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观察各种地质现象,确定地质体之间的空间关系,确定地质事件发生的时间关系,采集各种野外标本。
找出地质作用的特点和规律。
2.运用分析、试验手段
通过物理的、化学的、数学的和生物的方法提高对地球物质的分辨能力、穿透能力、鉴定能力、模拟能力、遥感能力。
3.进行理论研究
在丰富的地质现象和数据的基础上,运用地质学知识和原理分析、研究、总结其特点和规律,有感性认识上升到理性认识。
1将今论古”的方法
即用现在正在发生的地质作用去推测过去、类比过去、认识过去。
②“以古论今、论未来”的方法
今天的地质作用只是地质历史时期的一个片断,而过去的地质现象却记录了全部过程,认识了过去就能够帮助我们了解现在、预测未来。
重点是地球主要物理性质、内部圈层构造特征,矿物的形态及主要物理性质及常见矿物的识别;
难点是洋底地形的特征,识别矿物的方法。
(二)、海底地形:
包括了大陆边缘、大洋盆地、洋中脊三大单元
1.大陆边缘:
大陆与大洋连接的边缘地带,为海水覆盖。
包括大陆架、大陆坡、大陆基、海沟及岛弧。
大陆架:
近陆浅水海底平原,地势平坦,坡度<
0.1°
一般指水深>
200m
米的水域
大陆坡:
大陆架外缘的倾斜部分,平均坡度4.3°
(最大20°
)
宽度20~90KM,平均28KM,常见横切大陆坡的海底峡谷。
大陆基:
大陆坡与大洋盆地之间比较平坦的地区,大面积覆盖了堆积物。
海沟与岛弧:
无大陆基发育的海底(太平洋北、西部)常发育一系列岛屿,无论岛屿本身形态还是把它们连接起来都成弧形,称为岛屿,在岛弧靠大洋一侧,常发育几乎平行的巨形凹地,深约6000米,称海沟。
2.大洋盆地:
海洋的主体部分,水深4000~6000米,平坦坡度<
1/1000。
(二)地球的温度
1.内部温度的变化——地内温度是不均匀的
外热层(变温层)——地表外层,温度来源于阳光。
其中地表向下1~1.5m每日昼夜温度变化;
10~20m每年四季温度变化。
常温层(恒温层)——变温层下界处,温度终年不变,大约为年平均温度。
内热层(增温层)——温度来源于地球内部(放射性脱变)。
随深度增加,地温升高。
增温率(地温梯度)——深度每增100米,增加的地温值,单位℃/百米;
二、地球的内部圈层
对地球内部的了解只能是间接地通过借助某种手段来了解(目前最深的钻10KM相对于6371Km半径来说微乎其微)这种手段就是地震波。
(振动或冲击形成的弹性波)。
(一)地震波
1.面波——物质界面上传播;
2.体波——介质体内传播(纵波P和横波S)
无论纵波还是热波的传播速度都与介质的物理有密切的关系。
同时,当地震波通过上、下两种物质的物性相差较大的界面时,能够发生的类似光的传播时的反射和折射。
(二)圈层划分
人们在地表设立专门的地震波接收站,记录地震波的传播情况,并经复杂的计算,得出地球内部一些物性差异较大的圈层界面。
表1-1地球内部圈层的划分及特征
名称
圈层代号
底界深度KM
密度
物态
地壳
A
33
2.6-3.0
固态岩石
地
幔
上地幔
B
60
250
塑性软流圈(低速带)
C
400
3.32—5.7
下地幔
D
2898
核
外
E
液态
过渡
F
9.7-13(16)
固态
内
G
6381
