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普通地質(zhì)學(xué)考研期末復(fù)習(xí)知識(shí)體系與要點(diǎn)歸納普通地質(zhì)學(xué)知識(shí)體系與要點(diǎn)歸納(第三版舒良樹)第一章緒論:第一節(jié)地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象是地球,是研究地球的組織組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、地球形成與演化歷史以及地球表層各種作用、各種現(xiàn)象及其成因的學(xué)問(wèn)。地球的構(gòu)成:由固體地球和覆蓋其上的水圈、生物圈和大氣圈構(gòu)成。固體地球又分為地殼、地幔(上地幔和下地幔)、地核(外核和內(nèi)核)三大圈層。地殼是厚度很?。ㄆ骄?0-40km)的固體外殼。地殼之下是厚約2900km的地幔,除上地幔內(nèi)有一厚約200km的軟流圈是固體與少量(1%-10%)液態(tài)物質(zhì)的混合體外,地幔的其他部分皆為固體。地殼加軟流圈之上的固體地幔合稱巖石圈。具有一定規(guī)模的巖石圈塊體,成為板塊。可分為大洋板塊與大陸板塊。地核厚約3470km,外核為液態(tài),內(nèi)核為固態(tài)。構(gòu)成地球的各個(gè)層圈是彼此獨(dú)立又相互依存、相互聯(lián)系與彼此作用的;圈層間的相互作用使地球逐漸演化成一個(gè)具有強(qiáng)大活力而又復(fù)雜的系統(tǒng)。(例如:當(dāng)大量熱物質(zhì)從地?;蛘吆酸_吔缟嫌?,并以火山活動(dòng)的方式噴出時(shí),噴出的物質(zhì)就參與到地殼、水圈、生物圈以及大氣圈之中;另一方面,一些堆積在海底且富含水、生物以及氣體的物質(zhì)通過(guò)俯沖作用可以沉入地幔中。地球不同層圈的物質(zhì)就這樣在不停地運(yùn)動(dòng)和循環(huán)著。)第二節(jié)地質(zhì)學(xué)的任務(wù)1.指導(dǎo)人們尋找和開發(fā)礦產(chǎn)資源、能源和水資源2.有效地指導(dǎo)抵御自然災(zāi)害3.研究地質(zhì)環(huán)境,保護(hù)人體健康第三節(jié)地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容1.組成地球的物質(zhì)目前深入研究的是組成地殼和上地幔的物質(zhì),主要包括元素、礦物、巖石(包括礦石和礦床)、不同尺度物質(zhì)的存在形式、特征、形成條件、分布規(guī)律及其利用。2.物質(zhì)的組成方式、形成、演化與分布主要闡明地殼以及地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征,闡明其分布特征、形成條件與演化規(guī)律。3.地球的歷史4.應(yīng)用問(wèn)題5.地質(zhì)學(xué)的研究方法與手段6.綜合性研究第四節(jié)地質(zhì)作用及其研究方法一、地質(zhì)作用(geologicalaction):形成和改變地球的物質(zhì)組成、外部形態(tài)特征與內(nèi)部構(gòu)造的各種自然作用。分為內(nèi)力(endogenous)地質(zhì)作用與外力(exogenous)地質(zhì)作用。內(nèi)力地質(zhì)作用:主要以地球內(nèi)熱為能源并主要發(fā)生在固體地球內(nèi)部,包括巖漿作用、構(gòu)造作用、地震作用、變質(zhì)作用、地球各層圈相互作用。外力地質(zhì)作用:主要以太陽(yáng)能及日月引力能為能源并通過(guò)大氣、水、生物因素引起,包括地質(zhì)體的風(fēng)化作用、重力滑動(dòng)作用以及各種地殼表層載體(河流、冰川、地下水、海水、湖泊、風(fēng)沙)的剝蝕作用、搬運(yùn)作用、沉積作用、固結(jié)成巖作用。內(nèi)力地質(zhì)作用與外力地質(zhì)作用都同時(shí)受到重力和地球自轉(zhuǎn)力的影響。地質(zhì)學(xué)研究的主要任務(wù)就是研究各種地質(zhì)作用的過(guò)程及結(jié)果。二、地質(zhì)作用的特點(diǎn)1.地質(zhì)作用的地域特色:一方面,地質(zhì)作用的發(fā)生與發(fā)展具有共同規(guī)律;另一方面,不同地區(qū)往往出現(xiàn)不同的地質(zhì)作用,且同一類地質(zhì)作用在不同地區(qū)往往具有特殊性。2.地質(zhì)現(xiàn)象的復(fù)雜性:從性質(zhì)上看,包括物理的、化學(xué)的、生物的;從規(guī)模上看,大到全球的宏觀現(xiàn)象,小到原子和離子的微觀過(guò)程。