书城教材教辅高中知识点清单:地理
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第14章 地质、地貌(3)

【矿床】在一定地质作用下,在地壳内或地表形成的质和量都适合工业利用要求的有用矿物聚集体,并在目前经济、技术条件下能开采的叫矿床。随着生产力的不断发展,科学技术的不断进步,人们对生产的认识和使用能力不断提高,对矿床中有用元素和矿物含量的要求的总趋势是越来越低,矿床的范畴将不断扩大。有些过去认为无用的矿石或低品位矿石,在现有经济技术条件下,已成为矿床被开采利用。矿床根据成因可分为三类,即内生矿床、外生矿床和变质矿床。

【煤】是一种具有可燃性能的沉积岩。由古代植物遗体堆积在湖盆、海湾、浅海等地方,经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成。主要化学成分为碳、氢、氧、氮、硫等元素。煤有无烟煤、烟煤和褐煤三种主要类型。

在地质时代的石炭纪、二叠纪、侏罗纪,由于气候潮湿、植物茂盛。大量繁生的植物在封闭的湖沼或海湾堆积下来,并迅速被泥沙覆盖,使植物遗体与大气隔离,避免氧化分解而得以保存。后来在生物化学作用下变成煤,泥沙变成了砂页岩。煤的上下岩层分别称为顶板和底板。夹有煤层的一套连续沉积的沉积岩层,通称煤层。由植物转变成煤的过程,统称为成煤作用。煤的形成可以分三个阶段:(1)菌解阶段,即泥炭化阶段。大量植物遗体堆积在水下,被泥沙覆盖起来逐渐与氧气隔绝,在空气不足的条件下,嫌气细菌促使有机质腐烂分解而生成泥炭。植物被细菌分解腐烂的作用,叫菌解作用。(2)煤化阶段,即褐煤阶段。当泥炭被沉积物覆盖后,便成了完全封闭的环境,细菌作用逐渐停止,随着压力增大,温度升高泥炭发生压实、脱水和胶结,碳的含量进一步增加,逐渐固结形成褐煤。同时上覆的泥沙固结成砂页岩这种作用称为煤化作用,实际上这是一种成岩作用。褐煤是泥炭进一步变化的产物,颜色和条痕皆为褐色或近于黑色,光泽暗淡,比重0.8~1.3,基本上不见有机物的残体,质地较泥炭致密。用火柴可以引燃、有烟。(3)变质阶段,即烟煤及无烟煤阶段。褐煤是在低温和低压下形成的。如果褐煤埋藏在地下较深位置,就会受到高压高温的作用,使褐煤中水分和挥发成分减少,含碳量相对增加,密度、比重、硬度、光泽增加,变成烟煤。这烟煤的颜色和条痕皆为黑色,有光泽、致密状,比重1.15~1.5,用蜡烛可以引燃,火焰明亮,有烟。

无烟煤是烟煤进一步变质形成。质地坚硬,颜色条痕为黑色,有光泽,贝壳状断口,比重1.4~1.7。蜡烛不能引燃,燃之无烟。如果再进一步变质,无烟煤可以变为性质完全不同的石墨和天然焦。

在成煤过程中,碳的成分逐渐增加,而氮、氢、氧逐渐减少。煤是重要的工业原料和动力,有“工业的粮食”之称。

【石油和天然气】石油是产于地层中的可燃性油质液体。石油不能形成独立的地层,而是存在于岩石空隙中。用分馏法可从中提取汽油、煤油、柴油、润滑油、石腊、沥青等。石油主要是由碳和氢组成的,是具有不同结构的有机化合物的混合物,碳氢化合物的种类繁多,以烷烃、环烃和芳香烃含量最多。石油是混合物,所以其物理性质变化范围很大。颜色为棕黑色至棕黄色,比重在0.75—1.0之间,有特殊的臭味,沸点不固定,可点燃,发热量比煤要高近1倍。不同地方或不同层位的石油,其成分和性质都有差异。石油占世界矿产量的第二位。石油是现代工业、交通、国防的重要动力,也是化学工业的重要原料,被称为“工业的血液”。

天然气是储存于地下多孔岩石或石油中的可燃气体。由于它比石油轻,所以常位于石油上部,称为“气顶”。天然气的成分以甲烷为主,还有乙烷、丙烷和丁烷等。天然气一般无色无味,可以燃烧,是重要的热力资源之一。用天然气制成炭黑,是橡胶工业的重要原料。

石油和天然气是有机物在适当的环境下变成的。陆生的和水生的生物,特别是浮游生物和泥砂一起,在低洼的浅海、海湾或湖泊中沉积下来,形成有机淤泥。随着地壳的不断下降,有机淤泥被新的沉积物覆盖,造成还原环境,随着沉积物不断加厚,有机淤泥在嫌气细菌、温度和压力等因素的作用下,逐渐变成石油和天然气。后来,在多种因素的综合影响下,使油气富集于储油岩层中,并聚集,储存在一定的地质构造中,形成油气。

