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经典地质动图,彻底搞明白三大岩!

发布时间:2019/11/26 9:13:01

无论是在山涧,还是在海边,

无论是在森林,还是在草原,

没有什么比岩石更常见了,

它们分布广泛,形态各异,

构成了自然界最神奇的美丽景色!



美国加州平衡石


新西兰岩洞


土耳其岩石


美国犹他州岩石


这些千奇百怪的岩石到底经历了什么呢?
今天就跟随小桔展开一场神奇的旅行,
详细了解一下岩石的前世今生吧!




岩石循环



岩石循环是随着时间变化,
岩石类型不断转换的过程。




地表的矿物、岩石,由于风化作用,
可以使其分解、破碎,
在运动介质作用下(如流水、风等),
被带离原位,作为沉积物沉淀下来,
在更广阔的时间跨度里,
沉积物硬化成沉积岩,
这往往是依次侵蚀的。
但它们也可能被压缩和加热而形成变质岩,
甚至融化,变成火成岩,
将整个过程再经历一遍,
这个过程即为岩石循环。




岩石循环的每一步究竟是什么样的呢?
就让我们从风化作用开始介绍吧!




风化作用



风化作用(weathering)是指地表或
接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、
水及生物接触过程中产生物理、
化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。


根据风化作用的因素和
性质可将其分为三种类型:
物理风化作用(physical weathering)、
化学风化作用(chemical weathering)、
生物风化作用(biological weathering)。



风化作用



物理风化作用



在地表或接近地表条件下,
岩石、矿物在原地发生机械破碎的过程
叫做物理风化作用。
引起物理风化作用的主要因素有
温差风化、冰劈作用等。



物理风化作用


温差风化是指由于温度的变化,
岩石反复膨胀和收缩,使岩石崩解的作用。
而冰劈作用是指由于气温的变化,
岩石裂隙中的水反复结冰和融化,
从而造成岩石裂隙不断扩大,
使岩石发生崩解的作用。



冰劈作用
可以看出,物理风化的结果,
依次是岩石的整体性遭到破坏;
随着风化程度的增加,
逐渐成为岩石碎屑和松散的矿物颗粒。
碎屑逐渐变细,使热力方面的矛盾逐渐缓和,
因而物理风化随之相对削弱,
但同时随着碎屑与大气、水、生物等
营力接触的自由表面不断增大,
使得风化作用的性质向化学风化转化。



风化岩石



化学风化作用



在地表或接近地表条件下,
岩石、矿物在原地发生化学变化并
可产生新矿物的过程叫化学风化作用。
引起化学风化作用的主要因素是水和氧。
水溶液可通过溶解、水化、水解、
碳酸化等方式促使岩石化学风化。
氧的作用方式是氧化作用。



化学风化作用


水直接溶解岩石中矿物的作用称为溶解作用。
溶解作用使岩石中易溶物质
被逐渐溶解而随水流失,
难溶的物质则残留于原地。
化学风化作用

最易溶解的矿物是卤化盐类(岩盐,钾盐),
其次是硫酸盐类(石膏,硬石膏),
再次是碳酸盐类(石灰岩,白云岩)。

溶解作用经常会产生溶洞、溶穴等岩溶现象。



溶洞


某些矿物溶于水后,出现离解现象,
其离解产物可与水中的H和
OH离子发生化学反应,
形成新的矿物,
这种作用称为水解作用。


正长石


例如正长石经水解作用后,
开始形成的K与水中OH离子结合,
形成KOH随水流失,
析出一部分SiO2可呈胶体溶液随水流失,
或形成蛋白石(SiO2·nH2O)残留于原地;
其余部分可形成难溶于水的
高岭石而残留于原地。



高岭石


矿物中的低价元素与大气中的游离氧

化合变为高价元素的作用,称为氧化作用。

氧化作用是地表极为普遍的一种自然现象。

在湿润的情况下,氧化作用更为强烈,

比如低价铁常被氧化成高价铁。



氧化作用



生物风化作用



岩石在动、植物及微生物影响下
发生的破坏作用称为生物风化作用。
生物风化作用主要发生在岩石的表层和土中。
生物风化作用有物理的和化学的两种方式。



生物风化作用


植物根部在岩石裂隙中生长,
迫使裂隙扩大,
引起岩石崩解的过程,
称为根劈作用。


根劈作用


生物通过新陈代谢及其遗体腐烂后
对岩石进行分解的过程,
称为生物化学风化作用。



生物化学风化作用




剥蚀作用和搬运沉积



地表的矿物、岩石由于风化作用,
会逐渐发生分解、破碎,
在运动介质的作用下
(如流水、风、冰川等),
就有可能被剥离原地。



剥蚀形成


剥蚀作用



剥蚀作用就是指
各种运动的介质在其运动过程中,
使地表岩石产生破坏并
将其产物剥离原地的作用。



河流剥蚀


河流的侵蚀作用可分为
机械和化学两种方式。
河流的机械侵蚀作用是通过其动能或
挟带的沙石对河床的机械破坏过程,
而化学侵蚀作用是通过河水对
河床岩石的溶解和反应完成的,
尤在可溶性岩石地区比较明显。


