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阅读 15479 次 历史版本 1个 创建者:雪儿 (2011/1/8 9:56:08)  最新编辑:尺素 (2011/11/13 10:39:19)
地殼
拼音:dì qiào

 
地殼
地殼
  在地理上,地殼是指有岩石組成的固體外殼,地球固體圈層的最外層,岩石圈的重要組成部分,可以用化學方法將它與地幔區别開來。其底界爲莫霍洛維奇不連續面(莫霍面引)。

  地殼是地球固體地表構造的最外圈層,整個地殼平均厚度約17千米,其中大陸地殼厚度較大,平均約爲35千米。高山、高原地區地殼更厚,最高可達70千米;平原盆地地殼相對較薄。大洋地殼則遠比大陸地殼薄,厚度隻有幾千米





地殼簡介


  拼音:dìqiào(Earth Crust)

  地殼是地球固體地表構造的最外圈層,整個地殼平均厚度約17千米,其中大陸地殼厚度較大,平均約爲35千米。高山、高原地區地殼更厚,最高可達70千米;平原盆地地殼相對較薄。大洋地殼則遠比大陸地殼薄,厚度隻有幾千米。
地殼
地殼


  地殼分爲上下兩層。上層化學成分以爲主,平均化學組成與花崗岩相似,稱爲花崗岩層,亦有人稱之爲“硅鋁層”。此層在海洋底部很薄,尤其是在大洋盆底地區,太平洋中部甚至缺失,是不連續圈層。

  下層富含硅和鎂,平均化學組成與玄武岩相似,稱爲玄武岩層,所以有人稱之爲“硅鎂層”(另一種說法,整個地殼都是硅鋁層,因爲地殼下層的鋁含量仍超過鎂;而地幔上部的岩石部分鎂含量極高,所以稱爲硅鎂層);在大陸和海洋均有分布,是連續圈層。兩層以康拉德不連續面隔開。


演化簡史


太古代


  (距今約25億年之前)
地殼
地殼

  太古代是地質年代中最古老、曆時最長的一個代,即原始地殼以及原始大氣圈、水圈、沉積圈和生物的發生、發展的初期階段。

  太古界的地層由變質深的正、副片麻岩組成。已知其中最古老的年齡爲40多億年。據此認爲,在此之前地球便出現了小型的花崗岩質地殼。由沉積岩變質而成的副片麻岩的出現,說明當時有了原始大氣圈和水圈,並有單純的物理化學風化。在這些結晶變質岩基底上覆蓋着一層變質較輕的綠岩帶,其中有火山岩和沉積岩,它們形成於當時地面的凹陷帶,後來才經歷變質作用。其年齡在34億—23億年間。據推測,太古代早期地球表面有許多小型花崗質陸塊,它們之間有深淺多變的古海洋。後來各小陸塊在移運中結合成面積較大的大陸板塊。這些最古老的陸塊現在已散布於各大陸中,即通常所說的穩定陸塊的核心——克拉通或古地盾區。

  太古代的地殼運動和岩漿活動既廣泛又強烈;火山噴發頻繁,故使大氣圈和水圈才得以形成。原始海洋的面積可能比現在大,但平均水深則淺得多。現在世界各地蘊藏豐富的海相層狀沉積的變質鐵錳礦床和岩漿活動形成的金礦等就是在這時期形成的。當時的大氣圈可能富含碳酸氣、水蒸汽和火山塵埃,隻有少量的氮和非生物成因的氧。海水也是酸性礦化水(後來才逐漸被中和),陸地是灼熱的,荒蕪的。在某些適宜的淺海環境中,有些無機物質經過化學演化躍變爲有機物質(蛋白質和核酸),進而發展爲有生命的原核細胞,構成一些形態簡單的無真正細胞核的細菌和藍藻。這隻是出現於太古代的後期。

  總的來說,太古代是原始地理圈的形成階段,陸地是原始荒漠景觀,水域是生命孕育和發源之地。當時地殼與宇宙之間以及和地幔之間的物質能量交換比後來任何時候都強烈得多。

元古代


  (距今25億—6億年前)

