徐文杰E-mail:wenjiexu@清華大學水水利系系第2章內動力力地質作用用本章內容概述地殼運動巖漿作用變質作用地震作用內動力地質作用-由地球內部能源所引起巖石圈物質成分、內部構造、地表形態(tài)發(fā)生變化的作用。1.概述巖漿作用變質作用地殼運動地震作用本章內容概述地殼運動巖漿作用變質作用地震作用2.地殼運動地殼的隆起起和凹陷，，海、陸輪輪廓的變化化，山脈、、海溝的形形成，以及及褶皺、斷斷裂等各種種地質構造造的形成和和發(fā)展，即即自然力作用用下地殼產(chǎn)產(chǎn)生的變形形和相互移移動。西藏大褶皺巖石圈的水平擠壓或引張，形成巨大的褶皺山系、地塹、裂谷等等。垂直運動水平運動2.地殼運動美國西部海岸圣安德列斯大斷裂垂直運動水平運動大地測量1906年舊金山大地震前16年中，斷層兩側相對位移達7米之多。地層對比對比兩側地層，發(fā)現(xiàn)1.5億年來斷層總的水平錯距達480km。2.地殼運動垂直運動水平運動2.地殼運動表現(xiàn)為大面積的上升運動和下降運動，形成大型的隆起和凹陷，產(chǎn)生海退和海侵現(xiàn)象。在同一地區(qū)不同時期內，上升和下降通常是交替進行的。垂直運動水平運動意大利那不勒斯海灣，塞拉比斯古建筑廢墟2.地殼運動垂直運動水平運動三根大理石柱柱的升降變變化情況（石柱上的的橫線代表表層被火山山覆蓋的部部分，小點點代表被海海生生物鉆鉆孔部分））公元前105年2.地殼運動垂直運動水平運動海相沉積地層（如石灰?guī)r），廣泛存在于陸殼表層。2.地殼運動