【地质作用】就是促使地壳的物质成分、构造、和表面形态发生变化的各种作用。根据地质作用发生的部位,可分为内营力地质作用和外营力地质作用。

由内营力引起的对地球内部和地表的作用叫做内营力地质作用。内营力地质作用主要表现为地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震等,它使地壳内部构造复杂化,且加剧地表的起伏。由外营力引起地壳表层的各种作用叫做外营力地质作用,或称表生地质作用。外营力地质作用主要包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用。其结果是缩小地表的起伏和高差。地壳上各种地质作用是独立的,又是相互依存的,是对立的,又是统一的。一般地说,对地壳的发展起主导作用的是内营力地质作用,各种地质作用的相互依存和斗争,不断地推动着地壳运动和发展。

【地壳运动】由内力作用引起地壳的隆起、坳陷和形成褶皱、断裂等各种构造形态的运动叫地壳运动。广义的地壳运动是指地质内部物质一切物理的和化学的运动,包括地壳变形,变质作用和岩浆活动等。

地壳运动控制着地表的海陆分布,影响各种地质作用的发生和发展,形成各种各样的构造形态,改变岩层的原始产状,因此,有人把地壳运动又称为构造运动。

地壳总是在不停地运动着,只是有时强烈,有时缓和,而且有方向性和规律性。地壳运动按运动方向可分为水平运动和垂直运动两种。

构造运动是造山运动、地壳运动等构造术语概括性的同义词。

【褶皱】地壳运动中所产生的地应力,使岩层发生塑性变形,形成一系列波状弯曲,这种构造形态,称为褶皱。此外,“褶皱”一词也常用于大规模褶皱构造运动时地层的压缩,作为褶皱作用的同义语。

岩层的一个弯曲,称为褶曲。褶皱是两个或两个以上的褶曲(向斜和背斜)组合。正常情况下,背斜呈背形,向斜呈向形,褶皱的基本组成部分叫做褶皱要素。根据各褶皱要素的空间位置分别叫做核、翼、翼间角、轴面、枢扭、轴、转折端、顶、脊、槽、脊面、槽面。

褶皱构造与地貌形态、与矿产都有密切关系,褶皱构造几乎控制了大中型地貌的基本形态,例如大型山脉的走向往往与褶曲的轴向一致,在褶皱的转折端常形成许多空隙,往往是形成矿床的良好场所。

【断层】断层是构造运动中产生的一种很广泛的构造形态。岩石在应力作用下发生断裂,岩体或岩层连续性和完整性丧失了,而且沿着断裂面(带)两侧的岩层发生显著位移,这种断裂面称为断层。断层位移的距离不等,从几厘米到数百、数千公里。断层的种类很多,根据两盘的相对位移可分为正断层、逆断层和平推断层三种。

断层的研究在国民经济建设中有重要意义:(1)断层控制着矿床的形状和位置。沉积矿床常沉积在大断层造成的断陷盆地内;岩浆、热水溶液、含矿溶液最容易循断裂带侵入或填充,形成重要矿带;当断层发生在矿床形成之后,矿层被断层切断,那么,必须正确判断断层的性质和断距,确定矿床的去向。(2)断层的性质、分布规律对工程建筑、水利建设有密切关系。例如水库的坝址、桥址等选在断层带上,就很不稳固;隧道通过断层时,也必须考虑相应的工程措施。(3)断层破碎带是地下水的良好通道和贮存区,所以研究断层对山区找水、农田水利建设都有很大意义。(4)活动性断层是导致地震的重要原因。(5)断层对地貌的影响很大,如形成块状山、断层谷等。

【地垒】两条或两组正断层的断层面一般为相背倾斜,断层面之间岩块相对上升,两边岩块相对下降。

地垒多构成块状山地,在天山、阿尔泰山等都有地垒式构造。

地垒和地堑常常共生。大规模的地堑和地垒构造多出现于古老的硬性地块分布地区,其形成往往与区域性的隆起陷落有关。

【地堑】两条或两组正断层组合而成,断层面一般为相向倾斜,断层面之间岩块相对下降,两边岩块相对上升。

在地形上常造成狭长的凹陷地带。地堑大多发生在地壳受拉伸地区。如世界著名的东非大地堑,长达6500公里。此外,欧洲的莱茵河谷、我国山西的汾河谷地、陕西的渭河谷地等都是有名的地堑构造。