同時(shí),地質(zhì)作用涉及生物、氣象、天文、地理等一系列學(xué)科領(lǐng)域。3.地質(zhì)作用過(guò)程的漫長(zhǎng)性:例如海陸變遷、山脈隆起、海底擴(kuò)張、巖漿侵位等過(guò)程需要很長(zhǎng)時(shí)間,一般以百萬(wàn)年為單位計(jì)算。但也有一些地質(zhì)作用過(guò)程的時(shí)間很短,如地震作用,往往在數(shù)秒至數(shù)十秒內(nèi)完成,但發(fā)震前的能量聚集過(guò)程時(shí)間很長(zhǎng)。因而,人們難以對(duì)正在進(jìn)行的地質(zhì)作用的全過(guò)程進(jìn)行完整的觀察,對(duì)于地質(zhì)歷史中發(fā)生的地質(zhì)作用更不可能直接去了解;絕大多數(shù)地質(zhì)作用也難于用物理或化學(xué)方法加以重現(xiàn)。三、地質(zhì)作用的研究方法1.野外調(diào)查:地質(zhì)現(xiàn)象是地質(zhì)作用的結(jié)果或產(chǎn)物。通過(guò)對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的觀察,可以找出地質(zhì)作用的特點(diǎn)與規(guī)律。因此,野外調(diào)查是研究地質(zhì)作用的前提和基礎(chǔ)。2.儀器測(cè)量:目前主要采取物理的、化學(xué)的、數(shù)學(xué)的、生物的以及信息技術(shù)的方法來(lái)提高對(duì)物質(zhì)的分辨能力、穿透能力、鑒定能力、模擬能力、遙感能力。3.理論分析:理論研究建立在豐富的地質(zhì)事實(shí)和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上,這是一個(gè)由表及里,由此及彼,去粗取精,去偽存真,由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的過(guò)程。在這一過(guò)程中要進(jìn)行地質(zhì)思維,即運(yùn)用地質(zhì)學(xué)知識(shí)和原理去研究問(wèn)題。方法論:將今論古;以古論今,論未來(lái)。當(dāng)代地質(zhì)學(xué)研究的指導(dǎo)理論:活動(dòng)論。第五節(jié)我國(guó)地學(xué)研究的若干地域優(yōu)勢(shì)一、青藏高原由若干來(lái)源不同、成分各異的地質(zhì)塊體組成,經(jīng)歷了從陸到洋以及從洋到陸的復(fù)雜變遷。它是地球上最年輕的巨型造山帶,其最近一次大規(guī)模的山體隆升開始于距今約40Ma前,是特提斯洋關(guān)閉、印度板塊與歐亞板塊強(qiáng)烈碰撞的結(jié)果。這里有規(guī)模宏偉的平坦高原面,有全球最大的地殼厚度;較完好地保留有古大洋消亡的物質(zhì)記錄——蛇綠巖套和大陸碰撞的證據(jù)——高壓變質(zhì)帶。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、形成與演化歷史、隆升過(guò)程與機(jī)制,都是當(dāng)代地質(zhì)學(xué)研究的熱點(diǎn)與前沿。二、西北黃土高原黃土是風(fēng)沙地質(zhì)作用的產(chǎn)物。黃土顆粒細(xì),土質(zhì)松軟,含有豐富的礦物質(zhì),利于耕作。西北地區(qū)石油、天然氣、煤、鋁土儲(chǔ)量巨大,但氣候干旱,植被稀疏,降水集中,水土流失嚴(yán)重。黃土成因研究。三、大別-秦嶺高壓-超高壓變質(zhì)帶根據(jù)當(dāng)代地質(zhì)學(xué)理論,當(dāng)一個(gè)板塊俯沖到另一個(gè)板塊之下時(shí),將產(chǎn)生巨大的擠壓應(yīng)力,導(dǎo)致結(jié)合帶的地殼淺部發(fā)生高壓低溫變質(zhì)作用,產(chǎn)生藍(lán)閃石、硬玉等礦物,形成高壓變質(zhì)巖;當(dāng)俯沖陸塊到達(dá)地下100km甚至更深部位時(shí),就會(huì)發(fā)生超高壓變質(zhì)作用,產(chǎn)生柯石英和金剛石礦物,形成超高壓變質(zhì)巖(含柯石英金剛石榴輝巖)。之后,通過(guò)特殊的構(gòu)造方式折返到地殼中-淺部位,構(gòu)成高壓-超高壓變質(zhì)帶(HP-UHPmetamorphiczone)。四、云南澄江動(dòng)物群一個(gè)寒武紀(jì)初期的多門類動(dòng)物化石群。這個(gè)化石群以多門類海生軟軀體和保存有軟體部分的無(wú)脊椎動(dòng)物化石為代表,命名為澄江動(dòng)物群。展現(xiàn)5.3億年前各種各樣動(dòng)物在生命大爆發(fā)時(shí)期迅速起源的面貌,揭示出生活在現(xiàn)今地球上的各個(gè)動(dòng)物門類在寒武紀(jì)初期幾乎都出現(xiàn)的事實(shí)。