主要元素占98%以上,其他元素共占12%?;瘜W(xué)元素在地殼中平均含量稱克拉克值礦物是地殼中單個或若干自然元素在一定地質(zhì)作用下形成的具有特定理化性質(zhì)的單質(zhì)或化合物,是組成巖石的基本單位。絕大部分礦物是結(jié)晶礦物,化合物(簡、復(fù)、變、水、同質(zhì)多像、膠體) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,礦物的范圍擴大了,包括地球內(nèi)層及宇宙空間所形成的自然產(chǎn)物。 自然界里的礦物很多,大約有3000種,但最常見的只有五六十種,至于構(gòu)成巖石的主要礦物只不過二三十種,稱造巖礦物。它們共占地殼重量的99%。各種礦物都有一定的外表特征形態(tài)和物理性質(zhì),可以作為鑒別礦物的依據(jù)。(二)礦物性質(zhì)1、礦物形態(tài) (1)單體形態(tài) 在一定條

3、件下(如晶體生長較快,生長能力較強,生長順序較早,或有允許晶體生長的空間晶洞、裂縫等),礦物可以形成良好的晶體(如下圖)。 雖然每種礦物都有它自己的結(jié)晶形態(tài),但由于晶體內(nèi)部構(gòu)造不同,結(jié)晶環(huán)境和形成條件不同,以致晶體在空間三個相互垂直方向上發(fā)育的程度也不相同。大體可以分為三種類型:1、一向延長-柱狀石英晶體,長6cm 2、二向延展-板狀黑云母晶體 3、三向等長-粒狀石榴子石晶體,粒徑2.6cm(2) 礦物的集合體形態(tài)A、粒狀集合體 由粒狀礦物所組成的集合體,如左圖。B、片狀、鱗片狀、針狀、纖維狀、放射狀集合體如石墨、云母等常形成片狀、鱗片狀集合體,石棉、石膏等形成纖維集合體,還有些礦物常形成針狀

4、、柱狀、放射擊狀集合體。C、致密塊狀體 由極細(xì)粒(結(jié)晶)礦物或隱晶礦物所成的集合體,表面致密均勻,肉眼不能分辨晶粒彼此界限。 D、晶簇 生長在巖石裂隙或空洞中的許多單晶體所組成的集簇狀集合體叫晶簇。它們一端固著于共同的基底上,另一端自由發(fā)育而形成良好的晶形。常見的有石英晶簇(下圖)、方解石晶簇等,生長晶簇的空洞叫晶洞。許多良好晶體和寶石是在晶洞中發(fā)育的。E、杏仁體和晶腺 礦物溶液或膠體溶液通過巖石氣孔或空洞時,常常從洞壁向中心層層沉淀,最后把孔洞填充起來,其中小于2cm者稱杏仁體;大于2cm者稱晶腺。如瑪瑙往往以此形態(tài)產(chǎn)出。F、結(jié)核和鮞狀體 溶液中的質(zhì)點常常圍繞著細(xì)小巖屑、生物碎屑、氣泡等由中

5、心向外層層沉淀而形成球狀、透鏡狀、姜狀等集合體,稱為結(jié)核。 如果結(jié)核小于2mm,形同魚子狀,具同心層狀構(gòu)造,叫鮞狀體,鮞狀體常彼此膠結(jié)在一起,如鮞狀赤鐵礦。G、鐘乳狀、葡萄狀集合體 膠體溶液因蒸發(fā)失水逐漸凝聚,因而在礦物表面圍繞凝聚中心形成許多圓形的、葡萄狀的小突起。H、土狀體疏松粉末狀礦物(多為結(jié)晶礦物)集合體,一般無光澤。許多由風(fēng)化作用產(chǎn)生的礦物如高嶺石等集合體常呈此形態(tài)。2、光學(xué)性質(zhì) (1)顏色 顏色由礦物化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定,主要是色素離子和晶體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)所決定的,如下圖。(2)條痕 礦物粉末的顏色稱為條痕。通常是利用條痕板(無釉瓷板),觀察礦物在其上劃出痕跡的顏色。(3)光澤 礦物

6、表面的總光量或者礦物表面對于光線的反射形成 A 金屬光澤礦物表面反光極強,如同平滑的金屬表面所呈現(xiàn)的光澤。 B 非金屬光澤是一種不具金屬感的光澤。 C 半金屬光澤介于金屬光澤和非金屬光澤之間(4)透明度 光線透過礦物多少的程度透明礦物礦物碎片邊緣能清晰地透見他物,如水晶、冰洲石等。不透明礦物礦物碎片邊緣不能透見他物,如黃鐵礦、磁鐵礦、石墨。半透明礦物介于透明和半透3、力學(xué)性質(zhì) (1)硬度 指礦物抵抗外力刻劃、壓入、研磨的程度。德國摩氏選擇了10種礦物作為標(biāo)準(zhǔn),將硬度分為10級,這10種礦物稱為“摩氏硬度計”(下表)(2)解理 在力的作用下,礦物晶體按一定方向破裂并產(chǎn)生光滑平面的性質(zhì)叫做解理。沿

7、著一定方向分裂的面叫做解理面。解理是由晶體內(nèi)部格架構(gòu)造所決定的。根據(jù)劈開的難易和肉眼所能觀察的程度,可分為極完全解理、完全解理、中等解理等。(3)斷口 礦物受力破裂后所出現(xiàn)的沒有一定方向的不規(guī)則的斷開面叫做斷口。 ? ?4、其它物理性質(zhì) ? 脆性和延展性、彈性和撓性、比重、磁性、電性、發(fā)光性等。(三)主要造巖礦物與常見礦物硅酸鹽類和其它含氧鹽類是地殼的主要造巖礦物1、主要造巖礦物 (1)石英 發(fā)育單晶并形成晶簇,或為致密塊狀、粒狀集合體,無解理、晶面具玻璃光澤,貝殼狀斷口油脂光澤,硬度7。 石英是常見的造巖礦物。 鑒定特征:六方柱及晶面橫紋,典型的玻璃光澤,很大的硬度,無解理。(2)長石(包括

8、鉀長石和斜長石)鉀長石KAlSi3O8鑒定特征:肉紅、黃白等色,短柱狀晶體,完全解理,硬度大。 鉀長石是花崗巖類巖石等的重要造巖礦物,容易被風(fēng)化為高齡石等。 鉀長石是陶瓷及玻璃工業(yè)的重要原料。斜長石(鈉長石鈣長石) CaSi2Al2O8- NaSi2Al3O8由鈉長石和鈣長石所組成的類質(zhì)同像混合物,柱狀或板狀晶體。 鑒定特征:細(xì)柱狀或板狀,白到灰白色,解理面上具有晶紋,小刀刻不動。斜長石見于三大類巖石中,分布最廣。 斜長石比鉀長石更易于被風(fēng)化分解為高嶺石、鋁石等。(3)云母 假六方柱狀或板狀晶體;通常呈片狀或鱗片狀。 鑒定特征:單向最完全解理,硬度低,有彈性。 云母是重要的造巖礦物,分布廣泛,