一级界面有:
莫霍界面(地壳与地幔的分界),1909年南斯拉夫学者提出。
古登堡界面(地幔与地核的分界),1914年美国学者提出
(三)地壳——地质学研究的重点
1.莫霍面是地壳与地幔分界,厚度(深度)在大洋地区和大陆地区不同
2.康拉德界面——仅存在于陆壳中(1925年发现),是次一级界面,深约10km。
界面之上,岩石平均密度2.67,花岗岩质,称硅铝层Si-Al
界面之下,岩石平均密度2.9,玄武岩质,称硅镁层Si-Mg
3.陆壳与洋壳的区别
①厚度不同,陆壳33公理,洋壳7公理;
2壳的物质组成为上部硅铝层,下部硅镁层;
3壳的物质组成只有硅镁层
第一节组成地壳的化学元素
克拉克值(地壳元素丰度)——地壳中化学元素平均重量百分比。
地壳中的各种化学元素分布是极不均匀的:
O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg。
这八种元素就占了地壳总量的99%
第二节组成地壳的矿物
一、概念
矿物——由天然产出且具有特定的化学成分和内部结构构造的均匀固体。
晶质体——内部质点(原子、离子、分子)呈有规律的排列,在适宜的条件下可形成规则的几何外形。
晶体又分为显晶质体和隐晶质体。
非晶质体——内部质点没有规律,不是有规则的几何外形。
又分为玻璃质体(火山作用形成的)和胶质体(沉淀作用形成的)。
第三节矿物的主要物理性
2.矿物的力学性质
矿物抵抗外力作用(刻划、打击、压拉等)所表现出来的性质。
包括解理、断口、硬度。
①解理——矿物受外力作用后,沿一定方向裂开的性质。
a.极完全解理:
云母(一组)
b.完全解理:
萤石(四组)、方解石(三组)、方铅矿(三组)
c.中等解理:
辉石(二组)、角闪石(二组)
d.不完全解理:
磷灰石、绿柱石
e.极不完全解理(无解理):
石英、石榴石
一般解理发育的矿物无断口,断口发育的矿物无解理。
③硬度——指矿物抵抗摩擦或刻划的强度,是鉴定矿物的重要依据之一。
矿物学上的硬度一般指的是相对硬度——摩式硬度。
重点是岩浆活动方式及产物;
岩浆岩体的产状特征;
难点是岩浆岩的主要特征
一、地质作用
——由自然动力促使地壳(岩石圈)的物质组成,结构、构造和地表形态变化和发展的作用。
二、内动力地质作用——由于地球内部能源(自转能,重力能,放射性元素蜕变产生的热能等),在地壳深处产生的动力,作用于整个地壳(包括地表和深处)的作用。
类型包括:
岩浆作用、变质作用、地震作用、构造运动(地壳运动)
三、外动力地质作用——大气、水和生物在太阳辐射能、日月引力能及地球重力能的影响下产生的动力,作用于地壳表层的各种作用。
风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、成岩作用
岩浆作用——指岩浆的形成、活动以及冷凝的全部过程。
方式有:
1、喷出作用2、侵入作用。
第一节喷出作用
五、熔岩类型及其特征
●按SiO2含量%的分类(国际通用):
超基性:
<
45%;
基性:
45-52%;
中性:
52-65%;
酸性:
>
65%
1.超基性熔岩:
科马提岩
2.基性熔岩:
玄武岩
3.中性岩浆:
粘性较大、爆炸喷发,多形成复式火山锥.
安山岩:
浅色、有气孔(泡)、杏仁体
4.酸性岩浆:
粘性大,强烈爆炸喷发,形成复式火山锥.
