第二百九十七章

第二百九十七章 (第2/2页)

特别重要的是在第四纪出现了人类。这是地球历史上具有重大意义的事件。人类经过复杂的发展过程之后，又逐渐成为干扰、控制和改造自然环境的一个重要的因素。所以，第四纪又被称为“灵生代”。
　　
　　运动编辑
　　
　　证据
　　
　　地壳自形成以来，每时每刻都在运动着，这种运动引起地壳结构不断地变化。地震是人们直接感到的地壳运动的反映。更普遍的地壳运动是在长期地、缓慢地进行着，也是人们不易觉察到的，必须借助仪器长期观测才能发觉。例如，大地水准测量资料证明，喜马拉雅山脉至今仍以每年0.33～1.27厘米的速度在上升。
　　
　　地球在地质时期的地壳运动，虽然不能通过直接测量得知，但在地壳中却留下了形迹。在山区岩石裸露的地方，沉积岩层常常是倾斜、弯曲的，甚至断裂错开了，这都是岩层受力发生变形的结果。在我国山东荣城沿海一带，昔日的海滩现已高出海面20～40米。福建漳州、厦门一带，昔日的海滩也已高出海面20米左右，说明这些地方的地壳在上升。我国渤海海底发现了约达7千米的海河古河道，这表明渤海及其沿岸地区为现代下降速度较大的地区。再如，美丽的雨花石产于南京雨花台，这些夹有美丽花纹的光滑的卵石，是古河床的天然遗物。雨花台大量堆积着卵石，说明这里过去曾有河流，以后地壳上升，河道废弃，才成了如今比长江水面高出很多的雨花台砾石。
　　
　　力学性质
　　
　　1、压性地壳运动；2、张性地壳运动；3、扭性地壳运动；4、混合力学性质地壳运动。
　　
　　地壳运动成因
　　
　　不同类型的地壳运动其成因是不同的。
　　
　　以黄道面为参照物发生的地壳运动及成因
　　
　　地球绕太阳公转的轨道面叫做黄道面。地壳及其组成岩石以黄道面为参照物发生的位置变化，是最大规模的地壳运动。
　　
　　地壳运动
　　
　　本类地壳运动分为三小类：一是，地球自转发生的地壳相对黄道面的位置变化；二是，地球公转发生的地壳相对黄道面的位置变化；三是，地轴倾角变化，发生的地壳相对黄道面的位置变化。
　　
　　本类地壳运动引起昼夜、季节和气候的变化，引起太阳、月球对地球引力的变化，进而引发其他类型的地壳运动。
　　
　　本类地壳运动的成因：由太阳系的起源和演化所致。
　　
　　以地轴为参照物发生的地壳运动及成因
　　
　　地壳及其组成岩石以地轴为参照物发生的位置变化，其规模次于第一类地壳运动，引起地极、磁极位移。相对于地轴发生的变化，即地极发生了移动。此类型地壳运动，引起地壳及地面地理坐标的变化，也可能引起季节和气候的变化，引起地日、地月引力平衡的变化。
　　
　　本类地壳运动成因：层状地球在太阳和月球引力作用下，地球外球发生了转动而形成的；也可能存在其它成因。
　　
　　以地理坐标为参照物发生的地壳运动及成因
　　
　　地壳及其组成物质岩石以地理坐标为参照物发生的位置变化，本类地壳运动形成大规模的地壳抬升隆起和凹陷沉降，形成山脉、高原，形成平原、盆地，形成峻岭、沟谷。
　　
　　本类地壳运动的动力来源主要有以下：
　　
　　一、水、风的剥蚀和搬运及沉积作用
　　
　　本类地质作用不仅形成规模大小不等的地壳运动，而且所形成的沉积物与沉积岩是形成山脉、高原的物质基础。
　　
　　水的剥蚀与搬运及沉积作用所形成的地壳运动，降低了地壳的相对高度，剥高填洼，使地壳趋向平衡。
　　
　　风的剥蚀与搬运及沉积作用，风对岩石的剥蚀及搬运与沉积作用特点：
　　
　　风蚀发生在少雨干旱地区，不仅对高山高原进行剥蚀，而且对沟谷洼地也进行剥蚀。
　　
　　风的搬运作用，其搬运距离远近不等，近的只是离开剥蚀原地，远的可以达上千上万公里。其沉积面积大小不等，大的可达几百万平方公里。
　　
　　风的沉积，可以在陆地，可以在水域；可以在洼地与平原，可以在山脉与高原；即能形成准平原沉积，也能形成山脉沉积。
　　
　　风成地势易改变和迁移。风成沉积，可形成产状为高倾角的碎屑岩，可形成沉积褶皱构造。
　　
　　风的沉积可以和水的沉积同时或交替进行。
　　
　　二、地球自转时产生的由两极向赤道的离心力
　　
　　关于地壳物质在地球自转的离心力作用下向地球赤道方向运动的试验，地质力学已做了模拟试验予以证明。
　　
　　三、在太阳和月球引力作用下，地球自西向东旋转时，地壳不同质量区块产生由东向西运动。在没有其它星球引力作用下，地壳各部分物质随地球自转做匀速圆周运动。在太阳、月球的引力作用下，由于地壳各部分组成物质的不均，产生沿纬向的差异运动，形成挤压和分离。
