第二章 岩石圈二.ppt

第二章岩石圈,第一节岩石圈的物质组成第二节内力作用下的地壳构造运动第三节外力作用下的岩石圈物质运动,,一、地壳构造运动二、地壳构造运动引起的环境灾害,,⒈概念⒉基本形式⒊表现⒋产物⒌岩石圈活动的模式,,构造运动是指在地球内力作用下引起岩石圈的岩石发生变形、变位的机械作用，它反映在地表，表现为地形高低变化，海洋、陆地范围的改变，岩石产状的改变以及地震等。构造运动是发生在地幔软流层上面岩石圈内的机械运动。,,地壳运动是指地壳内部物质的一切物理和化学的变化，包括地壳的变形、变质作用、岩浆作用、地震等（广义），或主要指由内力作用所引起的地壳隆起、拗陷以及形成各种构造形态的运动（狭义）。地壳运动限于地壳范围内，而构造运动涉及整个岩石圈，如板块运动。由于对构造运动的研究主要集中在岩石圈上层的地壳，因此，地壳构造运动受到关注。,,⑴水平运动⑵垂直运动,,在水平方向力的作用下，地壳岩层所发生的运动，使相邻块体受到挤压、或者被拉开分离，或者剪切错动，甚至旋转。水平运动主要使地壳的岩层弯曲和断裂，形成巨大的褶皱山脉和断裂构造。水平运动又称为造山运动。,,指地壳块体沿着地球半径的方向发生上升或下降运动。垂直运动常常表现为规模很大的隆起或拗陷，从而造成的地势高低起伏和海陆变迁。,,⑴现代及新构造运动的表现⑵古构造运动的表现,,现代构造运动是指人类历史时期所发生的或正在发生的地壳运动。新构造运动是指晚第三纪以来发生的构造运动。,,垂直运动的典型例证意大利那不勒斯海湾的一个小城镇遗址；高出现代海面的海成阶地、海蚀槽、滨海平原等方面；位于深海中或高出现代海面的珊瑚礁；河流阶地、高于现代潜水面的溶洞。水平运动的典型例证美国西部的圣安德列斯大断层；格林威治和华盛顿之间的距离；我国著名的郯庐大断裂。,,该遗址保存有三根完好的大理石柱，它的下段被火山灰掩埋过，柱面光滑无痕，中段布满海生动物蛀孔，上段柱面为风化痕迹。该镇初建于陆地上，后被维苏威火山喷出的火山灰掩埋。13世纪时，地面沉降到海面以下6m多，致使石柱中段被海生瓣鳃类凿了许多小孔，而上段一直在水面以上，接受风化剥蚀。后来，该地区上升到海面以上，才修建起现代的波簇里城。,,广州附近的七星岗，可见高出现在海面的波切台及海蚀槽，说明了海岸的上升。,,从下中新世以后，水平运动距离已达260km。,,曾在13年内平均每年缩短约70cm。,,长期以来，水平错距达数百千米。,,根据古构造运动遗留的各种形迹来恢复地壳在漫长的地质年代中的各种运动情况。保留在岩石地层中的构造形迹，以及地质剖面中的岩相、岩层厚度和层间接触关系能间接地反映出古构造运动的历史。,,岩石变形构造形迹是古构造运动的明显标志。它可以是不均匀的升降运动造成的，也可以是水平运动造成的，主要表现为褶皱构造和断裂构造。,,岩相是岩层形成环境的物质表现，是沉积物的特征及其生成环境的总和。沉积岩的岩相反映了沉积物的岩石特征、生物化石特征以及它们所代表的沉积环境。地质剖面中沉积相在垂向上的变化反映了古地理环境的变化．而古地理环境的变化则主要取决于地壳的升降运动。通过岩相分析，可以判别地壳运动的特征。,,根据沉积岩的形成环境，其岩相可分为陆相、海相和海陆过渡相三大类，若一个地区由早期的海相沉积转变为后期的陆相沉积，使反映了该地区地壳由下降转变为上升，海洋转变为陆地的历史；若从陆相沉积向海相变化，表明这一时期地壳处于下降阶段。,,沉积厚度是地壳下降幅度的标志。在地壳稳定的情况下，一定环境下形成的沉积物，其厚度是有限的，有一极大值（浅海、河流）；在许多地区都发现了岩相类型不变，而沉积物厚度却大大超过沉积极大值的地层（燕山），它反映了地壳的下降运动，表明它是在地壳下降的同时不断接受沉积而形成的。