9、占地殼重量的3.8%。白云母和金云母為電器、電子等工業(yè)部門的重要絕緣材料 。(4) 普通角閃石鑒定特征:綠黑色,長柱狀(橫剖面菱形)晶體,具兩組平行柱狀中等解理,小刀不易刻劃。普通角閃石在地表極易被分解。(5) 普通輝石 鑒定特征:綠黑或黑色,近八邊形短柱狀,解理近直交,玻璃光澤,硬度5.5-6。普通輝石為火成巖的重要造巖礦物,在地表易被風(fēng)化分解。(6) 橄欖石 晶體扁柱狀,在巖石中成分散粒狀或粒狀集合體。 鑒定特征:橄欖綠色,玻璃光澤,硬度高,粒狀集合體,性脆,不完全解理。橄欖石為巖漿中早期結(jié)晶的礦物,是巖漿在地下深處形成的,為超基性和基性火成巖的重要造巖礦物。2、常見礦物 (1)石墨C 通

10、常為鱗片狀、片狀或塊狀集合體。鑒定特征:鋼灰色,染手染紙,滑膩感。石墨可廣泛應(yīng)用于冶金、化工、日化等方面。(2)方鉛礦 晶體常為六面體或六面體與八面作的聚形。 鑒定特征:鉛灰色,硬度低,比重大,可以碎成立方小塊。(3)輝銻礦 鑒定特征:柱狀、針狀集合體,鉛灰色,硬度低(指甲可刻動),單向完全解理,極易熔化。 輝銻礦是重要銻礦石。我國為著名產(chǎn)銻國家,儲量占世界第一位,尤以湖南錫礦山的銻礦儲量大、質(zhì)量高。(4)黃鐵礦經(jīng)常發(fā)育成良好的晶體,有六面體八面體、五角十二面體及其聚形。 鑒定特征:完好晶體,淺黃色,條痕黑色,較大的硬度(小刀刻不動)。黃鐵礦是在硫化物中分布最廣的礦物,在各類巖石中都可出現(xiàn)。黃

11、鐵礦是制取硫酸的主要原料。我國硫鐵礦儲量居于世界前列。(5)赤鐵礦 鑒定特征:沉積赤鐵礦常呈鮞狀、腎狀、塊狀或粉末狀。暗紅色及櫻紅色條痕。 赤鐵礦是重要煉鐵礦石。沉積形赤鐵礦,疊層狀 (6)褐鐵礦 褐鐵礦是許多氫氧化鐵和含水氧化鐵等隱晶礦物和膠體礦物(針鐵礦、纖鐵礦及其它雜質(zhì))集合體的總稱,為煉鐵礦石,也可以用做顏料。 鑒定特征:顏色由鐵黑至黃褐,但條痕比較固定,為黃褐色。 褐鐵礦有多種集合體形態(tài)和顏色,如圖中左標(biāo)本為鐘乳狀集合體,黑色,右標(biāo)本為土狀集合體,黃褐色(7)高嶺石 一般呈致密塊狀、粉末狀、土狀。白或淺灰、淺綠、淺紅等色,條痕白色,土狀光澤。 鑒定特征:性軟,粘舌,具可塑性。 高嶺石

12、為主要黏土礦物之一。高嶺石及其近似礦物和 其它雜質(zhì)的混合物統(tǒng)稱 高嶺土,是主要的陶瓷 原料和造紙原料。 我國為產(chǎn)高嶺土的著名國家,因江西景德鎮(zhèn)附近 高嶺所產(chǎn)的質(zhì)佳而得名。(8)方解石鑒定物征:錘擊成菱形碎塊(方解石因此得名),小刀易刻動,遇HCl起泡。 ?無色透明者稱冰洲石,是重要的光學(xué)儀器材料(10)石膏晶體常為近菱形板狀,一般呈纖維狀粒狀等集合體。 鑒定特征:一組最完全解理,可撕成薄片,或纖維 狀、粒狀;硬度低,指甲可以刻動。 石膏屬于蒸發(fā)鹽類礦物,可用于水泥、模型、醫(yī)藥、光學(xué)儀器等方面。我國石膏儲量在世界世界上名列前茅。二、巖漿巖造巖礦物按一定的結(jié)構(gòu)集合而成的地質(zhì)體稱為巖石(是構(gòu)成地殼和

13、地幔的主要物質(zhì))依據(jù)成因,巖石可分巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。(一)巖漿 巖漿是地殼深處或上地幔天然形成的、富含揮發(fā)組分的高溫粘稠的硅酸鹽熔漿流體,是形成各種巖漿巖和巖漿礦床的母體。 巖漿分類酸性(SiO2% >65% ) 中性(65% > SiO2% > 52% ) 基性(52% > SiO2% > 45% ) 超基性(45% > SiO2% ) 隨著SiO2% ,粘度 ,巖漿流速 ,凝結(jié)的速度(二)火山活動1、火山構(gòu)造 包括火山通道(巖漿由地下上升的通道)、火山錐(火山噴出物大部分在火山口周圍堆積下來,一般呈圓錐狀)、火山口(位于火山錐頂部或其旁側(cè)的漏

14、斗形噴口)等。2、火山噴發(fā)物 包括氣體噴發(fā)物(火山氣體,水汽最多)、固體噴發(fā)物(火山碎屑物,來源有二:巖漿和圍巖)、液體噴發(fā)物(熔漿)等。3、火山噴發(fā)類型 裂隙式噴發(fā):主要是基性玄武巖熔漿,通過地殼中狹長線狀深斷裂溢出地表,一般沒有爆炸現(xiàn)象。冷凝后形成厚度相當(dāng)穩(wěn)定、覆蓋面很大的熔巖被,火山碎屑物較少。(大陸少見,大洋多見) 中心式噴發(fā):巖漿沿著一定的管形通道噴出地表,熔巖覆蓋面積較小。(現(xiàn)代火山活動最主要的類型) 寧靜式(基性高溫少氣體、少固體不爆炸、錐形,夏威夷) 斯特龍博利式 爆烈式(酸性、氣體、火山灰,維蘇威)4、火山分布 火山幾乎無例外地分布于大小板塊邊界上。大洋中脊裂谷中的任何一地都

