地殼及其物質(zhì)組成

地殼及其物質(zhì)組成第一頁，共三十八頁，2022年，8月28日地球的構(gòu)造：地球內(nèi)圈：第二頁，共三十八頁，2022年，8月28日2.1地殼是固體地球的外部層圈地球是宇宙間沿著近似圓形的軌道繞太陽公轉(zhuǎn)的一個行星。地球的赤道半徑（a=6378.140km）比兩極半徑（c=6365.779km）要大，所以地球不是一個完全的圓球體，其扁平率。地球表面參差起伏，大約有70.8%的面積為海域，有29.2%的面積為陸地。其形狀參數(shù)見下表：第三頁，共三十八頁，2022年，8月28日地球形狀參數(shù)表：赤道半徑（a）6378.140km子午線周長40008.08km兩極半徑（c）6365.779km表面積5.1007×108km2平均半徑（a2c）1/36371.012km體積1.0832×1012km3扁平率（d=）質(zhì)量（M）5.9742±0.0006×1024kg赤道周長40075.24km萬有引力常數(shù)（G）6.672±0.004×10-4m3?kg-1/S-2第四頁，共三十八頁，2022年，8月28日NSS10km30km長軸：東經(jīng)160o，西經(jīng)20o長軸大于短軸430m第五頁，共三十八頁，2022年，8月28日

地球的層圈構(gòu)造

第六頁，共三十八頁，2022年，8月28日地球包括外部層圈即大氣圈、水圈及生物圈和固體地球兩部分。固體地球內(nèi)部也是芬層的，如上圖所示，由地殼、地幔、地核組成。地殼(crust)：地球的固體外殼叫做地殼，密度為2.7～2.9g/cm3，由地表所見的各種巖石組成，厚薄不勻，造成地球表面的高低不平。位于大陸的大陸地殼（陸殼）厚度大，平均約35km，高山區(qū)可達70～80km，占地球總體積的1.55％，總質(zhì)量的0.8％。其下層為深變質(zhì)巖，表層多為沉積巖，陸殼形成年代老，內(nèi)部構(gòu)造很復(fù)雜；位于大洋底部的大洋地殼（洋殼），厚度較小，平均7～8km，洋殼由玄武巖組成，表層有不厚的沉積物。第七頁，共三十八頁，2022年，8月28日地幔(mantle)：處于地殼和地核中間，也稱中間層或過渡層，地殼以下至大約2900km深處皆為地幔。密度3.32～4.64g/cm3。由富含F(xiàn)e、Mg的硅酸鹽物質(zhì)組成。占地球體積的82.3％，質(zhì)量的67.8％。地核（core）：地幔以下直到地心的部分稱為地核，ｐ＝11～16g/cm3，由富含F(xiàn)e、Ni的物質(zhì)組成，所以又稱為鐵鎳核心。地核由液態(tài)外核和固態(tài)內(nèi)核組成。占地球體積的16.2％，約占地球質(zhì)量的31.3％。第八頁，共三十八頁，2022年，8月28日

在地幔頂部存在一個地震波速度減低帶，該帶約有5％的物質(zhì)為熔融狀態(tài)，易于發(fā)生塑性流動稱軟流圈。軟流圈以上的物質(zhì)均為固態(tài)，稱為巖石圈。巖石圈具有較強的剛性，分裂成許多塊體，稱為板塊。板塊馱在軟流圈上隨之運動，這就是板塊運動，也是構(gòu)造運動發(fā)生的根源。地質(zhì)作用現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)研究證實，地球形成之初，地球像現(xiàn)在的月球，并不存在水，也沒有海陸之分。大氣成分中也沒有CO2和O2。地球在其形成60億年的歷史中逐漸發(fā)展和演化成今天的面貌。同時，今天的地球仍以人們不易察覺的速度和方式在繼續(xù)變化中。我們將塑造地殼面貌的自然作用稱為地質(zhì)作用（引起地殼發(fā)生變化的自然作用）。按地質(zhì)災(zāi)害成因的不同，工程地質(zhì)學(xué)把地質(zhì)作用劃分為物理地質(zhì)作用和工程地質(zhì)作用兩種。第九頁，共三十八頁，2022年，8月28日地球外圈：第十頁，共三十八頁，2022年，8月28日大氣圈(atmosphere)：是地球以外的空間,它提供生物需要的CO2和O2,對地貌形態(tài)變化起著極大的影響。水圈(hydrosphere)：由大氣圈的水蒸氣凝結(jié)成降雨形成海洋和湖泊沼澤及地下水。水與地表巖石相互作用，作為最活躍的地質(zhì)營力促進各種地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育。生物圈(biosphere)：滲透在水圈、大氣圈下層和地殼表層的范圍之中，對于改變地球的形態(tài)起著重要的作用。第十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日1.物理地質(zhì)作用（1）內(nèi)力地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用的動力來自地球本身，并主要發(fā)生在地球內(nèi)部，按其作用方式可分為四種：①構(gòu)造運動是地殼的機械運動。當(dāng)發(fā)生水平方向運動時，常使巖層受到擠壓產(chǎn)生褶皺，或是使巖層拉張而破裂。垂直方向的構(gòu)造運動使地殼發(fā)生上升或下降。青藏高原最近數(shù)百萬年以來的隆升就是垂直運動的表現(xiàn)。②巖漿作用是指巖漿沿地殼軟弱破裂地帶上升造成火山噴發(fā)形成火山巖或是在地下深處冷凝形成侵入巖的過程。第十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日地殼運動：水平和升降運動。第十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日③變質(zhì)作用是指構(gòu)造運動與巖漿作用過程中，使原有的巖石受溫度、壓力和化學(xué)性質(zhì)活潑的流體作用，在固體狀態(tài)下發(fā)生物質(zhì)成分和特征的改變，轉(zhuǎn)變成新的巖石，即變質(zhì)巖的形成過程。④地震是接近地球表面巖層中構(gòu)造運動以彈性波形式釋放應(yīng)變能而引起地殼的快速顫動和震動。（2）外力地質(zhì)作用外力地質(zhì)作用主要由太陽輻射熱引起并主要發(fā)生在地殼的表層。主要包括;①風(fēng)化作用暴露于地表的巖石、在溫度變化以及水、CO2、O2及生物等因素的長期作用下，發(fā)生化學(xué)分解和機械破碎。第十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日巖漿作用：巖漿形成、運動、演化、冷凝。

