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文本内容:
《基础地质学
(2)》教案(参考学时100学时)授课对象勘查技术与工程专业水文与水资源工程专业前言
一、课程的性质、目的和任务《基础地质学
(2)》是勘查技术与工程专业和水文与水资源工程专业唯一的一门地质基础课,该课程的目的和任务是使学生明确地质学的研究对象、内容、任务和研究方法,掌握现代地质学的一些基本理论和基本知识,培养学生地质思维能力和时空概念,了解现代地质学的主要成就,初步具备分析和推断地质问题的思维能力,为进一步学习后续课程打下良好的基础
二、课程的主要教学内容及教学中应注意的问题课程的主要内容是介绍地球的圈层构造以及各圈层的主要物理性质和化学组成,地壳的物质组成,常见的矿物和岩石,各种内、外力地质作用的基本原理、过程及产物特征岩石圈的运动规律各种地质构造的类型,特征和基本研究方法课程的基本理论是地球,特别是岩石圈发展演化的基本规律,各种地质作用的基本原理和它们的相互关系课程的基本知识是各种基本概念,地质现象,地质作用产物以及有关地球的基本论述
三、课程的教学方法和教学手段教学方法理论__实际,采用启发式教学,并贯穿“将今论古”的原则培养学生综合归纳、分析推理的能力教学手段课程计划通过讲课和实习两个教学环节来完成,配合电化教学和多媒体教学(包括幻灯、录像、__展览和地质博物馆参观等)以及野外现场教学,增强学生的感性认识,提高理论教学深度NO:1绪论
一、地质学研究的对象和内容地质学研究的对象地球,研究重点是地壳地质学研究的内容固体地球的物质组成结构、构造及其形成和演变的历史
二、地质学的分科
1、研究地球(固体地球的外层——岩石圈)物质组成的学科——结晶矿物学、岩石学
2.研究地壳运动、形变及地表形态特征的学科——构造地质学、大地构造学、地貌学等
3.研究地壳的演变历史和古代(地质历史时期)自然面貌的学科——古生物学、地史学、古地理学等
4.研究矿产资源的形成和分布规律,以及为寻找和勘探矿产的理论和方法的科学——矿床学、找矿勘探地质学等
5.研究各种工程建筑地基的地质条件和勘查理论方面的学科——工程地质学等
6.研究地下水的运动规律和分布规律的学科——水文地质学
7.研究防范自然灾害、保护和利用自然环境方面的学科——环境地质学、地震地质学、旅游地质学等
三、地质学在国民经济建设中的意义我国“四个现代化”建设需要大量的地下矿产资源,寻找各种矿产资源需要地质工作;工农业生产和人民生活用水需要进行水文地质调查工作;各种大型工程建设需要进行工程地质勘察;为防止地质灾害和环境污染,也需要做环境地质工作总之,地质工作涉及到社会建设的各个行业
四、地质学的特点和研究方法
(一)地质学的特点
1、空间广泛,地球是一个庞大的物体,地壳是地质学研究的重点目前人类只能观察到地壳的上部,对地球深部只能根据地球物理信息加以推断另外,地质作用所涉及的范围和规模都很大
2、时间漫长(地球发展过程漫长)地球已有46亿年的演变历史在漫长的地质历史时期,曾发生过许多重要的地质__,现在人们所看到的地质现象只是最后一次地质__的综合结果,人们只能通过一些地质记录(记录在岩石中的各种现象)去推断过去某些地质__的主要特点和周围环境的主要特征地质历史中各种地质__的发生过程多少是缓慢的,许多地质现象都经过漫长时间后才形成的,所以,地质学用以度量时间的基本单位为百万年
3、区域差异性地球虽然有其共同的发展规律,但在不同地区的物质组成、结构构造均有差异,例如,中国东部和西部地区地壳的物质组成、构造线方向等差异较大
4、地质过程的复杂性地球是个复杂的物体地球的物质运动——有机界和无机界的物质运动运动方式——有化学、物理、生物等多种运动方式地球各个圈层的物理状态复杂变化——例如地表与地球内部在温度、压力、物质状态等差异很大
(二)地质学的研究方法
1.将今论古法利用现代所观察到的地质作用过程去推论地质时期同类事物的发展状况,也称为现实主义原则例如现代河流地质作用,现代火山、地震作用等
2.实践出真知通过野外考察,调查研究,收集第一手资料,然后归纳、综合整理、推论
五、本课程的内容和学习方法
(一)主要内容
1、内、外力地质作用的一般规律及其产物
2、地壳发展和演变的一般规律及有关学说
3、宇宙地质学、环境地质学的基础知识
4、构造地质学基础知识
(二)学习方法
1、掌握各种地质概念的涵义;掌握地质学的一般基础理论和基本知识;初步具备地质学的分析思维能力,初步了解地质学的一般工作方法
2、重视实践环节地质学是实践性很强的学科,很多理论概念要通过实验来检验和深化因此,本课程100学时,除了讲授理论课外(58学时),还有18次实验,观察常见的矿物,岩石标本,读地质图2次看录象,最后还进行野外实习(5个星期)NO2第一章地球教学基本要求掌握地球的物理性质和地球的结构第一节地球在宇宙中的位置宇宙……我们周围的物质世界地球是太阳系中的一颗行星,所以地球的属性是天体太阳系是个大家族,太阳是太阳系中一颗恒星(它本身会发光发热的星球),太阳系中有九大行星,从内到外分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星太阳所在的星系叫银河系,银河系由1500亿颗恒星组成的庞大恒星系统银河系比太阳系大1亿倍银河系之外还有各种形状的河外星系组成更为庞大的天体系统……总星系可见,宇宙是无边无际的,也没有中心的物质世界地球在宇宙的位置——沧海一粟第二节地球的形状和大小
一、地球的形状根据人造卫星资料,地球的形状更近似一个扁率不大的三轴椭球体,即地球赤道不是正园形,而是呈椭圆形;同时北半球稍尖而凸出,南半球稍肥而凹入;从整体看,好象一个“梨”的形状(见地球形状示意图)
二、地球的大小据1975年第十六届国际大地测量和地球物理学会(UYGG)决议采用的数值列出赤道半径(a)
6378.140公里两极半径(c)
6356.779公里平均半径()
6371.012公里扁率(d=a-c/c)1/
298.275赤道周长
40075.24公里子午线周长
40008.08公里表__
5.1007×108平方公里体积
1.0832×1012立方公里地球质量(M)(
5.9742土
0.0006)×1024kg第三节地球的主要物理性质
一、地球的密度和压力
1.地球的质量和平均密度地球的质量
5.974×1021吨(T)地球的平均密度
5.516g/cm3《岩石类型》《平均密度》花岗岩
2.67g/cm3玄武岩
2.85g/cm3石灰岩、砂页岩
2.6g/cm3从上表可知,地球表面岩石的平均密度仅相当于地球平均密度的1/2,可见,地球内部物质的密度应大于地球表面岩石的平均密度
2.地球内部的压力地球内部的压力随着深度的增加而增大,而压力增加的速度都因深度而不同大约在400km、600km、2900km和4640km深度有明显的变化,而以2900km深度变化最大
二、地球的重力地球重力地心引力和离心力的合力为地球上某处的重力地球上的重力基本上决定于地球的引力,地面重力场的变化是随纬度增加而增加,而随高度增加而减少正常重力值(理论值)若把地球看作一个表面光滑的均质体,从理论上计算出地球各处的重力值,称为正常重力值重力异常各地实测的重力值(实测值)经校正后与理论值不符合的情况,这种现象叫重力异常正异常实测值大于理论值(正常重力值或标准值)负异常实测值小于理论值重力勘探利用重力来探测地下的矿产、构造等
三、地磁场
(一)地磁场和地磁要素地磁场地球是个磁化球体,地球周围空间存在着磁场,称为地磁场(见图地球的磁场)地磁场三要素磁偏角、磁倾角、磁场强度磁偏角地磁极与地理极不相吻合,地磁子午线与地理子午线之间的夹角,称为磁偏角东偏角——以指北针为准,偏在地理子午线东边者,称为东偏角西偏角——以指北针为准,偏在地理子午线西边者,称为西偏角我国疆域__磁偏角为西偏角磁倾角总磁场强度方向与水平面的夹角称为磁倾角或磁针与水平面间的夹角称为磁倾角
(二)地磁异常正常值(正常磁场)在全世界范围内选择若干个地磁测站,测得该处的基本地磁要素数据,然后再据以推算出全世界的基本地磁场数据,称为正常值磁异常实测地磁要素数值与正常明显不一致,这种现象叫地磁异常(简称磁异常)地磁正异常——实测地磁要素大于正常值叫正异常地磁负异常——实测地磁要素小于正常值叫负异常古地磁是指地质历史时期的地磁场岩石在形成过程中,因受古地磁场的影响而获得磁性(剩余磁性),这种磁性与古地磁场的方向是协调的,其磁场方向不受后来外界磁场的影响我们测量某地质时代岩石中的剩余磁性即可了解某地质历史时期的地磁场情况
四、地热地热地球内部的热能地球内部的热能的主要来源是放射性元素衰变过程中释放的热能,其次是地球的转动能、重力能以及化学反应能、结晶能等地球内部热力分层外热层(变温层)、常温层和内热层
1、外热层(变温层)为地球的表层,其热量绝大部来自太阳年变化影响深度一般为10~20米
2、常温层指外热层的下界与内热层的上界范围内该带的地温大致保持在当地地面年平均温度左右其深度大约在地表以下15~30米
3、内热层(增温层)指常温层以下的地球内部其特点是地温随深度的增加而逐渐增高地热增温率(或地温梯度)指深度每增加100米时所升高的温度,以℃表示地球的平均地温梯度为3℃地温增加的情形各地不同,与各地岩石的密度导热率、离热源的远近及所处的地质构造条件有关
五、地球的弹塑性地球具有弹性——地震波能在地球内部传播是地球具有弹性的表现,因为地震波是弹性波另外,地球自转的惯性离心力能使赤道半径加大而成椭球体,也表现具有弹性地球又具有塑性——在野外常可看到某些脆性岩石发生复杂的弯曲而未破裂,显然是塑性变形的产物NO3第四节地球的圈层构造
一、地球内部的圈层构造
(一)地震波在地球内部的传播对地球内部物质状况和结构、构造特征的认识,只能依靠各种间接的线索,例如地震波的传播、地球的,以及对陨石的研究尤以地震波的传播是主要的线索地震波按传播方式分为体波和面波体波又可分为纵波和横波地震波的传播速度总体上是随深度而变化的,相同的深度,就有相同的地震波波速据实测,地内有两个明显的波速不连续面(界面)第一个界面位于5~6km深处,大陆部分平均33km,大洋地区较浅,平均为11~12km这个界面叫“莫霍面”第二个界面位于2885km(近似2900km)深处,称为“古登堡面”
(二)圈层构造根据地震波波速的研究,以“莫霍面”与“古登堡面”为主要界面,将地球内部分为三个圈层,三个圈中又细分为七层,即地球内部有“七层三圈两个界面”《圈》《层》地壳(圈)——硅铝层(花岗岩质岩)硅镁层(玄武岩质岩)——————莫霍面——————岩石圈(地壳+上地幔B层)地幔(圈)——上地幔(B、C层)下地幔(D层)——————古登堡面——————地核(圈)——外核(E层)过渡层(F层)内核(G层)各圈层的特征
1、地壳为固体地球最外的一个圈层,由固体岩层组成,下界为莫霍面地壳厚度在全球各处不均匀,在大陆区,地壳的平均厚度为33km,在大洋区平均厚度11~12km地壳可细分为上部的硅铝层和下部的硅镁层,上下层的分界面称康拉德面
2、地幔从“莫霍面”到“古登堡面”间的圈层称为地幔根据地震波速资料,可分为上地幔(B层、C层)和下地幔
(1)上地幔(B层、C层)为含Fe、Mg较高,含Si较少的超基性岩,称为地幔岩低速带(软流圈)在上地幔内,深度在60~250km处存在着地震低速带,地震波发生强烈衰减Vp为
7.7~
8.1km/秒,Vs为
4.0~
4.2km/秒组成低速带的岩石有较大的塑性,并称之为“软流圈”或“软流层”一般认为,“软流层”是岩浆作用的发源地软流圈物质可以缓慢流动,其部分物质呈熔融状态岩石圈“软流层”以上的上地幔(B′层)和地壳合称为岩石圈岩石圈是组成地球表层的固体薄壳,均由岩石组成
(2)下地幔一般认为它的化学成分与上地幔相似,只是铁的分量更多一些,其成分相当于石铁陨石另外,其结晶结构为更紧密的高密度矿物
3、地核是地球内自“古登堡面”到地心的部分按地震波的分布,分为三层外核(E层)、过渡层(F层)和内核(G层)外核(E层)由液态物质组成(横波不能通过外核)过渡层(F层)其物质是具有由液态向固态过渡的特征内核(G层)内核物质具有固态特征,主要由铁、镍成分组成
二、地球的外部圈层
(一)大气圈大气圈环绕地球的空气层称为大气圈它由各种气体组成大气的主要成分——氮(78℅)、氧(21℅)、氩(
0.93%)、二氧化碳、臭氧及水蒸气前三种气体占空气容积的
99.96℅,恒定组分,后三种可变组分大气圈的分层根据大气物理性质沿垂直方向上的变化(主要是气温随高度的变化特征)将大气圈划分为下列
1.对流层对流层为大气圈的底层特征
①受地面影响大,对流现象显著对流层内大气的热量主要来自地面辐射热(即地面受太阳光照射并以辐射的形式向上空放出的热量),所以,气温是随高度而递减,平均每升高1km则气温降低6℃,称为大气降温率
②大气的平均厚度为10~12km气温、气压、密度在不同高度、不同纬度具有一定差异,因而形成空气对流,大气运动复杂,一切风、云、雨、雪等天气现象发生在此层中
2.平流层从对流层顶到距地面约35~55km高空的大气层特征
①气流运动以水平运动为主,且很平稳,故名平流层
②在距地面30~55km高空范围内有一臭氧(O3)集中的区域,叫臭氧层平流层的气温基本上不受地面影响臭氧能吸收太阳紫外辐射热,使气温增高(达到平流层顶部温度最大值为-3至-17度)
(二)大气环流大气环流指大气圈内空气作不同规模运行的总称因不同纬度的地面接受太阳辐射热的差异,形成大气对流现象,即产生大气环流大气环流控制了全球性的风向和冷热气团的运动规律
(三)水圈水圈地球表面连续而不规则的水体称为水圈地球表面有四分之三的__为水体占据,如海湖、沼泽、河流、冰川及地下水等水体地球表面的水蒸发到大气圈,大气圈内的水气凝聚成雨、雪降落到地表,补给地表水及地下水,构成水圈的大循环
(四)生物圈生物圈是由生物及其生命活动的地带所构成的连续圈层即地球表层有生命物质的一圈在大气圈、水圈和地壳表层的土壤和岩石里,都有生物存在自从地球上出现生物以来,生物的活动特别是人类的活动,对地球表面的改造十分明显NO4第二章地壳教学基本要求掌握地壳表面的特征,地壳的物质组成,地质年代和地质作用的概念第一节地壳的表面特征
一、宏观特征《总__》《占地球表__》地球上的两大地理单元——海洋
3.62亿km
270.9℅陆地
1.48亿km
229.1℅地球表面(地球固体外壳表面)……高低不平海洋底的平均深度……3795m大陆的平均高度……825m大洋最深处在西太平洋的马利亚纳海沟……11034m大陆上最高点在我国的珠穆朗玛峰……8850m
二、大陆地形单元
