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第五节 地球的圈层构造
一、地球的圈层分化
1、“太阳星云” 分化——地球;
2、“原始地球”——接近均质;
3、地球圈层的分化同温度变化密切相关;
4、重力分异,形成性质不同的圈层;
5、经过“脱气”而形成大气圈;
6、大气分化出水圈;
7、碳氢氧氮等化合物,经演化而成生物,进而形成生物圈。
地球的圈层构造 ——地球不是均质体,具圈层结构。以地表为界分内圈、外圈。
二、地球的外部构造
地球外部圈层(外圈) 包括大气圈、水圈、生物圈三个圈层。
三、地球的内部构造
地球内部有两个最明显的地震波速度变化界面,称为不连续面;
莫霍面、古滕堡面,据此划分地壳、地慢、地核。
(一)地壳
1、地壳的结构 其结构是不均匀的。
大陆地壳——平均厚度大(35KM)且地区差异大(最厚处可达70KM),自上而下为:风化壳、沉积岩层、硅铝层、硅镁层
海洋地壳——厚度小且较均匀(4—8KM),自上而下为:海洋沉积物、固结沉积物+玄武岩、硅镁层
2、地壳的类型:
海洋地壳(洋壳),大陆地壳(陆壳)
(二)地幔
以深度1000公里为界,分上地幔、下地幔;
软流圈:在上地幔上部大致在60——250KM深度间,物质处于熔融(半熔融)状态,成为岩浆的发源地。
岩石圈:软流圈之上的刚性部分(包括:地壳、上地幔顶部)
(三)地核
密度10--13;由Fe-Ni组成。 外核:液态; 内核:固态。
第六节 地球表面的基本形态和特征
一、海陆分布
1、地球表面分为: 海洋 陆地
2、陆地分为: 大陆 岛屿
3、地球表面积:5.1亿KM2 其中海洋面积:3.61亿KM2 (71%) 陆地面积:1.49亿KM2 (29%)
4、海陆分布不均匀性(集中性): 陆地多在北半球,海洋多位于南半球
水半球是地球上以东经177.5°,南纬47.25°为中心的半球。该中心点在新西兰。
陆半球是以西经2.5°,北纬47.25°为中心的半球。该中心在法国。
5、海陆分布的对称性:(大陆星)
除南极洲外,所有的大陆都是成对的:北美和南美、欧洲和非洲、亚洲和澳洲
每对大陆的南北部分被断裂带所分开;并分别组成一个大陆瓣,且在北极汇合形成大陆星。
6、大陆轮廓的特点:
每块大陆的轮廓:北部宽广,向南变窄;
南半球各大陆轮廓:西边凹进,东边凸出;
某些大陆轮廓可以吻合地拼接:大地原来是连在一起的,后来分开了。
海陆分布形式对气候有很大的影响。
二、海陆起伏曲线
大陆平均海拔和大洋平均深度差别很大;大陆面积愈大,其平均海拔愈高;大洋面积愈大,其平均深度愈深;最高的山峰出现在最大的大陆上,最深的海沟分布于最大的大洋中;
以上表明了“泛对称现象”的普遍性。
海陆起伏曲线:根据陆地等高线和海洋等深线图,计算各高度陆地和各深度海洋所占的面积(或占全球总面积的百分比),绘出曲线。这就是海陆起伏曲线。
三、岛屿
被水所环绕,但面积远小于大陆的小块陆地,称为岛屿。
1、大陆岛
位于大陆附近,在地质构造上与邻近的大陆有密切的联系。
2、海洋岛
面积比大陆岛小,与大陆在地质构造上没有直接联系,从来不是大陆的一部分。
海洋岛又可按成因分为:火山岛 珊瑚岛
火山岛是海底火山喷发形成的岛屿;珊瑚岛:珊瑚岛是由珊瑚礁构成的岩岛。
四、地球表面的基本特征
1、太阳能的转化主要在地表进行;
2、固、液、气态物质同时并存于地表,并形成多种物相界面(如气—固、气—液、液—固、气-液-固界面)。各界面上的物质相互渗透,相互转化,形成多种多样的物质分散系统;
3、地球表面具有其特有的、由其本身发展形成的物质和现象(如生物、风化壳、土壤层、粘土矿物、沉积岩、各种地貌形态,等等);
4、相互渗透的地表各圈层之间,进行着复杂的物质、信息、能量的交换、传输和循环;
5、地球表面存在着复杂的内部分异;
6、地球表面是人类社会发生、发展的环境。
第二章 地壳
第一节 地壳的组成物质
一、化学成分与矿物
(一)化学成分
八大元素:地壳中含有元素周期表中所列的绝大部分元素,而其中O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等8种主要元素占98%以上。
克拉克值:化学元素在地壳中平均含量称克拉克值。
(二)矿物
矿物:是单个元素或若干元素在一定地质条件下形成的具有特定理化性质的化合物。是构成岩石的基本单元。
同质多像* :相同的化学成分,不同的晶体结构——不同的矿物。
类质同像*:晶体结构相同,而化学成分不同,所形成的矿物性质相似,此种现象称为类质同像。
原生矿物*:岩浆岩在最初冷凝时,所形成的矿物,或未经风化、蚀变的碎屑物,其化学组成和晶体结构未发生任何变化。
次生矿物*:矿物只有在其形成环境相近的条件下才能保持稳定,从形成环境转移到地表环境时将发生变化,为适应环境的变化,原生矿物发生变化,而形成相应的次生矿物。
矿物的四种形成方式:升华 结晶 凝固 重结晶
蛋白石脱水成燧石,彩色、具同心圆条带者称为玛瑙。
矿物的形态、光学性质、力学性质,既是矿物的特性,又是鉴别矿物的依据。
矿物的形态:单体形态 集合体形态
矿物光学性质:透明度、光泽、颜色、条痕
矿物的力学性质:硬度、解理与断口、韧性等
硬度:是指矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力
德国摩氏(F.Mohs)选择了10种矿物作为标准,将硬度分为10级,这10种矿物称为“摩氏硬度计”.
滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
解理与断口:矿物受外力作用沿一定方向破裂并产生解理面的性质叫解理;矿物受外力作用不规则破裂并产生凹凸不平的形状叫断口。
三、主要造岩矿物与常见矿物
1、石英
石英 SiO2具有完好晶体形态的是水晶,不规则颗粒是石英
二氧化硅胶体沉积而成的隐晶质矿物,白色、灰白色者称玉髓(或称石髓、髓玉),白、灰、红等不同颜色组成的同心层状或平行条带状者称玛瑙,不纯净、红绿色各色称碧玉,黑、灰各色者称燧石。
岩 石
造岩矿物在一定的地质作用条件下,按一定的结构集合而成的地质体称为岩石。
依据其成因可分为:岩浆岩、沉积岩、变质岩
岩浆岩
岩浆岩是一种硅酸盐岩石,来自上地幔的岩浆沿岩石圈破裂带上升,经过冷凝、结晶而形成的岩石称为岩浆岩或火成岩 。
在地下经冷却结晶而成的岩石 ——侵入岩(深成岩、浅成岩)
喷出地表冷凝而成的岩石——“喷出岩”(或火山岩)
(一)岩浆岩的矿物组成
超基性岩
基性岩
中性岩
酸性岩
SiO2含量
<45%
45~52%
52~65%
>65%
主 要
矿 物
橄榄石
辉 石
辉 石
钙斜长石
角闪石
长 石
长石、石英、云母
代 表
岩 石
侵入岩
橄榄岩
辉长岩
闪长岩
花岗岩
喷出岩
金伯利岩
玄武岩
安山岩
流纹岩
(二)岩浆岩的产状、结构、构造
产状(岩体形状、空间姿态、与围岩的关系)可分为:
整合侵入体 ——岩盆、岩盖、岩床、岩鞍
不整合侵入体 ——岩株、岩榴、岩墙、岩脉
岩浆岩的结构
岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小、形状和矿物之间相互关系等特征。
如果岩浆冷却速度 慢→ 快 那么结晶颗粒 粗→ 细;岩浆冷却速度先慢后快—斑状结构。
构造
所谓构造是指组成岩石的矿物集合体的形状、大小、排列和空间分布等所反映出来的岩石构成的特征。
沉积岩
沉积岩是由成层堆积于陆地或海洋中的碎屑、胶体和有机物等疏松沉积物固结而成的岩石。
沉积岩的形成过程
风化——物理的、化学的、生物的;
剥蚀与搬运——物理的、化学的;
沉积——物理的、化学的、生物的;
成岩——压固、胶结、重结晶。
沉积物的来源:
地表岩石——原岩发生破坏形成陆源碎屑物
生物——生物死亡
火山喷发——火山喷发形成大量碎屑物
宇宙——天外物质
(一)沉积岩的特征
1、具有层理
层理:指岩石的颜色、矿物成分、粒度、结构等表现的成层性。
2、具碎屑结构和非碎屑结构之分
碎屑:沉积岩的碎屑通常是岩屑、矿屑、生物碎屑等构成。
粒度:碎屑颗粒的大小称为粒度。
砾(直径 > 2mm)砂(2 — 0.05mm)粉砂(0.05 — 0.005mm)粘土( < 0.005mm);
磨圆度:指碎屑颗粒的棱角被磨蚀圆化的程度 分4级:即棱角、次棱角、次圆、圆状。
非碎屑结构:(化学及生物化学结构)
化学沉积和生物化学沉积分别具有类似岩浆岩的晶质结构和生物构架结构。
3、具有层面构造 如:波痕、雨痕、干裂等等。
4、结核:指沉积岩的异体包裹物,其形状多样,大小由几毫米至几十厘米,成分与周围岩石显著不同。如石灰岩中的燧石结核、砂岩中的铁结核等等。
5、化石:生物的遗体或遗迹
变质岩
(一)变质作用和变质岩
变质作用:固态原岩因温度、压力及化学活动性流体的作用而导致矿物成分、化学结构与构造的变化。
变质岩:由变质作用而形成的岩石。
变质作用因素:温度、压力、化学活动性流体
(二)变质作用类型及其岩石
1、动力变质作用(构造运动所致):构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等。
2、接触热变质作用(岩浆热力):斑点板岩、角岩、大理岩、石英岩等。
3、接触交代变质作用(岩浆分异的化学活动性流体):矽卡岩
4、区域变质作用(构造运动+岩浆活动):板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。
5、混合岩化作用或超变质作用(区域变质作用之高温深处):混合花岗岩。
