地球物理學(xué)七大基本問題

一、固體地球的模型及其基本物理參數(shù)（一）、固體地球模型根據(jù)地球內(nèi)部波速和密度的分異，首先可將其劃分出三個一級圈層，即我們熟悉的地殼、地幔和地核，這也是地球內(nèi)部最主要的物性及化學(xué)組分的分界單元。其中，地殼和地幔之間的分界面稱作莫霍面，平均深度33km；地幔和地核之間的分界面稱作古登堡面，深度2891km。這兩個界面上下的物質(zhì)，無論在化學(xué)組成、物質(zhì)狀態(tài)和物理性質(zhì)上，都有重大的區(qū)別。根據(jù)在這些方面更細(xì)致的分異特征，可以再從整體上將地球內(nèi)部劃分為七個二級圈層，從地表向地球深部依次為A（地殼）；B，C，D（地幔）；以及E，F(xiàn)和G層（地核）。進(jìn)一步地，大陸地殼還可再分為上、下地殼兩層，即Ａ１和Ａ２；在地幔的B層中則包括三個三級分層：B1、B2（為一地震波低速層，故推斷為熔融狀態(tài)．故也稱軟流圈）和B3；D層中包含著兩個三級分層，它們依次被稱作D′和D″層。地球內(nèi)部圈層的形成，一般認(rèn)為是由于地球內(nèi)部加熱、原始物質(zhì)分異和分層作用共同產(chǎn)生的結(jié)果。在最初的時候，地球上的原始物質(zhì)熔離出重金屬鐵和鎳，后者下沉形成地核。當(dāng)它們?nèi)垭x出去以后，殘留的物質(zhì)——以橄欖石＋輝石為主形成地幔巖，組成現(xiàn)代的地幔。地幔是地球體積和質(zhì)量最大的一個圈層，具有相當(dāng)復(fù)雜的成分（詳見第四章３.1節(jié)）。除了地幔上部有一層軟流圈是熔融態(tài)外，其余部分主要是固態(tài)的。地幔物質(zhì)的分異作用今天仍然在繼續(xù)進(jìn)行：對壓力和溫度變化的分析結(jié)果表明，在B層內(nèi)還在發(fā)生玄武巖的熔離作用，這個熔離帶成為軟流圈（即B2層）的主要組成部分。此外，當(dāng)較輕的玄武巖熔出并上升到地殼中后，上地幔B層的物質(zhì)組成中失去了部分二氧化硅，這一部分的地幔巖從成分上相當(dāng)于組成上地幔的超基性巖石。上地幔的玄武巖與超基性巖的分界，具有物質(zhì)性質(zhì)密度和彈性波速度顯著變化的特征，而且對應(yīng)于波速界面莫霍面。此外，分異作用不僅涉及到古登堡面，而且也涉及到其下伏的C層。地殼也是地球分異作用的結(jié)果。玄武巖是由軟流圈中的地幔巖分熔出來的，然后呈巨大的熔融狀巖流上升到地殼中，成為地殼的重要組成部分。在接近地殼底部時，這類巖體便成為地球表面各種地質(zhì)活動的發(fā)源地。“固定”在地殼底部的熔融狀巖流稱作玄武巖的底侵作用，它使地殼下部物質(zhì)加熱和熔化，形成地殼中主要的長英質(zhì)巖漿源。根據(jù)隕石學(xué)研究，推斷地核所具有的鐵鎳成分，應(yīng)該近似于一種鐵隕石古橄鐵鎳隕石。對金屬進(jìn)行的沖擊壓縮實驗結(jié)果則表明，外地核（E層）處于液態(tài)或極為接近于液態(tài)，而且除了鐵鎳成分外，還含有氧化鐵；在這種情況下，鐵鎳熔漿的成分不超過84—92％。在深度為4900—5150km范圍內(nèi)的過渡帶（F層），推斷主要是由二硫化鐵也即古橄鐵鎳隕石特有的化合物所組成的。有關(guān)內(nèi)核（G層）的資料最少，但從各種地球物理分析的結(jié)果來看，它顯然是由鐵鎳合金組成、并且是固態(tài)的。地球內(nèi)部：根據(jù)地震波可以將其劃分為：地殼，地幔和地核（二）、固體地球物理的基本物理參數(shù)地球物理學(xué)家根據(jù)地震波在地球內(nèi)部不同深度下傳播特征的變化情況，結(jié)合實驗巖石學(xué)的測試資料，發(fā)現(xiàn)了不同的波速與密度界面。以此為基礎(chǔ)推算了地球內(nèi)部的密度分布狀況，進(jìn)而分析了地球內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)和物質(zhì)分布的基本特征。圈層深度（km）Vp(km/s)V

s(km/s)密度(g/cm3)特征其它名稱代號地殼上地殼AA1陸洋殼殼15；0-5固態(tài)，陸殼區(qū)橫向變化大，許多地區(qū)夾有中間低速層。固態(tài)巖石圈構(gòu)造圈下地殼A0地幔上地幔蓋層BB133；1260～2002204006707固態(tài)

莫霍面低速層B28.04.43.36塑性為主軟流圈均勻?qū)覤8固態(tài)，波速較均勻中間圈過渡層C5.63.723.99固態(tài)，波速梯度大下地幔DD′2893固態(tài)，下部波速梯度大古登堡面D″5地核外核E47718.010.0009.9011.87液態(tài)內(nèi)圈過渡層F515010.2012.06液態(tài)，波速梯度小內(nèi)核G637111.012.7713.09固態(tài)地球內(nèi)部主要物理性質(zhì)和圈層劃分表二、全球的版塊構(gòu)造板塊構(gòu)造論（又稱板塊構(gòu)造假說、板塊構(gòu)造說學(xué)或板塊構(gòu)造學(xué)）是為了解釋大陸漂移現(xiàn)象而發(fā)展出的一種地質(zhì)學(xué)理論。該理論認(rèn)為，地球的巖石圈是由板塊拼合而成；全球分為六大板塊，海洋和陸地的位置是不斷變化的。根據(jù)這種理論，地球內(nèi)部構(gòu)造的最外層分為兩部分：外層的巖石圈和內(nèi)層的軟流圈。這種理論基于兩種獨(dú)立的地質(zhì)觀測結(jié)果：海底擴(kuò)張和大陸漂移。據(jù)新編的《系列世界地圖》中的四種全球板塊分布圖可知，全球一共有13個大板塊，分別是:非洲板塊，南極板塊，阿拉伯板塊，澳大利亞板塊，印度板塊，加勒比板塊，可可此外，在板塊中還可以分出若干次一級的小板塊，如把美洲大板塊分為南、北美洲兩個板塊，菲律賓、阿拉伯半島、土耳其等也可作為獨(dú)立的小板塊。板塊之間的邊界是大洋中脊或海嶺、深海溝、轉(zhuǎn)換斷層和地縫合線。斯板塊，歐亞板塊，納茲卡板塊，北美板塊，太平洋板塊，菲律賓板塊，南美板塊。全球巖石圈六大板塊美國航天的衛(wèi)星圖整理出來的最近100萬年的板塊運(yùn)動圖（2002年）三、三大斷層模型（一）、斷層的概念沿破裂面兩側(cè)巖塊發(fā)生顯著相對位移的斷裂構(gòu)造。斷層的規(guī)模大小不等,大者沿走向延伸可達(dá)上千公里,向下可切穿地殼，常由許多斷層組成，稱為斷裂帶；小者可見于手標(biāo)本。幾何要素斷層由斷層面和斷盤組成。斷層面是巖石沿之發(fā)生相對位移的破裂面，簡稱斷面，可以是一個單一的面，也可以是一個有一定寬度的帶。斷層面與地面的交線稱為斷層線。斷盤指斷層面兩側(cè)的巖塊。位于斷層面之上的一盤稱為上盤，斷層面之下的一盤稱為下盤。如斷層面直立，則按其相對于斷層走向的方位來描述。斷層的位移即斷層面兩側(cè)巖塊相對錯開距離的統(tǒng)稱。按測量位移的參照物的不同,分為滑距和斷距?