環(huán)境地質(zhì)學(xué)教案

第1章總論

一、環(huán)境地質(zhì)學(xué)研究的對(duì)象、內(nèi)容、發(fā)展歷史與研究方法

環(huán)境地質(zhì)學(xué)屬地球科學(xué)，是應(yīng)用地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)原理，合理利用地質(zhì)資源.改善人類生

存環(huán)境的一門學(xué)科，是一門介于地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)與環(huán)境科學(xué)之間的科學(xué)。

人類生存于地球上.生命活動(dòng)及生活發(fā)展與地球關(guān)系至為密切，地球科學(xué)是研究地球發(fā)

展變化自然規(guī)律與人類生存發(fā)展活動(dòng)相關(guān)的科學(xué)。

地球是幾個(gè)圈層組成的開放體系：大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈及地幔、地核等。各

圈層結(jié)構(gòu)、活動(dòng)規(guī)律與效應(yīng)各有特征，但亦互為動(dòng)力，彼此制約，是不能截然分開的相關(guān)體

系。例如地?；顒?dòng)影響到海陸分布與變化，氣候的差異又影響到生物及人類的生活。人類社

會(huì)的發(fā)展對(duì)大氣圈、水圈、生物圈以及巖石圈也形成巨大影響，當(dāng)代的地球科學(xué)研究反映著

開放體系以及圈層的相互影響。

人類生存依賴自然界。

地質(zhì)學(xué)研究地球的上部層，即地殼（及上地幔），研究組成地殼的物質(zhì)，地殼的地質(zhì)構(gòu)造

以及地球的歷史。環(huán)境地質(zhì)學(xué)是應(yīng)用地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)（自然地理學(xué)與人文地理學(xué)）的原理，從

地質(zhì)演變過程，分析地質(zhì)環(huán)境、合理利用地質(zhì)資源、防治地質(zhì)災(zāi)害，使人類有一適宜的可持

續(xù)發(fā)展的生存環(huán)境。

環(huán)境地質(zhì)學(xué)是20世紀(jì)60年代才發(fā)展起來的年輕學(xué)科，但環(huán)境地質(zhì)思想出現(xiàn)得很早，我

國古代就用礦物作為治病的藥物，明代李時(shí)珍已將礦物藥物歸納為253種，其個(gè)就有赤鐵礦、

磁鐵礦、黃鐵礦、雄黃、滑石、蛇紋石、明磯石、鐘乳石、芒硝、硼砂等等。在醫(yī)書《素問?異

法方宜論》中，研究了地質(zhì)地理環(huán)境、礦物與人類健康的關(guān)系。書中指出，各地的地理環(huán)境、

地形水文、氣候條件的不同，各地居民有著不同的生活習(xí)慣和不同的健康狀況。中國古代許

多治理山河的工程，例如開鑿大運(yùn)河，修筑長城，興建錢塘江大海堤等，都涉及到環(huán)境地質(zhì)。

我國50年代以來，大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、資源開發(fā)工作中，也有許多涉及環(huán)境地質(zhì)的領(lǐng)域。

例如，黃河治理所興建的一系列水利工程，黃土高原水土流失的治理，長江三峽大壩工程的

許多前期研究，“南水北調(diào)”工程的各種勘測研究，以及各種地下水資源的開發(fā)，地震、滑

坡、泥石流等自然災(zāi)害的防治等等。可以說50年代以天，我國資源開發(fā)與建設(shè)工作中，進(jìn)

行了大量有關(guān)環(huán)境地質(zhì)的工作，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)及理論材料。但當(dāng)時(shí)還沒有環(huán)境地質(zhì)學(xué)這

—■術(shù)語。

1964年美國J.E.Hackett首先提出環(huán)境地質(zhì)學(xué)術(shù)語，他認(rèn)為環(huán)境地質(zhì)學(xué)是運(yùn)用地

質(zhì)學(xué)原理，改善人類的生存環(huán)境，有效地利用礦產(chǎn)資源。到1969年美國的P.H.Moser給

出環(huán)境地質(zhì)學(xué)定義：“環(huán)境地質(zhì)學(xué)是水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)及有關(guān)學(xué)科的原

理，研究人類周圍環(huán)境，更有效地利用天然資源的一門學(xué)科”。至此，環(huán)境地質(zhì)學(xué)逐趨成熟,

成為協(xié)調(diào)人類活動(dòng)與自然環(huán)境與資源的關(guān)系，合理利用自然資源，防治自然災(zāi)害，保護(hù)自然

環(huán)境，在人類生產(chǎn)生活活動(dòng)中不可缺少的具有重要作用的一門學(xué)科。

最近20年來，環(huán)境地質(zhì)學(xué)已有長足的發(fā)展。其研究內(nèi)容已擴(kuò)展為自然資源的開發(fā)、區(qū)

域環(huán)境保護(hù)、自然災(zāi)害的防治（主要有地震、滑坡泥石流、洪水、風(fēng)暴、海嘯、火山噴發(fā)等）、

廢棄物處理、軍事活動(dòng)的地質(zhì)學(xué)研窕，以及醫(yī)學(xué)環(huán)境地質(zhì)問題，環(huán)境法規(guī)等等。在國外及我

國，環(huán)境地質(zhì)學(xué)已發(fā)展成為同國家建設(shè)與國民生活中密切有關(guān)，不可缺少的科學(xué)。

環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究方法，除了地質(zhì)學(xué)基本的研究方法，野外觀察、實(shí)驗(yàn)、室內(nèi)分析模擬

等以外，更強(qiáng)調(diào)將地質(zhì)演變與周圍環(huán)境（大氣、水圈、生物圈、人類活動(dòng)）的聯(lián)系，綜合分析.查

明自然環(huán)境對(duì)地質(zhì)過程的影響，預(yù)測其演變趨勢及研究防治措施，這些主要是運(yùn)用地理學(xué)的

原理及方法。這里提出二種有用的方法。

1.區(qū)域?qū)Ρ燃皡^(qū)域模式的研究

環(huán)境演變是長期的，難以在短時(shí)內(nèi)重現(xiàn)，而不同區(qū)域的自然演變及受人類活動(dòng)影響的演

變，具有各自演變的模式及階段。人們可以藉助已被研究了解的區(qū)域得到不同類型區(qū)域發(fā)展

演化的過程、規(guī)律、模式，作為研究區(qū)域的參考與依據(jù)。

2.地理信息系統(tǒng)的過程及應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem,簡稱GIS)是綜合處理分析空間數(shù)

據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是按照地理坐標(biāo)系統(tǒng)組織的數(shù)據(jù)所表示的空間信息，所以地理信息系統(tǒng)又

稱空間信息系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是研究處理空間實(shí)體，通過對(duì)空間實(shí)體的空間位置與空間關(guān)系來

進(jìn)行的。它用于一個(gè)區(qū)域內(nèi)各項(xiàng)環(huán)境資源現(xiàn)象過程的分析管理，具有區(qū)域內(nèi)環(huán)境資源信息資

源共享、綜合分析、輔助決策等特點(diǎn)，成為環(huán)境資源綜合評(píng)價(jià)、規(guī)劃、管理、決策的現(xiàn)代技

術(shù)手段。有人將這一技術(shù)看作靜態(tài)的、純地理學(xué)的，其實(shí)這是一種誤解。GIS適用于具有空

間分布特點(diǎn)的地球科學(xué)，社會(huì)現(xiàn)象有關(guān)學(xué)科，它在整個(gè)地球科學(xué)中，包括環(huán)境地質(zhì)學(xué)在內(nèi)，

有非常廣闊的應(yīng)用前景。

最近又提出了“數(shù)字地球”的新概念。這是一種能貯存巨量的地理信息，能對(duì)地球

及其各部分進(jìn)行高分辨、全方位、多角度描述的技術(shù)與方法，也可以說它是遙感技術(shù)，地理

信息系統(tǒng)技術(shù)的更高層次的發(fā)展。陸地資源衛(wèi)星每兩星期對(duì)整個(gè)地球表面完成一次掃描，近

20年來已收集了巨量的地球環(huán)境資源信息，而目前被利用的僅是很小一部分，巨量的地理

信息還只是貯存著。數(shù)字地球技術(shù)將從地球整體、到某一區(qū)域、到某一特定要素，進(jìn)行全方

位分析、使用，為系統(tǒng)地使用巨量地理信息成為可能。它利用高度發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠

貯存超大規(guī)模的地理信息，模擬地球上復(fù)雜的自然現(xiàn)象。數(shù)字地球具有極高的分辨率，能分

辨地表1m大小的物體。它能通過利用地理信息系統(tǒng)與衛(wèi)星遙感圖像，分析地表地形、十壤、

大氣、防水等信息，以監(jiān)控地形、氣候、植被等環(huán)境變化，并據(jù)以制定相應(yīng)對(duì)策。因此，“數(shù)

字地球”技術(shù)的興起，將為人們對(duì)地球環(huán)境的研究提供無與倫比的新技術(shù)。

二、21世紀(jì)議程與地球科學(xué)

1992年6月在巴西里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國“環(huán)境與發(fā)展”大會(huì)，占全球人口98%以

