大学地球科学概论(地质学)基础复习

1、地质学基础地质学基础复习范围复习范围1地质学基础地质学基础 共有共有3大内容大内容 第一篇第一篇 地球地球 第二篇第二篇 地质作用地质作用 第三篇第三篇 构造地质构造地质 2第一篇第一篇 地球地球 第一章第一章 宇宙中的地球宇宙中的地球 第二章第二章 地球的圈层结构地球的圈层结构 第三章第三章 地壳地壳 第四章第四章 地球的历史地球的历史3第一章第一章 宇宙中的地球宇宙中的地球 一、地球的形状和大小一、地球的形状和大小 赤道半径赤道半径 6378km 两极半径两极半径 6356km 平均半径平均半径 6371km 扁率扁率 1/298 赤道周长赤道周长 40075 子午线周长子午线周长 400

2、08 表面积表面积 5108km2 体积体积 10832108km3 4可分为可分为 5 5 种地形：山地、种地形：山地、丘陵、平原、高原、盆地丘陵、平原、高原、盆地主要有大陆边缘、大洋中脊和大洋主要有大陆边缘、大洋中脊和大洋盆地三大地形单元盆地三大地形单元（1 1）大陆架（）大陆架（2 2）大陆坡（）大陆坡（3 3）大）大陆基陆基 （4 4）岛弧）岛弧 （5 5）海沟）海沟5第二章第二章 地球的圈层结构地球的圈层结构 第一节第一节 地球的外部圈层地球的外部圈层 地球的外部圈层包括大气圈、水圈和生地球的外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈物圈6第二节第二节 地球的内部圈层地球的内部圈层 地震波的在

3、地球内部的传播速度总体上是随地震波的在地球内部的传播速度总体上是随深度而递增变化的。但其中出现深度而递增变化的。但其中出现2个明显的一个明显的一级波速不连续界面级波速不连续界面 莫霍洛维奇莫霍洛维奇不连续面不连续面,莫霍面以上的地球表层莫霍面以上的地球表层称为地壳称为地壳 古登堡不连续面古登堡不连续面,古登堡古登堡面以上到莫霍面之间面以上到莫霍面之间的地球部分称为地幔；古登堡面以下到地心的地球部分称为地幔；古登堡面以下到地心之间的地球部分称为地核之间的地球部分称为地核 7第三节第三节 地球的物理性质地球的物理性质 包括：密度与压力、重力、磁性、地热包括：密度与压力、重力、磁性、地热以及弹塑性以

4、及弹塑性8第三章第三章 地壳地壳 一、地壳的物质组成一、地壳的物质组成 （一）元素在地壳中的分布：（一）元素在地壳中的分布：地壳中最多的元素为氧、地壳中最多的元素为氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等八种元素。硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等八种元素。 （二）矿物：（二）矿物：91011二、地壳的结构和类型二、地壳的结构和类型 地壳划分成：地壳划分成：大陆地壳大陆地壳和和大洋地壳大洋地壳 地壳重力均衡地壳重力均衡12第四章第四章 地质年代与地层系统地质年代与地层系统 1314 利用生物化石分析来判断地质演化过程利用生物化石分析来判断地质演化过程 生物的演变是从简单到复杂、从低级到高级不断发生物的演变是

5、从简单到复杂、从低级到高级不断发展的展的（年代越老的地层中所含生物越原始、越简单、年代越老的地层中所含生物越原始、越简单、越低级；年代越新的地层中所含生物越进步、越复越低级；年代越新的地层中所含生物越进步、越复杂、越高级）杂、越高级） 不同时期的地层中含有不同类型的化石及其组合不同时期的地层中含有不同类型的化石及其组合 而在相同时期且在相同地理环境下所形成的地层，而在相同时期且在相同地理环境下所形成的地层，只要原先的海洋或陆地相通，都含有相同的化石及只要原先的海洋或陆地相通，都含有相同的化石及其组合其组合，这就是，这就是 15 就侵入岩与围岩的关系说来，总是侵入者年就侵入岩与围岩的关系说来，总