；嗉磾鄬觾杀P真正的相對錯開的距離。斷層面上錯動前的一點(diǎn)，錯動后分成兩個對應(yīng)點(diǎn)之間的直線距離，稱為總滑距?？偦嘣跀鄬用孀呦蚓€上的分量稱走向滑距?？偦嘣跀鄬用鎯A斜線上的分量稱傾斜滑距。斷距即被錯斷的巖層在兩盤對應(yīng)層之間的相對距離。在不同方向的剖面上，斷距的值可不同。在垂直于被錯斷巖層走向的剖面上，斷層兩盤對應(yīng)層之間的垂直距離稱為地層斷距；對應(yīng)層之間的鉛直距離稱為鉛直地層斷距，相當(dāng)于直立的鉆孔中測得的距離；對應(yīng)層之間的水平距離稱水平地層斷距，相當(dāng)于沿水平坑道測得的距離。按斷層走向與被斷地層走向的幾何關(guān)系分為：①兩者近于平行的走向斷層；②兩者近于垂直的傾向斷層；③兩者斜交的斜向斷層；④與被斷地層層面大致平行的順層斷層。分類：按斷層走向與區(qū)域褶皺軸向的幾何關(guān)系分為：①兩者近于平行的縱斷層；②兩者近于垂直的橫斷層；③兩者斜交的斜斷層。按斷層兩盤相對運(yùn)動的方向分為：①上盤相對下降的正斷層;②上盤相對上升的逆斷層,低角度(小于30°)的逆斷層又稱沖斷層。正斷層和逆斷層的兩盤相對運(yùn)動方向大致平行于斷層面的傾斜方向，故又統(tǒng)稱為傾向滑動斷層；③兩盤沿斷層走向作相對水平運(yùn)動的平移斷層，又稱走向滑動斷層（簡稱走滑斷層）。兩盤作逆時針剪切的平移斷層稱左旋或左行平移斷層，反之，作順時針剪切的稱右旋或右行平移斷層。另外，對于斷層位移方向與斷層面走向斜交的斜向滑動斷層，可根據(jù)其走向滑距和傾斜滑距分量的相對大小而復(fù)合命名,如正-平移斷層或平移-逆斷層,復(fù)合命名中的后者表示主要的運(yùn)動分量。斷層是地殼上部構(gòu)造層次脆性剪切變形的典型產(chǎn)物。有的大斷層向深處其傾角逐漸變緩，使斷層面成凹面向上的彎曲，其剖面似鏟形或犁形，稱鏟狀斷層或犁式斷層。在地殼深處的韌性變形域，相當(dāng)于斷層的兩盤作相對剪切位移的變形帶稱為韌性剪切帶。形成機(jī)制：斷層運(yùn)動的基本特點(diǎn)是兩盤巖石沿斷層面的剪切滑動，所以斷層作為剪切面與其形成時的應(yīng)力狀態(tài)密切有關(guān)。斷層形成的安德森模式簡明地說明了兩者的關(guān)系（圖2安德森斷層理論模式）。因為地面與空氣間無剪應(yīng)力作用,所以地面為一主平面,即必然有一個主應(yīng)力軸與地面垂直，其余兩個主應(yīng)力軸呈水平狀態(tài)。假定巖石為各向同性，其內(nèi)摩擦角統(tǒng)計平均值為30°。按庫倫-莫爾脆性破裂準(zhǔn)則,在應(yīng)力作用下形成的兩組共軛剪切面的交線與中間應(yīng)力軸□2平行,其銳角分角線與最大主應(yīng)力軸□1平行,斷層面與□1的夾角約30°。這樣，三種應(yīng)力作用方式就可造成3種斷層:①當(dāng)□1直立時,形成高角度正斷層；②當(dāng)□2直立時，形成近直立的平移斷層；③當(dāng)□3直立時,形成低角度的逆斷層。這一模式較好地說明了大量淺層次的脆性破壞所形成的斷層，如大量的正斷層的傾角在60°左右，而平移斷層常是近直立的。但由于地殼的不均一性，各地實際的應(yīng)力狀態(tài)還要復(fù)雜得多，如在上升巖漿巖的邊部或隆起區(qū)邊緣的差異性升降運(yùn)動都可造成高角度的逆斷層，而在地殼較深處又可有近水平的低角度正斷層。（參考書目朱志澄、宋鴻林主編：《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》，中國地質(zhì)大學(xué)出版社，武漢，1990。）（二）、三大斷層模型1、正斷層地質(zhì)構(gòu)造中斷層的一種。是根據(jù)斷層的兩盤相對位移劃分的。斷層形成后，上盤相對下降，下盤相對上升的斷層稱正斷層。它主要是受到拉張力和重力作用形成的。斷層面傾角較陡，通常在45°以上。正斷層在地形上表現(xiàn)顯著，多形成河谷、沖溝和湖泊等。正斷層與平移斷層多出現(xiàn)于張裂性版塊邊界。2、平移斷層又稱橫移斷層、走滑斷層，亦稱為扭轉(zhuǎn)斷層，平移斷層作用的應(yīng)力是來自兩旁的剪切力作用，其兩盤順斷層面走向相對位移，而無上下垂直移動。規(guī)模巨大的平移斷層通常稱為走向滑動斷層。由于斷層面是采水平方向移動的，所以在野外的觀察上經(jīng)常沒有明顯的斷崖，只會在地面上看到一條斷層直線。3、逆斷層地質(zhì)構(gòu)造中斷層的一種。是根據(jù)斷層的兩盤相對位移劃分的。指上盤上升，下盤相對下降的斷層。這類斷層主要由水平擠壓而形成，按斷面的傾角又分為：沖斷層（斷面傾角＞45°）；逆掩斷層（斷面傾角在25°—45°間）；輾掩斷層（斷面傾角＜25°）。根據(jù)斷層傾角的大小，可分為：高角度逆斷層和低角度逆斷層。高角度逆斷層面傾斜陡峻，傾角大于45°，常常在正斷層發(fā)育區(qū)產(chǎn)成，所以有些學(xué)者將高角度逆斷層與正斷層統(tǒng)一歸屬于高角度斷層。傾角小于45°（一般多在30°左右或更?。┑哪鏀鄬臃Q為低角度斷層。位移距離很大的低角度逆斷層稱為逆沖斷層。聚合性板塊邊界多逆斷層與褶皺構(gòu)造四、中國大陸版塊經(jīng)歷幾次構(gòu)造運(yùn)動及每次特點(diǎn)中國地殼構(gòu)造發(fā)展的大階段包括陸核形成大階段、地臺形成大階段、聯(lián)合古陸形成大階段、聯(lián)合古陸解體大階段。各階段構(gòu)造運(yùn)動及特點(diǎn)見下：（一）、陸核形成大階段

形成于28億年前的古陸核見于華北地區(qū)。西部的鄂爾多斯陸核大部為中生界蓋覆，由以麻粒巖變質(zhì)相為主的巖系構(gòu)成，與集寧群相當(dāng)。華北東北部有薊遼陸核，組成巖系以遷西群、阜平群為代表。東南部有河淮陸核,主要構(gòu)成巖系是麻粒巖和片麻巖,有時也有鎂質(zhì)大理巖和石墨片巖等。在揚(yáng)子地臺上，出露于黃陵背斜的崆嶺群麻粒巖有28億年的變質(zhì)年齡值，所以鄂西－川中可能是古陸核。大別山群雖也有超過28億年的巖石，但無法識別由其構(gòu)成的地塊。此外，塔里木地臺南部地球物理特征與華北的陸核區(qū)相似。由于阿爾金山地區(qū)已確定有\(zhòng)o"太古宙"太古宙地層，所以塔南陸核可能存在。在三個地臺區(qū),古元古界變質(zhì)巖系都有廣泛分布,在華北和塔里木，太古宙地層和古元古界為似蓋層的中元古界不整合覆蓋，呂梁造山期影響普遍。揚(yáng)子地臺崆嶺群\o"地球化學(xué)"地球化學(xué)特征以及下、中地殼的結(jié)構(gòu)特征與華北有明顯的差異。所以，華北地臺與揚(yáng)子地臺在太古宙時很可能是不相連的。（二）、地臺形成大階段