上的世界各國首腦聚會(huì)，共商"地球環(huán)境、資源與人類持續(xù)發(fā)展”的大事。提出廠“人類要

生存，地球要拯救，環(huán)境與發(fā)展必須協(xié)調(diào)”的口號(hào)，使人類認(rèn)識(shí)到地球資源是有限的，人類

只有一個(gè)地球，必須善待地球。制定了《21世紀(jì)議程》(21Agende,21世紀(jì)政府、工業(yè)界

和全社會(huì)的議程)，全面規(guī)劃指導(dǎo)人類正確處理與地球的關(guān)系，規(guī)范人類的生息發(fā)展活動(dòng)。

必須制約于地球環(huán)境與資源能夠“容忍”的范圍內(nèi)。協(xié)調(diào)人類與自然的關(guān)系以期達(dá)到“既滿

足當(dāng)代人需要，又不危害后代人足自身需要能力發(fā)展的持續(xù)性發(fā)展”。《議程》的要點(diǎn)與地球

科學(xué)的使命是吻合的，順理成章地被接受力地球科學(xué)發(fā)展進(jìn)步的綱領(lǐng)。

《議程》的中心議題與基本目標(biāo)是，使人類獲得持續(xù)生存的方式，當(dāng)前問題在于世

界人口急劇增長，每年近一億的新生人口，給地球生態(tài)系統(tǒng)帶來巨大的沖擊與不堪負(fù)擔(dān)的重

壓?出路在于協(xié)調(diào)人類生活和生產(chǎn)的整體水平和方式，并使其與地球的承裁力相適應(yīng)?！叭?/p>

口與地球承載力的關(guān)系”是地理學(xué)研究的傳統(tǒng)課題，今后更需要從新的認(rèn)識(shí)水平加強(qiáng)這方面

的內(nèi)容。

《議程》提出了許多與地球科學(xué)密切相關(guān)的內(nèi)容，如：

(1)自然資源的合理利用。地球的資源潛力是有限度的，因此要合理開發(fā)，貫徹保

護(hù)非再生資源局持續(xù)利用的戰(zhàn)略，這將是地球科學(xué)著重研究的課題。它主要涉及；①淡水資

源保護(hù)，水資源的承載力分析，水資源合理利用，防止污染及污水處理等。地球科學(xué)研究應(yīng)

按地球團(tuán)層學(xué)科的劃分，將降水、地表水、地下水的自然過程，水循環(huán)、水資源與淡水管理

等進(jìn)行一體化研究。②陸地資源合理利用，陸地資源有限制地開發(fā)利用將是《議程》重要內(nèi)

容之一，包括平原、山地、荒漠等各類生態(tài)環(huán)境，地表土壤發(fā)育，地貌過程，巖石團(tuán)結(jié)構(gòu)，

地球內(nèi)動(dòng)力，礦產(chǎn)的形成分布等。中國是多山的國家，山地環(huán)境資源的合理開發(fā)利用至關(guān)重

要。山岳是由各類斜坡構(gòu)成的，是物質(zhì)不穩(wěn)定、生態(tài)差異變化迅速的地區(qū)。根據(jù)山地環(huán)境的

特點(diǎn)，了解其環(huán)境演變過程規(guī)律，合理規(guī)劃利用，使其與人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展。③能

源，合理利用非再生能源一一煤、石油、天然氣，減少其燃燒利用中造成的環(huán)境污染。同時(shí)，

加強(qiáng)開發(fā)可再生的對(duì)環(huán)境無害的能源系統(tǒng)一一太陽能、風(fēng)能、水能、潮汐能、波浪能等。研

究這些地球自然環(huán)境要素的新技術(shù)，必將成為地球科學(xué)應(yīng)用發(fā)展的新生長點(diǎn)。④森林、草地、

濕地資源，具有涵養(yǎng)水土，調(diào)節(jié)氣候，抑制沙漠化，保持生物多樣性等的作用，是地球科學(xué)

的傳統(tǒng)研究內(nèi)容。在當(dāng)前對(duì)《議程》研究中，宜從人類生存發(fā)展存在的自然危機(jī)的新高度，

進(jìn)行研討并給出協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃。

(2)大氣與海洋的利用。大氣與海洋是流動(dòng)的，貫通全球的自然環(huán)境，也是全球的

共同的資源，海洋巨大的水體是生命的搖籃，風(fēng)雨的故鄉(xiāng)，是人類生存發(fā)展最大的潛在資源

寶庫一一食物、土地、能源、礦藏。1982年通過并于1994年11月起實(shí)施的海洋法，規(guī)定

了劃歸沿岸國管轄的海域面積達(dá)LBXlO'km)與全球陸地面積相近(1.49x10km')。按國際

海洋法，在200nmile專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)，如果喪失一個(gè)具有人類居住條件的島嶼，就會(huì)喪失

43x10kn?的管轄海域，喪失43X10km?海域內(nèi)海洋資源的所有權(quán)。因此，在21世紀(jì)，海洋

意識(shí)、海洋國土意識(shí)就非常重要。人類活動(dòng)引起氣候變暖，海平面上升，后者促使風(fēng)暴潮、

災(zāi)害天氣頻繁發(fā)生，海岸低地沉溺等一系列問題。肚界海洋捕撈量已接近其最高限度一

1x10%。公海傾廢、油船瀉攫、河流排污、大氣攜運(yùn)污染物于海洋等等，均已相當(dāng)嚴(yán)重，將

使海洋失去容納與稀釋能力，必然危及大氣及降水更新，進(jìn)一步又反饋結(jié)人類。海洋及大氣

是全球貫通的，與人類生存息息相關(guān)。21世紀(jì)是海洋科學(xué)世紀(jì)已成為發(fā)達(dá)國家與學(xué)術(shù)界的

共識(shí)。

(3)與人類居住環(huán)境有關(guān)的生存質(zhì)量的改善與管理。主要是城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村的人口膨脹，

供水、居住的條件與質(zhì)量，廢物廢水的處理，能源交通條件，以及醫(yī)療、教育等服務(wù)設(shè)施。

中國現(xiàn)代化的建設(shè)過程，已反映出城鎮(zhèn)迅猛發(fā)展過程，全國城市總數(shù)由1949年的168個(gè)增

加到1993年底的570個(gè)，城市人口已占全國人口的32.7%。其國民生產(chǎn)總值占全國的59%,

利稅總額占77.7%。經(jīng)濟(jì)發(fā)展快，城市發(fā)展變快，現(xiàn)代化、國際化成了中國城市化的新一

輪目標(biāo)。我國的地球科學(xué)有個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即重視野外實(shí)踐，將近50年來，研究工作主要在邊遠(yuǎn)

區(qū)域，青藏高原、戈壁沙漠等，但對(duì)城市、人口密集區(qū)域的研究卻相當(dāng)薄弱，城市、人口密

集的區(qū)域(也是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的區(qū)域)成為地質(zhì)學(xué)家、地理學(xué)家遺忘的角落?！?1世紀(jì)議程》

提出了全球范圍城鄉(xiāng)地區(qū)環(huán)境與發(fā)展戰(zhàn)略，為地球科學(xué)在城鎮(zhèn)與鄉(xiāng)村的自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)及信

息等方面的研究提供了目標(biāo)與綱領(lǐng)。

對(duì)化學(xué)品的利用、生活廢棄物的管理也是人口增長、工業(yè)發(fā)展、廢棄物積累引起的

環(huán)境污染與疾病問題的一大原因。發(fā)展中國80%的疾病與1/3的死亡是由于食物、水和空

氣的污染造成的。經(jīng)濟(jì)上的發(fā)展帶來的效益高校社會(huì)環(huán)境質(zhì)量的下降而抵消。對(duì)發(fā)展中國家,

尤其要注意對(duì)生活廢棄物的管理，減少廢物對(duì)環(huán)境的污染。這是開發(fā)資源，發(fā)展經(jīng)濟(jì)必須注

意到的環(huán)境效益問題，它包括了社會(huì)重視、技術(shù)處理及法規(guī)管理等項(xiàng)措施。地球科學(xué)應(yīng)從地

球開放體系的角度加以重視.井提出處理廢物的正確途徑，避免擴(kuò)散與再污染。

以上闡述可以看到，《議程》為當(dāng)代地球科學(xué)的發(fā)展提供了良好的條件與難得的機(jī)遇。

在這中間，環(huán)境地質(zhì)學(xué)可找到自己應(yīng)有的地位，可以說，(議程)提出的許多重大的綱領(lǐng)性措

施，為環(huán)境地質(zhì)學(xué)發(fā)揮作用提供了廣闊的領(lǐng)域。

三、地球的演化

1.宇宙中的地球

地球是宇宙中的一員。早期的地球是一片帶狀的星云，在這巨大帶狀內(nèi)大量的物質(zhì)生成

并被猛烈地拋開，而穿過一個(gè)不斷增大的空間。這巨大星云帶的年齡.通過推算宇宙明顯地

開始擴(kuò)張時(shí)間，或通過元素的產(chǎn)生和不同類型星體演化速率的對(duì)比研究，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為是

150—200億年。

太陽是一個(gè)中年星體，處于生成向衰亡的過渡階段。

太陽系的行星組成，很大程度上取決于距灼熱的太陽的距離。

所以，行星是由小塊冷凝物質(zhì)經(jīng)重力作用相互吸引而集結(jié)起來的。大多數(shù)發(fā)展中的行星

的重力場太弱，無法保持氣態(tài)物質(zhì)，它們隨著早期的太陽流失的物質(zhì)和能量流而吃逸消失，

其中只有質(zhì)量大的木星和土星例外。它們的質(zhì)量大到足以捕獲云狀體中所有的物質(zhì)，包括最

輕的亦是含量最多的氫元素，結(jié)果，氮成為木星與土星最主要的構(gòu)成物，其比例超過太陽和

其它恒星。假使土星的質(zhì)量增加70倍，它就可以變成恒星。

2.早期的地球

早期的地球與今日的地球有很大不同.當(dāng)時(shí)沒有大氣層和海洋，地表遍布巖石荒摸與

隕石坑，與月球表面相似。

地球形成以來一直在變化著，而且早期的變化更為顯著。地球也是由重力吸聚了冷凝

碎片組成的“塵埃球”演變的。早期富鐵的金屬物質(zhì)聚集于核心形成今日的地球的基礎(chǔ)。

原始的地球受到加熱過程。

人們直接觀測研究的主要是地殼，及一小部分被火山活動(dòng)帶至地殼的上地幔物質(zhì)。地

核的組成、物性主要是通過間接的分析研究認(rèn)知的。通過對(duì)恒星的分析以推測整個(gè)太陽系星

云的原始組成。實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算，得知云狀物中冷凝固體物質(zhì)及溫度條件。根據(jù)隕石的分析