【大陆漂移说】大陆漂移说是德国地球物理学家魏格纳1912年提出的。他根据大西洋两岸的非洲和南美洲两个大陆在海岸线的形状、地层、构造、岩相、古生物,以及古气候、大地测量、地球物理的证据的相似性和连续性,认为由硅铝层组成的大陆,能够像船一样在较重的硅镁层上漂浮。由于当时科学水平的限制,有些证据说服力不强,理论上也不够完善,所以存在着漂移和反漂移的争论。到了50年代中期,由于发现了新的强有力的证据,大陆漂移说重新被重视,并得到新的发展,成为板块学说的一部分。例如,大陆和海底大规模平移断裂的存在,古磁极的迁移等都证明存在着大陆漂移,这样大规模的水平运动。根据最近一套完整的大陆漂移图证明,二叠纪时,地球上只有一个联合古陆,大西洋和印度洋还不存在,非洲的东岸与南极相连。联合古陆自三叠纪开始分裂以后,南北美洲,南极洲和印度大陆、澳大利亚分别向西、向南、向北漂移。侏罗纪时,北大西洋和印度洋继续发展;侏罗纪末期,南美洲和非洲开始分裂,南大西洋开始出现。白垩纪时,北大西洋向北延伸,南大西洋扩展,西班牙半岛向左旋转,形成比斯开湾;马达加斯加岛由非洲裂出;澳大利亚与南极洲脱离;印度大陆继续北移。新生代时,澳大利亚北移很快,新西兰岛由其东部分开;大西洋继续向北延伸,将格陵兰岛从欧洲分裂出来;非洲略向北移,印度大陆与亚洲大陆汇合形成喜马拉雅山系。大陆为什么能在硅镁层上漂移呢?海底扩张说回答了这个问题。

【海底扩张说】海底扩张说是20世纪60年代初期,由美国的赫斯(H.H.HeSS)和迪茨(R.S.Dietz)提出的。他们根据大量的大洋地质、地貌和地球物理调查资料分析,发现地壳厚约70~100公里的岩石层下面是厚为几百公里的软流层。对流作用发生在软流层内,对流速度每年约1厘米至几厘米,对流所产生的拽力,作用于岩石圈的底部,而不是地壳的底部。深部物质在大洋中脊处涌升,形成新的大洋岩石圈。它们从中脊的轴部向外作对称运动或扩张,到汇聚区又流入地下,熔化在软流层中。这个循环系统可达几千公里。海岭是对流的上升区,海沟是下降区。海岭两边地形非常崎岖不平;海岭上热流较高;离大洋中脊愈近,沉积物愈薄;基底地层愈近,中脊愈年轻;海底死火山和平顶山离海岭愈远,年龄愈老;具有交替变化的极性磁异常带,在中脊两侧作对称排列,记录了各时期玄武质岩浆的磁场方向,这些都是海底扩张的证据。由于海底扩张,整个海底每三四亿年就要更新一次,这就是海底沉积很薄和海底没有比中生代更老的岩层的原因。对流的形态决定于地球内部的情况,而与大陆的位置无关。大陆随硅镁层一起流动,当大陆达到对流的汇聚点时,因大陆较轻,便相对稳定。而硅镁层由大陆下部拐入地下,所以一般说,大陆常座落在对流汇聚的地点。但如果一个新的对流循环,恰恰由一块大陆下面上升,则大陆将被冲破而形成新的断裂。所以,大陆常处在压性应力之下,从而产生褶皱、逆掩断层和其他挤压型构造;海洋盆地则处于张性应力之下,从而海岭、海沟常被转换断层所切断。另外,若大陆随硅镁层一起漂移,它的前缘并不受力,因而比较稳定,这相当于大西洋海岸的形式;若硅镁层由大陆下部拐入地下,由于拽力,将在大陆边缘形成山脉和岛孤,这相当于太平洋海岸的形式。

【板块构造说】又称全球大地构造学说。1968年由法国科学家勒比琼(X.Lapichon)提出。他根据大量海洋地质、地球物理、海底地貌等资料,经过综合分析认为:岩石圈不是一块整体,它被一些构造活动带所割裂,形成不连续的单元,这些不连续的单元叫做板块。地球表层就是由岩石圈板块拼合起来的,板块学说认为,板块内部相对稳定,而其边界是比较活动的地带,板块的边界是大洋中脊,转换断层,俯冲带和地缝合线。板块之间的,相对运动可以分为三种方式:(1)张裂运动:使板块增生扩大,形成大洋中脊、裂谷和海洋。(2)挤压碰撞:板块在俯冲带消亡,形成海沟、岛孤、褶皱山脉。(3)板块互相剪切平推:形成转换断层。板块受地幔对流的驱动,由洋中脊向两边扩张,在海沟地区或地缝合线处沉入地下,通过软流层完成对流循环。因此,大地构造活动是由板块相互作用引起的。板块构造学说比较好地解释了火山地震活动的规律及全球性大地构造问题、矿产分布规律,但对板块运动的驱动力及大陆中板块构造理论的应用还存在争议。

【构造体系】由中国著名地质学家李四光提出,系指由于地球自转速度的改变等原因所产生的具有成生联系的各项不同形态,不同等级、不同性质和不同序次的结构要素所构成的构造带,以及构造带之间所夹的岩块或地块所组成的总体,包括受这些地质构造制约的各种地质作用。根据基底和盖层岩系的形变和力学机制的不同,构造体系可分属于基底断裂范畴的和属于盖层滑动范畴的两大类型。