垂直運動水平運動青臧高原上發(fā)現(xiàn)大量古古海洋生物物化石；珠穆朗瑪峰峰以平均3.6mm/a速度抬升（（1966-1992年）。2.地殼運動板塊構造理理論認為：：地殼運動以以水平運動動為主，垂垂直運動是是水平運動動的伴生。。本章內容概述地殼運動巖漿作用變質作用地震作用3.巖漿作用巖漿：：在地殼深處處或上地幔幔形成的，含有大大量揮發(fā)組組分的、高高溫粘稠的的硅酸鹽熔熔融體。化學成分主要是硅酸鹽物質，用氧化物形式來表示：SiO2、Al2O3、MgO、FeO、Fe2O3、CaO、Na2O、K2O等分類酸性巖漿（SiO2>65%）、中性巖漿（SiO265～52%）、基性巖漿（SiO252～45%）、超基性巖漿（SiO2<45%）冷凝成巖巖漿作用演化運動形成3.巖漿作用深部巖漿向上運動，侵入到周圍巖石而未到達地表便冷凝、結晶形成巖石的作用。形成的巖石稱侵入巖。噴出作用侵入作用－方式3.巖漿作用噴出作用侵入作用巖床巖墻－方式3.巖漿作用噴出作用侵入作用巖漿噴出地表的過程。形成的巖石稱噴出巖。夏威夷火山玄武巖熔巖流－方式3.巖漿作用噴出作用侵入作用裂隙式噴發(fā)中心式爆發(fā)長白山天池維蘇威火山火山口－方式3.巖漿作用噴出作用侵入作用火山彈火山灰菲律賓皮那圖博火山（1991年6月）－方式3.巖漿作用環(huán)太平洋帶阿爾卑斯－喜馬拉雅帶洋中脊、東非大裂谷及紅海沿岸世界上大約有8000多座活火山，2000多座死火山（板塊增生生帶）（板塊俯沖沖帶）（板塊閉合合帶）－全世界火火山分布3.巖漿作用本章內容概述地殼運動巖漿作用變質作用地震作用4.變質作用由地球內力力引起的，，巖石結構構、構造及及礦物成分分發(fā)生變化化并形成新新巖石的過過程，稱變質作用。形成的巖石石稱變質巖。化學活動性流體高溫是變質作用中最主要和最積極的因素。壓力溫度－影響因素素主要有來自自地球內部部的熱能（（地熱、巖巖漿熱、巖巖石斷裂產(chǎn)產(chǎn)生的高溫溫等），不不同區(qū)域，，不同深度度，熱能也也不同。形成新的礦物使巖石內部物質重新組合，非晶質變?yōu)榻Y晶質，形成新礦物。重結晶作用使晶粒細小的巖石變成晶粒粗大的巖石。石灰?guī)r（隱隱晶質）→→大理巖（（顯晶質））高嶺石→紅紅柱石+石英+水4.變質作用化學活動性流體壓力溫度靜壓力動壓力壓力往往是是伴隨溫度度同時進行行的。各個方向壓壓力相等，，由上覆巖層的的重力引起起的。靜壓壓力使巖石石的體積縮縮小，密度度加大，變變的致密堅堅硬，并形形成新的礦礦物。作用于巖體體上的定向向壓力。構構造運動或巖漿活動動引起的擠擠壓力，使使巖石中礦礦物垂直于于壓力方向向排列，產(chǎn)產(chǎn)生片理、、片麻狀構構造等。－影響因素素4.變質作用化學活動性流體壓力溫度－影響因素素4.變質作用斷層角礫巖化學活動性流體壓力溫度巖漿、深層熱水溶液或原巖中的流體（主要是水、二氧化碳以及氧、氟、氯、硼、磷等易揮發(fā)性組分）溫度壓力在巖石的破碎帶、接觸帶以及礦物顆粒間的空隙中，與周圍物質進行一系列反應，將巖石中的一些元素溶濾出來，引起巖石物質成分的變化。－影響因素素4.變質作用接觸變質作作用熱液變質作作用動力變質作作用圍巖受巖漿漿侵入體高溫影響產(chǎn)生的的變質作用用。化學性質活活潑并含有有揮發(fā)組分分的高熱流流體與圍巖巖發(fā)生交代作用而產(chǎn)生生變質。地殼構造運運動中定向壓力作用下產(chǎn)生生的變質作作用。變質作用類型－類型4.變質作用本章內容概述地殼運動巖漿作用變質作用地震作用5.地震作用定格在2008.5.12日2點28分8.7萬人死亡和失蹤－災害效應應震前北川震后北川5.地震作用－災害效應應建筑物破壞壞地面破裂、斜坡失穩(wěn)5.地震作用－災害效應應建筑物破壞壞房屋橋梁漩口中學（原五層樓宿舍）5.地震作用－災害效應應地面破裂→建筑物斷斷裂破壞道路5.地震作用－災害效應應斜坡失穩(wěn)地質災害唐家山堰塞湖5.地震作用－災害效應應斜坡失穩(wěn)地震死亡人數(shù)為22.26萬人，869人失蹤經(jīng)濟損失約為77.5億美元。5.地震作用－災害效應應倒塌的國家宮殿倒塌的教堂5.地震作用－災害效應應建筑物破壞壞1976年7月28日凌晨3時42分53.8秒，唐山大地地震7.8級大地震，造成成242769人死亡。5.地震作用－災害效應應地面噴水冒沙現(xiàn)象（液化）5.地震作用－災害效應應5.地震作用－災害效應應1964年日本新瀉地震地基液化房屋傾倒2004年12月26日，毀滅性性的印度洋地地震和海嘯嘯所造成的的災害，是是近代歷史史上世界范范圍內最具具破壞性和和最為復雜雜的自然災災害之一。。據(jù)估計，造成大約30萬人傷亡，14.3萬人失蹤，近十幾個國家家受到影響響，紅色代表波峰，藍色代表波谷印度洋海嘯后的泰國海岸5.地震作用－災害效應應5.地震作用－災害效應應地震災害效應振動破壞地震力直接引起的建筑物破壞，包括建筑物的水平滑動、晃動及共振等。是最主要的災害效應地面破壞按其形成條件和破壞規(guī)模及范圍可分為斷裂效應、斜坡效應及地基效應三類。其它效應海嘯、雪崩、滑坡壩、泥石流等。5.地震作用－災害效應應全球地震帶分布圖世界地震主主要集中分分布在環(huán)太平洋地地震帶、阿爾卑斯－－喜馬拉雅雅地震帶、洋脊和裂谷谷地震帶及轉換斷層地地震帶上。5.地震作用－全球地震震帶分布地震：地下巖層受應力力作用錯動動破裂造成成的地面震動。是地殼所積積累的應變變能的一種種釋放方式式，也是的的當前地殼殼運動的主主要表現(xiàn)方方式之一。。震源深度等震線線震中距震源源震中等震線：把地面破壞程程度相似的的各點連接接起來的曲線。5.地震作用－基本概念念烈度震級地震波地震波面波體波縱波橫波瑞雷波勒普波地震引起起的震動動以波的的形式從從震源向向各個方方向傳播播，稱地震波。5.地震作用用－基本概概念烈度震級地震波地震中，，縱波最先到到達，其其次是橫橫波，最最后是面面波。建筑物的的破壞主主要是有有橫波和面波造成的。。汶川地震后的余震監(jiān)測圖形5.地震作用用－基本概概念烈度震級地震波描述地震大小和強度的一種量度指標。2～4級5級以上有感地震破壞性地震7級以上強烈地震小于兩級微震5.地震作用用－基本概概念烈度震級地震波某一個地區(qū)地面和多類建筑物遭受一次地震影響的強烈程度，是地震時一定地點的地面震動強烈程度的尺度。震源深度震中距影響因素地質條件震級水文地質條件地形地貌地質構造巖土性質5.地震作用用－基本概概念烈度震級地震波地震烈度基本烈度在一定時時期內，，一個地地區(qū)可能能遭遇到到的最大大地震烈烈度。設防烈度一個地區(qū)區(qū)經(jīng)有關關部門批批準的設設防依據(jù)據(jù)。一般般采用基基本烈度度。設計烈度針對具體體建筑物物而言，，根據(jù)建建筑物的的重要性性提高或或降低。。烈度在工工程上的的意義主主要作為為設防的的標準。。按照不同同程度劃劃分等級依次排列成成表，稱地震烈度表。我國采用用12級烈度表表。5.地震作用用－基本概概念烈度震級地震波烈度在地面上人的感覺房屋震害現(xiàn)象其他震害現(xiàn)象水平向地面運動峰值加速度m/s2