來推測地球的組成。近代用地球物理方法（主要是地震波）來探測研究地球內(nèi)部的構(gòu)造、組成。

3.早期的大氣與海洋

早期地球的增溫及其分異作用，產(chǎn)生了重要的結(jié)果一一形成大氣層及海洋。

地球早期的大氣層中是沒有氧氣的（游離氧）。早期大氣層中主要是氮和二氧化碳。

經(jīng)過早期的分異作用，地球的地殼及大陸、大洋形成，但與現(xiàn)在的地球大不相同。

目前，己可重建地球表面大部分地區(qū)的地質(zhì)演變歷史，也能從巖石及化石來了解該區(qū)域

巖石的形成，及已成為化石的生物，當(dāng)時(shí)的生態(tài)環(huán)境一一古地理環(huán)境。在一個(gè)區(qū)域內(nèi)古老的

巖石被新的巖石所覆蓋，或被各種地質(zhì)作用所破壞改變，從這些構(gòu)造特征中，可以分辨山這

區(qū)域的地質(zhì)演變，了解地質(zhì)事件一一造山運(yùn)動(dòng)等。

3.地球上生命的演化

生命的起源主要是生命科學(xué)者研究的課題，但目前，地質(zhì)學(xué)者也參與這一研究。地質(zhì)學(xué)

從巖石的''記錄”中，探索生命現(xiàn)象及生命存在的環(huán)境條件，當(dāng)然目前僅是在探索的階段。

巖石記錄向我們展示了不同時(shí)期出現(xiàn)的植物和動(dòng)物群落。最古老的生物因?yàn)闆]有堅(jiān)硬的骨

搗、牙齒之類的硬體，而在巖石中幾乎沒有留下任何痕跡。當(dāng)氧在地球的大氣中穩(wěn)定存在后,

大約在10億年前出現(xiàn)了多細(xì)胞的吸氧生物，至6億年前，地表已廣泛分布著有殼的海生動(dòng)

物。

隨著生物的硬體部分一一外殼、骨鑄、牙齒等在巖石午保存增多，人們對(duì)那時(shí)期的生

物狀況及其進(jìn)化，逐漸有較多的了解。大約在5億年前發(fā)現(xiàn)有脊椎動(dòng)物的證據(jù)；到4億年前

出現(xiàn)早期的陸生植物，3億年前出現(xiàn)昆蟲。隨后，爬行動(dòng)物和兩棲動(dòng)物登上陸地，約在2億

年前恐龍出現(xiàn)并達(dá)到鼎盛，最早的哺乳動(dòng)物大體在這時(shí)期出現(xiàn)。約在1.5億年前，鳥類的

發(fā)展.熱血?jiǎng)游锉P旋宰中，至1億年前，哺乳動(dòng)物和鳥類已很旺盛，并在地表安居下來。

人類的出現(xiàn)是在地球最近時(shí)期，最原始的人類化石在枷萬年前，現(xiàn)代智人在50萬年前

才出現(xiàn)，50萬年是地球歷史中很短暫的瞬間。而人類的文明僅一二千年，甚至只是最近的

一二百年的時(shí)間。但是人類的文明已經(jīng)對(duì)地球產(chǎn)生了巨大的影響.影響的程度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人

類占據(jù)地球時(shí)間的比例。隨著人口增加，人類對(duì)地球的影響將更大。環(huán)境地質(zhì)學(xué)，也可以說

是研究人類對(duì)地球（地表）環(huán)境的影響，取其利避其害，使人類的社會(huì)活動(dòng)更適應(yīng)于地質(zhì)環(huán)境

的演化過程。

四、人口、資源與自然環(huán)境

當(dāng)前，人類面臨著人口、資源與環(huán)境的三大問題，而其中人口問題足關(guān)鍵。隨著世界人

口的迅速增長，帶來了資源問題及環(huán)境問題，跟著產(chǎn)生一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題。由此，在研究

環(huán)境、資源時(shí)，必須與人口問題相聯(lián)系，必須從人口增長的角度來審查評(píng)價(jià)資源及環(huán)境。

1.人口增長對(duì)資源環(huán)境的影響

人口迅速增長帶來員明顯的問題是糧食不足。

土地是一種可更新資源，人們可以改進(jìn)餅作方式，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，在短時(shí)期內(nèi)改變土

地狀況，增加糧食收成或增加牲畜。另一類資源是不可再生的一一礦產(chǎn)、燃料等。當(dāng)這些資

源消耗盡，就得找替代物。隨著人口快速增加，人類需要的礦產(chǎn)、燃料、材料的需要量也將

隨之增加，這會(huì)使這些資源的市場價(jià)格上漲，促使人們加速開采?但這些資源的總量是有限

的，因此，人口增加越快，資源消耗的速度也越快，最終這些資源將枯竭得越快。

人口增長對(duì)環(huán)境影響最主要的是自然系統(tǒng)的破壞（disruptionofnaturalsystems）?

出于人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)步.人類活動(dòng)的影響力也在加強(qiáng)，人類活動(dòng)將產(chǎn)牛并加速地表自然

系統(tǒng)的永久性變化。

2.人口增長速度與結(jié)果

原始人類依食物和水源而居，氣候必須適宜于生存，其占有的面積與人口數(shù)量大致相

適應(yīng)。早期，人口增長是比較緩慢的，直到19世紀(jì)30年代，世界人口才達(dá)到10億，而后

社會(huì)發(fā)展，世界人口快速增加，經(jīng)過1肋年，至20世紀(jì)30年代，達(dá)到20億，即用100年

的時(shí)間人口凈增10億，至1960年，達(dá)30億，即僅30年時(shí)間人口義增加10億（表1—3）。

目前世界人口已達(dá)到60億，而人口增加的速度還不斷在加快。人類已經(jīng)不只局限在條件理

想的區(qū)域居住，也可以利用人造環(huán)境（取暖、空調(diào)設(shè)備），在極端的氣候條件下舒適地生活。

通過現(xiàn)代化的運(yùn)輸工具，將遠(yuǎn)處的食物、水和各種生活必需品運(yùn)到有人居住的地方。人類生

存的空間不斷在擴(kuò)大著。

人口增長速度的地區(qū)差異性很大，其原因是多方面的p注的趨勢是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，人口

是零增長或負(fù)增長（移民因累除外），而發(fā)展中國家常常是人口增長迅速的區(qū)域。

目前世界人口乎均增長率是每年1.7%,比60年代的2%已有所下降。聯(lián)合國人口規(guī)

劃未來幾十年內(nèi)，人口增長率將繼續(xù)下降。但是增長率的下降并不等于人口的減少。到2025

年預(yù)計(jì)世界人口約82億。1%的增長率，則每年將增加8200萬人（表1—4）。

3.地球能養(yǎng)活多少人

地球究竟能養(yǎng)活多少人?這是很難回答的問題，除了統(tǒng)計(jì)、計(jì)算的困難以外，還有個(gè)“養(yǎng)

活”的標(biāo)準(zhǔn)問題，是僅僅維持生命的養(yǎng)活，還是按當(dāng)今發(fā)達(dá)國家生活標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)活，甚至考慮到

今后更高生活水平。同樣，技術(shù)水平的進(jìn)展，資源的深度開發(fā)，也使可供維持人類的數(shù)量大

不相同。這里主要從土地承載力總的原則加以討論。一個(gè)區(qū)域資源環(huán)境對(duì)人口的承載旦的具

體分析，將在以后敘述。

養(yǎng)活人員基本的是食物。世界可耕地面積約79X10W,即每人約1.5hm2,可耕地面

積很大程度上決定于水資源，即降水、港溉使土地適于耕種，同時(shí)有土壤肥力，水土保持，

防止土壤退化等等。所以，土地面積及土地質(zhì)量可作為養(yǎng)活人數(shù)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。另外.亦

可依水資源來計(jì)算，生產(chǎn)It玉米需水1136t,生產(chǎn)It小麥約需水4500t,It牛肉需水3.4

X10't?食物是通過一定數(shù)量的水獲得的。在發(fā)達(dá)國家糧食生產(chǎn)是以大量能耗為基礎(chǔ)的，高

度現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)、精細(xì)的加工、長途的運(yùn)輸，可以說能源控制了食物的生產(chǎn)。由此，養(yǎng)活人

的食物轉(zhuǎn)化為土地、水、能源。

在人類的消費(fèi)過程中產(chǎn)生大量廢棄物，這些廢棄物一部分可重新利用或再循環(huán)利用，

但其中有的則不能再利用，為存放這些不能再利用的廢棄物，要尋找適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)，隔離這些

有害的廢棄物，避免與人們接觸，這亦需要一定數(shù)量的土地及能源材料，凡此種種要合理利

用土地，由此產(chǎn)生土地利用規(guī)劃的工作，以使人們居住生活合理舒適。

地球能養(yǎng)活多少人，一個(gè)國家地區(qū)的環(huán)境資源能養(yǎng)活多少人，這是地理學(xué)及整個(gè)地球科

學(xué)研究的重要課題。查明某一區(qū)域自然環(huán)境與資源亦是環(huán)境地質(zhì)學(xué)重要的工作內(nèi)容。

4.人口資源的不平衡分布

假設(shè)，目前地球的環(huán)境資源適宜50億人，即全球的承載力是足夠的，但對(duì)于具體一個(gè)