6、是侵入者年代新，被侵入者年代老，这就是代新，被侵入者年代老，这就是切割律切割律 这一原理还可以用来确定有交切关系或包裹这一原理还可以用来确定有交切关系或包裹关系的任何两地质体或地质界面的新老关系。关系的任何两地质体或地质界面的新老关系。即即切割者新，被切割者老；包裹者新，被包切割者新，被切割者老；包裹者新，被包裹者老裹者老16是记录相对地质年代的是记录相对地质年代的，国际上通用的地质年代单位由大到小包，国际上通用的地质年代单位由大到小包括宙、代、纪、世、期五个基本单位括宙、代、纪、世、期五个基本单位 是每一地质年代单位内形成的是每一地质年代单位内形成的。年代地层单位由老至新包括宇、。年代地层单

7、位由老至新包括宇、界、系、统、阶五个基本单位界、系、统、阶五个基本单位 17对应关系对应关系 地质年代单位地质年代单位 年代地层单位年代地层单位 宙宙宇宇 期期阶阶 时时时带时带1819 包括群、组、段、层4个基本单位20第二篇第二篇 地质作用地质作用 第五章第五章 地质作用概述地质作用概述 第六章第六章 风化作用风化作用 第七章第七章 河流地下水冰川风湖泊海洋的地河流地下水冰川风湖泊海洋的地质作用质作用 第八章第八章 岩浆作用与变质作用岩浆作用与变质作用21第五章第五章 地质作用概述地质作用概述 地质学将自然界地质学将自然界引起地壳的物质成分、结构、引起地壳的物质成分、结构、构造及地表形态等

8、发生不断改变和发展的各构造及地表形态等发生不断改变和发展的各种作用称种作用称。而将。而将引起地质作用的各引起地质作用的各种自然动力称作种自然动力称作 根据地质作用的动力来源，将地质作用划分根据地质作用的动力来源，将地质作用划分为为和和22 按按，外力地质作用可划分为，外力地质作用可划分为 风化作用风化作用 剥蚀作用剥蚀作用 搬运作用搬运作用 沉积作用沉积作用 成岩作用成岩作用23 外力地质作用的作用过程实际上就是沉外力地质作用的作用过程实际上就是沉积岩的形成过程，即积岩的形成过程，即 24第二节 内力地质作用 一、构造运动一、构造运动 二、岩浆作用二、岩浆作用 三、地震作用三、地震作用 四、变

9、质作用四、变质作用25第六章第六章 风化作用风化作用 物理风化物理风化 化学风化化学风化 生物风化生物风化26 地壳表层岩石经机械、化学风化后形成的松地壳表层岩石经机械、化学风化后形成的松散物保留在原地称散物保留在原地称，残积物经生物风，残积物经生物风化，便使这些松散的无机物中含有生物生长化，便使这些松散的无机物中含有生物生长必不可少的有机物一腐植质。这种具有腐植必不可少的有机物一腐植质。这种具有腐植质、矿物质、水和空气的松散物质，称为质、矿物质、水和空气的松散物质，称为。它是各种风化作用的综合产物，其中尤。它是各种风化作用的综合产物，其中尤以生物风化最为重要以生物风化最为重要 27 一个完整

10、的风化壳在剖面上，从下到上一个完整的风化壳在剖面上，从下到上可分为以下几层可分为以下几层 土壤土壤 残积层残积层 半风化层半风化层 基岩基岩 28 一、地面流水一、地面流水 片流片流，洪流洪流和和河流河流2930 河流的河流的不断使河床降低，但并不是无止不断使河床降低，但并不是无止境的境的 当下切作用到达一定深度，即河水面趋近于其注当下切作用到达一定深度，即河水面趋近于其注入水体的水面时，河水不再具有位能，流动趋近入水体的水面时，河水不再具有位能，流动趋近停止，活力趋近零，下切作用也近于停止了停止，活力趋近零，下切作用也近于停止了 当支流注入主流时，主流河面便是支流的侵蚀基当支流注入主流时，主