流纹岩:
浅色,具流纹构造(冷却慢)
第二节侵入作用
第四节 岩浆岩的结构、构造
1.岩浆岩的结构——指岩石中矿物的形态、大小、和结晶程度以及颗粒之间的关系。
表3-1岩浆岩结构分类表
按结晶程度分
按颗粒绝对大小分
按颗粒相对大小分
按晶形完整程度分
深成岩
浅成岩
全晶质结构
半晶质结构
显晶质结构
等粒结构
不等粒结构
似斑状结构
斑状结构
自形结构
半自形结构
他形结构
喷出岩
玻璃质结构
隐晶质结构
岩浆岩的构造—指岩石中不同矿物集合体之间的排列方式及其在空间填充方式所表现出的特点。
表3-2岩浆岩结构与常见岩石对应表
常见结构
常见于岩石
块状结构、条带状结构
各类侵入岩
流纹结构
酸性喷出岩(流纹岩)
气孔结构、杏仁结构
基性喷出岩(玄武岩)
枕状结构
海底基性喷出岩(玄武岩)
表3-3岩浆岩分类表
超基性岩
基性岩
中性岩
酸性岩
SiO2
45%
45%-52%
52%-65%
主要矿物
橄榄石、辉石
角闪石
钙长石、辉石、角闪石
中长石、碱性长石
石英、钾长石
钠长石、黑云母
角闪石、黑云母
岩流、岩被、斑状或隐晶质结构,气孔、
杏仁、流纹构造
科马提岩
玄武岩
安山岩、粗面岩
流纹岩
斑状、细粒或隐晶质结构
少见
辉绿岩
闪长玢岩、正长斑岩
花岗斑岩
全晶质、粗粒或似斑状结构
橄榄岩
辉石岩
辉长岩
闪长岩、正长岩
花岗岩
教学重点及难点:
难点是变质作用的因素及类型、阶地形成原因。
重点是风化作用的类型及产物,河流的侵蚀、搬运作用的特征。
第一节变质作用的因素
变质作用——地壳中已经形成的岩石在基本上处于固体状态下,受到温度、压力及化学活动行流体的作用,发生矿物成分,化学成分,岩石结构和构造变化的地质作用。
一、温度二、压力
1.静压力——由上覆岩层的重力引起的。
静压力使岩石体积缩小,密度加大,变的致密坚硬,并形成新的矿物。
2.定向压力
由构造运动或岩浆活动引起的挤压力,使岩石中矿物垂直于压力方向排列,产生片理构造、片麻状构造等。
同时还能形成新的矿物:
石英云母绿泥石石墨等。
三、具有化学活动性的流体
上述三种因素相互联系,相互影响,共同作用,只是在一定的地质条件下,某种因素起主要作用。
第二节变质岩的特征
二、变质岩的结构
①变余结构——变质程度较低,重结晶和变质结晶不完全,保留有原岩的结构。
如:
变余泥质结构、变余斑状结构等。
②变晶结构——原岩在固态下发生重结晶、变质结晶作用,形成的结晶质结构。
粒状变晶结构(石英岩、大理岩)、鳞片变晶结构(千板岩、云母片岩)等。
三、变质岩的构造
①变余构造——岩石变质后仍保为原岩的构造特征。
变余层理构造、变余波痕构造、变余气孔构造等。
②变成构造——原岩通过重结晶、变质结晶形成的构造。
斑点构造(斑点板岩)、板状构造(板岩)、千枚状构造(千枚岩)、片状构造(片岩)、片麻状构造(片麻岩)等。
第三节变质作用类型及代表岩石
一、接触变质作用
——岩浆侵入与围岩接触的地带,由于温度增高和气水热液与围岩发生的作用。
1.接触热变质作用2.接触交代变质作用
二、动力变质作用(破裂变质作用)
三、区域变质作
四、混合岩化作用(超深变质作用)
表3-3变质岩分类表
动力变质岩
接触变质岩
区域变质岩
混合岩类
碎裂岩
构造角砾岩
糜棱岩
斑点板岩
角岩
大理岩
石英岩
矽长岩
板岩
千枚岩
片岩
片麻岩
麻粒岩
混合岩化变质岩
混合岩
混合花岗岩
