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地殼變動

(地質運動)

鎖定
地殼運動即地質運動,地殼自形成以來,其結構和表面形態就在不斷髮生變化。岩石的變形、海陸的變遷以及千姿百態的地表形態,都是地殼變動的結果。地殼變動有時進行得很激烈、很迅速,有時進行得十分緩慢,難以被人們察覺。我們可以通過對一些自然現象的觀察來證明過去所發生的地殼變動。
中文名
地殼變動
外文名
Changes in the earth's crust
性    質
地理活動
特    點
易引發自然災害

地殼變動內容

我們賴以生存的地球,其形狀與內部構造像雞蛋。地球的最外層叫地殼;地殼下面的部分叫地幔,由軟體物質組成;地球最中心的部分叫地核。地球的平均半徑為6370千米左右,地殼厚度為35千米左右,大多數破壞性地震就發生在地殼內。
地殼變動(crustalmovement)是由於地球內部原因引起的組成地球物質的機械運動。地殼運動是由內營力引起地殼結構改變、地殼內部物質變位的構造運動,它可以引起岩石圈的演變,促使大陸、洋底的增生和消亡;並形成海溝和山脈;同時還導致發生地震、火山爆發等。我國古代的學者朱熹在《朱子語類》中寫到“嘗見高山有螺蚌殼,或生石中,此石乃舊日之土,螺蚌即水中之物,下者變而為高,柔者卻變而為剛。”

地殼變動分類

按運動方向可分為水平運動和垂直運動。水平運動指組成地殼的岩層,沿平行於地球表面方向的運動。也稱造山運動褶皺運動。該種運動常常可以形成巨大的褶皺山系,以及巨形凹陷、島弧、海溝等。垂直運動,又稱升降運動、造陸運動,它使岩層表現為隆起和相鄰區的下降,可形成高原斷塊山拗陷盆地平原,還可引起海侵和海退,使海陸變遷。地殼運動控制着地球表面的海陸分佈,影響各種地質作用的發生和發展,形成各種構造形態,改變岩層的原始狀態,所以有人也把地殼運動稱構造運動。按運動規律來講,地殼運動以水平運動為主,有些升降運動是水平運動派生出來的一種現象。

地殼變動按照方向

地殼的變動,便規模來説,可以分為二個階層來加以討論。就嚴格的“地殼”定義語言,地殼為地球結構的外層,總厚約30~50公里左右。地殼又能分為大陸地殼比海洋地殼兩套間。有關這兩個單元的變動,自公元一九一二年以來曾有學者講出“大陸漂移説”與“海底擴張學説”,以説明地殼的大規模變動。這幾年於一九六七年左右,又有“板塊構造學説”,講出地殼為六大板塊,以及十餘的板塊所組成,麼分別在一定的方向以每一年約二釐米左右之速度移動。在兩板塊相接之地帶,發生碰撞或隱沒有等現象,並有事一定例證説明。以上關於地殼變動的理論,已獲大多數學者的讚美,但若干地方仍欠缺完整的解釋,尚待進一步的證實。
有關地殼變動的一次一階層為旺季山運動與旺季陸運動。前者為地殼上的地向斜內深厚沈面積倒,經地殼運動而造成相當規模的山脈。此外,由於地殼的平衡關係,發生大部分陸地的升隆或沈降現象,稱為旺季陸運動,也為地殼變動之另一方式。地殼變動另一表現為斷層比褶皺,斷層為剛層因受推壓或牽引羣作用而發生斷裂,便規模可自數釐米而才若干公里。褶皺為剛層經推壓而發生寬一正在不等之摺曲子現象。

地殼變動按照速度

地殼運動按運動的速度可分為兩類:
①長期緩慢的構造運動。例如大陸海洋的形成,古大陸的分裂和漂移,形成山脈和盆地的造山運動,以及地球自轉速率和地球扁率的長期變化等,它們經歷的時間尺度以百萬年計。另如冰期消失、地面冰塊融化引起的地面升降,也屬以萬年計的緩慢運動。
②較快速的運動。這種運動以年或小時為計算單位,如地極的張德勒擺動,能引起地殼的微小變形;日、月引潮力不但造成海水漲落,也使固體地球部分形成固體潮,一晝夜地面最大可有幾十釐米的起伏;較大的地震可引起地球自由振盪,它既有徑向的振動,也有切向的扭轉振動。

地殼變動依據

地殼變動大陸漂移説

解釋地殼運動和海陸分佈﹑演變的學説。大陸彼此之間以及大陸相對於大洋盆地間的大規模水平運動﹐稱大陸漂移。離極力。較輕硅鋁質的大陸塊漂浮在較重的黏性的硅鎂層之上﹐由於潮汐力離極力的作用使泛大陸破裂並與硅鎂層分離﹐而向西﹑向赤道作大規模水平漂移。並且向附近移動的活動應用。
大陸漂移圖 大陸漂移圖

