岩石圈与地球表层结构和轮廓

岩石圈与地球表层结构和轮廓
岩石圈与地球表层结构和轮廓
岩石圈的组成 岩石圈的结构 岩石圈的运动 固体地球表面的结构与轮廓 构造地貌 岩石圈与人类
岩石圈的组成
化学元素组成： 化学元素组成： 地壳中含有化学元素周期表中所列的绝大 部分元素，而其中 、 、 、 、 、 、 、 等 部分元素，而其中O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等8 种主要元素占98％以上，其他元素共占1%~2％。 种主要元素占 ％以上，其他元素共占 ％。
原子组成／％
岩石圈的原子组成
（赫钦逊《生物圈》）
岩石圈的岩石组成
岩石组成: 火成岩：火成岩以岩浆岩为主。岩浆岩是由岩浆凝结形成的岩石， 火成岩：火成岩以岩浆岩为主。岩浆岩是由岩浆凝结形成的岩石， 约占地壳总体积的65%。分类：酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩。 约占地壳总体积的 。分类：酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩。 也可划分为侵入岩和喷出岩。 也可划分为侵入岩和喷出岩。 沉积岩：暴露在地表的岩石，经过风化、 沉积岩：暴露在地表的岩石，经过风化、剥蚀在原地或经搬运堆 积下来，经过成岩作用而形成的岩石。类型：碎屑岩类， 粘土岩类， 积下来，经过成岩作用而形成的岩石。类型：碎屑岩类， 粘土岩类， 生物化学岩类。 生物化学岩类。 变质岩： 变质岩：由地球内力作用引起的岩石性质的变化过程总称为变质 作用。由变质作用形成的岩石，就是变质岩。变质作用的因素：温度、 作用。由变质作用形成的岩石，就是变质岩。变质作用的因素：温度、 压力和化学因素。 压力和化学因素。
地壳类型和平均厚度
（据罗诺夫，1967） 据罗诺夫， ）
k
地壳是莫霍面以上的固体地球的表层薄壳， 地壳是莫霍面以上的固体地球的表层薄壳，其厚度大致为地球半径的 400。根据地球物理资料，地壳的厚度差异很大，一般在5 km之间 之间。 1／400。根据地球物理资料，地壳的厚度差异很大，一般在5～70 km之间。 大陆型地壳平均厚度37 km多 大洋型地壳平均厚度只有7 km左右 左右。 大陆型地壳平均厚度37 km多，大洋型地壳平均厚度只有7 km左右。一般 说来，高山、高原部分地壳最厚，如我国青藏高原地壳最厚可达70 km。 说来，高山、高原部分地壳最厚，如我国青藏高原地壳最厚可达70 km。
矿物组成：组成岩石主要成份的矿物，称造岩矿物， 矿物组成 组成岩石主要成份的矿物，称造岩矿物，最常 组成岩石主要成份的矿物 见的造岩矿物有长石、石英、云母、角闪石、辉石、 见的造岩矿物有长石、石英、云母、角闪石、辉石、橄榄 它们也是组成岩石圈的主要矿物。 石、方解石 等。它们也是组成岩石圈的主要矿物。
沉积岩石与层理
三大类岩石的相互关系
火成岩
沉积岩
变 质 作 用 埋藏岩 搬运沉积 化作用
崩解分 解溶蚀
变质岩
岩石转化循环示意图
太阳能
喷出的火成岩 岩浆的 上升 侵入的火成岩 侵入岩浆 的上升
崩解分解溶蚀 由地壳 上升和剥 蚀而露出
沉积物的搬运和沉积
埋藏 和 岩化 沉积岩
变质作用 变质岩 变质作用 熔化
分层 地壳 莫霍洛维奇间断面（M界面） 上地幔 地幔 过渡层 下地幔 古登堡面 外地核 地核 过渡层 内地核 厚度/km 0～33 33～410 410～1 000 1 000～2 900 2 900～4 980 4 980～5 120 5 120～6 371
据地震波在地下不同深度传播速度的分布的研究， 据地震波在地下不同深度传播速度的分布的研究，地球内部存在着两 个主要的分界面，在分界面上地震波传播速度发生急剧变化。 个主要的分界面，在分界面上地震波传播速度发生急剧变化。第一个间断 面位于地表以下平均33 km处 称莫霍洛维奇间断面，简称莫霍面； 面位于地表以下平均33 km处，称莫霍洛维奇间断面，简称莫霍面；第二个 间断面位于地表以下2 km处 称古登堡间断面。 间断面位于地表以下2 900 km处，称古登堡间断面。这两个间断面把地球 内部分成三大层，即地壳、地幔和地核。这三大部门还可再分为7 内部分成三大层，即地壳、地幔和地核。这三大部门还可再分为7层。
