第一部分--遙感地質(zhì)基礎(chǔ)

1、地質(zhì)地質(zhì) 遙遙 感感 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院數(shù)學(xué)地質(zhì)遙感地質(zhì)研究所 徐元進(jìn)2011.3教學(xué)安排教學(xué)安排 遙感地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)遙感地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) 遙感地質(zhì)圖像處理及解譯遙感地質(zhì)圖像處理及解譯參考書籍參考書籍 地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) 宋青青宋青青,張振春張振春.高等教育出高等教育出版社版社,2001. 遙感地質(zhì)學(xué)遙感地質(zhì)學(xué) 朱亮璞朱亮璞.地質(zhì)出版社地質(zhì)出版社,1994. 遙感圖像處理遙感圖像處理第一部分: 遙感地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)第一章 地球概述 地球的大小和形狀地球的大小和形狀 地球的內(nèi)部圈層地球的內(nèi)部圈層 地球的外部圈層 地球表面形態(tài) 第一節(jié) 地球的大小和形狀 很早以前，人們根據(jù)所看到的一些自然現(xiàn)象，如月蝕時(shí)

2、的地球陰影；船桅和船身先后依次露出海平面；向北旅行時(shí)北極星升高而向南旅行時(shí)北極星降低等現(xiàn)象就得出地球呈球形的概念。1957年，隨著人造衛(wèi)星上天，人類第一次從太空中看到了完整的地球圖像。根據(jù)人造衛(wèi)星運(yùn)行軌道狀況和分析測算的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)地球并不是標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)橢球體，而是呈梨形的不規(guī)則球體：北極向外突出約10米，南極凹進(jìn)約30米，中緯度地區(qū)在北半球向內(nèi)凹進(jìn)，在南半球則向外凸出。 赤道半徑a 6378.140 km兩極半徑c 6375.755 km長短半徑差 21.385 km平均半徑 6371.004 km扁率(a-c)/a 1/298.257=0.0033528赤道周長 40075.036 km子午線

3、周長 39940.670 km表面積 510064471.9 km2體積 108320.69107 km3 子午線也叫經(jīng)線,是在地面上連接兩極的線,表示南北方向。經(jīng)線和垂直于它的緯線構(gòu)成地球上的坐標(biāo)既經(jīng)緯網(wǎng)。地球上任何一個(gè)地方的位置都可以用一條經(jīng)線和緯線的交叉點(diǎn)來表示。所有的經(jīng)線長度都相等?？茖W(xué)家把開始計(jì)算經(jīng)度的一條經(jīng)線0度經(jīng)線叫做本初子午線子午線. 1884年的10月1日，在美國的華盛頓召開了國際子午線子午線會(huì)議。10月23日，大會(huì)通過一項(xiàng)決議向全世界各國政府正式建議，采用經(jīng)過英國倫敦格林尼治天文臺(tái)子午儀中心的子午線子午線，作為計(jì)算經(jīng)度起點(diǎn)的本初子午線子午線。 從0經(jīng)線算起，向東劃分0180

4、，為東經(jīng)度 ，向西劃分0180.為西經(jīng)度，1953年，格林尼治天文臺(tái)遷移到東經(jīng)02025的地方，但全球經(jīng)度仍然以原址為零點(diǎn)計(jì)算。 第二節(jié) 地球的內(nèi)部圈層地球的內(nèi)部圈層地殼地殼 巖石圈巖石圈 軟流圈軟流圈 地幔地幔 地核地核 地殼 地殼：從地表到莫霍面，由固體巖石組成。地殼的體積僅占地球的千分之三左右，地殼厚度變化大，陸上平均35km，最厚達(dá)70km；海洋地殼薄，最厚8km，最薄5km； 在垂直方向,大陸地殼還可分為上、下兩層，其間存在一個(gè)次級(jí)界面，稱為康拉德界面，上地殼平均密度約2.7g/cm3，平均厚度約10km,下地殼平均密度3.0g/cm3。這說明，不僅地球不均一，而且 地殼在縱向上也是

5、不均一的。在橫向上，地殼也是不均一的，最顯著的表現(xiàn)是大洋與大陸的差別，因此地殼在橫向上又分為陸殼和洋殼兩部分。 陸殼：約占地殼面積的1/3多一點(diǎn)，陸殼具有明顯的雙層 結(jié)構(gòu)，即存在上、下地殼。洋殼：位于海洋之下，約占地殼面積2/3少一點(diǎn)，其上為 約4km厚的海水，洋殼缺失上地殼。巖石圈和軟流圈 地殼和軟流圈之上的固態(tài)上地幔合稱為巖石圈。 根據(jù)板塊構(gòu)造觀點(diǎn)，巖石圈被洋中脊、俯沖帶和轉(zhuǎn)換斷層分割為若干巖石圈板塊。這些巖石圈板塊在地幔對(duì)流力的驅(qū)動(dòng)下，“漂浮”在軟流圈之上作大規(guī)模水平位移，導(dǎo)致了大陸的漂移。 軟流圈（Asthenosphere）：也稱低速帶,位于巖石圈之下。其下界約在地表以下250km深