11、流河面便是支流的侵蚀基准面。一些阶梯状的河床，每一个阶梯平台可以准面。一些阶梯状的河床，每一个阶梯平台可以认为是其上游河段的侵蚀基准面认为是其上游河段的侵蚀基准面 31侧蚀作用侧蚀作用 河水及其携带的碎屑物对河床两侧或河谷谷河水及其携带的碎屑物对河床两侧或河谷谷坡的破坏作用称坡的破坏作用称 32 横向环流使凹岸受到强烈的破坏，掏空谷坡下部，横向环流使凹岸受到强烈的破坏，掏空谷坡下部，其上部岩石失去支撑而崩塌，于是凹岸谷坡便逐渐其上部岩石失去支撑而崩塌，于是凹岸谷坡便逐渐向凹岸偏下游方向后退。向凹岸偏下游方向后退。 在凹岸遭受侧蚀的同时，底层水流将凹岸破坏下来在凹岸遭受侧蚀的同时，底层水流将凹岸

12、破坏下来的产物不断搬至凸岸，由于河床摩擦使底层河水动的产物不断搬至凸岸，由于河床摩擦使底层河水动能降至不能继续再搬运时，便在凸岸的下游侧沉积能降至不能继续再搬运时，便在凸岸的下游侧沉积下来，于是沉积物便使凸岸不断向河床偏下游方向下来，于是沉积物便使凸岸不断向河床偏下游方向扩展扩展 由于凹岸不断后退，凸岸不断前伸，河谷曲率便不由于凹岸不断后退，凸岸不断前伸，河谷曲率便不断增大，变得越来越弯曲，形成弯曲的河流，称为断增大，变得越来越弯曲，形成弯曲的河流，称为 33碎屑颗粒的机械分异现象碎屑颗粒的机械分异现象 碎屑颗粒按大小、形状、比重依次发生碎屑颗粒按大小、形状、比重依次发生沉积的现象，称机械分异

13、现象沉积的现象，称机械分异现象 图6-15 碎屑颗粒按粒度的机械分异图示（据普斯托瓦诺夫）图6-16 碎屑矿物按比重的机械分异图示（据普斯托瓦诺夫）34 1、河谷内的沉积作用、河谷内的沉积作用 2、河口的沉积作用、河口的沉积作用35河流阶地河流阶地 若因地壳运动使该区域处于上升状态或使河流侵蚀若因地壳运动使该区域处于上升状态或使河流侵蚀基准面下降时，河流的下切作用重新加强，使河床基准面下降时，河流的下切作用重新加强，使河床降低，原有的河漫滩相对被抬升，一般洪水已不能降低，原有的河漫滩相对被抬升，一般洪水已不能达到，形成分布于河谷谷坡上，洪水已不能淹没的、达到，形成分布于河谷谷坡上，洪水已不能淹

14、没的、顶面较平坦的台阶状地形，称为顶面较平坦的台阶状地形，称为 若该区域地壳运动表现为上升若该区域地壳运动表现为上升稳定稳定上升的过程，上升的过程，沿河谷可出现几级阶地。其中位置愈高的，形成时沿河谷可出现几级阶地。其中位置愈高的，形成时间愈早间愈早 地壳的升降运动会引起河流下蚀作用强度的改变。地壳的升降运动会引起河流下蚀作用强度的改变。因此，因此，3637海洋地质作用（重点） 一、海洋的剥蚀作用一、海洋的剥蚀作用 海蚀方式分海蚀方式分机械的、化学的、生物的机械的、化学的、生物的三种三种 二、海洋的搬运作用二、海洋的搬运作用 三、三、 海洋的沉积作用海洋的沉积作用38其它 地下水冰风39成岩作用

15、成岩作用 压实作用压实作用 脱水作用脱水作用 重结晶作用重结晶作用 交代作用交代作用 胶结作用胶结作用40沉积岩沉积岩 1成分成分 2结构结构 3构造构造 4分类分类 沉积岩的三大岩类：沉积岩的三大岩类：1碎屑岩碎屑岩 2化学化学岩岩 3火山碎屑岩火山碎屑岩41层层 理理 层理是岩性沿垂向变化而形成的层状构层理是岩性沿垂向变化而形成的层状构造，它通过岩石的成分、结构、颜色等造，它通过岩石的成分、结构、颜色等的变化而显现出来的变化而显现出来42图14-1 层理的术语与基本类型43 粒度是碎屑岩分类和命名的基础粒度是碎屑岩分类和命名的基础 碎屑岩多是由几个或多个粒级碎屑所组成。碎屑岩多是由几个或多

