第三章 地壳-地表形态、化学组成和矿物.ppt

第三章地壳 第一节地壳表面的形态特征第二节地壳的化学组成第三节矿物第四节岩石 2 地球表面起伏不平 陆地和海底均如此 世界地势图 第一节地壳表面的形态特征 1 地球表面分别被陆地和海洋占据 陆地占地球表面积的29 2 海洋占70 8 大陆平均高875米 珠穆朗玛峰最高 为8848 13米 海洋平均深3729米 最深为太平洋西侧马里亚纳海沟 深超过ll034米 地表形态在宏观上最重要的两个特点 太平洋 大西洋 印度洋 第一节地壳表面的形态特征 大陆上低于1000米的地形 占地球总面积的20 8 海洋中深4000 5000多米的大洋盆地 占地球总面积的22 6 两者相差约5000米左右 第一 地表最大的地形区划是海 陆的划分 大陆和海底不仅仅是高度不同 从宏观上看 都具有平面的特点 分别代表了两个高低不同的平台 第一节地壳表面的形态特征 第一节地壳表面的形态特征 第二 海底 陆地 都有许多线状的地形 如大陆和水下的山脉 海底的深沟等 它们之间则是相对较平坦的地块 地表形态是由特高或特低的 条条 与相对平坦的 块块 镶合而成 会聚边界 离散边界 第一节地壳表面的形态特征 全球地形 陆地地形 山地 丘陵 平原 高原 盆地 洼地和裂谷系统等 海底地形 大陆边缘 大陆架 大陆坡 大陆基 岛弧 海沟 大洋中脊 大洋盆地 1 陆地地形 山地 海拔 500m 阿尔卑斯山脉 第一节地壳表面的形态特征 1 陆地地形 丘陵 海拔 500m 第一节地壳表面的形态特征 1 陆地地形 平原 海拔 200m 南美亚马孙平原560 104km2 第一节地壳表面的形态特征 1 陆地地形 高原 海拔 500m 第一节地壳表面的形态特征 相对面积较大 地表较为平坦或略有起伏的地区称为高原 边缘常以崖壁或地形的突降为限 青藏高原是世界最高 最为壮观的高原 四周为山地或高原 中央低平的地区称盆地 如我国的四川盆地 塔里木盆地 准格尔盆地及鄂尔多斯盆地等 一些中 小型盆地地形中积水便成为湖泊或洼地 世间上最大的盆地是非洲的刚果盆地 塔里木盆地 刚果盆地 1 陆地地形 盆地 第一节地壳表面的形态特征 1 陆地地形 大陆裂谷 第一节地壳表面的形态特征 裂谷一般发生于高原某隆起地区的顶部 谷宽30 50公里或更宽 其两壁多为陡峭的断崖 最著名的为东非大裂谷 为 系列湖泊和峡谷 莫桑比克附近向北经尼亚萨湖 坦噶尼喀湖 维多利亚湖 阿法尔 红海 卡巴湾至死海附近 全长约6500公里 两侧为高出谷底数百至一 二千米的大断崖 其两侧的地形凸凹可以很好地拼合 大量海洋考察证实 海底同样具有平原 高峻的山脉和深陡的裂谷 而且比大陆更为宏伟壮观 根据海底地形的总体特征 海底地形可分为有以下3种 大陆边缘 大洋中脊和大洋盆地 2 海底地形 第一节地壳表面的形态特征 大陆与大洋盆地之间的过渡地带是大陆边缘 由大陆架 大陆坡 大陆基和 岛弧 海沟 等组成 可分为大西洋型和太平洋型大陆边缘 大陆边缘占海洋总面积22 3 占地球表面积15 8 其主体为大陆架 大陆边缘地貌示意图该图上大陆架和大陆坡的坡度被明显夸大 大陆架平均坡度为0 1 大陆坡的平均坡度小于10 2 海底地形 大陆边缘 第一节地壳表面的形态特征 大陆架 continentalshelf 大陆架是围绕大陆分布的浅水台地 其表面平坦 大陆架外缘有一坡度明显变陡的坡折线 大陆坡 continentalslope 大陆架坡折线以下为 较陡的斜坡 称大陆坡或大陆斜坡 是海底地形最复杂的地段 常有通向大洋方向的深峡谷 大陆基 continentalrise 大陆坡脚坡度逐渐变缓 过渡为大洋盆地 