第二节 构造运动与地质构造
构造运动:由地球内动力作用引起的地壳的机械运动和地壳内部物质的变形变位的运动,称为“构造运动”,也叫“地壳运动”。
二、构造运动的基本方式
1、水平运动: 指地壳物质大致平行地球表面,沿着大地水准球面切线方向进行的运动。
岩层在水平方向遭受挤压力或张力,形成巨大而强烈的褶皱和断裂。因此,水平运动又称为 “ 造山运动 ” 。
2、垂直运动:指地壳物质沿着地球半径方向进行的缓慢升降运动。
常表现为大规模的隆起和凹陷,引起地势高低的变化和海陆变迁。因此,垂直运动又称为 “ 造陆运动 ” 。
三、构造运动与岩相、建造、地层接触关系
从地层的岩性、岩相、厚度与接触关系上都可发现构造运动的痕迹。
(一)岩相
◆岩相是岩层形成环境的物质表现,即沉积物的特征及其生成环境的总和。
◆沉积相分类:陆相、海相、海陆过渡相
(二)沉积建造
沉积建造:彼此有共生关系的地层或岩相组合,或岩性大致相同的沉积物组合。
(三)地层的接触关系
1、整合接触关系、2、假整合(平行不整合、角度不整合)、3、侵入接触:围岩形成在先,岩浆岩形成在后(热接触)、5、侵入体的沉积接触
三、地质构造
岩层或岩体经构造运动而发生的变形或变位——地质构造。
(一)水平构造
我国第三系红色砂砾岩产状平缓,遭受侵蚀后常形成顶平、坡陡、形状奇特而多样化的丹霞地貌。
(二)倾斜构造
岩层的产状要素:
岩层产状:即岩层的产出状态,是指岩层在空间的方位。由其走向、倾向和倾角来表示。
在野外的记录格式:倾向∠倾角。如210O∠35O
(三)褶皱构造
岩层的弯曲现象称为褶皱。褶皱构造通常指一系列弯曲的岩层;而把其中一个弯曲称为褶曲。
褶曲的形态是多种多样的,但基本形式只有背斜和向斜两种。
背斜:褶曲的核部是老岩层,而两翼的新岩层,就是背斜;
向斜:褶曲核部是新岩层,而两翼是老岩层,就是向斜。
(四)断裂构造
岩石所受应力超过其自身强度的极限而发生破裂,导致岩层丧失其连续性的现象,称为断裂。
断裂构造类型:节理 断层
断层:岩块沿断裂面发生明显位移的断裂构造,称为断层。
第三节 大地构造学说
一、板块构造学说
(一)大陆漂移说
1、大陆漂移说的创立者德国气象学家A.魏格纳
2、大陆漂移说的主要观点
中生代(2.5 亿年前)地球表面存在一个统一的大陆即联合古陆;侏罗纪后(1.5亿年前)联合古陆开始分裂并各自漂移,逐渐形成现代的海陆分布格局。
(二)海底扩张说
1、海底扩张说的观点
①地幔物质以岩浆的形式不断地沿大洋中脊裂谷涌出,然后冷凝成新洋底,并把原来的洋底向两侧推移扩张
②当洋壳与陆壳相遇时,由于洋壳密度大,便俯冲到陆壳之下,进入地幔逐渐熔化而消失,并在洋壳俯冲之处形成深海沟;
③地幔物质热对流是海底扩张的驱动力。洋脊轴部是对流圈的上升处,海沟是对流圈的下降处,如果上升流发生在大陆下面,就导致大陆的分裂和大洋的启开。
(三)板块构造学说
1、板块构造学说的基本论点
①刚性的岩石圈由巨大断裂分割成许多块体,叫(岩石圈)板块;
②板块的驱动力来自地幔的热对流,板块之间的相互作用而产生的一系列构造现象,称为板块构造。
③板块的内部是比较稳定的,而板块的边界则是构造活动带。板块相背运动处,是新海底产生的地方;而在板块相向运动处,则形成深海沟或山脉。
2、板块边界的基本类型
①扩张型板块边界:在大洋中为洋中脊,在大陆上为裂谷带;
②汇聚型板块边界:按板块汇聚性质,又可分为俯冲型和碰撞型。
◆俯冲型,包括山弧-海沟系和岛弧-海沟系;密度大、位置低的大洋板块俯冲到密度小、位置高的大陆板块之下,因而形成深海沟,以及海岸山脉或岛弧;
◆碰撞型,亦即山弧-地缝合线系;两个大陆板块碰撞聚合、互相推挤,形成巨大的山脉。因其处于两个板块缝合之处,故称为地缝合线。
③平错型板块边界
这种边界一般分布在大洋中,边界两侧板块发生相互剪切、水平错动。
3、板块的划分
1968年,法国地质学家勒比雄将全球岩石圈划分为六大板块,即太平洋板块、亚欧板块、印度洋板块(包括澳大利亚)、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。
