自然地理學(xué)地殼市公開課獲獎?wù)n件

1、第二章地 殼地殼定義：地球硬表面下列到莫霍面之間由各類巖石構(gòu)成殼層。地殼厚度及差別：大陸上平均厚度為35km，大洋下平均為5km。但山系地帶厚度較大，如喜馬拉雅6570km. 第1頁第1頁第一節(jié)、地殼物質(zhì)構(gòu)成化學(xué)成份與礦物1，自然界元素構(gòu)成：108種已知化學(xué)元素中，自然界存在92種，尚有300各種同位素2 ，地殼主要構(gòu)成元素：O;Si占74% ；Al、Fe 、Ca、Na、 K、 Mg占24% ；1924年，F(xiàn).W.克拉克對來自世界各地5159個巖石樣品初次測定16Km 厚度內(nèi)地殼中63種化學(xué)元素平均重量百分比，即元素豐度。 所獲數(shù)據(jù)以后被稱為克拉克值。第2頁第2頁3、礦物 定義：礦物是單個元素

2、或若干元素在一定地質(zhì)條件下形成含有特定理化性質(zhì)化合物，是構(gòu)成巖石或地殼基本單元。4、主要造巖礦物及常見礦物主要礦物：石英，鉀長石，斜長石，云母，輝石，橄欖石，角閃石。（七種）常見礦物：石墨C，黃鐵礦，黃銅礦，方鉛礦，赤鐵礦，磁鐵礦，硬石膏，石膏，磷灰石。第3頁第3頁二 巖漿巖：巖石定義：造巖礦物按一定結(jié)構(gòu)集合而成地質(zhì)體巖石分類：巖漿巖，沉積巖，變質(zhì)巖巖漿主要成份：巖漿是來自上地幔高溫熔融狀物質(zhì)，主要成份為硅酸鹽，金屬硫化物，氧化物，部分揮發(fā)物。 第4頁第4頁(一)巖漿巖礦物構(gòu)成:1、超基性巖SiO2含量小于45%，多鐵、鎂而少鉀、鈉。2、基性巖SiO2含量為45%52%，主要礦物為輝石、鈣斜長

3、石等。3、中性巖SiO2含量52%65%，主要礦物為角閃石和長石。4、酸性巖SiO2含量65%以上，多鉀、鈉而少鐵、鎂。第5頁第5頁(二)巖漿巖產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)當(dāng)巖漿侵入地殼便成為侵入巖 深成侵入巖 淺成侵入巖其產(chǎn)狀：整合侵入體：巖盆、巖蓋、巖床、巖鞍等； 不整合侵入體：巖株、巖榴、巖脈等。噴出地表即成為火山巖或噴出巖。第6頁第6頁(三)巖漿巖類型依據(jù)化學(xué)成份與礦物成份，巖漿巖可分為酸性、中性、基性和超基性巖四類；依據(jù)其結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與產(chǎn)狀又可分為深成巖、淺成巖和噴出巖三類。其綜合分類見P33表2-2。巖漿巖結(jié)構(gòu):塊狀結(jié)構(gòu)斑雜結(jié)構(gòu)流紋結(jié)構(gòu)氣孔結(jié)構(gòu)杏仁結(jié)構(gòu)第7頁第7頁沉積巖 1，定義：由堆積于海洋或

