Transcript 教學投影片-CH 16
第十六章 固體地球的探測 16-1 地殼均衡說 一、地殼均衡說的內容 1. 學說提倡者：美國科學家杜頓 2. 起因：由大地測量得知陸地的平均高度（840 m） 比海底平均深度（－3800 m）高出約 5 公里，以重力均衡原理來解釋陸地和海底高 度差的學說，稱為地殼均衡說 、 3. 學說內容：認為 大陸 地殼（平均密度約2.7 g／ cm3） 和 海洋 地殼（平均密度約2.9 g／ cm3）構成的洋底，兩者均浮在密度比它們 大的 地函 （約3.3 g／cm3 ）上面，而各 自達到重力均衡 （以木塊浮在水面上模擬 ） 第十六章 固體地球的探測 16-1 地殼均衡說 二、地殼均衡細分兩大學說 學說 普拉特學說 艾里學說 提 倡 者 普拉特於1854年提出 艾里於1855年提出 學 說 內 容 主張所有地塊（高山或平原） 都浮在同一深度的地函上面﹐ 但是各地塊的 密度 不等。 各地塊的底部都位在同一深度 的均衡面之上﹐其中高地塊的 密度 小 ﹐低地塊的密度 大 ﹐但兩者的重力與浮力 維持平衡 主張各地塊 密度 相同但 是 厚度 不同﹐其中高山 浮升愈高﹐底部愈 深 。 基於山愈高則根愈深﹐故本 說法又稱為 山根 均衡學 說。各地塊厚度雖然不同﹐ 但浮力與重力仍可以達到平 衡 第十六章 固體地球的探測 16-1 地殼均衡說 二、地殼均衡細分兩大學說 學說 艾里學說 現在已經知道大陸和海洋地 根據 莫氏 不連續面（地 實際 殼岩石組成不同﹐兩者的 殼底部）在世界各地的深度 密度 也不相同。和普拉 並不相同﹐此點和艾里的主 狀況 特的主張相似 張相似 圖示 普拉特學說 第十六章 固體地球的探測 16-1 地殼均衡說 二、地殼均衡細分兩大學說 目前可在斯堪地那維亞半島、格陵蘭、加拿大北 部等地找到地殼均衡的證據。一萬年前冰河時期厚重 的冰層於冰期結束後逐漸融化，造成地殼的重力比原 來 減少 ，使得這些地方的地勢大約以每年一公分 的速度緩慢 上升 。此外，在大地測量與地質研究 上也發現足以證明地殼均衡說的事實 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 一、地表地質調查的目的與方法 地表地質調查的目地主要是了解地球內部的組成 和構造。但不容易憑直接觀察得知，常需要藉助於一 些地球物理儀器和探勘方法 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 1. 岩石種類判定： 岩石成因 分 類 火成岩 變質岩 沉積岩 形成原因 特 性 分 類 粗略分類 常見岩石 火山岩 玄武岩 安山岩 深成岩 花岡岩 岩層受熱 出現於 褶皺山脈 、 或壓力作 ﹐又可分成有葉理及 用變質 無葉理兩大類 有葉理 片 岩 片麻岩 無葉理 角頁岩 碎屑沉積 通常具有 層理 ﹐ 或化學﹑ 可區分為碎屑沉積岩 生物作用 跟非碎屑沉積岩兩類 碎屑沉積岩 頁岩﹑砂岩﹑ 礫岩 火山岩：常出現於 火山 地形 岩漿凝固 生 成 深成岩：缺乏層理及 葉理 非碎屑沉積岩 石灰岩﹑鹽岩 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 2. 野外地質調查 a. 野外地質調查重點： 觀察記錄 岩石 的種類、地質 構造 、 地層的 走向 和 傾斜 等，若是沉積岩可進 一步尋找沉積 構造 和 化石 ，推測當地的 沉積環境 、 、 註 ：測量岩層的走向及傾斜－－使用傾斜儀 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 2. 野外地質調查 名詞 定義 表示方式 岩層層面與 水平 走向 面交線（如右圖AB） 的方向 右圖岩層為 南北 走向 傾斜包含傾角 大小 和 方向 （如右圖 傾斜 OD﹐OD'為傾斜方 向﹐傾斜角為α度） 右圖岩層為向 東 傾斜﹐ 傾角為α度 、 、 圖示及地質符號 南北走向 傾角45度向東 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 2. 野外地質調查 b. 野外地質調查工具： 常用的工具包括野帳冊（記錄簿）、記錄筆、 地質鎚、鑿子、傾斜儀、放大鏡、標本袋、相機、 GPS定位儀等 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 2. 野外地質調查 c. 野外利用沉積構造判斷層序方法： 沉 積 構 造 ① 水平層理 ②粒 級 層 ③波 痕 ④交 錯 層 ⑤泥 裂 ⑥生 痕 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 2. 野外地質調查 c. 野外利用沉積構造判斷層序方法： 沉 積 構 造 ① 水平層理 沉積物在平靜環 境沉積﹐水平堆疊形 成一層層之沉積岩 層﹐為層理。