地质作用-内力作用2003教材

教学目的

掌握地质作用的概念、各种地质作用

教学重点

各种地质作用

教学难点

地壳运动第二章地质作用•第一节地质作用的基本概念•第二节内力地质作用•第三节外力地质作用第二章地质作用地质作用：凡是由自然动力所引起的地壳物质成分、内部结构以及外部形态发生变化和发展的过程称为地质作用。

地质作用一方面不停息地破坏着地壳中已有的矿物、岩石、地质构造和地表形态，另一方面又不断地形成新的矿物、岩石、地质构造和地表形态。各种地质作用既有破坏性，又有建设性，在破坏中进行新的建设，在建设中又同时遭到破坏。第1节

地质作用的基本概念地质作用需要能量，按照能源来源的不同，把地质作用的能分为内能和外能。地球的内能主要包括：地球自转产生的旋转能，放射性元素蜕变释放的热能，地球内部不同密度和不同重量物质重新分配而产生的重力能，以及地球内部物质进行化学反应释放的化学能等。地球的外能最重要的是：太阳的辐射能，还有日、月的引力能，地表物质在重力作用下所引起的重力能，以及陨星坠落产生的能等。根据地质作用的能源不同，地质作用分为两大类：

内力地质作用外力地质作用内力地质作用：主要由地球旋转、重力、放射性元素蜕变及结晶相变、化学性质活泼的流体等在地球内部产生的动力，促使地壳或岩石圈的物质组成、内部构造及外部形态发生变化的过程。内力地质作用按其活动方式,可划分为地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用。第2节内力地质作用1）地壳运动

从空间上看：地壳的任何一处都处于运动中；除少数如火山喷发、地震等剧烈运动外，其他地壳运动都是十分缓慢发生的，而不为人们直接察觉。

从时间上看：从古至今地壳时刻不停地运动着。在地壳的岩石中，无论是古代的，还是新生的，无不打上地壳运动的烙印。

地壳运动（或称构造运动）又可划分：升降运动

水平运动特点：1.地壳运动具有普遍性和长期性，地壳形成以来，每时每刻都在运动，但运动强度在时间、空间上均不平衡，地壳运动的各种形迹可以保存在地层中2.地壳运动具有方向性，分为垂直运动、水平运动（1）升降运动（垂直运动）是组成地壳的物质沿地球半径方向上的上升和下降交替运动。——那不勒斯—古庙它主要引起地表海洋陆地的变化、地势高低的改变、岩体的垂直位移以及层状岩层中大型的平缓弯曲的形成等。（2）水平运动水平运动是组成地壳的物质沿着地球表面方向（地球的切线方向)的运动。——“大陆飘移说”

这种运动使地壳受到挤压、拉伸或平移甚至旋转，致使地壳岩层产生弯曲或断裂，在地形上形成山脉或盆地。（3）地壳运动的速度与幅度

地壳运动的速度有快有慢并且快慢也是互相交替的。地壳运动的幅度也是有大有小、交替发生的。确定地壳运动的方法（在地质历史时期）

在地质历史时期的地壳运动无法直接观察，只能根据地壳运动所留下的各种遗迹进行研究，常用的方法有以下几种：

（1）岩相分析法：A.岩相：是指岩石的沉积特征及古生物特征的总和。a.横向相变：横向上的相变反映了同一时期不同地区的自然地理条件的差异：陆相→滨海相→浅海相砾岩砂岩→滨海砂岩→石灰岩b.纵向相变纵向即垂直岩层剖面方向上，纵向上的相变反映了同一地区不同时间的自然地理环境的改变，其改变（环境）是地壳运动的结果。B海侵层位和海退层位：

