PAGEPAGE51地質學基礎教學教案（部分）緒論一、地質學的研究對象、任務、內容及分科（一）、地質學的研究對象地球是人類賴以生存的地方，目前世界上95%的能源和75%-80%的工業原料主要取自礦產資源；地質環境的變化直接影響生物及人類的生長及生存，也影響到國民經濟和社會的發展。人們要了解認識地球，就必須研究地球。地質學就是人類在實踐的基礎上形成和發展起來的研究地球的科學。地質學的起源可以追溯到遠古時代，但其正式誕生的標志是《地質學原理》(英國萊伊爾C.Lyell著)1830年問世，至今近200年的歷史。地球的半徑有6300多公里。人們只能直接觀察地球表面，現在世界上最深的鉆井僅僅12.6km，這與地球半徑相比是微不足道的。地下深處的情況只能靠間接資料推測。所以，地質學就目前來講，主要是研究地殼，即研究地球最表層。（二）、地質學的研究任務

地質學對人類社會擔負著兩大使命：1.尋找礦產資源。如Au、Ag、Cu、Fe、U、煤、石油是人們所熟悉的金屬和非金屬礦產。而地下水資源，廣義地說也是一種礦產資源。我國是地下水資源缺乏的國家，急須加強地下水的勘探與合理開發利用，這是水文地質學的任務。2．環境保護。查明地震、火山爆發、滑坡、泥石流等自然災害的形成規律，指導人們與自然災害進行有效的斗爭，因為自然災害會對人民生命財產會造成嚴重損害。如樓房、城鎮、水庫等工程建設要考慮許多地質因素，需要加強工程地質的研究；地質環境與人體健康關系非常密切，人與自然是一個統一體，地質環境與生態環境是有機聯系的，如一些地方性疾病，常常與該地區巖石和土壤中某些元素元素的缺乏或過多有關。

（三）、地質學的研究內容及分科1．研究地球的物質組成。其分支學科有；礦物學、巖石學、礦床學、地球化學等。2．研究地殼結構、構造及其演變規律。如構造地質學、大地構造學、地球物理學等。3．研究地球的歷史。如古生物、地史學等。4．研究地質學應用問題。找礦勘探、水文地質學、工程地質學、環境地質學等。5．研究地質方法學問題。數學地質、遙感地質學等。6．綜合性研究。地質學發展經歷著由合到分、再由分到合。目前正處于新的聯合的過程中。邊緣學科、綜合性學科的興起。

二、地質學研究方法自然科學研究的共性；收集資料分析、綜合結論，循環、滲透。地質學的特殊性是其研究對象，大到整個地球，小到元素；地質現象形成于過去、漫長歷史時期改造變化，帶有推測性；地下深處不可直接觀察，推斷與假說。1．自然為實驗室，野外資料的重要性。2．鉆探、物探方法。模擬實驗。3．“將今論古”現在是認識過去的一把鑰匙。用現在的地質作用造成的現象與地球上保存的地質現象相對比，探討過去的地質作用和過程。但不能簡單套用?，F代鹽湖－－干旱、半干旱、蒸發。珊瑚礁－－溫暖、清澈、淺海。

4．建立時空概念。5．本課程與其它學科的關系。一方面需要數理化知識，另一方面為其它專業課鋪好基礎。

三、地質學在地理專業中的地位和作用第一章總論第一節地球概述一、地球的形狀和大小地球的外表被一層大氣所環繞，透過大氣則為大部分被海水所覆蓋的固體地球表面。地球表面起伏不平，為便于測量，以平均海水面所形成的封閉曲面為參考面。此參考面稱為大地水準面。它是個假想的通過大陸延伸所現成的曲面。地球的形狀和大小就是指大地水準面的形狀和大小。赤道半徑6378km，兩極半徑6357km。赤道周長40075km，即兩極稍稍壓扁的球體，旋轉橢球體。長短半徑差為21km。實際上北凸(10m)南凹(30m)，略呈一梨形。通常當作球體處理。由于這些差別很微小，故從衛星上看，地球仍是很園的，因有水、植被而呈蔚藍色的星。二、地球表面的一般特征地球表面高低起伏。71％的面積為海域，29％的面積為陸地。海洋主要分布在南半球，陸地主要在北半球，而且非洲、南美洲、北美洲、大洋洲、歐洲等大陸的形狀均為尖端向南的倒三角形。另外，大西洋東西兩岸的海岸線形狀十分吻合。大陸平均海拔高度800m(0.8km)，最高8848m(8.8km)（珠穆朗瑪峰）。大洋底平均深度3700多米(3.7km)，最深11033米(11km)（馬里亞納海溝）。若將地球表面地形拉平，則地球表面位于現在的海平面以下2.44km。

（一）、大陸表面的形態（陸地地形）按照高程和起伏特征，大陸表面可分為山地、丘陵、平原、高原、盆地、洼地、裂谷系統。1．山地：海拔高程>500m（高）、相對高差>200m（起伏大）的地區。呈線狀延伸的山體叫山脈。如美州西緣安第斯山脈、喜馬拉雅山脈。世界上高大的山脈大多是在地殼活動特別強烈的地帶。它們可分為兩大地帶：一為環太平洋兩岸地帶；另一為略呈東西向橫貫亞洲、歐洲南部、非洲北部的地帶（地中海沿岸，即阿爾卑斯--喜馬拉雅帶）。上述兩帶是現今地球上火山和地震活動最強烈的地帶。由此可見，全球的主要山系基本上是南北方向或東西方向延伸。

2．丘陵：地表起伏不大、山巒林立的低矮地形。一般海拔<500m，相對高差幾十米(<200m)。它介于山地和平原之間。我國東南丘陵區、川中丘陵。3．平原：地勢寬廣較平坦，四周為山岳，或山地與海洋之間。如華北平原、松遼平原。低平原海拔<200m，華北平原，東北平原高平原海拔200--600m，成都平原4．高原：海拔600m以上的寬廣地區。四周為陡崖。世界上最高的青藏高原，海拔4000米以上。5．盆地：四周為高原或山地。中央低平(平原或丘陵)。四川盆地、柴達木盆地。

6．洼地：高程在海平面以下的低洼區。吐魯番盆地中的艾丁湖湖水面比海平面低150m，稱克魯泌洼地。7．裂谷系統：東非裂谷為一系列峽谷和湖泊組成，位于高原上。(大陸)裂谷是指大陸上巨型線狀低洼谷地，這是地殼上被拉張而裂開的地區。

（二）、海底表面的形態(海底地形)根據海底地形的基本特征，把海底分為大陸邊緣，大洋盆地和洋中脊三個單元。1、大陸邊緣：大陸與大洋連接的邊緣地帶，占海底總面積的1/5。（1）．大陸架--大陸在水下自然延伸的部分，圍繞大陸的淺水海底平原。表面平坦，坡度<0.1，水深一般200m以內。淺海、陸棚（2）．大陸坡--大陸架外緣坡度變陡，平均4.3°，最大20°，這一斜坡直到深海底，這就是大陸坡。坡腳深度1400--3200米。大陸坡常有海底峽谷橫切，呈"V"字形，兩岸很陡。（3）．大陸基--大陸坡與大洋盆地的過渡地帶，坡度緩。（4）．海溝--島弧系，海溝--山弧系。有些地方大陸基不發育，卻發育海溝。稱活動型大陸邊緣。太平洋北部和西部的阿留申群島、日本群島、琉球群島、菲律賓群島，無論是這些島嶼本身，還是把它們連接起來，都成弧形，稱為島弧。島弧靠大洋一側常發育有長條狀的巨型凹地，橫剖面類似不對稱的"V"字形，深度在6000m以上，稱為海溝。海溝與島弧常平行伴生，構成海溝--島弧系。太平洋西岸特點。太平洋東岸，有海溝，無島弧，但這時大陸西岸為一海岸山脈，稱安弟斯山脈，亦呈弧形，稱海溝--山弧系。板塊消減地帶。活動型大陸邊緣，陸架、陸坡不寬，缺失陸基；穩定型大陸邊緣，陸架、陸坡、陸基環繞著大陸。2、大洋盆地海洋主體，占大洋面積一半(45%)，水深主要4000--5000m，也稱深海盆地。深海盆地中最平坦的部分稱深海平原。深海平原中可見到范圍不大，地形比較突出的孤立高地，稱海山。露出水面稱海峰。夏威夷群島為一系列海峰。海山頂部被海浪削平，位于水下，稱海底平頂山。

