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  • 地球内圈,软流圈——活动的岩石圈:变形、岩浆
  • 地球外圈,水、大气、生物:对地壳表层的破坏、改造
  • 地质作用:由自然动力引起的地壳物质组成、内部结构、地表形态(发生)变化的作用
  • 内动力地质作用:能量来源于地球内部,作用于地壳内部
  • 表现为三种作用
    • 岩浆从深部向上涌、喷出地表——岩浆作用
    • 活动的岩石圈,使地壳内岩体变形、破坏——地壳运动
    • 地热、地壳运动、岩浆作用的高温、高压及化学活动性流体,作用于已形成岩体,使其成分、结构(结晶大小)及构造(矿物的分布及排列)发生改变——变质作用
  • 地热梯度:25 ℃/km

岩浆运动

  • 形成于上地幔或地壳深处的高温熔融硅酸盐物质(岩浆),侵入地壳或喷出地表,称为岩浆作用。
  • 侵入作用–岩浆侵入地壳内部;
  • 喷出作用(火山作用)–岩浆冲出地表。
  • 岩浆作用的结果:
    • 侵入和喷出的岩浆体 → 冷凝 → 岩浆岩(火成岩)。
    • 火山作用、火山碎屑 → 火山碎屑岩。
    • 岩浆体 → 高温、化学活动性的气液流体 → 作用于围岩。

岩浆的基本特征

  • 主要成分是硅酸盐。硅酸盐岩浆的化学成分表达为氧化物形式:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O 等。其中最主要的是 SiO2,其含量可达 40-75%。
  • 挥发份,其含量一般不超过 6%,主要为 H2O、CO2 和 SO2,其次为 CO、H2S、H2、N2、SO3、HCl、H2F 等
  • 岩浆的温度
    • 现代火山熔岩流的温度范围一般在 700~1300℃范围内
    • 玄武岩温度高 1200℃左右,花岗岩温度低一些
  • 岩浆侵入地壳及喷出地表,形成不同形态、规模大小的岩体,称为产状。按产状可分为三大类:
    • 深成侵入岩:3-5km 以下,规模较大(数公里以上),块状。
    • 浅成侵入岩:3-5km 以上,规模较小,带状(宽数米以下)。
    • 喷出岩产状:与喷出方式有关:熔透式、裂隙式、中心式。
    • 喷出岩:火山颈、火山锥、熔岩被(流)(大面积溢流)、熔岩台地(厚度几十米、上百米)。
    • 浅成岩:岩床(沿沉积岩层面侵入的带状岩体);岩墙 (沿断裂侵入的带状岩体,通常接近直立)。
    • 深成岩:岩基(100km2 以上),岩株(25km2 以下)。
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  • 熔透式(面式)喷发:地质历史早期,地壳较薄、地下岩浆热力较强。岩浆上升将其顶部围岩熔透,岩浆在地表大面积溢流。(太古期以后就较少)
  • 裂隙式(线式)喷发:岩浆沿着断裂上升,喷出地表。形成狭长连续的喷发带,或呈线状排列的独立的火山。经常形成大面积的熔岩台地。
  • 中心式(点式)喷发:岩浆沿颈状管道的喷发形式,喷发通道在平面上为点状,又称点状喷发。通常在火山口周围形成火山锥。近代火山大都属于这种类型。
  • 全球有活火山 500~1500 个。休眠火山约有 1000~1500 个。中国近代火山遗迹:黑龙江五大连池火山,长白山天池。
  • 国外,美国夏威夷火山,菲律宾皮那图博火山,美国圣海伦斯火山,意大利维苏威火山,日本富士山。
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  • 岩墙——沿断裂侵入的带状岩体,通常接近直立。
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  • 岩床– 沿沉积岩层面侵入的带状岩体
  • 看角度
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  • 深成的块状岩体:岩基和岩珠

地壳运动

岩石圈的活动在地壳中造成挤压拉伸或水平错动。这种使地壳内岩体发生位移变形的作用,称为地壳运动

地壳运动证据

  • 意大利那不勒斯海湾,塞拉比斯古建筑废墟

  • 山海关长城,珊瑚,海相沉积的地层

  • 地层沉积时都是水平延展的;挤压作用使之倾斜和弯曲;

    倾斜和弯曲的地层,在野外很常见;

地壳运动的速度和规模

  • 水平运动:速度 – 10mm/a;规模 – 数千公里;洋脊扩张速度:可达 10~15 cm/a。
  • 垂直运动:速度 – 数 mm/a;规模 – 数 km