國家，一個(gè)區(qū)域來講，可能完全不是這樣，表現(xiàn)為人口密度過大，資源不足，難以維持?？?/p>

以說，土地、能源、礦產(chǎn)和淡水…任何一種資源都不是均勻地分布于地表的。同時(shí)，世界各

地入口的分布亦是不均勻的，美國人口密度為65入/km?,中國是110人/kn。印度是239

入/km?,孟加拉是699人/kmz。就在中國境內(nèi)人口密度的差異也是十分顯著的。

大多數(shù)人口員密集的國家都是資源貧乏，往往少數(shù)幾個(gè)國家控制了某種礦物的大部分。

石油的不均勻分布最為明顯，少數(shù)幾個(gè)富油國供應(yīng)著全球的石油需求。礦產(chǎn)等其它資源亦多

如此。

中國是一個(gè)人口眾多，資源環(huán)境條件復(fù)雜，而經(jīng)濟(jì)正在迅速發(fā)展的發(fā)展中國家，這將

在自然環(huán)境與資源的合理利用中，面臨許多新的挑戰(zhàn)，是環(huán)境地質(zhì)學(xué)發(fā)揮作用的良好時(shí)機(jī)。

第2章板塊構(gòu)造

塑造地球酌力量有“內(nèi)力作用"和''外力作用"兩類，內(nèi)力作用是產(chǎn)生于“地

球內(nèi)部”的地殼運(yùn)動(dòng)、火山、地震，主要由地球內(nèi)部的熱力所驅(qū)動(dòng)。內(nèi)力作用也反

映到地表，有區(qū)域性的，也有全球規(guī)模的。板塊構(gòu)造即全球性地殼構(gòu)造，是認(rèn)識(shí)了

解地質(zhì)演化的基礎(chǔ)。

一、大陸漂移

幾個(gè)世紀(jì)以前，人們?cè)谟^察全球地圖時(shí)已注意到，南美東海岸與非洲西海岸輪

廓的吻合性。1885年法國的史奈德就發(fā)表了一張兩個(gè)大陸拼接的簡圖.這引發(fā)了一

種大膽的沒想，即南美與非洲曾是同一個(gè)大陸，美國的泰勒認(rèn)為大陸塊的相對(duì)移動(dòng)，

是使巖石擠壓成現(xiàn)代山脈和島鏈的原因。而系統(tǒng)全面地提出大陸漂移學(xué)說的是德國

氣象學(xué)家魏格納（A.weRener）?

魏格納在1912牛開始發(fā)表他的觀點(diǎn)，以后又作了不懈的努力，在地質(zhì)學(xué)、古

生物學(xué)等方面作了深入的鉆研，對(duì)大陸漂移說進(jìn)行了系統(tǒng)的論證。

魏格納在他的名著（海洋與大陸的起源＞一書中寫道：“大陸漂移的想法是著者

于1910年最初得到的。

魏格納認(rèn)為，大陸主要是由Si、Al、Ca等成分組成的硅鋁層構(gòu)成，由于冷縮,

呈剛性，它蓋在主要由鎂、鐵類硅酸鹽組成的、密度較大的潑鎂層之上，硅鎂層堅(jiān)

實(shí)、粘重并且有一定的流動(dòng)性。一旦大陸發(fā)生分裂而分離，硅鎂層便出現(xiàn)在大陸之

間的大洋底部。

他還認(rèn)為，地球上的所有大陸在中生代之前曾經(jīng)結(jié)合成統(tǒng)一的巨大陸塊，稱為

聯(lián)合古陸或泛大陸。中生代以來，聯(lián)合古陸分裂，它的碎塊，即現(xiàn)代各大陸，逐浙

漂移到目前所處的位置上。由于大陸原來是一大塊，所以從前根本不存在大西洋、

印度洋，而只有一個(gè)圍繞泛大陸的泛大洋e以后，由于各大陸分離，張開了大西洋

和印度洋，泛大洋（古太平洋）收縮而成為現(xiàn)今之太平洋（圖3—1）。

關(guān)于大陸漂移的動(dòng)力，魏格納等提出了與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)的兩種力：向四漂移的

力和指向赤道的離極力。大陸塊在硅鎂質(zhì)中向西移動(dòng)，因此石炭紀(jì)時(shí)原始大陸的前

緣（美洲），就已因受粘性硅鎂質(zhì)的阻力而袍皺起來（科迪勒拉山系）。原始大陸的后

綠（亞洲I）則脫落下了沿海山脈與碎片，它們牢牢地粘附在太平洋的硅鎂底上.成為

島群。而原來聚集成南極附近的一些古陸在分離后則向北漂移。

按魏格納的看法，向西漂移的力來自日、月引力所產(chǎn)生的潮汐摩擦力。地球自

轉(zhuǎn)的速度因潮汐摩擦而減緩，這種減緩在地球表層表現(xiàn)最為明顯，致使地球表層或

各大陸相對(duì)于地球自轉(zhuǎn)有滯后的趨勢，亦即導(dǎo)致大陸緩緩向西滑動(dòng)。關(guān)于離極力的

來源，曾提出好幾種設(shè)想，例如地球自轉(zhuǎn)的離心力，除兩極和赤道外，自轉(zhuǎn)離心力

的水平分力都是指向赤道的。

大陸漂移學(xué)說的問世，在國際地學(xué)界引起極大的興趣，同時(shí)也引起了'場大

論戰(zhàn)。限于當(dāng)時(shí)的科學(xué)水平，許多有關(guān)大陸漂移的現(xiàn)象尚未發(fā)現(xiàn)，大陸漂移的機(jī)制

尚未得到有力佐證，致使這劃時(shí)代的創(chuàng)新學(xué)說受到嘲笑而冷落。直至20世紀(jì)60年

代，海底考察技術(shù)的發(fā)展，對(duì)大洋底部的考察研究中，發(fā)現(xiàn)一系列大陸漂移的證據(jù)，

致使大陸漂移學(xué)說的再生，同時(shí)引發(fā)了板塊構(gòu)造學(xué)說的誕生。

二、板塊構(gòu)造原理

大陸漂移說主要的障礙是固體的大陸如何能在固體的地球上移動(dòng)?，F(xiàn)代通過地

球物理的研究（主要是地層波），了解到地球從表層到地核中心并非完全都是固體的，

而在接近地表部分存在著一個(gè)塑性的部分熔融的層因。因而，固體的地球的外殼漂

浮在下伏的半固體層之上。

前一章中講到地球從地表到核心，可分為地殼、地幢與地核三個(gè)員基本的層田，

這是按其組成成分來劃分的。若按物理特性，則地完是固體，地幢的最上部亦是固

體，這二者構(gòu)成個(gè)固體層，稱為巖石團(tuán)；巖石國之下是部分熔融和塑性的，稱軟

流團(tuán)，軟流因亦存在于上地櫻中：軟流因之下，整個(gè)地唆都是固體的。

巖石團(tuán)在地球的不同地方其厚度不同，在洋底其厚度較小，從地表向下約50hn

厚，在大陸地區(qū)厚度較大，從地表向下可達(dá)到100km厚。

巖石圖之下是軟流田，在地慢中的軟流田向下延伸，深度為500km,即其厚度

有400多千米。它的上部是缺乏強(qiáng)度或剛性的，可以產(chǎn)生熔融，但軟流困并非全部

是熔融的，只是在固體巖石中局部地存在著一小部分巖漿。軟流圈大部分溫度接近

于巖石的熔點(diǎn)溫度，使巖石在巨大的壓力下產(chǎn)生塑性流動(dòng)。

軟流困是藉助地震波的研究而發(fā)現(xiàn)的，軟流團(tuán)的研究使大陸漂移說能被人們理

解與接受。大陸不必在固體的巖層上：拖曳運(yùn)動(dòng)，而是堅(jiān)固的大陸、巖石圈板塊之

下，有個(gè)柔軟的粘糊的屈層，巖石困板塊在這軟層上滑動(dòng)。

環(huán)繞地球外層的巖石團(tuán)并非完整連續(xù)的，而是由若干塊球面的塊體組合而成，

就像一只足球，是由一些皮塊縫合成球體。巖石因分裂為若干板塊，其分界線即是

地球表面火山地震的集中分布帶。地展與火山的分布大多呈帶狀或接狀（圖3—2）,

它們反映了該處是巖石團(tuán)板塊的分裂處，是板塊的分界。目前已經(jīng)確認(rèn)的有6個(gè)巨

型的巖石因板塊和一些小的板塊（圖3—3）。

三、板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的證據(jù)

軟流層的發(fā)現(xiàn)與研究，使得大陸漂移說即板塊運(yùn)動(dòng)成為比較可信的觀點(diǎn)，但其

尚未說明板塊是否曾經(jīng)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，又是如何發(fā)生運(yùn)動(dòng)的。50年代以來的洋底調(diào)查,

為板塊曾經(jīng)發(fā)生過運(yùn)動(dòng)積累了可作佐證的資料。

1.石磁性與古地磁

許多含鐵的礦物在地表常溫下都至少具有微弱的磁性。

現(xiàn)在，磁性倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象已板證實(shí)。當(dāng)巖石結(jié)晶時(shí)磁場方向與現(xiàn)在磁場方向一致，

則被稱為正常磁化；當(dāng)巖石結(jié)晶時(shí)磁場方向與現(xiàn)在磁場方向相反，則被稱為例轉(zhuǎn)磁

化。在地球的歷史中，磁場曾經(jīng)以不同的時(shí)間間隔發(fā)生過多次的倒轉(zhuǎn)，有時(shí)磁極穩(wěn)

定的時(shí)間可以近100萬年，而有時(shí)僅相隔幾萬年就發(fā)生倒轉(zhuǎn)。通過對(duì)磁化巖石的磁

性測量和年齡確定，地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)能夠詳細(xì)地重建地球磁場的倒轉(zhuǎn)歷史。

