地球科学导论4

1、 地球主要元素的丰度地球主要元素的丰度 Fe O Mg Si Ni S Ca Al Co Na 丰度：存在于自然界的某一元素的某种同位素量， 丰度：存在于自然界的某一元素的某种同位素量， 通常以占该元素的所有同位素总量的百分数表示通常以占该元素的所有同位素总量的百分数表示 2.1 地壳元素组合与矿物形成地壳元素组合与矿物形成 （1 1）地壳元素组成和分类）地壳元素组成和分类 地壳中已发现的化学元素达地壳中已发现的化学元素达到到92种种 其中氧、硅、铝含量达到其中氧、硅、铝含量达到84% 按照含量多少排列：按照含量多少排列： O Si Al Fe Ca Na K Mg Ti H 这十种被称为这十

2、种被称为主量元素（常量元素、造岩元主量元素（常量元素、造岩元 素）素） （2） 矿物的分类、晶形及其物理性质矿物的分类、晶形及其物理性质 元素元素 矿物矿物 岩石岩石 岩石圈岩石圈 矿物矿物: 在在地质作用地质作用下形成的具有固定化学成下形成的具有固定化学成 分和物理性质分和物理性质晶质物体晶质物体，少数非晶质或胶，少数非晶质或胶 体体 是组成岩石的基本单位是组成岩石的基本单位 注意：是自然产物注意：是自然产物 食糖？食盐？食糖？食盐？ 晶体：晶体：内部质点呈三维空间内部质点呈三维空间 规则排列的固体规则排列的固体 造岩矿物：石英、正长石、斜长石、黑云造岩矿物：石英、正长石、斜长石、黑云 母、

3、白云母、角闪石、辉石、橄榄石母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石 矿物分类矿物分类 单质：单质：一种自然元素组成一种自然元素组成 化合物化合物 硫化物硫化物 氧化物氧化物 卤化物卤化物 。 * 石墨石墨 鳞片片状鳞片片状 块状块状 铁黑色钢灰色铁黑色钢灰色 条痕黑灰色条痕黑灰色 块体光泽暗淡块体光泽暗淡 一向极完全解理一向极完全解理 滑腻滑腻 导电导电 耐高温耐高温 不溶于酸不溶于酸 硬度低硬度低(1-2) 高温低压还原作用形成高温低压还原作用形成 变质岩变质岩 电极电极 坩埚坩埚 铅笔铅笔 防锈涂料防锈涂料 * 金刚石金刚石 晶体近球形八面体晶体近球形八面体 六面体六面体 无色透明无色透明 强金

4、刚光泽强金刚光泽 硬度硬度10 解理完全解理完全 脆脆 强抗酸碱强抗酸碱 抗腐蚀抗腐蚀 金伯利岩金伯利岩(超基性岩超基性岩) 钻石钻石 钻探研磨钻探研磨 尖端技术尖端技术 非洲高产非洲高产 * 黄铁矿黄铁矿FeS 晶体发育好晶体发育好 六面体八面体六面体八面体 晶面与棱平行条纹晶面与棱平行条纹 粒状块状粒状块状 浅黄色浅黄色 条痕黑色条痕黑色 强金属光泽强金属光泽 不透明不透明 硬度硬度6 相对密度相对密度5 脆脆 易风化为褐铁矿易风化为褐铁矿 硫化物中最广泛分布矿物硫化物中最广泛分布矿物 各类岩石都可见各类岩石都可见 硫酸硫酸 * 黄铜矿黄铜矿CuFeS 少见完好晶体少见完好晶体 致密块状致

5、密块状 金黄色表面锈色金黄色表面锈色 条痕黑条痕黑(带微绿色带微绿色) 金属光泽金属光泽 不透明不透明 硬度硬度4 脆脆 易被氧化还原成次生矿易被氧化还原成次生矿 炼铜炼铜 * 石英石英SiO2 有多种同质多像变体有多种同质多像变体 晶体六方柱晶体六方柱 晶面明显横纹晶面明显横纹 无色透明半透明无色透明半透明 硬度大硬度大 玻璃光泽玻璃光泽 贝壳状断口贝壳状断口 胶体沉积成玛瑙、碧玉、燧石胶体沉积成玛瑙、碧玉、燧石 脂肪光泽脂肪光泽 半透明半透明 蛋白石蛋白石 珍珠光泽珍珠光泽 含水含水 重要造岩矿物重要造岩矿物 * 方解石方解石CaCO3 晶体菱面体晶体菱面体 捶击成菱形碎块捶击成菱形碎块

