第四章 岩石圈
与地球表层结构与轮廓
第一节 岩石圈的组成
第二节 岩石圈的结构
第三节 岩石圈的运动
第四节 固体地球表面的结构与轮廓
第五节 构造地貌
第六节 岩石圈与人类
岩石圈的组成
矿物组成, 组成岩石主要成份的矿物, 称造岩矿物, 最常
见的造岩矿物有下列几种：长石, 石英, 云母, 角闪石,
辉石, 橄榄石 。 它们也是组成岩石圈的主要矿物 。
? 化学元素组成,地壳中含有化学元素周期表中所列的绝大
部分元素，而其中 O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg等 8
种主要元素占 98％以上，其他元素共占 1%~2％。
第
四
章
固体地球及地壳的元素重量百分比
固体地球 地 壳
固体地
球中主要
的元素和
地壳中含
有的绝大
多数相似，
但固体地
球中铁的
含量占有
很大的比
例。
第
四
章
岩石圈的原子组成
地壳中含有周期表中的绝大部分元素，其中 O,Si,Al,Fe,Ca,Na、
K,Mg等 8种主要元素占 98％以上，其他元素共占 1%-2％。化学元素在地壳
中平均含量称克拉克值。地壳中化学元素的平均含量相差极为悬殊。氧几
乎占有一半，硅约占 1/4，铝约占 1/13。
对于整个岩石圈的原子组成来说，氧占 60.4%，硅占 20.5%，铝占 6.2%，
氢占 2.9%，钠占 2.49%，铁、钙、镁和钾分别占 1.9%,1.88%,1.77%和
1.37%，其他元素含量都小于 1%。
第
四
章
岩石圈的组成
岩石组成,
? 火成岩, 火成岩以岩浆岩为主。岩浆岩是由岩浆凝结形成的岩石，
约占地壳总体积的 65%。分类：酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩。
? 沉积岩, 暴露在地壳表部的岩石，经过风化、剥蚀在原地或经搬
运堆积下来，经过成岩作用而形成的岩石。类型：碎屑岩类,粘土岩
类,生物化学岩类。
? 变质岩, 由地球内力作用引起的岩石性质的变化过程总称为变质
作用。由变质作用形成的岩石，就是变质岩。变质作用的因素：温度、
压力和化学因素。
第
四
章
地壳与地面的岩石组成 （ Skinner等）
如果根据变质母岩的性质，把变质岩归属于沉积岩和火成岩，
那么在整个地壳的岩石组成中，火成岩占 95%，而沉积岩只占到 5%；
但沉积岩却覆盖了整个地球表面的 75%，火成岩却只覆盖了地球表
面的 25%。
第
四
章
侵入岩体与喷出岩体产状示意图
由岩浆冷凝固结而成的岩体的大小、形状及其与周围岩石相接触
的关系，称为岩浆岩的产状。根据岩体在地壳中形成的深度和方式，
可分为喷出岩体和侵入岩体，后者又可再分为深成岩体和浅成岩体。
按岩体的形状及其与上覆岩层的关系，可分为岩盆 (② )、岩盖 (④ )、
岩床 (③ )、岩鞍 (⑤ )、岩株 (⑥ )、岩瘤 (⑧ )、岩脉 (⑨ )等。见下图，
其中①是岩基，⑦是岩浆底辟
第
四
章
沉积岩的几种常见层理
沉积岩是在外力作用下形
成的一种次生岩石。沉积岩的
物质组成中含次生矿物和有机
物质以及存在化石。沉积岩最
突出的特点是呈层状。岩层在
垂直和水平方向上的变化，能
很好地反映出沉积物形成时的
沉积环境以及沉积岩形成时的
性质。沉积岩具有多种构造，
其中最突出的是层理构造和层
面构造。层理指岩石的成分、
结构、粒度、颜色等性质沿垂
直于层面方向变化而形成的层
状构造。它表明岩层是按一定
的顺序和形式，一层叠一层构
成的。
第
四
章
沉积岩石与层理
第
四
章
火成岩
变质岩沉积岩
变 质 作 用
埋藏岩
化作用
搬运沉积 崩解分
解溶蚀
三大类岩石的相互关系第四
章
岩石转化循环示意图
崩解分解溶蚀 沉积物的搬运和沉积喷出的火成岩
埋藏
和
岩化
沉积岩
变质作用变质岩变质作用
熔化
侵入岩浆
的上升
侵入的火成岩
岩浆的
上升
由地壳
上升和剥
蚀而露出
放射热
太阳能
第
四
章
岩石圈的结构
垂直分层,岩石圈
包括地壳与上地幔
上部软流圈之上的
部分 。 地壳也可以
分为上下两层 。 上
层为花岗岩层；下
层为玄武岩层 。
?