為動(dòng)物起源大爆發(fā)提供了解答證據(jù),為闡明寒武紀(jì)早期地球演化的奧秘提供了重要線索。五、遼西熱河動(dòng)物群遼西地區(qū)中生代晚期的化石命名為熱河動(dòng)物群。發(fā)現(xiàn)脊椎動(dòng)物絕大部分門類的化石和許多新的種類,包括早期鳥類(孔子鳥、華夏鳥、遼西鳥、中華龍鳥、中華神州鳥等)、長(zhǎng)羽毛的恐龍、奇特的水生蜥、完整的張和獸和熱河獸等珍貴化石。六、陸相生油盆地早先油氣地質(zhì)理論:只有未經(jīng)受后期劇烈構(gòu)造-巖漿作用的大型海相碳酸鹽巖地層和盆地才有大油田。陸相地層和盆地中沒有大油田。在中國(guó)東部晚中生代-古近紀(jì)的大規(guī)模陸相盆地帶中找到一系列大型油氣田,如大慶、遼河、渤海灣、大港、勝利油田等,還有中國(guó)西南部、西部腹陸地區(qū)發(fā)現(xiàn)四川、陜甘寧、塔里木、吐魯番-哈密、準(zhǔn)噶爾等大型油氣田。陸相地層和盆地成油理論。七、滇黔桂喀斯特地貌喀斯特地貌:指碳酸鹽巖等可溶性巖石在水的溶蝕和機(jī)械作用下所形成的各種地貌。八、華南花崗巖華南中生代花崗質(zhì)火山-侵入雜巖面積達(dá)到大規(guī)模,而同期基性巖不到火成巖總量的10%。這種火成巖的成分比例無(wú)法用傳統(tǒng)地幔巖漿熔離結(jié)晶理論來(lái)解釋。華南花崗巖的時(shí)代具有從北西向南東逐漸變新的趨勢(shì),導(dǎo)致大陸地殼多期、幕式生長(zhǎng)。與中生代花崗巖類有關(guān)的礦產(chǎn)豐富,為歷史之最。有全國(guó)最大規(guī)模的花崗質(zhì)火山巖型鈾礦和花崗巖型鈾礦,花崗斑巖型銅礦。小結(jié)1.地質(zhì)學(xué)是研究地球的科學(xué)。在解決自然科學(xué)理論問(wèn)題的過(guò)程中,在指導(dǎo)人們尋找礦產(chǎn)資源、能源、水資源以及和自然災(zāi)害作斗爭(zhēng)并維護(hù)人類健康的實(shí)踐中,均有重大意義。2.地質(zhì)學(xué)研究的內(nèi)容包括組成地球的物質(zhì)、地球的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、地球的歷史、應(yīng)用問(wèn)題、綜合性研究以及方法學(xué)研究。3.地質(zhì)作用包括內(nèi)力地質(zhì)作用與外力地質(zhì)作用兩大類型。地質(zhì)作用改變著地球的面貌,從不停息。促使地質(zhì)作用進(jìn)行的能量主要來(lái)自地球內(nèi)能和太陽(yáng)能。4.“將今論古”、“以古論今,論未來(lái)”及“活動(dòng)論”是地質(zhì)學(xué)思維的三大方法論。重要術(shù)語(yǔ)地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)作用、內(nèi)力地質(zhì)作用、外力地質(zhì)作用、地域優(yōu)勢(shì)復(fù)習(xí)思考題1.地質(zhì)學(xué)研究的對(duì)象、重點(diǎn)。2.地質(zhì)學(xué)研究的內(nèi)容有哪些主要方面?3.地質(zhì)學(xué)的意義4.地質(zhì)作用的定義及特點(diǎn)5.內(nèi)力地質(zhì)作用與外力地質(zhì)作用6.理解地質(zhì)學(xué)研究的方法學(xué)7.舉例說(shuō)明我國(guó)獨(dú)特的地域特色和地學(xué)研究?jī)?yōu)勢(shì)第二章礦物地殼元素豐度(克拉克值):地殼元素的平均含量與總質(zhì)量的比值。O、Si、Al、Fe、Ga、Mg、Na、K8種元素占98.03%第一節(jié)礦物的概念一、礦物的定義礦物:由地質(zhì)作用形成的,在正常情況下呈結(jié)晶質(zhì)的元素或無(wú)機(jī)化合物,是組成巖石和礦石的基本單元。準(zhǔn)礦物:其產(chǎn)出狀態(tài)、成因和化學(xué)組成等方面均具有與礦物相同的特征,但不具有結(jié)晶構(gòu)造的均勻固體。(A型蛋白石和水鋁石英)二、晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體晶體:是其內(nèi)部原子或離子在三維空間呈周期性平移重復(fù)排列的固態(tài)物質(zhì)。習(xí)慣上,“晶體”是指具有幾何多面體外形的晶體,而將不具有幾何多面體外形的晶體稱為晶粒。晶體是由結(jié)晶質(zhì)構(gòu)成的物體,因此除個(gè)別特例外,礦物均屬于晶體。結(jié)晶質(zhì):原子或離子在三維空間呈周期性平移重復(fù)排列的固體。晶體結(jié)構(gòu):晶體內(nèi)部原子、離子或分子呈有序排列的狀態(tài)。