自然地理學(xué)-第二章 地殼(伍光和).ppt

1、,第二章地 殼,地殼的定義：地球硬表面以下到莫霍面之間由各類(lèi)巖石構(gòu)成的殼層。 地殼厚度及差異：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.,第一節(jié)、地殼的物質(zhì)組成,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，還有300多種同位素 2 ，地殼的主要構(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(duì)來(lái)自世界各地的5159個(gè)巖石樣品首次測(cè)定16Km 厚度內(nèi)地殼中63種化學(xué)元素的平均重量百分比，即元素的豐度。 所獲數(shù)據(jù)后來(lái)被稱(chēng)為克拉克值。,3、礦物 定義：礦物是單個(gè)

2、元素或若干元素在一定地質(zhì)條件下形成的具有特定理化性質(zhì)的化合物，是構(gòu)成巖石或地殼的基本單元。 4、主要造巖礦物及常見(jiàn)礦物 主要礦物：石英，鉀長(zhǎng)石，斜長(zhǎng)石，云母，輝石，橄欖石，角閃石。（七種） 常見(jiàn)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。,二 巖漿巖： 巖石定義：造巖礦物按一定結(jié)構(gòu)集合而成的地質(zhì)體 巖石分類(lèi)：巖漿巖，沉積巖，變質(zhì)巖 巖漿主要成份：巖漿是來(lái)自上地幔的高溫熔融狀物質(zhì)，主要成分為硅酸鹽，金屬硫化物，氧化物，部分揮發(fā)物。,(一)巖漿巖的礦物組成: 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

3、為輝石、鈣斜長(zhǎng)石等。 3、中性巖 SiO2含量52%65%，主要礦物為角閃石和長(zhǎng)石。 4、酸性巖 SiO2含量65%以上，多鉀、鈉而少鐵、鎂。,(二)巖漿巖的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造 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。,(三)巖漿巖類(lèi)型 依據(jù)化學(xué)成分與礦物成分，巖漿巖可分為酸性、中性、基性和超基性巖四類(lèi)；依據(jù)其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與產(chǎn)狀又可分為深成巖、淺成巖和噴出巖三類(lèi)。其綜合分類(lèi)見(jiàn)P33表2-2。 巖漿巖構(gòu)造: 塊狀構(gòu)造 斑雜構(gòu)造 流紋構(gòu)造 氣孔構(gòu)造 杏仁構(gòu)造,沉積巖 1，定義：

4、由堆積于海洋或陸地中的碎屑，膠體和有機(jī)物質(zhì)等疏松沉積物固結(jié)而成的巖石。 2， 特征： 有層理，富含次生礦物，有機(jī)質(zhì)，并有生物化石。 具有碎屑結(jié)構(gòu) 巖層波狀起伏 3，沉積巖主要類(lèi)型： 碎屑巖類(lèi)；粘土巖類(lèi)；生物化學(xué)巖類(lèi)。,4，沉積物類(lèi)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: 地殼中原有的巖石，由于經(jīng)受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)或地殼內(nèi)的熱流變化等內(nèi)動(dòng)力的影響，使其礦物成分和結(jié)構(gòu)，構(gòu)造發(fā)生不同程度的變化，統(tǒng)稱(chēng)為變質(zhì)作用。由變質(zhì)作用形成的巖石稱(chēng)為變質(zhì)巖。,變質(zhì)作用類(lèi)型與常見(jiàn)變質(zhì)巖 1、動(dòng)力變質(zhì)作用 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的定向壓力使原

5、巖碎裂、變形及一定程度的重結(jié)晶，稱(chēng)為動(dòng)力變質(zhì)。 相應(yīng)的變質(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(diǎn)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)與熱液與圍巖的交代作用； 碳酸巖、矽卡巖。,4、區(qū)域變質(zhì)作用 區(qū)域性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的深廣范圍的變質(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。,第二節(jié) 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)構(gòu)造,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及其基本方式： 1、定義： 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要是地球內(nèi)動(dòng)力引起的地殼機(jī)械運(yùn)動(dòng) 。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使地殼發(fā)生變位或變形，形成各種地質(zhì)構(gòu)造，促進(jìn)巖漿活動(dòng)與變質(zhì)作用。 2、特

