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第四章地壳运动与地质作用第一节概况第二节地质构造(geologicstructure)第三节地质年代(geologictime)第四节地壳演化第五节火山与地震第六节地质图第一节概况1、地壳运动的概念1.1地壳运动的含义:主要由地球的内能引起的地壳的变形、变位以及洋底的增生、消亡过程。1.2地壳运动的结果:地壳运动产生褶皱、断裂等各种地质构造,因此,地壳运动又称为构造运动。地壳运动可以引起海啸、地震、岩浆活动、变质作用、海陆轮廓的变化、地壳的隆起与拗陷、山脉与海沟的形成,决定外动力地质作用的方式,控制地貌的发育过程。因此地壳运动是使地球或地壳不断发展变化的最重要的一种地质作用。1.3人们常常把晚第三纪以来发生的地壳运动称为新构造运动,晚第三纪以前发生的地壳运动称为古构造运动;将人类历史时期到现在所发生的新构造运动称为现代构造运动。
1.4地壳运动的证据地貌证据:上升运动的地区,以剥蚀地貌为主,下降运动的地区,以堆积地貌为主。地质证据:A沉积厚度B岩相变化C褶皱和断层D地层接触关系2、地壳运动的方向2.1水平运动:地壳或岩石圈大致沿地球表面切线方向的运动。依据地理方位来表明其运动方向。其中,以相向运动和背向运动意义比较显著。水平运动表现为岩石圈的水平挤压或水平拉张,因而引起岩层的褶皱和断裂,以及形成巨大的褶皱山系或巨大的地堑、裂谷。2.2垂直运动:地壳或岩石圈垂直于地表,即沿地球半径方向的运动。表现为大面积的上升运动和下降运动,形成大型的隆起和拗陷,产生海侵和海退现象。在上述两个运动方向中,水平运动是主要的和主导的运动方向,而垂直运动或升降运动是辅助的派生的运动方向。3、地壳运动的能量动力动力机制3.1能量:地球的内能,包括热能、重力能、相变能、结晶能、放射能等。3.2动力机制:地幔对流。在地幔中,熔融态的岩浆,从地幔中在压力的作用下沿着压力降低的方向望上运动,到达软流圈后变为水平方向上的背向运动,同时带动漂浮在其上的固体地壳或岩石圈一起运动。人们谓之离散型的边界。当做水平运动的熔融体运动到某一地方后,又要重新向下运动,回到地幔中。在这种情况下形成相向的水平运动,人们谓之聚敛型的边界。在背向水平运动的影响下,地壳或岩石圈被水平拉张,导致垂直运动中的下降运动,形成裂谷或海沟。在相向水平运动的影响下,地壳或岩石圈被水平挤压,当两块运动的板块逐渐靠近,进而相互碰撞,导致垂直运动中的上升运动,形成巨大的隆起和山体。因此,水平运动是主导的运动,垂直运动是派生的运动。4、地壳运动的速度度量地壳运动的单位为mm或cm/a。这样的速度,从人类活动的时间与空间尺度来看是缓慢的,但是,在时间上和空间上存在快慢差别。在空间上,速度相对较快的地区称为活动区,相对速度较慢的地区称为稳定区。从时间上看,速度相对较快的时期称为活跃(活动)期,相对速度较慢的时期称为稳定期。这样,地壳运动的速度随着时间的变化呈现出间歇式或交替式的周期变化。地壳运动的速度往往在地震前夕或地震过程中以及火山活动过程中显著加快。地壳运动的幅度指某一段时间间隔内升降运动的高程或水平运动的距离。由于速度在空间上和时间上存在差异,所以,幅度也存在这样的差异。5、地壳运动的结果形成各种地质构造。地质构造包括水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造4种类型。6、地质作用(geologicalProcess)6.1地质作用的涵义:由自然动力引起地壳或岩石圈甚至地球的物质组成、内部结构、地表形态变化与发展的作用。