普通地質(zhì)學(xué)(GeneralGeology,PhysicalGeology)

目錄

課程計(jì)劃.........................................................................3

主要參考文獻(xiàn).....................................................................4

第一章緒論.................................................................5

第一節(jié)地球科學(xué)的班究對象..................................................5

第二節(jié)中國的地學(xué)優(yōu)勢.......................................................6

第一節(jié)當(dāng)代地質(zhì)學(xué)的特點(diǎn)與最新進(jìn)展..........................................7

第四節(jié)地球科學(xué)家的任務(wù).....................................................7

第五節(jié)地球科學(xué)的內(nèi)容與分科................................................7

地球科學(xué)的研究方法...........................................................8

第二章礦物MINERAL.............................................................9

第一節(jié)若干基本概念.........................................................9

第二節(jié)礦物的物理性質(zhì).....................................................12

第三節(jié)礦物的鑒定..........................................................13

第四節(jié)常見礦物............................................................14

第三章巖漿作用與火成巖.....................................................…..以

弓I言.........................................................................14

第——節(jié)噴出作用與噴出巖(ExtrusionandEruption)..........................15

第二節(jié)侵入作用與侵入巖....................................................18

第三節(jié)火成巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造..................................................19

第四節(jié)火成巖的主要類型...................................................21

第五節(jié)巖漿的形成與地球內(nèi)熱...............................................21

第四章外動力作用與沉積巖...................................................”...22

第?節(jié)大氣圈、水卷I、生物圈、巖一圈.......................................23

第二節(jié)沉積巖的特性........................................................24

第三節(jié)四類沉積巖..........................................................26

第五章變質(zhì)作用與變質(zhì)巖.....................................................”...28

第一節(jié)變質(zhì)作用基本特征一.................................................28

第二節(jié)變質(zhì)作用中原巖的變化...............................................30

第一節(jié)變質(zhì)作用類型及其代表性巖石.........................................31

第六章地質(zhì)年代.............................................................”...32

第一節(jié)相對年代的確定......................................................34

第二節(jié)同位素年齡的測定....................................................34

第三節(jié)地質(zhì)年代表GeologyTimeScale......................................35

第七章地震(Earthquake)及地球內(nèi)部構(gòu)造..........................................36

第一節(jié)地震學(xué)Seism0102y基本概念..........................................37

第二節(jié)地虐波與地震儀......................................................38

第三節(jié)地震的分布..........................................................39

第四節(jié)地震預(yù)報(bào)與預(yù)防......................................................40

第五節(jié)地球的內(nèi)部構(gòu)造......................................................41

第八章構(gòu)造運(yùn)動與地質(zhì)構(gòu)造.....................................................44

第一節(jié)地殼運(yùn)動Crustalmovement..........................................44

第二節(jié)巖石的變形構(gòu)造......................................................45

第三節(jié)六種地層接觸關(guān)系...................................................49

第九章板塊構(gòu)造PlateTectonic...............................................50

第十章風(fēng)化作用Weathering...................................................55

第?節(jié)風(fēng)化作用的類型......................................................55

第二節(jié)控制巖石風(fēng)化的因素.................................................58

第一:節(jié)風(fēng)化作用的許物......................................................58

第十一章河流及其地質(zhì)作用.......................................................59

第一節(jié)河流概述............................................................59

第二節(jié)河流的侵蝕作用Erosion.............................................60

第一節(jié)河流的搬運(yùn)作用......................................................62

第四節(jié)河流的去均夷化作用.................................................64

第五節(jié)準(zhǔn)平原化與地貌演化.................................................64

第六節(jié)河流發(fā)育同地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系...........................................65

第十二章冰川及其地質(zhì)作用.....................................................65

第一節(jié)冰川的形成與運(yùn)動...................................................65

第二節(jié)冰川的類型..........................................................67

第三節(jié)川的剝蝕作用與冰川地貌.............................................67

第四節(jié)冰川的搬運(yùn)作用與沉積作用...........................................68

第五節(jié)水沉積物及其地貌...................................................69

第六節(jié)冰川作用及其原因...................................................69

第十三章地下水及其地質(zhì)作用.................................................”...70

第?節(jié)地下水的基本概念...................................................70

第二節(jié)地卜.水的類型........................................................72

第三節(jié)地下熱水............................................................72

第四節(jié)地下水的地質(zhì)作用...................................................73

第五節(jié)地下水的開發(fā)利用...................................................74

第十四章海洋的地質(zhì)作用.......................................................74

第一節(jié)概況................................................................74

第二節(jié)海水的運(yùn)動及其地質(zhì)作用.............................................76

第三節(jié)海底沉積物..........................................................78

第四節(jié)海水的進(jìn)退..........................................................82

第十五章湖泊及沼澤的地質(zhì)作用.................................................82

第一節(jié)湖泊概況............................................................82

第一節(jié)湖泊的地質(zhì)作用......................................................85

第三節(jié)沼澤及其地質(zhì)作用....................................................86

■

第一節(jié)風(fēng)的剝蝕作用........................................................87

第二節(jié)風(fēng)的搬運(yùn)............................................................87

第三節(jié)風(fēng)的沉積作用........................................................88

第四節(jié)沙漠與黃土..........................................................89

第十七章塊體運(yùn)動...........................................................-90

第一節(jié)控制塊體運(yùn)動發(fā)生的因素............................................90

第二節(jié)塊體運(yùn)動的類型.....................................................90

第十八章行星地質(zhì)概述.......................................................“…加

第一節(jié)太陽系及其起源......................................................92

第二節(jié)類地行星............................................................95

第十九章地球的演化...........................................................97

第一節(jié)天文時期特征：地球的層圈構(gòu)造初步形成..............................97

第二節(jié)隱生出時期,約3500Ma前，地球上開始出現(xiàn)生命........................98

第二節(jié)顯生宙時期?、生物的全面繁榮和快速演化............................99

第二十章人類社會與地質(zhì)環(huán)境.................................................100

第一節(jié)環(huán)境地質(zhì)學(xué)的一般概念一、環(huán)境與地質(zhì)環(huán)境...........................101

