地質基礎1一、組成地殼的礦物

礦物——是通過地質作用自然形成的具有一定化學成分和物理特性的單質或化合物。（1）多數礦物是化合物；如石英（SiO2）、方解石（CaCO3）等礦物。少數由單質構成，例如自然金（An）和金剛石（C）等礦物；（2）目前已發現礦物5000多種，常見礦物幾十種，而最常見的礦物約20多種；（3）多數礦物呈固態，少數呈液態（汞、水）和氣態，有機礦物幾十種（琥珀、石油等）；（4）固態礦物分結晶和非結晶礦物（5）人工合成的礦物稱“人造礦物”，如人造金剛石、人造水晶等。石英7橄欖石金剛石10礦物物理性質形狀顏色：對白光中不同波長光波吸收的結果，為吸收光的補色

條痕色：礦物粉末的顏色

透明度：透過可見光的能力

光澤：礦物表面的總光量

硬度：抵抗外來機械力（刻劃、壓入、研磨）的能力

解理：礦物在外力作用下嚴格沿著一定的結晶方向破裂，并裂成光滑平面的性質

比重：

磁性：

礦物分類自然元素礦物：

如金，金剛石、石墨、硫磺，還有銅、銀、汞等鹵化物礦物：如石鹽、鉀鹽、螢石等硫化物礦物：如黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝鉬礦、雄黃等氧化物和氫氧化物礦物：如赤鐵礦、磁鐵礦、鉻鐵礦、錫石、鋁土礦、軟錳礦、硬錳礦、石英等。含氧酸鹽礦物：最重要的是下面三種：

硫酸鹽礦物：有石膏、芒硝、重晶石等

碳酸鹽礦物：如方解石、孔雀石

硅酸鹽礦物：分布最廣、含量最多,目前已發現800多種，是各種巖石的主要組成礦物。橄欖石(Mg,Fe)2[SiO4](Olivine)常為粒狀集合體，淺黃綠色至橄欖綠色，隨含鐵量的增加而顏色加深，玻璃光澤，硬度6～7,解理不完全。常見的礦物輝石

單晶體為短柱狀，橫切面呈近八邊形，集合體為粒狀，黑綠色或黑色，玻璃光澤，硬度5.5~6.0，平行主軸方向的兩組解理交角87°。角閃石普通角閃石長柱狀，橫切面呈六邊形，常以針狀出現，綠黑色或黑色，玻璃光澤，硬度5~6，有平行柱體方向的兩組中等至完全解理，兩組解理的交角為56°。黑云母鉀長石分為透長石，正長石，微斜長石，歪長石等等。其中正長石微柱狀，板柱狀，肉紅色，玻璃光澤，硬度為6，常見卡氏雙晶。斜長石晶形呈柱狀、厚板狀，常為粒狀或塊狀；顏色多呈灰白色，有時微帶淺棕、淺藍及淺紅色；硬度6－6.5；相對密度2.61－2.76；玻璃光澤；兩組解理。也可用作陶瓷原料。單晶，晶簇，無色透明，玻璃光澤，硬度3,解理好,菱面體，完全解理，易沿解理面分裂為菱面體。遇鹽酸強烈起泡。無色透明的稱為冰洲石，可作為光學材料。方解石CaCO3單晶為立方體，晶面上常有平行的細條紋。多為塊狀集合體，淺黃銅色，條痕為綠黑色，金屬光澤，性脆，斷口參差狀。黃鐵礦FeS2組成地殼的巖石巖石——是由礦物按照一定規律組合起來的集合體。

地殼是由各種不同的巖石組成，按照巖石的形成原因不同分為：巖漿巖、沉積巖、變質巖。巖漿作用：指巖漿的形成、活動以及冷凝的全部過程。巖漿作用形成的巖石叫巖漿巖巖漿巖巖漿作用的方式有兩種：1、噴出作用（火山作用)形成噴出巖：玄武巖，流紋巖

