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6.五类矿物

1自然元素:

金,自然铜,石墨,金刚石

2硫化物:

FeS2黄铁矿

3卤（氟与氯）化物:

CaF2萤石,NaCl石盐

4氧化物:

SiO2石英,Al2O3刚玉氢氧化物:

Mg（OH）2水镁石

5含氧盐（复杂分子团矿物）.主要包括四种:

硫酸盐:

CaSO4硬石膏磷酸盐:

Ce,La）[PO4]独居石

碳酸盐:

CaCO3方解石,MgCO3白云石硅酸盐:

KAl2[Si3AlO10]（OH）2白云母

7.岩石:

由一种以上矿物构成的集合固体.

按形成方式，岩石可分三大类：

火成岩:

占地壳岩石体积64.7%;

沉积岩:

占地壳岩石体积7.9%，地表面积75%;

变质岩:

占地壳岩石体积27.4%.

1.2集合体（Aggregate）:

矿物微粒聚集体.一向的呈纤维状,如石棉;

二向的呈鳞片状,绢云母;

三向的呈粒状,橄榄石

1.3特殊集合体:

放射状,如硅灰石CaSiO3;

钟乳状,如钟乳石;

晶族状,如石英;

鲕状、葡萄状、肾状,如赤铁矿.

2光学性质（Optical）

2.1透明度（Transparency）:

矿物薄片（厚0.03mm）能透过光线者,称透明矿物,如石英,云母,长石,方解石等.不透光者,称不透明矿物.所有金属矿物都是不透明矿物.

2.2光泽（Luster）:

矿物的反光能力

金属光泽:

反射很强,所有金属矿物均此光泽.

非金属光泽:

反射较弱，透明矿物的光泽.可细分金刚光泽（金刚石）,玻璃光泽（长石）,油脂光泽

（石英断口）,丝绢光泽（绢云母）,珍珠光泽（白云母）,土状光泽（高岭石）6种

2.3颜色（Color）与条痕（Streak）

颜色:

白,蓝,红,黑,浅绿,紫红等

自色（Diochromatic）:

被化学成分和内部结构所决定的矿物本色.如方铅矿的铅灰色.

他色（Allochromatic）:

混入杂质后的矿物颜色.如石英（无色）,紫晶（紫色,Fe多）,蔷薇石英（Fe少）,烟水晶（含Mn）

假色:

表面氧化或吸附他物后的颜色.如褐色黄铁矿.

条痕色:

矿物粉末的颜色。

用瓷板划之,紫红的赤铁矿呈樱红色,黄铜的黄铜矿呈墨绿色

3力学性质（Mechanical）:

在外力下的表现

3.1硬度（Hardness）:

抵抗外力的强度

记牢10种不同硬度的矿物摩氏硬度记:

1滑石,2石膏,3方解石,4萤石,5磷灰石,6长石,7石英,8黄晶9刚玉10金刚石

硬度大的可刻动小的.指甲为2-2.5,小刀为5-5.5,玻璃6

3.2解理（Cleavage）:

外力下矿物按质点结合力最弱的网面定向开裂

◆极完全解理（云母）◆完全（方解石）◆中等（角闪石）

◆不完全（橄榄石）◆极不完全（石英）

3.3断口:

解理不发育矿物在外力下的不规则裂开.贝壳状（石英）,锯齿状（石膏）,参差状（黄铁矿）,平坦状（高岭土）

3.4弹性:

受力后能恢复原状的.如云母.

