地球科学概论第11讲-地质作用.ppt

1、第 11 11 讲地质作用及地貌演化地质作用及地貌演化1申文斌申文斌 邓洪涛邓洪涛 罗佳罗佳 徐新禹徐新禹2014.4.232014.4.23l1 1地质地质“年代年代”与地质与地质“作用作用”l2 2 “内内”营力与构造地貌营力与构造地貌l3 3 “外外”营力地貌营力地貌l4 4 地貌地貌“演化演化” l 练习题练习题目录目录31.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用地质年代地质年代指地球上各种地质事件发生的时代。它包指地球上各种地质事件发生的时代。它包含两方面含义：含两方面含义：1. 1. 各地质各地质事件事件发生的发生的先后顺序先后顺序，称为相对地质年代。，称为相对地质年代。2. 2

2、. 各地质各地质事件事件发生的发生的距今年龄距今年龄，由于主要是运用同，由于主要是运用同位素技术，称为同位素地质年龄。位素技术，称为同位素地质年龄。1919世纪以来，地质学家和古生物学家，通过对全球各个世纪以来，地质学家和古生物学家，通过对全球各个地区新老不同的地层进行对比研究，特别是对其中所含地区新老不同的地层进行对比研究，特别是对其中所含的古生物化石的对比研究，逐渐认识到地球和地壳在整的古生物化石的对比研究，逐渐认识到地球和地壳在整个发展进程中，生物界的演化及无机界的演化均表现出个发展进程中，生物界的演化及无机界的演化均表现出明显的自然阶段性。于是，他们以地球演化的这种自然明显的自然阶段性

3、。于是，他们以地球演化的这种自然阶段性为依据，配合同位素地质年龄的测定，对漫长的阶段性为依据，配合同位素地质年龄的测定，对漫长的地质历史进行了系统性的编年与划分，编制出一个在全地质历史进行了系统性的编年与划分，编制出一个在全球范围内能普遍参照对比的年代表，即球范围内能普遍参照对比的年代表，即地质年代表地质年代表。地。地质年代表的建立是地质学研究的重要成果，它为推进地质年代表的建立是地质学研究的重要成果，它为推进地质学的发展起到了重要作用，成为现代地质学必不可少质学的发展起到了重要作用，成为现代地质学必不可少的重要基础。的重要基础。地层地层是一定地质历史时期形成的层状岩石。是一定地质历史时期形成

4、的层状岩石。地质年代表地质年代表1.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用地质年代单位的划分是以生物界及无机界的演化阶地质年代单位的划分是以生物界及无机界的演化阶段为依据的，这种阶段的延续时间常常在百万年、千段为依据的，这种阶段的延续时间常常在百万年、千万年甚至数亿年以上，并且常常是大的阶段中又套着万年甚至数亿年以上，并且常常是大的阶段中又套着小的阶段，小的阶段中又包含着更小的阶段。根据这小的阶段，小的阶段中又包含着更小的阶段。根据这种阶段的级次关系，地质年代表中划分出了相应的不种阶段的级次关系，地质年代表中划分出了相应的不同级别的地质年代单位，其中最主要的有同级别的地质年代单位，其中最主要

5、的有宙、代、纪宙、代、纪、世、世四级年代单位。与上述各级地质年代单位相对应四级年代单位。与上述各级地质年代单位相对应的年代地层单位为：的年代地层单位为：宇、界、系、统宇、界、系、统，它们是在各级，它们是在各级地质年代单位的时间内所形成的地层。地质年代单位的时间内所形成的地层。1.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用地质年代单位地质年代单位 地层单位地层单位宙宙(eon)(eon) 宇宇(eonothem)5(eonothem)5亿年亿年 代代(era)(era) 界界(erathem)5000(erathem)5000万年万年 纪纪(period)(period)系系(system)200