  在元古代,大陸性地殼逐漸由小變大,從薄增厚,火山活動相對減少,岩性也從偏基性向偏酸性轉化。下元古界有巨厚的碎屑堆積,大有利於強烈的花崗岩化活動及導致大型侵入體的形成。由於大氣中CO2濃度降低和水中Ca、Mg離子增多,開始出現有化學沉積的碳酸鹽岩。它將直接影響到岩漿過程的演化,導致鹼性派生岩的出現。隨着大氣中游離氧的增加,氧化環境也開始出現了。因而後期有了鲕狀赤鐵礦和硫酸鹽等礦物以及第一批紅層建造的產生。生物的出現對環境的影響還不大,所以在元古界無大量的生物化學沉積。元古代末還發現有冰磧岩,這是全球性第一次大冰期的產物。

  這時原核生物已進化爲真核生物,嫌氣生物轉化爲喜氧生物(這個轉摺點稱尤里點,發生於大氣中氧含量增至當前大氣中氧濃度的千分之一的時候),物種數量也從少增多。這時地球上的植物界第一次得到大發展,出現了數量較多的能進行光合作用與呼吸作用的較原始的低等植物,如綠藻、輪藻、褐藻、紅藻等。這些微古生物已可用於地層的劃分和對比。在元古代晚期,原始動物也出現了。如澳洲的埃迪卡拉動物群,其中有海綿水母節蟲扁蟲及軟體珊瑚等水生無脊索動物化石。在北美還發現有海綿骨針化石。

  元古代有多次地殼運動,較廣泛的有我國的五台運動,呂梁運動、澄江運動、薊縣運動等;北美有克諾勒運動、哈德遜運動、格倫維爾運動、貝爾特運動等。曆次造山運動形成的褶皺帶都使原有的小陸塊逐漸拼合在一起成爲古陸,後來都成爲各大陸的古老褶皺基底和核心,前寒武紀陸台(或稱地台),現在出露的隻占陸地面積的1/5。據古地磁研究,北美羅倫古陸和非洲古陸在元古代都曾發生過多次極移(E. lrving等,1975;J. D. E. Piper,1976)。

古生代


  (距今6億—2.3億年前)

  古生代包括寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀和二叠紀。據研究,6億—7年億年之前,大陸經歷過多次分合,在元古代末期(晚前寒武紀),各分散陸塊曾聯合組成泛大陸。寒武紀時泛大陸發生分裂,在南部成爲岡瓦納大陸,北部分爲北美、
地殼
地殼
歐洲和亞洲三個大陸,彼此間被前海西海、前加里東海、前烏拉爾海和前特提斯海(前古地中海)所分隔。奧陶紀末開始發生加里東造山運動。至泥盆紀時,前加里東地槽已褶皺成山,古歐洲與北美合成一塊大陸。晚石炭紀時經海西運動後,前海西地槽消失了,使歐美大陸與岡瓦納大陸合並。至晚二叠紀,前烏拉爾海也消失了,亞歐大陸形成,全球又成爲一個新的泛大陸。

  據王荃等的研究(1979年),我國北方的中朝古陸與南方的颺子古陸的性質很不相同,後者與南半球岡瓦納古陸的許多情況極爲相似。他們認爲,颺子古陸在早古生代曾是岡瓦納古陸的一部分,後來分裂並向北漂移,至晚古生代才與中朝古陸碰撞合並在一起,兩者之間的秦嶺-淮陽山地是個地縫合線。近年來在這里也發現了蛇綠岩套岩層(由蛇紋岩、橄欖岩、輝長岩及枕狀基性火山岩等組成的、屬於洋殼和地幔噴出的岩層,它是代表大陸縫合線的指示岩層)。我國古地磁的研究也認爲,元古代後期,颺子古陸大致位於現在印度洋北部,與北方的中朝古陸遠隔重洋。

  各地質時代的地殼運動和海陸分合,對地理環境帶來很大的變化:大陸分裂引起海侵,大陸合並引起海退;對生物演化也有重大的影響。自寒武紀以來大陸的分合和海生無脊索動物科數增減變化的對比情況。