风化作用——地表及接近地表的岩石,在大气、温度、水和生物的影响下,使原来的岩石在物理性质或化学性质上发生改变的地质作用。
第一节风化作用的类型
一、物理风化作用
——是指由于气温频繁升降的反复变化,使岩石在原地发生碎裂,形成岩石、矿物碎屑,并不改变岩层化学成分的一种机械破坏作用。
1.剥离作用(温度风化)
——由于地面上的温度变化(内温差可达40—60度),以及岩石中各种矿物膨胀系数的不同,就产生了膨胀收缩的差异,天长日久岩石就产生裂隙,小裂隙串成大裂隙乃至网裂隙,导致岩石表层的逐层剥离。
这个过程称为剥离作用。
2.冰劈作用
——岩石孔隙和裂隙中的水,当温度下降到0度以下时就会结冰,体积就会膨胀9.2%,对裂隙周围产生很大的挤压力。
在零下22度时,每平方公里面积上可产生108kg的压力,致使裂隙不断扩大,岩石破裂成碎块。
二、化学风化作用
——是指岩石在大气,水以及水中溶解物质的作用下,使岩石发生化学变化,改变其化学成分,从而使岩石分解破坏,并产生新的矿物。
(一)氧化作用
(二)水解作用(三)水化作用(四)溶解作用
三、生物风化作用
上述三类风化作用在大多数情况下都是相伴而生,相互影响和促进,共同破坏着岩石。
物理风化扩大裂缝,有利于水、生物、气体活动,加速风化;
生物风化伴随物理和化学风化。
第二节影响风化作用的因素
(一)气候1.寒冷地区:
物理风化为主;
2.干旱地区:
3.湿热地区:
化学风化、生物风化为主
(二)地形条件(三)岩石的特征1.岩石成分2.岩石的结构、构造致密程度、坚硬程度越高、岩层厚度越大越难风化(等粒结构、块状结构),疏松多孔容易风化。
3.节理发育状况节理越发育越容易风化
第三节风化作用的产物
一、风化产物及特征
1.碎屑物质2.溶解物质3.难溶物质
二、残积物
——岩石风化后在原地残留的物质称为残积物。
三、风化壳
——在大陆地壳的表层由风化残积物组成的-层不连续的薄壳称为风化壳。
厚度一般为数厘米至数十米。
如果被较新的岩石覆盖而保存下来的风化壳称为古风化壳。
1.风化壳的分层:
土壤层、残积层、半风化层、基岩
第一节 河流概述
一、河流的来源和种类
片流:
大气降水落到地面后,形成的顺坡成面状展开的流水。
洪流:
片流集中到沟谷中形成的暂时性流水。
河流:
片流、洪流向沟谷中汇聚,加上其它水源供给形成的经常性流水。
三、河流的地质作用:
侵蚀作用,搬运作用和沉积作用
河流的侵蚀作用——河水在河床流动中时对谷地和谷坡的冲蚀作用称为侵蚀作用。
分底蚀作用和侧蚀作用。
一、河流的底蚀作用和峡谷
——河流在垂直方向上对河底的冲刷作用,称为底蚀作用,又称为下蚀作用。
2.侵蚀基准面
——河流下蚀的极限。
海平面是外流水系的共同侵蚀基准面。
(附图)
局部侵蚀基准面
河流注入湖泊的湖面高度
支流注入主流的河面高度
4.河流的溯源侵蚀
(1)溯源侵蚀
——河流自形成之后,河谷有向源头发展,增长河谷长度的趋势,这个过程称为河流的溯源侵蚀,也称向源侵蚀。
二、河流的侧蚀作用与曲流
——河流在水平方向冲蚀河岸,使岸坡不断坍塌后退,河床左右迁徒,从而加宽河谷的作用,称为侧蚀作用或旁蚀作用。
1.河谷的扩宽与弯曲侧向侵蚀作用使河谷加宽和形成河曲、蛇曲。
2.河床的摆动与曲流的裁弯取直侧蚀作用下常形成曲流和牛轭湖。
第三节 河流的搬运作用
三、搬运的方式有:
拖运、悬运与溶运三种。
