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出版者:W. H. Freeman

作者:Robert J. Twiss

出品人:

页数:544

译者:

出版时间:1992-04-15

价格:$ 164.70

装帧:Hardcover

isbn号码:9780716722526

丛书系列:

图书标签:

• 地质学
• 构造地质学
• 地质构造
• 地质学教材
• 岩石变形
• 断层
• 褶皱
• 地壳运动
• 板块构造
• 地质工程

《大地塑形：地球的无声史诗》 一、序言：窥探地壳深处的奥秘 我们脚下的这片土地，并非亘古不变的平静舞台，而是一部波澜壮阔、时刻上演的地质戏剧。从巍峨的山脉到深邃的沟壑，从平原的广袤到海岸线的蜿蜒，这一切壮丽景致的背后，都隐藏着一股强大而持续的力量——地球的构造运动。它塑造着地表的轮廓，决定着资源的分布，甚至影响着生命的演化。本书《大地塑形：地球的无声史诗》将带领你走进一个鲜为人知却又至关重要的领域，去探索地球内部那些塑造我们所见世界的宏伟力量。我们将揭示那些看不见的岩石层如何被挤压、拉伸、断裂和弯曲，是如何在漫长的时间尺度上，以一种令人惊叹的秩序与混乱并存的方式，雕刻出我们赖以生存的星球。这不仅仅是一次关于岩石和构造的旅程，更是一次关于时间、力和地球生命力的深度对话。 二、地壳的构成与物质基础 在深入探讨构造过程之前，我们必须先了解构成地壳的“砖瓦”。地球表面看似统一，实则由多种岩石构成，它们承载着亿万年的地质信息。 岩石的三大类： 火成岩（Igneous Rocks）： 它们是岩浆冷却凝固的产物，如同地球的“骨骼”。从深埋地下的花岗岩，到喷发地表的玄武岩，火成岩记录了地球内部的热情与活力。我们将探讨它们如何形成，它们的成分差异如何反映了地球不同区域的熔融过程，以及它们在地壳构造中的作用。例如，坚硬的火成岩常常是山脉的核心，也可能是承受巨大应力的坚固地层。 沉积岩（Sedimentary Rocks）： 它们是风化、侵蚀、搬运和沉积作用的产物，是记录地球表面历史的“档案”。砂岩、页岩、石灰岩等，它们一层层堆积，如同书页般记录着古气候、古生物、古环境的变迁。我们将了解沉积物的来源、搬运方式、沉积环境（如河流、湖泊、海洋），以及沉积岩中的化石如何为我们揭示过去的生命故事。沉积岩的性质（如颗粒大小、胶结程度）直接影响其在构造应力下的变形方式，是理解构造地质学的关键。 变质岩（Metamorphic Rocks）： 它们是原有岩石在高温、高压或化学作用下发生性质变化的产物，是地壳深处“炼狱”中的重生。大理岩、板岩、片麻岩等，它们在重塑的过程中，往往会形成独特的片理、叶理等构造，清晰地指示了曾经承受过的应力方向和类型。我们将深入探究变质作用的成因、不同类型的变质岩以及它们在地壳深处的形成过程。 岩石的物理与力学性质： 不同的岩石具有不同的强度、韧性、渗透性和抗变形能力。理解这些性质对于解释地壳的变形至关重要。例如，坚硬而脆性的岩石在应力作用下更容易发生断裂，而具有一定塑性的岩石则倾向于发生褶皱。我们将分析这些物理性质如何影响岩石在不同构造环境下的表现。 三、构造应力与岩石变形：地球的“手术刀” 地球内部并非静止不动，持续的能量流动驱动着地壳的变形。理解这些应力如何作用以及岩石如何响应，是揭开大地构造之谜的核心。 应力的类型： 挤压力（Compressional Stress）： 当地壳板块相互碰撞或俯冲时产生，作用方向相互挤压，是形成褶皱山脉的主要原因。 拉张力（Tensional Stress）： 当地壳被拉伸或板块相互远离时产生，作用方向相互分离，是形成裂谷和海底扩张带的主要原因。 剪切应力（Shear Stress）： 当地壳不同部分沿相互平行的方向发生相对滑动时产生，是形成断层的主要原因。 岩石变形的模式： 弹性变形（Elastic Deformation）： 应力去除后，岩石恢复原状，如同橡皮筋一样。 塑性变形（Plastic Deformation）： 应力持续作用下，岩石发生不可逆的形变，如褶皱。这通常发生在高温、高压或长时间作用下。 