1.山地海拔高度在500米以上的正地形山地高程分类名称海拔高度(米)切割深度(米)举例极高山50001000喜马拉雅山主体高山5000—3500500天山、昆仑山等中山3500—1000500士秦岭大巴山、太行山等主体低山1000—500200士中、高山区较低部分丘陵500200川中丘陵、闽淅丘陵等
2.平原相对高差低于100米的平坦地区
3.高原海拔大于600米,表面较平坦或略有起伏的广阔地区,如青藏高原
4.盆地四周是山地或高原,__地形低平或呈丘陵状的地区,外形似盆状的地形,如四川盆地、塔里木盆地5.裂谷系伸延上千公里,宽仅30~50km的线形低地,两壁或一壁多为断崖,如东非裂谷系,我国汾渭裂谷
三、海底地形单元按深度和形态分为三大单元
(一)大陆边缘分大陆架、大陆坡、大陆基、海沟和岛弧
1、大陆架(陆棚)海面以下~200米深的海底平原坡度一般小于
0.1°
2、大陆坡是大陆架外缘倾斜明显变陡的地带,平均坡度为
4.3°,最大坡度超过20°,最大深度3200米,大陆坡上常发现呈“V”字形的海底峡谷,峡谷通向大洋盆地,多发育有巨大的水下冲积扇
3、大陆基是大陆坡与大洋盆地之间的平缓地带,平均深度约3700米这地带多是浊流和滑塌作用带来的碎屑物质的主要堆积场所有海沟发育的地带就没有大陆基
4、海沟海底的带状深渊
5、岛弧呈弧形延伸很长的火山列岛
(二)大洋盆地可进一步分为深海平原、海山和海岭
(三)洋中脊屹立在大洋底上的巨大“山脉”,有的地段露出海面而成带状分布的岛屿例如著名的大西洋中脊,由北极~冰岛~印度洋,总长度约65000公里,洋中脊底部平均宽度约1500公里,其上部由平行山脊组成一个高中心带,__有一条裂谷(大西洋洋中脊典型横剖面图),裂谷宽约20公里,深度约1000~2000米
四、我国地形特点我国为多山多高原国家,地形复杂我国地势特点西高东低,从西~东可分三个台阶第一台阶青藏高原第二台阶大兴安岭~太行山~雪峰山一线以西地区,由高原高山、山间盆地组成第三台阶大兴安岭~太行山~雪峰山一线以东地区,主要由平原,盆地,低山丘陵组成第二节地壳的物质组成组成地壳的固体物质,在地质学上叫岩石岩石是由矿物组成的,即岩石是矿物的__体矿物是由化学元素组成的
一、地壳的平均化学成分地壳中最多的元素——O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等八种元素克拉克值元素在地壳中平均重量百分比称为克拉克值克拉克值也称为地壳元素的丰度
二、矿物矿物矿物是在地质作用形成的单质或化合物单质矿物由同种元素组成的为单质矿物,如自然金(Au)金刚石(C)等化合物矿物由两种或两种以上元素化合而成的称为化合物矿物,如黄铁矿(FeS2)、赤铁矿(Fe2O3)、方解石(CaCO3)等矿物有固态(绝大多数)、液态(如天然汞)造岩矿物主要组成地壳岩石并且大量出现的矿物,如长石、石英等常见矿物常形成有用矿产的矿物称为常见矿物,如金属元素氧化物和硫化物
(一)矿物的形态晶体矿物形成具一定外形的几何多面体,称为晶体晶体晶体的形态叫晶形常见有下列三种类型一向延长型——呈柱状或针状的晶形,如石英、辉锑矿二向延长型——呈片状或板状的晶形,如云母、石膏三向等长型——呈粒状,如呈立方体的黄铁矿
(二)矿物的物理性质
1.矿物的光学性质
1、透明度指光线透过矿物的程度,可以分为透明、半透明和不透明三个等级
②、光泽为矿物对可见光的反射能力据反光的强弱可分为下列金属光泽——反射很强,类似镀有络的金属平滑表面的反光,如方铅矿、黄铁矿半金属光泽——反射较强,似一般金属的反光,如磁铁矿非金属光泽——玻璃光泽——似玻璃表面之反光,如石英的晶面金刚光泽——反射较强,反光灿烂耀眼,如金刚石油脂光泽——如同涂上油脂的反光,如石英的断口
③颜色与条痕颜色是矿物吸收了白光中某种波长的色光后所表现出来的互补色如矿物对各种色光都均匀吸收则表现为黑色或灰色,若基本不吸收为白色,若吸收某一波长的光则表现为它的补色的颜色条痕矿物粉末的颜色叫条痕如赤铁矿的条痕为樱红色
2.矿物的力学性质
①硬度为矿物抵抗外力机械作用的强度或能力通常用摩氏硬度计作为标准摩氏硬度计由十种硬度不同的矿物组成十种矿物按其硬度从小到大依次为滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石
②解理晶体受到外力打击时能够沿着一定结晶方向__成为平面,即解理面断口矿物受外力打击后只能形成凹凸不平的表面叫断口如石英的断口
(三)矿物的分类按矿物的化学成分可以分为五大类
1、自然元素矿物呈单质状态出现,如自然金(Au)、自然铂(Pt)、自然银(Ag)、金刚石(C)等
2、硫化物矿物如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)方铅矿(PbS)等
3、氧化物和氢氧化物如石英(SiO2)、赤铁矿(Fe3O4)磁铁矿(Fe2O3)、褐铁矿(Fe2O
3、11H2O)、软锰矿(MnO2)、锡矿(SnO2)等
4、卤化物类矿物如石盐(NaCl)、钾盐(KCl)、萤石(CaF2)等
5、含氧盐类矿物如长石、角闪石、辉石、橄榄石、云母、方解石、石膏等
三、岩石岩石自然界中在地质作用下,由一种或多种矿物或岩屑组成的__体,称为岩石简单的讲即矿物的天然__体称为岩石岩石的成因分类岩浆岩、沉积岩和变质岩
(一)岩浆岩岩浆岩是熔融状态的岩浆冷凝而成的岩石,称为岩浆岩深成岩侵入岩—岩浆岩—浅成岩喷出岩岩浆岩的分类按SiO2的百分含量分为下列类型超基性岩SiO245℅,如橄榄岩、金伯利岩基性岩SiO245~52℅,如辉长岩、玄武岩中性岩SiO252~66℅,如闪长岩、安山岩酸性岩SiO266℅,如花岗岩、流纹岩
(二)沉积岩沉积岩沉积岩是由各种外力地质作用形成的沉积物,在地表或近地表条件下,经过固结成岩作用而形成的岩石,称为沉积岩沉积岩的分类按成因可以分为下列类型
1、碎屑岩由碎屑颗粒组成的岩石,按碎屑颗粒大小分类1)砾岩砾石直径2mm2)砂岩砂砾直径
0.05~2mm3)粉砂岩砂砾直径为
0.05~
0.005mm
2、粘土岩由各种粘土矿物组成,质点粒径
0.005mm如页岩、泥岩
3、化学岩和生物化学岩岩石中的矿物是通过化学方式沉淀或由生物遗体所组成的岩石例如石灰岩、白云岩等
(三)变质岩变质岩地壳中已形成的岩石(岩浆岩、沉积岩或变质岩)在高温、高压及化学活动性流体的作用下,使原来岩石的成分、结构、构造改变再造所形成的岩石,称为变质岩变质岩的类型按变质作用的类型划分下列四类
1、接触热变质岩主要是受岩浆高温的影响形成的变质岩,例如石灰岩受热力影响发生重结晶作用形成大理岩
2、气液变质岩主要是受岩浆的热水溶液的影响而形成的变质岩,例如矽卡岩
3、动力变质岩主要是受地壳运动的定向应力作用的影响而形成的变质岩,如构造角砾岩
4、区域变质岩在大__范围内受岩浆活动,地壳运动的综合影响而形成的变质岩,如片岩、片麻岩NO5第三节地壳均衡现象近代的重力、地震等资料表明,在大陆的高原高山地区的地壳厚度特别大,莫霍面凹入很深,一般表现为重力负异常、物质密度小于平均密度;在平原地区,特别是大洋盆地中一般表现为正异常,物质密度大于平均密度上述现象表明,不同地区,不同深度的物质是不均一的,其密度是有差异的推测,在高原和高山地区上部质量的过剩就被深部质量的不足所抵销,大洋盆地上部质量的不足就被深部质量的过剩所补偿,大洋盆地则直接出露硅镁层,深部的地幔也略向上凸出于地壳内,从而保持各个地区重力上的均衡,这就是地壳均衡现象第四节地质年代
一、地质年代的概念地质年代地质学表示时序的方法叫地质年代地质年代就是各个地质__发生的时代
二、地质年代的类型地质年代分为相对地质年代和同位素地质年代(即绝对地质年代)
(一)相对地质年代相对地质年代表示地质__和各种地质体发生或形成的先后顺序或新老关系,称为相对地质年代
1、相对地质年代的确定方法
(1)地层层序律地层地层是一定时期内所形成的层状堆积物或岩石地层形成时的原始产状一般是水平或近水平的,并且,总是老的地层先形成,位于下部,新的地层后形成,覆于上部即原始产状的地层具有下老上新的层序规律,称为地层层序律或称叠置原理它是确定相对地质年代的基本方法
(2)生物演化律(或标准化石法)化石的概念埋藏在地质历史时期沉积物中的古代生物的遗体和遗迹称为化石生物的演变是从简单到复杂,从低级到高级不断进化和发展的因此,地层年代越老其中所含生物就越原始、越简单;地层年代越新其中所含生物就越进步,越复杂而且,不同时期的地层中含有不同类型的化石,相同时期的地层含有相同的化石及化石组含,这就是生物演化律在确定地层时代时,一般利用那些时间上分布短,演化快,空间上分布广的所谓标准化石来划分与对比地层3地质体之间的切割律
2、地质年代单位和地层单位地质年代单位地层单位宙代纪世宇界系统
(二)绝对地质年代(或同位素地质年代)同位素地质年代它指某一段地质历史所经历的时间长短,即以“年”为单位计算地质历史所经历的时间
三、地质年代表按年代先后把地质历史进行系统性的编年,列出“地质年代表”它的内容包括各个地质年代单位、名称、代号和绝对年龄值等(见地质年代表)地质年代表中具有不同级别的地质年代单位从大~小分为“宙、代、纪、“世”,与地质年代单位相对应的年代地层单位为宇、界、系、统第五节地质作用概述
一、地质作用的概念地质作用由自然动力所引起的地壳物质组成、内部结构和地表形态等不断变化和发展的作用,统称为地质作用
二、地质作用的类型根据地质作用的动力来源,分为内力地质作用和外力地质作用两大类
(一)内力地质作用内力地质作用的能源来自地球本身,如地球自转产生的旋转能,地球物质本身的重力能,放射性元素衰变产生的热能等内力地质作用可分为下列类型
1.地壳运动(构造运动)由内力引起地壳或岩石圈物质的一种机械运动地壳运动的表现形式升降运动(垂直运动)和水平运动升降运动地壳物质在铅直方向的缓慢上升和下降运动其结果产生海、陆变迁势高低的改变等水平运动地壳物质沿地球切线方向的运动其结果使岩层产生褶皱(挤压)、断裂、平移等
2.岩浆作用岩浆岩浆是地下天然形成的,富含挥发组分的,高温的硅酸盐熔融体岩浆作用岩浆从形成、运动直至冷凝固结成为岩石的全过程,称为岩浆作用岩浆作用的方式火山作用(喷发作用)和侵入作用火山作用岩浆向上运动喷出地表,称为火山作用(喷出作用);岩浆在地面冷凝形成的岩石,称为火山岩(喷出岩),如玄武岩侵入作用从岩浆侵入围岩到冷凝形成岩石的全过程,称为侵入作用;岩浆侵入到地下冷凝后形成的岩浆岩,称为侵入岩,如花岗岩
3.变质作用变质作用地下深处原先已存在的岩石,由于温度、压力及化学活动性流体的作用,发生矿物成分、化学成分或结构与构造变化的地质作用,称为变质作用变质作用形成的岩石称为变质岩,如大理岩
4.地震作用地震地球(特别是地壳)的快速颤动强烈地震对地面产生严重的破坏作用按地震产生的原因可分为构造地震(地壳运动引起的地震),火山地震(火山活动引起的地震),陷落地震
(二)外力地质作用外力地质作用外力地质作用的能源主要来自太阳能,如太阳辐射能,它引起大气圈、水圈、生物圈的物质循环运动,形成风、流水、冰川等地质营力,从而产生各种地质作用,即外力地质作用外力地质作用可分下列类型(按作用的方式)
1.风化作用在地表环境下,由于气温、大气、水及生物等作用,使地壳的岩石或矿物在原地分解和破坏,称为风化作用
2.剥蚀作用指某一介质(地面流水、地下水、风、冰川、湖海、海洋等)在一定的运动状态下,对地表岩石的强烈破坏,并把破碎或分解的产物剥离原地的作用,称为剥蚀作用
2.搬运作用将剥蚀下来的产物搬离原地并使其搬运到另一个地方去,称为搬运作用
3.下坡运动(也叫负荷地质作用,块体运动)较大的基岩块体和地表松散堆积物,在重力作用下崩落或沿斜坡滑动的过程,称为下坡运动
4.沉积作用被搬运的物质,在其搬运介质动能减小或介质的物理、化学条件改变时发生沉淀、堆积下来的过程,称为沉积作用
5.硬结成岩作用松散的沉积物转化成为沉积岩的过程称为硬结成岩作用外力地质作用的程序一般情况下,外力地质作用的程序是风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用按地质营力还可以分为地面流水的地质作用、地下水的地质作用、冰川的地质作用、海洋的地质作用、风的地质作用、湖沼的地质作用等NO6第三章构造运动教学基本要求掌握构造运动的概念和类型,地质构造的基本类型和特征地震作用的概念及成因类型第一节构造运动的概念和类型
一、构造运动的概念和类型构造运动(地壳运动)由地球内部动力引起的地壳的机械运动
二、构造运动的类型按照构造运动的方向分为下列两类
1.升降运动(垂直运动)升降运动是相邻地块或同一地块的不同部分作差异性的上升或下降升降运动的结果使某些地区成为高地或山岭,另一些地区成为盆地或凹陷
2.水平运动水平运动是指地壳块体在水平方向上__,相邻地块或相互分离拉开,或相向靠拢挤压,或剪切错动
三、构造运动的分类按构造运动发生的时间可分为下列三类
(一)古构造运动发生在早第三纪以前的构造运动,称为古构造运动
(二)新构造运动发生在晚第三纪及第四纪时期的构造运动,称为新构造运动
(三)现代构造运动发生在人类有史记载时期的构造运动,称为现代构造运动第二节构造运动的主要证据(或表现)
一、大地测量法通过大地测量,得知一个地方高程的变化来证实地壳运动
二、考古法意大利那不列斯海湾海岸的变迁,是说明现代升降运动的最好例子
三、地貌分析法在上升运动的地区以剥蚀地貌为主,在下降运动的地区,则以堆积地貌为主多层河谷阶地及多层溶洞(石灰岩区)的出现,表现为地壳上升运动埋藏阶地、冲积平原等则是下降的标志
四、沉积物标志
(一)沉积厚度利用沉积物或沉积岩的厚度资料可以反映地壳升降运动的速度和幅度如浅海沉积物厚度超过其环境所允许的厚度
(二)岩相的变化岩相的概念反映沉积岩形成环境的岩性特征和古生物化石特征的综合叫岩相(或沉积相)岩相在横向和纵向上的变化与地壳运动关系密切
五、地质构造分析法
(一)褶皱和断层
(二)地层的接触关系整合接触关系上下两套地层相互平行,产状一致,时代上为连续沉积,它反映没有发生过显著的地壳上升运动不整合接触关系上下两套地层之间为不连续沉积(即有沉积间断)可进一步分为两类平行不整合接触关系和角度不整合接触关系平行不整合接触关系(假整合)上下两套地层相互平行(产状一致),但地层时代不连续,缺失了某些地层它反映地壳曾发生过显著的升降运动角度不整合接触关系上下两套地层不平行(产状不同),地层时代也不连续,期间有地层缺失这现象反映曾发生过显著的水平运动和升降运动第三节地震作用
一、地震的概念地震地球(特别是地壳)的快速颤动,称为地震有关地震的术语见《震源、震中、震中距示意图》震源在地下(或岩石圈内)首先发生的源地震中震源在地面的垂直投影震源深度从震源到震中的距离震中距从震中到地震记录台站的地面距离震级表示地震能量大小的等级有1~9级一次地震只有一个震级,以此次地震中的主要震级为代表地震烈度是指地震对地面影响和破坏的程度