6.2地质作用的特性:既具有破坏性,又具有建设性。6.3引起地质作用的动力或能量:内能(EndogenicEnergy):来自于地球本身的动力。旋转能(RotationalEnergy):赤道最大,高纬度的物质向赤道附近运移。重力能(GravitationalEnergy):地心引力引起地球内部组成物质的分异。热能(ThermalEnergy):来自星际物质的聚集、原始地球体积在重力作用下压缩、放射性元素的蜕变等过程。结晶能与化学能(CrystallizingandChemicalEnergy):晶质体的自由能最低;岩浆的冷凝与结晶;岩浆、沉积和变质作用中的化学反应产生化学能。外能(ExogenicEnergy):来自地球以外的能量。太阳辐射能(SolarRadiatingEnergy):地表能量的主要来源,呈带状分布。生物能(OrganicEnergy):光合作用固定的能量,通过生物的生长、迁徙、有机物质的分解、燃烧等引起地表的生物化学和生物机械作用。天体引力能(AttractionEnergy):引起潮汐现象。6.4地质作用的类型:内动力地质作用(EndogenicProcess):构造运动(Tectonism):由内营力引起的岩石圈(地壳)的变形变位。包括:水平运动:与地表面或水平面平行的运动;垂直运动:与地表面或水平面垂直的运动。地震作用(Seismism):由地震引起的岩石圈物质成分、结构和地表形态的变化。包括:震前的地震地质作用;震后的地震地质作用。岩浆作用(Magmatism):包括:侵入作用:岩浆侵入地壳形成岩浆岩的过程;喷出作用:岩浆喷出地表的过程。变质作用(Metamorphism):包括:热(接触)变质作用:由(岩浆)高温引起的变质作用;动力(碎裂)变质作用:由高压引起的变质作用;区域变质作用:由高温、高压同时引起的变质作用。混合岩化变质作用:矿物开始融化到全部变成熔融体之间的变化过程。外动力地质作用(ExogenicProcess):风化作用(Weathering):包括:物理(机械)风化作用:不发生化学成分和性质的变化。化学风化作用:发生化学成分和性质的改变。生物风化作用:由生物活动引起的风化作用。剥蚀作用(Denudation):水、风等介质在运动状态下对地表物质、形态产生破坏并把破坏产物搬离原地的作用。搬运作用(Transportation):风化、剥蚀产物被迁移到它处的作用。沉积作用(Sedimentation):当搬运介质的能量降低或物理化学性质发生变化,被搬运的物质在新的环境下堆积下来的作用。硬结成岩作用(Diagenesis):使松散沉积物转变为沉积岩的过程。包括:压实作用:胶结作用:结晶作用:1、岩层的产状(attitude)1.1概念:成层岩体(层)的空间产出状态。1.2产状要素(elementsofattitude):走向(strike):岩层(stratumorbed)层面(superfaceandsubface)与水平面交线的延伸方向。在方位角上有两个方向,相差180。倾向(dip):岩层层面的法线在水平面上的投影所指的方向。只有一个方向,与走向垂直。倾角(dipangle):岩层层面法线在水平面上的投影与其在层面上的投影的夹角。岩层层面与水平面的夹角。第二节地质构造(geologicstructure)2、类型2.1水平构造(horizontalstructure):岩层未发生明显的变形,常出现于受构造运动影响比较轻微的地区,或大范围内均匀抬升或下降的地区。水平构造中较新的岩层总是位于较老的岩层之上。