第二節(jié)城市興衰與地質(zhì)環(huán)境一、城市興衰的地質(zhì)因素.........................102

第三節(jié)人體健康與地質(zhì)環(huán)境一、人體的元素組成.............................102

第四節(jié)廢物處置的地質(zhì)環(huán)境?廢物...........................................104

第五節(jié)人為地質(zhì)作用由人類地質(zhì)活動造成的環(huán)境惡化.........................104

課程計(jì)劃

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要求：了解地球科學(xué)的基本理論和知識，為專業(yè)課打基礎(chǔ)

專業(yè)配置：構(gòu)造，巖石，古生物，礦物，礦床，地球化學(xué)，水文，工程，信息

專業(yè)培養(yǎng)流程：普地一專業(yè)課一野外實(shí)習(xí)一畢業(yè)論文

畢業(yè)去向；考研，科研單位，高校，管理部門，其它

教學(xué)安排：教學(xué)20周（復(fù)習(xí)1周）；周學(xué)時6（講課4,實(shí)驗(yàn)2）

學(xué)分：4

考績計(jì)分:考試50%+實(shí)驗(yàn)15%+考試15%+小論文15%+專業(yè)表現(xiàn)5%

教學(xué)方式：1.講課+實(shí)習(xí)；2.經(jīng)典+現(xiàn)代；3.理論+圖象

實(shí)驗(yàn)課：1.分班；2.時間（第二周開始）；3.普地實(shí)驗(yàn)室A103

其他安排：課間野外；課堂討論；看錄象片等（臨時通知）

主要參考文獻(xiàn)

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1.JoiivetL,NatafH-C.2001.Geodynamique.Paris:DUUNOI).

2.JeanDERCPURT,JacquesPaquet.1999.Geologieobjetsetmethodes.Paris:DULNOD,

1-456

3.AndreBRAHIC,MichelI10FFERT,AndreSCHAAF,MarcTARDY,Jean-YvesDANIEL.1999.

SciencesdelaTerreetde1*Univers.Paris:Vuibert,1-634

4.P.McL.D.Duff.1993(4thedition).Holmes'principlesofphysicalgeology.

London,GLASGOW,NewYork,Tokyo,Melbourn,Madras:Chapman&Hall,1-7915.KC

Condie,1996(4thedition).PlateTectonicsandCrustalEvolution.PergamonPress,

1-536

6.夏邦棟，1995.普通地質(zhì)學(xué).北京：地質(zhì)出版社，1-283

7.趙懿英等，1990.現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)講座.南京大學(xué)出版社，1-171

8.成都地質(zhì)學(xué)院，1983.匆力地質(zhì)學(xué)原理.地質(zhì)出版社，1-359

9.孫鼐，1943.普通地質(zhì)學(xué)(1953年第三次修訂).商務(wù)印書館，1-243(中國最早的普

通地質(zhì)學(xué)版本之一)

10.舒良樹，2002.普通地質(zhì)學(xué)講義

第一章緒論

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第一節(jié)地球科學(xué)的研究對象

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地球科學(xué)是研究地球的科學(xué),重點(diǎn)研究地球表層的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造.

1.研究對象：地球，地球的時、空、源

①地球的結(jié)構(gòu)：地球的層圈（slide）

②地球的構(gòu)造：指地球各個部分之間關(guān)系及其它們的分布規(guī)律及演化。如大氣圈、水圈、

巖石圈、地幔、地核，殼幔作用，山脈-盆地，大陸-海洋；

③地質(zhì)事件：地殼運(yùn)動在地表反映如地震、火山；

④預(yù)測和預(yù)防將來發(fā)生的地質(zhì)事件

⑤物質(zhì)：各種元索-礦物-巖石-礦床-地層,它們的分布及其遷移富集規(guī)律。

2.為什么要學(xué)習(xí)普地，重視普地？

?“上天、下海、入地”是人類遠(yuǎn)古以來的夢想。最難的是入地。地球科學(xué)參與“上天”

（航天、遙感，氣候環(huán)境），主持下海（海洋地質(zhì)、深海鉆探），主攻入地（地質(zhì)各科）。

?為了了解地球的起源［包括生命起源），了解地球的過去、現(xiàn)在和未來

?為了從地球上獲取人類生存必需的各類資源

?為了與危害人類生存的各種地質(zhì)災(zāi)害作斗爭（地震、火山、滑坡、洪災(zāi)、荒漠化、環(huán)境

污染）

?為了人類的持續(xù)生存與繁衍，為了改善人類生存環(huán)境，提高生活質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展.

“人類只有一個地球，應(yīng)使之清潔、安全、富有”。

3.學(xué)習(xí)意義

?地球科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)的重要組成:天、地、生、化、物密不可分（材料）。

?在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和急需目標(biāo)中有舉足輕重的地位（國土資源部，國家地調(diào)局，水利部，國