二、地震的分类
(一)按震源深度分类
1、浅源地震震源深度为0~70km
2、中源地震震源深度为70~300km
3、深源地震震源深度为大于300km
(二)按成因分类
1、构造地震由构造运动所引起的地震称为构造地震这类地震占地震总量90℅特点能量大,影响范围大,破坏性强,活动频繁,延续时间长
2、火山地震由于火山的猛烈喷发而诱导发生的地震,称为火山地震特点震源局限在火山活动地带,震级很少6级
3、崩陷地震不稳定的岩块在重力作用下发生的坠落(山崩)和陷落(洞穴塌陷)而引起地面的颤动,称为崩陷地震此类地震发生在具有陡峭地势的山区及岩溶地区
4、水库地震与大型水库的储水量多少有相关的地震,称为水库地震如广东河源县新丰江水库储水115亿米3后,诱发了一系列水库地震,从1961~1972年中发生大小地震26万次,最大的为6级
三、现代地震的分布规律世界的构造地震,主要分布在板块的俯冲带、碰撞带和扩张带上
一、世界地震的分布
1.环太平洋地震带位于太平洋四周大陆的边缘或岛弧上全世界80℅的浅源地震,90℅的中源地震和100℅的深源地震都发生在此带
2.地中海——喜马拉雅——印尼地震带大致沿地中海、土耳其、伊朗、喜马拉雅山、__、印度尼西亚一带全球约有15℅的地震发生在此一带
3.大洋中脊和大陆裂谷地震带它分布于世界各大洋脊的轴部,均为浅源地震
二、我国地震的分布
1.东部地震区
(1)华北地震带包括山东、山西、河北、河南、陕西之全部,辽宁南部,苏北及皖北地区特点地震活动强烈,多次发生地震举例1976唐山
7.8级地震,1975年营口海城
7.3级地震,1969年渤海
7.4级地震,1966年邢台
7.2级地震,1965年山西临纷8级地震等
(2)华南地震带苏南、皖南、浙、闽、粤、桂、湘、鄂和黔等特点这一带地震活动比华北地震弱,破坏性地震少,地震分布不广
2.西部地震区这一地区强震分布广,频度高举例1976年云南龙陵
7.5级地震,1973年川西甘肃炉霍
7.9级地震,1950年__察隅
8.5级地震等
3.中枢地震带(或南北地震带)北起贺兰山、六盘山、向南穿越秦岭经龙门山直达川西、滇东地区地震带纵贯南北,为一大型断裂构造带特点地震活动强如1739年宁夏银川8级地震,1920年宁夏海源
8.5级地震,1970年云南通海
7.7级地震等NO7第四章岩浆作用教学基本要求掌握岩浆及岩浆作用的概念、岩浆侵入作用和喷出作用的类型和产物特征第一节岩浆及岩浆作用的概念岩浆为一种形成于地下深处的炽热而粘稠的、富含挥发分的硅酸盐熔融体岩浆的主要成分是SiO2(其含量为45°~75℅)根据SiO2的含量,将岩浆划分为下列类型酸性岩浆SiO266℅中性岩浆SiO252~66℅基性岩浆SiO245~52℅超基性岩浆SiO245℅岩浆温度通常为700°~1200℃岩浆作用(或岩浆活动)从岩浆形成、活动直至冷凝,以及岩浆对围岩的影响等地质作用,称为岩浆作用或岩浆活动岩浆活动的方式有侵入作用及喷出作用侵入作用岩浆从地下深处上升未到达地表即冷凝形成岩石,这种作用叫侵入作用所形成的岩石叫侵入岩,如花岗岩是属于侵入岩喷出作用岩浆直接溢出地表的作用称为喷出作用,所形成的岩石叫喷出岩(或火山岩),如玄武岩是火山岩第二节火山和火山的喷出物(或喷发物)
一、火山喷出物火山喷出物——气态、液态及固态喷出物
(一)气态喷出物气体中以水蒸气为主,占气态喷出物的60~90℅此外有二氧化碳、硫化物、硫等
(二)液态喷出物熔浆从火山口喷出的液态物质称为熔浆按照熔浆的SiO2含量分为下列类型酸性熔浆SiO2含量多,且K、Na含量也多,Fe、Mg较少,颜色浅,比重小,温度低,粘度大基性熔浆SiO2含量较少,FeO、MgO较多,颜色深,比重大,温度高,粘度小中性熔浆其成分介于酸性熔浆和基性熔浆之间熔岩流熔浆沿地面斜坡流动,其前端呈舌状及各种形状,称为熔岩流熔岩被分布__宽广的熔浆流称为熔岩被
(三)固态喷出物火山碎屑物火山喷出的固体物质称为火山碎屑物有火山集块、火山弹、火山砂、火山灰等
(四)火山锥的结构及类型火山锥火山喷发形成锥状地形称为火山锥火山口火山喷发中心叫火山口复锥在火山锥坡上有若干个小火山岩锥叫复锥火山喉管;与火山口相连的岩浆通道火山颈充填在火山喉管中的坚硬岩石称为火山颈
二、火山喷发的类型火山喷发类型有下列几种
(一)熔透式喷发在地壳发展的初期岩浆可能大__熔透地壳,即形成熔透式火山叫熔透式喷发此类型在现代没有
(二)裂隙式喷发(冰岛式喷发)熔岩沿地壳上巨大裂缝溢出地表的现象称为裂隙式喷发举例我国西南峨眉山玄武岩分布于云、贵、川交界地带,属此类型
(三)中心式喷发岩浆通过喉管通道到达地面的火山喷发,称为中心式喷发它是现代火山活动的主要形式中心式喷发有下列类型
1、宁静式(夏威夷式)熔岩从火山口宁静涌出,多为基性熔岩
2、爆烈式(培雷式)火山爆发时产生非常强烈的__现象特点熔岩粘性大,不易流动,含气体多,冷凝快
3、递变式其特点介于上述二者之间第三节岩浆的侵入作用
一、侵入作用的概念侵入作用深部岩浆向上运移并进入已有岩石而未到达地表,称为侵入作用侵入岩体岩浆在地壳中不同深部冷凝、结晶而形成的岩浆岩体,称为侵入岩体深成侵入体在原始地面3~6km以下冷凝形成的侵入岩体浅成侵入体在原始地面3~6km以上冷凝形成的侵入岩体
二、侵入岩体的产状侵入岩体的产状即侵入岩体的形状及其在空间上的展布方位
(一)协调侵入体(或整合侵入体)岩浆沿围岩的层理或片理贯入而形成的侵入体
1、岩床岩浆沿着层面等流动铺开,形成厚薄较均匀与岩层平行的板状岩体
2、岩盆岩浆侵入到岩层之间,形成__厚度大,边缘厚度小,中间向下弯的盆状侵入体
3、岩盘(岩盖)岩浆侵入到围岩层理中,形成向上拱的平凸或双凸形的透镜状侵入体
(二)不协调侵入体(或不整合侵入体)
1、岩脉岩浆沿着不规则的围岩裂缝贯入而形成的小型侵入体
2、岩墙是一种厚度比较稳定的板状侵入体
3、岩株是规模较大的不整合侵入体其出露__小于100km
24.岩基为规模巨大的不整合侵入体,其__大于100km2一般为深成侵入体,如广西越城岭花岗岩体NO8第四节岩浆的演化岩浆的演化主要表现为岩浆分异作用和同化混染作用
一、岩浆的分异作用原始成分均一的岩浆,在没有外来物质加入的条件下,由于物理化学条件的改变,分化为若干成分不同岩浆的过程,称为岩浆分异作用岩浆分异作用包括熔离作用、结晶分异作用等
二、岩浆的同化混染作用岩浆因其高温而溶解(或熔蚀)围岩,将围岩改造成为岩浆之一部分,称为同化作用岩浆同化了围岩,原有岩浆的成分因而发生相应改变,称为混染作用第五节岩浆活动的基本规律
一、火山的地理分布规律活火山凡是在人类历史记载中有过活动的火山称为活火山死活山在人类历史记载中未曾喷发过的火山称为死活山现代世界上的活火山有523座其分布并非杂乱无章,而是集中为几个蔚为壮观的火山带上
(一)环太平洋火山带位于南北美洲西岸,甚至__斯加、阿留申群岛,经堪察加、__、菲律宾群岛到新西兰在西、北、东三面包围着太平洋,这是世界上最宏伟的一个火山带,全长近50000km,是著名的环太平洋火圈这一带有活火山322座,占全球活火山数的60℅以上以喷发安山岩为特征我国__位于环太平洋火山带上,其中鲤鱼山火山和大屯火山属于活火山
(二)阿尔卑斯——地中海——喜马拉雅山带(苏门答腊--爪哇火山带和地中海火山带)从地中海向东经高加索、喜马拉雅山到印度尼西亚共有活火山94座,约占全部活火山20℅这个带规模较小,著名的喀拉喀托火山,维苏威火山就在其中
(三)大洋中脊和大陆裂谷带49座,在世界各大洋洋中脊上,是现代岩浆的巨大涌出口位于数千米深的大洋底有少数火山如大西洋中脊北端的冰岛,熔岩堆积成数十万平方公里的岛屿
(四)大洋内部及大陆内部的火山群这类火山分散在世界各地,每一个火山群都具有各自的发育规律,但各火山群之间完全无关,著名的有太平洋中的夏威夷火山群,东非火山群及中美洲的安的列斯群岛火山群等它们与局部发育的断裂、张裂带、俯冲带或地下通道有关
二、岩浆活动性质在空间上的变化上面列举的火山带和火山群可归纳为两大类一类是分布在岩石圈大板块的接缝带上或在接缝带旁侧,如各个洋脊火山带及环太平洋火山带等另一类是分布在岩石圈板块内部或者小型板块的接缝处,如夏威夷火山群及东非火山群太平洋洋脊火山及太平洋板块内部的火山除个别地点已发现超基性喷出岩外,全都是基性的玄武质岩浆喷出物,所以整个大洋地壳是由硅镁层构成的太平洋西岸的岛弧(如__、__等)上以及东岸的科迪勒拉-安第斯山带中,火山的性质主要是中性的安山质火山,同时也可以伴随基性和酸性的火山喷发,在深部发育着中酸性侵入岩体或岩基在相当于海沟的位置上存在着一条分界线-------安山岩线岛弧已属于硅铝质地壳,而安山岩线也就是大陆板块和大洋板块的分界线
三、岩浆形成类型及与板块构造的关系岩浆活动方式以及形形__的火山与岩浆来源和喷出类型密切相关板块构造学说诞生以后这些__令人迷惑不解的问题变得容易解决了
(一)地幔对流型
(二)地幔热柱型地幔中还存在另一种旋转轴直立的旋涡,并由它形成地幔热柱地幔柱的顶端熔穿地壳后在表面就形火山或火山群,这就是那些发育在大陆或大洋板块内部孤立的火山群的成因如果熔穿的是大洋地壳会形成玄武质火山,熔穿的是大陆地壳,岩浆成分会由于硅铝成分的加入而改变这类火山的喷出物主要为中性,但酸性和基性都有,也可能是交替性质的喷发,这类火山分布零散,世界各地都有
(三)局部重熔型解释醒目的环太平洋火山带的成因以及___会形成一个安山质火圈是板块构造学说最成功的范例之一NO9第五章变质作用教学基本要求掌握变质作用的概念,影响因素、方式及类型第一节变质作用的概念
一、变质作用岩石基本上在固体状态下,由于物理化学条件的改变,使岩石的矿物组分和结构构造发生变化的作用,称为变质作用变质岩经变质作用形成的岩石叫变质岩
二、影响变质作用的主要因素
1、温度为引起岩石变质的基本因素温度增高,能量增大,岩石中矿物的原子,离子或分子就具有较强的活动性,一系列反应得以发生如岩石由非晶质——结晶质,结晶细小——结晶粗大如石灰岩(重结晶)——大理岩
2、压力有静压力,定向压力静压力——使岩石压缩,促使矿物结构改变,形成密度大,体积小的新矿物定向压力——使岩石结构与构造的变化,形成片理(矿物成定向平行排列)或破碎等
3.化学活动性流动——以H2O、CO2为主化学活动性流体是一种活泼的化学因素,在温度、压力的促使下积极参与了变质作用的化学反应,引起岩石物质成分的变化第二节变质作用的方式
一、重结晶作用岩石在固态下,矿物重新结晶成粗大颗粒的作用,称为重结晶作用如隐晶质石灰岩——大理岩(矿物颗粒粗、大的大理岩)
二、重组合作用重组合作用在特定的温度,压力范围内,固体岩石内部的化学成分重新组合结晶成新矿物的过程,称为重组合作用重组合作用有同质多相转变、脱水反应和脱碳酸反应等类型
三、交代作用交代作用在变质过程中,化学活动性流体和固体岩石之间发生物质置换(交换)作用而形成新矿物,并使岩石的总体化学成分发生改变,称为交代作用例如,钠长石与钾长石互相转换,当Na+浓度高时,则Na代替钾长石中的K+,形成钠长石反之,形成钾长石第三节变质作用的类型
一、接触变质作用接触变质作用由岩浆活动引起的,发生在侵入体和围岩接触带的一种变质作用称为接触变质作用
1、接触热变质作用(或热接触变质作用)接触热变质作用指岩浆侵入围岩后,因岩浆高温的影响使围岩发生重结晶及重组合的变质作用,称为接触热变质作用例如石灰岩热接触变质大理岩
2、接触交代变质作用接触交代变质作用岩浆侵入围岩,在温度,化学活动性流体(岩浆中分泌出来)等作用下,产生新的矿物组合,产生新的岩石的作用称为接触交代变质作用例如,在中酸性岩浆岩(花岗岩、花岗闪长岩)与碳酸岩盐接触带上形成矽卡岩矽卡岩——由辉石、石榴子石等组成,常伴生有磁铁矿、铜、铅锌等矿产
二、动力变质作用(或破碎变质作用)动力变质作用为地壳运动所产生的构造应力使岩石产生的破碎、变形和重结晶等的作用,称为动力变质作用动力变质岩构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等
三、区域变质作用区域变质作用由温度、压力及化学活动性流体等多种因素综合作用下,在广大范围内形成规模巨大的变质作用,称为区域变质作用特点变质岩分布__大,数十万Km2,岩石以片理发育为特征区域变质岩板岩,千枚岩——浅变质岩片岩类——中等变质岩片麻岩——深变质岩NO10第六章风化作用教学基本要求掌握风化作用的概念、类型、特征、影响因素及产物特征第一节风化作用的概念及类型
一、风化作用出露地表或接近地表的岩石,在太阳能、大气、水、生物的作用下,主要通过物理(机械)或化学作用,使岩石在原地被分解或破坏的过程,称为风化作用
二、风化作用的类型按照风化作用的性质和方式,可以将风化作用分为下列类型
(一)物理风化作用物理风化作用地表岩石因温度变化和空隙中水的冻融以及盐类结晶而产生的原地机械崩解、破坏、不改变其化学成分的作用,称为物理风化作用
1、物理风化作用的主要方式
(1)温差风化(或热力风化)岩石表层的温度发生周期性反复变化,使得岩石遭受崩解破坏的过程叫温差风化
(2)冰劈作用(冰融风化)在寒冷地区,岩石的空隙、裂隙中的水在冻结成冰时,体积膨胀而产生的压力,使岩石裂隙扩大而崩解的作用,叫冰劈作用
2、物理风化作用的产物
(1)残积物在缓坡地带,风化物原地残留称为残积物
(2)坠积物风化的岩块因重力下滑,坠落在坡麓而形成坠积物具有大小岩块混杂的特征
(二)化学风化作用化学风化作用主要是水溶液(包括大气)与地表附近的矿物和岩石进行化学反应,使岩石逐渐分解的过程,称为化学风化作用特征化学风化作用的结果,不仅岩石、矿物遭受破坏,且其物理性质、化学成分发生显著改变,形成新的矿物
1、化学风化作用的方式
(1)溶解作用即矿物溶解于水的过程水为天然溶剂,一些矿物溶于水,如盐岩,石膏当水中含CO2时,碳酸盐矿物(如方解石、白云石)则易溶于水CaC2O3+H2O+CO2——Ca(HCO3)2(方解石)(重碳酸钙易溶于水)
(2)氧化作用为大气和水中的游离氧与矿物化合成氧化物的过程例如黄铁矿(FeS2)——褐铁矿(Fe2O
3、n1H2O)4FeS2+15O2)+nH2O——2Fe2O
3、nH2o+8H2SO4
(3)水化作用指水按一定比例加入到矿物晶格中去的作用称为水化作用CaSO4+2H2O——CaSO
4、2H2O (硬石膏)(石膏)
(4)水解作用天然水中已离解的H+和OH-离子,和矿物在水中离解的离子相互置换的反应,形成新的化合物的过程,称为水解作用4K{AlSi3O8}+6H2O——Al4{Si4O10}{OH}+8SiO2+4K{OH}钾长石高岭石
2.化学风化作用的产物化学风化物中,Fe2O
