海洋地质普通地质学考试复习资料Word格式.docx
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四地质学的特点
1.归纳式的逻辑推理
2.大跨度的时间和空间尺度
3.结论的不确定性
第一章
§
第一节地球的基本特征
一地球的表面形状及形态
1形状:
旋转椭球体,外形呈现梨形,根据人造卫星的资料分析,地球南极与标准旋转椭球体相比约缩进30米,北极则凸出约10米.
赤道半径:
6378.160KM两极半径:
6356.755KM:
扁率:
1/298.25
2地球的地表形态:
可明显分为陆海两部分:
1）大陆地势----线状山,面状原（平原,高原）
山:
断块山,褶皱山（成因）
低山500---1000米;
中山1000----3500米
高山>
3500米（高程）
丘陵:
<
500米相对高差200米以内原:
平原高原裂谷:
2）海底地势
海岭
洋脊（正在活动的海岭,伴有地震）两侧较低,中间高,中心最高部位有一条巨大裂谷
海槽:
海底中的长条型洼地
海沟:
较深,边坡较陡的海槽,最深度达6000米,是地球表面最低的地段
大洋盆地（深海丘陵,深海平原）
岛屿
海山:
大洋底比较孤立的水下山丘
岛屿与海沟及大陆边缘地形（大陆架,大陆坡,大陆基）
二地球的物理特征.
1密度和压力
平均密度为5.518g/cm3,实测地表岩石的密度为2.27---2.8g/cm3,地球内物质密度不均匀.地内各圈层间的密度随深度的增加而增加,某些层圈处的密度变化尤为明显.地心处可达13.0g/cm3.压力等于上覆荷重量
2重力
物体所受地心引力和地球自转离心力的合力.在离心力最大的赤道处,其大小也仅有重力1/298,因而,可视为地心引力
*重力异常:
正异常,负异常
地壳的重力异常：
如果以十分接近地球大地水准面形状的扁球体代表地球，并假设地球内部的物质呈同心层状分布，每一层密度均匀。
这时可以求出地球上不同纬度的理论重力值
计算公式：
g=978.049x（1+6.00528895sin2θ-0.00002462sin4θ）
θ----纬度
这样求得的重力值称正常重力值。
但实际在地面某点用重力仪获得的重力观测值与该点的正常重力值常常存在偏差，这种偏差称重力异常。
重力异常的影响因素：
1）高度：
地面观测点并不在大地水准面上，两者有一定高度，观测点位置越高重力值越小；
2）中间层密度，地面观测点与大地水准面之间的剩余物质所产生的附加重力值；
3）地形，周围山体对测量点的引力
进行上述三个影响因素的校正称为布格校正（由法国大地测量学家布格所提出）布格校正之后仍然存在异常称为布格重力异常，
进行三种校正后的重力观测值–正常重力值=布格重力异常
3温度:
外热层：
常温层：
内热层：
4磁性
地球是一个巨大的磁场
地磁极与地理极不重合，其间有11度的交角，且不停移动变化。
地磁要素：
磁偏角，磁倾角，磁场强度
磁偏角是地磁子午线与地理子午线间的夹角。
磁倾角是指磁力线与水平间的夹角（磁倾角在赤道为0度，向南北极逐渐增大，在磁南北极为90度，利用这一特性，通过研究岩石剩余磁场的特征可以确定岩石形成时的古纬线等）
磁场强度是指单位正磁极受力大小
磁异常：
正异常，负异常
*磁异常
一个地区或地点的磁异常可以通过将实测地磁场进行变化磁场的校正之后，再减去基本磁场的正常值而求得。
如果所得值为正值称正磁异常，为负值称负磁异常。
自然界有些矿物或岩石具有较强的磁性，如磁铁矿，铬铁矿，钛铁矿，镍矿，超基性岩等，它们常常能引起正异常。
因此，利用磁异常可以进行找矿勘探和了解地下的地质情况。
地球磁场会对居里面之上的地壳上层产生影响，使岩石获得磁性。
并使岩石的磁化方向与岩石形成时的地磁场方向一致。
通过对岩石剩余磁场及岩石形成历史的研究发现，地球的磁场曾经不止一次的发生重大的改变，甚至是南极变成了北极，北极变成了南极，也就是发生了地磁场的磁极反转。
三地震波与地球
1面波
主要在地表传播，能量最大，波速约为3.8千米/秒，低于体波，往往最后被记录到。
面波实际上是体波在地表衍生而成的次声波。
2体波
体波是地球内部信息传递的载体，可以穿过地球的内部。
体波分为纵波（P）和横波（S）.
