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1、地球科學概論地球科學概論-板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 旅游與環(huán)境學院自然災害與減災 緒論地球的起源與演化地球的物理性質(zhì)地球的圈層板塊運動與地質(zhì)作用大氣圈水圈地表形態(tài)生物圈地球環(huán)境及其變遷自然資源及其利用主講：魏秀國主講：魏秀國板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用第 5 章 從大陸漂移到板塊構(gòu)造從大陸漂移到板塊構(gòu)造 巖漿作用巖漿作用 變質(zhì)作用變質(zhì)作用 沉積作用沉積作用 地球科學概論板塊構(gòu)造板塊構(gòu)造第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用板塊構(gòu)造學以一種總體觀念把關(guān)于地球的板塊構(gòu)造學以一種總體觀念把關(guān)于地球的各種科學聯(lián)系再一起，地球不再被看作是各種科學聯(lián)系再一起，地球不再被看作

2、是一個不變的圓球，而是一個具有演變過程一個不變的圓球，而是一個具有演變過程和歷史發(fā)展的復雜球體。這個球體同時也和歷史發(fā)展的復雜球體。這個球體同時也是一架能不斷進行自組織和再生的熱力機。是一架能不斷進行自組織和再生的熱力機。地殼覆蓋著塑性地幔，地幔包裹著熾熱的地殼覆蓋著塑性地幔，地幔包裹著熾熱的地核，經(jīng)歷了分離、對流、漂移、碰撞等地核，經(jīng)歷了分離、對流、漂移、碰撞等巨大變化，形成我們今天的地球模樣，并巨大變化，形成我們今天的地球模樣，并將繼續(xù)演變下去。將繼續(xù)演變下去。 地球科學概論大陸漂移假說形成、發(fā)展與衰落大陸漂移假說形成、發(fā)展與衰落第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用1620

3、F.Bacon 1858 A.Snider 1910 B.Taylor在地圖上對大西洋兩岸相似的部分作了標記。在地圖上對大西洋兩岸相似的部分作了標記。 地球及其奧秘地球及其奧秘, ,將歐洲與北美的石炭紀煤系及將歐洲與北美的石炭紀煤系及其所含的植物化石的相似性作了對比，斷言大西洋其所含的植物化石的相似性作了對比，斷言大西洋兩岸曾是聯(lián)合在一起的，后來分裂而漂移開來。兩岸曾是聯(lián)合在一起的，后來分裂而漂移開來。 補充了大西洋兩岸山脈起源的相似性問題并作了補充了大西洋兩岸山脈起源的相似性問題并作了論證。論證。 地球科學概論魏格納是德國氣象學家、地球物理學家，魏格納是德國氣象學家、地球物理學家，1880年

4、年11月月1日生于柏林，日生于柏林，1930年年11月月1 1日在格陵蘭考察冰原時遇難。日在格陵蘭考察冰原時遇難。 1912年，發(fā)表根據(jù)地球物理學論地質(zhì)輪廓（大陸及海洋）的生成。1915年，完成海陸的起源。 地球科學概論中生代地球表面存在一個泛大中生代地球表面存在一個泛大陸（陸（Pangea），這個超極大陸），這個超極大陸后來分裂，經(jīng)過二億多年的漂后來分裂，經(jīng)過二億多年的漂移形成現(xiàn)在的海洋和陸地。移形成現(xiàn)在的海洋和陸地。 地球科學概論假說的證據(jù)假說的證據(jù)古地極遷移 擬合大陸的外形古氣候?qū)W古生物學地質(zhì)學第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論擬合大陸的外形擬合大陸的外形

5、地球科學概論古氣候?qū)W古氣候?qū)W 地球科學概論古生物學古生物學 地球科學概論地質(zhì)學 地球科學概論爭論爭論批判批判對證據(jù)對證據(jù)對驅(qū)動力對驅(qū)動力衰落衰落19281928年年1111月，美國石油地質(zhì)協(xié)會專月，美國石油地質(zhì)協(xié)會專門討論了魏格納的大陸漂移說。在門討論了魏格納的大陸漂移說。在1414名權(quán)威地質(zhì)學家中，只有名權(quán)威地質(zhì)學家中，只有5 5人支持，人支持，7 7人堅決反對，人堅決反對，2 2個保留意見。反對個保留意見。反對者對假說持貶斥、歪曲的態(tài)度，甚者對假說持貶斥、歪曲的態(tài)度，甚至把它譏諷為至把它譏諷為“積木游戲積木游戲” ” 海陸固定論；海陸固定論； 假說本身的缺陷或某些細節(jié)假說本身的缺陷或某些細