3.5挠性:

受力后不能恢复原状的,又称范性变形,如蛭石

3.6延展性:

可用外力任意改变其形状的.延:

一维;

展:

二维（黄金）

第三节矿物的鉴定

肉眼鉴定：

看（外形,色,光泽）-掂（比重）-敲（硬度）

仪器鉴定：

偏光显微镜,化学成分分析,SEM,TEM（Scan（Transmission）ElectricMicroscope）,激光探针

第四节常见矿物

1常见的：

方解石CaCO3,石英SiO2,长石。

云母

2贵重的：

金刚石C,金Au,银Ag

3工艺品：

玛瑙SiO2红宝石,蓝宝石Al2O3（刚玉）

4工业原料：

赤铁矿Fe2O3,磁铁矿Fe3O4,黄铜矿CuFeS2

5药用：

辰砂HgS,雄黄As4S4

6环境示踪矿物

HP/LT：

蓝闪石、多硅白云母、红帘石（俯冲碰撞带）

UHP：

柯石英、金刚石（陆内深俯冲,>

100公里深度）

7偏光镜下常见的:

长石,石英,云母,辉石,角闪石,方解石

第三章岩浆作用（Magmatism）与火成岩（Igneousrock）

火山（Volcano）,常伴有地震,是一种严重危害人类生存的地质灾害.

第一节喷出作用（Extrusion，Eruption）与喷出岩

1.火成岩占地壳岩石体积的64.7%

2.岩浆（MAGMA）：

形成于地下深处的、具有较大粘性的高温熔融流体物质.

●成分:

硅酸盐+1-8%以水为主的挥发物质;

●源区:

地表之下50-200公里；

●条件:

温度800-1200°

C；

压力10千巴大气压（40公里）3.岩浆作用：

岩浆发育、运动、固结成火成岩的作用.岩浆喷出地表的过程,称火山作用.早期爆炸喷出,晚期地表溢流.未到达地壳而在地下某深处冷凝结晶固结的过程,称为侵入作用.由于岩浆高温、高压，具有潜在的活动能量，能沿早先地壳活动中形成的薄弱带（如断层带）向低压方向运动。

4.二类火成岩

●侵入岩：

地下深处冷凝结晶的岩浆岩.

●火山岩：

岩浆喷到地表、气体逃逸、冷凝而成的岩石.又分火山碎屑岩（喷到空中炸碎的岩浆与围岩碎块,落下堆积而成和熔岩（地表溢流而冷凝）两种.

5.喷出作用

●喷出与否与地壳的活动有关。

有地壳活动才能打破岩浆的平衡,地壳产生断裂岩浆才能顺之上涌

●喷出强度与岩浆的粘性有关（viscosity）

岩浆由二部分构成：

硅氧四面体或硅铝氧化物和金属阳离子.[SiO4]-4、[AlSi3O8]-+K，Na，Ca，Mg，Fe，前者含量高，则岩浆粘性大,呈酸性,难流动,故多为爆发相;

反之,粘性小,呈基性,易流动,多表现为喷溢相.

●火山喷发物质的构成a.气体：

水汽、二氧化碳、硫化物等.

b．固体:

围岩及早先冷凝的岩浆岩，被岩浆喷出,脱离地表在空中炸碎后冷凝成固结体,称火山碎屑岩.

火山灰<

2mm单独成岩凝灰岩

火山砾2-50mm火山灰胶结火山角砾岩

火山块>

50mm火山灰胶结火山集块岩

火山渣数十厘米快速冷凝的岩浆块浮岩

火山弹>

50mm喷出炸碎后冷凝固结的岩浆块

tuff:

凝灰岩,Lava:

熔岩,volcanicbreccia:

火山角砾岩,volcanicagglomerate:

火山集块岩

c．熔融体：

熔岩（熔岩流、熔岩被;

多面形分布）表面具柱状节理（冷凝收缩而成的六边形柱体），总与流面垂直。

6喷发方式

裂隙式喷发：

岩浆沿断裂溢出，固体喷发物较少.

中心式喷发：

形成盾形火山锥,坡度小（2-4度,小于150）

7喷发强度

a.强烈爆发

b.宁静喷溢:

地中海斯特龙特利火山（天然的“海上灯塔”）

8火山通道：

岩浆流出的地方.

