第四单元 地壳和地壳的变动
[知识要点]
一．地球的内部圈层
1．划分内部圈层的依据
（1）人们根据地震波传播速度在地球内部呈有规律的变化，来确定地球内部构造和物质状态。地震波是一种弹性波，它分为纵波（P）和横波（S）。纵波的传播速度较快，可以通过固体
、液体和气体传播；横波的传播速度较慢，只能通过固体传播。它们的速度，都随着所通过物质的性质而有规律地变化。
（2）地震波波速在一定深度发生突然变化的面叫做不连续面。地球内部有两个明显的不边连续的面，一个在地下平均33千米处（指大陆部分，大洋在地下平均6千米处），在这个不连续面下，纵波和横波的传播速度都明显增加，这个面叫莫覆面；另一个在地下2900千米深处，在这里纵波的传播速度突然下降，横波则完全消失，这个面叫做古登堡面。根据这两个不连续面，地球内部可划分为地壳、地幔和地核三个圈层。
（3）内部圈层及其特征：
| 名称 | 深度（千米） | 主 要 特 征 | ||
| 地壳 |  |
(1)由各种岩石组成 (2)各地厚度不均，大陆地壳平均厚度33千米，海洋平均6千米，整个地壳平均厚度为17千米 (3)可分为硅铝层和硅镁层 |
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| 地 幔 | 上地幔 | (1)自上而下，铁镁含量增加 (2)上部(地下60-250到400千米)有一软流层 (3)地壳和软流层以上的上地幔，合称为岩石圈 |
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| 下地幔 | (1)铁镁含量继续增加 (2)温度、压力、密度继续增加 (3)呈可塑性固体 |
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| 地核 | 外 核 | (1)物质成分以铁镍为主 (2)温度、压力、密度均很大 |
接近液体 | |
| 内 核 | 固体 | |||
二．地壳的结构和物质组成
1．结构特点
（1）厚度不均：大陆地壳较厚，平均33千米；大洋地壳较薄，平均6千米。
（2）双层结构：上层叫硅铝层，含硅铝较多，主要由比重较小的花岗岩类组成，在大洋地壳中很薄，甚至缺失（不连续分布）；下层叫硅镁层，铝的成分减少，镁、铁成分增多，主要由比重较大的玄武岩类组成，在地壳中普遍存在。
2.地壳中的矿物
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矿物的概念
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地壳中的化学元素，在一定的地质条件下，结合成具有一定化学成分和物理性质的单质或化合物，就是矿物。 |
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重要的造岩矿物
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常见的有石英、长石、云母、方解石等，可供冶炼提取金属的矿物有赤铁矿、黄铜矿等。 |
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矿物的化学成分和物理性质
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各种矿物都有一定的化学成分和物理性质，例如石英是由硅和氧组成的透明或半透明的矿物，硬度较大，常呈柱状、锥状晶体；食盐是由氯和钠组成的，它是无色透明的四方颗粒。也有些矿物，化学成分相同，由于内部原子排列不相同，形成了性质完全不同的矿物，例如金刚石和石墨，化学成分都是碳，但两者的性质截钛相反：金刚石是最硬的透明的矿物，石墨则是非常软的不透明的矿物。 |
3．岩石和矿床
| 岩 石 | 矿 床 | |
| 概念 | 由一种矿物或几种矿物组成的集合体叫岩石，例如花岗岩是由长石、石英、云母组成的，大理岩主要由方解石组成。 | 在岩石形成的过程中，一些有用矿物在地壳或地表富集起来，达到工农业利用的要求，就是矿产。在一定地质作用下，矿产的富集地段，称为矿床。 |
| 分类 | ①岩浆岩，又称火成岩，可分为侵入岩和喷出岩，前者如花岗岩，后者如玄武岩 ②沉积岩，如砂岩、石灰岩等 ③变质岩，如大理岩、石英岩等 |
①内生矿床，主要由岩浆活动形成 ②外生矿床，主要由外力作用形成 ③变质岩，主要由变质作用形成 |
4．物质组成和循环：
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物质组成
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物质循环
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 地球内部的岩浆，经过冷却凝固形成岩浆岩，岩浆岩受流水、风、冰川、海浪等的侵蚀、搬运、堆积作用，形成沉积岩。同时，这些已生成的岩石，在一定温度和压力等作用下发生变质，形成变质岩。各类岩石在地壳深处或地壳以下发生重熔再生作用，又成为新的岩浆。
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三．地壳运动
1．地质作用：地球上由于自然界的原因，引起地壳的表面形态，组成物质和内部结构发生变化的作用称为地质作用。按其能量来源又可分为内力作用和外力作用：
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类型
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内力作用
