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文檔簡介

1、普通地質(zhì)學考研期末復習-知識體系與要點歸納普通地質(zhì)學知識體系與要點歸納(第三版 舒良樹)第一章 緒論:第一節(jié) 地質(zhì)學的研究對象地質(zhì)學的研究對象是地球,是研究地球的組織組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、地球形成與演化歷史以及地球表層各種作用、各種現(xiàn)象及其成因的學問。地球的構(gòu)成:由固體地球和覆蓋其上的水圈、生物圈和大氣圈構(gòu)成。固體地球又分為地殼、地幔(上地幔和下地幔)、地核(外核和內(nèi)核)三大圈層。地殼是厚度很?。ㄆ骄?0-40km)的固體外殼。地殼之下是厚約2900km的地幔,除上地幔內(nèi)有一厚約200km的軟流圈是固體與少量(1%-10%)液態(tài)物質(zhì)的混合體外,地幔的其他部分皆為固體。地殼加軟流圈之上的固體地幔合稱巖

2、石圈。具有一定規(guī)模的巖石圈塊體,成為板塊??煞譃榇笱蟀鍓K與大陸板塊。地核厚約3470km,外核為液態(tài),內(nèi)核為固態(tài)。構(gòu)成地球的各個層圈是彼此獨立又相互依存、相互聯(lián)系與彼此作用的;圈層間的相互作用使地球逐漸演化成一個具有強大活力而又復雜的系統(tǒng)。(例如:當大量熱物質(zhì)從地?;蛘吆酸_吔缟嫌浚⒁曰鹕交顒拥姆绞絿姵鰰r,噴出的物質(zhì)就參與到地殼、水圈、生物圈以及大氣圈之中;另一方面,一些堆積在海底且富含水、生物以及氣體的物質(zhì)通過俯沖作用可以沉入地幔中。地球不同層圈的物質(zhì)就這樣在不停地運動和循環(huán)著。)第二節(jié) 地質(zhì)學的任務1.指導人們尋找和開發(fā)礦產(chǎn)資源、能源和水資源2.有效地指導抵御自然災害3.研究地質(zhì)環(huán)境,保

3、護人體健康第三節(jié) 地質(zhì)學的研究內(nèi)容1.組成地球的物質(zhì) 目前深入研究的是組成地殼和上地幔的物質(zhì),主要包括元素、礦物、巖石(包括礦石和礦床)、不同尺度物質(zhì)的存在形式、特征、形成條件、分布規(guī)律及其利用。2.物質(zhì)的組成方式、形成、演化與分布 主要闡明地殼以及地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征,闡明其分布特征、形成條件與演化規(guī)律。3.地球的歷史4.應用問題5.地質(zhì)學的研究方法與手段6.綜合性研究第四節(jié) 地質(zhì)作用及其研究方法一、地質(zhì)作用(geological action):形成和改變地球的物質(zhì)組成、外部形態(tài)特征與內(nèi)部構(gòu)造的各種自然作用。分為內(nèi)力(endogenous)地質(zhì)作用與外力(exogenous)地質(zhì)作用。

4、內(nèi)力地質(zhì)作用:主要以地球內(nèi)熱為能源并主要發(fā)生在固體地球內(nèi)部,包括巖漿作用、構(gòu)造作用、地震作用、變質(zhì)作用、地球各層圈相互作用。外力地質(zhì)作用:主要以太陽能及日月引力能為能源并通過大氣、水、生物因素引起,包括地質(zhì)體的風化作用、重力滑動作用以及各種地殼表層載體(河流、冰川、地下水、海水、湖泊、風沙)的剝蝕作用、搬運作用、沉積作用、固結(jié)成巖作用。內(nèi)力地質(zhì)作用與外力地質(zhì)作用都同時受到重力和地球自轉(zhuǎn)力的影響。地質(zhì)學研究的主要任務就是研究各種地質(zhì)作用的過程及結(jié)果。二、地質(zhì)作用的特點1.地質(zhì)作用的地域特色:一方面,地質(zhì)作用的發(fā)生與發(fā)展具有共同規(guī)律;另一方面,不同地區(qū)往往出現(xiàn)不同的地質(zhì)作用,且同一類地質(zhì)作用在不同

5、地區(qū)往往具有特殊性。2.地質(zhì)現(xiàn)象的復雜性:從性質(zhì)上看,包括物理的、化學的、生物的;從規(guī)模上看,大到全球的宏觀現(xiàn)象,小到原子和離子的微觀過程。同時,地質(zhì)作用涉及生物、氣象、天文、地理等一系列學科領域。3.地質(zhì)作用過程的漫長性:例如海陸變遷、山脈隆起、海底擴張、巖漿侵位等過程需要很長時間,一般以百萬年為單位計算。但也有一些地質(zhì)作用過程的時間很短,如地震作用,往往在數(shù)秒至數(shù)十秒內(nèi)完成,但發(fā)震前的能量聚集過程時間很長。因而,人們難以對正在進行的地質(zhì)作用的全過程進行完整的觀察,對于地質(zhì)歷史中發(fā)生的地質(zhì)作用更不可能直接去了解;絕大多數(shù)地質(zhì)作用也難于用物理或化學方法加以重現(xiàn)。三、地質(zhì)作用的研究方法1.野外調(diào)

6、查:地質(zhì)現(xiàn)象是地質(zhì)作用的結(jié)果或產(chǎn)物。通過對地質(zhì)現(xiàn)象的觀察,可以找出地質(zhì)作用的特點與規(guī)律。因此,野外調(diào)查是研究地質(zhì)作用的前提和基礎。2.儀器測量:目前主要采取物理的、化學的、數(shù)學的、生物的以及信息技術(shù)的方法來提高對物質(zhì)的分辨能力、穿透能力、鑒定能力、模擬能力、遙感能力。3.理論分析:理論研究建立在豐富的地質(zhì)事實和數(shù)據(jù)的基礎之上,這是一個由表及里,由此及彼,去粗取精,去偽存真,由感性認識上升到理性認識的過程。在這一過程中要進行地質(zhì)思維,即運用地質(zhì)學知識和原理去研究問題。方法論:將今論古;以古論今,論未來。當代地質(zhì)學研究的指導理論:活動論。第五節(jié) 我國地學研究的若干地域優(yōu)勢一、青藏高原由若干來源不同

7、、成分各異的地質(zhì)塊體組成,經(jīng)歷了從陸到洋以及從洋到陸的復雜變遷。它是地球上最年輕的巨型造山帶,其最近一次大規(guī)模的山體隆升開始于距今約40Ma前,是特提斯洋關(guān)閉、印度板塊與歐亞板塊強烈碰撞的結(jié)果。這里有規(guī)模宏偉的平坦高原面,有全球最大的地殼厚度;較完好地保留有古大洋消亡的物質(zhì)記錄蛇綠巖套和大陸碰撞的證據(jù)高壓變質(zhì)帶。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、形成與演化歷史、隆升過程與機制,都是當代地質(zhì)學研究的熱點與前沿。二、西北黃土高原黃土是風沙地質(zhì)作用的產(chǎn)物。黃土顆粒細,土質(zhì)松軟,含有豐富的礦物質(zhì),利于耕作。西北地區(qū)石油、天然氣、煤、鋁土儲量巨大,但氣候干旱,植被稀疏,降水集中,水土流失嚴重。黃土成因研究。三、大別-秦