6、(system)200万年万年 世世(epoch)(epoch) 统统(series)200(series)200万年万年如显生宙时期形成的地层称为显生宇；古生代时如显生宙时期形成的地层称为显生宇；古生代时期形成的地层称为古生界；寒武纪时期形成的地期形成的地层称为古生界；寒武纪时期形成的地层称为寒武系等等，依此类推。层称为寒武系等等，依此类推。1.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用l地质学把自然界引起地壳或岩石圈的物质组成、结构、构造及地表形态等不断发生变化的各种作用称为地质作用；把引起这些变化的自然动力称为地质营力；而传播能量的媒介称为介质。l地表形态又称地形或地貌，是我们最直接感受到

7、的地球表面特征，也是与人类生活、生产关系最密切的自然特征之一l规模不同、形态各异的地貌是在不同的地球内、外营力下形成的，这些营力也可称为地貌营力。 地质作用相关的一些基本概念地质作用相关的一些基本概念1.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用91.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用地质作用的能量来源地质作用的能量来源引起地质作用的能量主要来源:地球外部的能源地球内部的能源地球外部的能源主要是:太阳辐射能日月引力能。地球内部的能源主要是:重力能地热能地球旋转能化学能、结晶能等101.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用地质作用的分类地质作用的分类地质作用可根据能量来源和发生部位分为表

8、层地质作用和内部地质作用两大类。表层地质作用是指主要由地球外部的能源引起的、发生在地球表层的地质作用。内部地质作用是指主要由地球内部能源引起的地质作用(又称内动力地质作用或内力地质作用)。11表层地质作用的过程（类型）表层地质作用的过程（类型）1.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用表层地质作用的营力有多种类型，介质条件差异甚大，表层地质作用的营力有多种类型，介质条件差异甚大，地质作用的特点也各不相同，但每种营力一般都按照地质作用的特点也各不相同，但每种营力一般都按照风化作用风化作用、剥蚀作用剥蚀作用、搬运作用搬运作用、沉积作用沉积作用和和成岩作成岩作用用这样的过程进行。这几种作用既代表了

9、表层地质作这样的过程进行。这几种作用既代表了表层地质作用的序列，也是表层地质作用的主要类型。用的序列，也是表层地质作用的主要类型。风化作用是指在地表或近地表环境下，由于气温、大气、水及生物等因素作用，使地壳或岩石圈的岩石、矿物在原地遭受分解和破坏的地质作用。风化作用使地表岩石变得松软，为剥蚀作用创造条件，是表层作用的前导。剥蚀作用是指各种地质营力(如风、水、冰川等)在其运动过程中对地表岩石产生破坏并将破坏物剥离原地的作用。剥蚀作用不断破坏和剥离地表物质，使地表形态发生改变，形成新的地形。1.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用表层地质作用的过程（类型）表层地质作用的过程（类型）搬运作用与剥

10、蚀作用是紧密联系在一起的，物质剥离原地的同时也是其进入搬运状态的时刻。搬运搬运作用是一种中间过程。作用是一种中间过程。沉积作用是指各种营力搬运的物质，在介质动能减小或物化条件发生改变以及生物作用下，在新的场所堆积下来的作用。成岩作用是指使松散沉积物固结形成沉积岩的作用。经沉积作用形成的沉积物，在适当的条件下(如埋藏一定的深度)，在胶结、压实和重结晶的作用下，它们就可固结成岩石。表层地质作用的类型可归纳如下(下页图)1.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用表层地质作用的过程（类型）表层地质作用的过程（类型）15内部地质作用的类型内部地质作用的类型1.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用内

11、部地质作用主要:岩浆作用、变质作用和构造运动岩浆作用是指在岩浆的形成、运动直到冷凝、结晶成岩石的过程中，岩浆本身及其对围岩所产生的一系列变化。从岩浆侵入到围岩(未喷出地表)并冷凝结晶形成岩石的全过程，称侵入作用，形成的岩石称侵入岩。当岩浆喷出地表，在地表的条件下冷凝形成岩石并使地表形态发生变化的过程称火山作用(喷出作用)，形成的岩石称火山岩(喷出岩)。161.1.地质年代与地质作用地质年代与地质作用变质作用是指在地下特定的地质环境中，由于物理、化学条件的改变，使原来的岩石(包括沉积岩、岩浆岩及变质岩)基本上在固体状态下发生物质成分与结构、构造变化，从而形成新的岩石的地质作用。新形成的岩石称变质

