《普通地质学》笔记

绪论1、概念地质学：研究地球的科学，研究固体地球的组成、构造、形成、演化规律。2、固体地球的组成：大气圈、水圈、生物圈地壳、地幔、地核3、分支学科物质组成。地壳变形和运动方面的。地壳历史演化。其它。4、研究方法历史恢复、规纳为主：工作程序：调研、推断解释、实践检验原则：将今论古基础是均变说（地壳的演化和发展是渐进的，在各个方面，古今都是一致的，即现今所能观察到的地质作用过程在过去也是以这种方式起作用的。）地球发展有一定阶段性，是不可逆的，现今不可能是过去简单的重复。灾变论：将地壳的演化和发展规于某些超出现在经验和知识范畴的短暂猛烈、多少具世界性规模的激变事件。第一篇地球及地质作用（30）第一章地球第一节地球的外部层圈和地表形态1、大气圈包绕于地球，为最外一个层圈，主要由空气(O,N,CO2)构成，可深入地下，但不超过3公里。无上界，向上过渡为星际空间。97%的质量聚集在地表29公里内。对流层：距离地表10公里内的大气层。对流层温度主要受地面辐射影响，越高温度越低，纬度不同，各地气温不同形成大气对流。作用：气候。2、水圈地表有70.9%为水(海洋、河流、湖泊、冰川)覆盖，地下水、岩石中的孔隙水。它们构成一个基本连续的水圈。作用：塑造地表形态。对人类生存、生活环境。水的循环3、生物圈是指生物有机体所分布和活动的地球外圈，主要是地壳表层和近地表的大气圈。绝大部分分布于地表及水圈。作用：人为地质作用。生物成矿。对大气环境影响。参与地质作用。第二节固体地球的形状及表面特征1、地球的形状和大小为一旋转椭球体，外形呈现梨形。赤道半径：6378.160KM；两极半径：6356.755KM；扁率：1/298.252、表面特征可明显分为陆海两大部分；不论海底或陆地均有线状分布的特殊地型。3、大陆地势线状山、面状原（平原、高原）山：成因分断块山、褶皱山高程分：低山500-1000M（海拔）；中山1000-3500m；高山：》3500丘陵：《500M相对高差200M内原：平原（海拔高程600M以内，一般低于200m；高原。裂谷4、海底地势海岭A洋脊（正在活动的海岭、伴有地震）两侧较低、中间高、中心最高部位有一条巨大裂谷。海槽：海底中的长条型洼地。B海沟：较深、边坡较陡的海槽，最深达6000M，是地球表面最低的地段。C大洋盆地（深海丘陵、深海平原）D岛屿海山：大洋底比较孤立的水下山丘。E岛弧与海沟伴生呈弧形向海方向突出。F大陆边缘地形（大陆架、大陆坡、大陆基）第二节固体地球的物理性质1、密度和压力平均密度为5.518g/cm3,实测地表岩石的密度为2.27-2.8g/cm3.地球内物质密度不均匀。地内各圈层间的度随深度增加而增加，某些层圈处的密度变化尤为明显。地心处可达13.0g/cm3。压力等于上覆荷的重量。2、重力与物体所受地心引力和地球自转心力之合力。在离心力最大的赤道处，其大小也仅有其1/298，因而，可视为地心引力。重力异常：正异常、负异常3、温度外热层：温度受地表辐射影响，有较明显的季节性变化。常温层：在位热层之下，温度保持恒定，相当于当地的平均温度内热层：位于常温层之下，其温度随深度增大而增加。地热增温率：深度每增加100米所升高温度。