6、度。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｋ票砻?，該層不完全為固相，可能是熔融物質(zhì)和 固體物質(zhì)的混合帶，熔體約占110。這樣大大降低了其強(qiáng)度，故稱軟流圈。軟流圈可以緩慢地流動(dòng)，軟流圈在一系列地質(zhì)作用中起著重要作用。地幔 位于地殼之下，莫霍面與古登堡面之間。厚度約2,800公里。體積占地球體積的83%。質(zhì)量為4,030 x1021 千克，占地球質(zhì)量的67.7%。根據(jù)地震波速變化，以1000 公里深度為界，把地幔分為上、下兩層，分別稱為上地幔和下地幔。 上地幔在莫霍面以下至1000公里深度之間，平均 密度3.5克/厘米3。主要成分為超基性巖 。 下地幔位于1000公里至2900公里之間，平均密度 5.1克/厘米3。 主要成分仍然

7、是MgO，F(xiàn)eO和SiO2, Fe 含量較上地幔略有增加。2750公里至2900公里深度之 間存在波速較低而密度較高的D層，預(yù)示著地幔向地 核的轉(zhuǎn)化。 地核 位于2,900公里以下，厚度3,471公里。以古登堡面與地幔分界。體積約占地球的16.2;質(zhì)量1,9001024克，占地球總質(zhì)量的32。 根據(jù)地震波速劃分為外核和內(nèi)核，以及兩者之間的過渡層。 第三節(jié) 地球的外部圈層地球的外部圈層 地球外圈包括大氣圈（atmosphere）、水圈（hydrosphere） 和 生物圈（biosphere）。它們與人類生產(chǎn)、生活直密切相關(guān)，構(gòu)成了人類生存的直接環(huán)境。大氣圈 由空氣構(gòu)成的包圍固體地球的最外部層圈

8、稱作大氣圈。土壤和某些巖石中也有某些氣體，是大氣圈的地下部分，其深度一般不超過2 公里。空氣是一種氣體混合物。其成分主要為氮、氧，其次為二氧化碳、水蒸汽及微量惰性氣體。 大氣圈底部約10公里以內(nèi)稱為對(duì)流層。對(duì)流層與地質(zhì)作用關(guān)系密切。對(duì)流層溫度主要受地面輻射的影響。越高溫度越低。同時(shí)由于緯度不同，導(dǎo)致溫度差別，形成對(duì)流，即大氣環(huán)流。 對(duì)流層以上至50公里高度為平流層，溫度來源于太陽的直接輻射，向高空溫度逐步回升，不形成明顯的環(huán)流。對(duì)流層頂面在赤道為17公里，在兩極約為9公里。 自下而上還有電離層和擴(kuò)散 層。 水圈 水的存在，是地球與其它星球的本質(zhì)差別之一，也是人類和地球上一切生命得以生存和繁衍的

9、基礎(chǔ)，水對(duì)于人類來說是最熟悉不過的物質(zhì)。地球表層的水體，大部分匯聚在海洋中，其余部分分布在河流，湖泊，巖石孔隙和土壤中。即使在沙漠的地下深處也有水；兩極和高山地區(qū)存在著大量的固態(tài)水。此外，在大氣層的下部和生物中也存在水。這些水包圍著地球，形成連續(xù)的封閉圈層，稱之為水圈。 水圈的總質(zhì)量為166.4億億噸，總體 積3.9億立方公里。陸地水和海洋水是水圈的兩大組成部分。它們的物質(zhì)成分和物理性質(zhì)是有差別的。陸地水在體積上和質(zhì)量上雖然比海洋水小得多，但它們廣泛分布于陸地上，對(duì)陸地地形的改變起著重要作用。生物圈 生物圈(biosphere):是地球上生物生存和活動(dòng)的范圍。大量生物集中在地表和水圈上層。在大

10、氣圈10公里的高空、地下3公里的深處和深海底也仍 然有生物存在。 生物圈的總質(zhì)量約114,800噸。生物的分布很廣但不均勻。在陽光、空氣和水分充足，溫度適宜的地區(qū)生物多，反之則少。溫濕明亮地區(qū)的生物密度比干寒黑暗地區(qū)大得多，而且多半是高級(jí)生物。它們?cè)诘刭|(zhì)作用中起著重要作用。地球上不同的自然環(huán)境有不同的生物組合。動(dòng)物和植物為了適應(yīng)所處的具有一定的生態(tài)特征。第四節(jié) 地球表面形態(tài) 固體地球表面分為大陸和海洋兩大地形單元。大陸平均高度875米，海洋平均深度3,729米。無論是海底還是陸地上，都可進(jìn)一步分為線狀地形區(qū)(如陸地和海底山脈，深海溝)和位于它們之間相對(duì)較平坦的地塊。這種地形特征在很多情況下是與

11、地質(zhì)構(gòu)造中的線狀單元(活動(dòng)帶)和塊狀單元(穩(wěn)定區(qū))相吻合的。大陸上最具典型意義的地形單元是呈線狀延展的山地和呈面狀分布的平原，高原以及裂谷系，丘陵等。海底最重要的地形單元有洋脊，海溝，大洋盆地，海山，大陸邊緣等。山地 山地，指的是海拔較高(500米)，地形起伏較大的地區(qū)。 海拔500-1,000米者為低山；1,000-3,500米者為中山；3,500米以上為高山。世界上絕大多數(shù)山地呈線狀延伸，稱為山脈。山脈主要是地殼運(yùn)動(dòng)使地表隆起造成的。平原 平原，指的是較大的平坦地區(qū)，一般海拔200米，其內(nèi)部起伏不超過數(shù)十米。典型的平原是沖積平原，如華北平原，松遼平原等。沖積平原主要為巨厚的松散沉積物覆蓋。

