【地理素养】地面上出现了蝌蚪状巨洞，还在越变越大，更可怕的是……地质作用与地质现象

从卫星图上看，俄罗斯雅库塔北部地区的高地上，只是模模糊糊地出现了一条狭长的“缝隙”。但接下来几十年的时间内，这条“缝隙”却越变越宽，随后“缝隙”的一端开始剧烈横向扩增，渐渐长成了一个形似“蝌蚪”的巨洞。

巨洞从 1962 年到 2018 年的变化（图片来源：Victor Makarov and Aleksey Petrov via Murton et al, 2023）

它是由多年冻土（permafrost）融化而引起的热融滑塌（thaw slumping）。当热融滑塌的面积超过 20 公顷，就可以称作巨型滑塌，而“巴塔盖卡巨型滑塌”的规模在 2023 年已经达到了 87.6 公顷，是当今世界上最大的热融滑塌。

航拍图（图片来源：A. Gabyshev and A. Kizyakov via Murton et al, 2023）

地质作用错综复杂

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1

分选和磨圆

海滩上分选和磨圆较好的砂粒和贝壳粒

分选：颗粒的粒度，形状的相对富集

磨圆：颗粒的棱角被磨蚀的程度

2

软沉积变形

浅色砂泥岩，暗色灰岩。

3

单斜岩层

向同一方向倾斜的岩层

4

单面山

山体岩层沿岩层走向延伸

两坡不对称

一坡陡而短，一坡缓而长

属于褶皱的一种

5

熔岩

熔岩流流过现在的植被层

6

矿脉充填张裂缝

图示为大块的石灰岩

因构造作用产生形似透镜状的张裂缝

又被方解石脉充填

7

擦痕和阶步

擦痕：断层面上留下沟槽状平行刻痕

沿断层运动方向常会生长

纤维状矿物晶体

破裂成垂直断口而形成小陡坎，称为阶步

8

砂岩管

地下流体流过砂岩层时

矿物铁从流体中沉淀出来

自然形成的同心环状结构

9

大型侵入岩脉

深色的镁铁质辉绿岩侵入到浅色花岗岩

经测算，二者时间相差1.2亿年

10

褶皱轴部的张裂缝

想象两端施加压力挤压一块石头

石头发生弯曲褶皱

并在弯曲弧度最大及附近产生裂缝

从外弧向内弧裂缝变细直至消失

褶皱过程中

内弧压缩，外弧拉伸

之后裂缝被白色矿脉充填

11

冲积扇

岩性为砾岩

冲积扇是山地河流在出口处形成堆积地貌

从顶端到边缘，坡度逐渐变小

堆积物逐渐变细

砾岩也常见于冲积扇的上游

12

地史时期的波纹

固结成岩

因构造运动和侵蚀作用

出露地表

13

现代风成沙纹

未固结成岩

形态变化性高

14

爬升波纹交错层理

发育于海岸带

波浪波痕周期性的迁移

同时向上叠覆生长形成

15

河流沉积剖面

图示剖面中斜层理与平行层理互层

砂岩成层性明显

因风化侵蚀，可板状剥离

16

风成沙丘的交错层理

常见于滨海相

在沙漠中也可形成风成沙丘

海岸风成沙丘更容易保存在地层记录中

地质研究中

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海岸风成沙丘远比沙漠沙丘常见

17

砾岩

只有在流速很强的环境下才能搬运大的颗粒

而且不会搬运太远就沉积下来

常见的沉积环境有

河流、三角洲、冲积扇等

18

复杂的河流地貌

密集分布平地上的河流

坡度平缓，沉积环境稳定

19

水平层理

细粒沉积物在静水环境中垂向加积而成

不透明矿物，云母片，碳质碎片顺层排列

形成于稳定的水动力条件下

如渗水，泻湖，牛轭湖等

岩性为泥质岩，粉砂岩等

