03 第3章 地质作用.pptx

第1页：第三章 地质作用

第三章地质作用

第2页：第一节地质作用概述

第三节外动力地质作用第二节内动力地质作用

第3页：一、地质作用

一、地质作用

• 的概念地质作用：指由自然动力引起岩石圈或地球的物质组成、内部结构及地表形态不断运动、变化、发展的作用。引起这些变化的各种自然动力，称为地质营力。第一节概述
• 二、能量来源根据引起地质作用的能量的来源和特点，分为：内能和外能。
• 1、内能—来源于地球内部自身的能量。主要有4个来源：
• ⑴重力能：地心引力给予物体的能量。
• ⑵放射能：放射性元素衰变产生的能量。
• ⑶旋转能：地球自转的离心力给予地表物体的能量。
• ⑷结晶能和化学能：物质结晶相变产生的能以及地壳与地幔、上地幔与下地幔等不同圈层之间的化学成分转变产生的能。

第4页：2、外能—来源于地球外部的能量

2、外能—来源于地球外部的能量

• 。主要包括2个方面：
• ⑴太阳辐射能：地球表面最主要的能源，是形成地面流水和大气运动的主要动力。
• ⑵日月引力能：日月引力可形成潮汐，还可在地球固体表面形成固体潮。内动力地质作用：指由地球内能引起的、作用于整个地壳甚至整个岩石圈的地质作用。如：构造运动、地震作用、岩浆作用、变质作用等。
• 三、地质作用类型外动力地质作用：由地球外能引起的、作用在地壳表层的地质作用。如：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用。
• 1、内动力地质作用
• 2、外动力地质作用

第5页：构造运动

构造运动

• 构造运动是指由内动力所引起的地壳（或岩石圈）岩石发生变形、变位的一种机械作用。按运动方向可分为：
• 1、升降运动—组成地壳或岩石圈的物质沿铅直方向上缓慢的升降运动--可分为上升运动和下降运动。有时表现为升降运动的交替—震荡运动。
• 2、水平运动—组成地壳或岩石圈的物质沿地球切线方向运动。它主要引起地壳的拉张、挤压、平移甚至旋转等，使岩层发生弯曲和断裂，形成山脉和盆地--可分为造山运动和造谷运动。
• 一、构造运动第二节内动力地质作用

第6页：实例：意大利那不勒斯湾海岸上的三根大理

实例：意大利那不勒斯湾海岸上的三根大理

• 石柱，建于古罗马时代（公元前105年）18世纪中叶，全柱升出海面19世纪初，开始下降1826年——
• 0.30m1878年——
• 0.65m1913年——
• 1.53m1933年——
• 2.05m1954年——
• 2.50m下降速度：2厘米/年大理石柱的素描图

第7页：

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第10页：二、地震作用

二、地震作用

• ★1976年7月28日，唐山大地震，24万人死亡。地震是地壳运动的一种特殊形式，是地应力逐渐积累到一定程度的突然释放产生的地壳快速颤动。地震发生时，不仅造成建筑物倒塌，而且还可能引起火灾、海啸等，造成人员伤亡。
• 1、地震的成因类型
• ⑴构造地震：地应力的累积超过岩石临界强度而产生的地壳断裂。占全球的90%，数量多、破坏大。
• ⑵火山地震：由火山爆发引起的地震。局限于现代火山活动带，强度不大、震源较浅、范围较小，占7%。
• ⑶陷落地震：由悬空地层引起的地震。震源浅、范围小，占3%。
• ⑷人工地震：因施工打桩、地下核试验、人工爆破、水库等人为原因引起的地震。规模小、范围小。

第11页：SSA于2011年4月14日举办年度会议

SSA于2011年4月14日举办年度会议

• 当中有来自美国地质调查局的科学家表示，自1900年后，我们正经历第二次的“巨震时代（GreatEarthquakeAge）”。2004年，苏门答腊发生规模
• 9.1的巨震隔年紧接发生一个规模
• 8.6的地震2010年，智利发生规模
• 8.8的地震2011年，日本发生
• 9.0的强震第一次巨震时代：1952年，俄罗斯
• 9.0级的地震1960年，智利发生规模
• 9.5级的地震1964年，阿拉斯加规模
• 9.2级的地震