  在寒武紀,泛大陸發生分裂並引起海侵,大陸架廣布,海生無脊索動物空前繁盛,其中以節肢動物的三葉蟲占化石總數的60%,腕足類約占30%,其他僅占10%。這時海生植物也有向陸生植物過渡的蹟象。如我國寒武系地層中發現的藻煤就是一例。奧陶紀海底廣泛擴張,腕足類、角石、筆石、鸚鵡螺珊瑚等成爲世界性的種類。原始的魚類——無顎魚(甲胄魚)也出現了。志留紀除海生動物繼續大量發展外,後因地殼運動和環境變化劇烈,海生動物進入了大陸淡水區域,真正的魚類——有頜魚和適於岸邊生長的具有水分輸導組織的維管束植物也誕生了。自泥盆紀以後的晚古生代,大陸趨於合並,海退不斷發生,許多海生無脊索動物的居留地消失,它們的種類和數量因而大減。相反,魚類則全盛起來,陸生植物也日趨繁茂。地球表面從此結束了一片荒漠和無臭氧層的時代。至石炭、二叠紀又成爲兩棲動物的全盛時期,植物界也從孢子植物發展成爲裸子植物。在石炭、二叠紀的各大陸都分布以蕨類爲主的大森林,成爲地質歷史上重要的造煤時期。

中生代


地殼構造
地殼構造
  (距今2.3億—7千萬年前)

  中生代包括三叠紀、侏羅紀白堊紀。現有許多資料證明,泛大陸的重新分裂發生於中生代,即始於晚三叠紀,主要分裂在侏羅紀和白堊紀,且一直延續到新生代。這泛大陸原來向南北極延伸,赤道部分較窄,存在特提斯海(古地中海)。三叠-侏羅紀時,北美洲與非洲分裂,北大西洋開始擴張,泛大陸被分爲北部的勞亞(勞倫斯和亞細亞)古陸和南部的岡瓦納古陸。侏羅-白堊紀,南美洲與非洲分裂,南大西洋開始擴張。非洲和印度在侏羅紀時也與南極洲和澳洲(二者仍在一起)脱離,開始形成印度洋。白堊紀時,北大西洋向北展寬,南大西洋已有一定規模,印度向東北漂移,印度洋也隨之擴大,而古地中海則趨於縮小。

  中生代各地都有強烈的造山運動,歐洲有舊阿爾卑斯運動,美洲爲内華達運動拉拉米運動,中國爲印支運動燕山運動。這時褶皺、斷裂和岩漿活動都極爲活躍。在我國東部形成一系列華夏式隆起與凹陷,許多有色金屬和稀有金屬礦床的形成都與這時的岩漿活動有關,在斷陷盆地中也形成煤、石油和油頁岩等礦物。我國大陸的基本輪廓也在這時建立起來了。

  生物界較古生代有很大發展。古生代末出現的裸子植物在中生代已成爲最繁盛的門類,它們靠種子繁殖,受精過程完全擺脱了對水的依賴,更適於陸地的生境。這又是植物進化中的一次飛躍。像蘇鐵類、銀杏類、松柏類等陸生植物的大量發展,不僅爲成煤作用創造了有利的條件(如世界廣泛分布的侏羅系煤層),而且也爲爬行動物的發展提供了豐富的食物基礎。

  整個中生代,爬行動物成爲當時最繁盛的脊索動物。在陸地上有食草和食肉的恐龍,在海上有魚龍和蛇頸龍,在空中有翼龍。與此同時還出現有蜥蜴鱷魚類和昆蟲等。在海生無脊索動物中的菊石也極爲昌盛。因此,有人把中生代稱爲恐龍時代、菊石時代或蘇鐵時代。但到白堊紀末,這些盛極一時的生物種類大都絕滅了,僅有一部分能殘存下來。而當時已經出現但處於弱勢的原始的鳥類哺乳動物則進入了壯觀的新生代;被子植物從此也欣欣向榮。

新生代 


  (7千萬年前—現在)