這一大階段可以分為原地臺形成（18億年前）和地臺形成(8億年前)兩個階段。從太古宙晚期到古元古代末，地殼的幾個圈層都經(jīng)歷了重要的變化。在華北區(qū)，太古宙末期的五臺群及同期的綠巖帶的發(fā)育及其后的五臺期造山活動使各陸核之間初步連接。在這個尚未穩(wěn)定的基礎(chǔ)上發(fā)育了以古元古界滹沱群為代表的原裂陷槽。滹沱群及同期地層的褶皺變質(zhì)形成條帶狀的磨拉石造山沉積，并使整個華北區(qū)固結(jié)成一相對穩(wěn)定的整體。這就是呂梁運(yùn)動和華北原地臺的形成。類似的過程見于塔里木的北緣，形成包括古元古界在內(nèi)的穩(wěn)定基底。揚(yáng)子地臺西南部在古元古代主要是\o"島弧"島弧向西擴(kuò)展使地塊增生的過程，但也有原裂陷槽的發(fā)育。在華北和塔里木，中、新元古界是原地臺上的似蓋層沉積，所以地臺的形成階段主要是穩(wěn)定化的過程。以華北為例，內(nèi)部發(fā)育裂陷槽，南北邊緣都出現(xiàn)邊緣型裂陷槽，如秦嶺和白云鄂博，特點(diǎn)是火山巖發(fā)育，陸殼變薄，向外過渡為洋殼。這種以拉伸為主的大陸邊緣在外側(cè)同樣可造成擠壓和洋殼俯沖，北秦嶺的新元古代向陸俯沖可為例證。揚(yáng)子地臺由于基底固結(jié)較差，除鄂西和滇中分別發(fā)育神農(nóng)架和昆陽裂陷槽，其西北和東南邊緣則是邊緣裂陷與島弧俯沖并存，結(jié)果導(dǎo)致陸殼擴(kuò)展增生，東南邊緣更為明顯。到新元古代，造山運(yùn)動和造山沉積分布普遍，這就是晉寧運(yùn)動和地臺的最后形成。

看來，古元古代發(fā)育原裂陷槽，褶皺變質(zhì)形成原地臺，中、新元古代發(fā)育裂陷槽，進(jìn)一步固結(jié)為地臺，這是華北類型。古元古代原地臺固結(jié)較弱，中、新元古代形成邊緣裂陷和島弧體系，這是揚(yáng)子類型。新元古代的另一特點(diǎn)是小型地塊大量出現(xiàn)。如西北的準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木、西藏的羌塘,東南的武功和陳蔡,有的是晚元古代或稍晚從母體大陸分裂而出，有的原來位置不明，或曾構(gòu)成更大的塊體，但作為階段的特征，它們都是在晉寧運(yùn)動期固結(jié)構(gòu)成的。

（三）、聯(lián)合古陸形成大階段

這一大階段包括震旦紀(jì)至\o"三疊紀(jì)"三疊紀(jì)，由加里東、海西和印支3個階段組成,但實際上海西階段與印支階段在中國、在亞洲不易區(qū)分。陸核形成、地臺形成兩大階段是地表大陸地殼不斷增長的過程，但從穩(wěn)定地臺形成之后，各大陸塊各自作為一個整體在地表上發(fā)生相對位移和相互分合，而大陸地殼的總量可能并無大的變化。演變發(fā)展的主要過程包括了大陸邊緣的破碎、移離,邊緣海和島弧的出現(xiàn),島弧外側(cè)的洋殼俯沖和邊緣海的封閉等，可稱為大陸邊緣的復(fù)雜化過程。這個過程在中國范圍內(nèi)有較好的體現(xiàn)。

在加里東階段，華北地臺主體的南北邊緣都發(fā)生了邊緣破碎和島弧發(fā)育的現(xiàn)象。北緣的溫都爾廟群是震旦紀(jì)至\o"寒武紀(jì)"寒武紀(jì)、\o"奧陶紀(jì)"奧陶紀(jì)的島弧組合地層，其上不整合覆蓋中、上志留統(tǒng)，是島弧向南疊接后的沉積，形成了狹長的加里東帶。在南側(cè)的北秦嶺，以秦嶺群為部分基底的奧陶紀(jì)島弧帶有奧陶系草灘溝群島弧沉積，內(nèi)側(cè)有洋殼海底的邊緣海。奧陶紀(jì)末形成加里東疊接帶，與祁連山區(qū)的廣大加里東造山區(qū)相連。柴達(dá)木地塊可能原與阿拉善相連，新元古代張裂形成島弧帶及洋殼海，晚奧陶世至志留紀(jì)逐漸對接閉合。揚(yáng)子地臺與華夏地塊之間，從\o"元古宙"元古宙到\o"早古生代"早古生代至少西段都是廣深海域，自奧陶紀(jì)末至\o"志留紀(jì)"志留紀(jì)，揚(yáng)子地臺與華夏地塊對接，形成廣大的加里東造山區(qū)。在海西－印支階段，中國各大陸塊之間的關(guān)系比較復(fù)雜。華北地臺與塔里木地臺尚未連結(jié)。但他們分別與西伯利亞－蒙古地塊和哈薩克斯坦地塊逐步接近。首先，在\o"石炭紀(jì)"石炭紀(jì)蒙古地塊的南緣擴(kuò)展到額爾濟(jì)斯－居延一線和蘇尼特－賀根山一線。然后，在二疊紀(jì)末，塔里木地臺、伊寧地塊與準(zhǔn)噶爾－哈薩克斯坦地塊相互連結(jié)成為一體。華北地臺北緣與佳木斯－松遼地塊南緣沿蘇尼特－林西一線對接。所以在中國境內(nèi)，華北地臺、塔里木地臺與西伯利亞-蒙古地塊之間主要是海西褶皺區(qū)。揚(yáng)子地臺在海西－印支階段的主要特征是張裂作用。地臺西緣松潘地塊、昌都地塊和臨滄地塊從古生代中期即脫離揚(yáng)子地臺向西移離，到石炭紀(jì)、二疊紀(jì)有大規(guī)模的開裂和巖流的噴溢，但仍屬于華夏植物群分布范圍。在東南邊緣和相鄰的加里東褶皺區(qū)，泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)都形成規(guī)模不同的裂陷。湘桂地區(qū)泥盆紀(jì)碳酸鹽臺地間的小型海槽，贛北樂平地區(qū)以及閩南石炭紀(jì)的裂陷槽都可作為例證。黔南、桂西發(fā)生在二疊紀(jì)的大規(guī)模裂陷，形成了右江地槽印支褶皺帶，與粵閩沿海的印支帶可能成弧形相連。海南地臺屬岡瓦納大陸北部邊緣體系，也在印支期與揚(yáng)子－華南地臺對接。揚(yáng)子地臺與華北地臺的接近始于志留－泥盆紀(jì),到中、晚三疊世，海域消失,互相對接，形成印支褶皺帶，向西與巴顏喀喇和三江、滇西的廣大印支褶皺區(qū)相連。所以中國揚(yáng)子地臺與華北、塔里木地臺之間，主要是印支褶皺區(qū)，揚(yáng)子地臺和羌塘地塊向北運(yùn)移，使古生代的古特提斯海域閉合，其結(jié)果是歐亞古大陸主體的最終形成。

（四）、聯(lián)合古陸解體大階段

印支運(yùn)動期以后，中國和亞洲的主要部分已全部固結(jié)。中國境內(nèi)的主要經(jīng)歷是：①青藏地區(qū)的一些地塊不斷北移到位，最后形成青藏高原；②陸內(nèi)碰撞和擠壓形成大規(guī)模的逆掩推覆和不同類型的擠壓盆地；③西太平洋邊緣海－島弧體系形成沿海的一些地體拼貼和陸上的張裂型盆地。在中國西部地區(qū)，印支運(yùn)動之后，羌塘地塊之南形成新特提斯廣海。羌塘地塊與岡底斯地塊之間的海域可能范圍不廣，于\o"侏羅紀(jì)"侏羅紀(jì)末、\o"白堊紀(jì)"白堊紀(jì)初封閉，屬于燕山構(gòu)造階段；岡底斯地塊與喜馬拉雅地塊之間的海域范圍更大，于白堊紀(jì)末、第三紀(jì)初封閉，屬于喜馬拉雅構(gòu)造階段。第三紀(jì)印度地塊向北向東擠壓，引起進(jìn)一步的陸內(nèi)碰撞，使柴達(dá)木盆地和準(zhǔn)噶爾盆地南緣都受影響，形成山前盆地磨拉石堆積，在滇西、三江地區(qū)，直至龍門山前，也形成大規(guī)模的向東逆掩推覆和山前磨拉石堆積。在中國東部地區(qū)，印支運(yùn)動之后，出現(xiàn)大致北北東向的新華夏盆地群。在西帶形成陜北和四川等大型內(nèi)陸盆地，中帶形成松遼、江漢等裂谷盆地，在北方的興安－內(nèi)蒙古和南方的閩浙沿海則發(fā)育大規(guī)模的火山噴溢和小型裂谷盆地。