6、節(jié)證據(jù)不足。證據(jù)不足。 原因：原因：格陵蘭島與西歐相對位置變化的大地測量 地球科學概論古地極遷移古地極遷移 地球科學概論假說復活假說復活天然剩磁的發(fā)現(xiàn)與磁性倒轉(zhuǎn) 最早是在最早是在19091909年法國地球物理學家伯納德年法國地球物理學家伯納德布倫布倫尼斯測量法國中央地塊的火山巖時獲得，古代火尼斯測量法國中央地塊的火山巖時獲得，古代火山噴發(fā)時的磁場與現(xiàn)在的磁場不一樣，并有倒轉(zhuǎn)山噴發(fā)時的磁場與現(xiàn)在的磁場不一樣，并有倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。過了現(xiàn)象。過了2020年以后，日本科學家松山在研究日年以后，日本科學家松山在研究日本火山巖時，也觀察到同樣的磁性倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。這本火山巖時，也觀察到同樣的磁性倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。這種反?，F(xiàn)象

7、是怎樣產(chǎn)生的？解釋只能有兩種，一種反?，F(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的？解釋只能有兩種，一是地球磁極的位置在地質(zhì)歷史上曾經(jīng)改變過；二是地球磁極的位置在地質(zhì)歷史上曾經(jīng)改變過；二是取樣地點的位置曾經(jīng)發(fā)生改變是取樣地點的位置曾經(jīng)發(fā)生改變漂移。前者漂移。前者稱為磁極游移說，后者稱為大陸漂移說。稱為磁極游移說，后者稱為大陸漂移說。 第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論地磁場成因問題假說復活假說復活到到5050年代，劍橋的布拉德和普林斯頓的瓦特年代，劍橋的布拉德和普林斯頓的瓦特艾薩艾薩塞爾各自獨立地提出發(fā)電機理論。地磁場的電磁流塞爾各自獨立地提出發(fā)電機理論。地磁場的電磁流體力學理論體力學理論電

8、流通過導線就產(chǎn)生磁場。由此艾電流通過導線就產(chǎn)生磁場。由此艾薩塞爾得出結(jié)論說：地球的兩個磁極應當經(jīng)常接近薩塞爾得出結(jié)論說：地球的兩個磁極應當經(jīng)常接近地球的轉(zhuǎn)軸（或地理極）。地極的游移不可能離開地球的轉(zhuǎn)軸（或地理極）。地極的游移不可能離開地理極的位置太遠。而地理極的位置從地球形成以地理極的位置太遠。而地理極的位置從地球形成以后基本上就沒有太大的變動。后基本上就沒有太大的變動。1954年，許靖華在殼牌石油公司的研究工作年，許靖華在殼牌石油公司的研究工作。第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論海底擴張的模式海底擴張的模式5050年代的海洋科學園地猶如百花盛開，海年代的海洋科學

9、園地猶如百花盛開，海洋學家除了海底熱流測量外，還進行了海洋學家除了海底熱流測量外，還進行了海底地形測量。這些資料和地震分布、底地形測量。這些資料和地震分布、海底火山和深海沉積的研究結(jié)果，被普林海底火山和深海沉積的研究結(jié)果，被普林斯頓大學的哈雷斯頓大學的哈雷赫斯赫斯（Harry HessHarry Hess）綜合）綜合成海底擴張的模式。成海底擴張的模式。 第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論哈雷哈雷赫斯（赫斯（Harry HessHarry Hess）美國地質(zhì)學家，海底擴張假說的創(chuàng)立者。美國地質(zhì)學家，海底擴張假說的創(chuàng)立者。19621962年發(fā)表年發(fā)表海洋海洋盆地的歷史

10、盆地的歷史，正式提出了海底擴張的假說。他的思想復活，正式提出了海底擴張的假說。他的思想復活了魏格納的大陸漂移學說，并奠定了導致地學革命的板塊構(gòu)了魏格納的大陸漂移學說，并奠定了導致地學革命的板塊構(gòu)造理論的基礎(chǔ)。幾年之后，他的假說就為格洛瑪號的深?？痹炖碚摰幕A(chǔ)。幾年之后，他的假說就為格洛瑪號的深?？碧剿C實。赫斯本人也因之而成為地學史上的一代宗師。探所證實。赫斯本人也因之而成為地學史上的一代宗師。 蓋奧特蓋奧特 地球科學概論基本觀點基本觀點由溫差導致的熱應力引起對流是常由溫差導致的熱應力引起對流是常識，但人們習慣中很難想象地幔內(nèi)識，但人們習慣中很難想象地幔內(nèi)的固態(tài)物質(zhì)也能像液體一樣對流。的固態(tài)物

11、質(zhì)也能像液體一樣對流。然而實驗表明，固態(tài)物質(zhì)在高溫高然而實驗表明，固態(tài)物質(zhì)在高溫高壓或長時間的應力作用下，也具有壓或長時間的應力作用下，也具有塑性。冰川期后的地殼均衡調(diào)整就塑性。冰川期后的地殼均衡調(diào)整就是固體地球內(nèi)部蠕變的實例。地球是固體地球內(nèi)部蠕變的實例。地球內(nèi)部的地核溫度高于內(nèi)部的地核溫度高于4000攝氏度，攝氏度，赫斯認為高溫熔融核心的熱發(fā)散必赫斯認為高溫熔融核心的熱發(fā)散必將在地幔內(nèi)導致熱對流。將在地幔內(nèi)導致熱對流。 地球科學概論 地球科學概論海底擴張海底擴張大洋巖石圈在洋中脊處裂開，地幔熾熱的巖漿從這里涌出，冷卻大洋巖石圈在洋中脊處裂開，地幔熾熱的巖漿從這里涌出，冷卻固結(jié)成新的大洋巖石

