2巖石圈幻燈片

1、第二篇 各圈層的組成、結構、運動與特征第四章 巖石圈與地球表層結構和輪廓第五章 大氣圈與氣候分異規(guī)律第六章 水圈與水平衡第七章 生物圈與生態(tài)系統(tǒng)1第四章 巖石圈與地球表層結構和輪廓第一節(jié) 巖石圈的組成第二節(jié) 巖石圈的結構第三節(jié) 巖石圈的運動第四節(jié) 固體地球表面的結構與輪廓第五節(jié) 構造地貌第六節(jié) 巖石圈與人類2巖石圈的組成礦物組成：組成巖石主要成份的礦物，稱造巖礦物，最常見的造巖礦物有長石、石英、云母、角閃石、輝石、橄欖石、方解石 等。它們也是組成巖石圈的主要礦物。 化學元素組成： 地殼中含有化學元素周期表中所列的絕大 部分元素，而其中O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等8 種主要元素占

2、98以上，其他元素共占1%2。第四章3固體地球及地殼的元素重量百分比 固體地球 地 殼 固體地球中主要的元素和地殼中含有的絕大多數(shù)相似，但固體地球中鐵的含量占有很大的比例。第四章4巖石圈的原子組成 地殼中含有周期表中的絕大部分元素，其中O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等8種主要元素占98以上，其他元素共占1%2。化學元素在地殼中平均含量稱克拉克值。地殼中化學元素的平均含量相差極為懸殊。氧幾乎占有一半，硅約占1/4，鋁約占1/13。 對于整個巖石圈的原子組成來說，氧占60.4%，硅占20.5%，鋁占6.2%，氫占2.9%，鈉占2.49%，鐵、鈣、鎂和鉀分別占1.9%、1.88%、1.7

3、7%和1.37%，其他元素含量都小于1%。第四章原子組成巖石圈的原子組成（赫欽遜生物圈）5 巖石圈的巖石組成巖石組成: 火成巖：火成巖以巖漿巖為主。巖漿巖是由巖漿凝結形成的巖石，約占地殼總體積的65%。分類：酸性巖、中性巖、基性巖和超基性巖。也可劃分為侵入巖和噴出巖。 沉積巖：暴露在地表的巖石，經(jīng)過風化、剝蝕在原地或經(jīng)搬運堆積下來，經(jīng)過成巖作用而形成的巖石。類型：碎屑巖類， 粘土巖類， 生物化學巖類。 變質巖：由地球內(nèi)力作用引起的巖石性質的變化過程總稱為變質作用。由變質作用形成的巖石，就是變質巖。變質作用的因素：溫度、壓力和化學因素。第四章6地殼與地面的巖石組成（Skinner等） 如果根據(jù)變

4、質母巖的性質，把變質巖歸屬于沉積巖和火成巖，那么在整個地殼的巖石組成中，火成巖占95%，而沉積巖只占到5%；但沉積巖卻覆蓋了整個地球表面的75%，火成巖卻只覆蓋了地球表面的25%。第四章7侵入巖體與噴出巖體產(chǎn)狀示意圖 由巖漿冷凝固結而成的巖體的大小、形狀及其與周圍巖石相接觸的關系，稱為巖漿巖的產(chǎn)狀。根據(jù)巖體在地殼中形成的深度和方式，可分為噴出巖體和侵入巖體，后者又可再分為深成巖體和淺成巖體。按巖體的形狀及其與上覆巖層的關系，可分為巖盆()、巖蓋()、巖床()、巖鞍()、巖株()、巖瘤()、巖脈()等。見下圖，其中是巖基，是巖漿底辟第四章8沉積巖的幾種常見層理 沉積巖是在外力作用下形成的一種次生

5、巖石。沉積巖的物質組成中含次生礦物和有機物質以及存在化石。沉積巖最突出的特點是呈層狀。巖層在垂直和水平方向上的變化，能很好地反映出沉積物形成時的沉積環(huán)境以及沉積巖形成時的性質。沉積巖具有多種構造，其中最突出的是層理構造和層面構造。層理指巖石的成分、結構、粒度、顏色等性質沿垂直于層面方向變化而形成的層狀構造。它表明巖層是按一定的順序和形式，一層疊一層構成的。第四章9沉積巖石與層理第四章10火成巖變質巖沉積巖熔 化埋藏巖化作用搬運沉積崩解分解溶蝕變 質 作 用熔 化凝固巖漿侵入變 質 作 用埋藏巖化作用搬運沉積崩解分解溶蝕凝固巖漿侵入三大類巖石的相互關系第四章11巖石轉化循環(huán)示意圖崩解分解溶蝕沉積

