礦山地質(zhì)學課件

地球圈層構造

§1-1地球的外圈層

§1-2地球的內(nèi)圈層§1-1地球的外圈層一、大氣圈（一）大氣的組成

N2

78.09%1.恒定組分O2

20.94%Ar0.93%CO2

0.02～0.04%2.可變組分O30.01×10-6

H2O＜4%

3.不定組分－塵埃、硫化氫、煤煙（二）大氣圈的結(jié)構1.對流層（平均厚11～13km，占大氣圈品質(zhì)的70～75%）

①溫度隨高度的升高而降低，垂直溫度梯度平均為0.65℃/100m；②空氣具有強烈的對流運動，從而引發(fā)一系列的天氣現(xiàn)象；③天氣要素如溫度、濕度的水準分佈不均勻，由此產(chǎn)生一系列的物理過程，形成複雜的天氣現(xiàn)象；④對人類的影響和受人類活動的影響最為明顯。

2.平流層範圍從對流層頂至35km～55km高空的大氣層，占大氣圈總品質(zhì)的20%。該層的特點是氣流以水準運動為主。它基本上不含水汽和塵埃，不存在各種天氣現(xiàn)象。在其上部（約35km～55km）存在多層的臭氧層，它能吸收來自太陽輻射的99%以上對生命有害的紫外線。由於臭氧吸收紫外線，使得溫度上升很快，形成下冷上熱的分佈規(guī)律。

3.中間層（平流層～85km）

溫度隨高度增高而迅速下降，到頂界氣溫可降至-83℃～-113℃

4.暖層（85～800km）

在太陽輻射和宇宙高能粒子作用下，該層溫度迅速增高，再次出現(xiàn)隨高度上升氣溫增高的現(xiàn)象。到500km處氣溫可達1201℃，再往上溫度變化不大。因紫外線及宇宙射線的作用，該層的氧、氦被分離為原子，並處於電離狀態(tài)，因此又稱該層為電離層。

5.散逸層（800～3000km）

空氣極為稀薄，是大氣圈與星際空間的過渡地帶。其溫度隨高度上升變化不大或略有升高。

（三）大氣圈的作用1.防宇宙射線、宇宙物質(zhì)2.保溫、保濕3.大氣運動—改變地球面貌的動力（四）人類活動與大氣環(huán)境1.大氣污染2.大氣災害3.大氣資源水的類型水量/1013m3所占比例/%海洋13499097.2725陸地表面水河流淡水湖鹹水湖冰川0.12512.510.429200.00010.00900.00752.1041地下水土壤淺層地下水深層地下水6.74204140.00480.30250.2984生物水0.120.0001大氣水1.30.0010總計138775.145100二、水圈地球表面水分布的範圍§1-1地球的外圈層（一）水的分佈

地球水體的總品質(zhì)約為1.5×1018t，體積約為1.4×1018m3。其中，海水約占97.3%，大陸表面水約占2.1%，地下水約占0.6%，大氣水約占0.001%。地球上70.8%面積被海水覆蓋，另外兩極和高山上常年被冰雪覆蓋，大陸地下有無處不在的地下水連通。地球真可謂是個名符其實的“水球”。有人計算過，如果將水鋪在平坦的地球表面，可形成一個水深達2744m的海洋。

地球上水的分佈是極不均勻的，這給地球環(huán)境帶來很大的差異，也給人類采水用水帶來極大的不便。（二）水的類型1.海水

–海和洋；海水的密度差異；海水的成分2.陸地水指地面流水、地下水、湖泊、沼澤、冰川。3.大氣水

地區(qū)面積/Km2地區(qū)面積/Km2南極洲13980000北美洲67522格陵蘭島1802400南美洲25000北極島嶼226090非洲22.5歐洲21415大洋洲1014.5亞洲109085總計16227500

（三）水的迴圈

大循環(huán)或稱外迴圈，它是指發(fā)生在全球範圍內(nèi)水從海洋表面蒸發(fā)，上升的水蒸氣隨大氣運移到陸地上空，凝結(jié)成雨點（或其他形式）降落到陸地，又以徑流的形式最終流回到海洋中，然後再度受到蒸發(fā)。小迴圈又稱內(nèi)迴圈，它是指水從海洋表面蒸發(fā)，然後又被降落到海洋表面；或者水從陸地上的水體蒸發(fā)，然後又在當?shù)亟德洹＃ㄋ模┧Φ淖饔?/p>

1.地質(zhì)作用的動力

2.成礦的介質(zhì)

3.生命活動、生物進化的條件（五）人類活動與水資源

1.水資源

2.水污染

3.水害三、生物圈（一）生物圈的組成

1.原核生物界它是一類起源古老、結(jié)構簡單的原始生物。這類生物基本上是沒有細胞核的單細胞生物。原核生物主要包括細菌和藍綠藻。已知物種在4000種以上。

2.原生生物界

它是單細胞生物，但有細胞核，其構造較原核生物複雜，包括某些細菌、藻和原生動物。已知物種超過5萬種。3.真菌界

是一類低等的真核生物（真菌、植物、動物均為真核生物），沒有葉綠素，不能進行光合作用，自己不能製造食物，只能腐生或寄生的方式生存在其他生物體上。已知物種8萬多種，分佈廣泛，與人類關係密切，如青黴素、蘑菇、木耳、靈芝等均屬此界。

4.植物界

有葉綠素或其他色素，能進行光合作用，為自養(yǎng)生物。根據(jù)有無根、莖、葉的分化以及有無胚，分為低等和高等植物。藻類植物無根、莖、葉的分化，無胚，為低等植物；苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物為高等植物。

5.動物界

是生物圈中最龐大的一類，目前己認知的約有150萬種。動物分為無脊椎動物和脊椎動物，無脊椎動物種類最為龐大，光昆蟲就已超過100萬種。脊椎動物下分有魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類。人是哺乳類中目前主宰世界的最高級動物。

（二）生物圈的形成

地球上有了太陽光，有了大氣，有了水，就應該出現(xiàn)生命了；有了生命後就有了生物，最後才能形成生物圈及生態(tài)系統(tǒng)。1.地球水圈形成之後不久生命就誕生了。2.生命演化中的第一次突破，是有生命物質(zhì)的出現(xiàn)。3.生命演化的第二個重大事件是真核細胞生物的出現(xiàn)。4.生命演化中的第三個重大事件為多細胞的出現(xiàn)。5.再往後，生命演化完成了從無脊椎動物到脊椎動物，從海生生物到陸生生物的演化過程。6.人的出現(xiàn)標誌著生物圈的發(fā)展進入了一個嶄新的階段。

在生物圈的形成和生態(tài)系統(tǒng)演化的過程中，先後有三類生物起到了非常關鍵的作用。第一種是藍綠藻，它在35億年前出現(xiàn)，延續(xù)到7億年前海水表層出現(xiàn)生命後才退居次要地位。這是生物圈發(fā)展的第一階段。藍綠藻在海洋中建立起一個由淺海海底的微生物構成的生態(tài)系統(tǒng)，雖規(guī)模不大，但它能進行光合作用，可直接或間接地將大氣和海水中的CO2大量地轉(zhuǎn)移到巖石圈中，同時釋放出O2，使大氣圈中的CO2降低，O2的含量增加，並逐漸形成了O3層，減弱了地表紫外線的照射。生物圈的發(fā)展由此進入海水的表層及濱海帶，出現(xiàn)了浮游生物和濱海底棲生物，但這個時期生命活動還是局限於海洋之中。第二種是維管植物，包括蕨類植物、裸子植物和被子植物，雖然統(tǒng)治時間不如藍藻長（約4.5億年前開始），但它們所構成的陸地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力、能量和物質(zhì)利用效率、自身以及對環(huán)境的調(diào)控能力比藍藻系統(tǒng)要強得多。維管植物獲得了對各種陸地環(huán)境的高度適應性，並創(chuàng)造了各種小型生態(tài)環(huán)境。這時，依靠植物生存的陸生動物也隨之繁盛起來。大氣環(huán)境的改善，加上巖石圈變形和變位造成陸地面積擴展，到古生代早期（約4億年前），生命就邁出了歷史性的一步，從海洋登上陸地，建立起陸地生態(tài)系統(tǒng)，完整的生物圈最終才得以形成。

第三種是人類，人的出現(xiàn)標誌著生物圈的發(fā)展進入了一個嶄新的階段。人類干預自然界的能力為別的生物不能比擬，人類在生物圈中的作用正越來越強。人類對生物圈的影響完全不同於前兩類生物，它是主動積極的，尤其是種子技術的發(fā)展，對未來生物圈帶來何等的影響目前還難以預料。除了積極的影響外，同時存在一些負面影響。但是，生物圈，包括人類本身的命運，實際上已掌握在人類自己手中?。ㄈ┥锶Φ淖饔?.生物的生命活動是改變地球面貌的動力2.生物成礦（直接或間接）3.生物化石—研究地球演化歷史的見證資料（四）人類活動與生物多樣性§1-2地球的內(nèi)圈層一、地球內(nèi)部圈層的劃分