这一过渡地带称为大陆基 2 海底地形 大陆边缘 第一节地壳表面的形态特征 岛弧是大洋边缘延伸距离很长 呈弧形展布的岛群 海沟是大洋边缘的巨型带状深渊 海沟常与岛弧平行伴生 岛弧 islandarc 与海沟 trench 2 海底地形 大陆边缘 第一节地壳表面的形态特征 大西洋型 以大西洋为代表 特点 大陆 大陆架 大陆坡 深海盆地组成 没有海沟 大陆边缘的类型 三种类型 2 海底地形 大陆边缘 第一节地壳表面的形态特征 安第斯型 以南美洲西岸边缘为典型 大陆坡与深海盆地之间有海沟 而且大陆边部有并行的山脉 大陆边缘山脉 大陆架和大陆坡 海沟 深海盆地 大陆架和大陆坡一般很窄 日本海型 与安第斯型有些类似 不同之处是由岛弧代替了海岸山脉 岛弧与大陆之间还有一片海域 称为弧后盆地 即由大陆 弧后盆地 岛弧 包括其旁侧较窄的大陆架大陆坡 海沟 深海盆地 大洋中脊在各大洋中均有分布 且互相连接 全长近65000km 堪称全球规模最大的 山系 2 海底地形 大洋中脊 第一节地壳表面的形态特征 大洋中脊是绵延在大洋中部 或内部 的巨型海底山脉 具有很强的构造活动性 经常发生地震和火山活动 大洋盆地 oceanbasin 大洋盆地是海底的主体 约占海底面积45 由洋脊两侧向外展布 一般深4 000一5 000米 大洋盆地比较平坦 有一些低缓起伏 分为深海丘陵和深海平原两种单元 2 海底地形 大洋盆地 第一节地壳表面的形态特征 深海丘陵一般分布于靠近洋脊的部位 在太平洋最为发育 占深洋底的80 85 深海丘陵的特点是在低平的海底有许多馒头状小丘 这些小丘高50一1000米 底宽l 10公里 为圆形或椭圆形弯丘 一般认为是火山成因 1 克拉克值 clarke 各种化学元素在地壳中的平均含量之百分数 表示方法 质量百分数 质量克拉克值原子百分数 原子克拉克值丰度值 某一地区某种化学元素的质量百分比 2 地壳中元素的分布特点1 元素分布极不均匀 丰度最大者 O 46 6 丰度最小者 Rn 7 10 16 2 地壳的主要化学组成 见右图 第二节地壳的化学组成 矿物 地壳中天然形成的的单质或化合物 最硬的矿物金刚石 第三节矿物 1 概念 石英晶体 SiO2 晶体 结晶质点呈规则排列的固体 如 石英晶体 石盐晶体 非晶体 质点无规则排列 如 玻璃质 胶体等 自然界中以晶体矿物为主 也存在非晶质矿物 第三节矿物 2 肉眼鉴定特征 晶体格架和晶形 单体型态 依据晶体在三维空间的发育程度 晶体习性大致分为三种基本类型 1 一向延伸型 晶体沿一个方向特别发育 呈柱状 针状和纤维状等 石英 辉锑矿 角闪石等 2 二向延伸型 晶体沿两个方向相对更发育 呈板状 片状 鳞片状和叶片状等 云母 长石等 3 三向延伸型 晶体沿三个方向发育大致相等 呈粒状或等轴状 黄铁矿 石榴子石 磁铁矿等 棱柱状石英 片状云母 柱状电气石 等轴状石盐 第三节矿物 2 肉眼鉴定特征 矿物形态 矿物集合体的形态 辉鍗铅矿 自然铜 黄水晶晶簇 石英晶簇 孔雀石 绿松石 石膏 指矿物的光学性质 颜色 条痕色 透明度和光泽等 力学性质 硬度 解理与断口等 和相对密度 磁性 压电性等 菱面体方解石沿着解理面破裂的特性 第三节矿物 2 肉眼鉴定特征 物理性质 A 矿物的颜色 定义 对光选择性吸收的结果 可见光390 760nm 其间波长由长至短依次显示红 橙 黄 绿 青 蓝 紫等色 它们的混合色为白色 矿物的光学效应 反射 吸收 透射 矿物对光全部吸收时 矿物呈黑色 对所有波长的色光均匀吸收 矿物呈不同程度的灰色 基本上都不吸收则为无色或白色 选择吸收某些波长的色光 矿物呈现吸收色光的互补色 第三节矿物 2 肉眼鉴定特征 