不同晶體,其內(nèi)部原子、離子或分子的種類和排列方式不同,故具有不同的晶體結(jié)構(gòu)。非晶質(zhì)體:內(nèi)部的原子或離子在三維空間不呈規(guī)律性重復(fù)排列的固體。非晶質(zhì)。同質(zhì)多象:相同化學(xué)成分的物質(zhì)在不同的環(huán)境條件(溫度、壓力等)下,可以形成不同的晶體結(jié)構(gòu),從而成為不同的礦物。C原子:石墨中低級(jí)變質(zhì)條件,金剛石超高壓條件。兩者成分相同但物理性質(zhì)不同。類質(zhì)同象:礦物晶體結(jié)構(gòu)中的某種原子或離子可以部分地被性質(zhì)相似的他種原子或離子替代而不破壞其晶體結(jié)構(gòu)。如橄欖石中的Mg離子與Fe離子。晶體因?yàn)閮?nèi)部原子、離子或分子排列規(guī)則,故在有足夠生長(zhǎng)空間的情況下,它們能長(zhǎng)成規(guī)則的幾何多面體外形。晶面:包圍晶體的平面。幾何多面體的晶體外形是其格子構(gòu)造在宏觀上的反映。如白云石棱面體,磁鐵礦八面體,石鹽立方體,分別由6個(gè)棱形的晶面,8個(gè)等邊三角形的晶面,6個(gè)正方形的晶面構(gòu)成。多數(shù)礦物晶體由幾種不同形狀和大小的晶面聚合而成,如普通角閃石、普通輝石。由于受到自由生長(zhǎng)空間的限制,多數(shù)晶體晶面發(fā)育不完整,或完全沒有晶面,從而形成外形不規(guī)則的晶粒(晶體)。晶粒大小不一,較粗的用肉眼或放大鏡就可以看出來(lái)者,成為顯晶質(zhì);若晶粒細(xì)微,要通過(guò)顯微鏡才能加以分辨,則稱為隱晶質(zhì)。非晶質(zhì)體:由非晶質(zhì)構(gòu)成。由火山噴發(fā)出來(lái)的部分物質(zhì)因冷凝極快,來(lái)不及結(jié)晶,則形成非晶質(zhì)體,稱火山玻璃;若條件變化,非晶質(zhì)體可向晶質(zhì)體轉(zhuǎn)化。準(zhǔn)晶體:一種新的凝聚態(tài)固體,其內(nèi)部的原子或離子既不像非晶體那樣完全無(wú)序分布,又不像晶體那樣呈三維周期性平移有序排列。準(zhǔn)晶體的粒徑一般只達(dá)微米級(jí)。(目前尚未發(fā)現(xiàn)天然產(chǎn)出的由地質(zhì)作用形成的準(zhǔn)晶體。)第二節(jié)礦物手標(biāo)本的鑒定特征對(duì)于礦物手標(biāo)本,一般可根據(jù)形態(tài)、物理與化學(xué)性質(zhì)及特征來(lái)識(shí)別和鑒定。一、礦物的形態(tài)(單體的形態(tài),集合體的形態(tài))1.礦物單體的形態(tài)礦物的單體:一向伸長(zhǎng),柱狀或針狀體;兩向延展,板狀或片狀體;三向等長(zhǎng),立方體或八面體。晶體除單個(gè)生長(zhǎng)外,還可由兩個(gè)或多個(gè)同種晶體按一定的相對(duì)方位關(guān)系連生在一起,稱雙晶。雙晶常表現(xiàn)出特征性形態(tài),如石膏的燕尾雙晶、十字石的十字雙晶。2.礦物集合體的形態(tài)由礦物單體組成的聚集體,稱為集合體。每一種礦物的集合體往往各自具有某種習(xí)慣性的形態(tài)。礦物單體一向伸長(zhǎng),其集合體常為纖維狀或針、柱狀;單體兩向延伸,集合體板狀、鱗片狀;單體三向等長(zhǎng),集合體常為粒狀(肉眼能分辨顆粒界線時(shí)),或塊狀(肉眼不能分辨顆粒界線時(shí))。塊狀集合體中堅(jiān)實(shí)者,稱為致密塊狀,疏松者,稱為土狀。特殊形態(tài)集合體:放射狀:長(zhǎng)柱狀或針狀礦物以一點(diǎn)為中心,向外呈放射狀排列,如紅柱石。晶簇:在巖石裂隙中或空洞中長(zhǎng)成的晶形完整的晶面群,如石英或方解石晶簇。鮞狀和豆?fàn)?由圓球狀礦物組成的集合體。圓球內(nèi)部有同心層構(gòu)造,大小似魚卵者稱為鮞狀,如鮞狀赤鐵礦;大小如豆者稱為豆?fàn)?,如豆?fàn)畛噼F礦。鐘乳狀:形似冬季屋檐下凝結(jié)之冰錐,橫截面呈圓形,內(nèi)部具有同心層狀構(gòu)造,有時(shí)還兼有放射狀構(gòu)造。葡萄狀與腎狀:形似葡萄串者稱為葡萄狀,形如腎者稱為腎狀;其內(nèi)部均具有同心層狀或放射狀構(gòu)造。結(jié)核狀:呈不規(guī)則的球形或橢球形者,稱為結(jié)核體,其內(nèi)部有時(shí)具有同心層狀或放射狀構(gòu)造。二、礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)包括光學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、磁性、電性等。礦物的光學(xué)性質(zhì)是指礦物在可見光作用下所表現(xiàn)的性質(zhì),如透明度、光澤、顏色與條痕;礦物的力學(xué)性質(zhì):指礦物在外力作用下所表現(xiàn)的性質(zhì),如硬度、解理、斷口等。