论地质作用的现象及类型

论地质作用的现象及类型 论文摘要 地质作用的根本是在力的作用下引起的，在漫长的地球演化历史过程中，地壳是再不断的运动、发展和变化。例如，地震和火山喷发，可以在极短的时间内大规模的改变地表的面貌，山崩、地滑、泥石流的突然爆发，也可改变局部地区的面貌。这类地质作用的力来自地球本身，从而称为内力作用。也有一些变化则相对平静而缓慢，短期内不易察觉，需经一段时间方可显示出来，其规模也很宏大。如演示和土壤的分化，河流，冰川对地面形态的改造，地下水的活动导致地下溶洞的发展和石钟乳的形成等。这类地质作用为外力地质作用。外力地质作用的能源主要来自太阳的辐射，有了太阳的热能的大气才会运动，形成各种天气现象。水圈内的水才会形成大小循环。动、植物才能生长。所以象风、河流、地下水、冰川、湖泊、海洋以及生物这些营力，从根本上来说都是不同形式的太阳能的表现。本论文主要描述的是在各类地质作用下产生的现象及原因。 正文 一、地质作用的概括及分类 引起地壳组成物质，地壳构造，地表形态等不断的变化和形成的作用，通称地质作用。 地质作用的自然力是地质营力。力是能的表现，按照能的来源不同，地质作用可分为外力作用和内力作用。 外力作用按照方式不同分为风化作用，包括物理作用、化学作用和生物作用。剥蚀作用，包括机械风化作用，化学风化作用，搬运作用，包括机械搬运和化学搬运作用两类．沉积作用，包括机械，化学，生物三类。 内力作用，它们既发生于地表，也发生于地球内部。有的强烈急促，如地震；有的微弱缓慢，如风化作用。地球的地表现状是地质作用对地球表面长期改造的结果。 二、内力地质作用的概括及分类 （一）内力地质作用的概括 内力地质作用是因地球内部能产生的地质作用，这类地质作用主要发生在地下深处，有的可波及到地表。它使岩石圈发生变形、变位，或发生变质，或发生物质重熔，以至形成新岩石。外力地质作用是因地球外部能产生的，它主要发生在地表或地表附近。外力地质作用几乎都有重力能参与。外力地质作用使地表形态和地壳岩石组成发生变化。根据地质营力，内力地质作用又可分成构造运动、地震作用、岩浆作用和变质作用。 （二）内力地质作用的分类 1.地壳运动 由内营力引起地壳结构改变、地壳内部物质变位的构造运动叫地壳运动。 地壳运动按运动方向可分为水平运动和垂直运动。水平运动指组成地壳的岩层，沿平行于地球表面方向的运动。也称造山运动或褶皱运动。该种运动常常可以形成巨大的褶皱山系如天山、昆仑山、以及松辽、华北盆地等（如图1），以及巨形凹陷、岛弧、海沟等。垂直运动，又称升降运动、造陆运动，它使岩层表现为隆起和相邻区的下降，可形成高原，及拗陷、盆地和平原，还可引起海侵和海退，使海陆变迁。地壳运动控制着地球表面的海陆分布，影响各种地质作用的发生和发展，形成各种地貌。 2.岩浆作用 在地壳深部，由于地球内部热能的积累，温度很高物质处于过热状态，他们含有的发挥物质是具有很大膨胀力的高温硅酸盐熔体，称作岩浆。岩浆沿着一定的通道运移到地壳中或者喷出地球表面，冷却凝固后成为岩石，同时，还伴随着一些其他的地质作用，这个过程总称为岩浆作用。岩浆作用是岩浆从形成、运动直到冷凝成岩的全过程。岩浆是地下岩石的高温（800～1200℃）熔融体。它不连续地发源于地幔顶部或地壳深部。岩浆形成后循软弱带从深部向浅部运动，在运动中随温度、压力的降低，本身也发生变化，并与周围岩石相互作用。岩浆作用可以分为两种基本类型：火山作用和侵入作用。 图1 地壳运动断裂河水切割，山腹中留下许多沟谷 （1）火山作用 当岩浆喷出地表时，熔融的岩浆凝固后形成的山丘称为火山（如图2）。