  新生代包括老第三紀、新第三紀和第四紀,是距今最近的一個代。繼中生代之後,海底繼續擴張,澳洲南極洲分離 東非發生張裂,印度與亞歐大陸碰撞。在第三紀發生強烈的地殼運動,歐洲稱爲新阿爾卑斯運動,亞洲稱喜馬拉雅運動。在古地中海帶(阿爾卑斯-喜馬拉雅帶)和環太平洋帶形成一系列巨大的褶皺山體。在古老的地台區也發生拱曲、斷層等差異性升降運動,在斷陷盆地中廣泛發育了紅層。這次造山運動和伴隨的海退作用,使從中生代繼承下來的自然地理環境發生了顯著的變化。

  從全球來看,老第三紀地表主要是溫暖潮濕的氣候。在強烈的造山運動之後,大氣環流系統,尤其是區域性環流系統也發生了變化,許多地方趨向於幹冷。我國西部青藏高原的隆起,給東部季風環流系統以很大的影響,尤其是華南地區成爲與同緯度地區不同的暖濕森林景觀。在第四紀,由於溫帶和兩極的氣候進一步變冷,地球上發生了大規模的冰川作用,經歷了多次冰期與間冰期的變化。生物也因生境的變化而變化。

  在植物界,老第三紀以被子植物的大發展爲特征,植物群落由原來單調的針葉林轉變爲花果豐碩的常綠闊葉林。當氣候趨於幹冷之後,許多地方的植被發生了旱生化現象。在新第三紀初出現了以單子葉草本植物爲主的草原,在第四紀又出現了苔原。動物界以哺乳類的空前繁盛爲特點,故新生代又稱哺乳動物時代。濕熱森林區繁茂的被子植物,對哺乳類的發展起很大的促進作用。昆蟲的繁盛也與被子植物的發達有關。被子植物和昆蟲的廣泛分布又促進了鳥類的昌盛。當草原面積擴大後,在有蹄類和齧齒類中出現了許多食草性的草原動物群,隨之而來的食肉動物也增加了。

  特别重要的是在第四紀出現了人類。這是地球歷史上具有重大意義的事件。人類經過複雜的發展過程之後,又逐漸成爲幹擾、控制和改造自然環境的一個重要的因素。所以,第四紀又被稱爲“靈生代”。

地殼最厚和最薄的地方

世界上地殼最厚的地方
世界上地殼最厚的地方

  青藏高原是地球上地殼最厚的地方,厚達70千米以上;而靠近赤道的大西洋中部海底山穀中地殼隻有1.6千米厚;太平洋馬里亞納群島東部深海溝的地殼最薄,是地球上地殼最薄的地方。





地殼中的元素


  化學元素周期表中有108種元素,其中92種元素以及300多種同位素在地殼中存在。

  在地殼中最多的化學元素是氧,它占總重量的48.6%;其次是硅,占26.3%;以下是鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂。豐度最低的是砹和鈁,約占1023分之一。上述8種元素占地殼總重量的98.04%,其餘80多種元素共占1.96%。

  地殼中各種化學元素平均含量的原子百分數稱爲原子克拉克值,地殼中原子數最多的化學元素仍然是氧,其次是硅,氫是第三位。

  大約99%以上的生物體是由10種含量較多的化學元素構成的,即的含量較少;而的含量非常少,被稱爲微量元素。表明人與地殼在化學元素組成上的某種相關性。

  地殼中含量最多的元素是氧,但含量最多的金屬元素則要首推鋁了。

  鋁占地殼總量的7.73%,比鐵的含量多一倍,大約占地殼中金周元素總量的三分之一。

  鋁對人類的生產生活有着重大的意義.它的密度很小,導電、導熱性能好,延展性也不錯,且不易發生氧化作用,它的主要缺點是太軟。爲了發揮鋁的優勢,彌補它的不足,故而使用時多將它制成合金。鋁合金的強度很高,但重量卻比一般鋼鐵輕得多.它廣泛用來制造飛機火車車廂、輪船日用品等。由於用的導電性能好,它又被用來輸電.由於它有很好的抗腐蝕性和對光的反射性.因而在太陽能的利用上也一展身手。