1.透明度:指礦物透過(guò)可見光的能力。一般,能被光線從礦物薄片(厚0.03mm)透過(guò)者,稱為透明礦物;不能透過(guò)光線者,稱不透明礦物。2.光澤:指礦物對(duì)可見光的反射能力。根據(jù)反射能力強(qiáng)弱分為:金屬光澤(方鉛礦)、半金屬光澤(磁鐵礦)、非金屬光澤(金剛光澤(金剛石)和玻璃光澤(方解石、石英晶面))礦物表面不平坦或成集合體時(shí),光澤減弱,或出現(xiàn)特殊光澤:油脂光澤、土狀光澤。顏色:自色、他色、假色條痕硬度:礦物抵抗外力作用的強(qiáng)度。在肉眼鑒定中,主要指礦物抵抗外力刻劃的能力。硬度大小主要由礦物內(nèi)部原子、離子或分子聯(lián)結(jié)力的強(qiáng)弱所決定。摩氏硬度計(jì):1滑石2石膏3方解石4螢石5磷灰石6正長(zhǎng)石7石英8黃玉9剛玉10金剛石指甲2-2.5,銅鑰匙3,小鋼刀5-5.5,窗玻璃6解理:晶體受到外力打擊時(shí)能夠沿著一定結(jié)晶方向分裂成平面(即解理面)的能力。這種性能受內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特征所制約。因?yàn)榫w內(nèi)部沿不同方向原子、離子或分子之間距離不等,原子、離子、分子間的引力大小不就同,解理面的方向總是沿著面網(wǎng)(內(nèi)部原子、離子、分子排列而成的平面)之間聯(lián)結(jié)力最弱的方向發(fā)生。密度最大的面網(wǎng),間距最大,聯(lián)結(jié)力最弱,因此解理容易沿這種面網(wǎng)發(fā)生。根據(jù)解理的完好程度,分為極完全、完全、中等、不完全解理。斷口:礦物受外力打擊后不沿固定的結(jié)晶方向開裂而形成的斷裂面。貝殼狀、參差狀、鋸齒狀、平坦?fàn)?。斷口主要見于解理不發(fā)育的礦物或礦物集合體中,如石英。密度:輕,中,重磁性:磁鐵礦、磁黃鐵礦能被普通磁鐵吸引,而自然鉍被磁鐵排斥。第三節(jié)常見礦物一、礦物的分類1.自然元素礦物:自然金、自然銅、自然硫、金剛石和石墨。2.硫化物及其類似化合物礦物:黃鐵礦、毒砂。3.鹵化物礦物:氟化物類與氯化物類,螢石、石鹽。4.氧化物和氫氧化物礦物:石英、剛玉、水鎂石。5.含氧鹽礦物:(1)碳酸鹽類(方解石)、硝酸鹽類(鈉硝石)、硼酸鹽(硼鎂石)類;(2)硫酸鹽類(硬石膏)、鎢酸鹽類(白鎢礦)、磷酸鹽(獨(dú)居石)類、砷酸鹽類、釩酸鹽類;硅酸鹽類;(3)硅酸鹽類礦物,種類多,分布廣,占地殼總質(zhì)量75%,如長(zhǎng)石、云母、輝石。二、常見礦物1.自然元素礦物:石墨2.硫化物及其類似化合物礦物:黃鐵礦、黃銅礦、輝銻礦、方鉛礦、閃鋅礦3.氧化物礦物:石英、剛玉、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、硬錳礦4.鹵化物礦物:螢石5.含氧鹽礦物:(1)碳酸鹽礦物:方解石、白云石、孔雀石;(2)硫酸鹽礦物:硬石膏、石膏、重晶石;(3)磷酸鹽礦物:磷灰石;(4)硅酸鹽礦物:為金屬陽(yáng)離子與各種硅酸根相化合而成的含氧鹽礦物。這類礦物均含氧與硅,以及一種或幾種金屬陽(yáng)離子。其結(jié)構(gòu)中一個(gè)硅周圍都有四個(gè)樣連結(jié)它們的中心呈四面體狀,稱為硅氧四面體。硅氧四面體間可共用氧而聯(lián)結(jié)成島狀、鏈狀、層狀、架狀等。硅氧四面體是一切硅酸鹽礦物的基本結(jié)構(gòu)單位。如橄欖石、石榴子石、紅柱石、藍(lán)晶石、矽線石、綠簾石、海綠石、硅灰石、透輝石、普通輝石、普通角閃石、透閃石、藍(lán)閃石、化石、蛇紋石、高嶺石、白云母、黑云母、綠泥石、長(zhǎng)石、電氣石。長(zhǎng)石:是硅酸鹽礦物中分布最廣泛的礦物,約占地殼質(zhì)量的50%。包括三個(gè)基本組分:鉀長(zhǎng)石(代號(hào)Or)、鈉長(zhǎng)石(Ab)、鈣長(zhǎng)石(An)。鉀長(zhǎng)石與鈉長(zhǎng)石因其中含有堿質(zhì)元素K與Na,故常稱堿性長(zhǎng)石(alkalifeldspar)。鈉長(zhǎng)石常與鈣長(zhǎng)石按不同比例混溶在一起,組成類質(zhì)同象系列:鈉(Ab100-99An0-10)奧中拉培鈣(Ab10-0An90-100)。本章小結(jié)1.克拉克值是地殼元素豐度。其用質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示,常量元素的單位一般為%,微量元素單位有g(shù)/t或10的-6次(百萬(wàn)分之一)。2.地殼含量最高的元素是O、Si、Al、Fe、Ga、Mg、Na、K,它們總含量占地殼質(zhì)量的98.03%,前五種占91.26%。3.