在平坦地区,在地表仅能观察到水平岩层最上部岩层的顶面。在岩层受侵蚀切割、地形起伏的地区,构成水平构造的不同岩层会出露在斜坡上。老岩层出露在河谷低洼地区,新岩层出露于较高的地方。不同地点的同一高度上,出现的是同一岩层。在平面图上,构成水平构造的不同岩层的界线与等高线重合或平行。在未受切割情况下,同一岩层形成高原面或平原面,受切割面顶部岩层较坚硬时,则形成桌状台地、平顶山或方山。软硬岩层相间时形成层状山丘或构造阶地。我国第三系红色砂岩产状平缓,遭受侵蚀后常形成顶平、陡坡形状奇特而多样化的丹霞地貌。丹霞山2.2倾斜构造(dippingstructure):岩层层面与水平面之间存在一定夹角时称为倾斜构造。倾斜构造常常是褶皱的一翼或断层的一盘;也可以是大区域内不均匀抬升或下降所形成的。具有倾斜构造的岩层,不同地点的同一高程上出现不同时代的岩层,在平面图上,构成倾斜构造的不同岩层的界线与等高线相交。当岩层的倾向与坡向相反时,岩层的界限与等高线相交且弯曲方向相反。当岩层的倾向与坡向相反时,有两种情况,一是岩层倾角大于坡度角时,岩层的界限与等高线相交且弯曲方向相反。如果岩层倾角小于坡度角,则岩层的界限与等高线相交且弯曲方向相反。不论在平坦地区,还是在岩层受侵蚀切割、地形起伏的地区,在地表均能观察到构造倾斜构造的各个岩层。正常层序(normalsuccesion):上新下老的层序。直立岩层(verticalstratum):岩层倾角近90º。倒转层序(reversedsuccesion):上老下新的层序。倾斜构造可形成单面山、猪背岭等典型地貌。
单面山2.3褶皱构造(foldingstructure):是岩层受力变形产生的一系列连续的弯曲,岩层的连续完整性没有遭到破坏,是岩层塑性变形的表现。1)基本类型:背斜(anticline):岩层向上弯曲,中心部分岩层较老,两侧岩层依次变新。向斜(syncline):岩层向下弯曲,中心部分岩层较新,两侧岩层依次变老。2)褶皱要素:核(Core):褶皱的中心部分。翼(Limb):褶皱核部两侧对称出露的岩层。轴面(AxialPlane):指平分褶皱的一个假想面。枢纽(HingeLine):指轴面与岩层面的交线。3)褶皱与地表形态:正地形:背斜成峰,向斜成谷。逆地形:背斜成谷,向斜成峰;是褶皱遭受强烈侵蚀的结果。4)褶皱的主要类型:
按轴面产状可分为:直立褶皱(UprightFold):轴面直立,两翼岩层倾向相反,倾角大致相等。倾斜褶皱(InclinedFold):轴面倾斜,两翼岩层倾向相反,倾角不等。倒转褶皱(OverFold):轴面倾斜,两翼岩层倾向相同,一翼岩层层序倒转。平卧褶皱(RecumbentFold):轴面、两翼岩层近水平,一翼岩层层序倒转。
按枢纽产状可分为:水平褶皱(NonplungingFold):枢纽水平。倾伏褶皱(PlungingFold):枢纽倾斜。
按枢纽方向/垂直枢纽方向的长度比可分为:线妆褶皱(LinearFold):枢纽方向/垂直枢纽方向长度比不成比例(>10:1)。短轴褶皱(NonlinearFold):枢纽方向/垂直枢纽方向长度比在10:1~3:1。穹隆(Dome)和构造盆地(StructureBasin):枢纽方向/垂直枢纽方向长度比<3:1。2.4断裂构造(FracturingStructure):岩石受力后发生变形,当所受的力超过岩石本身(弹性变形)强度时,岩石的连续完整性就会破坏,形成断裂构造。岩层断裂后形成断裂面。1)主要类型:节理(Joint)和断层(Fault)。节理:指断裂面两侧的岩块(层)没有发生显著位移的断裂构造。断裂面称为节理面。