第06章 地质时代与地质构造
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高中地理地质构造地质构造是指地球表面的地质现象和地球内部的构造特征。
地质构造的形成与地球的运动密切相关,它揭示了地球演化的规律和地球表面特征的形成原因。
地质构造可以分为内因性地质构造和外因性地质构造两大类。
本文将详细介绍高中地理地质构造的基本概念、分类、特征及其形成原因。
一、地质构造的基本概念地质构造是指地球内外因素作用下,地壳和上地幔的构造特征,包括地壳的构造、地质体的形态、构造运动和构造形成的过程等。
地质构造控制着地球表面的地形、地貌、水系等自然地理现象的形成和变化。
二、地质构造的分类1. 内因性地质构造内因性地质构造是指地壳内部的构造特征和动力学活动,包括地壳变形、地壳遗迹、构造运动等。
内因性地质构造主要是地震、火山活动、构造运动等造成的地质现象。
2. 外因性地质构造外因性地质构造是指由地表外力、气候效应、侵蚀和沉积等地质过程造成的构造特征,包括地貌、河流、湖泊、风化等。
外因性地质构造主要是由风、水、冰等外力造成的地质现象。
三、地质构造的特征地质构造有以下几个主要特征:1. 地质构造是区域性的。
地球上的地质构造往往呈现出一定的空间分布规律,一个区域内的相似地质特征会聚集在一起,形成一个完整的地质构造单元,如板块、地块等。
2. 地质构造是组合性的。
一个地质区域内常常存在多种类型的地质构造,相互交织、相互作用,形成丰富的地质构造景观。
3. 地质构造是动力性的。
地质构造是地球内外力作用的结果,构造活动量大或小,构造运动迅速或缓慢,地形地貌的变化都与构造活动有关。
4. 地质构造具有时间性。
地质构造是地球演化的历史产物,构造形成的过程需要较长的时间,形成的结果也在不断演化和发展。
四、地质构造的形成原因地质构造的形成原因主要包括内因和外因两个方面。
1. 内因内因包括地球内部的岩浆活动、构造运动和地球尺度的物质运动等。
内因构造是由地球自身的物质运动引起的,如地震、火山活动等。
2. 外因外因包括大气、水体、风、生物等地表的物质和作用力对地质构造的影响。
《构造地质学》课程笔记第一章绪论一、构造地质学的内涵和构造规模1. 构造地质学定义:构造地质学是地球科学的一个分支,它专注于研究地球岩石圈的结构、构造、形成过程、演化历史以及控制这些过程的动力学机制。
它涉及从微观到宏观尺度的地质现象,包括地层、岩体、断裂、褶皱等。
2. 研究内容详述:(1)地质体的形态、产状、规模和组合特征:研究不同类型地质体的外部形态、空间排列、大小和相互之间的组合关系,如断层、褶皱、节理等。
(2)地质体的形成、演化和改造过程:探讨地质体从形成到改造的整个地质历史过程,包括构造运动、岩浆活动、变质作用等。
(3)地质体之间的相互关系及其在地球动力学过程中的作用:分析地质体之间的相互作用,以及它们在板块构造、地壳运动等地球动力学过程中的角色。
3. 构造规模划分详述:(1)大型构造:涉及整个板块或大陆规模的构造,如板块边界、地槽-地台、造山带等。
(2)中型构造:介于大型和小型构造之间,如区域性的褶皱带、断裂带、火山带等。
(3)小型构造:在更小的尺度上,如单个褶皱、断层、节理、面理等。
二、地质构造的类型和关系1. 地质构造类型详述:(1)原生构造:在岩石形成过程中直接形成的构造,如层理、波痕、泥裂等沉积构造。
(2)次生构造:岩石形成后,在后期地质作用下形成的构造,如褶皱、断层、节理等。
(3)复合构造:原生构造和次生构造相互叠加、改造形成的复杂构造,如叠加褶皱、复合断层等。
2. 地质构造之间的关系详述:(1)成因关系:不同构造之间的成因联系,如断层活动可能导致褶皱的形成。
(2)时间关系:不同构造形成的时间顺序,如先形成断层,后形成褶皱。
(3)空间关系:不同构造在空间上的分布和排列方式,如断层与褶皱的相互切割关系。
三、构造分析的基本方法1. 地质观察详述:(1)观察地质体的形态、产状、规模、组合特征:通过野外实地观察,记录地质体的各种特征。
(2)使用地质罗盘、GPS等工具进行精确测量:测量地质体的产状、方位等参数。