12、其下伏基巖表面有時(shí)有較大的起伏。此外，另有一類不典型的平原，其上覆松散層很薄，許多地方基巖直接出露。 高原 高原，指的是海拔較高(500-600米)，表面比較平坦或有一定起伏的廣闊地區(qū)。高原是近期地殼大面積整體隆升的地區(qū)。如我國西北的黃土高原，其地表被新生代黃土覆蓋，表面平坦。由于地勢高，被地表水系沖刷出許多很深的溝谷。黃土高原實(shí)際上是上升了的平原。 裂谷 裂谷(rift valley)或大陸裂谷，指的是地球表面由于地殼拉張開裂而形成的大型線狀低地。裂谷一般寬30-50公里，兩壁或一壁為陡峻的斷崖，中間為低凹下陷的谷地。 最著名的裂谷是東非裂谷，由一系列湖泊和峽谷組成。東非裂谷從莫桑比克附近向

13、北經(jīng)尼亞薩湖，坦喀尼喀湖，維多利亞湖，阿法爾，紅海，卡巴灣至死海附近，全長約6,500公里.其兩側(cè)為高出谷底數(shù)百至一，二千米的大斷崖；平面上呈開闊的“之”字形曲折延伸，并且有分支合并的現(xiàn)象。裂谷兩側(cè)的地形凸凹互為消長，可以很好地拼合。東非裂谷很早就被地學(xué)界公認(rèn)為巨型斷裂。 丘陵 丘陵，指的是有一定起伏的低矮地區(qū)，一般海拔在500米以下，相對(duì)高差只有幾十米，最多不超過200米。丘陵的特點(diǎn)介于山地和平原之間。 遙感研究對(duì)象 整個(gè)地球大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈作為研究對(duì)象-地球遙感第二章 礦物和巖石 礦物概述礦物概述 常見礦物常見礦物 三大巖石概述（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖） 常見巖石 第一節(jié) 礦物

14、概述 礦物是天然形成的無機(jī)化合物或元素單質(zhì)，其化學(xué)成分和物理性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，一般為結(jié)晶質(zhì), 極少數(shù)為膠體。 已知礦物有2500多種，但常見的不過數(shù)十種，稱之為“造巖礦物”。約占地殼總重的99%。元素在礦物中以離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵、分子鍵聯(lián)接，按一定規(guī)律排列，按盡量緊密原則排列。 礦物是組成巖石的基本單位 。第二節(jié) 常見礦物 斜長石斜長石 - 蛇紋石蛇紋石 - 粘土礦物粘土礦物 - 方解石方解石 - 白白云石云石 黃鐵礦黃鐵礦 - 磁鐵礦磁鐵礦 - 赤鐵礦赤鐵礦 - 正長石正長石 - 石英石英 云母云母 - 角閃石角閃石 - 輝石輝石 - 橄欖石橄欖石 - 石榴子石石榴子石 綠泥石綠泥石 - 褐

15、鐵礦褐鐵礦 - 石膏石膏 - 黃銅礦黃銅礦 - 方鉛礦方鉛礦 閃鋅礦閃鋅礦 - 藍(lán)晶石藍(lán)晶石 - 紅柱石紅柱石第三節(jié) 巖石概述 巖石:天然形成的礦物或元素集合體. 根據(jù)成因,分為:巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖 .第二節(jié) 三大巖石 巖漿巖：由巖漿凝結(jié)形成的巖石稱為巖漿巖。巖漿巖：由巖漿凝結(jié)形成的巖石稱為巖漿巖。 主要由硅酸鹽礦物組成，含微量磁鐵礦。組成巖漿巖的礦物主要為長石、石英、黑云母、角閃石、輝石和橄欖石。組成巖漿巖的元素主要是氧、硅、鋁、鐵、鉀、鈉八種元素。占98% ，其余許多元素總量不超過2%。按巖石中SiO2含量分為：酸性巖漿巖 SiO2含量大于65%，以淺色礦物為主；中性巖漿巖 SiO2含

16、量52%-65%，一般淺色礦物多于或等于暗色礦物；基性巖漿巖 SiO2含量45%-52%，一般暗色礦物多于或等于淺色礦物；超基性巖漿巖 SiO2含量小于45%，淺色礦物極少或無.? 隨著SiO2含量減少，鉀、鈉一般也相應(yīng)減少，而鎂、鐵、鈣則相應(yīng)增高。少數(shù)巖漿巖鉀、鈉含量特高，稱堿性巖，大多數(shù)與中性巖SiO2含量相當(dāng)。按照巖漿巖產(chǎn)狀，巖漿巖噴出地表后冷凝形成的巖石為噴出巖；未噴出地表，在地下一定深處冷凝固結(jié)形成的巖石，為侵入巖。 第二節(jié) 三大巖石 沉積巖：各種外力作用形成的巖石。沉積巖：各種外力作用形成的巖石。 其中以經(jīng)海、河、湖等流水搬運(yùn)沉積形成的巖石為主。各種沉積物原來是松散的，在地質(zhì)年代里

17、，沉積物逐層堆積，較老的沉積物被較新的沉積物覆蓋掩埋，上覆沉積物逐漸加厚，原來的沉積物逐漸被深埋，由于上覆沉積物的壓力，原來的沉積物逐漸脫水、被壓實(shí)，同時(shí)由于粒間水的溶解、沉淀作用，使顆?；ハ嗄z結(jié)而固化成巖。 在地表分布最廣，約占1/3 ，最常見。按成因分為碎屑沉積、化學(xué)沉積、（如巖鹽），生物沉積（如煤和某些灰?guī)r）。 沉積巖是次生巖石，其物質(zhì)成分除巖漿巖等原來巖石、礦物碎屑外，還有粘土、膠體礦物、易溶礦物、來自生物遺體的硬體（骨骼、甲殼等）碎片和有機(jī)質(zhì)等。這些外生組分是沉積巖所特有的。第二節(jié) 三大巖石 變質(zhì)巖：變質(zhì)巖：是變質(zhì)作用形成的巖石，原來已存在的巖石，在特定的地質(zhì)和是變質(zhì)作用形成的巖石，