15、可能噴出熔巖,據(jù)估計每年噴出的火山固液體物質(zhì)達(dá)4km3,而陸地上不足1km3。匯聚型板塊邊界上火山活動尤其強烈而頻繁,但火山并不分布于海溝附近,而是在與之有一定距離的島弧一側(cè)。 近代火山分布規(guī)律 世界火山分布 白圈活火山;黑點死火山,據(jù)W.Ramsay 環(huán)太平洋火山帶?阿爾卑斯喜馬拉雅火山帶?大西洋海嶺火山帶(三)侵入作用 巖漿因具有極高的溫度和很大的內(nèi)部壓力,往往向地殼薄弱或構(gòu)造活動地帶上升,并在沿途不斷溶化圍巖或俘虜崩落的巖塊,從而不斷擴大其侵占的空間,冷凝后形成各種侵入巖體的作用。 當(dāng)巖漿沿著巖石圈破裂帶上升侵入地殼時,冷凝結(jié)晶形成侵入巖;噴出地面則迅速冷卻凝固形成火山巖或噴出巖。 深成

16、巖體處于壓力大、溫度高的條件,冷凝過程可上百萬年,往往形成結(jié)晶良好、顆粒粗大的巖石。巖體一般規(guī)模很大,主要產(chǎn)狀有巖基、巖株等。 淺成侵入作用及其巖體產(chǎn)狀:巖漿在壓力作用下沿著斷層、裂隙或?qū)永碡炄氲姆绞竭M(jìn)行,巖體規(guī)模小,冷卻快,主要產(chǎn)狀有巖盤、巖床、巖墻等。(四)巖漿巖特征1、巖漿巖的化學(xué)成分與礦物組成2、巖漿巖的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造(1)產(chǎn)狀 地殼中的巖漿巖體有不同形狀和規(guī)模,與圍巖的接觸關(guān)系、形成時的深度和構(gòu)造都有差別,因而產(chǎn)狀各不相同。 依據(jù)巖體形狀及其與上覆巖層的關(guān)系,可分為整合侵入體(如巖盆、巖蓋、巖床、巖鞍)與不整合侵入體(如巖株、巖榴、巖脈)兩類(圖21)1-巖基 2-巖盆 3-巖床

17、4-巖蓋 5-巖鞍 6-巖株 7-巖漿底劈 8- 巖瘤 9-巖脈(巖墻) 10-捕虜體 11-火山錐 12-火山頸 13-火山口 14-熔巖流 15-熔巖被 (2)結(jié)構(gòu) 常見的巖漿巖結(jié)構(gòu)包括: 玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu):噴出熔巖因快速冷卻,來不及結(jié)晶而成 隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu):熔巖內(nèi)較慢冷卻形成 顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu):巖漿在地下緩慢冷卻充分結(jié)晶形成, 可再細(xì)分為細(xì)粒、中粒、粗粒和偉晶結(jié)構(gòu) 斑狀結(jié)構(gòu):冷卻速度先慢后快,先形成粗大晶體即斑晶,后形成細(xì)?;蛭⒘>w即基質(zhì) 花崗斑巖,斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶主要為鉀長石,粒徑一般為23mm,基質(zhì)由極細(xì)粒狀鉀長石和石英組成?;◢弾r顯晶結(jié)構(gòu) ,鉀長石肉紅色,斜長石灰白色,石英無色,黑云母黑色偉晶巖

18、,主要由石英和白云母組成。白色礦物為石英,片狀解理發(fā)育者為白云母。(3)構(gòu)造 塊狀構(gòu)造:因礦物排列均勻但無定向而形成 斑雜構(gòu)造:礦物成分、結(jié)構(gòu)、顏色、粒度雜亂排列或分布不均勻而形成 流紋構(gòu)造:保留熔巖流動形跡,礦物與氣孔定向排列形成 氣孔構(gòu)造:氣體逸出后殘留的 杏仁狀構(gòu)造:噴出巖氣孔被次生礦物充填而成3、巖漿巖的主要類型 依據(jù)化學(xué)成分與礦物組成,可分酸性、中性、基性和超基性四類 依據(jù)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和產(chǎn)狀可分深成巖、淺成巖和噴出巖三類。 綜合兩種分類法,可得綜合分類表(表22)三、沉積巖(一)沉積巖概述暴露在地殼表部的巖石,在地球發(fā)展過程中,不可避免地要遭受到各種外力作用的剝蝕破壞,然后再把破壞產(chǎn)物

19、碎屑、膠體和有機物質(zhì)等疏松沉積物在原地或經(jīng)搬運成層沉積下來,再經(jīng)過復(fù)雜的成巖作用而形成巖石。按重量計,沉積巖只占地殼的5%,但因沉積巖覆蓋于地殼表層,分布十分廣泛。在大陸部分有75%的面積出露沉積巖,而在大洋底則幾乎全部為新老沉積層所覆蓋。1、形成過程 先成巖石的破壞(風(fēng)化、剝蝕) 搬運(風(fēng)、流水、冰川和海水等) 沉積(機械沉積、化學(xué)沉積、生物沉積) 成巖作用(壓固、脫水、膠結(jié)、重結(jié)晶)2、物質(zhì)來源(廣) 先成巖石風(fēng)化物、火山噴發(fā)沉降物、生物成因的各種有機物,甚至是宇宙塵總稱為沉積物 3、沉積物分類(依據(jù)成因與性質(zhì)) 碎屑沉積物(如礫、砂、粉砂、粘土) 化學(xué)沉積物(氧化物、硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸

20、鹽、鹵化物等) 有機沉積物(泥炭、珊瑚礁等)(二)沉積巖的基本特征具層理,富含次生礦物、有機質(zhì)、有生物化石 層理:巖石的顏色、礦物成分、粒度、結(jié)構(gòu)等表現(xiàn)的成層性。可分以下幾類: 水平層理(在一個層內(nèi)的微細(xì)層理即層紋比較平直,并與層面平行)表明其形成于較平靜的水域 斜層理(層內(nèi)的微細(xì)層理呈直線或曲線形狀,并與層面斜交) 交錯層理(層紋傾斜方向不一致而相互交錯) 可能形成于河流、三角洲或濱海環(huán)境1、結(jié)構(gòu)(分碎屑結(jié)構(gòu)和非碎屑結(jié)構(gòu)) 通常情況下沉積巖的碎屑結(jié)構(gòu)由碎屑物質(zhì)和膠體物質(zhì)兩部分組成。 碎屑物質(zhì)通常包括巖石碎屑(巖屑)、礦物碎屑、火山碎屑及生物碎屑等,其中包括礫、砂、粉砂和泥等 不同粒級的物質(zhì)。

21、 膠體物質(zhì)指填充于碎屑孔隙之間的物質(zhì),最常見的為各種化學(xué)沉淀物或膠體物質(zhì),如鈣質(zhì)(方解石)、硅質(zhì)(石英)、鐵質(zhì)(赤鐵礦、褐鐵礦等)和有機質(zhì)等。 此外,還有填充物質(zhì)(1)碎屑粒徑、結(jié)構(gòu)與巖石名稱礫:大于2mm ,礫狀結(jié)構(gòu)礫巖(角礫巖)砂:20.05mm ,砂狀結(jié)構(gòu)砂巖 粉砂:0.05 0.005mm ,粉砂狀結(jié)構(gòu)粉砂巖 泥:小于0.005mm,泥狀結(jié)構(gòu)泥巖(2)分選性:根據(jù)碎屑顆粒分布的均勻與否分(3)磨圓度:圓、次圓、次棱、棱狀0、棱角狀;1、次棱角狀;2、次圓狀;3、圓狀;4、極圓狀;2、層面構(gòu)造(1)波痕 在現(xiàn)代河床、湖濱、海灘以及干旱地區(qū)的沙丘表面上,常形成一種由流水、波浪、 潮汐、風(fēng)力