固体地球及地壳的元素重量百分比
固体 地球中主 要的元素 和地壳中 含有的绝 大多数相 似，但固 体地球中 铁的含量 占有很大 的比例。 的比例。
固体地球 地 壳
岩石圈的原子组成
地壳中含有周期表中的绝大部分元素，其中O Si、Al、Fe、Ca、Na、 地壳中含有周期表中的绝大部分元素，其中O、Si、Al、Fe、Ca、Na、 Mg等 种主要元素占98 以上，其他元素共占1% 98％ 1%～ ％。化学元素在地 K、Mg等8种主要元素占98％以上，其他元素共占1%～2％。化学元素在地 壳中平均含量称克拉克值。地壳中化学元素的平均含量相差极为悬殊。 壳中平均含量称克拉克值。地壳中化学元素的平均含量相差极为悬殊。氧 几乎占有一半，硅约占1/4 铝约占1/13 1/4， 1/13。 几乎占有一半，硅约占1/4，铝约占1/13。 对于整个岩石圈的原子组成来说，氧占60.4% 硅占20.5% 铝占6.2% 60.4%， 20.5%， 6.2%， 对于整个岩石圈的原子组成来说，氧占60.4%，硅占20.5%，铝占6.2%， 氢占2.9% 钠占2.49% 2.9%， 2.49%， 镁和钾分别占1.9% 1.88%、1.77%和 1.9%、 氢占2.9%，钠占2.49%，铁、钙、镁和钾分别占1.9%、1.88%、1.77%和 1.37%，其他元素含量都小于1% 1%。 1.37%，其他元素含量都小于1%。
地球 呈现出圈 层结构， 层结构， 可以划分 出内部圈 层与外部 圈层。 圈层。内 部圈层包 括地壳、 括地壳、 地幔、 地幔、地 核。岩石 圈包括地 壳与软流 圈之上的 上地幔部 分。
内核 中心 外核
6 378 km
地幔
地表面
地 球 内 源自文库 结 构
地球内部的分层
（引自缪启龙主编《地球科学概论》） 引自缪启龙主编《地球科学概论》
沉积岩的几种常见层理
沉积岩是在外力作用下形 成的一种次生岩石。 成的一种次生岩石。沉积岩的 物质组成中含次生矿物和有机 物质以及存在化石。 物质以及存在化石。沉积岩最 突出的特点是呈层状。 突出的特点是呈层状。岩层在 垂直和水平方向上的变化， 垂直和水平方向上的变化，能 很好地反映出沉积物形成时的 沉积环境以及沉积岩形成时的 性质。沉积岩具有多种构造， 性质。沉积岩具有多种构造， 其中最突出的是层理构造和层 面构造。层理指岩石的成分、 面构造。层理指岩石的成分、 结构、粒度、 结构、粒度、颜色等性质沿垂 直于层面方向变化而形成的层 状构造。 状构造。它表明岩层是按一定 的顺序和形式， 的顺序和形式，一层叠一层构 成的。 成的。
褶曲的类型
直立褶皱
倾斜褶皱
倒转褶皱
平卧褶皱
翻卷褶皱
断层的几种形式
岩块沿着断裂面有明显位移的断裂构造，称为断层。 岩块沿着断裂面有明显位移的断裂构造，称为断层。 断层的要素有：断层面、断层线、断盘和断距（位移）。根据断 断层的要素有：断层面、断层线、断盘和断距（位移）。根据断 ）。 层两盘相对位移的关系，断层可分为：正断层、逆断层、平推断层、 层两盘相对位移的关系，断层可分为：正断层、逆断层、平推断层、 和斜滑断层。 和斜滑断层。
侵入岩体与喷出岩体产状示意图
由岩浆冷凝固结而成的岩体的大小、 由岩浆冷凝固结而成的岩体的大小、形状及其与周围岩石相接触 的关系，称为岩浆岩的产状。根据岩体在地壳中形成的深度和方式， 的关系，称为岩浆岩的产状。根据岩体在地壳中形成的深度和方式， 可分为喷出岩体和侵入岩体，后者又可再分为深成岩体和浅成岩体。 可分为喷出岩体和侵入岩体，后者又可再分为深成岩体和浅成岩体。 按岩体的形状及其与上覆岩层的关系，可分为岩盆( 岩盖( 按岩体的形状及其与上覆岩层的关系，可分为岩盆(②)、岩盖(④)、 岩床( 岩鞍( 岩株( 岩瘤( 岩脉( 见下图， 岩床(③)、岩鞍(⑤)、岩株(⑥)、岩瘤(⑧)、岩脉(⑨)等。见下图， 其中①是岩基， 其中①是岩基，⑦是岩浆底辟
地壳与地面的岩石组成
（Skinner等） Skinner等
