地质学复习内容

三、地质作用的类型根据地质作用的能量来源，可将其分为内动力地质作用和外动力地质作用两大类：(一)内动力地质作用由地球内能引起6t、作用在整个地壳甚至整个岩石圈的地质作用叫内动力地质作用。根据动力及其作用方式可分为以下几种：L构造运动：促使地壳(岩石圈)变形、变位，洋壳和陆壳增生和消亡断裂等各种构造形态的运动。2．地震作用：由动力作用使岩石因产生快速额动约现象。L岩浆作用：指岩浆的形成、演化、运移直到冷凝形成岩石的全部过程。4‘变质作用：指原有的岩石在地下一定深处，在一‘定的物理化学条件下由地球外能(太阳能、日月引力能等)5陡的、作用在地壳表层约地质作用叫外动力地质作用。根据作用方式可分为以下几种：L风化作用，在大气、水、气温变化和生物等的作用下，岩石在原地被分解破坏的作用。2．剥蚀作用：地表流水、地下水、风、冰川、海浪等介质在运动过程中对地表岩石进行破坏并将破坏产物剥离原地的作用。3．搬运作用：风化剥蚀的产物枝搬至其它地方的作用。4．沉积作用：被搬运的物质到达适当场所，由于介质条件的变化而发生沉积，形成松散沉积物的作用。5．固结成岩作用：松散沉积物固结成岩石的作用，固结成岩作用也称沉积后作用。各种内、外动力地质作用在促进地壳物质运动、变化的过程中，都有建设和破坏两方面的作用．一方面在不断形成新的岩石、矿物、矿·产、地质构造和地面形态；另一方面又不断破坏原有的岩石、矿物、矿产、地质构造和地面形态。正是由于地质作用的破坏、建设、再破坏、再建设，这样不断反复地作用．才促使地壳不断地发展变化。所以，地质学研究的问题，无一不是动力地质作用的产物，研究各种地质作用的规律，是地质学中最基本的内容。第二节内动力地质作用内动力地质作用，其主要能源有地球自转产生的旋转能、地心引力形成的重力能能，、结晶能及化学能等，现略述如下：旋转能：地球是一个扁率为I／298．257的椭球体．这是地球自转产生的离心力长期作用的结果。在地球自转过程户，地球的不同纬度上产生不同大小的离心力，赤道离心力最大．因而促使高纬度的物质向亦埠运移，造成赤道鼓起，两极压扁。据计算，由自转产生的旋转能约为1×10”Jt这样大约能量自然成为内动力地质作用的主要动力因素。重力能：重力存在于地球的各个部分〔位)，地心引力给物体以势能，这种势能可促使地球内部物质的重新分配。密度大的重物质下沉集中在下面，密度小的轻物质上升富集于上层。这种过程1；仅可形成重要的有用矿产(如铬铁矿)的宫集，而且可促使地壳局部发生升降运动和水平运动。对形成地球的团层构造起了重要作用。热能：地球内部尤其是地壳中广泛存在着放射性物质，放射性元素蜕变时要释放大量的热。主要的放射性元素为u、Th、x‘。等，它们的含量在花岗岩中较高，在玄武岩及橄榄岩中校低。结晶能与化学能；炽热的岩浆冷却结晶时放出的热能，岩浆作用与变质作用中进行的一系列化学反应产生的化学能，它们都转化成热能，使温度局部升高甚至使物质熔化。这些都是地壳与地峻，上下地慢之可存在着化学成分的转变和结晶相交所产生的结晶能与化学能。上述论及的主要内能，是作为各种内动力的主要能源，此能源以各种内动力地质作用的方式，改造着岩石因的成分、结构、构造及地表形态。一、地壳运动(一)地壳运动的概念地壳运动是指由内动力地质作用所引起的地完(或岩石圈)岩石发生变形、变他的一种机械运动，又常称构造运动。不过严格地说，两者是有区别的。地壳运动除导致岩石的变形、变位外，还能导致岩浆作用、变质作用和地震等，涵义比构造运动广。整个地壳处于长期不断地运动之中。从空间上看，地壳的任何一个区域都在发生着运动。这种运动表现为上升．或是下降；或是挤压，或是拉张等，不会处在静止不动状态．只是这种运动十分缓慢，不易被人感觉。从时间上看，从地球的形成到现今，从未停止过地壳运动。“沧海成桑田；桑田成沧海”，就是因地壳运动造成的海陆变迁，这种海陆变迁在各个地质历史时期拥有。如我国沿海一带的厦门地区，近海岸一带有闯级阶地，在阶地的陡教上部发言着古海蚀定，古海蚀穴就是古海岸的遗迹。