22、作用產(chǎn)生的波浪狀構(gòu)造,稱為波痕。(2)干裂 在現(xiàn)代河灘、湖濱、海邊等泥質(zhì)沉積物上,??梢姷蕉嘟切蔚牧鸭y,稱為干裂,又稱泥裂。多形成于淺水環(huán)境及陽光充足的干燥氣候條件。在沙丘間低洼地上沉積的富黏土沉積物形成了21cm干裂。裂縫被風(fēng)吹來的沙所充填(美國加州死谷)。據(jù)Raymond Siever3、沉積巖的主要類型(1)碎屑巖類 主要指母巖風(fēng)化碎屑經(jīng)搬運堆積后膠結(jié)形成,包括: (A)礫巖與角礫巖:礫狀結(jié)構(gòu),前者經(jīng)長途搬運礫石圓度為圓形或次圓形,后者搬運短、為次棱或棱形。 (B)砂巖:砂狀結(jié)構(gòu),顏色多樣,粒徑結(jié)構(gòu)多樣,膠結(jié)物也多樣,命名方式為“膠結(jié)物粒徑礦物成分”。 (C)粉砂巖:粉砂狀結(jié)構(gòu),顆粒細(xì)小

23、,斷面粗糙,礦物以石英為主,多鈣質(zhì)、硅質(zhì)和鐵質(zhì)膠結(jié)。福建永安上泥盆統(tǒng)(D3)石英礫巖,礫石成分為脈石英,次圓狀至圓狀,最大粒徑3.8cm石英礫巖,礫石為大量淺色石英碎屑,膠結(jié)物為鈣質(zhì)和硅質(zhì),充填物為沙、粉沙、巖石碎屑等(據(jù)克里斯·佩倫特著,谷祖綱、李桂蘭譯)由20.05mm的碎屑(含量大于50%)膠結(jié)而成的巖石統(tǒng)稱砂巖。砂巖的礦物成分通常以石英顆粒為主,其次為長石、白云母、粘土礦物以及各種巖屑。根據(jù)粒級大小,砂巖可以分為: 粗粒砂巖(2-0.5mm) 中粒砂巖(0.5-0.25mm) 細(xì)粒砂巖(<0.25mm)(2)粘土巖類 泥狀結(jié)構(gòu),由粘土礦物及其他細(xì)粒物質(zhì)組成,硬度低。 (

24、A)泥巖:固結(jié)好,但無層理 (B)頁巖:固結(jié)好且層理良好(根據(jù)膠結(jié)物不同可分鈣質(zhì)頁巖、鐵質(zhì)頁巖、炭質(zhì)頁巖、油頁巖等) (C)粘土:固結(jié)差鈣質(zhì)泥巖 (據(jù)克里斯·佩倫特著,谷祖綱、李桂蘭譯)福建永安上侏羅統(tǒng)坂頭組(J3b)的頁巖(3)生物化學(xué)巖類 多由化學(xué)和生物化學(xué)形成物組成并主要見于海相或湖相沉積物,顯晶或隱晶結(jié)構(gòu)、鮞狀或豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)、生物結(jié)構(gòu),成分單一種類繁多。 (A)硅質(zhì)巖:主要礦物為SiO2,含F(xiàn)e2O3者為碧玉,具同心圓構(gòu)造者為瑪瑙 (B)石灰?guī)r:色灰、灰白或灰黑,方解石構(gòu)成,性脆,遇稀鹽酸起泡 (C)白云巖:由化學(xué)沉積或碳酸鈣被白云石交代而成四、 變質(zhì)巖 無論什么巖石,當(dāng)其所處的

25、環(huán)境跟當(dāng)初巖石形成時的環(huán)境有了變化,巖石的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等往往也要隨之變化,以便使巖石和環(huán)境之間達(dá)到新的平衡關(guān)系。這種變化總稱為變質(zhì)作用。 變質(zhì)巖在我國和世界上皆有廣泛分布。變質(zhì)巖中含有豐富的金屬礦和非金屬礦,例如全世界鐵礦銷量,其中70%儲藏于前寒武紀(jì)古老變質(zhì)巖中。一)變質(zhì)作用與變質(zhì)巖 控制變質(zhì)作用的三大要素溫度、壓力、化學(xué)活動性流體 變質(zhì)作用:固態(tài)原巖因溫度、壓力和化學(xué)活動性流體的作用而導(dǎo)致礦物成分、化學(xué)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的變化 變質(zhì)巖:變質(zhì)作用形成的巖石溫度溫度是變質(zhì)作用的最積極的因素,它對于巖石可以導(dǎo)致如下的變化:一是發(fā)生重結(jié)晶作用;二是可以產(chǎn)生新的礦物。壓力 變質(zhì)作用的壓力范圍一般為010

26、9Pa。地殼中巖石可以受到兩種壓力的作用:一是靜壓力,又叫圍壓,具有均向性。另外一種是側(cè)向壓力,或稱應(yīng)力,例如當(dāng)巖石受到擠壓、斷裂活動或巖漿侵入,一方面可使它變形或破碎;另一方面也可使它重結(jié)晶,并使巖石具有各種片理構(gòu)造。 化學(xué)因素 當(dāng)巖石所處的化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化,同樣也可引起巖石的變質(zhì)。(二)變質(zhì)作用類型與常見變質(zhì)巖1、動力變質(zhì)作用 構(gòu)造運動引起的定向壓力使原巖碎裂、變形及一定程度的重結(jié)晶(主要發(fā)生在斷裂帶) 相應(yīng)的變質(zhì)巖有:角礫巖、碎裂巖等 2、接觸熱變質(zhì)作用 發(fā)生于侵入體與圍巖接觸帶,圍巖受熱后礦物發(fā)生成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生變化,重結(jié)晶、脫水、脫碳、形成變晶結(jié)構(gòu)和新礦物。它主要表現(xiàn)為原巖成分的