第四节 火山与地震
火山和地震属于快速的构造运动,都是地球内部能量的强烈释放形式;随着地壳演化的持续,地壳不断加厚,火山、地震活动趋于减弱。
一、火山
(一)火山的类型与分布
火山喷发:岩浆喷出地表,是地球内部物质与能量的快速猛烈地释放。
火山喷发物:气体、液体、固体
火山的喷发类型:裂隙式、中心式[宁静式(夏威夷式)、爆炸式(培雷式)、中间式(斯特龙博利式)]
火山的分布:
火山分布于板块边界上;火山沿构造板块的边界呈带状分布;
大洋中脊裂谷中的任何一处都可能喷出熔岩;
环太平洋弧—沟系是火山密集的地方——“火环”。
(二)火山地貌
火山锥、熔岩盾、复合火山锥、破火山口、火山塞、火山口湖
二、地震
地震:是岩石圈的快速颤动,是地壳运动的特殊形式。
地震是一种常见的地质现象。发生在大陆上的地震称为陆震,发生于大洋底部的称为海震。
海震有可能掀动上覆的海水形成巨大的海浪,称为海啸。
震级:表示地震释放能量大小的级别,通常用里氏( C.F.Richter )震级来划分,一般不超过10级。震级每相差 1 级,释放的能量相差约32倍;每相差 2 级,释放的能量则相差约1000 倍。如:一个7级地震相当于32个6级,或1000个5级地震。
地震烈度——指地面及房屋建筑物遭受地震破坏的程度(分为12个级别)。烈度大,破坏性强。地震烈度的大小与震级、震中、震源深度、地质构造及建筑物等有关。
地震除直接给人类带来灾害外,还会引发其它灾害:如滑坡、泥石流、海啸。
地震的分布:
地震区呈带状分布并与板块边界一致
主要地震带:
环太平洋地震活动带、地中海——喜马拉雅带、大洋中脊带、东非裂谷带
中国地震的分布
我国地处世界两大地震带之间,是一个多地震国家。地震主要分布区如下:
台湾及其附近海域
东部主要发生于河北平原、汾渭地堑、郯城——庐江大断裂(北起沈阳、营口,南经渤海至山东郯城、安徽庐江、直达湖北黄梅)
西部接近于地中海——喜马拉雅地震带
第五节 地壳的演化
地球经历了46亿年的历史。
地球的历史记载在地壳的地层、古生物化石和各种各样的构造变动遗迹中。
一、地质年代
相对地质年代 绝对地质年代
1、绝对地质年代(同位素地质年代)
通过测定岩石的放射性同位素含量,依据其蜕变规律而计算出岩石的年龄。
2、相对地质年代
指根据生物的发展和岩层形成的顺序,而将地壳历史划分为与生物发展相对应的一些自然阶段。划分依据:地层形成顺序 侵入、切割关系 生物的演化规律 地壳构造运动分析
3、地质年代单位 和地质年代表
地质年代单位:用相对地质年代法,以时代为准的地层划分——年代地层单位系统(宇、界、系、统、阶);不同级别的年代地层单位所代表的时代,称地质年代单位(宙、代、纪、世、期)
地质年代表要求:
相对时代熟记到“纪”(包括符号)
距今年数(46、6、3.85、2.3亿年;7千万年;2—3百万年)
生物发展阶段:要熟记(如C、P为两栖动物时代或陆生孢子时代)
主要构造运动:要清楚相对先后顺序。
隐生宙时期
(一)太古代
1、太古代是原始地壳、原始大气、水圈、和生物发生、发展的初期阶段。地壳薄弱火山强烈。浅海广布,仅有零星的陆核式岛屿。
2、后期出现原核生物和蓝藻。
(二)元古代
1)陆壳增厚变广,火山活动相对减少。多次构造运动(如:五台、吕梁、蓟县运动),使原有的陆核逐渐拼合为古陆,有了稳定的陆地。震旦纪时发生了最古老的震旦纪冰期。
2)元古代藻类空前繁盛,故称为藻类植物时代;元古代晚期出现了低等的无脊椎动物。
隐生宙最重要的事件:
1、生命的出现并开始走向繁荣
2、原始大气与水圈的向现代成分转变
3、形成了陆核与地盾
显生宙时期
(三)古生代
1、古生代共含有6个纪(早古生代:寒武纪、奥陶纪、志留纪。晚古生代:泥盆纪、石炭纪、二叠纪)
(1)早古生代:
A、寒武纪——早奥陶世发生了广泛的海侵,陆地面积很小,只有东欧地台及冈瓦纳古陆;
B、奥陶纪后广泛海退,加里东运动使全球陆地面积扩大,古大西洋关闭。
(2)晚古生代:
A进入晚古生代时,全球存在四个大型陆地:欧美古陆、西伯利亚古陆、中国古陆和冈瓦纳古陆;
