小桔整理了一系列的地质构造动图,可以将野外“静止”的地质现象和枯燥的地质理论完美地结合起来,必定是地质工作者的绝顶收藏!
1
岩浆
岩浆从深层侵入到上部地层形成岩浆房、侵入体,喷发地表形成火山。
侵入体可以分为岩墙、岩脉、岩床、岩盖等。
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岩浆岩侵蚀地貌
由于成分和结构差异,火成岩比沉积岩具有强的抗侵蚀能力。
侵入岩体的围岩被剥蚀殆尽,形成暴露的岩墙。
火山颈是火山通道中凝固的岩浆,暴露地表可见。
侵蚀作用继续加大,深部的岩浆房暴露,称为岩基。
3
破火山口沉积
大量岩浆在短期内快速喷发,形成广泛分布的厚层火山碎屑沉积,由此形成的火山口称为破火山口。
火山口和喷出口不同,火山口是火山喷出物在它们的喷出口周围堆积,在地面上形成的环形坑。喷出口是岩浆喷到地面的出口,位于火山口底部或火山锥旁侧。
4
破火山口塌陷
火山体下面的岩浆大量喷出,上部失去支撑,导致火山口周围崩塌下陷,形成破火山口。
在雨雪、风化和剥蚀作用下,火山口逐渐扩大, 形成火山口湖。
之后的火山活动形成的熔岩流或者凝灰岩可以部分或者完全填满火山口。
5
浊流沉积和递变层理
图中显示了三个不同期次的浊流形成的沉积序列。
浊流属于密度流,由于浊流中含有砂、粉砂等多种悬浮物质,密度要高于周围海水,在重力驱动下会发生顺坡流动。浊流沿着大陆坡向下流动,侵蚀形成海底峡谷。
浊流沉积物呈现明显的下粗上细的沉积层理,称为鲍马序列。
6
离散型大陆边缘
大西洋型,从大陆向大洋的演变,有一个广阔地带,包括大陆架、大陆坡、大陆隆、大洋中脊等。
地壳厚度从大陆向大洋均匀减薄。从大洋中脊向两边地层年代逐渐变老。
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大陆裂谷
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大陆火山弧
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火山岛弧
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地幔柱
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应力作用对矿物取向的影响
片状矿物为云母,棒状矿物为闪石。
非受力情况下,岩石内的矿物颗粒随机取向。
受到正应力作用,岩石中的片状和棒状矿物定向排列,延伸方向垂直于正应力方向。
受到剪切力作用,矿物颗粒发生旋转,延伸方向平行于剪切力方向。
图示的红色轮廓是在已存在的矿物颗粒边缘会形成新的矿物。
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应力作用对矿物分布的影响
暗色矿物为黑云母,闪石。浅色矿物为长石、石英。
正应力作用下,岩石中的矿物发生溶解并流动,在新的位置沉淀下来,形成新的矿物。
富含镁和铁的深色矿物与富含硅和铝的浅色矿物发生分离,形成沿着最小主应力方向的分层。
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矿物颗粒的应力变形
正应力作用下,岩石发生压扁或拉伸变形。岩石中的矿物颗粒发生溶解和重结晶作用,结晶方向平行于最小主应力方向。
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倾斜沉积岩层的侵蚀
河流对岩石的侵蚀作用强弱与岩石特征有关。图示河流对倾斜岩层的差异性侵蚀作用,大流量,高流速的河流可能会对任何类型的沉积岩发生侵蚀,小流量的河流只能侵蚀相对较为软弱的岩层。较软弱的岩层经受侵蚀变成谷地,较强硬的岩层则变成山脊。
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变质岩的出露
大多数变质岩都是在地表以下几公里到几十公里的深处形成,一旦上覆岩层被移除,变质岩则会出露地表。
构造应力产生逆断层,上盘在抬升过程中,上盘的上覆沉积物逐渐被风化剥蚀,沉积在下降的下盘上。上盘下部的变质岩逐渐暴露。