20

斜层理

纹层与层系界面斜交

砂波向同一方向运动时形成

层面倾斜方向指示水流下游

常见于河流沉积和其他流动水的沉积物中

21

平行层理

外形似水平状的层理

在较强的水动力条件下

砂粒迁移和滚动而成

形成于高流速，床底平坦的环境

如河流，海滩

沿层理面易剥开

在剥开面上可见到剥离线理构造

22

包卷层理

属于同期变形构造

纹层呈波状、不规则的明显卷曲

单层岩性为细砂岩或粉砂岩

非构造变形成因

由于沉积物的液化作用

液化层内的侧向流动产生复杂褶皱

23

海岸上的交错层理

纹层间的细粒沉积已被侵蚀殆尽

可见明显的厚层板状

24

泥盆纪的大套砂岩

远视角也可见清晰的层理面

表面的暗色是由流水溶解物沉淀而成

25

搬运作用

风作为一种重要的地质营力

在沉积作用中

主要起搬运作用

图示为现实常见的风力搬运砂砾、粉尘的场景

26

前寒武纪地层剖面

经受变质作用，岩层呈板块分布

前寒武纪占了地球历史的大约7/8

自寒武纪开始，生物进入繁盛期

27

中新世早期的石灰岩砾

中新世早期形成的石灰岩

破碎磨圆成大颗粒

在岸边堆积

未被胶结物胶结成岩

28

交错层理

29

深水浊积岩大型露头

深水浊积岩的几大特征：

硬砂岩为主体，粒级层很发育，

波痕和斜层理不发育，

地层厚度很大等。

形成环境有海底扇，大陆隆起，深海砂等。

30

山脉侵蚀差异

图示山脉的背风坡和迎风坡

呈现明显的侵蚀差异。

31

干涸河流的沉积剖面

剖面上可见沉积物的颜色和粒度差异，

表面的蒸发岩盐胶结砂粒形成板状。

32

水流侵蚀沙纹层

图示为河流的凹岸，

沙纹层未固结成岩，

遭受侵蚀作用，不断坍塌。

33

砂岩和粉砂岩互层

白色为砂岩，

暗色为粉砂岩。

34

第四系沉积剖面

最底部为暗色的泥质岩，

中间浅色砂层发育斜层理，

之上为水平状岩层，

最上部为块状岩。

35

洪泛平原沉积

又称河漫滩沉积。

河流泛滥期，

由于洪水漫岸，

被洪水覆盖的一片平的或近于平坦的地带。

常见沉积物为粉砂和粘土。

36

古新世灰岩形成的褶皱

37

砂岩脉侵入石灰岩

暗色发绿的岩脉岩性为砂岩。

通常由于地震扰动高含水沉积物，

发生液化形成的脉状砂岩。

产状垂直或近垂直穿插岩石。

38

大型褶皱

强硬层与软弱层互层，

厚板状的强硬层是明显的标志层。

39

岩心中的沙纹层理

底部为冲刷面，

上面沉积有粗粒碎屑物。

再往上细纹层叠覆生长，左低右高。

40

岩心中的浪成波纹层理

暗色波状条带为含碳质纹层。

41

砂岩海蚀崖

砂岩海岸受海蚀作用及重力崩落作用

常沿断层面、节理面或层理面

形成的陡壁悬崖。

42

浅水浊积岩

具有不太明显的正粒序。

43

横卧褶皱

图示褶皱呈明显的反S形，

轴面近于水平。

44

三角洲前缘沉积剖面

三角洲前缘是三角洲的水下部分，

沉积物主要以砂质为主，

砂质纯净，

纹层细腻。

45

同沉积包卷层理

46

大型板状砂岩

47

砂岩侵蚀景观

48

浊积岩海岸

厚层浊积岩形成的海岸，

遭受侵蚀作用，

不同层呈阶梯状分布。

49

管状砂岩

砂质沉积物固结成岩过程中，

差异化受力而成。

区别于石香肠。

50

大型砂岩交错层理

51

角度不整合

（图源@Matt Kearney/pinterest）

图为位于葡萄牙

Telherio海滩的角度不整合。

下变形单元为

上石炭统(Brejeira组)