B晚古生代后期,发生海西运动,使欧美古陆、西伯利亚古陆、中国古陆合并成北方古陆(劳亚古陆),由于北方古陆与冈瓦纳古陆相距很近而称为联合古陆(泛大陆),此时太平洋最大、大西洋正在胚胎期发育、地中海(特提斯洋)达到最大,C3——P1在冈瓦纳古陆上发育有大量冰川——第二次大冰期。
2、生物:
(1)早古生代藻类继续发展;海生无脊椎动物繁盛时代。
(2)晚古生代出现陆生植物,进入孢子植物时代;脊椎动物的兴起及其由水生到陆生的发展(S、D是鱼类时代;C、P是两栖类时代;晚古生代末出现爬行类)。古生代早期是海生无脊椎动物与低等植物繁荣的时代,晚期则是植物与脊椎动物登上大陆的时代。
(四)中生代
1、 T2-3的印支运动和J、K的燕山运动使中生代的地壳演化总趋势是:联合古陆解体,大西洋扩展,古地中海收缩,太平洋缩小及环太平洋褶皱带的形成。
2、 生物:中生代时期,进入裸子植物时代;进入爬行动物的时代;白垩纪末,盛极一时的物种恐龙突然灭绝;中生代中晚期出现了鸟类和哺乳类。
(五)新生代
1、发生的构造运动是喜山运动,地壳演化的特点是:地中海——喜马拉雅海槽封闭形成喜山褶皱带;印度洋扩张,环太平洋海槽隆起成山系,太平洋缩小;各大陆漂移,出现现代海陆分布的面貌。第四纪地球再次发生大规模冰川。
2、生物
被子植物大发展,进入被子植物时代;进入哺乳动物时代,到晚第三纪上新世时出现了早期的人类。第四纪被称为灵生代。
第五章 地貌
气候 对区域外力及其组合具有决定性影响
湿润——流水作用旺盛
干旱——风力作用强大
湿热——岩溶作用普遍
寒冷——冰川作用占优
重力与内外营力都有关,是地貌形成的前提
岩石是地貌的物质基础
岩性和地质构造会导致特殊的地貌发育
第一节 地貌成因与地貌类型
一、地貌成因
(一)构造运动与地貌发育
构造运动造成地表巨大起伏,是形成宏观地貌特征的决定性因素。
(二)气候因素与地貌发育
大多数地貌外力都受气候因素的控制
冰川气候地貌形态尖锐
冰缘气候地貌起伏较小
温湿气候地貌轮廓和缓
湿热气候地貌多夷平面
干旱气候地貌多残山且高差小。
(三)岩性对地貌形成的影响
各种岩石因其矿物成分、胶结程度、节理性质、结构与产状不同,抗风化能力不同,形成的地貌类型往往有很大的不同。
(四)人类对地貌的影响
人类对地貌发育的影响主要有两种方式:
通过改变地貌发育条件而影响地貌过程
直接干预地貌过程
二、基本地貌类型
1、地貌与地形:含义基本相同
2、正地形:相对高起的地形;负地形:相对低下的地形;
3、顺地貌:地貌形态与地质构造一致;逆地貌:地貌形态与地质构造不一致;
地貌的基本类型的划分是根据:形态特征
一级地貌类型:
大陆 海洋盆地
二级地貌类型:大陆(大山地 大平原) 海洋盆地(海底山地 海底平原)
三级地貌类型:山地:山岭 谷地 山间盆地;平原:高原 低平原
高级地貌类型具有构造成因;
低级地貌类型则多由外力作用形成;
巨大正地形是构造隆升的结果;
巨大的负地形是构造沉降的结果。
(一)山地
山地是山岭、山间谷地和山间盆地的总称
山地是指高于周围平地,而内部又有一定高差的正地形;呈带状延伸的山地称为山脉
中国山地分级(标准:海拔高度)极高山、高山、中山、低山、丘陵
(二)平原
大面积的平坦或略有波状起伏的地形。
按海拔高度分为: 高平原(高原) 低平原(平原)
当平原四周被 山地环绕时,平原及面向平
原的山坡共同组成——盆地。
盆地:是低于周围山地的盆状负地形,是升降差异运动的产物。
三、地貌在地理环境中的作用
(一)导致地表热量的重新分配和温度分布状况复杂化;
(二)改变降水量分布格局;
(三)地貌对生物界产生影响;
(四)对自然界地域分异产生影响;
(五)对土地类型分化产生影响。
第二节 风化作用与块体运动
一、风化作用
风化作用:地表岩石与矿物在太阳、空气、水和生物参与下,理化性质、结构构造、矿物成分等发生变化的过程。
风化是剥蚀的先驱,对地貌的形成和发展有非常重要的作用。
风化后的物质在重力和水等因素作用下,容易顺坡向下运动,形成——坡地重力地貌
(一)风化作用的类型
物理风化作用
岩石发生物理疏松崩解等机械破坏的过程,一般不引起化学成分的改变
化学风化作用
