第二节地壳运动与地质构造.docx

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第二节地壳运动与地质构造

第二节地壳运动与地质构造

一.地壳运动

1.地壳运动的概念

地壳自形成以来，各个部分和各个质点都是运动着的，并促使地壳的构造不断变化和发展。

这种由内力作用引起地壳结构改变和地壳内部物质变位的运动，叫地壳运动。

地壳运动控制地表海陆分布的轮廓，影响各种地质作用的发生和发展，同时改变着岩层的原始产状，并形成各种各样的构造形态，因此，地壳中各种地质构造基本上是地壳运动的结果。

从这个意义上讲，地壳运动又称构造运动。

地壳内部物质运动是普遍的、永恒的。

有些是可以直接感受到的，例如地震；但更多的是不被感受到的，因为这些运动进行的极其缓慢，例如，喜马拉雅山是今天世界上最高大的一列山脉，但是在四、五千万年前的始新世中期，这里还是一片海洋。

大约在一千二百万年前，现在海拔四、五千米的喜马拉雅山的北坡地区，当时高程约一千米。

据大地水准测量，现在仍以每年3.3～12.7毫米的速度不断上升。

可见，地壳运动的速度虽很慢，但由于经历长期的活动，地壳运动对地壳变形的影响是十分显著的，甚至引起剧烈的海陆变迁。

2.构造运动的划分

构造运动根据其发生的时间、特点和研究方法分两类：

发生在晚第三纪以前各地质时期的构造运动，叫老构造运动。

发生在晚第三纪和第四纪的的构造运动，称新构造运动。

人类历史（四、五千年）到现在的新构造运动，也叫现代构造运动。

老构造运动、新构造运动的研究方法不同。

老构造运动主要研究地层的变形与错位;而新构造运动由于时间较短,地层变形不连续或不显著,所以主要研究地貌的变化（当然,新构造有时也表现为地层的变形和断裂等）;至于现代构造运动则可以用考古法、历史法，甚至必须用仪器进行定量现测才能察觉。

**近代地壳运动例子

对于现代地壳运动，常采有大地测量和天文测量方法，即定期观测一点（线）的高程和经纬的变化，以测出地壳运动的方向和速度。

如美国西部一条著名的圣安得列斯断层，是在1.5亿年以前的侏罗纪时形成的，根据断层两侧同一岩层对比，平均每年位移3.2毫米。

但在1906年旧金山大地震发生前的16年中，经三角测量结果，共位移了7米之多，平均每年位移骤增至440毫米，终于导致了1906年的大地震。

现代地壳运动最典型的例证是意大利那不勒斯湾海岸的变动。

在纪元前二世纪古罗马时代那里曾建立了一座塞拉比斯庙，现在只保存下来三根约12米的大理石柱，在石柱台座以上3.6——6.3米处,已被海生瓣腮动物钻成许多小孔.根据上述材料和历史记载得知:

该庙建成后,公元79年因附近维苏威火山爆发,石柱被火山灰掩埋了3.6米;以后该区渐渐下沉,到公元十五世纪时石柱被海水淹没了6米以上.此后海岸又开始上升,到十八世纪石柱又重新位于海面以上.从十九世纪初期开始,该区再度下沉,到1955年,石柱又被海水淹没了2.5厘米.从这一实例可以看到那不勒斯湾海岸现代正处于交替的升降运动之中.

关于最近地质历史时期升降运动的证据很多.例如,珊瑚是生长于温暖浅海（深度一般不超过70米）中的腔肠动,但有些珊瑚已深没于海下几百米.有些河谷被海水淹没,称为溺谷.如非洲刚果河（扎伊尔河）口外有一段溺谷延伸130公里,沉于海面以下2000米.我国海河也有一段河道伸入渤海7公里.所有这些都可能是地壳下沉的证据.近在江苏连云港南云台山主峰——玉女峰（625.3米）及周围山区发现了大量海蚀阶地、海蚀穴、蘑菇石等.山东荔枝城沿海一带,过去的海滩已高出海面20——40米；福建漳州、厦门一带，海滩也高出20米左右；我国南海有许多珊瑚礁，高出海面达15米。