第七章地质时代与地质构造第一部分地质时代地质年代系指地质体形成的时代或地质事件发生的时代。
它有两层含义:•地质体形成或地质事件发生的先后顺序(相对年代relative age)。
•地质体形成或事件发生距今多少年(绝对年代absolute age)。
在描述地质体或地质事件的年代时,两者都是不可缺少的。
第一节相对年代的确定一.地层层序律地层(stratum)是在一定地质时期内所形成的层状岩石(含沉积物)。
层状岩石泛称为岩层。
地层形成时是水平的或近于水平的,较老的地层先形成,位于较下部位,较新的地层后形成,覆于较上部位。
简而言之,原始产出的地层具有下老上新的规律。
这就是地层层序律。
它是确定地层相对年代的基本方法。
如果地层因构造运动而倾斜,则顺倾斜方向的地层新,反倾斜方向的地层老。
因发生构造运动,地层层序倒转,即上下关系颠倒。
此时必须利用沉积岩的沉积构造(泥裂、波痕、雨痕、交错层等),来判断岩层的顶面和底面,恢复其原始层序,以定其相对的新老关系。
二.生物层序律埋藏在岩层中的古代生物遗体或遗迹称为化石(fossil)。
动物的骨骼、甲壳、足迹、蛋、粪以及植物酌根、茎、叶或其痕迹均可成为化石。
生物的演变是从简单到复杂、从低级到高级不断发展的。
因此,一般说来,年代越老的地层中所含生物越原始、越简单、越低级;年代越新的地层中所含生物越进步、越复杂、越高级。
另一方面,不同时期的地层中含有不同类型的化石及其组合,而在相同时期且在相同地理环境下所形成的地层,只要原先的海洋或陆地相通,都含有相同的化石及其组合,这就是生物层序律。
综合地层层序律与生物层序律的规律并加以运用,就成为系统地划分和对比不同地方的地层,恢复地层形成顺序的基本方法,从而为研究生物的演化阶段和全过程奠定了基础。
三.切穿律及穿插关系就侵入岩与围岩的关系说来,总是侵入者年代新,被侵入者年代老,这就是切割律。
这一原理还可以用来确定有交切关系或包裹关系的任何两地质体或地质界面的新老关系。
第七章地质时代与地质构造第一部分地质时代地质年代系指地质体形成的时代或地质事件发生的时代。
它有两层含义:•地质体形成或地质事件发生的先后顺序(相对年代relative age)。
•地质体形成或事件发生距今多少年(绝对年代absolute age)。
在描述地质体或地质事件的年代时,两者都是不可缺少的。
第一节相对年代的确定一.地层层序律地层(stratum)是在一定地质时期内所形成的层状岩石(含沉积物)。
层状岩石泛称为岩层。
地层形成时是水平的或近于水平的,较老的地层先形成,位于较下部位,较新的地层后形成,覆于较上部位。
简而言之,原始产出的地层具有下老上新的规律。
这就是地层层序律。
它是确定地层相对年代的基本方法。
如果地层因构造运动而倾斜,则顺倾斜方向的地层新,反倾斜方向的地层老。
因发生构造运动,地层层序倒转,即上下关系颠倒。
此时必须利用沉积岩的沉积构造(泥裂、波痕、雨痕、交错层等),来判断岩层的顶面和底面,恢复其原始层序,以定其相对的新老关系。
二.生物层序律埋藏在岩层中的古代生物遗体或遗迹称为化石(fossil)。
动物的骨骼、甲壳、足迹、蛋、粪以及植物酌根、茎、叶或其痕迹均可成为化石。
生物的演变是从简单到复杂、从低级到高级不断发展的。
因此,一般说来,年代越老的地层中所含生物越原始、越简单、越低级;年代越新的地层中所含生物越进步、越复杂、越高级。
另一方面,不同时期的地层中含有不同类型的化石及其组合,而在相同时期且在相同地理环境下所形成的地层,只要原先的海洋或陆地相通,都含有相同的化石及其组合,这就是生物层序律。
综合地层层序律与生物层序律的规律并加以运用,就成为系统地划分和对比不同地方的地层,恢复地层形成顺序的基本方法,从而为研究生物的演化阶段和全过程奠定了基础。
三.切穿律及穿插关系就侵入岩与围岩的关系说来,总是侵入者年代新,被侵入者年代老,这就是切割律。
这一原理还可以用来确定有交切关系或包裹关系的任何两地质体或地质界面的新老关系。
即切割者新,被切割者老;包裹者新,被包裹者老。
如侵入岩中捕虏体的形成年代比侵入体老;砾岩中砾石形成的年代比砾岩的年代老。
第二节绝对年龄的确定一.同位素年龄的测定原理是基于放射性元素都具有固定的衰变常数(入) ,且矿物中放射性同位素蜕变后剩下的母体同位素含量(N)与蜕变而成的子体同位素(D)可以测出。