（1）纵波
纵波是通过介质的体积变化即挤压和拉伸传播的，在固液气态介质中均可传播，
速度最快
（2）横波
横波的震动方向与传播方向垂直，通过介质的形态变化而实现，又称作剪切波，只在固体中传播，速度较慢。
3地震波波速
地震波在地内的传播速度取决于物质的密度和弹性。
，
公式中，Vp为纵波速度，Vs为横波速度，v为介质的体变模量，μ为介质的切变模量，ρ为介质的密度。
地震波在介质中的传播速度与弹性模量成正比，与介质的密度成反比；
从公式中还可以看出，波速一定时，介质的弹性模量与密度成正比，实际观察结果显示，地球内部地震波的传播速度是随着密度的增大而加快的，这表明密度大的物质其弹性模量也加大。
从公式中还可以看出，当μ为零时，Vs也等于零，由于液体的切变模量为零，因此横波不能在液体中传播.
在各层圈分界面处，传播速度会发生突变。
当遇到不同的物性界面时，地震波会发生反射和折射。
地球内部圈层的划分主要是依据地震波在地球内部的传播特征，尤其是地震波的波速变化。
第二节地球的内部圈层和结构
一内部圈层
大气地壳地幔地核
二物质组成
地壳主要是由岩石组成。
地幔主要由超基性岩浆组成，成份很难直接确定。
地核的密度高达13.5×
103千克/立方米，它的物质组成曾是令地质学家困惑的事情。
最后陨石给了我们启示，固态铁、镍是内核的主要成分。
第三节地球的物质组成
一、地壳的化学元素
1、1）由同种原子组成的物质称为元素
2）具有不同原子量的同种元素的变种称为同位素
放射性同位素：
原子核不稳定，会自行放射出能量，具有放射性。
稳定同位素：
不具放射性
2地球的平均化学成分
Fe39.76、Si14.53、Mg8.69、Ni3.16、Ca2.54、Al1.79、S0.64、Na0.39、Cr0.20、
P0.11、Co0.23、K0.14、Ti0.02
组成地球的八种主要化学元素及其百分比含量
元素OFeMgSiSNiCaAl
百分比30.2529.7615.6914.724.171.651.641.32
3地壳物质组成
地壳的平均化学成分与地球的平均化学成分有较大的差别，主要表现在硅、铝、钠、钾等轻元素的丰富较高，8种主要元素占地壳总量的99%以上。
元素在地壳中的含量称为元素的丰度，元素在地壳中的平均含量（平均质量分数%）称为克拉克值。
主要元素：
OSiAlFeCaNaKMg
组成地壳的8种主要化学元素及其百分比含量
元素氧硅铝铁钙镁钠钾
百分比46.5025.707.656.245.793.231.811.34
地壳中的元素在极少情况下是以单质存在（如自然形态、金刚石等），绝大多数情况是以化合物的形态存在的。
不管是单质还是化合物，他们通常是以独立矿物的形式在地壳中存在的，并构成地壳的主体---岩石。
极少数的微量元素，由于他们的丰度很低，很难以独立矿物的形式存在，这些元素通常以类质同像的形式或胶体吸附的形式存在于其他矿物中。
二矿物
矿物的概念
1自然产出且内部质点（原子、离子）排列有序的均匀物质；
化学成分一定，并可用化学式表达
2种类很多3300种以上
按来源
原生矿物：
经过不同程度的物理风化，未改变化学组成和组成结构的原始成岩物。
次生矿物：
原生矿物经物理、化学风化作用，组成性质发生化学变化，形成的矿物
按内部结构
结晶矿物：
指各种原子在三维空间有序地重复排列的矿物。
非结晶矿物（又称无定形矿物）：
指原子作无序或短程有序排列。
无法用X射线或电子衍射检测其晶体结构的矿物或其他固态物质。
按质点排列方式
均质体：
未结晶的物质（如玻璃），由于质点无序排列，经常表现出各向同性的特点，称为均质体。
非均质体：
几乎所有的矿物的物理特征（导热性、导电性、硬度、光性等）都会表现出某一个方向具有某种特殊的性质，不同的方向则具有不同的性质（即各向异性），被认为是非均质体。
常见矿物及鉴别特征
1、石墨（C）
六方板状晶体，常呈鳞片状或致密块状，土状集合体，铁黑至钢灰色，条痕为亮黑色，金属光泽，不透明，片状解理极完全，硬度低（1--2），相对密度低，有滑感，易污手。
2石英
石英石最常见的矿物之一。
颜色种类多，常见颜色为乳白色，硬度7，贝壳状断口断口具脂肪光泽；
无色透明的晶体为水晶，透明，具有玻璃光泽。
因内含杂质的不同呈现出不同的颜色，从而形成各种瑰丽的水晶。
含有锰离子的石英---紫水晶
含有有机质的石英---烟水晶
二氧化硅胶体沉积而成的隐晶质矿物，白色、灰白色者---玉髓
二氧化硅胶体沉积而成的隐晶质矿物，白、灰、红等不同颜色组成的同心层状---玛瑙
正长石：
钾长石，肉红色，晶体为短柱状，常具有卡斯巴双晶，硬度6.
