经典地质图集，彻底搞明白地质作用！

有着约46亿年历史的地球

一直是一个充满活力的星球。

地壳内部和地球表面

始终在不断变化和发展着。

（图源@Imgur）

这些发展变化由

自然动力造成，

地质学家将其称为地质营力。

由地质营力引起

地壳物质组成、内部结构和

地表形态变化与发展的作用，

称为地质作用。

（图源@Imgur）

一些地质作用总是

进行得十分猛烈，

如火山喷发; 

另一些则进行得

极其缓慢, 如岩石风化，

这些地质作用是如何产生的？

又具有什么特征？

（图源@SciTechDaily）

风化作用

风化作用是指

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。

风化作用发生在原地，

不包含物体移动，

不能与侵蚀作用混淆。

按性质可分为

物理风化作用、

化学风化作用和

生物风化作用。

物理风化作用

( 或称机械风化作用)

是指由于（大气）温度变化等

自然因素的影响，

使岩石在原地

发生碎裂的过程。

物理风化作用（图源@Till Niermann）

引起物理风化作用的

主要因素有

温差风化、冰劈作用、

盐类结晶（盐风化）等。

其中温差风化通常发生在

类似沙漠等有很大

每日温差的地方。

盐风化（图源@ Not home）

温度在日间升高，

在夜间则急剧下降，

如此长期反复作用

使矿物之间及

矿物本身产生裂隙。

裂隙逐渐扩大，

导致岩石表层

出现逐层剥离。

沙漠（图源@ Biomes - Terrestrial）

在高寒地区和

温带严冬季节

冰劈作用特别突出。

白天水渗入填满岩石裂缝，

夜晚再冻结。

冰体的长期反复挤压

将使裂缝扩展而导致

岩石崩解、 垮落。

冰劈作用

化学风化作用是指

在大气 水和水溶液的作用下

岩石发生的化学分解过程。

如水溶液可通过溶解、

水化、水解、碳酸化等

方式促使岩石化学风化。

化学风化作用

生物风化作用可分为

生物物理风化和

生物化学风化两类。

生物物理风化表现为

生物对岩石的机械破坏。

如植物根部在裂隙中

生长引起岩石崩解的

根劈作用。

根劈作用

由于生物活动引起

岩石、矿物的化学成分

发生变化而使其

遭受破坏的过程，

称为生物化学风化作用。

如细菌新陈代谢分泌出

酸类溶液腐蚀岩石，

从而改变岩石的

性质、结构和成分。

（图源@USDA Forest Service）

地面流水的作用

在陆地表面上流动的水

称为地面流水。

其主要来源为大气降水, 

其次是冰雪融水和

地下水以及活动的湖水。

（图源@WordPress.com）

在斜坡上形成的，

向低处流动的薄水层称为坡流，

是一种暂时性

无固定水槽的地面细流。

其在流动过程中对坡面产生

剥皮式的破坏作用, 

称为洗刷作用。

（图源@wikiwand.com）

坡流向小沟和山涧汇集, 

形成一股较大线状水流, 

称为洪流。

洪流猛烈冲刷沟谷内岩石，

使冲沟逐渐加长、 加深，

这种破坏作用称为冲刷作用。

洪流由于流速快, 

具有很强搬运能力。

如山洪暴发，

携带大量泥砂、砾石

奔腾倾泻而下，

于冲沟出口处

堆积形成洪积物。

菲律宾朗芒芽地洪水

洪积物在沟口

堆积多、厚，颗粒粗大；

愈向外堆积就愈少、

薄，颗粒细小, 

具有明显分带性，

层理发育较差。

洪积物（图源@AGU）

坡流与洪流为暂时性水流， 

而河谷中河流一般为常流水。

河流对河床的侵蚀按其

侵蚀作用的方向可分为

底蚀作用、 侧蚀作用。

河流阶地的形成

河流是陆地上最强的搬运工，

搬运能力大小取决于

流速和流量。

被机械搬运的碎屑物主要有

悬移、推移、 跃移

3种运动方式。

河流搬运作用

当河流流量、流速减小， 

河流携带的

机械搬运物质沉积下来。

该沉积物一般具

良好的分选性、

较好的磨圆度、

一般发育清晰的层理等特点。

河流沉积（图源@NeSoil）

地下水的作用

地下水在参与

自然界水圈循环的

运动过程中， 

也不断地进行着地质作用， 

