自然地理學(xué) 第二章 地殼

第二章地殼?地殼的組成物質(zhì)〔1〕概念礦物是單個(gè)元素或假設(shè)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)成巖石的根本單元。一、化學(xué)成分與礦物克拉克值：16km厚度內(nèi)地殼中的63種化學(xué)元素的平均重量百分比稱為元素的豐度，也叫做克拉克值。主要元素：氧和硅兩元素共占地殼總重量的74％左右，鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂6元素共占24％上下，即八大元素的豐度共占98％，其他元素不超過(guò)2％。1、化學(xué)成分2、礦物〔3〕礦物的形態(tài)、光學(xué)性質(zhì)與力學(xué)性質(zhì)包括硬度、解理、斷口、彈性等。形態(tài)：?jiǎn)误w形態(tài)有一向的柱狀或針狀，兩向延伸的板狀和片狀，三向等長(zhǎng)的立方體、八面體等；集合體形態(tài)有纖維狀和毛發(fā)狀、鱗片狀、粒狀、塊狀。光學(xué)性質(zhì)：礦物光學(xué)性質(zhì)包括透明度、光澤、顏色和條痕。力學(xué)性質(zhì)：氣體升華，液體或熔融體直接結(jié)晶，膠體凝固，以及固體再結(jié)晶〔2〕礦物形成的方式3、主要造巖礦物與常見(jiàn)礦物硅酸鹽類和其他含氧鹽類是地殼的主要造巖礦物。鴛鴦礦雄黃雌黃長(zhǎng)石孔雀石拉長(zhǎng)

石藍(lán)寶石瑪瑙貓眼石石墨石英水晶我國(guó)現(xiàn)存最大的鉆石螢石祖母綠云母玉紫牙烏〔石榴石〕傳奇鉆石與蛇共舞元素氧硅鋁鐵鈣鈉鉀鎂結(jié)合成單質(zhì)或化合物礦物集合體巖石有用礦物在地殼中或地表富集到達(dá)工農(nóng)業(yè)利用要求礦產(chǎn)富集地段礦床存在于常見(jiàn)造巖礦物三大巖石三大礦床二、巖漿巖

超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖造巖礦物按照一定的結(jié)構(gòu)集合而成的地質(zhì)體。依據(jù)其成因可分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。1、巖石與巖漿2、巖漿巖的礦物組成巖石：巖漿：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、氧化物和局部揮發(fā)物。3、巖漿巖的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造產(chǎn)狀：巖漿噴出地表形成噴出巖，在地殼深處冷凝形成深成侵入巖，在淺層冷凝形成淺成侵入巖。依據(jù)巖體形狀與上覆巖層的關(guān)系，可以分為整合侵入體與不整合侵入體。結(jié)構(gòu)：分為玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、與斑狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造：塊狀構(gòu)造、斑雜構(gòu)造、流紋構(gòu)造、氣孔構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造綜合巖漿巖的礦物構(gòu)成分類與結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、產(chǎn)狀分類得出綜合的巖漿巖分類。

4、巖漿巖的主要類型三、沉積巖〔1〕沉積巖具有層理、富含次生礦物、有機(jī)質(zhì)，并有生物化石，層理是指沉積巖石的顏色、礦物成分、粒度、結(jié)構(gòu)等表現(xiàn)的成層性。〔2〕沉積巖具有碎屑結(jié)構(gòu)和非碎屑結(jié)構(gòu)之分。〔3〕沉積巖層面呈波狀起伏，或殘留波痕、雨痕、干裂、槽模、溝模等印模，或?qū)觾?nèi)出現(xiàn)鋸齒狀縫合線或結(jié)核，均屬沉積巖是由成層堆積于陸地或海洋中的碎屑、膠體和有機(jī)物等輸送沉積物固結(jié)而成的巖石。1、沉積巖的根本特征〔1〕碎屑巖類主要指母巖風(fēng)化碎屑經(jīng)搬運(yùn)再堆積后經(jīng)膠結(jié)而成的巖石。包括礫巖與角礫巖、砂巖、粉砂巖。〔2〕粘土巖類具有泥狀結(jié)構(gòu)，由粘土礦物及其他細(xì)粒物質(zhì)組成，硬度低。根據(jù)固結(jié)的好壞及是否具有層理分為泥巖、頁(yè)巖和粘土。〔3〕生物化學(xué)巖類由化學(xué)和生物化學(xué)形成物組成并主要見(jiàn)于海相或湖相沉積物，具顯晶或隱晶結(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，常見(jiàn)于單礦巖。包括硅質(zhì)巖、石灰?guī)r和白云巖等。2、沉積巖的主要類型四、變質(zhì)巖