冰川剥蚀作用


冰川在流动过程中,
以自身的动力及挟带的沙石对
冰床岩石的破坏作用称为冰川的刨蚀作用。
其方式有挖掘作用和磨蚀作用两种,
无论哪种方式,都是一种机械破坏过程。



风蚀作用


风改变地表形态的强弱主要取决于风力,
风力又与风速大小直接相关。
当风力达到一定的程度时,
风就能移动或扬起地面的沙粒。
携带沙粒的气流(风)称风沙流,
风沙流是风的剥蚀作用的最主要动力。



海洋(湖泊)剥蚀


海洋的剥蚀作用是指由海水的机械动能、
溶解作用和海洋生物活动等因素
引起海岸及海底物质的破坏作用,
简称海蚀作用。



沉积作用



沉积作用是指被运动介质搬运的物质
到达适宜的场所后,
由于条件发生改变而发生沉淀、
堆积的过程的作用。



河流搬运沉积

地面流水的沉积作用以

机械沉积作用为主,

由于地面流水总是处于

较快的运动与循环状态,

其中的溶运物在搬运过程中

一般不具备沉积条件,

故化学沉积作用微弱。



冰川搬运沉积


冰川向雪线以下流动,
并不是无休止的。
随着气温的逐渐升高,
冰川逐渐消融,
冰运物也就随之堆积,
所以冰川消融是冰川堆积的主要原因。


风的搬运沉积


风的沉积发生在大气介质中,
是纯机械的沉积作用。
风在搬运过程中,
因风速减小或遇到各种障碍物,
风运物便沉积下来形成风积物。



生物沉积作用


生物沉积过程实际上
是一种特殊形式的物质分异过程。
例如海中藻类进行光合作用,
吸收海水中的二氧化碳,
可以引起碳酸钙的沉淀,形成石灰岩。
有时是生物遗体沉积后,
又经过复杂的化学变化,
形成新的沉积物质,
如煤,石油等。


蒸发岩


蒸发岩是一种化学沉积岩。
由湖盆、海盆中的卤水经蒸发、浓缩,
盐类物质依不同的溶解度结晶而成。
海湾、潟湖和大陆上的干燥地区
是蒸发岩形成的有利环境。




埋藏、压实和胶结



沉积物来源于陆地上岩石的风化和侵蚀。
大部分沉积物最终会被运输并
沉积在河口附近或更远的近海,
以美国密西西比三角洲为例。



美国密西西比三角洲


随着密西西比三角洲向外海进,
曾经沉积在近海的沉积物
被埋藏在三角洲顶部的沉积物下面。
旧层被新层掩盖。


三角洲的形成


压实作用和胶结作用是成岩过程中,
使孔隙度降低的最重要的成岩作用类型。
压实作用是在成岩过程中,
由于上覆物质不断加厚使静水压力增大;
或者受地壳运动的压力等的作用,
使沉积物的孔隙缩小、厚度变薄,
而变成坚硬沉积岩的作用。



压实和胶结


胶结作用是指矿物质在
碎屑沉积物孔隙中沉淀,
形成自生矿物并
使沉积物固结为岩石的作用




变形变质



岩石变形



当地壳被挤压或拉伸时,岩石就会变形。
这个过程需要数百万年的力量,
变形是一个非常缓慢的过程。




不仅小的岩块,
就是整个地壳岩体
在力的作用下也会不断变形,
地壳变形急剧的地方
产生断层、褶皱等。



断层



褶皱



变质作用



岩石在基本上处于固体状态下,
受到温度、压力及化学活动性流体的作用,
发生矿物成分、化学成分、
岩石结构与构造变化的地质作用,
称为变质作用。



接触变质作用


接触变质作用是指岩浆接触或
侵入煤层时因其高温、
挥发物和压力使煤发生变质的作用。



区域变质作用


区域变质作用指大面积的、
作用因素复杂的、
长时间的由于区域性的地壳活动
而产生的变质作用。





经历变质作用后形成的岩石称变质岩。

典型的变质岩实例为:

页岩成为板岩;

砂岩成为石英岩;

石灰岩成为大理岩。




熔融和火成岩



岩石是由具有不同熔点的
不同矿物组成的。
若因板块碰撞或火山爆发
引致火山口塌陷,
则岩石会掉进岩浆中而被熔融,
要是遇上地表薄弱位置或裂缝位置,
岩浆会上涌至较低温地带而冷凝为火成岩。




火成岩亦称“岩浆岩”,
是岩浆侵入地壳或喷出地表后
冷凝而成的岩石。
是组成地壳的主要岩石。



侵入岩


火成岩分侵入岩和喷出岩两种。
前者由于在地下深处冷凝,
故结晶好,矿物成分一般肉眼即可辨认;
后者为岩浆突然喷出地表,
在温度、压力突变的条件下形成,
矿物不易结晶,一般矿物肉眼较难辨认。



喷出岩


岩石的循环并没有一定的次序。
岩浆冷却结晶形成火成岩,
火成岩受风化剥蚀,
沉积压实形成沉积岩。
而火成岩或沉积岩可能
因外在温度压力的改变而成为变质岩。
同样沉积岩和变质岩也可能受到深埋,
冷却固化变成火成岩。
这些复杂又神奇的过程
不断反复进行
造就了现今

最独特奇幻的岩石世界!



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