6、點(diǎn)： 普遍性、永恒性、方向性、非勻速性、幅度與規(guī)模差異性 3 、基本方式 ： 水平運(yùn)動(dòng) 地殼或巖石圈塊體沿大地水準(zhǔn)面切線方向的運(yùn)動(dòng)。 相鄰塊體因水平運(yùn)動(dòng)而相互分離、分裂或相向匯聚，或側(cè)向錯(cuò)位。,垂直運(yùn)動(dòng) 塊體的升降運(yùn)動(dòng)。 地殼因上升運(yùn)動(dòng)而隆起形成山地與高原，因下降運(yùn)動(dòng)而坳陷形成盆地與平原。 二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與巖相、建造和地層接觸關(guān)系 從地層的巖性、巖相、厚度與接觸關(guān)系上，都可發(fā)現(xiàn)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的痕跡。沉積巖的組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與化石特點(diǎn)也能綜合反映地層的巖相古地理情況。 （一）巖相 沉積巖巖相通常分為海相、陸相和過(guò)渡相三大類(lèi)。 海相：深海相，淺海相； 陸相：河流相，湖泊相，沼澤相，濱海相。,地殼上升時(shí)：海

7、相 陸相；沉積物粒級(jí)增大，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)系的地層或巖相的組合，或巖性大致相同的沉積物組合，就是沉積建造。一個(gè)沉積建造相當(dāng)于大地構(gòu)造旋回的一定階段。 1、地槽型建造 主要由海相地層組成的、厚度很大，無(wú)沉積間斷或僅有極短間斷、產(chǎn)生于強(qiáng)烈構(gòu)造下降區(qū)的建造。,2、地臺(tái)型建造 以陸相碎屑沉積為主，厚度不大，未受強(qiáng)烈構(gòu)造變動(dòng)，地殼升降幅度均較小的地臺(tái)上的建造。 3、過(guò)渡型建造 兼有地槽型與地臺(tái)型建造的特征但以碎屑巖占優(yōu)勢(shì)、陸相沉積與瀉湖相沉積分布廣泛，海相沉積只見(jiàn)于剖面下部。 （三）地層的接觸關(guān)系 分為整合、假整合與不整合三類(lèi)。 1、整合

8、： 指相鄰新老地層產(chǎn)狀一致且相互平行，時(shí)代連續(xù)，沒(méi)有沉積間斷，表明兩種地層是在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)持續(xù)下降或上升而未中斷沉積的情況下形成的。,2、假整合 又稱(chēng)平行不整合，指兩相鄰地層產(chǎn)狀平行但時(shí)代不連續(xù)。表明曾發(fā)生上升運(yùn)動(dòng)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(chēng)角度不整合，指上下兩地層概不一致，時(shí)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 指侵入體與圍巖的接觸關(guān)系。侵入體邊緣有捕虜體，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(dòng)或構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在后，即圍巖老而侵入體新。,5、侵入體的沉積接觸 指后期沉積

9、巖覆于前期侵入體所形成的剝蝕面之上的接觸關(guān)系。表明侵入體形成后曾因構(gòu)造上升而遭受剝蝕，而后下沉堆積了上覆新地層，上覆地層年輕而侵入體老。,4，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的環(huán)境后果：滄海桑田之變 3億年前喜馬拉雅山還是浩瀚的古地中海的一部分，4 000萬(wàn)年前開(kāi)始隆升時(shí)年平均速度不過(guò)005 cm，而1862-1932年間，上升速度增為182cma。20世紀(jì)的最后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。 2005年最新測(cè)量記錄：8844.43m,二，地質(zhì)構(gòu)造 定義： 巖層或巖體經(jīng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而發(fā)生的 變形與變位，是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的形跡 。 形式： 水平構(gòu)造:水平巖層雖經(jīng)垂直運(yùn)動(dòng)而未