峰值速度m/sⅠ

無感Ⅱ

室內個別靜止中人有感覺Ⅲ

室內少數(shù)靜止中人有感覺門、窗輕微作響懸掛物微動Ⅳ

室內多數(shù)人、室外少數(shù)人有感覺，少數(shù)人夢中驚醒門、窗作響懸掛物明顯擺動，器皿作響Ⅴ

室內普遍、室外多數(shù)人有感覺，多數(shù)人夢中驚醒門窗、屋頂、屋架顫動作響，灰土掉落，抹灰出現(xiàn)微細烈縫，有檐瓦掉落，個別屋頂煙囪掉磚不穩(wěn)定器物搖動或翻倒0.31(0.22-0.44)0.03(0.02-0.04)Ⅵ

多數(shù)人站立不穩(wěn)，少數(shù)人驚逃戶外損壞－墻體出現(xiàn)裂縫，檐瓦掉落，少數(shù)屋頂煙囪裂縫、掉落河岸和松軟土出現(xiàn)裂縫，飽和砂層出現(xiàn)噴砂冒水；有的獨立磚煙囪輕度裂縫0.63(0.45-0.89)0.06(0.05-0.09)Ⅶ

大多數(shù)人驚逃戶外，騎自行車的人有感覺，行駛中的汽車駕乘人員有感覺輕度破壞－局部破壞，開裂，小修或不需要修理可繼續(xù)使用河岸出現(xiàn)坍方；飽和砂層常見噴砂冒水，松軟土地上地裂縫較多；大多數(shù)獨立磚煙囪中等破壞1.25(0.90-1.77)0.13(0.10-0.18)Ⅷ

多數(shù)人搖晃顛簸，行走困難中等破壞－結構破壞，需要修復才能使用干硬土上亦出現(xiàn)裂縫；大多數(shù)獨立磚煙囪嚴重破壞；樹稍折斷；房屋破壞導致人畜傷亡2.50(1.78-3.53)0.25(0.19-0.35)Ⅸ

行動的人摔倒嚴重破壞－結構嚴重破壞，局部倒塌，修復困難干硬土上出現(xiàn)地方有裂縫；基巖可能出現(xiàn)裂縫、錯動；滑坡坍方常見；獨立磚煙囪倒塌5.00(3.54-7.07)0.50(0.36-0.71)Ⅹ

騎自行車的人會摔倒，處不穩(wěn)狀態(tài)的人會摔離原地，有拋起感大多數(shù)倒塌山崩和地震斷裂出現(xiàn)；基巖上拱橋破壞；大多數(shù)獨立磚煙囪從根部破壞或倒毀10.00(7.08-4.14)1.00(0.72-1.41)Ⅺ

普遍倒塌地震斷裂延續(xù)很長；大量山崩滑坡Ⅻ

地面劇烈變化，山河改觀注：表中的數(shù)量詞：“個別”為10%以下；“少數(shù)”為10%－50%；“多數(shù)”為50%－70%；“大多數(shù)”為70%－90%；“普遍”為90%以上。5.地震作用用－基本概概念烈度震級地震波5.12汶川地震地震烈度分布圖5.地震作用用－基本概概念震級是地震機機械能大大小的量量度；烈度是對地表表和建筑筑物的破破壞程度度。對于一次次地震，，震級只有有一個，但烈度卻可可以很多多，隨震中中距加大大，烈度度降低。震級是通過儀儀器測定定的，而而烈度是是現(xiàn)場調調查和比比對而得得出的，，前者精精確，后后者非精精確。震級越大大，所造造成的破破壞越大大，烈度度也越大大，反之之亦然；；震源深深度越大大，烈度度越小，，反之亦亦然。5.地震作用用－基本概概念誘發(fā)地震陷落地震火山地震構造地震震由斷層活動引起的地震。占全球地震總數(shù)的90%以上，破壞性的大地震、特大地震都屬于構造地震。5.地震作用用－地震成成因類型型誘發(fā)地震陷落地震火山地震構造地震震汶川地震震成因5.地震作用用－地震成成因類型型誘發(fā)地震陷落地震火山地震構造地震震由深部巖漿活動引起，例如巖漿涌動和噴出，或噴出后下方空虛塌陷而造成的地震。火山地震震級小，成群震，僅占全球地震總數(shù)的7%左右。5.地震作用用－地震成成因類型型誘發(fā)地震陷落地震火山地震構造地震震陷落地震是由地下洞穴的垮塌引起