地質(zhì)科普復(fù)習(xí)資料

1、 緒論：為什么學(xué)習(xí)研究地質(zhì)學(xué)？當(dāng)前世界難題：環(huán)境和資源。 人類的生存環(huán)境的本質(zhì)就是地質(zhì)環(huán)境。地質(zhì)系統(tǒng)和地質(zhì)環(huán)境就是最原始的自然系統(tǒng)和最原始的自然環(huán)境，也是最根本的系統(tǒng)和最根本的環(huán)境。保障人類良好的生存環(huán)境一 地質(zhì)學(xué)研究的對象和內(nèi)容地質(zhì)學(xué)的主要研究對象是固體地球的最外層，即巖石圈（包括地殼和地幔軟流圈之上部分）也涉及其它圈層以及某些地外物質(zhì)。 地質(zhì)學(xué)主要著重研究地下深處；地理學(xué)主要研究地球表層。內(nèi)容：地質(zhì)學(xué)(Geology)是研究地球及其演變的一門自然科學(xué)。主要是研究地球的物質(zhì)組成、構(gòu)造運動、發(fā)展歷史、演化規(guī)律的學(xué)科。二 地質(zhì)學(xué)的特點 l空間的廣闊性 研究對象的大小差別很大：可以從幾微米到幾千公

2、里以上的地質(zhì)作用過程，所涉及的范圍和規(guī)模都較大，常會超越人類生活中的慣用尺度。 要求：宏觀特征、地域性差異、物體內(nèi)部的微觀特征。2 時間的漫長性 地殼自形成以來，地質(zhì)歷史中各種地質(zhì)事件的發(fā)生過程大多數(shù)是：緩慢的。度量時間的單位與人們生活中慣用的時間單位不同，需用百萬年作為基本時間單位。3 地質(zhì)過程的復(fù)雜性地球是個異常復(fù)雜的物體，地球中的物質(zhì)運動包括了無機(jī)界的物質(zhì)運動和有機(jī)界的物質(zhì)運動。地質(zhì)過程包括了化學(xué)、物理、生物等多種運動方式，是一個非常復(fù)雜的過程。3、 地質(zhì)學(xué)研究的一般過程與方法現(xiàn)實類比和歷史分析歷史比較法的奠基者是英國地質(zhì)學(xué)家萊伊爾(17971875)，他繼承了均變論學(xué)說，系統(tǒng)地論證了古

3、今地質(zhì)作用的相似性，明確指出歷史比較法的原則是“現(xiàn)在是了解過去的鑰匙”。為研究地殼發(fā)展歷史和古代地質(zhì)作用的特點，以及恢復(fù)古地理環(huán)境提出了正確的分析、判斷、推理的思維方法，對現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的發(fā)展起了促進(jìn)作用。缺陷：他認(rèn)為：漫長的地質(zhì)年代中，地球的演變是以漸進(jìn)的方式持續(xù)進(jìn)行的，而且無論是過去還是現(xiàn)在，其方式和結(jié)果都是一致的。但是，有足夠事實證明，地質(zhì)歷史中有機(jī)界和無機(jī)界不斷進(jìn)化且過程不可逆，不存在古今絕對一致的規(guī)律，隨著離現(xiàn)代時間愈久這種差異性也就愈大即存在激變或突變。所以，如不考慮歷史的發(fā)展而機(jī)械地運用“將今論古”的原則，也可能帶來片面性的結(jié)論。第一節(jié) 地 球 概 述 地球的位置地球的形狀和大小地球

4、的主要物理性質(zhì)(二）、地球的形狀與大小 地球形狀基本參數(shù)赤道半徑：6378.137km 表面積：5.1007*108km2兩極半徑：6356.779km 體 積：1.0832*1012km3平均半徑：6371.012km 赤道周長：40075.24km3、 地球的主要物理性質(zhì)密度、壓力、重力、磁場、溫度（地?zé)幔?、彈塑性研究方法直接通過深部地震資料地球物理資料表層探測高溫高壓實驗隕石等外星球物質(zhì)的比較、推斷和佐證 第2節(jié) 地球的圈層構(gòu)造 一、 地球的內(nèi)部圈層縱波（P波）固態(tài)，液態(tài)和氣態(tài)的介質(zhì)中傳播，速度快縱波（P波）僅能在固態(tài)介質(zhì)中傳播，速度慢同一固態(tài)介質(zhì)中，縱波的傳播速度為橫波的1.73倍。地