層理為 沉積構造﹐但無法判 定原始地層上下 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 2. 野外地質調查 c. 野外利用沉積構造判斷層序方法： 沉 積 構 造 ②粒 級 層 大水攜帶大量沉積物沉積﹐大顆粒先沉 積在下﹐小顆粒在上﹐稱粒級層。 粗 顆 粒在下﹑ 細 顆粒在上 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 2. 野外地質調查 c. 野外利用沉積構造判斷層序方法： 沉 積 構 造 ③波 痕 波浪拍打沙灘﹐形成沙灘波紋﹐稱波痕。 波痕尖端朝 上 、 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 2. 野外地質調查 c. 野外利用沉積構造判斷層序方法： 沉 積 構 造 ④交 錯 層 流水中沉積的物質﹐堆積層傾斜﹐稱為 交錯層。交錯層(偽層)上陡（與水平地層交 角 大 ）下緩(與水平地層交角 小 ) 上 下 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 2. 野外地質調查 c. 野外利用沉積構造判斷層序方法： 沉 積 構 造 ⑤泥 裂 湖泊﹑水道旁水分蒸發形成﹐裂口愈大 者朝 上 ﹐指示層位屬正常層序 上 下 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 2. 野外地質調查 上 c. 野外利用沉積構造判斷層序方法： 沉 積 構 造 下 ⑥生 痕 生物活動遺留下之痕跡﹐如洞穴﹑腳印 等﹐由生痕可判斷地層上下﹐以洞穴為例﹐ 生痕洞穴應發生在層面 下 方﹐且生痕U 型管兩端開口處朝 ﹐指示層位屬正常 上 層序 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 二、地表地質調查內容 2. 野外地質調查 d. 利用化石判斷層序： (1) 標準化石的功能：地層對比使用的化石為標準化 石 (2) 標準化石的特性：標準化石具有演化速率 快 、出現時間 短 、受環境的 影響不大而具有分布 廣 、 個體數目 多 、特徵明顯、 在野外容易鑑定等特性 、 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 三、地質年代的判定－層序的判定 1. 相對地質年代判定： 方法 說明 圖示 在未經外力干擾影響下﹐因重力作用使愈早堆積 疊置 的沉積物位在愈 下 。如右圖﹐1號地層較2號 定律 地層生成 早 ﹐便是依據疊置定律判斷 先 發生的地質事件可能被 後 發生的地質 截切 事件所影響﹐所以受影響的地質事件年代比較老。 關係 如右圖﹐岩脈經斷層甲截切﹐可知 岩脈 先生 定律 成 、 化石 化石群在不同地點的正常地層層序中﹐出現的上 連續 （後）下（先）順序具有連續和一致性。如右 定律 圖﹐具有三葉蟲化石之地層較菊石 先 生成 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 三、地質年代的判定－層序的判定 2. 絕對地質年代判定－放射性同位素定年 半衰期 母元素(放射性同位素) 子元素 母元素﹕子元素 原始量 1 0 1﹕0 1次 1/2 、 1/2 、 1：1 、 2次 1/4 、 3/4 、 1：3 、 3次 1/8 、 7/8 、 1：7 、 圖 － 示 第十六章 固體地球的探測 16-2 地表地質調查 三、地質年代的判定－層序的判定 2. 絕對地質年代判定－放射性同位素定年 地層生成時間之計算： 地層中放射性物質存在時間 ＝log 0.5（母元素含量比）×半衰期 第十六章 固體地球的探測 16-5 遙測大地 一、全球衛星定位系統在地質探勘上的應用 1. 全球衛星定位系統的功能：能精確的量測地殼每 年數毫米的 水平 移動量 2.臺灣的全球衛星定位系統：於1989年開始建立 「臺灣全球衛星定位系統 (GPS) 觀測網」， 每一 GPS 觀測站皆可全年連續接收衛星資訊。 比較各測站間不同時期移動 速率 和 方向 ，即可得知臺灣地體大致的變動情 形 第十六章 固體地球的探測 16-5 遙測大地 一、全球衛星定位系統在地質探勘上的應用 第十六章 固體地球的探測 16-5 遙測大地 一、全球衛星定位系統在地質探勘上的應用 2006至2007年間 臺灣地區GPS觀測 結果示意圖 第十六章 固體地球的探測 16-5 遙測大地 二、從太空看臺灣 1. 遙測原理：利用 衛星 或 飛機 ，可從高空 對大地進行拍攝，可見各地高山、河流等的 分布概況 2. 遙測內容：發現臺灣島具備南北長、東西窄的狹 長外形，中間並夾有「 東北--西南 -」 走向的山脈。若對大地進行不同時間的拍攝 紀錄，更能比對出地形、地貌的變化