　　
　　地壳在大区域或小面积上其组成物质是不均匀的。
　　
　　在大区域上，陆地有欧亚、非洲、南北美洲、南极洲等大区块，海洋有太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋等几大区块。这些大区块在地势、物质组成、面积大小、几何形态、地理位置、质量、构造等都不一样。在大区块内有众多的小区块。地壳上这些大小区块，受太阳、月球的引力不同，在地球自转时，它们的运动速度慢不一。由于地球自西向东旋转，地壳上这些大小块体形成自东向西的相对运动。
　　
　　以地面物体为参照物发生的地壳运动及成因
　　
　　以地面物体为参照物发生的地壳运动，地壳组成物质岩石相对运动距离小，属于小范围的地壳运动。除大范围的地壳运动能引起本类地壳运动外，地震、火山、塌陷、陨石撞击、生物的一些活动等等都能引起本类地壳运动。
　　
　　单因和多因地壳运动学说
　　
　　依据引起地壳运动因素的多少，可以将地壳运动理论划分为两大学派：一是单因地壳运动学派，二是多因地壳运动学派。
　　
　　单因地壳运动学派认为：引起地壳运动的因素主要为一种，传统地壳运动学说属于这一学派，如大陆漂移学说、海底扩张学说、板块学说、地质力学、镶嵌学说、地洼学说、断块学说、多旋回学说等。
　　
　　多因地壳运动学派认为：引起地壳运动的因素为多种，属于现代地壳运动学说。该学说是由我国江发世提出来的。依据地壳运动参照物将地壳运动划分为：1、以银道面为参照物的地壳运动，2、以黄道面为参照物的地壳运动，3、以地轴为参照物的地壳运动，4、以地理坐标为参照物的地壳运动，5、以地表物体为参照物的地壳运动，6、以球面为参照物的地壳运动。不同类型的地壳运动是由不同因素引起的，不同类型的地壳运动方式和结果不同，而且各种类型地壳运动相互叠加。
　　
　　大陆漂移说
　　
　　德国气象学家魏格纳(1880～1930)在1912年系统提出的一种大地构造假说。他认为古生代后期全球只有一个庞大的联合古陆，称“泛大陆”。中生代由于潮汐摩擦和从两极向赤道方向的挤压力，泛大陆开始分裂，较轻的花岗岩质大陆在较重的玄武岩质地幔上漂移，逐渐形成今日的海陆格局。他认为地球上的山脉也是大陆漂移的产物，科迪勒拉山和安第斯山是美洲大陆向西漂移滑动时，受到太平洋玄武质基底的阻挡，被挤压而形成的褶皱山脉；亚洲东缘的岛弧群，是大陆向西漂移过程中留下的残块；格陵兰的南端、佛罗里达、火地岛等弧形弯曲，都是向西滑动摩擦脱落的结果；东西向的阿尔卑斯山和喜马拉雅等各大山脉，是大陆从两极向赤道挤压的结果。魏格纳根据当时掌握的资料，从地质、地形、古生物、古气候和大地测量等方面，详细论证了大陆漂移说。这个假说当时引起了地质学界和地球物理学界的重视。但是对于大陆漂移的机制和规律，则有很多学者表示怀疑。20世纪50年代以来，古地磁学的研究表明，地质历史时期磁极的移动，只有用大陆漂移说才能得到合理的解释。因此大陆漂移说又获得了新生。
　　
　　板块构造说
　　
　　1961年和1962年，美国的迪茨和赫茨提出了“海底扩张说”。在此基础上，1968年法国地质学家勒皮顺等人首创“板块构造学说”，现已成为最流行的地球科学新理论。
　　
　　板块构造学说将全球的岩石圈划分为六大板块：亚欧板块、非洲板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块，除六大板块外还有些小板块。大陆内部也可以划出一些次一级的板块。板块之间，分别以海峡或海沟、造山带为界。一般说来，板块内部地壳比较稳定；板块与板块交界处是地壳比较活动的地带，其活动性主要表现为地震、火山、张裂、错动、岩浆上升、地壳俯冲等。世界上的火山、地震活动，几乎都分布在板块的分界线附近。
　　
　　板块学说认为地壳是有生有灭的。由于海底扩张，大洋底部不断更新，大陆则只是随着海底的扩张而移动。板块在相对移动的过程中，或向两边张裂，或彼此碰撞，从而形成了地球表面的基本面貌。如3亿年前，欧、非两洲和南、北美洲相连，以后出现大西洋海岭，新的洋壳不断形成并以它为中轴向两边扩张，才使上述各洲分开。而在近7000万年以来，由于印度板块不断北移，与亚欧板块相撞，产生喜马拉雅山脉。东非大裂谷则正处于非洲大陆开始张裂，处于产生新洋壳的雏型期。红海亚丁湾则是两侧地壳张裂扩张的结果，处于大洋壳的幼年期。我们认识的地中海，则是代表大洋发展的终了期，它是广阔的古地中海经过长期演化后残留下来的海洋。