12、岩。构造运动是指主要由地球内部能源引起的地壳或岩石圈物质的机械运动。常以岩石变形、变位、地表形态的变化等形式表现出来。按物质的运动方向可分为水平运动和垂直运动。内部地质作用的类型内部地质作用的类型n 内营力内营力在地表形成大陆与海洋、构造山系与拗陷盆 地等基本地貌格架，总的趋势是增加起伏。n外营力外营力对这个格架不断进行风化、侵蚀、剥蚀，并把破坏了的物质搬运到低处堆积起来，总的趋势是削高填低。 n上述过程相互交叉、循环往复，呈现出一定的地貌地貌轮回。轮回。因此，地貌的变化发展受地球内营力、外营地球内营力、外营力力和时间时间三个因素的影响。地貌：内地貌：内- -外地质作用共同作用的结果外地质作用

13、共同作用的结果n 从最大的空间尺度上看地貌，有大陆和海洋。n在次一级尺度上，大陆内部有山地、高原、平原、盆地；海洋中有大洋中脊、大洋盆地、海沟。 n更次一级尺度上，以山地为例，可分为分水岭、坡地、谷地。 n最小尺度上，谷地可分为河床、河漫滩、阶地。由此可见：较高级的地貌多由较低级的地貌组合而成。地貌的空间尺度：五级划分方案地貌的空间尺度：五级划分方案n内营力作用对地貌发育的影响地壳运动使地壳发生变形和位移地壳发生变形和位移，形成各种形迹的地质构造，并引起岩浆活动和变质作用。其结果是抬高了地表，切断了河谷，造成“沧沧海桑田海桑田”，“高岸为谷，深谷为陵高岸为谷，深谷为陵”的地形巨变。 2 内营力

14、与构造地貌内营力与构造地貌n地壳水平运动往往形成巨大的褶皱山脉和断裂构造，所以又称为造山运动。 n地壳的垂直运动常常表现为大规模的隆起或拗陷，造成地势高低起伏和海陆变迁，所以又称为造陆（海）运动。 运动方向造成的地形效应运动方向造成的地形效应 地壳运动所形成的地质构造对地貌发育也有很明显的影响，不同地质构造往往造成不同的地表形态，例如褶皱构造会形成背斜山、向斜谷或向斜山、背斜谷等；断裂构造会形成断块山、断陷盆地、断裂谷等；岩浆喷发形成火山；熔岩流形成各种熔岩流地貌。构造形式对地貌发育的影响定义：地质构造 褶皱 下页23岩石变形的产物称为地质构造，地质构造又可分为褶皱和断裂褶皱是岩层受力变形产生

15、的连续弯曲，其岩层的连续完整性没有破坏，它是岩层塑性变形的表现。褶皱的基本类型有两种，即背斜和向斜构造形式对地貌发育的影响n形成、发展都与大地构造作用有关的地貌称大地构造地貌，或构造地貌。如地壳隆起形成的山地、台地或构造运动拗陷形成的平原、盆地等。构造地貌构造地貌 n第一级：全球构造地貌，包括大陆和海洋两个大地貌单元； n第二级：大地构造地貌，指大陆上和大洋底的地形起伏； n第三级：地质构造地貌，主要指地质构造被外力剥蚀后所反映的地貌特征，如单面山、背斜山、向斜谷以及火山锥、熔岩台地等。构造地貌的分级构造地貌的分级 26单面山27背斜山上图，伊拉克和伊朗交界附近的背斜山28火山锥全球地表起伏图

16、全球地表起伏图n 大地构造地貌 包括大陆内和洋底上的大地貌类型。前者包括山脉、高原、盆地、平原等；后者包括海岭、深海平原和海沟等。这些地貌的形成虽然受构造运动所控制，但同时也受到外营力的改造。大地构造地貌大地构造地貌 海底构造地貌主要可分为大洋中脊、大洋盆海底构造地貌主要可分为大洋中脊、大洋盆地、海沟、海底高原等不同部分地、海沟、海底高原等不同部分 大洋中脊大洋中脊大洋盆地大洋盆地海底高原海底高原海沟海沟大陆上的地貌类型大陆上的地貌类型 大陆上的地貌类型大陆上的地貌类型有构造山系和裂谷；有构造山系和裂谷；高原与平原；丘陵高原与平原；丘陵与盆地等。与盆地等。 构造山系和大陆裂谷都是大地构造运动形