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外力作用
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能量来源
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来自地球的本身，主要是放射性元素衰变产生的热量 | 来自地球外部，主要是太阳辐射能，其次是重力能 |
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表现形式
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地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震等 | 风化、侵蚀、搬运、堆积和固结成岩作用 |
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对地表的影响
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形成高山或盆地，使地表变得高低不平 | 把高山削低，盆地填平，使地表趋向平坦 |
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内、外力作用之间的关系
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内力作用和外力作用是同时进行的，不过在一定的时间和地点往往是某一种作用占优势。一般地说，内力作用对地壳的发展变化起着主导作用 | |
2．地壳运动的类型：根据地壳运动的性质和方向，分为水平运动和垂直运动两种：
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类型
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水平运动
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垂直运动
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运动方向
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组成地壳的岩层沿平行于地球表面的方向运动 | 组成地壳的岩层作垂直于地球表面的方向运动，即上升或下降运动 |
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运动性质
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使岩层发生水平位移和弯曲变形，常常形成巨大的褶皱山系或张裂成海洋 | 使岩层表现为隆起或拗陷，从而引起地势的高低起伏和海陆变迁 |
3.地质构造：由地壳运动引起的地壳变形、变位，称为地质构造。地质构造是研究地壳运动的性质和方式的依据。常见的两种基本构造类型--褶皱和断层。
（1）褶皱：
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成因
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水平岩层受地壳水平运动产生的水平挤压力发生弯曲叫褶曲，一系列褶曲叫褶皱 | |
| 基本形态 | 背斜 | ①岩层形态：一般是岩层向上拱起 ②岩层新老关系：中心部分岩层较老，两翼岩层较新 ③地形表现：一般情况下成为山岭，但不少背斜顶部因受张力，常被侵蚀成谷地 |
| 基本形态 | 向斜 | ①岩层形态：一般是岩层向下弯曲 ②岩层新老关系：一般是岩层较新，两面岩层较老 ③地形表现：一般成为谷地，但不少向斜槽部受到挤压，物质坚实，不易被侵蚀，反而成为山岭 |
（2）断层：
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成因
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受地壳运动产生的强大压力或张力，岩层发生断裂错开 | |
| 基本 形态 | 地垒 | ①岩层形态及特点：两条断层之间的岩块相对上升，两边岩块相对下降，上升的岩块称地垒 ②地形表现：相对上升的岩块常形成状山地，如我国的泰山、庐山 |
| 地堑 | ①岩层形态及特点：两条断层之间的岩块相对下降，两边岩块相对上升，相对下降的岩块称地堑 ②地形表现：相对下降的岩块常形成狭长的凹陷地带，如东非大裂谷，我国渭河谷地和汾河谷地等 |
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四．全球构造理论--板块构造学说
（1）大陆漂移说
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年代和创立者
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1912年，德国地球物理学家魏格纳提出了大陆漂移说。 |
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证据
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大西洋两岸的地质构造、大陆形状、气候、古生物等的相似性。 |