地热增温率是变化的。热能来源4、磁性地球是一个具大的磁场。地磁极与地理极不重合，其间有110的交角。地磁子午线与地理子午线间的夹角称为磁偏角。地磁要素：磁偏角、磁倾角、磁场强度磁倾角是指磁力线与水平面间的夹角。磁场强度是指单位正磁极受力大小。根据世界范围内地磁要素的测量及校正得出的某地正常磁场数值称为地磁正常值。磁异常：正异常、负异常。5、弹性地震波的传播和日月引力下的固体潮表明地球有弹性。地震波是一种弹性波。地震波在地内的传播速度取决于物质的密度和弹性。在各层圈分界面处，传播速度会发生突变。当遇到不同的物性界面时，地震波会发生反射和折射。第三节地球的层圈构造1、不连续界面地球内部有两个最明显和重要的一级界面即波速不连续界面。在这里地震波波速改发生突变，表明界面上下物质成分和物态上有较大差异。莫霍面：界于地壳与地幔间。在大陆上平均约33KM厚。纵波速度有一陡增。古腾堡面：界于地幔和地核间的界面，位于地下约2900KM处，地震波纵波速度有一陡减、横波速度为零，表明地幔为液态。2、地壳是位于地球表面的一个薄壳。位于莫霍面之上，由坚硬的岩石组成。厚度不一，大陆地壳较厚，平均为33KM，高原厚达70KM，海洋较薄，平均6KM。地壳可分为上下两层：硅铝层、硅镁层。大陆型地壳（陆壳）大洋型地壳（洋壳）3、地幔介于莫霍面与古腾堡面之间的一个圈层。厚度约2800KM，占地球总体积的83%。上地幔：位于地下约900km处，以纵波速度8为标致。该界面以下纵波和横波波速、密度等陡增。其成分相当于超基性岩。下地幔：平均厚度约1900KM，物质成分与上地幔同，平均密度达51g/cm3。4、地核5、古腾堡以下直至地心称为地核。该界面以下波速突然降低。其半径约3741KM。根据地震波波速的变化可以分为液态的外核、固态的内核、由液态过渡为固态的的过渡过层。组成地核的物质成分主要是铁和镍，有人认为与铁质陨石成分相当。密度为9。7-13g/cm3。软流圈：位于地下60-400km，顶界距莫霍面很近，地震波到该界面时下降，下降最明显是在100-150km处，之后以趋于上升逐渐正常，属于地震波低速带。称其为软流圈。软流圈呈固态，是个较软、较易流动的层圈。也是岩浆的主要发源地。岩石圈：地壳和软流圈以上的地幔部分。它是浮于软流圈上相对刚性的薄壳。第四节地球的物质组成1、地球平均化学成分Fe39.76、O27.71、Si14.53、Mg8.69、Ni 3.16、Ca2.54、Al1.79S0.64、Na0.39、Cr0.20、P0.11、Co0.23、K0.14Ti0.022、地壳物质组成主要原素：OSiAlFeCaNaKMgHTi氧化物：第二章地质作用概述

第一节地质作用的概念及类型１、概念由自然营力引起地球物质组成、构造和地表形态变化与发展的各种作用称为地质作用。２、地质作用类型内、外动力地质作用（根据产生地质作用的能量来分）外动力地质作用：由地球外部能源在地表及地表附近进行的地质作用。如太阳辐射能、日月引力等直接或间接引起地表形态和物质成分变化的地质作用。外力作用主要有：风化作用、剥蚀作用、搬运作用。沉积作用、沉积成岩作用、下坡运动。