3、Al2O3等易残留原地,而CaO、Na2O、K2O、MgO等易被带走,形成新生矿物——如高岭石等粘土矿物化学风化作用的结果,使原岩的结构、构造模糊不清、疏松矿物成分发生分解,形成新的矿物
(三)生物风化作用生物风化作用由于生物的生命活动引起岩石,矿物的破坏作用称为生物风化作用可进一步分为生物物理风化作用如根劈作用,动物掘穴、蚯蚓筑巢翻土等生物化学风化作用生物分泌物及生物遗体的腐烂分解的某些物质引起岩石的离解第二节风化壳
一、风化壳的概念风化的产物成为一个不连续的薄壳覆盖在基岩上,称为风化壳它由残积层和土壤所组成土壤通过生物风化作用而形成的含有腐殖质的松散细粒物质,称为土壤风化壳剖面从上~下可分三层Ⅰ、土壤层呈深褐灰色,质细且疏松,含腐殖质的土壤层Ⅱ、残积层(亚土壤层)呈黄褐色,由岩石风化形成的粘土矿物或其它风化产物组成,极疏松易碎Ⅲ、半风化岩呈绿黄褐色,基岩的结构构造还大致保存但多裂隙,用手捏之易碎基岩(未风化岩石)未受风化的岩石
二、风化壳的类型
(1)岩屑型风化壳岩石以物理风化作用为主,发生机械破碎,崩解,残积层与母岩成分基本一致
(2)硅铝——硫酸盐或碳酸盐型风化壳此类风化壳主要形成干旱或半干旱气候带,在物理风化作用的基础上,化学风化作用开始加强阶段的产物硫化物受氧化而形成硫酸盐、典型矿物是石膏、方解石
(3)硅铝粘土型风化壳(又称高岭石型风化壳)主要形成于温湿气候带,在__的化学风化作用下,水溶液呈酸性反应,使硅酸盐矿物分解,形成高岭石等粘土矿物
(4)砖红土型风化壳此类风化壳主要形成于湿热地带,化学风化作用较__,硅酸盐矿物以全部被分解,最后残余的硅铝、铁(Fe)元素在地表环境形成稳定的氧化物和氢氧化物,如铝土矿、褐铁矿、水赤铁矿、针铁矿等风化壳成红色(含Fe)第三节影响风化作用的因素
一、气候条件的影响气候是通过气温、降雨以及生物繁殖状况来表现的潮湿炎热气候区——化学风化及生物风化作用强,矿物和岩石被强烈分解,风化产物厚干旱寒冻气候区——降水少,植被较少,化学风化和生物风化作用较弱,主要以物理风化作用为主,岩石风化产物是带棱角的碎屑为特征
二、地形条件的影响地势高低——影响气候,在中纬度高山区,山麓气候炎热,山顶寒冷,不同高度的风化作用类型、方式则不同地势起伏——地势起伏大的山区,陡峻地带,基岩__,物理风化作用活跃地势低缓地带——松散的风化产物较厚
三、岩石成分和结构构造的影响岩石成分——与组成岩石的矿物抗机械强度有关强者不易风化,如石英难风化弱者容易风化,如方解石较易风化含Fe、Mg的超基性岩、基性岩比富含石英的酸性岩浆岩容易风化岩石结构构造——疏松多孔或粗粒多孔的岩石比细粒致密而坚硬的岩石易于风化另外,节理发育的岩石易于风化NO11第七章地面流水的地质作用教学基本要求掌握地面流水的概念,暂时性流水的地质作用及产物特征,河流地质作用的过程及产物特征第一节概述
一、地面流水沿陆地表面流动的水体叫地面流水
二、地面流水的形式(运动状态)层流水质点的运动速度、方向是恒定时叫层流即水质点的运动轨迹是彼此平行的紊流水质点的运动速度、方向随时发生任意改变的水流称为紊流环流地面流水水质点的运动方向,在垂直其运动方向呈螺旋状有规律的变化,称为环流见《河流横向环流示意图》
1、双向环流(双向横向环流)在顺直河段的主流线一般位于河床__平水期——河面的水流是由两岸向__壅水的表流,沿河床底由__向两侧辐散的底流,形成在主流线两侧的对称双横向向环流洪水期——表流从__向两侧辐散,而底流由两岸向__汇聚主流线两侧形成同平水期方向相反的对称双向横向环流
2、单向环流水流入弯曲河道时,河水在惯性离心力的作用下,主流线向外侧偏离,表流向凹岸壅水,底流从凹岸流向凸岸,则形成单向横向环流
三、地面流水的分类常年流水有稳定水源,有固定渠道的常年水流叫常年流水如河流暂时性流水降雨后或雨季才有水流的地面流水叫暂时性流水可分为片流和洪流第二节暂时性流水的地质作用
一、片流的地质作用片流沿斜坡表面呈面状流动的水体叫片流片流无固定流路洗刷作用片流对山坡上松散的物质均匀的破坏叫洗刷作用片流洗刷作用的产物——坡积物坡积物片流将洗刷破坏的物质从山坡上部搬运到山坡下部较平缓地带堆积形成坡积物坡积物的特征a成分——由细粉砂、粘土夹石块组成b结构——石块大小混杂,为棱角状,分选性差
二、洪流的地质作用洪流由片流转变成线状流水即洪流
1.侵蚀作用河流夹带泥沙、石块沿沟谷流动,对沿途沟壁及沟底进行侵蚀(即冲刷作用),叫洪流的侵蚀作用或洪流的冲蚀作用冲沟——由洪流冲刷作用的沟谷叫冲沟
2.沉积作用洪流一旦流出沟口平地,沟床坡度减小,水流分散,流速骤然减弱,由洪流搬运的碎屑大量沉积,形成了洪积物洪积物的特征a、碎屑颗粒由砾石、砂和粘土组成b、碎屑颗粒有一定磨圆度,而分选性较差(比河流冲积物差)第三节河流地质作用
一、概述
1.河流陆地表面有固定水道的常年流水叫河流
2.河谷被河流流水开凿和改造的线状谷地称为河谷河谷要素谷坡河谷两侧的斜坡称为谷坡谷底由谷坡所限定的平坦部分叫谷底它由河床及河漫滩组成河床谷底中常有流水的部分河漫滩洪水时被淹没而略高于河床的谷底部分
3.水系主流+支流共同组成地面流水网叫水系分水岭两个水系的分界(由山岭或高地组成)例如,广西猫儿山是长江水系与珠江水系的分水岭
二、河流的侵蚀作用侵蚀作用河流以自身动能(河水的冲蚀作用)并以其搬运的固体物质(如磨蚀作用)破坏河床,称为河流的侵蚀作用侵蚀作用方向下蚀作用,侧蚀作用
(1)下蚀作用河水及其携带的碎屑物冲刷河床底部岩石,使河床降低,加深河谷的作用称为下蚀作用河流上游及山区河流,坡度大,流速快,下蚀能力强,常形成“V”形谷下蚀作用结果——瀑布及急流的形成向源侵蚀作用河流下蚀作用的同时,还有向源头方向发展的趋势,即向源头使河流延伸的侵蚀作用叫向源侵蚀作用河流侵蚀基准面河流下切(下蚀)达一定深度后,接近某一水面时,下蚀作用即停止,这种水平面称为河流侵蚀基准面例如,河流入海,则海平面为该河流的侵蚀基准面,支流入主河流,则主河面是支流的侵蚀基准面河流的袭夺现象向源侵蚀作用较强的水系把分水岭另一侧侵蚀作用较弱山水系上游或其支流袭夺过来,叫河流的袭夺河流的平衡剖面河流的下蚀作用(向源侵蚀作用)__进行时,急流和瀑布消失,河流纵剖面就会逐渐演变成为一个平滑的曲线,称为平衡剖面NO12
(二)侧蚀作用(或旁蚀作用)河流对河床两侧或谷坡的侵蚀,促使河床作用迁移或谷坡后退的作用,称为河流的侧蚀作用侧蚀作用结果河谷拓宽,河床弯曲在横向环流的作用下,使凹岸受到冲刷,侵蚀,凸岸发生沉积(侵蚀下来的物质随横向环流向凸岸搬运、沉积)河曲侧蚀作用使河流产生连续的弯曲叫河曲蛇曲河床形态极度弯曲叫蛇曲牛轭湖河流截弯取直后,被遗弃的弯曲河道变成牛轭湖
三、河流的搬运作用河流将大量碎屑物、化学溶解物质运送到洼地、湖泊和海洋,叫河流的搬运作用
1、河流搬运作用的方式机械搬运和化学搬运
2、河流对碎屑颗粒的机械搬运方式
①推移式碎屑物沿河底滚动或滑动剖面上,砾石倾向上游,平面上,砾石长轴垂直水流方向
(2)跃移式河流在搬运碎屑物时,除受水流推动力外,还产生上举力作用上举力碎屑颗粒重量时,则颗粒跃入水中;上举力碎屑颗粒重量时,则颗粒沉落到河底跃移碎屑颗粒时起时落的向前__叫跃移河流沙波砂粒在河底堆积呈波状(波浪状),不对称,迎水面缓,背水面陡斜层理倾向河流的下游
(3)悬移式当河流水流的上举力碎屑颗粒重量时,则碎屑颗粒在水中呈悬浮状态搬运,称为悬移
3、机械沉积分异碎屑颗粒按大小、形状、比重依次发生沉积的现象叫机械沉积分异先后顺序是砾、砂、粉砂、粘土
4、河流的化学搬运(或溶运)河水对可溶性物质的搬运叫化学搬运
(1)真溶液形式的搬运如氧、硫、钙、钠、镁、钾等元素的搬运
(2)胶体形式的搬运如Si、Fe、Mn等可呈胶体形式搬运
四、河流的沉积作用
(一)概念由于河流水动力状态的改变(流量、流速的减小等),使河水搬运能力降低,使搬运物质堆积下来的过程叫河流的沉积作用河流以机械沉积作用为主河流的沉积物叫冲积物
(二)沉积作用的原因和场所原因
①水动力状态改变……如流速流量减小
②粒径、比重……碎屑颗粒大者,先沉积;比重大者,先沉积沉积场所山区河口处,河流入湖、入海处
(三)冲积物的一般特征
1、颗粒从上游到下游的变化规律是颗粒由粗到细,颗粒磨圆度由低到高
2、河流冲积物多为斜层理,只有河漫滩及三角洲上有近于水平的层理
(四)河流各地段的沉积作用
1、河床内的沉积作用河床相冲积物在河床内的沉积物叫河床相冲积物河流上游山区地段河床……多为砾石、卵石;中游丘陵、平原区河床……以粗砂、细砂为主下游与河口段河床……多以细、粉砂为主河流凸岸地带……河床中的主要沉积区,以砂粒(滨河床浅滩堆积)沉积为主,形成斜层理构造心滩……在河床中心,因底流上升发生堆积,形成心滩(沙洲)2)河漫滩的沉积作用河漫滩枯水期露出水面,洪水期被淹没洪水携带的大量碎屑沉积在河漫滩上,即覆盖在原来的河床相冲积层上,形成了河漫滩相冲积层河漫滩具二元结物的特点1河漫滩相冲积物2河床相冲积物冲积平原河漫滩不断发展扩大,相邻的河漫滩可以连成一片,形成广阔的冲积平原,它主要由河流冲积物组成的平原它分布于河流的下游3)河口的沉积作用河口段河流入湖、入海地段,以形成网状水道和堆积物形成沙砾、沙坝为特征河口是河流最主要的场所由沙嘴、沙坝、沙洲等发展而成的冲积平原称为三角洲4)三角洲沉积为河流与海洋相互作用的产物三角洲的沉积结构一般可分为三层a、顶积层(包括水上和水下部分)沉积物以粉砂为主,有明显的水平微层理和交错层,有凸镜状砂体,分选较好它包括河床沉积、河漫滩沉积、浅滩沉积(沙坝、心滩等)b、前积层它是水下三角洲斜坡堆积以粘土和粉砂为主有斜层理和波状层理多含海洋生物、有机质含量较高C、底积层沉积物以亚粘土和粘土为主,富含有机质,海洋生物占绝对优势,具水平层理底积层向外则过渡为大陆架浅海沉积第四节地壳运动对河流地质作用的影响
一、河流阶地的形成
(一)河流阶地地壳运动的影响,使河流的下蚀作用加强,谷底高出现代河流的洪水位,而呈阶梯状分布于河谷的谷坡上,这种阶梯状地貌称为河流阶地阶地由一个阶地面(平坦表面)及阶地斜坡组成阶地由低到高代表其形成的时间由老到新,分别以一级、二级、三级等表示根据阶地组成物质将阶地分为下列类型a.堆积阶地阶地面和阶地斜坡(陡坎)全由河流冲积物组成,无基岩出露b.基座阶地阶地__有基岩出露,上部为河流冲积物组成c.侵蚀阶地阶地斜坡上基岩__,阶地面上无或仅有零星冲击物分布
(二)研究河流阶地的意义
(1)理论意义多级阶地出现是地壳升降运动的产物,研究阶地,可以了解新生代以来地壳运动的历史
(2)经济意义河流两岸较高而平坦的阶地是人类建设城镇和工农业__的较理想场所另外,堆积阶地是由冲积物组成的,它即可作为耕地的基础,冲积物中又可寻找冲积砂矿和建筑材料(砂、砾石)
二、准平原和夷平面准平原河流发展到老年期,起伏的地势被进一步削低、填平,河流的沉积作用突出,在广大地区内只存在零星分布,高度不大的剥蚀残丘,整个地区变得比较平坦,由较薄的松散沉积物覆盖,这种近似平原的地形称为准平原如我国徐州地区的淮北准平原夷平面准平原形成后,地壳又发生新的上升运动,下蚀作用加强,使原来的准平原面抬升,再经流水侵蚀改造切割成山地,这些山地的顶部海拔高度相近,构成一个平缓的面,这个平面称为夷平面NO13第八章地下水的地质作用基本要求掌握地下水的概念,类型、地质作用的过程及产物特征第一节概述
一、地下水及其来源地下水储存于地面以下的松散堆积物和岩石的空隙中的水体,称为地下水地下水来源a.渗透水由大气降水、冰雪融水、地面流水、湖水、海水等从地面渗入地下积聚而成的b.凝结水由大气中的水汽渗入土壤和岩石的空隙中冷凝而成的水滴,称为凝结水c.埋藏水(古水)随着沉积物的堆积过程和硬结成岩过程而保存在岩石中的水,称为埋藏水(古水)d.原生水从地下深处高温岩浆中析离出来的水汽凝结而成的地下水,称为原生水
二、地下水的存状况土壤及岩石中有空隙,岩石的空隙总量越大,其含水量大(含水性好)透水性岩石能透过地下水的性能它与岩石的空隙率空隙直径及连通情况有关透水层地下水容易通过的岩石,如砂岩、砾岩隔水层地下水不易透过或不易储存的岩石,如粘土岩
三、地下水的主要类型
1.包气带水埋藏在包气带中的地下水称为包气带水上层滞水位于包气带中局部隔水层之上的重力水称为上层滞水特征分布范围不大水量较小,雨季出现,__干旱则消失
2.潜水储存在地表以下,第一个稳定隔水层以上,具有自由水面的重力水,称为潜水潜水面(或地下水面)潜水的自由水面叫潜水面潜水的埋藏深度潜水面到地面的垂直距离
3.承压水充满(或埋藏)在两个隔水层之间的重力水叫承压水自流水凿穿隔水层时,有水头压力,地下水沿井喷出地表称为自流水
4.空隙水埋藏在松散沉积物及部分空隙中的重力水称为空隙水
5.裂隙水存在于基岩裂隙中的地下水称为裂隙水
6.岩溶水存在可溶性岩石溶隙中的重力水叫岩溶水岩溶水可以形成上层滞水、潜水、承压水
7.泉水及其类型井人工揭露的地下水露头叫井泉地下水的天然露头叫泉泉的类型按泉的成因分类a.接触泉在透水性不同的岩层接触时,水流受阻沿接触面溢出而形成泉称为接触泉b.断层泉由断层使含水层受阻挡,使地下水上升至地表而形成的泉叫断层泉c.侵蚀泉是地面流水、风等剥蚀作用使含水层露出地表而形成的泉叫侵蚀泉第二节地下水的潜蚀作用
一、地下水的潜蚀作用地下水的潜蚀作用地下水对岩石的剥蚀作用是在地下进行的,所以称为潜蚀作用潜蚀作用包括机械潜蚀(冲刷破坏)和化学溶蚀两种方式,以化学溶蚀作用为主
(一)地下水的机械潜蚀作用地下水在运动过程中对岩石或沉积物进行冲刷破坏,它类似地上河流的侵蚀作用它可以使得土层潜移、地层潜移、滑坡等现象发生,引起地面陷落,危害工程建筑
(二)地下水的化学溶蚀作用——岩溶作用岩溶(Karst)以地下水为主(可有部分地表水的作用),对可溶性岩石进行以化学溶解为主,机械冲刷为辅的地质作用以及由这些作用所产生的一种特殊地貌现象,统称为岩溶(Karst)
1、岩溶作用进行的条件1)有可溶性岩石碳酸盐岩(石灰岩、白云岩)及一些盐类岩石属于可溶性岩石例如桂林—阳朔一带,上泥盆统融县组(D3r)以灰岩质纯、层厚为特征,溶洞发育2)岩石的透水性即岩石中裂隙发育,有利地下水的流通,有利于岩溶的发育3)地下水的溶蚀力和流动性地下水中含CO2浓度大,则溶蚀力强地下水流动快,则溶蚀力强