1.莫霍面－1909年，莫霍羅維契奇，克羅地亞人， 33(16)km；Vp:6-7km/s→8km/s.Vs:4.2km/s→4.4km/s.根據(jù)地內(nèi)物質(zhì)成分和狀態(tài)的差異劃分內(nèi)圈層，主要依據(jù)地震波探測的結(jié)果推測地球內(nèi)部構造。

2.古登堡面－

1914年，古登堡（美國人）2885km；Vp:13.60km/s→7.98km/s；S波從7.23km/s往下消失。二、地球內(nèi)部主要物理性質(zhì)（一）密度（二）壓力（三）溫度1.變溫帶2.恒溫帶3.增溫帶地熱增溫率－恒溫帶以下深度每增加100米溫度升高的度數(shù)。單位：℃/100m（四）重力

地球的重力為地球引力與自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的合力，赤道重力最小，兩極重力最大；洋殼薄，莫霍面上凸，因而重力異常值為較高的正值，如太平洋、大西洋、印度洋；山區(qū)地殼厚，莫霍面下凹深，重力異常值低或負值較大，如青藏高原；盆地或平原區(qū)地殼薄，莫霍面淺，布格重力異常值高或負值較小。

在地幔內(nèi)部存在一個水平面（補償面），補償面上承受相同的壓力（均衡原理）以此補償基面為準，高山地區(qū)的地勢雖高，但其下部地幔的厚度?。淮笱蟮貐^(qū)的地勢雖低，但其擁有的地幔厚度大。因地殼密度小，而地幔密度大，通過厚度變化（即莫霍面起伏）使之平衡，故兩處巖塊的總品質(zhì)相等。

（五）地磁

1.地磁的極性是變化的2.地磁極的位置是週期性變化的3.地磁的強弱是變化的。

4、地磁的應用1）地理極和地磁極（1）地理極—地球自轉(zhuǎn)軸與地表面的交點（2）地磁極（3）地理子午線—地理極在地表面的連線（4）地磁子午線—地磁極在地表面的連線

2）磁偏角和磁傾角（1）磁偏角—地磁子午線與地理子午線間的夾角東偏角＋西偏角－（2）磁傾角—磁鍼與水平面的夾角三、地殼

平均厚度約16km（約為地球半徑的1/400）；大陸地區(qū)平均厚約33km，大洋地區(qū)平均厚約7km。地殼約占地球總體積的1.55%，占地球總品質(zhì)的0.8%。密度一般為2.6～2.9g/cm3，上部密度小，向下部密度增大。（一）大洋地殼（厚度5～10km）

大洋地殼主要由玄武巖組成；年代較新；構造不復雜。1.層1或稱沉積層（厚度0～百米）密度：2.3g/cm32.層2或稱玄武巖層(厚度0.5～2.5km)

密度：2.55~2.65g/cm33.層3或稱大洋層(厚度3～5km)密度：2.68～3g/cm3（由變質(zhì)的玄武巖、輝長巖、蛇紋巖石組成）

（二）大陸地殼

大陸地殼主體為中性火成巖，表層為沉積層，下層為深變質(zhì)巖；年代老；構造複雜。1.上地殼（厚10～15km）沉積巖、變質(zhì)巖構成（平均成分大概相當於花崗巖），密度2.5～2.7g/cm3

2.中地殼（厚5～10km）混合巖、花崗巖、糜棱巖構成（與花崗巖相當），密度2.7～2.8g/cm3

3.下地殼（厚10～20km）麻粒巖、角閃巖、片麻巖密度2.8～2.9g/cm3

（一）上地幔(16～650km)密度3.5g/cm31.軟流圈(70～250km)－含1～10％為液態(tài)物質(zhì)。

地質(zhì)意義：巖漿源；板塊運動證據(jù)。

2.巖石圈－軟流圈頂～地表，固態(tài)，剛性。四、地幔厚約2850km，占地球總體積的82.3%，占地球總品質(zhì)的67.8%。

250（二）下地幔

比上地幔含更多的鐵；（或Fe/Mg的比例）相對增加了。物質(zhì)的密度達5.1g/cm3。地震波波速也逐漸增大了。五、地核

體積占地球總體積的16.2%，其品質(zhì)卻占地球總品質(zhì)的31.3%，其密度為9.98～12.5g/cm3。（一）外核（2885～4170km）－地震波S波突然消失，表明該層肯定處於液態(tài)。（二）過渡帶（4170～5155km）－為液態(tài)與固態(tài)的過渡狀態(tài)。（三）內(nèi)核（5155～6371km）－S波又重新出現(xiàn)，說明它又變?yōu)楣虘B(tài)。推測地核最合理的物資組成應是鐵、鎳及少量的矽、硫等組成的合金。礦物一、礦物的概念、性質(zhì)和分類

二、常見礦物特徵

一、礦物的概念、性質(zhì)和分類

（一）礦物的概念礦物是由地質(zhì)作用形成的天然單質(zhì)和化合物；較固定的化學成分；具有確定的內(nèi)部結(jié)構（固態(tài)）；具有一定的物理性質(zhì)和形態(tài)；在一定的物理化學條件範圍內(nèi)穩(wěn)定；

是組成巖石和礦石的基本單元。月巖礦物和隕石礦物﹐統(tǒng)稱為宇宙礦物。礦物化學式-表達化學成分。黃鐵礦——FeS2石英——SiO2

人工合成礦物——“人造礦物”/“合成礦物”自然界礦物的成分常在一定範圍內(nèi)發(fā)生程度不等的變化——性質(zhì)、大小相近的元素互相替代。橄欖石——(Mg,Fe)2［SiO4］閃鋅礦——(Zn﹐Fe)S固態(tài)礦物,分為結(jié)晶質(zhì)和非晶質(zhì)兩類。結(jié)晶質(zhì)的礦物其內(nèi)部質(zhì)點（原子、離子或分子）是嚴格地按一定的結(jié)合方式，作有規(guī)律地排列。因此，其外形常具有一定的幾何形態(tài)，也就是晶體。圖2–1巖鹽的晶體結(jié)構與外形(a)NaCl晶體結(jié)構；(b)內(nèi)部質(zhì)點分佈(大球—Cl-，小球—Na+)；(c)晶體形態(tài)化學成分相同，質(zhì)點排列方式不同的礦物:金剛石和石墨圖2–2金剛石和石墨(a)金剛石的結(jié)晶結(jié)構；(b)金剛石晶體；(c)石墨的結(jié)晶結(jié)構；(d)石墨晶體

礦物化學成分+形成條件

人造晶體

金剛石水晶剛玉礦物晶體形成的影響因素巖漿冷卻速度

揮發(fā)組份非晶質(zhì)的礦物

膠體礦物蛋白石(SiO2·nH2O）、褐鐵礦（Fe2O3·nH2O）

火山玻璃

玄武玻璃、黑曜巖

礦物：只能形成於一定的地質(zhì)環(huán)境中，並且在一定的物理化學條件下，才能穩(wěn)定存在。其所處環(huán)境、物理化學條件改變，就會轉(zhuǎn)化成適應新環(huán)境的另一種礦物。（二）礦物的形態(tài)

單體形態(tài)集合體形態(tài)

礦物的形態(tài)在一定的生長條件下，礦物趨向按照自己內(nèi)部結(jié)構特點自發(fā)的形成特定的形態(tài)的性質(zhì)稱為礦物的結(jié)晶習性。1礦物的單體形態(tài)沿一個方向生長：柱狀、針狀或纖維狀；沿兩個方向延展：板狀、片狀或鱗片狀；有的三向等長：等軸狀或粒狀。圖2–3礦物單晶體形態(tài)（a）一向延長剛玉礦物；（b）二向延長雲(yún)母礦物；（c）三向延長石榴石礦物一向伸長礦物，其集合體常為纖維狀、毛髮狀或束狀。兩向延展形，其集合體常為鱗片狀。三向等長形，其集合體常為粒狀或塊狀。特殊形態(tài)放射狀

晶簇鮞狀或豆狀

鐘乳狀葡萄狀、腎狀和結(jié)核狀

土狀2礦物的集合體形態(tài)圖2–4礦物的集合體形態(tài)（部分圖引自潘兆櫓，1993）（三）礦物的物理性質(zhì)（一）礦物的光學性質(zhì)礦物的光學性質(zhì)：是指礦物對自然光的吸收、反射、折射等所表現(xiàn)出的各種性質(zhì)，主要有礦物的顏色、條痕、光澤、透明度等。1.礦物的顏色：是礦物選擇性的吸收了某種波長的色光後所表現(xiàn)出來的顏色，是所吸收光波的互補色。顏色自色

他色

假色2.條痕色：礦物在條痕板（白色無釉瓷板）上擦劃後留下的粉末的顏色。具有鑒定意義：赤鐵礦呈櫻紅色；磁鐵礦呈黑色；褐鐵礦呈黃褐色。3.礦物的光澤：是指礦物表面反射可見光的能力。

