煤矿地质学,地球概况与地质作用

第1章地球概况与地质作用1.1

地球概况1.2地质作用1地球概况与地质作用本章目录

1.1.1地球的宇宙环境1地球概况与地质作用1.1地球概况

1、宇宙古人把天地四方称之宇，古往今来谓之宙，这是从空间和时间上对宇宙的解释。宇宙在空间上是无限的，在时间上是永恒的。在广阔无垠的宇宙中，地球是围绕太阳运行的一颗不大的行星。太阳只是银河系中一颗普通的恒星。而银河系在目前人类所能观测到的总星系中，也只是一个级别不高的天体系统。2、天体是宇宙间各种星体和星际物质的通称的通称，是宇宙间物质的存在形式。例如恒星、行星、卫星、彗星、流星等等。恒星具有巨大的质量和很高的温度，自身能够发热发光，如太阳。

1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.1地球的宇宙环境2.天体行星

围绕着恒星公转的天体称为行星，地球就是太阳的行星。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.1地球的宇宙环境2.天体卫星围绕着行星公转的天体成为卫星，月亮就是地球的卫星。月球及月球表面1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.1地球的宇宙环境2.天体慧星慧星是绕太阳运行的体积庞大、质量较小的云雾状天体。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.1地球的宇宙环境2.天体流星和陨石流星是行星际空间游荡着的无数尘粒和团块的集合体（流星体)。陨石是从行星空间穿过大气层后到达地表的流星体残骸。

陨石坑——直径31公里1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.1地球的宇宙环境2.天体

太阳系是银河系中由中心天体及其巨大引力控制并环绕它运行的行星、卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质所组成的天体系统。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.1地球的宇宙环境3.太阳系①水星

陨坑密,无大气,无构造运动,宁静

②金星

表面具有厚厚的co2云层

1994年“水手”10号拍摄②金星

金星上的峡谷,板块构造运动话跃,表面高温500℃地球的卫星照片③地球

关于地球地球自西向东自转，并以66°34′交角（地轴与公转轨道平面的交角）侧着身子以30Km/s的平均速度绕太阳公转，公转轨道全长约9.4×108Km，公转一周需365日5时48分46秒。地球自转一周的时间需23时56分4秒。地球自转速度在逐渐变慢，但幅度极小④火星

火星极地冰帽为co2干冰,自转极慢,一圈要243天火星：荒漠,但有流水侵蚀痕迹,表面气温低

1991年“哈勃”望远镜拍摄的木星，清晰地显示了在木星大气层中云的结构。大气成分为氢,氦,氨,甲烷等⑤木星

木星(左)和它的卫星们：从上到下依次为木卫一、二、三、四。图中木星的大红斑是云层的大风暴⑤木星

⑥土星

土星环带为冰块,杂有氧化铁,故呈桔黄色⑥土星

艳丽多彩、结构复杂的土星环“哈勃”望远镜拍到的天王星与它的环和卫星⑦天王星

⑦天王星

天王星的光环:由20条细环组成，宽度约10万公里⑧海王星

海王星及其卫星⑨冥王星

“哈勃”望远镜拍摄的冥王星及其卫星冥王星的性质既有类地的一面，也有类木的一面。体积小，质量小，离太阳最远，公转周期长，是一颗特殊的天体。

2006年8月国际天文联合协会布拉格大会为太阳系的行星进行了定义，符合以下几条才属于行星：

a.围绕太阳运转；

b.具有足够的质量，能形成符合流体力学平衡的形态——球体；

c.具有足够的引力而能清除轨道上所有的物质。由于第三条的原因，冥王星被拒之于行星之外，而被称为矮行星。

1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.2地球的形状和大小梨形地球

地球的大地水准面，经过精确测量，形状不是几何上的旋转椭球体，而是是一个不规则的扁球体，通俗地比喻为“梨状”，即梨形地球。

大地水准面：全球静止海平面，假设占地表3/4的海平面表面完全处于静止平衡状态。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.2地球的形状和大小1-自然表面；2-大地水准面（虚线）；3-参考椭球体（实线）根据国际大地测量和地球物理学会（1980）所公布的资料，20世纪所测得的地球大小的主要数据如下：地球赤道半径（a）：6378.137km；地球极半径(b)：6356.752km(平均半径为6371.012（km)，地球极半径比赤道半径短21.385km；地球扁率(f)＝(a-b)/a=1/298.257(或1／298.256)；地球赤道周长：40075.7km；地球子午线周长：40008.08km；地球表面面积：5.1010×108km2；地球体积：10832×108km3；地球平均密度：5.518g/cm3。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.2地球的形状和大小1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.3地球的圈层构造

