自然地理学讲义.docx

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自然地理学讲义

概述

自然地理学研究的对象、内容、目的与意义：

1．自然地理学的研究对象：

自然地理学是以人类赖以生存的地球表层自然环境的区域特征、区域分异及其发生发展过程与变化规律为研究对象的。

或者说，自然地理学是以人类赖以生存的地球表层自然系统的区域特征与空间分布、变化规律为研究对象的。

2．自然地理学的研究内容：

（1）人类赖以生存的地球表层自然环境的组成、结构及其区域分布规律。

（2）人类赖以生存的地球表层自然环境的成因与变化规律。

（3）人类赖以生存的地球表层自然环境系统的运行机制（物质循环、能量转换、信息传输）。

（4）人类与地球表层自然环境的相互作用、相互影响。

（5）地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控。

3．自然地理学研究的目的与意义：

通过对地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控，达到保护环境、合理利用环境、与环境协调共处，从而保障社会的可持续发展。

自然地理学的性质

1）、综合性：

综合性是指自然地理学多学科交叉、多要素融合的特性。

2）、区域性:

区域性是地理学的本质特性,区域特征、区域联系与区域分异规律为主要研究对象。

3）、环境性：

人类生存环境是地理学研究的主要对象与内容。

4）、系统性：

地球表层环境就是一个系统，可以称之为地球表层系统。

系统具有整体性、层次性、动态性与结构功能性。

自然地理学的定义：

自然地理学就是用系统的、综合的、区域联系的观点与方法，去审视与研究人类赖以生存的地球表层自然环境的组成、结构、区域分异特征、形成与变化规律，从而对其进行评估、预测、规划、管理、优化、调控的学科。

自然地理学与地球表层系统的关系：

从系统科学的角度，可将地球作为一个巨大的系统—地球系统，将研究地球系统的科学称之为地球系统科学。

地球系统又可划分为地球表层系统与地球内部系统.地球表层系统又可划分为地表自然系统与地表人文系统。

自然地理学是研究地表自然系统的核心学科。

自然地理学与其它学科的关系：

地球表层自然系统是由大气圈、水圈、岩石圈、生物圈相互作用而构成的。

研究大气圈、水圈、岩石圈、生物圈的核心学科分别是大气科学、水文学、地质学与生物学。

自然地理学，包含了这些学科的某些内容。

从人类环境科学的角度来看，自然地理学是将这些内容有机地交叉、融合在一起，将人类生存环境作为一个完整的体系以及对各个区域的环境组合进行研究的。

也可以说，自然地理学是大气科学、水文学、地质学与生物学的交叉学科或边缘学科.