8、嶺高壓-超高壓變質(zhì)帶根據(jù)當代地質(zhì)學理論,當一個板塊俯沖到另一個板塊之下時,將產(chǎn)生巨大的擠壓應力,導致結(jié)合帶的地殼淺部發(fā)生高壓低溫變質(zhì)作用,產(chǎn)生藍閃石、硬玉等礦物,形成高壓變質(zhì)巖;當俯沖陸塊到達地下100km甚至更深部位時,就會發(fā)生超高壓變質(zhì)作用,產(chǎn)生柯石英和金剛石礦物,形成超高壓變質(zhì)巖(含柯石英金剛石榴輝巖)。之后,通過特殊的構(gòu)造方式折返到地殼中-淺部位,構(gòu)成高壓-超高壓變質(zhì)帶(HP-UHP metamorphic zone)。四、云南澄江動物群一個寒武紀初期的多門類動物化石群。這個化石群以多門類海生軟軀體和保存有軟體部分的無脊椎動物化石為代表,命名為澄江動物群。展現(xiàn)億年前各種各樣動物在生命大

9、爆發(fā)時期迅速起源的面貌,揭示出生活在現(xiàn)今地球上的各個動物門類在寒武紀初期幾乎都出現(xiàn)的事實。為動物起源大爆發(fā)提供了解答證據(jù),為闡明寒武紀早期地球演化的奧秘提供了重要線索。五、遼西熱河動物群遼西地區(qū)中生代晚期的化石命名為熱河動物群。發(fā)現(xiàn)脊椎動物絕大部分門類的化石和許多新的種類,包括早期鳥類(孔子鳥、華夏鳥、遼西鳥、中華龍鳥、中華神州鳥等)、長羽毛的恐龍、奇特的水生蜥、完整的張和獸和熱河獸等珍貴化石。六、陸相生油盆地早先油氣地質(zhì)理論:只有未經(jīng)受后期劇烈構(gòu)造-巖漿作用的大型海相碳酸鹽巖地層和盆地才有大油田。陸相地層和盆地中沒有大油田。在中國東部晚中生代-古近紀的大規(guī)模陸相盆地帶中找到一系列大型油氣田,

10、如大慶、遼河、渤海灣、大港、勝利油田等,還有中國西南部、西部腹陸地區(qū)發(fā)現(xiàn)四川、陜甘寧、塔里木、吐魯番-哈密、準噶爾等大型油氣田。陸相地層和盆地成油理論。七、滇黔桂喀斯特地貌喀斯特地貌:指碳酸鹽巖等可溶性巖石在水的溶蝕和機械作用下所形成的各種地貌。八、華南花崗巖華南中生代花崗質(zhì)火山-侵入雜巖面積達到大規(guī)模,而同期基性巖不到火成巖總量的10。這種火成巖的成分比例無法用傳統(tǒng)地幔巖漿熔離結(jié)晶理論來解釋。華南花崗巖的時代具有從北西向南東逐漸變新的趨勢,導致大陸地殼多期、幕式生長。與中生代花崗巖類有關(guān)的礦產(chǎn)豐富,為歷史之最。有全國最大規(guī)模的花崗質(zhì)火山巖型鈾礦和花崗巖型鈾礦,花崗斑巖型銅礦。小結(jié)1.地質(zhì)學是

11、研究地球的科學。在解決自然科學理論問題的過程中,在指導人們尋找礦產(chǎn)資源、能源、水資源以及和自然災害作斗爭并維護人類健康的實踐中,均有重大意義。2.地質(zhì)學研究的內(nèi)容包括組成地球的物質(zhì)、地球的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、地球的歷史、應用問題、綜合性研究以及方法學研究。3.地質(zhì)作用包括內(nèi)力地質(zhì)作用與外力地質(zhì)作用兩大類型。地質(zhì)作用改變著地球的面貌,從不停息。促使地質(zhì)作用進行的能量主要來自地球內(nèi)能和太陽能。4.“將今論古”、“以古論今,論未來”及“活動論”是地質(zhì)學思維的三大方法論。重要術(shù)語地質(zhì)學、地質(zhì)作用、內(nèi)力地質(zhì)作用、外力地質(zhì)作用、地域優(yōu)勢復習思考題1.地質(zhì)學研究的對象、重點。2.地質(zhì)學研究的內(nèi)容有哪些主要方面?3.

12、地質(zhì)學的意義4.地質(zhì)作用的定義及特點5.內(nèi)力地質(zhì)作用與外力地質(zhì)作用6.理解地質(zhì)學研究的方法學7.舉例說明我國獨特的地域特色和地學研究優(yōu)勢第二章 礦物地殼元素豐度(克拉克值):地殼元素的平均含量與總質(zhì)量的比值。O、Si、Al、Fe、Ga、Mg、Na、K 8種元素占第一節(jié) 礦物的概念一、礦物的定義礦物:由地質(zhì)作用形成的,在正常情況下呈結(jié)晶質(zhì)的元素或無機化合物,是組成巖石和礦石的基本單元。準礦物:其產(chǎn)出狀態(tài)、成因和化學組成等方面均具有與礦物相同的特征,但不具有結(jié)晶構(gòu)造的均勻固體。(A型蛋白石和水鋁石英)二、晶體、非晶體與準晶體晶體:是其內(nèi)部原子或離子在三維空間呈周期性平移重復排列的固態(tài)物質(zhì)。習慣上,

13、“晶體”是指具有幾何多面體外形的晶體,而將不具有幾何多面體外形的晶體稱為晶粒。晶體是由結(jié)晶質(zhì)構(gòu)成的物體,因此除個別特例外,礦物均屬于晶體。結(jié)晶質(zhì):原子或離子在三維空間呈周期性平移重復排列的固體。晶體結(jié)構(gòu):晶體內(nèi)部原子、離子或分子呈有序排列的狀態(tài)。不同晶體,其內(nèi)部原子、離子或分子的種類和排列方式不同,故具有不同的晶體結(jié)構(gòu)。非晶質(zhì)體:內(nèi)部的原子或離子在三維空間不呈規(guī)律性重復排列的固體。非晶質(zhì)。同質(zhì)多象:相同化學成分的物質(zhì)在不同的環(huán)境條件(溫度、壓力等)下,可以形成不同的晶體結(jié)構(gòu),從而成為不同的礦物。C原子:石墨 中低級變質(zhì)條件,金剛石 超高壓條件。兩者成分相同但物理性質(zhì)不同。類質(zhì)同象:礦物晶體結(jié)構(gòu)

14、中的某種原子或離子可以部分地被性質(zhì)相似的他種原子或離子替代而不破壞其晶體結(jié)構(gòu)。如橄欖石中的Mg離子與Fe離子。晶體因為內(nèi)部原子、離子或分子排列規(guī)則,故在有足夠生長空間的情況下,它們能長成規(guī)則的幾何多面體外形。晶面:包圍晶體的平面。幾何多面體的晶體外形是其格子構(gòu)造在宏觀上的反映。如白云石棱面體,磁鐵礦八面體,石鹽立方體,分別由6個棱形的晶面,8個等邊三角形的晶面,6個正方形的晶面構(gòu)成。多數(shù)礦物晶體由幾種不同形狀和大小的晶面聚合而成,如普通角閃石、普通輝石。由于受到自由生長空間的限制,多數(shù)晶體晶面發(fā)育不完整,或完全沒有晶面,從而形成外形不規(guī)則的晶粒(晶體)。晶粒大小不一,較粗的用肉眼或放大鏡就可以

