地质学概论

《地质学概论》常见问题解答

1. 什么是将今论古。

即根据现代地质作用的特征推断地质历史中发生过的地质作用。

2. 简述以下概念。

地质年代指地质体形成或地质事件发生的时代。

绝对地质年代反映距今的时间单位（通常以百万年为单位）。

相对地质年代反映地质体形成或地质事件发生的先后顺序，指相对新老关系。地层层序律沉积岩和喷出岩等原始产状是水平或接近水平的成层岩石，只要岩层形成后没有分离或倒转，上面岩层的形成时代一定比下面的岩层新。

生物层序律由于生物进化总是由低级向高级发展的，这种演化规律是不可逆的，因此，每一地质时代的都具有特征的化石或化石组合，可以作为划分相对地质年代的证据。一般地，保存相对高级古生物化石的地层相对较新，古生物化石相同的地层形成时代相同，

化石岩石中的生物遗体或遗迹称为化石。

标准化石演化较快、存在时间短、分布较广、特征明显的生物化石和生物化石组合称为标准化石。

3. 简述重力异常的概念及其地质意义？

重力异常就是校正后的实际观测值与该测站的正常重力值（标准值）的差异。实测值大于正常重力值是正异常，反之为负异常。根据重力异常的相对范围，分为区域重力异常和局部重力异常。前者用于了解地球内部的大结构，后者用于矿产勘探。

4. 简述地球内部圈层划分方案和主要依据？

研究地球内部圈层结构主要利用地球物理学和天体物理学研究成果，其中最有意义的是地震学、重力学和陨石学的资料，它们用来推断地球内部物质成分、物理状态和性质。此外，高温高压实验、同位素地质学和岩石学探针等研究，为研究探索地球内部物质运动、变化过程提供了重要依据。

地球物理学家研究天然地震波传播方向与速度资料，发现地球内部物质具有显著的纵、横向的非均匀性质。尤其是纵向上，在几个深度上波速有明显的变化，说明地球内部物质的同心圈层结构。

根据地球内部存在的莫霍与古登堡两个不连续界面，将地球内部分为三大圈层，即地壳、地幔和地核。在根据次级界面，把地幔分为上地幔和下地幔。地核分为外核、过渡带和内核。

5. 试述岩石圈、软流圈的概念和特征、构造意义？

地壳和软流圈之上的固态上地幔B'层合称为岩石圈。它包括（沉积层）、（花岗质层）、（玄武质层）和（超基性层）。莫霍面位于（岩石圈）以内。根据板块构造观点，岩石圈被洋中脊、俯冲带、转换断层等分隔为若干岩石圈板块。它们在地幔对流的驱动下，飘浮在软流圈之上作大规模的水平位移，导致大陆漂移。将上地幔内60－250km深度间地震波速减低的低速带，即B''层，称为软流圈。它具有地震纵波与横波速降低（有些地区不传播横波）、电导率增高，为熔融物质与固体物质混合带，部分熔融约占1％－10％，其粘性比上覆和下伏的地幔部

分低2－3个数量级等特点。其岩石成分是超基性岩，与B'层没有差别，主要差别是物态不同。它可以缓慢流动，因此，在一系列深部地质过程中起着重要作用。

6. 何谓岩石？根据成因可将地球上的岩石划分为哪几种成因类型？

岩石为天然形成的矿物或元素集合体。按照它们的成因进一步可划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类型。

7. 内动力地质作用主要包括那四种类型？试分别给出它们的简单定义。

内动力地质作用有构造运动、地震作用、岩浆作用和变质作用；构造运动是由内部能引起的地壳变形、变位，可造成海陆变迁，使岩石褶曲和断裂；地震作用是因构造运动引起的地壳快速颤动；岩浆作用是指在地下深处形成的硅酸盐熔融体的形成、运移到侵位后冷凝固结成岩地过程；变质作用是指由于物理化学条件的改变而使得地壳中原有岩石发生转变形成新岩石的过程。