2、侵入作用。深部巖漿向上運動，侵入到周圍巖石而未到達地表便冷凝，結晶形成巖石的作用。如花崗巖、閃長巖等

巖漿巖的分類SiO2超基性巖基性巖中性巖酸性巖<45%45%-52%53%-65%>65%主要礦物橄欖石輝石角閃石鈣長石、輝石角閃石中長石堿性長石石英鉀長石鈉長石黑云母角閃石、黑云母色率>7875-3535-20<20噴出巖巖流、巖被、斑狀或隱晶質結構，氣孔、杏仁、流紋構造科馬提巖玄武巖安山巖粗面巖流紋巖淺成巖斑狀、細粒或隱晶質結構少見輝綠巖閃長玢巖正長斑巖花崗斑巖深成巖全晶質、粗粒或似斑狀結構橄欖巖輝石巖輝長巖閃長巖正長巖花崗巖常見巖漿巖為中性深成侵入巖。多為灰白色灰綠色、肉紅色常為中粒等粒結構，塊狀構造。主要礦物為斜長石、角閃石，次要礦物為輝石、黑云母、石英、鉀長石。為酸性深成侵入巖。肉紅色、灰白色、白色，等粒結構或似斑狀結構，塊狀構造。主要礦物為石英、鉀長石、斜長石，次要礦物為黑云母、角閃石。為酸性淺成侵入巖。具斑狀結構，斑晶為長石、石英。塊狀構造。顏色及礦物成分與花崗巖相似。為酸性噴出巖。灰白色、粉紅色，斑狀結構、隱晶質結構，常具流紋構造或拉長的氣孔狀構造。礦物成分與花崗巖相似。①花崗巖②花崗斑巖③流紋巖④閃長巖⑧橄欖巖為超基性深成侵入巖。多呈綠色、暗綠色、黑色等，粒狀結構、塊狀構造。主要由橄欖石、輝石組成。新鮮者少見，大多發生次生蝕變。為基性深成侵入巖黑色、灰色或深灰色，粒狀結構、塊狀構造。主要礦物為斜長石、輝石，次要礦物為橄欖石、角閃石、黑云母等。為基性噴出巖。黑色、灰黑色，變化后呈暗紅色、暗綠色。斑狀結構或隱晶質結構，常具氣孔狀構造或氣孔被其它礦物充填形成杏仁狀構造。主要礦物為斜長石、輝石、橄欖石。為中性噴出巖。紅褐色、淺褐色或灰綠色。斑狀結構，塊狀或氣孔狀、杏仁狀構造。主要礦物為斜長石、輝石角閃石、黑云母。⑤安山巖⑥輝長巖⑦玄武巖沉積巖是組成巖石圈的三大類巖石之一，在地殼表層分布最廣，約占陸地面積的75%，海底也幾乎全部為沉積物覆蓋。沉積巖中蘊藏著豐富的礦產，據統計，沉積礦產和沉積變質礦產約占世界礦產總儲量的80%，可燃礦產幾乎全屬沉積成因，石油和天然氣不僅生成于沉積巖中，而且大部分儲存于沉積巖中。四、沉積巖母巖風化產物+火山物質+有機物質等↓沉積巖的原始物質成分↓搬運作用→沉積作用→成巖作用↓沉積巖沉積巖

——是在地殼表層條件下，由母巖的風化產物、火山物質、有機物質等沉積巖的原始物質成分，經過搬運作用、沉積作用及成巖作用而形成的一類巖石。沉積巖的分類沉積巖的分類，通常是根據巖石的主要物質成因、成分和結構，將沉積巖分為碎屑巖、化學巖和生物巖三大類型。沉積巖的鑒定識別通常通過：顏色成分結構構造沉積巖的顏色：沉積巖具有各種各樣的顏色。根據顏色可以分析巖石成分和沉積時的古地理環境，是沉積巖命名的根據之一。沉積巖含有機質與黃鐵礦時，顏色暗，為灰色、深灰色、黑色，是在還原環境下形成；巖石中含有少量的Fe203，就會呈現紅色，是氧化環境下產物；含有少量的FeO，就會呈現綠色，是弱氧化—還原環境產物沉積巖的結構

