地質(zhì)作用-內(nèi)力作用2003教材

教學目的

掌握地質(zhì)作用的概念、各種地質(zhì)作用

教學重點

各種地質(zhì)作用

教學難點

地殼運動第二章地質(zhì)作用?第一節(jié)地質(zhì)作用的基本概念?第二節(jié)內(nèi)力地質(zhì)作用?第三節(jié)外力地質(zhì)作用第二章地質(zhì)作用地質(zhì)作用：凡是由自然動力所引起的地殼物質(zhì)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外部形態(tài)發(fā)生變化和發(fā)展的過程稱為地質(zhì)作用。

地質(zhì)作用一方面不停息地破壞著地殼中已有的礦物、巖石、地質(zhì)構(gòu)造和地表形態(tài)，另一方面又不斷地形成新的礦物、巖石、地質(zhì)構(gòu)造和地表形態(tài)。各種地質(zhì)作用既有破壞性，又有建設(shè)性，在破壞中進行新的建設(shè)，在建設(shè)中又同時遭到破壞。第1節(jié)

地質(zhì)作用的基本概念地質(zhì)作用需要能量，按照能源來源的不同，把地質(zhì)作用的能分為內(nèi)能和外能。地球的內(nèi)能主要包括：地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能，放射性元素蛻變釋放的熱能，地球內(nèi)部不同密度和不同重量物質(zhì)重新分配而產(chǎn)生的重力能，以及地球內(nèi)部物質(zhì)進行化學反應(yīng)釋放的化學能等。地球的外能最重要的是：太陽的輻射能，還有日、月的引力能，地表物質(zhì)在重力作用下所引起的重力能，以及隕星墜落產(chǎn)生的能等。根據(jù)地質(zhì)作用的能源不同，地質(zhì)作用分為兩大類：

內(nèi)力地質(zhì)作用外力地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用：主要由地球旋轉(zhuǎn)、重力、放射性元素蛻變及結(jié)晶相變、化學性質(zhì)活潑的流體等在地球內(nèi)部產(chǎn)生的動力，促使地殼或巖石圈的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造及外部形態(tài)發(fā)生變化的過程。內(nèi)力地質(zhì)作用按其活動方式,可劃分為地殼運動、地震作用、巖漿作用和變質(zhì)作用。第2節(jié)內(nèi)力地質(zhì)作用1）地殼運動

從空間上看：地殼的任何一處都處于運動中；除少數(shù)如火山噴發(fā)、地震等劇烈運動外，其他地殼運動都是十分緩慢發(fā)生的，而不為人們直接察覺。

從時間上看：從古至今地殼時刻不停地運動著。在地殼的巖石中，無論是古代的，還是新生的，無不打上地殼運動的烙印。

地殼運動（或稱構(gòu)造運動）又可劃分：升降運動

水平運動特點：1.地殼運動具有普遍性和長期性，地殼形成以來，每時每刻都在運動，但運動強度在時間、空間上均不平衡，地殼運動的各種形跡可以保存在地層中2.地殼運動具有方向性，分為垂直運動、水平運動（1）升降運動（垂直運動）是組成地殼的物質(zhì)沿地球半徑方向上的上升和下降交替運動?！遣焕账埂艔R它主要引起地表海洋陸地的變化、地勢高低的改變、巖體的垂直位移以及層狀巖層中大型的平緩彎曲的形成等。（2）水平運動水平運動是組成地殼的物質(zhì)沿著地球表面方向（地球的切線方向)的運動?！按箨戯h移說”

這種運動使地殼受到擠壓、拉伸或平移甚至旋轉(zhuǎn)，致使地殼巖層產(chǎn)生彎曲或斷裂，在地形上形成山脈或盆地。（3）地殼運動的速度與幅度

地殼運動的速度有快有慢并且快慢也是互相交替的。地殼運動的幅度也是有大有小、交替發(fā)生的。確定地殼運動的方法（在地質(zhì)歷史時期）

在地質(zhì)歷史時期的地殼運動無法直接觀察，只能根據(jù)地殼運動所留下的各種遺跡進行研究，常用的方法有以下幾種：

（1）巖相分析法：A.巖相：是指巖石的沉積特征及古生物特征的總和。a.橫向相變：橫向上的相變反映了同一時期不同地區(qū)的自然地理條件的差異：陸相→濱海相→淺海相礫巖砂巖→濱海砂巖→石灰?guī)rb.縱向相變縱向即垂直巖層剖面方向上，縱向上的相變反映了同一地區(qū)不同時間的自然地理環(huán)境的改變，其改變（環(huán)境）是地殼運動的結(jié)果。B海侵層位和海退層位：

