地质作用.ppt
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1、第二章 地质作用与地貌,第一节 地质作用概述 第二节 外力地质作用及地貌 第三节 内力地质作用与地貌,第一节 地质作用的概念,一、地质作用: 地球内外的自然动力所引起地球(主要指岩石圈或地壳)物质组成、内部结构、构造和地表形态变化与发展的作用称为地质作用。,地质营力:引起地质作用的力称为地质劳营力。 地质作用是自然界的雕刻大师。,二、地质作用的类型 根据地质营力的来源不同,把地质作用分为内动力地质作用和外动力地质作用。 内动力能量来源于地球本身:主要包括地球的旋转能、重力能、热能,此外还有矿物的结晶能、物质变化的化学能等。,外动力能量来源于地球的外部:主要包括太阳的辐射能、日月引力能、和生物能
2、。 在地壳的演化中,内动力地质作用起主导作用。地表起伏夷平外动力,1、内力地质作用又分为 地壳运动(水平运动、垂直运动) 岩浆作用(侵入作用、喷发作用) 变质作用(热力变质作用、动力变质作用、区域变质作用) 地震作用(构造地震、火山地震、陷落地震),2、外力地质作用又分为 风化作用(物理风化、化学风化、生物风化) 剥蚀作用(机械剥蚀作用、化学剥蚀作用) 搬运作用(风的吹蚀、地面流水侵蚀、地下水的潜蚀、湖水及海水的冲蚀、冰川的刨蚀) 沉积作用(机械沉积作用、化学沉积作用、生物沉积作用、掺合作用) 成岩作用(胶结作用、压实作用、重结晶作用、交代作用) 后生作用,第二节 内力地质作用,内力地质作用地
3、球内部营力引起地壳物质成分、地表形态、构造发生变化的地质作用。 包括地壳运动、地震、岩浆作用和变质作用。,大洋中脊,一、地壳运动,地壳运动指地壳内部营力引起地壳或岩石圈物质的机械运动。-慢长.形成地质构造. 地壳运动的方向有水平运动和垂直运动之分。地壳运动的速度一般在0.2cm/年4cm/年左右(喜马拉雅山为1 cm/年2 cm/年,洋中脊为2 cm/年4 cm/年)。 地壳运动的产物有褶曲、褶皱、断层(阶梯状、叠瓦状、地堑、地垒)、地层的不整合等。,二、地壳运动的类型 水平运动、垂直运动,垂直运动又称升降运动,指地壳或岩石圈沿大地水准面方向发生大规模的上升或下降的运动。 垂直运动引起海陆变迁
4、、地势高低改变、岩体的垂直位移以及层状地层岩石形成大型平缓变曲。,水平运动指沿大地水准面方向的运动,表现为大规模的水平位移。 水平运动引起地壳的拉张、挤压、平移、旋转,从而使岩层发生弯曲与断裂。地形上形成山脉和盆地。,水平运动、垂直运动相辅相成,岩浆:地壳深处的局部地段和软流圈中存在的一种由硅酸盐及部分金属氧化物、硫化物和挥发组分组成的高温熔融状物质称为岩浆。1000度以上. 挥发性物质(含量1%-8%,液态或气态,以水为主)。,岩浆作用 : 岩浆的形成、演化、直至冷凝,岩浆本身发生的变化以及它对周围岩石的影响的全部过程称为岩浆活动或岩浆作用。,二、岩浆作用(侵入作用、喷发作用),岩浆作用的分
5、类: 喷出作用:岩浆喷出地表的作用称为喷出作用,又称火山作用。火山喷发方式有两种包括中心式喷发、裂隙式喷发。 侵入作用:深部岩浆向上运移,侵入周围岩石而未到达地表,称为侵入作用。,(一)喷出作用:岩浆沿一定的通道喷出地表的作用称为喷出作用,又称火山作用。 火山习惯上分为:活火山现在仍在继续活动的火山;休眠火山人类历史上喷发过近代处于相对稳定的火山;死火山,地史时期喷发过现在没有活动能力的火山。,1、火山的结构: 火山堆: 火山喉管:火山颈: 火山口:火山湖:火山口的熔浆冷凝收缩成的凹地积水。,2、火山的喷发产物: 气体喷发物 以水蒸气为主,其含量可达70%以上,其次CO2、N2、Ar、SO2等
6、。 固体喷发物 按其性质与大小可以分为火山灰、火山弹、火山砾、火山渣、火山块等。又称为火山碎屑物。,液体喷发物 其形成熔岩。熔岩有熔岩被、熔岩瀑布等多种形式,陆相喷发的熔岩表面多为绳状或波状构造。 熔岩在散热冷凝过程中常形成柱状节理。,3、喷出岩:由火山喷发形成的岩石通称喷出岩。岩浆在火山通道内冷凝形成的岩石称为次火山岩。次火山岩的成因及时、空都与火山岩有密切联系,属于广义的火山岩。,(二)侵入作用 侵入作用:岩浆从源地沿地壳薄弱带向上运移,侵入地壳上部地层,随着温度降低,在未到达地表就冷凝成岩石的地质过程称为侵入作用。 侵入体:岩浆在地壳中不同深度冷凝后形成的各种岩浆岩体。 围岩:侵入体周围