18、原來已存在的巖石，在特定的地質(zhì)和物理化學(xué)條件下，礦物成分和組構(gòu)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)化再造形成的巖石。物理化學(xué)條件下，礦物成分和組構(gòu)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)化再造形成的巖石。這一形成過程一般是在溫度和壓力升高條件下進(jìn)行的，在變質(zhì)作用這一形成過程一般是在溫度和壓力升高條件下進(jìn)行的，在變質(zhì)作用過程中，巖石基本保持固態(tài)。過程中，巖石基本保持固態(tài)。 變質(zhì)作用的產(chǎn)生，可以是因?yàn)闃?gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖石被埋深或者巖漿侵入等引起的，它是地殼演化的一定階段，某些地段溫度、壓力增高的結(jié)果。在變質(zhì)作用過程中，原有礦物會(huì)重新結(jié)晶形成較大的晶體，或者被分解重新組合、形成新的礦物，如粘土礦物在溫度、壓力增高時(shí)可變?yōu)樵颇浮?變質(zhì)巖的礦物成分和組構(gòu)都受原

19、來巖石的影響，常有各種殘余標(biāo)志。例如某些礦物在變質(zhì)條件下仍然是穩(wěn)定的，可以保存下來；另外像某些組構(gòu)也可保留下來，例如原有的鈣質(zhì)斜長石斑晶可以變?yōu)檩^細(xì)的鈉長石等礦物集合體，但仍保持原有斑晶外形輪廓。另一方面，變質(zhì)作用會(huì)產(chǎn)生一些新的變質(zhì)礦物，如紅柱石、藍(lán)晶石、矽線石等，是巖漿巖中所沒有的；并形成一些變質(zhì)巖特有的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)。 第四節(jié) 常見巖石 巖漿巖：花崗巖 - 流紋巖 - 閃長巖 - 安山巖 - 輝長巖 - 玄武巖 - 橄欖巖 沉積巖：礫巖 - 砂巖 - 粉砂巖 - 頁巖 - 石灰?guī)r - 白云巖 變質(zhì)巖：角巖 - 大理巖 - 板巖 - 千枚巖 - 片巖 - 片麻巖 - 變粒巖 - 斜閃巖斜閃巖斜閃

20、巖常見變質(zhì)巖巖石類型：常見變質(zhì)巖巖石類型：板巖：板巖：是一種結(jié)構(gòu)均勻，致密且具有板狀劈理的巖石。它是由泥質(zhì)巖類經(jīng)受輕微變質(zhì)而成。因而，其結(jié)晶程度很差，尚保留較多的泥質(zhì)成分，具變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造。礦物顆粒很細(xì)，肉眼一般很難識(shí)別，只在板理面上可見有散布的絹云母或綠泥石鱗片。與頁巖的區(qū)別是，質(zhì)地堅(jiān)硬，用錘擊之能發(fā)出清脆的響聲。因板巖可沿板理面裂開成平整的石板，故廣泛用作建筑石料。千枚巖：千枚巖：巖石的變質(zhì)程度比板巖深，原泥質(zhì)一般不保留，新生礦物顆粒較板巖粗大，有時(shí)部分絹云母有漸變?yōu)榘自颇傅内厔?。主要礦物除絹云母外，尚有綠泥石、石英等。巖石中片狀礦物形成細(xì)而薄的連續(xù)的片理，沿片理面呈定向排列，致使

21、這類巖石具有明顯的絲絹光澤和千枚狀構(gòu)造。巖石顏色多種，一般為綠色、黃綠色、黃色、灰色、紅色和黑色等。片巖：片巖：以片狀構(gòu)造為其特征的巖石。組成這類巖石的礦物成分主要是一些片狀礦物，如云母、綠泥石、滑石等，此外尚含有石榴子石、藍(lán)晶石、十字石等變質(zhì)礦物。片巖與千枚巖、片麻巖極為相似，但其變質(zhì)程度（結(jié)晶程度）較千枚巖深。而片巖與片麻巖的區(qū)別，除在構(gòu)造上不同外，最主要的是片巖中不含或很少含長石。根據(jù)片巖中片狀礦物種類不同，又可分為云母片巖、綠泥石片巖、滑石片巖、石墨片巖等。片麻巖：片麻巖：以片麻狀構(gòu)造為其特征。片麻巖可由各種沉積巖、巖漿巖和原已形成的變質(zhì)變質(zhì)巖巖經(jīng)變質(zhì)作用而成。這類巖石變質(zhì)程度較深，礦