a.海侵：地殼下降，海水侵漫大地。由海侵時期形成的巖層—海侵層位

b.海退：地殼上升，海水退出陸地—海退。由海退時期形成的巖層—海退層位。地殼的上升與下降往往是交替出現(xiàn)的一套海侵層位和一套海退層位說明本區(qū)曾經(jīng)歷了一次下降和一次上升的完整的地殼運動。巖性在剖面上有規(guī)律的交替現(xiàn)象—旋回結(jié)構(gòu)。(2)厚度分析法巖相分析可以得出地殼升降的定律結(jié)論，而厚度分析可以得出升降運動的定量結(jié)論。(3)巖層接觸關(guān)系分析法：a.整合接觸關(guān)系：新老兩套地層彼此平行接觸,它們之間是連續(xù)沉積，沒有沉積間斷。b.假整合（平行不整合）：新老兩套地層彼此平行，但它們之間并不是連續(xù)沉積，曾有過或長或短的沉積間斷，因此地層有缺失。c.不整合（角度不整合或斜交不整合）：新老兩套地層有一定交角，其間有地層缺失，有明顯的侵蝕面。不整合和假整合反映了當時所發(fā)生的地殼運動，它們是劃分地層的重要依據(jù)。垂直運動又叫升降運動，是地殼或巖石圈組成物質(zhì)沿地球半徑方向的上升或下降運動，主要造成地殼大規(guī)模的隆起或坳陷，引起地勢高低變化、海陸變遷、巖體垂直位移及層狀巖層大型的平緩彎曲，因此又叫造陸運動。垂直運動垂直運動表現(xiàn)形式——地表升降意大利那不勒斯塞拉比斯古廟：