同时还伴随有其它地质现象，如地表断裂、地震、温泉等等。这种火山喷发过程称为火山作用。 火山作用是火山活动及其对自然界产生的影响的总称。包括在地面的影响和对地下的影响，例如：引起地震，改变地球面貌，形成熔岩高原、火山锥、火山地堑、火山构造凹地等地表形态；喷出碳酸气、火山灰和其他气体，改变大气成分及影响大气活动；分离出火山水，增加地球水圈质量；以及使地下水温度升高，造成温泉、矿泉、间歇喷泉；促进地球内部元素迁移，形成矿床等等。这些作用有的在火山喷发时表现出来，有的则在喷发前后长时期产生影响。 图2  火山示意图 （2）侵入作用 岩浆作用除了火山喷发以外，还有更多的尚未喷出地表的岩浆，再地壳内的某一个地质上冷却凝固，成为另一种类型的岩浆岩。这种在地表以下的岩浆活动，称作侵入作用。岩浆作用除了火山喷发以外，还有更多的尚未喷出地表的岩浆，再地壳内的某一个地质上冷却凝固，成为另一种类型的岩浆岩。这种在地表以下的岩浆活动，称作侵入作用。岩浆体上升侵入到地壳较浅部位，一般在3000m以上时所形成的岩浆岩，称作浅层侵入岩（如图3）。一般形态复杂规模较小。当侵入地壳较深时，一般在3000m以下，通称深成侵入岩。其形态简单，规模较大。 图3  浅成侵入岩的产状 a-岩墙与岩床；b-岩盆；c-岩盖 3.变质作用 变质作用是岩石在风化带以下，受温度、压力和流体物质的影响 ，在固态下转变成新的岩石的作用 。岩石变质后，其原有构造、矿物成分都有不同程度的变化，有的可完全改变原岩特征。温度包括地热、岩浆热、动力热三者；压力则包括岩层的静压力、构造运动的张力两种；由岩浆划分出来的气体、液体和地下热水则为化学活动性流体。 4.地震 地震是地壳内力的释放的一种形式，从而使地应力超过了岩石强度，致使岩层发生断裂，于是就引起地应力突然的释放，产生振动，于是就形成了地震（图1-4）。地震是一种自然现象，地球上90%以上的地震都属于构造地震，所谓的构造地震就是长期缓慢的构造运动以致使岩石变形，应力释放产生了构造运动引起的地震。                                                                                                                                                                                                                图4  地震名词解释示意图 三、外力地质作用的概括及分类 （一）外力地质作用的概括 外力地质作用是因地球外部能产生的，它主要发生在地表或地表附近 。外力地质作用几乎都有重力能参与。外力地质作用使地表形态和地壳岩石组成发生变化。可分成河流的地质作用、地下水的地质作用、冰川的地质作用、湖泊和沼泽的地质作用、风的地质作用和海洋的地质作用等。外力地质作用按照其发生的序列还可分成风化作用、斜坡重力作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用。 （二）外力地质作用的分类 1.风化作用 风化作用是由于温度的变化、大气(氧气)、水溶液以及生物的作用，使地表岩石或矿物在原地发生物理、化学变化的过程叫风化作用。风化作用是一种破坏作用，它能使岩石、矿物变得疏松，位搬运、沉积提供了良好的条件，而残留下来的物质，也可能是某种有用矿物相对集中形成风化床，这就是风化作用的产物。 由于风化作用条件的不同，一般可以划分为三种类型:物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。 （1）物理风化作用 所谓物理风化作用，主要是使大块岩石分解成交小颗粒的岩石，例如，变成砾、砂、石等而没有涉及化学成分的改变的过程。物理风化是最简单的风化作用，在沙漠地带尤其明显。因为那里温度白天高达50度，夜晚可降到0度以下，那就会使岩石热胀冷缩。由于不同矿物的膨胀系数不一样，胀缩的程度在岩石表部和核部也就不一样，久而久之，岩石就会裂缝，有大块变成小块，由小块变成沙，由沙变为土，石头就烂掉了。 图5 岩石因差异性胀缩而破坏的几个阶段 （2）化学风化作用 化学风化作用 又称分解作用。在水、水溶液、空气和生物等影响下岩石发生化学成分变化的过程。在化学风化中各种岩石经历的破坏过程可分为3个阶段：①早期阶段：岩石中易溶盐类首先溶解流失；同时矿物中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子与溶液中的Cl-、OH-、CO32-、SO42-等离子结合，形成易溶于水的化合物，大部分随水迁移，而较难溶的碳酸盐大部分保留。本阶段可称为富钙阶段。②中期阶段：岩石中碳酸盐类大量迁移，部分SiO2析离，形成硅酸的真溶液或胶体溶液流失，或凝聚成蛋白石堆积。这时，岩石中的铝硅酸盐矿物经化学风化后，形成各种粘土矿物残留原地，可富集成粘土矿。本阶段可称为富硅阶段。③晚期阶段：在湿热气候条件下，高岭石继续风化，SiO2不断析出，一部分随水流失，一部分形成蛋白石堆积于原地。高岭石彻底分解，最后形成难溶于水的氢氧化铝，其中大部分凝聚沉淀形成各种含水的氧化铝矿物，可富集成铝土矿。本阶段可称为富铝阶段。 化学风化作用中表现最突出的是氧化作用和水及水溶液的作用。 氧化作用主要是游离氧造成，它使低价元素变成高价元素，低价化合物变成高价化合物。含有低价铁的硅酸盐、硫化物最易受氧化作用影响。如黄铁矿氧化形成褐铁矿（如图5），其中的硫氧化后形成H2SO4并流失。 水的作用主要有水化作用（水与矿物反应生成水合矿物，如赤铁矿变为褐铁矿）、水解作用（水电解生成的H+、OH-造成岩石破坏）。    图5  黄铁矿氧化形成褐铁矿 （3）生物风化作用                                生物风化作用是指受生物生长及活动影响而产生的风化作用。 生物风化作用是指生物活动对岩石的破坏作用，一方面引起岩石的机械破坏，如树根生长对于岩石的压力可达10千克／厘米2～15千克／厘米2，这能使根深入岩石裂缝，劈开岩石（如图6）；另一方面植物根分泌出的有机酸，也可以使岩石分解破坏。此外，植物死亡分解可以形成腐殖酸，这种酸分解岩石的能力也很强。生物风化作用的意义不仅在于引起岩石的机械和化学破坏，还在于它形成了一种既有矿物质又有有机质的物质——土壤。 图6  生物风化作用 2.地面流水的地质作用 地面流水是促使地壳（地貌）发生变化的强有力的地质动力。地面流水主要来自大气降水，其次是融雪水，在地下水丰富的地区，也可以泉水形成转为地面流水。地面流水的地质作用主要由坡流、洪流、河流三类地质作用构成。 坡流对斜坡有侵蚀破坏的作用一般称为洗刷作用，坡流作用的强弱应当取决与所处的岩性以及降雨量大小和斜坡坡度的陡缓。例如我国西北干旱地区，斜坡均由松散的黄土组成，植被不发育，每年暴雨又集中，因而坡流作用强烈，常造成冲沟纵横的地形。而洪流作用主要表现为冲刷作用。它可以看成由坡流汇聚而成，因而带有较多的泥沙和碎块，价值流速又高，因而有强烈的冲刷作用，其结果可形成侵蚀沟。            河流地质作用分为侵蚀作用、搬运作用和沉积作用。