脆性变形（Brittle Deformation）： 当应力超过岩石的强度极限时，岩石发生破裂，形成断层。这通常发生在较低的温度和压力下。 构造要素： 褶皱（Folds）： 岩层在地壳运动中发生弯曲而形成的构造。我们将详细介绍向斜（Syncline）和背斜（Anticline）的形态，以及它们形成的动力学机制。不同的褶皱类型（如平行褶皱、等厚褶皱）反映了不同的变形过程。 断层（Faults）： 岩石在应力作用下发生破裂并沿破裂面产生相对位移的构造。我们将区分正断层（Normal Fault）、逆断层（Reverse Fault）和走滑断层（Strike-Slip Fault）的特征、形成原因以及它们在地壳构造中的普遍性。断层的形态、规模和活动性是理解地震活动和地貌演化的关键。 节理（Joints）： 岩石中的裂隙，但沿裂隙面没有明显的相对位移。节理是岩石在应力作用下发生破裂的初始阶段，也是后续风化侵蚀的重要通道。 四、构造单元与地壳演化：地球的“拼接图” 地球的构造并非孤立的事件，而是由一系列相互关联的构造单元组成，它们共同塑造了地球表面的宏观格局。 板块构造理论（Plate Tectonics）： 这是现代地质学解释地球构造运动的基石。我们将深入探讨地球岩石圈如何分裂成若干巨大的板块，这些板块在地幔上漂浮并缓慢移动。 板块边界的类型： 离散型边界（Divergent Boundaries）： 板块相互分离，形成裂谷和洋中脊，是新地壳产生的区域。 汇聚型边界（Convergent Boundaries）： 板块相互碰撞，导致俯冲（Subduction）和造山运动。我们将分析海洋-大陆、海洋-海洋和大陆-大陆碰撞所产生的不同地质现象，如海沟、火山弧、岛弧和巨大的褶皱山脉。 转换型边界（Transform Boundaries）： 板块沿垂直走向的断层相互滑动，通常伴随强烈的地震活动。 地壳的构造域： 稳定大陆构造（Cratons）： 长期稳定、古老的地壳区域，通常是大陆的基底。 活动大陆边缘（Active Continental Margins）： 靠近板块边界，地质活动频繁，如海岸山脉、火山带。 造山带（Orogenic Belts）： 板块碰撞形成的巨大山脉区域，是地壳构造活动最为剧烈的地区。 盆地（Basins）： 地壳下沉形成的区域，通常是沉积物堆积的场所，如沉积盆地。 地壳的垂直运动： 除了水平运动，地壳也存在着显著的垂直升降。我们将讨论地壳均衡（Isostasy）原理，以及冰川载荷、侵蚀、火山活动等因素如何引起地壳的升降，从而塑造地貌。 五、构造地质学的应用与意义：理解过去，预测未来 构造地质学不仅是对地球演化历史的探索，更对人类社会的发展具有深远的影响。 矿产资源的分布： 许多重要的矿产资源，如石油、天然气、金属矿藏，都与特定的构造环境密切相关。理解构造背景有助于我们寻找和开发这些宝贵的资源。例如，油气主要富集在沉积盆地中，而金属矿床则常与火山活动和深部构造作用有关。 地震与地质灾害的预测与减灾： 地震是地壳构造运动的直接体现。通过研究断层的活动性、应力积累情况，我们可以更好地理解地震的发生机制，为地震预警和减灾提供科学依据。滑坡、泥石流等其他地质灾害也常常与地表的构造变形和稳定性密切相关。 地下工程的规划与建设： 隧道、大坝、桥梁等重大工程的选址和设计，都必须考虑地下的地质构造情况，以确保工程的安全性和稳定性。 地质勘探与能源开发： 在寻找地下水、地热能、页岩气等资源时，构造模型是至关重要的工具。 六、结语：永恒的地球之舞 《大地塑形：地球的无声史诗》将带你踏上一段激动人心的旅程，去理解那些塑造我们星球的无形力量。从微小的岩石颗粒到宏伟的山脉链，一切都充满了地质学的智慧与故事。通过深入了解构造应力、岩石变形以及板块的运动，我们将得以窥见地球在亿万年间发生的翻天覆地的变化，并更好地认识我们所生活的这个星球。这不仅仅是一门科学，更是一种对自然敬畏之心和对地球家园的深刻理解。希望本书能点燃你对大地深处奥秘的好奇，开启你探索地球生命力的全新视角。

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