3根12米高大理石柱（1749年考古發(fā)掘）6.3－12米：柱面不光滑風化嚴重3.6－6.3米：柱面為海生動物蛀蝕0－3.6米：柱面光滑水平運動是地殼或巖石圈沿地球切線方向的運動。它使地殼受到擠壓、拉伸、平移，甚至旋轉(zhuǎn)扭動，產(chǎn)生褶皺和斷裂，在地表形成山脈或盆地，因此又叫造山運動。大陸漂移與板塊運動，就是地殼水平運動的客觀反映。水平運動美國加里福尼亞的圣安德烈斯斷層帶是現(xiàn)代水平運動的典型例子，從1882年至1946年的65年中，對此斷層帶進行了4次定時定點測量，發(fā)現(xiàn)斷層每年以1cm的速度向北西方向移動。近年美國使用軌道衛(wèi)星和激光束測定，發(fā)現(xiàn)該斷層兩盤每年以8.9cm的速度靠攏。地殼運動的速度有快有慢、快慢交替，既有水平運動也有升降運動。例如在地震前后會明顯加快：1973年2月四川甘孜的7.9級地震，使鮮水河斷裂帶再次活動，形成一條長50Km、寬1.5m的地裂縫帶。又如喜馬拉雅山自開始抬升以來，經(jīng)歷了千萬年的上升，已成為世界最高的山脈，現(xiàn)在仍在緩慢上升。從地殼發(fā)展史看，地殼運動總趨勢是水平運動為主，垂直運動是派生的。地殼運動的速度1）地殼運動的幅度：有大有小、大小交替。2）運動的幅度與方向、時間有關(guān)：例如長期上升或一直下降，或者水平運動長期沿同一方向運動，則運動幅度就大，反之則小。3）地殼運動幅度的確定：主要依靠沉積厚度推測，它是下降幅度的標志。上升幅度的確定較為困難，只能依據(jù)鄰區(qū)沉積厚度來粗略推測。地殼運動的幅度地震是一種快速、短暫、突發(fā)的構(gòu)造運動。是地殼運動或構(gòu)造運動的一種特殊形式。2）地震作用1976年7月28日，河北省唐山、豐南一帶發(fā)生7.8級強烈地震。唐山市河北礦冶學院圖書館，三層高的閱覽室，系裝配式純框架結(jié)構(gòu)，西頭倒毀、東頭框架幸存。（為唐山地震重點保護遺跡之一。）1、震源：是地球內(nèi)發(fā)生地震的地方。震源深度：震源垂直向上到地表的距離是震源深度。地震發(fā)生在70公里以內(nèi)的稱為淺源地震；70－300公里為中源地震；300公里以上為深源地震。目前有記錄的最深震源達720公里（1）地震術(shù)語2、震中：震源上方正對著的地面稱為震中。震中及其附近的地方稱為震中區(qū)，也稱極震區(qū)。震中到地面上任一點的距離叫震中距離（簡稱震中距）。震中距在100公里以內(nèi)的稱為地方震；在1000公里以內(nèi)稱為近震；大于1000公里稱為遠震。震源是地下發(fā)生地震的地方，是能量積聚的地方。它不是一個點而是具有一定的范圍。其在地表的垂直投影為震中。3、地震波：地震時，在地球內(nèi)部出現(xiàn)的彈性波叫作地震波。地震波主要包含縱波和橫波，以及面波。1）縱波（P波）振動方向與傳播方向一致的波。來自地下的縱波引起地面上下顛簸振動。振幅小、周期短、速度快、破壞小。2）橫波（S波）振動方向與傳播方向垂直的波。來自地下的橫波能引起地面的水平晃動。橫波能造成建筑物破壞。振幅大、周期長、速度較快、破壞性大。3）面波（L波）是縱波吸收輻射到地表激發(fā)出沿地面?zhèn)鞑サ牟?。振幅最大、周期最長、速度最慢，但破壞性最強。由于縱波在地球內(nèi)部傳播速度大于橫波，所以地震時，縱波總是先到達地表，而橫波總落后一步，面波最后到達。1地震烈度：指地震對地面和建筑物的破壞程度。我國將其劃分為12度。小于3度——震感弱，只有儀器能記錄到；3～5度——有震感，睡覺的人驚醒，吊燈擺動，無破壞6度——器物傾倒，房屋有輕微破壞；(2)地震強度7～8度——房屋嚴重破壞，地面裂縫，人畜大量傷亡。9～10度——房倒屋塌，地面破壞嚴重；11～12度——毀滅性的破壞，房屋普遍倒塌，山崩地裂2.震級：指地震能量大小的等級。震源釋放出來的波能越大，震級越大。震級＜1級超微震；

1級≤震級＜3級弱震或微震；

3級≤震級＜4.5級有感地震；

4.5級≤震級＜6級中強地震；

6級≤震級＜7級強震；

7級≤震級＜8級大地震；震級≥8級巨大地震按照地震的不同成因，我們可以把地震劃分為五類：1.構(gòu)造地震：構(gòu)造地震發(fā)生的原因，是地下巖層受地應(yīng)力的作用，當所受的地應(yīng)力太大，巖層不能承受時，就會發(fā)生突然、快速破裂或錯動，巖層破裂或錯動時會激發(fā)出一種向四周傳播地地震波，當?shù)卣鸩▊鞯降乇頃r，就會引起地面的震動。世界上85%－90%的地震以及所有造成重大災(zāi)害的地震都屬于構(gòu)造地震。2.火山地震：由于火山爆發(fā)引起的地震。3.水庫地震：由于水庫蓄水、放水引起庫區(qū)發(fā)生地震。4.陷落地震：由于地層陷落引起的地震。5.人工地震：由于核爆炸、開炮等人為活動引起的地震。（3）地震類型太陽系的行星按其特點分為哪幾類？太陽系行星的分類：按物理、化學性質(zhì)分為兩大類：a.類地行星：包括水星、金星、地球、火星。它們距太陽近，體積和質(zhì)量小，平均密度大，自轉(zhuǎn)速度慢，公轉(zhuǎn)周期短，衛(wèi)星少或無，具固體外殼，中心有鐵核，金屬元素含量高。