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盐风化作用
盐水从岩石裂缝中蒸发时,会导致矿物晶体的生长,造成岩石破裂,这种现象称为盐风化作用。水沿着裂缝进入岩石,然后沿着矿物颗粒之间的边界移动或者进入矿物颗粒间的开放空间。
当水蒸发时,盐结晶使得矿物膨胀,产生新的裂缝,为更多的盐水进入岩石提供空间。如此往复的干湿环境中,盐水的蒸发和填充作用导致岩石裂缝不断扩大,最终岩石崩解为岩屑。
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冰劈作用
水在岩石裂缝中不断结冰融化,会造成岩石的破裂,这种现象叫做冰劈作用。水沿着裂缝进入岩石,当水结冰时,体积膨胀形成新的裂缝,岩石裂隙加深加宽。
当冰融化时,水沿着扩大了的裂隙进入更深的岩石内部。如此冻结、融化的往复进行,裂隙不断扩大,最后岩石崩裂直至成为岩屑。
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干压实作用
沉积物颗粒填充某个空间,颗粒在许多点互相接触。接触点越多,沉积物间的摩擦力越大,晶界的粘结力越大。
震击前,颗粒晃动会填充少部分的空间。震击过程中,颗粒发生旋转,并紧密结合在一起。
压实的沉积物比未压实的沉积物抗震能力更强。
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有液体填充的压实作用
沉积物颗粒互相接触充填某个空间,要使沉积物紧密结合在一起,必须将水排出。震击过程中,沉积物颗粒沉淀时,颗粒间的水位会流动上升。
当水流经颗粒之间时,沉积物颗粒不载接触,从而减少了沉积物间的摩擦力。
由于水饱和充填沉积物颗粒之间的空间,整个沉积物-水的混合物表现为粘性流体。
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滑坡类型
坍塌
一种快速的沉积物运动形式,岩石或者风化层通过空气从陡峭的悬崖自由下落。
平面滑动
岩石或者风化层沿着破裂面发生移动,速度较慢。图示的破裂面为一个平面。
铲式滑动
一种特殊类型的滑动,破裂面为一个曲面,岩石或者风化层沿着曲面下降时发生一定的旋转。
蠕变滑动
山坡上的岩石和风化层发生非常缓慢的下降运动,其判别标志有:1、从物源处发生下移的岩石;2、生长弯曲的树干,树根所在土壤下移,而树朝上生长。
流动
流动的形式很多,尤其是泥石流,当水饱和充填风化层形成高粘性流体发生流动,而且流体中的固体成分比液体成分要多。大规模、高流速的岩石和风化层的流动称为岩屑崩落(debris avalanches)。
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圣海伦斯山的岩屑崩落
1980年3月,岩浆侵入导致山的北侧形成一定的隆起。后来,发生一次火山喷发,导致一次大规模的山体滑坡,经测量岩屑崩坡体积达2.8平方公里。火山爆发的原因是火山上覆的沉积物的移除降低了岩浆侵入的压力,从而导致岩浆中溶解的气体迅速膨胀,并从岩浆中逸出。
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峡谷的形成
由于构造作用,地层整体上升,河流为了维持其基准面,向下侵蚀岩层,形成近垂直的峡谷。这些峡谷两侧的角度要比稳定斜坡的最大坡度要陡。
深切峡谷两侧的陡坡发生沉积物滑落。滑坡的运动类型取决于岩石类型、风化层的厚度以及两侧植被的覆盖情况等。由于发生滑坡,两侧山坡的岩石和风化层划入河流,再被搬运出山谷。
值得注意的是地层抬升、河流下切、滑坡的发生同时进行。地层的进一步抬升和由此产生的河流下切继续产生不稳定的斜坡。
构造运动和侵蚀作用形成不稳定的山坡,为了恢复稳定,不断发生滑坡和河流下切,降低山坡角度。
从开始到稳定,山体的大量岩层被移除。其中很小一部分是由于河流下切侵蚀搬运,很大部分是由于滑坡运动,岩体落入河流中,被搬运走,沉积在别处。
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褶皱
