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***地质学发展简史***
第二章 岩石圈
第一节 岩石圈的表面形态
二.洋底地形
(一)大陆边缘
大陆与大洋相连接的过渡地带,称大陆边缘。
1.大陆架(陆棚)是指围绕大陆分布的浅水台地,平均坡度小于0.3°,平均深度小于130m。
2.大陆坡 大陆架外坡度明显变陡的斜坡地带,坡度平均约4°最陡可超过20°,下界平均水深约2000m,平均宽度30km,最宽可超过100km。大陆坡上常发育有海底峡谷(谷壁陡峭,剖面形态呈“v”字形)。
3.大陆基(大陆裙)是介于大陆坡与大洋盆地之间缓坡地带,下界水深约4000m,宽度几百公里,坡度一般小于1°。(*在海沟发育的地区没有这一地形单元)
4.海沟和岛弧 大洋盆地边缘深度超过6000m的带状凹地,称为海沟。宽度仅数公里至数十公里,长度最大可达几千公里。
太平洋西北侧的海沟多呈弧形,沿其凸出的一侧排列着大小岛屿,称为岛弧(多为火山 岩)。
(二)洋盆
洋盆是指位于海沟与洋脊之间辽阔而平坦的洼地,一般深度4000-5000m。可进一步分为洋底丘陵、洋底平原、海山。
(三)洋脊 ` 贯穿于洋盆中央或一侧、延伸几万公里的洋底山脉,称洋脊。
第二节 岩石圈的物质组成一.岩石圈的化学成分
地壳元素的平均重量百分含量称克拉克值。(地壳的元素丰度)
1.元素在地壳、上地幔和地球中的分布相差十分悬殊,其中O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等8种元素合计占地壳总质量的99%。
2.Al、Na、K三种元素在地壳中的丰度最高,但在上地幔和地球中的丰度显著降低,而Fe、Mg的丰度却显著增高。
二.矿物
矿物是在各种地质作用中形成的,是在一定地质条件和物理化学条件下相对稳定的自然元素单质或化合物。三.岩石
岩石是各种地质作用形成的,并在一定地质和物理化学条件下稳定存在的矿物集合体。按岩石成因可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。
岩浆岩是由岩石圈中、下部以及软流圈中的熔融岩浆上升到浅处或涌出地面冷凝而形成的岩石。在地下冷凝形成的称为侵入岩,主要有花岗岩、闪长岩、辉长岩、橄榄岩等。涌出地面冷凝而形成的称为喷出岩或火山岩,主要有流纹岩、安山岩、玄武岩等。组成岩浆岩的主要矿物有斜长石、石英、辉石、角闪石、橄榄石和云母。
沉积岩是在表生条件下由各种沉积作用形成的沉积物,后被埋藏在一定深度经过成岩作用而形成的岩石。按其成因可分为碎屑岩、粘土岩、化学岩和生物化学岩等几大类。主要组成矿物有石英、粘土矿物、方解石、白云石以及一些矿物或岩石的碎屑。含有古代生物的遗体和遗迹化石是沉积岩最突出的特点。
变质岩是由岩石圈内先存的岩石(沉积岩、岩浆岩、变质岩),受地质环境(温度、压力和高温热液等)变化而使原岩的结构与成分被改造而重新形成的岩石。按成因可分为接触变质岩、气液变质岩、动力变质岩和区域变质岩。
第三节 岩石圈的构造
一.现代板块的划分
地震带是划分现代板块的首要标志。地中海-喜马拉雅带
环太平洋带
世界地震分布图(震源深度0~700公里,记录时限6年)
(据Physical Geology,2001版)
据此全球可划分为欧亚板块、非洲板块、北美板块、南美板块、印度板块、南极板块和太平洋板块。
世界板块划分(引自金性春,1984)
1-洋脊;2-转换断层;3-俯冲边界;4-碰撞边界
二.板块边界类型
1.分离型板块边界类型
洋脊轴两侧的板块作相背运动,板块被拉开,软流圈中的高温熔融岩浆顺裂隙上涌,凝结在滑移的板块后缘上,成为最新的洋底岩石圈。
2.汇聚型板块边界类型