5、震波研究發(fā)現(xiàn)，地球內(nèi)部物質(zhì)是不均一的1）波速突變處在3060km(平均為33km) 處，稱莫霍面。2）2900km深度上，有一個巨大變化處，表現(xiàn)為橫波中斷不再傳播，縱波波速也有急速變化；此界面稱古登堡界面（2） 地球內(nèi)部各圈層特征1 地核(core) 質(zhì)量占地球總質(zhì)量的31.3%。外核：2885-4770km過度核：4770-5155km內(nèi)核：5155-6371km地核狀態(tài)：橫波不能通過外核，表明外核應(yīng)處于液態(tài)，而內(nèi)核和過渡層均可以測得橫波，說明它們都處于固態(tài)。地核成分：地核物質(zhì)密度大，相當(dāng)于鐵隕石成分，主要由鐵鎳組成，也稱鐵鎳核心2 地幔(mantle) 莫霍面古登堡面之間，厚約2850km

6、左右，體積占地球總體積的67.8%。依據(jù)次級界面，大致以1000km處為界，可以再劃分出上地幔和下地幔。上地幔成分：石隕石。主要由含鐵鎂較多的硅酸鹽和輝石、橄欖石等組成。隨著深度增加，礦物在晶體結(jié)構(gòu)上發(fā)生了變化，密度增大，組成 “高壓型”礦物。下地幔物質(zhì)密度更大，體積更縮小。 多數(shù)學(xué)者認(rèn)為它與上地幔下部含鐵較高的硅酸鹽類成分差別不大。 軟流圈或古登堡低速層上地幔上部，近60km400km；主要表現(xiàn)為塑性，受力后具一定的流動性；可能有局部熔融的物質(zhì)，推測其溫度可能達(dá)到7001600，一般認(rèn)為是巖漿發(fā)源區(qū)；在地震波的波速上，軟流圈表現(xiàn)為低速帶，尤其是在100km150km 的深度上。3 地殼(cr

7、ust) 它是莫霍面以上的固體地球的最上層。由堅硬巖石所組成?？偤穸炔淮?。陸殼：平均33km，洋殼：57km。地球總體積的1.55%，總質(zhì)量的0.8%，平均密度為，按次級界面(康拉德界面)可進(jìn)一步把地殼劃分成上地殼和下地殼 。1） 大陸地殼大陸地殼包括大陸及大陸架部分，成分上具雙層結(jié)構(gòu)，上部為硅鋁層，下部為硅鎂層。2） 大洋地殼洋殼厚度較薄，平均僅57km，一般缺乏硅鋁層，不具有地殼的雙層結(jié)構(gòu)。洋殼的巖石一般較年青，最老的巖石形成于2億年前，大部分巖石則是1億年以來形成的。4） 巖石圈包括整個地殼及軟流圈以上的固體上地幔的部分厚度在50100km以上，平均厚度75km屬脆性的堅硬巖石層，相對于

8、下面的軟流圈來說是一種具剛性的物質(zhì)層。地表所見的各種地形和構(gòu)造現(xiàn)象都發(fā)生于此層中。1 大氣圈(Atmosphere)下界：一般不超過4000m。上界：無明顯的上界，在赤道上方4萬km高空仍有大氣存在的痕跡。由于地球引力作用，絕大部分大氣集中在從地面到10萬m高度范圍內(nèi)，以上空氣極為稀薄。2 .水圈3. 生物圈第3節(jié) 地質(zhì)作用地質(zhì)作用：由自然動力引起的使地殼或巖石圈甚至整個地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)發(fā)生變化和發(fā)展的作用稱為地質(zhì)作用 。地質(zhì)作用能量來源的兩個方面：一、來源于地球本身，主要有旋轉(zhuǎn)能、重力能、熱能、化學(xué)能，上述能源系統(tǒng)稱為內(nèi)能；二、來源于地球以外的能源，主要有太陽輻射能、日月引

9、力能（潮汐能）和生物能等，這些來自地球以外的能源統(tǒng)稱為外能。 第三章 礦 物地殼物質(zhì)組成的3個層次 元 素、礦 物、巖 石第2節(jié) 礦 物一、基本概念二、礦物的基本特性晶形、集合體、物理化學(xué)特性一、基本概念礦物（mineral)：各種地質(zhì)作用下形成的，具有相對固定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的均質(zhì)物體，是組成巖石的基本單位。地質(zhì)作用過程中自然產(chǎn)出的固態(tài)自然元素（單質(zhì)）和化合物，地殼中的化學(xué)元素組成，具有相對固定和均一的物理和化學(xué)性質(zhì)（均質(zhì)體）。礦物按照一定的規(guī)律結(jié)合形成巖石。礦物絕大部分為固態(tài)，少數(shù)為液態(tài)，如水銀（汞）。 礦物絕大部分為無機(jī)質(zhì)，少量為有機(jī)質(zhì)，如琥珀。2、 礦物的基本特性1、 礦物的內(nèi)部晶體

