第五节 地球的圈层构造

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