上覆的未变形单元为三叠系

(Grés de Silves组的新红色砂岩)。

52

交错层理

（图源@Samantha L. Reif/serc.carleton.edu）

图为美国锡安国家公园

交错层理剖面图。

其细层理大致与

层间的分隔面斜交，

上部与主层理截交，

下部与主层理相切。

53

节理

（图源@ Structural Geology Blog）

在地表裸露的岩石中，

节理几乎无处不在。

图为二叠系风成砂岩中的

两组大角度相交节理。

54

断层泥

（图源@geologypics.com）

断层泥指未固结或

弱固结的泥状岩石。

发育在地壳浅层脆性断层带中，

呈各色条带平行断层面展布，tp钱包官网

带宽由几毫米至数十米。

55

正断层

（图源@Lynne Etcheverry/Andrea Morrell）

上盘相对于下盘沿

断面向下明显运动，

正断层产状较陡，

通常在45°以上，

而以60°左右者较为常见。

56

海蚀崖

（图源@TuendeBede/Pixabay）

海蚀崖基岩海岸受

海蚀及重力崩落作用，

常沿断层节理或

层理面形成的陡壁悬崖。

57

碎屑岩脉

（图源@Northisle/wikipedia.org）

垂直席状碎屑岩脉

是哥伦比亚盆地

韵律层状米苏拉洪水

平流沉积物中的典型特征。

58

包卷构造

（图源@Lynn Recker/Geology）

包卷构造又称包卷层理、

旋卷层理、扭曲层理。

它是在一个层内的层理揉皱现象，

表现由连续的开阔“向斜”和

紧密“背斜”所组成。

59

尖棱褶皱

（图源@r/geology/reddit.com）

尖棱褶皱是两翼较平直，

转折端急剧转折、

甚至成尖顶的褶皱。

60

火焰状构造

（图源@sandramcgeo）

图为澳大利亚墨尔本东南部

早泥盆世时期Liptrap地层中的

经典火焰构造。

是由负荷引起的软沉积变形，

具指示顶面的意义。

61

震积岩

（图源@Geology is the way）

图为死海盆地附近震积岩。

是由地震作用所产生的

具有震积构造和震积岩序列的

灾变事件沉积的。

62

构造角砾岩

（图源@Looking For Detachment）

构造角砾岩是指由于

应力作用原岩破碎成角砾状，

并使破碎细屑充填固结或

有部分外来物质胶结的岩石。

63

牵引褶皱

（图源@Samantha L. Reif/serc.carleton.edu）

断层两盘紧邻断层的岩层，

常发生明显弧形弯曲，

这种弯曲即牵引褶皱。

一般认为这是两盘相对错动

对岩层拖曳的结果，

并且以褶皱的弧形弯曲的

突出方向指示

本盘的运动方向。

64

柱状玄武岩

（图源@摄图网）

图为台湾省澎湖玄武岩，属更新世早期。分布在澎湖列岛，含魁蛤（Arca）、蝾螺（Turbo）等化石。

65

浊积岩

（图源@Marli Miller/marlimillerphoto.com）

浊积岩是一种

由浊流沉积作用

形成的沉积岩，

属半深海至深海沉积产物。

66

劈理

（图源@wikiwand.com）

背斜位于砂岩页岩序列中，

具有轴向平面劈理，

右翼可见劈理折射。

67

不协调褶皱

（图源@Roberto Weinberg/users.monash.edu.au）

不协调褶皱是指

各层弯曲状态明显不同，

褶皱大小、形态各异，

各层的褶皱形式出现

突变或不具几何规律。

68

等斜褶皱

（图源@Woudloper/wikimedia.org）

等斜褶皱是指

两翼具有相同倾斜的褶皱。

是强烈变形的产物，

常发育有与两翼地层

产状一致的轴面劈理。

69

叠层石

（图源@ottawagatineaugeoheritage.ca）

叠层石是是由藻类

在生命活动过程中，

将海水中的钙、镁碳酸盐

及其碎屑颗粒粘结、

沉淀而形成的一种化石。

70

槽模

（图源@Lynn Recker）

槽模一般顺水流方向排列，

可疏可密，其圆形突起一端

逆(迎) 向水流方向。

71

阶步

图源@（r/geology/reddit.com）

阶步是断层两盘岩石

相对错动时在

断层面留下的痕迹。