1.1.3地球的圈层构造1.1.3.1地球内圈层1.地球内圈层划分

研究地球内部结构主要是利用地球物理学和天体物理学的有关资料。1地球概况与地质作用1.1地球概况

地震波基础知识1.1地球概况

1）基本特征2）如何具体的利用？分类传播速度传播媒介共同点纵波较快固、液、气1、在不同介质中传播速度不一样横波较慢固2、物质密度越大传播越快1.1.3地球的圈层构造地球物理学家研究大量天然地震波传播方向和速度的数据后，发现：

1）地壳结构复杂和成分不均匀。2）地球内部物质是同心圈层结构。1地球概况与地质作用1.1地球概况

间断面：地震波速变化明显的深度，反应该深度上下物质在成分上或物态上有改变，或两者都有改变，这个深度就可作为山下物质的分界面

地壳是地球固体圈层的最外层，主要由硅酸盐类岩石组成，其底界为莫霍洛维奇不连续面（莫霍面）。整个地壳平均厚度约17km，体积占整个地球体积的0.4％左右。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.3地球的圈层构造1.1.3.1地球内圈层2.地壳3.地幔地壳位于地壳之下，介于莫霍面和古登堡面之间，厚度2800多公里，占地球体积83％，平均密度4.5g/cm3。根据地震波速度变化情况以1000公里深度为界(该深度处波速明显增加)把地幔分为上地幔和下地幔。

1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.3地球的圈层构造1.1.3.1地球内圈层4.地核地壳中主要元素含量百分比图1地球概况与地质作用1.1地球概况

1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.3地球的圈层构造1.1.3.2地球外圈层1.地球外圈层的划分组成：各外部圈层的关系：大气圈是因地球引力而聚集在地表周围的气体圈层、是地球最外部的一个圈层。大气是人类和生物赖以生存必不可少的物质条件，也是使地表保持恒温和水分，减少紫外线照射的保护层，同时也是促进地表形态变化的重要动力。1）地球大气的成分1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.3地球的圈层构造1.1.3.2地球外圈层2.大气圈2）大气圈的结构

大气圈在垂直方向上的物理性质有显著的差异，根据大气中温度、成分、电荷等物理性质，以及大气的运动特点，可将大气圈自地面向上依次分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.3地球的圈层构造1.1.3.2地球外圈层2.大气圈大气圈的结构

1地球概况与地质作用1.1地球概况

水圈

是指由地球表层水体所构成的连续圈层。水是组成自然界最重要的物质之，是一切生物生存必不可少的物质条件，对地球表层环境的形成和改造起到重要的作用。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.3地球的圈层构造1.1.3.2地球外圈层3.水圈1地球概况与地质作用1.1地球概况

1地球概况与地质作用1.1地球概况

（1）海水存在于海洋中的具有盐分的天然水。海洋是地表最大的积水盆地，是水圈的主体。主要包括地面流水、地下水、湖泊与沼泽及冰川。（2）陆地水

生物圈是指地球表层由生物及其生命活动的地带所构成的连续圈层，是地球上所有生物及其生存环境的总称。生物圈是在地球演化过程中形成的一个特殊圈层，生物在地质历史时期的成岩、成矿作用中起着很重要的作用，研究生物圈对探讨地球发展历史具有重要意义。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.3地球的圈层构造1.1.3.2地球外圈层4.生物圈

根据牛顿万有引力定律，可以计算出地球的质量约为5.98×1024kg。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.4地球的物理性质1.1.4.1地球的质量和密度1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.4地球的物理性质1.1.4.1地球的质量和密度地球的平均密度为5.52g/cm3。