水平变异,不同区域岩石圈
的厚度、组成与结构是不同
的。比如，地壳可以分为大
陆型地壳（简称陆壳）和大
洋型地壳（简称洋壳），洋
壳薄，陆壳厚，洋壳为玄武
质，陆壳为花岗岩质。
第
四
章
地球呈
现出圈层
结构，可
以划分出
内部圈层
与外部圈
层。内部
圈层包括
地壳、地
幔、地核。
岩石圈包
括地壳与
软流圈之
上的上地
幔部分。
地
球
内
部
结
构
第
四
章
地球内部的分层 （引自, 地球科学概论, 缪启龙主编）
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33 ?? 410
据地震波在地下不同深度传播速度的分布的研究，地球内部存在着两
个主要的分界面，在分界面上地震波传播速度发生急剧变化。第一个间断
面位于地表以下平均 33 km处，称莫霍洛维奇间断面，简称莫霍面；第二个
间断面位于地表以下 2900 km处，称古登堡间断面。这两个间断面把地球内
部分成三大层，即地壳、地幔和地核。这三大部门还可再分为 7层。
第
四
章
地壳类型和平均厚度 （据罗诺夫,1967）
地壳是莫霍面以上的固体地球的表层薄壳，其厚度大致为地球半径的
1／ 400。根据地球物理资料，地壳的厚度差异很大，一般在 5-70 km之间。
大陆型地壳平均厚度 37 km多，大洋型地壳平均厚度只有 7 km左右。一般
说来，高山、高原部分地壳最厚，如我国青藏高原地壳最厚可达 70 km。
第
四
章
岩石圈的运动
岩石圈运动的形式, 水平运动（造山运动）；
垂直运动（造陆运动）
岩石圈运动的表现
褶皱,岩层的弯曲现象称为褶皱；背斜和向斜；褶曲类型；地形倒置
断裂,岩石在受力情况下容易产生断裂和错动, 总称为断裂 。 通常根
据断
裂岩块相对位移的程度, 把断裂构造分为节理和断层两大类 。
火山, 岩浆喷出地表叫火山喷发, 火山喷发形成火山 。 主要的火山带
：
环太平洋火山带；阿尔卑斯－喜马拉雅火山带；大西洋海岭火
山带
地震,大地发生突然的震动, 称为地震 。 地震带 （ 环太平洋地震带 ；
地中
第
四
章
岩石圈的运动
板块构造学说 板块的划分：岩石圈可以划分成太平洋板块, 欧亚板块, 印
度 -澳大利亚板块, 非洲板块, 南美洲板块, 北美洲板块和南极洲板块七个大
板块 。
岩石圈运动的机制
板块的边界,拉张型边界 （ 离散型边界 ） ；挤压型边界 （ 汇聚型边界或
者比尼奥夫带 ） ；转换断层型边界 （ 剪切型边界或者平错型边界 ） 。
板块运动与大洋演化, 大陆漂移,威尔逊将板块运动划分为六个阶段：
胚胎期；幼年期；成年期；衰退期；残余期；消亡期 。
板块运动的动力,板块构造学说认为, 板块运动的驱动力来自地幔对流 。
地震与火山分布规律的解释,地震和火山，都集中分布在板块的边缘，板
块的边缘是构造活动最强烈的地方。
岩石圈运动的特征,
反对称性；非平稳性；岩石圈漂移的定向性。
第
四
章
褶曲的类型
直立褶皱 倾斜褶皱
倒转褶皱
平卧褶皱 翻卷褶皱
第
四
章
断层的几种形式
岩块沿着断裂面有明显位移的断裂构造，称为断层。
断层的要素有：断层面、断层线、断盘和断距（位移）。根据断
层两盘相对位移的关系，断层可分为：正断层、逆断层、平推断层、
和斜滑断层。
第
四
章
断层地貌