礦物的光澤金屬光澤半金屬光澤玻璃光澤金剛光澤油脂光澤蠟狀光澤絲絹光澤土狀光澤4.礦物的透明度：礦物透過可見光的能力。

礦物薄片（厚度0.03mm）透過光線者，稱為透明礦物；基本上不能透過光線者，稱為不透明礦物。

（二）礦物的力學性質(zhì)礦物的力學性質(zhì)是指礦物在外力作用下所表現(xiàn)出的性質(zhì)，主要有硬度、解理、斷口等。硬度：礦物的硬度是指礦物抵抗外力刻劃或研磨的能力。確定礦物的硬度一般採用兩種標準：摩氏硬度和維氏硬度。(1)摩氏硬度亦稱相對硬度，是一種刻劃硬度。選取10種硬度不同的常見礦物，從硬度最小到最大依次排定為10個等級，稱之為摩氏硬度計：①滑石；②石膏；③方解石；④螢石；⑤磷灰石；⑥長石；⑦石英；⑧黃玉；⑨剛玉；⑩金剛石。(2)維氏硬度亦稱絕對硬度，為壓入硬度，是採用顯微度儀測得的礦物硬度。

2.解理礦物的解理是指礦物晶體在外力打擊下，總是沿一定的方向裂開成光滑平面的性質(zhì)。裂開的光滑平面稱為解理面。注意：只有結(jié)晶質(zhì)礦物才有解理，且不同的晶體差別也很大。

圖2–5常見解理的例子(據(jù)KleinandHurlbut,1993)巖鹽的立方體解理；(b)螢石的八面體解理；(c)磁鐵礦的菱形十二面體解理；d)方解石的菱面體解理；(e)輝石的柱狀解理(f)雲(yún)母的一組解理。3.斷口礦物的斷口是指礦物在外力作用下在任意方向產(chǎn)生不平整斷面的性質(zhì)。斷口與解理是彼此互相消長關係。①貝殼狀斷口②鋸齒狀斷口③參差狀斷口圖2–6石英的貝殼狀斷口

2.1.3.3礦物的其他性質(zhì)1.礦物的相對密度:指礦物的品質(zhì)與同體積水（4℃）的品質(zhì)之比。

1）輕礦物——相對密度小於2.5。2）中等密度礦物——相對密度在2.5～4之間。3）重礦物——相對密度大於4。2.磁性:指礦物在外磁場作用下被吸引或排斥的性質(zhì)。3.與化學試劑的反應最常用的是稀鹽酸。如方解石遇冷的稀鹽酸很快就起泡，而白雲(yún)石則反應緩慢。2.1.4礦物分類表2–2常見礦物的晶體化學分類二、常見礦物特徵圖2–7常見礦物的形態(tài)正長石K［AlSi3O8］,在巖漿巖中約占總量的15%，常見於花崗巖中。形態(tài)：晶體呈短柱狀、板狀（圖2–7a）。顏色：肉紅色、淺黃白色。光澤：玻璃光澤。硬度：6，大於小刀。解理：有兩組明顯的解理，彼此呈90°正交，故名正長石。正長石（圖片來自於網(wǎng)路）2.斜長石Na［AlSi3O8］(Ab)——Ca［Al2Si2O8］(An)是巖漿巖中分布最廣的造巖礦物，約占總量的35%。形態(tài)：晶體呈板狀（圖2–7b）。顏色：白色、灰白色。光澤：玻璃光澤。硬度：6，大於小刀。解理：有兩組中等的解理，彼此呈86°斜交，故名斜長石。斜長石（圖片來自於網(wǎng)路）3.白雲(yún)母KAl2［AlSi3O10］(OH)2為巖漿巖中的常見礦物，約占總量的3.85%。形態(tài)：晶體呈六方或菱形片狀或板狀（圖2–7c）。顏色：無色透明或淺黃色。光澤：玻璃光澤或珍珠光澤。硬度：小，2～3，接近於指甲。解理：有一組極完全解理，所以易揭開成薄片。白雲(yún)母（圖片來自於網(wǎng)路）4.黑雲(yún)母K(Mg,Fe)3［AlSi3O10］(OH)2也是巖漿巖中常見的暗色礦物，約占總量的3.86%。因含鐵多，顏色呈黑或黑褐色。其他特徵同白雲(yún)母。

黑雲(yún)母（圖片來自於網(wǎng)路）5.輝石(Ca,Mg,Fe,Al)2［(Si,Al)2O6］為巖漿巖中主要的暗色礦物，約占總量的13%。形態(tài)：晶體呈短柱狀，橫斷面呈八邊形（圖2–7d）。顏色：黑、綠黑、褐黑色。光澤：玻璃光澤。硬度：5～6，接近於小刀。解理：有兩組解理，交角近於87°。輝石（圖片來自於網(wǎng)路）6.角閃石W0~1X2Y5［Z8O22］(OH,F,O)2式中，W為Na、Ca、K等；X為Ca、Na、Mg、Fe2+、Mn等；Y為Mg、Fe2+、Fe3+、Mn、Al、Ti等；Z主要為Si，亦可有少量Al等。為巖漿巖中的暗色礦物，約占總量的3.15%。形態(tài)：晶體呈細長柱狀，橫斷面常為六邊形（圖2–7e）。顏色：綠黑、黑色。光澤：玻璃光澤。硬度：大於小刀。解理：有兩組解理，交角近於56°角閃石（圖片來自於網(wǎng)路）7.橄欖石(Mg,Fe)2［SiO4］在深色的巖漿巖中常見，是巖漿巖中最早結(jié)晶的礦物之一，在巖漿巖的總量中約占2.65%。形態(tài)：通常呈粒狀。顏色：淺綠、淺黃綠色，因其顏色像橄欖，所以稱為橄欖石。光澤：強玻璃光澤，透明。硬度：大於小刀。橄欖石（圖片來自於網(wǎng)路）8.石英SiO2常見於淺色的巖漿巖中，約占巖漿巖總量的20%。形態(tài)：晶體呈六方柱狀及錐狀，柱狀晶面上常具橫向條紋（圖2–7g）。在巖石中常呈粒狀。顏色：無色透明者稱為水晶，由於受混入物的影響，可呈各種不同的顏色：灰白色、紫色、煙灰色、黑色等等。光澤：晶面上為玻璃光澤；斷口上為油脂光澤。硬度：7，大於小刀。斷口：斷口呈貝殼狀，無解理。石英晶簇（圖片來自於網(wǎng)路）9.磁鐵礦Fe2+Fe3+2O4在巖漿巖中約占1.6%，常呈分散的粒狀。形態(tài)：晶體呈完好的八面體、菱形十二面體（圖2–7h）。顏色：黑色。條痕：黑色。光澤：半金屬光澤。硬度：5.5～6.5，大於小刀。磁性：強。磁鐵礦-暗色（圖片來自於網(wǎng)路）10.高嶺石Al4［Si4O10］(OH)8形態(tài)：常呈土狀或緻密塊狀。顏色：常為白色,有時為灰白、淺黃、淺褐色。光澤：土狀光澤。硬度：很小，小於指甲。粉末用手捏常具滑感。乾燥時吸水性強。以舌舔之，有粘舌感。浸水後，具有可塑性。高嶺石（圖片來自於網(wǎng)路）11.蒙脫石(Na,Ca)0.33（Al,Mg）2［Si4O10］(OH)2·nH2O形態(tài)：常呈土狀或緻密塊狀。顏色：常為白色、淺黃、淺綠及粉紅色。光澤：油脂光澤。硬度：很小，小於指甲。觸之有滑感。濕水後吸水能力很強，體積迅速脹大。這是它區(qū)別於高嶺石及其他粘土礦物的主要特徵。用途：主要用作吸著劑、漂白劑、填充劑、潤滑劑以及優(yōu)質(zhì)鑽探用泥漿原料。12.伊利石(K,H3O)Al2［(Al,Si)Si3O10］［(OH)2,H2O］伊利石是一種分佈很廣的粘土礦物，因它的晶體構造成分與白雲(yún)母相似，而含水較多，又稱為水雲(yún)母或水白雲(yún)母。是長石、白雲(yún)母經(jīng)風化轉(zhuǎn)化成高嶺石或蒙脫石的中間礦物。它的遇水膨脹性較小，常是風化殘餘、機械沉積或化學沉澱的粘土及粘土巖中的重要成分之一。伊利石（圖片來自於網(wǎng)路）13.方解石CaCO3形態(tài)：晶體一般呈菱面體；集合體呈鮞狀、鐘乳狀、粒狀及緻密狀(圖2–7i)。顏色：無色透明、乳白色。光澤：玻璃光澤。硬度：3，大於指甲而小於小刀。解理：具有三組完全解理，使礦物極易解開呈菱方形，所以稱為方解石。與冷稀鹽酸的反應：遇濃度為10%的鹽酸，起泡劇烈。方解石（圖片來自於網(wǎng)路）14.白雲(yún)石CaMg［CO3］2形態(tài)：晶體一般呈菱面體，集合體呈粒狀、緻密塊狀(圖2–7j)。顏色：常呈淺黃、淺褐、灰白等色。光澤：玻璃光澤。硬度：3.5～4，大於方解石而小於小刀。解理：具有三組完全解理。與冷稀鹽酸的反應：往往不起泡，或極微弱，但其粉末能起泡。白雲(yún)石（圖片來自於網(wǎng)路）15.赤鐵礦Fe2O3形態(tài)：單晶體呈板狀，在沉積巖中常呈鮞狀、豆狀及緻密塊狀(圖2–7k)。顏色：褐紅色，黑褐色。條痕：褐紅色。光澤：半金屬光澤。硬度：5.5，大於小刀。赤鐵礦（圖片來自於網(wǎng)路）16.褐鐵礦Fe2O3·nH2O褐鐵礦實際上並不是一個礦物種，而是以針鐵礦或水針鐵礦為主要組份，並包含數(shù)量不等的纖鐵礦、含水氧化矽、粘土等而成的混合物。形態(tài)：常呈土狀、多孔狀、鐘乳狀、結(jié)核狀或塊狀。顏色：黃褐色，黑褐色。條痕：黃褐色。光澤：半金屬光澤，或土狀光澤。硬度：土狀者約為2；有的較硬，可達4～5。褐鐵礦（圖片來自於網(wǎng)路）17.黃鐵礦FeS2形態(tài)：晶體常呈完好的立方體或五角十二面體。在晶面上常見有條紋(圖2–7l)。顏色：淺銅黃色。條痕：綠黑色。光澤：金屬光澤。硬度：6～6.5，大於小刀。黃鐵礦（圖片來自於網(wǎng)路）18.石膏CaSO4·2H2O形態(tài)：晶體常呈板狀，集合體常呈纖維狀、細粒狀(圖2–7m)。顏色：無色透明或白色。光澤：玻璃光澤、絲絹光澤。硬度：很小，2，小於指甲。石膏（拍攝照片）19.石榴子石A3B2［SiO4］3式中，A為二價的Ca、Mg、Fe、Mn等；B為三價的Al、Fe、Cr等。形態(tài)：常呈完好的晶體，因其形態(tài)像石榴子（圖2–7n）。所以稱為石榴子石。顏色：有黑、棕、紅、黃、綠、紫紅等多種顏色。光澤：弱玻璃光澤，斷口面上為油脂光澤。硬度：6.5～7.5，大於小刀。斷口：斷口呈貝殼狀，無解理。石榴石（圖片來自於網(wǎng)路）20.滑石Mg3［Si4O10］(OH)2形態(tài)：常呈片狀、鱗片狀或緻密塊狀。顏色：白色或各種淺色（淺綠、淺黃、淺褐等）。硬度：最小，1，小於指甲。用途：可作填充劑、漂白劑、絕緣劑及潤滑劑。21.紅柱石Al2［SiO4］O形態(tài)：常呈柱狀晶體，橫斷面近於正方形。柱狀晶體常組合成放射狀集合體，狀如菊花，所以又稱菊花石。顏色：灰白色、淺粉紅色。光澤：弱玻璃光澤，斷口上為油脂光澤。硬度：大，7～7.5，大於小刀。紅柱石（圖片來自於網(wǎng)路）22.石墨C形態(tài)：晶體呈片狀或鱗片狀，有時呈緻密塊狀。顏色：灰黑色。光澤：半金屬光澤。條痕：黑色。硬度：最小，1。有滑感，能汙手指及紙片。石墨（圖片來自於網(wǎng)路）復習思考題1.什麼叫結(jié)晶質(zhì)礦物和非晶質(zhì)礦物？2.礦物的光學性質(zhì)有哪些?它們在鑒定礦物時存在什麼規(guī)律？3.如何描述解理和斷口？4.礦物的摩氏硬度等級是怎麼分類的？5.為什麼石英、長石比方解石更耐風化？6.熟悉常見礦物的基本特徵。