外动力地质作用按类型分：风化作用、地面流水地质作用、地下水地质作用、冰川地质作用、海洋地质作用、湖泊和沼泽地质作用内动力地质作用：由地球内部能源（地球旋转、地热等）为主引起的各种地质作用。多发生在地壳深部。按动力及作用方式可分为：岩浆作用：变质作用：地震作用构造变形（运动）第二节风化作用１、概念组成地壳的岩石在地表或地附近的常温常压条件下，由于物化条件发生了改变，岩石为适应这种新的环境，岩石、矿物在原地所发生的机械破坏和化学变化的作用。２、类型物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用３、影响因素岩石的性质气候地型覆盖４、物理风化作用岩石在原地发生机械破坏作用。温差风化冰冻风化产物：岩屑、砂屑。５、化学风化作用处于地表的岩石，与水溶液和气体等在原地发生化学反应使岩石破坏、不仅改变物理学状态，同时也改变化学成分、并可形成新矿物的作用，称为化学风化作用。Ａ溶解作用：矿物溶于水的过程。除取决于矿物本身的溶解度外，还取决于溶液的性质、温度、ＰＨ等。Ｂ：水化作用有些矿物与水作用时，吸取水分作为自已的组成部分，形成含水的新矿物称水化作用。如硬石膏吸水后变成石膏硬度降低。Ｃ水解作用：矿物离解物质与水中的ＯＨ或Ｈ相互作用形成化合物称为水解作用。Ｄ碳酸盐化作用Ｅ氧化作用产物：可溶物质、残积物。６、生物风化作用处于地表的岩石由于生物的作用使其在原地发生破坏的作用叫生物风化作用。生物物理风化作用：生物钻孔、根辟作用生物化学风化作用：７、产物残积物：地表岩石经风化后残留于原地的松散堆积物。可溶物质：风化壳：风化后的残积物不连续的覆盖在地表基岩上，形成一薄层外第三节地面流水地质作用一、地面流水类型片流：沿地面斜坡呈片状流动洪流：片流汇集于沟谷中形成急速流动的水流。河流：沿河沟经常性流动的流水。二、 地面流水的运动方式层流：水质点运动迹线彼此平行而不混合，保持一层一层向前滑动。紊流：水质点呈现不规则流动，环流：水质点作螺旋形运动的水流，在过水横剖面上的投影为环状。涡流：河流中水质点绕轴旋转的运动，它的旋转轴有垂直的和水平的两种。三、 流水的地质作用的能量动能P=1/2MV2四、 流水地质作用的方式：机械剥蚀、搬运、沉积为主化学溶蚀作用较弱，视岩性而定。五、暂时性流水地质作用片流：比较均匀地冲洗破坏整个斜坡的表层。只冲走细小的碎屑物质在坡底形成坡积物洪流：由洪流所携带的砂石对沟底和沟壁进行冲击和磨蚀的过程称为冲刷过程。由冲刷作用所形成的沟底狭窄、两壁陡峭的沟谷称为冲沟。洪积扇（扇根、扇中、扇缘）六、河流的地质作用侵蚀作用方式：磨蚀：冲蚀：溶蚀：2侵蚀作用类型A下蚀作用：河流在垂直方向上下切河床的侵蚀作用。河流发育的初期或河流的上游地段，形成V字型河谷。河流游形成U形谷。下蚀作用受岩石性质和地质构造条件控制。软硬相间的岩层在硬岩层变为软岩层时易于形成阶梯，高差小时形成湍急水流、高差大时形成瀑布。瀑布成因多样。下蚀作用在加深河谷的同时，又有使瀑布后退向上游发展，和使河流向源龙发展的趋势，称为向源侵蚀。河流袭夺辩状河侵蚀基准面：河流流入的湖面或海水面为下蚀作用的极限。