15、看出來者,成為顯晶質(zhì);若晶粒細微,要通過顯微鏡才能加以分辨,則稱為隱晶質(zhì)。非晶質(zhì)體:由非晶質(zhì)構(gòu)成。由火山噴發(fā)出來的部分物質(zhì)因冷凝極快,來不及結(jié)晶,則形成非晶質(zhì)體,稱火山玻璃;若條件變化,非晶質(zhì)體可向晶質(zhì)體轉(zhuǎn)化。準晶體:一種新的凝聚態(tài)固體,其內(nèi)部的原子或離子既不像非晶體那樣完全無序分布,又不像晶體那樣呈三維周期性平移有序排列。準晶體的粒徑一般只達微米級。(目前尚未發(fā)現(xiàn)天然產(chǎn)出的由地質(zhì)作用形成的準晶體。)第二節(jié) 礦物手標本的鑒定特征對于礦物手標本,一般可根據(jù)形態(tài)、物理與化學性質(zhì)及特征來識別和鑒定。一、礦物的形態(tài)(單體的形態(tài),集合體的形態(tài))1.礦物單體的形態(tài)礦物的單體:一向伸長,柱狀或針狀體;兩向延

16、展,板狀或片狀體;三向等長,立方體或八面體。晶體除單個生長外,還可由兩個或多個同種晶體按一定的相對方位關(guān)系連生在一起,稱雙晶。雙晶常表現(xiàn)出特征性形態(tài),如石膏的燕尾雙晶、十字石的十字雙晶。2.礦物集合體的形態(tài)由礦物單體組成的聚集體,稱為集合體。每一種礦物的集合體往往各自具有某種習慣性的形態(tài)。礦物單體一向伸長,其集合體常為纖維狀或針、柱狀;單體兩向延伸,集合體板狀、鱗片狀;單體三向等長,集合體常為粒狀(肉眼能分辨顆粒界線時),或塊狀(肉眼不能分辨顆粒界線時)。塊狀集合體中堅實者,稱為致密塊狀,疏松者,稱為土狀。特殊形態(tài)集合體:放射狀:長柱狀或針狀礦物以一點為中心,向外呈放射狀排列,如紅柱石。晶簇:

17、在巖石裂隙中或空洞中長成的晶形完整的晶面群,如石英或方解石晶簇。鮞狀和豆狀:由圓球狀礦物組成的集合體。圓球內(nèi)部有同心層構(gòu)造,大小似魚卵者稱為鮞狀,如鮞狀赤鐵礦;大小如豆者稱為豆狀,如豆狀赤鐵礦。鐘乳狀:形似冬季屋檐下凝結(jié)之冰錐,橫截面呈圓形,內(nèi)部具有同心層狀構(gòu)造,有時還兼有放射狀構(gòu)造。葡萄狀與腎狀:形似葡萄串者稱為葡萄狀,形如腎者稱為腎狀;其內(nèi)部均具有同心層狀或放射狀構(gòu)造。結(jié)核狀:呈不規(guī)則的球形或橢球形者,稱為結(jié)核體,其內(nèi)部有時具有同心層狀或放射狀構(gòu)造。二、礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)包括光學性質(zhì)、力學性質(zhì)、磁性、電性等。礦物的光學性質(zhì)是指礦物在可見光作用下所表現(xiàn)的性質(zhì),如透明度、光澤、顏色與

18、條痕;礦物的力學性質(zhì):指礦物在外力作用下所表現(xiàn)的性質(zhì),如硬度、解理、斷口等。1.透明度:指礦物透過可見光的能力。一般,能被光線從礦物薄片(厚)透過者,稱為透明礦物;不能透過光線者,稱不透明礦物。2.光澤:指礦物對可見光的反射能力。根據(jù)反射能力強弱分為:金屬光澤(方鉛礦)、半金屬光澤(磁鐵礦)、非金屬光澤(金剛光澤(金剛石)和玻璃光澤(方解石、石英晶面)礦物表面不平坦或成集合體時,光澤減弱,或出現(xiàn)特殊光澤:油脂光澤、土狀光澤。顏色:自色、他色、假色條痕硬度:礦物抵抗外力作用的強度。在肉眼鑒定中,主要指礦物抵抗外力刻劃的能力。硬度大小主要由礦物內(nèi)部原子、離子或分子聯(lián)結(jié)力的強弱所決定。摩氏硬度計:1

19、滑石 2石膏 3方解石 4螢石 5磷灰石 6正長石 7石英 8黃玉 9剛玉 10金剛石指甲,銅鑰匙3,小鋼刀,窗玻璃6解理:晶體受到外力打擊時能夠沿著一定結(jié)晶方向分裂成平面(即解理面)的能力。這種性能受內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特征所制約。因為晶體內(nèi)部沿不同方向原子、離子或分子之間距離不等,原子、離子、分子間的引力大小不就同,解理面的方向總是沿著面網(wǎng)(內(nèi)部原子、離子、分子排列而成的平面)之間聯(lián)結(jié)力最弱的方向發(fā)生。密度最大的面網(wǎng),間距最大,聯(lián)結(jié)力最弱,因此解理容易沿這種面網(wǎng)發(fā)生。根據(jù)解理的完好程度,分為極完全、完全、中等、不完全解理。斷口:礦物受外力打擊后不沿固定的結(jié)晶方向開裂而形成的斷裂面。貝殼狀、參差狀、鋸

20、齒狀、平坦狀。斷口主要見于解理不發(fā)育的礦物或礦物集合體中,如石英。密度:輕,中,重磁性:磁鐵礦、磁黃鐵礦能被普通磁鐵吸引,而自然鉍被磁鐵排斥。第三節(jié) 常見礦物一、礦物的分類1.自然元素礦物:自然金、自然銅、自然硫、金剛石和石墨。2.硫化物及其類似化合物礦物:黃鐵礦、毒砂。3.鹵化物礦物:氟化物類與氯化物類,螢石、石鹽。4.氧化物和氫氧化物礦物:石英、剛玉、水鎂石。5.含氧鹽礦物:(1)碳酸鹽類(方解石)、硝酸鹽類(鈉硝石)、硼酸鹽(硼鎂石)類;(2)硫酸鹽類(硬石膏)、鎢酸鹽類(白鎢礦)、磷酸鹽(獨居石)類、砷酸鹽類、釩酸鹽類;硅酸鹽類;(3)硅酸鹽類礦物,種類多,分布廣,占地殼總質(zhì)量75,如

21、長石、云母、輝石。二、常見礦物1.自然元素礦物:石墨2.硫化物及其類似化合物礦物:黃鐵礦、黃銅礦、輝銻礦、方鉛礦、閃鋅礦3.氧化物礦物:石英、剛玉、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、硬錳礦4.鹵化物礦物:螢石5.含氧鹽礦物:(1)碳酸鹽礦物:方解石、白云石、孔雀石;(2)硫酸鹽礦物:硬石膏、石膏、重晶石;(3)磷酸鹽礦物:磷灰石;(4)硅酸鹽礦物:為金屬陽離子與各種硅酸根相化合而成的含氧鹽礦物。這類礦物均含氧與硅,以及一種或幾種金屬陽離子。其結(jié)構(gòu)中一個硅周圍都有四個樣連結(jié)它們的中心呈四面體狀,稱為硅氧四面體。硅氧四面體間可共用氧而聯(lián)結(jié)成島狀、鏈狀、層狀、架狀等。硅氧四面體是一切硅酸鹽礦物的基本結(jié)構(gòu)單位。

22、如橄欖石、石榴子石、紅柱石、藍晶石、矽線石、綠簾石、海綠石、硅灰石、透輝石、普通輝石、普通角閃石、透閃石、藍閃石、化石、蛇紋石、高嶺石、白云母、黑云母、綠泥石、長石、電氣石。長石:是硅酸鹽礦物中分布最廣泛的礦物,約占地殼質(zhì)量的50。包括三個基本組分:鉀長石(代號Or)、鈉長石(Ab)、鈣長石(An)。鉀長石與鈉長石因其中含有堿質(zhì)元素K與Na,故常稱堿性長石(alkali feldspar)。鈉長石常與鈣長石按不同比例混溶在一起,組成類質(zhì)同象系列:鈉(Ab100-99An0-10)奧中拉培鈣(Ab10-0An90-100)。本章小結(jié)1.克拉克值是地殼元素豐度。其用質(zhì)量分數(shù)來表示,常量元素的單位一