a.海侵：地壳下降，海水侵漫大地。由海侵时期形成的岩层—海侵层位

b.海退：地壳上升，海水退出陆地—海退。由海退时期形成的岩层—海退层位。地壳的上升与下降往往是交替出现的一套海侵层位和一套海退层位说明本区曾经历了一次下降和一次上升的完整的地壳运动。岩性在剖面上有规律的交替现象—旋回结构。(2)厚度分析法岩相分析可以得出地壳升降的定律结论，而厚度分析可以得出升降运动的定量结论。(3)岩层接触关系分析法：a.整合接触关系：新老两套地层彼此平行接触,它们之间是连续沉积，没有沉积间断。b.假整合（平行不整合）：新老两套地层彼此平行，但它们之间并不是连续沉积，曾有过或长或短的沉积间断，因此地层有缺失。c.不整合（角度不整合或斜交不整合）：新老两套地层有一定交角，其间有地层缺失，有明显的侵蚀面。不整合和假整合反映了当时所发生的地壳运动，它们是划分地层的重要依据。垂直运动又叫升降运动，是地壳或岩石圈组成物质沿地球半径方向的上升或下降运动，主要造成地壳大规模的隆起或坳陷，引起地势高低变化、海陆变迁、岩体垂直位移及层状岩层大型的平缓弯曲，因此又叫造陆运动。垂直运动垂直运动表现形式——地表升降意大利那不勒斯塞拉比斯古庙：

3根12米高大理石柱（1749年考古发掘）6.3－12米：柱面不光滑风化严重3.6－6.3米：柱面为海生动物蛀蚀0－3.6米：柱面光滑水平运动是地壳或岩石圈沿地球切线方向的运动。它使地壳受到挤压、拉伸、平移，甚至旋转扭动，产生褶皱和断裂，在地表形成山脉或盆地，因此又叫造山运动。大陆漂移与板块运动，就是地壳水平运动的客观反映。水平运动美国加里福尼亚的圣安德烈斯断层带是现代水平运动的典型例子，从1882年至1946年的65年中，对此断层带进行了4次定时定点测量，发现断层每年以1cm的速度向北西方向移动。近年美国使用轨道卫星和激光束测定，发现该断层两盘每年以8.9cm的速度靠拢。地壳运动的速度有快有慢、快慢交替，既有水平运动也有升降运动。例如在地震前后会明显加快：1973年2月四川甘孜的7.9级地震，使鲜水河断裂带再次活动，形成一条长50Km、宽1.5m的地裂缝带。又如喜马拉雅山自开始抬升以来，经历了千万年的上升，已成为世界最高的山脉，现在仍在缓慢上升。从地壳发展史看，地壳运动总趋势是水平运动为主，垂直运动是派生的。地壳运动的速度1）地壳运动的幅度：有大有小、大小交替。2）运动的幅度与方向、时间有关：例如长期上升或一直下降，或者水平运动长期沿同一方向运动，则运动幅度就大，反之则小。3）地壳运动幅度的确定：主要依靠沉积厚度推测，它是下降幅度的标志。上升幅度的确定较为困难，只能依据邻区沉积厚度来粗略推测。地壳运动的幅度地震是一种快速、短暂、突发的构造运动。是地壳运动或构造运动的一种特殊形式。2）地震作用1976年7月28日，河北省唐山、丰南一带发生7.8级强烈地震。唐山市河北矿冶学院图书馆，三层高的阅览室，系装配式纯框架结构，西头倒毁、东头框架幸存。（为唐山地震重点保护遗迹之一。）1、震源：是地球内发生地震的地方。震源深度：震源垂直向上到地表的距离是震源深度。地震发生在70公里以内的称为浅源地震；70－300公里为中源地震；300公里以上为深源地震。目前有记录的最深震源达720公里（1）地震术语2、震中：震源上方正对着的地面称为震中。震中及其附近的地方称为震中区，也称极震区。震中到地面上任一点的距离叫震中距离（简称震中距）。震中距在100公里以内的称为地方震；在1000公里以内称为近震；大于1000公里称为远震。震源是地下发生地震的地方，是能量积聚的地方。它不是一个点而是具有一定的范围。其在地表的垂直投影为震中。3、地震波：地震时，在地球内部出现的弹性波叫作地震波。地震波主要包含纵波和横波，以及面波。1）纵波（P波）振动方向与传播方向一致的波。来自地下的纵波引起地面上下颠簸振动。振幅小、周期短、速度快、破坏小。2）横波（S波）振动方向与传播方向垂直的波。来自地下的横波能引起地面的水平晃动。横波能造成建筑物破坏。振幅大、周期长、速度较快、破坏性大。3）面波（L波）是纵波吸收辐射到地表激发出沿地面传播的波。振幅最大、周期最长、速度最慢，但破坏性最强。由于纵波在地球内部传播速度大于横波，所以地震时，纵波总是先到达地表，而横波总落后一步，面波最后到达。1地震烈度：指地震对地面和建筑物的破坏程度。我国将其划分为12度。小于3度——震感弱，只有仪器能记录到；3～5度——有震感，睡觉的人惊醒，吊灯摆动，无破坏6度——器物倾倒，房屋有轻微破坏；(2)地震强度7～8度——房屋严重破坏，地面裂缝，人畜大量伤亡。9～10度——房倒屋塌，地面破坏严重；11～12度——毁灭性的破坏，房屋普遍倒塌，山崩地裂2.震级：指地震能量大小的等级。震源释放出来的波能越大，震级越大。震级＜1级超微震；