地壳运动的空间分布

  • 环太平洋带
  • 地中海-喜马拉雅-印度尼西亚带
  • 大洋洋脊及大陆裂谷带

板块构造学说

  • 活动论和固定论的争论
  • 受大西洋两岸弯曲形状的相似性启发,德国科学家魏格纳(A. L. Wegener,1880-1930) 于 1912 提出了大陆漂移的假说。大陆漂移学说的依据不只是大西洋两岸的海岸线形态的相互对应。两岸的美洲和非洲、欧洲在古生物化石、岩石地层、冰川、大地构造(古褶皱山系)等方面,有非常好的对应关系,表明地质历史上大西洋两侧的大陆曾相连接。
  • 固定论反对大陆漂移的主要论据,是对地壳发生漂移的地球物理学机制的质疑:长距离漂移的大陆,其轮廓保持不变表明大陆是在近于刚性的条件下发生漂移的,而刚性岩石之间的摩擦力之大是难于克服的。
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板块的边界类型

  • 离散型边界:在洋中脊及大陆裂谷地区,板块在这里向两侧分离,以拉张作用为特征,地幔的玄武质岩浆从这里上升沿着拉张裂隙侵入或喷出。这些岩浆冷却之后成为岩石圈板块的一部分。所以这里也是岩石圈新生(增生)的地方。
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  • 汇聚型边界:汇聚型边界两侧的板块相向运动,形成强烈的挤压,它以岩浆作用和构造变形变质作用为特征。相向运动的结果表现为两种形式:俯冲型边界和碰撞型边界。
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  • 转换型边界:转换型边界位于相邻板块相互错动的地方,表现为转换断层。转换型边界两侧板块相对运动的方与边界平行,这里没有物质的增生和消减。北美西海岸的向圣安德烈斯断裂就是一个转换断层,这里是美洲板块和太平洋板块之间的边界。
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  • 根据全球规模的构造带分布所构成的自然边界,岩石圈中主要由 7 大板块构成:欧亚板块、非洲板块、印度-澳洲板块、北美洲板块、南美洲板块、南极州板块、太平洋板块。还有几个小板块。

威尔逊旋回

  1. 东非裂谷阶段
  • 大陆地壳发生破裂,两侧的大陆块相背运动。以东非大裂谷系统为代表。大陆板块在下部地幔对流的作用下发生解体,形成一个长轴状的线性裂谷,其中央部分多发育河流,两侧部分通常是由拉张应力产生的巨大下降断块。
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  1. 红海阶段
  • 由大陆裂谷发展为陆间裂谷,出现了新生洋壳和扩张增生的洋中脊,中脊发育有中央裂谷和转换断层。以红海、亚丁湾为代表。现在的阿拉伯半岛已经完全与非洲分离,并且正在产生一个新的线性洋盆。
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  1. 大西洋阶段
  • 此时大洋已经发育成熟,形成包括中脊和洋盆的完整大洋,以大西洋为代表。此时仍以洋壳增生为主,未出现俯冲消减作用。
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  1. 太平洋阶段
  • 大洋发育成熟之后就逐渐地进入衰退期。这一阶段最典型的特点是大洋的增生和消减并存,但俯冲消减的速度要大于增生的速度。太平洋就是处于衰退期的典型大洋。
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  1. 地中海阶段
  • 这一阶段大洋已不再增生,在俯冲作用下,大洋的规模缩小,不久将要完全闭合。地中海是大洋演化终了期的典型。今天的地中海只有很少的古特提斯大洋壳的残余。
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  1. 喜马拉雅阶段
  • 大洋演化的最后阶段就是完全闭合,两侧的大陆发生碰撞,留下一条古大洋的遗迹,结束了大洋的演化。喜马拉雅山脉就是印度大陆块与亚洲大陆块之间挤压碰撞的结果。
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变质作用

  • 在地壳内部,由于高温、高压、及外来化学活动性流体的影响,使已经形成的沉积岩或岩浆岩发生成分(化学成分和矿物成分)、结构(结晶颗粒大小)和构造(矿物颗粒的分布和排列)的变化,称为变质作用。形成一种新的岩石–变质岩。
  • 高温——岩浆体周围、地热增温(25℃/km)、异常地热增温,注:变质作用的温度范围可由 150~200℃到 700~900℃,矿物重结晶、颗粒长大,如细粒的石灰岩重结晶后变成粗粒的大理岩;形成新矿物,如泥质岩在岩浆热力作用下形成红柱石。
  • 高压——上覆岩体压力,形成新矿物,如在高压变质条件下形成蓝晶石;断裂带附近岩石被压碎、研细;定向压力作用下,使片状、柱状矿物定向排列,形成各种定向构造。
  • 化学活动性流体——与原岩矿物反应形成新矿物,如白云岩经交代蚀变形成蛇纹石。角闪石、辉石和黑云母等经过热液蚀变形成绿泥石
  • 温度的作用:石灰岩→大理岩
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  • 高压的作用:泥质岩→蓝晶石片岩
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  • 化学活动性流体的作用:角闪岩→绿泥石片岩
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