,,浅海沉积物平均厚度极大值小于200m，河流沉积物最大厚度不超过洪水期深水区的深度。,,燕山震旦纪浅海沉积厚达10000m以上。,,地壳运动在岩层中保留了各种不同的接触关系，为了解古地壳构造运动及古地理环境概况提供了又一方面的证据，常见的岩层接触关系有整合接触和不整合接触。,,指岩层的新老关系递变十分清楚，即老岩层在下，新岩层在上，不缺失岩层地层时代连续，而且岩层之间基本互相平行。这种整合接触关系反映当时地壳处于相对稳定的下降过程，古地理环境也没有明显的变化。,,指岩层的时代不连续，有明显在岩层缺失现象。两套岩层中间存在着不连续面不整合面。在不整合面上有明显的侵蚀面存在，侵蚀面上往往有底砾岩或古风化壳等；不整合面上下的岩性、古生物等有明显的差异。按照不整合面上下两套岩层之间的产状可以分为平行不整合假整合和角度不整合。,,平行不整合的特点是不整合面上下两套岩层的产状彼此平行，而岩层的形成时代不连续，即其间有地层缺失。,,角度不整合的特点是不整合面上下两套岩层呈一定角度相交。上覆岩层覆盖于倾斜岩层或褶皱岩层的侵蚀面之上，岩层时代不连续，其间亦有地层缺失。,,⑴岩层⑵褶皱⑶断层,,①产状走向、倾向、倾角②分类水平岩层倾斜岩层直立岩层倒转岩层,,岩层或其他面状构造与水平参考面的交线称为走向线．而走向线两端的延伸方向即为走向，它表示岩层在水平面上的延展方向。岩层的走向用走向线的方位角来表示，同一岩层的走向有两个值，相差180。,,层面上与走向垂直，并指向下方的直线为倾斜线，倾斜线在水平面上的投影线所指的方向称为倾向。它代表岩层的倾斜方向．倾向一般用方位角来表示，与走问相差90。,,指倾斜线与其水平投影线之间的夹角。它是岩层面与水平面之间的最大夹角也叫真倾角。在不垂直岩层走向线的任何方向上测量的倾角，叫视倾角。,,SEl00∠20,,定义层面基本上在同一水平面上，具相同的海拔高度。实际上，岩层层面与水平面之间的夹角在05范围内，均视为水平岩层。特征岩层层面水平．地层层序正常时，时代较新的地层在上，较老的地层在下，位置越高，地层时代越新，在山顶出露最年轻的地层，在冲沟和河谷中可见较老的地层。,,四川资阳,,自然界的岩层大部分都是倾斜岩层，除极少数原始倾斜以外，几乎都是在构造运动作用下，原来水平岩层的产状发生变动的结果。特征当地层层序正常时，沿岩层倾斜方向，地层由老到新。一般认为．实际上不存在真正独立的倾斜构造，倾斜岩层往往是某种构造形态的一部分，如褶皱的一翼、断层的一盘等。,,黄河西固,,直立岩层倾角为90的岩层为直立岩层。直立岩层的地质界线不受地形影响，通常为多为呈岩墙状产出的侵入岩。它的露头宽度即为岩层真厚。,,湖北建始,,指岩层翻转、老岩层在上而新岩层在下的。这种岩层主要是在强烈挤压下岩层褶皱倒转过来形成的。,,北京坨里,,①定义②基本形态③主要类型④褶皱的识别,,褶皱是岩层在侧方挤压力的作用下发生的波状弯曲的塑性变形。岩层若只发生一个弯曲，称为褶曲；两个或两个以上的褶曲组合，叫做褶皱。,,,,褶皱的基本形态有背斜和向斜两种。背斜是指岩层向上拱起的弯曲，其持点是中心岩层核心部位的岩层时代较老且向上隆起，而倾斜向外的岩层时代变新。向斜是指岩层向下凹的弯曲，其特点是核心部位的岩层时代较新且向下拗陷，两翼向中心倾斜，为老岩层。,,甘肃当金山,,根据褶皱轴面的产状可分为直立褶皱、斜歪褶皱和倒转褶皱、平卧褶皱等；根据褶皱横剖面的形态可分为扇形褶皱、箱形褶皱、尖棱褶皱等；根据褶皱在平面图上的长宽比可分为线状褶皱、短轴褶皱、穹窿构造、盆地构造等。,,,,分析一个区域的褶皱构造，必须根据背斜和向斜的特征及岩层露头的产状来进行。