10、發(fā)生褶皺，仍保持水平或近似水平產(chǎn)狀者； 傾斜構(gòu)造:巖層經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)后層面與水平面成夾角時(shí)，即為傾斜構(gòu)造； 褶皺構(gòu)造:巖層在側(cè)向壓應(yīng)力作用下發(fā)生彎曲； 斷裂構(gòu)造 :巖石因所受應(yīng)力強(qiáng)度超過(guò)自身強(qiáng)度而發(fā)生破裂，使巖層連續(xù)性遭到破壞。,褶皺構(gòu)造（湖北大冶鐵山）,背斜和向斜構(gòu)造在平面和剖面上特征,褶皺要素,斷裂構(gòu)造： 巖石因所受應(yīng)力強(qiáng)度超過(guò)自身強(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(dòng)者稱(chēng)節(jié)理，破裂而又發(fā)生明顯位移的則稱(chēng)斷層。 斷層由斷裂面、斷層線、斷層盤(pán)和斷距等要素組成。 斷層面：巖層或巖體發(fā)生斷裂時(shí)的破裂面； 斷層線：斷層面與地面的交線； 斷層盤(pán)：斷層面兩側(cè)的巖塊；其中位于傾斜斷面之上者為

11、上盤(pán)，位于傾斜斷面之下者為下盤(pán)。 斷距：兩盤(pán)相對(duì)位移的距離。,斷層,節(jié)理,按照兩盤(pán)相對(duì)位移的特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)： 正斷層：上盤(pán)相對(duì)下降的斷層； 逆斷層：上盤(pán)相對(duì)上升的斷層，其中斷面傾角大于40為沖斷層，小于25為逆掩斷層。 平移斷層：指沿?cái)鄬幼呦蚣此椒较蛏习l(fā)生位移的是平移斷層。 若干斷層常常構(gòu)成巨大的斷裂帶，其中斷層的組合形式非常復(fù)雜。,第三節(jié) 大地構(gòu)造學(xué)說(shuō),一、板塊構(gòu)造學(xué) （一）大陸漂移: 1915年，魏格納(AWegener)提出，認(rèn)為漂移動(dòng)力是地球自轉(zhuǎn)離心力與日月引潮力。 (二)海底擴(kuò)張說(shuō) : 20世紀(jì)30年代的海底考察發(fā)現(xiàn): 海洋雖歷史悠久，海底卻很年輕。海底僅有23億年，而整個(gè)海底34億

12、年更新一次。,海底擴(kuò)張說(shuō)要點(diǎn)： 1、年速度為1厘米的地幔物質(zhì)對(duì)流是地殼運(yùn)動(dòng)的最主要?jiǎng)恿Γ?2、對(duì)流發(fā)生在軟流圈內(nèi)，對(duì)流產(chǎn)生的拽力并不作用于地殼底部而是作用于70100公里的巖石層底部； 3、海底為對(duì)流循環(huán)頂端。對(duì)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(duì)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；,地幔對(duì)流,5、海底及其沉積物在對(duì)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(gè)海底34億年即可更新一次； 7、地球體積基本恒定，海洋盆地面積也基本上不變。,(三)板塊構(gòu)造說(shuō) ： 地表巖石圈并非渾然一體，而是

13、由被諸如大洋中脊、島弧、海溝、深大斷裂等構(gòu)造活動(dòng)帶所割裂的幾個(gè)不連續(xù)的獨(dú)立單元，即板塊構(gòu)成的。幾大板塊的相互作用是大地構(gòu)造活動(dòng)的基本原因。 認(rèn)為板塊的邊界有三種類(lèi)型：,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,全球板塊構(gòu)造圖,1）、擴(kuò)張型邊界： 是新地殼增生的地方，噴出物多為玄武巖；以張應(yīng)力產(chǎn)生的正斷層為主；地震震源較淺，烈度也不大； 2）、俯沖（或匯聚）型邊界 兩個(gè)板塊匯聚、消減的地方：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,板塊相撞,二、槽臺(tái)說(shuō) 與地洼說(shuō) 地槽區(qū)是地殼活動(dòng)強(qiáng)烈的地帶，在地表呈長(zhǎng)條狀分布，升降速度快，幅度大，接受巨厚的沉積并有

