第二章地壳

第二章地壳 • 第一节地壳的组成物质 • 第二节构造运动与地质构造 • 第三节大地构造学说 • 第四节火山与地震 • 第五节地壳的演变

第一节地壳的组成物质 • 一、矿物 mineral • 1、矿物的概念 • 地壳中的化学元素在某种地质作用下形成的具有一定物理性质和化学性质的单质和化合物。 • 矿物大多数是固态的晶体。是组成岩石的基本单位。 • 在含氧盐类矿物中以硅酸盐类矿物最多。 • 硅酸盐类矿物是构成地壳的最主要的造岩矿物。

2、矿物的物理性质 形态——单体形态和集合体形态颜色——自色、他色、假色、条痕色光泽——金属和非金属光泽解理——受打击后沿一定方向裂开光滑平面的性质。解理的级别解理与断口硬度——抵抗外力刻划的能力，摩氏硬度计

其他性质——磁性、粘舌等 3、矿物的化学性质方解石与盐酸的反应是鉴别石灰岩的主要方法 4、矿物的结晶化学分类自然元素、氧化物及氢氧化物、硫化物、氯化物、含氧盐类

在含氧盐类矿物中以硅酸盐类矿物最多。 硅酸盐类矿物是构成地壳的最主要的造岩矿物。 5、常见的造岩矿物：长石（felspar)、石英(quartz)、云母(mica)、角闪石(hornblende)、辉石(augite)、橄榄石(olivine)、方解石(calcite)

二、岩石(rock) 是一种或多种矿物的集合体。按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。会说话的石头，地质历史发展的见证矿产资源和构造形迹的载体石头也是一种文化，可以喻德，可以喻情，可以神游其中。

（一）岩浆岩 (magmatic rock) 是地下深处的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝形成的岩石。岩浆（magma)是岩石圈(lithosphere)中形成的高温、富含挥发份的硅酸盐熔融体。

岩浆活动——岩浆向上运移的过程为岩浆活动，或上升侵入冷凝形成侵入岩(intrusive)，或喷出（火山活动）地表冷凝形成喷出岩(eruptive)。岩浆活动——岩浆向上运移的过程为岩浆活动，或上升侵入冷凝形成侵入岩(intrusive)，或喷出（火山活动）地表冷凝形成喷出岩(eruptive)。岩浆岩的产状 ——岩石的形态、大小、及其与周围岩石相接触的关系，深成岩的产状有岩基、岩株，浅成岩的产状有岩盘、岩床等

岩浆岩的矿物组成以二氧化硅含量最大，按其含量可将岩浆岩分为：超基性、基性、中性、酸性。岩浆岩的矿物组成以二氧化硅含量最大，按其含量可将岩浆岩分为：超基性、基性、中性、酸性。

岩浆岩的结构——是指所含矿物的结晶程度、晶粒大小、晶粒外形等特征，如全晶质、隐晶质、等粒结构、斑状结构等。岩浆岩的结构——是指所含矿物的结晶程度、晶粒大小、晶粒外形等特征，如全晶质、隐晶质、等粒结构、斑状结构等。岩浆岩的构造——是指矿物集合体的大小、形状、排列等反映岩石在构成上的特征。如气孔构造、杏仁构造。块状构造等。

主要的岩浆岩见分类表 了解花岗岩、流纹岩、闪长岩、安山岩、辉长岩、玄武岩。花岗岩和玄武岩分别是地壳中分布最广、数量最多的侵入岩和喷出岩。

（二）沉积岩（sedimentary rocks) 1、概念：在表生作用带因母岩的风化经流水等搬运沉积固结形成的岩岩。具有层理。是因成分、颜色、结构等沿垂直向形成的层状构造。沉积岩中有化石。

2、沉积岩分类 碎屑岩分为：砾岩类：粒径2mm以上；砂岩类2-0.05mm; 粉砂岩类0.05-0.005mm; 黏土岩类小于0.005mm。碳酸盐岩以石灰岩和白云岩为代表。

（三）变质岩(metamorphic rocks) 先成岩受地壳运动、岩浆活动等的影响引起岩石结构构造的变化，形成新面貌的岩石称变质岩，这种形成变质岩的作用为变质作用变质作用的因素有热能、压力和化学活动性流体。区域变质岩有片岩、千枚岩、板岩和片麻岩。

岩石总结 岩浆岩大部分是结晶的岩石，岩浆作用形成，也称火成岩，产状有喷出和侵入，全晶质结构，隐晶质结构，块状构造，斑状构造，气孔构造，不含化石，由超基性-酸性岩石颜色变浅，石英增多，产于岩浆活动地区。

