第四章地球的物质组成

1、地壳的组成物质地壳的组成物质元素矿物岩石地球的物质组成地球的物质组成1、地球、地壳元素、地球、地壳元素2、地壳中的矿物、地壳中的矿物3、火成岩（岩浆岩）、火成岩（岩浆岩）4、沉积岩、沉积岩5、变质岩、变质岩6、岩石的轮回、岩石的轮回第一节第一节 元素的分布元素的分布 同种原子组成的物质 元素。 目前已知109种元素，自然存在自然存在92种种，只有21种为单元素，其余均是两种或两种以上同位素混合存在。地球的平均质量5976X1024g集中在固体地球中 地核 地幔 地壳 海洋 冰川 大气质量X1024g 1881.000 4068.000 17.930 1.140 0.023 0.005固体地球的

2、主要元素组成占地球质量百分比98铁、氧、硅、镁镍、硫、钙、铝地核的主要元素地壳与地幔的主要元素铁和镍金属状态氧、硅、铝、铁、镁大气圈的主要元素水圈的主要元素氮、氧氧、氢生物圈的主要元素氧、碳、氢1/31/3地壳中元素的平均质量百分数及主要元素F.W.Clarke(18471931)首次得出了地壳中元素的平均含量-地壳元素丰度：地壳中元素平均重量百分比（）。占据98%的地壳重量的8种元素：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H。氧接近于半数（46.95%)，原子数60%，体积94%，Si位于第二位。氧、硅是地壳中最多最常见的元素。 克拉克(F.W.Clarke，1847-1931)

3、曾据5159个采自世界各地的岩石样品的化学分析数据，求出代表16km厚地壳层中50种元素的平均重量，它们的平均重量百分比称克拉克值，也即地壳元素的平均质量百分比 元素的丰度可支配元素的地球化学行为碱金属元素: 丰度较高的钾和钠在地壳中易形成各种独立矿物:长石而丰度低的铷和铯则难于达到饱和的浓度，总是呈分散状态存在于由其他元素（主要是钾）组成的矿物当中。金和汞的丰度很低，它们也能形成独立的矿物。元素的富集与分散除受丰度影响外，还取决于原子的最外电子层构造及其地球化学特性是否元素丰度高的矿物，才能形成开采价值的矿产资源？ 最有开采价值的是金属矿床 在显微镜下可以看到岩浆岩是由（在显微镜下可以看到岩

4、浆岩是由（ ）组成的。）组成的。 A元素 B矿物 C粘土地壳含量最高的元素：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg虽然矿物的种类很多（3000余种），但常见的矿物却不多。第二节地壳中的矿物矿物的基本概念矿物的基本概念一、矿物的含义一、矿物的含义什么叫矿物？什么叫矿物？石英？花岗石（岩）？宝石？玉石？白糖？石英？花岗石（岩）？宝石？玉石？白糖？定义定义 天然产出的单质或化合物，具有相对固定的化天然产出的单质或化合物，具有相对固定的化学成分和晶体结构特征学成分和晶体结构特征（固定的原子排列组合）。（固定的原子排列组合）。石英晶体建筑物常用作科幻电影的题材水星上的石英城讨论1、矿物只有固态？、矿

5、物只有固态？2、地质作用形成的、地质作用形成的“煤煤”属于矿物吗？属于矿物吗？3、人为可以制造矿物吗？、人为可以制造矿物吗？4、玻璃、塑料、火山黑、玻璃、塑料、火山黑曜岩都是非晶质体吗？曜岩都是非晶质体吗？ 除了水银（天然汞），除了水银（天然汞），其他矿物均为固态。其他矿物均为固态。 没有固定的化学式不属没有固定的化学式不属于矿物于矿物 合成矿物或人造矿物合成矿物或人造矿物（人造金刚石）（人造金刚石） yes内部质点（原子、离子）内部质点（原子、离子）在三维空间中成周期性重复排在三维空间中成周期性重复排列的固体。列的固体。显晶质显晶质肉眼可见的晶体。肉眼可见的晶体。 隐晶质隐晶质肉眼不可见的晶

6、体。肉眼不可见的晶体。 非晶质非晶质包括凝胶体、玻璃质包括凝胶体、玻璃质晶体晶体矿物的形态矿物的形态矿物的晶形矿物的晶形1.单体的形状单体的形状(单个晶体，具有一定的几何外形)：柱状、针状，板状、片状，立方体一向延长晶体矿物在结晶时，在某一个轴向上发育生长迅速形成：二向延长晶体矿物在两个轴方向上均发育较快，形成：三向等长晶体矿物在三个轴方向同等发育 2.集合体由许多个结晶矿物单体共同生长在一起的矿物组合，也可以是隐晶质及胶体矿物： 晶质集合体：纤维状，鳞片状，粒状，放射状，晶簇，等。* 隐晶及胶体矿物集合体隐晶及胶体矿物集合体 二、矿物的物理性质光学：颜色、条痕、光泽、透明度力学：解理、断口、