●在近地面冷凝的岩浆形成火山颈，岩石称次火山岩.

●可确定火山作用的时间、空间、成因.

●复式火山锥：

火山碎屑与熔岩互层.

9熔岩类型及其特征

●按SiO2含量%的分类（国际通用）

超基性:

<

45%;

基性:

45-52%;

中性:

52-65%;

酸性:

>

65%

10各类代表性熔岩介绍

10.1超镁铁熔岩（ultramafic）:

科马提岩（komatiite）

●分布于南非和澳大利亚

●具鬣刺结构:

快速冷凝而成的长条状橄榄石骸晶集合体,常充填于橄榄岩或辉石岩裂隙中.

10.2基性熔岩（basic）:

玄武岩（basalt）

●黑色,致密,比重大,粘性小,有柱状节理.喷发宁静（气体易溢出）.

●海底喷发形成枕状构造（Pillowlava）,顶突底平.

●著名产地：

印度德干高原，厚3000米，面积100万平方公里.我国峨眉山玄武岩（P）.

●矿产：

Cu、Fe、铸石材料.

10.3中性岩浆:

粘性较大、爆炸喷发,多形成复式火山锥.安山岩（Andesite）：

浅色、有气孔（vesicular,泡）、杏仁体（amygdaloid）

●分布：

南美安第斯山

●著名矿产：

墨西哥银矿、台湾金瓜石金矿、山西五台龙须沟铜矿,日本黑矿

10.4酸性岩浆:

粘性大,强烈爆炸喷发,形成复式火山锥.

流纹岩（rhyolite）:

浅色,具流纹构造（冷却慢）

浙江、福建、广东沿海,宁镇地区

Au,Ag,Cu,U,W,Sn,Mo等，浙江青田玉、鸡血石（印章）、熔结凝灰岩（蟾石）

11火山喷发的阶段性

火山喷发是断断续续的，有的一、二次（南京方山），有的若干次（圣海仑斯）.

不同喷发期岩浆的成分要改变一般演化规律：

基性-中性-酸性

喷发后期常下陷，形成破火山口（火山湖）

活火山指人类历史时期有过活动，否则称死火山.

12.世界火山岩主要分布在板块构造的边界

●洋脊火山带：

太平洋、大西洋、印度洋洋脊

●环太平洋火山带：

主要是中酸性火山岩，多为安山岩.

安山岩线：

环太平洋大陆及岛屿为安山岩，大洋内部为玄武岩，二者界线称为安山岩线

●地中海-印尼火山带

●红海与东非有22座活火山:

均在地壳裂谷处

第二节侵入作用与侵入岩

1.侵入作用（intrusion）

●侵入岩（侵入体）:

岩浆在向上运动的侵入过程中逐渐冷凝结晶形成的岩石.可分为：

深成侵入岩（深成岩）:

5公里深处形成、

浅成侵入岩（浅成岩）:

●围岩:

被岩浆侵入的岩石.

1.1同化作用、混染作用

同化：

热岩浆对冷围岩的吞噬与化学作用，最终使围岩成为火成岩的一部分.岩浆体积>

围岩

混染：

岩浆体积不够大,不足以完全吞噬围岩,导致围岩对岩浆的明显化学反应,改变岩浆的成分

俘虏体：

边部围岩碎块掉进岩浆，岩浆快速冷凝后尚未被完全“吞噬”或同化.

1.2结晶分异作用

定义:

岩浆在冷凝过程上，按一定规律依次结晶出不同矿物的过程.熔点高比重大的矿物先结晶，导致岩浆成分不断改变.

1.3鲍温反应系列：

美国岩石学家鲍温根据结晶分异原理，用富含橄榄石的玄武岩实验得出的结晶规律.分为:

（1）连续反应系列：

化学成分连续变化；

内部结构无根本变化；

为浅色矿物所独有.