斜长石：
板状或粒状，灰白色，硬度6.5左右，具聚片双晶（细而长的双晶纹）。
辉石：
绿黑色，短柱状或近似粒状，硬度5--6，玻璃光泽。
角闪石：
黑绿色，长柱状或近似细长条状，硬度5--6，玻璃光泽
白云母：
无色，片状，具弹性，硬度2--3，极完全解理。
黑云母：
黑色，片状，具弹性，硬度2--3，极完全解理。
橄榄石：
橄榄绿色，立方形晶粒，断口常为贝壳状，硬度6.5--7。
富含铁。
方解石：
晶体菱形，乳白色，完全解理（锤击成菱形碎块得名方解石）硬度3，与盐酸强烈冒泡。
无色透明者称冰洲石。
白云石：
结晶形状和解理同方解石，晶面和解理面弯曲（方解石为平直），其粉末遇盐酸冒泡但很微弱。
石膏：
晶体为纤维状，板状等，白色，硬度2，完全解理。
赤铁矿：
常呈鲕状、肾状，颜色为赤红色，条痕为樱红色；
半金属光色，无解理，无磁性。
褐铁矿：
常呈肾状、土块状，颜色呈褐色至黑色，条痕比较固定为黄褐色，半金属光泽到土块光泽。
磁铁矿：
致密状、块状集合体，铁黑色，条痕黑色，半金属光泽，硬度5.5--6.0，无解理，具磁性。
高岭石：
致密细粒状、土状集合体，白色或浅红色，硬度1，比重2.6，具粗糙性，加水有可塑性。
蛇纹石:
绿色并具有数种颜色条纹，磨光后似蛇皮，有橄榄石变化而成。
红柱石：
单晶呈柱状，集合体呈放射状，灰白色，肉红色，俗称菊花石，玻璃光泽，硬度6.5--7.5
矿物的鉴别方法：
光学方法：
将矿物制成薄片，运用偏光显微镜观察，确定矿物类别；
这种方法比较先进，但易受仪器限制。
化学方法:
有些矿物和化学试剂反应来加以鉴定，如方解石，白云石等
物理方法：
用矿物的一些物理性质来区分矿物，这时最简单实用的方法，是我们在野外鉴定的主要方法，这些物理性质主要有：
1形态单体集合体
单向延展短柱状、针状纤维状
双向延展片状、板状鳞片状
三向延展立方状粒状、块状
放射状、晶簇、肾状和结核状、鲕状和豆状、钟乳状等
例：
片状（云母）肾状（赤铁矿）鲕状（赤铁矿）立方状（萤石）板状（石膏）致
密状（高岭石）短柱状（正长石）
2颜色矿物的颜色是最容易引起注意的，分为三种：
自色-------矿物本身所固有的颜色（赤铁矿、孔雀石、褐铁矿）
它色--------矿物中混入杂质，带色的气泡所导致的颜色。
（如水晶）
假色--------由矿物表面氧化膜（如斑铜矿）、光线干涉等作用引起的颜色。
3条纹矿物粉末的颜色。
我们将矿物在白瓷板上刻划后留下粉末的颜色。
它可以消除假色，减弱它色，保存自色，但矿物硬度一定要小于白瓷板。
4光泽矿物表面对光线反射所呈现出的光亮。
可分为：
金属和非金属光泽
金属光泽：
具有金属的光亮，如黄铜矿、黄铁矿
非金属光泽又可细分：
脂肪光泽：
如石英断口
玻璃光泽：
如方解石、正长石
珍珠光泽：
如白云母、滑石等
金刚光泽：
如金刚石等宝石的磨光面
丝绢光泽：
如石棉
5硬度：
矿物抵抗外力刻划的能力。
摩氏硬度级，FriedichMohs1822年提出奥地利矿物
学家，相对硬度为：
硬度12345678910
矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄金刚玉金刚石
在野外工作中：
指甲2.5铜板3.0小刀5.5玻璃5.5钢锉5.5
6解理：
晶体受到外力打击时能够沿着一定结晶方向分裂成平面（解理面）的能力。
极完全解理云母
完全解理方解石
中等解理正长石
不完全解理磷灰石
极不完全解理石英
7断口：
矿物在受力后并不沿一定的方向破裂，而是形成不规则的破裂面，这种破裂面称
为断口。
常见的断口形态有贝壳状、锯齿状、羽状、和不规则状等。
三岩石