1、變質(zhì)作用與變質(zhì)巖概念

經(jīng)過(guò)變質(zhì)作用形成的巖石。變質(zhì)巖既繼承了原巖的某些特點(diǎn)，也具有自己的特點(diǎn)。

變質(zhì)作用：固態(tài)原巖因溫度、壓力及化學(xué)活動(dòng)性流體的作用而導(dǎo)致礦物成分、化學(xué)結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的變化，統(tǒng)稱為變質(zhì)作用。控制變質(zhì)作用的主要因素：溫度、壓力、化學(xué)活動(dòng)性流體。變質(zhì)巖：2、變質(zhì)作用類型與常見(jiàn)變質(zhì)巖

〔1〕動(dòng)力變質(zhì)作用相應(yīng)的變質(zhì)巖有構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖等?！?〕接觸熱變質(zhì)作用代表性巖石為斑點(diǎn)板巖、角巖、大理巖、石英巖等。〔3〕接觸交代變質(zhì)作用代表性巖石為碳酸鹽與中、酸性巖漿交代形成的矽卡巖?！?〕區(qū)域變質(zhì)作用代表性巖石板巖、千枚巖、片巖、片麻巖、變粒巖、麻粒巖等。〔5〕混合巖化作用或超變質(zhì)作用高溫形成酸性熔體與變質(zhì)巖發(fā)生化學(xué)反響形成各種混合巖，如混合花崗巖。

巖漿巖

變質(zhì)巖----內(nèi)生礦床----多金屬礦----多分布在巖漿流動(dòng)頻繁地區(qū)

沉積巖----多分布在沉積盆地邊緣，湖盆，淺海等地區(qū)----外生礦床----石油、煤、鉀鹽、石膏等----變質(zhì)礦床石灰?guī)r：既是巖石，又是礦產(chǎn)質(zhì)大理巖變巖漿巖漿巖泠凝重融沉積巖化風(fēng)蝕侵運(yùn)搬積堆融重變質(zhì)巖變質(zhì)作用風(fēng)化侵蝕搬運(yùn)堆積融重用變質(zhì)作三大巖類關(guān)系?構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)構(gòu)造一、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)與根本方式〔1〕水平運(yùn)動(dòng)是地殼或巖石圈塊體沿大地水準(zhǔn)面切線方向的運(yùn)動(dòng)?！?〕垂直運(yùn)動(dòng)塊體的升降運(yùn)動(dòng)。1、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及其一般特點(diǎn)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要是地球內(nèi)動(dòng)力引起的各種地殼機(jī)械運(yùn)動(dòng)，能使地殼發(fā)生變位變形，形成各種地質(zhì)構(gòu)造，促進(jìn)巖漿活動(dòng)與變質(zhì)作用特點(diǎn)：構(gòu)造運(yùn)動(dòng)具有普遍性、永恒性、方向性、非均速性、幅度與規(guī)模差異性等一般特點(diǎn)。2、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的根本方式地殼的升降運(yùn)動(dòng)：喜馬拉雅山每年以18.2mm的速度上升二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與巖相、建造和地層接觸關(guān)系

沉積巖的巖相通常分為海相、陸相和過(guò)渡相三類。

1、巖相2、沉積建造

3、地層的接觸關(guān)系

〔1〕整合〔2〕假整合〔3〕不整合〔4〕侵入接觸〔5〕侵入體的沉積接觸指彼此有共生關(guān)系的地層或巖相的組合，或巖性大致相同的沉積物組合。

(1)地槽型建造(2)地臺(tái)型建造(3)過(guò)渡型建造

三、地質(zhì)構(gòu)造

概念：巖層或巖體經(jīng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而發(fā)生的變形與變位稱為地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的形跡。引起地質(zhì)構(gòu)造的力主要有壓應(yīng)力、張應(yīng)力和扭應(yīng)力。