4、陸地中碎屑，膠體和有機(jī)物質(zhì)等疏松沉積物固結(jié)而成巖石。 2， 特性： 有層理，富含次生礦物，有機(jī)質(zhì)，并有生物化石。 含有碎屑結(jié)構(gòu) 巖層波狀起伏3，沉積巖主要類型：碎屑巖類；粘土巖類；生物化學(xué)巖類。第8頁第8頁4，沉積物類型： 碎屑沉積物礫，砂，粉砂，粘土。 化學(xué)沉積物氧化物，硅酸鹽，碳酸鹽，硫酸鹽，鹵化物。 有機(jī)沉積物泥炭，珊瑚礁等。變質(zhì)巖: 地殼中原有巖石，因為經(jīng)受結(jié)構(gòu)運動、巖漿活動或地殼內(nèi)熱流改變等內(nèi)動力影響，使其礦物成份和結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度改變，統(tǒng)稱為變質(zhì)作用。由變質(zhì)作用形成巖石稱為變質(zhì)巖。 第9頁第9頁變質(zhì)作用類型與常見變質(zhì)巖1、動力變質(zhì)作用結(jié)構(gòu)運動引起定向壓力使原巖碎裂、變形及一定

5、程度重結(jié)晶，稱為動力變質(zhì)。相應(yīng)變質(zhì)巖：角礫巖、碎裂巖、糜棱巖等。2、接觸熱變質(zhì)作用侵入體與圍巖接觸帶；巖石：斑點板巖、角巖、大理巖、石英巖。3、接觸交代變質(zhì)作用：揮發(fā)性物質(zhì)與熱液與圍巖交代作用；碳酸巖、矽卡巖。 第10頁第10頁4、區(qū)域變質(zhì)作用區(qū)域性結(jié)構(gòu)運動造成深廣范圍變質(zhì)作用；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)作用代表性巖石：混合花崗巖。 第11頁第11頁第二節(jié) 結(jié)構(gòu)運動與地質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)運動及其基本方式：1、定義：結(jié)構(gòu)運動主要是地球內(nèi)動力引起地殼機(jī)械運動 。結(jié)構(gòu)運動使地殼發(fā)生變位或變形，形成各種地質(zhì)結(jié)構(gòu)，增進(jìn)巖漿活動與變質(zhì)作用。2、特點：普遍性、永恒性、方向性、

6、非勻速性、幅度與規(guī)模差別性3 、基本方式 ： 水平運動 地殼或巖石圈塊體沿大地水準(zhǔn)面切線方向運動。 相鄰塊體因水平運動而互相分離、分裂或相向匯聚，或側(cè)向錯位。第12頁第12頁 垂直運動 塊體升降運動。地殼因上升運動而隆起形成山地與高原，因下降運動而坳陷形成盆地與平原。二、結(jié)構(gòu)運動與巖相、建造和地層接觸關(guān)系從地層巖性、巖相、厚度與接觸關(guān)系上，都可發(fā)覺結(jié)構(gòu)運動痕跡。沉積巖組分、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與化石特點也能綜合反應(yīng)地層巖相古地理情況。（一）巖相沉積巖巖相通常分為海相、陸相和過渡相三大類。海相：深海相，淺海相；陸相：河流相，湖泊相，沼澤相，濱海相。 第13頁第13頁地殼上升時：海相 陸相；沉積物粒級增大，

7、厚度變小，形成海退層序。地殼下沉?xí)r：形成海侵層序。（二）沉積建造彼此有共生關(guān)系地層或巖相組合，或巖性大體相同沉積物組合，就是沉積建造。一個沉積建造相稱于大地結(jié)構(gòu)旋回一定階段。1、地槽型建造主要由海相地層構(gòu)成、厚度很大，無沉積間斷或僅有極短間斷、產(chǎn)生于強(qiáng)烈結(jié)構(gòu)下降區(qū)建造。第14頁第14頁2、地臺型建造以陸相碎屑沉積為主，厚度不大，未受強(qiáng)烈結(jié)構(gòu)變動，地殼升降幅度均較小地臺上建造。3、過渡型建造兼有地槽型與地臺型建造特性但以碎屑巖占優(yōu)勢、陸相沉積與瀉湖相沉積分布廣泛，海相沉積只見于剖面下部。（三）地層接觸關(guān)系分為整合、假整合與不整合三類。1、整合：指相鄰新老地層產(chǎn)狀一致且互相平行，時代連續(xù)，沒有沉積