矿物在地质作用下所形成的集合体称为岩石。
单一矿物组成岩石：
大理石由方解石组成
两种或两种以上的矿物组成（多数）：
花岗岩有石英、长石和云母三种矿物组成
岩石类型：
岩浆岩、沉积岩、变质岩
岩石的化学成分：
指构成岩石的10种主要元素的氧化物SiO2Al2O3Fe2O3FeOCaOMgO
MnONa2OK2OTiO2对于难以确定其矿物成分的岩石,通常采用岩石的化学成分来确定岩石的种类。
岩石的颜色：
主要取决于岩石的物质成分,以及组成岩石的矿物的特征,相同的岩石有时在颜色上会有很大的差异,对于沉积岩而言,岩石的颜色还会在很大程度上反映其沉积时的环境.
岩石的构造：
构造是岩石中由于物质组成的差异或结构的差异所反映出的外观的总体特征,
如块状构造,气孔状构造,层状构造,片麻状构造等.
第二章地质年代
一相对年代的确定
二绝对地质年代
三地质年代表
概念
地质年代-------------地质体形成或地质事件发生的时代
相对地质年代-------地质体形成或地质事件发生的先后顺序
绝对地质年代--------地质体形成或事件发生距今有多少年
地层--------------------在一定地质时期内所形成的层状岩石（含沉积物）
一相对地址年代
地层层序律（主要针对沉积岩）
1）叠置原理：
先沉积的一定位于底层的下部，后沉积的一定位于上部，由此可以确
定沉积时间的先后顺序
2）原始连续性定律：
沉积过程中如果没有干扰因素，则原始的沉积地层一定是连续
的。
3）原始水平性定律：
在原始条件下形成的沉积地层一定是水平的。
化石-----埋藏在岩石中的古生物遗体或遗迹称为化石。
生物层序律：
1）地层越老，所含生物越简单，反之亦然。
2）不同时代的地层有不同的化石组合
生物地层学研究中最主要是选择那些在地质历史中存在时间比较短、演化快、分
布范围广的古生物化石-----标准化石，以提高对比的可靠性。
判断：
岩石产生的先后顺序？
切割律-----侵入者年代新，被侵入者年代老，适用于交切关系或包裹关系。
二绝对地质年代
单位年：
在人类找到合适的定年方法之前，季节-气候法，沉积法，古生物法，海水含
盐度法等，不同学者得到不同的结果，和地球实际年龄有很大区别。
放射性同位素的方法;
半衰期：
式中λ为衰变常数,t为含有这一元素的矿物晶体的年龄，N为剩下的放射性元素（
母体同位素）的总量，D为衰变产物（子体同位素）的总量。
自然界放射性同位素种类很多，能够用来测定地质年代的必须具备以下条件：
1）具有较长的半衰期，那些在几年或几十年内就衰变殆尽的同位素是不能使用的
2）该同位素在岩石中有足够的含量，可以分离出来并加以测定。
3）其子体同位素易于富集并保存下来。
同位素定年方法主要有;
U-Pb法，钾-氩法，Rb-Sr法，C-N法等。
三地质年代表
1881年，地质历史分为四个代：
太古代---最古老的生命
古生代---古老的生命
中生代---中等年龄的生命
新生代---新生命的开始
后来进一步完善：
地质时代单位地层单位
宙------------宇
代------------界
纪------------系
世------------统
不同学者的地质年代表会在绝对年代上有区别。
纪是基本的地质年代单位，其名称大多是最早的研究地区或民族名称，中文纪的名称一
般沿用日本的译名，一般采用英文名称的第一个字母作为符号，个别因为重复而采用其它符号。
第三章地质运动与地质构造
一、构造运动
概念：
构造运动是由于地球的内部平衡遭到破坏所引起的地壳或岩石圈的运动，其能
量来自于地球的内部，是内动力地质作用的主要形式之一。
水平运动，垂直运动
构造运动的速率和幅度：