12、圈，并把先期形成的巖石向兩側(cè)對稱地推擠，固結(jié)成新的大洋巖石圈，并把先期形成的巖石向兩側(cè)對稱地推擠，導致大洋海底不斷擴張。另一方面，在假設(shè)地球的體積和面積不導致大洋海底不斷擴張。另一方面，在假設(shè)地球的體積和面積不變的情況下，大洋巖石圈也必然在大陸邊緣的海溝處沿著消減帶變的情況下，大洋巖石圈也必然在大陸邊緣的海溝處沿著消減帶向大陸巖石圈之下俯沖，消亡于軟流圈中。向大陸巖石圈之下俯沖，消亡于軟流圈中。 地球科學概論地磁條帶地磁條帶海底擴張使得洋底像一條巖石圈傳送帶，而海底擴張使得洋底像一條巖石圈傳送帶，而磁異常條帶就是一架磁帶記錄器，它記錄了磁異常條帶就是一架磁帶記錄器，它記錄了洋底的年齡和海底擴張

13、速率，它還將磁性反洋底的年齡和海底擴張速率，它還將磁性反轉(zhuǎn)年代表外推到轉(zhuǎn)年代表外推到80008000萬年前。萬年前。 地球科學概論海底擴張速率海底擴張速率 瓦因和馬修斯的磁異常成因瓦因和馬修斯的磁異常成因模型指出，如果老的洋中脊模型指出，如果老的洋中脊裂谷從中間裂開，那么這一裂谷從中間裂開，那么這一過程產(chǎn)生的磁異常應當按裂過程產(chǎn)生的磁異常應當按裂谷的軸呈對稱分布。如果海谷的軸呈對稱分布。如果海底擴張的速率不變，則每個底擴張的速率不變，則每個磁性條帶的寬度應當與熔巖磁性條帶的寬度應當與熔巖噴發(fā)階段的磁性期呈正比。噴發(fā)階段的磁性期呈正比。瓦因進一步指出，可以用地瓦因進一步指出，可以用地磁條帶的寬度

14、來估計海底擴磁條帶的寬度來估計海底擴張的速率。張的速率。 地球科學概論海底磁異常年齡海底磁異常年齡 地球環(huán)境與人類 地球科學概論板塊構(gòu)造板塊邊界類型板塊邊界類型離散型板塊邊界離散型板塊邊界 所有大洋中脊都是本類型板塊邊界，兩所有大洋中脊都是本類型板塊邊界，兩側(cè)板塊沿著相反的方向運動，兩側(cè)以頻繁的線狀玄武巖漿上側(cè)板塊沿著相反的方向運動，兩側(cè)以頻繁的線狀玄武巖漿上涌，拉張作用引起淺源地震和高速熱流為特征。涌，拉張作用引起淺源地震和高速熱流為特征。 會聚型板塊邊界會聚型板塊邊界 以太平洋東西兩岸的海溝俯沖帶為代表，以太平洋東西兩岸的海溝俯沖帶為代表，產(chǎn)生深源地震，形成褶皺山系（海岸山脈增生楔），引起

15、玄武產(chǎn)生深源地震，形成褶皺山系（海岸山脈增生楔），引起玄武質(zhì)和安山質(zhì)火山活動（火山弧、弧前盆地和弧后盆地）。質(zhì)和安山質(zhì)火山活動（火山弧、弧前盆地和弧后盆地）。 轉(zhuǎn)換斷層型邊界轉(zhuǎn)換斷層型邊界 不形成新的巖石圈，原來的巖石圈也不會不形成新的巖石圈，原來的巖石圈也不會消減。轉(zhuǎn)換斷層并不是使洋中脊發(fā)生單方向的平移錯位，而是消減。轉(zhuǎn)換斷層并不是使洋中脊發(fā)生單方向的平移錯位，而是反映了巖石圈的不均勻斷裂。轉(zhuǎn)換斷層以陡崖為標志，具有水反映了巖石圈的不均勻斷裂。轉(zhuǎn)換斷層以陡崖為標志，具有水平位移的淺源地震特征，往往伴隨著板塊的分離和火山活動。平位移的淺源地震特征，往往伴隨著板塊的分離和火山活動。 地球科學概論