10、形態(tài)是化學(xué)元素的離子、離子團(tuán)或原子按一定規(guī)則重復(fù)排列而成的固體；或者說，具有一定結(jié)晶格架排列方式而形成的固體礦物。晶體的規(guī)則幾何外形，只是晶體內(nèi)部格子構(gòu)造的外在表現(xiàn)。 非晶質(zhì)體（non-crystal）是指與晶質(zhì)體（晶體）相對的概念，是內(nèi)部原子或離子在三維空間呈不規(guī)律性重復(fù)排列的固體，顯然非晶質(zhì)體內(nèi)部不具有格子構(gòu)造。Eg：天然瀝青、火山玻璃等晶體與非晶質(zhì)體在一定的物理化學(xué)條件下可以相互轉(zhuǎn)化的。2、礦物的集合體形態(tài)3、礦物的化學(xué)組成和物理性質(zhì)1.2晶形單形：由同形等大的晶面組成的晶體，單形的數(shù)目有限，只有47種。聚形：兩種以上的單形組成的晶體，稱為聚形聚形的特點是在一個晶體上具有大小不等、形狀不

11、同的晶面。在自然晶體中，常發(fā)現(xiàn)兩個或兩個以上的晶體有規(guī)律地連生在一起，稱為雙晶。最常見的有三種類型：接觸雙晶由兩個相同的晶體，以一個簡單平面相接觸而成。穿插雙晶由兩個相同的晶體，按一定角度互相穿插而成；聚片雙晶由兩個以上的晶體，按同一規(guī)律，彼此平行重復(fù)連生一起而成。對某些礦物來說，雙晶是重要的鑒定特征之一。1.3晶面條紋水晶：橫條紋電氣石：縱條紋黃鐵礦：互相垂直條紋斜長石：細(xì)微密集的雙晶紋礦物的集合體形態(tài)自然界的礦物可以呈單獨晶體出現(xiàn)，但大多數(shù)情況下是以礦物晶體、晶粒的集合體和膠體形式出現(xiàn)。集合體形態(tài)：粒狀；片狀、鱗片狀、針狀、纖維狀、放射狀集合體；致密塊狀；晶簇；杏仁體和晶腺；結(jié)核和鮞狀體；

12、鐘乳狀、葡萄狀集合體；土狀；被膜等。3. 礦物的化學(xué)成分單質(zhì)礦物 基本上由一種自然元素組成的化合物 簡單化合物、絡(luò)合物、復(fù)化物等4. 礦物的物理性質(zhì)礦物的顏色：很多礦物用顏色命名。顏色與色素離子（例： Mn、Fe、Cu等）、雜質(zhì)和一些物化原因有關(guān)。自色：礦物自身所含的色素離子的顏色。顏色固定不變。 他色：與本身所含的雜質(zhì)有關(guān)。例如水晶有：紫水晶(Mn)、煙晶(有機(jī)質(zhì)）、墨晶、薔薇石英（Fe、Mn）等等。 淺色礦物常具他色。假色：表面的氧化膜（錆色，如斑銅礦）、干涉色（暈色，如云母）等物理化學(xué)原因引起。 礦物的條痕：是礦物粉末的顏色。礦物在無釉瓷板上刻劃出的痕跡（條痕），這痕跡就是礦物粉末。而且

13、礦物粉末的顏色更穩(wěn)定，更能代表礦物的真實顏色。Eg. 塊狀赤鐵礦表面的顏色可呈現(xiàn)赤紅、黑灰等，但它條痕的顏色總是櫻桃紅色。黃金（條痕金黃色）和黃鐵礦（條痕黑或黑綠色）礦物的解理：是礦物在受到機(jī)械力作用沿著一定方向裂開的性質(zhì)。礦物解理主要與礦物結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵連接有關(guān)。礦物不同，解理組數(shù)也就不同，有一組（石墨、滑石、白云母）、兩組（角閃石、長石）、三組（重晶石、方解石）、四組（螢石）解理可分為以下等級：最完全解理、 完全解理、 中等解理、不完全解理、極不完全解理。礦物的硬度：是礦物抵抗外力刻劃的能力。野外工作中我們常用指甲和小刀來判斷礦物的硬度，并將其分為三級：軟礦物（指甲能刻劃）；中等硬度礦物（硬

14、度介于指甲與小刀之間）；硬礦物（小刀不能刻劃）。礦物學(xué)中常用摩氏硬度計來測量礦物的相對硬度，并將礦物的硬度分為十級，分別用十種硬度不同的礦物代表。礦物的其它物理性質(zhì) 脆性和延展性、彈性和撓性、磁性電性、發(fā)光性、易燃性按其化學(xué)成分分類自然元素礦物：金、鉑、自然銅、硫磺、金剛石、石墨等。硫化物礦物：黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、雄黃等氧化物和氫氧化物礦物： 如赤鐵礦、磁鐵礦、石英等。硫酸鹽礦物： 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： 如云母、長石、角閃石、輝石、橄欖石等其他鹽類礦物：食鹽、螢石、黑鎢礦、磷灰石等第1節(jié) 巖石的基本特征一、巖石的概念巖石(Rock)：地質(zhì)作