●（高温的）基性斜长石（拉长石,培长石,钙长石Ca[Al2Si2O8]）→中性斜长石（中长石）→酸性斜长石（钠长石Na[AlSi3O8],更长石）→钾长石→白云母→（低温）石英.

●端员成分为钠长石与钙长石,二者能以任何比例混溶.

（2）不连续反应系列：

化学成分有差异；

内部结构有显著变化；

为暗色矿物或铁镁矿物所独有.

●（高温的）橄榄石→辉石→角闪石→黑云母→钾长石→白云母→（低温的）石英.

鲍温反应系列只适用于侵入作用与侵入岩

矿物结晶顺序只适用于封闭的温压环境

1.3.3岩浆结晶出的岩石顺序

超镁铁岩（橄榄岩）→镁铁岩（辉长岩）→中性岩（闪长岩）→酸性岩（花岗岩）→伟晶岩

1.3.4伟晶岩：

残余岩浆结晶而成

●温度500度到800度

●挥发分高，主要是长英质

●结晶缓慢，形成粗大晶体

●富含成矿物质：

Au,Ag,Cu,W,Zn,Mo,U

1.3.5单一原始岩浆的观点是不正确的

鲍温反应系列的核心是“单一原始岩浆的观点”.据此,100分原始岩浆只可结晶出5-10分花岗岩，但是，陆地上的花岗岩>

玄武岩；

而大洋中只有玄武岩而无花岗岩.因此，鲍温实验得出的结晶顺序规律是对的,而单一原始岩浆的观点是错的.

2.侵入岩的产状:

侵入岩的形态、大小、与围岩的关系

（1）岩体：

分岩株与岩基二种.

岩株（stock）:

出露面积在10-100km2.

岩基（batholith）:

出露面积大于100km2.

（2）岩脉（dyke）：

分岩墙与岩床二种.

岩墙（dyke）-与地层层理垂直，岩浆沿围岩的裂缝挤入.

岩床（sill）-与地层层理平行，岩浆沿层间的空隙挤入.

第三节火成岩的结构与构造

1.火成岩的结构（texture）:

指矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形态和晶粒间的相互关系

（1）按结晶程度：

全晶质（花岗岩）、玻璃质（黑曜岩）、半晶质（浅成岩）

（2）按晶粒大小：

粗粒结构晶体粒径5mm

中粒结构晶体粒径5-1mm

细粒结构晶体粒径1-0.1mm（肉眼可辨0。

1-0。

2mm）

微粒结构晶体粒径0.1mm

（3）按晶体的完整程度：

自形:

缓慢结晶，晶形规则;

它形:

速冷，晶形不规则;

半自形

（4）按晶体的相对大小：

等粒结构,不等粒结构

●似斑状结构porphyroid（侵入岩）:

基质为显晶质,成分与斑晶相同.反应稳定、缓慢结晶的环境。

●斑晶（phenocryst）：

粗大的晶体;

基质（matrix）:

斑晶周围细小的颗粒.

以石英大小为标准，分粗、中细和显晶质、隐晶质和玻璃质等

●斑状结构（porphyritic）：

基质为隐晶或玻璃质.（火山岩的典型结构）

2.火成岩的构造（structure）:

指矿物集合体的形态、大小、空间分布.能反映其形成条件.

●气孔构造、杏仁状构造

●流动构造（flow）:

柱状、片状矿物或俘虏体定向排列

●流纹岩的流纹构造（rhyotaxitic）：

不同的矿物成分、不同的颜色、拉长的气孔相互线状或弯曲状平行排列.

●晶洞构造：

岩浆冷凝收缩形成的浑圆状空洞,内常生长有晶族.不同于气孔.为不均质的碱性花岗岩（A型）典型构造.

●球状构造：

由不同矿物组成的同心圆壳围绕中心分布而成.特征：

各圈中的矿物呈放射状分布.成因：

岩浆中的某些组分脉动式过饱和结晶而形成.