8. 简述中国西北地区基岩风化残积区的主要风化类型、影响风化因素及风化壳类型与南方基岩风化残积区又何不同。

西北地区气候干旱少雨、昼夜温差大、风力强盛，其主要风化类型是物理风化。影响风化的气候因素主要是温度。由于昼夜温差大，岩石风化破裂速度快，使基岩区地表形成大量碎屑残积物。由于降雨少生物作用弱，化学风化作用也弱，地表难以形成土壤。某些地区即使有土壤形成形，也只是弱发育成砂砾质土层。地形对其影响表现在基岩风化区多为丘陵区或山前地带，风化物不断向低处运移，未风化岩石不断暴露，物理风化持续进行。岩石成分与结构影响风化的速度和风化区地貌形态。该区通常只能达到风化过程的第一阶段，主要风化壳由基岩碎屑组成。

南方地区气候温和雨水充足，昼夜温差小，植被发育，因此主要风化类型是生物风化与化学风化。主要影响的气候因素是降雨与温暖气候。丘陵地区由于植被较好，风化壳残留原地，母岩被覆盖，不利于物理风化。岩石矿物成分影响最终风化壳类型。该区域风化程度较深，主要风化壳为红土型风化壳、硅铝粘土型风化壳。

石灰岩风化区例外，由于降雨顺地表岩溶裂隙流失，地表植被不发育。其主要风化作用是碳酸盐溶解作用。

9. 简述构造运动对河流发育的影响

河流的形成演变一方面受到流水自身运动规律的控制，另一方面受到地质构造的影响。

河谷的位置和取向通常受局部地质构造控制。河谷所在地通常是构造薄弱带、软弱岩层分布带、或是断裂、节理的发育带。这种地带有与其抗流水侵蚀能力弱，易快速发育成河谷。大区域内的河流展布格局通常和大构造有密切联系。因为大区域内的河流展布格局受该区地势特征的控制，而地势特征又受控于大构造。例如我国地势西高动低这就决定了我国主要河流如长江、黄河、珠江等均自西向东流入大海；与此同时，西南部的河流如澜沧江、怒江、红河等均环绕青藏高原东侧，沿横断山脉由北向南流入大海。而青藏高原的隆起是印度板块向欧亚大陆俯冲并发生碰撞的结果。所以，构造运动是河流展布格局的总根源。

此外，构造运动也影响水系的形式。如树枝状水系，常见于岩层和岩石强度比较均一的地区；角状水系，常发育于岩层和岩石强度均一，且叠加断层或节理的地

区。综上所述，构造运动对河流发育有巨大影响。构造稳定时期，河流发育到晚期进入老年期，在流域形成夷平面。一旦构造从新活动，河流下切加强，河流再次进入侵蚀阶段。

10. 板块运动的原因是什么？

经典板块学说认为对流，即扩张中心向两侧运动是板块运动唯一的原因。这种观点受到了很多批评。还有两种机制可引起板块的运动。一种是中脊推挤

（ridge-push），由于洋中脊向两侧发生重力下滑和软流圈岩浆顺洋中脊贯入，推动板块作测向运动。另一种是板块拖拉（slab-pull），即随着洋脊引张，推向两侧的洋壳逐渐变冷，原来比地幔轻的上覆洋壳逐渐变重，在俯冲带附近形成“重力倒置”，拉扯着洋壳向下俯冲。

11. 地幔对流（mantle convection）的本质是什么？

早期认为是热对流。后来研究证明，不单是热运动，而且还有物质对流，即化学成分的对流。对流的热以前认为来自放射性物质的衰变。目前看来，人们对放射热贡献的估计可能过高。现在已查明，放射性元素本身在减少，作用也在降低。放射性元素产生的热最多占热的总贡献的1/3。其它的热源包括：星体形成时保存的热，包括星体碰撞时保存的热；目前仍在起作用的重力分异产生的热。