第12页：

第13页：⑵震中：震源

⑵震中：震源

• 在地面上的垂直投影。
• ⑶主震、前震及余震：在地震序列中最强烈的一次地震称主震；主震之前的地震称为前震，主震之后的地震称为余震。
• 2、地震的主要参数
• ⑴震源：地下首先发生震动并释放能量的地方。依据震源深度可以划分为：浅源地震：震源深度0～70km；中源地震：震源深度70～300km；深源地震：震源深度大于300km。
• ⑷震级：指一次地震释放能量的大小。▲微震（1～2级）；▲有感地震（2～4级）；▲强震（5级以上）；▲大震（7级以上）。
• ⑸地震烈度：地震对地面及房屋建筑物的影响和破坏的程度。一般分为十二级，其大小取决于震级的大小、震源的深浅及震区的地质构造等。

第14页：M特征烈度微震

只有仪器记录到Ⅰ132轻震，级少数敏感人有感Ⅱ4小震，少数休息人有感Ⅲ142弱震，行动中人亦有感Ⅳ5强震，人人有感，睡者震醒Ⅴ152损坏，树木摇动，架上东西掉落，老朽和劣质房屋损坏Ⅵ6轻破坏，人惊逃，房屋普遍掉土，壁面猎，不好的房屋倒塌Ⅶ162破坏，砖砌房屋裂缝，一般建筑物严重破坏Ⅷ7重破坏，地裂，喷水、喷泥沙，水管折裂，建筑物多倒塌Ⅸ毁坏，低裂成渠，山崩滑坡，桥梁水坝损坏，铁轨轻弯Ⅹ毁坏，很少建筑物能保存，铁轨扭曲，地下管道破裂，水泛滥Ⅺ大灾难，全面破坏，地面起伏如波浪，大规模变形Ⅻ（据李善邦，1981，《中国地震》）

第15页：地震主要分布

环太平洋地震带、地中海—印度尼西亚地震带、大陆裂谷地震带、洋脊地震带。

第16页：

第17页：岩浆—地下深处

岩浆—地下深处

• 形成的富含挥发组分（H2O、CO
• 2、SO2等）的，以硅酸盐为主要成分的高温熔融体。岩浆形成于上地幔软流圈中，深度50~200km。
• 三、岩浆作用岩浆作用—岩浆从形成、运动、直到冷凝、固结成岩石的全过程，称为岩浆作用。岩浆冷凝后形成的岩石称为岩浆岩。★岩浆冲破地壳上升到地面—喷出作用(火山作用)；★岩浆上升到某一部位侵入到围岩中—侵入作用。
• 1、岩浆和岩浆作用

第18页：喷出作用—指岩浆喷出地表所引起的全部作

用过程，又称为火山作用。喷出地表的岩浆在地面冷凝后形成的岩石称为喷出岩。2、岩浆的喷出作用与喷出岩火山通道：火山喷发时与下面连通的通道。

喷发后，常被熔岩或火山角砾充填。火山口：火山通道的出口。火山锥：喷出物堆积在通道四周形成的锥状地形。

主要结构包括：火山通道（火山颈）、火山口、火山锥。⑴火山结构

第19页：火山径熔岩房裂缝喷发火山熔岩流熔岩流

火山径熔岩房裂缝喷发火山熔岩流熔岩流

第20页：⑵火山喷出物⑵液态喷出物：熔岩

⑵火山喷出物⑵液态喷出物：熔岩

• 分为两类：基性熔岩：SiO2含量少于52%，温度高，粘度小，易流动，含挥发组分少，冷却速度慢。酸性熔岩：SiO2含量大于52%，温度低，粘度大，不易流动，含挥发组分多，冷却速度快。
• ⑴气态喷出物：喷出的气体以水蒸气为主，此外还有CO
• 2、CO、N
• 2、Cl
• 2、NH3(氨气)、S(硫)等等。
• ⑶固态喷出物：火山碎屑。火山碎屑依大小可分为：火山块、火山弹—＞100mm；火山砾（豆）—2～100mm；火山砂—直径
• 0.01～2mm；火山灰—粒径＜
• 0.01mm。火山弹