家地震局，石油天然氣總公司，交通建設(shè)部，中國科學(xué)院）。

?是高科技研究領(lǐng)域的重要組成：

-地球科學(xué)家是遙感與宇航的決策者之一。

-地球科學(xué)家參與了歷次ERTS的發(fā)射與研究（RarthResourcesTechnology

Satellite）o

-NASA（美國家宇航局）中有大批地球科學(xué)家。

-參與了Apollo登月計(jì)劃、火星“旅行者”計(jì)劃的決策，負(fù)責(zé)月球樣品分析。

-我國的多種衛(wèi)星以及資源遙感飛機(jī)等技術(shù)設(shè)備均為世界一流。

?是科技進(jìn)步的主要動力之一。

-對資源的需求使世界各國不惜代價(jià)、不擇手段，發(fā)展技術(shù)，發(fā)射資源衛(wèi)星、間諜衛(wèi)星，

但解譯均少不了地球科學(xué)家。

-應(yīng)用側(cè)視雷達(dá)來掌握資源情報(bào)。

?受目前科技水平的限制，目前的研究僅限于地殼及上地幔上部。

-地球平均半徑6371.229公里；地殼平均厚度30多公里（大陸20-70公里，海洋7-10

公里）。

-中國大陸超深鉆CCSD:EOOOm,“深入地球深部的望遠(yuǎn)鏡”。

-鉆孔最深1（）千米:俄羅斯地臺，德國，東海深鉆。

-其他部分只能通過分析地震波、重力、磁力等間接推測其物質(zhì)組成及存在狀態(tài)。

第二節(jié)中國的地學(xué)優(yōu)勢

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1.中國地域廣大，地球各個演化時期信息豐富，物質(zhì)記錄齊全。

2.有地球上最古老和最年輕的造山帶、有突特的盆地構(gòu)造、有巨大面積的花崗巖、有豐富的

能源礦產(chǎn)，吸引著各國學(xué)者競相來華，合作研究。

3.我國具有獨(dú)特的地學(xué)優(yōu)勢：

1）獨(dú)一無二的青藏高原；

2）全球最大面積的西北黃土高原；

3）世界罕見的大別山高壓-超高壓變質(zhì)帶；

4）震驚世界的遼西中華龍鳥（北票，J3）、中華神州鳥（義縣，K1,真正會飛的恐龍）；

5）全球最典型的云南早寒武世密集生物群（生命大爆炸），等等。

其成果均為國際領(lǐng)先水平，一直是國際上的研究熱點(diǎn)，并帶動了其它學(xué)科的發(fā)展。

第三節(jié)當(dāng)代地質(zhì)學(xué)的特點(diǎn)與最新進(jìn)展

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當(dāng)今地學(xué)理論突飛猛進(jìn),知識更新速度很快。

激光、遙感、數(shù)字系統(tǒng)、高分辨分析測量儀器等高新技術(shù)進(jìn)入地學(xué)領(lǐng)域。

?服務(wù)目標(biāo)口益和城市建設(shè)、生存環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害、氣候變遷、能源礦產(chǎn)等緊密聯(lián)系。

?近年國際上取得了一系列重大的理論突破和學(xué)科進(jìn)展，如地球內(nèi)外核間的旋轉(zhuǎn)、大陸深俯

沖、太空新發(fā)現(xiàn)、臭氧層空洞、盆地分析、計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬、韌性剪切帶與構(gòu)造運(yùn)動學(xué)等，

大大拓寬了地學(xué)的科學(xué)內(nèi)涵，推進(jìn)了地學(xué)界的前進(jìn)步伐，并帶動了其它學(xué)科的發(fā)展。

第四節(jié)地球科學(xué)家的任務(wù)

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1.尋找急缺資源：水,黃金,油氣,富鐵,地?zé)帷?/p>

2.對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào):地震，火山，海平面變化,洪災(zāi),滑坡

-1902-5-8夜,Pelee火山爆發(fā),200km/h下瀉，St.Pierre市2.8萬人死亡，僅2人幸存,形成

1397米高的火山島。

-79-8-24,（意）Vesuvius火山爆發(fā)，埋沒了Pompeii城和Herculaneun城。

-98年中國洪災(zāi)，損失數(shù)百億元；1976-8,唐山8級大地震,數(shù)十萬人死亡;99年9月臺灣7

級地震，日月潭被嚴(yán)重破壞。

3.為工程建設(shè)提供可靠的地質(zhì)資料（成渝鐵路；滬寧高速公路；長江大橋；黃河小浪底；三

峽大壩;高樓地基）。

4.為解決重大理論問題提供線索(材料力學(xué)，長時間變形結(jié)果分析，高壓高溫實(shí)驗(yàn),礦物巖

石形成條件模擬實(shí)驗(yàn))。

5.普及地學(xué)知識，讓全人類都來關(guān)心地球家園(黃河斷流、三峽庫區(qū)、黃山、華山滑坡問題)。

第五節(jié)地球科學(xué)的內(nèi)容與分科

返問

1.研究地球結(jié)構(gòu)構(gòu)造的分科

a.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)(StructureGeology)

研究地殼巖石-變質(zhì)變形Metamorphism-deformation)-運(yùn)動學(xué)(Kinematics)-地球動力學(xué)

(Dynamics)-地質(zhì)歷史。

b.地球物理學(xué)(Geophysics)

?研究地球重力、地磁、電性、地震波傳播特性。

?與構(gòu)造地質(zhì)結(jié)合，研究地球深部的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。

2.研究地球的物質(zhì)組成及其遷移富集規(guī)律的分科。

a.礦物學(xué)(Mineralogy):礦物形態(tài)、成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