1级≤震级＜3级弱震或微震；

3级≤震级＜4.5级有感地震；

4.5级≤震级＜6级中强地震；

6级≤震级＜7级强震；

7级≤震级＜8级大地震；震级≥8级巨大地震按照地震的不同成因，我们可以把地震划分为五类：1.构造地震：构造地震发生的原因，是地下岩层受地应力的作用，当所受的地应力太大，岩层不能承受时，就会发生突然、快速破裂或错动，岩层破裂或错动时会激发出一种向四周传播地地震波，当地震波传到地表时，就会引起地面的震动。世界上85%－90%的地震以及所有造成重大灾害的地震都属于构造地震。2.火山地震：由于火山爆发引起的地震。3.水库地震：由于水库蓄水、放水引起库区发生地震。4.陷落地震：由于地层陷落引起的地震。5.人工地震：由于核爆炸、开炮等人为活动引起的地震。（3）地震类型太阳系的行星按其特点分为哪几类？太阳系行星的分类：按物理、化学性质分为两大类：a.类地行星：包括水星、金星、地球、火星。它们距太阳近，体积和质量小，平均密度大，自转速度慢，公转周期短，卫星少或无，具固体外壳，中心有铁核，金属元素含量高。

b.类木行星：包括木星、土星、天王星、海王星，它们距太阳远，体积和质量大，密度小，自转速度快，公转周期长，卫星较多，物质成分以轻元素为主。与煤矿生产关系较大的物理性质有哪几种？简单叙述之。与煤矿生产工作关系较大的物理性质有密度、地压、磁性、重力、放射性、电性、弹性等。1地球的密度

地球内部的密度随深度的增加而逐渐增大，至地心达到最大值。但增加是非均匀的，在2900km、5120km等几个深度有明显的突变。这种变化反映了地球内部物质成分和状态的差异，表明地球内部存在着几个密度有显著不同的物质层。2地压

地压是指地球内部的压力，主要是静压力。它是由上覆岩石的重量引起的，且随着深度增加而逐渐增大。

此外，地压还包括由地壳运动引起的地应力。它通常以水平力为主，随深度增加有加大的趋势。

3重力由于地壳的物质成分和结构各处不同，使得引力和离心力发生变化，造成实测重力值与正常重力值有所差异，这种现象叫重力异常。在密度较大物质分布区，常表现为重力正异常，在密度较小物质的分布区，常表现为负异常。重力勘探就是依据这一原理，来寻找地下埋藏的矿产资源。4地热地热是指地球内部的热量。地热主要来自两方面，一是太阳的辐射热，二是地球内部的热能。有地表向深部，地温的特征有所不同，可分为三个层本别为，变温层、恒温层和增温层。5地磁地球具有磁性，在地球周围形成地磁场，把地磁场看成是一个均匀的磁化球体产生的磁场，这种磁场称为正常磁场。实际磁场大于正常磁场者，称做正磁异常；实际磁场小于正常磁场者，称作负磁异常。磁法勘探就是重要的地球物理勘探方法之一。6放射性