地表的岩石矿物在水、大气、生物的相互作用下,发生氧化、分解、溶解、水解、水化等一系列化学反应,形成化学组成与性质不同的新物质的过程。
生物在化学风化中的作用
生物的生命活动参与到风化作用中
(二)风化壳
风化作用对地表岩石的破坏,是逐渐深入的,地表风化程度高,残留物细小;向下则风化程度低,颗粒大(新鲜岩石),这样在地壳表层形成一个由风化产物构成的层——风化壳。
风化产物
风化产物:由风化作用的残留矿物、次生矿物、胶体矿物、可溶物等
次生矿物主要为粘土矿物(高岭土、蒙脱石、伊利石)及铁铝含水氧化物主要为褐铁矿、铝土矿等
(干旱半干旱和高寒条件——残留矿物 为主;
高温高湿条件——高岭土为主
半湿半干 ——蒙脱石为主
半湿半干弱淋溶或富钾母岩——伊利石为主)
风化壳的基本特征
分布不连续性,厚度差异大
风化物以粘土和碎屑为主
结构疏松,上细下粗但不具层理性
发育良好者具有明显的垂直分带性
风化壳的基本类型及分布
富铝型酸性风化壳——高湿的热带
硅铝铁型酸性风化壳——多雨的热带、亚热带
硅铝粘土型弱酸性风化壳——温带森林带
碳酸盐型中性—弱碱性风化壳——半湿润半干旱森林草原与草原带
伊利石与蒙脱石型风化壳——干旱地区
残积岩屑型风化壳——高寒与极旱荒漠区
二、块体运动与重力地貌
块体运动:岩体或风化物在重力及地表水影响下沿坡向下运动。
大致可分为:
崩落 重力作用、突然、急剧
滑落 重力和水、整体下滑
蠕动 十分缓慢的移动现象
(一)崩落与崩塌地貌
1、形成条件 地形;地质;气候
2、触发因素 冰雪融化、暴雨、地震、爆破等
3、形成地貌 崩塌岩壁 岩堆(倒石堆)
(二)滑落与滑坡地貌
1、形成条件 地表形态,地下水,物质组成与地质结构
2、诱发因素 斜坡形态的变化,降雨和地下水变化,爆破、地震(震动)
3、形成地貌 滑坡地貌组合
(三)蠕动
坡面岩屑、土屑在重力作用下以极缓慢的速度移动现象150~300的坡度最易发生蠕动
引起因素:冻融、干湿变化
造成坡面上的土层或碎屑层发生弯曲或斜坡上的物体变形。
第三节 流水地貌
流水地貌:
由流水作用侵蚀、搬运和堆积所塑造的各种地貌。
一、流水作用
地表流水的形式:
坡面流水——即坡面径流,降雨或冰雪融水在倾斜地面上形成的薄层水流;
沟谷流水——是在沟谷中流动的、暂时性的、线状水流;
河流——指河谷中的水流,具有经常性、线状水流的特点。
流水具有三种作用形式:
侵蚀 搬运 堆积
流水侵蚀的类型:
片蚀(面蚀):地面高度均匀降低;
下蚀(下切、垂直侵蚀):使沟谷加深;
侧蚀(旁蚀、侧向侵蚀):使沟谷拓宽;
溯源侵蚀:使谷地向源头方向伸长。
流水的搬运方式 推移 跃移 悬移 溶解质搬运
流水的堆积作用:
流水搬运能力下降而造成泥沙堆积(流速降低、流量减少、含沙量增加)
二、坡面流水与沟谷地貌
(一)坡面流水地貌
分水岭顶部产流少侵蚀小
坡面中段产流最大侵蚀也最强
坡麓主要以堆积为主
堆积物分选差、磨圆低、粗具层理
堆积的主要地貌为浅凹地 坡积裙
(二)沟谷流水地貌
坡面片流最终将会形成沟谷水流,并形成沟谷地貌组合。
集水盆地
沟谷
冲出堆(洪积扇)
洪积扇堆积物的分选差、磨圆低
(三)泥石流
泥石流——发生在山区,具有固体的结构性与水体的流动性的一种暂时性洪流。
泥石流形成的条件:
①大量的松散固体物质;②陡峻的沟谷;③暴雨和洪水。
主要地貌类型:
泥石流沟谷 泥石流扇
三、河流地貌
(一)河谷的发育
河谷的形态结构:
河谷——由河流作用塑造而成的长条状凹地。
河谷的形态要素:河床、河漫滩、谷坡、阶地
河谷的发育
幼年期的峡谷——多发育在河流的上游
成熟期的宽谷——多发育在河流的中游
老年期的宽浅U谷——多发育在河流的中下游
河谷的幼年发育
幼年期的峡谷呈V形,下蚀为主,侧蚀为辅,谷底几乎全被河床占据;强烈的下蚀多嶂谷,侧蚀加强多交错山嘴
河谷的成熟发育
成熟期的宽谷:侧蚀为主,形成曲流河床,河床左右不对称,开始发育河漫滩。
河谷的老年期发育
成熟期的宽谷:河谷为宽浅 U 形;以河流堆积作用为主;形成泛滥平原。
(二)河床与河漫滩
深槽与浅滩 边滩与河漫滩 心滩与江心洲