6、物的搬運和沉積噴出的火成巖埋藏和巖化沉積巖變質作用變質巖變質作用熔化侵入巖漿的上升侵入的火成巖巖漿的上升由地殼上升和剝蝕而露出放射熱太陽能第四章12巖石圈的結構垂直分層：巖石圈包括地殼與上地幔上部軟流圈之上的部分。地殼也可以分為上下兩層。上層為花崗巖層；下層為玄武巖層。 水平變異：不同區(qū)域巖石圈的厚度、組成與結構是不同的。比如，地殼可以分為大陸型地殼（簡稱陸殼）和大洋型地殼（簡稱洋殼）。洋殼薄，陸殼厚。洋殼為玄武質，陸殼為花崗巖質。第四章13 地球呈現(xiàn)出圈層結構，可以劃分出內(nèi)部圈層與外部圈層。內(nèi)部圈層包括地殼、地幔、地核。巖石圈包括地殼與軟流圈之上的上地幔部分。地球內(nèi)部結構第四章2 900 k

7、m5 100 km6 378 km地幔地表面外核內(nèi)核中心14地球內(nèi)部的分層（引自繆啟龍主編地球科學概論） 據(jù)地震波在地下不同深度傳播速度的分布的研究，地球內(nèi)部存在著兩個主要的分界面，在分界面上地震波傳播速度發(fā)生急劇變化。第一個間斷面位于地表以下平均33 km處，稱莫霍洛維奇間斷面，簡稱莫霍面；第二個間斷面位于地表以下2 900 km處，稱古登堡間斷面。這兩個間斷面把地球內(nèi)部分成三大層，即地殼、地幔和地核。這三大部門還可再分為7層。第四章15地殼類型和平均厚度（據(jù)羅諾夫，1967） 地殼是莫霍面以上的固體地球的表層薄殼，其厚度大致為地球半徑的1400。根據(jù)地球物理資料，地殼的厚度差異很大，一般在

8、570 km之間。大陸型地殼平均厚度37 km多，大洋型地殼平均厚度只有7 km左右。一般說來，高山、高原部分地殼最厚，如我國青藏高原地殼最厚可達70 km。第四章k16巖石圈的運動巖石圈運動的形式：水平運動（造山運動）； 垂直運動（造陸運動）。巖石圈運動的表現(xiàn)： 褶皺： 巖層的彎曲現(xiàn)象稱為褶皺；背斜和向斜；褶曲類型；地形倒置 。 斷裂：巖石在受力情況下容易產(chǎn)生斷裂和錯動，總稱為斷裂。通常根據(jù)斷 裂巖塊相對位移的程度，把斷裂構造分為節(jié)理和斷層兩大類。 火山： 巖漿噴出地表叫火山噴發(fā)，火山噴發(fā)形成火山。主要的火山帶： 環(huán)太平洋火山帶；阿爾卑斯-喜馬拉雅火山帶；大西洋海嶺火山帶。 地震：大地發(fā)生突

9、然的震動，稱為地震。地震帶（環(huán)太平洋地震帶；地中 海-喜馬拉雅地震帶；大洋中脊地震帶；大陸裂谷地震帶）。第四章17 巖石圈的運動 板塊構造學說 板塊的劃分：巖石圈可以劃分成太平洋板塊、歐亞板塊、印度-澳大利亞板塊、非洲板塊、南美洲板塊、北美洲板塊和南極洲板塊七個大板塊。 巖石圈運動的機制 板塊的邊界：拉張型邊界（離散型邊界）；擠壓型邊界（匯聚型邊界；俯沖型或碰撞型）；轉換斷層型邊界（剪切型邊界或者平錯型邊界）。 板塊運動與大洋演化、大陸漂移：威爾遜將板塊運動劃分為六個階段：胚胎期；幼年期；成年期；衰退期；殘余期；消亡期。 板塊運動的動力：板塊構造學說認為，板塊運動的驅動力來自地幔對流。 地震與

10、火山分布規(guī)律的解釋：地震和火山，都集中分布在板塊的邊緣，板塊的邊緣是構造活動最強烈的地方。 巖石圈運動的特征： 反對稱性；非平穩(wěn)性；巖石圈漂移的定向性。 第四章18褶曲的類型直立褶皺傾斜褶皺倒轉褶皺平臥褶皺翻卷褶皺第四章19斷層的幾種形式 巖塊沿著斷裂面有明顯位移的斷裂構造，稱為斷層。 斷層的要素有：斷層面、斷層線、斷盤和斷距（位移）。根據(jù)斷層兩盤相對位移的關系，斷層可分為：正斷層、逆斷層、平推斷層、和斜滑斷層。第四章20斷層地貌科羅拉多大峽谷華山斷層第四章21地塹和地壘 在自然界，常見許多斷層以一定組合形式出現(xiàn)。從平面上看，斷層排列有平行狀、雁行狀、環(huán)狀、放射狀等。從剖面上看，有階狀、疊瓦狀

11、、地塹和地壘等。第四章22火 山火山湖富士山 巖漿噴出地表叫做火山噴發(fā)，火山噴發(fā)則形成火山。火山噴發(fā)是地球內(nèi)部物質和能量驟然強烈釋放的一種形式?；鹕絿姵鑫锖軓碗s，既有氣體、液體，也有固體?；鹕絿姲l(fā)海底火山23火山噴發(fā)組圖24震源和震中、震中距、震源深度視頻欣賞 地下發(fā)生地震的地方叫震源，震源在地面上的垂直投影叫震中；從震中到震源的距離叫震源深度。根據(jù)震源深度可將地震劃分為淺源地震（震源深度小于70 km)、中源地震（震源深度70300 km)和深源地震（震源深度大于300 km).大多數(shù)地震屬于淺源地震，約占地震總數(shù)的72.5%，所釋放的能量占總能量的85%。深源地震僅占地震總數(shù)的4%，釋放能