　　
　　关于板块的驱动力问题，有人认为是地幔对流，也有人认为是地幔中的“热点”和“热柱”把岩石圈拱起，而使其在重力作用下向下滑动推挤板块运动，还有其他的一些主张，尚无统一的认识。
　　
　　大陆漂移──海底扩张──板块构造，这是人类对地壳运动认识过程不断深化发展的三部曲。
　　
　　地球外球转动说
　　
　　地球外球转动说是张伟智于2012年提出来的，后来又经过了修改。江氏（江发世）依据参照物将地壳运动划分为：1、以银道面为参照物的地壳运动，2、以黄道面为参照物的地壳运动，3、以地轴为参照物的地壳运动，4、以地理坐标为参照物的地壳运动，5、以地表物体为参照物的地壳运动，6、以球面为参照物的地壳运动。江世发是多因地壳运动的代表，以地轴为参照物的地壳运动的成因，江氏解释为是地球外球转动而形成的。江氏将固体地球结构进行了重新划分，如下表：
　　
　　地球倾斜在轨道上自转和公转，在夏至时，地球的北半球距离太阳近，受到的太阳引力比南半球受到的太阳引力大。在冬至时，地球的南北半球受到的太阳引力与夏至时的相反。由于地球绕地月质点转动、地球的章动、地轴的进动产生了地球的晃动作用。地球的晃动作用使地球的外球产生了向太阳引力方向的转动，就像簸箕里的豆子，在晃动簸箕时，豆子就会向簸箕的倾斜方向转动。地球的内球运动在装满水的瓶子里放入一个石子，系上一根绳，握绳一端让瓶子旋转，其结果是：瓶子里的石子始终偏向引力的另一侧。同理，地球的内球始终偏向太阳引力的另一侧。地球外球的转动形成了地极和磁极的移动，形成了地壳相对地轴的运动。南极洲由低纬度转动到南极位置是地球外球转动而形成的。
　　
　　地幔（Ma
　　
　　tle）介于莫霍面和古登堡面之间，厚度在2800km以上，平均密度为4.59g/cm³，体积约占地球体积的82.26%，地幔的质量约占地球总质量的67.0%，在很大程度上影响了地球物质的总组成。地幔的横向变化比较均匀，根据地震波速度的变化以1000km激增带为界面(雷波蒂面)，进一步划分出上地幔和下地幔两个次一级圈层。
　　
　　地幔是地球的莫霍面以下、古登堡面(深2885km)以上的中间部分。其厚度约2850km，占地球总体积的82.3%，占地球总质量的67.8%，是地球的主体邵分。从整个地幔叫以通过地震波横波的事实看，它主要由固态物质组成。根据地震波的次级不连续面，以650km深处为界，可将地幔分为上地幔和下地幔两个次级圈层。
　　
　　1．上地幔
　　
　　上地幔的平均密度为3.5g/cm³，这一密度值与石陨石相当，暗示其可能具有与石陨石类似的物质成分。从火山喷发和构造运动从上地幔上部带出来的深部物质来看，也均为超基性岩。近年来通过高温高压试验来模拟地幔岩石的性质时发现，用橄榄岩55%、辉石35%、石榴子石10%的混合物作为样品(矿物成分相当于超基性岩)，在相当于上地幔的温压条件下测定其波速与密度，得到与上地幔基本一致的结果。根据以上理由推测，上地幔由相当于超基性岩的物质组成，其主要的矿物成分可能为橄榄石，有一部分为辉石与石榴子石，这种推测的地幔物质被称为地幔岩。
　　
　　上地幔上部存在一个软流圈，约从70km延伸到250km左右，其特征是出现地震波低速带。物理实验表明，波速降低可能是由于软流圈物质发生部分熔融，使其强度降低而引起的。据地内温度估算，软流圈的温度可达700-1300℃，已接近超基性岩在该压力下的熔点温度，因此一些易熔组分或熔点偏低的组分便可开始发生熔融。据计算，软流圈的熔融物质可能仅占1%-10%，熔融物质散布于固态物质之间，因而大大降低了强度，使软流圈具较强的塑性或流动性。由于软流圈物质已接近熔融的临界状态，因此它成为岩浆的重要发源地。
　　
　　2．下地幔
　　
　　下地幔的平均密度为5.1g/cm³．由于这里经受着强大的地内压力作用，使得存在于上地幔的橄榄石等矿物分解成为FeO、MgO、SiO2和Al2O3，等简单的氧化物。与上地幔相比，其物质化学成分的变化可能主要表现为含铁量的相对增加(或Fe/Mg的比例增大)。由于压力随深度的增大，物质密度和波速逐渐增加。