17、成的、大陆上最显著的两个大地貌类型。前者表现为高大隆起的山系，后者表现为拗陷的断陷谷地。 构造山系和大陆裂谷构造山系和大陆裂谷 山脉分布行政区地图对照中国五岳名山位置中国十大名山：泰山，黄山，峨眉山，庐山，珠穆朗玛峰（定日县），长白山，华山，武夷山，玉山，五台山（山西省东北部，忻州市五台县和繁峙县之间） 地质构造地貌由构造运动形成，同时又受到外营力作用的侵蚀、破坏，但破坏程度差别甚大。有的直接由构造运动形成，很少或轻微受外营力的改造；有的则受到外营力的显著破坏，几乎面目全非。常见的地质构造地貌有断裂地貌、褶皱地貌、火山和熔岩地貌。 地质构造地貌地质构造地貌断裂构造地貌断裂构造地貌岩石受力作用超

18、过岩石的强度极限时，岩石就要破裂，形成断裂构造褶皱的组成部分称褶皱的要素。褶皱要素主要有核、翼、转折端、枢纽、轴面等。褶皱褶皱构造地貌褶皱构造地貌褶皱构造地貌褶皱构造地貌陕西永寿好时河奥陶系石灰岩中斜歪倾伏褶皱陕西永寿好时河奥陶系石灰岩中发育的褶皱48发育于南威尔士的古生界背斜背斜山发育于英格兰的上部二叠系向斜向斜宁夏贺兰山汝其沟三叠系砂岩中向斜向斜火山和熔岩地貌火山和熔岩地貌巴西南部帕拉纳州火山和熔岩地貌火山和熔岩地貌3 3 外营力地貌外营力地貌 河流的下蚀作用河流的侧蚀作用沟谷发育过程中，间歇性洪流把冲刷下来的物质带到沟口，发生大量堆积，形成一种半圆锥形的堆积体，称冲出锥 冲出锥冲出锥河流

19、阶地常可看作地壳垂直运动的标志之一河流阶地常可看作地壳垂直运动的标志之一，在地壳运动相对稳定时期，河流以侧蚀作用为主，河在地壳运动相对稳定时期，河流以侧蚀作用为主，河谷不断侧向迁移，形成宽阔的河谷，河谷中形成由冲积谷不断侧向迁移，形成宽阔的河谷，河谷中形成由冲积物构成的物构成的河漫滩河漫滩。如果地壳运动使该区域处于上升状态。如果地壳运动使该区域处于上升状态，则河流侵蚀基准面下降，河流的下蚀作用重新加强，则河流侵蚀基准面下降，河流的下蚀作用重新加强，使河床降低，原有的河漫滩相对升高，洪水已不能达到使河床降低，原有的河漫滩相对升高，洪水已不能达到，形成分布于河谷谷坡上、洪水已不能淹没的、顶面较，形

20、成分布于河谷谷坡上、洪水已不能淹没的、顶面较平坦的台阶状地形（称为平坦的台阶状地形（称为河流阶地河流阶地）的过程，就会沿河）的过程，就会沿河谷出现多级阶地，其中位置愈高的形成时间愈早，通常谷出现多级阶地，其中位置愈高的形成时间愈早，通常从河漫滩以上最低一级阶地算起，从下而上或由新到老从河漫滩以上最低一级阶地算起，从下而上或由新到老依次称为一级、二级、三级阶地依次称为一级、二级、三级阶地。河流阶地和深切河曲河流阶地和深切河曲河流阶地、河漫滩示意图57河流阶地、河漫滩在地壳相对稳定时期经长期演变已经发展成蛇曲的河在地壳相对稳定时期经长期演变已经发展成蛇曲的河流，若地壳转为上升，河流下蚀作用加强，河