自晚白堊世起，張裂作用處于主導(dǎo)地位，與日本海和中國南海的開啟有密切的關(guān)系。與此同時，陸內(nèi)碰撞與逆掩推覆也是重要現(xiàn)象。揚(yáng)子地臺向著華北地臺的陸內(nèi)俯沖導(dǎo)致秦嶺山區(qū)大規(guī)模的向南推覆。也有向北的推覆和山前盆地的形成。這種向北的擠壓可能與科拉板塊的向北推移有關(guān)。在揚(yáng)子地臺的東南緣，雪峰山區(qū)和皖南贛北，也出現(xiàn)大規(guī)模的向西北的逆掩推覆，時代都是燕山期的。華北地臺北緣陰山－燕山帶以及內(nèi)蒙古地區(qū)的向南逆掩推覆也是燕山期的產(chǎn)物。所以，中國的構(gòu)造和地勢格局的基礎(chǔ)主要是在燕山構(gòu)造階段形成的。在中國范圍內(nèi)，既有保存較好的古老的陸核，又有最新地質(zhì)時期才褶皺抬升的巨大山系和高原；既有長期穩(wěn)定發(fā)展的古老地臺區(qū)，又有在地質(zhì)晚期才逐步拼貼的地體形成的造山帶。它們之間有消失了的洋殼海盆，也有經(jīng)過分裂移離和（或）大規(guī)模擠壓、碰撞、疊覆的大陸地殼塊體。這些構(gòu)造過程留下了豐富的記錄。對中國地質(zhì)構(gòu)造的研究，將為全球構(gòu)造的研究作出重要的貢獻(xiàn)。五、固體地球物理及其圈層特征（一）、固體地球物理學(xué)用物理學(xué)的方法和觀點(diǎn)研究固體地球的運(yùn)動、狀態(tài)、組成、作用力和各種物理過程的一門學(xué)科。所謂固體地球是相對于大氣和海洋而言的。其實地球本體之內(nèi)，也并非全部是固體，例如地球核的外層就處于液態(tài)，但它仍屬于固體地球物理學(xué)的研究范圍。地球物理學(xué)這個詞，自20世紀(jì)初才正式為人采用，但它的內(nèi)容也包括不少從很久以前就延續(xù)下來的科學(xué)課題。約到了50年代，由于這門學(xué)科的飛躍發(fā)展，又進(jìn)一步分為大氣物理學(xué)、海洋物理學(xué)、宇宙地球物理學(xué)和固體地球物理學(xué);利用物理學(xué)的電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)、運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)等方面的理論和方法，研究各種地球物理場和固體地球部分的物理性質(zhì)、物理條件、物理狀態(tài)及其中所發(fā)生的各種物理過程，從空間和時間兩個方面找出以上各方面的發(fā)展和聯(lián)系，以尋求其發(fā)展變化規(guī)律的科學(xué)。固體地球物理學(xué)又稱地體學(xué)或大地物理學(xué)，也就是一般所說的地球物理學(xué)。固體地球物理學(xué)可分為兩個大的方面：研究大尺度和一般原理的，叫普通地球物理學(xué);勘查石油、金屬、非金屬礦或其它地質(zhì)體、用于工程場地性能勘探的，叫勘探地球物理學(xué)，又稱物理探礦學(xué)。固體地球物理學(xué)主要包括大地測量學(xué)、火山學(xué)、地震學(xué)、地電學(xué)、地磁學(xué)、地?zé)釋W(xué)、重力學(xué)、大地構(gòu)造物理學(xué)和應(yīng)用地球物理學(xué)等幾個傳統(tǒng)分支，以及深部探測、地球動力等幾個新的十分活躍的分支學(xué)科。大地測量學(xué)：固體地球物理學(xué)中最老的學(xué)科之一。它是研究地球的形狀和地面上各地點(diǎn)的空間位置和幾何關(guān)系的一門學(xué)科。從大尺度來看，地面不是平的，甚至不是一個簡單的規(guī)則曲面，而鉛垂線的方向也并不總同真實地面垂直。于是測定遠(yuǎn)距離地點(diǎn)的方位和高程便不是一個簡單的問題，而早已形成一個專門的學(xué)科。由于鉛垂線的方向決定于重力，所以大地測量學(xué)和重力學(xué)是分不開的，后者是專門研究地球重力場的分布和成因的一門學(xué)科。地球重力場決定于地下物質(zhì)的分布。重力學(xué)除同大地測量學(xué)有密切關(guān)系外，也同地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布有關(guān)。重力分布是闡明地質(zhì)構(gòu)造和勘探有用礦床的一種重要數(shù)據(jù)。地震學(xué)：固體地球物理學(xué)的主要支柱，應(yīng)用極廣。地震學(xué)不僅研究天然地震，而且利用由天然地震或人工地震所產(chǎn)生的地震波，來研究地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)或其他信息，特別是儲油構(gòu)造。地震勘探法主要是利用人工地震的地震波，現(xiàn)在已成為石油勘探最重要的方法之一。除此之外，地震觀測還是監(jiān)視地下核爆炸唯一有效的方法。在取得地球內(nèi)部信息方面，地震學(xué)走在地學(xué)各學(xué)科的最前列，其潛力也是最大的。地磁學(xué)：也是一門古老的學(xué)科。中國在戰(zhàn)國時期就已知道磁石的吸鐵性和指極性；11世紀(jì)以前已發(fā)現(xiàn)地磁偏角；約在9世紀(jì)至10世紀(jì)的時候就已將磁針用于航海。不過對于地磁場的最早解釋則是由英國人吉伯(W.G.il-bert)在1600年提出的。然而只是到了1839年，德國數(shù)學(xué)家C.F.高斯用球諧分析的方法闡明了地磁場的基本特征，地磁學(xué)才真正得到系統(tǒng)的發(fā)展。地磁學(xué)是闡明地球磁場的形態(tài)、成因和應(yīng)用的一門學(xué)科。對于解釋地質(zhì)構(gòu)造，勘探磁性礦床和石油都有一定的作用。由于地面磁場受空間電流影響極大，地磁學(xué)同天電學(xué)有時是不可分割的。它們都是固體地球物理學(xué)同大氣物理學(xué)或宇宙地球物理學(xué)之間的邊緣學(xué)科。地電學(xué)：研究地球物質(zhì)的電性變化和地內(nèi)電流分布的一門學(xué)科。用于找礦，電法勘探已是一種內(nèi)容豐富而又有效的技術(shù)；但用于解釋地球內(nèi)部的情況，地電學(xué)還不能給出精確的結(jié)論，還有待進(jìn)一步的發(fā)展。地?zé)釋W(xué)：研究地球內(nèi)部熱源和溫度分布，以及地球發(fā)展的熱歷史的一個學(xué)科。近年來，由于地下熱能的開發(fā)和利用，地?zé)釋W(xué)得到很大的推動，地?zé)岬厍蛭锢砜碧揭殉蔀槲锢砜碧降姆椒ㄖ?。和地?zé)釋W(xué)密切相關(guān)的還有同位素年代學(xué)，這在解釋地質(zhì)現(xiàn)象中有極廣泛的應(yīng)用。