巖層經(jīng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)變動(dòng)后層面與水平面形成夾角時(shí)即為傾斜構(gòu)造。傾斜構(gòu)造的產(chǎn)狀以走向、傾向和傾角三要素確定。案例：?jiǎn)蚊嫔健⒇i背嶺1、水平構(gòu)造水平巖層雖經(jīng)垂直運(yùn)動(dòng)而未發(fā)生褶皺，仍保持水平或近似水平產(chǎn)狀者，稱為水平構(gòu)造。案例：丹霞地貌2、傾斜構(gòu)造廣東仁化丹霞山我國(guó)的碧水丹山的武夷山、天水的麥積山、廣東仁化的丹霞山等都是丹霞地貌景觀。布萊斯谷國(guó)家公園（美）臺(tái)灣單面山褶曲的類型：根本類型包括兩種，一是背斜(上凸)，一種是向斜(下凹)。〔F〕(1)按軸面產(chǎn)狀分類：直立褶曲、傾斜褶曲、倒轉(zhuǎn)褶曲、平臥褶曲；(2)按樞紐的產(chǎn)狀分類：水平褶曲和傾伏褶曲 (3)按剖面形態(tài)分類：尖棱形、扇形、弧形、箱形等多種形態(tài)類型;(4)按褶曲的長(zhǎng)寬比分類：線狀褶曲、短軸褶曲、穹形褶曲、盆狀褶曲。3、褶皺構(gòu)造巖層在側(cè)向壓應(yīng)力作用下發(fā)生彎曲的現(xiàn)象稱為褶皺，其中的單個(gè)彎曲那么叫做褶曲。褶曲的形態(tài)要素和幾何要素：翼、軸面、核、樞紐、傾伏等。桂林象鼻山〔倒轉(zhuǎn)褶曲〕〔1〕概念：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)性遭到破壞的現(xiàn)象稱為斷裂。雖斷裂而破裂面兩側(cè)巖塊未發(fā)生明顯滑動(dòng)者叫做節(jié)理，破裂而又發(fā)生明顯位移的稱為斷層?！?〕斷層的構(gòu)成要素：斷層面、斷層線、斷層盤和斷距等?！?〕斷層的分類：按兩盤相對(duì)位移特點(diǎn)分類：正斷層、逆斷層；沖斷層、逆掩斷層、平移斷層、轉(zhuǎn)換斷層或樞紐斷層、垂直斷層；按產(chǎn)狀分類：階狀斷層、地壘、地塹、錯(cuò)動(dòng)帶〔4〕斷裂構(gòu)造成因：地震、褶皺、巖漿活動(dòng)4、斷裂構(gòu)造我國(guó)許多地方都可以看到明顯的節(jié)理和斷裂構(gòu)造，如雁蕩山、張家界、云南石林、武夷山等。雁蕩山路南石林

武夷山一線天節(jié)理大西洋兩岸陸地輪廓、動(dòng)物種屬、古生物化石、二疊系地層、加里東褶皺帶、二疊系冰川遺跡等的相似性一、板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)1915年，魏格納提出?！?〕根本觀點(diǎn)：中生代地球外表存在一個(gè)統(tǒng)一大陸即聯(lián)合古陸，侏羅紀(jì)后聯(lián)合古陸開(kāi)始分裂并各自漂移，逐漸形成現(xiàn)今的海陸分布格局〔七大洲、四大洋〕。〔2〕大陸漂移說(shuō)的依據(jù)：〔3〕驅(qū)動(dòng)力：地球自轉(zhuǎn)離心力、天體引潮力。1、大陸漂移學(xué)說(shuō)〔1〕根本要點(diǎn)20世紀(jì)30年代末，迪茨、赫斯提出。2、海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)古地磁測(cè)定結(jié)果說(shuō)明洋底地磁正反向磁極異常帶在大洋中脊兩側(cè)呈對(duì)稱分布；同位素定年法測(cè)定的地層倒轉(zhuǎn)年代說(shuō)明其年代也是從大洋中脊向兩側(cè)呈對(duì)稱變化的?！?〕海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)的依據(jù)④對(duì)流形態(tài)決定于地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)而與大陸位置無(wú)關(guān)⑤海底及其沉積物在對(duì)流會(huì)聚區(qū)下沉，一局部受擠壓，變質(zhì)而與大陸熔接，另一局部那么沉入軟流圈。⑥海底年齡僅有2－3億年，整個(gè)海底3－4億年即可更新一次。⑦地球體積根本恒定，海洋盆地面積也根本不變。20世紀(jì)60年代后期，摩根、麥肯齊、勒皮順〔1〕根本思路巖石圈并非渾然一體，它具有側(cè)向不均一性，被許多構(gòu)造活動(dòng)帶如大洋中脊、海溝、轉(zhuǎn)換斷層、地縫合線、大陸裂谷等分割成幾個(gè)不連續(xù)的獨(dú)立的塊體，這些塊體就是所說(shuō)的板塊?！?〕板塊邊界的類型①擴(kuò)張〔或增生〕型邊界②俯沖〔或會(huì)聚〕型邊界③轉(zhuǎn)換斷層〔或次生〕型邊界3、板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)全球巖石圈分為六大板塊。板塊漂浮在“軟流層〞之上，處于不斷運(yùn)動(dòng)之中。板塊內(nèi)部地殼比較穩(wěn)定板塊交界處消亡邊界〔碰撞〕生長(zhǎng)邊界〔張裂〕陸陸碰撞陸洋碰撞海溝、島弧海岸山脈褶皺山脈裂谷、海洋〔3〕板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)的內(nèi)容F六大板塊示意圖海溝大洋板塊俯沖示意圖褶皺山脈海溝大洋板塊俯沖示意圖島弧海岸山脈馬里亞那海溝東非大裂谷喜馬拉雅山脈二、槽臺(tái)說(shuō)與地洼說(shuō)