地球内部压力是由上覆地球物质重量所产生的静压力。其大小与地球内部物质的密度及该处的重力有关，可下式（静压力平衡公式）求得：

Ph＝hρhgh

（1-1）式中Ph——h深度处的静压力；h——深度；

ρh——h深度处地球内部物质的平均密度；

gh——h深度处的平均重力加速度；1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.4地球的物理性质1.1.4.2地球内部的压力及其变化在煤矿开采过程中，由于形成了开采空间，还会出现各种矿山压力现象(冲击地压，煤与瓦斯突出)，直接影响矿山生产和安全，应充分重视。

地球对物体的引力和物体因地球自转产生的离心力的合力称为重力。重力与质量成正比与距离成反比。重力的作用方向指向地心。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.4地球的物理性质1.1.4.3地球的重力cFGNAA：观测点F：地心引力C：地球自转离心力G：观测点的重力据万有引力公式：F=GMm/rC=1/298F,G约等于F。重力异常：

正异常负异常如果把地球看作是一个表面光滑的均质体，从理论上可计算出地球表面各处的重力值(以海平面为准)，该值称为正常值或理论值。它只与地理纬度有关，但实际上，各地测定的重力值并不等于理论值，这种现象称为重力异常。引起重力异常的原因？答案：主要是由于地下物质组成不同而引起的煤矿的应用：地球物理勘探中的重力勘探就是利用这个原理，通过寻找地壳中局部重力异常区的方法来找矿和查明地下地质构造。在覆盖区，重力勘探是一种行之有效的勘查方法。磁场、磁极：地球是一个巨大的天然磁体，在其周围形成磁场，使地面磁针指向一定方向。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.4地球的物理性质1.1.4.4地球的磁性

鲸鱼集体“自杀”

磁暴

按照地理学上的习惯，位于北半球上的磁极称为地磁北极，位于南半球的则称为地磁南极；但是按照磁力线作用的方向，位于北半球的是地磁南极、位于南半球的是地磁北极。地磁磁极磁偏角：

罗盘的南、北两针所指的南北方向延长线，称地磁子午线，它和地理子午线也不重合，二者之间的夹角，称磁偏角。指北针偏在真子午线以东者为正(东偏)，偏西者为负(西偏)。磁偏角的大小随地下岩石的磁性、地壳构造、时间等因素的不同而各地个一。正常磁场：把地磁场看成是个均匀的磁化球体产生的磁场。磁异常：如果实际观测到的地磁场(消除短期磁场坐化)与正常磁场不一致。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，称做负磁异常。根据磁异常的范围大小，可将其分为：

大陆磁异常

区域磁异常

局部磁异常古地磁场：地质历史时期的地磁场。古地磁学：通过测定岩石的天然剩余磁性，分析它们的磁化历史，研究导致它们磁化的地磁场特征的科学

定义：某些物质能够自发地从原子核内部放出粒子或射线，同时释放出能量，这种现象叫做放射性，这一过程叫做放射性衰变。含有放射性元素（如U、Th、Ra等）的矿物叫做放射性矿物。放射性元素分布：在地球内部的分布很不均匀，一般都集中在固体地球的上部，主要集中在岩浆岩中，特别是酸性岩中。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.4.5地球的放射性表1-4岩石中放射性元素平均含量放射性元素的特征在地球表层0~20km深度范围内的岩石中，放射性元素的含最大致与花岗岩中的含量相当；在20~60km深度内，放射性元素的含量大致与玄武岩中的含量相当；更深处的放射性元素的含量，可能与球粒陨石中的含量相当；放射性元素的重要持征就是其放射性。放射性异常区：在不同岩石中，放射性元素的含量不同，放出的射线强度也就不同。在放射性矿物多而集中的地方，射线强度会很大放射性勘探：使用一些专门仪器来探测和进一步研究放射性异常区，可查明有关的放射性矿床，这是地球物理勘探方法之一。（1）找矿