(1)俯冲边界 一侧板块向下俯冲并斜插入软流圈,另一板块则仰冲并叠覆其俯冲边缘之上。二者间在地貌上形成海沟、岛弧或大陆边缘山系。(例如:太平洋板块与欧亚板块、北美板块、印度板块之间)(2)碰撞边界 两板块相对运动,前缘有洋壳的边缘下插,造成二者的陆壳碰撞接触,形成地缝合线。(欧亚板块南缘与非洲板块和印度板块西段)
3.平错型板块边界类型 两板块相互平行边界滑错,不造成新的山脉和海沟,地质构造上表现为转换断层或大型走滑断层。
**思考题 简述板块边界类型及其地貌特征。
第四节 地质作用的概念
一.一般概念
由自然动力引起岩石圈或地球的物质组成、内部结构和地表形态变化的作用,统称为地质作用。引起这些变化的各种自然动力,称为地质营力。按地质动力来源分为作内动力地质作用和外动力地质作用。
二.内动力地质作用
内动力地质作用的能源主要是地热能、重力能和旋转能。内动力地质作用的主要类型有:
1.地壳运动 主要是指岩石圈的机械运动,如板块的分离、滑移、俯冲、碰撞;区域性沉降与上隆;岩层的断裂和褶皱等。
2.地震作用 地震是岩石圈机械运动积累的能量造成岩石圈破裂而突然释放引起的一种现象,是由地震波的传播引起的地面快速颤动的作用。
3.岩浆作用 是指软流圈和岩石圈中、下部内集聚的高温熔融物质,顺通道运移至浅部甚至涌出地面冷凝成岩石的过程。
4.变质作用 变质作用是指岩石圈内先存的岩石在新的温度、压力条件下,也可有外来气液物质参与,使原岩在固态状况下发生结构、构造及矿物组合的改造过程。三.外动力地质作用
外动力地质作用的主要能源是太阳的辐射能。外动力地质作用主要有以下几种: 1.风化作用
岩石在原地因气温变化、大气、水、生物等的共同作用下逐步分解、破坏的过程。
2.剥蚀作用 是风、冰川、地面流水、地下水、海洋和湖泊水等地质营力在其运动过程中使地表岩石破坏并脱离原地的作用过程。3.搬运作用
4.崩塌作用 指基岩块体和松散堆积物在重力作用下崩落或烟斜坡下滑的过程。5.沉积作用 由于搬运动力和介质条件的变化而发生的沉淀和堆积的过程。6.固结成岩作用 松散的沉积物被压实、固结而形成岩石的地质过程。四.内外动力地质作用的关系
内动力促使岩石圈在软流圈上滑移、升降、分裂和碰撞聚合,导致地震,岩浆上涌和喷发,形成岩浆岩,使岩层发生褶皱和断裂,造成海洋盆地和大陆高地以及区域性地面起伏等。而外动力则对地面的起伏加以改造,总趋势是削高填低,使地面准平原化,同时造就表生矿物和沉积岩。它们之间既有区别又相互联系而不停地作用,推动着岩石圈的演化和发展,使地表形态、矿物、岩石和矿床以及地质体的构造变形不断地变化和改造。
复习题与思考题
一.名词解释 1.岩石圈;2.地温梯度;3.重力异常;4.莫霍面;5.岩石圈;
6.现实类比和历史分析原则 二.选择题
1.根据板块构造学说的观点,大洋中脊是岩石圈板块的()
A.扩张边界 B.俯冲(汇聚)带 C.转换断层 D.消减带 2.地幔和地核的分界面—古登堡面约位于地下的()
A.250km处 B.1000km处 C.2900km处 D.5125km处
3.地震波横波的地球内部不能被传播(或被吸收)的圈层是()
A.内核 B.外核 C.下地幔 D.软流圈 4.地壳厚度最小的地区是()
A.大洋盆地 B.海沟 C.大洋中脊 D.岛弧
三、填空题
1.地球的外部圈层有、和。2.地球外核物质的物理状态是 态;内核物质的物理状态是 态。3.板块构造学说把板块边界分成、和 三类。4.地壳的下限是 ;地壳厚度最大的地区是 ;
地壳厚度最小的地区是。
5.表示地磁场强度的三个要素是、和。6.地壳中拉克值前三位的元素依次是、和。
7.板块构造学说将全球岩石圈划分为非洲板块、印度板块、太平洋板块、、和 六大板块。
四、问答题
1.说明地震波在地球内部传播的状况及据此划分的地球内部圈层。
2.对比大陆地壳和大洋地壳在分布、厚度和成分(结构)方面的差异。3.内动力地质作用有哪些类型?外动力地质作用可分哪些类型? 4.简述地球内部圈层的划分及依据。