第21页：

第22页：

第23页：火山喷出的熔岩流

火山喷出的熔岩流

第24页：夏威夷现代火山喷发形成的熔岩流

夏威夷现代火山喷发形成的熔岩流

第25页：火山口湖

火山口湖

第26页：侵入作用—指岩浆上侵

但未能穿透上覆岩层，而在地壳内某一深度占据一定空间冷凝成岩的全过程。岩浆侵入到地下某一空间并冷凝后形成的岩石称为侵入岩。3、岩浆的侵入作用与侵入岩深成侵入作用—岩浆以极高的温度熔化围岩而占据一定空间，称为深成侵入作用。

该类岩浆岩形成的深度＞3Km。深成侵入岩体包括岩基、岩株等。32485129111271061图1-12岩浆侵入体与喷出体示意图1火山锥2熔岩流3火山径及岩墙4岩被5破火山口6火山径7岩床8岩盘9岩墙10岩株11岩基12捕掳体⑴深成侵入作用与深成侵入岩体

第27页：岩基：巨型侵入体

出露面积＞100km2，平面上呈圆形或不规则状，主要由花岗岩类岩石组成。岩基岩株被风化移走的岩石围岩岩株：与围岩接触面较陡（边缘陡），在平面上近于圆形或不规则形状。出露面积＜100km2。

第28页：浅成侵入作用

—岩浆以巨大的推挤力挤入围岩并占据一定空间，称为浅成侵入作用。该类岩浆岩形成的深度为0～3Km。⑵浅成侵入作用与浅成侵入岩体浅成侵入活动接近地表，岩浆冷凝较快。

侵入体的规模一般较小，可见底部边界。常见的浅成侵入岩体有：岩床、岩墙、岩盆、岩盘等。34285129111271061图1-12岩浆侵入体与喷出体示意图1火山锥2熔岩流3火山径及岩墙4岩被5破火山口6火山径7岩床8岩盘9岩墙10岩株11岩基12捕掳体

第29页：岩床：由流动性

较大的岩浆顺围岩层面挤入形成的板状岩浆岩体。厚度较小，面积较大，与围岩平行，岩石以基性岩为主（常见）。

第30页：岩盖（岩盘）：由粘度较大的岩浆

顺围岩层面挤入，将上覆岩层拱起而形成的下平上凸的穹形岩浆岩体。规模一般不大，多由酸性、中性岩石组成。岩盆：由流动性较大的岩浆，顺着向下弯曲的围岩层面挤入，形成的平面上呈圆形，顶底面均向下凹、形似盆状的侵入体。

第31页：岩墙与岩脉：是岩浆沿围岩断裂挤入

形成切过围岩层理的侵入体。在较大区域内，常多条有规律分布，形成岩墙群。规模小的可称为岩脉。

第32页：变质作用：在内动力地质作用下

变质作用：在内动力地质作用下

• 原有岩石（沉积岩、岩浆岩、变质岩）的矿物成分、结构、构造发生变化，而形成一种新岩石的过程，称为变质作用。由变质作用形成的岩石称为变质岩。
• 四、变质作用
• 1、变质作用的控制因素温度、压力、化学活动性的流体
• 2、变质作用的方式变质作用的方式主要有重结晶、重组合、交代三种。
• 3、变质作用的主要类型主要包括：动力变质作用（碎裂变质作用）、接触变质作用、区域变质作用、混合岩化作用

第33页：动力变质作用

—是岩石遭受强烈的应力作用而发生的变质作用。一般发生于断裂带中，不仅使原岩破碎变形，还可能进一步重结晶，产生新的矿物，形成动力变质岩，如断层角砾岩等。（1）动力变质作用

