自然界有许许多多的现象可以有力地证明地壳是不断运动变化的。由自然动力引起地壳或岩石圈甚至地球的物质组成、内部结构和地表形态变化和发展的作用称为地质作用(geological process)。
地质作用一方面不停息地破坏着地壳中已有的矿物、岩石、地质构造和地表形态,另一方面又不断地形成新的矿物、岩石、地质构造和地表形态。各种地质作用既有破坏性,又有建设性。在破坏中进行新的建设,在建设中又同时遭受破坏。就一条河流来说,流水对所流经的河谷和沿岸进行冲刷破坏,又将冲刷下来的泥沙、砾石、矿物在适宜的场所堆积起来,最后形成河漫滩、三角洲和阶地等地貌形态。
地质作用按其消耗能量和作用部位的不同,分为内动力地质作用和外动力地质作用两种。由地球内能(如旋转能、重力能、热能和结晶能与化学能等)引起整个岩石圈物质成分、内部构造、地表形态发生变化的作用称为内动力地质作用;由太阳辐射能、生物能、日月引力能等外能引起地表形态、物质成分发生变化的作用称为外动力地质作用。其中主要由内动力地质作用引起岩石圈的变化、变形以及地壳的增生和消亡的作用称为构造运动(structural movement)。构造运动控制着海陆分布,引起海、陆轮廓的变化、地壳的隆起和凹陷以及山脉、海沟的形成等;构造运动引起岩浆活动、火山作用、地震活动和变质作用;构造运动产生岩层褶皱与断裂等各种地质构造;构造运动还决定地表外动力地质作用的方式,控制地貌发育的过程。因此,构造运动是使地壳不断变化发展的最重要的一种地质作用,习惯上所说的地壳运动就是指构造运动。
构造运动按其运动方向可以分为两类:水平运动和垂直运动。地壳或岩石圈大致沿地球表面切线方向的运动称为水平运动,水平运动使地壳产生拉张、挤压,因而引起岩层的褶皱和断裂,以及形成巨大的褶皱山系或巨大的地堑、裂谷;地壳或岩石圈沿垂直于地球表面方向的运动称为垂直运动,垂直运动表现为大面积的上升运动和下降运动,引起大型的隆起或凹陷,产生海陆变迁。
地壳运动的产生和发展是不均衡的,各地区的影响也是不同的,它可以从各个地质时期的岩层褶皱、断裂以及岩浆活动、火山作用等反映出来。
(2)地壳运动的主要证据
1)地貌标志
地貌是内外动力地质作用的产物,但不同类型的地貌分布多受构造运动的控制。在上升运动的地区以剥蚀地貌为主;在下降运动的地区,则以堆积地貌为主。
2)沉积物标志
利用沉积物或沉积岩的厚度资料可以反映地壳升降运动的速度与幅度。例如,一般认为浅海的深度在200 m以内,如果浅海沉积物或沉积岩的厚度大于200 m,则表明是在地壳不断下降又不断接受沉积的条件下产生的。
利用岩相变化资料可以反映地壳升降运动。将能反映沉积物或沉积岩生成环境的物质成分、结构、构造、生物化石等各种综合特征的术语称为岩相。岩相变化与构造运动存在着微妙的内在联系,当地壳发生升降运动时,古地理环境随着改变,沉积岩相也相应发生变化。一般来说,地壳上升,引起海退,在同一位置来说,颗粒粗的浅海沉积物覆盖在颗粒细的深海沉积物之上,甚至没有沉积而遭受剥蚀。地壳下降,引起海进,颗粒细的深海沉积物覆盖在颗粒粗的浅海沉积物之上。(www.daowen.com)
3)地质构造的标志
褶皱和断层是构造运动的产物,反过来它们又是构造运动的证据。通过对褶皱、断层的分析,可以恢复构造运动的性质和方向。孤立的平缓穹隆构造或高角度正断层的出现,代表整个地区有上升运动。水平运动导致地块的相互挤压则形成紧密的褶皱、逆断层、逆掩断层,特别是大规模的推复构造。水平运动导致地块的相互背离,则会引起断陷。
地层的接触关系反映构造运动直观明了。上下两套地层之间的接触关系是构造运动的综合表现。地层的接触关系有沉积岩之间的整合接触、不整合接触,以及岩浆岩与围岩之间的沉积接触和侵入接触。沉积接触岩浆岩侵入体遭受风化剥蚀后,又被新沉积岩层所覆盖的接触关系。侵入接触是岩浆上升侵入于围岩之中,经冷凝后形成的岩浆岩体与围岩的接触关系。
对于岩浆岩,若其形成早于其上的沉积岩,称为沉积接触;若先形成沉积岩,其下又有岩浆活动形成岩浆岩,在岩浆岩中存在沉积岩的捕虏体,某些沉积岩产状不连续,间断部分为岩浆岩,此种接触关系称为侵入接触。断层接触关系不同于以上任何一种,存在于各种成因的岩石中。
整合(conformity)是指上下两套地层产状完全一致、时代连续的地层接触关系。这种地层接触关系反映除缓慢的地壳升降外没有发生过显著的构造运动,而且沉积作用是连续的,如图2.1(a)所示。
不整合(unconformity)是指上下两套地层时代不连续,即两套地层间有地层缺失的地层接触关系。这种地层接触关系反映了在一套地层沉积以后,发生了显著或较强烈的构造运动:或者是上升运动使该地区全部从海面以下上升成为陆地,或者是水平运动使该地区褶皱成山而高出海面,或者是两种运动兼而有之。总之,地壳升出水面以后,不仅沉积中断了,而且已经沉积的地层也被风化剥蚀掉一部分,后来又下降到海里,再接受沉积,新沉积的地层和原先沉积的并且经过构造运动的较老地层之间产生了不连续的接触关系,或者说发生了沉积间断,形成了不整合的接触关系。存在于接触面之间因沉积间断而产生的剥蚀面,称为不整合面。
不整合据其情况可以进一步分为:
①平行不整合:如果不整合面上下两套岩层之间的产状基本上是一致的称为平行不整合,也称为假整合(disconformity),如图2.1(b)所示。平行不整合反映地壳有一次显著的升降运动。它的形成过程是:陆地下降接受沉积→上升接受剥蚀→再下降接受沉积,即反映该地区有显著的升降运动。
②角度不整合:如果不整合面上下两套岩层间的产状是斜交的,称为角度不整合(angular unconformity),如图2.1(c)所示。角度不整合反映地壳有一次显著的水平运动。它的形成过程是:陆地下降接受沉积→水平挤压(岩层褶皱、断裂)上升接受剥蚀→再下降接受沉积,即反映该地区有显著的水平运动。
图2.1 地层的接触关系
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