12. 地幔柱（mantle plume）的基本概念和基本理论？

基本概念：热点是从地幔中上升的地幔热柱在地表的反映，并以火山作用、高热流和隆起等为标志。一般认为，地幔柱产生于核幔边界炽热上升的圆筒状物质流。基本理论：①地幔柱的根在深部地幔或核幔边界；②垂直上升的地幔柱到达岩石圈底部时，其物质流动方向变为水平方向，导致火山活动和岩石圈突起；③与地幔柱集中的上升流相平衡的回流，通过地幔其它部分缓慢向下运动，称冷幔柱；

④放射性流体施加给岩石圈板块的力和岩石圈板块边界相互制约产生的力，确定了板块的运动方向。

13. 什么是地幔拆沉作用（mantle delamination）？

据现有文献，拆沉作用是指由于重力的不稳定性导致岩石圈地幔、大陆下地壳或大洋地壳沉入下伏软流圈或地幔的过程。其中，重力不稳定性是拆沉作用的驱动力，其直接结果是造成岩石圈地幔和下地壳沉入软流圈，热的软流圈物质相应上涌至地壳下部置换冷的上地幔。岩石圈加厚是大陆岩石圈和下地壳拆沉的前奏曲。岩石圈加厚的作用包括两方面：①促使基性下地壳转变为榴辉岩；②迫使冷的、密度较大的岩石圈地幔沉入热的、浮力更大的软流圈中。

14. 板块碰撞缝合带（suture zone）的研究标志有哪些方面？

地球物理方面：地热流异常、地震及发震机制、古地磁极移曲线等方面的研究。地质方面：古生物群、岩石和构造（蛇绿岩、火山带岩浆成分的变化、混杂岩以及双变质带）、古地理等方面的研究。

15. 蛇绿岩（ophiolite）是否代表消失了的洋壳？

蛇绿岩不是单一的岩石类型，而是一套岩石组合，相当于消失的大洋残片。蛇绿岩“层序”一般自下而上为超基性岩→辉长岩→基性熔岩→深海沉积岩，底部以断层与其它岩层接触。

16. 地层划分与对比的基本原理是什么？

由于生物是由低级向高级不断的演化，在这一过程中形成了一些标准化石和特定的化石组合。生物演化具有不可转逆的特性，即已经消失的物种和已经退化的特性不会再出现。因此可利用地层中含有特定的化石组合或类型，对其进行划分和对比。

17. 研究地球资源的目的何在？自然资源有哪些特点？

目的：①研究与解决地球资源的种类、特点与规律；②合理加以利用；③加强开发与找寻；特点：①不可再生；②来自于地球；③可提高人类生活水平，促进社会发展。

18. 自然资源的种类包括哪些？

矿产资源、能源资源、土地资源、水资源、生物资源。

19. 简要阐述自然资源与自然环境的关系？

地球运动与演化规律自身形成的自然资源与自然环境是协调发生发展的。然而，由于人类对自然资源的过度开发利用，甚至不合理、不科学的开采，缺乏环境保护与治理意识，甚至对自然环境的破坏，使得开发资源的同时，也不同程度在破坏自然环境，人为使两者成为一对矛盾。应该在矿产资源法和环境保护法的监督下，增强环境保护意识，开采资源的同时，进行环境保护与治理。

20. 为什么说矿产资源是一种不可再生产资源？

矿产资源是地球上某些地区有利的地质条件下，长期地质作用的天然产物，由于它巨大的经济价值和社会效益，人类对其加速开采和利用，人类对资源的需求越来越大，资源的耗竭越来越严重。由于地球演化的不可逆性，被开采的矿产资源不能再生，应加倍珍惜、保护和科学合理的开采自然界形成的矿产资源。

21. 试分析自然环境恶化的原因？

现代人类对动物、植物、矿产、土壤、大气等资源的过度开发利用，已在全球范围内产生了严重的资源危机，特别是二次世界大战以来的近50年，石油继煤炭以后成为主要能源之一，随石油、化工、造纸业、汽车工业、核工业的快速发展，环境污染日趋严重。环境污染严重阻碍可持续发展，甚至对人类生存构成威胁，人类在运用科学技术成就和关于自然规律去保护和改造自然环境，开发资源的同时保护环境。