地殼的運動


地殼運動的證據

地殼
地殼

  地殼自形成以來,每時每刻都在運動着,這種運動引起地殼結構不斷地變化。地震是人們直接感到的地殼運動的反映。更普遍的地殼運動是在長期地、緩慢地進行着,也是人們不易覺察到的,必須借助儀器長期觀測才能發覺。例如,大地水准測量資料證明,喜馬拉雅山脈至今仍以每年0.33~1.27釐米的速度在上升。

  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蹟。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。在我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,說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爲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,是古河床的天然遺物。雨花台大量堆積着卵石,說明這里過去曾有河流,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。

大陸漂移說


  德國氣象學家魏格納(1880~1930) 在1912年系統提出的一種大地構造假說。他認爲古生代後期全球隻有一個龐大的聯合古陸,稱“泛大陸”。中生代由於潮汐摩擦和從兩極向赤道方向的擠壓力,泛大陸開始分裂,較輕的花崗岩質大陸在較重的玄武岩質地幔上漂移,逐漸形成今日的海陸格局。他認爲地球上的山脈也是大陸漂移的產物,科迪勒拉山安第斯山是美洲大陸向西漂移滑動時,受到太平洋玄武質基底的阻擋,被擠壓而形成的褶皺山脈;亞洲東緣的島弧群,是大陸向西漂移過程中留下的殘塊;格陵蘭的南端、佛羅里達、火地島等弧形彎曲,都是向西滑動摩擦脱落的結果;東西向的阿爾卑斯山和喜馬拉雅等各大山脈,是大陸從兩極向赤道擠壓的結果。魏格納根據當時掌握的資料,從地質、地形、古生物、古氣候和大地測量等方面,詳細論證了大陸漂移說。這個假說當時引起了地質學界和地球物理學界的重視。但是對於大陸漂移的機制和規律,則有很多學者表示懷疑。20世紀50年代以來,古地磁學的研究表明,地質歷史時期磁極的移動,隻有用大陸漂移說才能得到合理的解釋。因此大陸漂移說又穫得了新生。

板塊構造學說


  1961年和1962年,美國的迪茨和赫茨提出了“海底擴張說”。在此基礎上,1968年法國地質學家勒皮顺等人首創“板塊構造學說”,現已成爲最流行的地球科學新理論。

  板塊構造學說將全球的岩石圈劃分爲六大板塊:亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊、太平洋板塊、印度洋板塊和南極洲板塊,除六大板塊外還有些小板塊。大陸内部也可以劃出一些次一級的板塊。板塊之間,分别以海峽或海溝、造山帶爲界。一般說來,板塊内部地殼比較穩定;板塊與板塊交界處是地殼比較活動的地帶,其活動性主要表現爲地震、火山、張裂、錯動、岩漿上升、地殼俯沖等。世界上的火山、地震活動,幾乎都分布在板塊的分界線附近。

  板塊學說認爲地殼是有生有滅的。由於海底擴張,大洋底部不斷更新,大陸則隻是隨着海底的擴張而移動。板塊在相對移動的過程中,或向兩邊張裂,或彼此碰撞,從而形成了地球表面的基本面貌。如3億年前,歐、非兩洲和南、北美洲相連,以後出現大西洋海嶺,新的洋殼不斷形成並以它爲中軸向兩邊擴張,才使上述各洲分開。而在近7000萬年以來,由於印度板塊不斷北移,與亞歐板塊相撞,產生喜馬拉雅山脈。東非大裂穀則正處於非洲大陸開始張裂,處於產生新洋殼的雛型期。紅海亞丁灣則是兩側地殼張裂擴張的結果,處於大洋殼的幼年期。現在的地中海,則是代表大洋發展的終了期,它是廣闊的古地中海經過長期演化後殘留下來的海洋。

  關於板塊的驅動力問題,有人認爲是地幔對流,也有人認爲是地幔中的“熱點”和“熱柱”把岩石圈拱起,而使其在重力作用下向下滑動推擠板塊運動,還有其他的一些主張,目前尚無統一的認識。

  大陸漂移──海底擴張──板塊構造,這是人類對地殼運動認識過程不斷深化發展的三部曲。

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