此外，固體潮和地球自由振蕩是兩個重要的地球物理課題，前者現(xiàn)正發(fā)展成為學(xué)科，后者常和地震波一起討論，做為研究地球內(nèi)部構(gòu)造的一個重要方法。上述各學(xué)科基本上是根據(jù)某種地球物理場來劃分的，例如重力場、地磁場、彈性場、溫度場、放射性場等等。各學(xué)科所用的方法和理論各成體系。不過一個重大的地球物理問題，常常不是以某一種地球物理場為特征，而往往涉及多種地球物理場。用這個觀點(diǎn)劃分，就有：地球內(nèi)部物理學(xué)，它是研究地球內(nèi)部的各種物理過程（包括結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成）的一門學(xué)科。大地構(gòu)造物理學(xué)，約在30年代，這門學(xué)科只討論巖石和礦物形成的物理條件和過程，但近年來這個詞的涵義已擴(kuò)大到同固體地球物理學(xué)幾乎同義。地球動力學(xué)，原來是研究地球內(nèi)部的作用力及其導(dǎo)致的變化過程的一門學(xué)科，但現(xiàn)在實際上與大地構(gòu)造物理學(xué)很難區(qū)別。大地構(gòu)造物理學(xué)、地球動力學(xué)與地球內(nèi)部物理學(xué)不同之處，是前者較側(cè)重地質(zhì)因素，而后者則側(cè)重物理因素，但實際差別是微乎其微的。應(yīng)用地球物理學(xué)，即勘探地球物理學(xué)，它研究所有的地球物理勘探方法。（二）、地球的圈層構(gòu)造地球圈層分為地球外圈和地球內(nèi)圈兩大部分。地球外圈可進(jìn)一步劃分為三個基本圈層，即大氣圈、水圈、生物圈；地球內(nèi)圈可進(jìn)一步劃分為三個基本圈層，即地殼、地幔和地核。此外在地球外圈和地球內(nèi)圈之間還存在一個軟流圈，它是地球外圈與地球內(nèi)圈之間的一個過渡圈層，位于地面以下平均深度約150公里處。這樣，整個地球總共包括八個圈層，其中巖石圈、軟流圈和地球內(nèi)圈一起構(gòu)成了所謂的固體地球。對于地球外圈中的大氣圈、水圈和生物圈，以及巖石圈的表面，一般用直接觀測和測量的方法進(jìn)行研究。而地球內(nèi)圈，目前主要用地球物理的方法，例如地震學(xué)、重力學(xué)和高精度現(xiàn)代空間測地技術(shù)觀測的反演等進(jìn)行研究。地球各圈層在分布上有一個顯著的特點(diǎn)，即固體地球內(nèi)部與表面之上的高空基本上是上下平行分布的，而在地球表面附近，各圈層則是相互滲透甚至相互重疊的，其中生物圈表現(xiàn)最為顯著，其次是水圈。1、地球內(nèi)部圈層劃分依據(jù)地球內(nèi)部情況主要是通過地震波的記錄間接地獲得的。地震時，地球內(nèi)部物質(zhì)受到強(qiáng)烈沖擊而產(chǎn)生波動，稱為地震波。它主要分為縱波和橫波。由于地球內(nèi)部物質(zhì)不均一，地震波在不同彈性、不同密度的介質(zhì)中，其傳播速度和通過的狀況也就不一樣。大約在陸地地殼平均33公里深處，縱波速度為7.6公里/秒，橫波為4.2公里/秒。再向下縱波急增為8.1公里/秒，橫波為4.6公里/秒。這個波速不連續(xù)面是1909年奧地利地震學(xué)家莫霍洛維奇發(fā)現(xiàn)的，故名莫霍洛維奇界面，簡稱莫霍面。在距地表2900公里深處，縱波速度由13.64公里/秒突然降為8.1公里/秒，而橫波至此完全消失。這個不連續(xù)界面是美籍德人地震學(xué)家古登堡于1914年發(fā)現(xiàn)的，故稱為古登堡面。根據(jù)這兩個不連續(xù)面將地球內(nèi)部劃分為三個圈層：地殼、地幔和地核。2、地球內(nèi)部圈層的劃分地殼：位于莫霍面以上部分稱為地殼。地殼表層巖石平均密度2.65克/厘米3，處在常溫、常壓下。地殼底部密度增加到2.9克/厘米3，溫度高達(dá)1000℃左右，壓力可達(dá)1萬個大氣壓。地殼的總體積只占整個地球體積的1%;其質(zhì)量僅占地球總質(zhì)量的0.8%。地殼又可分為大陸型和海洋型，大陸型地殼厚度大，平均厚約33公里，高山地區(qū)厚度更大，我國西藏及天山地區(qū)可達(dá)70公里厚。大洋型地殼厚度小，平均只有7.3公里。按組成巖石類型地殼又可分為上下兩層，上層主要由花崗巖和沉積巖組成，稱為花崗巖層。此層在山區(qū)厚度可達(dá)40公里，在平原區(qū)平均厚為10公里左右，在大洋底則很薄，甚至缺失。下層主要由玄武巖組成，稱玄武巖層，在陸上較厚，可達(dá)30公里，在深海底僅為5—8公里地幔：莫霍面以下古登堡面以上的圈層，底界深為2900公里，其體積占地球總體積的82%，質(zhì)量占67.8%，物質(zhì)密度從上部的3.32克/厘米3向下遞增到5.66克/厘米3，底界面上壓力可達(dá)140萬個大氣壓，溫度從上部的1200℃到下部增到2000℃。按地震波變化，以984公里深為界把地幔分為上下兩部分。上地幔以橄欖巖為主，稱為橄欖巖層。在距地表50—地核：古登堡面以下到地心稱為地核。根據(jù)地震波傳播情況，又可分為外核與內(nèi)核。從2900—5100公里范圍稱為外核。在外核部分地震波的橫波完全消失，只有縱波能通過，而且波速減慢，所以外核的物質(zhì)可能是液態(tài)的。5100公里以下到地心，為內(nèi)核。在這里地震波的橫波重新出現(xiàn)，縱波波速也有突然增大的現(xiàn)象。由此推測內(nèi)核物質(zhì)可能是固態(tài)的。據(jù)推測地核物質(zhì)非常致密，密度可達(dá)9.7—17.9克/厘米3。按體積地核只占整個地球的17%，但其質(zhì)量卻占31.5%。地核內(nèi)壓力可達(dá)300—360萬個大氣壓，溫度為2000—3000℃，最高不超過5000（三）、地殼物質(zhì)組成地殼中的化學(xué)元素：地殼中有90多種天然化學(xué)元素，其中氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂八大元素含量占地殼總重量的97％，其余元素只占3％。而地殼中的氧約占49％；硅約占26％。地殼中的礦物：地殼中的化學(xué)元素，隨著地質(zhì)作用的變化不斷地進(jìn)行化合和分解，形成各種具有一定物理—化學(xué)性質(zhì)特征的礦物①。而礦物又是形成地殼巖石與礦石的基本單位。地殼中的礦物大約有3000種，但與形成巖石有關(guān)的礦物主要有：石英、正長石、斜長石、角閃石、輝石、云母、方解石等，這類礦物通常稱為造巖礦物。主要造巖礦物特征：石英（SiO2），晶體為柱狀或塊狀，透明或半透明，具有油脂光澤，硬度7②，用刀刻劃不產(chǎn)生條痕，為重要造巖礦物。長石，各類巖石都有，為含有鉀、鈉和鈣的硅酸鹽礦物，硬度6—6.5，柱狀或板塊狀，正長石常為肉紅色，斜長石為灰白色。角閃石，暗灰色或黑色，硬度5.5—6，常與石英、長石共生。云母，能沿解理方向揭成很薄的光滑薄片，發(fā)亮，透明，能彎曲，硬度2—3，具絕緣性。方解石（CaCO3），白色，透明或半透明，硬度3，用刀刻劃可見條痕，遇稀鹽酸反應(yīng)起泡。