2、岩溶地貌根据其出露的情况,分为地表岩溶地貌和地下岩溶地貌1)溶沟和石芽溶沟石灰岩表面的沟漕,其宽、深数厘米~数米为地表水沿可溶性岩石表面溶蚀而成石芽沟槽之间凸起的石脊称为石芽石林高大石芽近于直立,成群,如森林,称为石林2)落水洞地面垂直向下近直立的深洞,多为数十米深,为包气带主要岩溶地形3)漏斗(溶斗)为岩溶地区的漏斗状洼地为落水洞因地面洞口溶蚀陷落而成平面上呈圆形或椭圆形,直径由数十米~数百米底部常有洞,可引导地表水向下排泄4)溶洼漏斗侧向扩大、合并形成小型封闭洼地叫溶洼(溶蚀洼地)5)溶盆与溶原溶盆可溶性岩石经__的溶蚀、崩塌作用形成大型半封闭洼地叫溶盆溶原规模大,__达数十~数百平方公里如广西黎塘一带,桂林~阳朔公路两侧6)峰丛、峰林和孤峰峰丛岩溶山峰的基部相连,山峰顶部竟相突出的叫峰丛峰林成群的锥形石灰岩山峰,峰体上部挺立高大,基部仅稍许相连,称为峰林孤峰耸立在岩溶地区平原上的孤山叫孤峰7)溶洞在潜水带上部或季节变动带的地下水,沿层面、裂隙等作水平方向的运动,溶蚀成近于水平的空洞叫溶洞地下河(暗河)溶洞中有地下水流动则成为地下河天生桥溶洞或地下暗河中的洞顶岩层因失去支撑而塌陷,形成地下暗河暴露于地表,形成两岸陡峭的溶蚀谷地局部洞顶为塌落而残留在地下河上部形似拱桥的岩层,称为天生桥第三节地下水的搬运和沉积作用
一、地下水的搬运作用
1.机械搬运地下水以机械方式搬运碎屑物,以地下水在溶洞中(地下河)冲刷搬运动能量大,可搬运泥砂、碎石、具一定分选、磨圆作用
2.溶液(真溶液和胶体溶液)搬运通常以重碳酸盐为主
二、地下水的沉积作用
1.机械沉积主要是地下河流到开阔地段,因流速降低,沉积了砾石、砂、粘土等
2.化学沉积地下水含大量钙、镁重碳酸盐等{如Ca(HCO3)2}化学物质,在适当的地方发生化学沉积化学沉积原因a、地下水流出地表或流入洞穴时,因压力骤然降低,CO2逸出,Ca(HCO3)2分解成CaCO3而沉淀b、水分蒸发,使溶液浓度增加而产生沉淀1)裂隙沉积当地下水沿裂隙流动时,可在裂隙中发生沉积,形成脉状沉积体,如石灰岩中的方解石脉2)溶洞沉积富含Ca(HCO3)2的地下水,沿着裂隙深入空旷的溶洞时,由于温度、压力改变,CO2逸出,蒸发作用加强,就沉淀出CaCO3石钟乳含Ca(HCO3)2的地下水自洞顶下滴,边滴边沉淀,形成自洞顶向下垂直生长的石钟乳石笋CaCO3在洞底逐次沉淀并由下向上生长形成形状似竹笋,称为石笋石柱石钟乳与石笋不断长大,两者连成一体叫石柱钟乳石石钟乳、石笋和石柱合称为钟乳石石幔地下水沿着洞顶,洞壁之裂隙成层状流动时,沉积成石幔等泉华沉淀在泉水出口处的化学沉淀物有石灰华、硅华(SiO2)等石灰华也叫钙华泉华特征疏松多孔的沉积物NO14第九章冰川的地质作用教学基本要求掌握冰川的概念、类型、地质作用及产物特征第一节概述雪线常年积雪区的下部界线称为雪线冰川在重力作用下由雪源向外缓慢__着的冰体,称为冰川
一、冰川的形成和运动
1、冰川的形成在雪线以上的常年积雪区,积雪不断地转变成冰川冰即通过成冰作用,当冰川体的厚度累积达50米左右时,其本身体重量的驱使下就可以沿斜坡流动,形成冰川
2、冰川的运动冰川总是处于运动状态,引起冰川运动的因素主要是重力和压力冰川运动的速度一般很缓慢,例如我国珠峰北坡冰川,诫布冰川最大年流流速为64米,即64米/年冰进若供冰量大大超过其消融量时,冰川前端会向前挺进,称为冰进冰退当供冰量少于消融量时,冰川前端会发生萎缩现象,形成冰退
二、冰川的类型
1.大陆冰川分布在高纬度区及极地区的冰川,呈面状分布,冰层厚度极大,可达数千米如格陵兰和南极大陆南极大陆冰盖__1300万km2,占南极大陆百分之九十冰层最厚达4200米,冰下有山脉和谷地,最低处,其基岩高度低于海平面约2000米冰川自__向四周流入海洋
2、山岳冰川(阿尔卑斯式冰川)主要分布在中低纬度地区的高山地带的冰川特点雪线位置高,规模小,冰层薄、呈线状分布以欧洲阿尔卑斯山最为典型,我国西北的现代冰川属此类型如珠穆朗玛峰地区是中低纬度地区的一个巨大的山岳冰川中心,这里__大于20km2的大型冰川(山谷冰川)有15条山岳冰川根据其发育规模及形态可分为下列几类1)冰斗冰川冰体主要部分在雪线附近的凹地(冰斗)内,冰斗三面为陡壁,前面有一缺口2)山谷冰川冰斗冰川扩大后,冰体从雪线以上的凹地中大量溢出并顺山谷流动,其规模较大,长度一般在20—30km,像冰冻的河流一样3)山麓冰川山谷冰川流出山口到达山麓地带后,各冰川汇合而成为__比较广阔的冰源第二节冰川的剥蚀作用和冰蚀地貌
一、冰川的剥蚀作用冰川的剥蚀作用(或刨蚀作用)冰川及其挟带的岩石碎块对冰床的破坏作用称为冰川的剥蚀作用(或冰川刨蚀作用)冰川的剥蚀作用有下列两种方式
1.挖掘作用冰川运动时将冰床底部及两侧基岩破碎,并将破碎物掘起带走,称为挖掘作用
2.磨蚀作用冰川挖掘出来的岩石碎块冻结在冰川底部或边部,象锉刀一样研磨和刮削着谷底及两侧的基岩,称为磨蚀作用
二、冰蚀地貌
1、冰斗冰斗冰川的所在地,是成藤椅状的半圆形洼地
2、刃背和角峰相邻冰斗的谷壁因刨蚀作用而后退,平行发展的两冰川之间的分水岭变得愈来愈窄,形成象鱼鳍或刃脊一样的山脊,称为刃脊或鳍脊角峰若多个冰斗在同一山头进行溯源侵蚀,可形成锥型的孤峰,称为角峰珠峰是个角峰
3、冰蚀谷(冰川槽谷)由山谷冰川剥蚀而形成的宽阔,平直、横剖面“U”形的谷地冰蚀谷与流水谷的区别前者谷底呈“U”字形,后者谷底呈“V”字形第三节冰川的搬运作用与堆积作用
一、冰川的搬运作用冰川将其剥蚀而来的或落在冰床上的岩块,随冰川的运动而被搬走,称为冰川的搬运作用冰川搬运的方式有两种推运冰川前端将槽谷中的岩块岩屑推移前进,类似推土机的推运,称为冰川推运载运冰川将夹杂在其中或掉在冰川表面上的各种岩屑一起运动,其作用类似传送带,称为冰川的载运它为冰川搬运的主要方式
二、冰川的堆积作用与冰碛物冰川的沉积作用(堆积作用)冰川流到消融区,冰川前端冰体融化时,冰川所挟带的大量岩石碎屑便堆积下来,称为冰川的堆积作用冰碛物冰川堆积的物质称为冰碛物特征
1.碎屑大小混杂,缺乏分选性,经常是巨大的石块和细微的泥质物的混合物
2.碎屑物无定向排列,不具成层现象
3.碎屑中多呈棱角状,有的砾石表面具磨光面或冰擦痕第四节冰期和间冰期
一、冰期和间冰期冰期冰川作用发生的时期称为冰期间冰期气候温暖时期,冰川__大大缩小,称为间冰期
二、地质历史上的主要冰期地质历史上有三次大的冰期,从老到新简述于下
1.震旦纪大冰期距今6—7亿年前的震旦纪,其冰碛岩见于南非、澳大利亚、北美、西伯利亚、印度、西北欧等地区我国安徽、湖北、湖南、贵州、广西、云南、秦岭等地有震旦纪冰碛岩存在
2.石炭—二叠纪冰期这期冰期主要影响南北球,如南非、印度、南美及澳大利亚
3.第四纪冰期为地球上近期历史上的重要冰期,重要__第四纪时期,北半球的格棱兰、斯堪的纳维亚和西伯利亚等三个大陆冰川中心南美、澳大利亚等地都有大规模冰川作用我国第四纪冰川的遗迹分布广泛,主要发育山谷冰川和山麓冰川地质学家李四光先生,在___代就把江西庐山的第四纪冰期划分为三次亚冰期,从老到新为鄱阳亚冰期、大姑亚冰期及庐山亚冰期,加上后来在西南建立了最后一次冰期——大理亚冰期即中国第四纪冰期共划分有四个亚冰期中国第四纪冰期——大理亚冰期庐山亚冰期大姑亚冰期鄱阳亚冰期NO15第十章海洋的地质作用教学基本要求掌握海水运动的类型和特点,海洋的环境分带及各带的地质作用和产物特征第一节海洋概况海洋海和洋的总称,近陆为海,远陆为洋海洋是地球表面最大的集水洼地,其__
3.62亿km2,占地球表__的
70.9℅
一、海水的化学成分海水含有盐分,如下表海水中盐类——卤化物、硫酸盐、碳酸盐;NaClM__l2MgSO4CaSO4K2SO4CaCO3占总盐重的百分数
77.
75810.
8754.
3773.
6002.
4650.3451000克海水中的含量克
27.
23.
81.
71.
20.
90.1含盐33—38克/1000克海水即33—38‰海水含盐度,一般是35‰
二、海洋的环境分带根据海水深度,结合海底地形和生物群特征,分为下列几个带
1.滨海带为海陆交互地带,从低潮线与最大浪潮线之间的地带,称为滨海带后滨(潮上带)位于平均__线以上地带叫后滨或潮上带前滨(潮间带)为高、低潮线之间的地带称为前滨或潮间带它随着潮汐的涨落,时而被淹没,时而露出水面,其宽度可达数公里
2.浅海带为大陆以外比较平坦的浅水海域,其水深自低潮线以下——水深200米之间,称为浅海带浅海带中各类海生生物丰富浅海带的海底地形与大陆架相当
3.半深海带位于200米——2000米水深的海域,其海底地形较陡,平均坡度在
4.30以上在海底地形上称为大陆坡
4.深海带水深大于2000米的广大海域称为深海
三、海水运动的类型及特点海水运动表现波浪、潮汐、浊流与洋流四种形式运动的海水是重要的地质作用动力
1.波浪海水的波浪主要是由风吹动海面引起的波浪要素波峰、波谷、波长、波高浪基面水深为波长的1/2的深度是波浪作用所能达到的下限,该深度称为浪基面拍岸浪(激浪)当波浪推进到浅滩或礁石或陡崖海岸时,因海底阻力大,则波峰超前涌向岸边并拍击海岸,称为拍岸浪(或激浪)拍岸浪对基岩海岸造成强烈的侵蚀破坏底流当拍岸浪涌到海岸后,海水受重力影响顺斜坡退回海中形成底流(返回流)
2.潮汐由于月球和太阳引潮力的作用,使海平面发生周期性升降的现象称为潮汐__海面上涨到最高位置时涨潮称为__低潮海面下落到最低水位置时的退潮叫低潮潮流海面因潮汐作用发生周期性的涨落,迫使水团作水平方向的反复__,称为潮流潮汐对海滨潮间带的沉积物起着反复的侵蚀,搬运和再沉积作用
3.洋流(海流)海水在持久的定向风等因素影响下,作大规模的定向流动称为洋流或海流洋流的地质作用主要在于搬运作用
4.浊流浊流是一种包含大量泥、砂并且有较大比重的碎屑流,它以较高的速度沿海底斜坡向下流动第二节海洋的剥蚀作用
一、海蚀作用海水通过自身的动力对海岸,海底的破坏称为海蚀作用机械剥蚀冲蚀、磨蚀作用,以波浪作用为主其次为化学剥蚀和生物剥蚀以滨海带海蚀作用最强风暴引起的拍岸浪有强大的冲击力,对海岸破坏大
二、基岩海岸的海蚀作用基岩海岸的特点地形陡峭,由基岩组成海蚀作用结果,形成下列地貌海蚀凹槽及海蚀穴波浪作用线附近的陡岸上被冲磨出凹槽叫海蚀凹槽冲磨出一个洞穴叫海蚀洞海蚀崖海蚀凹槽跨落,崩塌后形成陡崖叫海蚀崖波切台在波浪及潮流持续的冲击下,海蚀岸向陆地方向节节后退,在潮上带内形成一个基岩平后,称为波切台(或海蚀台)波筑台底流、岸流和退潮把破坏下来的岩屑带入海中,在水下岸坡堆积成一个平缓的台地,叫波筑台海穹海蚀洞彼此相通,可形成一座海蚀天生桥,称为海穹海蚀柱当洞穴增大使洞顶塌落,形成孤立的海蚀柱
三、海洋的化学溶蚀作用和生物剥蚀作用
1.化学溶蚀作用在碳酸盐岩海岸带较为强烈海水中含有一定量的CO2,增强了海水对碳酸盐岩的溶蚀作用
2.生物剥蚀作用海岸带有许多能适应汹涌波涛而生活的生物,有些钻孔生物,通过其壳刺或分泌某些溶剂而钻进石灰岩及泥质岩石中,降低了基岩的抵抗强度,使基岩容易机械破坏,也利于化学溶蚀第三节海洋的搬运作用
一、搬运方式化学搬运作用分为溶液搬运及胶体状态搬运真溶液状态迁移主要是Na、Ca、K、Mg、S等元素的离子或化合物胶体状态迁移主要是Al、Fe、Mn、P、Si等元素的化合物
2.机械搬运作用其搬运方式有悬移,跃移和推移三类例如,细的物质(如粉砂、粘土)以悬移方式搬运,粗的砂、砾则以推移为主第四节海洋的沉积作用
一、海洋沉积物的来源海洋沉积物的主要来源于陆地,其次是生物活动的产物,火山源物质和宇宙物质
1.陆源物质有流水搬运物(主要),风力搬运物,冰川搬运物,以及海岸带的海蚀产物
2.生物活动的产物有机物质成分是海洋沉积物的重要来源之一,例如,煤、石油和生物灰岩等大部分甚至全部由海洋生物的遗体组成
3.火山源物质及宇宙物质由火山喷发送入海洋的物质很可观每年落到地球上的陨石和宇宙物质大约有几十万吨,其中有3/4落入海洋中NO16
二、滨海带的沉积作用
(一)特征
①以陆源碎屑物为主,主要是河流等地表水带来
②碎屑物的分选性及磨园度好
③具波痕、交错层理及干裂现象
④以带硬壳的厚壳生物,钻孔生物为主
(二)沉积类型
1.海滩沉积作用平缓海岸区发育大片沙滩或砾滩,形成与海岸平行的带状海滩特征
①沙滩中的砂粒其分选性及磨园度良好
②扁平的砾石具定向排列,向海一方倾斜,长轴与海岸近于平行
③沙滩表面常形成不对称波痕、干裂和足迹等;在其内形成交错层理
2、沙坝和沙咀沉积作用沙坝(沙堤)平行海岸而离岸有一定距离的长条状海底凸起地形(由沙砾堆积而成)沙咀由沙砾堆积成的凸起地形,一端连海岸,另一端深入海中沙坝和沙多由磨园度好的中——粗粒石英砂组成
3.潮坪沉积作用特征
①潮坪主要发育在多湾的滨海带,湾__势平缓以潮汐作用为主,无强烈的海浪作用
②沉积特征潮上带近陆为泥坪潮间带沉积物具过渡性质潮下带远离陆地为砂坪
4.泻湖沉积作用泻湖海湾口外的沙坝与沙咀伸长,连接,形成一个与外海半隔绝的内海区域,称为泻湖1)咸化泻湖
①气候干旱区,蒸发量降雨量,湖水面低于外海面,海水补给湖水,泻湖水盐度逐渐升高
②泥砂质沉积层中夹盐类——石盐石膏2)淡化泻湖
①气候——潮湿气候区,淡水补给量蒸发量、泻湖水不断淡化,湖底氧水缺乏,H2S大量聚集,有机质不断增多
②有机质含量高,有黄铁矿等还原环境中的指示性矿物对石油、油页岩等有机产的形成有利
三、浅海带的沉积作用现代和古代(地质时期)浅海沉积占主导地位
(一)碎屑沉积作用近岸带沉积以砂级沉积为主,砂粒的磨园度及分选性良好,以石英砂为主、具交错层及对称波痕,含量大底栖生物遗体远岸带沉积粒度较细,以粉砂、粘土为主,砂粒的分选性良好,但磨园度较差,成分复杂;具水平层理,有时有对称波痕,底栖生物多,也含漂浮生物遗体
(二)化学沉积作用
1、碳酸盐沉积当温度增高或压力降低、导致海水中Ca(HCO3)过饱和,形成CaCO3沉积
2、硅质沉积SiO2(来自大陆风化及海__山喷发)浓度大时,以胶体凝聚方式沉淀,如形成燧石
3、铁、铝、锰沉积海水中的Al、Fe、Mn等主要来自大陆(温热气候区化学风化),地表水以胶体方式搬运到近岸浅海中以胶体凝聚方式沉积形成有工业价值的矿产如赤铁矿、褐铁矿
4、磷质沉积它与生物作用(富含磷的生物死亡后磷质析出)有关,富含磷质的海水在浅海区以磷酸钙[Ca3PO42]的形式沉淀,形成胶磷石——磷灰岩,形成磷矿床如我国云南昆阳磷矿
(三)生物化学沉积作用
1、介壳灰岩和生物碎屑岩介壳灰岩生物贝壳+灰泥组成,生物化石多保存完好生物屑灰岩生物碎屑+灰泥组成,如海百合茎屑灰岩
2、生物礁灰岩群体生物(如珊瑚、层孔虫)原地生长,其骨骼堆积形成隆起的堆积体如珊瑚礁……我国西沙群岛礁灰岩……储藏石油、天然气的好场所
四、半深海及深海带的沉积作用
1.软泥沉积半深海及深海带以软泥沉积为主,有钙质软泥、硅质软泥、红色粘土等深海软泥生物量达30∽50℅
2.锰结合沉积软泥表层沉积有锰结核或锰球现代海洋底上约有锰结核
1.70万亿吨
3.浊流沉积浊流作用主要发育于大陆斜坡区域在大陆斜坡的下部及大洋盆地的边缘带有浊流沉积物浊流沉积物是由砂、粉砂与泥质物的韵律交互层,具清楚的粒序层理,它固结而成的岩石称为浊积岩NO17第十一章湖泊和沼泽的地质作用教学基本要求掌握湖盆的成因,湖泊的类型及沉积作用;沼泽的形成及地质作用第一节湖泊概述