沉积岩 碎屑结构，泥质结构，化学和生物化学结构，化石，砂岩/页岩/石灰岩分布最广变质岩变晶结构，变余结构；变质矿物，片理构造。

第二节构造运动与地质构造 一构造运动概说由内力作用引起的地壳结构改变和地壳内部物质变位的运动构造运动的基本特征：普遍性、永恒性、缓慢性、方向性新构造运动：发生在晚第三纪和第四纪的构造运动

二. 构造运动的形迹 （一）判断地质历史时期构造运动的方法岩相分析法岩相是岩性和沉积物生成环境的总称。海侵层位和海退层位沉积旋回接触关系整合接触平行不整合和角度不整合（二）水平岩层、倾斜岩层及岩层产状

三褶皱和断裂 （一）褶皱 folds 岩层受水平挤压力发生波状弯曲。属于塑性变形。褶曲要素有核、翼、轴面、枢纽、转折端等。褶皱的基本形态是背斜和向斜。判断背斜和向斜的依据是岩层的新老关系，背斜核部为老岩层，向斜核部为新岩层。褶曲的类型：按轴面产状分为对称褶曲、斜歪褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲、翻转褶曲；按枢纽产状分为水平褶曲和倾伏褶曲；按转折端形态分为圆滑褶曲、尖棱褶曲、箱状褶曲；按平面投影分为线状褶曲、短轴褶曲、穹隆和构造盆地。

（二）节理 joint 岩石受力破裂没有明显位移的断裂构造。构造节理和非构造节理张节理和剪切节理（三）断层 fault 岩石受力破裂有明显位移的断裂构造断层要素断层面、破碎带、断盘（上盘、下盘，上升盘、下降盘）正断层及组合、逆断层及组合剪切断层断层的地貌标志

第三节大地构造学说 大地构造学是地质学的分支学科，研究地壳的大型和全球构造的发生、发展的规律及地壳运动问题。前者如地槽和地台、板块构造，后者如地壳运动的力的来源、方式、空间分布、时间。一、地槽地台学说是传统的大地构造学说，是在研究大陆地壳时形成的。 1859年美国地质学者J.霍尔对美国东部阿巴拉契亚山脉的研究中，注意到地层厚度达12KM以上，认为山脉最初是在地壳的巨大凹陷中形成的，后期上升成山，称这种长条形的凹陷为地槽。是地壳中的活动区。 1885年E.休斯提出地壳中还有稳定的地区，称为地台。 1900年以来，认为在元古代以后的地质年代中，地壳上仅有这两个对立的大地构造单元。产生了地槽地台学说。

1、地槽 geosyncline 地槽的概念及发展过程地球表面的许多长条形的褶皱山脉如阿尔卑斯山、喜马拉亚山、秦岭、科迪勒拉山、阿巴拉契亚、安第斯山等都有巨厚的沉积，经对其岩石、岩浆活动、变质、构造运动的研究，证明早期均为强烈活动的坳陷地带，这种地壳上的狭长（上千KM长，几百km宽）的相对活动的坳陷地带称为地槽。地槽的发展过程：（1）.下降阶段：下降幅度最大的地方是地向斜，相对隆起的是地背斜。（2）.上升阶段：地槽回返阶段，早期为下降和上升相持，最后全部上升，地槽区变成褶皱带，形态上是山脉。

从地槽下降到上升形成褶皱带，称一个构造旋回，需几千到1亿年。从地槽下降到上升形成褶皱带，称一个构造旋回，需几千到1亿年。地槽区特征巨厚的沉积建造：下降初期有下部陆屑建造、海底火山岩建造。继续下降有石灰岩建造；回返初期有复理石建造，后期有磨拉石建造。强烈的构造变动：线形褶皱和逆断层，大规模的碾掩构造。频繁的岩浆活动：中基性——中酸性——酸性。显著的变质作用：丰富多样的矿产资源

2、地台 platform 地台的发展过程地槽回返形成褶皱带，由活动——稳定，形成地台。地台是地槽发展演变的产物。地台一般都有双层结构，盖层和褶皱基底。寒武纪以前形成褶皱基底的地台，已较平坦，称古地台；寒武纪以后形成褶皱基底的地台因处于山岳状态，仍称为褶皱带。地台次级构造单元地盾：长期上升无盖层沉积。地向斜：长期下降台背斜：长期上升，沉积盖层由中间向两侧变薄。