褶皱存在的根本标志是在沿岩层倾向方向上相同年代的地层作对称的重复排列。背斜核部的地层较其两侧老．向斜核部的地层较其两翼新，据此可判断背斜与向斜。,,,,①定义②分类,,断裂是指岩层或岩体在构造应力作用下，当作用强度超过岩层或岩体的强度时，岩层的连续性和完整性受到破坏所生成的构造变形。,,通常根据破裂岩石的相邻岩块相对位移的程度将断裂构造分节理、劈理和断层三大类。,,指岩石中的裂隙，且裂隙的两侧没有发生明显的位移。按成因可分为构造节理与非构造节理两大类。,,由构造运动而形成的节理。根据力学成因将构造节理划分为张节理与剪节理。张节理是岩石受张应力作用而产生的裂隙；剪节理又称扭节理，是岩石受剪应力作用而产生的裂隙。,,岩石在外力地质作用下，如风化、山崩、地滑、岩溶塌陷、冰川活动以及人工爆破等作用所产生的节理。一般分为原生节理和风化节理。,,原生节理是由岩浆岩冷却及收缩产生的，如玄武岩的柱状节理。,,风化节理是由于组成岩石的矿物膨胀系数不同，经过风化作用形成的节理。,,劈理是指岩石受构造运动的影响而形成的一种薄板状裂开。只产生于构造变动比较强烈的岩层中。劈理可分为破劈理和流劈理。破劈理常发生在脆性岩层内，它的形成与剪切节理相似，实质是一种密集的节理。流劈理是岩石受力变形时，片状、板状或针状矿物颗粒沿压力小的方向排列，形成易于劈开的软弱面。,,断层是指地壳表层中岩层破裂并沿破裂面发生明显相对位移的断裂构造。根据断层两盘的相互关系，可将断层划分为正断层、逆断层、平移断层。,,断层上盘相对下盘沿断层面向下滑动的断层。,,指断层上盘相对下盘沿断层面向上滑动的断层。由水平侧压力的作用形成，这种作用使断层面一侧的地层冲推于另一侧之上。,,指断层两盘顺断层面走向相对移动的断层。根据两盘的相对滑动方向，又可进一步分为右平移断层和左平移断层。,,⑴大陆漂移学说⑵海底扩张学说⑶板块构造学说⑷地质力学学说,,1915年德国学者魏格纳提出大陆漂移说。在晚石炭纪以前，全世界只有一个统一的联合古陆即泛大陆，海洋也只有一个泛大洋。到中生代侏罗纪后期，联合古陆在地球自转的离心力和天体引潮力作用下分裂成几块，由较轻的硅铝层组成的陆块在较重的硅镁层（洋壳）上漂移，逐渐形成了现有的海陆分布轮廓。大陆漂移说认为，地壳运动的主要形式是水平运动，而垂直运动是地壳运动的次要、派生的形式。,,,,海底扩张说是由美国学者赫斯在大陆漂移说和地幔对流说的基础上，根据洋底的新资料首先提出。该学说认为，大洋中脊和裂谷体系正是地幔物质上升的涌出口，涌出的岩浆冷凝成新的洋底，由于不断涌出和冷凝，结果便导致洋底向两侧不断扩张。结果是，随着远离洋中脊，形成的岩石年龄逐渐增大。由于这种过程的连续发生，新的海洋地壳便不断发生，不断向外扩张。,,海底扩张的原动力主要来自地幔物质的对流。,,板块构造学说的基本点是全球岩石圈分为若干板块，各板块在不断移动、不断更新，并产生各种地质现象。板块指的是岩石圈，包括地壳和上地幔软流圈之上的固体部分，各板块在软流圈之上移动。,,板块构造学说认为，地球的岩石圈不是整体一块的，而是由一些构造活动带如大洋中脊和裂谷、海沟、转换断层等分割成相对独立的板块。板块内部相对比较稳定，而在各板块之间的接合处则是相对活动的地带。,,,,1962年地质学家李四光创立。认为全球地质构造的展布具有一定的方向和方位。这是在地壳运动受一定动力方式作用控制下，形成了相应形式的构造应力场的结果，从而产生了一定方向和方位的构造体系。地质力学的核心是构造体系。,,构造体系是指通过对构造形迹的研究，并按次序把它们联系起来能够反映它们共同本质特征的地块总体。