27、重結(jié)晶,如石灰?guī)r變?yōu)榇罄韼r,石英砂巖變?yōu)槭r等。 代表性巖石:斑點板巖、角巖、大理巖、石英巖等 3、接觸交代變質(zhì)作用 發(fā)生在侵入體與圍巖的接觸帶,實質(zhì)是高溫下巖漿分泌的揮發(fā)性物質(zhì)與熱液通過與圍巖的交代作用使后者化學(xué)成分發(fā)生變化,形成新礦物。4、區(qū)域變質(zhì)作用 區(qū)域性構(gòu)造運動導(dǎo)致的深廣范圍的變質(zhì)作用,廣泛見于古老結(jié)晶基底及褶皺帶 ?代表性巖石:板巖、千枚巖、片巖、片麻巖等5、混合巖化作用或超變質(zhì)作用 是區(qū)域變質(zhì)與巖漿作用間的一種過渡性地質(zhì)作用。 高溫使巖石發(fā)生部分熔融形成酸性熔體化學(xué)反應(yīng)自深部分泌出富含鉀、鈉、硅的熱液 混合巖(混合花崗巖)(三)巖石的轉(zhuǎn)化 三大類巖石都是在特定的地質(zhì)條件下形成的

28、,但是它們在成因上又是緊密聯(lián)系的。但是,自從地殼上出現(xiàn)了大氣圈和水圈以來,各種外力因素開始對地表巖石一方面進(jìn)行破壞,一方面又進(jìn)行建造,出現(xiàn)了沉積巖。然而,任何巖石都不能回避自然界的改造,因此在一定條件下又出現(xiàn)了變質(zhì)巖。第二節(jié) 構(gòu)造運動與地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)力引起地殼乃至巖石圈變形、變位的作用,叫做構(gòu)造運動,或稱巖石圈運動。 一般認(rèn)為,晚第三紀(jì)和第四紀(jì)的構(gòu)造運動稱新構(gòu)造運動,著此之前的構(gòu)造運動稱老構(gòu)造運動。 人類歷史時期發(fā)生的和正在發(fā)生的構(gòu)造運動稱現(xiàn)代構(gòu)造運動,它是新構(gòu)造運動的一部分,其發(fā)生與發(fā)展與人類活動關(guān)系更為密切一、構(gòu)造運動的特點與基本方式(一)構(gòu)造運動的一般特點 1、構(gòu)造運動方向性 (1)水平運動

29、(塊體相匯聚、相分離等運動) (2)垂直運動(塊體升降,證據(jù)?) 2、構(gòu)造運動的速度和幅度 3、構(gòu)造運動的周期性和階段性二、構(gòu)造運動與巖相、 建造和地層接觸關(guān)系(一)巖相 人們把反映沉積環(huán)境的沉積巖巖性和生物群的綜合特征稱為巖相。 巖相一般可以分為海相、陸相和海陸過渡相(如入海處的三角洲相)三類。其中每類又可細(xì)分成若干種相。如海相可分為濱海相、淺海相、深海相等;陸相可分為坡積、沖積、洪積、湖泊、沼澤、冰川、風(fēng)成等相。地殼上升時巖相從海相向陸相轉(zhuǎn)變,沉積物粒級增大,厚度變小,形成海退層序,反之相反。 有的淺海相地層厚度很大,說明地殼大幅度下沉。(三)地層的接觸關(guān)系 1、整合 先后形成的新老地層產(chǎn)

30、狀一致且相互平行,時代連續(xù),沒有沉積間斷,表明兩種地層是在構(gòu)造運動持續(xù)下降或上升而未中斷沉積的情況下形成的。 2、不整合 由于構(gòu)造運動,往往使沉積中斷,形成時代不相連續(xù)的巖層,這種關(guān)系稱不整合接觸。兩套巖層中間的不連續(xù)面,稱不整合面。A、平行不整合(假整合) 上下兩地層產(chǎn)狀平行但時代不連續(xù)。表明曾發(fā)生上升運動致使沉積作用一度中斷,而后下沉堆積了上覆新地層。B、角度不整合 上下兩地層產(chǎn)狀既不一致,時代也不連續(xù),其間有地層缺失。表明老地層沉積后曾發(fā)生褶皺與隆升,沉積一度中斷而后再下沉接受新沉積。角度不整合塊狀形成過程(由上至下):地殼下降,接受沉積開始發(fā)生褶皺隆起為山遭受侵蝕地形夷平地殼再次下降,

31、接受沉積三、地質(zhì)構(gòu)造 巖層或巖體經(jīng)構(gòu)造運動而發(fā)生的變形與變位。 層狀巖石受到地下自然力的作用,構(gòu)造變動表現(xiàn)最明顯,主要有水平構(gòu)造、傾斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造。(一)水平構(gòu)造 水平巖層雖經(jīng)構(gòu)造變動(主要是垂直運動)而未發(fā)生褶皺,仍保持水平或近似水平產(chǎn)狀。在未受垂直切割情況下,往往同一巖層可以成為一個平坦的高原面或平原面,受到垂直切割而頂部巖層較堅硬時,往往被分割成大小不同的桌狀臺地、平頂山(桌狀山)。 (二)傾斜構(gòu)造 巖層經(jīng)構(gòu)造變動后層面與水平面形成夾角。 其產(chǎn)狀以走向、傾向和傾角三要素確定。 傾斜構(gòu)造上部巖層比較堅硬時,經(jīng)過剝蝕作用常形成單面山與豬背脊等地貌。巖層的產(chǎn)狀要素(P40 T2-6

32、)(三)褶皺構(gòu)造 巖層在側(cè)向壓力作用下發(fā)生彎曲的現(xiàn)象稱為褶皺,其中的單個彎曲叫褶曲。褶皺能直觀地反映構(gòu)造運動的性質(zhì)和特征。 褶皺的規(guī)??梢蚤L達(dá)幾十到幾百千米,也可以小到在手標(biāo)本上出現(xiàn)。 從本質(zhì)上講,應(yīng)該根據(jù)組成褶曲核部和兩翼巖層的新老關(guān)系來區(qū)分,即褶曲的核部是老巖層,而兩翼的新巖層,就是背斜;相反,褶曲核部是新巖層,而兩翼是老巖層,就是向斜。(四)斷裂構(gòu)造 巖石因所受應(yīng)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)象斷裂;雖破裂而破裂面兩側(cè)巖塊未發(fā)生明顯滑動節(jié)理;破裂且發(fā)生明顯位移斷層。斷層由斷層面、斷層線、斷層盤(分上盤和下盤)等要素組成。1、下盤;2、上盤;3、斷層線;4、斷層破碎

33、帶;5、斷層面斷層的分類正斷層上盤相對下降,下盤相對上升的斷層叫正斷層 逆斷層上盤相對上升,下盤相對下降的斷層叫逆斷層 斷層的組合類型 在自然界,常見許多斷層以一定組合形式出現(xiàn)。從平面上看,斷層排列有平行狀、雁行狀、環(huán)狀和放射狀等。從剖面上看,有階梯狀、疊瓦狀、地塹和地壘等。1、階梯狀斷層和疊瓦狀斷層 兩條以上的傾向相同而又互相平行的正斷層,其上盤依次下降,這樣的斷層組合稱為階梯狀斷層。 兩條以上的傾向相同而又互相平行的逆斷層,其上盤依次向上推移,形如疊瓦,這樣的組合稱為疊瓦狀斷層,又稱疊瓦狀構(gòu)造。2、地塹 兩條或兩組大致平行的斷層,其中間巖塊為共同的下降盤,其兩側(cè)為上升盤,這樣的斷層組合叫地