23、般為,微量元素單位有g(shù)/t或10的-6次(百萬分之一)。2.地殼含量最高的元素是O、Si、Al、Fe、Ga、Mg、Na、K,它們總含量占地殼質(zhì)量的,前五種占。3.礦物是由地質(zhì)作用形成的,在正常情況下呈結(jié)晶質(zhì)的元素或無機化合物,是組成巖石和礦石的基本單元。4.晶體是其內(nèi)部原子或離子在三維空間呈周期性平移重復排列的固態(tài)物質(zhì)。除個別特例以外,礦物都屬于晶體。5.相同化學成分的物質(zhì)在不同的環(huán)境條件(溫度、壓力等)下可以形成不同的晶體結(jié)構(gòu),從而成為不同的礦物,此現(xiàn)象稱同質(zhì)多象。礦物晶體結(jié)構(gòu)中的某種原子過離子可以部分地被性質(zhì)相似的他種原子或離子替代而不破壞其晶體結(jié)構(gòu),此現(xiàn)象稱類質(zhì)同象。6.礦物單體了集合體

24、都可以形成特征性形態(tài)。礦物形態(tài)是識別礦物的標志之一。7.按透過光線的能力,礦物可以分為透明的與不透明的兩類。8.按礦物對可見光的反射能力,可分為金屬光澤、半金屬光澤、非金屬光澤三類。前兩類是不透明礦物的特征,后者是透明礦物的特征。9.礦物的顏色是鑒定礦物的重要特征。10.條痕是礦物粉末的顏色。對鑒定不透明礦物有重要意義。11.摩氏硬度計由10種礦物組成,利用摩氏硬度計可以測定礦物的相對硬度。12.解理面是礦物受打擊后沿一定的結(jié)晶方向分裂而形成的平面。斷口是礦物受打擊之后形成的、不沿固定結(jié)晶方向的破裂面,它總是不平坦的。13.硅氧四面體是一切硅酸鹽礦物都具有的基本結(jié)構(gòu)單位。其特點是每一個硅周圍有

25、四個氧。14.石英、鉀長石、斜長石、云母、角閃石、輝石、橄欖石是自然界出露最廣泛的礦物,在造巖礦物中占有極其重要的地位。15.按礦物的化學成分及化學性質(zhì),可劃分為自然元素、硫化物及其類似化合物、鹵化物(包括氟化物類與氯化物類)、氧化物和氫氧化物礦物、含氧鹽礦物等類型。含氧鹽礦物可細分為碳酸鹽類、硝酸鹽類、硼酸鹽類礦物、硫酸鹽類、鎢酸鹽類、磷酸鹽類、砷酸鹽類和釩酸鹽類礦物、硅酸鹽類礦物等。16.硅酸鹽類礦物種類多,含量高,分布廣,占地殼總質(zhì)量的75。17.礦物用途:(1)原料,提取有用成分,或直接用以生產(chǎn)其他產(chǎn)品;(2)利用礦物的某種特殊性能直接作為材料使用。重要術(shù)語克拉克值、復習思考題1. 組

26、成地殼的元素有哪些豐度如何2. 解釋:晶質(zhì)、非晶質(zhì)。第3章 巖漿作用與火成巖火成巖又稱巖漿巖,是三大類巖石的主體,占地殼巖石體積的。由巖漿冷凝形成,是巖漿作用的最終產(chǎn)物。巖漿作用是指巖漿發(fā)育、運動、冷凝固結(jié)成為火成巖的作用,包括侵入與噴出作用。一、噴出作用與噴出巖1.巖漿:地下高溫熔融物質(zhì),溫度650-1400,一般為800-1200。其成分除硅酸鹽外,可含有少量碳酸鹽、氧化物等,并溶解有1-8以水為主的揮發(fā)性物質(zhì)。一般存在于地下數(shù)千米到數(shù)萬米。在巖石的強大壓力下,其中揮發(fā)性物質(zhì)主要呈溶解狀態(tài),部分呈氣泡狀態(tài)存在。是具有較大黏性的流體。黏性大小的影響因素:化學成分、溫度、氣泡與揮發(fā)物?;瘜W成分

27、的影響:主要由兩部分-Si和部分Al的氧化物,構(gòu)成巖漿中的絡陰離子;Fe、Mg、Ca、Na、K等金屬離子構(gòu)成的陽離子。Si、Al的含量和Fe、Mg、Ca的含量互為消長。當Si、Al的含量較低時,巖漿黏性小;Si、Al的含量較高時,產(chǎn)生體積較大且結(jié)構(gòu)復雜的絡陰離子,妨礙巖漿自由變形,提高了巖漿黏性。因此,巖漿中硅氧四面體或硅鋁氧化物含量越高,則巖漿黏性越大。溫度的影響:溫度越高,黏性越??;溫度越低,黏性越大。因此,同種化學成分的巖漿因溫度不同,其黏性就有明顯差異。氣泡與揮發(fā)物:巖漿中氣泡與呈溶解狀態(tài)的揮發(fā)物的多少也影響巖漿的黏性。氣泡多黏性大,氣泡少黏性小。呈溶解狀態(tài)存在的揮發(fā)物數(shù)量與氣泡作用相

28、反。巖漿黏性的大小和揮發(fā)物的含量決定了火山噴發(fā)的猛烈程度。2.噴出作用與噴發(fā)產(chǎn)物噴出作用:巖漿噴出地表,冷凝固結(jié)的過程。又稱火山作用。伴隨地下大量物質(zhì)在短時間內(nèi)上涌,向外噴發(fā)釋放。噴發(fā)物:氣體、固體、液體。1. 氣體噴發(fā)物:溶解在巖漿中的揮發(fā)性成分在圍壓降低的條件下,會以氣體形式分離出來(產(chǎn)生原因)。由于氣體具有高度活動性,故氣體的噴發(fā)是火山噴發(fā)的前導,而且貫穿于火山噴發(fā)的始終(氣體噴發(fā)的指示性意義)。氣體以水蒸氣為主,其含量常達60以上。此外,還有二氧化碳、硫化物(硫化氫、硫的氧化物),以及少量一氧化碳、氫氣、氯化氫、氨氣、氯化銨、氟化氫等(成分組成)?;鹕絿姲l(fā)的氣體量往往很大。氣體溢出狀況

29、變化預示著火山活動的進程(前中后)。如果逸出量越來越多,氣體中硫質(zhì)成分越來越濃,氣體溫度越來越高,就是大規(guī)?;鹕絿姲l(fā)的預兆。如果氣體逸出量逐漸減少,氣體中二氧化碳成分逐漸增多而硫質(zhì)成分逐漸減少,且氣體溫度逐漸降低,則意味著火山噴發(fā)活動在減弱。大規(guī)模火上噴發(fā)結(jié)束后,在相當長時間內(nèi)還可能有少量溫度較低的氣體徐徐逸出。2. 固體噴發(fā)物:氣體的膨脹力、沖擊力、噴射力將地下已經(jīng)冷凝或半冷凝的巖漿物質(zhì)炸碎并拋射出來;未冷凝的巖漿則成為團塊、細滴或微末被擊濺出來,在空中冷凝成為固體。此外,火山通道周圍的巖石也可以被炸碎并拋出來(火山碎屑物的三種來源)。所有這些噴出地表的巖漿冷凝物質(zhì)及圍巖碎塊就構(gòu)成了火山爆發(fā)