节理在野外往往成群出现。节理面可以用产妆要素来定量描述。节理的类型:按形成节理的力的性质可以分为:剪节理(ShearJoint):由挤压或剪切力形成,常呈“X”形。张节理(TensionJoint):由(拉)张力形成。按形成节理的力的性质可以分为:原生节理(PrimaryJoint):在岩石形成过程中产生的节理。次生节理(SecondaryJoint):岩石形成后才形成的节理。断层:指断裂面两侧的岩块(层)发生显著位移的断裂构造。断层要素(ElementsofFault):断层面(FaultSurface):指断裂两侧的岩层(块)沿之滑动的破裂(断裂)面。断裂面可以是一个面,也可以有许多断裂面构成断裂带(FaultZone)。断裂带(面)与地面的交线称为断层线(FaultLine)。断盘(FaultWall):指断裂带(面)两侧的岩层(块)。位于断层面上面的一盘称为上盘(HangingWall),位于断层面下面的一盘称为下盘(FootWall)。断距(Displacement):断层面两侧岩块相对滑动的距离。断层的主要类型:正断层(NormalFault):上盘相对下降,下盘相对上升的断层。断层面倾角较陡,通常在45º以上;主要由张应力和重力作用形成。逆断层(ReverseFault):上盘相对上升,下盘相对下降的断层,主要由水平挤压作用形成。断层面倾角小于45º的逆断层称为逆掩断层(Overthrust);如果断层面的倾角非常平缓,规模十分巨大,则称为碾掩构造(NappeStructure)。平移断层(Strike-slipFault):断盘沿断层面走向方向相对错动的断层,断层面近于直立,主要由水平剪切作用形成。阶状断层(StepFaults):两条或两条以上的倾向相同、相互平行的正断层组合而成,其上盘依次下降呈阶梯状。地堑(Graben):是由两条走向大致平行、性质相同的断层组合而成的中间断块下降、两侧断块相对上升的构造。地垒(Horst):是由两条走向大致平行、性质相同的断层组合而成的中间断块上升、两侧断块相对下降的构造。叠瓦状构造(ImbricateStructure):成群出现的逆断层或逆掩断层平行排列组合成倾向一致的构造。第三节地质年代(geologictime)1、地层的相对年代相对年代(RelativeTime)及其确定:把各个地质历史时期形成的岩石,结合埋藏在岩石中能够反反映生物演化程序的化石和地质构造,按先后顺序确定下来,展示岩石的新老关系。确定相对年代的主要依据:沉积顺序:地层学方法。叠置律:在岩石顺序正常的情况下,具有下老上新的规律。化石:古生物学方法。生物演化律:生物演化的总趋势是由简单到复杂,由低级到高级,而这个规律不被重复。老地层中保存有简单而低级的生物化石,新地层中含有复杂而高级的化石。地质构造:构造地质学法。切割律:被切割的岩层比切割岩层老。2、绝对年代(AbsoluteTime)及其测定:利用放射性同位素的蜕变规律来计算矿物回岩石的年龄。又称同位素年龄(IsotopicAge)。
t=1/n*ln(1+D/P)式中:t为岩石或矿物的同位素年龄;n为某放射性元素的衰变常数——每年每克母同位素能产生的子产物的数量;P为岩石或矿物中母同位素的数量;D为岩石或矿物中子产物的数量。年代单位及地层单位:时代单位地层单位宙(Eon)宇(Eonothem)代(Era)界(Erathem)纪(Period)系(System)世(Epoch)统(Series)此外,由于化石稀少或化石采集不够,不能正式定出地层单位,只能按照岩石性质划分地层单位,称为岩石地层单位,一般限于地方性或区域性的地层。按照级别大小分别为:
群:相当于系,也可相当于统。组:相当于统。段:小于组的岩石地层单位。相对年代符号距今年数(106a)生物发展阶段主要构造运动宙代纪动物界植物界中国西欧显生宙新生代第四纪Q2----3人类时代被子植物时代喜马拉雅运动燕山运动华力西运动或海西运动加里东运动蓟县运动吕梁运动五台运动阿尔卑斯运动
华力西运动或海西运动加里东运动新第三纪N26哺乳动物时代老第三纪E70中生代白垩纪K138爬行动物时代裸子植物时代侏罗纪J190三叠纪T230上古生代二叠纪P275两栖动物时代陆生孢子植物时代石炭纪C330泥盆纪D385鱼类时代半陆生孢子植物时代下古生代志留纪S435海生无脊椎动物时代奥陶纪O500海生藻类时代寒武纪€600隐生宙元古代震旦纪Z1500?低级原始动物前震旦纪AH4600?原始菌藻类时代太古代基本上无生命地球最初发展阶段3、地质年代及地壳发展历史简表第四纪年代表纪世距今年数(年)第四纪全新世晚全新世2500—今中全新世7700—2500早全新世9800—7700始全新世12000—9800更新世晚更新世370000—12000中更新世800000—370000早更新世1900000—800000第三纪晚第三纪上新世2100000—1900000中新世25000000—2100000早第三纪渐新世始新世古新世6900000--4、构造运动与岩相、建造和地层接触关系4.1岩相
沉积岩的岩相通常分为海相、陆相、和过渡相三大类。地壳上升时岩相从海相向陆相转变,沉积物粒级增大,厚度变小,形成海退层序。反之,地壳下沉则形成海侵层序。升降频繁,沉积物类型复杂多变;构造运动相对稳定,沉积物类型也相应简单化。4.2沉积建造彼此有共生关系的地层或岩相的组合,或岩相大致相同的沉积物组合,就是沉积构造。一个建造相当于大地构造旋回的一定阶段。基本建造类型有:1)地槽型建造主要由海相地层组成、厚度很大,无沉积间断或仅有极短间断、产生于强烈构造下降区的建造。2)地台型建造以陆相碎屑沉积为主,厚度不大,未受强烈构造变动,地壳升降幅度均较小的地台上的建造。岩浆岩分布也较少。3)过渡性建造兼有地槽型与地台型建造的特征但以碎屑岩占优势,陆相沉积物与泻湖相沉积分布广泛,海相沉积只见于剖面下部。4.3地层的接触关系
1)整合指相邻新老地层产状一致且相互平行,时代连续,没有沉积间断,表明两种地层是在构造运动持续下降或上升而未中断沉积的情况下形成的。2)假整合又称平行不整合,指两相邻地层产状平行但时代不连续。表明曾发生上升运动致使沉积作用一度中断,而后下沉堆积了上覆新地层。3)不整合又称角度不整合指上下两地层产状既不一致,时代也不连续,其间有地层缺失。表明老地层沉积后曾发生褶皱与隆升,沉积一度中断而后再下沉接受新沉积。第四节地壳演化1、地壳演化的学说
有关地壳演化的主要学术观点涉及槽台学说和板块构造学说。1.1板块构造学说(PlateTectonics)是现代最引人注目的、在大陆漂移、海底扩张等学说的基础上继承、发展而来的全球性构造理论。大陆漂移学说(ContinentFloating):由德国的魏格纳(A.Wegener)于20世纪初根据大洋两岸陆地的轮廓提出。(美国的B.Taylor首先于1910年提出)。基本论点:在中生代以前,地球上只有一个联合古陆(即泛大陆),海洋也只有一个泛大洋;后来在地球自转离心力和天体引力潮的作用下,联合古陆被分离,由较轻的硅铝层组成的陆块(壳),像冰块漂浮于水面上一样,在较重的硅镁层(洋壳)上漂移,逐渐形成了现在的海陆分布格局。