b.巖石學(xué)(Petrology):巖石類型、成因、年齡。

c.礦床學(xué)(EconomicGeology):礦體的形成條件、機(jī)制、過程。

d.地球化學(xué)(Geochemist燈)：元素遷移富集過程、地質(zhì)作用的化學(xué)過程。

3.研究地球歷史的分科

a.地史學(xué)(HistoricalGeology):地球歷史上的重大事件。

b.古生物學(xué)(Paleotology):研究地質(zhì)時期地球上的生物及其演化。

4.地球科學(xué)應(yīng)用的分科

a.水文(Hydrology):地下水的分布、活動規(guī)律。

b.工程(Engineering):研究基巖的穩(wěn)定性(路基、大壩、廠址、核電站)。

c.遙感(Remotesensing):空間對地觀測。

地球科學(xué)的研究方法

返I可

1.收集資料：了解現(xiàn)有研究成果，確定研究方案。

2.現(xiàn)場考察:驗(yàn)證前人結(jié)果，采集樣品，記錄測量結(jié)果和現(xiàn)場分析結(jié)果。

3.分析化驗(yàn):確定樣品中元素含量、樣品的年齡。

4.模擬實(shí)驗(yàn):野外地質(zhì)現(xiàn)象再現(xiàn)。

5.綜合分析:各種資料匯總-實(shí)事求是合乎邏輯的分析-科學(xué)解釋-演化模型的建立-結(jié)論。

6.將今論古（歷史比較法）：用現(xiàn)在發(fā)生的地質(zhì)作用去推測過去的過程。

?如螺蚌，現(xiàn)在是水生助物：如在巖石中找到其化石，可知該巖石形成于有水的環(huán)境。

?至今人們對生物習(xí)性的變化仍知之甚少：深海-淺海。

?人類歷史中尚未發(fā)生的仍靠推測：恐龍的滅絕（全球火山？外星撞擊？）。

7.現(xiàn)代技術(shù)的廣泛應(yīng)用

a.高新技術(shù)GPS,RS,GIS,CS：Globalpositionsystem,Remotesystem,Geography

informationsystem（儲存、分析大量的地球科學(xué)信息），Communicationsystem

b.分析測試技術(shù)：正確、全面的測定成分；可觀察超微結(jié)構(gòu)（TIMSEM）

c.高溫、高壓、模擬實(shí)驗(yàn)：＞100公里處,30千巴，近2千度；正常結(jié)構(gòu)石英變?yōu)榫o密堆積

柯石英;碳變?yōu)榻痄撌?/p>

d.計(jì)算機(jī)應(yīng)用：各種專門應(yīng)用軟件（復(fù)雜運(yùn)算、模擬各種文字處理和繪圖軟件

8.新理論、新技術(shù)、新方法

科學(xué)的特點(diǎn):不失一般性；可檢驗(yàn)與重復(fù)；定量性，預(yù)見性

目前,地球科學(xué)正處在一個多學(xué)科交叉、跨學(xué)科聯(lián)合的新時代;各學(xué)科相互滲透，不斷發(fā)

生著從定性朝定量的質(zhì)的飛躍，使地學(xué)進(jìn)入嶄新的階段；并形成了一系列新的邊緣學(xué)科生長

八i*、f、?

附：本章圖象19個

第二章礦物MINERAL

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第一節(jié)若干基本概念

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1.地殼由巖石組成；巖石由礦物組成；礦物由元素組成.

2.元索是構(gòu)成地球的最基本物質(zhì)，由同種原子所組成.

2.1元素（Element）:周期表共有112種，天然界存在92種

2.2同位素:是中子數(shù)不同（原子量不同）的同種元素的變種.同種元素的同位素，物化性

質(zhì)基本相同.總共有300余種。

2.3可分放射性和穩(wěn)定兩種同位素.

放射性同位素:主要有U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等。

穩(wěn)定同位素：主要有016,017,018,C12,C13,S32,S33,S36,H1。

2.4半衰期(Half-Life)：放射性元素蛻變到其原來數(shù)量的一半所需時間.

半衰期：Rb87-Sr87:500億年，Th232-Pb208:139億年，U238-Pb20645億年，

K40-Ar40K5億年,U235-Pb207:7.13億年,C14-N14:5692年

放射性同位素主要用來測定火成巖石的絕對年齡；

穩(wěn)定同位素主要用來確定巖石的物質(zhì)環(huán)境與來源.如地殼，地幔,水圈，大氣圈，生物圈，月

球,隕石等

2.5同位素研究是當(dāng)代倍受重視的國際前沿，地化專業(yè)主攻.

3.克拉克值：中上地殼中50種元素的平均含量.美國科學(xué)家克拉克采集了世界各地的樣品

5159個；用取得的化學(xué)分析數(shù)據(jù),求出了16公里厚的地殼內(nèi)50種元素的平均百分重量，后

人稱克拉克值.國際通用.單位ppm=10-6,即克/噸.口前還用ppb=10-91克=5克拉

3.2地殼中各元素的含量差別很大.

其中，0,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,Ti,H10元素占99.96%;

而0,Si,AltFe,Ca5元素占了92.46%

4.晶體(Crystal)定義：內(nèi)部原子或離子在三維空間呈周期性平移重復(fù)排列的固體.或晶體

是具有晶格構(gòu)造的固體.

這種固態(tài)物質(zhì)稱結(jié)晶質(zhì)(晶質(zhì))；晶質(zhì)構(gòu)成的物體即晶體.

習(xí)慣上，將具有幾何多面體外形的物體稱為晶體；

將不具幾何多面體外形的晶體稱為晶粒。

非晶質(zhì)體：內(nèi)部原子或離子在三維空間不呈規(guī)律性重更排列的固體.如火山玻璃。自然界

極少。

在一定條件下，非晶質(zhì)體可向晶質(zhì)體轉(zhuǎn)化。如火山玻璃一玉髓。

準(zhǔn)晶體定義：是一種其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由多級呈相似的配位多面體在三維空間作長程定向有序分

布的固體。

quasicrystal為一種新的凝聚態(tài)固體，但其內(nèi)部原子既不像非晶質(zhì)體那樣成完全無序的

分布，又不具有像晶體那樣的三維周期性排列有序。目前尚未發(fā)現(xiàn)天然產(chǎn)出的準(zhǔn)晶體。

5礦物定義：由天然產(chǎn)出且具有特定的(但一般并非固定的)化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造的均

勻固體.自然界廣泛。

準(zhǔn)礦物Mineraloid:在產(chǎn)出狀態(tài)、成因和化學(xué)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.主要有A型蛋白石、水鋁英石。自然界極少。

6礦物的6項(xiàng)基本特征

特征1.絕大多數(shù)礦物都是晶體。

特征2.礦物隨處可見.現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)礦物3300余種，絕大部分（99%）分布于地殼中。

特征3.礦物的化學(xué)成分基本穩(wěn)定，但可有雜質(zhì)。

特征4.礦物可分為三大類

①自然元素礦物：Au,Cu,S,C（金鋼石，石墨）.自然界很少.