21、床降低，流，若地壳转为上升，河流下蚀作用加强，河床降低，并深切至基岩，形成在河谷横剖面形态上成并深切至基岩，形成在河谷横剖面形态上成“V”V”形谷形谷，而河谷在平面上仍保留极度弯曲的蛇曲形态的不协调，而河谷在平面上仍保留极度弯曲的蛇曲形态的不协调现象，称为现象，称为深切河曲深切河曲。它反映了地壳由相对稳定转向强。它反映了地壳由相对稳定转向强烈上升运动的特征。烈上升运动的特征。深切河曲反映了地壳由相对稳定转向强烈上升运动深切河曲反映了地壳由相对稳定转向强烈上升运动的特征。的特征。犹他州圣胡安深切河曲三角洲三角洲 河流地貌河流地貌三角湾（三角港）三角湾（三角港）河流地貌河流地貌62图中左下部的绸缎

22、岛形成的原因是什么？【思考题】冲积平原与牛轭湖冲积平原与牛轭湖 河流地貌河流地貌跌水（瀑布）跌水（瀑布）河流地貌河流地貌世界三大瀑布之一：世界三大瀑布之一：伊瓜苏瀑布（阿根廷-巴西，伊瓜苏河）【还有尼亚加拉，和维多利亚（非洲赞比亚河）】地表喀斯特地貌地表喀斯特地貌喀斯特（岩溶）地貌喀斯特（岩溶）地貌源自前南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛碳酸盐岩高原的名称（由Kras 演变为 Karst。 占地球总面积10%地下地下喀斯特地貌喀斯特地貌 喀斯特地貌喀斯特地貌地下地下喀斯特地貌喀斯特地貌 喀斯特地貌喀斯特地貌风城风城风沙作用与风沙地貌风沙作用与风沙地貌风城风城风沙作用与风沙地貌风沙作用与风沙地貌新月形沙

23、丘新月形沙丘月牙湖月牙湖风沙作用与风沙地貌风沙作用与风沙地貌鸣沙山鸣沙山新疆木垒甘肃敦煌指第四纪堆积的黄土地层上构成的地貌.主要有黄土塬,黄土梁,黄土峁等.成因:受坡面水流的片蚀作用,风蚀作用,潜蚀作用及溶蚀作用所致.特征:地表切割剧烈,冲沟,崩塌,滑坡以及泥流等地质现象较为发育，地貌形态演化速度较快.黄土地貌黄土地貌 n塬是黄土覆盖的范围较广的平坦高地，是黄土覆盖在大片平整古地形上形成的。 黄土地貌：黄土地貌：塬、梁、峁塬、梁、峁 74n梁是长条形的黄土丘陵。我国黄土地区当地所指的梁，梁顶较狭窄，呈明显的穹形。也可有平顶梁。梁的形成多与条状古地形有关。 黄土地貌：黄土地貌：塬、梁、峁塬、梁、

24、峁 75黄土地貌：黄土地貌：塬、梁、峁塬、梁、峁 n峁是穹状的黄土丘陵。峁顶面积不大，呈明显的穹起，整个外形象馒头。另一种是连续的黄土平顶峁，峁顶之间有一个分水鞍地。峁的形成也与古地形有关。 冰川作用与冰川地貌冰川作用与冰川地貌冰川作用与冰川地貌冰川作用与冰川地貌U U型谷型谷终碛堤终碛堤冰川作用与冰川地貌冰川作用与冰川地貌 海岸带地貌营力包括波浪、潮汐等。 波浪通过冲刷、研磨、溶蚀等使海岸线逐渐后退的过程称海蚀作用，形成各种海蚀地貌。 波浪搬运海底砂砾物质并在一定的条件下堆积起来的过程称为海积作用，形成各种海积地貌。潮汐蚀周期性的升降改变海岸带波浪作用的强度，同时也搬运泥沙，对海岸带地貌有显