地質(zhì)作用與三大巖類一、構造運動與地震二、巖漿作用與巖漿巖

三、

外力地質(zhì)作用與沉積巖四、變質(zhì)作用與變質(zhì)巖

由自然動力所引起地球的外表形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構、物質(zhì)組成發(fā)生和發(fā)展的過程稱為地質(zhì)作用。內(nèi)力地質(zhì)作用：作用於整個地殼(或巖石圈)、能源主要來自地球本身的作用力的地質(zhì)作用。構造運動、地震地質(zhì)作用、巖漿作用、變質(zhì)作用；外力地質(zhì)作用：作用於地殼表層、能源主要來自地球以外的地質(zhì)作用。風化作用、剝蝕作用、搬運作用、沉積作用等。第一節(jié)構造運動與地震（一）構造運動構造運動是指由地球內(nèi)動力引起地殼（或巖石圈）組成物質(zhì)變形、變位的機械運動過程。地質(zhì)學的研究對象

具普遍性、長期性

垂直運動（造陸運動）水準運動（造山運動）基本形式具普遍性、長期性

基本形式具普遍性、長期性

基本形式垂直運動（造陸運動）水準運動（造山運動）具普遍性、長期性

基本形式（一）垂直運動垂直運動或升降運動是地殼或巖石圈組成物質(zhì)沿地球半徑方向的上升或下降運動。大規(guī)模的隆起和坳陷，引起地勢高低變化和海陸變遷等。又稱為造陸運動。（二）

水準運動地殼或巖石圈物質(zhì)沿地球切線方向的運動。地殼受到擠壓、拉伸或平移，甚至旋轉(zhuǎn)運動，產(chǎn)生褶皺或斷裂，在地表形成山脈或盆地。又稱為造山運動（三）地震地震就是地球表層的快速振動。

震源是指地震發(fā)生於地下的某一點。震中指震源在地面上的垂直投影點。是地面上距離震源最近的點，也是接受振動最早的部位。震源深度表達震中到震源的深度。淺源地震中源地震深源地震發(fā)生時間發(fā)生地點地震震級1899年11月10日1906年1月31日1906年8月17日1911年1月3日1920年12月16日1923年1933年5月2日1950年8月15日1960年1960年5月21～22日1964年5月28日1976年7月28日2003年9月26日2003年9月27日2004年12月26日2005年10月8日2008年5月12日2011年3月11日2012年4月11日2012年9月5日2013年1月5日2013年5月24日2013年9月24日2013年11月17日2014年4月2日2014年4月3日2014年4月13日2014年6月24日美國阿拉斯加哥倫比亞智利天山（前蘇聯(lián)境內(nèi)）中國甘肅日本關東日本中國察隅美國加利福尼亞智利美國阿拉斯加中國唐山日本北海道俄、蒙、中交界阿爾泰（俄方）印尼蘇門答臘巴基斯坦中國四川汶川日本本州東海岸印尼蘇門答臘哥斯大黎加阿拉斯加東南部海域鄂霍次克海巴基斯坦斯科舍海智利北部沿岸近海智利北部沿岸近海所羅門群島附近海域拉特群島8.68.68.48.48.58.38.58.68.38.98.67.88.07.98.97.88.09.08.57.97.88.27.87.88.17.87.87.9表3-11899年以來全球發(fā)生的7.8級以上地震

（據(jù)胡紹祥等，2014）

（1）地震的成因：1.構造地震構造地震又稱斷裂地震，是由地下巖石突然發(fā)生錯斷所引起。

2.火山地震火山噴發(fā)時由於氣體的衝擊力所引起的地震。3.陷落地震可溶性巖石(如石灰?guī)r)發(fā)育的地區(qū)，巖石被地下水長期溶蝕，形成巨大的地下空洞。4.誘發(fā)地震人類工程活動引起局部地區(qū)異常振動。第二節(jié)巖漿作用與巖漿巖

（一）概述巖漿：來自地殼深部或上地幔中的具有高溫、高壓的矽酸鹽熔融體。巖漿成分第二節(jié)巖漿作用與巖漿巖

（一）概述巖漿：來自地殼深部或上地幔中的具有高溫、高壓的矽酸鹽熔融體。

二氧化矽（SiO2）-巖漿巖分類的基礎各種金屬氧化物少量的金屬元素和稀有元素揮發(fā)性物質(zhì)巖漿巖（又稱火成巖）：巖漿沿巖石裂縫或薄弱帶上升，侵入巖石圈上部甚至噴出地表，最後冷凝固結(jié)成堅硬的巖石（64.7%）。巖漿作用可分為噴出作用和侵入作用。（二）噴出作用和噴出巖：噴出作用或火山作用：巖漿從火山口溢出或噴出地表的過程稱，所形成的巖石稱為噴出巖?；鹕絿姲l(fā)的類型據(jù)火山在人類歷史時期是否活動過，將其分為活火山、死火山及休眠火山。據(jù)火山噴發(fā)時的劇烈程度分為猛烈式和寧靜式噴發(fā)據(jù)火山噴發(fā)的形式可以分為中心式、裂隙式及熔透式三種類型。2.火山噴出的物質(zhì)①氣態(tài)物質(zhì)—水蒸氣（H2O），約占70%～90%，其次是二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2），還有微量的氮（N2）硫（S）等。②液態(tài)物質(zhì)——從火山口溢出地表的高溫液態(tài)物質(zhì)稱為熔巖。③固態(tài)物質(zhì)——火山噴出的固態(tài)物質(zhì)稱為火山碎屑。3.噴出巖的產(chǎn)狀（1）中心式噴發(fā)——巖漿沿頸狀通道噴發(fā)的一種產(chǎn)狀形式。形成錐狀巖體（圖3–1a）圖3–1噴出巖產(chǎn)狀—中心式噴發(fā)（源自網(wǎng)路）圖3–1噴出巖產(chǎn)狀—中心式噴發(fā)（源自網(wǎng)路）（2）裂隙式噴發(fā)——巖漿沿某一方向的大斷裂或斷裂帶上升至地表。圖3–2噴出巖產(chǎn)狀—裂隙式噴發(fā)（源自網(wǎng)路）圖3–2噴出巖產(chǎn)狀—裂隙式噴發(fā)（源自網(wǎng)路）（三）侵入作用與侵入巖1侵入作用巖漿從地殼深部上升運移，侵入周圍巖石(稱為圍巖)中而未到達地表。巖漿在侵入過程中冷凝、結(jié)晶而成的巖石叫侵入巖。