速率有快有慢，幅度也有大有小。
构造运动的周期性：
不均匀，时而激烈，时而平静，周期长短不一，有6—10亿年，
也有几百万年。
构造运动的空间分布：
全球规模的活动带有三条：
环太平洋构造带，特提斯构造带，
大洋中脊带。
二、地质构造
概念：
岩石变形和变位的产物称为地质构造。
（一）层状岩石的产状
产状：
岩层在地壳中的产出状态，包括他们的形状和空间位置。
水平岩层，倾斜岩层
产状要素:
走向：
倾斜岩层同假想水平面的交线称走向线，走向线两端所指的方向，也就是倾斜层面在水平面上的延伸方向，称为走向。
倾向：
在岩层层面上与走向线相垂直的向下延伸的线称倾斜线，倾斜线在水平面上投影所指的方向。
倾角：
倾斜线在假想水平面上投影间的夹角
（二）褶皱构造
岩石在受力后发生连续的弯曲变形
褶皱的基本类型：
背斜（向上拱起），向斜（向下弯曲）
褶皱要素：
轴面：
将褶皱分成大致对称的两部分的面
核：
靠近轴部的中心部分
翼部：
远离轴面的两侧部分
枢纽（褶皱轴）：
轴面同岩层岩的交线
转折端：
泛指褶皱岩层两翼互相过渡的弯曲部分
褶皱类型
根据褶皱轴面的产状
（1）直立褶皱
对称褶皱：
两翼岩层的形态呈对称分布；
不对称褶皱：
两翼岩层的形态呈不对称分布
（2）歪（倾）斜褶皱：
褶皱轴面倾斜，两翼岩层倾斜方向相反
（3）倒转褶皱：
褶皱中有一翼的岩层发生倒转，两翼岩层向同一方向倾斜
（4）平卧褶皱：
褶皱的轴面呈近水平状态
（5）翻卷褶皱
根据褶皱的不同形态
尖棱褶皱
梳状褶皱
拱状褶皱
箱状褶皱
扇状褶皱
等斜褶皱
根据平面上出露的长度和宽度之比
线性褶皱长度远超过宽度，10倍以上
短轴褶皱长度和宽度小于3：
1
穹窿长度和宽度大致相当
根据褶皱枢纽的产状
水平褶皱褶皱枢纽近于水平延伸，两翼岩层走向平行
倾斜褶皱褶皱枢纽向一端倾伏，两翼岩层走向发生弧形合围
如何在野外识别背斜向斜
基本原理：
背斜核部岩层较两侧老
向斜核部岩层较两侧新
（三）断裂构造
岩石发生破裂、断开等不连续的变形。
最主要的变形形式之一，地壳岩石中处处可见
两种基本形式：
节理和断层
节理：
岩石受力达到破裂强度时被断裂分开后位置未曾发生显著移动。
剪切节理，共轭剪切节理，张节理
断层：
被切割岩层的两侧发生了明显的相对位移。
断层要素：
断层面：
使岩层或岩体裂开借以发生滑动的断裂面。
断层线:
断裂面同地面间交线
断盘：
断层两侧被切断的岩块。
断层上盘：
断层面之上的岩块
断层下盘：
断层面之下的岩块
滑距：
断层两盘错动前的一点在错动后对应点之间的直线距离。
断距：
断层两盘对应岩层之间的相对距离。
不同的观测剖面断距不一样
断层的分类
正断层：
上盘下降，下盘相对上升。
拉张条件
逆断层：
上盘上升，下盘相对下降。
挤压条件
平移断层（走滑断层）：
断层两侧岩块沿水平方向相对错动的断层
推覆构造：
当逆断层的断层面几乎近于水平，且断层上盘的位移量较大时，被称为推覆构造，断层的上盘被称为推覆体。
断层的组合：
迭瓦状断层、阶梯状断层、地堑地垒
三、地层的接触关系
整合：
新老地层间未发生沉积间断、产状基本保持平行。
假整合（平行不整合）新老间地层有缺失，产状基本一致
不整合（角度不整合）：
地层有缺失而且上下地层产状不一致
假整合下部砂岩被侵蚀
假整合形成过程：
沉积时低于海平面；
海退，沉积岩层出露遭受侵蚀；
海侵，继续接
受沉积，产生假整合。
角度不整合过程：
海退，沉积岩层出露遭受侵蚀并发生地壳变动；
海侵，继续接受沉积，产生角度不整合
第四章岩
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