一、湖泊和沼泽的概念湖泊陆地上较大的集水洼地称为湖泊里海——世界上最大的湖泊、__43×104km2青海湖——我国最大的咸水湖,__4297km2鄱阳湖——我国最大的淡水湖,__5160km2(洪水期)沼泽当潮湿区的湖水被泥沙淤塞而长满植物后,有大量有机质和泥碳堆积的地段,称为沼泽
二、湖泊的类型
(一)湖泊的成因类型
1.构造湖湖盆由构造运动引起的如某部分地壳大规模沉降形成湖盆,例如鄱阳湖、洞庭湖或由断层而产生的洼地形成断层湖,如贝加尔湖,云南滇池
2.火山口湖湖盆为火山口如__边境白头山顶的天池,云南腾冲大龙潭湖等
3.河成湖湖盆由河流的侵蚀和沉积作用所形成如河流改道后,被遗弃的旧河床形成牛轭湖
4.海成湖湖盆由海水的侵蚀和沉积作用形成在沿海地带由于砂坝和砂咀封闭海湾而成的泻湖,如我国杭州西湖还有岩溶地区的溶蚀湖和陷落湖,河谷被山崩所阻塞形成的堰塞湖,人工湖(水库)等
(二)按湖水含盐量分类淡水湖湖水含盐量
0.3‰分布于潮湿气候区,如鄱阳湖(江西)、洞庭湖(湖南)咸水湖湖水含盐量
24.7‰,如柴达木盆地的茶卡盐池(盐湖)半咸水湖湖水含盐量
0.3—
24.7‰第二节湖泊的地质作用
一、湖泊的剥蚀和搬运作用湖泊的剥蚀作用包括机械冲蚀、磨蚀和化学溶蚀等方式,叫湖蚀作用(或剥蚀作用)湖蚀作用主要由波浪运动产生的湖泊的搬运作用湖泊剥蚀作用(湖蚀)带来的物质被湖流、岸流等动力向湖心方向搬运,在适当部位停积下来,叫湖泊的搬运作用
二、湖泊的沉积作用
(1)机械沉积作用由湖岸向湖心其搬运力逐渐减弱,湖滨沉积较粗物质(砂),湖心则沉积较细物质(泥),即碎屑沉积呈环状带状分布
(二)化学沉积作用湖泊的化学沉积作用受气候条件控制,按气候条件分
1、潮湿气候区湖泊的化学沉积作用1)碳酸钙沉积碳酸钙沉积形成灰质淤泥成岩作用石灰岩或泥灰岩(粘土量20~50℅)2)铁、锰、铝沉积在湖滨浅水区沉积铁矿、锰矿、在湖水较深部位,沉积菱铁矿或黄铁矿
2、干旱气候区湖泊的沉积作用干旱气候区湖泊特征蒸发量降雨量、湖水含盐度逐渐增加,形成咸水湖或盐湖干旱区湖泊沉积作用四阶段1)碳酸盐沉积阶段沉积方解石、白云石、苏打和硼砂2)硫酸盐沉积阶段沉积石膏、芒硝3)氯化物沉积阶段沉积岩盐、光卤石、钾盐沙下湖阶段湖泊被固体盐类填满,无天然卤水,岩层上部被碎屑沉积覆盖,盐湖停止发展
(三)生物沉积作用潮湿气候区,有大量生物——植物、动物(浮游,底栖生物)有大量生物遗体堆积在湖底生物遗体+泥质沉积物——有机质沉积层有机质沉积层——煤、石油、油页岩等矿产的原始物质第三节沼泽的地质作用
一、沼泽的概念极其成因
1.沼泽陆地潮湿积水及喜湿性植物大量生长并有泥炭堆积的地方,称为沼泽
2.沼泽的成因(或形成途径)
①浅水湖泊的沼泽化湖泊因机械沉积和生物沉积逐渐淤积成为沼泽
②河流泛滥的沼泽化河漫滩或三角洲的低洼地带由于积水难排除成为沼泽
③海岸带的沼泽化泻湖或海湾被淤塞,或滨海区局部地壳上升海水积留成为沼泽
④森林、草地沼泽和积水地段沼泽化
二、沼泽的沉积作用及其矿产沼泽以生物沉积作用为主,也有碎屑沉积大量植物遗体——有机质——腐殖质——泥炭——褐煤(含碳量69℅)NO18第十二章风的地质作用教学基本要求掌握风的地质作用极其产物特征第一节概述风的地质作用特点主要表现为风砂作用风砂作用风砂流对地表物质所产生的侵蚀、搬运与堆积作用风砂流风经过地表将颗粒(沙粒)吹离地面进入气流运动形成风砂流风的地质作用以干旱气候区(如沙漠半沙漠区),地面植被稀少最显著如我国西北地区近两年来,我国北方出现沙尘暴是风的地质作用一种表现第二节风蚀作用(或风的侵蚀作用)
一、风蚀作用风力及其挟带砂石对地表岩石冲击及摩擦而使岩石遭受破坏的地质作用,称为风蚀作用
二、风蚀作用方式
1.吹蚀作用风把地表疏松物质吹离地面的作用称为吹蚀作用
2.磨蚀作用风力扬起的碎屑物对地表岩石的冲击、摩擦使岩石遭受破坏称为磨蚀作用磨蚀作用,往往形成蜂窝石、风蚀石、蘑菇石等地貌景观
三、风蚀作用的产物风棱石为风向有变化而__磨蚀作用下形成几个磨光面的砾石称为风棱石风蚀柱垂直节理发育的岩石,经__风蚀后易成为柱状,称为风蚀柱石蘑菇(风蚀蘑菇)风蚀作用所形成上大下小的蘑菇状地形叫石蘑菇为近地面岩石受风砂流的较多砂粒风蚀所致蜂窝石陡峭石壁被风蚀作用形成大小不等,形状各异的洞穴和凹坑,似蜂窝状,称为蜂窝石风蚀__在岩层产状近似水平的基岩__隆起区,因岩石软硬不一且垂直节理发育,在强劲风力__垂直作用下,形成层层叠叠的平顶残丘,远望像被毁坏的古__,称为风蚀__第三节风的搬运作用
一、风的搬运作用的概念碎屑物质因风力作用而__,称为风的搬运作用风的搬运有悬浮、跳跃和蠕动三种方式
二、风的搬运作用特点
①风不能搬运大的砾石(除___外)
②在定向风的搬运作用中,其分选性明显蠕动直径2mm砾石,即沿地面滚动跃移直径在2—
0.2mm砂粒,即离地面30cm高跃移悬移直径
0.2mm砂、粉沙等呈悬浮__
③风运物的磨园度很好,风中砂粒比在水中砂粒更容易磨园第四节风的沉积作用风的沉积作用具有分选性,在地理分布上则具有明显的分带性从风源地的细砾带——粗砂带——中砂带——细砂带——粉砂带,粉尘带
一、风成砂与沙丘
(一)风成砂的主要特征
1、磨园度及分选性好;
2、主要由石英组成;
3、风成砂颜色多为黄色、橙黄色、其表面多为亮黑的褐色“沙漠漆”被膜
(二)风的沉积作用的方式具有沉降堆积和遇阻堆积两种方式
1、沉降堆积当风速减弱时,砂粒从风沙流中堆积
2、遇阻堆积当风沙流遇到障碍物(如树林、砂丘、石块等)时,风速减低,砂粒从风砂流中堆积
(三)风积地貌
1、沙堆风砂流在障碍物的背风面所形成的堆积体
2、沙丘风积物形成的沙质丘岗沙丘是由沙堆演化而来的沙丘形成后,沙丘就形成风砂流的障碍物,使沙丘不断向前__,并在背风坡上形成斜层理(顺风向倾斜),进而形成新月形沙丘,沙垄等
二、黄土黄土为第四纪形成的土状堆积物(粉沙、尘土),由风力搬运堆积而成次生黄土风成黄土被流水搬运再沉积而成的黄土叫次生黄土我国黄河中游地区(陕、甘、晋)是世界上黄土地貌典型地区
三、荒漠荒漠即广义的沙漠,为气候干旱的荒凉地区荒漠的类型岩漠为荒漠中具有岩质地面的地区砾漠即戈壁滩荒漠中由风蚀后残余的卵、砾、粗砂等物质组成的堆积地区沙漠(狭义的沙漠)为流沙覆盖且沙丘广泛分布的地区泥漠具有泥质地面的荒漠地势平坦,植物稀少,常分布于闭塞盆地的中心第十三章负荷地质作用教学基本要求掌握负荷地质作用的概念,主要类型及特征第一节概述负荷地质作用(或块体运动)斜坡上松散的堆积物及基岩,在重力作用下,由于自身重量及某些外因(如地震、暴雨、人工爆破等)的触发下,沿斜坡向下运动或坠落的运动称为负荷地质作用根据物质组成及运动方式分为崩落(或崩塌)、滑动、蠕动及泥石流四类第二节崩落(或崩塌)崩落陡峻斜坡上的岩块,在重力作用下,以突发性向下跨落的现象称为崩落或崩塌影响崩落的因素
1.地形——斜坡45°易发生;
2.地质条件——裂隙发育的岩石;
3.大量降雨(触发因素)第三节滑坡(地滑)
一、滑坡斜坡上的土体或基岩,在重力作用下及地下水活动的影响下,沿一个或几个滑动面整体向下滑动的现象,称为滑坡
二、滑坡的基本要素滑坡体脱离母体而整体下滑的岩(土)体叫滑坡体滑坡面滑坡体的__面,即滑坡体与不动体的分界面称为滑坡面滑坡壁滑体后缘与母体脱开的分界面称为滑坡壁滑坡台阶滑坡体断开,构成多个台阶叫滑坡台阶有放射状、羽毛状裂缝有张力、剪力裂缝等在滑坡体上醉汉林,马刀树等现象第四节蠕动(或潜移)蠕动土层或岩层沿斜坡整体而又十分缓慢地向下__叫蠕动或潜移蠕动其运动速度每年数毫米——数厘米有土层蠕动和岩层蠕动第五节泥石流
一、泥石流泥石流是一种含大量泥、砂、石块等固体物质,突然爆发,历时短暂,来势凶猛,具有强大破坏力的特殊洪流,称为泥石流
二、泥石流的特点
1、泥石流有突然爆发的特点,顷刻间,大量的泥石形成洪流
2、泥石流的泥砂、石块含量15℅,最高达80℅,由粘稠泥浆组成,它可以搬运(以悬浮形式)几十—几百立方米的巨石,摧毁前进中一切障碍和建筑物,危害极大
三、泥石流发生的条件及堆积物特征
1、泥石流发生的条件
(1)富的固体物质(岩块或土体);
(2)大量的水体;
(3)适宜的地形;
2、泥石流的堆积物特征泥石流有粘性泥石流(固体物质总含量占40——60℅)和稀性泥石流(粘土、粉沙含量为10——40℅)两类
(1)粘性泥石流堆积体成舌状,垅岗状或岛状,两侧坡度较陡前缘往往由巨大石块组成堆积物分选性差,层次不清
(2)稀性泥石流它在山口停积后,粗粒物质呈扇状堆积,堆积物有一定得分选性,即上游粒径较大,下游粒径较小第六节研究负荷地质作用的意义现实意义崩塌、滑坡、泥石流等的发生是一种地质灾害,常常毁坏工程建筑,中断交通,堵塞河流,威胁人畜安全,所以,研究它们的形成和发展过程,采取防止措施,具有非常大的实际意义理论意义负荷地质作用所造成的灾害,是工程建筑,采矿工程,环境工程等必须研究的课题,而且对于研究古代地壳的地形、地层、构造的形成及演变规律也具有理论意义NO19第十四章岩石圈的运动教学基本要求掌握大陆漂移、海底扩张学说的基本要点,板块构造的概念,板块边界类型及划分第一节大陆漂移说
一、大陆漂移说的由来和发展1912年,德国气象学家魏格纳(Wegener)提出大陆漂移说魏氏认为,大陆是由刚性的硅铝层组成,较轻,它漂浮在较重的具粘性的硅镁层之上他推测在石炭纪前(
3.5亿年前),全球只有一个大陆块,(称为泛大陆)和一个大洋(称泛大洋)而自中生代(距今
2.3亿年)开始,泛大陆逐渐破裂,__而漂移,造成现在的海陆分布格局
二、大陆漂移的证据
(一)大陆的拼合大西洋两侧(南美洲与非洲)的拼合
(二)地质构造拟合大西洋两侧大陆(南美洲与非洲)的地层、构造、岩石等遥相呼应
(三)古生物的相似形南方大陆(即冈瓦纳大陆)发现由同时代同属种的生物化石,例如南方大陆普遍有舌羊齿植物群化石
(四)晚古生代的冰川证据南美洲、非洲、印度、澳大利亚等地区有广布的石炭——二叠纪冰川堆积,即原来这些地区(南方大陆——即冈瓦纳大陆)是联在一起的
(五)古气候南极的煤,其他大陆的岩盐和风沙沉积标明当时的气候分布
(六)古地磁古地磁是指地质历史时期的地磁场某地质时代形成的岩石,因地球磁场的影响而被磁化,在岩石中保留当时地磁场南北极磁化方向,即岩石的剩余磁性现在我们通过测定剩余磁性的磁化方向就可以知道当时地磁场的方向(即当时南、北极方向)古地磁为大陆漂移说提供重要证据现在发现,地球上不同地质时代的岩石其磁化方向不一致,最好的解释是大陆(地壳或岩石圈)在不断漂移所致古地磁为大陆漂移说提供重要证据第二节海底扩张
一、海底扩张的提出霍姆斯(Holmes)提出地幔对流说地幔对流说要点大洋中脊是对流上升和新洋壳不断产生的地带,后形成的洋壳从洋脊轴部依次向两侧推开,到海沟处洋壳随着对流下降而沉没消失于地幔中赫斯(1962年)迪茨(1961年)提出海底扩张说认为大洋中脊顶部乃是地幔物质上升的涌出口,上升的地幔物质就冷凝形成新的洋壳,并推动先形成的洋底逐渐向两侧对称的扩张
二、海底扩张的证据
(一)全球大洋中脊及__裂谷系的发现屹立在大洋底上有条巨大“山脉”,有的地段露出海面而成带状分布的岛屿例如著名的大西洋中脊,由北极~冰岛~印度洋,总长度约65000公里,称洋中脊,洋中脊底部平均宽度约1500公里,其上部由平行山脊组成一个高中心带,__有一条裂谷,裂谷宽约20公里,深度约1000~2000米,__裂谷为岩浆上涌地带
(二)海沟及贝尼奥夫地震带
(三)洋底地壳的新认识
(四)火山岛链
三、海底扩张的新证据
(一)海底磁异常条带的发现和解释
(二)海底沉积物侧向变化和海底年龄
1、海底沉积物的侧向变化在洋脊两侧沉积物层序变化是对称的,说明海底沉积物从洋脊上来往两侧推进,反映海底不断扩张所造成
2、海底年龄海底沉积物以洋脊为轴呈两边对称,而洋脊轴部岩石年龄新,越往外越老于侏罗纪即海底地壳岩石的年龄不超过2亿年上述现象表面,海底地壳以洋脊轴为起点,不断向外拉张,最后进入海沟到地幔中去,海底岩石不断更新,大约是2亿年更新一次,所以海底没有老于2亿年的地壳岩石存在
(三)转换断层洋脊被一系列横向断层切割,断层长达数千公里,断层两侧洋脊被明显错断,断距数百公里,过去认为是一种平移断层经研究,这类断层与平移断层不同,威尔逊称为转换断层第三节板块构造
一、板块构造的概念和板块划分板块构造刚性的岩石圈__成许多巨大岩块——板块,它们驮在软流圈上作大规模水平运动,致使相邻板块相互作用,板块的边缘便成为地壳活动性强烈的地带板块的相互作用,从根本上控制了各种内力地质作用以及沉积作用的进程板块构造说就是关于板块互相作用的理论全球板块的划分1968年,勒皮雄(Lepichan)将全球岩石圈划分为六大板块太平洋板块、欧亚板块、印度板块(或大洋州板块)、非洲板块、美洲板块和南极洲板块
二、板块边界类型与板块运动板块边界常以有强烈的构造活动性为标志
1.分离型板块边界(或增生板块边界或拉张型板块边界)如大洋中脊轴部,其两侧相背运动,板块边界受拉张而分离
2、汇聚型板块边界(或挤压型板块边界)
(1)俯冲边界如海沟或贝尼奥夫带,相邻的大洋与大陆板块发生相互俯冲碰撞
(2)碰撞边界(或地缝合线)指两个大陆块之间的碰撞带或焊接带如阿尔卑斯——喜马拉稚山构造带
3、平错型(剪切)板块边界如转换断层,其两侧板块相互剪切滑动如美国西部的圣安德列斯大断层属转换断层在大陆上通过板块的运动方式板块的扩张运动,板块的汇聚(俯冲)运动和板块的平错运动NO20第十五章地球圈层的形成和演化教学基本要求了解地球圈层的形成和演化的基本概念第一节地球内部各圈层的形成
一、原始地球物质的重力分异现在地球由地核(比重大的铁、镍集中)、地幔(比重大的铁镍和比重中等的铁镁硅酸盐为主)和地壳(比重轻的硅镁、硅铝为主)构成,形成圈层构造据研究,地球的圈层构造是由后来的演化而形成的,是地球原始物质按不同物质的比重进行分异,即重力分异而形成的地球形成的早期热流较高,地下深处物质发生熔融,铁、镍首先熔融并沉向地心聚集而成地核;铁、镁硅酸盐物质上浮集中于地球的上层形成地幔;地幔表层形成硬壳——地壳的胚胎
二、地壳的形成和演化随着时间推移,地球温度逐渐降低,地幔物质由全面熔融过渡到部分熔融,使岩浆的成分复杂化,出现了硅铝质和硅镁质的原始地壳地壳的演化大致可分以下阶段1)原始地壳形成阶段在距今35亿年以前,形成极薄的原始地壳组成物质玄武岩、斜长岩、超基性喷发岩2)陆核形成阶段约距今35—25亿年间,地球开始冷却,物质超基性火山岩、绿岩、花岗片麻岩3)克拉通形成阶段约在距今25—15亿年物质安山质——玄武质岩浆岩形成__较为辽阔的稳定地块——即克拉通4)大陆阶段约距今15—5亿年间,岩石圈厚度增加5)大陆——大洋阶段由