构造形迹指岩层的褶皱、节理、劈理、断层等构造现象，是地壳运动在构造中留下的迹象。具有内在联系的构造形迹往往聚集成带，称为构造带。构造体系可划分为三种基本类型纬向构造体系、经向构造体系和扭动构造体系。,,主体走向呈纬线方向延伸的巨型复杂构造体系。在大陆上往往表现为横亘东西的山脉，是由于南北向的挤压作用并经历一个很长的发展历史和反复多次运动而形成的。地球自转产生的离心力，使地壳物质发生由极地向赤道方向的运动，形成南北向的挤压力与压性构造带。,,,,指构造带的总体方向为经线方向，呈南北向排列，故又称为南北构造带。这种构造体系可能是由于大陆相对于大洋作东西运动的结果。根据作用力的性质，经向构造体系又分为压性和张性两种。,,我国境内的经向构造带多属压性的，主要是由南北走向的褶皱和压性断裂造成的。在这过程中，也伴随着一定的张性和扭性断裂作用。川滇构造带，在地貌上表现为一系列南北向的横断山脉。,,,,张性断裂而形成的南北构造带最典型的例子是东非大裂谷。,,由于组成地壳的岩性不尽相同，在水平挤压力或引张力的作用下，地壳的运动不可能不是纬线方向延伸就是经线方向延伸，而往往呈现多种形式的变化。例如，“山”字型、“多”字型、棋盘格式型、“人”字型、S型等。通常把这类构造体系称为扭动构造体系。,,祁连山、吕梁山和贺兰山为典型的“山”字型构造，其西翼是祁连山、东翼为吕梁山，脊柱在贺兰山、六盘山。,,,,⒈地震灾害⒉火山灾害⒊滑坡,,⑴有关概念地震震源、震中、震中距、震源深度震级、烈度⑵地震分类⑶地震分布,,地震是大地的快速震动，属地壳运动的一种特殊形式。地球内能引起的地球内力，作用于地壳，当这种应力超过岩层或岩体所能承受的限度时，地壳发生断裂、错动，同时急剧地释放出所积聚的能量，并以弹性波的形式向四周传播，引起地表的震动成为地震。,,,,震级表示地震本身大小的等级划分，它与地震释放出来的能量大小相关。log10E11.81.5M,E为震源放出的总能量，M为震级。震级同能量成对数关系，震级相差l级，能量相差32倍。一次地震只有一个震级。用里氏的测算方法计算，目前已知最大的地震是8.9级地震，最小的地震－3级。,,地震对地表和建筑物等破坏强弱的程度，称为地震烈度。一次地震只有一个震级，但有不同的地震烈度。烈度范围从一到十二。,,根据震源的深度划分浅源地震、中源地震；深源地震。根据成因划分人为地震和天然地震。,,浅源地震是震源深度在70km以内的地震，它的破坏性最大。,,中源地震的震源深度为70一300km，90％以上的中源地震发生在环太平洋地震带上。,,深源地震的震源深度超过300km，最深可达720km。深源地震大多数分布于太平洋一带的深海沟附近。,,人为地震主要指人工爆破、矿山开采、核爆炸以及兴建工程如水库所引起的地震。,,天然地震是指由于自然原因引起的地震。如构造地震、火山地震等。,,环太平洋地震带地中海一喜马拉雅山一印度尼西亚地震带洋中脊地震活动带大陆裂谷地震带,,环太平洋地震带位于太平洋东西两岸的大陆边缘或岛屿上。西岸北自阿留申群岛，南至印度尼西亚；东岸北起阿拉斯加，南到安第斯山脉。此带地震活动极为强烈，浅、中、深源地震都有，是地球上最主要的地震带，尤以岛弧附近最为强烈。全世界80％的浅源地震、90％的中源地震和几乎全部的深源地震都集中在此带。,,此带西起地中海北岸的阿尔卑斯山脉。经伊朗、喜马拉雅山，东至印度尼西亚，与环太平洋地震带相接。该带的地震活动性仅次于环太平洋地震带，每年地震的数量及释放的能量均占全球地展总数的15％，主要是浅源地震及中源地震，也有极少数深源地层。,,沿大西洋、印度洋和太平洋的海底山岭分布，绵延数万千米。本带地震活动远小于前两带，而且都属于中小地震，震级不高。