普通地质学第一章精.ppt

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1、普通地质学第一章第1页，本讲稿共36页 宇宙中物质的存在形式具有多样性，一部分物质以电磁波、星际物质(气体、尘埃)等形式呈连续状态弥散在广漠的空间；另一部分物质则积聚、堆积成团，表现为各种堆积形态的积聚实体。通通常常将将包包括括星星际际物物质质和和各各种种积积聚聚态态实实体体在在内内的的所有宇宙星体通称为天体所有宇宙星体通称为天体。恒星是宇宙中最重要的天体。恒星是由炽热气体组成的、能够自身发光的球形或类似球形的天体。构成恒星的气体主要是氢，其次是氦。第2页，本讲稿共36页 银河系银河系(milky way system)是一个大约由400亿颗恒星和大量星际物质组成的庞大的天体系统。侧面看呈中间

2、厚边缘薄的扁饼形，正面看呈旋涡形。第3页，本讲稿共36页太太阳阳系系(solar system)是一个以太阳为中心，受太阳引力支配的天体系统。太阳是其中唯一的一颗恒星，其质量占整个太阳系的9987，能发出强烈的光和热。围绕太阳旋转的是一个行星体系，主要有九大行星(由里向外依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海天星、冥王星)及众多的小行星(主要分布于火、木星之间)、卫星、慧星和陨星等。太阳系目前以冥王星轨道为边界，直径为 l1.8109 km。第4页，本讲稿共36页太阳系的主要特征太阳系的主要特征1 1、运运行行轨轨道道的的规规则则性性 行星的公转轨道都是椭圆形的，并分布在与黄道

3、面交角约为7的同一平面内（冥王星除外179）。2 2、运运转转方方向向的的一一致致性性 全部行星都以同一方向绕日运行，还各自以同一方向绕轴自转。3 3、行行星星距距离离的的规规律律性性 各行星与太阳间的距离具有 近 似 几 何 级 数 递 增 的 规 律，经 验 公 式 为：d=0.4+0.3*2n。d为天文单位，水星、金星、地球、火星、（小行星）、木星、土星、天王星、海王星和冥王星的n值依次取：-、0、1、2、（3）、4、5、6、6.63和7。第5页，本讲稿共36页4 4、行星分为两大类：类地行星和类木行星、行星分为两大类：类地行星和类木行星。(l)类地行星：水星、金星、地球和火星。距太阳近

4、，体积小，质量小，密度大，重元素多，自转慢，卫星少。(2)类木行星：木星、土星、天王星和海王星。距太阳远，体积大，质量大，密度小，轻元素多，自转快，卫星多。冥王星：具有类地行星的某些特征。5 5、角角动动量量（动动量量矩矩）是角速度和转动惯量的乘积（角速度*质量*转动半径2），因此，太阳占太阳系总质量的99.86%，但其角动量只占1-2%。6 6、太太阳阳同同行行星星的的物物质质组组成成有有差差别别 太阳组成的99为氢、氦这两种元素，而行星则主要由较重元素组成。在类地行星中铁、氧、硅、镁占90左右。第6页，本讲稿共36页二、太阳系和地球的起源二、太阳系和地球的起源天体是怎样形成的？以后又历经过

5、什么样的发展过程？18世纪以来，科学家们先后提出过30多个地球起源假说，因为限于当时的科学水平，加以有些立论无据，不能圆满解释太阳系存在的客观规律，因而一个个相继退出历史舞台。但是其中有些在促进天体演化学发展上却起了一定的积极作用，有的对当代科学特别是地质学的发展有极大影响。第7页，本讲稿共36页星云假说-拉普拉斯第8页，本讲稿共36页微粒假说-康德第9页，本讲稿共36页俘获假说-施密特第10页，本讲稿共36页流行的太阳和地球的起源假说简介如下流行的太阳和地球的起源假说简介如下：*大约在五、六十亿年前，在银河系所在位置存在一个巨大的气体“尘埃”星云-太阳云（solar nebula）。*太阳云