②分子化合物（分硫化物，鹵（氟與氯）化物，氧化物三種）：

如SiO2-石英,NaCl-石鹽,FeS2-黃鐵礦.自然界常見.

③復(fù)雜分子團(tuán)礦物：主要是硅酸鹽礦物.種類多，含量高，分布廣，占地殼總重量75%.如

K（Mg,Fe）3[Si03A1010]（OH,F）2,黑云母。

特征5.水，石油，天然氣不是礦物（非固體）；煤也不是（排列無序）；花崗巖不是礦物（巖

石）。

特征6.礦物具有同質(zhì)多象現(xiàn)象。

同質(zhì)多象定義:化學(xué)成分相同、但質(zhì)點(diǎn)的排列方式不同（結(jié)構(gòu)不同）的現(xiàn)象。將形成不同

的礦物。如：C金剛石（高壓）-石墨（常壓）

7.五類礦物

1自然元素:Au黃銅礦:C石墨,金剛石

2硫化物:FcS2黃鐵礦

3鹵（敘與氯）化物：CaF2螢石，NaCl石鹽

4氧化物:Si02石英，A1203剛玉

氫氧化物:悔（011）2水鎂石

5含氧鹽（復(fù)雜分子團(tuán)礦物）.主要包括四種：

硫酸鹽:CaS04硬石膏

磷酸鹽：Ce,La）[P04]獨(dú)居石

碳酸鹽:CaC03方解石，MgC03白云石

硅酸鹽:KA12[Si3A1010]（0H）2白云母

8.巖石：由一種以上礦物構(gòu)成的集合固體.

按形成方式，巖石可分三大類：

火成巖：占地殼巖石體積64.7%;沉積巖：占地殼巖石體積7.9%,地表面積75機(jī)

變質(zhì)巖：占地殼巖石體積27.4%.

第二節(jié)礦物的物理性質(zhì)

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1外形（Shape）

1.1單晶體（Singlecrystcil）:

一向延伸呈針狀柱狀,如輝睇礦Sb2S2（Stibnite）;

二向延伸呈板狀、片狀，如長石，云母；

三向延伸呈菱面體，八面體,立方體,復(fù)合體,如方解石,螢石，角閃石,輝石,黃鐵礦,金剛石

1.2集合體（Aggregate）:礦物微粒聚集體。

一向的呈纖維狀，如石棉；二向的呈鱗片狀，絹云母；三向的呈粒狀，橄欖石。

L3特殊集合體:放射狀:如硅灰石CaSiO3;鐘乳狀,如鐘乳石;晶族狀，如石英;細(xì)狀、前

萄狀、腎狀，如赤鐵礦.

2光學(xué)性質(zhì)（Optical）

2.1透明度（Transparency）:礦物薄片（厚0.04mm）能透過光線者,稱透明礦物，如石英,云母,

長石,方解石等.反之,稱不透明礦物.所有金屬礦物都是不透明礦物.

2.2光澤（Luster）:礦物的反光能力金屬光澤：反射很強(qiáng)，所有金屬礦物均此光澤.

非金屬光澤:反射較弱，透明礦物的光澤.

可細(xì)分金剛光澤（金剛石），玻璃光澤（長石），油脂光澤（石英斷口），絲絹光澤（絹云母），珍

珠光澤（白云母），土狀光澤（高嶺石）6種

2.3顏色（Color）與條痕（Streak）

?顏色：白，藍(lán),紅,黑,淺綠,紫紅等

?自色（Diochromatic）:被化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的礦物本色.如方鉛礦的鉛灰色.

?他色（Allochromatic）:混入雜質(zhì)后的礦物顏色.

如石英（無色），紫晶（紫色,Fe多），薔薇石英（Fe少），煙水晶（含Mn）

?假色:表面氧化或吸附他物后的顏色.如褐色黃鐵礦.

?條痕色：礦物粉末的顏色。用瓷板劃之，紫紅的赤鐵礦呈櫻紅色，黃銅的黃銅礦呈墨綠色

3力學(xué)性質(zhì)（Mechanical）:在外力下的表現(xiàn)

3.1硬度（Hardness）:抵抗外力的強(qiáng)度

記牢10種不同硬度的礦物摩氏硬度記：

1滑石,2石膏,3方解石,4螢石,5磷灰石,6長石,7石英,8黃晶9剛玉10金剛石

硬度大的可刻動小的.指甲為2-2.5,小刀為5-5.5,玻璃6

3.2解理（Cleavage）:外力下礦物的定向開裂

極完全解理（云母）-完全（方解石）-中等（角閃石）-

不完全（橄欖石）-極不完全（石英）

3.3斷口：解理不發(fā)育礦物在外力下的不規(guī)則裂開.

貝殼狀（石英），鋸齒狀（石膏），參差狀（黃鐵礦），平坦?fàn)睿ǜ邘X土）

3.4彈性:受力后能恢復(fù)原狀的.如云母.

3.5撓性:受力后不能恢復(fù)原狀的，又稱范性變形，如蛭石

3.6延展性:可用外力任意改變其形狀的。延:一維；展:二維（黃金）

4其它物理性質(zhì)

4.1比重（Specificgravity）:與同體積40c水的重量比.

輕:<2.5;中：2.5-4;重>4（方解石2.7,黑鐺礦7.5,金19.3）

4.2磁性:本身有磁性或能被磁鐵吸引.如磁鐵礦

4.3發(fā)光性:外光照射后能發(fā)光.