34、塹。3、地壘 兩條或兩組大致平行的斷層,基保間巖塊為共同的上升盤,其兩側(cè)為下降盤,這樣的斷層組合叫地壘。造成地壘的斷層一般是正斷層,但也可能是逆斷層。地壘構(gòu)造往往形成塊狀山地。第三節(jié) 新構(gòu)造運動與地震 地震是大地的快速震動。當(dāng)?shù)厍騼?nèi)部一定范圍內(nèi)聚集的應(yīng)力超過巖層或巖體所能承受的限度時,地殼發(fā)生斷裂、錯動,急劇地釋放積聚的能量,并以彈性波的形式向四周傳播,引起震動。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。 震源深度(震源到震中的距離): 淺源地震(深約70km以內(nèi)) 中源地震(70300km) 深源地震(300700km)震級:衡量地震釋放能量的等級(目前已

35、知的最大地震不超過里氏8.9級),震級差一級,能量相差30倍。烈度:地震對地面的影響和破壞程度(通常分12級),據(jù)烈度表調(diào)查得知。與震源、震中、震級、構(gòu)造和地面建筑物的堅固程度、地質(zhì)地貌條件等有關(guān)。 一次地震只有一個震級,但不同距離的烈度不一。地震的成因與類型構(gòu)造地震:由構(gòu)造變動特別是斷裂活動所產(chǎn)生的地震。全球絕大多數(shù)地震是構(gòu)造地震,約占地震部數(shù)的90%。火山地震:可以是直接由火山爆發(fā)引起地震;也可能是因火山活動引起構(gòu)造變動,從而發(fā)生地震;或者是因構(gòu)造變動引起火山噴發(fā),從而導(dǎo)致地震。因此,火山地震與構(gòu)造地震常有密切關(guān)系?;鹕降卣馂閿?shù)不多,約占總數(shù)的7%。震源深度不大,一般不超過10km?,F(xiàn)代火

36、山帶如意大利、日本、菲律賓、印度尼西亞、堪察加半島等最容易發(fā)生火山地震。沖擊地震:因山崩、滑坡等原因引起,或因碳酸鹽巖地區(qū)巖層受地下水長期溶蝕形成許多地下溶洞,洞頂塌落引起。后者又稱塌陷地震。本類地震為數(shù)很少,約占地震總數(shù)的3%。震源很淺,影響范圍小,震級也不大。水庫地震:有些地方原來沒有或很少發(fā)生地震,后來由于修了不庫,經(jīng)常發(fā)生地震,稱為水庫地震。說明這種地震與水的作用有關(guān),當(dāng)然與與一定的構(gòu)造和地層條件有關(guān),而水的作用只是一種誘發(fā)因素。地震除直接給人類帶來災(zāi)害外,還往往伴生火災(zāi),水災(zāi)與海嘯。世界地震帶的分布地震的分布(與板塊邊界非常一致):擴張型邊界(大洋中脊)地震帶較窄,且地震分布最集中

37、匯聚型邊界(海溝島?。┑卣饚л^寬 大陸碰撞型邊界(地縫合線)地震分布尤其分散 全球地震能量的95都是在板塊邊界附近釋放的板塊間的相互作用是引起地震的主要因素。1、環(huán)太平洋地震帶全世界約80%的淺源地震,90%的中源地震和幾乎全部深源地震都發(fā)生在這一帶。所釋放的地震能量約占全世界能量的80%,但其面積僅占世界地震 總面積的一半。這一帶也是著名的火山帶,它與中、新生帶褶 皺帶和新構(gòu)造強烈活動帶一致。2、地中海-喜馬拉雅地震帶 這是一條橫跨歐亞大陸,并包括非洲北部,大致呈東西方向的地震帶,總長約15000km,寬度各地不一,在陸部分常有較大的寬度,并有分支現(xiàn)象。 太平洋地震帶外幾乎期余的較大淺源地震

38、和中源地震都發(fā)生在這一帶。釋放能量占全世界地震釋放總能量的15%。3、大洋中脊(海嶺)地震帶(1)大西洋中脊(海嶺)地震帶(2)印度洋海嶺地震帶(3)東太平洋中隆地震帶 以上三帶皆以淺源地震為主。 4、大陸斷裂谷震帶 分布于一些區(qū)域性斷裂帶或地塹構(gòu)造帶,主要有東非大斷裂帶,紅海地塹,亞丁灣及死海,貝加爾湖以及太平洋夏威夷群島等。此帶主要為淺源地震。中國地震帶的劃分1、華北地區(qū)(含東北南部) 2、東南沿海地區(qū) 包括東南沿海帶(主要在福建及廣東潮汕地區(qū)),臺灣西部帶,臺灣東部帶。3、西北地區(qū) 4、西南地區(qū)第四節(jié) 大地構(gòu)造學(xué)說一、板塊構(gòu)造學(xué)說 固定論和活動論(或者說垂直論和水平論)一直是本世紀(jì)中爭論

39、很激烈的地質(zhì)課題。固定論長期占據(jù)統(tǒng)治地位,被稱為傳統(tǒng)的觀點。60年代開始,活動論興起并取而代之,板塊構(gòu)造學(xué)說就是它的代表。板塊構(gòu)造學(xué)說并不是憑空產(chǎn)生的,它的出現(xiàn)既有歷史的根源,又有時代的背景,特別是和科技發(fā)展的水平相適應(yīng)。(一)板塊構(gòu)造的基本思想 板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為:地球表層的硬殼巖石圈(或稱構(gòu)造圈),相對于軟流圈來說是剛性的,其下面是粘滯性很低的軟流圈。巖石圈并非是整體一塊,它具有側(cè)向的不均一性,被許多活動帶如大洋中脊、海溝、轉(zhuǎn)換斷層、地縫合線、大陸裂谷等分割成大大小小的塊體,這些塊體就是所說的板塊。 巖石圈:由軟流層(發(fā)育于地幔上部的圈層,其物質(zhì)處于潛柔性高溫狀態(tài))以上地幔和地殼組成的連續(xù)的