礦物是由地質(zhì)作用形成的,在正常情況下呈結(jié)晶質(zhì)的元素或無(wú)機(jī)化合物,是組成巖石和礦石的基本單元。4.晶體是其內(nèi)部原子或離子在三維空間呈周期性平移重復(fù)排列的固態(tài)物質(zhì)。除個(gè)別特例以外,礦物都屬于晶體。5.相同化學(xué)成分的物質(zhì)在不同的環(huán)境條件(溫度、壓力等)下可以形成不同的晶體結(jié)構(gòu),從而成為不同的礦物,此現(xiàn)象稱同質(zhì)多象。礦物晶體結(jié)構(gòu)中的某種原子過(guò)離子可以部分地被性質(zhì)相似的他種原子或離子替代而不破壞其晶體結(jié)構(gòu),此現(xiàn)象稱類質(zhì)同象。6.礦物單體了集合體都可以形成特征性形態(tài)。礦物形態(tài)是識(shí)別礦物的標(biāo)志之一。7.按透過(guò)光線的能力,礦物可以分為透明的與不透明的兩類。8.按礦物對(duì)可見光的反射能力,可分為金屬光澤、半金屬光澤、非金屬光澤三類。前兩類是不透明礦物的特征,后者是透明礦物的特征。9.礦物的顏色是鑒定礦物的重要特征。10.條痕是礦物粉末的顏色。對(duì)鑒定不透明礦物有重要意義。11.摩氏硬度計(jì)由10種礦物組成,利用摩氏硬度計(jì)可以測(cè)定礦物的相對(duì)硬度。12.解理面是礦物受打擊后沿一定的結(jié)晶方向分裂而形成的平面。斷口是礦物受打擊之后形成的、不沿固定結(jié)晶方向的破裂面,它總是不平坦的。13.硅氧四面體是一切硅酸鹽礦物都具有的基本結(jié)構(gòu)單位。其特點(diǎn)是每一個(gè)硅周圍有四個(gè)氧。14.石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、云母、角閃石、輝石、橄欖石是自然界出露最廣泛的礦物,在造巖礦物中占有極其重要的地位。15.按礦物的化學(xué)成分及化學(xué)性質(zhì),可劃分為自然元素、硫化物及其類似化合物、鹵化物(包括氟化物類與氯化物類)、氧化物和氫氧化物礦物、含氧鹽礦物等類型。含氧鹽礦物可細(xì)分為碳酸鹽類、硝酸鹽類、硼酸鹽類礦物、硫酸鹽類、鎢酸鹽類、磷酸鹽類、砷酸鹽類和釩酸鹽類礦物、硅酸鹽類礦物等。16.硅酸鹽類礦物種類多,含量高,分布廣,占地殼總質(zhì)量的75%。17.礦物用途:(1)原料,提取有用成分,或直接用以生產(chǎn)其他產(chǎn)品;(2)利用礦物的某種特殊性能直接作為材料使用。重要術(shù)語(yǔ)克拉克值、復(fù)習(xí)思考題1.組成地殼的元素有哪些?豐度如何?2.解釋:晶質(zhì)、非晶質(zhì)。第三章巖漿作用與火成巖火成巖又稱巖漿巖,是三大類巖石的主體,占地殼巖石體積的64.7%。由巖漿冷凝形成,是巖漿作用的最終產(chǎn)物。巖漿作用是指巖漿發(fā)育、運(yùn)動(dòng)、冷凝固結(jié)成為火成巖的作用,包括侵入與噴出作用。一、噴出作用與噴出巖1.巖漿:地下高溫熔融物質(zhì),溫度650-1400℃,一般為800-1200℃。其成分除硅酸鹽外,可含有少量碳酸鹽、氧化物等,并溶解有1%-8%以水為主的揮發(fā)性物質(zhì)。一般存在于地下數(shù)千米到數(shù)萬(wàn)米。在巖石的強(qiáng)大壓力下,其中揮發(fā)性物質(zhì)主要呈溶解狀態(tài),部分呈氣泡狀態(tài)存在。是具有較大黏性的流體。黏性大小的影響因素:化學(xué)成分、溫度、氣泡與揮發(fā)物?;瘜W(xué)成分的影響:主要由兩部分--Si和部分Al的氧化物,構(gòu)成巖漿中的絡(luò)陰離子;Fe、Mg、Ca、Na、K等金屬離子構(gòu)成的陽(yáng)離子。Si、Al的含量和Fe、Mg、Ca的含量互為消長(zhǎng)。當(dāng)Si、Al的含量較低時(shí),巖漿黏性?。籗i、Al的含量較高時(shí),產(chǎn)生體積較大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的絡(luò)陰離子,妨礙巖漿自由變形,提高了巖漿黏性。因此,巖漿中硅氧四面體或硅鋁氧化物含量越高,則巖漿黏性越大。溫度的影響:溫度越高,黏性越??;溫度越低,黏性越大。因此,同種化學(xué)成分的巖漿因溫度不同,其黏性就有明顯差異。氣泡與揮發(fā)物:巖漿中氣泡與呈溶解狀態(tài)的揮發(fā)物的多少也影響巖漿的黏性。氣泡多黏性大,氣泡少黏性小。呈溶解狀態(tài)存在的揮發(fā)物數(shù)量與氣泡作用相反。巖漿黏性的大小和揮發(fā)物的含量決定了火山噴發(fā)的猛烈程度。2.噴出作用與噴發(fā)產(chǎn)物噴出作用:巖漿噴出地表,冷凝固結(jié)的過(guò)程。又稱火山作用。伴隨地下大量物質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)上涌,向外噴發(fā)釋放。