淺成侵入體深成侵入體侵入體的產(chǎn)狀侵入體的產(chǎn)出狀態(tài)即產(chǎn)狀，指其形態(tài)、大小及其與圍巖的關係。整合侵入產(chǎn)狀是指侵入體與圍巖的接觸面平行於圍巖的層理或片理，是巖漿沿層理或片理貫入而形成，如：巖床、巖蓋、巖盆。不整合侵入產(chǎn)狀是指那些切過圍巖層理或片理的侵入體，是巖漿沿節(jié)理、層理、片理斜交或直交侵入而成，如巖牆、巖株、巖基圖3–3侵入巖產(chǎn)狀示意圖（源自網(wǎng)路）圖3–3侵入巖產(chǎn)狀示意圖（源自網(wǎng)路）1.巖床侵入體為層狀或板狀，其延伸方向與圍巖的層面平行，它是巖漿沿圍巖的層間空隙擠入後冷凝形成的。2.巖盆和巖蓋侵入體的展布與圍巖的層理一致，如果侵入體底平而頂凸，形似鍋蓋者，稱為巖蓋；若中間部分略向下凹，形似盆狀者，稱為巖盆。3.巖株規(guī)模較大的侵入體，其橫截面積為數(shù)十平方公里以內(nèi)(＜100km2)。其形態(tài)不規(guī)則，與圍巖的接觸面不平直，邊緣常有規(guī)模較小、形態(tài)規(guī)則或不規(guī)則的巖脈貫入圍巖之中。4.巖基規(guī)模巨大的侵入體，其橫截面積＞100km2，常達數(shù)百到數(shù)千平方公里，形態(tài)不規(guī)則，通常略向一個方向伸長。其邊界彎曲，邊緣常分佈有巖株。5巖牆（巖脈）為狹長的侵入體切割了圍巖的層理方向。其規(guī)模變化較大，寬由數(shù)釐米（或更小）到十餘米（或更大），長由數(shù)米到數(shù)公里或數(shù)十公里。它是巖漿沿圍巖的節(jié)理斜交或直交擠入後冷凝形成的。課間休息（四）巖漿巖的基本特徵和分類1巖漿巖的礦物組合與顏色SiO2是巖漿中的主要化學成分。據(jù)SiO2含量，將巖漿巖分為

酸性巖

中性巖

基性巖

超基性巖礦物：矽鋁礦物SiO2與Al2O3的含量較高，不含鐵、鎂的鋁矽酸鹽礦物。如石英，長石和似長石類礦物。由於它們的顏色淺，故也被稱為淺色或淡色礦物。鐵鎂礦物為富鎂、鐵的矽酸鹽礦物，如橄欖石、輝石、角閃石和黑雲(yún)母類等。由於顏色深，故被稱為深色或暗色礦物。

巖漿巖的顏色就決定於其中暗色礦物和淺色礦物的含量比。富含SiO2的酸性巖漿巖中淺色礦物最多、暗色礦物最少，這類巖漿巖的顏色最淺。且石英單獨晶出。在SiO2含量較少的超基性巖中，淺色礦物極少或完全沒有，基本上全是暗色礦物，所以這類巖漿巖的顏色也最深。發(fā)育大量SiO2不飽和的礦物（如橄欖石）。2巖漿巖的結(jié)構和構造Ⅰ巖漿巖的結(jié)構：巖漿巖的結(jié)構是指組成巖石的礦物的結(jié)晶程度，顆粒大小，晶體形態(tài)，自形程度和礦物間(包括玻璃)相互關係。巖漿巖的結(jié)構主要決定於巖石形成時的物理化學條件，諸如巖漿的溫度、壓力、揮發(fā)組分、粘度、冷卻速度等因素。（1）按巖石的結(jié)晶程度劃分①全晶質(zhì)結(jié)構——巖石全部都是由礦物的晶體組成，多見於深成巖中。②半晶質(zhì)結(jié)構——巖石中既有礦物晶體，又有玻璃質(zhì)，多見於淺成巖和火山巖中。③玻璃質(zhì)結(jié)構——巖石全由玻璃質(zhì)組成，多見於淺成巖和火山巖中。（2）按礦物顆粒的絕對大小劃分①顯晶質(zhì)結(jié)構——肉眼或放大鏡能分辨出礦物顆粒。根據(jù)主要顆粒的平均直徑大小，可進一步分為偉晶結(jié)構（＞10mm）、粗粒結(jié)構（10～5mm）、中粒結(jié)構（5～2mm）、細粒結(jié)構（2～0.2mm）、微粒結(jié)構(＜0.2mm)。②隱晶質(zhì)結(jié)構——礦物顆粒很細，不能用肉眼或放大鏡分辨出礦物顆粒，巖石外觀很緻密，具瓷狀斷口3）按礦物顆粒的相對大小劃分①等粒結(jié)構——巖石中同種主要礦物顆粒大小大致相等，多見於侵入巖中。②不等粒結(jié)構——巖石中同種主要礦物大小不等，大者與小者可差別很大，其間為連續(xù)變化，多見於侵入體的邊緣或侵入巖中。如斑狀結(jié)構和似斑狀結(jié)構。Ⅱ巖漿巖的構造：巖漿巖的構造是指巖石中不同礦物集合體之間或與其它組成部分之間的排列、充填方式所反映出來的外表形態(tài)。（1）塊狀構造巖石中礦物顆粒的排列不顯示方向性而均勻分佈，稱為塊狀構造。多見於深成巖中。（2）氣孔構造和杏仁構造巖石中有大量的空洞，稱為氣孔構造。是巖漿溢出地表時，揮發(fā)組分從巖漿中逸散形成大量氣泡而留下的空洞。如果孔洞被巖漿後期形成的礦物充填，則稱為杏仁構造。（3）流紋構造由不同顏色的條紋、拉長的氣孔定向排列所顯示的一種流動構造，是熔巖流在流動過程中冷凝快而形成的。3巖漿巖的分類（1）.按化學成分分類超基性巖SiO2＜45%基性巖SiO245%～52%中性巖SiO252%～65%酸性巖SiO2＞65%（2）.按礦物成分分類橄欖巖—科馬提巖類

超基性巖輝長巖—玄武巖類

基性巖閃長巖—安山巖類

中性巖正長巖—粗面巖類

中性巖花崗巖—流紋巖類

酸性巖（3）.按產(chǎn)狀和結(jié)構分類巖漿巖根據(jù)產(chǎn)出環(huán)境可以分為侵入巖和噴出巖。侵入巖根據(jù)當時冷凝離地表的距離可以進一步分為深成巖和淺成巖，其結(jié)構與產(chǎn)狀有對應關係，深成巖往往為顯晶質(zhì)等粒結(jié)構、半自形粒狀或似斑狀結(jié)構；淺成巖往往為顯晶質(zhì)細?；虬郀罱Y(jié)構；噴出巖往往為隱晶質(zhì)結(jié)構、玻璃質(zhì)結(jié)構或斑狀結(jié)構。表3-2巖漿巖分類簡表4常見巖漿巖的特徵（1）.橄欖巖礦物組合：主要由橄欖石組成，含量在40%以上，其次為輝石及少量角閃石。90%以上橄欖石組成的巖石稱為純橄巖。結(jié)構構造：全晶質(zhì)中粒至粗粒結(jié)構，塊狀構造。顏色：暗綠色或黃綠色。橄欖巖（源自網(wǎng)路）（2）.金伯利巖礦物組合：主要由橄欖石、輝石及金雲(yún)母組成?；瘜W成分：SiO2