22、物大都重結(jié)晶，且結(jié)晶粒度較大，肉眼可以辨識(shí)。主要礦物為石英和長石，其次為云母、角閃石、輝石等，此外尚可含少量的石榴石、矽線石、堇青石、十字石、藍(lán)晶石和石墨等典型變質(zhì)礦物。大理巖：大理巖：較純的石灰?guī)r和白云巖在區(qū)域變質(zhì)作用下，由于重結(jié)晶而變?yōu)榇罄韼r，也有部分大理巖是在熱力接觸變質(zhì)作用下產(chǎn)生的。這類巖石多具等粒變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。因主要礦物為方解石，故滴冷稀鹽酸強(qiáng)烈起泡，以此可與其他淺色巖石相區(qū)別。大理巖色彩多異，有純白色大理巖（又稱漢白玉），淺紅色、淡綠色、深灰色及其它各種顏色的大理巖，同時(shí)常因其中含有雜質(zhì)而呈現(xiàn)出美麗的花紋，故廣泛用作建筑石料和雕刻原料。石英巖：石英巖：由較純的石英砂巖經(jīng)變質(zhì)而

23、成，變質(zhì)以后石英顆粒和硅質(zhì)膠結(jié)物合為一體。因此，石英巖的硬度和結(jié)晶程度均較砂巖高。主要礦物成分為石英，尚有少量長石、云母、綠泥石、角閃石等，深變質(zhì)時(shí)還可出現(xiàn)輝石。質(zhì)純的石英巖為白色，因含雜質(zhì)?？沙驶疑?、黃色和紅色等。這類巖石亦多具等粒變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。石英巖有時(shí)易與大理巖相混，其區(qū)別在于大理巖滴鹽酸起泡，且較石英巖硬度小。角巖：角巖：由泥質(zhì)巖石在熱力接觸變質(zhì)作用下形成的一種致密微晶質(zhì)硅化巖石。主要成分為石英和云母，其次為長石、角閃石，尚有少量石榴子石、紅柱石、矽線石等標(biāo)準(zhǔn)變質(zhì)礦物。北京西山菊花溝即產(chǎn)有紅柱石角巖，紅柱石晶體呈放射狀排列，形似菊花，故又稱菊花石。矽卡巖：矽卡巖：是由石榴子石、透

24、輝石以及一些其它鈣鐵硅酸鹽礦物組成的巖石。它是在石灰?guī)r或白云巖與酸性或中酸性巖漿巖的接觸帶或其附近形成的。巖石的顏色常為深褐色、褐色、褐綠色。具粗一中粒狀變晶結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造。根據(jù)矽卡巖的礦物成分可分為：簡單矽卡巖主要由鈣鐵石榴子石和透輝石組成，還可含少量硅灰石、符山石、方柱石等礦物，其中金屬礦物很少。復(fù)雜矽卡巖由簡單矽卡巖再經(jīng)熱液蝕變而成。除前述之主要礦物外，還可有綠簾石、陽起石或磁鐵礦、黃銅礦等金屬礦物。伴隨著矽卡巖的生成，可以造成若干重要金屬礦產(chǎn)。因此，這類巖石可以認(rèn)為是一種重要的找礦標(biāo)志。蛇紋巖：蛇紋巖：是以蛇紋石為主要礦物成分的巖石。成分較純者和蛇紋石相似，一般呈黃綠色，也有呈暗綠

25、色和黑色者。質(zhì)軟，略具有滑感，片理及碎裂構(gòu)造常見。蛇紋巖大多是由超基性巖（橄欖巖）在熱液作用下使其中的橄欖石、輝石變成蛇紋石而形成的，這種變化稱為蛇紋石化。蛇紋石化作用多沿?cái)嗔哑扑閹Оl(fā)育，也可由區(qū)域變質(zhì)作用和動(dòng)力變質(zhì)作用產(chǎn)生。在蛇紋石化作用不徹底的某些蛇紋巖中，常保留有橄欖石和輝石等原巖的殘留礦物。蛇紋巖呈片狀者，一般稱為蛇紋石片巖，有的蛇紋巖常含有由蛇紋石纖維狀變種石棉所組成的細(xì)脈。因此，蛇紋巖常是石棉礦床的找礦標(biāo)志。構(gòu)造角礫巖：構(gòu)造角礫巖：是高度角礫巖化的產(chǎn)物。碎塊大小不一，形狀各異，其成分決定于斷層移動(dòng)帶巖石的成分。破碎的角礫和碎塊已離開原來的位置雜亂堆積，帶棱角的碎塊互不相連，被膠結(jié)物

26、所隔開。膠結(jié)物以次生的鐵質(zhì)、硅質(zhì)為主，亦見有泥質(zhì)及一些被磨細(xì)的本身巖石的物質(zhì)。碎裂巖：碎裂巖：在壓應(yīng)力作用下，巖石沿扭裂面破碎，方向不一的碎裂紋切割巖石，碎塊間基本沒有相對(duì)位移，碎塊外形相互適應(yīng)，這樣的巖石稱碎裂巖。可根據(jù)破碎輕微部分的巖性特征確定其原巖名稱。命名時(shí)可在原巖名稱前冠以“碎裂”兩字，如碎裂花崗巖。糜棱巖：糜棱巖：是粒度比較小的強(qiáng)烈壓碎巖，巖性堅(jiān)硬，具明顯的帶狀、眼球紋理構(gòu)造。帶狀構(gòu)造在標(biāo)本上很像流紋，不同條帶中礦物粒度、成分及顏色都有所差異，它是在壓碎過程中，由于礦物發(fā)生高度變形移動(dòng)或定向排列而成。在受壓碎較淺的部分，殘留有較大的眼球狀礦物，這些殘留礦物多已發(fā)生碎裂、形變，晶粒邊