指構成沉積巖的結構組分本身的特點以及它們之間相互關系所表現出來的巖石特征。碎屑結構：碎屑物質沉積后被膠結成巖的結構，包括顆粒、基質兩部分。為礫巖、砂巖所特有。泥狀結構：由粘土構成。晶粒結構：直接沉淀的晶粒或重結晶的巖石。在石灰巖、白云巖、硅質巖中發育。生物結構：直接由生物遺體構成。生物灰巖、硅質巖中出現。沉積巖的構造——是指巖石各組成部分的空間分布和排列方式。1.層理構造——是由沉積物的成分、顏色、結構沿垂直于沉積物表面（層面）方向變化而顯示出來的一種層狀構造。a.水平層理——由一系列與層面平行的細層組成的層理。一般形成于平靜的或微弱流動的水環境中。b.斜層理——由一系列與層面斜交的細層組成的層理。一般是在單向水流（或風）的作用下形成的，常見于河床沉積物中。c.交錯層理——有些斜層理與原先生成的斜層理呈一定角度相交，相互交錯而形成的。粒序層理：-----又叫遞變層理，無明顯的細層界線，表現為粒度的變化，即由下至上粒度由粗到細逐漸遞變。它是濁流的沉積特征。遞變層理的兩種基本類型2.層面構造——是指沉積物表面上由于流水、風、生物活動、陽光暴曬等作用所留下的痕跡。波痕—指由于風、水流或波浪等介質的運動，在非粘性沉積物（主要是松散砂）表面形成的一種波狀起伏的層面構造，也稱為波紋或沙紋。泥裂——是未固結的沉積物露出水面干涸時，經脫水收縮干裂而形成的裂縫。c.雨痕、雹痕顆粒膠結物孔隙

碎屑巖碎屑沉積物經壓實、膠結形成的巖石。按粒度分為礫巖、砂巖、粉砂巖。膠結類型：基底膠結:碎屑互不接觸，均勻分布于膠結基底之上。孔隙膠結:碎屑相互接觸，膠結物充填于顆粒間孔隙。接觸膠結:相互接觸，膠結物僅粘著于顆粒接觸點上。膠結類型（a）基底膠結；（b）孔隙膠結；（c）接觸膠結；（a）（b）（c）膠結物：碎屑顆粒沉積以后，以化學沉淀方式從膠體或真溶液中沉淀出來，充填在碎屑顆粒之間的各種自生礦物。常見膠結物：硅質、鐵質、鈣質和泥質膠結類型與膠結物不同，巖石硬度不同孔隙式膠結最強，基底式次之、接觸式弱硅質膠結最硬、鐵質次之、鈣質再次之、泥質膠結最弱（1）礫巖：碎屑巖中礫石（粒度＞1mm）的含量大于50％者叫礫巖。礫石呈磨圓狀——礫巖礫石呈棱角狀——角礫巖礫石多為巖石碎屑，膠結物多為泥沙砂巖主要由粒度為1～0.1mm的陸源碎屑顆粒（含量大于50%）組成的碎屑巖。2）砂巖成分：復雜碎屑顆粒：石英最多，長石、巖屑次之。重礦物少雜基：粘土、碳酸鹽泥、細粉砂，含量變化大膠結物：硅質、鈣質、鐵質多見構造：各種層理、波痕、生物成因構造分布：分布廣泛，約占沉積巖總量的1／3左右。意義：建材、礦床、儲油層及儲水層。世界上約有50%的油田為砂巖儲層。新汶馬頭崖徐莊組交錯層理的石細粒石英砂巖粉砂巖主要由0.1～0.01mm粒級（含量大于50%）的碎屑顆粒組成。1.粉砂成分：石英為主，長石、白云母較少，巖屑極少，2.結構：分選性較好，磨圓性較差、多為泥質膠結與鈣質膠結3.構造水平層理及波狀層理、小型交錯層理4.成因較長距離搬運，在穩定的水動力條件下較緩慢沉降主要由粒度<0.01mm的細顆粒組成，含大量粘土礦物(高嶺石、蒙脫石、水云母等)的疏松或固結的巖石，又稱為泥質巖。分布最廣，約占沉積巖總量的45％以上。粘土巖成分：比較復雜，主要是粘土礦物，此外混入粉砂（石英、長石、云母）、氧化鐵、有機質。結構：包括泥質結構、膠狀結構、豆狀結構、鮞狀結構等。構造：常見水平層理，厚度小于1cm者稱頁理或頁狀層理