8、間斷，表明兩種地層是在結(jié)構(gòu)運動連續(xù)下降或上升而未中斷沉積情況下形成。第15頁第15頁2、假整合又稱平行不整合，指兩相鄰地層產(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。3、不整合又稱角度不整合，指上下兩地層概不一致，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。4、侵入接觸指侵入體與圍巖接觸關(guān)系。侵入體邊沿有捕虜體，接觸帶界面不規(guī)則，圍巖有變質(zhì)現(xiàn)象，表明圍巖形成在先，巖漿活動或結(jié)構(gòu)運動在后，即圍巖老而侵入體新。第16頁第16頁5、侵入體沉積接觸指后期沉積巖覆于前期侵入體所形成剝蝕面之上接觸關(guān)系。表明侵

9、入體形成后曾因結(jié)構(gòu)上升而遭受剝蝕，而后下沉堆積了上覆新地層，上覆地層年輕而侵入體老。第17頁第17頁4，結(jié)構(gòu)運動環(huán)境后果：滄海桑田之變 3億年前喜馬拉雅山還是浩瀚古地中海一部分，4 000萬年前開始隆升時年平均速度但是005 cm，而1862-1932年間，上升速度增為182cma。20世紀(jì)最后30年，其上升速度又增到5 cma以上。以至世界最高峰珠穆朗瑪峰海拔8 84813m。 最新測量統(tǒng)計：8844.43m第18頁第18頁二，地質(zhì)結(jié)構(gòu)定義：巖層或巖體經(jīng)結(jié)構(gòu)運動而發(fā)生 變形與變位，是結(jié)構(gòu)運動形跡 。形式：水平結(jié)構(gòu):水平巖層雖經(jīng)垂直運動而未發(fā)生褶皺，仍保持水平或近似水平產(chǎn)狀者；傾斜結(jié)構(gòu):巖層經(jīng)

10、結(jié)構(gòu)變動后層面與水平面成夾角時，即為傾斜結(jié)構(gòu)；褶皺結(jié)構(gòu):巖層在側(cè)向壓應(yīng)力作用下發(fā)生彎曲；斷裂結(jié)構(gòu) :巖石因所受應(yīng)力強(qiáng)度超出本身強(qiáng)度而發(fā)生破裂，使巖層連續(xù)性遭到破壞。第19頁第19頁第20頁第20頁第21頁第21頁褶皺結(jié)構(gòu)（湖北大冶鐵山） 第22頁第22頁背斜和向斜結(jié)構(gòu)在平面和剖面上特性 第23頁第23頁褶皺要素 第24頁第24頁斷裂結(jié)構(gòu)： 巖石因所受應(yīng)力強(qiáng)度超出本身強(qiáng)度而發(fā)生破裂。如雖破裂而破裂面兩側(cè)巖塊未發(fā)生明顯滑動者稱節(jié)理，破裂而又發(fā)生明顯位移則稱斷層。斷層由斷裂面、斷層線、斷層盤和斷距等要素構(gòu)成。斷層面：巖層或巖體發(fā)生斷裂時破裂面；斷層線：斷層面與地面交線；斷層盤：斷層面兩側(cè)巖塊；其中位

11、于傾斜斷面之上者為上盤，位于傾斜斷面之下者為下盤。斷距：兩盤相對位移距離。第25頁第25頁斷層節(jié)理第26頁第26頁第27頁第27頁按照兩盤相對位移特點進(jìn)行分類：正斷層：上盤相對下降斷層； 逆斷層：上盤相對上升斷層，其中斷面傾角不小于40為沖斷層，小于25為逆掩斷層。平移斷層：指沿斷層走向即水平方向上發(fā)生位移是平移斷層。若干斷層經(jīng)常構(gòu)成巨大斷裂帶，其中斷層組合形式非常復(fù)雜。第28頁第28頁第三節(jié) 大地結(jié)構(gòu)學(xué)說一、板塊結(jié)構(gòu)學(xué) （一）大陸漂移: 19，魏格納(AWegener)提出，認(rèn)為漂移動力是地球自轉(zhuǎn)離心力與日月引潮力。(二)海底擴(kuò)張說 : 20世紀(jì)30年代海底考察發(fā)覺: 海洋雖歷史悠久，海底卻