六、所有巖石類型及各期的巖石類型和年代（一）、沉積巖又稱為水成巖，沉積巖是在地殼表層的條件下，由母巖的風(fēng)化產(chǎn)物、火山物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)等沉積巖的原始物質(zhì)成分，經(jīng)搬運(yùn)、沉積及其沉積后作用而形成的一類巖石，是三種組成地球巖石圈的主要巖石之一。以物質(zhì)來源為主要考慮因素的分類，沉積巖被分成三類，即由母巖風(fēng)化物質(zhì)、火山碎屑物質(zhì)和生物遺體形成的不同沉積巖。1、母巖風(fēng)化物質(zhì)母巖分化產(chǎn)物形成的沉積巖是最主要的沉積巖類型，包括碎屑巖和化學(xué)巖兩類。碎屑巖根據(jù)粒度細(xì)分為礫巖、砂巖、粉砂巖和黏土巖，化學(xué)巖根據(jù)成分，主要分出碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物巖、硅巖。礫巖：是粗碎屑含量大于30%的巖石。絕大部分礫巖由粒度相差懸殊的巖屑組成，礫石或角礫大者可達(dá)1米以上，填隙物顆粒也相對比較粗。具有大型斜層理和遞變層理構(gòu)造。砂巖：在沉積巖中分布僅次于黏土巖。它是由粒度在2～0.1毫米范圍內(nèi)的碎屑物質(zhì)組成的巖石。在砂巖中，砂含量通常大于50%，其余是基質(zhì)和膠結(jié)物。碎屑成分以石英、長石為主，其次為各種巖屑以及云母、綠泥石等礦物碎屑。粉砂巖：中，0.1～0.01mm粒級的碎屑顆粒超過50%，以石英為主，常含較多的白云母，鉀長石和酸性斜長石含量較少，巖屑極少見到。黏土基質(zhì)含量較高。黏土巖：是沉積巖中分布最廣的一類巖石。其中，黏土礦物的含量通常大于50%，粒度在0.005～0.0039mm范圍以下。主要由高嶺石族、多水高嶺石族、蒙脫石族、水云母族和綠泥石族礦物組成。碳酸鹽巖：常見的巖石類型是石灰?guī)r和白云巖，是由方解石和白云石等碳酸鹽礦物組成的。我國桂林有“山水甲天下”之美稱，奇妙莫測的七星巖是另一種類型的沉積巖，即碳酸鹽地區(qū)形成的喀斯特地貌。硫酸鹽巖：硫酸鹽礦物是金屬元素陽離子和硫酸根相化合而成的鹽類。由于硫是一種變價元素，在自然界它可以呈不同的價態(tài)形成不同的礦物。硅質(zhì)巖：沉積巖中以二氧化硅為主要成分的巖石叫做硅質(zhì)巖。也稱燧石巖。其主要礦物成分是自生石英、玉髓和蛋白石。火山活動可提高海洋中的硅質(zhì)含量，也是硅質(zhì)巖中硅的主要物源。2、火山碎屑物質(zhì)火山碎屑巖：是介于巖漿熔巖和沉積巖之間的過渡類型的巖石，其中50%以上的成分是由火山碎屑流噴出的物質(zhì)組成，這些火山碎屑主要是火山上早期凝固的熔巖、通道周圍在火山噴發(fā)時被炸裂的巖石形成的，碎屑包括巖屑、晶屑、玻璃質(zhì)屑、漿屑、火山塊、火山礫和火山灰。這些碎屑降落到地面或海底，經(jīng)過固結(jié)形成巖石，由于火山也可以在海底爆發(fā)，所以火山碎屑巖有陸相沉積的也有海相沉積的。3、生物遺體生物遺體可組成可燃性（如煤及油頁巖）和非可燃性兩種生物巖。生物沉積巖是由生物體的堆積造成的，如花粉、孢子、貝殼、珊瑚等大量堆積，經(jīng)過成巖作用形成的。（二）、巖漿巖巖漿巖是由巖漿凝結(jié)形成的巖石，約占地殼總體積的65%。巖漿是在地殼深處或上地幔產(chǎn)生的高溫?zé)霟帷⒄吵?、含有揮發(fā)分的硅酸鹽熔融體。是形成各種巖漿巖和巖漿礦床的母體。根據(jù)礦物成分和硅酸（SiO2）的含量變化規(guī)律，將巖漿巖分為酸性巖（含SiO2大于65%）、中性巖（含SiO252-65%）、基性巖（含SiO240-52%）和超基性巖（含SiO2小于40%）四類。1、超基性巖類本類巖石幾乎全部由鐵鎂礦物組成，占95%以上，如橄欖石和輝石，有時也見到一些角閃石和黑云母，因此，在化學(xué)成分上SiO2含量小于40%，本類巖石最主要的有橄欖巖和輝巖。橄欖巖：主要由橄欖石和輝石組成的巖石，兩者含量近似，各占50%左右，一般為暗綠色或黑綠色，全晶質(zhì)粗?；蛑辛＝Y(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，易風(fēng)化，常變?yōu)樯呒y巖。輝巖：主要由輝石組成，也可以含有一些橄欖石、鐵礦等。輝石常形成粗大的晶體，橄欖石則很小，散嵌在輝石的晶體之間，顏色多呈褐色或綠褐色。2、基性巖類本類巖石SiO2含量比超基性巖中的含量增多，占40-52%，而鐵鎂含量相對減少，所以在主要礦物中出現(xiàn)了淺色礦物斜長石，暗色礦物以輝石為主，淺色和暗色礦物含量近于相等。輝長巖：輝長巖是深成巖，它主要由輝石和基性斜長石（鈣斜長石）組成，另外也有一些橄欖石、角閃石和黑云母等次要礦物。輝長輝綠巖：基性巖類的淺成巖，也有稱之為輝長玢巖的（具有斜長石斑晶者稱玢巖；具有正長石斑晶者稱斑巖）。它的礦物成分和輝長巖的相同，顏色一般較深，其中礦物成分基本上能辨認(rèn)，為斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為斜長石。玄武巖：基性巖類的噴出巖，它的成分和輝長巖形似。玄武巖常常有大面積的分布，多呈巖流、巖鐘和巖蓋產(chǎn)出。3、中性巖類（閃長巖—安山巖類）本類巖石SiO2含量比基性巖有所增加，占52-65%，而鐵鎂的含量相對減少很多。同時在本類巖石中出現(xiàn)了K2O，所以其主要礦物中淺色礦物更多了，淺色礦物中主要是含CaO和Na2O的中性斜長石。閃長巖：閃長巖是中性巖的深成巖，主要由斜長石（70%左右）和角閃石（30%）左右組成，其次含有一些輝石、黑云母及磷灰石等。正長石和石英?？梢陨倭砍霈F(xiàn)。閃長巖顏色多為灰色、淡灰綠色，具有全晶質(zhì)中?；虼至＝Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。閃長玢巖：閃長玢巖是淺成巖，其礦物成分與閃長巖相同，具斑狀結(jié)構(gòu)，其斑晶為斜長石，多呈巖脈產(chǎn)出。安山巖：安山巖是中性巖類的噴出巖，它的成分和閃長巖相同，只因其生成的環(huán)境不同，表現(xiàn)出有不同的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。安山巖經(jīng)常是致密隱晶質(zhì)、半晶質(zhì)或斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石的顏色常為褐色、紫紅色、灰色或灰綠色。4、中性巖類（正長巖—粗面巖類）本類巖石SiO2的含量和閃長巖類差不多，是硅酸正好飽和的巖石，故一般不含石英，其主要礦物為正長石，暗色礦物很少，多為黑云母、角閃石和輝石等。正長巖：這種巖石幾乎全部由肉紅色或灰白色的正長石組成，暗色礦物常有黑云母、角閃石和輝石，一般無石英，副礦物有磷灰石、磁鐵礦等。