16、 地球環(huán)境與人類板塊俯沖作用板塊俯沖作用 俯沖作用俯沖作用 地球科學概論火山島鏈的形成火山島鏈的形成 地球科學概論 地球科學概論深海鉆探計劃深海鉆探計劃(DSDP)(DSDP)的歷史始于的歷史始于“莫霍面鉆探計劃莫霍面鉆探計劃”（Project MohoProject Moho），目標是鉆透洋殼和莫霍面來獲），目標是鉆透洋殼和莫霍面來獲取地球的上地幔樣品。美國取地球的上地幔樣品。美國格洛瑪格洛瑪挑戰(zhàn)者號挑戰(zhàn)者號是世界上首次執(zhí)行深是世界上首次執(zhí)行深海鉆探任務的科學考海鉆探任務的科學考察船。根據(jù)地磁條帶察船。根據(jù)地磁條帶寬度推測的洋殼年齡寬度推測的洋殼年齡都與每個鉆探地點取都與每個鉆探地點取得的最

17、深沉積物的年得的最深沉積物的年齡相符。齡相符。 海底擴張的檢驗第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論19681968年深海鉆探第三次在年深海鉆探第三次在南大西洋的鉆探結(jié)果證實南大西洋的鉆探結(jié)果證實了海底擴張說了海底擴張說 地球科學概論威爾遜旋回的六個階段威爾遜旋回的六個階段（Strahler,1997)Strahler,1997) 地球科學概論 地球科學概論新的觀測新的觀測 地球科學概論大洋中脊 地球環(huán)境與人類板塊構(gòu)造與地質(zhì)作用板塊構(gòu)造與地質(zhì)作用 巖漿作用巖漿作用 變質(zhì)作用變質(zhì)作用 沉積作用沉積作用第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論巖漿作

18、用與板塊構(gòu)造巖漿作用與板塊構(gòu)造 第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用巖漿是一種熾熱的，具有極強活動力的熔融體。受巖漿是一種熾熱的，具有極強活動力的熔融體。受到上覆地殼擠壓，深處緩慢冷卻結(jié)晶；淺處較快冷到上覆地殼擠壓，深處緩慢冷卻結(jié)晶；淺處較快冷卻結(jié)晶；火山噴溢迅速冷卻。卻結(jié)晶；火山噴溢迅速冷卻。 巖漿作用巖漿作用：巖漿的形成（熔融）、運移和冷凝的整：巖漿的形成（熔融）、運移和冷凝的整個過程中，巖漿自身的變化以及對周圍巖石影響的個過程中，巖漿自身的變化以及對周圍巖石影響的全部地質(zhì)過程。全部地質(zhì)過程。 類型：侵入作用火山作用 地球科學概論巖漿侵入作用巖漿侵入作用 第五章第五章 板塊運

19、動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用深部巖漿因上部壓力降低而向上運移，侵入周圍巖深部巖漿因上部壓力降低而向上運移，侵入周圍巖石中而未達到地表即冷凝成巖，稱石中而未達到地表即冷凝成巖，稱侵入作用侵入作用，所形，所形成巖石稱成巖石稱侵入巖侵入巖。包圍侵入體的原有巖石稱圍巖。包圍侵入體的原有巖石稱圍巖。 地球科學概論第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用巖漿巖的種類巖漿巖的種類玄武巖（基性噴出巖） 安山巖（中性噴出巖） 流紋巖（酸性噴出巖） 輝長巖（基性深成巖） 閃長巖（中性深成巖） 花崗巖（酸性深成巖） 地球科學概論火山作用火山作用 地球內(nèi)部能量-物質(zhì)突然釋放事件?；鹕絿姲l(fā)類型火山噴發(fā)類型

20、中心式噴發(fā)中心式噴發(fā)： 火山物質(zhì)從中央火山口或火山物質(zhì)從中央火山口或火山管溢出，形成典型的火山錐構(gòu)造。火山管溢出，形成典型的火山錐構(gòu)造。裂隙式噴發(fā)裂隙式噴發(fā)： 熔巖與火山碎屑都是從熔巖與火山碎屑都是從狹長的裂隙或裂隙群中噴射（溢流）狹長的裂隙或裂隙群中噴射（溢流）而出的，具有一個線性的熔漿源。如而出的，具有一個線性的熔漿源。如哥倫比亞高原、洋底玄武巖層。哥倫比亞高原、洋底玄武巖層。 地球科學概論玄武巖高原玄武質(zhì)的熔巖流從裂隙中流出，稱為溢流玄武巖。它們不會形成玄武質(zhì)的熔巖流從裂隙中流出，稱為溢流玄武巖。它們不會形成火山，而往往構(gòu)成寬闊的玄武巖高原火山，而往往構(gòu)成寬闊的玄武巖高原 地球科學概論日

21、本富士山長白山天池長白山天池海南雷虎嶺-馬鞍嶺火山火山的空間分布火山的空間分布(P127) (P127) 地球上存在著地球上存在著500500600600座活火山，大多數(shù)火山分座活火山，大多數(shù)火山分布在板塊的邊緣。據(jù)統(tǒng)計，其中布在板塊的邊緣。據(jù)統(tǒng)計，其中8080分布在會聚分布在會聚板塊的壓性火山島弧帶，板塊的壓性火山島弧帶，1515分布在板塊分離的分布在板塊分離的拉張帶。極少數(shù)分布在板塊內(nèi)部。著名的環(huán)太平拉張帶。極少數(shù)分布在板塊內(nèi)部。著名的環(huán)太平洋火山鏈（又叫火圈）就集中分布近洋火山鏈（又叫火圈）就集中分布近7070火山。火山。 分離板塊邊緣的火山活動分離板塊邊緣的火山活動(P127) (P1