7、的岩石叫围岩。,(二)侵入作用 侵入作用分为:浅成侵入和深成侵入。 1、浅成侵入作用:在地壳浅部(36km以上)地层承受的静压力较小,脆性大,在断裂发育的部位,由于层间结合松散,岩浆以机械力为主挤入围岩的过程。 由其所形成的岩体叫浅成侵入体。常见的浅成侵入体有:岩床,岩饼、岩盘、岩墙(岩脉),(二)侵入作用 2、深成侵入作用:发生在地壳较深处(3-6km以下)由于压力和温度较高,岩浆以热力熔化围岩,且自身缓慢冷却的过程。 由其所开成的岩体叫深成侵入体。主要成岩基、岩株。深成侵入岩矿物为金晶质等粒的粗中粒结构。,3、岩浆在侵入围岩的过程中岩浆与围岩之间发生的作用: 1.同化作用与混染作用地下深处
8、的原始岩浆在向地壳浅部的运移过程中部分地熔融围岩并使围岩成分混染于岩浆之中的过程。 由于同化、混染作用的存在,原始岩浆的种类只有数种,却可以形成多种不同成分的岩石。 混入岩浆中未熔化的围岩碎块称为捕虏体。 2.结晶分异作用 指一种成分的岩浆按矿物熔点的高低可依次结晶出不同成分的矿物,并依次形成不同种类的岩石。,岩浆岩:主要有侵入和喷出两种产出情况。 4、侵入岩:侵入在地壳一定深度上的岩浆(包括熔融围岩所形成的岩浆)经缓慢冷却而形成的岩石,称为侵入岩。 或者说:在许多情况下,岩浆并未到达地表,而是停留在地壳中的某个位置上,并逐渐冷却,最终形成侵入岩。 侵入岩固结成岩需要的时间很长。地质学家们曾做
9、过估算,一个2000米厚的花岗岩体完全结晶大约需要64000年。, 侵入岩体根据其规模和产出状态,可分为深成侵入岩(岩基、岩株),浅成侵入岩(岩墙(岩脉)、岩床、岩盘等)。, 侵 入 岩 分 类 根据侵入岩的SiO2含量可将侵入岩分为酸性、中性、基性和超基性岩。,二、变质作用(热力变质作用、动力变质作用、区域变质作用),1、变质作用:指原岩处于特定的地质环境中,由于物理化学条件的改变,使其在固态条件下其矿物成分、结构、构造发生改变而形成新的岩石的过程。,二、变质作用(热力变质作用、动力变质作用、区域变质作用),2、变质作用的原岩:可以是沉积岩、岩浆岩、或先期的变质岩。 3、岩石发生变质作用的标
10、志:看岩石是否有重结晶现象或有无变质矿物出现。,变质作用通常发生在高温高压条件下。 4、变质岩的温度范围:150度700(900)度。 对于沉积岩而言:150度以下,为成岩作用范畴; 对于岩浆岩与变质岩而言(固液态条件):熔融岩浆作用,固态变质作用,温度:700900度),二、变质作用(热力变质作用、动力变质作用、区域变质作用),5、变质作用的因素: 温度是引起变质作用的主导因素,温度升高导至岩石重结晶、加速变质反应和交代作用; 压力包括静压力、定向压力和流体压力。压力可使岩石中的矿物重结晶并呈定向排列或发生机械改造,从而形成变质岩特有的结构和构造。 化学活动性流体(主要为水和二氧化碳,其次还
11、包含有各种常见离子的溶液)促进岩石组分的溶解与重结晶,并可带走或带入一部分化学成分。另外流体可以降低岩石的重熔温度。,二、变质作用(热力变质作用、动力变质作用、区域变质作用),6、变质作用的类型: (1)接触变质作用:在岩浆岩体与围岩接触的部位上,由于岩浆的散热和活动性流体所引起的一种变质作用。(温度高300-800度,压力低20-300MPa)温度,与活动性流体为主要因素。 进一步划分为: 热接触变质作用;接触交代变质作用。,二、变质作用(热力变质作用、动力变质作用、区域变质作用),热接触变质作用:岩浆热力烘烤。 接接交代变质作用:岩浆中的挥发性组分与围岩之间发生的物质交换,夕卡岩(skar
12、n) 主要由富钙或富镁的硅酸盐矿物组成 。矿物成分主要为石榴子石类、辉石类和其他硅酸盐矿物。细粒至中、粗粒不等粒结构,条带状、斑杂状和块状构造。根据成分可分为钙质夕卡岩镁质夕卡岩硅酸盐夕卡岩,大理岩,二、变质作用(热力变质作用、动力变质作用、区域变质作用),6、变质作用的类型: (2)动力(碎裂)变质作用:由构造运动所产生的定向压力引起岩石发生破碎、变形和重结晶等的一种变质作用。,千枚岩:显微变晶片理发育面上呈绢丝光泽的低级变质岩。常为细粒鳞片变晶结构,粒度小于0.1毫米,在片理面上常有小皱纹构造。,二、变质作用(热力变质作用、动力变质作用、区域变质作用),6、变质作用的类型: (3)区域变质