一般33%左右，一般<40%。K2O>Na2O，H2O和CO2

含量高。結(jié)構構造：斑狀結(jié)構、角礫狀構造。常含大量圍巖角礫。斑晶主要是橄欖石，常呈渾圓狀、角礫狀，有時偶見金剛石。顏色：暗綠、暗灰、暗棕等色。金伯利巖（源自網(wǎng)路）3.輝長巖礦物組合：主要由斜長石和輝石組成，常含有少量橄欖石、角閃石。結(jié)構構造：全晶質(zhì)粗粒至中粒結(jié)構、輝長結(jié)構，塊狀構造。顏色：常呈深灰色或灰黑色。4.輝綠巖和輝綠玢巖礦物組合：主要由斜長石和輝石組成，常含有少量橄欖石、角閃石。結(jié)構構造：細粒結(jié)構、輝綠結(jié)構、斑狀結(jié)構，塊狀構造；輝綠巖具有典型的輝綠結(jié)構，具斑狀結(jié)構的稱為輝綠玢巖，斑晶多為輝石、橄欖石等礦物。顏色：常呈暗綠色或灰黑色。輝綠巖（源自網(wǎng)路）輝綠巖（源自網(wǎng)路）5.玄武巖礦物組合：主要由基性斜長石和輝石組成，有時含有少量橄欖石。結(jié)構構造：緻密狀或斑狀結(jié)構，其中斑晶為橄欖石、輝石或斜長石，基質(zhì)由隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)組成。玄武巖常具有氣孔構造及杏仁構造。杏仁構造常由方解石、瑪瑙等充填氣孔形成。顏色：一般呈黑色、褐灰色、棕黑色。玄武巖（源自網(wǎng)路）玄武巖（源自網(wǎng)路）6.閃長巖礦物組合：主要由中性斜長石及角閃石組成，此外還有少量黑雲(yún)母及輝石。有時也可以出現(xiàn)少量的正長石及石英。結(jié)構構造：全晶質(zhì)細粒～中粒結(jié)構，塊狀構造。顏色：常呈灰色、灰綠色。如果暗色礦物較多時則呈灰黑色。閃長巖（源自網(wǎng)路）7.閃長玢巖礦物組合：主要由斜長石及角閃石組成。結(jié)構構造：全晶質(zhì)斑狀結(jié)構，斑晶常為斜長石，有時角閃石也可形成斑晶；基質(zhì)為細?；蚩@密粒狀結(jié)構。塊狀構造。顏色：灰綠色或灰褐色。閃長玢巖（源自網(wǎng)路）閃長玢巖（源自網(wǎng)路）8.安山巖礦物組合：主要由斜長石及角閃石組成，此外還有少量黑雲(yún)母、輝石。結(jié)構構造：斑狀結(jié)構，淺色斑晶為斜長石，暗色斑晶為角閃石、輝石或黑雲(yún)母；基質(zhì)為玻璃質(zhì)或隱晶質(zhì)。氣孔或杏仁狀構造、有時也有塊狀構造。顏色：一般為灰、褐、棕、綠及紫紅等色。安山巖（源自網(wǎng)路）安山巖（源自網(wǎng)路）9.花崗巖礦物組合：主要由正長石、酸性斜長石、石英、黑雲(yún)母組成，有時含角閃石、白雲(yún)母。結(jié)構構造：全晶質(zhì)粒狀結(jié)構，塊狀構造。顏色：常呈肉紅色、淺紅色?；◢弾r（源自網(wǎng)路）10.花崗斑巖礦物組合：主要由正長石、酸性斜長石、石英、黑雲(yún)母組成，有時含角閃石等。結(jié)構構造：全晶質(zhì)斑狀結(jié)構，由正長石或斜長石組成粗大的斑晶，基質(zhì)常為全晶質(zhì)細粒結(jié)構。塊狀構造。顏色：常呈肉紅色、淺紅色11.流紋巖礦物組合：主要由透長石（無色透明的正長石）、正長石、石英及黑雲(yún)母組成。有時含有少量角閃石。結(jié)構構造：斑狀結(jié)構，斑晶常由透長石、石英、正長石組成?；|(zhì)常為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)。流紋構造。顏色：常呈淺黃、淺紅、棕、紫等色。流紋巖（源自網(wǎng)路）流紋巖（源自網(wǎng)路）復習思考題1.地質(zhì)作用怎樣分類?有哪些類型？2.構造運動有哪些證據(jù)？3.巖漿作用有哪些基本類型?巖漿的特徵性質(zhì)如何？4.巖漿巖體有哪些產(chǎn)狀？其特點如何？5.應從哪些方面觀察和認識巖漿巖？6.巖漿巖是如何分類的？試述不同類型的巖漿巖化學成分和礦物成分特點。

地質(zhì)作用與三大巖類一、構造運動與地震二、巖漿作用與巖漿巖

三、

外力地質(zhì)作用與沉積巖四、變質(zhì)作用與變質(zhì)巖

第三節(jié)外力地質(zhì)作用與沉積巖一外力地質(zhì)作用大氣、水和生物在太陽輻射能、重力能和日月引力等影響下產(chǎn)生的動力對地殼表層進行的各種作用，統(tǒng)稱外力地質(zhì)作用風化、剝蝕、搬運、沉積和成巖等作用（一）風化作用在地表或接近地表的環(huán)境中，由於氣溫的變化、水和氧及二氧化碳的作用、生物的活動等，使巖石在原地受到機械破碎和化學分解的作用，稱為風化作用。1.物理風化作用物理風化作用是指地表巖石在以太陽輻射能為主的諸多因素影響下，在原地發(fā)生機械崩解碎裂的過程，又稱機械風化作用。圖3-3巖石溫差風化示意圖（據(jù)夏邦棟，1995）圖3-4冰劈作用示意圖（據(jù)夏邦棟，1995）2.化學風化作用化學風化作用是指巖石在原地由於O2、CO2和水溶液等作用下發(fā)生破壞的過程。（1）氧化作用4Fe［S2］+15O2+(n+8)H2O→2Fe2O3?nH2O+8H2SO4(黃鐵礦) （褐鐵礦）（2）水溶液作用Ca［SO4］+2H2O→Ca［SO4］?2H2O（水化作用）(硬石膏)（石膏）4K［AlSi3O8］+6H2O→4KOH+Al4［Si4O10］(OH)8+8SiO2（正長石） （高嶺石）（水解作用）Ca［CO3］+CO2+H2O→Ca［HCO3］（溶解作用）（方解石）（重碳酸鈣）3.生物風化作用生物風化作用是指生物的生命活動引起巖石、礦物破壞、分解的作用，它可以是物理的，也可以是化學的。圖3-5根劈作用（山東黃島洞門山）(據(jù)胡紹祥，2007)巖石風化產(chǎn)物：

碎屑物質(zhì)

溶解物質(zhì)

殘餘物質(zhì)圖3-6周口店花崗閃長巖之風化殼(據(jù)胡家傑)Ⅰ——土壤；Ⅱ——殘積層；Ⅲ——半風化巖石；Ⅳ——基巖（二）剝蝕作用剝蝕作用是指流水、地下水、冰川、風、波浪等介質(zhì)在運動中，對地表巖石進行破壞並將破壞產(chǎn)物剝離原巖的過程。機械剝蝕作用（1）風的剝蝕作用圖3-7乾旱區(qū)風的地質(zhì)作用形成的地形1-風蝕湖；2-風蝕蘑菇石；3-風蝕城；4-風蝕柱；5-蜂窩石；6-新月形沙丘；7-塔狀沙丘；8-沙壟；9風成交錯層（2）地表流水的侵蝕作用圖3-8河流旁蝕作用使河谷加寬的過程（據(jù)徐成彥等，1988)（3）地下水的剝蝕作用圖3-9喀斯特地貌（據(jù)夏邦棟，1995)（4）冰川的刨蝕作用（5）海水的剝蝕作用圖3-10海蝕地貌示意圖(據(jù)K.W.Butxer，1976)2.化學溶蝕作用：對許多巖石以溶解方式進行溶蝕破壞。（三）搬運作用風化和剝蝕作用的產(chǎn)物，被流水、海浪、風、冰川等運動介質(zhì)轉(zhuǎn)移離開原地到它處（沉積區(qū)）的作用，稱為搬運作用。1.機械搬運作用機械搬運的地質(zhì)營力有流水、風、冰川、海洋等。其中以流水搬運為主。①流水的機械搬運②風的機械搬運③冰川的機械搬運④海洋的機械搬運2.化學搬運作用進行化學搬運的介質(zhì)主要是流水和地下水搬運形式：真溶液膠體溶液（四）