6、一开始不稳定地自转着，在自身引力作用下进行收缩，使大量物质聚集于中心部位。*根据角动量守恒定律，体积缩小将导致自转速度加快，于是，离心力随之加大，太阳云逐渐变扁，成圆盘状。*太阳云收缩，密度压力加大，导致温度急剧上升，使原来寒冷的太阳云内部的温度上升达数百万度，产生氢聚变为氦的核反应，释放出巨大的能量，向外产生强烈的辐射，于是，光芒四射的原始太阳就此诞生。第11页，本讲稿共36页 *原始太阳处于一个不稳定阶段，不断抛射出大量物质，这些抛出物质参加到围绕太阳旋转的圆盘中，旋转速度加快，角动量也增加到很大。*在这个围绕太阳旋转的盘状星云赤道面上，离心力和吸引力可以达到相对平衡状态，而内部却发生激烈

7、分化，尘埃物质作为气体凝聚的核，形成一个个大大小小的团块，并逐渐形成一圈一圈的有规律间隔的尘环。*环内物质在不均匀引力作用下，相对运动速度逐渐增加，相互碰撞粘合的机会大大增加，于是，大团块吸引小团块，聚集成为行星胚胎。第12页，本讲稿共36页 原始行星的直径较现在要大几百倍，但是密度很小，因为它们在开始阶段含有大量的氢、氦，而只有少量重元素。一方面随着重力场加强，不断收缩而变得有较大的密度。同时，由于内部产生重力分异，也可使重元素沉向中心。在距离太阳较近的类地行星中，H、He受太阳风的辐射压力而被驱散，导致类地行星主要成分是Si、O、Mg、Fe等。第13页，本讲稿共36页第二节第二节 地球的形

8、态地球的形态一、地球的形状与大小通常所说的地球形状是指大大地地水水准准面面（是指由平均海平面所构成并延伸通过陆地的封闭曲面。）所圈闭的形状。国际大地测量与地球物理联合会1980年公布的地球形状和大小主要数据为：赤道半径：6378.137 km两极半径：6356.752 km平均半径：6371.012 km扁 率：1/298.257赤道周长：40 075.7 km子午线周长：40 008.08 km表 面 积：5.101108 km2体 积：10 832108km3第14页，本讲稿共36页 地球的外形是内部状况的反映，总的来看，地球十分接近正圆球体，扁率很小，相对地球半径而言，表面起伏不大。然而

9、，正是这样“微小的”偏差，却表明了地球物理方面的一些重要问题：其一、地球为扁球体（旋转椭球体）显然是自转离心力造成的。表明地球具有一定的塑性；同时，也表明自转离心力对地球内部的物质运动产生了明显的影响。其二、地球表面并不与理想的扁球体重合，质量增亏产生的应力，必须由内部某种不均匀性所支持，或者表明地球内部有大规模的物质对流。第15页，本讲稿共36页二、固体地球表面的形态现代陆地大地测量和海洋测深已经积累了相当丰富的数据，可以提供有关全球地势的基本情况。大陆平均高875米，珠穆朗玛峰最高，为8 848米；海洋平均深3 729米，最深为马里亚纳海沟，深度超过 ll 000米。封l、2、3图是三大洋

10、的海底地势图，为了醒目，垂直比例已适当放大，这些图表明了占地表十分之七左右的海底形态特征，配合大陆的类似图封4，可以看出地表形态在宏观上最重要的两个特点：第16页，本讲稿共36页 第一、地表最大的地形区划是海、陆的划分。大陆和海底不仅仅是高度不同，从宏观上看，都具有平面的特点，分别代表了两个高低不同的平台。大陆平台大致高800米左右，海底则以深4000多米的深海底为平面主体。两者相差约5000米左右。这个高差远远超过海、陆内部的一般相对高差。这宏观的特征表明，大陆和海洋的深部地质一定有着重要的区别。第17页，本讲稿共36页第二、海底、陆地，都有许多线状的地形，如大陆和水下的山脉、海底的深沟等。

11、它们之间则是相对较平坦的地块。地表形态是由特高或特低的“条条”与相对平坦的“块块”镶合而成。这种“条条块块”实际上反映了地下地质情况的基本格局。这些线状地带，是地质构造最复杂、地壳最不稳定的地带，而它们之间的地块则相对较稳定，地质构造也较简单。第18页，本讲稿共36页三、大陆的地势特征三、大陆的地势特征 大陆上按形态和成因最具典型意义的地形单元为呈线状延展的山脉和呈面状展布的：平原、高原等。第19页，本讲稿共36页 (一一)山地山地 海拔较高(500米)，地形起伏较大的地区称为山地。一般海拔500一1000米者为低山；10003500米者为中山；3500米者为高山。除了个别孤立的火山外，绝大多