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基本论点
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①二三亿年以前，地球上只有一块联合古陆，它的周围是一片广阔的海洋。 ②在地球自转所产生的离心力和天体引潮力的作用下，联合古陆开始分离。 ③较轻的硅铝层组成的陆块，像冰块浮在水面上一样，在较重的硅镁层上漂移，经过漫长的地质年代，逐渐形成了现在的海陆分布。 |
（2）海底扩张说
| 年代 |
20世纪50年代
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| 证据 |  ①海底岩石的年龄很轻，一般不超过2亿年。②离海岭（大洋中脊）愈近，年龄愈轻，离海岭愈远，年龄愈老，并在海岭两侧呈对称分布。 |
| 基本内容 |  海岭是新的大洋地壳诞生地。地幔物质从海岭顶部的巨大开裂处涌出，到达顶部冷却凝结，形成新的大洋地壳。以后，继续上升的岩浆，又把早先形成的大洋地壳，以每年几厘米的速度推向两边，使海底不断更新和扩张，当扩张着的大洋地壳遇到大陆地壳时，便俯冲到大陆地壳之下的地幔中，逐渐熔化而消亡。
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（3）板块构造学说
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理论的产生
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20世纪60年代后期，许多学者在接受了大陆漂移说关于大陆运动的观点、吸收了海底扩张说的基本论点、结合新的科学成果后，提出了板块构造学说。 |
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基本论点
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①地球的岩石圈不是整体一块，而是被一些构造带（如海岭、海沟等）分割成许多单元，叫做板块。全球岩石圈分为六大板块：亚欧板块、非洲板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块、南极洲板块。 ②板块漂浮在“软流层”之上，处于不断运动之中。 ③板块内部地壳比较稳定，两个板块之间的交界处，是地壳比较活动的地带。 ④板块相对移动而发生的彼此碰撞或张裂，形成地球表面的基本面貌。 |
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板块构造学说的应用
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①在板块张裂的地区，常形成裂谷或海洋，如东非大裂谷、大西洋。 ②两个大陆板块相撞挤压的地区，常形成巨大的山脉，如喜马拉雅山脉就是亚欧板块和印度板块碰撞形成的。 ③大洋板块和大陆板块相撞时，大洋板块因密度较大，位置较低，俯冲到大陆板块之下，这里往往形成海沟；大陆板块受挤上拱，隆起形成岛弧和海岸山脉，如太平洋西部边缘的深海沟和岛弧链，就是太平洋板块与亚欧板块相撞形成的；南、北美洲的科迪勒拉山系是太平洋板块与美洲板块相撞形成的。 ④板块与板块之间的接触带是火山、地震、地热的活动地带。 |
五．地球内能的释放
1．地热
（1）地热资源及其分布：地热通过热传导从深处向地表扩散，叫做地热流。分散的地热在一定的地质条件下富集起来，就成为可利用的地热资源，主要形式有地下热水或蒸汽、温泉、间歇泉、沸泉和热水湖等。地热资源主要分布在环太平洋和地中海--喜马拉雅带。
（2）地热能的利用：地热是一种很有发展前途的清洁的能源，目前人类对地热的利用主要是开采地下热水用于采暖、育种、温泉、发电等方面。冰岛是一个广泛利用地热的国家，全国有70%以上的人口利用地热采暖，首都雷克雅末克全部利用地热采暖，有"无烟城市"之称。我国地热资源丰富，70年代以来，我国在广东、河北、西藏等地已经建成了若干小型地热发电治。
2．火山
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火山分类
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活火山
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在人类历史时期还经常作周期性喷发的火山。 |
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死火山
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在人类历史以前喷发过，迄今为止没有重新喷发过的火山。 | |
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休眠火山
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长期熄灭的火山，有时又突然喷发。 | |
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火山的分布
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世界
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主要分布在环太平洋、地中海和东非的火山带以及大西洋海底的火山带。 |