6、块状粒状集合体块状粒状集合体 无色透明称冰洲石无色透明称冰洲石 重折射重折射 光学仪器原料光学仪器原料 乳白灰黑乳白灰黑 玻璃光泽玻璃光泽 硬度硬度3 三组完全解理三组完全解理 遇稀盐酸起泡遇稀盐酸起泡 石灰岩造岩矿物石灰岩造岩矿物 硫酸盐矿物硫酸盐矿物 * 石膏石膏CaSO42H2O 晶体菱形板状晶体菱形板状 燕尾双晶燕尾双晶 纤维状粒状集合体纤维状粒状集合体 无色透明或白浅灰色无色透明或白浅灰色 一组完全解理一组完全解理 薄片挠性薄片挠性 硬度硬度2 加热失水熟石膏加热失水熟石膏 透石膏透石膏 纤维石膏纤维石膏 雪花石膏雪花石膏 干燥气候湖海沉积物干燥气候湖海沉积物 * 云母云母 晶体板状

7、晶体板状 呈片状鳞片状呈片状鳞片状 玻璃珍珠光泽玻璃珍珠光泽 透明半透明透明半透明 硬度硬度2 单向完全解理单向完全解理 薄片有弹性薄片有弹性 极不导电极不导电 白云母白云母 金云母金云母 黑云母黑云母 重要造岩矿物分布广泛重要造岩矿物分布广泛 绝缘材料绝缘材料 * 矿物的硬度矿物的硬度 矿物抵抗外力刻画、压入、研磨的程度矿物抵抗外力刻画、压入、研磨的程度 摩氏硬度计摩氏硬度计 相对相对 压入硬度压入硬度 绝对绝对 野外野外 摩氏硬度计方便摩氏硬度计方便 或用指甲或用指甲(2-2.5) 小钢刀小钢刀(5-5.5) 软软(硬度小于指甲硬度小于指甲) 云母云母 石墨石墨 中中(大于指甲小于小刀大于

8、指甲小于小刀) 硬硬(大于小刀大于小刀) 注意注意: 选择矿物新鲜光滑面选择矿物新鲜光滑面 刻痕和粉痕刻痕和粉痕 2.2 地壳的结构与岩石组成地壳的结构与岩石组成 （1 1）地壳的岩石类型）地壳的岩石类型 岩石：一种或一种以上矿物或岩屑组成的有岩石：一种或一种以上矿物或岩屑组成的有 规律的集合体规律的集合体 分类：岩浆岩分类：岩浆岩( (火成岩火成岩) ) 沉积岩沉积岩 变质岩变质岩 岩浆岩岩浆岩 岩浆岩浆:来自来自上地幔上地幔高温高温、复杂、复杂硅酸盐熔融硅酸盐熔融 体体.既像既像坚硬坚硬的固体的固体,又像又像柔软柔软的液体的液体, 如烧红的玻璃如烧红的玻璃,可流动弯曲可流动弯曲,又十分坚硬

9、致密又十分坚硬致密 岩浆组成岩浆组成 硅酸盐熔浆硅酸盐熔浆 冷凝成岩冷凝成岩 挥发组分挥发组分(水蒸汽和气体水蒸汽和气体),压力减压力减 小时逸出成热水溶液小时逸出成热水溶液 成矿成矿 岩浆作用岩浆作用:岩浆发生岩浆发生、运移、聚集运移、聚集、变化变化、冷凝成冷凝成 岩岩 方式方式: 侵入岩侵入岩: 岩浆上升到地壳一定位置冷凝成岩岩浆上升到地壳一定位置冷凝成岩 深成岩深成岩: 深处深处 浅成岩浅成岩: 浅处浅处 喷出岩喷出岩: 岩浆冲破地表喷出冷凝而成岩浆冲破地表喷出冷凝而成(火山岩火山岩) 各种熔岩形态各种熔岩形态 沉积岩沉积岩 形成过程形成过程 先成岩石破坏先成岩石破坏(风化剥蚀风化剥蚀) 搬运搬运 沉积沉积 成岩成岩 分类分类 陆源碎屑岩陆源碎屑岩 化学生物碎屑岩化学生物碎屑岩 变质岩变质岩 变质作用变质作用: 岩石所处环境与其形成时不同岩石所处环境与其形成时不同 成分、结构和构造变化成分、结构和构造变化 区别区别 变质作用变质作用 风化作用风化作用 变质作用变质作用 岩浆作用岩浆作用 变质岩变质岩 正变质岩正变质岩