對(duì)磁性倒轉(zhuǎn)的解釋必須與磁場的由來相聯(lián)系。外地核主要是由鐵組成的金屬流

體。導(dǎo)電流體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生磁場，而這被認(rèn)為是地球磁場的起因。（僅僅由于地

核中含有鐵是不足以引起磁場的，因?yàn)榈睾说臏囟冗h(yuǎn)高于鐵的居里溫度。）而流體運(yùn)

動(dòng)的紊動(dòng)或變化才能引起磁場的倒轉(zhuǎn)。倒轉(zhuǎn)過程的細(xì)節(jié)還有待演繹。

2、海底擴(kuò)張

洋底主要是由玄武巖組成，它是富合鐵鎂礦物的火山巖。

如果在海底擴(kuò)張的同時(shí)，地球的磁極發(fā)生倒轉(zhuǎn)，磁場倒轉(zhuǎn)后形成的巖石的極化

方向與磁場倒轉(zhuǎn)之前恰好相反。洋底是幾千萬年或幾億年來形成的連續(xù)的玄武巖序

列，在這一時(shí)段內(nèi)產(chǎn)生十幾次的磁極倒轉(zhuǎn)。海底的玄武巖就像磁帶記錄儀，在代表

正常和倒轉(zhuǎn)磁化巖石交替出現(xiàn)的條帶中保存了陰極倒轉(zhuǎn)的記錄（圖3—4）。

3、洋底地形與年齡

20世紀(jì)50年代以來，隨著大洋測深與定位技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)大洋底部的地形已

可制作出較詳細(xì)的海底地形圖，發(fā)現(xiàn)海底并非乎坦的，有系列巨型海底山脈、海底

山及島弧、深海溝。這些巨型地貌均與海底構(gòu)造演化密切相關(guān)，均是巖石團(tuán)板塊運(yùn)

動(dòng)的有力證據(jù)。

洋中脊是分布于大洋底的巨大山系，在大西洋位于洋底的中間，它將大西洋分

為東西二部分，高出洋底。2000-4000m,寬約2000km,其軸部為一縱長的裂谷，

自伯部向東西二側(cè)，地形逐漸低下，進(jìn)入海底平原。大西洋洋中育為一系列橫向（東

西向）斷裂分割，使整個(gè)洋中脊在平面上呈s形。太平洋洋中脊位于東部，靠近美洲

大陸，印度洋洋中脊呈人宇型，印度洋海底山系將印度洋分成三塊。世界大洋的這

些洋中脊均相連，構(gòu)成環(huán)繞地球64000km的海底巨型山系。

洋中脊及洋底主要是玄武巖，可用同位素測年法，測得洋底各部位的年齡。

海底山、洋底有一些水下火山錐，也有水下火山發(fā)育高出水面呈島嶼的，它們

常成線狀排列，構(gòu)成火山島鏈。加夏威夷群島是一列西北一東南向的火山島鏈，最

南面的夏威夷島有現(xiàn)代活火山.其島的年齡小于50萬年，至瓦朗島（Oahu）已無活

火山，其年齡為230—33萬年，至考愛島（Niho）為750萬年，納基爾島（Necher）為

1100萬年，到中途島為2500萬年，而后火山鏈轉(zhuǎn)折成大體南北向的帝王海底山鏈,

其年代更古老。這種火山鏈表明，地授上部有一種“熱點(diǎn)”，地授中熔融的巖漿成柱

狀通過熱點(diǎn)上升到地球表面，熱點(diǎn)中地峻物質(zhì)熔融成巖漿，噴出為火山，熱點(diǎn)在地

櫻中有固定的位置，巖石圈板塊通過該熱點(diǎn)向西北運(yùn)動(dòng)而形成一連串火山?；鹕降?/p>

年齡靠近熱點(diǎn)較年輕，距熱點(diǎn)愈遠(yuǎn)，年齡愈老。

4、地極的移動(dòng)

地球是個(gè)磁體，有磁北極和磁南極，好似一個(gè)巨型磁棒穿過地球，通過球心，

形成地球的大磁場。地球上一切磁性物體都受磁場的影響。地磁極與地軸之間有一

交角，即滋偏角。通過古地磁的測量計(jì)算，可以找到地質(zhì)時(shí)期的磁北極與地球北極,

同樣可找到磁南極與地球南極。

5、其它證據(jù)

大陸的巖石與海底巖石相比是在多種環(huán)境下產(chǎn)生的，因此可以提供各種信息。

例如沉積巖可以保存沉積物形成時(shí)該地區(qū)古氣候的證據(jù)。這類證據(jù)表明許多地方的

氣候隨著時(shí)間的變化產(chǎn)生了巨大的變遷。日前在澳大利亞、南非和南美的熱帶地區(qū),

發(fā)現(xiàn)了冰川作用的證據(jù)。在目前暖濕氣候地區(qū)的巖石中發(fā)現(xiàn)有沙漠堆積，而在目前

的寒冷地區(qū)保存有森林植物的化石。煤層形成了濕潤氣候下，是由地質(zhì)時(shí)代的植物

杖埋藏后變成的，而南極洲竟然發(fā)現(xiàn)了煤層。因?yàn)樵谕粫r(shí)間內(nèi)大陸并未表現(xiàn)出相

同的變暖或變冷的趨勢，這些觀察資料無法用全球氣候變化來解釋。氣候與緯度相

關(guān)，它強(qiáng)烈地影響著地表的溫度：接近赤道的環(huán)境通常較熱，而極地地區(qū)顯然較冷。

巖層所反映出的氣候的狀況如此劇烈的變化，其結(jié)果只能是大陸發(fā)生漂移.該大陸

所處緯度發(fā)生了變化。

沉積巖還保存有古老生命的化石殘骸。某些目前仍然存在的生物似乎曾經(jīng)只在

非常有限肋一些地區(qū)生活，而現(xiàn)在卻在地理上廣泛地散布于各個(gè)大陸。例

如，舌羊齒屆植物的化石，其遺跡在印度、南非以及南極地區(qū)發(fā)現(xiàn)。中龍屬，一種

小型恐龍的化石，同樣也散布于幾個(gè)大陸上。很難想像一個(gè)植物或動(dòng)物的特定種類

在遠(yuǎn)隔幾千千米的兩個(gè)或更多的小區(qū)域內(nèi)同時(shí)發(fā)育，或是借助某種方式跨越浩潮的

大洋遷移。（舌羊齒屆是一種陸生植物，中龍屬是一種淡水動(dòng)物。）大陸漂移說為這

些現(xiàn)象提供了合理的解釋。這類生物生活在一個(gè)單一的、地理分布上有限的區(qū)域，

目前發(fā)現(xiàn)的化石分布很廣泛是大防分離和移動(dòng)的結(jié)果。

非洲和南美岸線的明顯相似性曾是萌發(fā)大骯漂移的起因。假如不用海岸線，而

是用大陸架的外緣等探線進(jìn)行拼接，那非洲與南美洲格吻合的更好（圖3—6）。日前

用計(jì)算機(jī)制作板塊問的最佳拼接，其結(jié)果反映出有零星缺失。這也許是因?yàn)榇箨懙?/p>

解體，以及火山活動(dòng)產(chǎn)生局部巖石的增加，無法使得大陸的每一小塊在幾千萬年或

幾億年的時(shí)間內(nèi)都被完整地保存下來。大陸的重建可以利用大陸地質(zhì)的細(xì)節(jié)：巖石

類型、巖石年齡、化石、礦床、山脈等等加以改進(jìn)。如果兩個(gè)現(xiàn)在分離的大陸曾經(jīng)

是同一大陸的一部分的話，那么在一個(gè)大陸邊緣發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)特征，應(yīng)該在另一個(gè)大

陸相應(yīng)的邊緣找到其對(duì)應(yīng)部分。因此，當(dāng)制作板塊拼接時(shí)還需同時(shí)作綜合性地質(zhì)論

證。

四、板塊邊界類型

目前的科學(xué)水平，對(duì)古大陸的位置、布局已比較清楚。在2億多年前全球是缺

統(tǒng)一的大陸，稱為泛大陸（Pengaea）,現(xiàn)代的海底擴(kuò)張是泛大陸解體的痕跡，也就是

巖石團(tuán)板塊的一種邊界。巖石圖板塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也就在大陸巖石團(tuán)或海洋巖石團(tuán)的

邊界，產(chǎn)生三種邊界類型。

1.離散型權(quán)塊邊界

在離散型板塊邊界上，如大洋中脊，巖石圈板塊相互分離，這來自于軟流困的

巖漿涌出，此處并形成新的巖石圈。因此在擴(kuò)張脊上產(chǎn)生了大量的火山活動(dòng).另外，

沿著這些板塊邊界脊，巖石團(tuán)板塊的拉張部分產(chǎn)生地震。

2、轉(zhuǎn)換斷層邊界

洋中脊、擴(kuò)張脊的構(gòu)造并非單一.t線狀的裂谷，而是非常復(fù)雜的。擴(kuò)張的洋

中脊長幾千千米，通常是不連續(xù)的，中脊是由許多相互微微錯(cuò)開的較短的部分組合

而成的。斷錯(cuò)區(qū)是一種特殊的巖石圈斷層或斷裂，稱互為轉(zhuǎn)換斷層（圖3-7）。

轉(zhuǎn)換斷層相對(duì)的兩儲(chǔ)分屬兩個(gè)不同的板塊，并且它們是向相反方向運(yùn)動(dòng)的。由于板

塊相互刮擦而過，沿著轉(zhuǎn)換斷層產(chǎn)生了地震。

著名的加利福尼亞圣安德列斯斷層就是一個(gè)沿?cái)U(kuò)張脊切開大陸底座的轉(zhuǎn)換斷

層。東太平洋海隆及北美西北海岸之外的海底擴(kuò)張脊，在北美大陸邊緣之下消失，

而在加利福尼亞灣的南端重新出現(xiàn)，圣安德列斯斷層就是介丁擴(kuò)張脊這兩個(gè)部分之

間的轉(zhuǎn)換斷層。北美的大部分屬于北美板塊。然而.圣安德列斯斷層西例細(xì)長條狀

的加利福尼亞部分正隨著太平洋板塊向北西方向運(yùn)動(dòng)。

3、斂合性板塊邊界

處于大陸塊與洋盆交界的海溝，是消減作用的斂合性板塊的邊界，沿著此邊

界兩個(gè)相鄰的板塊作相向運(yùn)動(dòng)。大陸巖石困的密度較低.海洋巖石因密度接近其下

伏的軟流困，密度較大，相向運(yùn)動(dòng)使大陸板塊上浮，而人洋板塊易于俯沖到軟流團(tuán)