大洋盆地中較寬闊的隆起區，稱海底高地(海底高原)。海底的山脈(長條狀隆起區)，無地震活動的，稱海嶺。

3、洋中脊洋中脊是位于大洋中間，經常發生地震，正在火山活動的海嶺。洋中脊是大洋中央的巨大"山脈"，延伸于四大洋，連綿數萬公里。占大洋面積1/3。大西洋中脊，中央部有一巨大的裂谷，稱中央裂谷。陡，寬數十公里，深1--2km。太平洋洋隆，中央裂谷不發育。洋中脊被一系列橫向斷裂錯開。轉換斷層。板塊構造基本概念。三、地球的物理性質（一）、密度和壓力根據萬有引力公式可計算出地球質量，為5.976*1027g；地球質量與地球體積之比，求得地球平均密度5.52g/cm3。按實際測得地表巖石的平均密度2.7，地表水的密度為1，故推測地球內部物質的密度較大。地心最大達13。地球內部的壓力主要是靜壓力，是由上覆地球物質的重量所產生的壓力。Ph=h*dh*ghdh--該深度以上平均密度，gh--該深度以上平均加速度。10km處壓力為3000atm，地心350萬atm；深度越大，壓力越大。

（二）、重力地面重力的變化隨緯度增加而增加，隨海拔高度增加而減少。兩極重力最大。因為：地面重力為地面某處所受地心引力和該處地球自轉離心力的合力。地心引力與物體的質量成正比，而與地心距離的平方成反比，赤道半徑最大，故赤道地心引力最小，兩極最大。離心力與該處自轉線速度的平方成正比，因此，赤道離心力最大。合力赤道重力最小。赤道重1000g的物體拿到兩極就重1005g。離心力比地心引力小得多，赤道最大也只有地心引力的1/289，假若，地球自轉速度比現在快17倍，赤道離心力增大17*17，即289倍，與地心引力相等，物體就無重量了。可以把地心引力近似當作重力。把地球作為一個均勻球體，以海平面為基準計算出來的各地重力值，稱理論值，但實際各地測定的重力值不同于理論值，這種現象稱重力異常。實測值大于理論值，稱正異常，反之負異常。引起重力異常的原因很多，最主要是地下物質組成不同，不均勻。根據重力異常范圍大小分為區域重力異常、局部重力異常。前者范圍大，可據以了解地球內部結構；后者范圍小，可用以探礦。在進行小面積重力測量時，常常以區域重力異常值作為標準值(背景值)。在埋有密度較小物質如石油、煤、鹽等非金屬礦產及沉積巖、酸性巖等的地區顯示負異常。在埋有密度較大物質如Fe，Cu，Pb，Zn等金屬礦產以及基性巖等的地區，顯示正異常。浮土或植物覆蓋區，用重力探測地下礦產、巖石和構造，叫重力勘探。重力在地球內部隨深度而有不甚規則變化。在2900km內，隨深度增大，2900km以下，隨深度減小，地心為零。

（三）、地磁地球是一個球形磁鐵，磁力線在地球周圍分布，形成一個偶極地磁場。地磁場的南北兩極與地理南北兩極不重合，相距甚遠，地磁極位置也在不斷變化。1970年磁北極位于76°N和101°W，磁南極位于66°S和140°E。地磁極的遷移可能是地內深部物質運動引起的。由于地磁極與地理極不相吻合，從而地磁軸與地理軸(地球自轉軸)不相重合，兩者交角目前約11.5°。因此，地磁子午線與地理子午線(經線)之間也就有交角，這個交角叫磁偏角。羅盤指針是地磁南北，指北針偏在經線東邊叫做東偏角，符號為正，偏在經線西邊叫西偏角，符號為負。用羅盤測方向時應加以校正才能得到地理方向。如南京西偏4°(-4°)，正北羅盤刻度盤讀數應是356°。磁針的空間位置與水平面之間夾角叫磁傾角。磁針與磁力線重合，赤道水平，兩極直立。我國地處北半球，南翹北傾，故南針繞有銅絲。使磁針偏和傾的磁力大小的絕對值叫磁場強度。地磁場三要素：磁偏角、磁傾角、磁碭強度。把地磁場近似地看成是均勻磁化球體產生的磁場，這種磁場叫正常磁場。磁異常：正磁異常——實測磁場大于正常磁場，磁性巖體和礦體（如磁鐵礦、鎳礦、超基性巖、高磁性物質）；負磁異?！獙崪y磁場小于正常磁場，低磁性或反磁性礦物和巖石（如金、銅、鹽、石油、花崗巖）。（四）、地電地球具有電性，發電廠是以大地作為回路的。電導率隨深度增加而增加。電暴。地電異常，電法勘探。

（五）、放射性在地表的巖石、水、大氣、生物中都有放射性元素存在，地球內部深處也有存在，但主要集中在地球上部特別是酸性巖漿巖中。238U、235U、232Th、40K、87Rb，這些壽命長的放射性元素才有地質意義。放射性的主要表現是放出熱量，是地熱的主要來源之一(能源)。利用放射性元素衰變產物數量計算巖石年齡放射性年代學。放射性元素集中的礦物或巖石，射線強度大，用儀器測量放射性異常，尋找放射性元素礦床，放射性物探。放射性檢測環保。

（六）、地熱火山爆發、溫泉等現象說明地球內部具有很高溫度。地內溫度分布狀況可分為三個層：1．外熱層(變溫層)地球表層，溫度來自太陽熱。太陽熱大多數輻射回空中。外熱層溫度向下減小。晝夜變化、四季變化。2．常溫層(恒溫層)內、外熱層的分界面，相當于年平均溫度。中緯度地區深(比兩極、赤道)，內陸深(比濱海)。3．內熱層(增溫層)熱能來自地球內部，即放射性元素衰變產生的熱能。每增深100m，增加2.5度，這叫地熱梯度(深度增加100m所增加的溫度)。地溫極(地熱增溫級)，增加1度所需的米(深度)。40m地熱會從高溫流向低溫(傳導、對流、輻射)。在單位時間內通過單位面積的熱量叫熱流。大洋區熱流值比大陸區高，大洋中以海嶺和大陸邊緣最高，海溝最低。地熱從海嶺上升而在海溝下沉之故。年青山區高于時代老山區。地熱異常區(溫泉、火山地區)，熱水、發電、醫療。（七）、彈塑性地球具有彈性，能傳播地震波。地球又有塑性，有時強烈彎曲的巖層不會破裂。在作用速度快、持續時間短的力的條件下，地球表現為彈性；在作用速度慢、持續時間長的力的條件下，地球表現為塑性。地震波有縱波、橫波兩種：縱波（p波）——傳播介質質點振動方向與波傳播方向相同；橫波（s波）——傳播介質質點振動方向與波傳播方向垂直，速度慢，只能在固體中傳播。地震波在不同密度和剛性程度的介質中傳播的速度不一致；在地下壓力很高的情況下，固體物質密度大，波速快；遇到不同物理性狀介質的界面時，發生折射與反射；在液體介質橫波不能通過，縱波減速。人工地震地震勘探法。

第二節地球的結構地球不是均質體，具圈層結構。以地表為界分內圈、外圈。一、地球外部圈層地球外部圈層(外圈)是指包圍著固體地球表層的地球組成部分。(一)大氣圈：氣體組成，厚度大于幾萬公里，由于地心引力作用，大氣密度以地表附近最大，隨高度增大而迅速減小，最后逐漸過渡為星際氣體，因而大氣圈沒有明顯的上界。1．根據氣溫的垂直變化和密度狀況，把大氣圈自下而上分為五層，與我們關系最密切的是對流層，其次是平流層。A．對流層：從地面到溫度最低處，平均10.5km；赤道17km，兩極9km。氣溫來自地面輻射熱(地面太陽熱得增溫后反射出來熱)。所以越高越冷。高外不勝寒。B．平流層：自平流層頂到50公里高空。平流層頂園形。氣流水平運動，溫度隨高度增加。臭氧吸收太陽紫外線，成為生物的天然保護層。C．往上還有中間層、暖層、散逸層。2．根據大氣成分把大氣圈分為均勻層(低層大氣)和非均勻層(高層大氣)。A．在100公里以下是低層大氣，大氣由18種氣體混合組成，分布均勻，故叫均勻層。也就是人們所說的空氣--低層大氣。主要成分N2、O2，次要成分對地質作用意義較大的有CO2、O3、H2O。O2是生物生命活動的重要條件，促使巖石氧化分解的重要成分。N2是植物造蛋白質的主要原料。CO2地面溫度保護層，促使巖石碳酸鹽化。促使巖石分解的主要因素。溫室效應。H2O水汽吸收地面輻射熱，保護大氣溫度，包裹大氣微粒成云、霧、雨、雪。常年濕度大，即年降水量大于蒸發量，或降水量大于500mm的地區稱為潮濕區；常年濕度小，年降水量小于蒸發量，或小于250mm的地區稱干旱區。介于兩者之間稱半干旱區。B．100公里以上為高層大氣，分O2、N2、H2三層，不均勻。(二)水圈地球表層的水體。大部分匯集在海洋里(97%)，另一部陸地、河、湖、巖石土壤中。高山和兩極的冰。鹽度：水中所溶解的固體物質的含量稱鹽度。(單位用％。)淡水0.3‰。半咸水24.7‰。咸水海水平均鹽度為35‰。，故為咸水。鹽成分主要為NaCl，MgCl2等。大陸中水平均鹽度<1％。。流動水(河流、泄水湖)--淡水；死海(不泄水湖)--咸水。水循環--海陸水分之間的交換。(三)生物圈地球表層生命物質組成的一個封閉的圈層。植物、動物、微生物。10公里高空、3公里深處，水圈中都有生物，界線不截然。大量生物集中在地表和水圈。生長三要素：水分、空氣、陽光。生物生命活動，造成生命元素C、O、H、N等化學循壞；微生物是地質作用的重要因素。