正長巖的顏色多為肉紅色、灰白色，多半是中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。正長斑巖：正長斑巖為淺成巖，其成分與正長巖完全相同，主要特征是具正長石斑晶，但暗色礦物也有成為斑晶的，其量很少。正長斑巖多以巖脈形態(tài)產(chǎn)出。粗面巖：粗面巖為噴出巖，其成分完全與正長巖相同，一般為灰白色或粉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀和氣孔狀構(gòu)造，斑晶為正長石，以此與安山巖相區(qū)別。粗面巖在自然界分布的不多，但較正長巖為多，常以巖墻、巖床、巖被等形態(tài)產(chǎn)出。5、酸性巖類花崗巖：花崗巖是酸性深成巖，是以淺色礦物為主的巖石，淺色礦物中以正長石和石英為最多。暗色礦物主要是黑云母和角閃石，尚含有磷灰石、電氣石等次要礦物。花崗巖一般為淺色，全晶質(zhì)粗粒或中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造?；◢彴邘r：花崗斑巖是淺成巖，礦物成分相同于花崗巖，為全晶質(zhì)的，具有似斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶以長石、石英為主，有時也有云母、角閃石等，石基部分具有相同的成分。石英斑巖：斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要是石英，此外還有透長石（鉀長石的一種），石基為隱晶質(zhì)。流紋巖：流紋巖是酸性噴出巖，在礦物成分上基本相同于花崗巖，但結(jié)構(gòu)和構(gòu)造上有顯著的不同。流紋巖具斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為石英及無色透明的透長石。6、脈巖類隨著各種深成巖的形成，往往形成一些沿圍巖或某些深成巖體之內(nèi)的裂縫充填的特殊巖石，常呈脈狀產(chǎn)出，故稱脈巖。因常具有特殊的礦物成分和結(jié)構(gòu)，因而將它單獨(dú)歸為一類。偉晶巖：偉晶巖是具有偉晶結(jié)構(gòu)的淺色脈巖。礦物結(jié)晶粗大，一般在1-2厘米以上，個別的甚至以米來衡量或以噸來計算。礦物成分有的相當(dāng)于花崗巖，有的相當(dāng)于閃長巖、輝長巖或正長巖?？筛患捎袃r值的礦床。細(xì)晶巖：細(xì)晶巖是因巖石具有細(xì)粒他形結(jié)構(gòu)而得名。細(xì)晶巖中淺色礦物大量集中，不含或少含暗色礦物，故顏色淺，常呈灰白、黃白、淺紅、灰綠等色。主要礦物成分為細(xì)粒石英和長石，二者含量在90%以上，又稱長英巖?；桶邘r：煌斑巖是一種脈狀產(chǎn)出的暗色巖石，組成巖石的礦物主要是輝石、角閃石、黑云母等暗色礦物，呈暗綠、黑色、黑褐色。粒狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)。7、火山玻璃巖火山玻璃巖是指由火山噴發(fā)出來的熔漿在地表急驟冷凝的條件下，形成一種幾乎完全由玻璃質(zhì)構(gòu)成的巖石。結(jié)晶礦物極少，這種巖石多分布在古今火山區(qū)，而以酸性玻璃巖最多，在構(gòu)造上也往往出現(xiàn)流紋構(gòu)造和氣孔構(gòu)造黑曜巖：黑曜巖呈黑色、灰黑色、深灰或淡紅色，幾乎全是玻璃質(zhì)，具明顯的玻璃光澤及貝殼狀斷口。硬度大，有時含少量石英和透長石斑晶。巖石含水量小于1%。因酸性玻璃質(zhì)黑曜巖最常見，也可有中性玻璃質(zhì)黑曜巖，但少見。珍珠巖：珍珠巖外表與黑曜巖近似。但珍珠巖具有松脂光澤和略具流紋構(gòu)造。鏡片下觀察珍珠巖的玻璃基質(zhì)中有球粒狀的珍珠結(jié)構(gòu)。含水約百分之幾。浮巖：浮巖是具有多氣孔的玻璃質(zhì)巖石?；?、酸性都有，前者色深，后者色淺。質(zhì)輕（比重0.3-0.4），能浮于水而得名。多分布于古代和現(xiàn)代火山口附近或火山頸中，同各種火山巖共生。8、火山碎屑巖類火山碎屑巖是由于火山噴發(fā)所產(chǎn)生的各種碎屑物質(zhì)經(jīng)過短距離搬運(yùn)或就地沉積形成的巖石?；鹕剿樾紟r是噴出巖和沉積巖過渡類型的巖石。在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上則又與沉積碎屑巖有相似之處，但又有很多差別。根據(jù)碎屑顆粒大小，可分為以下幾種：火山集塊巖：火山集塊巖有1/5以上的火山碎屑的直徑大于50毫米，碎屑帶棱角?；鹕郊瘔K巖成分主要是各種中基性、基性熔巖塊及火山彈大小不一的巖塊堆積而成。形狀多半為紡錘形、梨形、面包狀等。多氣孔?；鹕浇堑[巖：有1/3以上的火山碎屑介于2—50毫米之間。火山角礫巖主要為各種熔巖角礫，也可由一些其它巖石的角礫組成，棱角明顯，分選性差，通常為火山灰所膠結(jié)。凝灰?guī)r：主要由火山灰所構(gòu)成的巖石堆積而成。組成巖石的碎屑較細(xì)，小于2毫米，含量超過半數(shù)，其成分多屬火山玻璃、礦物晶屑和巖屑，此外尚有一些沉積物質(zhì)。（三）、變質(zhì)巖變質(zhì)巖是在高溫高壓和礦物質(zhì)的混合作用下由一種石頭自然變質(zhì)成的另一種石頭。變質(zhì)巖是在地球內(nèi)力作用，引起的巖石構(gòu)造的變化和改造產(chǎn)生的新型巖石。習(xí)慣上先按變質(zhì)作用類型和成因，把變質(zhì)巖分為下列巖類：1、區(qū)域變質(zhì)巖類板巖：具板狀構(gòu)造的淺變質(zhì)巖，由泥質(zhì)巖、粉砂巖或中酸性的凝灰?guī)r經(jīng)輕微變質(zhì)作用形成，原巖在礦物成分上沒有或部分重結(jié)晶，只有脫水、硬度增高，巖石外表呈致密隱晶質(zhì)，礦物顆粒細(xì)小，肉眼難以鑒別。千枚巖：具有典型的千枚狀構(gòu)造的淺變質(zhì)巖石。由泥質(zhì)、粉砂巖或中酸性的凝灰?guī)r經(jīng)低級變質(zhì)作用形成。主要由細(xì)小的絹云母、綠泥石、石英、鈉長石等礦物組成，巖石一般呈細(xì)粒鱗片變晶結(jié)構(gòu)，顆粒平均粒徑小于0.01mm。巖石的片理面上，具有明顯的絲絹光澤。片巖：主要是由片狀礦物（云母、綠泥石、滑石等）、柱狀礦物（陽起石、透閃石、普通角閃石等）和粒狀礦物（長石、石英等）組成的，具有顯晶質(zhì)的等粒鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造的巖石，一般經(jīng)低中級變質(zhì)作用而成，肉眼可辨礦物成分。片麻巖：巖石具有明顯的片麻狀構(gòu)造，含長石、石英等粒狀礦物較多，粒度較粗（＞1mm），巖石中長石和石英的含量超過50%，當(dāng)片狀礦物較多時，過渡為片巖。片柱狀礦物可以是云母、角閃石等，有時也含較多的夕線石、藍(lán)晶石、石榴子石、堇青石等變質(zhì)礦物。變粒巖：是一種含長石（＞25%）、石英（＞70%）較多，云母和其它暗色礦物較少的具有細(xì)粒等粒狀結(jié)構(gòu)的巖石。