1、第二章 巖石的成因類型及其工程地質特征,2.1 地殼中的元素和克拉克值,通過大量巖石組分分析，地殼中主要元素含量由大到小： O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H，這幾種元素占到地殼總重量的98%以上。其中O占到46.3%，Si占到28.15%。,第二章 巖石的成因類型及其工程地質特征,2.1 地殼中的元素和克拉克值,克拉克值：元素在地殼中的平均質量百分數，又稱地殼的豐度 . 例如： Si(硅)的質量占到地殼質量的28.15%，則其克拉克值為28.15.,這個星球上有一種別的地方都沒有的礦物元素： “unobtanium”,潘多拉星球,外星球中可能存在多少不為人類所知，而用途非凡

2、的礦物元素呢？,2.2 礦物,基本概念：,自然產出并具有一定的化學成分和內部構造的物質。,礦物絕大多數是固體，少量呈液態（水、水銀）、氣態（天然氣、硫化氫）。,2.2 礦物,構成巖石的主要礦物（礦物多達3000多種，但構成巖石的礦物只有二十多種）,造巖礦物：,晶體：,內部質點呈有序排列（既在三維空間周期性重復排列）。外表常呈一定形態，幾何外形：,在自然中，晶質礦物很少以單體出現，常以集合體形態出現,水晶晶簇,相同化學成分不同晶體結構，形成不同礦物,鉆石晶格,3106克拉 世界上最大的鉆石,石墨晶格,2.2 礦物的物理性質,1、顏色：礦物吸收了白光中的某種波長的色光后所表現出的互補色.,自色：礦

3、物固有的顏色，顏色相對較固定 他色：礦物混入了某些雜質而引起的色變，與礦物本身的性質無關。 假色：是由于礦物內部的裂隙或表面的氧化薄膜對光的折射、散射所引起的。,2.2 礦物的物理性質,銅黃色的 黃銅礦 （自色）,紫 色 石 英 （他色）,2.2 礦物的物理性質,藍紫色斑銅礦（假色）,2、光澤：,根據礦物發射能力的強弱,可分為： 1）金屬光澤 2）半金屬光澤 3）非金屬光澤 造巖礦物大部分屬于非金屬光澤。,概念：礦物表明呈現的光亮程度（對可見光的放射能力）,金 屬 光 澤,半 金 屬 光 澤,珍珠光澤（云母巖）,絲絹光澤（纖維石膏）,油脂光澤（石英斷口）,玻璃光澤（方解石）,3、硬度：,概念：

4、礦物抵抗外力刻劃、研磨的能力。,礦物的相對硬度摩氏硬度計,3、硬度：,常見物體的硬度: 指甲（2-2.5） 小鐵刀（3-3.5） 玻璃片（5-5.5） 鋼刀（6-6.5）,4、解理、斷口：,概念： 解理:礦物受打擊后，能沿一定方向裂開成光滑平面的性質。 斷口:礦物受打擊后，沿任意方向發生不規則的斷裂，其凹凸不平的斷裂面稱為斷口。,4、解理、斷口：,解理：極完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理,2.3 常見的主要造巖礦物,作業： 結合礦物的物理性質及表2-2， 熟悉主要的造巖礦物及其鑒別特征，為實驗打下基礎。,2.4 巖石,1、地質作用與巖石的形成,概念：形成和改變地球的物質組成、外部形態特

5、征 與內部構造的各種自然作用。,2、巖漿巖,巖漿巖：在巖漿作用下形成的巖石。 巖漿：地下高溫熔融物質。 巖漿作用：指巖漿的發育、運動及其固結成巖的作用。,巖漿巖的分類,根據冷凝形成巖漿巖的地質環境的不同，可分為： 侵入巖：巖漿侵入到地殼某處冷凝而成的巖石 深成巖：距地表較深（大于3km） 淺成巖：距地表較淺 噴出巖（火山巖）：巖漿沿地表裂縫一直上升噴出地表，冷凝形成的巖石，稱為噴出巖。,花崗巖的構造,花 崗 巖 巖 體,侵 入 巖,玄武巖的構造,玄 武 巖 巖 體,噴 出 巖,風力的搬運,河流的搬運與沉積,河流三角洲的形成,典型的沉積巖,礫巖,泥巖,灰巖,砂巖,典型的沉積巖層,甘肅張掖丹霞地貌