。也見波痕、泥裂、晶痕、痕跡化石、。顏色：多樣，取決于粘土礦物成分和混入的雜質。可大致判斷粘土巖的物質成分及形成環境。（1）泥巖

一種成分較復雜、頁理不發育的粘土巖，它是弱固結的粘土經壓固、脫水、微弱的重結晶等作用形成的。（2）頁巖一種成分較復雜、具有頁狀層理的粘土巖，它是由弱固結的粘土經較強的壓固、脫水和重結晶等作用形成的。（3）油頁巖是一種含一定數量干酪根(＞10%)的頁巖。顏色有淡黃、黃褐、暗棕、黑色等。頁理發育，比普通頁巖輕，燒之有瀝青味。常與生油巖系或含煤巖系共生。粘土巖的常見巖石類型：炭質頁巖與黑色頁巖油頁巖碳酸鹽巖：主要由方解石和白云石等碳酸鹽礦物（含量大于50%）組成的沉積巖。竹葉狀礫屑灰巖按方解石和白云石含量分類：灰巖：方解石>50%白云巖：白云石>50%生物灰巖鮞粒灰巖白云巖主要由白云石組成（＞50％），常含方解石、粘土混入物。變質作用——地殼中已經形成的巖石在基本上處于固體狀態下，受到溫度、壓力及化學活動性流體的作用，發生礦物成分，化學成分，巖石結構和構造變化的地質作用。變質作用形成的巖石變質巖三、變質巖片麻巖、大理巖、石英巖變質作用類型及代表巖石根據變質因素和地質條件的不同分為四種類型：1.接觸變質作用——巖漿侵入與圍巖接觸的地帶，由于溫度增高和氣水熱液與圍巖發生的作用。泥質巖斑點板巖、角巖石灰巖大理巖石英砂巖石英巖

——構造運動使巖石產生破碎、變形、重結晶的一種變質作用。主要出現在斷裂帶附近，常形成特有的構造巖、碎裂巖、角礫巖、和糜棱巖等。2.動力變質作用（破裂變質作用）

——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。區域變質作用影響范圍可達數千至數萬平方公里，影響深度可達20KM以上，常與強烈的構造運動有關，與一定區域范圍內的構造變形、巖漿活動等同時出現。往往表現出一定的帶狀分布。3.區域變質作用變質帶變質因素變質作用變質巖淺變質帶（低級變質）溫度、靜壓力不太高定向壓力強巖石破碎重結晶板巖、千枝巖、片巖、石英巖中變質帶（中級變質）溫度、定向壓力較強、化學活動性流體較強靜壓力不很強重結晶顯著片巖、大理巖、片麻巖深變質帶（高級變質）溫度、靜壓力很高定向壓力不一定很強重結晶極為完好片麻巖、麻粒巖、榴輝巖區域變質作用帶狀分布

——區域變質作用進一步發展，變質作用向巖漿作用過渡的一種超深變質作用。其最主要特征是，原巖局部或部分重熔的熔體物質與尚未重熔的固態物質發生互相交插與混合。4.混合巖化作用（超深變質作用）混合巖化的成因機理：一種觀點認為：在區域變質作用過程中，當溫度升至700oC左右時，巖石中的石英、長石等低熔點的礦物熔融形成長英質流體，從而產生混合巖化。另一種觀點認為：混合巖是由于深部上升的含水較多、且富含鉀、鈉、硅組分的稀薄熔漿和圍巖經過交代作用形成的。常見的區域變質巖：（1）板巖泥巖變質而成，是淺變質帶區域變質作用的產物，板狀構造，擊之有清脆響聲，性脆。可見絹云母化。（2）千枚巖

淺變質作用，由頁巖、長石砂巖、酸性噴出巖變質而成，千枚狀構造，基本重結晶，絲絹光澤，細粒鱗片變晶結構。礦物由絹云母、綠泥石、石英。72千枚巖（3）片巖由泥巖、酸性噴出巖變質而成；中變質區域變質作用產物，全部重結晶，片狀構造，片柱狀礦物>30%，粒狀礦物長石<25%，石英為主。鱗片變晶結構和斑狀變晶結構。云母片巖滑石片巖和蛇紋石片巖（4）片麻巖類