二、地球內部圈層據物探資料推測(地震波、重力)。地震波的研究，發現地球內部存在著幾個突變面，顯示了地球內部具有圈層構造。地球內部有兩個最明顯的地震波速度變化界面，稱為不連續面。莫霍面、古滕堡面，據此劃分地殼、地慢、地核。南斯拉夫地質學家莫霍洛維契奇于1909年發現的，地震波穿過此界面時，波速突然增大。美國地球物理學家古滕堡1914年提出來的，此界面地震波波速突然減小，橫波其至不能通過，即Vs=0，推測為液態(外核)。(一)地殼厚度

大陸平均33公里(最厚70km青藏高原，平原20km)，大洋底平均6公里，總平均為16公里，為地球半徑的1/400，很薄。固態物質，密度2.7。(上部地殼)硅鋁層(花崗質層)大陸地殼才有硅鋁層康拉德界面(下部地殼)硅鎂層(玄武質層)科拉半島超深鉆中未發現預計的康拉德面。洋殼為玄武巖，陸殼為花崗閃長質(表層為沉積巖，下層為深變質巖)。(二)地幔

厚約2860公里(古滕堡面約2900公里)。占地球體積的82%，基本上為固態。超基性巖。以1000公里為界，分上地幔、下地幔。上地幔密度3.5，下地幔5.1。在上地幔60--400公里范圍內，有一個地震波低速帶，推測屬熔融狀態，液態，可以蠕動變形而緩慢流動。稱軟流圈。軟圈上、下界線是漸變的、起伏的。軟流圈以上，上地幔的剛性頂蓋和地殼一起合稱巖石圈。(三)地核

密度10--13；由Fe-Ni組成。外核：液態；過渡層；內核：固態。通過內、外核界面時，波速增加。第三節地質作用和地質年代地質作用：（一）、基本概念：（二）、地質作用的能源：（三）、地質作用的分類：地質年代系指地質體形成或地質事件發生的時代。包括二層含義(二種計時方法):1.相對年代地質體形成或地質事件發生的先后順序;(相對先后關系)2.絕對年齡地質體形成或地質事件發生距今有多少年。(確切年齡)

正如論述人類社會的發展歷史，可以社會發展的主要事件，（如不同朝代，不同的社會階段作為時間的概念。類似于社會年代，對整個地球發展演化的歷史，對地質歷史，對地質歷史中發生的地質事件的論述、記述、研究也需要一套相應的地質年代。地質年代相對年代（地質事件發生的先后順序）絕對年代（地質事件發生的時間距今多少年地質年代相對年代（地質事件發生的先后順序）絕對年代（地質事件發生的時間距今多少年）二、相對年代的確定相對年代的確定就是要判斷一些地質事件發生的先后關系。這些地質事件保留在地質歷史留下的物質紀錄中?？筛鶕讉€基本原則來判斷，地層層序律、生物層序律及切割穿插定律。（一）、地層層序律1.地層:在一定地質時期內所形成的層狀巖石(巖層組合、沉積層組合)。即一定時代的巖層組合.地層形成時是水平或近于水平,老的先形成,在下面;新的后形成,疊置在上。因構造運動而傾斜,泥裂等可判斷頂面。2.地層層序律(疊置原理):原始產出的地層具有下老上新規律。它是確定地層相對年代的基本方法。（二）、生物層序律1.化石:埋藏在巖層中的古代生物遺體或遺跡稱為化石。如動物的骨骼、甲殼;植物的根、莖、葉;動物足跡、蛋、糞、動植物印痕。生物實體被某種物質(CaCO3,SiO2,黃鐵礦等)充填或交代而石化;生物遺體中不穩定成分揮發逸去,僅留下碳質薄膜。生物結構保持不變。2.生物演變從簡單到復雜,從低級到高級不斷發展。一方面,老地層所含生物越簡單、原始、低級,新地層中則高級;另一方面,不同時代地層含有不同類型化石及其組合,而在相同時期相同地理環境(原先海洋或陸地相通,即同一沉積環境)中形成的地層,都含有相同的化石及其組合,這就是生物層序律。生物演化是不可逆的。3.有些生物對環境變化的適應能力很強,雖經慢長的地質歷史,它們的特征無明顯變化。如舌形貝從5億多年前即已在海洋中出現,至今仍然存在。它對確定地層時代意義不大。標準化石:在地質歷史中演化快、延續時間短,特征顯著,數量多、分布廣,對研究地質年代有決定意義的化石。4.地層層序律和生物層序律的綜合運用,可以系統地劃分和對比不同地方的地層,恢復地層形成順序,進而研究生物演化。地層有上下關系，時代先后。建立綜合地層柱狀圖的方法?！鳎模模摹鳌鳌鳎模模摹鳌鳌鳎模拢痢鳎模模摹鳌鳌鳎模模摹鳌鳌鳎模拢粒ㄈ⑶懈盥?穿插關系)切割律:侵入體時代的圍巖新。類似關系還有(可適用切割律):侵入巖的捕虜體時代比侵入體老;礫巖中礫石時代比礫巖時代老;脈體被切割者比切割者老。++++++++++++++++++++++++++三、同位素地質年齡（一）、同位素地質年齡測定1．具有不同原子量(中子數不同、質子數相同)的同種元素的變種稱為同位素。有的同位素其原子核不穩定,會自動放射出能量,即具放射性,稱為放射性同位素。如238U,235U,234Th,232Th,87Rb,40K等。經過放射性衰變(放出a粒子、B粒子、r射線)變成穩定同位素。放射性同位素都具有固定的蛻變速度。某一放射性元素蛻變到它原來數量的一半所需的時間稱為半衰期。它是一個常數。如238U>238Pb半衰期為4.49×109年,234Th的半衰期為24.1天。

2．本世紀三十年代發現了元素的放射性,誕生了科學的測年方法。根據衰變規律,有T=(1/)Ln(1+D/N)式中Y--衰變常數(每年每克母體同位素能產生的子體同位素克數);D--蛻變而成的子體同位素;N--礦物中放射性同位素蛻變后剩下的母體同位素;t--包含該放射性元素的礦物的同位素年齡(放射性同位素的年齡)。

3．通常用來測定地質年代的放射性同位素:K-Ar,Rb-Sr,U-Pb,40Ar-39Ar法用于測定較古老巖石的年齡;14C的半衰期短,專用于測定最新的地質事件或考古。取樣送專門單位測定,準確性有待提高。