科罗拉多大峡谷
华山断层
第
四
章
地堑和地垒
在自然界，常见许多断层以一定组合形式出现。从平面上看，断
层排列有平行状、雁行状、环状、放射状等。从剖面上看，有阶状、
叠瓦状、地堑和地垒等。
第
四
章
火 山火山湖
富士山
岩浆喷出地表叫做火山喷
发，火山喷发则形成火山。火
山喷发是地球内部物质和能量
骤然强烈释放的一种形式。火
山喷出物很复杂，既有气体、
液体，也有固体。
火山喷发
海底火山
火山喷发组图
震源和震中、震中距、震源深度
视频欣赏
地下发生地震的地方叫震源，震源在地面上的垂直投影叫震中；从震中
到震源的距离叫震源深度。根据震源深度可将地震划分为浅源地震（震源深
度小于 70km)、中源地震（震源深度 70-300km)和深源地震（震源深度大于
300km).大多数地震属于浅源地震，约占地震总数的 72.5%，所释放的能量占
总能量的 85%。深源地震仅占地震总数的 4%，释放能量只占总能量的 3%左右。
中深源地震有的尽管震级很大，但危害很小。从观测点（如地震台）到震中
的距离，叫震中距。通常把震中距小于 100 km的地震，叫地方震； 100~1000
km的叫近震；超过 1000 km的叫远震。
第
四
章
世界地震分布与板块构造的关系
图中的红点为 1962～ 1967年全球浅源与深源地震的震中位置，其他
时期的震中位置与此相似
第
四
章
地球表面的板块构造
岩石圈可以划分成太平洋板块、欧亚板块、印度 -澳大利亚板块、
非洲板块、南美洲板块、北美洲板块和南极洲板块七个大板块和阿拉伯、
菲律宾等小板块。全球板块划分见下图。
第
四
章
六 大 板 块
（有的学者将南、北美板块合在一起，称为美洲板块）
第
四
章
转 换 断 层
在转换断层型边界上，即没有板块的新生，也没有板块的消亡，
只是表现为板块的平移和错断。
第
四
章
威尔逊旋回的六个阶段 （ Strahler,1997)
第
四
章
地幔对流与板块运动 （ Strahler)
板块构造学说认为，板块运动的驱动力来自于地幔，是由地幔对流驱动的。
由于地幔受热不均匀，在受热强烈、温度比较高的地方，地幔物质上涌，上涌
的物质受到岩石圈的阻挡，在岩石圈底下向两侧运移，到温度较低的地方下沉，
形成一个完整的地幔对流旋回。在对流上升的地方，导致板块分离和新的洋壳
的形成，而在对流下沉的地方，导致板块的俯冲和板块的消亡。
第
四
章
固体地球表层结构和轮廓
海陆分布,海洋面积大于陆地面积；
海陆分布不均匀；
七大洲和四大洋；
大陆轮廓呈倒三角形；
大型岛群大多分布于大陆东岸；
大陆东岸不仅岛屿多，而且有系列岛弧分布；
一些大陆轮廓具有明显的相似性或吻合性 。
? 地面起伏,大陆面积愈大，其平均海拔愈高；
? 大洋面积越大，平均深度越大。
第
四
章
地球表面的海陆分布
东
半
球
、
西
半
球
南
半
球
、
北
半
球
水
半
球
、
陆
半
球
地球表面明显地分为海洋与陆地两大部分。连续的广阔水体称为世
界大洋，它是海洋的主体。被海洋所环绕，但突出于海洋面上的部分则
称为陆地。大陆是陆地的主体，岛屿是陆地的组成部分。
第
四
章
两半球海陆面积比较
陆半球
东半球
西半球
北半球
南半球
水半球
38.062.0
39.360.7
20.0
陆地（％）海洋（％）