第十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日地震作用地內(nèi)機械能突然釋放，以彈性波的形式傳播到地表引起猛烈沖擊第十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日②剝蝕作用河水、海水、湖水、冰川及風(fēng)等在其運動過程中對地表巖石造成破壞，破壞產(chǎn)物隨其運動而搬走。例如海岸、河岸因受海浪和流水的撞擊、沖刷而發(fā)生后退。斜坡剝蝕作用是斜坡物質(zhì)在重力以及其它外力因素作用下產(chǎn)生滑動和崩塌，又稱塊體運動。③搬運作用風(fēng)化與剝蝕造成的破壞產(chǎn)物被搬運到它處。④沉積作用搬運物在適宜場所堆積。⑤固結(jié)成巖作用剛堆積的物質(zhì)是松散多孔的并富含水分，被后來的沉積物覆蓋埋藏后，在重壓下排出水分，孔隙減小并被膠結(jié)，由松散堆積物漸變?yōu)閳杂驳膸r石，即沉積巖。第十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日外力地質(zhì)作用：由太陽輻射能引起，產(chǎn)生大氣環(huán)流，形成水的循環(huán)，動植物生長，在運動的過程中改造地表.第十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日河流的侵蝕第十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日地下水的潛蝕第二十頁，共三十八頁，2022年，8月28日風(fēng)的吹蝕第二十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日冰川的刨蝕第二十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日湖泊海洋的沖蝕第二十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日2.工程地質(zhì)作用（人為地質(zhì)作用）工程地質(zhì)作用或人為地質(zhì)作用是指由人類活動引起的地質(zhì)效應(yīng)。例如：采礦特別是露天開采移動大量巖體引起地表變形、崩塌、滑坡；人類在開采石油、天然氣和地下水時因巖土層疏干排水造成地面沉降；特別是興建水利工程，造成土地淹沒，鹽漬化，沼澤化或是庫岸滑坡、水庫地震等。第二十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日具一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然元素和天然化合物。礦物是天然產(chǎn)出的均勻固體。它是各種地質(zhì)作用的產(chǎn)物，是巖石的基本組成部分。礦物都具有一定的化學(xué)成分，并可用化學(xué)式來表達。2.2礦物(mineral)

非均質(zhì)礦物內(nèi)部質(zhì)點排列沒有一定的規(guī)律性，外表不具有固定的幾何形態(tài)。

造巖礦物絕大部分具有確定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即內(nèi)部的原子或離子是在三維空間成周期性重復(fù)排列的，具有這種結(jié)構(gòu)的稱為晶體。第二十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日常見的幾種礦物石英方解石云母第二十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日①構(gòu)造運動②巖漿作用③變質(zhì)作用④地震1、物理地質(zhì)作用（自然地質(zhì)作用）