●层状构造（bedded）:

熔岩-沉积夹层-熔岩平行排列.

●块状构造（massivestructure）：

宏观上各向同性；

矿物排列无规律；

岩石呈均匀块体.火成岩所特有.

第四节火成岩的主要类型（分类表）

分类标准：

色率、结构、构造

●色率：

岩石中暗色矿物的含量

●结构构造：

喷出岩-气孔、杏仁体、流动、枕状；

浅成岩-斑状、隐晶深成岩-似斑状、全晶质

▲重点：

超镁铁岩中无石英等；

岩石名称鉴定主要是鉴定特征矿物.

第五节岩浆的形成与地球内热岩浆的形成

1．物质来源：

地壳岩石和地幔顶部的物质.

2．物理因素：

与温度、压力（小，利熔）、水分（高，有利熔）有关

3．不同岩浆的成因

●超镁铁岩与镁铁岩:

地幔顶部岩浆分熔（分异）

●中酸性岩:

a.同超镁铁岩（岩浆分熔）b.地壳部分熔融.

4。

地热及其成因地热：

来自地下的热流

（1）表现方式：

a.深部为对流方式；

b.浅部通过岩石传导.

●称“大地热流”HeatFlow，单位为HFU:

微卡/cm2·

秒（微卡，百万分之一千卡）

●洋底：

1。

47（HFU），平均：

47（平均热流值）

常温层，地表下10多米，与当地年平均气温相当；

与海拔、纬度有关

增温层，平均3°

C/百米，称地热增温率；

按此计算地心温度19万度！

太阳中心温度：

1500万度。

压力：

2500亿个大气压

（2）地热分布：

a.沿水平方向分布有差异；

b.地热高的地方，低温梯度也高；

c.地下深处，由于压力高，密度极大，物质不会全部熔化

（3）意义:

有助于研究石油等的生成；

有助于寻找地热（温泉、热泉、沸泉）

5.地热成因

余热：

炽热的星云物质聚集-收缩（地球由热-冷放热）

重力分异：

地球内部物质按比重分异，位能转成热能；

（地球由冷-热,产生热）

放射热：

放射性物质衰变产生热（地球由冷-热放射性物质主要在地壳中，可解释增温率变化原因

撞击热：

行星与地球撞击产生热（地球由冷-热）地球究竟由冷-热，还是由热-冷，尚是探索的课题

第四章外动力作用与沉积岩

地球动力学：

分外动力与内动力二种

a.外动力：

风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩

意义：

说明地质发展史，寻找沉积矿产（煤、石油、铁等）

b.内动力：

火山、地震、构造运动产生的变形等

解释构造运动学、地球动力学

第一节大气圈、水圈、生物圈、岩石圈

1.大气圈：

无明确的上界;

大气≈N2+O2+Ar+CO2,地表最稠密

从地面到高处:

对流层→平流层→中间层→热成层→外逸层

对流层:

顶面距地面高度10-16公里,每上升1公里降温6.5度（oC）；

温度来自地面辐射的太阳能。

平流层:

顶面距地面高度55公里。

顶部为臭氧层。

温度随高度增加而增加；

可至0度以上。

不受地表热辐射或对流大气的影响。

此高度之下的地质作用最重要。

●大气的流动：

全球范围的有大气环流（有一定路线与型式）局部产生东、南、西、北风及龙卷风。

●大气的地质作用

a.氧、二氧化碳等是进行地球化学作用的重要物质

b.大气是生命的保护层（臭氧层能吸收紫外线）

c.使地球表面具有适宜的温度；

产生各种气候现象，导致外动力地质作用的发生

d.运动的大气（风）是塑造地面形态的动力

e.环境污染已开始破坏人类生存的保护层

直接的有飞沙走石，如内蒙-北京-东北的春天沙尘暴

间接的为大气温室效应（工业二氧化碳排放使大气升温）、臭氧层空洞（臭氧层的保护作用受到严重破坏，紫外线的长驱直入将使人类健康每况愈下）

2.1科里奥利效应

由于地球自转，而使地表运动物体改向的力（取决于不同的纬度和线速度）.