25、著的影响。海岸地貌海岸地貌n岸边激浪的强烈冲刷作用形成高度大致相同的凹槽，宽度大于深度的称海蚀穴；深度比宽度大的称为海蚀洞。 冲入洞中的浪流及其对空气的压缩作用，可将洞顶击穿，称为海蚀窗。 海蚀穴顶的岩石因下部掏空而不断崩塌，这样形成的悬崖称为海蚀崖。n在平台上残留成突立的岩柱，称海蚀柱。 海岸地貌海岸地貌n海蚀崖不断后退，在陡崖的前方留下一个向海微倾斜的基岩平台，称为海蚀平台或波切台。 n向海突出的岬角同时遭受两个方向波浪的作用，可使两侧海蚀穴蚀穿成拱门状，称海蚀穹。 n由于岩性和构造的差异，波切台表面遍布几十厘米高的岩脊，称岩脊滩。 波切台波切台海蚀崖海蚀崖海蚀海蚀(洞洞)穴穴海蚀阶地海蚀

26、阶地（古波切（古波切台）台）（岩脊滩）（岩脊滩）秦皇岛秦皇岛涠洲岛涠洲岛海蚀岩垛（柱）海蚀岩垛（柱） 北戴河北戴河n当外海的波浪与海岸线成正交的方向传来当外海的波浪与海岸线成正交的方向传来时，海岸带的泥沙在波浪底流的作用下垂直时，海岸带的泥沙在波浪底流的作用下垂直于海岸运动，以其为主的作用可以形成一系于海岸运动，以其为主的作用可以形成一系列海岸堆积地貌。列海岸堆积地貌。海积地形海积地形n由碎浪形成、大致与海岸线平行的长条形水下泥沙堆积体称为水下沙坝。 n海面大幅度的迅速下降还可以使水下沙坝转变为露出海面的离岸堤。 n离岸堤与陆地之间是封闭或半封闭的浅水泻湖。 n由激浪流形成、与陆地相连的砂砾堆

27、积体是沙滩。 n若进流越过滩顶流向陆坡上，而退流很弱，形成双坡型海滩，这种海滩在形态上表现为沿岸堤。海积地貌海积地貌86海积地形海积地形n在各种地貌营力的作用下，地貌在不断形成、发展和演变中经历的各种阶段和过程称为地貌演化。 n河流地貌的演化在所有地貌类型中是极具代表性的一种。根据其发育特征，可以将它的演化过程划分为三个不同阶段。 4 4 地貌演化地貌演化 n开始时，河流随被抬升的原始倾斜地面发育，水文网稀疏，在河谷之间存在着宽广的分水地。随着河流的下切侵蚀，坡折增多，横剖面呈“V”字形，坡谷较陡。坡顶与分水地面有明显的坡折。幼年期阶段幼年期阶段 后来，水系逐渐增多，地面分割加剧，河谷加深，较

28、大的河流逐渐趋于均衡状态。此后，谷坡的剥蚀速度相对大于河流下切的速度，河谷不断展宽。整个时期的地势起伏最大，地面最为破碎 n谷坡不断后退，使分水岭两侧的谷坡日益接近且相交，原来宽平的分水岭最后变成狭窄的岭脊。随着谷坡侵蚀的进行，谷坡逐渐减缓，山脊变得低矮浑圆，在谷坡下半部常形成凹形坡。 河流一般已趋于均衡状态，河谷比较开阔。 壮年期阶段壮年期阶段n河流停止下切侵蚀，分水岭逐渐下降，地面成微微起伏的波状地形。河流蜿蜒曲折，河谷展宽，谷坡较稳定。整个地面称为准平原，代表河流地貌发育的终极阶段。 老年期阶段老年期阶段葡萄牙阿连特茹准平原 ，准平原地带，山清水秀、土地肥沃。 地表演变到准平原阶段之后，若地壳又重新上升，准平原被抬高，并遭受流水切割而成为山地，这时在山地的顶部可以残留着原有准平原的遗迹:平坦的顶面,范围可大可小，上面可见到准平原时期的沉积物或风化壳，而且一系列相邻的平坦山顶大致位于同一高度，它们代表了已被破坏的原来准平原的表面，称为夷平面。根据夷平面上沉积物或风化壳的年代可以判断其形成年代，根据夷平面的高度可以推算准平原形成后地壳的上升幅度。夷平面96总结重点地质年代单位与地层单位地质作用、内部地质作用、表层地质作用的定义构造运动、地质构造的定义表层地质作用的过程理解地质作用与地貌的关系练习题练习题