沉降带：长期下降最活动的地带。又称台褶带。沉降带：长期下降最活动的地带。又称台褶带。地台的特征厚度较小的沉积建造：下降开始有.铁、铝质岩建造，可燃有机岩建造，继续下降有石灰岩建造，可形成丰富的沉积矿产。构造运动、岩浆活动及变质作用都微弱。 3. 槽台学说存在的问题机制不清，为什么这个地方形成地槽，那个地方形成地台？固定论的观点仅以陆壳为研究重点，无法说明全球构造的演化对地槽区只知其终不知其始，对地台区只知其始未知其终。与我国实际不太符合。中国地台是一个准地台。

二、板块构造学说 （一）大陆漂移 1912年魏格纳（A.wegener)注意到大陆几何形态的相拼。认为：在3亿年前地球上只有一个庞大的联合古陆，称为泛大陆，中生代开始分裂。南美和非洲在7000万年前的白垩纪分离，更新世时大西洋完成张裂，格陵兰和挪威在150万年前才分离；在印度洋方面，最先分离出澳洲，原来是长形的印度与马尔加什分开向东北漂移与亚洲大陆挤压形成喜山；当运动着的大陆前缘遭到大洋底的抵抗时，便被挤压褶皱成山，如美洲西部的科迪勒拉——安第斯山。格陵兰和南美洲的尖细末端，亚洲以东的岛弧，实际上是一些被遗留在运动着的岛弧中的落伍者。

证据古生物证据：蕨类植物舌羊齿化石在南美、南部非洲、澳大利亚、印度以及南极洲都有发现，这些植物的种子直径达几MM，由风把它们吹过大西洋是不可能的；同样，1968年在南半球发现水龙兽化石，也说明这些大陆以往必定有某种联系。因此，相同时代的舌羊齿和水龙兽化石在南半球各大陆的岩石中出现，是大陆漂移强有力的证据。石炭纪大西洋两岸爬行动物化石相同种类达64%。

南美西海岸的胡安.圣费尔南德斯群岛上的植物与离它很近的智利的植物很少有共同之处，可是却与火地岛、南极洲、新西兰以及南太平洋许多岛屿的植物有亲缘关系，解释为：南美大陆只是在最近的2亿年内才离开非洲向西漂移接近这个群岛；另外，夏威夷群岛的植物和离它近的北美大陆植物关系甚微，而与亚洲大陆植物关系更为密切。南美西海岸的胡安.圣费尔南德斯群岛上的植物与离它很近的智利的植物很少有共同之处，可是却与火地岛、南极洲、新西兰以及南太平洋许多岛屿的植物有亲缘关系，解释为：南美大陆只是在最近的2亿年内才离开非洲向西漂移接近这个群岛；另外，夏威夷群岛的植物和离它近的北美大陆植物关系甚微，而与亚洲大陆植物关系更为密切。

地质证据 (1).好望角的东西向褶皱山脉在海岸线附近突然中断，而与它相当的构造却在布宜诺斯艾利斯找到； (2).褶皱的阿巴拉契亚山脉以北东向横穿美国东部，延伸至纽芬兰，终止于大西洋岸，而重新出现于爱尔兰和不列颠； (3).在加纳、象牙海岸及其以西，地层距今20亿年的地区和达荷美、尼日利亚以东6亿年的地区之间有一清楚的界线，呈南西向在加纳的阿克拉附近进入海洋

如果巴西在6亿年以前与非洲相连，则该界线应在巴西东北海岸靠近圣路易斯的地区进入南美洲，经过对圣路易斯岩石年龄测定，惊喜发现，地质年龄分为两组，20亿年的岩石正好位于预测界线的西面，而6亿年的在其东面，西北非洲的一块20亿年的坚稳地块显然被遗留在南美大地上。如果巴西在6亿年以前与非洲相连，则该界线应在巴西东北海岸靠近圣路易斯的地区进入南美洲，经过对圣路易斯岩石年龄测定，惊喜发现，地质年龄分为两组，20亿年的岩石正好位于预测界线的西面，而6亿年的在其东面，西北非洲的一块20亿年的坚稳地块显然被遗留在南美大地上。全球水晶的分布冰川证据：古生代晚期，南半球普遍发育冰川，而除南极洲外，所有南半球各大洲现在均位于赤道附近，另一方面，北半球各大洲并未有此时期的冰川遗迹，从冰川的移动方向看，南美洲、印度和澳大利亚冰川从大洋向内陆移动，如果各大陆是拼合着，冰川也就正好集中于南极附近。

第二章 地壳