在挤压应力作用下,岩层压缩发生褶皱,在右边还发育一条断裂。向上弯曲形成背斜,向下弯曲形成向斜。当褶皱岩层发生侵蚀作用,年代最老的岩层沿着背斜轴暴露,年代最新的岩层沿着向斜轴暴露。
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倾伏褶皱
蓝色平面是水平参考面,在图示的应力作用下,地层同时发生褶皱和倾斜,造成褶皱沿着轴线一端下降,一端上升。地层接受侵蚀作用,形成图示的地表露头,可以用来判断倾伏褶皱的存在。
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地震弹性回跳
由美国地震学家与地质学家亨利·维克多·里德在1907年提出来的。由于地壳中岩石发生了断裂错动,而岩石本身具有弹性,在断裂发生时已经发生弹性变形的岩石,在力消失之后便向相反的方向整体回跳,恢复到未变形前的状态。
这种弹跳可以产生惊人的速度和力量,把长期积蓄的能量于霎那间释放出来,造成地震。
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四种火山类型图解
火山渣锥
Cinder Cone
火山渣砾和火山弹从火山口喷出,细颗粒的火山灰在顺风处飘移。有时熔岩也会从火山渣锥底部流出。送伞的火杀渣锥一般呈30-35度。这种类型的火山相对体积较小,高度小于600m。大多数火山渣锥只喷发一次。
盾状火山
Shied Volcano
反复喷发的火山形成广泛分布的熔岩流,这些熔岩流通常是由玄武岩组成,玄武岩从火山口向外流出,形成薄片状。盾状火山的斜坡非常平缓,一般低至15度,火山高度在300-1000米不等。
复合火山
Composites Volcano
由许多熔岩流和火山碎屑的交替喷发形成。和盾状火山的熔岩不同,这种熔岩通常不容易流动,从火山口流出的距离较短。火山碎屑和火山碎屑流等沉积物堆积在火山周围。复合火山的坡角大于25度,有时会达45度,高度达3000米以上。
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风力搬运作用
蠕移:粒径较大的砂粒会随着风力的牵引作用,沿着地面发生滑动或者滚动。
跃移:粒径较小的砂粒的沉积物会以跳跃的方式前移,是风力搬运的最主要形式。
悬移:细而轻的砂粒在风力的吹扬下,悬浮在气流中移动,是风力搬运距离最远的方式。
颗粒越细搬运距离越远。搬运能力取决于风速。被风吹扬的颗粒大小与风速成正比,风速越大,搬运颗粒越粗,移动的距离越远。
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水流搬运作用
推移:类似于蠕移,水流作用使得砂粒沿着沟底或者河床滑动活着滚动。
跃移:一定大小的砂粒在水流作用下跳跃前进。
悬移:水流中的细粒物质成悬浮状态随水流运动。
搬运能力取决于流速。
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交错层理
风力或者水流作用将沙丘一侧的砂粒顺着迎风面搬运到沙丘的另一侧,并从沙丘顶部顺层滚落。
随着时间的推移,在背风面形成一系列纹层组成的斜层系。纹层的倾向可以指示风力或者水流的流向。
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冰川生长与消退
冰雪积累高峰期,冰川沿着山谷向下流动。冰雪的积累体积超过消融体积时,冰川会向前移动,平衡线也会向前移动。
当冰川的积累量和消融量平衡时,冰川体积保持不变,运动再次恢复稳定。
与生长过程相反,当积累量小于消融量时,冰川会向后移动,平衡线向后移动。许多冰川底部的侵蚀地貌会因此显现。
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冰川地壳均衡
冰川生长期,不断加大的重量将高硬度的陆壳挤入高粘度的地幔中,地幔从坳陷区向两侧流动,并在坳陷区附近抬升地壳。冰川消融期,过程相反。之前的坳陷区逐渐抬升,隆起区逐渐下沉。整个过程非常缓慢。
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冰川侵蚀