中，因此它是消減性的邊界。沿此邊界，相鄰板塊發(fā)牛擠壓，引起強(qiáng)烈地震和巖石

的構(gòu)造變形。俯沖扳塊熔融成巖漿，形成島弧，產(chǎn)生火山作用、侵入作用以及巖漿

活動(dòng)等（圖3—8）。

在大陸與大陸碰撞的情況下，兩個(gè)陸塊產(chǎn)生裂隙、折皺和變形。其今一個(gè)防塊

可以部分地爬升到另一個(gè)陸塊之上，但是大陸巖石困的浮力使得兩者都不會(huì)深陷入

地姬中去，而產(chǎn)生了巨厚的大陸e在碰撞活躍期間由于這一過程涉及巨大應(yīng)力的結(jié)

果，使得地震頻繁發(fā)生。喜馬拉雅山脈的極大高度正是這種大陸與大陸碰擔(dān)的結(jié)果。

印度并非始終是亞洲大陸的一部分。古地磁的證據(jù)指出幾億年來它一直在從南向北

漂移直到“掩及”到亞洲板塊，并且在這次碰按中形成了喜馬拉雅山。早些時(shí)候，

在泛大防解體之前，非洲和北美板塊的碰撞以同樣的方式建造了原始的阿巴拉契亞

山脈。實(shí)際上，世界上許多主要的山脈代表了過去板塊碰撞的位置。

地球上的消減帶維持著海底的平衡。如果大洋巖石圈在擴(kuò)張脊不斷地形成，相

等數(shù)量的大洋巖石團(tuán)必須在某地被消亡，否則地球?qū)⒉粩嗟卦龃?。額外的海底在消

減帶被消耗。向下俯沖的板塊受到熾熱軟流困的加溫，并且隨著時(shí)間的椎移格變熱

到產(chǎn)生熔化，與此同時(shí)，在擴(kuò)張脊上，其它的熔體上升，冷卻并結(jié)晶形成新的海底,

所以，在某種程度上，大洋巖石圈是不斷地在循環(huán)，這解釋了為什么海底缺乏非常

古老的巖石。在碰揩時(shí)，大洋板塊進(jìn)入大陸并被保存下來是十分罕見的。通常，大

洋板塊在碰撞帶是向下俯沖并被消毀，漂浮的大陸扳塊無法以這種方式重建，因此,

非常古老的巖石可被保存于大陸上。由于所有的大洋都是運(yùn)動(dòng)著的板塊的一部分，

遲早它們都將被運(yùn)移到碰撞帶上，作為大洋巖石圖前緣被消毀。

消減帶在地質(zhì)上是非常活躍的。

五、板塊構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)力與速度

1.驅(qū)動(dòng)問題

板塊構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)力尚未被明確地查明，目前的解釋是與塑性的軟流圈在大對(duì)流

圈中不斷緩慢地?cái)噭?dòng)有關(guān)。

軟流因中是否有這種對(duì)流現(xiàn)象，至今尚未明確地證實(shí)，流動(dòng)的軟流困能否有足

夠的力量將其上覆的巖石圖產(chǎn)生側(cè)向的推動(dòng)，并構(gòu)成對(duì)流，這些亦有待證實(shí)。目前

有另一種解釋，即消減帶上密度大，向下俯沖的板塊可以拖曳其后絳板塊的其它部

分一起運(yùn)動(dòng)。最有可能的是上述這些機(jī)制的綜合，引起板塊產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然亦可能

有其它的機(jī)制尚未發(fā)現(xiàn)。

2、板塊運(yùn)動(dòng)的速度

板塊運(yùn)動(dòng)的速度和方向可以通過多種方式來確定。

通過地姬熱點(diǎn)亦可研究板塊運(yùn)動(dòng)速度和方向。

目前，發(fā)現(xiàn)的板塊運(yùn)動(dòng)平均速度為2—3M/R.亦有測到大于10oJa的。這種

看來數(shù)值不大的運(yùn)動(dòng)速度，積累起來將十分驚人。試想每年2cm的速度，100萬年

將是2000km的漂移，而100萬年僅是地球歷史中非常短暫的瞬間。從洋底巖石的

測定，最老的板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)已有2億年的歷史，而大陸巖石磁性的測定己可重建10

億年古磁極的位置，大陸上未受擾動(dòng)的古老巖層較少，使了解板塊運(yùn)動(dòng)究竟有多古

老產(chǎn)生一定難度。但目前地質(zhì)學(xué)界相信，大陸在地球表面漂移至少已有20億年的歷

史。在塑造地球形態(tài)方面，板塊構(gòu)造起了主導(dǎo)作用，今后仍將繼續(xù)下去。

3板塊構(gòu)造與巖石循環(huán)

根據(jù)巖石循環(huán)的概念所有的巖石都是相關(guān)的。

第3章地震

在地球發(fā)展過程中，地球各部分之間發(fā)生著某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)，地層就是這些相對(duì)

運(yùn)動(dòng)中的一種。它是巖石團(tuán)中內(nèi)能逐漸積累而突然釋發(fā)的結(jié)果，是一種內(nèi)力地質(zhì)作

用。地震引起地球物理性質(zhì)(如電磁場)的微觀變化.同時(shí)使地面變形.地殼錯(cuò)動(dòng)，誘

發(fā)地完隆起和陷落、裙皺和斷裂，地面發(fā)生崩塌滑坡、火山噴發(fā)與海嘯等一系列宏

觀地質(zhì)現(xiàn)象，在很短的時(shí)間內(nèi)給人類造成巨大的災(zāi)害。所以地層造成地質(zhì)環(huán)境的急

劇變化，是環(huán)境地質(zhì)中一個(gè)重要的組成部分。

一、地震的基本理論

1.地震的概念

地殼任何一部分的快速顫動(dòng)稱為地震。地震是一種經(jīng)常發(fā)生的有規(guī)律的自然現(xiàn)

象，是地殼運(yùn)動(dòng)的一種形式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年發(fā)生地震約則萬次，但大部分是只

有通過儀器才能察覺的小地展。人們能夠宣接感覺到的地震每年約5-6萬次，其中

造成破壞性的地展每年約1000次，破壞嚴(yán)重的地震每年約100次(表4—1)?

地震發(fā)生在陸地上，同樣也發(fā)生在大洋底部。海嘯。

地震發(fā)源于地下某一點(diǎn)，該點(diǎn)稱震源，它往往是斷層上首先產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或破裂的點(diǎn)。

對(duì)應(yīng)層源地面最近的一點(diǎn)稱為震中，通常新聞報(bào)導(dǎo)某地發(fā)生地展，所提到的地點(diǎn)就

是震中的位置。從震源到震中的距離，稱為震源深度。根據(jù)震源深度，地震可分為

淺源地震(深度0—70km),中源地震(70—300km),深源地霞(300km)。據(jù)統(tǒng)計(jì).大

多數(shù)地震屬淺源地震，約占地震總數(shù)的75%,破壞性大地震震源深度大多在5—20km

范圍內(nèi)。

2.地震的類型

地震的成因主要有構(gòu)造的、火山的、陷落的，以及其它激發(fā)因素所引起的誘發(fā)

地展。

(D構(gòu)造地層。

(2)火山地震。

(3)陷落地震。

(4)誘發(fā)地層。

3。地震的發(fā)展過程

上述的地震成因類型中，構(gòu)造地層顯然是最主要的。

一次大地層的發(fā)生，只經(jīng)過幾秒到幾十秒的時(shí)間，但任何一次地震的形成都有

其孕育、發(fā)生和衰減的過程。特別是強(qiáng)烈的構(gòu)造地層，一般可以分為前震、主層和

余層三個(gè)階段。

強(qiáng)烈地震發(fā)生前，往往有一系列微弱或較小的地展，稱前層。有些強(qiáng)烈地層的

前震非常顯著，在強(qiáng)震發(fā)生前幾天甚至前幾個(gè)月就有一系列的小層，如1976年7月

8日河北邢臺(tái)地震。而有些強(qiáng)烈地層的前震并不顯著，強(qiáng)震來得比較突然，如1976

年7月28日唐山地層。一般說來，往往有前晨作為發(fā)生強(qiáng)震的預(yù)兆。

某一系列地層中最強(qiáng)烈的一次震動(dòng)，稱主震。但也有一些地震的主震并不突出。

強(qiáng)烈地震過后，在震中區(qū)及其附近地區(qū).往往還有一系列小于主震的地震，稱

余震。其強(qiáng)度與額度時(shí)高時(shí)低，持續(xù)時(shí)間可達(dá)數(shù)月甚至數(shù)年之久。

在地震的孕育、發(fā)生到衰減的全過程中，發(fā)生在相近的同一地質(zhì)構(gòu)造地區(qū)的一

系列大大小小的地震，稱為地震序列。根據(jù)其能量釋放規(guī)律和地層序列的活動(dòng)特點(diǎn),

可分出孤立的、主震的與震群的三種類型。

(1)孤立型地震。

(2)主模型地震。

(3)震群型地震.