7、硬度、等矿物的颜色：矿物自身固有的颜色：机械混入所染成的颜色。例如水晶有：紫水晶、烟晶、墨晶、蔷薇石英等等。：表面的氧化膜（如斑铜矿）、干涉色（晕色，如方解石）自色（色素离子）、他色（混入杂质）矿物粉末的颜色颜色条痕色光泽光泽 金属光泽 半金属光泽 玻璃光泽 珍珠光泽 油脂光泽光泽光泽 金属光泽金属光泽：如金属表面的光泽。通常在无釉瓷板上的条痕为深色，并且不透明，如黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等。 半金属光泽半金属光泽：变暗和陈旧的金属光泽，例如赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿和铬铁矿等。 非金属光泽非金属光泽： 非金属光泽的矿物如长石、石英、云母、辉石等。非金属光泽非金属光泽玻璃光泽：油脂光泽：珍珠光泽：如

8、白云母、黑云母和蛭石。丝绢光泽：如石棉、纤维石膏。土状光泽：如高岭石。金刚光泽：透明半透明，但反射能力很强的矿物所具有。是非金属光泽中最强的一种，似太阳光照在宝石上产生的光泽，如闪锌矿。锂云母珍珠光泽硬度硬度口诀：滑石方萤磷灰石，正石黄刚金刚石口诀：滑石方萤磷灰石，正石黄刚金刚石注意：只是相对硬度：金刚石与刚玉的差别，大于刚玉与石墨的差别。矿物相对硬度排列矿物相对硬度排列1 2 3 4 56 7 8 9 10晶体受到外力打击后沿一定的破裂面裂开的现象。-晶体可同时存在几个方向的解理。解理的分级： 极完全解理，完全解理，中等解理，不完全解理，极不完全解理（无解理）。断口矿物受外力打击后不沿固定的

9、结晶方向断开时所形成的断裂面，断裂方向是任意的。解理解理矿物的分类矿物的分类 呈元素单质状态产出 约50多种 占地壳质量的0.1w 浸染状集合体w 金黄色w 强金属光泽w 硬度 2.5w 比重 19.30与结合 约300多种 占地壳质量的0.25黄铁矿 FeS2黄铜矿黄铜矿 CuFeSCuFeS2 2常为致密块状和粒状集合体，颜色铜黄，条痕绿黑色，金属光泽，硬度34,小刀能刻破。颜色较深、硬度较小而与黄铁矿区别。 卤族元素（F、Cl、Br、I）与K、Na、Ca、Mg等的化合物 在地壳中的含量极少 石盐、钾盐、萤石等 含阴离子O和OH根的化合物 阳离子多为Si、Fe、Al、Mn、Ti等 共约20

10、0多种 占地壳质量17 共约800多种 占地壳质量80 组成地壳的最主要矿物 80余种、占地壳质量的2硅酸盐矿物硅酸盐矿物第三节第三节 地壳中的岩石地壳中的岩石岩石的定义: 由一种或多种矿物有规律地组合而成的矿物集合体三大类岩石: 岩浆岩（火成岩）、沉积岩、变质岩岩浆岩（火成岩）岩浆岩（火成岩）（SiO265%)深成岩深成岩浅成岩浅成岩喷出岩喷出岩正长石正长石石英石英黑云母黑云母正长石正长石石英石英喷出岩喷出岩 酸性喷出岩:流纹岩 中性喷出岩:安山岩 基性喷出岩:玄武岩 超基性喷出岩:金伯利岩美国阿拉斯加正在喷发的玛珥湖型火山。 湛江50万年前喷发形成的火山口湖 基性岩浆喷发:玄武岩粘土岩粘土

11、岩泥岩泥岩 页岩页岩 长江三峡长江三峡海相沉积岩中的化石：震旦角石海相沉积岩中的化石：震旦角石 云南昆明云南昆明泥盆纪海相化学沉积岩：石灰岩泥盆纪海相化学沉积岩：石灰岩 玉龙雪山玉龙雪山中生代海相沉积岩，现在海拔中生代海相沉积岩，现在海拔5600 m具有平行层理的泥岩具有平行层理的泥岩层理清楚的页岩和粉砂岩沉积岩与火成岩矿物成分比较沉积岩的结构沉积岩的结构是指沉积岩组成物质的形状、大小和结晶程度。它又可分为碎屑结碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构构、泥质结构、化学结构和生物结构，这些结构是把沉积岩划分为碎屑岩类、粘土岩碎屑岩类、粘土岩类、化学和生物化学岩类类、化学和生物化学岩类的重要依据。（一）碎屑结构母岩风化和剥蚀的碎屑物质，经搬运、沉积、胶结而成的岩石叫碎屑岩。碎屑岩的结构叫碎屑结构。碎屑结构通常由两部分物质组成，即碎屑物质碎屑物质和胶结物质胶结物质。1.碎屑物质碎屑物质包括矿物碎屑和岩石碎屑（岩屑）两种。矿物碎屑中以石英为主，其次是长石（主要是正长石和酸性斜长石），再次是白云母以及少许重矿物。总之，碎屑矿物主要是抗风化能力较强或在一定气候条件下抗风化能力较强的矿物。2.胶结物质胶结物质指填充于碎屑孔隙之间的物质，最常见的为各种化学沉淀物或胶体物质，如钙质钙质（方解石、白云石等）、硅质硅质（玉髓、蛋白石、石英等）、铁质铁质（赤铁矿、褐铁矿等）、泥