放射性元素的重要特征就是其放射性，我们可以用专门仪器来寻找地壳中局部放射性强度较高的地区，即放射性异常区，进而寻找含有放射性元素及与放射性元素有关的矿床，这种找矿方法就是放射性勘探，它是重要的物探方法之一。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.4地球的物理性质1.1.4.5地球的放射性（应用）（2）测定岩石（矿物）年龄

放射性元素以恒定的速度衰变，不受外界环境变化的影响，通过测定岩石或矿物中的放射性元素及其衰变产物的数量，可计算出岩石或矿物的形成年龄，称为同位素年龄或绝对年龄。这种方法已广泛应用于天文、地质、考古等学科领域。测定岩石（矿物）年龄公式

衰变定律：放射性同位素的原子数随时间作负指数函数而衰减。有一放射性元素，开始时只有N0个原子，过了t时间，由于衰变，只剩下N个原子并产生D个新原子，按照衰变规律N=N0e-λt（λ为衰变常数），D=N0-N=N(eλt-1)解出，其中λ为已知，D/N为岩石或矿物中所含子体元素的原子数对母体元素的原子数之比，这一值是可以测定的。根据这个公式就可以计算出岩石或矿物形成的年龄。

1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.4.6地球内部的温度

地球内部蕴藏着巨大的能量，地内热能的主要来源，是放射性元素在自然蜕变中所释放的热能。表现形式：火山喷发，温泉，矿井温度升高火山爆发温泉矿井热害

根据地表以下地温的来源和分布状况，可分为三层：(1)外热层(变温层)(2)常温层(恒温层)(3)内热层(增温层)

有关地温的概念：地热梯度我们把每增加深度100米所增高的温度称为地热梯度，又称地热增温率，以℃/100m表示。地热增温级把温度每增高1℃所增加的深度称为地热增温级，又称地温级，以m/℃表示。互为倒数2℃/100m50m/℃

就整个地球内部而言，从地表向下到约70公里范围内，地热梯度平均为2.5℃/100m；100公里深处的温度不超过1300℃；在2900公里深处的温度约为2850～4400℃；地心温度一般认为不超过5000℃。1地球概况与地质作用1.1地球概况

地热能的利用：地下热气，热水发电，地热能的开发利用1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.5地球表明特征

固体地球的表面高低不平，以平均海平面为界，分为大陆和海洋两大地理单元。大陆的面积约为1.49亿km2，约占地壳表面积的29.1％，平均海拔高度为875m，最高点是珠穆朗玛峰，海拔高度为8844.43m

一、大陆地形特征2005年10月9日公布:海洋面积约为3.61×108km2，约占地壳表面积的70.9％，其平均深度为3795m，最深处西太平洋的马里亚纳海沟，深度为11034m。马里亚纳海沟

陆地地形十分复杂，按照高程和起伏特征，可分为以下主要单元：

山地、丘陵、高原、平原、盆地、洼地等。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1.1.5地球表面特征1.1.5.1大陆地形特征图1-8地球高-深面积分配曲线图山地（山岳）：一般是指海拔高度在500m以上，地形起伏高差200m以上的地区。低山（1000m），中山（3500m），高山（5000m），极高山

与高原和丘陵的区别丘陵：海拔高度在（200~500m），为地表相对高差不大、山峦起伏的低缓地形。1地球概况与地质作用1.1地球概况

峰顶面积比高原小，高差比丘陵大山地侵蚀产物，山地、高原与平原的过渡带高原：海拔高度在600m以上，表面比较平坦或偶具一定起伏，周边以已明显陡坡为界的广阔地区。平原：海拔高度在200m以下，表面常为平坦或略有起伏，其相对高差小于50m的广大宽平地区。1地球概况与地质作用1.1地球概况

海拔比平原高，平缓地面大于山地，地表起伏小于山地河流冲击形成盆地：四周被山岭、高原环绕，中间为平原或丘陵的盆状地形。洼地：是地表局部低而平的地方，或位于海平面以下的内陆低地。一般规模较小。一般位于新生代的拗陷带上，因处于内陆地区，因此干燥剥蚀作用很强。1地球概况与地质作用1.1地球概况