（二）、地質年代表(相對)地質年代單位年代地層單位宙宇代界紀系世統 第二章礦物地球的物質組成中，地殼由巖石組成，巖石由礦物組成，礦物由各種元素組成。第一節礦物的概念地殼中的元素與克拉克值元素——由原子組成（原子核、核外電子）目前己108種（總數）92種（自然界）同種原子可有不同原子量（中子數不同）稱同位素，108種元素中（108-21=87種）均具有兩種以上同位素混合，同位素共300多種，其中幾十種具有放射性，蛻變釋放α、β、γ粒子。放射性同位素，對人體殺傷力很強。人們一直想了解地殼中元素的分布情況各種元素占的比例。美國科學克拉克根據采自全球地５１１９個樣品分析結果計算出了：克拉克值—地殼中元素平均質量的百分比（元素的豐度）Ｏ46.30Na2.63前十位99.96％Ｓi28.15K2.09前２位74.45％Al8.23Mg2.33前4位88.31％Fe5.63TI0.57Ca4.15H0.15礦物的定義礦物——天然產出的（自然作用形成的）元素的單質或化合物。人造礦物不屬地質學范疇（已知礦物３０００多種）具一定化學成分（每種礦物有較穩定的化學成分）。絕大多數內部質點有序排列（晶體礦物）。絕大多數礦物是固態，極個液態、氣態、Ｈg晶體礦物晶體與非晶體晶體——內部質點（原子、離子）在三維空間周期性重復排列（即有序排列）的固體。非晶體——內部質點排列無序。２．晶體礦物——組成礦物的質點在三維空間周期性重復排列的礦物?；蚓哂芯w結構的礦物。３．晶體的格子構造——有序排列的質點按規律將幾何點連成的三維空間格子。平行六面體——格子構造最小的單元。４.晶形——晶體外部形態。理解了格子構造和平行方面體，晶體礦物實際上是最不的平等六面體，在三維空間無間隙地重復堆切而成的。當礦物晶體停止堆砌時，保留的外部形態是一個與內部結構有關的幾何多面體（晶形）。對每種礦物來說，如果晶體充分自由發展，外形較固定，如：食鹽的立方體、方解石的菱體、磁鐵礦的八面體、石英的六方柱和六方雙錐。只有晶體礦物生長的環境良好，有充分的時間，空間才有完好的晶形，并非所有晶體礦物都能以規則的晶形產出。礦物的同質多象與類質同象同質多象——相同化成分的物質在不同的地質條件（P、T）下，可以形成不同的晶體結構，從而成為不同的礦物。如石墨、金剛石、化學成分都是C，其物理性質可以完全不同；石英ＳiO2有柯石英、斯石英等。類質同象——礦物晶體結構中的某種原子或離子可以部分地被性質相似的它種原子或離子替代而不改變晶體結構。其物理性質差異一般不大。如：橄欖石（Ｍg、Ｆe）2[SiO4]Mg、Ｆe為類質同象的替代實習一、礦物的形態和物理性質礦物的分類和重要礦物一、礦物的分類和肉眼鑒定礦物的方法二、主要礦物金、金剛石、石墨、方鉛礦、閃鋅礦、輝銻礦、黃鐵礦、黃銅礦、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、鋁土礦、石英、正長石、斜長石、橄欖石、普通輝石、普通角閃石、云母、綠簾石、方解石、蛇紋石、石榴子石、紅柱石、高嶺石、綠泥石、滑石、白云石、孔雀石、藍銅礦、重晶石、石膏、磷灰石、螢石、石巖等。三、實習二、礦物的觀察和鑒定第三章火成巖第一節巖漿作用一、巖漿、巖漿作用和巖漿巖的概念（一）、巖漿1．巖漿是地下深處形成的高溫高壓熔融體，其成分主要為硅酸鹽，富含揮發份。2．巖漿溫度：700—1300℃。3．巖漿呈粘稠狀，SiO2含量越高，粘度越大(酸性巖)；揮發份小，溫度低，粘度大。4．地下深處的巖漿通過地殼薄弱地帶(裂隙等)上升甚至噴出過程發生一系列地質作用：(1)

向上運移T、P下降，巖漿自身的物化條件發生變化；(2)

巖漿與圍巖發生化學反應；(3)

巖漿烘烤圍巖和使圍巖發生構造變化。二、巖漿的噴出作用火山噴發前往往發生地震，地面出現裂口，噴出熱水和熱氣，大量的氣體和熔巖塊(及崩碎的巖塊)從火山口噴出，并升入空中形成巨大的黑色煙柱，同時地下轟鳴，地面震動，隨后大量熔巖從火山口涌出冷凝后形成各種噴出巖。在人類歷史上沒有發生過噴發活動的火山叫死火山；現代正在活動的火山稱活火山；在人類歷史記載上曾經有過噴發活動而近代長期停止的火山稱休眠火山。黑龍江五大連池火山二百多年前活動過，新疆和山火山1951年噴發過。（一）、火山機構1．火山通道火山噴發時，與下面的巖漿相通的通道?；鹕絿姲l后，火山通道充填有熔巖和火山角礫巖，形成火山頸。2．火山錐火山噴發物堆積在火山通道的周圍形成錐狀地形，成群出現，則構成火山錐群。。3．火山口火山通道的出口，在火山錐的頂部或側方較低洼，邊緣很陡，火山物由此噴出。火山口積水成湖火山湖；火山口直徑一般<1km，由于塌陷或爆炸產生的鍋狀火山口，稱破火山口，直徑812km。

（二）、火山噴發物1．氣態噴出物巖漿中的揮發組份H2O(占75--90%)，CO2，NH3，可凝固或相互結合堆積下來。2．液態噴出物<熔巖>火山噴出的液體產物稱為熔巖，大多熔巖溢出火山口后，沿地面流動形成溶巖流，流動成溶巖瀑布。冰島一火山一次噴出熔巖900km長，24km寬，10--30cm厚。覆蓋大面積地區者稱熔巖被，也有人把液態噴出物冷凝固結后的巖石稱熔巖(噴出巖)。枕狀熔巖是火下噴發物標志特征，是熔巖噴出后在水中迅速冷卻收縮后而成。常常為基性熔巖。海底火山噴發，熔巖與水接觸冷卻收縮成橢圓球狀(枕狀體)。枕狀體：平底圓頂的饅頭形或單獨產出或相互迭置。3．固體噴出物火山噴發出的固態噴出物稱火山碎屑物，來源有二：(1)火山通道中原先凝固的熔巖和通道周圍的圍巖炸碎后噴入空中；(2)液體物質噴射到空中冷卻凝固的產物。在空中冷卻凝固后的噴出物，較大者形似面包，紡錘形，稱為火山彈，大者達十多米。固體噴出物粒度分類：火山灰顆粒直徑<0.01mm火山砂………0.012mm凝灰巖火山礫……...264mm火山角礫巖火山塊……….>64mm火山集塊巖從火山口往遠處，粗細，具有大量氣孔，質地很輕可以在水中浮起者，稱浮石?；鹕剿樾嘉锝浤z結壓實固結成巖作用形成各種火山碎屑巖。

（三）、噴出方式(按火山通道形狀分類)1．熔透式噴發(推測的，因噴出巖與深成巖直接過渡)巖漿以其熱力熔透頂部巖石而大面積溢出地表。2．裂隙式噴發巖漿沿巖石圈的巨大裂縫溢出地表。熔巖比較寧靜沿長數十公里的裂縫溢出基性熔巖，呈熔巖被產出?，F代洋脊、大陸裂谷3．中心式噴發現代巖漿從近于圓筒形的火山通道噴出地表。有的寧靜，有的發出猛烈爆炸，碎屑物在全部噴發物中比例大，則噴發強烈。中心式噴發按其猛烈程度可以進一步分成寧靜式、猛烈式、中間式三種噴發方式。(1)寧靜式<夏威夷式>--熔巖寧靜溢出形成盾形火山錐；(2)猛烈式<培雷式>--大量火山碎屑物質形成巖熔錐；(3)中間式--形成層狀火山錐。（四）、世界火山帶1．環太平洋火山帶；2．阿爾卑斯喜馬拉雅火山帶。三、巖漿的侵入作用巖漿侵入形成侵入巖體。1．