是重要的外营力。

地下水（图源@TLWVC）

地下水在岩石裂隙或

土壤空隙中流动较慢, 

因此其机械冲刷能力较小，

但破坏作用不能小视，

常酿成滑坡、

黄土湿陷等地质灾害。

滑坡（图源@Raymond D. Petersen ）

地下水缓慢地流动在

土壤空隙和岩石的裂隙中, 

能较充分地溶解

其流径区的化学成分。

（图源@Agweek）

可溶性岩石在地下水和

地面流水的共同作用下,

在其演化的过程中所形成的

种种地质现象，

称为岩溶

( 亦称喀斯特)现象。

喀斯特地貌（图源@Britannica）

岩溶现象中最典型、 

最常见的岩溶地貌有

溶沟与石芽、漏斗与落水洞、

溶洞与地下河、

天生桥和峰林等。

喀斯特地貌（图源@SUCCESS HUB）

湖泊的作用

湖泊与河流、海洋

相比较为平静, 

但也在不断运动着, 

也是破坏和改变地貌的

一种外营力。

（图源@Sea to Sky Air）

由于湖水运动较缓慢,

其剥蚀和搬运能力远弱于

其他外动力地质作用。

但它作为陆地上的

低洼静水环境, 

却是沉积的良好场所。

（图源@The World Economic Forum）

因此，湖泊的地质作用

以沉积为主，

主要可分为

机械、化学、生物

三种沉积作用。

（图源@Primo GIF）

湖泊的机械沉积作用主要是指

由河流搬运来的碎屑及

少量由湖浪冲蚀破坏的

碎屑的沉积。

一般较粗物质沉积在湖岸边缘, 

愈向湖心沉积物愈细。

湖相沉积（图源@landscape.soilweb）

湖相沉积物发育有

良好的水平层理。

湖泊由于泥沙日益淤积，

湖底不断填高, 

可能导致湖水变浅， 

最后整个湖泊被淤塞而消亡。

湖相沉积（图源@landscape.soilweb）

湖泊化学沉积作用常体现在

湖内盐分变化上。

随着湖水蒸发, 

水中盐分浓度过饱和，

多余的盐分就会从

湖水中结晶出来, 

一层层地沉积于湖底。

盐滩（图源@The Virgin Atlantic）

淡水湖中生长着

大量藻类和微生物，

这些生物死亡后堆积于湖底，

与黏土混合形成腐泥，

属于湖泊的生物沉积作用 。

藻类（图源@ Lake George）

海洋的作用

运动的海水是产生

海洋地质作用的动力源泉。

海水的剥蚀作用以

冲蚀和磨蚀两种

机械动力作用方式, 

塑造着特殊海岸地貌。

（图源@Cfycat）

在永不停息的海浪冲击下, 

岸边岩石会被冲蚀出各种形态，

形成浪蚀岩洞、海蚀崖、

海蚀柱和海蚀拱桥等

海蚀产物。

海蚀崖形成

海浪冲蚀海岸的同时，

会用它所破坏的碎屑为工具，

不断地进行着磨蚀作用, 

久而久之使水下基岩被磨平, 

形成海蚀平台。

海蚀平台（图源@zh.wikipedia.org）

浊流是含有大量悬浮物质，

相对密度大，

以较高速向下流动的水体。

 具有很强的侵蚀搬运能力，

对海底沉积物和

海底地貌的形成

起着重要的作用。

浊流（图源@NOAA）

海水在进行海蚀作用的同时，

又对海蚀产物和

河流带来的物质进行搬运， 

其中波浪是

海水搬运作用的主要动力。

波浪（图源@NOAA）

海洋是地球上最大的沉积场所。

根据沉积环境可分为

滨海、浅海、半深海和

深海沉积四种情况。

地质历史时期的沉积岩

绝大部分是在

海洋环境中沉积的。

（图源@American Geophysical Union）

冰川的作用

冰川在缓慢运动过程中

对地面岩石的破坏作用， 

称为冰川侵蚀作用。

由冰川侵蚀作用所形成的

主要地貌形态有

冰斗、U型谷等。

冰川侵蚀作用

冰斗是由于冰劈作用和

冰川侵蚀作用所造成的，

三面环以峭壁、

呈半圆形剧场形状或

圆椅状的洼地。

冰斗（图源@wikipedia.org）

U型谷是由

冰川侵蚀作用形成的谷，

其前身大部分是

山地上升前的河谷。

U型谷形成

运动中冰川的侵蚀与

搬运作用是同时进行的。

冰川将侵蚀产物及

冰面岩石碎块冻结于冰体中， 

如传送带般将其运至冰川末端， 

