[工学]基础地质学3教案.doc

基础地质学（3）教案（参考学时：50学时）授课对象：资源环境与城乡规划管理专业 珠宝首饰与材料工艺学专业土木工程专业（岩土方向）前言一、课程的性质、目的和任务基础地质学（3）是资源环境与城乡规划管理专业、珠宝首饰与材料工艺学专业、土木工程专业（岩土方向）的专业基础课。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，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，为进一步学习后续专业课程打下良好的基础。二、课程的主要教学内容课程的主要内容是：介绍地球的圈层构造以及各圈层的主要特征，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。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：理论联系实际，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、图片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事件，现在人们所看到的地质现象只是最后一次地质事件的综合结果，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事件的主要特点和周围环境的主要特征。地质历史中各种地质事件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（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50学时，除了讲授理论课外（30学时），还有9次实验，观察常见的矿物，岩石标本。4小时录象，最后还进行野外实习（2个星期）。第一篇 动力地质作用的物质基础地球和地壳第一章 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公里表面积5.1007108平方公里体积1.08321012立方公里地球质量（M）（5.9742土0.0006）1024kgNO：2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：5.9741021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。我国疆域内地磁偏角为西偏角。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1020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1530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。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56km深处，大陆部分平均33km，大洋地区较浅，平均为1112km。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1112km。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60250km处存在着地震低速带，地震波发生强烈衰减Vp为7.78.1km/秒，Vs为4.04.2km/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：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。大气的平均厚度为1012km。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3555km高空的大气层。特征：气流运动以水平运动为主，且很平稳，故名平流层。在距地面3055km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面积为水体占据，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。NO：3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、宏观特征总面积 占地球表面积地球上的两大地理单元海洋：3.62亿km2 70.9陆地：1.48亿km2 29.1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50003500500天山、昆仑山等中山35001000500士秦岭大巴山、太行山等主体低山1000500200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，中央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。.裂谷系：伸延上千公里，宽仅3050km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，中央有一条裂谷（大西洋洋中脊典型横剖面图），裂谷宽约20公里，深度约10002000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，即岩石是矿物的集合体。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（CaCO）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、 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。、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，类似镀有铬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。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。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。解理：晶体受到外力打击时能够沿着一定结晶方向分裂成为平面，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（Fe2O3、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集合体，称为岩石。简单的讲即矿物的天然集合体称为岩石。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：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0.052mm3）粉砂岩：砂砾直径为0.050.005mm。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、气成水热液变质岩：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：在大面积范围内受岩浆活动，地壳运动的综合影响而形成的变质岩，如片岩、片麻岩。