构造盆地：四川、塔里木侵蚀盆地：景洪盆地

新疆吐鲁番盆地中的艾丁湖，克鲁沁洼地裂谷：裂谷系统是断陷构造或裂开构造形成的巨大窄长的线状低洼谷地，其延伸可达数千公里，宽仅数十公里，两壁(或一壁)为断崖。

东非大裂谷1地球概况与地质作用1.1地球概况

东非大裂谷是世界大陆上最大的断裂带，位于非洲东部，南起赞比西河口向北经马拉维湖分为东西两支。从卫星照片上看犹如一道巨大的伤疤。

1地球概况与地质作用1.1地球概况

1地球概况与地质作用二、海底的地形特征1.1地球概况

大陆边缘、大洋盆地大洋中脊三个大型地形单元。其中大洋盆地的面积约占海洋面积的1/2，大洋中脊则约占1/3

三大单元：大陆边缘、大洋盆地、洋中脊大陆边缘大洋盆地大陆边缘洋中脊1、大陆边缘（continentalmargin

）

大陆边缘是大陆与大洋盆地之间的过渡地带。由海岸向深海方向，大陆边缘常包括：大陆架、大陆坡和大陆基。有时在大陆边缘则出现岛弧与海沟地形。1）大陆架

定义：大陆架是大陆向海洋的自然延伸，环绕大陆的浅海地带，是大陆地壳的一部分，又称陆棚。范围：自海岸线起，向海洋方面延伸，直到海底坡度显著增加的陆架坡折处为止。水深：50~550m，平均220m，占全球面积5.3%，海洋面积7.5%。矿藏：丰富的石油、天然气和其他矿物。世界石油产量20%来自大陆架。1地球概况与地质作用1.1地球概况

2）大陆坡定义：从大陆架外缘急剧下降到深海底的斜坡。范围：大陆坡上界水深在一二百米，下界约1500～3500米，在邻近海沟处则更深。坡度一般3~6

°，最大45°以上，

特殊地形“V”断面的海底峡谷，多火山，地震，和海洋扩张密切关系。占全球面积5.6%，占海洋面积8%。3）大陆基（大陆隆）

大陆基是大陆坡与大洋盆地之间地势较为平坦的地区，水深1400～5100m，坡度仅0.1～0.6°。大陆基主要分布于大西洋和印度洋边缘，在海沟发育的太平洋边缘不发育。

1地球概况与地质作用1.1地球概况

4）岛弧（islandarc）与海沟（trench）

岛弧：是大洋边缘延伸距离很长、呈弧形展布的岛群。如在太平洋北部和西部边缘有阿留申、千岛、日本、琉球、菲律宾、马里亚纳、汤加-克马德克等群岛。

海沟：是大洋边缘的巨型带状深渊，其长度常达1000km以上，宽度近100km，深度多在6000m以上。海沟常与岛弧平行伴生，发育在岛弧靠大洋一侧的边缘，与岛弧组成一个统一的海沟——岛弧系。通常把大陆边缘分为两类：

大西洋型大陆边缘：是由大陆架、大陆坡和大陆基组成，这类大陆边缘主要分布于大西洋；

太平洋型大陆边缘：是由大陆架、大陆坡和海沟组成，主要分布于太平洋。2、大洋盆地（oceanicbasin）1.1地球概况

大洋盆地位于大陆边缘与大洋中脊之间，简称洋盆。约占海洋总面积的45，平均水深4000～5000m。大洋盆地主要可分为深海丘陵和深海平原两类次级地形：

深海丘陵：高度几十至几百米的海底山丘组成的起伏高地；

深海平原：坡度很小（平均小于1/1000°）的洋底平缓地形。此外，大洋盆地中常可见规模不大、地势比较突出的孤立高地，称为海山。顶部平坦的海山称为平顶海山，其成因一般认为是海面海浪作用。有些海山呈链状分布，延伸可达上千公里，称为海岭。海山顶部如露出海面以上即成为大洋中的岛屿。大洋盆地3、大洋中脊