12、数山地呈线状延展，称为山脉。山脉主要是地壳运动使地表隆起的结果，大致可分为：褶褶皱皱山山 岩层剧烈褶曲，一般认为是地壳受挤压、缩短的部位，如喜马拉雅山、秦岭、祁连山等以及阿尔卑斯山等都是著名的山脉。断断块块山山 山脉两侧或一侧为高角度大断裂，使整个山脉作为断块抬升形成，如沂蒙山、太行山等山脉。第20页，本讲稿共36页(二二)平原平原 平原是较大的平坦地区，一般海拔200米，其内部相对起伏多不超过数十米。典型的平原一般为冲积平原，如华北平原、松辽平原等。主要为巨厚的松散沉积物覆盖，其下伏基岩表面有时有较大起伏，表明原来是个低洼下沉的地区，以后被沉积物填平成平原。还有少数不很典型的平原，其上面的松

13、散层很薄，许多地方基岩直接出露。如加拿大东部广阔的低地，我国淮河中下游。第21页，本讲稿共36页(三三)高原高原 高原是海拔较高(500600米)，表面较平坦，或有一定起伏的广阔地区。高原为近期大面积整体隆起上升的地区。如我国西北的黄土高原，东、南、西三面均为地震较多、活动性较强的地带，地表被新生代的黄土覆盖，表面平坦，但由于地势高，被地表水系冲刷出许多很深的沟谷，实际上是一个上升了的平原。高原这个术语在地形和成因上不十分严格，如青藏高原内部还有唐古拉、念青唐古拉等山脉，实际上是密集并排的活动带。第22页，本讲稿共36页(四四)裂谷系裂谷系 大陆上有一些宏伟的线状低地，许多地质和地球物理证据表

14、明，这些地带是地球表面的巨型裂隙，地壳在这些地方被拉张而裂开，称为裂谷(rift valley)或大陆裂谷系。裂谷一般宽3050公里，两壁或一壁多为陡峻的断崖，中间为低凹下陷的谷地。最著名的为东非大裂谷，为系列湖泊和峡谷，（莫桑比克附近向北经尼亚萨湖、坦噶尼喀湖、维多利亚湖、阿法尔、红海、卡巴湾至死海附近），全长约6500公里。两侧为高出谷底数百至一、二千米的大断崖，其两侧的地形凸凹可以很好地拼合。第23页，本讲稿共36页(五五)丘陵丘陵 丘陵为有一定起伏的低矮地区，般海拔在500米以下，相对高差只有几十米而不超过200米。如我国中、南部的许多地区。丘陵的特点介于山地和平原之间。从成因上看，可

15、以是山地发展的晚期，向平原方向转化；或者是正在向山地转化的平原。总之，是山地-平原的过渡产物。第24页，本讲稿共36页 四、海底的地势特征四、海底的地势特征 大量海洋考察证实，海底同样具有广阔的平原、高峻的山脉和深陡的裂谷，而且比大陆更为宏伟壮观。最重要的地形单元有以以下几种第25页，本讲稿共36页 (一一)洋脊洋脊(oceanic ridge(oceanic ridge或洋中脊或洋中脊mid-oceanic ridge)mid-oceanic ridge)海底的山脉泛称海岭(range)，其中最主要的是那些现在经常有地震、正在活动的海岭，称为洋脊或洋中脊。洋脊在地形上为一系列平行的鱼鳍状山脉

16、，两侧较低，中间最高。而且在中心最高部位常有一条巨大的裂谷。各大洋都有分布，而且互相连接，太平洋的洋脊中央裂谷不明显，又称为洋隆洋隆(rise)。第26页，本讲稿共36页 洋脊经常被一系列断裂错开，这些断裂在地形上表现为深沟。表明海底有大规模的水平运动。但是，到目前为止，从宏观上看，还没有发现有褶皱山，这是海底与大陆不同的地方，根据海底取样的结果，洋脊的基岩都是玄武岩，表明它们是火山作用形成的海底山脉。洋脊的中央裂谷在形态上与大陆裂谷极为相似，而且有些地方互相连接，构成了全球的裂谷系统。红海的洋脊实际上是东非裂谷系的一段。大西洋洋脊到了冰岛，转为陆上的裂谷。第27页，本讲稿共36页(二二)海沟