二、地震波、地震儀、震中定位

1.地震波

地震發(fā)生時(shí)，它從震源向外傳送地震波.并釋放出積蓄的能量。地震波

是地震對(duì)巖石中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)有規(guī)律地振動(dòng)而產(chǎn)生的彈性波。根據(jù)傳播方式，地震

波可分為體波與面波二類。體波是通過地球固體巖石傳播的地震波，有縱波與

橫波兩類。

(1)縱波。

(2)橫波。

2.地震波與地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)

地震波在地球內(nèi)部的傳播速度是有規(guī)律變化的，并有幾個(gè)地震波的不連續(xù)面,

據(jù)此，可以將地球劃分若干個(gè)圈層(表4—2)。

由于S波無法通過地球液態(tài)的外核，當(dāng)一次大地震產(chǎn)生時(shí)，震動(dòng)產(chǎn)生的P波

可以在全球探測到，而S波只是在距離震源約103。弧度的范圍以內(nèi)才能接收到(比

半個(gè)地球稍大些)。因?yàn)镻波穿過地核傳播時(shí)，它們會(huì)變彎曲，所以在103—142

弧距之間的地帶內(nèi)，也無法直接接收到P波(圖4-3)?液態(tài)的外地核造成了地展波

的陰影帶現(xiàn)象。從陰影區(qū)的存在和尺寸可以確定地核的半徑和它的物質(zhì)狀態(tài)。

3.地震儀

地震發(fā)生時(shí)激發(fā)出地震波，當(dāng)這些地震波到達(dá)地面時(shí)，便引起地由的運(yùn)動(dòng)，記

錄和測量這種運(yùn)動(dòng)的儀器稱為地震儀。一般它記錄的是地動(dòng)位移，但也可以記錄地

面運(yùn)動(dòng)的速度或加速度。

世界上最早的地震儀是我國東漢時(shí)代學(xué)者張衡于公元132午發(fā)明朗候風(fēng)地動(dòng)

儀。

4.震中定位

雖然，確定震中位置的方法在細(xì)節(jié)上有所不同，但它們基本均依據(jù)一個(gè)簡單

的原則：由地震波的走時(shí)差(縱波和橫波到達(dá)的時(shí)間差)來確定地震臺(tái)至發(fā)展地點(diǎn)之

間的距離。

地震工作者經(jīng)過大量的觀測和綜合研究，制定了反映各種地震波的運(yùn)行時(shí)間

與震中距離關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)圖表，即時(shí)一距曲線圖（圖4—6）和走時(shí)表（表4—3）。任何一

次地震發(fā)生后，根據(jù)地震儀記錄資料，結(jié)合這些標(biāo)準(zhǔn)圖表，即可求出地震合至震中

位置的距離。

一旦三個(gè)以上的地震臺(tái)站都記錄到某次地震，那么在地圖上分別以三個(gè)臺(tái)站為

圓心，以相應(yīng)的震中距為半徑畫圓，三個(gè)圓的交點(diǎn)就是震中的大致位置。其誤差在

一個(gè)小三角形的范圍內(nèi)。

實(shí)際上，自然界復(fù)雜的因素，比如地殼組成的不均一性.使得震中位置的準(zhǔn)確

定位較為因難。通常，這要求多個(gè)臺(tái)站的記錄資料，并用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理

和運(yùn)算。例如，設(shè)在英國的國際地震中心，可用世界上60多個(gè)地震臺(tái)站的記錄來確

定大西洋中脊的中等程度地震的位置。

三、地震的震級(jí)和烈度

1.震級(jí)

震級(jí)是衡量地震絕對(duì)強(qiáng)度的級(jí)別。

2.烈度

烈度是表示地面和建筑物受到影響和破壞程度。它和震級(jí)既有聯(lián)系又有區(qū)別。

1956年，我國編制了自己的新地震烈度表（表4—5）。該表以歷次國內(nèi)地層調(diào)

查資料為基礎(chǔ)，以我國的房屋和碑、塔、牌坊等常見的特殊結(jié)構(gòu)物的破壞狀況為主

要依據(jù)，比較適合我國的實(shí)際情況。

四、地震的分布

1.時(shí)間分布

根據(jù)歷史資料?，可以看出地震在全世界、一個(gè)地區(qū)或…個(gè)地震帶，有活躍期

和平靜期交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，表現(xiàn)出一定的間歇性特點(diǎn)，有時(shí)甚至具有近似的周期。

例如，統(tǒng)計(jì)全球1904-1976年發(fā)生的大于等于7級(jí)的地震，大致可以劃分出三個(gè)地

震活躍期、二個(gè)相對(duì)平靜期，每個(gè)活躍期約為20年，平靜期為10年左右（表4—6）。

我國自1022一一1976年問，大于等于6級(jí)的地震也可以劃分出四個(gè)地展活躍

期和三個(gè)相對(duì)平靜期，其中活躍期的時(shí)間段有漸次增長、活動(dòng)強(qiáng)度逐漸加大的趨勢，

而平靜期的時(shí)間段則有逐漸縮短的趨勢（表4-7）o值得指出的是無論是地震活躍期

或平靜期，它們本身又由一系列次一級(jí)的、間閑更短的平靜期與活躍期組成，顯示

了地震活動(dòng)普遍的間歇性特點(diǎn)。在某些地區(qū)甚至還存在著強(qiáng)地展的周期性的活動(dòng)，

如日本東京地區(qū)的地震活動(dòng)周期為69年，我國山西地震帶8級(jí)左右的地震約有300

年的活動(dòng)周期等。

2.空間分布

指地展發(fā)生的空間位置一一垂直分布。所有的地震都發(fā)生于地殼和上地幔部

分，其中大多數(shù)發(fā)生在地殼部分的數(shù)十千米范圍內(nèi)。若按前述淺、中、深源地震的

標(biāo)準(zhǔn)來考慮，則三類地震的分布情況如下。

(1)能源地震。

(2)淺源地震。

2.空間分布

指地展發(fā)生的空間位置一一垂直分布。所有的地震都發(fā)生于地殼和上地幔部

分，其中大多數(shù)發(fā)生在地殼部分的數(shù)十千米范圍內(nèi)。若按前述淺、中、深源地震的

標(biāo)準(zhǔn)來考慮，則三類地震的分布情況如下。

(1)能源地震。(2)淺源地震。(1)環(huán)太平洋地震活動(dòng)帶。

(2)地中海一喜馬拉雅地震活動(dòng)帶。

(3)大洋地層活動(dòng)帶。

(4)大陸裂谷地震帶。

4.中國地震的分布

概括而言，西南、西北地區(qū)地震最多，次為華北地區(qū)，東南和東北地區(qū)地震最

少(臺(tái)灣除外)。我國西部主要的地震帶有近東西的北天山地震帶、南天山地震帶、

昆侖山地震帶、喜馬拉雅山地層帶和北西向的阿爾泰地震帶、祁連山地震帶、鮮水

河地震帶、紅河地震帶等。中國東部最強(qiáng)烈的地震帶為走向北北東的臺(tái)灣地震帶，

向西依次是東南沿海地震帶、弗城一廬江地震帶、河北平原地震帶、汾渭地震帶和

東西向的燕山地震帶、秦嶺地震帶等。

五、地震災(zāi)害及預(yù)報(bào)

地震發(fā)生時(shí)，除了將直接引起地面顫動(dòng)、地裂縫和斷裂外，還會(huì)引起火災(zāi)、

海嘯與海岸洪水、水災(zāi)、滑坡、泥石流、山崩、砂層液化、地面沉降和地下水位變

化等次生災(zāi)害。而由于地震所造成的社會(huì)秩序混亂、生產(chǎn)停滯、家庭破壞、生活困

苦所造成的人們心理的損害，往往比地震直接損失還大。

1.直接災(zāi)害

2.次生災(zāi)害

(1)火災(zāi)。(2)滑坡與崩塌。(3)砂土液化。(4)海嘯和海岸洪水。

4.地震預(yù)報(bào)

地震會(huì)帶來一系列嚴(yán)重的自然災(zāi)害，因此地震預(yù)報(bào)就成為一個(gè)關(guān)系到國民經(jīng)

濟(jì)建設(shè)和人們生命財(cái)產(chǎn)安全的重要問題。地震預(yù)報(bào)就成為當(dāng)前地球科學(xué)的重要探索

課題。

(1)預(yù)報(bào)的內(nèi)容和類型。地層預(yù)報(bào)包括三方面的內(nèi)容，即地震發(fā)生的時(shí)間、

地點(diǎn)和強(qiáng)度(震級(jí))。這就是地震預(yù)報(bào)的三要素。

地層預(yù)報(bào)根據(jù)預(yù)報(bào)時(shí)間的長短和內(nèi)容、方式的不同，可以分為下述四種類型：

①長期預(yù)報(bào)；⑦中期預(yù)報(bào)；④臨震預(yù)報(bào)。

(2)地震預(yù)報(bào)的途徑。

(4)地震預(yù)報(bào)目前的地位。

六、地震意識(shí)與公眾反應(yīng)

1.地震預(yù)報(bào)有關(guān)的憂慮

地震是一個(gè)自然現(xiàn)象，但地震事件也是一個(gè)社會(huì)現(xiàn)象。大地震造成大批人員

傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)影響到社會(huì)的各個(gè)方面。

假設(shè)地震預(yù)報(bào)成為可能，那么這己不單純是個(gè)科學(xué)問題，地震預(yù)報(bào)也是一個(gè)

社會(huì)問題。地震預(yù)報(bào)本身就帶有進(jìn)退兩難的性質(zhì)。西方對(duì)地震預(yù)報(bào)后果的正反兩個(gè)