16、个粒级碎屑所组成。分类命名是分类命名是以含量以含量50的粒级定岩石类型的粒级定岩石类型。以含量以含量50至至25的粒级定作岩石类型的粒级定作岩石类型名称前的主要形容词，如名称前的主要形容词，如“质质”。以以25至至10的粒级定次要形容词，以的粒级定次要形容词，以“含含的的”形式写在最前面形式写在最前面 如如“含粗砂的细砂中砂岩含粗砂的细砂中砂岩”4445碳酸盐岩的结构组分碳酸盐岩的结构组分 碳酸盐岩主要由碳酸盐岩主要由颗粒、灰泥、胶结物、晶粒颗粒、灰泥、胶结物、晶粒及生物格架及生物格架五种主要结构组分构成五种主要结构组分构成 根据根据结构组分结构组分 的分类的分类46碎屑岩碎屑岩 1 陆相组陆

17、相组曲流河为例曲流河为例） 根据现代河流发育的地貌特征，可将曲流根据现代河流发育的地貌特征，可将曲流河环境进一步划分出河环境进一步划分出等次级环境等次级环境 472 过渡相组过渡相组 三角洲相可划分出三角洲相可划分出483 海相组海相组 1 滨海相滨海相 2 浅海相浅海相 3 半深海半深海相相 4 深海相深海相49碳酸岩沉积相碳酸岩沉积相（九个相带） （1）盆地，）盆地， （2）开阔陆棚）开阔陆棚 ， （3）碳酸盐斜坡脚，）碳酸盐斜坡脚， （4）台地前缘斜坡，）台地前缘斜坡， （5）台地边缘生物礁，）台地边缘生物礁， （6）台地边缘浅滩，）台地边缘浅滩， （7）开阔台地，）开阔台地， （8）局

18、限台地，）局限台地， （9）台地蒸发岩）台地蒸发岩 50第八章第八章 岩浆作用与变质作用岩浆作用与变质作用 第一节第一节 岩浆作用岩浆作用51第二节第二节 变质作用变质作用 在地下特定的地质环境中，由于物理、化学在地下特定的地质环境中，由于物理、化学条件的改变，使原有岩石基本上在固体状态条件的改变，使原有岩石基本上在固体状态下发生物质成分与结构、构造变化而形成新下发生物质成分与结构、构造变化而形成新岩石的地质作用岩石的地质作用 由变质作用所形成的新岩石称为变质岩由变质作用所形成的新岩石称为变质岩 变质作用的原岩可以是沉积岩、岩浆岩及变变质作用的原岩可以是沉积岩、岩浆岩及变质岩质岩 52一、变质

19、作用的因素一、变质作用的因素 温度温度压力压力化学活动性流体化学活动性流体53二、变质作用的方式二、变质作用的方式 重结晶作用重结晶作用 重组合作用重组合作用 交代作用交代作用54三、变质作用的基本类型三、变质作用的基本类型 接触变质作用接触变质作用 气气-液变质作用液变质作用 动力变质作用动力变质作用 区域变质作用区域变质作用 混合岩化作用混合岩化作用55四四 变质岩类型以及结构构造变质岩类型以及结构构造56第三篇第三篇 构造地质构造地质 一、构造运动一、构造运动 二、二、 褶皱褶皱 三、三、 断裂断裂57一、一、 构造运动构造运动 地球表面的岩层的产出状态有三种地球表面的岩层的产出状态有三

20、种 水平产出水平产出 倾斜产出倾斜产出 直立产出直立产出 这三种状态产出的岩层，在出露特征以这三种状态产出的岩层，在出露特征以及平面地质图上的表现等方面都不相同及平面地质图上的表现等方面都不相同58 相反相同相反相同 相同相反相同相反 相同相同相同相同 59地层的接触关系地层的接触关系 分为分为整合整合、不整合不整合 上、下地层间的层序如果有了间断，即先后沉积的地上、下地层间的层序如果有了间断，即先后沉积的地层之间缺失了一部分地层。这种沉积间断的时期可能层之间缺失了一部分地层。这种沉积间断的时期可能代表没有沉积作用的时期，也可能代表以前沉积的岩代表没有沉积作用的时期，也可能代表以前沉积的岩石被