22、27) 會聚板塊邊緣的火山鏈會聚板塊邊緣的火山鏈 大洋板塊內(nèi)的火山大洋板塊內(nèi)的火山 大陸板塊內(nèi)的火山大陸板塊內(nèi)的火山 第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論世界火山分布世界火山分布變質(zhì)作用與板塊構(gòu)造變質(zhì)作用與板塊構(gòu)造在地下的固態(tài)巖石，因受在地下的固態(tài)巖石，因受溫度溫度、壓力及化學活、壓力及化學活動性流體動性流體的作用，發(fā)生了組成、成分、結(jié)構(gòu)與構(gòu)的作用，發(fā)生了組成、成分、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造變化的地質(zhì)作用，稱為變質(zhì)作用。要說明的是，造變化的地質(zhì)作用，稱為變質(zhì)作用。要說明的是，巖石變質(zhì)基本上未發(fā)生熔融，原有巖石并未失去其巖石變質(zhì)基本上未發(fā)生熔融，原有巖石并未失去其整體性。整體性。

23、變質(zhì)作用的類型 （P129） 區(qū)域變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用接觸變質(zhì)作用接觸變質(zhì)作用動力變質(zhì)作用動力變質(zhì)作用熱液變質(zhì)作用熱液變質(zhì)作用埋藏變質(zhì)作用埋藏變質(zhì)作用 第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論 地球科學概論變質(zhì)作用與板塊構(gòu)造變質(zhì)作用與板塊構(gòu)造 常見變質(zhì)巖常見變質(zhì)巖 地球科學概論第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用沉積物質(zhì)在地表溫度及大氣壓力下以成層沉積物質(zhì)在地表溫度及大氣壓力下以成層方式進行堆積和形成的過程，包括沉積物方式進行堆積和形成的過程，包括沉積物埋藏以前（即成巖作用之前）自風化、搬埋藏以前（即成巖作用之前）自風化、搬運以至堆積的全過程。運以至堆積的

24、全過程。沉積作用廣泛地發(fā)生在大氣圈下部，水圈、沉積作用廣泛地發(fā)生在大氣圈下部，水圈、生物圈以及巖石圈上部，沉積物主要堆積生物圈以及巖石圈上部，沉積物主要堆積在地勢相對低洼的地區(qū)。在地勢相對低洼的地區(qū)。 地球科學概論沉積作用與板塊構(gòu)造沉積盆地沉積盆地 地球表面不同部位間的差異升降運動，導致出現(xiàn)不同深地球表面不同部位間的差異升降運動，導致出現(xiàn)不同深度的海洋和陸地上的各種河湖平原、山間盆地等負地形，度的海洋和陸地上的各種河湖平原、山間盆地等負地形，在地球外部地質(zhì)營力（包括水流、風、冰川、生物作用）在地球外部地質(zhì)營力（包括水流、風、冰川、生物作用）影響下是發(fā)生沉積作用的主要場所。（影響下是發(fā)生沉積作用

25、的主要場所。（P130P130） 地球外部地質(zhì)營力和沉積作用地球外部地質(zhì)營力和沉積作用 第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論沉積物與沉積環(huán)境沉積物與沉積環(huán)境 地球上的大部分表面都被沉積物覆蓋。沉積物地球上的大部分表面都被沉積物覆蓋。沉積物與沉積巖是巖石循環(huán)中重要的一環(huán)。地殼上先與沉積巖是巖石循環(huán)中重要的一環(huán)。地殼上先期已存在的巖石，受到風化、剝蝕、搬運、沉期已存在的巖石，受到風化、剝蝕、搬運、沉淀、埋藏和成巖作用，最終形成各種沉積巖。淀、埋藏和成巖作用，最終形成各種沉積巖。因為它曾經(jīng)是沉積物，故而可以根據(jù)沉積巖的因為它曾經(jīng)是沉積物，故而可以根據(jù)沉積巖的原生構(gòu)造指示沉

26、積環(huán)境。對沉積物和沉積巖的原生構(gòu)造指示沉積環(huán)境。對沉積物和沉積巖的研究有著相當大的實用價值：沉積巖中有我們研究有著相當大的實用價值：沉積巖中有我們不可缺少的能量資源，如石油、天然氣和煤。不可缺少的能量資源，如石油、天然氣和煤。了解了這些沉積巖的形成就能幫助我們更好的了解了這些沉積巖的形成就能幫助我們更好的探求尚未查明的資源。探求尚未查明的資源。 第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論沉積環(huán)境第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論原生構(gòu)造原生構(gòu)造與與沉積環(huán)境沉積環(huán)境沉積巖在解釋地球歷史時顯得特別重要，沉積巖在解釋地球歷史時顯得特別重要，地質(zhì)學家