噴發(fā)物:氣體、固體、液體。1.氣體噴發(fā)物:溶解在巖漿中的揮發(fā)性成分在圍壓降低的條件下,會(huì)以氣體形式分離出來(lái)(產(chǎn)生原因)。由于氣體具有高度活動(dòng)性,故氣體的噴發(fā)是火山噴發(fā)的前導(dǎo),而且貫穿于火山噴發(fā)的始終(氣體噴發(fā)的指示性意義)。氣體以水蒸氣為主,其含量常達(dá)60%以上。此外,還有二氧化碳、硫化物(硫化氫、硫的氧化物),以及少量一氧化碳、氫氣、氯化氫、氨氣、氯化銨、氟化氫等(成分組成)?;鹕絿姲l(fā)的氣體量往往很大。氣體溢出狀況變化預(yù)示著火山活動(dòng)的進(jìn)程(前中后)。如果逸出量越來(lái)越多,氣體中硫質(zhì)成分越來(lái)越濃,氣體溫度越來(lái)越高,就是大規(guī)模火山噴發(fā)的預(yù)兆。如果氣體逸出量逐漸減少,氣體中二氧化碳成分逐漸增多而硫質(zhì)成分逐漸減少,且氣體溫度逐漸降低,則意味著火山噴發(fā)活動(dòng)在減弱。大規(guī)?;鹕蠂姲l(fā)結(jié)束后,在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)還可能有少量溫度較低的氣體徐徐逸出。2.固體噴發(fā)物:氣體的膨脹力、沖擊力、噴射力將地下已經(jīng)冷凝或半冷凝的巖漿物質(zhì)炸碎并拋射出來(lái);未冷凝的巖漿則成為團(tuán)塊、細(xì)滴或微末被擊濺出來(lái),在空中冷凝成為固體。此外,火山通道周圍的巖石也可以被炸碎并拋出來(lái)(火山碎屑物的三種來(lái)源)。所有這些噴出地表的巖漿冷凝物質(zhì)及圍巖碎塊就構(gòu)成了火山爆發(fā)的固體產(chǎn)物,統(tǒng)稱為火山碎屑物。分類:火山碎屑物按其性質(zhì)與大小,分為:火山灰、火山礫、火山渣、火山彈、火山塊。(1)火山灰:粒徑<2mm,的細(xì)小火山碎屑物(物理性質(zhì)描述,有欠缺)?;鹕交以浦泻写罅慷趸?、二氧化碳、氯化物、甲烷等氣體(化學(xué)成分)。窒息。會(huì)使進(jìn)入對(duì)流層紫外線的輻射增加,加速光化學(xué)煙霧形成,使環(huán)境惡化,破壞臭氧層?;鹕交议L(zhǎng)時(shí)間遮擋太陽(yáng)光,會(huì)使地球氣溫下降、變冷。并且,火山灰中含有1100℃左右的二氧化硅化合物,進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī),吸附積累在渦輪葉片上,嚴(yán)重可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)(火山灰危害)。(2)火山礫:粒徑2-50mm,形態(tài)不規(guī)則,常為棱角。(3)火山渣:粒徑數(shù)厘米至數(shù)十厘米,外形不規(guī)則,多孔洞,似爐渣,其中色淺、質(zhì)輕、能浮于水者稱浮巖。(4)火山彈:粒徑>50mm,由噴出的巖漿滴在空中冷凝而成。外形多樣,常見紡錘狀、球狀、次圓狀?;鹕綇椡鈿こR蚩焖倮淠湛s稱裂紋,內(nèi)部多孔洞。(5)火山塊:粒徑>50mm,常為棱角狀。火山碎屑巖:由火山碎屑物堆積并固結(jié)而成的巖石。其中,由火山灰組成者,為凝灰?guī)r;由火山礫及火山渣組成者,為火山角礫巖;由火山塊組成者為集塊巖。不同粒徑的火山碎屑物混雜者,復(fù)合命名。3.液體噴發(fā)物:液體噴發(fā)物稱為熔巖,是噴出地表而喪失了氣體的巖漿。可以沿地面斜坡或山谷流動(dòng),其前端呈舌狀,稱為熔巖流。熔巖因黏性不同,流動(dòng)能力不同。分布面積廣的熔巖流,為熔巖被。巖石導(dǎo)熱性差,熔巖的外殼雖已冷凝或基本冷凝,而其內(nèi)部仍可保持熔融狀態(tài),并繼續(xù)流動(dòng)。在內(nèi)部熔體流動(dòng)的推擠力以及因外殼冷凝產(chǎn)生的收縮力作用下,熔巖表面常發(fā)生變形。表面比較光滑,呈波狀起伏,或扭曲似繩索狀者,稱為波狀熔巖或繩狀熔巖;這是黏性較小、流動(dòng)性較強(qiáng)的熔巖所常有的。熔巖表層破碎成大小不等的棱角狀塊體并雜亂堆積者,稱為塊狀熔巖;這是黏性大、流動(dòng)能力較弱的熔巖所常有的。黏性較小的巖漿噴出地表后在接近噴出口的地方常形成波狀熔巖或繩狀熔巖,在遠(yuǎn)離噴出口的地方因熔巖溫度降低、黏性增大可過(guò)渡為塊狀熔巖。熔巖在散熱過(guò)程中,其表面常形成無(wú)數(shù)冷凝收縮中心。如果巖石結(jié)構(gòu)均勻,這些收縮中心將呈均勻而等距離的排列,并垂直于聯(lián)結(jié)收縮中心的直線方向處,因張力作用而裂開,其裂塊橫切面多呈六邊形。隨著熔巖由表層向內(nèi)部進(jìn)一步冷凝,六邊形裂塊最終會(huì)將整個(gè)熔巖層變成一個(gè)個(gè)的六方柱,稱為柱狀節(jié)理。