地殼變動海底擴張説

海底擴張説(sea-floor spreading hypothesis)是海底地殼生長和運動擴張的一種學説,是對大陸漂移説的進一步發展。 它是20世紀60年代,由美國科學家H.H赫斯和R·S·迪茨分別提出的。
海底擴張圖 海底擴張圖
五十年代以來,隨着海底科學的發展,人們利用放射性同位素測定海底岩石年齡,發現海底岩石的年齡很輕,一般不超過2億年,相當於中生代侏羅紀(大陸最老岩石年齡在30億年以上),而且離海嶺(又叫大洋中脊)愈近,岩石年齡愈輕;離海嶺愈遠,岩石年齡愈老,而且在海嶺兩側呈對稱分佈。六十年代初,一些科學家提出了海底擴張學説,認為海嶺是新的大洋地殼誕生處。
地幔物質從海嶺頂部的巨大開裂處湧出,凝固後形成新的大洋地殼。以後繼續上升的岩漿又把原先形成的大洋地殼以每年幾釐米
的速度推向兩邊,使海底不斷更新和擴張。當擴張着的大洋地殼遇到大陸地殼時,便俯衝到大陸地殼之下的地幔中,逐漸熔化而消亡。這一過程實際上是洋殼“新陳代謝”過程,其所歷時間約需2億年。它也是海底岩石年齡的下限。

地殼變動成因

不同類型的地殼運動其成因是不同的。
以黃道面為參照物發生的地殼運動及成因
地球繞太陽公轉的軌道面叫做黃道面。地殼及其組成岩石以黃道面為參照物發生的位置變化,是最大規模的地殼運動。
地殼運動
本類地殼運動分為三小類:一是,地球自轉發生的地殼相對黃道面的位置變化;二是,地球公轉發生的地殼相對黃道面的位置變化;三是,地軸傾角變化,發生的地殼相對黃道面的位置變化。
本類地殼運動引起晝夜、季節和氣候的變化,引起太陽、月球對地球引力的變化,進而引發其他類型的地殼運動。
本類地殼運動的成因:由太陽系的起源和演化所致。
以地軸為參照物發生的地殼運動及成因
地殼及其組成岩石以地軸為參照物發生的位置變化,其規模次於第一類地殼運動,引起地極、磁極位移。相對於地軸發生的變化,即地極發生了移動。此類型地殼運動,引起地殼及地面地理座標的變化,也引起季節和氣候的變化,引起地日、地月引力平衡的變化。
本類地殼運動成因:層狀地球在太陽和月球引力作用下,地球外球發生了轉動而形成的。
以地理座標為參照物發生的地殼運動及成因
地殼及其組成物質岩石以地理座標為參照物發生的位置變化,本類地殼運動形成大規模的地殼抬升隆起和凹陷沉降,形成山脈、高原,形成平原、盆地,形成峻嶺、溝谷。
本類地殼運動的動力來源主要有以下:
一、水、風的剝蝕和搬運及沉積作用
本類地質作用不僅形成規模大小不等的地殼運動,而且所形成的沉積物與沉積岩是形成山脈、高原的物質基礎。
水的剝蝕與搬運及沉積作用所形成的地殼運動,降低了地殼的相對高度,剝高填窪,使地殼趨向平衡。
風的剝蝕與搬運及沉積作用,風對岩石的剝蝕及搬運與沉積作用特點:
風蝕發生在少雨乾旱地區,不僅對高山高原進行剝蝕,而且對溝谷窪地也進行剝蝕。
風的搬運作用,其搬運距離遠近不等,近的只是離開剝蝕原地,遠的可以達上千上萬公里。其沉積面積大小不等,大的可達幾百萬平方公里。
風的沉積,可以在陸地,可以在水域;可以在窪地與平原,可以在山脈與高原;即能形成準平原沉積,也能形成山脈沉積。
風成地勢易改變和遷移。風成沉積,可形成產狀為高傾角的碎屑岩,可形成沉積褶皺構造。
風的沉積可以和水的沉積同時或交替進行。
二、地球自轉時產生的由兩極向赤道的離心力
關於地殼物質在地球自轉的離心力作用下向地球赤道方向運動的試驗,地質力學已做了模擬試驗予以證明。
三、在太陽和月球引力作用下,地球自西向東旋轉時,地殼不同質量區塊產生由東向西運動。在沒有其它星球引力作用下,地殼各部分物質隨地球自轉做勻速圓周運動。在太陽、月球的引力作用下,由於地殼各部分組成物質的不均,產生沿緯向的差異運動,形成擠壓和分離。
地殼在大區域或小面積上其組成物質是不均勻的。
在大區域上,陸地有歐亞、非洲、南北美洲、南極洲等大區塊,海洋有太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋等幾大區塊。這些大區塊在地勢、物質組成、面積大小、幾何形態、地理位置、質量、構造等都不一樣。在大區塊內有眾多的小區塊。地殼上這些大小區塊,受太陽、月球的引力不同,在地球自轉時,它們的運動速度慢不一。由於地球自西向東旋轉,地殼上這些大小塊體形成自東向西的相對運動。
以地面物體為參照物發生的地殼運動及成因
以地面物體為參照物發生的地殼運動,地殼組成物質岩石相對運動距離小,屬於小範圍的地殼運動。除大範圍的地殼運動能引起本類地殼運動外,地震、火山、塌陷、隕石撞擊、生物的一些活動等等都能引起本類地殼運動。