冰川主要通过对冰床的拔蚀和挖掘作用进行侵蚀。冰川自身的重量和冰体的运动,致使底床基岩破碎, 冰雪融水渗入节理、裂隙,使其扩大,岩块不断破碎,当这些松动的岩石和冰川冻结在一起,冰川向前运动就把岩块拔起带走。冰斗是冰川拔蚀作用形成的典型地貌。
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冰川沉积
在运动速率降低或者发生消融时,冰川携带的各种碎屑物会沉积下来。图示的沉积物称为终碛,是冰川在某一稳定时期,沉积物在冰川末端连续堆积而成。不同的稳定期会形成不同的冰碛物。
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泛滥平原
河流在洪水期溢出河床后堆积而成的平原,也称为河漫滩平原,常发育在河流的中下游。洪水溢出河道,携带的沉积物在岸边沉积下来,形成断面呈楔形的天然堤。
不同期次的洪水泛滥,天然堤会逐渐抬升,同时也提高了河岸的高度。
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曲流河
曲流河在发育过程中,会形成河道、河谷、牛轭湖、点坝、泛滥平原等。
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牛轭湖
图示箭头所指就是水流流速最快的部位。河流流动过程中,凹岸的水流流速快,容易受到侵蚀,凸岸水流流速慢,不易受到侵蚀,以堆积为主,形成点坝。凹岸侵蚀,凸岸堆积。截弯取直形成牛轭湖,牛轭湖干涸后,沉积物暴露地表,称为废弃河道。
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河流阶地
河流在不断下切侵蚀河谷时,也会发生横向侵蚀,形成不同期次的泛滥平原,先前河谷的高度会位于洪水位以上,呈现出阶梯状分布的河谷地形。河流阶地是侵蚀和沉积交替进行的。阶地越向高处,年代越老。
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波浪运动
一个波浪在从深水向浅水再向岸边移动过程中,会发生形态变化。
深水区:波浪的运动一直处于水介质中,未触及基底,是波长恒定的波形。波浪做圆形运动。
浅水区:波浪触及基底,波形发生变化,波长缩短。波浪做椭圆运动。按照波浪形态,还可以分为依次为增浪带、升浪带、破浪带、碎浪带、冲浪带。
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波浪折射
波浪从深水向岸边传播过程中,波峰线会随着海底地形变得弯曲,最终趋向于海岸线相适应或者接近平行。
图中的海岬处,箭头所指的波向线变得集中,称为辐聚。海湾处,波向线变得分散,称为辐散。
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夏季海滩沉积
冬季向夏季转变后,海浪变长变浅。这些波浪逐渐将沿岸沙坝的沙子从浅水区搬运到岸边堆积,形成沙滩。随着时间推移,海岸线后移,沙滩变宽。图示为加利福尼亚拉霍亚的波默尔海滩。
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声呐和回声定位
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海进沉积序列
当海平面上升时,3个沉积层向岸边移动,形成自下而上为砂岩、泥岩、石灰岩的垂向沉积序列,记录了海进过程中的沉积物变化和垂向叠置关系。
41
海退沉积序列
当海平面下降时,3个沉积层远离岸边移动,形成自下而上为石灰岩、泥岩、砂的垂向沉积序列,记录了海退过程中的沉积物变化和垂向叠置关系。
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障壁岛的运动
随着海平面上升,靠海一侧的砂质碎屑物不断地越过障壁岛的顶部向岸边迁移,导致障壁岛不断向岸边移动。这也是随着海平面上升,障壁岛没有消失的原因。
图示的泥炭层是很好的标志层,从运动前在障壁岛的左侧到运动后在障壁岛的右侧出露,很好的说明了障壁岛的运动机制。
来源:Pearson
翻译:小桔
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