27、能根據(jù)巖石的原生構(gòu)造，推斷出地質(zhì)學家能根據(jù)巖石的原生構(gòu)造，推斷出巖石的歷史，包括原巖的組成、搬運的形巖石的歷史，包括原巖的組成、搬運的形式和距離以及顆粒成巖時的自然環(huán)境，即式和距離以及顆粒成巖時的自然環(huán)境，即沉積環(huán)境沉積環(huán)境。沉積巖在地球表面沉積，因此。沉積巖在地球表面沉積，因此能保存并提供原物質(zhì)聚集地的物理、化學能保存并提供原物質(zhì)聚集地的物理、化學和生物環(huán)境情況的線索，進而追溯其歷史。和生物環(huán)境情況的線索，進而追溯其歷史。 層理波痕泥裂生物印模第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論層理層理沉積物和沉積巖在不同沉積環(huán)境下沉積物和沉積巖在不同沉積環(huán)境下在沉積物上所呈現(xiàn)的

28、差異叫做成層在沉積物上所呈現(xiàn)的差異叫做成層性。它是由組成巖石的不同部分的性。它是由組成巖石的不同部分的顏色、礦物成分、碎屑的特征及結(jié)顏色、礦物成分、碎屑的特征及結(jié)構(gòu)等所表現(xiàn)出的差異而產(chǎn)生的。層構(gòu)等所表現(xiàn)出的差異而產(chǎn)生的。層理多數(shù)是水平的，但也可以是傾斜理多數(shù)是水平的，但也可以是傾斜的。若紋層之間相互交錯，且與水的。若紋層之間相互交錯，且與水平面交角大于平面交角大于3535度時，特稱為交錯度時，特稱為交錯層理，它表明沉積時介質(zhì)處于較強層理，它表明沉積時介質(zhì)處于較強烈的水動力環(huán)境下。在砂巖、礫巖烈的水動力環(huán)境下。在砂巖、礫巖沉積物中，交錯層理經(jīng)常出現(xiàn)。沉積物中，交錯層理經(jīng)常出現(xiàn)。 地球科學概論波痕

29、波痕不論在古老的還是較新的砂巖中，不論在古老的還是較新的砂巖中，波痕都是常見的沉積構(gòu)造。自然波痕都是常見的沉積構(gòu)造。自然界中，我們可以從被強風吹過的界中，我們可以從被強風吹過的沙丘表面、小溪的水下沙礁及海沙丘表面、小溪的水下沙礁及海岸邊的沙灘上看到波痕。地質(zhì)學岸邊的沙灘上看到波痕。地質(zhì)學家能通過波痕的形狀來判斷沉積家能通過波痕的形狀來判斷沉積時流水或風的運動方向。它是沉時流水或風的運動方向。它是沉積介質(zhì)動蕩的標志。更重要的是積介質(zhì)動蕩的標志。更重要的是波痕還可用來判斷巖層的頂?shù)?，波痕還可用來判斷巖層的頂?shù)祝霈F(xiàn)波痕的一側(cè)為頂出現(xiàn)波痕的一側(cè)為頂. . 地球科學概論泥裂泥裂泥裂是由巖層表面垂直向下

30、的多邊形泥裂是由巖層表面垂直向下的多邊形裂縫。泥裂的產(chǎn)生表明當時的沉積環(huán)裂縫。泥裂的產(chǎn)生表明當時的沉積環(huán)境是在干燥與濕潤之間變化的。當暴境是在干燥與濕潤之間變化的。當暴露于空氣中時，濕泥蒸干、萎縮形成露于空氣中時，濕泥蒸干、萎縮形成裂痕。泥裂經(jīng)常與淺湖和沙漠盆地相裂痕。泥裂經(jīng)常與淺湖和沙漠盆地相聯(lián)系，即是濱?；驗I湖地帶的泥質(zhì)沉聯(lián)系，即是濱海或濱湖地帶的泥質(zhì)沉積物，暴露水面后失水變干收縮而成。積物，暴露水面后失水變干收縮而成。利用泥裂也可以確定巖層的頂?shù)?，開利用泥裂也可以確定巖層的頂?shù)?，開口方向為頂，尖滅方向為底?？诜较驗轫敚鉁绶较驗榈?。 地球科學概論生物印模生物印?；锹癫卦趲r層中的古代生