巖床--板狀較平；2．

巖盆--平面上呈圓形，頂底面下凹；3．

巖盤<巖蓋>--上凸下凹；4．

巖墻和巖脈--與圍巖巖層斜交的脈體；5．

巖基--規模較大的侵入巖體；6．

巖株--規模比巖基小的深成侵入巖體。捕虜體：巖基和巖株在侵入冷凝過程中常有圍巖碎塊落入。巖漿分異作用：巖漿冷凝過程中由于重力作用發生分異使同一種巖漿冷凝成成分不同的巖漿巖。巖漿同化作用：巖漿熔化圍巖，使圍巖成分加入巖漿，從而使巖漿成分不斷變化的作用。第二節巖漿巖一、巖漿巖的礦物成分和化學成分地殼下面地下深處存在著高溫高壓的呈熔融狀的物質，成分主要是硅酸鹽，富含揮發組份。。這種溶融物質稱為巖漿。巖漿沿著地殼薄弱地帶侵入地殼甚至噴出地表，隨著溫度降低，巖漿最后冷凝固結成巖石，形成巖漿巖。當巖漿噴出地表后冷凝形成的巖石稱噴出巖，或稱火山巖；巖漿在地表以下冷凝形成的巖石稱侵入巖。在較深處形成的侵入巖叫深成巖，在較淺處形成的侵入巖叫淺成巖。1．巖漿巖的種類很多，組成巖漿巖的礦物種類也各不相同。但最主要的礦物有：石英、長石、云母、角閃石、輝石、橄欖石等。石英、長石中含SiO2，Al2O3高，顏色淺，稱淺色礦物；角閃石、輝石、橄欖石中FeO，MgO含量高，硅鋁含量少，顏色較深，稱為暗色礦物。2．色率是指巖石中暗色礦物的百分含量。按暗色礦物含量多少，巖石可分為淺色、淺中色、深中色、深色。含SiO2多的巖石，淺色礦物多，巖石顏色淺；含SiO2少，Fe，Mg多的巖石，暗色礦物多，巖石顏色深。3．按成分對巖漿巖進行分類：

SiO2%455265超基性巖基性巖中性巖酸性巖顏色(色率)----深(70)--深中(40)----淺中(15)--淺主要橄欖石斜長石斜長石石英，斜長石礦物輝石輝石角閃石正長石，云母噴出巖玄武巖安山巖流紋巖深成巖橄欖巖輝長巖閃長巖花崗巖

二、巖漿巖的結構和構造1．巖漿巖的結構巖石中礦物的結晶程度、晶粒大小、形狀和礦物之間相互關系等特征。顯晶度結構--巖石中礦物顆粒比較粗大，肉眼可辨別。(侵入巖)顆粒大小520.2mm粗粒中細

隱晶度結構--礦物顆粒肉眼和放大鏡都看不見，但顯微鏡下可識別。玻璃質結構--礦物沒有結晶，巖石斷面光滑。是巖漿噴出地表迅速冷卻而成。噴出巖特有的結構。等粒結構--礦物全部結晶，各晶體大小相等。斑狀結構--巖石中比較粗大的礦物晶體散布在較細小的物質之中的結構。大的晶體稱為斑晶，細小的物質稱為基質。流紋巖。文象結構--具有某種特殊外形的細小石英嵌晶包于鉀長石中。形如古代的象形文字。文象偉晶巖。

2．巖漿巖的構造巖石各組成部分在巖石中的排列方式或充填方式。流紋構造--巖石中不同顏色或不同粒度的條紋、拉長了的氣孔以及長條狀礦物沿一定方式排列形成的外貌。噴出地表的巖漿在流動過程中迅速冷卻而保留下來的。流紋巖。氣孔狀和杏仁狀構造--巖石中分布著大小不同的園形或橢園狀空洞，稱氣孔狀構造。迅速冷卻，氣體空間保留下來。若氣孔被硅質、鈣質等充填，形成杏仁狀構造。玄武巖。塊狀構造--礦物排列比較均勻。閃長巖、花崗巖。三、巖漿巖的分類原則和分類表四、主要巖漿巖1、超基性巖類；2、基性巖類；3、中性巖類；4、酸性巖類；5、堿性巖類；6、火山玻璃巖類。沉積巖第一節外力地質作用外能是地球外部來源的能量，主要有太陽輻射能、日月引力能、重力能。外動力地質作用的范圍只限于地表表層幾米至幾公里深度以內。包括風化作用、水流、冰川等外表的地質作用。礦物、巖石形成時有一定的物理、化學條件，通常是地下高溫高壓條件。當它們露出地表后，改變了物理、化學條件時，巖石、礦物穩定性將要受到破壞。巖石可以破碎，也可以化學分解，或形成新的礦物。一、風化作用風化作用：由于溫度的變化、大氣(氧氣)、水溶液以及生物的作用，使地表巖石或礦物在原地發生物理、化學變化的過程叫風化作用。它發生以后，原來高溫高壓下形成的礦物被破壞，形成一些在常溫常壓下較穩定的新礦物，構成陸殼表層風化層，風化層之下的完整的巖石稱為基巖，露出地表的基巖稱為露頭。（一）、風化作用的類型1、機械風化作用巖石和礦物發生機械破碎而不改變其化學成分的風化作用，稱為機械風化作用，它是由于溫度變化及巖石空隙中水和鹽分的物態變化引起的，作用方式主要有：（1）.巖石的熱脹冷縮溫度晝夜變化、季節變化。日變化影響最大，內陸干旱沙漠地區，晝夜溫差變化、物理風化最強烈。如西北沙漠地區，白天47℃，晚上-3℃，相差50℃.不同礦物脹縮系數不一，相互脫落。表里不一。白天，表面受曬膨脹，晚上，表面冷縮，內部受熱開始脹。（2）.巖石空隙中水和鹽分的物態的變化結冰體積膨脹，對周圍巖石產生擠壓力，擴大孔隙，冰劈作用。鹽結晶時體積膨脹。機械風化作用可以形成倒石錐地貌。2、、化學風化作用氧、水溶液不僅使地表附近的巖石發生破碎，而且使它們的化學成分發生改變，這就是化學風化作用。通過化學反應，使那些在地表條件下不穩定的礦物變成另一種新的礦物(它適應地表環境)。進行方式：（1）.氧化作用空氣中1/5氧黃鐵礦FeS2(++)氧化成褐鐵礦Fe2O3.H2O(3+)，由銅黃色變為褐紅色，顏色變深，結構變疏松。在地表稱鐵帽，地下連著礦床。（2）.溶解作用任何礦物都溶于水，只是溶解度有大有小。CaCO3+CO2+H2O-->Ca(HCO3)2方解石(重碳酸鈣)（3）.水解作用水和礦物相結合的一種化學反應。正長石+H2O-->高嶺石+。.（4）.水合作用有些礦物吸引一定數量的水。石膏+H2O-->硬石膏經過徹底的化學風化作用，一切活潑的元素均從礦物中風化出來并隨水流失，只有性質穩定的元素舅Fe，Mn，Al，Ni等才殘留原地，如果這些元素富集到具有工業價值時，就成為殘余礦床。3、生物風化作用生物的生命活動過程和尸體腐爛分解過程對巖石的破壞作用有機械和化學兩種方式：（1）.生物的機械風化作用植物根對巖石的破壞，蚯蚓等鉆洞，人類活動如挖洞、采礦等對巖石進行破碎。（2）.生物的化學風化作用生物死亡后，腐爛分解形成一種腐植質(膠狀的物質)，是一種有機酸，對巖石起腐蝕作用.地殼表層巖石經機械破碎，化學風化后形成的松散物，再經過生物的化學風化作用，增加了有機物質腐殖質，這種具有腐殖質、礦物質、水和空氣的松散物質叫做土壤。（二）、影響風化作用的因素風化作用的速度主要取決于自然地理條件和組成巖石的礦物性質。1、、氣候條件氣候寒冷或干燥地區，生物稀少，寒冷地區降水以固態形式為主，干旱區降水很少。以物理風化作用為主，化學和生物風化為次。巖石破碎，但很少有化學風化形成的粘土礦物，以生物風化為主形成的土壤也很薄。氣候潮濕炎熱地區，降水量大，生物繁茂，生物的新陳代謝和尸體分解過程產生的大量有機酸，具有較強的腐蝕能力，故化學風化和生物風化都十分強烈，形成大量粘土，在有利的條件下可形成殘積礦床?？尚纬奢^厚的土壤層。2、、地形條件地形影響氣候，間接影響風化作用；另一方面，陡坡上，地下水位低，生物較少，以物理風化為主.地勢平坦，受生物影響較大，化學風化作用為主。3、巖石性質（1）.成分巖漿巖比變質巖和沉積巖易于風化。巖漿形成于高溫高壓，礦物質種類多(內部礦物抗風化能力差異大).巖漿巖中基性巖比酸性巖易于風化，基性巖中暗色礦物較多，顏色深，易于吸熱、散熱.沉積巖易溶巖石(如石膏、碳酸鹽類等巖石)比其它沉積巖易于風化.差異風化：在相同的條件下，不同礦物組成的巖塊由于風化速度不等，巖石表面凹凸不平；或由不同巖性組成的巖層，抗風化能力弱的巖層形成相互平行的溝槽，砂巖、頁巖互層，頁巖呈溝槽。通過差異風化，我們可以確定巖層產狀。（2）.巖石的結構構造巖石結構較疏松的易于風化；不等粒易于風化，粒度粗者較細者易于風化；構造破碎帶易于風化，往往形成洼地或溝谷。球形風化：在節理發育的厚層砂巖或塊狀巖漿巖中，巖石常被風化成球形或橢圓形，這種現象叫做球形風化，它是物理風化為和化學風化聯合作用的結果。球形風化的主要條件有：(1)巖石具厚層或塊狀構造；(2)發育幾組交叉裂隙；(3)巖石難于溶解；(4)巖石主要為等粒結構。被三組以上裂隙切割出來的巖塊，外部棱角明顯，在風化作用過程中，棱角首先被風化，最后成球狀。