6、,廣東韶關丹霞地貌,單斜巖層,褶皺巖層,變質作用：巖石在基本處于固體狀態下，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、巖石結構與構造變化的地質作用。,典型的變質巖,千枚巖,板巖,混合巖,大理巖,典型的變質巖體,4、巖石的演變,火山巖,侵入巖,變質巖,變質作用,熔融交代,固結作用,沉積巖,變質作用,變,質,作,用,太陽能,地球因素,上,地幔物質分熔,放射性熱能,沉積物堆積,外力對巖石的,破壞及搬運,作業,1、什么是沉積巖？什么是巖漿巖？什么是變質巖？ 2、三大類巖石可有何主要特征？它們的區別何在？,1、地質年代,2.4 地質年代及其特征,概念：地質體形成或地質事件發生的時代

7、,兩層含義： 地質體形成或地質事件發生的先后順序； 地質體形成或地質事件發生距今多少年。,前者稱為相對年代，后者成為絕對年代。,-課堂討論-,地層與巖層地層：在一定地質時期內所形成的層狀巖石，層狀巖石泛稱巖層,2、巖石相對地質年代確定,1)地層層序律：,于1699年由丹麥學者斯臺諾（Nicolas Steno ）創立。他認識到當沉積物按水平狀態順序形成地層時，最老的地層在下面，而最年輕的地層則在上面，組成地層層序。,原始連續律：水成地層在其沉積開始時起，在橫向的各個方向都必定是連續的，除非沉積作用終止以致尖滅，或被沉積的原始盆地的邊緣所截斷。,美國大峽谷國家公園露出的晚生古代地層，距今約三億一

8、千五百萬至二億八千五百年,一套沒有發生過倒轉的沉積巖層，巖層的新老關系必然是下老上新。,化石：埋藏在巖層中的古生物遺體或遺跡稱為化石。 動物的骨骼、甲殼、足跡、蛋、糞以及植物的根莖、葉或其痕跡均可以成為化石。,2) 生物層序律：,由英國礦產地質學家 William Smith 創立。他觀察后指出，個別的巖層或地層的排列方式，在任何地方皆可預計得到。重要的是: 含有相近化石類別化石組合的巖層，會出現在同樣的層位時代，這點使分布在不同地方的巖層能相互對比.,生物層序律：,生物層序律：,一般地，年代越老的地層中所含生物越簡單、越原始、越低級，不同時期的地層中含有不同類型的化石及其組合，而在相同的時期

9、且在相同的地理環境中形成的地層，只要原先的海洋或陸地相通，都含有相同的化石及其組合，這就是生物層序律。,蕨類化石（距今約4億年）,3)切割律或穿插關系：,赫頓的地球學原理（Theory of the Earth）（1795）和萊爾的地質學原理（Principles of Geology）（1830）等都對切割律進行了解釋 切割者新，被切割者老；包裹者新，被包裹者老.,同位素地質年代確定法 根據巖石中所含的放射性同位素和它的蛻變產物的相對含量來確定的。,3、絕對地質年代的確定,根據含鈾礦物或巖石中的鉛鈾比率即可測出該含鈾礦物或巖石的實際形成地質年代。,古地磁法 地質歷史上地磁場的南北極是不斷變換

10、的，而且每一磁性時期的延續時間也不同。 確定巖石的極性，確定該極性的延續時間，并通過與已知的標準值對比，就可以推算該巖石時代的形成年代。,4、地質年代表,概念：按年代先后把地質歷史進行系統性編年。,反映了有機界和無機界 演化的順序、過程和階段。,地質年代表的特點:,年代越老者延續時間越長，越新者越短。 例如：震旦紀延續的歷史約2億1千萬年，而侏羅紀的延續時間只有7000萬年，最新的第四紀僅僅只有2百萬年。 紀以下一般分三世，二疊、白堊和第四紀分兩世，第三紀分五世。 前寒武紀地層由于形成時間較早，研究難度較大，劃分對比粗略，故其長期未能統一。,地質年代單位和年代地層單位,舉例：侏羅紀與侏羅系的區別？,-以中生代為例-,注意：只能稱早、中、晚世，上、中、下統。 （地質年代單位與年代地層單位的區別）,在一個新的地區進行地層工作的時候，首先應根據巖性特征在垂直方向上的差異，將地層分層，建立起地層系統和層序，這樣劃分出來