据研究，我国舟山群岛、台湾岛和海南岛在第四纪早期部是和大《地质学基础》,第38页她自r、一一·第三节外动力地质作用外动力地质作用指能源主要来自于地球z外(主要是太阳辐射能)，作用于地表及其附近，使地表矿物和岩石遭破坏而形成新的矿‘物和岩石．同时也引起地表形态不断交化的作用。外动力地质作朋一般是经历了风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用及沉积后作用阶段。按照外动力地质作用的动力特征将外动力地质作用分为：风化作用、河流的地质作用、地下水的地质作用、海洋的地质作用、湖泊和沼泽的地质作用、冰川的地质作用和风的地质作用等。一、风化作用暴露于地表的岩石因长期受到oz、cOh水以及生物等影响而发生化学分解和机械破碎的作用(或过程)称为风化作用。这些作用的发生主要是在原地进行的。岩石的机械破碎作用是一种物理作用、在地表条件下，通过破碎作用使固体岩石破碎成细小的碎块。因此这种作用也称机械风化作用或物理风化作用。岩石在地表条件1；的化学分解，即化学风化作用，使造岩矿物在原地发生化学成分上的变化。在分解过程中，原先存在的矿物被转化为另外一种成分和物理性质不同的新矿物。岩石的机械风化作用常常使化学分解作用进行得更彻底。名机械风化作用产生的细小岩石颗粒比大块固体岩石小紧密纳合在一起的矿物颗粒更易遭受化学风化。(‘)机械风化作用岩石的机械风化作用主要是由于温度变化、水的物态变化(水的冻结与融化以及盐晶体的生长)、岩石的释巫以及正在生长的植物根的作用。岩石的温度变化是内陆沙漠区常见的一种引起机械风化的原因。由于温度的迅速变化，使岩石热胀冷缩而导致岩石破碎(如图2—18)。岩石是热的不良导体、热容量小。在昼夜温度急剧变化的干旱沙漠区，白天岩石在阳光曝晒下．温度很快升高，表面体积膨胀，而内部却因传热慢很少受热力的影响，其结果可能会产生横向裂缝；夜间，岩石表面迅速冷却收缩，而内部因白天缓侵传入的热不易散发、继续处于膨胀状态，结果产生垂向裂缝。这种38温度变化引起岩石胀缩不均而崩解的过程水意固《地质学基础》,第39页作用反复地日复一日、年复一年地进行，导致岩石表面层层刹落。岩石往往是由几种矿物组成，而不同矿物的热膨胀系数是不同的，在温度作用下，不同矿物的胀缩差异也促使岩石松解、破碎。水的物态变化引起的机械风化主要表现为冰劈作用和盐的结晶作用使岩石破碎。在中——高纬度的气候环境中以及海拔高的地区，水交替地冻结与融化使岩石破坏，这个作用称冰劈作用。渗入岩石节理面和其它裂口中的水结冰时，增长的压力将节理或裂口撑开，甚至撬开或顶起岩块，使其离开母岩。渗入岩石孔隙中的水在它冻结时可使岩石撑裂。当气温升到o℃以上时，冰将融化，体积减小。同时融化水又渗入到扩大了的裂隙中。反复的融冻，岩石将崩解成大小不同的碎块。在低一中纬度的干燥气候条件下，使岩石崩解的重要作用是盐类的结晶作用。这是一种在物理上与冰劈作用相似的作用。干旱地区，地表或近地表岩石孔隙中含盐分较多。白天，在烈日的烤晒下，水分蒸发，使溶于水中的盐达饱和而沉淀结晶在岩石孔隙中。结晶时体积膨胀，它对周围岩石产生压力，形成新空隙。夜晚，气温降低，盐分从大气中吸收水分变成溶液。盐溶解时体积减少，盐溶液又渗透到结晶时产生的新裂隙中。白天时，再结晶。如此反复进行。岩石裂隙不断增多、扩大、致使岩石破坏。岩石的释重作用是岩石上覆重量因剥蚀而减轻或消失，致使岩石体积膨胀，产生膨胀裂隙，这种裂隙多平行于地面或岩石表面。另外一种机械风化作用则是由正在生长的植物根的作用引起的。植物在其根的生长过程中，对围着它们的浮土或岩石产生压力，在此压力作用下，可使岩石破坏。机械风化作用的结果使岩石破碎成大小不一、棱角分明的松散物，覆盖在原来岩石(即基岩)上。·(二)化学风化作用化学风化作用是岩石的化学分解，包括几种重要的化学反应水解作用、水化作用以及生物化学风化作用。(1)氧化作用它们是氧化作用、溶解作用、指大气圈中的氧或溶于水中的氧与组成岩石的元素之间的化学作用。