沉積作用搬運過程中的物質(zhì)，由於搬運介質(zhì)能量減弱或物理化學條件的改變以及生物等因素的影響，脫離搬運介質(zhì)形成鬆散沉積物的過程，稱為沉積作用。1.機械沉積作用機械沉積是在碎屑重力大於介質(zhì)(流水、風等)的搬運力時發(fā)生的。2.化學沉積作用指呈膠體溶液和真溶液搬運的溶解物質(zhì)，在適當?shù)膱鏊伸稐l件發(fā)生改變而發(fā)生沉澱、堆積的過程。難溶於水的Al、Fe、Mn、Si的氧化物多呈膠體沉積；易溶於水的Ca、Na、K、Mg等的氧化物呈真溶液沉積。3.生物沉積作用海洋、湖泊、沼澤和地面流水等水體中的生物對沉積作用有影響。生物遺體沉積生物化學沉積（五）固結(jié)成巖作用鬆散的沉積物形成以後，逐漸轉(zhuǎn)變成堅硬的沉積巖石的過程稱為固結(jié)成巖作用。是指沉積物沉積後至巖石固結(jié)，在深埋環(huán)境下直到變質(zhì)作用之前發(fā)生的物理、化學變化，以及埋藏後巖石又被抬升至地表或接近地表的環(huán)境中所發(fā)生的一切物理、化學變化。一般包括沉積物的壓實作用、膠結(jié)作用、重結(jié)晶作用等。圖3-11固結(jié)成巖作用的幾種方式(據(jù)夏邦棟，1995)1.壓實作用又稱壓固作用。沉積物形成後，在上覆沉積物重荷壓力下，發(fā)生脫水，孔隙度降低，體積縮小，密度增大，鬆軟的沉積物就轉(zhuǎn)變成固結(jié)的巖石(圖3-11a)。2．膠結(jié)作用膠結(jié)作用是指鬆散的沉積物顆粒被化學沉澱物或其他填隙物質(zhì)連結(jié)的作用，其結(jié)果是使沉積物變成堅固的巖石(圖3–11b)。3．重結(jié)晶作用隨著沉積物埋藏深度的增加，在溫度和壓力影響下，礦物成分因溶解、局部溶解或固體擴散而使質(zhì)點重新排列，致使非晶質(zhì)礦物再結(jié)晶、細粒晶體轉(zhuǎn)變成粗粒晶體(圖3–11c)。4.自生礦物的形成沉積物在沉積過程中，或其後在沉積物內(nèi)所形成的礦物(圖3–11d)，被稱為自生礦物。沉積巖的特徵和分類（一）沉積巖的成分特徵沉積巖的化學成分沉積巖中鐵鎂的含量低些，此外，因為沉積巖是在地表條件下形成的，因此沉積巖中Fe2O3的含量多於FeO，而巖漿巖卻與此相反；沉積巖中富含H2O、CO2等，而巖漿巖中則很少；2.沉積巖的礦物成分（1）碎屑礦物：石英、鉀長石、鈉長石、白雲(yún)母等，是原巖風化後繼承下來的較穩(wěn)定的礦物，屬於繼承礦物。（2）粘土礦物：高嶺石、鋁土礦等，是原巖化學風化後形成的礦物，屬沉積巖的新生礦物。（3）化學和生物成因礦物;：方解石、白雲(yún)石、石膏、磷酸鹽礦物、以及蛋白石、針鐵礦、水鋁石和水錳礦等氧化物、氫氧化物礦物等。（二）沉積巖的結(jié)構沉積巖的結(jié)構是指組成沉積巖的組分的大小、形狀、排列方式及其相互關係等特徵。1．碎屑結(jié)構屑顆粒的大小，可將碎屑結(jié)構分為：礫狀結(jié)構（大部分碎屑顆粒直徑大於2mm）、砂狀結(jié)構（大部分碎屑顆粒介於2～0.1mm之間）、粉砂狀結(jié)構（大部分碎屑顆粒介於0.1～0.01mm之間）。圖3–12碎屑巖的結(jié)構組成碎屑顆粒的圓度（滾圓度）及分選性（分選程度）表3–3圓度的分級(據(jù)何境宇等修改,1981)2．泥質(zhì)結(jié)構具有這種結(jié)構的沉積巖，外觀緻密，其顆粒直徑大多小於0.005mm。3．生物碎屑結(jié)構具有這種結(jié)構的沉積巖是由大量的生物遺體組成的（圖3–13）。圖3–13生物碎屑結(jié)構4．鮞粒和豆粒結(jié)構屬於內(nèi)源碎屑結(jié)構。鮞粒是具有核心和同心層構造的顆粒，像魚子，故稱為鮞粒。課間休息（三）沉積巖的構造1．層狀構造和層理層理是因為成分、結(jié)構、顏色的變化而顯示的一種層狀構造，這是由不同時期沉積作用的性質(zhì)變化所造成的。

（1）水準層理和平行層理（2）波狀層理（3）斜層理圖3–14層理類型示意圖(a)水準層理；(b)波狀層理；(c)斜層理；(d)交錯層理2．層面構造在沉積巖層面上保留有自然作用產(chǎn)生的一些痕跡，統(tǒng)稱層面構造。（1）波痕波痕是由風、流水或波浪在尚未固結(jié)的沉積物表面留下波狀起伏的波紋，再經(jīng)過固結(jié)成巖作用保留在巖層面上的一種層面構造。圖3–15波痕示意圖，對稱波痕（左圖）；不對稱波痕（右圖）（2）泥裂泥裂是泥質(zhì)沉積巖表面上的龜裂，其斷面呈“V”字形。圖3–16泥裂及其形成示意圖（左圖引自呂洪波，2006）3．生物化石在沉積巖中往往含有生物化石，這是沉積巖區(qū)別於其他巖石的重要特徵。根據(jù)化石的種類可以大致推斷沉積巖形成的地質(zhì)時代及生成環(huán)境。4．結(jié)核在沉積巖中常見到呈團塊狀、橢球狀或不規(guī)則形狀的塊體，其物質(zhì)成分與圍巖不同，這種塊體稱為結(jié)核。如石灰?guī)r中常含燧石結(jié)核，含煤地層中常含黃鐵礦結(jié)核等。（四）沉積巖的顏色沉積巖的顏色取決於巖石的成分及所含雜質(zhì)。1.繼承色2.自生色

3.次生色（五）沉積巖的分類按沉積物的來源將沉積巖分為三大類型：火山碎屑巖、陸源沉積巖和內(nèi)源沉積巖（表3–4）。表3–4沉積巖分類簡表（六）常見沉積巖特徵1火山碎屑巖：火山集塊、火山角礫、火山灰、火山塵等火山碎屑物質(zhì)含量在50%以上。2陸源沉積巖（1）.陸源碎屑巖：礫巖和角礫巖；砂巖；粉砂巖；（2）

泥質(zhì)巖3內(nèi)源沉積巖組成巖石的沉積物是在沉積盆地內(nèi)通過生物沉積作用和化學沉積作用而形成的。（1）.蒸發(fā)巖（2）.碳酸鹽巖（3）.矽質(zhì)巖（4）.鋁質(zhì)巖（5）.鐵質(zhì)巖（3）.錳質(zhì)巖（3）.磷質(zhì)巖石灰?guī)r類（如竹葉狀灰?guī)r、鮞?；?guī)r、生物碎屑灰?guī)r）白雲(yún)巖類4可燃有機巖，如煤和油葉巖。