（三）、風化殼及其研究意義1.巖石經風化后部分易熔物質被水帶走流失，余下的碎屑巖和化學風化中形成的一些新礦物便殘留原地，這些殘留在原地的風化產物稱殘積物.殘積物的礦物組成、化學成分、顏色與下伏地層(原巖)有一定的關系，它們常具有棱角，無分選性，無層理，向下逐漸過渡到基巖，在存在生物活動物的地區，殘積物頂部發育成土壤.風化殼：殘積物和土壤在大陸地殼表層構成一層不連續的薄殼，稱之為風化殼.2.風化殼可由一層殘積物組成，也可由幾層風化分解程度不同的殘積物組成，而且層與層之間常逐漸過渡而無明顯分界線。由于風化作用以地表最強烈，并向深處減弱，故具垂直分帶。一個完整的風化殼在剖面上，從下往上可分為以下幾層：層1：未經風化的基巖.層2：半風化層，巖石機械破碎成碎塊.層3：殘積層，物理和化學風化，由下而上，風化程度由淺至深，碎屑顆粒由大變小.層4：土壤層，經受長期物理風化、化學風化和生物風化作用，形成土壤。在沒有生物風化作用的地區土壤層缺失.3.風化殼的厚度和成分因地而異，一般潮濕炎熱氣候區，風化殼厚度大，并有可能形成Fe，Mn，Al，Ni等殘積礦床(風化殼型礦床)，干旱地區風化殼薄，常僅數十厘米且結構簡單。古風化殼：風化殼若為后來沉積物所覆蓋，則稱為古風化殼。4.風化殼的研究意義(1)地殼運動與古地理：長期穩定或隆起，風化殼得以充分發育，古風化殼代表古代沉積間斷，發育構造運動.(2)古地理：陸地，不同氣候條件，風殼物征不一.(3)礦產：殘余型礦床，殘積砂礦床(金、金剛石).(4)工程建設：對近代埋藏的風化殼應填重對待。某水庫工程對風化殼厚度估計不夠，蓄水后壩下滲漏嚴重。二、剝蝕作用三、搬運做用四、沉積作用五、固結巖作用成巖作用：松散沉積物轉變為堅硬巖石的過程，稱成巖作用。1、壓實作用上覆沉積物壓力使孔隙變少、水份擠出、變硬。2、膠結作用碎屑沉積物的粒間孔隙之中有水溶液，它在成巖過程中會發生化學沉淀，這些物質使碎屑膠結變硬。這種化學沉淀物稱為膠結物，如SiO2，Fe2O3.nH2O，CaCO3等。粘土及細粉砂等細碎屑物也可起膠結作用，它們稱為雜基，雜基是機械沉積的細粒部分。膠結物和雜基統稱為填隙物。3、重結晶作用：非晶質或結晶微細的沉積物因環境的改變而重新結晶或晶粒長大、加粗，從而使礦物緊密嵌合。主要發生于化學沉積物或生物化學沉積物中。第二節沉積巖一、沉積巖的概念和物質成分沉積巖是在地表條件下松散沉積物，經固結而成的巖石。具成層構造；含有古生物化石；礦物成分較簡單，暗色礦物少；化學成分H2O，CO2多，Fe2O3多于FeO。常見礦物有如下幾類：1.石英，鉀長石，鈉長石，白云母?；鸪蓭r與沉積巖共有的礦物。具有適應溫度變化的能力且化學性質較穩定，在地表條件下就能夠作為碎屑物穩定存在。2.粘土礦物，方解石，白石，石膏，硬石膏。沉積巖中相當普遍，但火成巖中難以出現..地表條件下形成的特征性礦物。3.赤鐵礦，褐鐵礦，玉髓，蛋白石膠結物等。4.火成巖中常見的橄欖石，輝石，黑母，角閃石，中性及基性斜長石在沉積巖中很少出現。只能形成于高溫條件下的礦物，在外力地質作用下(常溫，常壓)，不能生成，也難以抵抗外力地質作用的破壞而不能長期穩定存在。二、沉積巖的顏色、結構和構造沉積巖是次生巖石，地殼中第一塊巖石不可能是沉積巖。一、沉積巖的顏色：二、沉積巖的結構：（組成巖石顆粒的性質、大小、形態及其相互關系）碎屑結構：常見結構類型來源巖石碎屑礦物碎屑生物碎屑來源巖石碎屑礦物碎屑生物碎屑按碎屑屑大小分礫狀結構按碎屑屑大小分礫狀結構>2mm砂狀結構2-0.05mm粉砂狀結構<0.005mm粗2—0.5mm中0.5—0.25mm細0.25—0.05mm分選性——巖石中碎屑顆粒粗細均勻程度好>75%;中50-75%;差<50%磨圓度——碎屑顆粒棱角的磨損程度。分為圓狀、次圓狀、次棱角狀、棱角狀。分選性、磨圓度反映了搬運介質的性質及距離的遠近。可以結構成熟度的高、低來綜合描述。成熟度高說明分選性、磨圓度好搬運距離遠；成熟度低說明分選性、磨圓度不好搬運距離近。碎屑（顆粒）——機械成因；膠結物——化學成因，Si質，Ca質，泥質；(二)非碎屑結構基質（雜基）(二)非碎屑結構晶粒結構晶粒結構（化學巖、碳酸巖）生物結構（生物巖）三、沉積巖的原生構造指沉積巖形成時所生成的巖石各個組成部分之間關系。層理構造概念——指由沉積物的成分、結構、顏色及顆粒形狀等沿垂向的變化而顯示出來的成層現象。層與層的差異，是由于不同時期沉積作用的，環境及性質的變化而造成的，每一層為同時、同沉積條件下形成的，所以表現為層內的均一性，而層間由于條件變化，表現為差異性。分隔不同性質的沉積層的界面稱層面，面標志著沉積作用的短暫停頓或間斷.每層頂、底面垂直厚度為層厚，根據厚度不同分：塊層>1米；中厚層0.5-0.1米；厚層1-0.5米；薄層0.1-0.01米；紋層<0.01米。2.主要層理類型水平層理：層面平行（原始水平）細碎屑巖中常見（泥巖、粉砂巖），反映水動力弱，低能，深水環境。交錯層理：韻律層理：三、沉積巖的分類和主要沉積巖沉積巖常成層產出，故常用巖層(層狀巖石)一詞。層狀巖石泛稱為巖層。按形成方式及特征可分為下面幾大類：（一）、陸源碎屑巖(礫巖，角礫巖，砂巖，粉砂巖)母巖(原先已形成的巖石，包括巖漿巖，沉積巖，變質巖)，經風化破碎成碎屑物，再經搬運(水，空氣，冰川作動力和媒介)，沉積下來，最后壓實膠結固結成巖。故該類巖石可分為碎屑、雜基和膠結物三部分，這叫碎屑結構。碎屑較粗大，雜基、膠結物較細小，充填在碎屑之間。機械沉積：碎屑、雜基；化學沉積：膠結物.1.結構：(碎屑巖結構要素：碎屑顆粒含量，大小，形狀，磨園度，膠結方式。)(1)碎屑顆粒大?。旱[--2mm砂0.063粉砂0.004mm泥碎屑結構：礫狀結構(礫狀--園狀，角礫狀--棱角狀)，砂狀結構，粉砂狀結構礫巖、砂巖顆粒肉眼可辨；粉砂巖放大鏡下可辨顆粒，手搓具粗糙感；泥質巖顯微鏡、電子顯微鏡下才可辨，手搓具滑感。(2)磨園度(棱角被磨損的程度)：園狀，次園狀，次棱角狀，棱角狀。(3)分選性：碎屑顆粒粗細均勻程度。大小均勻者，分選性好，大小混雜者，分選性差。2.成分(1)顆粒：巖屑--原先巖石的碎塊，主要見于礫巖、粗砂巖中；礦屑--石英，長石，白云母等；生物碎片--植物莖，葉，動物個體或碎片；火山碎屑物.(2)膠結物：鈣質(CaCO3)，硅質(SiO2)，鐵質，泥質.3顏色取決于成分和沉積環境。鐵質膠結--紅色，鈣質膠結--白，灰色，含炭質--黑色.氧化環境--紅色，還原環境--黑色.4.沉積構造(單層厚度)1m--0.50.1--0.01m--(1)成層性：據層厚可分為：塊狀層厚層中厚層薄層微薄層(2)層理構造：水平層理，斜層理，遞變層理(粒序層理)(3)層面構造：波痕，泥裂，印模(底面突起)(4)結核：鈣質結核，黃鐵礦結核（二）、泥質巖(泥巖，頁巖)粒度<0.004mm顆粒稱為泥，泥>50%的巖石具泥狀結構，叫泥巖。若頁理發育，可剝開成薄片者叫頁巖。（三）、碳酸鹽巖(灰巖，白云巖)1.碳酸鹽礦物含量>50%。方解石[CaCO3]為主，形成灰巖；白云巖主要成分為白云石[CaMg(CO3)2]。2.晶粒結構：碳酸鹽沉淀結晶而成；內碎屑結構：先沉積的碳酸鹽沉積物破碎后成碎屑顆粒，后被膠結成巖。竹葉狀灰巖(礫屑灰巖)；生物碎屑結構；生物結構(生物生長骨格，如珊瑚礁)。縫合線構造(壓溶作用).（四）、其它巖類硅質巖--SiO2含量高；磷質巖--P2O5；鐵質巖—Fe。第五章變質巖第一節.變質作用概述前面我們講了巖漿巖和沉積巖，這兩類大巖石是人們最先認識的兩類組成地殼的巖石，在地質學的萌芽時期（約三百年前，十九世紀）曾經發生過所謂“火成論”與“水成論”的論戰。以德國人魏爾納為代表的一些地質學家，認為所有的巖石都是從海水中結晶沉淀而成的（沉積巖）——“水成論”。以蘇格蘭學者郝屯為代表的認為并非所有巖石都是水成的，而多數是像花崗巖，玄武巖這樣的巖石，由地下熔融物質冷凝形成的。——“火成論”。這兩大學派的爭論持續了大約三十年，最后以“火成論”勝利告終?，F在我們知道，組成地球的巖石，不僅有“水成”的沉積巖，“火成都市”的巖漿巖，還有經變質作用形成的變質巖。三大巖類在地殼中分布大致是：巖漿巖占地殼總體積的64.7%；沉積巖占地殼總體積的7.9%，占地表面積的75%；變質巖占地殼總體積的27.4%。一、概念變質作用——巖石基本上在固態下，由于溫度、壓力及化學活動性流體的作用,發生成分、結構、構造等變化的地質作用。原巖變質變質巖原巖變質變質巖巖漿巖正變質正變質巖沉積巖負變質負變質巖二、引起變質作用的因素地熱巖漿熱巖石的斷裂擠壓來源(一)溫度：影響變質作用的最基本因素150°-180°～800°-900地熱巖漿熱巖石的斷裂擠壓來源升溫意味著獲得了新的能量，礦物中質點活性增強，可使原來的非晶質變為晶質，原來小晶粒長大。壓力：靜壓力——上覆巖石自重引起的，各向等同。每公里厚的巖石壓力為275巴；地下10公里約2750巴；地下20公里約5500巴。靜壓力是各向同性的，作用結果使巖石中礦物變為密度大，體積小的新礦物。擠壓力剪切力２．定向壓力——作用于地殼巖石的側向擠壓力，具有方向性，主要是擠壓力剪切力構造力的作用造成。定向壓力的作用結果使巖石中片、柱狀礦物定向排列。（三）化學活動性流體來源巖石粒向孔隙及裂隙中以水為主的液體結構水［含有礦物Ｈ２Ｏ、ＣＯ2］來源巖石粒向孔隙及裂隙中以水為主的液體結構水［含有礦物Ｈ２Ｏ、ＣＯ2］巖漿中逃返的熱氣、熱液地殼深處的熱液代入各種元素控制反應進程擴散、遷移一些元素改變化學成分參預變質作用的各項化學反應控制反應進程擴散、遷移一些元素改變化學成分參預變質作用的各項化學反應在變質作用過程中各種因素是相互配合的，而在不同的地質條件下，主導因素不同，顯出有不同的變質特征。原巖在變質作用中的變化方式（變質方式）重組合沉積巖在常溫、常壓環境下形成，進入變質作用環境后，礦物中的H２O、CO２等在新環境下失去，而轉化為新礦物。巖漿巖在高溫、高壓環境下形成，進入相對較低的溫壓環境后，轉為新礦物。（二）、重結晶固態下，礦物巖礦經有限的粒間溶解，遷移、重新結晶，使原巖礦物中的晶粒增大且緊密相嵌的作用。石英砂巖石英巖石灰巖大理巖交代作用主要由于化學活動性流體的作用，使得某些成分的原子、離子、分子從原巖中帶出，另一些成分的原子、離子、分子被帶入原巖中，從而改變了原巖的成分。交代作用是巖石在固態下發生的物質交換。由于化學活動性流體在巖石空隙中滲透或擴散，促成了交代作用的進行。交代作用因為有新的成分帶入，因此，是變質過程中原巖物質成分變化的最重要因素。第二節變質巖特征原先存在的巖石(巖漿巖、沉積巖、早期變質巖)受到高溫高壓和化學活動性流體的影響下，改變了原來的礦物成分、結構構造而形成另一種性質的巖石，即成變質巖。這種改造過程稱變質作用，一般發生在固態條件下。原巖性質發生了改造，也可殘留原巖的某些特點。