12、很年輕。海底僅有23億年，而整個海底34億年更新一次。第29頁第29頁海底擴(kuò)張說要點：1、年速度為1厘米地幔物質(zhì)對流是地殼運動最主要動力；2、對流發(fā)生在軟流圈內(nèi)，對流產(chǎn)生拽力并不作用于地殼底部而是作用于70100公里巖石層底部；3、海底為對流循環(huán)頂端。對流由發(fā)生區(qū)向外擴(kuò)張，并在數(shù)千公里外匯聚流入地下；4、對流形態(tài)決定于地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)，大陸處于壓應(yīng)力作用下，而海洋處于張應(yīng)力作用下； 第30頁第30頁地幔對流第31頁第31頁5、海底及其沉積物在對流匯聚區(qū)下沉，一部分受擠壓變質(zhì)而與大陸熔接，另一部分則沉入軟流層；6、海底年齡僅有23億年，整個海底34億年即可更新一次；7、地球體積基本恒定，海洋盆地面積

13、也基本上不變。 第32頁第32頁(三)板塊結(jié)構(gòu)說 ： 地表巖石圈并非渾然一體，而是由被諸如大洋中脊、島弧、海溝、深大斷裂等結(jié)構(gòu)活動帶所割裂幾種不連續(xù)獨立單元，即板塊構(gòu)成。幾大板塊互相作用是大地結(jié)構(gòu)活動基本原因。認(rèn)為板塊邊界有三種類型： 第33頁第33頁太平洋板塊 印度洋板塊亞歐板塊 非洲板塊美洲板塊 南極洲板塊 全球板塊結(jié)構(gòu)圖第34頁第34頁1）、擴(kuò)張型邊界：是新地殼增生地方，噴出物多為玄武巖；以張應(yīng)力產(chǎn)生正斷層為主；地震震源較淺，烈度也不大；2）、俯沖（或匯聚）型邊界兩個板塊匯聚、消減地方：島弧海溝型邊界；地縫合線型邊界。3）、轉(zhuǎn)換斷層（或次生）型邊界第35頁第35頁板塊相撞第36頁第36頁

14、二、槽臺說 與地洼說地槽區(qū)是地殼活動強(qiáng)烈地帶，在地表呈長條狀分布，升降速度快，幅度大，接受巨厚沉積并有復(fù)雜巖相改變，褶皺強(qiáng)烈 地臺區(qū)是地殼較穩(wěn)定區(qū)域，升降速度和幅度較小，結(jié)構(gòu)變動和巖漿活動也較弱。三、地質(zhì)力學(xué)學(xué)說 第37頁第37頁地質(zhì)力學(xué)主要觀點：1)、全球地質(zhì)結(jié)構(gòu)展布并非雜亂無章，而是含有一定方向與方位。在地殼運動一定動力方式作用下，必將形成對應(yīng)形式結(jié)構(gòu)應(yīng)力場與結(jié)構(gòu)體系；2）、結(jié)構(gòu)體系是指“許多不同形態(tài)、不同性質(zhì)、不同等級和不同次序，但含有成生聯(lián)絡(luò)各項結(jié)構(gòu)要素所組成結(jié)構(gòu)帶以及它們之間所夾巖塊或地塊組合而成總體”。第38頁第38頁3）、三種結(jié)構(gòu)體系緯向結(jié)構(gòu)體系；經(jīng)向結(jié)構(gòu)體系；扭動結(jié)構(gòu)體系。4）