B侧蚀作用：蛇曲河牛轭湖3河流的搬运作用碎屑物、可溶物搬运方式：悬移、推运、跳跃4河流的沉积作用河流沉积特点（分选、磨圆好、层理清晰）：心滩沉积边滩沉积漫滩沉积二元结构冲积平原三角洲沉积5构造抬升对河流地质作用的影响河成阶地：位于河谷谷坡上不再被河水掩没的台阶状地型第四节地下水地质作用一、概述１、地下水在地面以下贮存于岩石和松散堆积物空隙中的水。地表水与地下水可以相互补给。来源：存在状态：气态、液态、固态贮存空间：空隙（孔隙、裂隙、溶隙或溶洞）透水层隔水层含水层地下水从地面往地下渗透时，大致呈现垂直方向流动。到达隔水层顶面后，则转为呈水平方向沿隔水层顶板倾斜的方向自高处往低处流动，形成潜流。地下水在岩石空隙中流动时，水质点运动也可有层流和紊流，一般呈层流。地下水基本类型A饱气带水：自地表以下不深的地带，岩石的孔隙未被水充满呈现不饱合带水。B潜水：地面以下第一个稳定隔水层以上具有自由表面的重力水。潜水面是潜水顶部连速的自由表面。C层间水（承压水）积聚于两个隔水层间透水层中的重力水。泉水泉：地下水的天然露头。上升泉：下降泉：温泉矿泉二地下水的剥蚀作用地下水的剥蚀作用是在地下进行的，称为潜蚀作用，包括机械冲蚀和化学溶蚀。地下水的冲蚀作用小体分散、流速缓慢、动能较小，冲蚀作用较弱，仅能将松散细小粉砂泥土物质冲走。但在较大裂隙中，可局部具有较强的冲蚀能力。地下水的深蚀作用及岩溶液地形地下水在流动过程中对岩石进行化学溶解、分离的破坏作用。H2O+CO2=H2CO3CaCO3+H2CO3=Ca(HCO3)2岩溶地形：岩溶形成过程，地表水沿裂隙下渗，在下渗过程中对可溶性岩石进行不断溶蚀，使岩石遭受破坏，改变地表面貌，形成较为特殊的地形，岩溶地形。岩溶是以地下水为主、地表水为辅与可溶岩石发生的溶蚀作用为主的地质作用及其结果的总称。也称为喀斯特。A溶沟和石地表水沿裂隙渗流时，可将地面深蚀和冲蚀成大小不等的沟槽称溶沟。溶沟间残存的Y状石脊称为石Y。B溶柱：溶沟加深后石Y达到十米-数十米，单个的称溶柱。石林：成群出现的溶柱如林一样。C落水洞：D溶斗和溶洼：（溶斗进一步扩大形成较大的洼地称为溶洼）E溶洞：在潜水岩附近，地水沉层面或裂隙溶蚀形成不规则的洞穴。F地下暗河：G溶蚀谷：地下溶洞塌陷或暗河暴露于地表形成长沟或地下水沿断层带溶蚀形成宽的谷地。H天生桥：I溶盆和溶原：岩溶作用条件：A裂隙发育B水量充足C气候湿热岩溶发展阶段：早期以垂直渗流为主形成溶沟、石Y、落水洞、地下暗河、溶斗、溶洼。中期：垂直渗流与水平径流均发育形成暗河时出时没、溶蚀谷、溶盆增多。晚期：水平径流为主形成孤峰耸立的溶蚀平原。三、地下水的搬运和沉积作用１、搬运作用２、沉积作用孔隙中沉积：胶结物、硅化木、晶洞、晶族裂隙中沉积：脉体溶洞中沉积：石钟乳、石笋、石柱（统称为钟乳石）石幔沿洞壁裂隙幕一样的沉淀物。温泉区沉积：钙华、泉华（多孔状沉积物）四研究意义：饮水、发电、地方病、工程、水库渗漏第五节冰川地质作用一、 概述1、冰川陆地上由积雪转变成的、具有一定规模、长期存在能自行流动的冰体。2冰川的形成在高纬度两极地带和中、低纬度的高山地区，气温常可处于零度以下，大气降水以雪为主，在这些地方降雪量大于融化量形成终年积雪区。终年积雪区的下部界线称为雪线。