但它们完全沿狭长的海岭分布，对于研究地球岩石圈的构造的板块运动具有重要意义。,,大陆裂谷地震带包括东非裂谷、红海亚丁死海裂谷、贝加尔湖地堑等，均为浅源地震。此带地震的发生与这些区域性大断裂的活动有着密切的关系。,,,,⑴概念⑵火山喷发物⑶火山类型⑷火山结构⑸火山喷发形式⑹现代火山的分布,,岩浆喷出地表的地方叫火山。火山喷发是地球内部物质和能量在岩石圈较脆弱处骤然强烈释放的一种形式。,,火山喷出物很复杂，既有气体、液体，也有固体。气体中除大量的水蒸汽外，尚有氢、氯化氢、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、氟化氢等；火山液体就是熔岩，不同的火山熔岩的性质和喷出量也不同；火山的固体是指喷发时抛射出来的熔岩和围岩的碎屑物质，如火山灰、火山渣、火山豆、火山弹、火山块等，大小非常悬殊。,,死火山人类历史上没有发生过喷发活动的火山；活火山现在正在活动的火山；休眠火山在人类历史记载上曾经有过喷发活动而近代长期停止活动的火山。,,一个典型的火山包括火山通道、火山口和火山喷出物堆积成的火山锥等。,,火山通道是火山喷发时岩浆喷出的通道。火山喷发后常被熔岩或火山砾岩所充填，形成火山颈。,,火山锥是火山喷出物堆积在火山口通道四周形成的锥状地形。火山锥形成之后，若火山再次活动，岩浆沿火山锥上的裂隙涌出，在原先锥坡上形成了小火山锥，叫寄火山锥。,,在火山锥通道的出口叫火山口。火山喷发后，火山口下常积水成湖，称火口湖。火山再次喷发时，由于强烈爆炸有时将旧火山口炸掉一部分，使火山口扩大成为大的洼地，形成破火山口。,,火山喷发形式有熔透式、裂隙式和中心式三种类型。,,岩浆以其热力熔透顶部岩石，因而大面积露出地表，这种火山喷发方式称为熔透式喷发。人们推测这是太古代时期火山的一种活动，它现在己不存在。,,岩浆沿岩石的巨大裂缝溢出地表，称为裂隙式火山喷发，现代海洋和大陆裂谷的火山喷发即为此类火山喷发的代表。,,岩浆从地壳中的管状通道喷出地表，称为中心喷发。现代火山除大陆裂谷和洋中脊外，几乎都是中心式喷发。,,1环太平洋带2阿尔卑斯喜马拉雅带3洋中脊与东非裂谷,,分布在太平洋扳块周围大陆板块边界上的活火山现有319座，占全世界火山总数的62％，其中45％分布在太平洋西岸的岛弧带上，17％分布在太平洋东岸的南、北美洲海岸。世界著名的火山勘察加的克留契夫火山，阿拉斯加的卡特曼火山、日本富士山等均分布在此带。,,与地震带和年轻褶带一致，正好位于非洲板块、印度扳块同欧亚扳块之间的地缝合线上，现已知有94座活火山分布在此带广，占全世界活火山总数的18。著名的维苏威火山、克拉克托火山分布于此带。,,有42座活火山分布在大西洋，7座分布在东非裂谷附近。,,⑴概念⑵构成滑坡体、滑动面、滑坡壁和滑坡阶地、滑坡舌和滑坡鼓丘、滑坡湖和滑坡洼地,,斜坡上大量土体、岩体或其他碎屑堆积物沿一定滑动面作整体下滑的现象称滑坡。,,斜坡上向下滑动的那部分岩土体称滑坡体。,,滑坡体与下伏未滑地层分割开来的面。在均质土体中，滑动面近似圆弧形。滑动面有时只有一个，有时有几个，可分为主滑动面和分支滑动面。,,滑坡体与坡上方未动土石体之间由一半圆形的围椅状陡崖分开，这个陡崖称滑坡壁。滑坡体下滑时，因滑体各段移动速度的差异，产生分支滑动面，使滑坡体分裂成几个滑坡阶地。,,滑坡体前缘，常形成舌状突出，称滑坡舌。由于滑坡舌是被推动的，故称被动土体，滑体上部则称主动土体。滑坡体在滑动过程中，滑坡舌前面常因受阻、挤压而鼓起，称滑坡鼓丘。,,滑坡滑动后，在滑坡壁下形成滑坡洼地，当含水层被揭露，有泉水涌出时，形成滑坡湖。,,,