2.5亿年——现在,统一的大陆发生解体,__成现代的各大陆和大洋大陆地壳——主要由花岗岩及其深部的玄武质成分组成大洋地壳——主要由玄武岩组成第二节地球外部圈层的形成与演化
一、大气圈和水圈的形成与演化
1.原始大气圈、原始水圈的形成距今35亿年前,广泛的火山喷发,有大量气体喷出,形成原始大气圈火山喷出的水汽及酸性气体冷凝而成为原生水——原始水圈
2.单细脆生物(生命)出现,植物光合作用距今35—25亿年
3.藻类发育——大量出现,游离氧、CO2增加,大气圈形成稀薄的二氧化碳圈距今10亿年前——现在
二、生物圈的形成与演化
1.太古宙——元古宙的生物……地球上最初的生命距今35亿年前(太古宙中期)……出现单细胞生物如古球藻,距今25—19亿年前(元古宙早期)……有叠层石(藻类化石)距今6—7亿年前,多细胞的海生无脊推动物出现
2.早古生代——海生无脊推动物和低等植物繁盛时代从寒武纪开始,海生生物繁盛
3.晚古生代——植物及脊推动物登上大陆的时代
4.中生代——爬行动物和裸子植物时代
5.新生代——被子植物和哺乳动物以及人类出现的时代NO21第十六章环境地质教学基本要求掌握环境地质的基本概念,人类的地质作用与人为地质环境的特征第一节环境地质学的概念
一、环境地质学研究环境质量的地质因素,研究人类活动及各种地质作用对环境的综合影响的学科,称为环境地质学环境地质学——原生地质环境地质环境本身的自然特征及其变化次生地质环境人类的地质作用所造成的环境
二、人类的地质作用人类生活在地球上,为了自己的生存和发展而进行各种生产活动,进而造成对自然界(地壳)的改造作用,称为人类的地质作用第二节人为地质环境的利与害人为地质环境(或次生地质环境)是人类的地质作用造成的,它有利方面也有危害方面
一、矿业与环境利——矿业开采,利用,造福人类害——
(1)矿坑崩塌,采空区地面沉陷
(2)废渣、废水、废气(如SO2)对环境、空气、地下水的污染如SO2及粉尘污染大气导致居民死亡率增加
二、人类对地面流水的改造例如拦河修建水库利——利用大型水库畜水发电、灌溉农田等害——打破了自然界水循环的平衡,造成一些不良影响如库区水位抬高可使库岸发生崩塌,产生灾害水库的建造易使水库地区诱发地震水库中沉积大量的泥沙回造成河流下游侵蚀作用加强
三、城市化及沙漠化问题城市化问题城市大量修建房屋,道路等,对地面流水及地下水等的影响,造成空气污染、水污染等沙漠化问题人口增加,扩大耕地__,过量砍伐等,如超过自然界容许的极限就成为滥,滥伐造成严重的水土流失和沙漠化第三节自然地质环境与人类的安全和健康
一、人体中化学元素的分部人体中有60多种化学元素,构__体生命的元素可以分为三类
1.生命机体不可缺少的主要组成元素,如氧、碳、钾、纳、钙、镁、氮、硫、磷、氧等11种元素它们占人体内元素含量的99℅
2、生命机体所必须但稍微过量或缺少就有害的微量元素,如钼、铁、锌、铜、锰、钴、碘、铅、珞、镄、硅、硒等
3.生命不需要但易被人体吸收的有害元素,如镉、汞、铅、钛、轴、钍等,它们进入人体内就会产生异常铁——人体必须的微量元素,人体缺铁会引起贫血疾病,但铁的含量过多,会引起急性铁中毒,产生呕吐、胃肠道出血
二、地质环境与地方病在不同的地质环境下,人类健康有明显差异疾病的分布明显的区域性心血管疾病的高发病区——与前寒武纪变质岩分布区和某些火成岩分布区有关缺铁缺硒有关如瑞典、芬兰东部丹麦英格兰北部为寒武纪变质岩发育区,心血管病发病率高甲状腺患者多——山区土壤中缺碘如阿尔卑斯山,高加索、喜马拉雅山等NO22第五篇构造运动的产物——地质构造构造地质学的研究对象是地壳的地质构造地质构造是岩石变形的产物,主要有褶皱和断裂等构造它可以在内力作用下形成,也可在外力地质作用下形成,构造地质学主要研究内动力地质作用所形成的地质构造任务是对各种构造的形态进行观察、描述和分类,并运用力学原理分析其成因、组合和分布规律,以研究它们的发展过程和形成的时代等,从而了解它的内在__,第十七章层状岩石的产状及地层接触关系教学基本要求掌握岩石的产状的概念、“V”字形法则及地层接触关系的基本概念第一节岩层的产状
一、岩层的概念组成地壳(岩石圈)的层状岩石泛称为岩层,一个岩层的上、下界面叫层面其上界面称为上层面或顶面,下界面称为下层面或底面岩层顶面、底面之间的垂直距离为岩层厚度
(一)岩层的原始产状岩层的产状指岩层在空间产出的方位岩层的原始产状系指形成时的空间状态在比较广阔而平坦的沉积盆地(如海洋、湖泊)中,其原始产状大都是近干水平的在沉积盆地边缘、岛屿、水下隆起等局部地带的岩层,或陆相沉积(如残积、坡积、冰川和风的堆积等)的岩层,以及在火山附近形成的火山锥及其附近的火山岩层等,其层面常常具有一定的倾斜,称为原始倾斜
二、岩层变动后的产状正常产状其上层面位于下层面之上,即地层的层序为下老上新倒转产状若上层面位于下层面之下,即地层层序为上老下新时正常和倒转产状确定,主要是根据化石和岩层的原生沉积构造等岩层的产状主要有水平、倾斜以上两种又称为正常产状、直立、倒转四种类型,其岩层相应称为水平岩层、倾斜岩层、直立岩层和倒转岩层
二、岩层的产状要素及其测定
一、岩层的产状要素岩层的产状是以岩层面在三度空间上的延伸方位及倾斜程度来确定的,由走向、倾向和倾角三个岩层产状要素的数值来表示走向岩层面与水平面的交线称走向线,走向线两端的延伸方向称岩层的走向岩层走向有两个方向,彼此相差180度倾向垂直于走向线,沿倾斜岩层面向下倾斜方向所引的直线叫岩层的倾斜线,又叫真倾斜线它的水平投影线所指方向,就是岩层的倾向,又称真倾向真倾向只有一个视倾向其它斜交于岩层走向沿倾斜层面向下引出的任意一条倾斜线,叫视倾斜线,它的水平投影线的方向,称视倾向视倾向有无数个倾角真倾斜线与其水平投影线之间的夹角,称岩层的倾角,又叫真倾角视倾角视倾斜线与其水平投影线之间的夹角,叫视倾角任何一个视倾角都比该层面的真倾角小一般岩层产状要素若不特别指出是视倾向和视倾角时,均指的是真倾向和真倾角
(二)产状要素的测定和表示方法产状要素的测定由直接和间接两种方法岩层产状要素的表示方法有文字和符号两种
1、象限表示法象限角是以南,北方向为0°,东,西方为90°用象限角表示产状要素时,一般是记走向、倾斜的象限和倾角如N45°E/27°SE,即走向是北偏角45°,倾角27°倾向为东南
2、方位角表示法方位角是以正北为0°和360°,正东为90°,正南为180°,正西为270°表示岩层产状要素时,只记录倾向和倾角如NW300°15°(或记为300°15°),因此法表示岩层产状较简便,故目前地质上均采用之在地质图上的产状要素用符号来表示常用的产状符号有以下几种λ20倾斜产状长线代表走向,短线(或带有箭头)表示倾向,数字表示倾角;水平产状(倾角为1°—5°)直立产状(箭头指向新地层)倒转产状(箭头指向新地层)
三、水平岩层和倾斜岩层的主要特征
(一)水平岩层及主要特征通常岩层层面与水平面之间的夹角为0°~5°者均可称为水平岩层水平岩层在野外和地质图上的表现特征如下
1、在野外表现的特征在正常情况下时代较新的地层一定覆于较老的地层之上地表被强烈切割,地形起伏大时,老地层出露于河谷和冲沟等的低洼处,新地层分布在山顶或分水岭上即地质时代越老的岩层出露的位置越低,越新的岩层出露的位置越高NO
232、在地质图上表现的特征地质图用规定的符号、色谱和花纹将某一地区的各种地质构造、地质现象等按比例概括地投影到地形底图上的一种图件地质界线地质图上所绘的各种地质体的界线(包括岩石和地层单位的分界面、岩体与围岩的接触面和断层面,不整合面等在地面的出露线),称为地质界线地质图是野外地质调查研究中心必不可少的重要图件,是地质资料的主要部分,也是地质成果的集中表现水平岩层的主要特征
(1)水平岩层的地层界线与地形等高线平行或重合,呈不规则的同心圆状或条带状
(2)水平岩层的厚度就是该岩层顶、底面之间的高程差
(3)水平岩层在地质图上的露头宽度(露头宽度是指岩层顶,底面地质界线之间的水平距离)决定于岩层厚度和地面坡度
(二)倾斜岩层及主要特征倾斜岩层是指层面与水平面有一夹角倾斜岩层在自然界是最常见的一种岩层产状它往往是其它构造形态的一部分,如褶皱的一翼或断层的一盘
1、倾斜岩层的露头形态岩层的露头形态是指岩层露头在地面上的分布情况,这可以从地质图上岩层界线的形状反映出来水平岩层的地质界线在地质图上的特点,是与地形等高线平行或重合,其露头形态完全取决于地形直立岩层的地质界线在地质图上是顺着走向延伸的一条直线完全不受地形的影响倾斜岩层的地质界线一般是弯曲的,且与地形等高线相交,其形态既随产状而改变,亦受地形的影响这种规则称为“V”字形法则变化规律如下
(1)岩层倾向与地面坡向相反时,岩层露头线与地形等高线呈相同方向弯曲,但岩层露头的弯曲度总是比等高线的弯曲度要小
(2)岩层倾向与地面坡向相同且岩层倾角大于地面坡度时,岩层露头线与地形等高线成相反方向弯曲
(3)当岩层倾向与地面坡向相同,但岩层倾角小于地面坡度时,岩层露头线与地形等高线也是相同方向弯曲,但其弯曲度明显地大于地形等高线的弯曲度
1、斜岩层的厚度倾斜岩的厚度一般是指真厚度,即岩层顶、底面间的垂直距离真厚度(h)=铅直厚度(H)×cosαα为岩层真倾角
2、倾斜岩层的露头宽度倾斜岩层的露头宽度主要决定于岩层厚度和倾角,同时还受地面坡向,坡角与岩层倾角之间关系的影响NO24第二节地层的接触关系地层的接触关系不同时代地层之间在纵向上的相互关系称地层的接触关系可以分为整合和不整合两种基本类型
一、整合和不整合沉积连续不断地沉积等的条件下,连续沉积形成的一套不同地质时代的地层之间的连续渐变关系,成为整合接触在沉积上不连续的上、下两套地层之间的接触关系,称为不整合接触其断面,称为不整合面,其与地面的交线称为不整合线不整合线在地质图上是重要的地质界线之
一二、不整合的类型平行不整合(假整合)和角度不整合(斜交不整合)
(1)平行不整合特点不整合面上、下两套地层的产状基本相同,但两套地层之间缺失了某些时代的地层表明在这段时期发生过沉积间断不整合面可以是平整的,也可以是波状起伏的其形成过程可以概括地表示为下降接受沉积→平缓上升,沉积间断并遭受风化剥蚀→在下降接受新的沉积
(2)角度不整合特点不整合面上、下两套地层之间不仅缺失了部分时代的地层而且彼此之间的产状也不相同,二者成一定角度相交角度不整合的形成过程可概括为下降接受沉积→褶皱上升(常伴有断裂、岩浆活动和区域变质等),沉积间断并遭受风化剥蚀→再接受新的沉积角度不整合在平面和剖面上都表现为不整合面上、下两套地层产状不同,其间有地层缺失上覆地层中最老地层的底面(不整合面)的地质界线(不整合线)切割下伏不同时代老地层的地质界线
三、不整合的观察和分析
(1)确定不整合的存在1,古生物地层方面的标志2,沉积方面的标志3,构造方面的标志4,岩浆活动和变质作用方面的标志
(2)不整合特征的研究不整合特征包括不整合面的形态、不整合面上下地层的成分、结构构造、岩层产状及所含化石等
(3)不整合类型空间变化的研究
(4)确定不整合的时代不整合面之上的最老地层之后,不整合面之下的最新地层之前NO25第十八章褶皱构造教学基本要求掌握褶皱的基本类型,褶皱的分类以及了解褶皱的成因第一节基本概念岩层的弯曲现象称为褶皱基本类型只有两种背斜和向斜背斜在外形上是岩层向上拱起的一个弯曲,其核心部位的岩层时代较老,而外侧的岩层时代较新向斜是岩层向下坳陷的一个弯曲,核心部位的岩层时代较新,而外侧的岩层时代较老经分化剥蚀后,从中心到两侧,向斜在地面的特征是岩层从新到老呈对称重复出露;而背斜在地面的出露特征恰好相反第二节褶皱要素任何褶皱都具有核和翼、顶和槽、转和端、轴面、轴迹(轴线)、枢纽等褶皱要素枢纽枢纽是指褶皱中同一层面各最大弯曲点的连线第三节褶皱的形态分类及其在地图上的表现
一、褶皱形态的分类
(1)根据横剖面的形态和轴面产状分类
1、根据轴面产状,结合两翼产状特点分为
(1)直立褶皱
(2)斜歪褶皱
(3)倒转褶皱
(4)平卧褶皱
2、根据褶皱岩层弯曲形态,可将褶皱分为圆弧褶皱尖棱褶皱箱形褶皱扇形褶皱
3、里卡德分类根据轴面的倾角和枢纽倾伏角的变化,可将褶皱分为七中主要类型1,直立水平褶皱2,直立倾伏褶皱3,倾竖褶皱4,斜歪水平褶皱5,平卧褶皱6,斜歪倾伏褶皱7,斜卧褶皱
(2)根据平面上的形态分类
1、线形褶皱长度超过宽度10倍以上
2、长圆形(短轴)褶皱褶皱的长度与宽度之比在101到31之间
3、__形褶皱长度不超过宽度的三倍,若为背斜---穹隆;若为向斜----构造盆地
二、褶皱在地质图上的表现
(一)背斜和向斜在地质图上分析背、向斜时,首先应分析组成两翼和核部各地层的新老关系,其次分析它们的产状
(二)轴面产状轴面产状是两翼岩层的产状决定的如果褶皱两翼的倾向相同,则为倒转褶皱
(3)枢纽的产状倾伏褶皱在地质图上表现为两翼岩层走向不平行,其地层界线向一方汇合成一条曲线在没有汇合的部位则表现为核部宽窄的变化对背斜而言,两翼汇合曲线尖端所指的方向或核部变窄的方向是枢纽倾伏方向向斜正相反,核部变宽的方向是倾伏方向无论背斜或向斜,沿倾伏方向总是逐渐出露较新岩层,因此,在倾伏褶皱中,对比不同时代岩层褶皱轴线方向上的分布,可以判断褶皱的倾伏方向除了主要受构造因素控制外,在大比例尺地质图上,当岩层倾角平缓时,因受地形的影响同样可以形成类似的现象NO26第四节褶皱的组合
一、褶皱的组合类型
(一)褶皱在平面上的组合类型1,平行状褶皱一系列背斜和向斜相间平行排列如大巴山南麓的平行褶皱2,分枝状褶皱一个褶皱沿延伸方向分为若干个褶皱如川东华莹背斜1,弧形褶皱单个褶皱呈明显的弧形弯曲,也可以是一系列褶皱呈弧形排列这是由区域性不均匀的水平运动所引起的2,边幕式褶皱一系列短轴褶皱,其轴线成斜列分布,亦称雁行式褶皱它是区域性水平力偶作用形成的如柴达木盆地红三旱一带,第三系地层组合的一系列短轴背斜,由北西往南东成边幕式排列
(二)褶皱在横剖面的组合类型
1、复背斜和复向斜复背斜是一个巨大的背斜,其两翼被与轴面延伸近一致的次一级褶皱所复杂化;复向斜是一个巨大的向斜,两翼亦被轴面延伸近一致的次一级褶皱所复杂化通常复背斜上的次级褶皱轴面向下收敛,构成扇形;而复向斜上的次级褶皱轴面向上收敛,构成房盖状
2、隔挡式和隔槽式褶皱由轴向平行,发育不等的一系列背斜和向斜组成隔挡式褶皱为背斜呈紧密褶皱,而相邻的向斜呈平缓开阔的褶皱;隔槽式褶皱为背斜开阔,而相邻的向斜呈禁闭狭窄的褶皱
二、叠加褶皱的基本概念叠加褶皱是指已经褶皱的岩层再次发生弯曲变成褶皱它可以是两次或两次以上构造运动中的褶皱变形叠加的产物,也可以是同一次构造运动不同阶段的褶皱变形叠加的结果褶皱叠加是自然界较为普遍的一种构造现象第五节褶皱构造的成因概述
一、影响褶皱形成的主要因素
(一)层理在褶皱形成中的作用根据野外观察和模拟实验的结果,岩层的弯曲是由于层间滑动或层内的物质顺层流动所造成的,或两者兼而有之层理在褶皱形成过程中起着双重作用第一,由于层理的存在,把一个岩系分成许多层,在变形过程中各层面发生相对滑动,使岩系易于弯曲,形成褶皱第二,在层状岩石发生变形过程中,由于层面的限制,产生塑性流动,形成褶皱