方面進(jìn)行了研究。例如，假如提前一年左右準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)加利福尼亞要發(fā)生破壞性大

震.這樣就為可能大大減少由地展造成的傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。但是處于預(yù)報(bào)地震區(qū)的

社會(huì)生活將面臨崩潰，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)駱會(huì)發(fā)生衰退，其后果將不堪設(shè)想(表4—8)。

因?yàn)檎?、公眾和個(gè)人對(duì)地層的反應(yīng)各不相同，總的社會(huì)反應(yīng)非常復(fù)雜。

1991年，日本的神戶發(fā)生了毀滅性的大地震。人們預(yù)測如果東京發(fā)生一次類似

于神戶的地震的話，將會(huì)使日本這個(gè)第二經(jīng)濟(jì)大國癱瘓，全球市場陷入混亂，大地

震造成的經(jīng)濟(jì)損失將高達(dá)5.7X107-1.2X108美元。

1.地震意識(shí)與公眾反應(yīng)

目前，像日本、美國、中國這些地震多發(fā)國家，全國性的減輕地震災(zāi)害的努

力，正在受到國家政府、科學(xué)研究機(jī)構(gòu)的重視和支持，開展地震頂報(bào)，災(zāi)害評(píng)估，

減少地震造成的損失的工程等領(lǐng)域的研究，同時(shí)，各國也重視公眾的地震教育。

第4章火山

一、火山現(xiàn)象

地下深處存在著高溫的、熔融狀態(tài)的巖漿，巖漿沖破上覆巖層噴出地表的作用

稱為火山作用或火山活動(dòng)?；鹕交顒?dòng)是使人類能夠直接感到在地下深處確實(shí)存在著

巖漿。巖漿噴出地表，其噴出物堆積成山，稱為火山。但是在非常特殊的情況下，

巖漿體本身并沒有直接噴出到地表上來，而僅僅上升到地表附近，使地表表現(xiàn)為某

種異樣地形.這也是火山的一種形式。

火山活動(dòng)是一種極為壯觀的自然現(xiàn)象，所以它無疑是自古以來給人類留下

最深刻的自然現(xiàn)象之一。

隨著近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類對(duì)火山活動(dòng)的觀測日斯增多。

日本櫻島火山系于3000萬年前開始爆發(fā)的周期性噴發(fā)的火山堆。

世界上各地區(qū)火山活動(dòng)的話景各不相同.差別很大。即使是同一火山，在不同

的時(shí)期，它的活動(dòng)形式、活動(dòng)規(guī)模也不盡相同。

二、火山噴發(fā)物

在火山噴發(fā)作用過程中，巨旦物質(zhì)伴隨著強(qiáng)大的能量在很短的時(shí)間內(nèi)從地下釋

放出來。根據(jù)火山噴發(fā)物的性質(zhì)和物理狀態(tài)的不同，可以將火山噴發(fā)物劃分為氣體、

液體和固體噴出物三種。

1.氣體噴發(fā)物

巖漿在向上運(yùn)移過程中，受到的靜壓力逐漸降低，溶解于巖漿中的揮發(fā)性成分

就以氣體的形式逐漸分離出來。氣體由于具有高度的活動(dòng)性，故氣體的噴出成為火

山噴發(fā)的前導(dǎo)，而且貫穿火山噴發(fā)的全過程。巖漿中的揮發(fā)性物質(zhì)，是決定巖漿物

理化學(xué)性質(zhì)的重要因素之一，而且對(duì)巖漿同外部物質(zhì)所發(fā)生的各種作用，例如，與

所接觸的巖石所發(fā)生的作用，均有很大的影響。特別是火山噴發(fā)一般都是由這種揮

發(fā)性成分的力量所引起的。

要了解地下巖漿的化學(xué)成分，除了對(duì)火山巖進(jìn)行化學(xué)分析外，沒有其它更好

的辦法。但這一方法只能求得常溫下固體的成分，像H20和C12這樣在低溫下也容

易揮發(fā)的成分，在火山巖分析結(jié)果中僅占1%左右，然而，從火山噴發(fā)時(shí)釋放出大

量的氣體這一事實(shí)，不難推111巖漿中含有大量的探發(fā)性成分。

分析火山的氣體噴發(fā)物是一項(xiàng)十分艱難的工作，人們只能對(duì)直接從火山口噴出

的氣體的分析才能求得。

氣體選出狀況的變化預(yù)示著火山活動(dòng)的進(jìn)程。如果氣體遠(yuǎn)出量越來越多，氣

體中的琉質(zhì)成分越來越濃，氣體的溫度越來越高，將是火山即將大規(guī)模噴發(fā)的預(yù)兆。

如果氣體坦出量逐漸減少，氣體中C02成分逐漸增多而琉質(zhì)成分逐漸減少，且氣體

溫度逐漸降低，意味著火山活動(dòng)在減屆。大規(guī)模火山噴發(fā)結(jié)束以后，在相當(dāng)長的時(shí)

間內(nèi)還可能有少量溫度較低的氣體徐徐選出。

2.氣體噴發(fā)物

噴出地面而喪失了氣體的巖漿稱熔巖。熔巖是火山噴發(fā)物的主體，同時(shí)也最

能反映地下巖漿原來的形態(tài)。

3.固體噴發(fā)物

（1）火山灰。（2）火山礫。（3）火山彈。（4）浮石與火山渣。

三、火山的形態(tài)

1.火山構(gòu)造

火山通常由火山錐、火山口和火山通道三部分組成（圖5—1）。

火山錐火山噴出物大部分在火山口附近堆積下來，并常呈圓錐狀，稱為火山鏡。

火山錐的坡度不等，最大達(dá)35-45o

2.盾狀火山

3.火山穹丘

4.火山渣錐

5.復(fù)合火山

四、巖漿類型與火山的分布

1.巖漿的類型

2.火山的分布

我國境內(nèi)目前已發(fā)現(xiàn)的火山錐約660座，其中絕大部分為火山地貌保存完好的

死火山，只合少數(shù)火山近代有過活動(dòng)，如臺(tái)灣的大屯火山群。我國火山的分布大致

可以分為三個(gè)系統(tǒng)：

（1）環(huán)蒙古高原系統(tǒng)。

（2）環(huán)兩藏高原系統(tǒng)。

（3）環(huán)太平洋系統(tǒng)。

五、火山災(zāi)害

火山噴發(fā)是一種可怕的自然災(zāi)害。據(jù)聯(lián)合L1統(tǒng)計(jì)，近400年來，世界上約有

500座活動(dòng)火山噴發(fā)，造成266000人死亡（不包括由火山引起的海嘯致死人數(shù)）。本

世紀(jì)以來死于火山災(zāi)害的人數(shù)約為63000人，印年代死于火山災(zāi)害的人數(shù)多于前70

年的總和，僅1982年墨西哥埃爾奇康火山噴發(fā)和1985年哥倫比亞魯易斯火山噴發(fā)，

就造成24000人死亡（表5一）。與此同時(shí)，由火山噴發(fā)帶來的經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大。

目前，全世界居住在火山活動(dòng)區(qū)內(nèi)的總?cè)藬?shù)約為3.5億。由于火山噴發(fā)在給

人類帶來巨大災(zāi)難的同時(shí)，也給人類造成了肥沃的土地，帶來了豐富的地?zé)帷⒌V產(chǎn)

資源和旅游資源。

1.熔巖流

2.火山碎屑

3.火山泥流

4.熾熱火山云

5.有毒氣體

6.蒸汽爆炸

7.氣候

8.地貌變化

六、火山災(zāi)害的預(yù)報(bào)與公眾反應(yīng)

1.火山的活動(dòng)性分類

火山按其活動(dòng)性可分為死火山、休眠火山和活火山三類。

2.火山前兆

(1)地震活動(dòng)。

(2)地形變化。

(3)火山噴氣成分的變化。

(4)溫度、地磁場和地電場的變化。

(5)動(dòng)物異常現(xiàn)象。

3.對(duì)火山預(yù)報(bào)的公眾反應(yīng)

當(dāng)有證據(jù)表明一次即將發(fā)生的噴發(fā)可能威脅到人口稠密的地區(qū)時(shí)，最安全

的措施就是撤離該地區(qū)，直到火山活動(dòng)乎息為止。

第5章河流與洪水

洪水是最普遍廣泛的自然災(zāi)害，也是一種地質(zhì)災(zāi)害。

一、水循環(huán)

海洋、河流、湖泊、地下水、冰川和大氣水共同構(gòu)成地球水困。另外，還有礦

物中含有的化合水、結(jié)晶水及深層巖石中包含的封閉水分。

地球上的水并不是處于靜止?fàn)顟B(tài)的。海洋、大氣和陸地的水.隨時(shí)隨地都通

過相變和運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行著連續(xù)的大規(guī)模交換。水循環(huán)就是指地球上各種形態(tài)的水，

在太陽輻射、地心引力等作用下，通過蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)降水、下滲及徑流等

環(huán)節(jié)，不斷地發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)換和周而復(fù)始運(yùn)動(dòng)的過程。

從全球整體上看，這個(gè)循環(huán)過程可以設(shè)想從海洋的蒸發(fā)開始，蒸發(fā)的水汽升

人空中，并被氣流輸送到各地，大部分留在海洋上空，少部分深人內(nèi)陸，在適當(dāng)條

件下，這些水汽凝結(jié)降水。

二、河流及其特征

1.河流對(duì)沉積物的搬運(yùn)

水是搬運(yùn)物質(zhì)強(qiáng)有力的因家，河流搬運(yùn)物質(zhì)的方式有推移、懸移、溶解質(zhì)搬運(yùn)

等兒種方式。

2.坡面徑流

3.河流流速與侵蝕基面

4.流速與沉積物的分選

三、沖積平原