14、復(fù)雜的巖相變化，褶皺強(qiáng)烈 地臺(tái)區(qū)是地殼較穩(wěn)定的區(qū)域，升降速度和幅度較小，構(gòu)造變動(dòng)和巖漿活動(dòng)也較弱。 三、地質(zhì)力學(xué)學(xué)說(shuō),地質(zhì)力學(xué)的主要觀點(diǎn)： 1)、全球地質(zhì)構(gòu)造的展布并非雜亂無(wú)章，而是具有一定的方向與方位。在地殼運(yùn)動(dòng)的一定動(dòng)力方式的作用下，必將形成相應(yīng)形式的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)與構(gòu)造體系； 2）、構(gòu)造體系是指“許多不同形態(tài)、不同性質(zhì)、不同等級(jí)和不同次序，但具有成生聯(lián)系的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)要素所組成的構(gòu)造帶以及它們之間所夾的巖塊或地塊組合而成的總體”。,3）、三種構(gòu)造體系 緯向構(gòu)造體系；經(jīng)向構(gòu)造體系；扭動(dòng)構(gòu)造體系。 4）、地球自轉(zhuǎn)及其角速度的變化所引起的地殼水平運(yùn)動(dòng)是推動(dòng)地殼構(gòu)造變動(dòng)的主導(dǎo)因素。,第四節(jié) 內(nèi)動(dòng)力作用下

15、的地表環(huán)境演化,一，構(gòu)造形跡變化 1、水平構(gòu)造 巖層雖經(jīng)垂直運(yùn)動(dòng)而未發(fā)生褶皺，仍保持水平或近似水平層狀者，如未受切割的高原面，平原面，平頂山，方山 2、傾斜構(gòu)造 巖層層面結(jié)構(gòu)經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)的與水平面成夾角，褶曲，斷層，或不均勻升降均可造成傾斜 3、褶皺構(gòu)造 巖層在側(cè)向壓應(yīng)力作用下發(fā)生彎曲。 4、斷裂構(gòu)造 巖層在受壓應(yīng)力強(qiáng)度超過(guò)自身強(qiáng)度發(fā)生破裂。,二，大陸漂移 : 中生代地球表層曾有一個(gè)統(tǒng)一大陸即聯(lián)合古陸 侏羅紀(jì)后轱轆開(kāi)始了分裂并各自漂移，逐漸形成今日海陸格局。 中生代：距今2.30.7億年。 三，火山與地震 火山：巖漿巖地表破裂帶噴出地表是地球內(nèi)部物質(zhì)與能量的一種快速猛烈的釋放形式 地震：當(dāng)?shù)厍蚓?/p>

16、集的應(yīng)力超過(guò)巖層或巖體所能承受的限度時(shí)，就會(huì)使地殼發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)，同時(shí)急劇地釋放出所積聚的能量，并以彈性波的形式向四周傳播，引起地表的震動(dòng)。 地震多發(fā)在700公里深度以?xún)?nèi)。,夏威夷火山公園,1、幾個(gè)概念： 震源地下巖石最先破裂的部位。 淺源地震深約70公里以?xún)?nèi) ，中源地震（70300公里）和深源地震（300700公里深）。 震中震源在地面上的垂直投影位置 地震波體波，面波，橫波，縱波。 震級(jí)地震釋放能量的大小。 常采用美國(guó)里克特（C. F. Richter）提出的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)劃分 ，最大不超過(guò)8.9里氏級(jí)。 地震烈度地震對(duì)地面的影響和破壞程度。烈度通常分為12級(jí) 主要地震帶：環(huán)太平洋地震帶；地中海-

17、喜馬拉雅帶；大洋中脊帶；東非裂谷帶。,2、主要地震帶 （1） 環(huán)太平洋地震活動(dòng)帶 （2）地中海喜馬拉雅帶 （3）大洋中脊帶 （4）東非裂谷帶,第五節(jié) 地殼的演變,一、地質(zhì)年代 （一） 相對(duì)年代法或古生物地層法 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(duì)比，確定某個(gè)地層或事件的相對(duì)年代。 （二）絕對(duì)年代法 即同位素年齡測(cè)定法。通過(guò)礦物或巖石的放射性同位素的測(cè)定，并依據(jù)放射性元素蛻變規(guī)律計(jì)算其絕對(duì)年齡。,（三）與地球演變有關(guān)的幾種地質(zhì)年齡 （1）地殼的年齡46億年 格陵蘭的阿爾曹庫(kù)正片麻巖39.81.7億年,通過(guò)鉛、鍶等同位素蛻變規(guī)律計(jì)算,地殼約為46億年. （2）最早的生物化石年齡超過(guò)30億年 南非的似藍(lán)藻化石32億33億年、澳大利亞的桿狀細(xì)菌微化石30億31億年。 （3）地球形成的年齡約50億70億年。,二、地殼演化簡(jiǎn)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)展初期。太古代最古老而且歷時(shí)最長(zhǎng)。陸地灼熱而荒涼。 元古代