31、物遺體或遺跡?；锹癫卦趲r層中的古代生物遺體或遺跡。動物的貝殼、牙齒、骨骼、蛋、糞以及植物的動物的貝殼、牙齒、骨骼、蛋、糞以及植物的根、莖、葉、果、種或其印跡均可以成為化石。根、莖、葉、果、種或其印跡均可以成為化石。保存為化石的生物實體一般都會受到某種礦物保存為化石的生物實體一般都會受到某種礦物的充填或交代而石化?；彩茄芯康刭|(zhì)史及的充填或交代而石化?；彩茄芯康刭|(zhì)史及生命起源和演化的重要工具。知道了特定時期生命起源和演化的重要工具。知道了特定時期的生物面貌，可以幫助研究者更進一步了解古的生物面貌，可以幫助研究者更進一步了解古環(huán)境狀況?；€是有關(guān)地質(zhì)年代的重要標志，環(huán)境狀況。化石還是有

32、關(guān)地質(zhì)年代的重要標志，而且可以用作為形成時期相同、但出露地點不而且可以用作為形成時期相同、但出露地點不同的巖石間相互對比的重要依據(jù)。同的巖石間相互對比的重要依據(jù)。 地球科學概論沉積巖沉積巖 沉積巖僅占地殼巖石總體積的沉積巖僅占地殼巖石總體積的5 5，但由于它形成于，但由于它形成于廣泛分布的陸地表面及海洋盆地中由沉積作用形成，廣泛分布的陸地表面及海洋盆地中由沉積作用形成，因而，它占據(jù)地表因而，它占據(jù)地表7575面積。沉積巖最顯著的特征面積。沉積巖最顯著的特征是成層性，在山區(qū)常?？梢钥吹揭粚訉拥膸r石，這是成層性，在山區(qū)常?？梢钥吹揭粚訉拥膸r石，這就是沉積巖。組成沉積巖的物質(zhì)來自陸地上已生成就是沉積

33、巖。組成沉積巖的物質(zhì)來自陸地上已生成的各類巖石，它們稱為沉積巖的母巖（或源巖）。的各類巖石，它們稱為沉積巖的母巖（或源巖）。 根據(jù)物質(zhì)來源、沉積物搬運和沉積作用方式可以分為陸源碎屑巖和化學、生物化學沉積巖兩大類。 第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用 地球科學概論沉積巖最顯著的特征是成層性沉積巖最顯著的特征是成層性陸源碎屑巖陸源碎屑巖指沉積物來自大陸物理侵蝕作用，經(jīng)流水、風、冰指沉積物來自大陸物理侵蝕作用，經(jīng)流水、風、冰川、泥石流、重力流等搬運到沉積盆地沉積而成的川、泥石流、重力流等搬運到沉積盆地沉積而成的巖石。沉積過程受物理的或機械的因素控制，如流巖石。沉積過程受物理的或機械的

34、因素控制，如流體性質(zhì)（氣體、液體、固體），運動狀態(tài)及其強度體性質(zhì)（氣體、液體、固體），運動狀態(tài)及其強度控制。碎屑巖占沉積巖總量的控制。碎屑巖占沉積巖總量的3 34 4以上。以上。陸源碎屑巖根據(jù)顆粒大小可分為礫巖（陸源碎屑巖根據(jù)顆粒大小可分為礫巖（2mm2mm）、）、砂巖（砂巖（2 20.05mm0.05mm）、粉砂巖（）、粉砂巖（0.050.050.005 mm0.005 mm）、）、泥巖（泥巖（0.005mm0.005mm）。）。對于碎屑巖而言，有兩個方面的特征最為重要：一對于碎屑巖而言，有兩個方面的特征最為重要：一是結(jié)構(gòu)，二是構(gòu)造。是結(jié)構(gòu)，二是構(gòu)造。 第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運

35、動與地質(zhì)作用 地球科學概論結(jié)構(gòu)與構(gòu)造結(jié)構(gòu)與構(gòu)造(P94) (P94) 碎屑巖結(jié)構(gòu)包括粒度、分選性、磨圓度、碎屑巖結(jié)構(gòu)包括粒度、分選性、磨圓度、膠結(jié)方式和顆粒表面特征。膠結(jié)方式和顆粒表面特征。 構(gòu)造是指組成沉構(gòu)造是指組成沉積巖的顆粒的排積巖的顆粒的排列特征，有層理列特征，有層理構(gòu)造、層面構(gòu)造構(gòu)造、層面構(gòu)造等等。如水平層等等。如水平層理、交錯層理、理、交錯層理、平行層理、反丘平行層理、反丘交錯層理等。層交錯層理等。層面構(gòu)造如波痕、面構(gòu)造如波痕、流痕、沖刷痕、流痕、沖刷痕、鑄模及生物活動鑄模及生物活動的遺跡等。的遺跡等。 地球科學概論化學及生物化學沉積巖化學及生物化學沉積巖第五章第五章 板塊運動與地