27、緣已經(jīng)磨碎或圓化。此巖石往往伴隨有些重結(jié)晶或少量新生礦物析出物，如絹云母、綠泥石及綠簾石等。后三類巖石均系構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的局部應(yīng)力使原巖破碎、粒化、甚至重結(jié)晶而形成的。多呈狹長帶狀分布，并有一定局限性。構(gòu)造角礫巖和碎裂巖分布地帶常是礦液上升通道和沉淀的場所，某些礦體即分布其中或其附近，因而具有找礦意義。第三章 礦床 一、礦床的基本概念 二、礦床的類型第一節(jié) 礦床的基本概念 1.礦產(chǎn)：礦產(chǎn)：地殼中由地質(zhì)作用形成的可被國民經(jīng)濟(jì)利用的自然資源。 2.礦床：礦床：即是礦產(chǎn)的產(chǎn)地，其主體是含有用組分的質(zhì)和量在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下可開采利用的地質(zhì)體。 礦床的兩個(gè)含義： a、礦床的主體是地質(zhì)體，因此礦床的形成和

28、分布是受地質(zhì)條件控制的，是有地質(zhì)規(guī)律可尋的。 b、確定礦床的標(biāo)準(zhǔn)是隨經(jīng)濟(jì)需要和技術(shù)發(fā)展而變化的，即現(xiàn)在的一些礦床在數(shù)年或數(shù)十年前并不是礦床（如硅灰石及透灰石的礦床），現(xiàn)在不能構(gòu)成礦床的一些地質(zhì)體將來隨著選、冶技術(shù)的發(fā)展可能會(huì)構(gòu)成礦床。第一節(jié) 礦床的基本概念 3.礦體礦體：即是礦床的主體，是礦床中可供開采的地質(zhì)體。 一個(gè)礦床含一個(gè)或多個(gè)礦體，如鐵山鐵礦床有六個(gè)主要礦體。圖圖 鐵山鐵礦床地質(zhì)圖鐵山鐵礦床地質(zhì)圖1第四系；第四系；2第七段具花斑構(gòu)造的大理巖；第七段具花斑構(gòu)造的大理巖；3第六段大理巖夾少量白云質(zhì)大理巖；第六段大理巖夾少量白云質(zhì)大理巖；4第五段大理巖常具細(xì)齒狀縫合線；第五段大理巖常具細(xì)齒狀

29、縫合線；5第四段大理巖含角巖石香腸斷塊；第四段大理巖含角巖石香腸斷塊；6第三段石榴第三段石榴 石石透輝石大理巖；透輝石大理巖；7第二段夾角巖條帶大理巖；第二段夾角巖條帶大理巖；8第一段頁巖夾泥灰?guī)r有時(shí)角巖化；第一段頁巖夾泥灰?guī)r有時(shí)角巖化；9中細(xì)粒含石英閃長巖；中細(xì)粒含石英閃長巖；10黑云母透輝石閃長巖；黑云母透輝石閃長巖；11閃長玢巖；閃長玢巖；12煌斑巖體；煌斑巖體；13鈉長巖脈；鈉長巖脈；14矽卡巖；矽卡巖；15礦體；礦體；16壓性斷裂壓性斷裂 ；第一節(jié) 礦床的基本概念 4.礦石：礦石：是礦體的主體，是礦體中有工業(yè)價(jià)值的礦物集合體。 5.夾石：夾石：礦體中無工業(yè)價(jià)值的礦物集合體。 礦石與夾

30、石的區(qū)別是：前者所含有用組分在當(dāng)前技術(shù)條件下可提取利用；后者不含或少含有用組分，在當(dāng)前技術(shù)條件下不可利用。 6.圍巖：圍巖：指礦體周圍的巖石。沉積礦床礦體的上、下圍巖常稱為頂、底板；脈狀礦體的上、下圍巖常稱為上、下盤。 7.母巖：母巖：是指在成礦過程中提供了成礦物質(zhì)的巖石，如“礦源層”即是指沉積成因的母巖。 圍巖和母巖是兩個(gè)完全不同的概念。對(duì)某些礦床而言礦體的圍巖就是母巖，如多數(shù)巖漿礦床；在另一些礦床中礦體的圍巖與母巖無關(guān)，如多數(shù)熱液形成的脈狀礦床。第二節(jié) 成礦作用分類與礦床成因分類 一.成礦作用分類 成礦作用就是使地殼及地幔中分散的元素在特定的環(huán)境中富集形成礦床的地質(zhì)作用。 按照成礦作用的性

31、質(zhì)和能量來源可將其分為內(nèi)生成礦作用、外生成礦作用、變質(zhì)成礦作用和疊生成礦作用。 同生同生：指礦體與圍巖為同期或近于同期。 后生：后生：指礦體晚于圍巖。 疊生成礦作用:指在不同地質(zhì)時(shí)期以不同地質(zhì)作用使有用組分多次疊加富集形成礦床的復(fù)合成礦作用。例如“層控礦床”一般是地層沉積期一些成礦物質(zhì)由沉積作用得到先期富集，在后期熱液的作用下又使有用組分進(jìn)一步集中、富集形成的。 二.礦床成因分類以成礦作用為主要依據(jù)、適當(dāng)考慮成礦地質(zhì)環(huán)境和盡量能反映成礦物質(zhì)來源的原則，劃分如下： 接觸交代礦床按接觸交代礦床按成礦作用應(yīng)屬熱成礦作用應(yīng)屬熱液礦床，考慮到液礦床，考慮到成礦地質(zhì)環(huán)境和成礦地質(zhì)環(huán)境和礦床特征而劃分礦床特