这些都可能是地壳上升的证据。

3.地壳运动的基本形式

地壳运动是沿着两个主导方向——太平方向和垂直方向——进行的，因此，地壳运动可以分为水平运动和垂直运动两种基本形式；

（1）水平运动地壳物质大致平行地球表面，即沿着大水准球面切线方向的作用力所引起的，叫水平运动。

它主要是由于地球表面切线方向的作用力所引起。

常表现为地壳岩层的水平位移，并使地壳岩层在水平方向上遭受不同程度的挤压力，或引张力，形成巨大而强烈的褶皱和断裂构造。

有人把这种运动称造山运动。

水平运动的证据是普遍存在的。

显然，只有水平挤压，才能形成大规模的褶皱断裂。

例如，昆仑山、祁连山、秦岭、喜马拉雅山以及世界上的山脉，都是挤压褶皱而成的。

根据地震调查，也有大量水平位移的资料。

目前仍在进行着的海底扩张运动以及大陆漂移，都是属于水平运动。

（2）.垂直运动：

地壳物质沿着地球半径方向进行的缓慢升降运动，叫垂直运动。

升降运动是长期交替进行的。

又叫振荡运动。

它常表现为大规模的隆起和拗陷。

并引起地势高低的变化河海路变迁。

有人把这种运动也称造陆运动。

地壳的升降运动常表现为下属特点：

交替性---时间上、空降上

周期性---升—降---升节奏。

一个地区下降运动占优势时，沉降区域扩大，拗陷加深；当其上升运动占优势时，隆起地区扩大，岩层变形。

4.地壳运动和构造变动

由于地壳不停地运动，造成了地球表面的隆起和拗陷，形成侵蚀和沉积单位。

外力作用的主要趋向，是破坏褶皱隆起的地形，并把被破坏的岩石碎屑和分解物搬运到拗陷地区沉积，构成地壳的沉积岩石圈。

在一定时间和一定环境里形成的沉积岩，称作岩层。

（因岩层是分层的，故有时间不同造成的差异）

維基百科

地層在地質學上指有一定層位的一層或一組岩石或土壤，上下層位之間被明顯的層面或沉積間斷面分開，地層分佈範圍可廣達幾十萬平方公里，在懸崖峭壁、河岸或修建公路時開挖的地段，地層可能會暴露出，顯示不同顏色或不同構造的層理，各層的厚度業不同，有的只有幾公釐厚，有的可厚達幾公里。

各層的岩性、所含有的化石、礦物，以及其物理、化學成分都可能有明顯的差異。

根據其不同的岩性、化石等將其劃分為不同的地層單位，研究地層的學科為地層學，是考古和研究地史的基礎，也為勘探和找礦提供重要線索。

任何岩层都是由许多层组成的，层是在地壳比较稳定的条件下，由气候【气候（主要为温度和降水量）决定着外力的性质和强度，从而影响到其塑造的地貌。

在不同的气候条件下，风化作用的性质和侵蚀作用的强度都有明显差异，如在高寒气候区有寒冻风化，干旱气候区为热力风化，而湿热气候区则是化学风化】或季节的周期性变化而形成的。