36、質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用其物質(zhì)來源是風化成真溶液或膠體溶液搬運到盆地其物質(zhì)來源是風化成真溶液或膠體溶液搬運到盆地內(nèi)，或者其本身就來自盆地內(nèi)部，通過物理化學或內(nèi)，或者其本身就來自盆地內(nèi)部，通過物理化學或生物化學方式沉積下來并經(jīng)成巖作用轉(zhuǎn)化為巖石。生物化學方式沉積下來并經(jīng)成巖作用轉(zhuǎn)化為巖石。 根據(jù)沉積作用的控制因素分為化學或物理化學成因根據(jù)沉積作用的控制因素分為化學或物理化學成因的巖石，如的巖石，如蒸發(fā)作用蒸發(fā)作用形成的石膏、巖鹽和鉀鹽；白形成的石膏、巖鹽和鉀鹽；白云巖的形成也與蒸發(fā)作用有關(guān)。物理化學或云巖的形成也與蒸發(fā)作用有關(guān)。物理化學或化學沉化學沉淀淀形成的沉積巖如錳質(zhì)巖、銅質(zhì)巖、鐵質(zhì)巖、鋁質(zhì)

37、形成的沉積巖如錳質(zhì)巖、銅質(zhì)巖、鐵質(zhì)巖、鋁質(zhì)巖及沸石質(zhì)巖等等。生物及巖及沸石質(zhì)巖等等。生物及生物化學生物化學形成的如碳酸形成的如碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、磷質(zhì)巖及部分鐵質(zhì)巖和有機質(zhì)巖石鹽巖、硅質(zhì)巖、磷質(zhì)巖及部分鐵質(zhì)巖和有機質(zhì)巖石如煤、油頁巖、石油、天然氣及瀝青質(zhì)巖等等。如煤、油頁巖、石油、天然氣及瀝青質(zhì)巖等等。 地球科學概論 地球科學概論角礫巖 砂巖 礫巖頁巖 第五章第五章 板塊運動與地質(zhì)作用板塊運動與地質(zhì)作用典型沉積巖典型沉積巖 地球科學概論 近年來的研究表明，油頁巖是一個儲量豐富但幾乎還未被近年來的研究表明，油頁巖是一個儲量豐富但幾乎還未被很好利用的資源。據(jù)估計，全世界大約有很好利用的資源。據(jù)估計，

38、全世界大約有3000030000億桶原油儲藏億桶原油儲藏在油頁巖中。在油頁巖中。 但只有不到但只有不到20002000億桶能被我們現(xiàn)有的技術(shù)所利億桶能被我們現(xiàn)有的技術(shù)所利用。油頁巖是一種細粒的沉積巖，其中含有豐富的有機質(zhì)使每用。油頁巖是一種細粒的沉積巖，其中含有豐富的有機質(zhì)使每噸油頁巖能產(chǎn)生至少噸油頁巖能產(chǎn)生至少3838升的石油。目前，從油頁巖中提煉油要升的石油。目前，從油頁巖中提煉油要比原油貴的多。所以在將來的幾十年中，由于開采技術(shù)、資金比原油貴的多。所以在將來的幾十年中，由于開采技術(shù)、資金和環(huán)境問題，油頁巖的提煉還不能完全代替原油在化石燃料市和環(huán)境問題，油頁巖的提煉還不能完全代替原油在化石

39、燃料市場上的地位場上的地位. . 油頁巖油頁巖沉積巖中蘊藏著豐富的煤、石油和天然氣，沉積巖中蘊藏著豐富的煤、石油和天然氣，這些都是現(xiàn)代工業(yè)最基本的能源。全世界約這些都是現(xiàn)代工業(yè)最基本的能源。全世界約有百分之九十的能源來源于此。自從七十年有百分之九十的能源來源于此。自從七十年代代“石油危機石油危機”以來，能源問題越來越受到以來，能源問題越來越受到人們的關(guān)注。人們的關(guān)注。三大類巖石的循環(huán)演化三大類巖石的循環(huán)演化(P96) (P96) 沉積巖和巖漿巖可沉積巖和巖漿巖可以通過變質(zhì)作用成以通過變質(zhì)作用成為變質(zhì)巖。在地球為變質(zhì)巖。在地球表面，巖漿巖、變表面，巖漿巖、變質(zhì)巖又可以通過風質(zhì)巖又可以通過風化化搬運搬運沉積轉(zhuǎn)沉積轉(zhuǎn)變成沉積巖；變質(zhì)變成沉積巖；變質(zhì)巖、沉積巖進入地巖、沉積巖進入地下深處，在一定的下深處，在一定的溫度壓力條件下熔溫度壓力條件下熔融成巖漿，再經(jīng)歷融成巖漿，再經(jīng)歷冷卻結(jié)晶作用又可冷卻結(jié)晶作用又可生成巖漿巖。生成巖漿巖。 南京大學地球科學數(shù)字博物館南京大學地球科學數(shù)字博物館http:/ 地洼學說地洼學說 陳國達陳國達多字型構(gòu)造大洋地殼演化大洋地殼演化胚胎期胚胎期 幼年期幼年期 成年期成年期 衰退期衰退期 結(jié)束期結(jié)束期 遺跡期遺跡期東非裂谷東非裂谷 紅海紅海 大西洋大西洋 太平洋太平洋 地中海地中海 喜馬拉雅喜馬拉雅 地球科學概論