熒光:切斷光源后，發(fā)光消失；

磷光：切斷光源后，仍發(fā)光一時.白鴇礦，螢石（紫外光）-淺藍(lán)熒光;金剛石（X射線）-天藍(lán)

熒光

4.4雙折射:冰洲石；導(dǎo)電：石墨；滑感:滑石

第三節(jié)礦物的鑒定

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常規(guī)鑒定:看（外形，色,光澤）-掂（比重）一敲（硬度）。

精確鑒定：偏光顯微鏡，化學(xué)成分分析，激光探針，SEM（ScanElectricMicroscope）.TEM

（TransmissionElectricMicroscope）,。

第四節(jié)常見礦物

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1常見的：方解石CaC03,石英S102,長石

2貴重的：金剛石C,金Au,銀Ag

3工藝品：瑪瑙Si02紅寶石，藍(lán)寶石A1203（剛玉）

4工業(yè)原料：赤鐵礦Fe203,磁鐵礦Fe304,銅礦CuFeS2

5藥用：辰砂HgS,雄黃As4S4

6環(huán)境示蹤礦物

HP/LT：藍(lán)閃石、多硅白云母、紅簾石（俯沖碰撞帶）

UHP：柯石英、金剛石（陸內(nèi)深俯沖,>100公里深度）

7偏光鏡下常見的：長石,石英,云母,輝石，角閃石,方解石

附：圖像44個，表格1個（火成巖的七種主要造巖礦物若干特征）

第三章巖漿作用與火成巖

引言

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1火山（Volcano），常伴有地震，是一種嚴(yán)重危害人類生存的地質(zhì)災(zāi)害.

2100年前世界著名的火山噴發(fā)

?1902.5.8夜，西印度群島Pelee（培雷）火山爆發(fā),200km/h傾瀉而下，傾刻之間，

St.Pierre（圣佩爾市）毀于一U,2.8萬人死亡，僅2人幸存，形成1397米火ill島八

?79.8.24,意Vesuvius（維蘇威）火山爆發(fā),煙柱達(dá)13公里高;火山灰厚7m,埋沒了Pompeii

（龐貝）等三座城市.現(xiàn)為著名旅游勝地.

?1883.5.20-28FI,印尼爪哇島與蘇門答臘之間的喀拉喀托火山爆發(fā)，火山灰柱27公里高、

總量18立方公里,落灰遍布全球；將75平方公里的海島炸掉50平方公里.

?富士山火山：最近一次噴發(fā)1707年.位于日本本州中南，高3776米.山下櫻花、山頂積雪,

自然景色優(yōu)美.

3近期噴發(fā)的火山

?（美）圣海侖斯：1983年,2450米高。

?夏威夷基拉韋爾：共8900米高，水下4900米，火山錐在水面之上4000米，全球最高。1920

年又噴發(fā)。

?阿留申島博各斯洛夫：1796-1907年，高出洋底1600米。

?日本九州中部阿蘇：1980年，1592米氤

?東京附近三宅島：00.8.10T8,火山黑煙柱高達(dá)3000m。

4我國的火山

?北疆烏蘇縣SW45km,N84o23',E44oll',02年8-9月泥火山噴發(fā)。在200x80m范圍內(nèi),

共80多個活火山口。產(chǎn)在J和N2交接帶。

?南疆于田縣卡兒達(dá)西火山群：1951.5.27爆發(fā)，伴有煙柱噴出，錐頂4900米.是我國最近的

火山活動記錄.

?白頭山天池：1597年和1702年二次噴發(fā).火山口東西3km、南北4km,周長11.3km,水

深＞200叫最深370m.為游覽勝地.

?黑龍江五大連池和南京六合縣方山：均為5萬年來形成的堿性玄武巖火山，是典型的破火

山口.

第一節(jié)噴出作用與噴出巖（ExtrusionandEruption）

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1.火成巖占地殼巖石體積的64.7%

2.巖漿（MAGMA）：形成于地下深處的、具有較大粘性的高溫熔融流體物質(zhì).

?成分:硅酸鹽+1-8與以水為主的揮發(fā)物質(zhì)；

?源區(qū)：地表之下50-20。公里；

?條件:溫度800-1200°C；壓力10千巴大氣壓（40公里）

3.巖漿作用：巖漿發(fā)育、運(yùn)動、固結(jié)成火成巖的作用.

巖漿噴出地表的過程,稱火山作用.早期爆炸噴出，晚期地表溢流.

未到達(dá)地殼而在地下某深處冷凝結(jié)晶固結(jié)的過程，稱為侵入作用.

由于巖漿高溫、高壓，具有潛在的活動能量，能沿早先地殼活動中形成的薄弱帶（如斷層帶）

向低壓方向運(yùn)動。

4.二類火成巖

?侵入巖：地下深處冷凝結(jié)晶的巖漿巖.

?火山巖：巖漿噴到地表、氣體逃逸、冷凝而成的巖石.又分火山碎屑巖（噴到空中炸碎的

巖漿與圍巖碎塊，落下堆積而成和熔巖（地表溢流而冷凝）兩種.

5.噴出作用

?噴出與否與地殼的活處有關(guān)。有地殼活動才能打破巖漿的平衡，地殼產(chǎn)生斷裂巖漿才能順

之上涌

?噴出強(qiáng)度與巖漿的粘性有關(guān)（viscosity）巖漿由二部分構(gòu)成：硅氧四面體或硅鋁氧化物

和金屬陽離子.[Si04]-4、[AlSi3O8]-+K,Na,Ca,Mg,Fe,前者含量高，則巖漿粘性

大,呈酸性,難流動,故多為爆發(fā)相；反之,粘性小,呈基性,易流動，多表現(xiàn)為噴溢相.

?火山噴發(fā)物質(zhì)的構(gòu)成

a.氣體：水汽、二氧化碳、硫化物等.

b.固體：圍巖及早先冷凝的巖漿巖，被巖漿噴出，脫離地表在空中炸碎后冷凝成固結(jié)體，稱

火山碎屑巖.