30、的固體產(chǎn)物,統(tǒng)稱為火山碎屑物。分類:火山碎屑物按其性質(zhì)與大小,分為:火山灰、火山礫、火山渣、火山彈、火山塊。(1)火山灰:粒徑<2mm,的細小火山碎屑物(物理性質(zhì)描述,有欠缺)。火山灰云中含有大量二氧化硫、二氧化碳、氯化物、甲烷等氣體(化學成分)。窒息。會使進入對流層紫外線的輻射增加,加速光化學煙霧形成,使環(huán)境惡化,破壞臭氧層?;鹕交议L時間遮擋太陽光,會使地球氣溫下降、變冷。并且,火山灰中含有1100左右的二氧化硅化合物,進入發(fā)動機,吸附積累在渦輪葉片上,嚴重可導致發(fā)動機停轉(zhuǎn)(火山灰危害)。(2)火山礫:粒徑2-50mm,形態(tài)不規(guī)則,常為棱角。(3)火山渣:粒徑數(shù)厘米至數(shù)十厘米,外形不規(guī)

31、則,多孔洞,似爐渣,其中色淺、質(zhì)輕、能浮于水者稱浮巖。(4)火山彈:粒徑>50mm,由噴出的巖漿滴在空中冷凝而成。外形多樣,常見紡錘狀、球狀、次圓狀。火山彈外殼常因快速冷凝收縮稱裂紋,內(nèi)部多孔洞。(5)火山塊:粒徑>50mm,常為棱角狀。火山碎屑巖:由火山碎屑物堆積并固結(jié)而成的巖石。其中,由火山灰組成者,為凝灰?guī)r;由火山礫及火山渣組成者,為火山角礫巖;由火山塊組成者為集塊巖。不同粒徑的火山碎屑物混雜者,復合命名。3. 液體噴發(fā)物:液體噴發(fā)物稱為熔巖,是噴出地表而喪失了氣體的巖漿??梢匝氐孛嫘逼禄蛏焦攘鲃樱淝岸顺噬酄?,稱為熔巖流。熔巖因黏性不同,流動能力不同。分布面積廣的熔巖流,為

32、熔巖被。巖石導熱性差,熔巖的外殼雖已冷凝或基本冷凝,而其內(nèi)部仍可保持熔融狀態(tài),并繼續(xù)流動。在內(nèi)部熔體流動的推擠力以及因外殼冷凝產(chǎn)生的收縮力作用下,熔巖表面常發(fā)生變形。表面比較光滑,呈波狀起伏,或扭曲似繩索狀者,稱為波狀熔巖或繩狀熔巖;這是黏性較小、流動性較強的熔巖所常有的。熔巖表層破碎成大小不等的棱角狀塊體并雜亂堆積者,稱為塊狀熔巖;這是黏性大、流動能力較弱的熔巖所常有的。黏性較小的巖漿噴出地表后在接近噴出口的地方常形成波狀熔巖或繩狀熔巖,在遠離噴出口的地方因熔巖溫度降低、黏性增大可過渡為塊狀熔巖。熔巖在散熱過程中,其表面常形成無數(shù)冷凝收縮中心。如果巖石結(jié)構(gòu)均勻,這些收縮中心將呈均勻而等距離的

33、排列,并垂直于聯(lián)結(jié)收縮中心的直線方向處,因張力作用而裂開,其裂塊橫切面多呈六邊形。隨著熔巖由表層向內(nèi)部進一步冷凝,六邊形裂塊最終會將整個熔巖層變成一個個的六方柱,稱為柱狀節(jié)理。在發(fā)育不理想時,柱狀節(jié)理的橫切面也可以呈四邊形、五邊形、七邊形。較粗的固體噴發(fā)物及熔巖一般就地堆積,在地面構(gòu)筑起一定規(guī)模的山體,稱為火山。火山高度由數(shù)米到數(shù)千米。典型的火山外表形似錐狀,稱為火山錐?;鹕藉F的坡腳,最大35°-45°。錐頂常有圓形洼坑,是火山物質(zhì)噴溢的出口,稱為火山口。火山口的直徑范圍由數(shù)米到數(shù)千米?;鹕娇谙掠谐使軤畹耐ǖ琅c地下巖漿的源區(qū)-巖漿房相連,稱為火山通道。充填于火山通道上部已冷

34、凝的巖漿稱火山頸。火山噴發(fā)方式:中心式噴發(fā)和裂隙式噴發(fā)。中心式噴發(fā):巖漿沿管狀通道上涌,從火山口中噴出。其火山錐形態(tài)在平面上多為圓形或橢圓形。裂隙式噴發(fā):巖漿沿地殼中狹長裂縫(斷裂帶)噴出。裂隙式噴發(fā)的火山錐形態(tài)通常是不典型的。由火山噴發(fā)物形成的巖石統(tǒng)稱噴出巖,或火山巖,包括火山碎屑巖和熔巖。熔巖是從火山口噴溢,經(jīng)過流動并冷凝固結(jié)的,一般由斑晶及周圍玻璃質(zhì)兩部分組成。巖漿在地殼淺部的火山通道內(nèi)冷凝而成的巖石(如組成火山頸的巖石)稱為次火山巖。3、 噴出巖漿的類型及其噴發(fā)特征巖漿的化學成分對巖漿的性質(zhì)及其噴發(fā)特征起決定作用。根據(jù)二氧化硅含量對巖漿進行分類:<45,超基性巖漿;45-52基性

35、巖漿;52-65中性巖漿;>65酸性巖漿。巖漿中二氧化硅含量越大,黏性越大(記住書上的表格)。1. 超基性巖漿及其噴發(fā)特征超基性巖漿的二氧化硅含量在30-40之間,富含鐵、鎂氧化物,缺少鈉、鉀氧化物。目前尚未見到正在噴發(fā)超基性熔巖的火山,但在地質(zhì)歷史中曾經(jīng)存在由超基性巖漿噴發(fā)所形成的熔巖,稱為科馬提巖。巖石中氧化鎂的含量高達20以上。在大的橄欖石晶體中發(fā)育大量裂縫,所有裂縫均被細小的橄欖石及輝石骸晶集合體所填充,形成典型的鬣刺結(jié)構(gòu)。在顯微鏡下,細小的橄欖石骸晶呈長條狀聚集在一起,形如草捆。這種結(jié)構(gòu)說明熔巖冷凝速度較快。2. 基性巖漿及其噴發(fā)特征3. 基性巖漿又稱玄武巖漿。其巖漿溫度一般為

36、1000-2000,黏性一般較小。玄武巖是其主要的熔巖類型。由于大部分基性巖漿的黏性低,噴發(fā)時巖漿的氣體容易溢出,因而一般不引起強烈爆炸,不形成大規(guī)?;鹕交抑r漿常呈涌流狀外溢。裂隙式噴發(fā)正是玄武巖漿噴發(fā)所特有的特征。如為中心式噴發(fā),所形成的熔巖錐外形常為盾型。其錐坡角一般只有2°-4°,錐頂平,稱為盾狀火山錐。規(guī)模較大,錐體基部直徑可達數(shù)千米到數(shù)萬米。如果其錐坡較陡,規(guī)模較小,稱其為熔巖錐。此外,某些黏性較大的基性巖漿主要噴發(fā)火山礫、火山彈、火山渣,它們堆積而成為熔渣錐,其特點是椎體幾乎全由較粗的火山碎屑物組成,錐坡角可達30°,錐頂有明顯的火山口,錐體規(guī)模不