15、、地球自轉(zhuǎn)及其角速度改變所引起地殼水平運動是推動地殼結(jié)構(gòu)變動主導(dǎo)原因。第39頁第39頁第四節(jié) 內(nèi)動力作用下地表環(huán)境演化一，結(jié)構(gòu)形跡改變1、水平結(jié)構(gòu)巖層雖經(jīng)垂直運動而未發(fā)生褶皺，仍保持水平或近似水平層狀者，如未受切割高原面，平原面，平頂山，方山2、傾斜結(jié)構(gòu)巖層層面結(jié)構(gòu)經(jīng)結(jié)構(gòu)變動與水平面成夾角，褶曲，斷層，或不均勻升降均可造成傾斜3、褶皺結(jié)構(gòu)巖層在側(cè)向壓應(yīng)力作用下發(fā)生彎曲。4、斷裂結(jié)構(gòu)巖層在受壓應(yīng)力強(qiáng)度超出本身強(qiáng)度發(fā)生破裂。第40頁第40頁二，大陸漂移 : 中生代地球表層曾有一個統(tǒng)一大陸即聯(lián)合古陸 侏羅紀(jì)后轱轆開始了分裂并各自漂移，逐步形成今日海陸格局。中生代：距今2.30.7億年。三，火山與地震

16、火山：巖漿巖地表破裂帶噴出地表是地球內(nèi)部物質(zhì)與能量一個快速猛烈釋放形式地震：當(dāng)?shù)厍騾R集應(yīng)力超出巖層或巖體所能承受程度時，就會使地殼發(fā)生斷裂、錯動，同時急劇地釋放出所積聚能量，并以彈性波形式向四周傳播，引起地表震動。 地震多發(fā)在700公里深度以內(nèi)。第41頁第41頁夏威夷火山公園第42頁第42頁第43頁第43頁第44頁第44頁1、幾種概念：震源地下巖石最先破裂部位。淺源地震深約70公里以內(nèi) ，中源地震（70300公里）和深源地震（300700公里深）。 震中震源在地面上垂直投影位置 地震波體波，面波，橫波，縱波。震級地震釋放能量大小。 常采用美國里克特（C. F. Richter）提出原則來劃分

17、，最大不超出8.9里氏級。地震烈度地震對地面影響和破壞程度。烈度通常分為12級 主要地震帶：環(huán)太平洋地震帶；地中海-喜馬拉雅帶；大洋中脊帶；東非裂谷帶。第45頁第45頁2、主要地震帶（1） 環(huán)太平洋地震活動帶（2）地中海喜馬拉雅帶（3）大洋中脊帶（4）東非裂谷帶第46頁第46頁第五節(jié) 地殼演變一、地質(zhì)年代（一） 相對年代法或古生物地層法 依據(jù)地層下老上新沉積順序，地層剖面中整合與不整合關(guān)系，原則古生物化石與生物群體進(jìn)行對比，擬定某個地層或事件相對年代。（二）絕對年代法 即同位素年齡測定法。通過礦物或巖石放射性同位素測定，并依據(jù)放射性元素蛻變規(guī)律計算其絕對年齡。第47頁第47頁第48頁第48頁（三）與地球演變相關(guān)幾種地質(zhì)年齡（1）地殼年齡46億年 格陵蘭阿爾曹庫正片麻巖39.81.7億年,通過鉛、鍶等同位素蛻變規(guī)律計算,地殼約為46億年.（2）最早生物化石年齡超出30億年 南非似藍(lán)藻化石32億33億年、澳大利亞桿狀細(xì)菌微化石30億31億年。（3）地球形成年齡約50億70億年。 第49頁第49頁二、地殼演化簡史：太古代：原始地殼，原始大氣圈，水圈，沉積圈和生物發(fā)生發(fā)展早期。太古代最古老并且歷時最長。陸地灼熱而荒涼。 元古代（625億年）陸殼逐步變