地质作用分析

2.1　地质作用分析

采矿活动主要在地壳内进行，地壳由矿物和岩石构成，地壳自形成以来，在各种地质作用下，其物质成分、内部构造和地表形态不断地发展与变化。地壳一直处于运动、演化之中。例如，喜马拉雅山目前仍持续上升；地下深处高温岩浆向上运移过程中，不断熔化围岩；强烈的地震改变了地表形态；野外常见到岩石发生断裂、侵入和复杂形态的弯曲。上述发生在地壳内外的变化，都是在一定自然动力作用下产生的。这种促使地壳的物质成分、内部构造和地表形态等方面发生变化的作用，称地质作用。引起地质作用的动力，称为地质动力。

地质作用大多数是长期、缓慢地进行，有的进行得迅速、剧烈。依据地质作用的能源不同，地质作用分为两大类：一类是由地球内能所产生的地质内动力引起的，称为内力地质作用；另一类是有地球外能所产生的地质外动力引起的，称为外力地质作用。地球的内能主要包括旋转能、热能、重力能及化学能等。地球的外能最重要的是太阳的辐射能、日月的引力能、地表物质的重力能等。

从地壳发展和地球演变的总体过程看，内力地质作用占据主导地位。地质作用所产生的现象，称为地质现象。

2.1.1　内力地质作用

内力地质作用发生在地球内部，能够引起地壳的物质成分、内部构造和地表形态发生改变。它包括地壳运动、岩浆作用、变质作用和地震作用。

2.1.1.1　地壳运动

1)地壳运动又称构造运动，系指由地球内动力引起的地壳物质发生变位、变形的机械运动。

2)地壳运动的基本形式

地壳运动的基本形式有两种：垂直运动和水平运动。

(1)垂直运动

垂直运动是指沿地球半径方向的运动，表现为地壳的缓慢上升和下降。在同一地区的不同时期，上升和下降运动交替进行；在同一时期内，一个地区表现为上升运动，而相邻地区表现为下降运动。

(2)水平运动

水平运动是指沿地球表面切线方向的运动，表现为相邻两区地壳相互分离拉开、相向靠扰挤压及两者平行错动。例如，大西洋就是由于地壳水平运动产生的。在地壳水平运动过程中，使组成地壳的岩层受到很大的挤压力或引张力，或者剪切力，从而产生褶皱和断裂，在地貌上常形成高山或深谷。

3)地壳运动的起因

有关地壳运动的起因有很多种理论，有代表性的理论是地质力学观点与板块构造学说两种。

(1)地质力学观点

地质力学是地质学家李四光教授创立的。是在分析研究由褶曲、断裂等地质构造所组成的各种构造体系展布规律的基础上，提出地壳运动以水平运动为主，包括经向水平运动和纬向水平运动；垂直运动是派生的。经向水平运动是从高纬度向低纬度的运动，即由两极向赤道的运动；纬向水平运动是东西向的运动。产生这种运动方式和方向的原因，主要是由地球自转速度的变换引起的。

地质力学认为，当地球自转速度加快时，地壳上产生惯性离心力，这个力可被分解成两个分力。其中，垂直球面的分力与地球重力作用方向相反，因而被重力抵消；另一个与地面平行的水平分力由高纬度指向低纬度，它导致了地壳物质由两极向赤道方向挤压，形成地壳大规模的经向水平运动，造成岩石的强烈褶皱和断裂，产生了纬向构造体系，并出现了一系列大致东西走向的褶皱山脉。

地球由西向东自转，当转速加快时，产生指向西的纬向惯性力。在其作用下，地壳上层与下面物质粘结不够牢固的部分，向西滑动较快，便发生了地壳的纬向水平运动，发生挤压，产生了南北向的褶皱和断裂，构成经向构造体系。

在地球自转加快的过程中，地下深部岩浆沿着地壳中的断裂上升或喷出地表，使地球内部较重物质向外扩散，从而地球转动惯量增大，角速度则随之变小，加上地壳滑动摩擦力的影响，导致地球旋转逐渐缓和下来。此时较重物质在重力作用下，重新渗入深部，又为再次的转速加快准备了条件。如此反复，地壳便不停地运动。

(2)板块构造学说

板块构造学说是在海底扩张及大陆漂移理论的基础上，于20世纪60年代由地质学家威尔逊、勒皮雄及摩根等人提出的。它是随着地质科学研究领域不断扩大，广泛应用现代科学技术(如深海钻探、海底探测、电子计算机，遥感技术等)所获得的新资料、新知识，而建立起来的一种崭新理论。

板块构造学说认为，地壳运动主要表现为各板块间的相对运动。漂浮于地幔内软流圈之上的刚性岩石圈(包括地幔顶部和整个地壳)，分裂成许多巨大块体，即板块。通常将全球分为六大板块：北美洲板块、太平洋板块、欧亚板块、非洲板块、印度洋板块和南极洲板块。除太平洋板块几乎全部是海洋外，其余五大板块既包括大块陆地又包括大片海洋。

2.1.1.2　岩浆作用

岩浆形成于地下深部，具有高温、高压，活动性极强，能够沿着地壳破裂带，侵入地壳或喷出地表。同时，岩浆在上升过程中与围岩相互作用，不断改变着本身的化学成分和物理状态。岩浆作用是指岩浆形成、岩浆活动至冷凝成岩石的全部过程。

2.1.1.3　变质作用

地壳中的岩石，由于高温、高压或外来物质的参与，使原来岩石的结构、构造、成分发生变化。这种促使岩石发生变化的作用，称为变质作用。由于变质作用形成的新岩石，称变质岩。变质作用是岩石基本在固体状态下进行的，通常发生在地下深部，引起变质作用的因素也主要来自地球内部。变质作用是一种改变地壳物质组成的地质作用，不仅能够产生变质岩，而且还可以形成变质矿床。

2.1.1.4　地震作用

地壳局部的快速颤动称为地震。将孕震、发震和余震的全部作用过程，称为地震作用。地震是地壳运动的一种特殊形式，过程短暂，一瞬即逝。地震是具有灾害性的地质作用，不仅发生在陆地，也发生在海底。在陆地能导致建筑物倒塌，引起地表起伏不平，产生裂缝喷沙冒水，甚至出现山石崩落和滑坡等。海底地震称为海震，能掀起巨大海浪(即海啸)造成航海事故。此外，地震还促使地壳内部构造发生变化，产生褶皱和断裂等地质构造。

2.1.2　外力地质作用

外力地质作用通常发生在地壳表面或接近地表的浅部。产生外力地质作用的直接动力是大气、温度变化、风、雨、雪、雹，以及地面流水、地下水、河流、海浪、冰川和生物活动等，它们都受来自地球外部的太阳能、重力能、日月引力能等的控制和影响。在这些地质动力作用下，促使了地球的物质成分及地表形态的改变。

外力地质作用包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和固结成岩作用。