深變質帶產物，其特點是：具有鱗片粒狀變晶結構，片麻狀構造或條帶狀構造。主要由長石、石英、黑云母、角閃石或輝石等構成。麻粒巖大別山麻粒巖（5）麻粒巖類

高級變質作用產物，以斜長石、紫蘇輝石為主，有時含少量石英、石榴石，粒狀變晶結構、塊狀構造。（6）大理巖類白色、灰白色或各種彩色。主要由方解石、白云石（>50%）重結晶所組成，具粒狀變晶結構，塊狀或條帶狀構造。碳酸鹽巖變質而成。77云南大理點蒼山-云石北京故宮漢白玉78（7）石英巖類白色、灰白色，粒狀變晶結構，塊狀構造。由硅質成分的原巖（石英砂巖、硅質巖）經變質作用重結晶形成。石英含量>85%。79——某一地質時代形成的巖層或巖石組合，包括沉積巖、巖漿巖和變質巖。地層有新有老，具有形成時間的概念。地層就象一頁頁記錄地質歷史的史冊，其巖石特征和其中含有的化石就象書頁中記載的文字，描繪了地質歷史的滄桑變遷。地層奧陶系亮甲山組厚層灰巖一、地質時代及地質年代表1、地質時代：各地層形成的時間和順序；2、相對地質時代：巖層形成的相對新老關系或先后順序3、絕對地質時代：各時代地層距今的時間及整個地質時代的年齡。1、地層層序律：地層形成時的原始產狀一般為水平的或近水平的，并且老地層先形成、位于下面，新地層依次層層疊覆，越往上，地層越新，這種地層疊置關系即為——地層層序律。只能確定同一地區疊置在一起的地層的新老關系。對比不同地區的地層？——生物化石。相對地質時代的確定方法A-原始水平地層B-傾斜地層C-倒轉地層1、2、3、4、5示地層有老到新2.化石層序律：地質歷史上的生物稱為古生物；保存在地層中的古生物的遺體或遺跡——化石。

不同時代的地層含有不同的古生物化石組合，相同地質時代的地層中具有相同或相似的古生物化石組合；結構愈簡單，地層時代越老，反之，地層時代越新——化石層序律。可以確定地層的先后順序以及形成的大致年代。生物進化的總體趨勢結構構造：簡單——復雜生物類型：低等到高等生活環境：海洋——陸地、空中前寒武紀

↓古生代（寒武紀→奧陶紀→志留紀→泥盆紀→石炭紀→二疊紀）↓中生代（三疊紀→侏羅紀→白堊紀）↓新生代（古近紀→新近紀→第四紀）三葉蟲筆石魚類蜓哺乳動物、鳥類和被子植物菊石、爬行動物（恐龍）、裸子植物造煤期厥類植物無脊椎動物繁盛兩棲動物3、地質體之間的相互切割律：——較新的地質體總是切割或穿插較老的地質體，即切割者新、被切割者老。4.地質年代單位地質學家和古生物學家在地層研究和古生物化石研究的基礎上，根據生物演化的階段性、不可逆性和統一性，把地質年代劃分為宙、代、紀、世、期、時等若干時間單位。其中“宙、代、紀、世”是國際性的時間單位，“期”是大區域性的時間單位，“時”是一個地方性的時間單位。地球和地殼在整個發展進程中，生物界的演化及無機界的演化均表現出明顯的自然階段性。以地球演化的這種自然階段性為依據，對漫長的地質歷史進行了系統性的編年與劃分，編制出一個在全球范圍內能普遍參照對比的年代表，即地質年代表。地質年代表新近紀（系）N古近紀（系）E1.年代地層單位—特定的地質時間間隔內形成的巖層體，其頂底界面為等時面。

宙——————宇

代——————界紀——————系世——————統期——————階時——————時間帶

地質年代單位年代地層單位二、地層單位2、區域性的或地方性的巖石地層單位巖石地層單位是由巖性、巖相或變質程度均一的巖石構成的三度空間巖層體。其建立在巖石特征在縱、橫兩個方向具體延伸的基礎之上，而不考慮其年齡。（1）群--地方性最大的地層單位，由兩個或兩個以上經常伴生在一起而又具有某些統一的巖石學特點的組聯合構成。（2）組--地方性最基本的地層單位，具有巖性、巖相和變質程度的一致性的巖層；或者由一種巖石構