1.拖运——河床中巨大的石块、砾石、砂,随着河水流动,在河底部的滑动、滚动和跳跃的移动。
磨圆作用——河底中被拖运的碎屑,一方面磨蚀河床底部和岸坡,另一方面互相撞击,使得其棱角被磨平的作用过程。
磨圆度越好说明搬运距离越远。
2.悬运——河流中的粉沙和黏土的颗粒细小,上升力大于重力,而悬浮在水流中,随着流水前进。
3.溶运——河流中一些溶解于水的可溶性岩石和矿物成分,呈其溶液或胶体溶液状态被水搬运。
重点是地下水的赋存、运动及类型和地下水的潜蚀作用、溶蚀现象;
难点是的地下水的溶蚀和沉淀过程。
第一节地下水概述
——是指地表以下的岩石孔隙中或土层里的水,称为地下水。
二、地下水的类型
地下水按照埋藏条件分为包气带水、饱和带水。
1.包气带水(土壤水)
——从地面到地下水面(潜水面)之间的地带(包气带、不饱和带)所含的非重力地下水,以气态水、吸着水、薄膜水和毛细水等状态存在。
2.潜水——埋藏在地面以下,在第一个隔水层之上,具有自由表面的重力水,称为潜水。
潜水的表面称为潜水面
3.层间水——埋藏在地下两个隔水层之间的含水层中的水。
第二节地下水的潜蚀作用
地下水的剥蚀作用发生在地面以下,故称为潜蚀作用。
一、机械潜蚀作用
二、化学溶蚀作用与岩溶(喀斯特)
(一)岩溶现象岩溶(也称为喀斯特)——是指可溶性岩石在地下水和地表水的共同破坏作用下,所形成的特殊地貌和水文网的总称。
(二)影响喀斯特发育因素
①有可溶性岩石的存在,特别是产状平缓裂隙发育的厚层石灰岩是岩溶发育的有利条件。
②湿热的气候条件(水量丰富、具有流动性),尤其是在水中含有一定数量的CO2时,有较强的溶融能力。
第三节 地下水的搬运与沉积作用
一、地下水的机械搬运与沉积作用
由于地下水是在土壤、岩石裂隙中流动,流速极慢,因此搬运力极弱,沉积作用也极弱,一般仅形成小规模的洞穴碎层沉积。
二、地下水的溶运与化学沉积作用
地下水流速慢,与岩石的接触面积大,作用时间长,能充分的溶解其流经区的可溶性物质,因此地下水中含有较多的溶解物质,并随着地下水的运动而被搬运。
石灰岩地区中庞大的洞穴系统就是被地下水溶蚀搬运而形成的。
地下水的化学沉积主要分布在洞穴内、裂隙中和泉的出口处。
重点是波浪、潮汐、洋流、浊流的剥蚀、搬运作用,湖泊的化学沉积作用和生物沉积作用,难点是海水的沉积作用、湖泊的化学沉积作用。
第二节海水的运动及其侵蚀、搬运作用
海水的运动是重要的地质作用动力,主要有波浪、潮汐、蚀流和洋流四种运动形式。
一、波浪及其侵蚀、搬运作用
——主要由风摩擦海水而引起的,也可因潮汐、海底地震、大气压剧变而产生。
1、波浪的冲蚀作用
一般发生在海岸带,形成特有的海蚀地貌。
(海蚀穴、海蚀崖、海蚀柱、海蚀拱桥、海蚀阶地。
2、海浪的磨蚀作用
主要发生在海水几米至几十米深的地方。
拍岸浪破坏的岩块随着退流带到滨海底部来回滚动,即对海底进行磨蚀,本身相互见磨擦磨圆,成为磨圆度很好的砾石和砂粒。
3、浪波的搬运作用
能引起近岸带沉积物的搬运和再沉积。
进流就将水下的砂、砾向岸上搬运。
形成砾滩、砂滩或砂坝;
回流又搬回水下在离岸一定距离的水下沉积,成长为平行海岸的砂堤或砂坝。
如果波浪斜击海岸形成沿岸流,常形成砂咀或砂坝将近陆的一部分水域与外海隔离开来使其转变成湖泊,称泻湖。
二、潮汐及其侵蚀、搬运作用(附图)
——海水在月球和太阳引力及地球自转产生的离心惯性力的共同努力下,产生周期性的涨落现象,称为潮汐。