12、量只占總能量的3%左右。中源地震有的盡管震級很大，但危害很小。從觀測點（如地震臺）到震中的距離，叫震中距。通常把震中距小于100 km的地震，叫地方震；1001 000 km的叫近震；超過1 000 km的叫遠震。第四章25世界地震分布與板塊構造的關系 圖中的紅點為19621967年全球淺源與深源地震的震中位置，其他時期的震中位置與此相似。第四章26地球表面的板塊構造 巖石圈可以劃分成太平洋板塊、歐亞板塊、印度-澳大利亞板塊、非洲板塊、南美洲板塊、北美洲板塊和南極洲板塊七個大板塊和阿拉伯、菲律賓等小板塊。全球板塊劃分見下圖。第四章27六 大 板 塊（有的學者將南、北美板塊合在一起，稱為美洲板塊

13、）第四章28轉 換 斷 層 在轉換斷層型邊界上，即沒有板塊的新生，也沒有板塊的消亡，只是表現(xiàn)為板塊的平移和錯斷。第四章29威爾遜旋回的六個階段（Strahler,1997)第四章30地幔對流與板塊運動（Strahler) 板塊構造學說認為，板塊運動的驅動力來自于地幔，是由地幔對流驅動的。由于地幔受熱不均勻，在受熱強烈、溫度比較高的地方，地幔物質上涌，上涌的物質受到巖石圈的阻擋，在巖石圈底下向兩側運移，到溫度較低的地方下沉，形成一個完整的地幔對流旋回。在對流上升的地方，導致板塊分離和新的洋殼的形成，而在對流下沉的地方，導致板塊的俯沖和板塊的消亡。第四章31固體地球表層結構和輪廓海陸分布：海洋面積

14、大于陸地面積； 海陸分布不均勻； 七大洲和四大洋； 大陸輪廓呈倒三角形； 大型島群大多分布于大陸東岸； 大陸東岸不僅島嶼多，而且有系列島弧分布； 一些大陸輪廓具有明顯的相似性或吻合性。 地面起伏：大陸面積愈大，其平均海拔愈高； 大洋面積越大，平均深度越大。 第四章32地球表面的海陸分布東半球、西半球南半球、北半球水半球、陸半球 地球表面明顯地分為海洋與陸地兩大部分。連續(xù)的廣闊水體稱為世界大洋，它是海洋的主體。被海洋所環(huán)繞，但突出于海洋面上的部分則稱為陸地。大陸是陸地的主體，島嶼是陸地的組成部分。第四章33兩半球海陸面積比較陸半球東半球西半球北半球南半球水半球38.062.039.360.720

15、.0陸地/海洋/80.080.919.189.011.053.047.0 地球表面包括陸地和海洋，由于海洋和陸地面積相差懸殊，因此不論在哪個半球，海洋面積都比陸地面積大，海洋分布是不均勻，由表可見，在東半球的陸地面積（38）較西半球（20）大；北半球（ 39.3）較南半球陸地的面積（19.1）大。陸半球陸地面積可達到47%，而水半球海洋面積卻達到89%。第四章34 地球上各大陸高出海平面的平均高度和各大洋底部低于海平面的平均深度存在著很懸殊的差別。南極洲平均海拔2 263 m，歷來被視為世界上最高的大陸。實際上它是由于地表覆有巨厚的冰蓋所致。以裸露地表而論，亞洲大陸最高（950 m），以下依次

16、為北美（700 m），非洲（650 m）、南美（600 m）、歐洲（300 m）等。顯然，大陸面積愈大，其平均海拔愈高。同樣，大洋面積越大，平均深度越大。大陸面積與平均高度之間的 關系第四章35 主要陸地面集中分布于 1 000 m +2 000 m 之間，平均陸地面高程為875 m。主要海底面集中分布于- 3 000 m -6 000 m 之間，平均海底面高程為 3 795 m。不同高程固體地球表面面積所占的百分比（據(jù)Myllie,1976）第四章36構造地貌 由大地構造運動形成并受大地構造控制的地貌，叫做大地構造地貌。例如，大陸與大洋、海溝與大洋中脊、島弧與邊緣海、大陸架與大陸坡、大陸裂谷與地縫合線，都是大地構造運動形成的跨越地區(qū)的大型地貌，故可以稱之為大地構造地貌。 在大地構造的背景上，由于區(qū)域構造差異而形成的具有區(qū)域特征的構造地貌。高原、平原、盆地、山地、海底火山等，都是區(qū)域構造地貌的代表。 在大地構造格局與區(qū)域構造背景下，主要由于局地構造作用、影響而形成的地貌，叫做局地構造地貌。根據(jù)局地構造的類型，可以將之其劃分為褶曲地貌、斷層