40、固體。 大洋中脊:如大西洋中央有海底山脈,山脈中間有裂谷,稱中央裂谷,沿中央向兩側(cè),由嶺谷相間排列組成的地形,成因與板塊活動有關(guān) 在海底,大洋中脊是兩個分離板塊的邊界,它向我們展示,由于兩個板塊分離產(chǎn)生的張力而發(fā)育了基性火山活動、淺源地震、以及正斷層等。板塊分離和洋殼生成的過程叫做海底擴展。本圖表明了在那里發(fā)生的事情。大西洋中脊和東太平洋中隆是生成幾百萬平方公里海底的中心。冰島是大西洋中脊暴露在海面之上的一個片段。它向人們提供了直接觀測板塊分離和海底擴張的機會(據(jù) Raymond Siever) 島?。何挥诤Q笾械幕⌒螎u嶼,如日本群島、琉球群島、菲律賓群島等,其成因與火山噴發(fā)有關(guān)。 海溝:位于

41、海底的一些長條形槽狀的溝,如馬里亞納海溝是地球表面的最低部位。 島弧和海溝常相伴隨出現(xiàn)。 深大斷裂:切穿地殼甚至整個巖石圈的巨大斷裂。 轉(zhuǎn)換斷層:發(fā)育于海底橫切大洋中脊的一種特殊斷層。二)巖石圈板塊的劃分 全球巖石圈劃分成六大板塊,即太平洋板塊、歐亞板塊、印度洋板塊、非洲板塊、美洲板塊和南極板塊。除太平洋板塊幾乎完全是海洋外,其余五大板塊既包括大塊陸地,又包括大片海洋。隨著研究工作的進(jìn)展,又有人進(jìn)一步在大板塊中劃分出許多小板塊。如美洲板塊分為北美和南美板塊,印度洋板塊分為印度和澳大利亞板塊,東太平洋單獨劃分一個板塊,歐亞板塊中分出東南亞板塊以及菲律賓、阿拉伯、土耳其、愛琴等小板塊。(三)板塊的

42、邊界及其類型1、拉張型邊界 又稱分離型邊界,主要以大洋中脊為代表。它是巖石圈板塊的生長場所,也是海底擴張的中心地帶。如大西洋中脊、東太平洋中隆等都屬于此種類型。2、擠壓型邊界 又稱匯聚型邊界或消亡帶。主要以島弧-海溝為代表。在西太平洋這種型式最為典型,如日本島弧-海溝、千島島弧-海溝、湯加島弧-海溝等。 也有另外一種型式,如在南美,一側(cè)為海溝,一側(cè)為安第斯山,叫做山弧-海溝型。 納茨卡板塊俯沖于西南美洲之下,形成了具有活躍的火山活動和地震的安第斯山脈、山脈西側(cè)的海溝(Graphic by Mark Tinker) 如果是兩個大陸板塊匯合相撞,則一側(cè)是高山,一側(cè)是地縫合線,叫做山弧-地縫合線型。

43、阿爾卑斯喜馬拉雅褶皺帶,特別是它的東段喜馬拉雅山脈北面的雅魯藏布江一帶,是典型的代表。 喜馬拉雅山脈與青藏高原。圖中被白色冰雪覆蓋部分為喜馬拉雅山脈,其左側(cè)為印度次大陸,右側(cè)為青藏高原(Image courtesy of NASA) 3、剪切型邊界 又稱平錯型邊界,這種邊界是巖石圈既不生長,也不消亡,只有剪切錯動的邊界,轉(zhuǎn)換斷層就屬于這種性質(zhì)的邊界。 大洋中脊被平推斷層錯開(兩個大黑箭頭表示運動方向,左旋),洋脊兩側(cè)海底持續(xù)擴張(如白箭頭所指方向),結(jié)果使斷層兩盤運動方向發(fā)生改變,(如小黑箭頭所示,右旋)而在洋脊以外地段斷層兩盤向同一方向運動。第五節(jié) 地殼的演變一、地質(zhì)年代 在內(nèi)外動力作用下,

44、地殼的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及外部形態(tài)經(jīng)常發(fā)生變化。一系列變化構(gòu)成的連續(xù)事件可以清晰地反映地殼演化的歷史。 通常以地質(zhì)年代表示這種演化的時間與順序,地質(zhì)年代可分為相對地質(zhì)年代和絕對地質(zhì)年代。 相對地質(zhì)年代(古生物地層法) 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(guān)系,標(biāo)準(zhǔn)古生物 化石與生物群體進(jìn)行對比,確定某個地層或事件的相對年代的方法稱相對地質(zhì)年代 (古生物地層法)。這個方法把地質(zhì)歷史分為隱生宙和 顯生宙兩大階段。 所謂地層是在地殼發(fā)展過程中形成的各種成層巖石的總稱,包括變質(zhì)的和火山成因的成層巖石在內(nèi)。從時代上講,地層有老有新,具有時間的概念,地層和巖層這兩個名詞相似,但巖層一般是泛

45、指各種成層巖石,而不具有時代的概念。 地層既然具有時代的概念,所以地層就有所謂上下或新老關(guān)系,這叫做地層層序,如果地層沒有受過擾動,愈處于下部的地層時代愈老,愈處于上部的地層時代愈新,叫做正常層位。這種上新下老的關(guān)系叫地層層序律。第三章 大氣和氣候第一節(jié) 大氣的組成和熱能 第二節(jié) 大氣水分和降水 第三節(jié) 大氣運動和天氣系統(tǒng) 第四節(jié) 氣候的形成 第五節(jié) 氣候變化第一節(jié) 大氣的組成和熱能1 大氣的成分 1.1專有名詞:干潔空氣 1.2大氣主要成分及作用 氮和氧 二氧化碳 臭氧 水汽 固、液體雜質(zhì)2 大氣的結(jié)構(gòu) 2.1 大氣質(zhì)量 2.2 大氣壓力 2.3大氣分層 2.4標(biāo)準(zhǔn)大氣 大氣壓力:1、定義、

46、單位 2空間氣壓場:低氣壓、高氣壓、低壓槽、高壓脊、鞍部 3、氣壓的垂直分布(1)隨高度上升的變化(2)受氣溫和氣壓條件影響在垂直方向上的變化:單位氣壓高度差、單位高度氣壓差 什么叫單位高度氣壓差(dp/ dz)和單位氣壓高度差( Gz ) ? 1、當(dāng)T一定時,P越大,則Gz越大 2、當(dāng)P 一定時, Gz與氣溫成反比,氣溫越高,氣壓隨高度的遞減慢 3、 dp/ dz是Gz的倒數(shù),Gz=3.42* P / T(注意:T=t+273)2.3大氣分層 2.3.1劃分方式 a、按分子組成 :均質(zhì)層和非均質(zhì)層 b、按大氣化學(xué)和物理性質(zhì):光化層和離子層 c、氣象學(xué)的劃分(按溫度和運動特征)2.3.2氣象學(xué)