三、洋流及其侵蚀、搬运作用
——海水沿一定方向作大规模有规律的流动,称为洋流(海流)。
3.洋流的地质作用
主要是搬运作用和轻微的海底侵蚀作用。
四、浊流及其侵蚀、搬运作用
——是一种含有大量悬浮物质(砂、粉砾、泥质物质)并以较高速度向下流动的水体。
总的说,海水的搬运以波浪搬运作用为主。
一般具有明显的分带性:
较粗、重的颗粒搬运距离近(在近岸沉积),教细轻的颗粒搬运距离远,化学溶蚀物质搬运更远。
因此可以根据沉积物的粗细、轻重分析当时距离海岸的远近。
第三节海水的沉积作用
二、滨海沉积1.机械沉积2.泻湖沉积
——滨海的潮下带形成砂坝,在适宜的条件下,砂坝不断加宽、加高,使海的边缘或海湾与外海隔离或半隔离,则形成了泻湖。
泻湖沉积特点:
①以泥砂质沉积为主,水平层理发育;
②干旱地区的泻湖常形成盐类沉积夹在其中。
三、浅海沉积四、半深海及深海沉积
第二节湖泊的地质作用
一、湖泊的机械沉积作用二、湖泊的化学沉积作用
第三节沼泽的地质作用
一、沼泽的概念及成因
1.沼泽——是陆地表面被水充分润湿,并生长着大量嗜湿性植物以及有泥炭堆积的地带。
重点是冰蚀地貌和风蚀地貌;
难点是冰碛地貌及冰碛物的特征。
第一节 冰川概述
冰川——在高山和高纬度地区,长期存在的由雪源向外缓慢移动的冰体。
第二节冰川的剥蚀作用与冰蚀地貌
一、冰川的剥蚀作用
冰川剥蚀作用——冰川在运动过程中对地面岩石的破坏作用。
包括挖掘作用和磨蚀作用。
1.挖掘作用――冰川将冰床底部及两侧基岩破碎,并将破碎物掘起带走。
2.磨蚀作用――冻结在冰川底部或边部的岩块在运动中,象锉刀一样不断研磨和刮削着谷底及两侧的基岩,其本身也同时被磨损。
第三节冰川的搬运与沉积作用
一、冰川的搬运作用
——将剥蚀的产物及坠落冰面的风化物一起冻结于冰体中,像传送带一样将它们带到冰川下游和末端,称为冰川的搬运作用。
冰川搬运的特点:
1.被搬运物与冰固结在一起搬运,搬运过程无分选,绝大部分无摩擦(无磨圆)。
2.山岳冰川搬运距离不长,搬运能力很强,可将直径数十米的巨石运走(称为漂砾)。
大陆冰川范围广,搬运距离长,冰山能将大量粗大碎层物带入深海沉积。
3.被冰川搬运的碎屑物统称为冰碛,按其在冰体中的部位分为:
表碛;
底碛;
侧碛;
内碛;
中碛;
二、冰川的堆积作用与冰碛物
由冰川搬运并堆积下来的物质称为冰碛物。
冰碛物的主要特征是:
①全由碎屑物组成,绝大部分碎屑棱角分明。
②大小混杂,无分选性,砾石与粘土共存。
有时含有寒冷型生物化石。
③有的冰碛砾石表面具有磨光面和擦痕,冰川擦痕常具平行的或交叉的钉头鼠尾形。
具有擦痕的冰碛石称为条痕石。
④不具有层理构造。
三、冰碛地貌
①冰碛丘陵——由于冰体融化,原来的表碛、内碛、中碛都沉落在底碛上,称为基碛,在地表形成波状起伏的冰碛丘陵。
有些则沿谷地两侧形成中碛堤和侧碛堤。
②终碛堤——当冰川的补给和消融处于平衡时,即冰前位置稳定,大量冰碛物被送到冰川前端堆积构成的弧形高地。
终碛堤的位置指示冰川前端所到的边界,可以推知古冰川活动的范围和运动特点。
第一节风的剥蚀作用
一、风蚀作用
风蚀作用—风自身的力量和所携带的砂土对地表岩石进行破坏的地质作用。
包括吹扬和磨蚀:
1.吹扬(吹蚀)作用——风吹过地表时,由于气流的冲击力和上举力,把岩石表面风化的疏松物质吹扬起来的作用。
2.磨蚀作用:
风力吹扬起来的沙石冲击,摩擦岩石,使其发生破