地殼變動影響

地球誕生以來,地殼就在不停運動,既有水平運動,也有垂直運動。地殼運動造就了地表千變萬化的地貌形態,主宰着海陸的變遷。人們可用大地測量的方法證明地殼運動。例如,人們測出格林尼治華盛頓兩地距離每年縮短0.7米,像這樣發展下去,1億年之後,大西洋就會消失,歐亞大陸就會和美洲大陸相遇。化石也是地殼運動的證據。在喜馬拉雅山岩層裏,找到了許多古海洋生物化石,如三葉蟲筆石、珊瑚等,説明這裏曾經是汪洋大海。文化遺蹟也是很好的證據。意大利波舍裏城一座古廟的大理石柱離地面4~7米處,有海生貝殼動物蛀蝕的痕跡,可見該廟自建成以後曾一度下沉被海水淹沒,以後又隨陸地上升露出了水面。另外,火山地震地貌及古地磁研究等都能提供大量的地殼運動的證據。地殼運動引起的地殼變形變位,常常被保留在地殼岩層中,成為地殼運動的證據。在山區,我們經常可以看到裸露地表的岩層,它們有的是傾斜彎曲的,有的是斷裂錯開的,這些都是地殼運動的“足跡”,稱為地質構造。形成的地貌,稱為構造地貌。地球在地質時期的地殼運動,雖然不能通過直接測量得知,但在地殼中卻留下了形跡。在山區岩石裸露的地方,沉積岩層常常是傾斜、彎曲的,甚至斷裂錯開了,這都是岩層受力發生變形的結果。在中國山東榮城沿海一帶,昔日的海灘現已高出海面20~40米。福建漳州、廈門一帶,昔日的海灘也已高出海面20米左右,説明這些地方的地殼在上升。我國渤海海底發現了約達7千米的海河古河道,這表明渤海及其沿岸地區為現代下降速度較大的地區。再如,美麗的雨花石產於南京雨花台,這些夾有美麗花紋的光滑的卵石,是古河牀的天然遺物。雨花台大量堆積着卵石,説明這裏過去曾有河流,以後地殼上升,河道廢棄,才成了如今比長江水面高出很多的雨花台礫石。

地殼變動褶皺

當岩層受到地殼運動產生的強大擠壓作用時,便會發生彎曲變形,這叫做褶皺。地殼發生褶皺隆起,常常形成山脈。世界許多高大的山脈,如喜馬拉雅山阿爾卑斯山、安第斯山等,都是褶皺山脈。它們是由地殼板塊相互碰撞、擠壓,在板塊交界處發生大規模褶皺隆起而形成的。 褶皺有背斜向斜兩種基本形態。背斜岩層一般向上拱起,向斜岩層一般向下彎曲。在地貌上,背斜常成為山嶺,向斜常成為谷地或盆地。但是,不少褶皺構造的背斜頂部因受張力,容易被侵蝕成谷地,而向斜槽部受到擠壓,巖性堅硬不易被侵蝕,反而成為山嶺

地殼變動斷層

地殼運動產生的強大壓力或張力,超過了岩石所能承受的程度,巖體就會破裂。巖體發生破裂,並且沿斷裂面兩側巖塊有明顯的錯動、位移,這叫做斷層。
斷層有地壘和地塹兩種基本形態。中間凸起,兩側陷落的叫地壘,相反,中間陷落,兩側相對凸起的叫地塹
在地貌上,大的斷層常常形成裂谷或陡崖,如著名的東非大裂谷(地塹)、我國華山北坡大斷崖(地壘)等。斷層一側上升的巖塊,常成為塊狀山地或高地(地壘),如我國的華
地殼運動
山、廬山泰山;另一側相對下沉的巖塊,則常形成谷地或低地(地塹),如我國的渭河平原、汾河谷地。在斷層構造地帶,由於岩石破碎,易受風化侵蝕,常常發育成溝谷、河流。
瞭解地質構造規律,對於找礦、找水、工程建設等有很大幫助。例如,含石油、天然氣的岩層,背斜是良好的儲油構造;向斜構造盆地,利於儲存地下水,常形成自流盆地。在工程建設方面,如隧道工程通過斷層時必須採取相應的工程加固措施,以免發生崩塌;水庫等大型工程選址,應避開斷層帶,以免誘發斷層活動,產生地震、滑坡、滲漏等不良後果。