80.0
80.9 19.1
89.0 11.0
53.0 47.0
地球表面包括陆地和海洋，由于海洋和陆地面积相差悬殊，因此不
论在哪个半球，海洋面积都比陆地面积大，海洋分布是不均匀，由表可
见，在东半球的陆地面积（ 38％）较西半球（ 20％）大；北半球 39.3％）
较南半球陆地的面积（ 19.1％）大。陆半球陆地面积可达到 47%，而水半
球海洋面积却达到 89%。
第
四
章
地球上各大陆高出海平面的平均高度和各大洋底部低于海平面的
平均深度存在着很悬殊的差别。南极洲平均海拔 2263 m，历来被视为
世界上最高的大陆。实际上它是由于地表覆有巨厚的冰盖所致。以裸
露地表而论，亚洲大陆最高（ 950 m），以下依次为北美（ 700 m），
非洲（ 650 m）、南美（ 600 m）、欧洲（ 300 m）等。显然，大陆面积
愈大，其平均海拔愈高。同样，大洋面积越大，平均深度越大。
表 4 - 4 各大洲面积及其平均高度
洲 面积 / 1 0
6
km
2
占全球陆地面积 /% 平均高度 / m
亚洲 4 4, 4 2 9, 8 9 5 0
非洲 3 0, 6 2 0, 5 6 5 0
北美洲 2 2, 0 1 4, 8 7 0 0
南美洲 1 7, 9 1 2, 0 6 0 0
南极洲 1 5, 6 1 0, 5 2 0 0 0
欧洲 1 0, 4 7, 0 3 0 0
大洋洲 7, 8 5, 2 4 0 0
平均或者合计 1 4 9, 0 1 0 0 8 7 5
大陆面积与平均高度之间的 关系
第
四
章
主要陆地面集中
分 布 于 -1000m
~ +2000m 之间，
平均陆地面高程
为 875m。主要海
底面集中分布于
- 3000m~ -6000m
之间，平均海底
面高程为 -3795m。
不同高程固体地球表面面积所占的百分比
（据 Myllie,1976年）
第
四
章
构造地貌
由大地构造运动形成并受大地构造控
制的地貌，叫做大地构造地貌。例如，大
陆与大洋、海沟与大洋中脊、岛弧与边缘
海、大陆架与大陆坡、大陆裂谷与地缝合
线，都是大地构造运动形成的跨越地区的
大型地貌，故可以称之为大地构造地貌。
?
在大地构造的背景上, 由于区域构造
差异而形成的具有区域特征的构造地貌 。
高原, 平原, 盆地, 山地, 海底火山等,
都是区域构造地貌的代表 。
? 在大地构造格局与区域构造背景下,
主要由于局地构造作用, 影响而形成的地
貌, 叫做局地构造地貌 。 根据局地构造的
类型, 可以将之其划分为褶曲地貌, 断层
地貌, 火山地貌, 岩性构造地貌等 。
第
四
章
大地构造地貌
区域构造地貌
局地构造地貌
单 斜 地 貌
发育在褶曲一翼单向倾斜岩层上的地貌，叫做单斜地貌。
单斜地貌包括单面山（单斜山）和猪背脊（猪背山）。当岩
层倾角比较小时，顺岩层发育的山坡比较和缓，而另一坡比
较陡峭，两坡不对称，这样的山地叫做单斜山；
当组成单斜山的
岩层倾角比较大时，
山坡两侧都比较陡，
山地两坡比较对称，
看起来像猪背，故称
为猪背脊 猪背脊 单斜山
第
四
章
岩石圈与人类
第
四
章
人类
岩 石矿 物 地壳元素组成
火山 地震
固体支撑、生活资料来源、生产资料来源、生命元素、自然灾害
（电子教案）
作者：王 建
陈 霞
王轲道