石英巖：是石英含量＞85%的變質(zhì)巖，由石英砂巖或硅質(zhì)巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)或熱液接觸變質(zhì)作用而成，巖石中還含少量長石、絹云母、綠泥石、白云母、黑云母、角閃石、輝石等礦物，具有粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀或條帶狀構(gòu)造。大理巖：碳酸鹽巖礦物（方解石、白云石為主）含量＞50%的變質(zhì)巖，它是由碳酸鹽巖紅區(qū)域變質(zhì)或熱接觸變質(zhì)作用形成的，一般具有粒狀變晶結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造。2、接觸變質(zhì)巖類熱接觸變質(zhì)巖：圍巖受巖漿散發(fā)的熱量影響發(fā)生變質(zhì)結(jié)晶和重結(jié)晶而未發(fā)生交代作用而形成的巖石。其代表性巖石是角巖，角巖肉眼下一般為致密均勻的塊狀構(gòu)造，但有時可見變余的層理。角巖的種類很多，有泥質(zhì)角巖、長英質(zhì)角巖、鈣硅酸鹽角巖等。接觸交代變質(zhì)巖：由巖漿帶來的揮發(fā)分的影響，使原巖發(fā)生變質(zhì)結(jié)晶、重結(jié)晶并發(fā)生交代作用的變質(zhì)巖，其代表性巖石是矽卡巖，它是在深度不大或中等溫度下，由碳酸鹽巖和中性侵入巖接觸時，由交代作用而形成的，由石榴子石、輝石及其它鈣硅酸鹽礦物組成的巖石。3、動力變質(zhì)巖類構(gòu)造角礫巖：斷裂帶中，原巖受應(yīng)力破碎成棱角狀碎塊，在剪切或重力作用的影響下，發(fā)生過一定的位移，大多數(shù)碎塊的粒度在2mm以上，并被破碎細(xì)屑及部分外來沉淀物質(zhì)膠結(jié)的巖石碎裂巖:具有碎裂結(jié)構(gòu)或碎斑結(jié)構(gòu)的巖石，它是在較強(qiáng)的應(yīng)力作用下，受到擠壓，原巖被碎裂成大小不等的碎塊，分布在被粉碎的細(xì)?；|(zhì)中。糜棱巖:具有糜棱結(jié)構(gòu)和定向構(gòu)造的巖石稱為糜棱巖，它是原巖經(jīng)過強(qiáng)烈研磨作用的產(chǎn)物，往往分布在斷裂帶兩側(cè)，由于壓扭應(yīng)力作用使巖石發(fā)生錯動研磨粉碎而成。千糜巖:在強(qiáng)烈擠壓的應(yīng)力作用下，形成具有千枚狀構(gòu)造的糜棱巖。巖石在礦物成分和構(gòu)造上和千枚巖相似，但成因和產(chǎn)狀不同。4、氣液變質(zhì)巖類蛇紋巖：由超基性的巖石，經(jīng)氣－液交代作用，使其中的橄欖石和部分輝石，轉(zhuǎn)化成蛇紋石，形成蛇紋巖?；怄V巖：超鎂鐵質(zhì)巖或蛇紋巖經(jīng)富含CO2的熱液交代成富含滑石、菱鎂礦、白云石、石英以及鐵的氧化物等礦物組合的巖石。青磐巖：中性噴出巖（安山巖）經(jīng)熱液（H2O、CO2）蝕變成富含綠泥石、鈉長石、綠簾石、石英、方解石以及陽起石、黃鐵礦等暗綠色到淺綠色的致密塊狀的熱液蝕變巖石。云英巖：主要是由含氟的白色云母、石英、黃玉、螢石以及錫石等礦物組成的淺色蝕變巖。5、混合巖類由混合巖化作用形成的巖石，它是地下深處、重熔高溫帶的巖石，經(jīng)大量熱液和熔漿及攜帶物質(zhì)相互滲透、交代、貫入、混合等形成的巖石，其代表性巖石是混合花崗巖?；旌匣◢弾r巖性與巖漿成因的花崗巖極為相似，但混合花崗巖沒有完整的產(chǎn)狀形態(tài)和明確的接觸面。七、現(xiàn)固體地球物理的熱點(diǎn)研究問題地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造是20世紀(jì)以來固體地球物理學(xué)最為重要的基礎(chǔ)研究成果。板塊構(gòu)造中國地球物理學(xué)家致力于板塊運(yùn)動的驅(qū)動機(jī)制、西太平洋俯沖帶和板內(nèi)俯沖與塊體邊界場效應(yīng)的地球物理研究，并有一系列的成果。全球地學(xué)斷面（GGT），對此的研究主要是可以深化對以下問題的認(rèn)識:（1）揭示了地殼與上地幔介質(zhì)與結(jié)構(gòu)在不同構(gòu)造單元地域的不均勻性和復(fù)雜格局；（2）地體邊界地球物理場效應(yīng)和巖石圈與軟流圈的界帶；（3）構(gòu)造活動、地震活動、地?zé)峄顒蛹捌溟g的相互作用；（4）斷裂體系，特別是大型水平推覆和滑脫構(gòu)造的追蹤；（5）巖石圈的形成與演化及其深層動力過程。地震活動和地震預(yù)測，中外地球物理學(xué)家們一系列工作和研究與探索中集中表現(xiàn)在以下4個方面：（1）地震的全球分帶特征。喜馬拉雅—古地中海和環(huán)太平洋世界地震帶的形成與板內(nèi)地震活動的特異構(gòu)造背景及其分區(qū)與分帶特征；（2）大地震“孕育”、發(fā)生與發(fā)展的深部介質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境與震源的物理—力學(xué)過程和成因有了一定的認(rèn)識；（3）防震、減災(zāi)、地震災(zāi)害評估和地震預(yù)測（包括地點(diǎn)、時間與震級），取得了重要進(jìn)展；（4）建立了全球地震數(shù)字臺網(wǎng)和各個國家和區(qū)域的數(shù)字地震臺網(wǎng)。非均勻性、非線性與各向異性介質(zhì)中的地震波動理論與計算方法地球動力學(xué)：（1）板塊構(gòu)造驅(qū)動的動力源和機(jī)制及邊界地球物理場效應(yīng)；（2）地?zé)峄顒印⒌卣鸹顒雍椭亓庋a(bǔ)償?shù)纳畈慨惓鲂纬傻囊?；?）地幔對流“猜想”的提出對物質(zhì)和構(gòu)造運(yùn)動的分析、解釋以及對全球地球動力系統(tǒng)的認(rèn)識；（4）410km、670km間斷面，核—幔邊界與D"層、地幔對流和地幔熱柱的形成及深部物質(zhì)上涌；（5）天體運(yùn)動，如地球自轉(zhuǎn)、極移與九大行星之間的相互作用和地球內(nèi)部物質(zhì)分異、調(diào)整與響應(yīng)。此外，還有全球范圍內(nèi)最具典型性地域的地球物理研究（1）青藏高原被譽(yù)為世界層脊，它的形成與演化不僅改變了東亞地區(qū)的人文與氣候，而且形成了獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造。多年來，中外地球物理學(xué)家傾注了大量心血為揭開高原之秘做出了巨大貢獻(xiàn)。青藏高原地殼巨厚，塊體邊界具有顯著的地球物理標(biāo)志，是陸—陸碰撞、造山和深部物質(zhì)與能量強(qiáng)烈交換的場所；并且由于其深部物質(zhì)的側(cè)向流動延展，對川、滇地帶地震活動和構(gòu)造應(yīng)力場有強(qiáng)烈影響，至今深部物質(zhì)仍在運(yùn)移，高山尚在繼續(xù)隆起。（2）大