同位素年龄测定公式t=1/λln(1+D/N)其中:t:放射性同位素年龄λ:衰变常数N:衰变后剩下的母体同位素D:蜕变而成的子体同位素放射性同位素种类多,用来进行地质测年须满足的条件:●具有较长的半衰期,在几天或几年内就蜕变殆尽的同位素不能使用;●该元素在岩石中有足够的含量,可以分离出来并加以测定;●子体同位素易于富集并保存下来。
常用的有:钾氩法、铷锶法、铀铅法等。
同位素年龄测定方法的原理是科学的,但是在运用中存在若干问题。
人们还在不断开拓新的技术与方法以确保同位素测年的正确性。
二.古地磁方法利用古地磁的方法测年是新近发展起来的技术。
地质历史中地磁场的南北极是不断变换的,而且每一磁性时期的延续时间也不相同。
因此,测定岩石的极性,确定该极性的延续时间,并通过与已知的标准值对比,就可以推算该岩石的形成年代。
这就是古地磁测年法的基本原理。
这一方法目前只限于测定中生代以来的岩石年代,因为对更老年代的岩石测定尚未建立起可资比较的“标准”。
第三节地质年代表一.地质年代表按年代先后把地质历史进行系统性编年,列出“地质年代表”。
它的内容包括各个地质年代单位、名称;代号和同位素年龄值等。
它反映了地壳中无机界(矿物、岩石)与有机界(动、植物)演化的顺序、过程和阶段。
地质年代表的建立,是根据对世界各地的地层进行系统划分对比的结果。
地质年代表中具有不同级别的地质年代单位。
最大一级的地质年代单位为“宙” ,次一级单位为“代” ,第三级单位为“纪” ,第四级单位为“世” 。
与地质年代单位相对应的年代地层单位为:宇、界、系、统,它们是在各级地质年代单位内形成的地层。
兹将两者的级别和对应关系表示如下:地质年代单位年代地层单位宙…………………………宇代…………………………界纪…………………………系世…………………………统各个代、纪的延续时间是不一样的,年代越老者延续时间越长,年代越新者延续时间越短。
造成这一情况的一个原因是由于年代越新者保留下来的地质记录越全、划分得越细致,另一原因是在地质年代单位划分时考虑到生物进化的阶段性。
各年代单位时间跨度较短的乃是与生物的进化速度逐步加快有关,这也是地质环境演化速度逐步加快的反映。
对年代系统来说为早、中、晚;对地层系统来说是下、中、上。
纪以下一般分为早、中、晚三个世;只有二叠纪与白垩纪分为早世和晚世;第三纪分为五个世,并各有专门名称。
二.岩石地层单位的概念在一个新的地区进行地层工作时,首先应根据地层的岩性特征在垂直方向上的差异,将地层分层,建立起地层系统和层序。
这样划分出来的地层单位,称为岩石地层单位,又称地方性地层单位,它可分为群、组、段等不同级别:群:是岩石地层的最大单位。
它包括厚度大、成分不尽相同但总体外貌一致的一套岩层。
组:是岩石地层的基本单位。
它由—种岩石组成。
也可以由两种或更多种岩石互层组成。
段:是组内次一级的岩石地层单位。
代表组内岩性相当均一的一段地层。
第二部分构造运动与地质构造构造运动的定义构造运动(tectonic movement)主要表现为地壳的机械运动,以往称为地壳运动(crustal movement)。
但是在很多情况下,这类运动不只限于地壳,还涉及岩石圈(lithosphere),所以改称为构造运动。
构造运动的特点●通常,构造运动速度缓慢,不易为人直接觉察。
●在特殊情况下,构造运动较为快速而激烈,表现为地震,由此可以引起山崩、地陷、海啸,人们就能够直接感受到构造运动的存在。
●构造运动尽管速度很慢,只要持续进行,就会引起各种规模和类型的地质构造和沉积作用,导致岩浆活动与变质作用。
因此它在造成地壳演变的过程中具有头等重要的意义。
第一节构造运动的基本方式构造运动按其运动方向分为水平运动与垂直运动。
一、水平运动水平运动是地壳或岩石圈块体沿水平方向移动。
三种基本方式:相邻块体分离;相邻块体相向聚汇;相邻块体剪切、错开。
剪切错开的相邻块体既不分裂,也不聚汇。
二、垂直运动垂直运动(vertical movement)是相邻块体或同一块体的不同部分作差异性上升或下降,使某些地区上升成为高地或山岭,另一些地区下降为盆地(basin)或平原(plain)。