第四節(jié)變質(zhì)作用與變質(zhì)巖變質(zhì)作用變質(zhì)作用是內(nèi)力地質(zhì)作用的一種，它是原巖在基本上處於固體狀態(tài)下，受到溫度、壓力及化學活動性流體的影響，使原巖改變其成分、結(jié)構、構造變成新巖石的作用。（一）變質(zhì)作用的影響因素溫度（溫度升高促進重結(jié)晶作用和變質(zhì)反應）壓力（靜壓力和定向壓力）化學活動性流體（二）變質(zhì)作用類區(qū)域變質(zhì)作用型是由區(qū)域性的構造運動和巖漿活動引起的一種大範圍的、長期的區(qū)域性變質(zhì)作用。隨著變質(zhì)程度由低到高，區(qū)域變質(zhì)作用形成的代表性巖石從板巖、千枚巖、片巖到片麻巖。2.接觸變質(zhì)作用在巖漿巖與圍巖之間的接觸帶上，由於巖漿的活動過程中釋放出的熱量和逸散出的揮發(fā)性物質(zhì)引起的變質(zhì)作用，稱為接觸變質(zhì)作用。接觸變質(zhì)作用形成斑點板巖、各種角巖、石英巖等。3.動力變質(zhì)作用在構造運動所產(chǎn)生的定向壓力作用下，巖石發(fā)生碎裂變形及輕微重結(jié)晶的變質(zhì)作用，稱為動力變質(zhì)作用。可形成構造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖等。4.混合巖化作用：即超深變質(zhì)作用，巖石發(fā)生部分熔融並形成酸性成分的熔融體，或由地下深部分泌的酸性成分的熔融體，沿著已形成的變質(zhì)巖的裂隙或片理滲透、擴散、貫入和混合交代等複雜的變質(zhì)作用而使巖石的礦物組成、結(jié)構、構造發(fā)生深刻的改變，生成一系列特殊類型的巖石，稱為混合巖。二變質(zhì)巖的特徵（一）變質(zhì)巖的化學成分由巖漿巖變質(zhì)而成的正變質(zhì)巖其化學成分變化較小，由沉積巖變質(zhì)形成的副變質(zhì)巖其化學成分變化範圍很大。（二）變質(zhì)巖的礦物成分一類是在沉積巖和巖漿巖中常見的礦物，如長石、石英和雲(yún)母等；另一類則是在變質(zhì)過程中形成的新礦物，如石榴子石、矽灰石、紅柱石、滑石、石墨等。不同變質(zhì)礦物的出現(xiàn)，不僅可以反映出原巖的性質(zhì)，還可以表明變質(zhì)作用的等級。（三）變質(zhì)巖的結(jié)構1變餘結(jié)構指由於變質(zhì)程度不高而部分保留原巖的結(jié)構。如變餘斑狀結(jié)構、變餘礫狀結(jié)構、變餘砂狀結(jié)構等。2變晶結(jié)構指原巖在變質(zhì)過程中發(fā)生重結(jié)晶作用或變質(zhì)結(jié)晶作用所形成的結(jié)構。按變晶礦物相對大小，可以劃分為等粒變晶結(jié)構、不等粒變晶結(jié)構、斑狀變晶結(jié)構；按變晶礦物顆粒的絕對大小分為粗粒變晶結(jié)構（＞3mm）、中粒變晶結(jié)構（3～1mm）和細粒變晶結(jié)構（＜1mm）；按變晶礦物的形態(tài)劃分為粒狀變晶結(jié)構、鱗片狀變晶結(jié)構、纖維狀變晶結(jié)構等。(四)變質(zhì)巖的構造(1)變餘構造由於變質(zhì)程度低，巖石中仍然不同程度保留了原巖的構造，如變餘氣孔構造、變餘流紋構造、變餘波痕構造、變餘層狀構造、變餘泥裂構造等。(2)變成構造指由變質(zhì)作用形成的新構造。如板狀構造、千枚狀構造、片狀構造、片麻狀構造。（五）常見變質(zhì)巖的特徵1.板巖具板狀構造，是變質(zhì)程度最低的變質(zhì)巖，重結(jié)晶作用輕微，肉眼見不到礦物晶粒。2.千枚巖具千枚狀構造，變質(zhì)程度、重結(jié)晶作用較板巖強些，片理面具絲絹光澤，3.片巖具片狀構造，原巖已全部重結(jié)晶，主要由片狀、柱狀礦物組成。板巖（拍攝照片）千枚巖（拍攝照片）雲(yún)母片巖4.片麻巖具鱗片粒狀變晶結(jié)構、麻狀構造。長石含量多於石英。片麻巖是強烈區(qū)域變質(zhì)作用的產(chǎn)物。5.麻粒巖具有中–粗粒粒狀變晶結(jié)構，塊狀構造。主要礦物有輝石、石榴石、角閃石、斜長石等。在鐵鎂質(zhì)巖石化學體系中，其礦物組合必有輝石，或輝石和石榴石共同出現(xiàn)才稱之為麻粒巖。麻粒巖是高級變質(zhì)作用的產(chǎn)物。片麻巖（拍攝照片）麻粒巖（拍攝照片）6.角巖角巖是泥巖、粉砂巖及火山巖經(jīng)巖漿熱接觸變質(zhì)作用的產(chǎn)物。其顏色較深，礦物結(jié)晶顆粒細小，巖石緻密堅硬。淺變質(zhì)者常具有變餘層理構造。7.大理巖大理巖是由石灰?guī)r、白雲(yún)巖等碳酸鹽巖經(jīng)熱接觸變質(zhì)作用或區(qū)域變質(zhì)作用形成的。主要礦物為方解石或白雲(yún)石。常具粒狀變晶結(jié)構，塊狀構造。顏色有純白、淺紅、淺灰等色彩。8.石英巖石英巖由石英砂巖經(jīng)熱接觸變質(zhì)作用或區(qū)域變質(zhì)作用形成。主要礦物為石英，可出現(xiàn)極少量長石。具粒狀變晶結(jié)構，塊狀構造。9.矽卡巖矽卡巖是由中、酸性巖漿巖侵入到碳酸鹽巖中發(fā)生交代作用形成的。主要礦物是石榴子石、綠簾石、透閃石、透輝石、矽灰石等。具粒狀或不等粒變晶結(jié)構，塊狀構造。三大類巖石的互相轉(zhuǎn)化：圖3–21三大巖類巖石的形成與轉(zhuǎn)化三大類巖石，關係密切相關、可互相轉(zhuǎn)化地史學基本知識第一節(jié)地質(zhì)年代和地層系統(tǒng)一、地層單位和地質(zhì)年代單位二、年代地層表和地質(zhì)年代表第二節(jié)地史簡述一、冥古宙二、太古宙三、元古宙四、早古生代五、晚古代生六、中生代七、新生代第四章地史學基本知識地史——地球地質(zhì)歷史。地史學——“歷史地質(zhì)學”，是研究地球地質(zhì)歷史和發(fā)展規(guī)律的科學，是地質(zhì)學的一門重要的分支學科。主要任務：根據(jù)巖層、化石、構造等地質(zhì)記錄，重塑地殼演化過程，探求其發(fā)展規(guī)律。研究內(nèi)容：沉積（地層）發(fā)展史、生物演化史和構造運動史。第一節(jié)地質(zhì)年代和地層系統(tǒng)一、地層單位和地質(zhì)年代單位地質(zhì)年代——地質(zhì)歷史時期的先後順序及其相互關係的地質(zhì)時間系統(tǒng)。相對地質(zhì)年代——指各地質(zhì)事件發(fā)生的先後順序。絕對地質(zhì)年代——指各地質(zhì)事件發(fā)生的距今年齡。第一節(jié)地質(zhì)年代和地層系統(tǒng)一、地層單位和地質(zhì)年代單位（一）巖石地層單位巖石地層單位是以其能在野外觀察到的並呈現(xiàn)總體一致的巖性（或巖性組合）、變質(zhì)程度或結(jié)構特徵，以及與相鄰地層間關係所定義和識別的一個三維空間的巖石體，是地質(zhì)填圖的基本單位，是根據(jù)地層巖石特徵和巖石類別劃分出的地層單位。一個巖石地層單位可以由一種或多種沉積巖、噴出巖、變質(zhì)巖組成。巖石地層單位包括群、組、段、層。（一）巖石地層單位1.群

群是比組高一級的巖石地層單位。

群可以由兩個或兩個以上的相鄰或相關的具有相同或相似巖石特徵（巖性或巖性組合）的組所構成，有時也指一套厚度巨大、巖類複雜、未作深入研究、暫未分組的巖系。

用於前寒武紀或中生代陸相地層劃分。

頂?shù)捉槊嬉话銥槊黠@的沉積間斷面或不整合面。以地名命名。（一）巖石地層單位2.組

是基本的巖石地層單位，是地質(zhì)填圖、描述和闡明區(qū)域地質(zhì)特徵常用的地層單位。

是野外宏觀巖類或巖類組合相同、結(jié)構類似、顏色相近、呈現(xiàn)整體巖性和變質(zhì)程度特徵一致、空間上有一定的延展性，並能據(jù)以填圖的地層體。

可由一種巖石（沉積巖、火山巖或變質(zhì)巖）或一種巖石為主間有重複出現(xiàn)的其他巖石夾層構成，也可由兩三種巖石交替出現(xiàn)的互層或更複雜的巖石或獨特的結(jié)構所構成。

頂?shù)捉缇€清楚，但不是嚴格的等時介面；有一定的厚度，巖性、巖相在空間上相對穩(wěn)定；有一定的時間性。組一般以地名命名。（一）巖石地層單位3.段

是比組低一級的巖石地層單位，是組的一部分，並以明顯的巖石特徵（如巖性、結(jié)構或成因等）區(qū)別於組的其他部分，段與段之間一般為標誌明顯的整合介面。4.層

是最小的巖石地層單位。一般指組內(nèi)或段內(nèi)能識別出來的、具有明顯標誌的一個特殊的巖層或礦層。層的厚度通常為1cm到幾m厚，由層面限制。第一節(jié)地質(zhì)年代和地層系統(tǒng)一、地層單位和地質(zhì)年代單位（二）地質(zhì)年代單位年代地層單位是指在特定的地質(zhì)時間間隔內(nèi)形成的成層或非成層的巖石體，即以巖石形成的時代為依據(jù)劃分的地層單位。主要依據(jù)生物演化的階段性特徵進行劃分。意義：確定不同地區(qū)間地層的時間關係，並建立世界性的標準年代地層表。因此頂?shù)捉缇€都是以等時面為界的，其大小是以巖石形成所需時間長短而不是以巖石的絕對厚度來確定。形成年代地層單位的地質(zhì)時間間隔稱為地質(zhì)年代單位。二者嚴格對應。第一節(jié)地質(zhì)年代和地層系統(tǒng)一、地層單位和地質(zhì)年代單位（二）地質(zhì)年代單位地質(zhì)年代單位年代地層單位宙………宇代………界紀………系世………統(tǒng)期………階（二）地質(zhì)年代單位1．宇（宙）

宇是最大的年代地層單位，一個宇是指一個宙的時期內(nèi)形成的全部地層。全球地層公認的有三個宇，從老到新依次是太古宇、元古宇和顯生宇（有明顯生命遺跡的年代地層序列），元古宇和太古宇相當於通常所說的“前寒武系”。

2．界（代）

界是大於系、小於宇的年代地層單位。一個界是指一個代的時間內(nèi)形成的全部地層。例如，按生物演化的重大階段，把顯生宇由老到新劃分為古生界、中生界和新生界，相應的地質(zhì)年代分別為古生代、中生代和新生代。（二）地質(zhì)年代單位3．系（紀）

系是小於界、大於統(tǒng)的年代地層單位，也是全球年代地層表的主要參考單位。一個系是指一個紀的時間內(nèi)形成的全部地層。例如，古生界中從老到新可劃分為寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二疊系等6個系。

4．統(tǒng)（世）

統(tǒng)是系以下的年代地層單位。一個統(tǒng)代表在一個世的時間內(nèi)形成的全部地層。一個系可以劃分為兩個或更多個統(tǒng)。如第四系劃分為更新統(tǒng)和全新統(tǒng)。第一節(jié)地質(zhì)年代和地層系統(tǒng)二