1、槽臺(tái)說(shuō)1〕根本論點(diǎn)：地殼運(yùn)動(dòng)主要受垂直運(yùn)動(dòng)控制，而水平運(yùn)動(dòng)那么是派生的或次要的。驅(qū)動(dòng)力主要是地球物質(zhì)的重力分異作用。物質(zhì)上升造成隆起，下降那么造成凹陷。2〕主要構(gòu)造單元：3〕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)具有強(qiáng)弱交替的周期性和階段性：4〕局限性極少涉及現(xiàn)代海洋的構(gòu)造和演變，地槽轉(zhuǎn)化為地臺(tái)說(shuō)不夠全面。地槽和地臺(tái)兩類，地臺(tái)是由地槽演化而來(lái)的。

周期性：穩(wěn)定期與活動(dòng)期階段性:加里東運(yùn)動(dòng)期、海西運(yùn)動(dòng)期、燕山運(yùn)動(dòng)期、喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)期等。

2、地洼說(shuō)

陳國(guó)達(dá)提出。

在地殼開(kāi)展的過(guò)程中，活動(dòng)區(qū)和穩(wěn)定區(qū)可以相互轉(zhuǎn)化，不僅地槽區(qū)可以轉(zhuǎn)化為地臺(tái)區(qū)，地臺(tái)區(qū)也可以轉(zhuǎn)化為地洼區(qū)，這種轉(zhuǎn)化絕不是簡(jiǎn)單的重復(fù)，而是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低級(jí)到高級(jí)的螺旋式開(kāi)展。地洼本身也不是地殼開(kāi)展的最后形式和階段，也可能轉(zhuǎn)化為更新的構(gòu)造單元。根本論點(diǎn)：全球地質(zhì)構(gòu)造的展布并非雜亂無(wú)章的，而是具有一定的方向和方位。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)和構(gòu)造體系。三、地質(zhì)力學(xué)學(xué)說(shuō)地質(zhì)學(xué)家李四光提出。根本觀點(diǎn)：1〕裂隙式噴發(fā)形成地貌在海底形成：洋脊和洋盆；在陸上形成：玄武巖高原。二、地震地震是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的一種特殊形式，即大地的快速震動(dòng)。1、地震的構(gòu)成要素〔F〕震源——地震時(shí)，地下巖石最先開(kāi)始破裂的部位；震中——震源在地面上的垂直投影位置；體波——從震源發(fā)出的地震波在地球內(nèi)部傳播的稱為體波，分橫波和縱波。震級(jí)——地震釋放能量大小的表示。目前最大地震不超過(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，通常分為12級(jí)。世界地震區(qū)呈帶狀分布并與板塊邊界非常一致。板塊之間相互作用是引起地震的主要因素。2、地震的分布：處于環(huán)太平洋帶和地中?！柴R拉雅帶之間，地震較多。臺(tái)灣省是我國(guó)地震最多地方。我國(guó)地震分布：〔1〕環(huán)太平洋地震活動(dòng)帶；〔2〕地中?！柴R拉雅帶；〔3〕大洋中脊帶；〔4〕東非裂谷帶。世界主要地震帶：?地殼的演變一、地質(zhì)年代地質(zhì)年代是表示地殼的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及外部形態(tài)開(kāi)展演化的時(shí)間與順序的。有相對(duì)年代和絕對(duì)年代之分。指依據(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)行比照，確定某個(gè)地層或事件相對(duì)年代的方法。1、相對(duì)年代法或古生物地層法依據(jù)該方法劃分的地質(zhì)年代：宙、代、紀(jì)、世；相應(yīng)的地層單位：宇、界、系、統(tǒng)。地球物質(zhì)年齡：早于地球的年齡；地球形成年齡：約為50×108－70×108年；地殼形成年齡：46×108年；現(xiàn)有最古老巖石年齡：30×108－40×108年；最早的生物化石年齡：30×108年。2、絕對(duì)年代法同位素年齡測(cè)定方法。通過(guò)礦物或巖石的放射性元素的測(cè)定，依據(jù)放射性元素蛻變規(guī)律計(jì)算其絕對(duì)年齡，即距今天的年數(shù)。3、與地球演變有關(guān)的幾種地質(zhì)年齡