17、海沟(trench)(trench)海底的长条形洼地，泛称海槽(Trough)，其中较深且边坡较陡者称海沟。海沟的深度一般超过6，000米，是地球表面最低的地段。海沟一般较其附近的海底深几千米，延长可达数千公里，但宽度通常不超过100公里。海沟多位于深海边部，其横断面多呈不对称的 V形，陆侧坡度较陡，洋侧较缓。海沟显然是另一类型的巨型裂隙，大多数海沟的两壁是不平整的，有一系列平行主沟的次级槽和脊，从地形上看，很象是次一级平行的裂隙。第28页，本讲稿共36页(三三)大洋盆地大洋盆地(ocean basin)(ocean basin)大洋盆地是海底的主体，约占海底面积45，由洋脊两侧向外展布，一般

18、深4，000一5，000米。大洋盆地比较平坦，有一些低缓起伏。分为深海丘陵和深海平原两种单元。深海丘陵一般分布于靠近洋脊的部位，在太平洋最为发育，占深洋底的8085。深海丘陵的特点是在低平的海底有许多馒头状小丘，这些小丘高50一1000米，底宽 l10公里，为圆形或椭圆形弯丘。一般认为是火山成因。第29页，本讲稿共36页 深海丘陵向大陆方向逐渐转为平原，即深海平原，在大西洋比较发育。深海平原的表面极平，其坡度只有万分之几，最多不超过千分之一，是固体地球表面最平的平面。深海平原表层均为松散沉积物。一般认为，深海平原是被来自大陆的沉积物填平的，而深海丘陵则代表了洋底的本来面目。第30页，本讲稿共3

19、6页(四四)岛屿和海山岛屿和海山(seamount)(seamount)海洋中的岛屿有的是微型的大陆，如日本列岛；有的则是被海水淹没的大陆露在水上的残留部分，如海南岛及许多大陆架上的岛屿；然而为数众多的还是在大洋盆地的岛屿，如夏威夷群岛等，这些岛屿无例外都是火山岛。大洋底还有许多比较孤立的水下山丘，称为海山，绝大部分海山是火山。有的海山顶部为较宽的平台，称平顶海山或盖约特(Guyot)，岛屿和海山呈线状排列，称为岛链，靠近大陆边缘，在海沟的陆侧也经常有一般呈凸向海洋的弧形排列，称岛弧(island arc)，岛弧总是与海沟伴生，所以通常总称之为岛弧一海沟系。第31页，本讲稿共36页第32页，本

20、讲稿共36页(五五)大陆边缘大陆边缘 只有深4，0005，000米以上的深海底才是典型的洋底。海洋边部的浅海，是被海水覆盖的大陆。这一部分海底称为大陆边缘，大陆边缘占海洋总面积15.3，其主体为大陆架。第33页，本讲稿共36页1、大大陆陆架架(continental shelf)和和大大陆陆坡坡(continental slope)大陆架是围绕大陆分布的浅水台地，其表面平坦，大陆架外缘有一坡度明显变陡的坡折线。大陆架坡折线以下为较陡的斜坡，称大陆坡或大陆斜坡，是海底地形最复杂的地段，常有通向大洋方向的深峡谷。第34页，本讲稿共36页大陆坡脚坡度逐渐变缓，过渡为大洋盆地。这一过渡地带称为大陆基(Continental rise)或大陆麓。第35页，本讲稿共36页 2大陆边缘的类型 三种类型：(l)大西洋型 以大西洋为代表，特点：由大陆-大陆架-大陆坡-大陆基-大洋盆地组成。(2)安第斯型 以南美洲西缘为典型，有海沟，并在大陆上有与之并行的山脉。即由大陆-大陆边缘山脉-大陆架和大陆坡-海沟-大洋盆地。(3)日本海型 与安第斯类似，不同的是由岛弧代替了大陆边缘山脉，岛弧与大陆之间还有一片海域，称为弧后盆地，即由大陆-弧后盆地-岛弧（包括其旁侧很窄的大陆架和大陆坡)-海沟-大洋盆地。弧后盆地可以是深海或浅海，或过渡类型的海(称边缘海)。第36页，本讲稿共36页