在终年雪区，刚下的雪先由雪片转变为自由能最小的球状小晶粒。随着上覆雪的增多，在上覆荷载的作用下，小晶粒经历压实和重结晶转变成冰。同时上部的雪溶水也可下渗将冰粒胶结成冰，最后在二者共同作用下形成冰川冰。冰咱冰积到一定厚度后，在冰层自重力和重力作用下产生塑性流动，顺地面斜坡向低洼处或自积雪区中央向四周流动形成冰川。冰川的类型按气候条件分：海洋型冰川：发育于降水量充沛海洋型气候冰川。特点是：雪线位置低、冰层温度高、冰雪积累量和消融量均大，运动速度较快、气候变化反应明显、而且不稳定、作用能量大、地质作有强。大陆型冰川：发育于降水量少大陆气候型冰川。特点：雪线位置高、冰层温度低、冰雪积累量与消融量均小、运动速度缓慢、而且稳定。按分布规模、形态和所处地型条件分大陆冰川：主要分布于高纬度和极地的大陆和岛上，为大面积覆盖于陆地上且厚度达千米以上的冰流，中央厚、四周薄呈盾型。常称为冰盖。冰川运动不受重力影响，主要受自重影响。山岳冰川：分布于中低纬度的山地各种形态物冰川。它的形成受地形和重力影响。冰川的运动冰川在自重力的作用下发生运动，流动的速度很慢，一般每天仅有几厘米。冰川冰受压力作用时易发生塑性变形。运动的冰层分为上部碎性层、下部塑性层。在冰床运动的冰川，底部和两侧由于受基岩的摩擦而流动较慢，上部和中间部分运动较快。冰川的中间部分向前端伸出呈舌状称为冰舌。冰川的最前端称为冰前。冰前是冰川的主要融化区，当冰流的补给量大于冰川的融化量时，冰川开始前进，否则，后退。5、冰川的地质作用A冰川的剥蚀作用刨蚀作用：冰川对冰床底部和两侧的基岩进行锉磨，类似于刨木。有两种方式：（1）挖掘作用冰川楔入冰床裂缝中/或冰川在重力作用下使冰床被压碎，当冰运动时起到挖掘作用。（2）磨蚀作用磨蚀作用过程中，岩石在冰川的自重或者碾磨作用下常易形成碎粉，碎粉可作为碾磨材料对冰床进行磨蚀，将基岩表面磨得十分光滑形成冰溜面。钉子型冰川擦痕产物：冰蚀谷深而陡、直而宽、横剖面呈U型冰斗：三面陡壁环绕一面出口而具陡坎的围椅状地型。常位于雪线附近。刃脊：两个相邻冰斗不断发展扩大并从山脊两侧起进行剥蚀，形成陡峻的山脊。角峰：三个相邻冰斗相向剥蚀，在三者中央形成陡峻的锥状山峰。石盆地：在基岩较软和裂隙发育的地段，由于冰川的挖掘作用形成一系列的洼地。其展布方向与冰川的流动方向相一致。羊背石：由冰川的磨蚀和挖掘作用形成的形式椭圆状小岩丘，好似一伏地地的羊背。B冰川的搬运作用搬运重可达上万吨的岩石。大于一米的岩块称为漂砾。C冰川的沉积作用冰渍物特点：机械碎屑物为主、大小混杂、无层理、无分选、岩石较破碎、常具棱角状，砾石表面有压坑、呈灯盏型、马安型砾石。钉子型擦痕。7研究意义古冰期：现代以前的冰川。冰期：在冰川活动时期，冰川活动的规模和范围有变大或变小的时期，这种变大或变小主要是受气候变冷和变暖控制。气候冷时，冰川规模增长、分布范围扩大称为冰期。间冰期：两次冰期间的温暖时期称为间冰期。有助于了解古气候、古地理和古生物的演变第六节风的地质作用一、 风蚀作用：风沿地面吹动时，它以自身的风力和挟带的碎屑物对地表的松散物或岩石进行冲击和磨损的破坏作用。称为风蚀作用。