物理性质 光学性质 矿物颜色的类型 自色 他色 假色 自色是指矿物本身固有的成分 结构所决定的颜色 自色对矿物鉴定有着重要的意义 他色是由杂质 气液包裹体所引起的颜色 假色是因物理光学效应而产生的颜色 干涉 衍射 散射 B 条痕 矿物粉末的颜色 通常是以矿物在白色无釉瓷板上擦划所留下的粉末的颜色 矿物的条痕能消除假色 减弱他色 突出自色 比矿物颗粒的颜色更为稳定 更有鉴定意义 应用对象 有色矿物 尤其是硫化物或部分氧化物和自然元素矿物 类质同像的混入可通过条痕推测矿物的形成条件 低硬度矿物 硬度 条痕板 第三节矿物 2 肉眼鉴定特征 物理性质 光学性质 C 矿物的透明度 是指矿物可以透过可见光的程度 据矿物碎片刃边的透光程度 配合矿物的条痕 矿物的透明度分三级 1 透明 能透过绝大部分光 条痕为无色 白色或浅色 2 半透明 可允许部分光透过 条痕呈红 褐等各种彩色 3 不透明 基本不允许光透过 条痕呈黑色或金属色 第三节矿物 2 肉眼鉴定特征 物理性质 光学性质 D 光泽 1 金属光泽 似平滑金属磨光面的反光 矿物具金属色 条痕呈黑色或金属色 不透明 2 半金属光泽 反光较强 似未经磨光的金属表面的反光 矿物呈金属色 条痕为棕色 褐色等深彩色 不透明 半透明 3 金刚光泽 反光较强 似金刚石般明亮耀眼的反光 颜色和条痕均呈浅色 如浅黄 桔红 浅绿等 白色或无色 半透明 透明 矿物的光泽是指矿物表面对光的反射能力 第三节矿物 2 肉眼鉴定特征 物理性质 光学性质 矿物的光泽 A 硬度 矿物抵抗外来机械作用 如刻划 压入或研磨等 的能力 矿物肉眼鉴定中 通常采用摩氏硬度 HM 系一种刻划硬度 摩氏硬度计 小于指甲 5 5 简单硬度计 影响矿物硬度大小的因素 化学键原子半径与电价紧密堆积程度 第三节矿物 2 肉眼鉴定特征 物理性质 力学性质 矿物受外力 敲打 挤压等 作用后 沿着一定的结晶方向发生破裂 形成一系列光滑平面的性质 解理产生的原因 解理是由矿物的晶体结构决定的 解理产生在面网间化学键力最弱的方向 B 解理 解理的等级 据其产生的难易程度及完好性 通常分为五级 1 极完全解理 矿物受力后极易裂成薄片 解理面平整而光滑 第三节矿物 2 肉眼鉴定特征 物理性质 力学性质 2 完全解理 矿物受力后易裂成光滑的平面或规则的解理块 解理面显著而平滑 常见 解理面的阶梯 3 中等解理 矿物受力后常破裂成较小的不很平滑的平面 解理面不太连续 常呈阶梯状 且闪闪发亮 清晰可见 4 不完全解理 矿物受力后不易裂出解理面 仅断续可见小而不平滑的解理面 5 极不完全解理 即无解理 矿物受力后很难出现解理面 仅在显微镜下偶尔可见零星的解理缝 只有晶质矿物才有解理 不同矿物 其解理发育程度不同 无论完整与否 无论大小如何 同种矿物具有相同的解理 解理类型A 一组B 两组直交C 两组斜交D 三组直交E 三组斜交F 四组斜交G 六组斜交 白云母一组极完全解理 方解石 CaCO3 的三组斜交完全解理 左 黑云母的一组解理 左图 角闪石镜下的两组解理 下图 C 断口 fracture 是指矿物晶体受力后将沿任意方向破裂而形成各种不平整的断面 2 肉眼鉴定特征 物理性质 力学性质 第三节矿物 石盐的三组直交解理玛瑙的贝壳状断口 矿物的分类 根据矿物的化学成分分为五大类 自然元素矿物 如自然金 银 硫等 硫化物矿物 如黄铁矿 黄铜矿 方铅矿 闪锌矿 辉锑矿等卤化物矿物 如石盐 钾盐 光卤石 萤石等 氧化物和氢氧化物矿物 如石英 赤铁矿 磁铁矿 褐铁矿 铝土矿 刚玉 软锰矿等 含氧酸盐矿物 可进一步分为硅酸盐 碳酸盐 硫酸盐 硼酸盐等 最主要的是硅酸盐和碳酸盐矿物 如长