称为冰川的搬运作用。

冰川的搬运沉积作用

冰川融化堆积的物质

称为冰碛物。

其主要特征是碎屑大小混杂、

形状各异， 无成层现象，

砾石表面常有很多冰擦痕。

它是冰川存在的重要标志之一。

冰碛物（图源@Grabenstedt）

风的作用

在干旱地区, 

风的地质作用表现十分突出。

它扬尘、运沙，

同时也对地面物体

产生风蚀破坏。

因此它是发生在沙漠地区的

一种主要的地质外营力。

风蚀作用（图源@biocircuits.ucsd.edu）

风蚀作用包括

吹蚀和磨蚀两种方式。

吹蚀作用是指风力将

地表的松散沉积物或者

基岩上的风化产物吹走，

使地面遭到破坏的作用。

风蚀蘑菇（图源@Chmee2）

风力携带吹扬起的碎屑物质, 

对地表物质的冲击和摩擦, 

以及所扬起的碎屑间的

冲撞和摩擦并造成它们破坏, 

称为风的磨蚀作用。

磨蚀成风棱石（图源@Wilson44691)

风搬运碎屑物的

能力和风运方式, 

与风力强弱、沙粒大小、

碎屑质量有关。

一般风的搬运常以

悬移、跃移和蠕移

的方式进行。

风力搬运作用

风的堆积是

纯机械的堆积作用，

具有明显的分带性。

干旱风源地区以

风成砂堆积为主，

风源外围的半干旱地区

则发育风成黄土。

（图源@ThoughtCo）

地壳运动

由地球内力引起地壳的

变位、变形以及

洋底的变化等机械运动,

称为地壳运动。

是内力地质作用最重要的、

起主导作用的一种表现方式。

地壳运动

地壳中褶皱与断裂构造的发生、 

沉积岩原始产状的再变动

以及地层间

角度不整合接触关系的表现

都反映地壳运动的存在，

是地壳运动最直接的证据。

（图源@Eastern Connecticut State University）

地壳运动的特征

主要表现在两个方面: 

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。

（图源@ResearchGate）

水平运动表现为

地壳或岩石圈的水平挤压或

水平引张引起岩层褶皱和断裂,

形成巨大的褶皱山系或

大型地堑、裂谷, 以及

形成巨型的平移断层。

圣安德烈斯断层（图源@Ikluft）

地壳或岩石圈沿垂直于地表, 

即地球半径方向运动, 

称为垂直运动。

垂直运动表现为

地壳某些区域上升成为

高地或山岭；

另一区域下降成为

盆地或平原。

地震作用

地震又称地动、地振动，

是地壳快速释放能量过程中

造成的振动，

期间会产生地震波的

一种自然现象。

地震发源于地下某一点, 

该点称为震源；

地面离震源最近的一点, 

称震中（epicenter）；

震源至震中的距离, 

称震源深度。

（图源@SEIS ）

从震源中产生的弹性波，

称为地震波。

按传播方式主要包括

纵波（P波）、横波（ S波）

（纵波和横波均属于体波）

和面波（L波）。

（图源@STRUCTURE magazine ）

地震根据成因可分为

构造地震、火山地震等。

构造地震是由地壳运动

导致地下岩石突然发生断裂

所引起强烈震动，

占地震总数90%以上， 

破坏性很大。

地震（图源@Science News for Students）

每当地震发生时， 

常会在地表出现以下地质现象：

山崩地裂、 雪崩海啸、

喷沙冒水、地表错位、 

河流堵塞、建筑倒塌等。

2017年墨西哥中部强震（图源@BBC）

参考资料：

[1] 重庆地质学校. 构造地质学及地质制图学[M]. 中国工业出版社, 1961.

[2] 尼, 古, 拉. 构造地质学原理[M]. 石油工业出版社, 1989.

[3] 朱筱敏. 沉积岩石学[M]. 石油工业出版社, 2008.

[4] 王良忱, 张金亮. 沉积环境和沉积相[M]. 石油工业出版社, 1996.

[5] 李似椿 著作，地下水，中国土木水利工程学会，4-6页，1998年5月，ISBN 9576551889

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