15、用形成的，由一種或多種礦物或由其它巖石碎屑（包括火山玻璃、生物遺骸、膠體等）按一定方式結(jié)合而組成的礦物集合體。巖石以巖層或巖體形式構(gòu)成地殼及地幔的固態(tài)部分。2、 巖石的分類按照成因一般把巖石劃分成三大類： 巖漿巖(Igneous rock) 沉積巖(Sedimentary rock) 變質(zhì)巖(Metamorphic rock) 它們共同組成了地殼，但它們在地殼中的分布和數(shù)量都是很不均一的 。從地表深至16千米的巖石圈中，火成巖大約占95%，沉積巖只有不足5%，變質(zhì)巖最少，不足1%。 火成巖是地幔中的巖漿涌入巖石圈或出露地表冷凝成固態(tài)形成的；沉積巖是由外力作用下形成的，其中一部分又叫“水成巖”，

16、是由水將風(fēng)化或水侵蝕的物質(zhì)搬運沉積，經(jīng)過壓密和膠結(jié)作用形成的；變質(zhì)巖是由于地球內(nèi)力的高溫高壓造成巖石中的化學(xué)成分改變或重結(jié)晶形成的。  （1） 、巖石成分1、巖石的化學(xué)成分：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti、P、C、Mn等2、巖石的礦物成分3、巖石中的其它成分：如化石、水、油、氣等（二）、巖石結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(Texture)：一般是指組成巖石的礦物或碎屑個體本身的特征。由結(jié)晶的礦物所組成的巖石來說，包括礦物顆粒的大?。ㄏ鄬Υ笮『徒^對大?。⒔Y(jié)晶程度、自形程度等； 由碎屑組成的巖石（沉積巖）來講，是指碎屑顆粒的大小、磨圓度和分選性（即大小均一程度）等。 結(jié)構(gòu)反映了巖漿巖、

17、變質(zhì)巖形成的條件，如形成深度、冷凝速度或受力狀況等；反映了沉積巖的搬運距離、搬運介質(zhì)條件，甚至沉積速度等環(huán)境條件。所以反過來說，巖石的結(jié)構(gòu)特征是它們形成條件的一個重要記錄。 巖類結(jié)構(gòu)名稱 形 成 條 件巖漿巖類粒狀結(jié)構(gòu)(花崗結(jié)構(gòu))形成于緩慢冷卻條件,一般為地表以下較深處斑狀結(jié)構(gòu)部分早形成的礦物形成于較深處,其他形成于較淺處,前者為斑晶,后者為基質(zhì)隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)形成于較快速冷凝的地表或近地表條件玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)(非晶質(zhì)結(jié)構(gòu))迅速冷凝條件,多半形成于地表或水下 沉積巖類碎屑結(jié)構(gòu)形成于地表，經(jīng)過搬運滾動的條件，包括碎屑和膠結(jié)物泥質(zhì)結(jié)構(gòu)形成于較少流動的水體中或呈懸浮狀態(tài)搬運的條件下化學(xué)結(jié)構(gòu)形成于相對穩(wěn)定的沉積條

18、件生物碎屑結(jié)構(gòu)形成于生物繁盛的地表，但又經(jīng)過水體搬運而破碎的水下條件。變質(zhì)巖類變晶結(jié)構(gòu)形成于再度受熱或受壓的環(huán)境，也可能有新化學(xué)物質(zhì)加入的重結(jié)晶條件變余結(jié)構(gòu)形成于初步變質(zhì)的環(huán)境，溫度、壓力較低條件，保持有原巖結(jié)構(gòu)（3） 、巖石構(gòu)造巖石構(gòu)造(Structure)：是指由組成巖石的各種結(jié)晶礦物、未結(jié)晶的物質(zhì)成分或碎屑等物質(zhì)在巖石中的整體排列方式或分布均勻程度，以及固結(jié)的緊密程度等所顯示的巖石總體外貌特征。巖石的構(gòu)造也是在一定成因條件下形成的，所以具有成因意義。可以很好地反映其形成時的深度、溫度、壓力狀況或沉積巖形成時的水動力條件、搬運距離等。巖類構(gòu)造名稱形 成 條 件巖漿巖類塊狀構(gòu)造深處緩慢冷卻氣孔構(gòu)造地表噴出，快速冷卻杏仁構(gòu)造氣孔被后期次生充填流紋構(gòu)造地表噴出且有流動枕狀構(gòu)造水下噴發(fā)（多為海水中）沉積巖類層理構(gòu)造地