在横向环流的作用下,曲流河的凹岸侵蚀,底部加深;凸岸堆积,底部变浅。在双向环流的作用下,河床两侧侵蚀,底部加深;河床中央堆积,底部变浅。
2、边滩与河漫滩
边滩:侵蚀物被底流带到凸岸堆积形成边滩。
河漫滩:边滩促进环流作用,随着河谷的拓宽,边滩成长为大边滩,在汛期大量的细粒物质堆积于边滩之上,从而具有二元结构,边滩也就发育为河漫滩。
河漫滩扩大发育成泛滥平原(冲积平原)
曲流的裁弯取直会形成“牛轭湖”
由于运动上升自由河曲转变为“深切河曲”
深切河曲的曲流颈切穿,残留的曲间山丘为“离堆山”
3、心滩与江心洲
心滩:是在双向环流或复式环流作用下在江心堆积而成的;
江心洲:心滩淤积高度超过平水位,便成为江心洲。
边滩与心滩可在一定条件下转化。
(三)三角洲
三角洲:河流与海洋共同作用下,由河流挟带的泥沙在河口地区形成的平面形态近似三角形的堆积体。
根据形态特征,可分为:鸟足状三角洲、尖头状三角洲、扇形三角洲、多岛型三角洲、三角港
河漫滩平原、三角洲平原、冲积——洪积平原统称为冲积平原。
(四)河流阶地
阶地:
由于河流下蚀,过去不同时期的谷底便相对高出洪水期水面,呈阶梯状分布在谷坡上,称为阶地。
阶地的类型:侵蚀阶地、堆积阶地、基座阶地
阶地的成因:间歇构造运动、气候变化、侵蚀基面的下降等
(五)河谷类型与河流劫夺
1、河谷类型(P204)
先成河 次成河 顺向河 逆向河 再顺向河
2、河流劫夺
一条河流溯源侵蚀导致分水岭外移,从而占据相邻河流流域的过程。
四、准平面与山麓面
(一)准平原
准平原:
湿润气候条件下,地表经长期风化和流水作用形成的接近平原的地貌形态。
准平原的发育过程:
原始地面平缓,整体构造抬升;下蚀作用加强,多峡谷;侧蚀加强,切割加深,多尖锐山;侧蚀作用为主,削高降缓;地面近平原状,偶有孤山残丘。
(二)山麓面
山麓面:
在干旱半干旱条件下坡面洪流不断搬运风化碎屑而至山坡大体保持原有的坡度平等后退,山体缩小山麓形成大片的基岩夷平面,分割出来的山丘以孤岛状残留其上。
第四节 喀斯特地貌
喀斯特作用:
地表水和地下水对可溶性岩石的破坏和改造作用称为喀斯特作用。以化学溶蚀作用为主,机械侵蚀作用为辅。
喀斯特地貌:
喀斯特作用所形成的地表形态和地下形态以南斯拉夫喀斯特高原命名。
一、岩溶作用
(一)岩溶作用的化学过程
湿热气候条件下,土壤中的CO2含量比空气中的高数十倍,且反应快,因而岩溶作用强,喀斯特地貌分布广。
(二)岩性与构造条件
节理发育、层厚、质纯和断裂带的石灰岩,喀斯特作用强。
(三)水动力条件
1、水的溶蚀能力、岩石化学性质及透水性,对岩溶过程起着决定性的作用;
2、高温多雨;水流量大、流速快;
3、水循环快;空气中的CO2补充快。
二、喀斯特地貌
(一)地表喀斯特地貌
1、石芽与溶沟;
地表水沿岩石裂隙溶蚀、侵蚀而成的沟槽形态,称为溶沟,沟间突起称为石芽;高大的石芽称为石林。
2、漏斗(溶斗)与溶蚀洼地
漏斗是漏斗形或碟形的封闭洼地;深几米至十几米,直径几米至<100m, 主要分布在喀斯特高原面上。
溶蚀洼地通常由漏斗扩大合并而成,直径>100m。
3、落水洞
落水洞(天坑):
多分布于陡坡两侧和盆地、洼地底部,是流水垂直裂隙侵蚀的结果。
落水洞为地表水进入地下河的主要通道;
4、岩溶盆地与平原
岩溶盆地(坡立谷):
是一种大型岩溶洼地,边缘略陡并发育峰林,底平坦且覆盖残留红土。
岩溶平原
岩溶盆地继续扩大即形成岩溶平原。
5、峰丛、峰林与孤峰
峰丛:其基部相连、顶部分散为一个个山峰(>1/2相连)
峰林:石灰岩石峰分散或成群分布在平地上,远望如林(<1/2相连),由峰丛发育而来。
孤峰:是峰林发育晚期残存的孤立的山峰。
6、喀斯特地貌组合
热带喀斯特地貌组合依发育阶段的差异,可分为:
石芽——溶沟;
峰丛——洼地(或漏斗);
峰林——洼地;
峰林——谷地;
孤峰、残丘——平原;
从云贵高原边缘到广西盆地中心,依次出现上述喀斯特地貌组合。
(二)地下喀斯特地貌
1、溶洞与地下河
2、洞穴地貌
主要为CaCO3的沉积堆积体如:石笋、石钟乳、石柱、石幔等等。
3、暗湖
三、喀斯特地貌发育过程与地域分异