21、侵蚀的时期。地层之间这种接触关系称为石被侵蚀的时期。地层之间这种接触关系称为不整合不整合 上、下地层之间有一个沉积间断面，叫上、下地层之间有一个沉积间断面，叫不整合面不整合面 根据不整合面上、下地层的产状及其反映的地壳运动根据不整合面上、下地层的产状及其反映的地壳运动特征，不整合可分为两种主要类型，即特征，不整合可分为两种主要类型，即平行不整合平行不整合（也称假整合）和角度不整合（即狭义的不整合）（也称假整合）和角度不整合（即狭义的不整合） 60二、褶皱二、褶皱 褶皱的基本类型褶皱的基本类型背斜和向斜背斜和向斜 背斜是指老地层为核，新地层为翼的褶皱；背斜是指老地层为核，新地层为翼的褶皱； 向斜

22、是指新地层为核，老地层为翼的褶皱。向斜是指新地层为核，老地层为翼的褶皱。 从褶皱在地面的出露情况看，背斜表现为地从褶皱在地面的出露情况看，背斜表现为地层近于对称的重复出现，且中间部位的岩层层近于对称的重复出现，且中间部位的岩层老，向两侧依次变新；老，向两侧依次变新； 向斜则相反向斜则相反 61 62 圆弧褶皱圆弧褶皱 尖棱褶皱尖棱褶皱 箱状褶皱箱状褶皱 挠曲挠曲63 直立褶皱直立褶皱 斜歪褶皱斜歪褶皱 倒转褶皱倒转褶皱 平卧褶皱平卧褶皱 翻卷褶皱翻卷褶皱64 复背斜和复向斜 雁列式(雁行)褶皱 隔档式褶皱、隔槽式褶皱65三、断裂三、断裂 节理的几何分类：是指节理与其所在岩层或节理的几何分类：是

23、指节理与其所在岩层或与其他构造之间的几何关系，其分类的具体与其他构造之间的几何关系，其分类的具体标志是标志是节理走向与所在岩层走向的关系或与节理走向与所在岩层走向的关系或与所在褶皱枢纽方向的关系所在褶皱枢纽方向的关系 走向节理、倾向节理、斜向节理、顺层节理走向节理、倾向节理、斜向节理、顺层节理 纵节理、横节理、斜节理纵节理、横节理、斜节理 66力学分类 张节理张节理岩石在张应力作用下产生的节理。其主要岩石在张应力作用下产生的节理。其主要特征是：特征是： （1）裂面粗糙不平，发育在砾岩或粗砂岩中的张节）裂面粗糙不平，发育在砾岩或粗砂岩中的张节理，常绕颗粒表面而过，一般不切穿颗粒。理，常绕颗粒表面

24、而过，一般不切穿颗粒。 （2）节理产状不稳定，在平面上常蜿曲延伸或呈锯）节理产状不稳定，在平面上常蜿曲延伸或呈锯齿状延伸。齿状延伸。 （3）节理沿走向延伸不远即告消失，但在其旁侧又）节理沿走向延伸不远即告消失，但在其旁侧又可出现同一方向的另一条张节理，形成平面上的侧可出现同一方向的另一条张节理，形成平面上的侧列现象列现象 67 （4）两壁张开，有肉眼可见的节理壁距，有）两壁张开，有肉眼可见的节理壁距，有时上部壁距较大呈楔形，向下逐渐消失。时上部壁距较大呈楔形，向下逐渐消失。 （5）节理发育常比较稀疏，节理间距较大，）节理发育常比较稀疏，节理间距较大，频度较低。频度较低。 （6）尾端常呈树枝状分