在外力长期并反复作用下所形成的岩石和层就构成了地球表层的成层构造。

（指的是岩石和层）

地壳运动不仅与形成岩层有密切关系，而且还可以使岩层改变原始产状，发生变形，形成各种各样的构造形态。

地壳运动所造成的岩层产状和构造形态的改变，叫构造变动。

构造变动分为两大类：

褶皱变动和断裂变动。

二.确定地质历史时期地壳运动的方法

地质历史时期的地壳运动无法直接观察，但是地壳运动的每一过程却都留下了地质记录。

根据地质剖面中岩相的变化、岩层的厚度和岩层之间的接触关系，用历史比较的方法加以分析，便能恢复历史时期的地壳运动和重塑地壳构造的发展阶段。

（一）岩相分析法

1.岩层：

在一定时间和一定环境里形成的沉积岩，称作岩层。

由于地壳不停地运动，造成了地球表面的隆起和拗陷，形成侵蚀和沉积单位。

外力作用的主要趋向，是破坏褶皱隆起的地形，并把被破坏的岩石碎屑和分解物搬运到拗陷地区沉积，构成地壳的沉积岩石圈。

岩层是内力作用为主导的产物。

任何岩层都是由许多层组成的，层是在地壳比较稳定的条件下，由气候或季节的周期性变化而形成的。

层是外力作用的结果。

在内外力长期并反复作用下所形成的岩石和层就构成了地球表层的成层构造。

岩层的产状：

2.岩相：

沉积物的沉积环境和表明沉积环境的岩性特征和生物特征的总和，就叫做岩相（沉积相）。

岩相是岩层形成环境的物质表现，也就是沉积物的特征及其生物环境的总和。

沉积物的特征主要表现在岩性和古生物方面。

岩性和古生物特征又具体反映了沉积物形成时的自然环境。

（岩性是岩层的化学成分、矿物组成、结构、构造。

）

例如“浅海珊瑚灰岩相”。

浅海说明环境，珊瑚礁反映古生物特征，灰岩反映岩性特征。

总之，“相”是沉积物形成环境和条件的物质表现。

沉积环境的特征反映在沉积物的颜色、成分、结构、构造所含的古生物及沉积物本身的原始产状等。

沉积岩的相可分陆相、海相、海陆过渡相三种类型。

它们又可按自然地理条件的差异，分为更细的类型，如海相还可以分为滨海相、浅海相、次深海相、深海相等。

岩相是随时间的发展和空间条件的改变而变化的。

岩相的变化可以从横向和纵向两方面来观察。

同一岩层在水平方向的相变反映了，同一时期不同地区的自然地理条件（即沉积环境）的差异。

如海洋沉积物可由滨海相过渡到浅海相，一般依次沉积砾岩、砂岩、粘土类，石灰岩等，而且所含生物化石也不相同。

在垂直岩层剖面方向上的相变则反映了同一地区但不同时间的自然地理环境的改变，如岩层从陆相变为海相，意味着沉积环境从陆地变为海洋。

而自然地理环境的重大改变则往往是地壳运动的结果。

（1）.　海相沉积的总特点是：

以化学岩、生物化学岩和粘土岩为主，如石灰岩等。

离海岸愈远，碎屑沉积颗粒愈细。

在水平方向上岩相变化小，沉积物中含海生生物化石和矿物。

海相沉积又可分为滨海相、浅海相、半深海相及深海相四类。

（2）.　陆相沉积：

沉积物多以碎屑、粘土和粘土沉积为主，岩石碎屑多具棱角，分选欠佳，在水平方向上岩相变化大，含陆生生物化石。

又可分为残积相、坡积相、洪积相、冲积相、湖积相、冰碛相、火山相等。

（3）相变

3.海侵层位和海退层位

（1）海侵和海退

当地壳下降时，海水侵漫陆地，陆地面积相对缩小，海洋面积相对扩大，称为海侵。

当地壳上升时，海水退出陆地，陆地面积相对扩大，而海洋面积相对扩大，称为海退。

前寒武纪中国古地理环境略图

（2）.海侵层位及其特点

海侵时，拗陷区接受沉积，这时所形成的岩层，称海侵层位。

海侵层位的特点是：

在垂直剖面上，自下而上沉积物的颗粒由粗变细；由于海水面积越来越大，新层分布面积大于老层的面积，形成超覆现象。

（3）海退层位及其特点

海退时，隆起区开始抬升，沉积物逐渐减少，这时所形成的岩层，称海退层位。

海退层位的特点是：

在垂直剖面上，自下而上沉积物的颗粒由细变粗，；由于海水面积越来越下，新岩层分布面积小于老岩层的分布面积，形成退覆现象。

（4）沉积旋回

一套海侵层位和一套海退层位在垂直剖面上构成沉积物颗粒由粗变细，又由细变粗的有规律的变化，表明了该地区地壳曾经历了一次下降和上升的完整过程，称为一个沉积旋回。

地壳的升降运动往往是交替进行的。

海侵层位是在地壳下降条件下形成的，海退层位是在上升条件下形成的。

不过海侵层位一般厚度较大，保存较好；而海退层位一般厚度较小，不易完全保存，甚至有时还会缺失，出现沉积间断。

必须指出，由于在地壳升降过程中，经常伴随次一级的升降运动，因此，无论是海侵层位或海退层位，都包含次一级的沉积旋回。

课本图3.46沉积旋回剖面示意图分析

（二）厚度分析法

通过沉积岩相的分析，可以获得地壳升降运动的定性的结论；进行岩层厚度分析，就可以在很大程度上得出升降幅度的定量的结论。

这个结论是：

沉积物的厚度基本代表地壳下降的幅度。

（三）岩层解除关系分析法

地壳下降引起沉积，上升引起剥蚀，所以，地壳运动在岩层中记录下来各种接触关系。

它们是地壳运动的证据。

1.整合接触

当地壳处于相对稳定下降情况下，形成连续沉积的岩层，老岩层沉积在下，新岩层沉积在上，不缺失岩层，这种关系称整合接触。

整合岩层说明在一定时间内，沉积地区的地壳运动的方向没有显著的改变，古地理环境也没有突出的变化。

2.不整合接触

由于地壳运动，往往使沉积中断，形成时代不相连续的岩层，这种关系称不整合接触。

两套岩层中间的不连续面，称不整合面。

按照不整合面上下两套岩层之间的产状及其反映的地壳运动过程，不整合面可分为平行不整合（假整合）和角度不整合（斜交不整合）。

（1）平行不整合

（2）角度不整合

三.