一、變質巖的礦物成分變質巖中的成分既有原巖成分，也有變質過程中新產生的成分。變質巖礦物成分可分為兩類：一類是與巖漿巖、沉積巖相同的，如石英、長石、云母、角閃石、輝石等，它們大多是原巖殘留下來的，也可以在變質作用中形成。另一類是變質作用產生的為變質巖所特有的礦物，如石黑、滑石、石榴子石、紅柱石、蘭晶石、矽線石等，稱為變質礦物。

二、變質巖的結構（一）、變晶結構由于原巖在變質過程中的重結形成的結構。1粗粒變晶結構主要礦物粒徑粗粒變晶結構主要礦物粒徑>3mm中粒變晶結構1-3mm等粒變晶結構細粒變晶結構0.1-1mm顯微變晶結構<0.1mm不等粒變晶結構斑狀變晶結構2.按變晶的形態可以分為粒狀變晶結構粒狀變晶結構石英鱗片變晶結構云母、綠泥石纖維狀變晶結構陽起石、硅灰石(二)變余結構：變質程度淺，保留了部分原巖的結構。變余斑狀結構變余砂狀結構……變質巖的構造變成構造：原巖構造消失，形成新的構造。斑點構造：炭質、硅質、鐵質、紅柱石等呈斑點狀。板狀構造：巖石具平行、密集、平坦的破裂面，沿此面巖石易分裂成薄板狀。片理構造：片、柱、長條狀礦物平行定向排列。片麻狀構造：片柱狀礦物（常為深色）與粒狀礦物（常為淺色）相間排列。塊狀構造：礦物均勻分布。變余構造：變質巖中殘留了原巖的構造，變余氣孔構造、變余杏仁構造、變余層狀構造等。第三節變質作用類型和主要變質巖一、區域變質作用是在廣大范圍內發生，并由溫度、壓力以及化學活動性流體等多種因素引起的變質作用。影響范圍幾千--幾萬平方公里，深度達20公里以上。200—800℃，1×108--14×108Pa。其發生常常與構造運動有關，伴隨巖石變形。形成的巖石以具有鱗片變晶結構及片理構造、片麻狀構造為特征。板巖、千枚巖、片巖、片麻巖、變粒巖、斜長角巖、麻粒巖、榴輝巖等。