37、大,高一般為數(shù)十米到數(shù)百米。4. 陸地上噴發(fā)的基性熔巖多具有波狀或繩狀外貌,少數(shù)呈塊狀熔巖。5. 海底噴發(fā)的玄武巖常形成枕狀構(gòu)造:主要是由形似枕頭的熔巖聚集而成,枕間常有火山碎屑物或硅質(zhì)充填。枕體或相互重疊、連接,或分散孤立產(chǎn)出,具“頂凸底平”的特點。枕體表面較光滑,常有縱向及橫向溝紋。枕狀構(gòu)造的成因:由于巖漿在海底噴出后其外部迅速冷凝固結(jié),構(gòu)成硬殼,而內(nèi)部高溫熔體的擠壓則使硬殼破裂、高溫熔體外溢冷凝,形成新的硬殼。如此反復作用,就會形成枕狀熔巖。玄武巖常呈黑色,致密,常有氣孔,密度較大。由輝石、斜長石組成。柱狀節(jié)理發(fā)育。泛流玄武巖:地質(zhì)歷史時期中,曾有大面積(超過十幾萬平方公里)、大厚度(厚

38、達數(shù)千米)的玄武巖產(chǎn)出,這種分布范圍廣闊且厚度巨大的玄武巖稱為泛流玄武巖。它是通過多次裂隙式噴發(fā)逐漸堆積而形成,見于冰島、印度德干高原、美國哥倫比亞高原、巴西南部高原等地。我國云南、貴州與四川交接地帶有億年前形成的泛流玄武巖,稱為峨眉山玄武巖,其分布面積多達30多萬平方千米,厚逾3000m。3. 中性與酸性巖漿及其噴發(fā)特征中性巖漿又稱安山巖漿,巖漿溫度約900-1000,安山巖是其主要熔巖類型,由中性斜長石和角閃石組成。酸性巖漿又稱花崗質(zhì)巖漿,巖漿溫度約為650-800。流紋巖是其主要熔巖類型,由石英、鉀長石和鈉長石組成。這兩種巖漿黏性均較大,尤以酸性巖漿為甚。由于巖漿黏性大,噴發(fā)常很猛烈。當

39、巖漿移近底表時,巖漿中的揮發(fā)性物質(zhì)將大量轉(zhuǎn)變成氣泡,并在巖漿房上部匯集。含有豐富氣泡的巖漿,黏性很大,運動困難,其上部先凝固,如同瓶塞堵住火山通道,下面的氣體無法逸出,一旦氣體積聚的膨脹力超過上覆巖石的壓力,在地下某一深度上就會發(fā)生爆炸,使爆炸面以上已經(jīng)冷凝或半冷凝的巖漿,以及周圍的巖石被炸碎,形成大量固體噴發(fā)物并迸濺出大量巖漿滴。在固體大量噴出之,巖漿繼而溢出。如爆炸面的深度大,則上覆巖石的壓力也大。在這種情況下,氣體爆炸造成的固體噴發(fā)物就如同炮彈從炮筒中射出一般,直沖云霄。如爆炸面深度較淺,則外部壓力較小,氣體爆炸造成的固體噴發(fā)物,伴隨著水與二氧化碳等氣體沿火山口邊緣外溢,并在重力支配下沿

40、山坡傾瀉而下。爆裂式噴發(fā)最具災害性,常造成極嚴重破壞。中酸性巖漿的噴發(fā)物常堆積稱為復式火山錐。特點:錐體由火山碎屑巖和火山熔巖交互而成,錐坡陡,上部傾角可達30-40°,下部略緩。錐體高度由數(shù)百米到數(shù)千米,如日本的富士山。如果巖漿黏度很大,火山只噴出固體物質(zhì),則不溢出熔巖;有時已冷凝的火山頸塞會被強大的氣體向上頂出,成為高大的碑峰。中性熔巖的顏色一般較玄武巖略淺,而酸性熔巖的顏色屬于淺色,陸地形成的多呈紫紅色,水下形成的多呈淡綠色。4、 火山噴發(fā)的間歇性火山噴發(fā)是火山快速釋放物質(zhì)的過程;而物質(zhì)的補充,即地下巖漿物質(zhì)與能量的儲集則需要一定時間。因此火山噴發(fā)表現(xiàn)出間歇性和階段性,噴發(fā)間歇

41、期長短不一;有的數(shù)年,數(shù)十年,甚至數(shù)百年或更長。火山經(jīng)過連續(xù)多次噴發(fā)以后,巖漿房空虛,火山錐體因失去支撐而發(fā)生崩塌與陷落,后繼的噴發(fā)活動也可將火山錐原有上部炸毀。如此等等,均能造成比原有火山口大得多的洼地,稱為破火山口。洼地常積水成湖,稱為火山口湖。此外,在火山活動的不同階段,巖漿的成分及其噴發(fā)性質(zhì)會發(fā)生變化。早期多噴發(fā)基性巖漿,后期可噴發(fā)中性甚至酸性巖漿;有時情況相反。無論間歇期多長,凡在人類歷史時期有過活動的火山,都稱為活火山。人類歷史中未曾噴發(fā)過的火山,則稱死火山。6、 火山噴發(fā)對氣候的影響火山噴發(fā)的巨量氣體和灰塵進入同溫層,導致新的氣膠溶數(shù)量急劇增加。同溫層霾霧遮擋太陽輻射,使同溫層增

42、溫,而大氣層和地球表面則降溫。火山噴發(fā)出的大量二氧化碳導致大氣中二氧化碳,增加對地表長波輻射的吸收,使氣溫升高,這是溫室效應。但與人類活動相比造成的溫室效應,為次要。7、 世界火山的分布地球上已知的活火山共約518座,集中在以下地帶:環(huán)太平洋火山帶、地中海-印度尼西亞火山帶、洋脊火山帶、紅海沿岸與東非火山帶。(1) 環(huán)太平洋火山帶:從南北美洲西岸、阿拉斯加西岸,經(jīng)阿留申群島、堪察加半島、日本群島、菲律賓群島到新西蘭。這一火山帶的位置正好環(huán)繞太平洋,因而有火環(huán)之稱。環(huán)太平洋火山帶主要噴發(fā)中、酸性巖漿,尤其以噴發(fā)安山巖漿為特征。南美洲西岸安第斯山脈的安山質(zhì)熔巖極為典型,安山巖一名源于此地。噴發(fā)安山

43、巖漿的火山只分布在環(huán)太平洋四周大陸的邊緣和島嶼上,不見于大洋內(nèi)部,在大洋內(nèi)部只噴發(fā)基性巖漿,兩者界線鮮明,這一界線稱為安山巖線。(2) 地中海-印度尼西亞火山帶:這一火山帶噴發(fā)的巖漿性質(zhì)從基性到酸性均有,不同的火山表現(xiàn)不同,同一火山的不同噴發(fā)階段也有變化。(3) 洋脊火山帶:分布于太平洋、大西洋、印度洋的洋脊部位。有的火山在水下噴發(fā),有的火山已露出水面,成為火山島。洋脊是綿延全球各大洋洋底的海底山脈,發(fā)育火山活動與地震。(4) 紅海沿岸與東非火山帶。環(huán)太平洋火山帶與地中海-印度尼西亞火山帶都是板塊的斂合帶,洋脊火山帶和紅海-東非火山帶是板塊的分裂帶,規(guī)律性很強。(結(jié)合第九章)我國活火山有限,形