火山灰＜2mm單獨(dú)成巖凝灰?guī)r

火山礫2-50mm火山灰膠結(jié)火山角礫巖

火山塊＞50mm火山灰膠結(jié)火山集塊巖

火山渣數(shù)十座米快速冷凝的巖漿塊浮巖

火山彈〉50mm噴出炸碎后冷凝固結(jié)的巖漿塊

tuff:凝灰?guī)r，Lava:熔巖，volcanicbreccia:火山角礫巖，volcanicagglomerate:火山集

塊巖

c.熔融體：熔巖（熔巖流、熔巖被；多面形分布）表面具柱狀節(jié)理（冷凝收縮而成的六邊形

柱體），總與流面垂直。

6噴發(fā)方式

裂隙式噴發(fā)：巖漿沿?cái)嗔岩绯?，固體噴發(fā)物較少.

中心式噴發(fā):形成盾形火山錐,坡度?。?-4度，小于150）

7噴發(fā)強(qiáng)度

a.強(qiáng)烈爆發(fā)

b.寧靜噴溢:地中海斯特龍?zhí)乩鹕剑ㄌ烊坏摹昂Ｉ蠠羲保?火山通道：巖漿流出的地方.

?在近地面冷凝的巖漿形成火山頸，巖石稱次火山巖.

?可確定火山作用的時間、空間、成因.

?復(fù)式火山錐：火山碎屑與熔巖互層.

9熔巖類型及其特征

?按Si02含量%的分類（國際通用）

超基性:<45%;基性:45-52%;中性:52-65%;酸性：>65%

10各類代表性熔巖介紹

10.1超鎂鐵熔巖（ultramafic）:科馬提巖（komatiite）

?分布于南非和澳大利亞

?具鬣刺結(jié)構(gòu)：快速冷凝而成的長條狀橄欖石骸晶集合體，常充填于橄欖巖或輝石巖裂隙

中.

10.2基性熔巖（basic）:玄武巖（basalt）

?黑色，致密，比重大,粘性小，有柱狀節(jié)理.噴發(fā)寧靜（氣體易溢出）.

?海底噴發(fā)形成枕狀構(gòu)造（Pillowlava），頂突底平.

?著名產(chǎn)地：印度德干高原，厚3000米，面積100萬平方公里.我國峨眉山玄武巖：P）.

?礦產(chǎn)：Cu、Fe、鑄石材料.

10.3中性巖漿:粘性較大、爆炸噴發(fā)，多形成復(fù)式火山錐.

安山巖（Andesite）：淺色、有氣孔（vesicular,泡）、杏仁體（amygdaloid）?分布:南美安

第斯山

?著名礦產(chǎn)：墨西哥銀礦、臺灣金瓜石金礦、山西五臺龍須溝銅礦，日本黑礦

10.4酸性巖漿:粘性大,強(qiáng)烈爆炸噴發(fā)，形成復(fù)式火山錐.

流紋巖（rhyolite）:淺色，具流紋構(gòu)造（冷卻慢）

?分布：浙江、福建、廣東沿海，寧鎮(zhèn)地區(qū)

?礦產(chǎn)：八11,48,01,11』,5111。等，浙江青田玉、雞血石（印章）、熔結(jié)凝灰?guī)r（蟾石）

11火山噴發(fā)的階段性

?火山噴發(fā)是斷斷續(xù)續(xù)的，有的一、二次（南京方山），有的若干次（圣海侖斯）.

?不同噴發(fā)期巖漿的成分要改變一般演化規(guī)律：基性-中性-酸性

?噴發(fā)后期常下陷，形成破火山11（火山湖）

?活火山指人類歷史時期有過活動，否則稱死火山.

12.世界火山巖主要分布在板塊構(gòu)造的邊界

?洋脊火山帶：太平洋、大西洋、印度洋洋脊

?環(huán)太平洋火山帶：主要是中酸性火山巖，多為安山巖.

安山巖線：環(huán)太平洋大陸及島嶼為安山巖，大洋內(nèi)部為玄武巖，二者界線稱為安山巖線

?地中海-E|］尼火山帶

?紅海與東非有22座活火山：均在地殼裂谷處

第二節(jié)侵入作用與侵入巖

返I可

1.侵入作用（intrusion）

?侵入巖（侵入體）：巖漿在向上運(yùn)動的侵入過程中逐漸冷凝結(jié)晶形成的巖石.可分為：

深成侵入巖（深成巖）:>5公里深處形成、

淺成侵入巖（淺成巖）：<5公里深處形成、

?圍巖:被巖漿侵入的巖石.

1.1同化作用、混染作用

?同化：熱巖漿對冷圍巖的吞噬與化學(xué)作用，最終使圍巖成為火成巖的一部分.巖漿體積〉

圍巖

?混染：巖漿體積不夠大,不足以完全吞噬圍巖，導(dǎo)致

圍巖對巖漿的明顯化學(xué)反應(yīng),改變巖漿的成分

?俘虜體：邊部圍巖碎塊掉進(jìn)巖漿，巖漿快速冷凝后尚未被完全“吞噬”或同化.

1.2結(jié)晶分異作用

定義：巖漿在冷凝過程上，按一定規(guī)律依次結(jié)晶出不同礦物的過程.熔點(diǎn)高比重大的礦物先

結(jié)晶，導(dǎo)致巖漿成分不斷改變.

1.3鮑溫反應(yīng)系列：美國巖石學(xué)家鮑溫根據(jù)結(jié)晶分異原理，用富含橄欖石的玄武巖實(shí)驗(yàn)得出

的結(jié)晶規(guī)律.分為：

1.3.1連續(xù)反應(yīng)系列：化學(xué)成分連續(xù)變化；內(nèi)部結(jié)構(gòu)無根本變化；為淺色礦物所獨(dú)有.