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我国
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目前已发现火山有600座，其中绝大多数是死火山（如山西大同附近的死火山群）；有少数火山处于休眠状态（如长白山、黑龙江省的五大连池）；只有少数火山近代有活动（如台湾大屯火山群的七星山、新疆于田附近昆仓山中的火山）。 | |
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火山和人类的关系
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火山喷发的火山灰和熔岩流，常常破坏田园建筑，有时还引起火山地震，给人类带来巨大的灾难，但火山喷发给人们带来肥沃的火山灰土和硫磺等有用矿物。 | |
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火山喷发的 原因 |
火山爆发是地热或内能释放的强烈显示。在地球内部的地热积累到一定程度，灼热的岩浆在强大的内部压力作用下，沿着地壳薄弱地带，喷出地表，形成火山现象。火山爆发的时间有的很短，有的持续时间很长，甚至上千年；有的在地面堆起了几千米的火山（如乞力马扎罗山），有的在海洋中造成了新岛（如夏威夷群岛就是海底火山多次喷发露出水面的火山岛）。 | |
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火山的构造
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火山喷发时，火山喷发物涌溢的管道，称为火山通道；火山物质的喷出口，称为火山口；火山喷发物从火山口周围堆积下来，形成的山，称为火山锥。 | |
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火山喷发物
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火山喷出的物质一般有气体、熔岩和固体喷发物。火山喷发的物质和喷发的强度同火山喷发的熔岩性质有着密切的关系：①酸性岩浆含二氧化硅成分多，比较粘稠含气体多，爆发力强，常形成圆锥形火山；②基性岩浆含铁镁成分多，含气体少，流动性好，爆发力弱，常形成盾形火山锥。 | |
3．地震
（1）地震的分类：按其成因主要有构造地震和火山地震两种，其中构造地震影响最大。
（2）构造地震的产生：由于地球内部应力引起构造变动而产生的。地壳中的岩石在地应力的长期作用下，会发生倾斜和弯曲，当积累起来的地应力超过岩层所能承受的限度时，岩层便会突然发生断裂或错位，使长期积聚起来的能量急剧地释放出来，并以地震波的形式向四周传播，使地面发生震动。
（3）地震要素：
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震源
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岩层发生断裂引起地震的地方，叫震源。 |  |
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震中
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和震源相对应的地面上的点，叫震中。 | |
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震中距
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地面上任何一点到震中的距离，叫震中距。 | |
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地震波
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当地震发生时，地下岩层受到强烈冲击，产生弹性震动，以波的形式向四周传播，这种弹性波，叫地震波。 |
（4）震级和烈度：
| 震级 | 地震的大小通常用震级来表示。它表示地震本身能量大小的等级。地震释放出来的能量越大，震级越高。震级每增加一级，能量约增加30倍左右。一般地说，3级以下的地震，人无感觉，称为微震；5级以上的地震，称为破坏性地震。 |
| 烈度 | 表示地震对地面影响和破坏的程度。一次地震只有一个震级，而烈度在各地是不一样的。地震烈度的大小同震级、震中距等有直接关系。在一般情况下，震级越大，烈度也越大。在同一次地震中，离震中越近，烈度越大。同时，烈度大小还和震源深浅、地质构造、地面建筑等也有关系。 |
（5）地震的分布：
| 世界 | 世界地震主要集中在环太平洋和地中海-喜马拉雅山脉板块交界地带其中环太平洋地震带集中了全世界80%以上的浅源地震以及几乎全部的中源和深源地震，所释放的地震能量约占全球所有地震能量的80%，是世界上的主要地震带。 |
| 我国 | 我国处在两大地震活动带之间，是多地震的国家。历史上地震主要分布在以下几个地区：①台湾；②黄河中下游的汾渭断裂带、太行山麓、就津唐张地区和和渤海沿岸；③西北的河西走廊、六盘山和天山南北；④青藏高原东南这缘的四川西部和西藏；⑤广东和福建的沿海地区。 |
（6）地震的前兆和预测：地震的发生与地质构造相关，搞清地质构造是进行地震预报的重要基础。地震前常有不少异常的自然现象发生，叫做地震前兆，如地下水的异常变化，动物异常反应、小震频繁、地壳变形等，这些现象为预报地震提供了一定的依据。