(二)岩石力学性质在褶皱形成中的作用对岩石力学性质在褶皱形成中的作用有两种不同的观点一种认为,一些坚硬致密易传播应力的岩层,在褶皱形成过程中起主导作用,称之为“能干”岩层这些“能干”岩层在褶皱时发生弹性弯曲,有力量拱起上覆岩层,因而起骨干作用,而那些“不能干”岩层(即塑性较大的岩层),则是被动地参加到褶皱作用中,所以,褶皱的形态特征完全由所谓“能干”岩层所控制另一种观点则认为,褶皱乃是由于岩石物质塑性流动而成,因而,在褶皱形成中起主导作用的是具有较大塑性的软弱岩层
(三)岩层厚度在褶皱形成中的作用
二、形成褶皱的力学方式
(一)水平侧压力作用下的岩层的褶皱施加于层理方向的挤压使岩层产生的弯曲现象,称纵弯褶皱
1、弯滑作用沿层面产生相互滑动,形成平行褶皱这种褶皱的各层厚度稳定不变,褶皱的各岩层都有同一曲率中心,但曲率半径不同
2、弯流作用当组成褶皱的岩层塑性较大,在水平侧压力作用下,岩层内物质塑性流动显著,形成翼部变薄,顶部变厚的相似褶皱
(二)垂直力作用下岩层的弯曲当岩层岩层遭受不均衡的与层面垂直的外力作用时,岩层局部隆起形成的弯曲,称横弯褶皱常变成顶部变薄,翼部增厚的顶薄褶皱NO27第六节褶皱构造的研究
一、褶皱构造的研究意义
二、褶皱形态的研究可通过阅读包括研究区在内的小比例尺地质图和航片,卫星照片等,初步了解总的构造轮廓,再通过野外地质制图对其进行详细的研究
(1)褶皱在地表上的形态特征新老地层的分布关系,两翼地层产状及其变化等;同时要考虑地形切割对岩层露头的影响
(2)褶皱在横剖面上的形态特征横剖面褶皱形态随深度而有变化,要根据地表的褶皱形态,对深部形态作出推断一般平行褶皱往深部岩层逐渐变缓;而相似褶皱其形态随深度变化较小褶皱的地表形态与深部形态是不相同的,横剖面上褶皱形态随深度的变化是复杂的、常见的
(三)褶皱在纵剖面上的形态特征褶皱在纵剖面上的形态与枢纽的产状密切相关
(四)褶皱形态完整程度的观测
三、褶皱形成时代的确定必须从历史发展的观点去分析研究褶皱构造的形成和发展,即研究褶皱的形成时代总是于某一构造运动想__主要是区域性角度不整合时代来确定不整合面以下的一套地层的褶皱时代通常看成与角度不整合的时代一致,即不整合面下伏地层最新地层形成之后,上覆地层的最老地层之前前期形成的褶皱在后期形成褶皱的时期还会进一步被褶皱,使其褶皱形态更加复杂叙述褶皱形成时代时,通常运用两种术语一是根据组成褶皱的地层时代来命名,如早古生代褶皱,晚古生代褶皱,中古生代褶皱等;另一种是把褶皱的形成时代与形成褶皱的构造与动结合起来,如加里东期褶皱,海西期褶皱以及印支期褶皱,燕山期褶皱同一时期形成的褶皱构造系统,它们的排列组合往往有一定的规律,可以用统一的构造应力场来解释不同时期形成的构造由于外力作用方式,方向不同,不同时期形成的构造,组成不同的构造层构造层一定的地区内,经历了相同的构造运动、具有相同的构造发育历史和相同构造特征的一套地层两个构造层之间常有区域性角度不整合存在NO28第__章断裂构造教学基本要求掌握节理的概念和类型,断层的分类和特征,断层的判别第一节基本概念断裂构造是岩层或岩体受应力作用发生破裂构变形而形成的构造可分为节理和断层两大类型第二节节理两侧岩块沿破裂面无明显位移的断裂构造称为节理节理有次生节理和原生节理次生节理是在岩石形成以后产生的,它可以在内力地质作用下生成,如构造节理;也可以在外力地质作用下生成,如冰川,滑坡和风化作用等作用下形成的节理,这种节理称非构造节理原生节理是在岩石形成过程中形成的如岩浆冷凝过程中形成的节理节理的产状也用走向,倾向和倾角表示,一般介绍构造节理
一、节理的分类
(1)几何分类根据节理与所在岩层产状之间的关系将节理分为走向节理倾向节理斜向节理顺层节理
2、根据节理走向与所在褶皱枢纽间的关系,可以将节理划分为纵节理横节理斜节理在枢纽没有倾伏的褶皱中,上述两类节理常是吻合的
(2)成因分类节理按其形成时的力学性质可分为张节理和剪节理
1、张节理张节理是由拉张应力产生的断裂构造,它有如下特点;
(1)裂面粗糙不平,发育于砾岩或粗沙中的张节理,常不切穿砾石或粗沙粒
(2)节理产状不稳定,常追踪两组剪节理呈锯齿状延伸
(3)张节理沿走向延伸不远即消失,它发育在一定构造部位,成群分布,而且常被沿脉或矿脉填充
(4)张节理的两端常树枝状分叉和相互聚合现象
2、剪节理剪节理是由剪切应力产生的,它有如下特点
(1)节理面平直,光滑,发育于砾岩中的剪节理常切穿砾石
(2)剪节理产状稳定,节理较紧闭,裂隙宽度均匀一致,而且沿走向或倾斜方向均延伸较远
(3)同时形成的两组剪节理常交叉呈“X”型,称共轭节理,两组剪节理可把岩石切成菱形岩块
二、节理与褶皱构造的关系当水平挤压力作用于水平岩层时(早期)首先发育与压应力呈斜交的两组剪节理和压应力平行并将要出现在褶皱轴垂直的张节理(初期)如果水平压应力继续作用发生形变时,应力场会发生变化因而可以出现在横剖面上相交的两组共轭的剪节理,其走向与褶皱轴平行(晚期)如果应力继续作用,则在褶皱的外侧部位出现于层面垂直的扇形张节理
三、节理的组合和分期
(1)节理组合自然界的岩层或岩体在地应力的作用下,可以形成不同方向,不同力学性质的一套节理群,它们在空间分布上有一定的组合规律
(2)节理分期一定区域内的节理,有同构造期形成的,也有不同构造期形成的划分不同期节理组合的方法有
1、角度不整合面上,下的岩层具有不同的节理组合
2、后期形成的节理切割先期的节理组合
3、一组节理被限制在另一组节理之间或一侧使被限制者不能穿切通过,则限制者为先期形成的,而被限制者为后期形成的NO29第三节断层断层是沿断裂面两侧的岩块产生明显位移的断裂构造在地壳浅部断层一般属于脆性断裂有一部分断裂没有明显的破裂面,但通过一定的窄长地带,岩层可见有明显的相对位移,该类断层称为韧性断层,它是在地壳中深部岩石产生韧性变形的结果,故又称韧性剪切带
一、断层的几何要素
(1)断层面和断层带相邻两部分岩块滑动的破裂面,称为断层面,断层面产状和岩层层面一样,也用走向、倾向和倾角表示它的空间位置,也可用“V”字形法则等进行间接测定
(2)断盘上盘、下盘东盘、西盘
(3)断层线断层线指断层面(或带)与地面的交线,也就是断层在地面的出露线,它可以是一条直线,也可以是曲线或波状线
(4)位移断层位移是断层面两盘相对__的泛称,测算断层相对位移的方法有相当点和相当层两种
1、滑距滑距是以相当点进行测算的相当点是指断层两盘错动前的一个点(P),错动后分成两个对应点P和P′它们之间的实际距离即总滑距总滑距在平行于断层面走向线上的分量,称为走向滑距;总滑距在平行与断层面倾斜线上的分量,称为倾斜滑距
2、地层断距地层断距是以相当层进行测算的
(1)在垂直地层走向的剖面上可见有地层断距(ho)水平断距hf铅直地层断距(hg)
(2)在垂直断层走向的剖面上视地层断距视水平断距
二、断层分类
(1)几何分类
1、根据断层走向与两盘岩层产状的关系可将断层分为
(1)走向断层
(2)倾向断层
(3)斜交断层
(4)顺层断层
2、根据走向与褶皱轴向之间的关系可将断层划分为
(1)纵断层
(2)横断层
(3)斜断层
3、根据断层两盘相对位移的关系将断层划分为
(1)正断层上盘相对下降的断层;
(2)逆断层上盘相对上升的断层,习惯上将断层面倾角小于45°的逆断层称为逆掩断层;
(3)平移断层断层两盘相对__有时并非单一的沿断层面作上、下或水平__,而是沿断层面做斜向__,为了比较确切地反映断层__的性质,常将正、逆断层和平移断层结合起来命名
(2)断层的组合类型自然界中的断层往往成群出现,而且具有一定的组合形式,如地堑、地堡,以及阶梯状断、环状和放射状断层、叠瓦状断层等
1、地堑、地垒地堑一般有两条或两条以上走向大致平行、倾向相向的正断层组成,地堑中间下降,地垒中间上升
2、阶梯状断层由数条走向和倾向基本一致的正断层组成
3、环状和放射状断层
4、叠瓦状断层NO30
一、断层的判断
(一)断层的识别标志
1、断层面(带)上的构造特征
(1)擦痕
(2)阶步
2、断层岩
(1)断层角砾石
(2)碎裂岩
(3)糜棱岩
3、构造线不连线
4、地层的重复与缺失
5、断层的派生构造
(1)拖曳构造和牵引褶皱
(2)张节理
(3)剪节理
6、其它标志这里指的是地貌、水文、物探等方面的直接标志
(1)断层崖和断层三角面
(2)山脊错乱和水系改向
(3)串珠装的湖泊洼地和呈带状分布的泉水
(4)岩体的线状分布和狭长的矿化带及动力变质带
(5)地球物理异常带
(二)测量断层产状及判别断层的错动方式
1、测量断层面的产状直接测量--------------罗盘间接测量--------------利用走向线法或三点法求得断层面的产状
2、判定断层的错动方式
(1)利用两盘地层新老判别一般老岩层一盘为上升盘,新岩层一盘为下降盘但当断层倾向一致,断层倾角小于岩层倾角时,则会出现相反情况,即上升盘的时代相对较老,下降盘的时代相对较新
(2)利用褶皱同一岩层在两翼之间的间距判别当断层横切或斜切两翼层序正常的褶皱构造时,背斜两翼同一时代地层之间的距离变宽的一盘为上升盘,变窄的一盘为下降盘,而向斜构造则相反
(3)利用擦痕、阶步、牵引、等小构造现象进行判定
(3)断层效应断层效应是指断层作用引起岩层在某一方向上的视位移同一断层从不同剖面上进行观察,其断层效应是不一致的断层效应通过被断地层反应出来,它取决于断层产状、断层真位移、被错断地层产状,以及观测断层的剖面位置等四个因素
(4)断层形成时期的确定断层的形成时期可以用以下几种方法来确定
1、利用区域性不整合确定
2、利用岩体、岩脉、矿脉与断层的关系放射性同位素法测定岩体等的年龄,就能较准确地确定断层的形成时期
3、根据断层彼此间或与褶皱构造的关系四区域性大断裂
(一)推覆构造推覆构造是指断层面倾角平缓(小于25°)并呈波状起伏、规模较大(大于5km)、作远距离推移的复杂逆掩断层推覆构造的上盘岩块,由于后来的剥蚀,在其中间可以局部露出下盘(原地部分)的岩块,这种被剥蚀而露出的原地岩块(经常为较新地层),称为构造窗或天窗反之,如剥蚀强烈,外来岩块(经常为较老地层)孤立地残留在周围原地岩块之上,并为断层所圈闭,这种构造称飞来峰
(二)深断裂深断裂是一种巨型断裂这种断裂的深度很大,其切割深度可达硅镁层,甚至切穿地壳,达到地幔其长度可达数百至数千公里深断裂有如下特点1,深断裂往往由一系列相互平行的断层组成,相成一个具有一定规模的断裂带2,深断裂两侧地层发育的情况不同,常常一侧__下降接受沉积,而另一侧则处于__上升剥蚀状态,或两侧均有沉积,但在沉积相和沉积厚度上具有明显的差异3,深断裂两侧的构造变动往往明显不同,如延伸100km的安微石台-葛公镇深断裂其南侧的加里东构造变动以禁闭的褶皱为主,而北侧则以宽缓的穹盒型构造为主4,深断裂往往是岩浆活动带和矿化作用带5,可出现重力梯度带、物性界面深度突变带、线状正负相间的磁异常带、地热梯度突变带和温泉、热异常带点的线状分布等地球物理标志6,地貌上表现为线状负地形
(三)滑脱构造滑脱构造又称为拆离构造
(四)裂谷裂谷是岩石圈板块间作相互背离水平运动的产物如东非裂谷
五、生长断层(同沉积断层)生长断层指断层作用和沉积作用同时发生的一种新层,故又称同沉积断层
六、韧性剪切带
(1)韧性剪切带的概念韧性剪切带是岩石在剪切应力作用下,发生强烈的韧性变形,岩石被扭曲,无明显的破裂面,单剪切带两侧岩石或地层具有明显的相对位移的一种构造现象
(2)韧性剪切带特征1,分布于狭长的线性地带,其应变强度自剪切带边缘向剪切带的中心递增2,带内普遍发育有叶理构造,即剪切叶理和糜棱叶理,两组叶理的夹角(θ)随着剪切应变的强度增大而减小在剪切带的边缘,两组叶理的夹角可为45°;到剪切带的中心,两组叶理趋于平行3,由剪切带的边缘到剪切带的中心可依次出现糜棱岩化岩石、糜棱岩和超糜棱岩,其矿物粒度逐渐变细4,剪切带内,由于物质不均匀的塑性流动,可出现“а”型褶皱和鞘褶皱,矿物拉伸线理和褶皱的枢纽向一致5,在形成糜棱岩过程中,由于岩石普遍发生固态流变与重结晶作用,原来矿物中的水分大量析出,可使断层中岩石发生退变质作用6,韧性剪切带常见于深成侵入岩和变质岩内NO31第__章面理、线理和构造置换的基本概念教学基本要求掌握面理、线理和构造置换的基本概念,劈理的成因类型第一节面理和线理从几何角度看,任何地质构造都可概括为面状和线状构造或以面状和线状构造为代表,如岩层面、断层面、节理面、褶皱轴面、劈理面、片理面、流面等,这些均属面状构造;褶皱枢纽,柱状矿物的定向排列(包括流线)和各种构造面的交线等,都属线状构造一般把平行排列的面状构造和线状构造,分别称为面理和线理它们主要发育于变质岩中,本节仅论述面理和线理中较常见的几种
一、劈理
(1)劈理的成因类型劈理是岩石沿一定方向能劈开成平行或大致平行而密集的薄片或薄板的一种面状构造它发育在强烈变形的岩石里,发育状态往往与岩石中所含片状矿物的数量及其定向程度有关按成因可将劈理分为以下三种
1、流劈理流劈理(又称板劈理)是指岩石中由片状,板状或扁圆状矿物以及它们的几何体平行排列,使岩石形成脆弱面而易于劈开成薄片(板)的构造流劈理是在强烈挤压作用下,岩石发生塑性变形,使组成岩石的矿物发生拉长,压扁,转动或重结晶并在垂直主压应力方向平行排列的结果
2、破劈理破劈理是指岩石中密集而平行排列的一系列破裂面破裂面方向与岩石中的矿物排列无关其间隔一般为数毫米至数厘米破劈理的力学性质与剪节理相同,均为剪切作用的产物,两者仅以密集程度相区别一般破劈理面间隔不大于数厘米,且主要发育在浅变质岩中
3、滑劈理滑劈理是指切过早期形成的片理(或流劈理)的差异平行滑动的破劈面
(2)劈理与大构造的关系劈理与大构造在成因和几何关系上往往有密切关系在强烈褶皱的岩层中,可形成产状平行或近于平行褶皱轴面的劈理,称轴面劈理在性质上大多属流劈理,但也可是破劈理和滑劈理此外,在褶皱过程中,还常在不同岩层内形成与层面呈斜交的层间劈理,它们受岩层性质个层面控制在强岩层内形成的层间劈理是因受弯滑作用导致层间剪切,从而形成一组与层面呈大角度斜交的破劈理,其与层面的交线与褶皱枢纽平行若岩层倾向与劈理倾向相反,或者岩层倾角小于劈理倾角(两者倾向相同)则地层序为正常的;若岩层倾向与劈理倾向相同,而岩层倾角大于劈理倾角时,则地层层序是倒转的根据一般劈理与层面相交的锐夹角指示相邻岩层的运动方向,便可推测出褶皱的顶与槽,即背,向斜的位置其方法是岩层顶面的运动方向指向顶,即背斜位置,岩层底面的运动方向指向槽,即相斜位置第二节构造置换作用的基本概念所谓构造置换,就是岩层受力以后,在逐渐变形的过程中,一种构造现象被另一种构造现象所代替PAGE1。