(一)喀斯特地貌发育过程
喀斯特地貌发育与地下水位关系密切;地壳上升后长期稳定的发育为:
石芽—溶沟→漏斗、落水洞→独立洞穴系统→合并为统一洞穴系统→地下水位之上为地溶洞,地下水位附近为地下河→地面蚀低溶洞崩塌破碎出现溶蚀洼地与峰林→峰林谷地→孤峰、残丘岩溶平原。
(二)喀斯特地貌的地域分异
热带湿润气候下——溶蚀洼地、岩溶盆地、岩溶平原、峰林地貌普遍发育
亚热带季风气候下——岩溶作用仍较强烈,但地貌以岩溶丘陵、溶蚀洼地为代表
温带季风气候下——有利于地下喀斯特地貌的发育
干旱地区——地下水中富含SO42-,尤利于地下岩溶进行
高寒地区——冻土层之下有可能发育溶洞。
第五节 冰川与冰缘地貌
一、冰川地貌
(一)雪线与冰川冰
雪线:固态降水的零平衡面,即常年积雪区的下界。
冰川冰:降雪经再结晶作用形成粒雪,粒雪由重压下重结晶作用生成致密块状的冰川冰。
(二)冰川的类型
按照冰川的形态和规模,可分为:1、大陆冰川 2、山岳冰川
(三)冰川作用
1、冰蚀作用:
冰川滑动是产生侵蚀作用的根本原因;冰川主要依靠冰内所含石块对地表进行侵蚀;
刨蚀(磨蚀)作用:冰川在滑动的过程中,它们不断锉磨冰床,这种作用称为刨蚀作用。
挖蚀(拔蚀)作用:因冰冻作用使节理发育的岩块松动,并和冰冻结在一起,冰川移动时把其带走——冰拔作用。
2、搬 运 作 用
搬运作用 冰川通过刨蚀、拔蚀、雪崩、冰崩和山坡上的块体运动获得大量碎屑物。
被冰川搬运的碎屑物统称为冰碛物,巨大的砾石称为漂砾。
3、堆 积 作 用
堆积作用:
冰碛物结构疏松;堆积杂乱,无分选、无层理;磨圆度极差。
(四)冰川地貌
1、冰 蚀 地 貌
典型的冰蚀地貌有:
冰斗、角峰、刃脊、
(1)冰斗
是由冰斗壁、盆底和冰斗出口处的冰坎所组成;
冰斗三面为陡壁所围,朝向坡下的一面有个开口,外形呈围椅状;
冰斗多发育于雪线附近,因此冰斗具有指示雪线的意义,即可以根据古冰斗底部的高度来推断当时雪线的位置。
(2)角峰与刃脊
当山岭两坡发育了冰斗,随着冰斗的进一步扩大,斗壁后退,岭脊不断变窄,最后形成刀刃状的锯齿形山脊,称为刃脊。
由三个以上的冰斗发展所夹峙的尖锐山峰,叫做角峰。
(3)冰川谷(槽谷、U形谷)、峡湾、悬谷、冰川三角面
冰川谷又称U形谷或槽谷,其前身大部分是山地上升前的V形河谷,后由冰川切割而成;
冰川三角面 由流水侵蚀作用形成的交错山嘴被冰川削齐而形成冰川三角面;
悬谷 支冰川,因其侵蚀能力远低于主冰川,其谷底常高于主谷而呈现为悬谷;
峡湾:大陆冰川或山谷冰川入海处,因冰床蚀低,冰川消亡后成为峡湾。
(4)羊背石
羊背石是冰床上由冰蚀作用形成的石质小丘,常成群分布,远望犹如匍匐的羊群,故称羊背石;
羊背石平面上呈椭圆形,剖面形态两坡不对称;
迎冰流面以磨蚀作用为主,坡度平缓作流线形,表面留下许多擦痕刻槽、磨光面等痕迹;
背流面则在冻融风化和冰川挖蚀作用下,形成表面坎坷不平作锯齿状的陡坡。
2、冰 碛 地 貌
主要的冰碛地貌有:冰碛丘陵、侧碛垄(堤)、终碛垄(堤)、鼓丘、冰碛(堰塞)湖等
(1)冰碛丘陵
冰川消融后,原来随冰川运行的物质形成高低起伏的形态。
(2)侧碛堤
随冰川退却,原聚集于冰川两侧边缘的大量碎屑物质,出露地表,形成了与冰川流向平行的长条状冰碛堤岗
(3)终碛垄(堤)
当冰川末端补给与消融处于平衡时,冰碛物就会在冰舌前端堆积成弧形长堤,称为终碛垄(堤)
(4)鼓丘
主要由冰碛物组成的一种流线型丘陵。平面上呈蛋形,长轴与冰流方向一致。鼓丘两坡不对称,迎冰坡陡,背冰坡缓。与羊背石相反
(5)冰碛湖:冰碛物堵塞,局部聚集冰融水而成。
3、冰水堆积地貌
冰水扇:融水河流带泥沙堆积,多个冰水扇连成一片形成外冲平原;
蛇形丘:狭长、弯如蛇的高地。
季候泥(纹泥)是冰水湖泊由于季节变化,接纳的冰水沉积物有颗粒颜色的差别。
二、冰缘地貌
1、冰缘地貌 :
泛指不被冰川覆盖的气候严寒区,因冻融作用产生的地貌。因大体与多年冻土分布范围相当,又称冻土地貌。
2、冻土:
冻土是温度
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