顺着物体运动方向看，科氏力作用向右。

大气、河流均受此影响.

N半球:

物体向北运动；

顺着运动方向看，作用力向右；

物体向南运动；

顺着运动方向看，作用力向右.

S半球:

顺着运动方向看，作用力向左；

顺着运动方向看，作用力向左.

2.2水圈的作用

a.破坏岩石：

机械破坏（干寒带）、化学破坏（CO2）（温湿带）

b.搬运岩石：

通过水的循环过程完成

3.生物圈

机械破坏（根劈）、化学破坏（生物有机酸分解矿物）

b.本身成矿:

石油、煤;

形成生物岩（有机地化研究领域）

4.岩石圈

岩石圈=地壳+上地幔顶部的刚体部分是地球科学家研究的主要内容

5.沉积环境

6.外动力作用与三大类岩石之间的演化关系

第二节沉积岩的特性

一.沉积质来源、主要特性、搬运与固结

沉积物来源：

母岩风化物、生物、火山物质、宇宙物质.

沉积岩主要特性：

层理、含化石

沉积物的搬运:

（1）滚动方式沿水流底部搬运:

2mm,砾岩;

（2）跳跃搬运:

2-0.05mm,砂岩;

（3）悬浮状态搬运:

0.05-0.005mm,粉砂岩;

（4）凝聚态搬运:

0.005mm,粘土岩（沉积岩的分类主要根据上面的碎屑物水力学行为进行）

沉积物固结

二.沉积岩中的矿物

1.沉积岩、火成岩、变质岩中八种主要造岩矿物:

石英、长石、云母、辉石、角闪石、方解石、高岭土、绿泥土

2.沉积岩与岩浆岩主要矿物成分比较

岩浆岩：

橄榄石、辉石、角闪石、黑云母（石英、斜长石、白云母）

沉积岩：

方解石、白云石、石膏、石盐（石英、斜长石、白云母）

三.沉积岩的结构:

颗粒的大小,磨圆度,颗粒间关系

大小：

砾>

2mm、砂2-0.05mm、粉砂0.05-0.005mm、泥<

0.005mm（肉眼放大镜显微镜电子显微镜）

磨圆度:

圆、次圆、次棱角、棱角

填隙物（基质）:

砂→细砂→粉砂.生物及火山碎屑等.

胶结物（肉眼分不出大小）：

Si,Fe,Ca,泥

碎屑结构:

岩石中的颗粒是机械沉积的碎屑物.

碎屑+填隙物（比碎屑小1-2粒级）+胶结物.

碎屑岩:

砾岩→砂岩→细砂-粉砂岩→泥岩（页岩）

非碎屑结构:

-为生物岩、生物化学岩所特有

-岩石中的颗粒由化学沉积或生物化学沉积作用形成.

-无碎屑和填隙物及胶结物之分.

晶质结构:

全由近等大的沉积晶体组成.如灰岩为方解石.

生物结构:

由丰富的生物化石碎屑组成.

四.沉积岩的原生构造

原生沉积构造定义：

沉积岩在形成过程中产生的构造,是各组成部分的空间分布与排列方式.

1.层理（Layer,bedding）：

沉积岩的成层性

与颗粒性质有关：

颗粒粗细、硬度不同就形成了层理.

与气候有关：

颜色变化也形成层理.

a.平行层理：

不同沉积层顶底面平行.沉积岩在安静的介质环境中形成.

b.交错层理CrossBedding：

不同沉积层顶底面不平行.沉积岩形成于动荡的介质环境中.

●根据“顶截底切”原理，可判断地层的顶底。

c.层的厚度：

巨厚>

1m、厚