地球的圈层

一、地球的内部圈层：

根据莫霍面和古登堡面，可将地球内部分为三个Ⅰ级圈层：

地壳、地幔、地核

二、地球的外部圈层：

在固体地球之外还存在另外三个圈层，它们是大气圈、水圈和生物圈。

它们是地球的重要组成部分，它们与固体地球休戚相关，共同演化，塑造着多姿多彩的地球。

1）、大气圈：

是指因地球的引力而聚集在地表周围的气体圈层。

大气圈中的气体主要集中于地表以上18km的范围内，往上气体变得极为稀薄。

由地表往上可分为五个次级圈层：

对流层、平流层、中间层、暖层、扩散层（散逸层）。

2）、水圈：

是指地球表层由水体构成的连续圈层。

其物态有固、液、气三种状态。

水体的形式有河、湖、海、冰川（盖）水蒸气、地下水等，并形成一个包裹着地球的完整圈层。

地表上直接被液态水体覆盖的区域占地表面积的3/4。

在太阳能、重力的作用下，使得水圈中的水体周而复始的运动，形成水循环。

水循环的方式有：

海洋与大陆间的循环；地表与地下间的循环；生物体与周围空间的循环；水圈与大气圈间的循环。

3）、生物圈是指地球表层由生物及其活动地带所构成的连续圈层。

生物从高等到低等，从动物到植物，乃至细菌和微生物等生活于地球表面一定范围的陆地、水体、土壤及空气中，构成了一个基本连续的圈层。

目前已知的生物有近两百万个种。

生物的演化发展受控于自然环境的演化，通过地质历史时期生物化石的研究就可以知道地质演化的历史。

岩石圈系统

第一节地壳的物质组成

一、地壳的化学成分

1、构成地壳物质的基本单元就是化学元素。

2、地壳物质中包括了元素周期表中的绝大部分元素，但其含量极不均匀。

其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾八种元素占了地壳物质重量的98%以上。

二、矿物

（一）、概念

1、矿物：

是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的。

具有一定化学成分和物理性质的自然均质体，是

组成岩石和矿石的基本单位。

2、矿物多是天然产出的自然元素（单质）和化合物。

3、矿物是元素在一定

地质过程中的产物

（二）、主要造岩矿物：

最常见的就是长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石等几种。

此外还有云母、方解石等称为主要造岩矿物。

三、岩石：

v岩石：

自然（由地质作用）形成的，由一种或多种矿物，或有其他岩石碎屑所组成的集合体。

例如：

石灰岩是由方解石组成的集合体；花岗岩是由石英、长石、云母等多种矿物组成的集合体；砾岩是由岩石碎屑所组成的集合体。

v岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小和形状以及颗粒间相互关系的特征，称为岩石的结构。

岩石中矿物的组合形状、大小和空间上相互关系和配合方式，称为岩石的构造。

结构和构造是识别岩石的重要特征之一。

v岩石的分类：

按照岩石形成的原因，一般将岩石分为三个大类：

岩浆岩、沉积岩、变质岩。

第二节岩石的形成与类型

岩石从成因上来划分，可以把岩石分为三大类：

沉积岩、岩浆岩和变质岩。

1、沉积岩：

沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型。

它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用，最后形成的岩石。

1.1、沉积岩的形成过程

▲

（1）风化作用：

机械风化（以崩解的方式把已经形成的岩石破碎成大小不同的碎屑）、化学风化（由于水、氧气、二氧化碳引起的化学作用使岩石分解形成碎屑）、生物风化（细菌、真菌、藻类等生物分解岩石）。

（2）剥蚀作用：

风化之后的产物被外力剥离母岩；

（3）搬运作用:

剥蚀形成的碎屑物质都要经历搬运过程。

搬运方式包括风力、水力、冰川等；

（4）沉积作用：

搬运物质在合适的环境中沉积下来；

（5）固结成岩作用：

经过漫长的压实作用，石化成坚硬的沉积岩。

1.2、沉积岩的特征：

层理、化石

2、岩浆岩：

岩浆岩是岩浆冷凝形成的岩石。

岩浆岩又可分为两类：

侵入岩和喷出岩（火山岩）。

若岩浆在地表以下冷凝形成的岩石叫侵入岩；若岩浆喷出地表冷凝形成的岩石叫喷出岩。

2.1、喷出岩：

岩浆喷出地表急速冷却形成的岩石。

特征：

（1）流纹构造和绳状构造：

岩浆在流动过程中冷却形成。

（2）气孔构造：

岩浆中含有的水汽挥发留下气泡。

（3）杏仁构造：

气孔中填充次生矿物而形成。

2.2、侵入岩：

按岩石冷却地点距地表的深度可分为两类：

深成岩、浅成岩

3、变质岩：

地壳中原来的岩浆岩、沉积岩和变质岩在受到高温、高压及化学作用下，发生矿物成分、结构构造的重新组合，甚至包括化学成分的改变，这个变化过程称为变质作用。

变质岩是原岩在地壳中由于物理化学条件发生变化而形成的岩石。

特征：

（1）斑点构造

（2）片理构造，如板状、片状、片麻状

4、岩石的相互转化

   沉积岩、火成岩和变质岩是可以相互转化的，它们之间的相互转化又叫做岩石的循环或地质循环：

沉积岩变质可以形成变质岩，熔融再凝结就会变为火成岩；火成岩变质可以形成变质岩，风化、分解、搬运、沉积、固结就会转化为沉积岩；变质岩熔融再凝结也会变为火成岩，风化、分解、搬运、沉积、固结也会转化为沉积岩。