（mid－oceanicridge）

大洋中脊又称中央海岭。它纵贯太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋，彼此相连，总长约84000km，约占世界大洋总面积的33％，为地球上最大的环球性海底山系，它具有很强的构造活动性，经常发生地震和火山活动。大洋中脊中部通常高出深海底

2000～3000m；其峰顶距海面一般2000～3000m（个别地点可露出海面，如冰岛、亚速尔群岛等）；宽度可达2000～4000km。大洋中脊轴部常有一条纵向延伸的裂隙状深谷，称中央裂谷。该裂谷一般宽数十公里，深可达

1000～2000m。1地球概况与地质作用1.1地球概况

1地球概况与地质作用1.2地质作用1.2

地质作用地质作用：是指由于受到某种能量(外力、内力、人为）的作用，从而引起地壳组成物质、地壳构造、地表形态等不断的变化和形成的作用。地质营力：引起地质作用的自然力1.2.1地质作用的能源1、内能（1）地内热量是导致地球发生变化的重要能源。地内热能的形成和聚积主要起源于4种方式：一是内地球内部存在的放射性元素在蜕变过程中产生的放射性热能；二是地球内部物质发生化学反应或结晶作用，释放出来的化学能；三是地球在由星际物质聚集过程中带来的巨大动能转变而成的热能；四是原始地球在重力作用下体积逐渐收缩产生的压缩热能。

据估算，地球内部每年产生的总热量大于每年经地表散失的总地热流量，这部分剩余余的地热能量，是导致火山活动、岩浆活动、地震、变质作用、地壳运动的主要能源。（2）重力能指地心引力给予物体的位能。在地球表面所有物体都处于重力场的作用之下。同样，在地球形成和发展过程中，地内物质在重力作用下发生分异，密度较大的物质下沉组成地核，密度较小的物质上浮形成地幔和地壳，从而导致物质的总位能释放而转化为热能，这种热能称为重力分异产生的热能。（3）地球旋转能是地球自转产生的力给予地球表层物质的能。离心力，离极力，科里奥利力。2、外能（1）太阳辐射能是太阳向地球输送的热能。

根据计算，一年中整个地球可以内太阳获得5.4×1024J的热量。太阳辐射热是大气圈、水圈和生物圈赖以活动、发育并相互进行物质和能量交换的主要能源，并由此产生一系列的外营力，如风、流水、冰川、波浪等。（2）日月引力能是因日、月对旋转着的地球上各点的引力不断变化而产生的能。

地球上海水发生潮汐现象。潮汐具备机械能，是导致海洋地质作用的重要营力（3）生物能由生命活动所产生的能量。1地球概况与地质作用1.2地质作用1.2.2地质作用的分类1地球概况与地质作用1.2地质作用1.2.3内力地质作用1.2.3.1构造运动

由地球内部能量引起的导致地壳或岩石圈的物质发生变形和变位的机械运动。其结果主要变现为地壳的产生隆起和坳陷，岩层发生褶皱和断裂。按照构造运动的进行方向，常分为水平运动和垂直运动两种基本形式。1地球概况与地质作用1.2地质作用1、水平运动

地壳或岩石圈的运动沿地球表面切线方向的运动，它的表现形式是地壳岩层沿水平方向移动。当地壳岩层沿水平方向的移动过程中遭受到大的挤压力或拉张力时，常有强烈的褶皱和断裂出现。由于水平运动常在地表形成高山，故又称为造山运动。1地球概况与地质作用1.2地质作用

现代水平运动的典型例子美国西部的圣安德列斯断层。1.2.3内力地质作用1.2.3.1构造运动2、垂直运动

地壳或岩石圈的大致沿地球半径方向的运动，它的表现形式是地壳岩层沿半径方向进行的缓慢升降运动，又称升降运动。长期交替进行，又称震荡运动。结果造成地壳大规模的隆起或凹陷，引起地势高低变化或海陆变迁。1地球概况与地质作用1.2地质作用