?（高溫的）基性斜長石（拉長石，培長石,鈣長石Ca[A12Si208]）一中性斜長石（中長石）一酸

性斜長石（鈉長石Na[AlSi308],更長石）鉀長石白云母一（低溫）石英.

?端員成分為鈉長石與鈣長石,二者能以任何比例混溶.

1.3.2不連續(xù)反應(yīng)系列：化學(xué)成分有差異；內(nèi)部結(jié)構(gòu)有顯著變化；為暗色礦物或鐵鎂礦物所

獨(dú)有.

?（高溫的）橄欖石一輝石一角閃石一黑云母一鉀長石一白云母一（低溫的）石英.

1.3.3巖漿結(jié)晶出的巖石順序

超鎂鐵巖（橄欖巖）一度鐵巖（輝長巖）一中性巖（閃長巖）一酸性巖（花崗巖）一偉晶巖

1.3.4偉晶巖：殘余巖漿結(jié)晶而成

?溫度500度到80（）度

?揮發(fā)分高，主要是長英質(zhì)

?結(jié)晶緩慢，形成粗大晶體

?富含成礦物質(zhì);Au,Ag:Cu,W,Zn,Mo,U

1.3.5單一原始巖漿的觀點(diǎn)是不全面的

鮑溫反應(yīng)系列的核心是“單一原始巖漿的觀點(diǎn)”.據(jù)此，100分原始巖漿只可結(jié)晶出5-10

分花崗巖，但是，陸地上的花崗巖＞＞玄武巖；而大洋中只有玄武巖而無花崗巖.因此，鮑溫

實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)晶順序規(guī)律是對的，而單一原始巖漿的觀點(diǎn)是不全面的.

2.侵入巖的產(chǎn)狀:侵入巖的形態(tài)、大小、與圍巖的關(guān)系

（1）巖脈（dyke）：分巖墻與巖床二種.

?巖墻（dyke）-與地層層理垂直，巖漿沿圉巖的裂縫擠入.

?巖床（sill）-與地層層理平行，巖漿沿層間的空隙擠入.

（2）巖體：分巖株與巖基二種.

?巖株（stock）:出露面積在10-100平方公里.

?巖基（batholith）:出露面積大于100平方公里.

第三節(jié)火成巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

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1.火成巖的結(jié)構(gòu)（texture）:指礦物的結(jié)晶程度、晶粒大小、晶體形態(tài)和晶粒間的相互關(guān)系

（1）按結(jié)晶程度：全晶質(zhì)（花崗巖）、玻璃質(zhì)（黑曜巖）、半晶質(zhì)（淺成巖）

（2）按晶粒大小:

粗粒結(jié)構(gòu)晶體粒徑5nim

中粒結(jié)構(gòu)晶體粒徑5-1mm

細(xì)粒結(jié)構(gòu)晶體粒徑1-0.1mm(肉眼可辨0。l-0o2mm)

微粒結(jié)構(gòu)晶體粒徑0.1mm

(3)按晶體的完整程度：

自形:緩慢結(jié)晶，晶形規(guī)則；它形:速冷，晶形不規(guī)則；半自形

(4)按晶體的相對大?。?/p>

?等粒結(jié)構(gòu),不等粒結(jié)構(gòu)

?似斑狀結(jié)構(gòu)porphyroid(侵入巖)：基質(zhì)為顯晶質(zhì)，成分與斑晶相同.反應(yīng)穩(wěn)定、緩慢

結(jié)晶的環(huán)境。

?斑晶(phcnouyst)：粗大的晶體；

基質(zhì)(matrix):斑晶周圍細(xì)小的顆粒.

以石英大小為標(biāo)準(zhǔn)，分粗、中細(xì)和顯品質(zhì)、隱品質(zhì)和玻璃質(zhì)等

?斑狀結(jié)構(gòu)(porphyritic)：基質(zhì)為隱晶或玻璃質(zhì).(火山巖的典型結(jié)構(gòu))

2.火成巖的構(gòu)造(structure):指礦物集合體的形態(tài)、大小、空間分布.能反映其形成條件.

?氣孔構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造

?流動構(gòu)造(flow)：柱狀、片狀礦物或俘虜體定向排列

?流紋巖的流紋構(gòu)造(rhyotaxitic)：不同的礦物成分、不同的顏色、拉長的氣孔相互線

狀或彎曲狀平行排列.

?晶洞構(gòu)造：巖漿冷凝收縮形成的渾圓狀空洞，內(nèi)常生長有晶族.不同于氣孔.為不均質(zhì)的

堿性花崗巖(A型)典型構(gòu)造.

?球狀構(gòu)造：由不同礦物組成的同心圓殼圍繞中心分布而成.特征：各圈中的礦物呈放

射狀分布.成因：巖漿中的某些組分脈動式過飽和結(jié)晶而形成.

?層狀構(gòu)造(bedded):熔巖-沉積夾層-熔巖平行排列.

?塊狀構(gòu)造(massivestructure)：宏觀上各向同性；獷物排列無規(guī)律；巖石呈均勻塊體.

火成巖所特有.

第四節(jié)火成巖的主要類型

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介紹分類表

分類標(biāo)準(zhǔn)：色率、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

?色率：巖石中暗色礦物的含量

?結(jié)構(gòu)構(gòu)造：噴出巖-氣孔、杏仁體、流動、枕狀；淺成巖-斑狀、隱晶；深成巖-似斑狀、

全晶質(zhì)

▲重點(diǎn)：超鎂鐵巖中無石英等；巖石名稱鑒定主要是鑒定特征礦物.巖石SiO2含量%

超鎂鐵巖＜45基性巖45-52中性巖52-65酸性巖＞65

噴出巖Eruptive科馬提巖Komatiite玄武巖Basalt安山巖粗面巖

AndasiteTrachyte流紋巖Phyolite

淺成巖Hypabyssal金伯利巖Kimberlite輝綠巖Diabase閃長玲巖正長玲

巖Dioriteporphyry