32、征而劃分為獨(dú)立的內(nèi)生礦為獨(dú)立的內(nèi)生礦床類型。床類型?？扇加袡C(jī)礦床按可燃有機(jī)礦床按成礦作用應(yīng)屬生成礦作用應(yīng)屬生物沉積礦床，考物沉積礦床，考慮其特殊性劃分慮其特殊性劃分為一個(gè)獨(dú)立的沉為一個(gè)獨(dú)立的沉積礦床類型積礦床類型。 1.巖漿礦床巖漿礦床 巖漿礦床是指巖漿經(jīng)分異作用使其中的有用組分富集而形成的礦床。 巖漿礦床的成礦物質(zhì)主要來自上地幔，部分來自地殼。成礦物質(zhì)是巖漿的組成部分，由巖漿攜帶運(yùn)移的。巖漿礦床成礦的介質(zhì)是巖漿，主要發(fā)生在巖漿完全固結(jié)之前的冷凝結(jié)晶過程中，不包括巖漿氣液的成礦作用。成礦作用主要是巖漿分異作用和冷凝結(jié)晶作用，一些非金屬礦床，如浮石及火山渣、膨脹珍珠巖原料等礦床就是由巖漿爆發(fā)、噴

33、溢和快速冷凝形成的。巖漿礦床主要形成于地殼深處，但也可形成于近地表或地表。2.偉晶巖礦床偉晶巖礦床 偉晶巖是一種礦物顆粒粗大的脈巖，其礦物顆粒特別粗大，偉晶巖是一種礦物顆粒粗大的脈巖，其礦物顆粒特別粗大，一般多在一般多在1-10cm以上，大者可達(dá)以上，大者可達(dá)1-2m。 偉晶巖礦床是在偉晶巖形成過程中有用組分富集達(dá)到工業(yè)偉晶巖礦床是在偉晶巖形成過程中有用組分富集達(dá)到工業(yè)要求而形成的礦床。要求而形成的礦床。 成因成因: (1)巖漿說巖漿說 此種觀點(diǎn)認(rèn)為，偉晶巖及偉晶巖礦床是由高揮發(fā)分巖漿此種觀點(diǎn)認(rèn)為，偉晶巖及偉晶巖礦床是由高揮發(fā)分巖漿在有利條件下經(jīng)過緩慢、充分的結(jié)晶分異作用形成的。在有利條件下經(jīng)

34、過緩慢、充分的結(jié)晶分異作用形成的。 (2)重結(jié)晶交代說重結(jié)晶交代說 此種觀點(diǎn)否認(rèn)高揮發(fā)分巖漿的存在，認(rèn)為偉晶巖及偉晶此種觀點(diǎn)否認(rèn)高揮發(fā)分巖漿的存在，認(rèn)為偉晶巖及偉晶巖礦床是由已結(jié)晶的巖石在后期熱液的作用下被交代、重巖礦床是由已結(jié)晶的巖石在后期熱液的作用下被交代、重結(jié)晶形成的。結(jié)晶形成的。 3.氣水熱液礦床氣水熱液礦床 氣水熱液：地下形成的含多種揮發(fā)組分和成礦元素的氣態(tài)或液態(tài)水溶液。（簡稱熱液） 熱液礦床是由含礦熱液在有利構(gòu)造及巖石中通過充填及交代作用使有用組分富集而形成的礦床。 巖漿熱液是巖漿中所含的水及其他揮發(fā)組分在巖漿熱液是巖漿中所含的水及其他揮發(fā)組分在巖漿上侵和冷凝結(jié)晶過程中，由于溫度、

35、壓力巖漿上侵和冷凝結(jié)晶過程中，由于溫度、壓力和成分的變化與其所溶解的化學(xué)成分一起被析和成分的變化與其所溶解的化學(xué)成分一起被析出形成的。出形成的。 地下水熱液是大陸地區(qū)向下滲透的地下水及沉地下水熱液是大陸地區(qū)向下滲透的地下水及沉積物中的封存水因地?zé)崽荻鹊挠绊懞停ɑ颍┦芊e物中的封存水因地?zé)崽荻鹊挠绊懞停ɑ颍┦苌畈繋r漿的烘烤，溫度升高、化學(xué)活動(dòng)性增強(qiáng)深部巖漿的烘烤，溫度升高、化學(xué)活動(dòng)性增強(qiáng)進(jìn)而從所經(jīng)巖石中溶解了成礦物質(zhì)而形成的。進(jìn)而從所經(jīng)巖石中溶解了成礦物質(zhì)而形成的。 海水熱液是向下滲透的海水受深部巖漿的烘烤海水熱液是向下滲透的海水受深部巖漿的烘烤和地?zé)崽荻鹊挠绊?，溫度升高、化學(xué)活動(dòng)性增和地?zé)崽荻鹊?/p>

36、影響，溫度升高、化學(xué)活動(dòng)性增強(qiáng)進(jìn)而從所經(jīng)巖石中溶解了成礦物質(zhì)而形成的。強(qiáng)進(jìn)而從所經(jīng)巖石中溶解了成礦物質(zhì)而形成的。 變質(zhì)熱液是巖石在變質(zhì)過程中隨變質(zhì)溫度和壓變質(zhì)熱液是巖石在變質(zhì)過程中隨變質(zhì)溫度和壓力不斷增加依次釋放出來的粒間水、礦物的結(jié)力不斷增加依次釋放出來的粒間水、礦物的結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水溶解了成礦物質(zhì)形成的。晶水和結(jié)構(gòu)水溶解了成礦物質(zhì)形成的。 4.接觸交代礦床接觸交代礦床 接觸交代作用接觸交代作用：指巖漿期后熱液在巖體與圍巖接觸帶及其附近發(fā)生的交代作用。 發(fā)生接觸交代作用的熱液主要是來源于侵入巖漿冷凝結(jié)晶過程中釋放出來的巖漿熱液，但是也不排除在巖漿熱能作用下參與對(duì)流循環(huán)的地下水熱液。5.風(fēng)化礦床