第34页：接触变质作用

—是由岩浆侵入围岩引起的围岩的变质作用。发生于侵入体的边缘地带。其规模一般较小，分布不广，变质带宽度自数米到1公里左右，温度和挥发组分是主要因素。

根据引起接触变质的主要因素，接触变质作用分为：热接触变质作用、接触交代变质作用（2）接触变质作用

第35页：（3）区域变质作用

区域变质作用—

在广大地区或地壳的不同深度内，由温度、压力、化学活动性流体等因素的综合作用引起的变质作用，形成的岩石称区域变质岩。

地壳活动带是发生区域变质作用的基本地质背景，区域变质呈大面积或带状分布，长数百至数千公里，宽数十至数百公里。

依热流质的高低和应力的大小不同，区域变质通常分成三带：浅带、中带、深带混合岩化作用—在强烈的区域变质作用中，随着温度的上升，岩石局部熔融，来自地下深处的热液也参与其间形成流体，这些多为长英质的流体以脉状贯入或渗透扩散，与仍处于固态的变质岩相互混合的作用，称为混合岩化作用。

形成的岩石称为混合岩。

混合岩化作用是一种超深变质作用，是介于变质作用与岩浆作用之间的一种地质作用。

（4）混合岩化作用

第36页：外动力地质作用

的动力主要来源于地球自身以外（尤其

太阳能），作用于地表及其附近，使原有的矿物和岩石遭破坏，同时引起地表形态的不断变化。

按照作用方式的不同可以分为以下几类：第三节外动力地质作用外动力地质作用的类型物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用风化作用外动力地质作用风的剥蚀作用、河流的侵蚀作用、地下水的潜蚀作用、海洋和湖泊的剥蚀作用、冰川的刨蚀作用剥蚀作用风的搬运作用、河流的搬运作用、地下水的搬运作用、海洋和湖泊的搬运作用、冰川的搬运作用搬运作用风的沉积作用、河流的沉积作用、地下水的沉积作用、海洋和湖泊的沉积作用、冰川的沉积作用沉积作用胶结作用、重结晶作用、压实作用成岩作用

第37页：1.风化作用—是指在地表或接近地表环境下

由于气温变化，在大气、水、生物等作用下，主要通过物理或化学作用，促使地表岩石在原地遭受破坏的过程。一、风化作用风化作用的类型：包括物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用3种。引起岩石破坏的因素：温度变化、水、各种酸的溶蚀作用、生物作用。

在这些因素的共同作用和影响下，地壳表层的岩石逐渐地被破坏、瓦解，转变为风化产物。

第38页：2、物理风化：地表条件

下，岩石机械破碎成细小碎块的作用。物理风化使岩石逐渐破碎，不仅形成陆源碎屑物质，也为化学风化提供有利条件。在高寒和干燥地区，物理风化占优势。

温度变化—岩石热胀冷缩；岩石释重—岩石体积膨胀、破坏；水的物态变化—冰劈、盐类结晶；植物根劈

第39页：因长期受到昼夜温差变化和热胀冷缩的影响

石英闪长岩由表及里层层剥落，球形风化特征十分明显。泰山中天门石坊北侧的“阜虎石”层层剥落，石纹斑驳，似虎伏卧，它是典型的球形风化的产物。

第40页：冰劈作用根劈作用

冰劈作用根劈作用

第41页：3、化学风化

通过化学反应而分解。1氧化作用：氧与岩石元素反应。如地表的黄铁矿的氧化形成褐铁矿，4FeS2+O2+H2O=Fe(OH)3+H2SO4黄铁矿褐铁矿2溶解作用：除易溶盐类以外，富含碳酸等酸类的水可使许多盐类溶解。

常见矿物依溶解度大小，可排列如下：岩盐－石膏－方解石－橄榄石－辉石－角闪石－滑石－蛇纹石－绿帘石－正长石－黑云母－白云母－石英3水解作用：水中的H+或OH-与矿物离子间的反应，使部分成分溶解。如正长石水解形成高岭土：4KAlSi3O8+6H2O=Al4Si4O10（OH)8+4SiO2+4K(OH)在湿热条件下，高岭土进一步水解形成铝土矿：Al4Si4O10（OH)8+nH2O=2Al2O3mH2O+4SiO2+4H2O