NO：4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事件发生的时代。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：表示地质事件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。NO：5第二篇 内动力地质作用第三章 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移动，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：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。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。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能允许的厚度。（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，期间有地层缺失了某些地层。它反映地壳曾发生过显著的升降运动。第三节 岩层产状一、岩层的产状要素岩层产状：指岩层在空间的位置或状态。岩层产状三要素：走向、倾向、倾角。1.走向：岩层在空间的水平延伸方向即走向或岩层面与假想水平面交线的方向即走向。2.走向线：岩层面与水平面的交线称为走向线。方位角：走向线与地理子午线间所夹的角就是走向方位角。2.倾向：倾向是表示岩层倾斜的方向。倾斜线：层面上与走向垂直并指向下方的直线称为倾斜线。倾斜线在水平面的投影线所指的方向称为倾向。3.倾角：倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角，称为真倾角（倾角）。视倾角：在不垂直岩层走向线的任何方向量得的倾角叫视倾角（假倾角）。二、水平岩层：倾斜岩层和直立岩层水平岩层：岩层面与水平面间夹角85。第四节 褶皱构造褶皱：岩石受力发生弯曲称为褶皱。单个的弯曲称为褶曲一、褶皱的基本类型褶皱的基本类型有两种：背斜与向斜。背斜：形态上为向上拱的弯曲，中心部分为老地层，两翼岩层依次渐新。向斜：向斜的形态是中部向下的弯曲（中部向下凹区），中心部分为新地层，两翼岩层依次渐老。背斜和向斜剖面图二、褶皱要素褶皱的组成部分叫褶皱要素。褶皱要素主要有下列：核：组成褶皱中心部分的岩石叫核。背斜的核是最老的地层，向斜的核是最新的地层。翼：翼是褶皱两侧的岩层。转折端：转折端是连接两翼的部分（从一翼向另一翼过度的弯曲部分）。枢纽：组成褶皱的岩层的同一层面上各个最大弯曲点的联线叫枢纽。（或轴面与层面的交线）。轴面：轴面是连接褶皱各层枢纽构成的面（或褶曲两翼的近似对称面），轴面是一个抽象的面。褶皱要素示意图F核E翼ABCD轴面 BC枢纽三、褶皱类型1、根据褶皱轴面和两翼产状，褶皱可分为下列类型：直立褶皱：轴面近于直立，两翼倾向相反，倾角大小近于相等。斜歪褶皱：轴面倾斜，两翼岩层倾斜方向相反，倾角大小不等。倒转褶皱：轴面倾斜，两翼岩层向同一方向倾斜，倾角大小不等，其中一翼岩层为正常层位，另一翼岩层为倒转层序。平卧褶皱：轴面近于水平，两翼岩层产状近于水平并重叠，其中一翼产状为正常层序，另一翼岩层产状是倒转层序。褶皱的类型A、直立褶皱B、斜歪褶皱C、倒转褶皱D、平卧褶皱2、根据褶皱枢纽的产状有下列褶皱：水平褶皱：褶皱枢纽近于水平，两翼岩层走向平行。倾伏褶皱：褶皱枢纽向一端倾伏，两翼岩层产状发生弧形合围。3、根据褶皱长、宽比率有下列褶皱：线状褶皱：长为宽的10倍以上的褶皱。短轴褶皱：长宽比在10：13：1之间的褶皱穹隆和构造盆地：其长宽比在3倍以下，上凸者为穹，下凹者为盆。穹隆：核部为老地层，岩层产状向四周倾斜。构造盆地：核部为新地层，岩层产状向中心倾斜。NO：6第五节 断裂构造断裂及断裂构造：断裂就是岩石的破裂，是岩石的连续性受到破坏。岩石受力后发生断裂变形其连续性遭受破坏的构造形态，称为断裂构造。断裂构造包括节理和断层两类。一、节理节理一般称裂隙节理：岩石破裂后无明显位移的破裂构造节理：由构造运动产生的节理。非构造节理：不是构造运动产生的节理，如外力作用产生的节理。按节理的力学成因可分下列节理：剪节理：由剪应力作用形成的节理。特征：节理面光滑、平直、常形成两组“X”交叉型产出。张节理：由张应力作形成的节理特征：节理面较粗糙，不平直，延长不远。二、断层断层：岩石受力破裂后，沿断裂面两侧的岩块有显著位移的断裂构造。（一）断层要素：见断层要素图。1、断层面：断裂岩块之间发生相对滑动（或错开）的滑动面，叫断层面断层面可以是水平的、倾斜的或直立的。断层破碎带：由许多破裂面组成的破裂带。2、断盘（或断层盘）：被断开的相对移动的两部分岩块。上盘：在断层面上面的岩块称为上盘。下盘：断层面下面的岩块称为下盘。3、断层线：断层面与地面的交线称为断层线。（二）断层类型见断层形态分类图。按断层两盘相对滑动方向分为下列断层：1、正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断层叫做正断层。2、逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层叫逆断层。若断层倾角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19611972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、缅甸、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年刑台7.2级地震，1965年山西临汾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：这一带地震活动比较华北地震弱，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年西藏察隅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。NO：7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4575）。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：SiO25266基性岩浆：SiO24552超基性岩浆：SiO245岩浆温度通常为7001200。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6090。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：分布面积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见火山锥：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面积熔透地壳，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爆炸现象。特点