这种作用在自然界非常普遍。有机质、低价氧化物和硫化物最易被氧化。如黄铁矿(Fe5Z)在地衰很快被氧化成褐铁矿(FqO／nH20)。其化学反应如下：4Fe52十150：十mH20‘2Pe203川H30十8HsSO‘黄铁矿褐铁矿地表出露的褐铁矿，称为“铁帽”，常常是寻找地下多金属矿床的标志。(2)溶解作用组成岩石的各种矿物都程度不同地溶解于水、石盐、石膏等为易溶盐类；但大多数造岩矿物为难镕盐类如石英，长石等。自然界中的水并非纯水，常含有H2co：等酸类物质，使许多难溶盐类也易于溶解了。如方解石的溶解作用：CaC02十CO2十H20*＝dCa(H赡：)z溶解作用的结果使易溶盐类随水溶失，难溶盐类残留原地，岩石孔隙增加，有利于机械风化剥蚀作用的进行。(3)水解作用水解是水中的H’或oH—离子和矿物中的离子间的化学反应。如长石的水解作用：《地质学基础》,第40页4KAL5t30：十6HzO—A14阂qOio](OH)：十8S102十4KoH正长石高岭石其结果是氢氧化钾和slO2成真溶液或胶体溶液被水带定，高岭石呈松散物残留原地。由于地壳中的岩石大多含有长石，因此水解作用在地表是种极普遍的化学风化作用。在潮湿气候下高岭石还会进一步水解成铝土矿和二氧化硅。二氧化硅同样会被水带走、残留原地的是铝土矿。(4)水化(水合)作用有矿物与水接触后，吸收一定数量的水到矿物中，成为结晶水或结构水，并形成一种含水的新矿物。这种作用称为水化作用或水合作用。如赤铁矿变成褐铁矿，硬石膏变成石膏：F勺03十nH?O—F民O2·nH?O赤铁矿涡铁矿CaS0‘十2H：0一CaS0‘”2HzO匝石膏石膏(5)生物化学风化作用生物在其生命活动小，新陈代谢及尸体腐烂分解产物与岩石中矿韧的化学元素发生生物化学反应，使原矿物或岩石破坏的过程称生物化学风化作用。如植物或细菌在生长过程中一方面直接从岩石中吸收养分(K、Na、P等)。同时，它们又分泌一些有机酸溶解或分解岩石，取得养分，结果使岩石遭到破坏。据统计，每克土壤和约含几百万个微生物，它们对地表附近岩石的破坏是十分强烈的。用微生物的化学风化原理可进行选矿。如利用细菌使金、银、铜等贫矿中的金属元素富集。可利月微生物使石油脱腊，增加石油开采量。综上所述，化学风化作用破坏了原有岩石矿物，产生了几种新的在地表条件下稳定的矿榴。这些稳定矿物，如残余Fe、A1等组成的褐铁矿、高岭土等残留原地，可富集成残余矿床。那些在风化作用中形成的易溶盐类或胶体物质则随水流失。各种风化作用在地表形成的综合产物是土壤。它是地壳表层岩石经机械、化学风化后，再经生物风化，所形成的富含生物生长必不可少的有机质一腐植质、矿物质、水和空气的松散物质，(三)影响风化作用的因素影响风化作用速度的主要因素有：自然地理条件和岩石本身的性质。1．自然地理条件对风化作用的影响不同气候条件下，温度高低及温度变化不同，降水性质及降水量亦不同，而这些因素正是引起各种风化作用的最重要因素。因此，不同气候条件的地区，风化作用的速度和风化类型不同(图2—19)*出xG’’4’人’田2—19北极一热带风化作用变化田气候干燥的荒漠区和寒冷地区，生物少，降水极少或以固态水69形式存在。所以这些地区以机械风化作用为主，化学风化和生物风化作用弱。地表附近通常为大小不等的岩石碎块或原《地质学基础》,第41页始的未经风化的基岩露头，极少见到土壤。气候潮湿炎热的热带多雨森林区，降雨量大，生物繁茂，所以，生物风化和化学风化作用都十分强烈。连那些稳定6t硅酸盐矿物都可彻底风化分解，形成残余粘土，并可形成残余矿床。土壤层在这种地带很厚。降雨量和温度介于上述两区之间的温带地区，其风化作用速度、类型以及风化的土壤层厚度都介于上述二者之间。除气候条件的影响外、地形条件也对风化作用有影响。通常陡坡的地下水位低、牛物少机械风化作用为主，风化后的产物很快崩落至坡脚，使陡坡岩石深露、继续遭受机械风化。2．岩性的影响岩性是影响风化作用的内部因素，也是影响风化作用速度的主要因素。岩性对风