在發(fā)育不理想時(shí),柱狀節(jié)理的橫切面也可以呈四邊形、五邊形、七邊形。較粗的固體噴發(fā)物及熔巖一般就地堆積,在地面構(gòu)筑起一定規(guī)模的山體,稱為火山?;鹕礁叨扔蓴?shù)米到數(shù)千米。典型的火山外表形似錐狀,稱為火山錐。火山錐的坡腳,最大35°-45°。錐頂常有圓形洼坑,是火山物質(zhì)噴溢的出口,稱為火山口?;鹕娇诘闹睆椒秶蓴?shù)米到數(shù)千米?;鹕娇谙掠谐使軤畹耐ǖ琅c地下巖漿的源區(qū)--巖漿房相連,稱為火山通道。充填于火山通道上部已冷凝的巖漿稱火山頸?;鹕絿姲l(fā)方式:中心式噴發(fā)和裂隙式噴發(fā)。中心式噴發(fā):巖漿沿管狀通道上涌,從火山口中噴出。其火山錐形態(tài)在平面上多為圓形或橢圓形。裂隙式噴發(fā):巖漿沿地殼中狹長(zhǎng)裂縫(斷裂帶)噴出。裂隙式噴發(fā)的火山錐形態(tài)通常是不典型的。由火山噴發(fā)物形成的巖石統(tǒng)稱噴出巖,或火山巖,包括火山碎屑巖和熔巖。熔巖是從火山口噴溢,經(jīng)過(guò)流動(dòng)并冷凝固結(jié)的,一般由斑晶及周圍玻璃質(zhì)兩部分組成。巖漿在地殼淺部的火山通道內(nèi)冷凝而成的巖石(如組成火山頸的巖石)稱為次火山巖。三、噴出巖漿的類型及其噴發(fā)特征巖漿的化學(xué)成分對(duì)巖漿的性質(zhì)及其噴發(fā)特征起決定作用。根據(jù)二氧化硅含量對(duì)巖漿進(jìn)行分類:<45%,超基性巖漿;45%-52%基性巖漿;52%-65%中性巖漿;>65%酸性巖漿。巖漿中二氧化硅含量越大,黏性越大(記住書上的表格)。1.超基性巖漿及其噴發(fā)特征超基性巖漿的二氧化硅含量在30%-40%之間,富含鐵、鎂氧化物,缺少鈉、鉀氧化物。目前尚未見到正在噴發(fā)超基性熔巖的火山,但在地質(zhì)歷史中曾經(jīng)存在由超基性巖漿噴發(fā)所形成的熔巖,稱為科馬提巖。巖石中氧化鎂的含量高達(dá)20%以上。在大的橄欖石晶體中發(fā)育大量裂縫,所有裂縫均被細(xì)小的橄欖石及輝石骸晶集合體所填充,形成典型的鬣刺結(jié)構(gòu)。在顯微鏡下,細(xì)小的橄欖石骸晶呈長(zhǎng)條狀聚集在一起,形如草捆。這種結(jié)構(gòu)說(shuō)明熔巖冷凝速度較快。2.基性巖漿及其噴發(fā)特征3.基性巖漿又稱玄武巖漿。其巖漿溫度一般為1000-2000℃,黏性一般較小。玄武巖是其主要的熔巖類型。由于大部分基性巖漿的黏性低,噴發(fā)時(shí)巖漿的氣體容易溢出,因而一般不引起強(qiáng)烈爆炸,不形成大規(guī)?;鹕交抑?。巖漿常呈涌流狀外溢。裂隙式噴發(fā)正是玄武巖漿噴發(fā)所特有的特征。如為中心式噴發(fā),所形成的熔巖錐外形常為盾型。其錐坡角一般只有2°-4°,錐頂平,稱為盾狀火山錐。規(guī)模較大,錐體基部直徑可達(dá)數(shù)千米到數(shù)萬(wàn)米。如果其錐坡較陡,規(guī)模較小,稱其為熔巖錐。此外,某些黏性較大的基性巖漿主要噴發(fā)火山礫、火山彈、火山渣,它們堆積而成為熔渣錐,其特點(diǎn)是椎體幾乎全由較粗的火山碎屑物組成,錐坡角可達(dá)30°,錐頂有明顯的火山口,錐體規(guī)模不大,高一般為數(shù)十米到數(shù)百米。4.陸地上噴發(fā)的基性熔巖多具有波狀或繩狀外貌,少數(shù)呈塊狀熔巖。5.海底噴發(fā)的玄武巖常形成枕狀構(gòu)造:主要是由形似枕頭的熔巖聚集而成,枕間常有火山碎屑物或硅質(zhì)充填。枕體或相互重疊、連接,或分散孤立產(chǎn)出,具“頂凸底平”的特點(diǎn)。枕體表面較光滑,常有縱向及橫向溝紋。枕狀構(gòu)造的成因:由于巖漿在海底噴出后其外部迅速冷凝固結(jié),構(gòu)成硬殼,而內(nèi)部高溫熔體的擠壓則使硬殼破裂、高溫熔體外溢冷凝,形成新的硬殼。如此反復(fù)作用,就會(huì)形成枕狀熔巖。玄武巖常呈黑色,致密,常有氣孔,密度較大。由輝石、斜長(zhǎng)石組成。柱狀節(jié)理發(fā)育。泛流玄武巖:地質(zhì)歷史時(shí)期中,曾有大面積(超過(guò)十幾萬(wàn)平方公里)、大厚度(厚達(dá)數(shù)千米)的玄武巖產(chǎn)出,這種分布范圍廣闊且厚度巨大的玄武巖稱為泛流玄武巖。它是通過(guò)多次裂隙式噴發(fā)逐漸堆積而形成,見于冰島、印度德干高原、美國(guó)哥倫比亞高原、巴西南部高原等地。我國(guó)云南、貴州與四川交接地帶有2.5億年前形成的泛流玄武巖,稱為峨眉山玄武巖,其分布面積多達(dá)30多萬(wàn)平方千米,厚逾3000m。3.中性與酸性巖漿及其噴發(fā)特征中性巖漿又稱安山巖漿,巖漿溫
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