1地球概况与地质作用1.2地质作用

意大利那不勒斯湾海岸是说明现代垂直运动的最好例子。那不勒斯湾海边的3根大理石柱1.2地质作用

1地球概况与地质作用1.2.3.3岩浆作用岩浆在上升过程中与围岩相互作用，不断改变自身的化学成分和物理状态，这种从岩浆形成、活动直至冷凝的全部地质作用，统称为岩浆作用。根据岩浆侵入地壳之中还是喷出地表，岩浆作用可以分为喷出作用和侵入作用。

1、岩浆的喷出作用

岩浆喷出地表—火山喷发。由岩浆喷出地表而形成的岩石—喷出岩（火山岩）。1）火山喷发的类型：（1）中心式喷发

现代大陆常见。沿颈装管道喷发，最大持点是常在地表形成下缓上陡的火山锥。我国山西大同和黑龙江五大连池皆可见到成群的火山锥。火山口系火山爆发及岩浆回抽，退缩而成。火山口中积水就形成火山口湖，我国长白山主峰白头山顶的天地就是这样形成的。（2）裂隙式喷发岩浆沿地壳裂隙呈线状大面积溢出，洋中脊常见。

常形成熔岩台地、熔岩高原。熔台高原是地球表面的一个重要单元，据统比它覆盖地球表面约200×104km，如印度德于高原，面积达500000km2，厚度达2000m，我国云、贵、川的二叠纪玄武岩(260000km2)及河北汉诺坝玄武岩(l700km2

），也都是裂隙式喷发产物。（3）熔透式喷发

地质历史早期的一种喷发方式。这种喷发的特点是火山岩分布范围很广，火山岩与侵入岩过渡相连，喷出通道不规则2）火山喷发物（1）气态物质：水汽占60%-90%（2）液态物质：岩浆（3）固态物质：大小石块和岩浆凝固碎块2、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。（3）岩脉：岩浆沿垂直于层面的裂隙侵入，与层理斜交。直立或近于直立的岩脉—岩墙。岩脉的规模大小不一。1-岩基；2-岩株；3--岩盘；4-岩床；5-岩墙和岩脉；6-火山锥；7-熔岩流岩盘立体图岩床立体图

1.2.3.4变质作用变质作用：地下深处的固体岩石在高温、高压和化学活动性流体作用下，引起岩石的结构、构造或化学成分发生变化形成新岩石的一种地质作用。1、变质作用的因素1）温度：（1）再结晶作用：非晶质矿物→结晶质矿物晶体细小的矿物→颗粒大的矿物（大理岩）（2）矿物成分之间重新组合形成新矿物：例如：含SiO2的石灰岩，在高温（550℃）下，可生成新矿物硅灰石（CaSO3）CaCO3+SiO2→CaSiO3+CO22）压力：（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重新排列形成垂直于压应力方向的片理构造。（3）化学活动性流体：主要成分H2O，其次是CO2、F、Cl等。在适当的温度和压力条件下，便和围岩发生交代作用，使围岩成分、结构、构造发生一系列变化。例如：H2O和CO2作用于超基性岩形成蛇纹岩。2、变质作用的类型根据变质因素、变质方式的不同，变质作用可分为三种类型：

1）接触变质作用：（1）接触热变质作用，（2）接触交代变质作用

2）动力变质作用：

3）气液变质作用：4）区域变质作用：

5）混合岩化作用。1.2.4外动力地质作用1.2.4.1风化作用1、风化作用的类型

1）物理风化作用(机械破碎作用)（1）温度风化作用

由于气温周期性变化引起岩石碎裂崩解的作用。（2）冰劈作用

因充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而使岩石崩解的过程。1地球概况与地质作用1.2地质作用