多年来阶步一直作为

判断断层两盘运动的标志。

72

糜棱岩

（图源@sandatlas.org）

糜棱岩是颗粒很细

呈条带状分布的变质岩。

主要分布在逆断层和

平移断层带内。强度低，

易引起渗漏和形成软弱夹层，

对岩体稳定不利。

73

枕状熔岩剖面

（图源@siddeshwar/standingtall-siddeshwar.blogspot.com）

枕状熔岩指具有

枕状构造并认为是在

水下环境中枕状熔岩形成的

熔岩的总称。

74

右旋韧性剪切带

（图源@Jordi Carreras/EGU）

图为位于西班牙

克雷乌斯角自然保护区的

右旋韧性剪切带

横切层状片岩。

75

球状风化

（图源@Francisco Sousa/USRA）

岩石出露地表接受风化时，

由于棱角突出，易受风化，

故棱角逐渐缩减，

最终趋向球形。

这样的风化过程称球状风化。

76

盐风化

（图源@r/geology/reddit.com）

盐风化指岩石表面的盐分

随着降水渗入岩石孔隙中，

向岩石背风面运动，

在干燥的背风面结晶、膨胀，

导致岩石背风面崩裂，

在岩石表面形成

坑坑洼洼的风化穴。

77

捕虏体

（图源@Roberto Weinberg/users.monash.edu.au）

捕虏体是指

岩浆在侵入作用过程中

所捕获的围岩碎块。

图为由两种粗粒度的

片麻状花岗岩组成的

复合捕虏体。

78

羽饰构造

（图源@Roberto Weinberg/users.monash.edu.au）

羽饰构造是发生在比较均匀

细粒脆性的岩层中节理面上的纹饰，

主节理面上发育的羽状或人字形花纹，

指示节理面的破裂扩展方向，

人字纹尖端指向裂纹源。

79

冰川擦痕

（图源@Andy Fyon/ontariobeneathourfeet.com）

冰川擦痕多呈丁字形，

一端粗一端细，

粗的一端指向上游，

细的一端指向下游，

长数厘米至1米，

深度一般数毫米。

80

生物扰动构造

（图源@José Manuel Gasca）

生物扰动是指生物对

其周围沉积颗粒所进行的

搅动、混合和破坏，

包括可以鉴定和无法鉴定的

各种潜穴、足迹和移迹。

81

雨痕

（图源@Geology Pics）

雨点降落在未固结的泥质、

砂质沉积物表面，

所产生圆形或椭圆形的凹穴。

可用来判断岩层的顶面和底面。

82

S-C组构

（图源@blogs.agu.org）

S-C面理组构是一种

普遍发育于韧性剪切带中的

构造组合形式，

即由S面理和C面理组成。

83

冲积扇

（图源@Marli Miller）

冲积扇是河流出山口处的

扇形堆积体。

图为美国加利福尼亚死亡谷冲积扇。

当河流流出谷口时，

摆脱了侧向约束，

其携带物质便铺散沉积下来。

84

鞘褶皱

（图源@myweb.facstaff.wwu.edu）

图为鞘褶皱剖面。

鞘褶皱是韧性剪切带中的典型构造。

其褶皱枢纽平行于拉伸线理的方向，

形似剑鞘，规模不大。

为早期褶皱经强烈剪切作用

进一步深化而成。

85

湖相沉积

（图源@myweb.facstaff.wwu.edu）

图为位于苏格兰西北高地，

倾斜的前寒武系

Stoer组湖相沉积。

86

砂岩岩脉

（图源@myweb.facstaff.wwu.edu）

图为位于美国新泽西州

贝尔维迪尔的

Martinsburg组中，

平行于劈理的砂岩岩脉。

87

张节理

（图源@myweb.facstaff.wwu.edu）

图为旧红砂岩

共轭雁列张节理。

是由于张应力超过

岩石的抗性强度

而在岩体中产生的张破裂面。

88

褶皱枢纽

（图源@myweb.facstaff.wwu.edu）

褶皱枢纽是褶皱轴面与

同一褶皱面的交线。

褶皱枢纽可以是

水平的，倾斜的，

但多数是波状起伏的曲线。

89

白垩系砂岩层

（图源@Samantha L. Reif/serc.carleton.edu）

图为美国犹他州

Book Cliffs的白垩系砂岩层。

所在地层越厚，

其节理之间的距离越大。

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