37、風(fēng)化礦床 風(fēng)化礦床的成礦物質(zhì)來自受風(fēng)化的基巖或礦石，成礦前未經(jīng)過長距離搬運(yùn)和再沉積過程。 風(fēng)化作用 自然界的巖石都形成于特定的地質(zhì)條件下，在高溫，高壓，少游離氧的條件下處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。巖石一旦出露或接近地表，接受太陽的幅射熱，并與大氣圈，水圈和生物圈相接觸時(shí)，巖石不再保持穩(wěn)定，而發(fā)生一系列的變化，如崩裂，分解成地表穩(wěn)定的新礦物。這種使巖石在原地發(fā)生物理狀態(tài)或化學(xué)成分變化的破壞作用叫風(fēng)化作用。 根據(jù)風(fēng)化作用的因素、作用方式和性質(zhì)，一般將其分為物理風(fēng)化作用，化學(xué)風(fēng)化作用，和生物風(fēng)化作用。風(fēng)化作用從本質(zhì)上講，只有物理和化學(xué)風(fēng)化兩種方式。 物理風(fēng)化作用:處于地表的巖石，主要由于溫度變化在原地產(chǎn)生機(jī)械

38、破碎而不改變其化學(xué)成分，不形成新礦物的作用。 化學(xué)風(fēng)化作用:在地表或接近地表的條件下，巖石礦物在原地發(fā)生化學(xué)變化并可產(chǎn)生新礦物的過程?；瘜W(xué)風(fēng)化作用的主要因素是氧和水溶液，其進(jìn)行的方式主要有氧化作用和水溶液的作用。自然界的的水都是水溶液，它溶解有多種氣體和化合物，除具有溶解、水化和水解性能，還具碳酸化作用的能力. 生物風(fēng)化作用:處于地表的巖石，由于生物的作用使其在原地發(fā)生破壞的作用。生物在其生命活動(dòng)過程中，可以不斷的對(duì)其周圍的巖石產(chǎn)生崩解和分解作用，其方式有物理和化學(xué)兩種方式。生物的物理風(fēng)化作用是生物活動(dòng)對(duì)巖石產(chǎn)生機(jī)械破壞作用。6.沉積礦床 沉積礦床是指巖石及礦石的風(fēng)化產(chǎn)物、火山噴發(fā)產(chǎn)物、生物機(jī)

39、體及殘骸經(jīng)介質(zhì)搬運(yùn)和沉積分異作用及成巖作用使有用組分富集而形成的礦床。7.變質(zhì)礦床變質(zhì)礦床 (1)受變質(zhì)礦床：原礦床經(jīng)變作用后礦體形態(tài)、礦受變質(zhì)礦床：原礦床經(jīng)變作用后礦體形態(tài)、礦物組合及結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生了一定變化但工藝性能和物組合及結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生了一定變化但工藝性能和用途沒有改變的礦床。用途沒有改變的礦床。 (2)變成礦床：經(jīng)變質(zhì)作用改變了工藝性能和用途變成礦床：經(jīng)變質(zhì)作用改變了工藝性能和用途的礦床或巖石經(jīng)變質(zhì)作用后形成的礦床。的礦床或巖石經(jīng)變質(zhì)作用后形成的礦床。 ( 3)變質(zhì)礦床：受變質(zhì)礦床和變成礦床統(tǒng)稱變質(zhì)礦變質(zhì)礦床：受變質(zhì)礦床和變成礦床統(tǒng)稱變質(zhì)礦床，即經(jīng)變質(zhì)作用后改變了礦體形態(tài)、礦石結(jié)構(gòu)床，即

40、經(jīng)變質(zhì)作用后改變了礦體形態(tài)、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組合及工藝性能的礦床和經(jīng)變質(zhì)作用構(gòu)造、礦物組合及工藝性能的礦床和經(jīng)變質(zhì)作用形成的礦床均稱為變質(zhì)礦床。形成的礦床均稱為變質(zhì)礦床。 變質(zhì)作用 動(dòng)力變質(zhì)作用是在應(yīng)力作用下，巖石發(fā)生破碎、變形、同時(shí)伴有一定的變質(zhì)結(jié)晶、重結(jié)晶作用的一類變質(zhì)作用。 混合巖化作用是一種高級(jí)變質(zhì)作用，變質(zhì)作用過程中有流體相的參與，形成由片理化的變質(zhì)巖基體和順層或沿裂隙分布的花崗質(zhì)脈體相混雜的變質(zhì)巖。混合巖化作用過程中的流體有很多成因：重熔作用形成流體、再生作用形成流體等。對(duì)此目前尚無定論?；旌蠋r化作用是巖漿作用的開端。 接觸變質(zhì)作用發(fā)生在與巖漿巖相接觸的圍巖中。圍巖在巖漿體的熱量及揮發(fā)分的影響下，發(fā)生重結(jié)晶、變質(zhì)結(jié)晶作用，形成變質(zhì)巖。 氣液變質(zhì)作用常發(fā)生在構(gòu)造破碎帶及礦脈邊