放射性元素在地球内部到处都是，可以利用放射性异常测井查找放射性矿物。7电性

地球具有电性，例如发电厂以大地作为回路。实测电场值与正常值出现偏差为电异常。可以利用电法勘探来进行勘查矿物。8弹性

地球具有弹性，表现在能传播地震波，因为地震波是弹性波，利用岩石的弹性，借助人工激发弹性波，可以勘查矿产及地质构造。上节回复1地球的圈层构造以地表为界，分为（）和（）。外圈层包括（）、（）和（）；内圈层包括（）、（）和（）。2根据大气成分和物理性质的不同，大气圈自下而上分为（）、（）、（）、（）和（）。对流层的温度随高度的增加而（）；平流层的最显著的特点是气流以（）运动为主。3地球内部有两个波速变化最明显的界面，其中第一个界面是（），第二个界面是（）；第一个界面深度很不一致，在（）较深，在（）较浅，最浅不足5km。根据这两个界面把地球内部分为三大圈层，即（)、（）和（）。4根据地质作用的能源不同，把地质作用分为（）和（）。5从地壳发展史看，地壳运动总趋势是以（）运动为主，（）运动时派生的。1976年7月28日,河北省唐山、丰南一带发生了7.8级强烈地震（4）地震危害唐山市机车车辆厂震后概貌1999年9月21日凌晨1时47分，台湾省南投县集集发生7.6级大地震，震源深度10公里左右。该区有许多活断层，开始是“双冬断层”发生活动，同时牵动相邻的车笼埔断层的大规模滑动，导致断层沿岸地区的灾难性破坏，大部分地段被夷为平地。死亡2329人，伤8722人，失踪39人，倒塌各种建筑9909栋，严重破坏7575栋，受灾人口250万，灾民32万，财产损失92亿美元。1999年9月21日凌晨1时47分，台湾省南投县集集发生7.6级大地震，震源深度10公里左右。该区有许多活断层，开始是“双冬断层”发生活动，同时牵动相邻的车笼埔断层的大规模滑动，导致断层沿岸地区的灾难性破坏，大部分地段被夷为平地。死亡2329人，伤8722人，失踪39人，倒塌各种建筑9909栋，严重破坏7575栋，受灾人口250万，灾民32万，财产损失92亿美元。地震造成建筑物破裂，道路堵塞，并引发滑坡，使多数房屋倒塌全球用地震仪测出的地震，每年约500万次，其中有感地震5万次，破坏性严重的一般8级以上的特大地震要隔若干年才发生一次。1、世界地震带分布

主要划分为四个地震带：1）环太平洋地震带从南美洲南端起沿南北美洲西海岸，通过阿留申群岛，经日本、我国台湾、菲律宾到新西兰，主要是环太平洋的岛弧及海沟地带。地震频繁，浅、中、深源地震均有，约占全球地震总数的80％。（5）世界及我国的地震带的分布2）地中海——印尼地震带西起葡萄牙、西班牙和北非海岸，经地中海、高加索、喜马拉雅山至印尼与环太平洋地震带汇合，亦称欧亚地震带。以浅源地震为主，约占全球地震总数的15％3）大洋中脊地震带沿大西洋、太平洋、印度洋的洋中脊分布，地震活动相对较弱。4）大陆裂谷地震带包括东非裂谷（地堑）、红海、亚丁湾、死海裂谷系、莱茵地堑等大断裂，均为浅源地震。2.我国地震带分布一般划分为五个主要的地震带1）东南沿海及台湾地震带属环太平洋地震带，以台湾最为频繁2）郯城－庐江地震带北起东北、经沈阳、营口过渤海，南经郯城、庐江达黄海地区，是我国东部强震带。3）华北地震带西起宝鸡，向东经山西达燕山西部，是华北地区内部破裂带发育的强震带。4）南北向地震带北起贺兰山、六盘山、越秦岭、过甘肃、经四川盆地西缘达滇东地区，活动频繁，是一规模巨大的强震带。5）西藏－滇西地震带属欧亚地震带。（1）基本概念1.岩浆：是地下深部天然形成的，富含挥发分、金属元素，具有高温高压粘稠的硅酸盐熔融体。2.岩浆作用：岩浆在上升运移中与围岩相互作用，不断改变自身化学成分和物理状态，最后在一定温度、压力条件下冷凝固结成岩浆岩。这种岩浆的形成、活动直至冷凝成岩的过程称为岩浆作用。3.岩浆的类型:按SiO2含量划分为四种类型：超基性岩浆<45%；基性岩浆45~52%；中性岩浆52~65%；酸性岩浆>65%3）岩浆作用（2）岩浆作用的类型：岩浆作用分为喷出作用和侵入作用。