它主要有两种作用方式：吹蚀、磨蚀二、风的搬运作用：推移跃移悬移三、风的沉积和用风积物：风在搬运过程中，风速减缓，搬运能力减小，使风运物堆积下来形成风积物。风的沉积物具有分带性，具有极好的分选性。风积物主要是沙和黄土。风成沙：经风的搬运、沉积形成的沙，磨园好、可见高角度斜层理。沙丘：在沙地上风堆积形成的大小不等突起的沙堆。黄土：是一种灰黄和棕黄色为主、富含碳酸盐、有大孔隙和垂直节理、无层理、原生堆积未经次生扰动的土状沉积物。成因复杂，但以风为主。风成黄土是由风积的粉沙和尘土。第七节海洋地质作用一、海洋地质作用的动力来源1、波浪：海水作有规律的波状起伏运动。波浪是一种振荡波，波浪中水质点的运轨迹为圆形轨迹。海越深，圆越小。如果受海底影响，其轨迹会由圆变为椭圆、扁度增加。2、潮汐：海水在月球和太阳引力下所发生的周期性运动。3、洋流：海洋中沿固定方向流动的海水，它是在一定时间内沿一定的方向速度和时间不变的水流。洋流的形成与温度、盐度的分配和一定的风向有关。4、浊流：水和沉积物混合形成的一种高密度流体，沉积物在其中成悬浮状态，并且与上覆水体间形成明显的密度差，在重力作用下这种沉积物沿斜波流动。二、海洋的分带滨海：低潮线和最大高潮线之间的地带浅海：大陆周围较平坦的浅水海域。介于低潮线和到海底坡度直接变陡的区域。深海-半深海（斜坡和大洋盆地）三、海洋剥蚀作用（海蚀作用）1、海浪的侵蚀作用：海蚀洞海蚀槽海蚀崖波切台地３、浊流的侵蚀作用四海洋的搬运作用海水的搬运主要是借助于海浪、潮汐、洋流等进行。搬运的方式有机械的悬运、推运和化学溶运。当波浪、潮汐涌向海岸时，由于岸边水位升高，在重力作用下，一部分水沿倾斜的海底形成底流。除此而外形成岸流（运动方向与岸斜交时），两种流体作用可将剥蚀产物搬动到海中。洋流搬运量很小，只不能搬运少量细小悬浮物。浊流（搬运能力大）五、海洋的沉积作用１、滨海２、浅海（陆源碎屑沉积、碳酸盐沉积、生物礁）３、深海-半深海沉积（陆源悬浮物、海底火山喷发物、生物软体）各种生物软泥、海泥和火山灰等。第八节湖泊和沼泽地质作用一概述湖泊：由贮水洼地和水体共成组成的陆地上较大的洼地。成因：构造湖（断裂运动）、火山湖（火山阻截河流）、火口湖（），河成湖（牛轭湖）、冰成湖（冰渍物阻塞而成、剥蚀形成的洼地）泄水湖不泄水湖淡水湖（含盐度《1G/L）咸水湖（含盐度1-35G/L）盐湖（含盐度大于35G/L）湖水的运动与海水运动相似二湖泊的地质作用1、湖泊的剥蚀作用（同海水）2、湖泊的搬运作用（同海水）三、湖泊的沉积作用１、潮湿气候区沉积A机械沉积湖滩砂粉砂泥湖成三角洲沉积B化学沉积流入湖盆中的水体所带来的铁、铝、锰的化合物与湖中的淡水混合，酸度降低，易发生化学沉积，形成褐铁矿、铝土矿等。C生物沉积作用生物死亡后的遗体堆积。它们与湖泥堆积一起，在缺氧和还原环境中经成岩作用形成油页岩，油页岩进一步发展形成石油。２、干旱区湖泊沉积多为不能泄水的咸水湖，由地面流水搬运来的物质多为易溶盐类为主。NaCi\KCl\Na（OH）\MgCl2\MgSO4|CaCO3|CaSO等，当湖水不断被蒸发时，盐度增加，当含盐溶液的浓度过饱和时而沉淀，沉淀的顺序按溶解度大小：碳酸盐沉积——硫酸盐沉积——氯化物沉积。四沼泽地质作用沼泽；大