b.類木行星：包括木星、土星、天王星、海王星，它們距太陽遠，體積和質(zhì)量大，密度小，自轉(zhuǎn)速度快，公轉(zhuǎn)周期長，衛(wèi)星較多，物質(zhì)成分以輕元素為主。與煤礦生產(chǎn)關(guān)系較大的物理性質(zhì)有哪幾種？簡單敘述之。與煤礦生產(chǎn)工作關(guān)系較大的物理性質(zhì)有密度、地壓、磁性、重力、放射性、電性、彈性等。1地球的密度

地球內(nèi)部的密度隨深度的增加而逐漸增大，至地心達到最大值。但增加是非均勻的，在2900km、5120km等幾個深度有明顯的突變。這種變化反映了地球內(nèi)部物質(zhì)成分和狀態(tài)的差異，表明地球內(nèi)部存在著幾個密度有顯著不同的物質(zhì)層。2地壓

地壓是指地球內(nèi)部的壓力，主要是靜壓力。它是由上覆巖石的重量引起的，且隨著深度增加而逐漸增大。

此外，地壓還包括由地殼運動引起的地應(yīng)力。它通常以水平力為主，隨深度增加有加大的趨勢。

3重力由于地殼的物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)各處不同，使得引力和離心力發(fā)生變化，造成實測重力值與正常重力值有所差異，這種現(xiàn)象叫重力異常。在密度較大物質(zhì)分布區(qū)，常表現(xiàn)為重力正異常，在密度較小物質(zhì)的分布區(qū)，常表現(xiàn)為負異常。重力勘探就是依據(jù)這一原理，來尋找地下埋藏的礦產(chǎn)資源。4地熱地熱是指地球內(nèi)部的熱量。地熱主要來自兩方面，一是太陽的輻射熱，二是地球內(nèi)部的熱能。有地表向深部，地溫的特征有所不同，可分為三個層本別為，變溫層、恒溫層和增溫層。5地磁地球具有磁性，在地球周圍形成地磁場，把地磁場看成是一個均勻的磁化球體產(chǎn)生的磁場，這種磁場稱為正常磁場。實際磁場大于正常磁場者，稱做正磁異常；實際磁場小于正常磁場者，稱作負磁異常。磁法勘探就是重要的地球物理勘探方法之一。6放射性

放射性元素在地球內(nèi)部到處都是，可以利用放射性異常測井查找放射性礦物。7電性

地球具有電性，例如發(fā)電廠以大地作為回路。實測電場值與正常值出現(xiàn)偏差為電異常?？梢岳秒姺碧絹磉M行勘查礦物。8彈性

地球具有彈性，表現(xiàn)在能傳播地震波，因為地震波是彈性波，利用巖石的彈性，借助人工激發(fā)彈性波，可以勘查礦產(chǎn)及地質(zhì)構(gòu)造。上節(jié)回復1地球的圈層構(gòu)造以地表為界，分為（）和（）。外圈層包括（）、（）和（）；內(nèi)圈層包括（）、（）和（）。2根據(jù)大氣成分和物理性質(zhì)的不同，大氣圈自下而上分為（）、（）、（）、（）和（）。對流層的溫度隨高度的增加而（）；平流層的最顯著的特點是氣流以（）運動為主。3地球內(nèi)部有兩個波速變化最明顯的界面，其中第一個界面是（），第二個界面是（）；第一個界面深度很不一致，在（）較深，在（）較淺，最淺不足5km。根據(jù)這兩個界面把地球內(nèi)部分為三大圈層，即（)、（）和（）。4根據(jù)地質(zhì)作用的能源不同，把地質(zhì)作用分為（）和（）。5從地殼發(fā)展史看，地殼運動總趨勢是以（）運動為主，（）運動時派生的。1976年7月28日,河北省唐山、豐南一帶發(fā)生了7.8級強烈地震（4）地震危害唐山市機車車輛廠震后概貌1999年9月21日凌晨1時47分，臺灣省南投縣集集發(fā)生7.6級大地震，震源深度10公里左右。該區(qū)有許多活斷層，開始是“雙冬斷層”發(fā)生活動，同時牽動相鄰的車籠埔斷層的大規(guī)?；瑒?，導致斷層沿岸地區(qū)的災(zāi)難性破壞，大部分地段被夷為平地。死亡2329人，傷8722人，失蹤39人，倒塌各種建筑9909棟，嚴重破壞7575棟，受災(zāi)人口250萬，災(zāi)民32萬，財產(chǎn)損失92億美元。1999年9月21日凌晨1時47分，臺灣省南投縣集集發(fā)生7.6級大地震，震源深度10公里左右。該區(qū)有許多活斷層，開始是“雙冬斷層”發(fā)生活動，同時牽動相鄰的車籠埔斷層的大規(guī)?；瑒?，導致斷層沿岸地區(qū)的災(zāi)難性破壞，大部分地段被夷為平地。死亡2329人，傷8722人，失蹤39人，倒塌各種建筑9909棟，嚴重破壞7575棟，受災(zāi)人口250萬，災(zāi)民32萬，財產(chǎn)損失92億美元。地震造成建筑物破裂，道路堵塞，并引發(fā)滑坡，使多數(shù)房屋倒塌全球用地震儀測出的地震，每年約500萬次，其中有感地震5萬次，破壞性嚴重的一般8級以上的特大地震要隔若干年才發(fā)生一次。1、世界地震帶分布