大陆漂移过程示意图大陆漂移学说的古生物学证据大西洋两岸轮廓相似性大陆飘移学说地质学证据由于当时对洋底地壳认识的局限性,魏格纳虽然指出了地球自转离心力与日月引潮力对古陆分离的可能影响及花岗岩在玄武岩壳上漂移的假说,但没有对大陆漂移的原因和驱动力等作出令人满意的解释。因此提出后即遭到反对。到20世纪50年代海洋物理学发展,尤其是古地磁方面的发展使大陆漂移学说重现生机。各大陆岩石现代磁纬度、地磁极同古磁纬、古地磁的巨大差异表明大陆发生了显著的位移。古地磁移动轨道是复原古陆的证据,迪茨与霍登据此绘制了新的大陆漂移图。大陆漂移简图海底扩张学说20世纪30年代末尤其是二战结束以来的海底考察发现海洋虽然历史悠久,海底却很年轻,几乎不存在时代早于侏罗纪的地层,海底沉积物很薄,火山也较少。这表明海底年龄只有数亿年。迪茨和赫斯据此各自提出了海底扩张假说。据傅承义(1974年)概括,其要点为:1)年速度为1㎝至数厘米的地幔物质对流是地壳运动的主要动力。2)对流运动发生在岩石圈下厚达数千米,强度很小的软流圈内。
3)海底为对流循环顶端。对流由发散区向外扩张,并在数千千米外汇聚流入地下。海岭热流较高,为对流上升区,海沟为下降区。
4)海底及其沉积物在对流汇聚区下沉,一部分受挤压,变质而与大陆熔接,另一部分则沉入软流层。
5)海底年龄仅有2~3亿年,整个海底3~4亿年即可更新一次。愈来愈多的证据证明海底确实在扩张。例如,古地磁测定结果表明洋底地磁正反向磁极异常带在大洋中脊两侧呈对称分布。迪茨观点:由地幔中放射性元素衰变生成的热,使地幔物质以每年数厘米的速度进行大规模热循环,形成对流圈,它作用于岩石圈,成为推动岩石圈运动的主要动力,洋壳的形成与地幔对流有关。洋脊轴部是地幔物质的上涌部位,即离散带。海沟是地幔物质的下降部位,即敛合带。在离散带,洋壳不断形成、撕开,并缓慢地向两侧的敛合带方向扩张。赫斯进一步提出:地幔对流的速度为每年1厘米。对流圈在洋脊处上升,并且地幔物质从洋脊轴部涌出,导致了洋脊轴部有高的热流值以及隆起的地形。这里岩石破裂并且温度较高,故地震波传播速度比正常速度低约10%-20%。洋脊的两坡因逐渐变冷且其中的破裂已被焊接,故地震波的传播速度有所提高。洋脊随地幔对流圈的存在而存在,其生命约为2-3亿年。因而,整个大洋每3-4亿年就全部更新一次,这就决定了洋底沉积物总厚度不大和洋底缺少更古老的岩石。当对流圈在大陆下面上升时,导致大陆分裂而被分裂的陆块以均一的速度向两侧运动,在裂口处便逐渐形成洋脊。这时,大陆时驮在地幔上被动地随地幔对流体的运动而运动。当大陆的前缘和下降的地幔流相碰时,一方面,大陆前缘发生强烈变形,另一方面,洋壳向下弯曲并随下降流而沉没,因而,大洋盆底的岩石年龄新,而大陆岩石的年龄老。海底扩张说的要点:洋底在洋脊裂谷带形成,接受分裂,并不断向两侧扩张,同时老的洋底在海沟处潜没消减,因而洋底不断更新。洋底的扩张是由于刚性的岩石圈块体驮在软流圈上运动的结果,运动的驱动力是地幔物质的热对流。洋脊轴部是对流圈的上升处,海沟是对流圈的下降处。如果上升流发生在大陆下面,就导致大陆的分裂和大洋开启。海底扩张说继承了大陆漂移说与地幔对流说的基本思想,是在海底地质考察成果的基础上又有新的发展。它主要着眼于洋底,是对洋底形成和演化规律的系统性解释。海洋的开闭旋回(威尔逊旋回):1.萌芽阶段:东非裂谷2.幼年阶段:红海和亚丁湾3.成熟阶段:大西洋4.收缩阶段:太平洋5.结束阶段:地中海6.大陆碰撞阶段:喜玛拉雅造山带原始生命体海水里出现藻类、海绵等原始生命体无脊椎(三叶虫珊瑚)脊椎(鱼)两栖类爬行动物(恐龙)哺乳动物,灵长类人类出现蕨类植物裸子植物被子植物地质年代生物演化矿产形成地壳运动新生代