47、的分層:五層、及其溫度和運動特征2.4標(biāo)準(zhǔn)大氣 2.4.1提出的原因: 大氣空間狀態(tài)的復(fù)雜,為研究大氣壓強、溫度、 密度等參數(shù)隨高度的分布,需要一個“參考大氣” 2.4.2標(biāo)準(zhǔn)大氣的條件(以下作為參考)a、是干潔空氣,且成分比例不隨高度變化; b、海平面氣壓為1013.25hpa,海平面空氣密度為1.225kg/m3 ; c、對流層頂高11km; d、對流層內(nèi)的氣溫直減率為0.65/100m,平流層內(nèi)氣溫直減率為0,且溫度恒為-56.5 。3 大氣的熱能3.1太陽輻射 3.1.1光譜組成(下一頁)3.1.2太陽輻射強度和太陽常數(shù) 3.1.3大氣對太陽輻射的削弱 a、吸收(氣體、波段) b、散射

48、(分子散射、米散射) c、反射 3、到達(dá)地面的太陽輻射(即總輻射) a、直接輻射(太陽高度角、大氣透明度) b、散射輻射 3.2太陽總輻射的日變化和年變化:3.1.4地面性質(zhì)與反射率 關(guān)于反射率:到達(dá)地面的總輻射的一部分被地面反射,這部分占輻射量的百分比稱反射率。受地面性質(zhì)影響有如下規(guī)律: 1、地表有覆被的反射率小于無覆被,如森林<沙漠 2、地表顏色越深,反射率越小,如森林<草地 3、地面越濕,反射率越小,如稻田<草地 4、太陽高度角越大,反射率越小 5、水面的反射率平均比大多數(shù)自然陸面小3.2大氣能量及其保溫效應(yīng) 3.2.1對太陽輻射的直接吸收(18) 太陽輻射不是大氣主要

49、的直接熱源 3.2.2對地面輻射的吸收(75-95) 大氣窗口:波長為8.5-12m 3.2.3潛熱輸送(水分蒸發(fā)釋放潛熱) 地氣間能量交換的主要方式 3.2.4感熱輸送 3.2.5大氣逆輻射和溫室效應(yīng) 地面長波輻射大氣逆輻射有效輻射 有效輻射越小,大氣對地面的保溫效果越好3.3地-氣系統(tǒng)的輻射平衡 3.3.1輻射平衡總輻射收入總輻射支出 南北緯30°附近是輻射差額的正負(fù)值轉(zhuǎn)折點 3.3.2輻射平衡的日變化和年變化4 氣溫 4.1氣溫的周期性變化 4.1.1氣溫的日變化與日較差 日較差與緯度、季節(jié)、地表性質(zhì)和天氣狀 況有密切關(guān)系 考慮:日較差在: 低緯度和高緯度;同一地點的夏季和冬季

50、; 陸地和海洋;山谷和山峰;凹地和高地;云多與晴空的差異 4.1.2氣溫的年變化與年較差(看下頁圖) 年較差與太陽輻射年變化、下墊面性質(zhì)、地形、高度關(guān)系緊密 4.2氣溫的水平分布(看下一頁圖) 4.2.1名詞:等溫線、水平溫度梯度 4.2.2規(guī)律 A、等溫線分布總趨勢大致與緯圈平行 B、在同緯度的海陸交接處等溫線發(fā)生彎曲 C、洋流對海面氣溫的分布有很大影響 D、近赤道5 ° 10°N有個熱赤道E、世界極端溫度南北半球出現(xiàn)的位置不同 4.2.3原因4.3氣溫的垂直分布(指對流層中)4.3.1氣溫直減率4.3.2逆溫:原因、類型第二節(jié) 大氣水分 和降水 1 大氣濕度 1.1濕度

51、概念及其表示方法 1.1.1水汽壓和飽和水汽壓 (e和E) a、 地面水汽壓一般是從赤道向兩極減少 b、水汽壓隨高度遞減 ez=e0*10-?z c、空氣中的水汽含量與溫度關(guān)系密切 1.1.2 絕對濕度和相對濕度 (a和f)A、絕對濕度 a=289*e/T(g/m3) 可見:絕對濕度受水汽壓和溫度的影響, 當(dāng)T16+273(K)時,a和e在數(shù)值上相等。而地面實際氣溫與氣溫相差不大,所以長可用e值代替a。只是單位不同。 B、相對濕度 f=e/E*100%(分析f 隨溫度的變化)c、露點溫度(Td)1.2濕度的變化與分布(主要描述相對濕度 f ) 1.2.1相對濕度的日變化規(guī)律: (沿海則相反)

52、f 最高值出現(xiàn)在日出之前,最低值在午后 1.2.2相對濕度的年變化規(guī)律:(隨距海遠(yuǎn)近和緯度高低不同) 距海越遠(yuǎn),f 越小,隨緯度先從低緯向中緯遞減再向高緯遞增(原因)2蒸發(fā)和凝結(jié)2.1蒸發(fā)及其影響因素 2.1.1影響因素:蒸發(fā)面溫度、性質(zhì)、性狀、空氣濕度、風(fēng) a、蒸發(fā)面溫度愈高,蒸發(fā)愈迅速(實質(zhì)是飽和差起作用) b、溶液濃度越大,蒸發(fā)越慢 C、空氣濕度越大,蒸發(fā)越弱 D、有風(fēng)時較無風(fēng)蒸發(fā)迅速 2.1.2蒸發(fā)量及其變化特征 a、蒸發(fā)量與蒸發(fā)力的區(qū)別 b、蒸發(fā)量的日變化: c、蒸發(fā)量的年變化 d、蒸發(fā)量的空間變化2.2凝結(jié)和凝結(jié)條件 條件: 1、空氣中水汽達(dá)到飽和與過飽和 (增加水汽或降溫) 大氣

53、降溫過程:絕熱冷卻、輻射冷卻、平流冷卻、混合冷卻 2、凝結(jié)核的兩個作用: a、對水汽吸附 b、形成較大的滴粒以便水汽凝結(jié) 3水汽的凝結(jié)現(xiàn)象 ? 3.1地表面的凝結(jié)現(xiàn)象 a、露和霜及形成條件 1比較:晴朗夜晚與多云夜晚;風(fēng)力大小 2初霜日、終霜日、霜期、無霜期(隨緯度、海拔高度、地形變化規(guī)律) b、霧凇和雨凇 3.2大氣中的凝結(jié)現(xiàn)象 a、霧與霾(mai)霧的類型及分布: 輻射霧、平流霧、蒸汽霧、上坡霧、鋒面霧 b、云 云的類型3.2.2云量 和全球云量帶分布(分析原因) a、赤道多云帶 b、緯度20o-30o少云帶 c、中高緯度多云帶 4大氣降水 4.1降水的形成:云滴增大為雨滴 降水;云滴增長過程: a、云滴凝結(jié)(凝華)增長: b、云滴的沖并增長4.2降水的類型 a、對流雨 b、地形雨與焚風(fēng)效應(yīng) c、鋒面雨 d、臺風(fēng)雨 4.3降水的時間變化 a、降水強度 b、降水的日變化 分為:大陸型(兩次)、海洋或海岸型(只有一次

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