13、作用:通常在大范围(区域变质带常长数百至数千米;宽数十至数百米;深度与厚度可达几千至几万米)内发生一种变质作用。,高压:20-100MPa; 高温:200900度; 大范围内稳定。,代表性岩石有板岩、片岩、片麻岩。,二、变质作用(热力变质作用、动力变质作用、区域变质作用),6、变质作用的类型: (4)混合岩化作用:原岩由高温变质作用形成的岩石和局部熔融的岩石互相混合的作用称混合岩化作用。兼有变质岩与岩浆岩的双重特征。 混合岩在自然界中较多。,四、地震作用,(一)地震的度量 1、震源、震中和震中距 震源:地表以下始发震动的位置。震源区(震源区域) 震中:震源在地表的垂直投景点。震中区、震源深度
14、震中距:地表上任一点至震中的距离。,地震指地壳或地球岩石圈瞬间的快速(几秒至几分钟)震动。地壳内发出振动的地方称震源(70km内称浅源,70km300km称中源,300km以上称深源)。,浅源地震:震源深度小于70km;中源地震(70300km) 深源地震(300km最深可达720km),2、地震震级与地震裂度 (1)地震震级是地震释放能量大小的量度。,Log E =11.8+1.5 M,2-4级为有感地震; 5级以上为强震; 7级以上为大地震; 目前尚未发现大于8.9级的地震。,离震中100 km处标准地震仪所记录最大震幅值以微米为单位的对数值。,(2)地震烈度指某次地震在地表某一区域造成地
15、面建筑物的破坏程度。它与震级、震源深浅、某一区域离震中的距离及该区域的地质条件等有关。,(二)地震的成因类型: 陷落滑坡地震:岩层大规模崩塌或陷落引起,少见3% 火山地震:火山活动引起的地震,少见7% 构造地震:构造运动引起,多见90%。一般认为与地层的断裂活动、岩浆活动以及地下深处物质的相变等因素有关。 此外还有:人工地震,(3)地震发生过程:孕震阶段(地应力集中)临震阶段(地应力累积到接近失稳阶段,地下水和动物有异常反应)发震阶段余震阶段。,(三)全球地震的地理分布: 环太平洋地震带(80%的浅源,90%的中源,几乎所有的深源); 阿尔卑斯喜马拉雅印尼地震带(15%,多为浅源); 大洋中脊
16、和大陆裂谷地震带(多为6级以下); 大陆板块内部地震带。,我国地震分布: 我国夹在环太平洋地震带和阿尔卑斯喜马拉雅印尼地震带形成的三角区内,地震频繁,且以浅源为主,烈度大。主要有: 东南沿海及台湾地震带; 郯城庐江地震带(郯庐大断裂); 华北地震带(北起燕山经山西到渭河平原); 横亘我国的南北地震带(北起贺兰山、六盘山、横越秦岭、过甘肃文县、沿岷江、经川西达滇东); 西藏滇西地震带。,第三节 外力地质作用与地貌,1、 外力地质作用地球以外的自然动力(太阳辐射能、日月引力能等)引起地表岩石破坏、搬运、沉积等作用。外力地质作用迫使地表削高填低,高处被夷平。,2、外力力地质作用按作用的介质条件分类:
17、,3、按作用方式分类:,第三节 外力地质作用与地貌,一、风化作用由于温度、气体(O2、CO2)、水溶液、生物等作用使岩石、矿物的物理形态或化学成分在原地发生变化,从而形成松散堆积物的过程。,(一)、风化作用种类 1、物理风化作用:只使地壳岩石、矿物发生机械破碎、而不改变化学成分的作用。 (1)物理风化作用的主要因素:岩石释重、温差、冰劈、结晶撑裂作用。 (2)物理风化的产物:碎屑物质、溶解物质和残余物质。,(一)、风化作用种类 2、化学风化作用:由于氧、水和水溶液等因素的影响,使地表岩石、矿物在原地发生化学变化并产生新矿物的过程。 (1)化学风化的方式:,氧化作用:变色,改性 水溶液的作用包括
18、: 溶解作用;水化作用;水解作用;碳酸化作用,(2)化学风化作用的产物: 溶于水的可迁移物质:盐类离子类。 难溶于水堆积在原地的残积物。石英碎屑、铝土、褐铁类。,(一)、风化作用种类 3、生物风化作用:指由于生命活动及生物化学过程对岩石及矿物产生破坏的过程。 生物风化作用的方式:生物机械风化作用;生物化学风化作用。主要是微生物的作用。,(二)风化壳地球表面遭受长期风化剥蚀后残留在原地的岩石表层。从上到下可分为土壤层、坡积层、残积层和基岩层。 1、E前形成的风化壳叫古风化壳,E后形成的风化壳叫现代风化壳。,2、研究风化壳的意义: 代表一个长期的沉积间断; 风化壳的发育情况及成分、产状反映自然地理
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