主要劃分為四個地震帶：1）環(huán)太平洋地震帶從南美洲南端起沿南北美洲西海岸，通過阿留申群島，經(jīng)日本、我國臺灣、菲律賓到新西蘭，主要是環(huán)太平洋的島弧及海溝地帶。地震頻繁，淺、中、深源地震均有，約占全球地震總數(shù)的80％。（5）世界及我國的地震帶的分布2）地中?！∧岬卣饚髌鹌咸蜒?、西班牙和北非海岸，經(jīng)地中海、高加索、喜馬拉雅山至印尼與環(huán)太平洋地震帶匯合，亦稱歐亞地震帶。以淺源地震為主，約占全球地震總數(shù)的15％3）大洋中脊地震帶沿大西洋、太平洋、印度洋的洋中脊分布，地震活動相對較弱。4）大陸裂谷地震帶包括東非裂谷（地塹）、紅海、亞丁灣、死海裂谷系、萊茵地塹等大斷裂，均為淺源地震。2.我國地震帶分布一般劃分為五個主要的地震帶1）東南沿海及臺灣地震帶屬環(huán)太平洋地震帶，以臺灣最為頻繁2）郯城－廬江地震帶北起東北、經(jīng)沈陽、營口過渤海，南經(jīng)郯城、廬江達黃海地區(qū)，是我國東部強震帶。3）華北地震帶西起寶雞，向東經(jīng)山西達燕山西部，是華北地區(qū)內(nèi)部破裂帶發(fā)育的強震帶。4）南北向地震帶北起賀蘭山、六盤山、越秦嶺、過甘肅、經(jīng)四川盆地西緣達滇東地區(qū)，活動頻繁，是一規(guī)模巨大的強震帶。5）西藏－滇西地震帶屬歐亞地震帶。（1）基本概念1.巖漿：是地下深部天然形成的，富含揮發(fā)分、金屬元素，具有高溫高壓粘稠的硅酸鹽熔融體。2.巖漿作用：巖漿在上升運移中與圍巖相互作用，不斷改變自身化學成分和物理狀態(tài)，最后在一定溫度、壓力條件下冷凝固結(jié)成巖漿巖。這種巖漿的形成、活動直至冷凝成巖的過程稱為巖漿作用。3.巖漿的類型:按SiO2含量劃分為四種類型：超基性巖漿<45%；基性巖漿45~52%；中性巖漿52~65%；酸性巖漿>65%3）巖漿作用（2）巖漿作用的類型：巖漿作用分為噴出作用和侵入作用。