形成石油的时期发生规模巨大的造山运动—喜马拉雅运动形成许多高山中生代形成丰富金属矿产;重要的造煤和成油时期环太平洋地带地壳运动剧烈,形成高大山系,我国大陆轮廓已基本形成古生代重要的造煤时期地壳剧烈变动的时期,亚欧大陆和北美大陆雏形形成;我国东北、华北抬升成陆元古代
地壳运动剧烈,海洋占优势、现在的陆地在那时仍大部分被海洋所占据太古代形成铁矿的重要时期深浅多变的广阔海洋,岩浆活动剧烈,火山喷发频繁板块构造说板块学说的立论依据在于,地表岩石并非浑然一体,而是由被诸如大洋中脊、岛弧、海沟、深大断裂等构造活动带所割裂的几个不连续的独立单元,即板块构成的。
板块运动的动力机制:对流带动板块由大洋中脊或海岭向两侧扩张,在岛弧地区或活动的大陆边缘沉入地下,通过软流层完成对流的循环。全球板块分布图全球板块的划分1.2槽台学说有关地史的最早的传统学说,主要从地壳运动的历史观点出发,依据地壳的物质组成和建造及其表现形式划分大地构造单元(主要为大陆部分),故又称地史学派。基本论点:地壳运动主要受垂直运动控制,水平运动是派生的,驱动力是地球物质的重力分异作用。主要的构造单元:地台(Platform)和地槽(Geosyncline),地台是由地槽演化来的。地槽是地壳活动强烈的地带,在地表呈长条状分布,具有升降速度快和幅度大、接受巨厚沉积并有复杂岩相变化、褶皱强烈、岩浆活动频繁等特点。地槽的发展大致可以分为两个阶段:初期以不均匀的下沉为主,地势起伏很大,接受巨厚沉积,并有基性岩浆活动,沉积物以陆源碎屑岩为主,随着下沉幅度的增大,沉积物由粗变细,直至出现碳酸岩类沉积;后期受强烈挤压而抬升,沉积物由细变粗,并产生强烈的断裂和褶皱,同时出现中、酸性岩浆活动和变质作用,最后形成突起的褶皱带(造山带)。相对地槽而言,地台是地壳上稳定的构造单位,升降运动的速度和幅度都较小,构造变动和岩浆活动也较弱,范围广;形状上不象地槽那样呈长条形或带状;地形相对比较平坦,地貌类型以平原和高原为主;垂直结构为二元结构,由于其前身是由地槽转化而来,故下部的基底岩系由巨厚的、经过褶皱和变质的、构造比较复杂的活动型前寒武系沉积岩系和火山岩系组成,并常有岩浆岩侵入;上部的盖层由沉积较薄、构造变动轻微、岩层产状平缓的显生宙岩系组成,是在相对稳定的沉积环境中形成的。如果地台区的沉积盖层被剥蚀而露出古老的基底时则称为地盾。1.3地洼区(原称活化区)与地洼学说:大量研究资料表明,地台区不是固定不变的,只是相对稳定的一种构造单元,地槽、地台都不是地壳发展的最后形式,彼此可以互相转化。因此陈国达(1956)认为地壳构造除了地槽与地台外,还存在一个新的构造单元——地洼区。地洼学说认为,地壳发展过程中,活动区和稳定物可以相互转化,不仅地槽区可以转化为地台区,地台区也可以转化为地洼区(重新活动区),地洼区本身也不是地壳发展的最后形式与阶段,更可能转化为别的更新的构造单元。第五节火山与地震
1、火山
1.1火山的类型与分布火山喷出地表是地球内部物质与能量的一种快速猛烈的释放形式,称为火山喷发。火山喷出物既有气体、液体,也有固体。气体以水蒸汽为主,并有H2、HCl、H2S、CO、CO2、HF等。气体喷发量很大,如1912年阿拉斯加的卡特曼火山喷发的气体中仅盐酸就达1250000吨,氢氟酸达二十万吨。液体即熔岩。固体则指熔岩与围岩的碎屑,如火山灰、火山渣、火山块等。
世界主要火山带的分布