第42页：（4）水化（水合）作用

矿物吸收一定量的水，形成结晶水、结构水，成为新矿物。如硬石膏经水合形成石膏CaSO4+H2O=CaSO42H2O（5）碳酸盐化作用：矿物与水反应形成易溶的碳酸盐的过程。如：KAlSi3O8+H2O+CO2=Al4Si4O10（OH)8+SiO2+K2(CO)8化学风化作用的产物：溶液、新矿物、难溶矿物等。

4、生物风化：生物新陈代谢及尸体腐烂分解的产物与岩石中矿物发生化学反应，使其破坏的过程。

第43页：化学风化使岩石发生化学分解

。在潮湿炎热地区，化学风化作用则占主导地位。

第44页：母岩的风化产物

母岩的风化产物

• 有三类：
• ①陆源碎屑物质：它是母岩遭受机械风化后破碎而成的碎屑物质，包括岩石碎屑、矿物碎屑。
• ②化学及生物化学物质(溶解物质)：岩石经过化学风化、生物化学风化之后产生的真溶液、胶体溶液物质（被带走）。例如：Ai2O
• 3、Fe2O
• 3、SiO
• 2、CaO等。
• ③不溶残积物：母岩分解过程中新形成的不溶物质。如：粘土矿物、铝土矿、褐铁矿等。风化壳或风化带的概念：
• 5.母岩的风化产物与风化壳地壳表层岩石经过风化作用后，残余物质（滞留于原地的残积物）和土壤构成的一个厚度不均的薄壳，称为风化壳或风化带。

第45页：6.控制岩石风化速度的因素（1）

自然地理条件—温度、湿度、地形等；干旱、寒冷—物理风化炎热、潮湿—化学风化（2）岩性的影响★岩石的矿物成分不同矿物对风化作用的敏感程度不同。★岩石的结构、构造水易渗入，与水体的接触面积大者—易风化，如：非晶质、细粒、等粒、孔隙度大；节理、裂隙、断裂发育者—易风化。

第46页：二、剥蚀作用

剥蚀作用

流动介质在运动状态下对地表岩石产生的破坏作用。

河流流动过程中对地表的破坏作用，方式有：溶蚀、冲刷、磨蚀。

按侵蚀方向分为：下蚀作用和侧蚀作用。

一般，河流的上游以下切作用为主，形成“V”字型的河谷，其中、下游以侧蚀作用为主，形成“U”字型的河谷。

1、河流的剥蚀作用（1）河流的下蚀作用：河流侵蚀河床底部岩石使河谷不断加深的作用，多见于山区河流。

河流的向源侵蚀：因河床岩性的差别、断层等形成陡坝和跌水，跌水侵蚀陡坝基部，使其不断淘空、崩塌，河谷因源头后退而向上游推进、伸长的过程。

第47页：（2）河流的侧蚀作用

河水侵蚀河床两岸和谷坡，使河床左右迁移，谷坡后退，河谷加宽的作用。弯道离心力是河流产生侧蚀作用的原因，以单向环流的螺旋式前进。

第48页：刨蚀以两种方式进行：挖掘作用和磨蚀作用

。前者是冰川将冰床底部及两侧基岩破碎，并将破碎物掘起带走，后者是冰川挖掘出的岩石碎块被冻结在冰川底部或两侧，进而研磨和刻削着谷底及两侧基岩，常在基岩上留下冰擦痕等。冰川是大陆上缓慢流动着的巨大冰体。