25、叉或具杏仁状结环，）尾端常呈树枝状分叉或具杏仁状结环，其分叉方向无规律，结环形状不规则其分叉方向无规律，结环形状不规则 68剪节理剪节理 岩石在剪应力作用下产生的节理。其主要特征是：岩石在剪应力作用下产生的节理。其主要特征是： （1）节理面平直而光滑，发育在砾岩中的剪节理）节理面平直而光滑，发育在砾岩中的剪节理面常穿过砾石。面常穿过砾石。 （2）节理产状较为稳定，平面上呈直线延伸）节理产状较为稳定，平面上呈直线延伸 （3）沿走向延伸较远，有时在节理旁侧形成比较）沿走向延伸较远，有时在节理旁侧形成比较规则的羽列现象。根据羽列可以判断其剪切动向规则的羽列现象。根据羽列可以判断其剪切动向（旋向），其

26、方法是垂直于节理走向观察，前面的（旋向），其方法是垂直于节理走向观察，前面的一条节理向后面的一条节理右侧方向延伸者，节理一条节理向后面的一条节理右侧方向延伸者，节理的剪切动向为右行（或右旋），反之为左行（或左的剪切动向为右行（或右旋），反之为左行（或左旋）。旋）。69 （4）两壁紧闭，壁距甚小，有时肉眼只能）两壁紧闭，壁距甚小，有时肉眼只能见到一条缝迹。见到一条缝迹。 （5）节理发育比较密集，）节理发育比较密集， 间距较小，频度间距较小，频度较高。较高。 （6）节理两侧岩石沿节理面常有微小的位）节理两侧岩石沿节理面常有微小的位移，致使节理两测岩石出现错开现象，并能移，致使节理两测岩石出现错开现

27、象，并能在节理面上留下擦痕。在节理面上留下擦痕。 （7）尾端变化可分折尾、菱形、分叉）尾端变化可分折尾、菱形、分叉70一、断层的分类一、断层的分类 （一）断层的几何关系分类（一）断层的几何关系分类 1根据断层走向与岩层走向的关系根据断层走向与岩层走向的关系 走向断层走向断层 倾向断层倾向断层 斜向断层斜向断层 顺层顺层断层断层 2根据断层走向与区域构造线之间根据断层走向与区域构造线之间的几何关系的几何关系 纵断层纵断层 横断层横断层 斜断层斜断层71（二）断层两盘相对运动分类 正断层正断层 逆断层逆断层 平移断层平移断层 顺层断层顺层断层 72 大型逆冲断层的上盘因是从远处推移而来的，大型逆冲

28、断层的上盘因是从远处推移而来的，故称其为外来岩块（体）；下盘则因相对未故称其为外来岩块（体）；下盘则因相对未动而称为原地岩块（体）。具有一定规模的动而称为原地岩块（体）。具有一定规模的外来岩块称推覆体，又称逆冲岩席。逆冲断外来岩块称推覆体，又称逆冲岩席。逆冲断层与推覆体共同构成层与推覆体共同构成逆冲推覆构造逆冲推覆构造 73二、断层的组合型式二、断层的组合型式 正断层的组合型式正断层的组合型式 逆断层的组合型式逆断层的组合型式74正断层的组合型式正断层的组合型式 1阶梯状断层阶梯状断层 2地堑和地垒地堑和地垒75逆断层的组合型式逆断层的组合型式 1叠瓦式逆冲断层叠瓦式逆冲断层 2对冲式断层和背

29、冲式断层对冲式断层和背冲式断层 3楔冲式断层图楔冲式断层图76伴生构造伴生构造逆牵引构造逆牵引构造 又称又称滚动背斜滚动背斜，是同生断层下降盘上紧邻断，是同生断层下降盘上紧邻断层附近的地层向断层面倾斜形成的不对称背层附近的地层向断层面倾斜形成的不对称背斜。由于与正常牵引现象相反，故称逆牵引。斜。由于与正常牵引现象相反，故称逆牵引。 逆牵引是我国第三系断陷盆地中常见的构造逆牵引是我国第三系断陷盆地中常见的构造现象，它是一种可以富集高产油气的构造现象，它是一种可以富集高产油气的构造77 一套顺序排列的地层，由于一套顺序排列的地层，由于的影的影响，常常造成两盘地层的缺失和重复。缺失响，常常造成两盘地层的缺失和重复。缺失是指地层序列中的一层或数层在地面断失的是指地层序列