44、成于第四紀,主要見于臺灣和東北?;鹕降匦伪4嫱旰玫乃阑鹕絼t廣泛分布于內(nèi)蒙古、山西、云南、長江中下游、海南島、廣東等地區(qū)。第2節(jié) 侵入作用與侵入巖侵入作用:深部巖漿向上運移,侵入周圍巖石,在地下冷凝、結(jié)晶、固結(jié)成巖的過程。其形成的巖石,稱為侵入巖。侵入巖是被周圍巖石封閉起來的巖漿固結(jié)體,故又稱侵入體。包圍侵入體的原有巖石,稱圍巖。侵入體形成的深度不一,形成深度在地表以下大于10km者,稱為深成侵入體(簡稱深成巖),其規(guī)模較大;在3-10km者,稱為中深成侵入體(簡稱中深成巖);形成深度小于3km者,稱為淺成侵入體(簡稱淺成巖),其規(guī)模較小。由于地殼隆起,上覆巖石被風化剝蝕,侵入體便會暴露于地表。

45、2、 侵入體的產(chǎn)狀侵入體的產(chǎn)狀:指其形狀、大小、展布方向及其與圍巖的關(guān)系。由于巖漿冷凝的深度、巖漿的規(guī)模與成分,以及圍巖的產(chǎn)出狀態(tài)不同,故侵入巖有多種產(chǎn)狀。(1)巖墻:也稱巖脈,呈狹長型的侵入體。當圍巖是成層的巖石時,它切割圍巖的成層方向。其規(guī)模變化大,寬由數(shù)厘米(或更?。┑綌?shù)十米(或更大),長由數(shù)米(或更?。┑綌?shù)千米或數(shù)萬米(或更大)。它是由巖漿沿圍巖的裂縫擠入后冷凝形成的。()巖床:圍巖為成層的巖石,巖漿順巖層的層間空隙擠入、擴展后冷凝,固結(jié)成巖。侵入體呈層狀或板狀,其延伸方向與圍巖層理平行。厚度常為數(shù)米到數(shù)百米。巖漿的成分常為基性,其規(guī)模差別很大。 巖盆與巖蓋:圍巖為近水平延伸的巖石,侵

46、入體的展布與圍巖的成層方向大致吻合。侵入體的中間部分略向下凹,似盆狀,成為巖盆。巖盆底部有管狀通道與下部更大的侵入體相通。如果侵入體底平而頂凸,延伸方向與圍巖的成層方向大致平行,似蘑菇狀者,稱為巖蓋。巖漿的成分多為中酸性。巖株:橫截面積為數(shù)十平方千米以內(nèi)的侵入體。其形態(tài)不規(guī)則,與圍巖的接觸面不平直,邊緣常具有規(guī)模較小,形狀不規(guī)則或不規(guī)則的分支侵入體貫入圍巖之中。巖株的成分多樣,但以酸性與中性較為普遍。巖基:規(guī)模較大的侵入體。其橫截面積大于100平方千米,常達數(shù)百到數(shù)千平方千米。形態(tài)不規(guī)則,通常略沿一個方向伸長,邊界彎曲,其邊緣常以較小規(guī)模的巖脈或巖株形式穿插到圍巖中。巖基主要由花崗巖組成,因此

47、,常有花崗巖基之稱。例如,我國南嶺的佛岡花崗巖近東西向展布。大規(guī)模的花崗巖基,往往是地殼在斷裂引張力的持續(xù)作用下,通過多次侵入左右形成的。地殼每一次引張伸展都能造成一定的侵入空間。因此,巨大的花崗巖基很少是一次作用形成的,大多是多期、多階段侵入的結(jié)果,多屬于復式巖體。三、侵入巖的主要類型超基性侵入巖:主要由橄欖石、輝石和很少量的基性斜長石組成,不含石英。代表性巖石:橄欖巖、輝石橄欖巖等,黑色,多具粒狀結(jié)構(gòu),巖石致密,密度大。因橄欖石、輝石容易發(fā)生水熱蝕變,變成蛇紋石、滑石,故超基性侵入巖在地表上常呈蛇紋巖出現(xiàn)?;郧秩霂r:主要由輝石和基性斜長石組成,基本不含石英。代表巖石:輝長巖,因輝石呈黑色

48、,斜長石呈白色,故常呈黑白斑雜顏色,粗晶狀或似斑狀結(jié)構(gòu),密度較大。中性侵入巖:主要由角閃石和中性斜長石組成,可含少量輝石或黑云母或石英。代表性巖石:閃長巖,呈黑綠色,粗晶狀或似斑狀結(jié)構(gòu),巖石致密,呈塊狀。酸性侵入巖:主要是由更長石、鈉長石、鉀長石、石英、黑云母或白云母組成,可含少量角閃石。代表性巖石:花崗巖,顏色淺,等粒狀、似斑狀結(jié)構(gòu)普遍。相對基性侵入巖,密度略小。除超基性侵入巖外,其余三種侵入巖都可在小于3km深度的地殼淺部形成,規(guī)模較小。對應的代表性巖石分別為:輝綠巖、閃長玢巖、花崗斑巖,可見斑狀結(jié)構(gòu)。一般將斑晶由鉀長石、鈉長石和石英組成者,稱為斑巖;將斑晶由斜長石組成者,稱為玢巖。第三節(jié)

49、 火成巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造一、火成巖的結(jié)構(gòu)火成巖的結(jié)構(gòu):指火成巖中礦物的結(jié)晶程度、晶粒大小、形態(tài)及晶粒間的相互關(guān)系。它能反映巖漿結(jié)晶的冷凝速度、溫度和深度。影響火成巖結(jié)構(gòu)的因素:巖漿冷凝的速度,礦物結(jié)晶的先后順序。巖漿冷凝速度:冷凝慢,晶粒粗大,晶形完好;冷凝快,眾多晶芽同時析出,彼此爭奪生長空間,導致礦物晶粒細小、晶形不規(guī)則;冷凝速度極快時,形成非晶質(zhì)。巖漿的冷凝速度與巖漿的成分、規(guī)模、冷凝深度以及溫度有關(guān)。礦物結(jié)晶的先后順序:早結(jié)晶的礦物晶粒較粗,晶形較好;晚結(jié)晶的礦物受到空間的限制,晶粒細小,晶形不完整或不規(guī)則。按照礦物晶粒大小,將火成巖結(jié)構(gòu)分為:粗粒粒徑大于5mm、中粒5-1mm、細粒。這些

50、結(jié)構(gòu)肉眼均可識別,統(tǒng)稱顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。按礦物顆粒之間的相對大小,可分為等粒結(jié)構(gòu)(礦物顆粒大小相等)和不等粒結(jié)構(gòu)。不等粒結(jié)構(gòu)中,如兩類顆粒大小懸殊(相差一個數(shù)量級以上),其中粗大者稱為斑晶,其晶形完整,是在溫度較高的深處慢慢結(jié)晶形成的;細小者稱為基質(zhì),其晶形多不規(guī)則,通常形成于冷凝較快的較淺環(huán)境。如果基質(zhì)為顯晶質(zhì),且基質(zhì)成分與斑晶成分相同者,稱為似斑狀結(jié)構(gòu)。如果基質(zhì)為隱晶質(zhì),或非晶質(zhì)者,則稱為斑狀結(jié)構(gòu)。二、火成巖的構(gòu)造火成巖的構(gòu)造:指火成巖中礦物集合體的形態(tài)、大小及其相互關(guān)系。它是火成巖形成條件與環(huán)境的反映。塊狀構(gòu)造、流動構(gòu)造、氣孔構(gòu)造與杏仁構(gòu)造、枕狀構(gòu)造、球狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造、層狀構(gòu)造塊狀構(gòu)造:巖石