典型实例:喜马拉雅山脉——五六千万年前还是汪洋大海;印度洋洋底——一亿多年前曾是大陆边缘的沼泽。
垂直运动也能导致岩层的弯曲和断裂三、水平运动与垂直运动的联系同一地区构造运动的方向随着时间的推移而不断变化,某一时期以水平运动为主,另一时期以垂直运动为主。
水平运动的方式可以改变,垂直运动的方向也可以变化。
不同地区出现的不同方向的构造运动往往有因果关系。
一个地区块体的水平挤压(horizontal compression)可引起另一地区块体的上升或下降;相反,一个地区块体的上升或下降可引起另一地区的块体发生水平方向的挤压、弯曲,甚至破裂。
在大范围内,水平运动与垂直运动常常兼而有之,但以某种方向的运动为主,而以另一种方向的运动为辅。
因而,各种性质的构造运动实际上是相互联系的。
四、新构造运动最近时期的构造运动对于人类的关系最为直接。
如进行水利工程及国防工程建设,地震的预测和预防等,都要求对最近时期构造运动的性质和特征进行详细研究。
因此将第四纪以来所发生的构造运动称为新构造运动(neotectonics),并作为专门研究的对象。
第二节岩石变形与地质构造沉积岩与火山岩形成之初呈水平状态,而且在一定范围内是连续分布的;只在沉积盆地(sedimentary basin)及岛屿(island)的边缘,或火山锥的附近等局部地区岩层呈原始倾斜状态。
经过构造运动以后,岩层由水平状态变为倾斜或弯曲,连续的岩层被断开或错动,完整的岩体被破碎等。
它们原有的形态和空间位置就发生改变,称为构造变形(structural deformation)。
岩石变形和变位的产物称为地质构造(geological srtuctrue)。
最基本的地质构造有褶皱(fold)和断裂(fault)一、岩石的空间位置为了研究地质构造,首先要确定岩石的空间位置。
岩层的空间位置取决于岩层层面的走向、倾向、倾角以及岩层的厚度。
走向(strike):层面与假想水平面交线的方向,它标志着岩层的延伸方向。
倾向(dip):层面与走向垂直并指向下方的直线,称为倾斜线,它的水平投影所指的方向即为倾向。
它代表层面倾斜的方向,恒与走向垂直。
倾角(dipangle):层面与假想水平面的最大交角,沿倾向方向测量,称为真倾角(true dipangle)。
沿其它方向测量的交角均较真倾角为小,称为视倾角(apparent dipangle)。
视倾角所包含的岩层倾斜方向,称为视倾向(apparent dip)。
岩层的产状因素层面的走向、倾向与倾角,称为岩层的产状要素(occurrence element)。
产状要素可用地质罗盘(gelolgical compass)进行测量。
岩层的厚度(thickness)是岩层顶底面间的距离。
因为岩层是具有三维空间的实体,而不是几何上的面,所以只有同时知道了岩层的厚度,岩层的空间位置才能完全确定。
在观测岩层厚度时需要注意将真厚度(即厚度)与假厚度区别开来。
假厚度是岩层顶、底面间的斜向长度,它恒大于真厚度。
岩层顶、底面间沿地面的长度,称为露头宽度,常常是假厚度。
岩层水平产出时,其倾角为零,没有走向与倾向。
它的空间位置只受岩层厚度影响。
岩层直立产出时,它的空间位置取决于层面的走向及岩层的厚度。
非层状岩石空间位置的确定方法,原则上与上述方法相同脉状或层状侵入体是面状展布的实体,其空间位置决定于岩体两壁的产状要素和岩体的厚度。
岩体的厚度就是岩体两壁之间距离。
不规则的侵入体与围岩的接触面也是一种面要素,只是其产状变化较大罢了。
此外,岩体出露的宽度在一定程度上标志着岩体的规模,对说明岩体的空间位置有一定意义。
二.褶皱褶皱是岩层的弯曲。
单个弯曲称为褶曲(fold)。
岩层褶皱后原有的空间位置和形态均发生改变,但其连续性未受到破坏。
褶皱的存在是构造运动的直观反映。
褶曲的形态多样,大小不一,依其形成环境和条件而定。
1.褶曲的几何要素翼(limb):褶曲岩层的两坡。
核(core):褶曲岩层的中心。
轴面(axial plane):褶曲两翼近似对称的面(假想面)。
枢纽(hinge):轴面与层面的交线。
弧尖(arc point):在垂直于枢纽的切面上,轴面与层面的交点,是层面弯曲最大的部位。