第三节地质构造及其地貌表现

一、地质作用概述

地质作用：

形成和改变地球的物质组成、外部形态和内部构造的各种自然作用。

根据地质作用的能量来源，可分为：

内力作用和外力作用。

▲二、内力地质作用及其表现形式

1、内力作用的能量来源：

热能、旋转能、重力能。

地球内部放射性物质蜕变产生的热量是地热的主要来源。

目前认为：

地球内部的岩浆活动、火山、地震、板块运动的动力，主要来自地球内部的热能。

2、内力作用的主要表现形式

（1）构造运动（又称地壳运动）由地球内力作用引起的促使岩石圈发生变位和变形以及大洋底增生和消亡的地质作用。

根据运动方向可分为：

水平运动：

岩石圈物质在水平挤压或引张力作用下，沿地球表面切线方向运动。

使地表产生巨大的起伏，并形成大型的褶皱和断裂，又叫造山运动。

垂直运动：

岩石圈物质沿地球半径方向的运动。

隆起和凹陷，产生海侵和海退现象，又成为造陆运动。

（2）.岩浆活动：

是地球内部的物质运动。

岩浆沿地表软弱带上升，喷出地表者叫火山作用；岩浆侵入到上覆岩层中的叫侵入作用。

火山作用：

岩浆沿构造软弱带上升并喷出地表。

侵入作用：

岩浆侵入到上覆岩层。

（3）地震：

是地壳任一部分的快速颤动。

地震往往是和断裂、火山联系，故全球主要火山带、地震带和断裂带在分布上常表现出一致性，而构造运动是引起地震的主要原因。

按成因地震分为三类：

（1）构造地震：

又称断裂地震，是地下岩层突然发生错断引起的地震。

发生次数占地震总数的90%。

（2）火山地震：

火山喷发时由于气体的冲击力所引起的地震。

这种地震的强度较小，发生次数占地震总数的7%。

（3）陷落地震：

在石灰岩地区，岩石被地下水长期溶蚀，形成巨大的地下空洞，一旦上覆岩石的重量超过岩石的支撑能力，地表塌陷，引起地震。

占地震总数的3%。

世界范围内的主要地震带：

环太平洋地震带、地中海喜马拉雅地震带或欧亚地震带、大洋海岭地震带（主要呈线状分布于各大洋的接近中部）

三、地质构造及其地貌特征

（一）水平构造与方山地貌

1、水平构造：

定义：

岩层产状近于水平，岩层未发生明显变形。

原因：

受内力地质作用扰动较小，或岩层呈整体上升或下降运动。

2、方山地貌：

在水平岩层地区，如果地壳大面积上升，可形成构造高原和构造台地，经流水长期侵蚀切割后,可形成面积大小不一彼此孤立的高地，称为方山。

规模较小的叫桌状山。

方山地貌特征：

顶部常由坚硬岩层组成，地形面与岩层面一致；坡折线明显。

典型方山地貌——丹霞地貌：

在红色石英砂岩组成的水平岩层或单斜构造地区，经流水沿垂直节理强烈侵蚀后，造成陡崖和峡谷，峡谷与峡谷之间常形成孤立的石峰、石柱或城堡状的地貌形态。

这种地貌以广东仁化的丹霞山最为典型。

（二）单斜构造与单斜构造地貌

▲1、单斜构造

定义：

一个地区的一系列岩层向同一方向倾斜，而岩层的倾角较小（小于25度）。

成因：

（1）位于褶曲的一翼或断层的一盘；

（2）地层不等量抬升；（3）沉积基面倾斜，如大陆架沉积。

补充：

岩层产状三要素

（1）、走向：

岩层面与水平面交线的方向，它标志着岩层的延伸方向。

（2）、倾向：

岩层的倾斜方向。

与走向垂直。

（3）、倾角：

岩层面与水平面的夹角。

2、单斜构造地貌：

单斜岩层形成的山地，在地貌形态上常表现为两坡不对称的单面山。

顺岩层倾向的一坡缓而长，其坡度受岩层倾角控制，称为顺向坡（或后坡）；与岩层倾向相反的一坡陡而短，称为逆向坡（或前坡）。

因此，单面山两侧的等高线疏密变化呈现明显的不对称。

（三）褶皱构造与褶皱山地地貌

1、褶皱构造：

水平方向的挤压力，波状弯曲.褶皱是岩层的弯曲，岩层的单个弯曲称为褶曲。

（1）褶曲的几何要素:

翼：

褶曲岩层的两坡；核：

褶曲岩层的的中心；轴面：

褶曲两翼的对称面；枢纽：

轴面与层面的交线。

（２）褶曲的类型：

按褶曲的外型可以分为：

背斜和向斜。

背斜中部岩层向上弯曲；向斜中部岩层向下弯曲。

当外力风化剥蚀后，判断背斜、向斜主要根据地层的新老层序来确定，若核部为相对较老的地层，两翼对称出现相对较新的地层，则为背斜构造，反之，为向斜构造。

根据轴面的产状，褶曲可分为：

直立褶曲：

轴面近于直立，两翼倾向相反。

倾斜褶曲：

轴面倾斜，两翼岩层倾斜方向相反，倾角大小不等。

倒转褶曲：

轴面倾斜，两翼岩层向同一方向倾斜。

平卧褶曲：

轴面近于水平。

根据枢纽的产状，褶曲可分为：

长轴褶曲：

枢纽近于水平延伸，两翼岩层走向平行。

短轴褶曲：

褶曲枢纽向一端倾伏，两翼岩层走