红色为火山带火山喷发形式有两类:1.裂隙式喷发多见于大洋中脊的裂谷中,是海底扩张的原因之一,陆上只见于冰岛拉基火山等地方。2.中心式或管状喷发火山几乎无例外的分布于大小板块边界上。汇聚型板块边界上火山活动强烈而频繁,但火山并不分布于海沟附近,而是在与海沟有一定距离的岛弧的一侧中心式喷发有三种形式:1)、夏威夷型或宁静式:只喷发熔岩而没有火山碎屑;2)、培雷型或爆炸式:喷发时产生猛烈爆炸现象;3)、中间型:介于前两者之间。1.2火山地貌1)灰渣火山锥。主要由火山碎屑物在喷口周围堆积成的锥形体,如菲律宾的马荣火山。2)富硅质熔岩穹丘。流动性小、富含硅质的熔岩形成穹丘。如腾冲火山中的覆锅山。火山碎屑沿马荣火山下落
C.G.Wenell
摄于1984年9月23日3)基性熔岩盾。流动性大的基性熔岩流反复喷出堆积而成,形如盾状。如夏威夷火山。4)次生火山锥。古火山锥因后来的再喷发使锥顶破坏和扩大成环形凹地,并在其中再产生新的火山锥。如维苏威火山、我国东北沙秃火山群中的个别火山。夏威夷火山维苏威火山
5)复合火山锥。多次喷发的火山碎屑和熔岩呈层状混合堆成的火山锥,或称层状火山。有的复合火山锥上还生长着许多小火山锥,称寄生火山。如意大利的埃特纳火山,在高达3700米的大火山锥上还分布有300多个小型的岩渣火山锥。
6)破火山口。有些爆炸式喷发的火山,喷发时堆积物很少却形成一个大的爆破口
7)火山塞。填塞在火山喷管中的大块凝固熔岩,在火山锥被剥蚀后露出地表,形如瓶塞。如美国怀俄明州的“鬼塔”(Devil’sTower)。
8)火山口湖。火山口积水可形成湖泊。如白头山的天池。
2、地震地震是构造运动的一种特殊形式,即大地的快速震动。当地球集聚的地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,急剧地释放积聚的能量,并以弹性波的形式向四周传播,引起地表的震动。地震只发生于地球表面至700km深度以内的脆性圈层中。地震时,地下岩石最先开始破裂的部位叫震源。按其深度可分为浅源地震(深约70km以内)、中源地震(70~300km)和深源地震(300~700km)。震源在地面的投影震源在地表的投影位置叫震中,从震源发出的地震波在地球内部传播称为体波,体波又可分为横波和纵波。地震时,纵波较快传播到地面。沿地面传播的称为面波,实际上是一种特殊的横波,对地面破坏较大。地震释放能量的大小用震级表示。通常采用美国克特(cfrichter)提出的标准来划分。地震对地面的影响和破坏程度称为烈度,通常分为12级。烈度的大小于震源、震中、震级、构造和地面建筑物等综合特性有关。
世界上主要的地震带包括:
1)环太平洋地震活动带。它与环太平洋火山带密切相关,但“火环”与“震环”并不重合。地震多分布于靠大洋一侧的海沟中,火山则多分布于靠陆一侧的岛弧上。
2)地中海—喜马拉雅带,大致沿地中海经高加索、喜马拉雅山脉,至印尼和环太平洋带相接。这个带以浅源地震为主多位于大陆部分。
3)大洋中脊地震活动性较弱,释放能量很小,均为浅源地震。
4)东非裂谷带世界地震带分布图第六节地质图1、地质图的概念、类型用规定的符号、颜色反映地质信息的图件称为地质图。根据地质图的内容,地质图包括普通地质图和专题地质图2种类型。2、地质图的组成一幅完整的地质图,通常包括4部分内容:
A:平面图为地质图的主体,通过实地勘测,直接将各种地质信息填绘在地形图(底图)中编制而成。实际上是地形地质图。平面图中应标记出图名、图例、比例尺、编制单位与编制日期。B:剖面图为反映地质平面图中代表性横断面上的地质信息(地形、岩层、地质构造)的图件。可以通过实地测绘,也可
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