1.噴出作用：巖漿從地殼薄弱處溢出或噴出地表并冷凝成巖石的過程叫噴出作用（火山作用）。有兩種類型：1）裂隙式噴發(fā)巖漿沿地殼裂隙，較平靜地溢出地表，常為基性巖漿。2）中心式噴發(fā)巖漿沿近于圓筒形通道噴出地表?；鹕接谢鹕酵ǖ?、火山口、火山錐構(gòu)成。又分為三種：①猛烈式噴發(fā)：常為酸性巖漿。其粘性大，氣體不流暢，直到壓力足夠大時才爆炸式噴發(fā)。②寧靜式噴發(fā)：常為基性巖漿。其粘性小，流動性大，氣體流暢，阻力小。③中間式噴發(fā)：常為中性巖漿。其特點介于上述兩者之間。（2）巖漿作用的類型：3）火山噴出物包括氣態(tài)物質(zhì)、液態(tài)物質(zhì)和固態(tài)物質(zhì)三種。①氣態(tài)物質(zhì)。主要是水蒸氣，約60-90%。②液態(tài)物質(zhì)?；鹕絿姵龅囊簯B(tài)物質(zhì)主要是熔漿，它與巖漿的區(qū)別在于已經(jīng)失去了大量氣體揮發(fā)物質(zhì)。③固體物質(zhì)。來源有兩個方面：一是火山口和火山通道周圍的巖石被炸碎后拋射出來；而是噴到空氣中的熔漿冷凝后形成的固體。2.侵入作用巖漿由深部向上運移，在到達地表之前，由于溫度和壓力不斷下降，活動能力逐漸減小，最終停留在地殼內(nèi)的某一深度，冷凝形成固態(tài)的巖漿巖，這種過程成為巖漿的侵入作用。侵入作用：巖漿上升運移到地殼中的活動過程。侵入體：由侵入作用形成的巖體。根據(jù)巖漿侵入的環(huán)境，可分為兩種類型：1）深成侵入作用是指距地表3km以下的巖漿活動。（1）巖基：一種規(guī)模巨大的深成侵入體，出露面積大于100km2，多由酸性巖組成，常見者為花崗巖體，形狀為不規(guī)則的橢圓形，長軸方向與山脈走向一致。（2）巖株：一種規(guī)模較小的深成侵入體，平面形狀近似圓形，出露面積小于100km2，向下呈柱狀延深。2）淺成侵入作用是指距地表0—3km范圍內(nèi)的巖漿侵入活動。（1）巖盤和巖盆巖漿沿斷裂上升侵入到巖層中，冷凝成一個上凸下平的透鏡狀侵入體—巖盤（巖蓋），其規(guī)模不大。若中央凹下，四周高起—巖盆，規(guī)模較大。（2）巖床：巖漿順巖層層面侵入而形成的板狀侵入體。地球上已經(jīng)形成的巖石（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖），隨著地殼的不斷演化，其所處的地質(zhì)環(huán)境也在不斷改變，為了適應(yīng)新的地質(zhì)環(huán)境和物理化學條件的變化，它們的礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造都將發(fā)生一系列的改變。由地球內(nèi)力作用促使巖石發(fā)生礦物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生變化的作用稱為變質(zhì)作用。4）變質(zhì)作用1.溫度溫度是引起巖石變質(zhì)作用的主要因素。溫度的作用主要表現(xiàn)在以下兩個方面：（1）在化學成分不變條件下，產(chǎn)生重結(jié)晶作用。（2）促使礦物成分之間發(fā)生化學反應(yīng)，產(chǎn)生新的高溫變質(zhì)礦物。2.壓力包括靜壓力和定向壓力的作用。靜壓力使原巖石的體積縮小、密度加大；在溫度的配合下，可形成新的礦物。定向壓力主要使巖石變形、破碎，使礦物定向排列。變質(zhì)作用的因素（1）靜壓力：由上覆巖層重力引起的，它可使礦物成分重新組合，在溫度不變的情況下，它將產(chǎn)生體積??；比重大的新礦物。（2）定向壓力：是具有方向性的壓力，它伴隨構(gòu)造運動和巖漿活動而產(chǎn)生，它可使巖石中的柱狀及片狀礦物在垂直壓力方向上作定向排列，致使巖石的構(gòu)造發(fā)生變化，形成變質(zhì)巖所特有的片狀構(gòu)造和片麻狀構(gòu)造。