（3）盐类结晶和潮解作用

充填于岩石孔隙、裂隙中含盐溶液，由于浓度的变化，盐类出现结晶和溶解使岩石破碎的过程。

（4）层裂作用

地下深处的岩石遭受剥蚀后，由于释重减压而产生向上和向外侧的膨胀作用，形成与岩体表面大致平行的层状剥落作用，又称席理或卸载作用。1地球概况与地质作用1.2地质作用

温差引起的风化剥落层状剥落1地球概况与地质作用1.2地质作用

冰劈作用示意图2）化学风化作用（化学反应而分解）（1）溶解作用指水溶液直接溶解矿物中的某些易溶成分，而使矿物（岩石）分解破坏的过程。

（2）氧化作用是指矿物、岩石与大气或水中的游离氧起化学反应形成氧化物而使岩石分解的过程。

（3）水解作用和碳酸化作用水解作用是指矿物与水作用，发生分解并形成带OH-

新矿物的过程。

1地球概况与地质作用1.2地质作用

3）生物风化作用（生物活动）（1）生物物理风化作用由生物活动导致岩石的机械破碎过程称生物物理风化作用，常见的一种形式就是根劈作用。（2）生物化学风化作用

由于生物活动引起岩石化学成分变化而使岩石破坏的过程称生物化学风化作用。

1地球概况与地质作用1.2地质作用

根劈作用2.风化作用的产物（1）碎屑物质

包括岩石碎屑和矿物碎屑。碎屑物质主要是岩石物理风化的产物，有时也可能是化学风化未完全分解的产物。碎屑物质是构成沉积岩中碎屑岩类的主要成分。

1地球概况与地质作用1.2地质作用

（2）溶解物质

主要是化学风化和生物化学风化的产物。岩石中的K+、Na+、Ca+、Mg+等阳离子，常与水溶液中的CO3－

、Cl－、OH－、SO42－等阴离子结合，形成碳酸盐、氯化物、氢氧化物、硫酸盐等易溶盐类，以真溶液的形式随水迁移。难溶的SiO2、Al2O3、Fe2O3等，在一定条件下也可以呈胶体溶液迁移。这些物质在一定条件下沉积下来，便构成沉积岩中化学岩的主要成分。（3）难溶物质

上述SiO2、Al2O3、Fe2O3等，除在特定条件下部分迁移外，大部分相对富集起来，形成高岭土、铝土、赤铁矿、褐铁矿等不溶的次生矿物，它们是构成沉积岩中黏土岩及其他岩类的主要成分。3、风化壳由风化作用形成的分布于陆地表面基岩之上由风化产物和土壤构成的不连续的薄壳称为风化壳。风化壳覆盖在陆地表面。由于不同气候条件下，风化作用的因素、方式、强度，以及原始母岩性质的差异，风化壳沿垂直方向常形成不同成分和结构的多层残积物层。层与层之间的界面一般呈过渡关系，但每一层又都具有一定特征。例如花岗岩的风化壳一般自上而下分为土壤层、残积层、半风化层、基岩。

1地球概况与地质作用1.2地质作用

风化壳剖面示意图4、影响风化作用的因素

1）气候和植被

气候因素包括温度、降雨量和湿度，它们是控制风化作用的重要因素。植被对风化作用的影响与气候条件是分不开的。

2）地形

地形条件包括3个方面：地势的高度，地形起伏，山坡的方向。1地球概况与地质作用1.2地质作用

3）岩石特征（1）岩石成分不同的矿物具有不同的抗风化能力，由不同矿物组成的岩石其抗风化能力也就不同。

（2）岩石的结构、构造组成岩石的矿物粒径、分布特征、胶结程度及层理对风化作用的速度和强度都有明显的影响。

（3）裂隙岩石的裂隙发育使岩石与水溶液、空气的接触面积增大，增强水溶液的流通性，从而促进风化作用的进行。1.2.4外动力地质作用1.2.4.2搬运作用1.搬运作用的方式

1）机械搬运作用（1）推移流体运动产生的推力使碎屑颗粒沿介质底面以滑动、滚动或跳跃的方式移动。

（2）悬移被搬运的物质漂浮于流体中随流体运动。

2）化学搬运作用（1）胶体溶液搬运低溶解度的金属氧化物、氢氧化物和硫化物，常呈胶体溶液被搬运。

（2）真溶液搬运母岩风化形成的溶解物质中，Cl、S、Ca、Na、Mg等成分多呈离子状态溶解于水中，即呈真溶液状态被搬运。

1地球概况与地质作用1.2地质作用

1.2.4.2搬运作用2.不同营力的搬运作用特点

1)河流的搬运作用河流的搬运作用既有机械搬运，也有化学搬运，但以机械搬运作用为主