如果根据变质母岩的性质，把变质岩归属于沉积岩和火成岩， 如果根据变质母岩的性质，把变质岩归属于沉积岩和火成岩， 那么在整个地壳的岩石组成中，火成岩占95% 而沉积岩只占到5% 95%， 5%； 那么在整个地壳的岩石组成中，火成岩占95%，而沉积岩只占到5%； 但沉积岩却覆盖了整个地球表面的75% 75%， 但沉积岩却覆盖了整个地球表面的75%，火成岩却只覆盖了地球表 面的25% 25%。 面的25%。
岩石圈的运动
岩石圈运动的形式：水平运动（造山运动）； 岩石圈运动的形式：水平运动（造山运动）； 垂直运动（造陆运动）。 垂直运动（造陆运动）。 岩石圈运动的表现： 岩石圈运动的表现：
褶皱： 岩层的弯曲现象称为褶皱；背斜和向斜；褶曲类型； 褶皱： 岩层的弯曲现象称为褶皱；背斜和向斜；褶曲类型；地形倒置 。 断裂：岩石在受力情况下容易产生断裂和错动，总称为断裂。 断裂：岩石在受力情况下容易产生断裂和错动，总称为断裂。通常根据断 裂 岩块相对位移的程度，把断裂构造分为节理和断层两大类。 岩块相对位移的程度，把断裂构造分为节理和断层两大类。 火山： 岩浆喷出地表叫火山喷发， 火山喷发形成火山。 主要的火山带： 火山 ： 岩浆喷出地表叫火山喷发 ， 火山喷发形成火山 。 主要的火山带 ： 环太平洋火山带；阿尔卑斯 喜马拉雅火山带 大西洋海岭火山带。 喜马拉雅火山带； 环太平洋火山带；阿尔卑斯-喜马拉雅火山带；大西洋海岭火山带。 地震：大地发生突然的震动，称为地震。地震带（环太平洋地震带； 地震：大地发生突然的震动，称为地震。地震带（环太平洋地震带；地中 海 -喜马拉雅地震带；大洋中脊地震带；大陆裂谷地震带）。 喜马拉雅地震带；大洋中脊地震带；大陆裂谷地震带） 喜马拉雅地震带
岩石圈的运动
板块的划分：岩石圈可以划分成太平洋板块、欧亚板块、 板块构造学说 板块的划分：岩石圈可以划分成太平洋板块、欧亚板块、 印度-澳大利亚板块、非洲板块、南美洲板块、 印度-澳大利亚板块、非洲板块、南美洲板块、北美洲板块和南极洲板块七个 大板块。 大板块 岩石圈运动的机制 板块的边界：拉张型边界（离散型边界）；挤压型边界（汇聚型边界； 板块的边界：拉张型边界（离散型边界） 挤压型边界（汇聚型边界； 俯冲型或碰撞型） 转换断层型边界（剪切型边界或者平错型边界） 俯冲型或碰撞型）；转换断层型边界（剪切型边界或者平错型边界）。 板块运动与大洋演化、大陆漂移：威尔逊将板块运动划分为六个阶段： 板块运动与大洋演化、大陆漂移：威尔逊将板块运动划分为六个阶段： 胚胎期；幼年期；成年期；衰退期；残余期；消亡期。 胚胎期；幼年期；成年期；衰退期；残余期；消亡期。 板块运动的动力：板块构造学说认为，板块运动的驱动力来自地幔对流。 板块运动的动力：板块构造学说认为，板块运动的驱动力来自地幔对流。 地震与火山分布规律的解释：地震和火山，都集中分布在板块的边缘， 地震与火山分布规律的解释：地震和火山，都集中分布在板块的边缘， 板块的边缘是构造活动最强烈的地方。 板块的边缘是构造活动最强烈的地方。 岩石圈运动的特征： 岩石圈运动的特征： 反对称性；非平稳性；岩石圈漂移的定向性。 反对称性；非平稳性；岩石圈漂移的定向性。
放射热
岩石圈的结构
垂直分层： 垂直分层 ： 岩石圈包 括地壳与上地幔上 部软流圈之上的部 分。地壳也可以分 为上下两层。 为上下两层。上层 为花岗岩层； 为花岗岩层；下层 为玄武岩层。 为玄武岩层。 水平变异： 水平变异：不同区域岩石圈 的厚度、 的厚度、组成与结构是不同 的。比如，地壳可以分为大 比如， 陆型地壳（简称陆壳） 陆型地壳（简称陆壳）和大 洋型地壳（简称洋壳）。洋 洋型地壳（简称洋壳）。洋 ）。 壳薄，陆壳厚。 壳薄，陆壳厚。洋壳为玄武 质，陆壳为花岗岩质。 陆壳为花岗岩质。
断层地貌
华山断层 科罗拉多大峡谷
地堑和地垒
在自然界，常见许多断层以一定组合形式出现。从平面上看， 在自然界，常见许多断层以一定组合形式出现。从平面上看， 断层排列有平行状、雁行状、环状、放射状等。从剖面上看， 断层排列有平行状、雁行状、环状、放射状等。从剖面上看，有阶 叠瓦状、地堑和地垒等。 状、叠瓦状、地堑和地垒等。