1.喷出作用：岩浆从地壳薄弱处溢出或喷出地表并冷凝成岩石的过程叫喷出作用（火山作用）。有两种类型：1）裂隙式喷发岩浆沿地壳裂隙，较平静地溢出地表，常为基性岩浆。2）中心式喷发岩浆沿近于圆筒形通道喷出地表。火山有火山通道、火山口、火山锥构成。又分为三种：①猛烈式喷发：常为酸性岩浆。其粘性大，气体不流畅，直到压力足够大时才爆炸式喷发。②宁静式喷发：常为基性岩浆。其粘性小，流动性大，气体流畅，阻力小。③中间式喷发：常为中性岩浆。其特点介于上述两者之间。（2）岩浆作用的类型：3）火山喷出物包括气态物质、液态物质和固态物质三种。①气态物质。主要是水蒸气，约60-90%。②液态物质。火山喷出的液态物质主要是熔浆，它与岩浆的区别在于已经失去了大量气体挥发物质。③固体物质。来源有两个方面：一是火山口和火山通道周围的岩石被炸碎后抛射出来；而是喷到空气中的熔浆冷凝后形成的固体。2.侵入作用岩浆由深部向上运移，在到达地表之前，由于温度和压力不断下降，活动能力逐渐减小，最终停留在地壳内的某一深度，冷凝形成固态的岩浆岩，这种过程成为岩浆的侵入作用。侵入作用：岩浆上升运移到地壳中的活动过程。侵入体：由侵入作用形成的岩体。根据岩浆侵入的环境，可分为两种类型：1）深成侵入作用是指距地表3km以下的岩浆活动。（1）岩基：一种规模巨大的深成侵入体，出露面积大于100km2，多由酸性岩组成，常见者为花岗岩体，形状为不规则的椭圆形，长轴方向与山脉走向一致。（2）岩株：一种规模较小的深成侵入体，平面形状近似圆形，出露面积小于100km2，向下呈柱状延深。2）浅成侵入作用是指距地表0—3km范围内的岩浆侵入活动。（1）岩盘和岩盆岩浆沿断裂上升侵入到岩层中，冷凝成一个上凸下平的透镜状侵入体—岩盘（岩盖），其规模不大。若中央凹下，四周高起—岩盆，规模较大。（2）岩床：岩浆顺岩层层面侵入而形成的板状侵入体。地球上已经形成的岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩），随着地壳的不断演化，其所处的地质环境也在不断改变，为了适应新的地质环境和物理化学条件的变化，它们的矿物成分、结构、构造都将发生一系列的改变。由地球内力作用促使岩石发生矿物成分及结构构造发生变化的作用称为变质作用。4）变质作用1.温度温度是引起岩石变质作用的主要因素。温度的作用主要表现在以下两个方面：（1）在化学成分不变条件下，产生重结晶作用。（2）促使矿物成分之间发生化学反应，产生新的高温变质矿物。2.压力包括静压力和定向压力的作用。静压力使原岩石的体积缩小、密度加大；在温度的配合下，可形成新的矿物。定向压力主要使岩石变形、破碎，使矿物定向排列。变质作用的因素（1）静压力：由上覆岩层重力引起的，它可使矿物成分重新组合，在温度不变的情况下，它将产生体积小；比重大的新矿物。（2）定向压力：是具有方向性的压力，它伴随构造运动和岩浆活动而产生，它可使岩石中的柱状及片状矿物在垂直压力方向上作定向排列，致使岩石的构造发生变化，形成变质岩所特有的片状构造和片麻状构造。