二、接觸變質作用(溫度，巖漿中分泌出來的揮發性物質；巖體與圍巖接觸帶上)：板巖、角巖、大理巖、石英巖。

三、動力變質作用(破裂變質作用，斷裂帶兩側)：構造角礫巖、糜棱巖。

四、混合巖化作用(超深變質作用，由變質作用向巖漿作用轉變的過渡性地質作用)：部分熔融、貫入、交代形成混合巖(基體和脈體)。五、常見的變質巖板巖具板狀構造?；抑梁谏?。礦物顆粒很小，肉眼難以識別，均勻而致密。變余或變晶結構。絹云母、石英、綠泥石、粘土。由粉砂巖、粘土巖等變質而成，變質最淺。擊之有清脆之聲。千枚巖千枚狀構造。淺紅、灰、暗綠。隱晶質變晶結構。云母*綠泥石、角閃石。由粘土巖、粉砂巖、凝灰巖變質而成。片巖片狀構造，變晶結構。云母、綠泥石、角閃石、石英、長石。片麻巖--片麻狀，變晶結構。長石、石英、云母、角閃石、輝石。長石含量大于30%。由砂巖、花崗巖等變質而成。大理巖塊狀構造，粒狀變晶結構。方解石、白長石。由碳酸鹽巖變質而成。得名于云南大理。潔白者稱漢白玉。石英巖塊狀構造，變晶結構。石英，少量長石、白云母。由砂巖或硅質巖變質而成。矽卡巖石榴石、綠簾石、磁鐵礦。伴生礦床Fe，Cu，Pb，Zn.第七章地殼運動與地質構造§1概念大家已有了巖石的概念：巖漿、沉積巖、變質巖，它們是不同的地質作用下形成的，巖漿巖中的侵入巖應地下形成，地表看不見。但現在大量突出地表，甚至形成高山，如五臺山等由侵入巖或其變質巖組成；沉積巖，原始應水平沉積，地表大量傾斜、彎曲、斷開。這些說明地殼上巖石發生運動，發生機械運動。一、地殼運動（構造運動）——地殼的機械運動。水平運動垂直運動水平運動垂直運動差異升降類型相背分離相間擠壓剪切差異升降類型相背分離相間擠壓剪切運動的結果為巖石變形、變位巖石變形——地殼中巖石變改了原有的空間位置和形態。地質構造——巖石變形的產物包括褶皺、斷裂兩大類。彈性變形—在彈性限度內，變形在外力解除后，恢復原狀。塑性變形—受力超出彈性極限時，柔性較大的物體，發生永久性變形。彈性變形—在彈性限度內，變形在外力解除后，恢復原狀。塑性變形—受力超出彈性極限時，柔性較大的物體，發生永久性變形。斷裂—受力超出強度極限，脆性物體幾乎無塑變形，很快斷裂。任何物體受外力作用塑性變形——巖層褶皺。斷裂——塑性變形——巖層褶皺。斷裂——斷層、節理、裂隙。地質構造中的巖石變形由于彈性變形不被保留，對地質構造無意義。巖石的變形狀態與巖石性質有關（成份、結構）與巖石所處的環境有關。地表常溫、常壓下：頁巖、泥巖、粘土巖（細、軟）———塑性變形。粗砂巖、石灰巖————脆性大，斷裂。地下高溫、高壓下：各類巖石都具有一定塑性（柔性）均可發生塑性變形。這就是為什么我們在野外能夠看到礫巖、灰巖、石英砂巖等通常認為脆性很大的巖層同樣有褶皺彎曲現象。§2.褶皺和斷裂我們講了褶皺和斷裂是由于巖石的運動改變了原有空間位置和形態。一、巖層空間位置的測定地質上以巖層的產狀來描述其空間位置，包括巖層的走向、傾向、傾角。稱產狀三要素。產狀三要素：走向：走向線———巖層面同任意水平面的交線（巖層層面上的任意一條水平線）。走向———走向線兩端所指的方向。以方位角來表示。230°50°140°S80°360°NOW270°°90°E傾向走向230°50°140°S80°360°NOW270°°90°E傾向走向注意：我們強調了兩端所指的方向，因此走向的方位角有２個，相差18002.傾向最大傾斜線———巖層面上與走向線垂上的向下延伸的線。傾向———最大傾斜線的水平投影所指的方向，以方位角表示。傾向只有一個方向，且與走向垂直。走向=傾向+90°傾角：巖層面與水平面之間的夾角。最大傾斜線與其在水平面上投影線之間的夾角。0°—90°變化。產狀的表示：走向/傾向<傾角125°/NE<65°S29°/NW<18°傾向<傾角35°<65°只要給定傾向、傾角兩項可求知三要素特殊產狀：水平巖層傾角=0°傾向—走向∞直立巖層傾角=90°傾向—走向α°巖層厚度：兩層面之間垂直距離。（并非地面露頭兩點）。二、褶皺構造巖層受力后，發生彎曲，改變了原有的空間位置和形態，但其連續性未受到破壞，稱褶皺。單一彎曲稱褶曲。褶曲的幾何要素（褶曲的描述）1.翼———褶曲巖層的兩坡。2.核———褶曲巖層的中心。軸面———平分褶曲兩翼的假想面（近于對稱面），可以是平面也可以是曲面，其產狀可用三要素描述。4.樞紐———軸面與巖層面的交線，可以是水平的也可以是傾伏狀。5．軸跡———軸面與地面的交線。（二）褶曲分類兩大基本類型1°向斜———水平巖層受力后下凹彎曲。兩翼地層相向傾斜核部地層時代最新兩翼地層時代漸老2°背斜———水平巖層受力后上凸彎曲。兩翼地層相背傾斜核部地層時代最老兩翼地層時代漸新巖層褶構造中，背斜、向斜通常共存：相鄰的背斜之間是向斜相鄰的背斜之間是向斜相鄰的向斜之間是背斜相鄰背斜，向斜共用一個翼褶曲類型（出露形態劃分）1°按軸面產狀劃分：直立褶曲———軸面直立，兩翼傾向相反、傾角相等。傾斜褶曲———軸面傾斜。兩翼傾向相反，傾角并不等。倒轉褶曲———軸面傾斜。兩翼傾向相同，傾角并不等一翼為正常層序，一翼為倒轉層序（新在下老在上）。①層面構造：泥裂、波痕、蟲跡。②新老地層上下異位。如淮南洞山倒轉地層的識別平臥褶曲①層面構造：泥裂、波痕、蟲跡。②新老地層上下異位。如淮南洞山倒轉地層的識別2°按樞紐產狀劃分：水平褶曲———樞紐水平傾伏褶曲———樞紐傾伏3°特殊類型：穹窿（背斜）———長：寬<1：3盆地（向斜）———長：寬<1：3復背斜、復向斜褶曲的野識別：1.順或逆著傾向方向，地層重復出現，傾角變化有規律。背斜：新—老—新向斜：老—新—老cSOCOOSESZcSOCOOSESZ2.地形侄置（并非絕對）我們可以想象，地質構造形成初期，通常向斜成谷背斜成山。但野外恰恰相反，常見的是背斜成谷，向斜成山，稱為地形倒置。原因：褶皺開成后在長期的風化剝蝕等外動力作用下，背斜軸部由于張裂隙發育、易剝蝕，并逐漸低凹成谷；而向斜軸部巖石受擠壓力，相對不易風化剝蝕，而成山。因此野外絕不能只根據地形確定地質構造，要仔細觀察。三、斷裂構造斷裂———巖層在外力作用下失去連續性和完整性。節理、裂隙———無位移（僅有斷裂面）。斷層———有一個或一組斷裂面，兩側巖層有明顯位移（錯動）斷層描述斷層面（帶）———巖層斷裂面，兩側巖層相對位移，有平面也有曲面可以產狀三要素來描述。2.斷層線———斷面與地面交線。斷層出露線，直線或曲線。3.斷盤———斷層面兩側被切斷的巖塊。按斷層面與斷盤關系（位置關系）分：上盤、下盤、東南盤、西北盤等；按兩盤相對位移（運動）方向分：上升盤、下降盤。4.斷層規?！郧懈钌疃龋诱归L度，斷距大小來衡量。特大型斷層如，美國西部，圣安德列斯斷層切割到地殼下部，位移量480公里。我國淡廬斷裂位移幾百公里。微型斷層手標本可見。斷層分類：按兩盤相對位移的方向分：正斷層———上盤下降、下盤上升。逆斷層———上盤上升、下盤下降。其中逆掩斷層：斷面傾角小<25°。劃分左行平移斷層右行平移斷層平移斷層———兩盤水平錯動（斷面近直立）。劃分左行平移斷層右行平移斷層2.按斷層走向與巖層走向的關系分：縱斷層（走向斷層）——連向一致。橫斷層（傾向斷層）——走向垂直。斜向斷層——走向斜交。斷層組合類型：在力的作用下，多條斷層（一組斷層）同時出現，形成特殊形態。迭瓦式構造：一組傾向一致，大致平行的逆掩斷層。階梯狀構造：一組傾向一致，大致平行的正斷層。地塹：兩組相向傾斜的正斷層。地壘：