六．外力作用和地表形态的变化
1．作用形式和对地表形态的影响：
（1）风化作用：岩石在温度变化、水、大气和生物作用的影响下发生的破坏作用，作用所产生的风化物残留在地表形成风化壳。
（2）侵蚀作用：风力、流水、冰川、海洋等对地表岩石及其风化物的破坏作用，作用结果使地表形成风蚀洼地、风蚀柱、风蚀蘑菇；使沟谷、河床加宽加深，坡面破碎；并能形成岩溶、冰斗、角峰、U形谷、海蚀等地形。
（3）搬运作用：风化、侵蚀的产物，被风、流水、冰川、海浪等转移，离开原来的位置。
（4）沉积作用：岩石风化和侵蚀后的产物在外力的搬运途中，随着风速、流速降低，冰川融化等，被搬运物质逐渐沉积下来。主要沉积地形有三角洲、冲积平原、沙漠、黄土、冰碛地形等。
（5）固结成岩作用：沉积物经过物理的、化学的以及生物化学的变化和发行变成坚硬的岩石。
2．人类活动对地表形态的影响：①按照自然规律改变和塑造新的地表形态。例如，填海造田、开挖河道、修建水库、绿化沙漠等。②违背自然规律破坏了地表形态。例如，沙漠化扩大，水土流失等。
七．地壳的演化
1．地层和化石：
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地层
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主要指沉积岩层，是地壳在发展过程中形成的。在正常情况下，地层是按顺序排列的，老的在下，新的在上，呈水平状态。但是，由于构造运动的影响，有的地层倾斜甚至层序颠倒，有的地层缺失。研究地层的性质、厚度、相互关系以及化石，可以了解地壳的变化过程。 |
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化石
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保存在地层中的古生物的遗体或遗迹叫化石。由于生物是由低级向高级、由简单到复杂不断地进化的，因此不同时代的地层一般含有不同的化石，而相同时代的地层里往往保存着相同的或近似的化石。根据岩层中保存下来的生物化石，可以确定地层的顺序和时代，如含三叶虫、大羽羊齿、珊瑚化石的为古生代地层，含恐龙化石的为中生代地层。 |
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研究地层和化石的意义
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根据岩层组成物质的性质和所含化石的特征，可推知岩石沉积时的环境特征，如温暖广阔的浅海环境中，可以形成珊瑚礁组成的石灰岩，在湿热的森林茂密地区，可以形成有丰富植物化石的含煤地层。 |
2．地壳的演化史
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地质年代
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距今年代
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生物演化
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矿产形成
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地壳运动
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太古代
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距今25亿年以前 | 海水中逐渐形成类似蛋白质的最原始生命体 | 形成铁矿的重要时代 | 岩浆活动剧烈，火山喷发频繁，海洋广阔，占绝对优势 |
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元古代
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距今25亿年－6亿年 | 海水里出现藻类、海绵等原始生物 | 地壳运动剧烈，晚期出现大片陆地，但海洋仍占绝对优势 | |
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古生代
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距今6亿年－2.5亿年 | 动物从海洋－陆地；脊椎动物（鱼类）－两栖类；蕨类植物繁生 | 重要的造煤时期 | 地壳剧烈变动，亚欧大陆和北美大陆雏形基本形成，我国东北、华北已成陆地 |
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中生代
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距今2.5亿年－0.7亿年 | 爬行动物盛行，恐龙繁生，出现了始祖鸟，蕨类植物衰退，裸子植物大量出现 | 形成丰富的金属矿产；重要的造煤时期；形成石油的时期 | 环太平洋地带地壳运动剧烈，形成高大山系；我国大陆轮廓已基本形成 |
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新生代
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距今0.7亿年－现在 | 哺乳动物和被子植物大发展，出现了灵长类；第四纪出现了人类 | 形成石油的时期 | 发生规模巨大的造山运动－－喜马拉雅运动，形成许多高山 |