(1)內(nèi)力地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用的動力來自地球本身，并主要發(fā)生在地球內(nèi)部，按其作用方式可分為四種：(2)外力地質(zhì)作用外力地質(zhì)作用主要由太陽輻射熱引起并主要發(fā)生在地殼的表層。主要包括：①風(fēng)化作用②剝蝕作用③搬運作用④沉積作用⑤固結(jié)成巖作用2、工程地質(zhì)作用（人為地質(zhì)作用）由人類活動引起的地質(zhì)效應(yīng)。第二十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日第二十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日1.礦物：由地質(zhì)作用形成的天然單質(zhì)或化合物，它是構(gòu)成巖石或礦石的基本單元。它具有固定的化學(xué)成分，而絕大部分固態(tài)礦物在一定條件下具有穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2.巖石(rock)：是指顆粒之間牢固聯(lián)接的，整體的或具有節(jié)理、裂隙的巖體。按成因分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖；按風(fēng)化程度的不同可分為未風(fēng)化、微風(fēng)化、中風(fēng)化、強風(fēng)化、全風(fēng)化以及殘積土。石頭：構(gòu)成地殼的堅硬物質(zhì)，是由礦物集合而成的。礦石：含有有用礦物并有開采價值的巖石。第二十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日3.礦物的分類1）同素異形體；2）S化物；3）鹵化物；4）氧化物及氫氧化物；5）含氧的鹽。按抗風(fēng)化能力的強弱，可將其分為：1）極不穩(wěn)定礦物（如黃鐵礦、橄欖石、基性斜長石等）；2）不穩(wěn)定礦物（如黑云母、輝石、角閃石、酸性斜長石等）；3）穩(wěn)定礦物（如鈉長石、正長石等）；4）極穩(wěn)定礦物（如石英、白云母等）。第三十頁，共三十八頁，2022年，8月28日

礦物的物理性質(zhì)（礦物的鑒定特征）主要有：顏色和條痕、光澤、硬度、解理和斷口、密度及彈性、撓曲和延展性。

1、顏色(color)和條痕(streak)：顏色常見的有自色和他色兩種類型；條痕是礦物粉末的顏色。

2、光澤(luster)：礦物表面對可見光的反射能力，自強而弱分為：金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤、玻璃光澤、油脂光澤和樹脂光澤、絲絹光澤、珍珠光澤、土狀光澤。

3、硬度(hardness)：礦物抵抗外力機械作用的強度，又稱摩氏硬度。以十種礦物為標(biāo)準(zhǔn)，分為十級，1一滑石，2一石膏，3一方解石，4一螢石，5一磷灰石，6一正長石，7一石英，8一黃玉，9一剛玉，10一金剛石。

4、解理(cleavage)和斷口(fracture)：礦物受外力作用時，能沿一定方向破裂成平面的性質(zhì)稱為解理；受外力打擊后無規(guī)則沿解理面以外的方向破裂，其破裂面稱為斷口。第三十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日5、密度：一般根據(jù)經(jīng)驗將礦物密度分為輕、中等、和重三級，大多數(shù)礦物密度中等，介于2.5－4之間。

6、彈性、撓曲和延展性礦物受外力彎曲變形，外力解除后能恢復(fù)原狀的性質(zhì)稱為彈性；礦物受外力彎曲變形，外力解除后不能恢復(fù)原狀的性質(zhì)稱為彈性；礦物能錘擊成薄片或拉長成細絲的特性稱為延展性。第三十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日7、透明度(transparency)、發(fā)光性、導(dǎo)電性和磁性常見造巖礦物的肉眼鑒定抓住主要特征。綜合考慮顏色、晶形、光澤、解理、硬度?？紤]礦物生成條件及共生礦物。工具：小鋼刀、放大鏡、稀鹽酸等。第三十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日

自然界產(chǎn)出的礦物，已知有3000多種左右。能被人類利用的有200多種，能認出的有10幾種。黃鐵礦:FS2，大多呈塊狀集合體，顏色為淺銅黃色，硬度6-6.5。性脆，斷口參差狀。相對密度5。

常見礦物

石英:Si02,常發(fā)育成單晶并形成晶簇，或成致密狀或粒狀集合體。純凈的石英無色透明，稱水晶；硬度7。無解理，貝殼狀斷口。相對密度2.65。第三十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日

赤鐵礦:Fe203，常為致密塊狀及土狀集合體。鐵黑色或暗紅色，硬度5-6。無解理。相對密度。

橄欖石：(Mg，F(xiàn)e)2[Si04],常為粒狀集合體。淺黃綠到橄欖綠色，隨含鐵量增高而加深。玻璃光澤。硬度6-7。不完全解理。相對密度為，隨含鐵量增高而增大。第三十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日石膏：CaS04·2H20，單晶體常為板狀，集合體為塊狀、粒狀及纖維狀等。為無色或白色，有時透明。玻璃光澤，纖維狀石膏為絲絹光澤。硬度2。有極好解理，易沿解理面劈開成薄片。相對密度。

輝石：(Ca,Mg,Fe,Al)2[(Si,A1)206],單晶體為短柱狀，集合體為粒狀。綠黑色或黑色。玻璃光澤。硬度5.5-6。有