冰川流动时对下部岩石的破坏作用，称为冰川的剥蚀作用，又称为刨蚀作用。2、冰川的剥蚀作用

第49页：3、地下水的剥蚀作用（地下水的潜蚀作用）

1机械潜蚀作用

除地下河以外，一般仅能冲出松散沉积物中的粉砂、粘土，伴化学溶解。

2溶蚀作用：富CO2和有机酸的地下水对碳酸盐岩、石膏、岩盐等可溶性岩石的溶蚀。

喀斯特——以地下水为主，对可溶性岩石进行以化学溶蚀为主，机械冲刷为辅的地质作用以及由此形成的特殊地貌。

第50页：

第51页：4、其他外动力的剥蚀作用（1）

海洋的剥蚀作用（海蚀作用）

海水的运动、溶解、海洋生物活动等因素引起海岸及海底岩石的破坏作用。

海蚀作用常以机械剥蚀作用为主，包括海水的冲蚀、砂砾的磨蚀，主要发生在海岸带，以海浪作用为主，潮汐作用为辅。

海岸带的海蚀作用

第52页：（3）风的剥蚀作用（风蚀作用）

以自身的动力和风中所携带的砂石对地表的破坏作用。包括：吹蚀作用—风将岩石表层的碎屑颗粒吹走。磨蚀作用—风中的砂石对基岩碰撞、研磨。

一般携带的粗颗粒分布于0.3m以下，故形成风蚀蘑菇、风棱石、蜂窝石等。（2）湖水的剥蚀作用：湖水的剥蚀作用与海蚀作用相似，但规模较小。

第53页：风蚀地貌包括风蚀谷

风蚀残丘、风蚀洼地、风蚀蘑菇、岩漠、砾漠等。

第54页：

第55页：三、搬运作用

搬运作用—流动介质将母岩风化剥蚀产物搬离原地的作用。可分为机械搬运（碎屑的搬运）和化学搬运（溶液物质的搬运）两类。被搬运的物质以胶体溶液或真溶液状态在流水中搬运。

2、化学搬运作用1、机械搬运作用被搬运的物质呈碎屑状态（包括碎块、碎屑、细砂等）。搬运介质：主要有流水、风、海水、冰川等。

第56页：四、沉积作用

沉积作用—母岩经风化和剥蚀作用的产物在外力搬运过程中，由于搬运介质能量减小或介质的理化条件发生改变，会在新的条件下逐渐堆积下来，这种现象称为沉积作用。1、机械沉积作用：已处于搬运状态的碎屑物质，在一定条件下，主要是当流水的动力不足以克服碎屑的重力时，碎屑物质就会沉积下来。机械沉积分异作用：在机械搬运过程中，随着介质流速的减小和动能的减弱，碎屑物质按照比重的大小、颗粒的粗细、球度的好坏以及成分差异依次有规律地沉积。

第57页：

第58页：2、化学沉积作用

包括真溶液沉积和胶体沉积。3、生物沉积作用：包括生物遗体的堆积作用和生物化学沉积作用。前者如含碳酸钙的生物骨骼、贝壳堆积形成石灰岩、生物礁等；后者是指由于生物作用引起周围介质条件的改变，从而促进某些矿物的沉积，如藻灰岩的形成。

化学沉积分异作用：母岩风化产物中的溶解物质，在搬运过程中，由于自身溶解度的不同，以及溶液的性质、温度、PH值等因素的影响，按照一定顺序从溶液中析出的作用。

第59页：五、成岩作用

成岩作用

指沉积物沉积以后，由疏松的沉积物变成固结岩石的作用。

主要包括四种类型：压实作用、胶结作用、交代作用和重结晶作用。

由于上覆沉积物增厚，压力增大，使沉积物中的水分逐渐排出，孔隙度减少，颗粒之间联系力增强，体积缩小，从而使沉积物由疏松状态固结为岩石的过程。

颗粒转动柔性颗粒变形机械压实作用类型示意图颗粒重排脆性颗粒破碎1、压实作用

第60页：指填充于沉积物(碎屑颗粒)之间孔隙中的矿

物质(化学沉积物等)，将分散的颗粒粘结在一起，使沉积物固结变硬为岩石的过程。常见的胶结物质：硅质、钙质、铁质、粘土质。胶结类型：基底胶结、孔隙胶结、接触胶结。

2、胶结作用

第61页：成岩作用：重结晶与交代作用

沉积物受温度和压力影响，部分发生溶解和再结晶，使非结晶物质→结晶物质，使细粒结晶物质→粗粒结晶物质。指沉积物与周围溶液互相交换物质的过程，交代作用常形成新矿物。3、重结晶作用4、交代作用