51、中礦物排列無一定規(guī)律,巖石呈均勻塊體。是火成巖最常見的構(gòu)造。流動構(gòu)造:巖石中柱狀或片狀礦物或捕虜體彼此平行呈定向排列。表明巖漿一邊冷凝一邊流動。既見于火山熔巖中,也見于侵入巖邊緣。火山熔巖中不同成分和顏色的條帶,以及拉長的氣孔相互平行排列,稱為流紋構(gòu)造。常見于酸性或中性熔巖,尤以流紋巖最為典型。氣孔構(gòu)造與杏仁構(gòu)造:氣孔構(gòu)造指出現(xiàn)在熔巖中或淺成脈體邊緣呈圓球形、橢球形的空洞。其直徑為數(shù)厘米或數(shù)毫米,是巖漿中氣體所占據(jù)的空間?;匀蹘r中氣孔較大、較圓,酸性熔巖中氣孔較小,較不規(guī)則,或呈棱角狀。氣孔被礦物質(zhì)充填者,稱為杏仁構(gòu)造。枕狀構(gòu)造:多見于水下噴發(fā)形成的玄武巖、安山巖中。球狀構(gòu)造:巖石中礦物圍繞

52、某些中心呈同心層分布,外形呈橢圓狀的一種構(gòu)造,各層圈礦物常呈放射狀分布。系巖漿中某些成分脈動式過飽和結(jié)晶而形成,多發(fā)育在輝長巖和閃長巖中。晶洞構(gòu)造:侵入巖中具有若干小型不規(guī)則孔洞的構(gòu)造,孔洞內(nèi)常生長晶體或晶簇,如石英。一般認為是黏度很大的巖漿在冷凝收縮過程中形成的。常見于堿性花崗巖中。層狀構(gòu)造:巖石具有成層性狀。它是多次噴出的熔巖或火山碎屑巖逐層疊置的結(jié)果?;鸪蓭r類型及其特征巖石類型超基性巖基性巖中性巖酸性巖二氧化硅含量小于4545%-52%52%-65%大于65%主要礦物橄欖石、輝石輝石、少量角閃石、拉斜長石角閃石、中長石(堿性長石)、黑云母鉀長石,鈉長石,黑云母,石英色率大于7575-35

53、35-20小于20噴出巖巖流、巖被、斑狀或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),氣孔、杏仁、流紋構(gòu)造科馬提巖輝巖安山巖(粗面巖)流紋巖淺成巖斑狀、細?;螂[晶質(zhì)結(jié)構(gòu)少見輝綠巖閃長玢巖花崗斑巖深成巖全晶質(zhì)、粗?;蛩瓢郀罱Y(jié)構(gòu)橄欖巖、輝石巖輝長巖閃長巖花崗巖所有呈脈狀產(chǎn)出的淺成巖,稱為脈巖,如巖墻、巖床等。堿性巖:由堿性長石、堿性輝石、堿性角閃石等堿質(zhì)較高的礦物所構(gòu)成的一類巖石。第五節(jié) 火成巖的成因地球的內(nèi)熱、地熱的成因、巖漿的形成、火成巖多樣化的原因地球的內(nèi)熱:地球是一龐大的熱庫,內(nèi)部是熱的,且以各種方式不斷向外散熱。火山的噴發(fā)、溫泉的涌出是地球內(nèi)熱向外散發(fā)的表現(xiàn)。但是這種途徑散熱很小,不到地球每年散熱的1%。地球內(nèi)熱通過要

54、是向外傳導是內(nèi)熱散發(fā)的主要方式大地熱流或熱流。平均熱流值:平均每平方厘米地面上每秒鐘約散熱。地下某深度以上,溫度常年不變,該深度常溫層。常溫層以下,地溫隨深度增大而增高。深度每增加100m地溫增加的度數(shù)地熱增溫率或地溫梯度。各地地溫梯度不盡相等,大陸上的多數(shù)地區(qū),深度每升高100m,溫度約升高2-5,平均3/100m,或30/1km。地熱增溫現(xiàn)象有重要意義。隨著深度增加,上覆巖石壓力也增大,且壓力增大速度快于地熱增速。地幔物質(zhì)的密度較地殼大,其壓力增速更快。壓力增大起著阻礙巖石熔化的作用。另一方面,到達地下一定深度后,地熱增溫率會逐漸變小。原因:地下深處壓力大,巖石在高壓下導熱能力增強,且地下

55、深部主要由超基性巖石組成,熱導率更高。因而深處的溫度分布趨向于均勻化?,F(xiàn)在認為,地下100km溫度為1300,幔核邊界3700,地心溫度4500。地球內(nèi)部溫度在垂直與水平方向均有變化。如山體形成時代較新的地區(qū),因巖石圈板塊的擠壓碰撞和造山,生成了大量熱能,其熱流值高。而古老巖石分布區(qū)熱流值較低。相應,各處地溫梯度也有明顯差別。熱流值高的地方地溫梯度高,反之。地熱的成因:重力分異說和放射熱說等假說。重力分異說:地球由冷的星際物質(zhì)相互吸引聚集而成。在地球形成早期,有大量星際物質(zhì)向地球墜落,撞擊釋放出的動能轉(zhuǎn)化成熱能。同時,在地球變得致密的過程中,內(nèi)部物質(zhì)按密度進行分異,重者下沉,輕者上浮,位能轉(zhuǎn)化

56、成熱能。這兩種熱源使地球增溫,其中部分熱量已散失,部分熱量則儲集在地球內(nèi)部。放射熱說:地球的內(nèi)熱是放射性元素衰變產(chǎn)生的。放射出的、粒子與射線被周圍的物質(zhì)吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊幔瑥亩岣吡宋镔|(zhì)的溫度??紤]到地球中許多中、短半衰期的放射性元素已衰變殆盡,而長半衰期放射性元素的含量也在不斷減小,因而估計,45億年前放射性元素的生成熱量比現(xiàn)在大至少4-5倍。因為放射性元素在花崗巖中含量較高,在中性巖及基性巖中較低,在超基性巖中最低。而地殼平均成分相當于中酸性火成巖,地幔成分相當于超基性巖,地核成分為鐵鎳金屬。因而放射性生成熱主要集中在地殼,地幔中較少,地核中甚微。這是地熱增溫率隨著深度加大而明顯減小的一個原因。

57、此外,由于地殼及地幔上部物質(zhì)在水平方向上分布不均勻,而且物質(zhì)的分布狀況在不斷改變,各處生成的熱量不一致,這就是大地熱流和地熱梯度各處不同的原因。上述為全球意義的熱源成因。此外還有地熱生成的其他途徑。如構(gòu)造運動或巖石斷裂會使各巖塊相互摩擦而生熱等。這些方式生成的熱一般只具有局部意義。三、巖漿的形成巖石熔化形成巖漿。巖漿形成的影響因素:溫度、壓力、水分。巖石受熱到600,開始部分熔融。溫度增加,熔融物數(shù)量增加,熔融物成分發(fā)生改變。800,產(chǎn)生酸性熔融物;1300-1350,產(chǎn)生中性成分熔融物;受熱超過1400,產(chǎn)生基性成分熔融物。壓力阻礙巖石熔化。壓力增大,提高巖石熔點,反之。同種成分巖石所受壓力不同,其熔化溫度不同。地下巖石都處在高壓下,其熔化要求更高溫度。水分增加,降低巖石熔點,促進熔融。隨著水蒸氣壓力增大,巖石開始熔化的溫度降低。部分熔融:巖石熔化過程是“分異”、分級進行的。同一種巖石在不同溫度下可熔出不同成分的熔融體。易熔成分先熔化,難熔成分后熔化;溫度升高達相當程度,巖石完全熔化,且熔融物成分從酸性向基性逐漸發(fā)展。這種分級熔化的現(xiàn)象稱分熔(partial melting)。這是巖石熔化過程的重要特征。底侵作用:地球內(nèi)部很熱,深部熾熱的地幔物質(zhì)如果向上、向地殼升起,就會出現(xiàn)減壓熔融,可生成巖漿。地球內(nèi)部物質(zhì)處于不停的熱運動

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