地质专业英语

第一课地球 从古典时代地球就被认为是粗略的球形，事实上这个行星的形状更像轻微的压扁的球，她的两极半径比赤道半径短21km,平均半径为6371km.地球的比重是5.5.是同等体积下水的质量的5.5倍。比重比太阳系中其他行星都要大，但是与水星金星和火星的差别不明显。因为地表的平均比重仅仅是2.7，地球深处的物质比重一定超过了平均值5.5。很有可能，地球核部的比重高达15。 从位于太空的阿波罗宇航员拍摄的壮观的地球照片告诉我们，我们的行星不仅仅是在太阳轨道上的一个石头球体。在蔚蓝色上的白色云雾向我们讲述着大气层和水圈的存在。到处看到的人们能区分的棕褐色斑块指示着大陆的存在。呈绿色的色调提供着这个星球上最值得注意的特色的证据：地球上有生命。大气层 我们生活在一层稀薄的但是至关重要的被称作大气层的气体包层的包围之下。我们涉及到的这些气体是空气。“纯净的空气”主要是氮气（78.03%），氧气（20.99%），剩下的0.98%是氩气，二氧化碳和极少量的其他气体组成。“其他”组成成分中在大气层最顶层的主要是一种由氧元素组成的被称作臭氧的气体。臭氧吸收许多的太阳的致命的紫外线辐射，因此，臭氧对地球表面的有机体至关重要。空气也包含了0.1%到5.0%的水蒸气。然而，因为这种潮湿的水分含量变化太大。，通常不包含在大气成分的列表中。 每天，大气层吸收来自太阳的辐射。太阳辐射提供能量加热大气层并且驱动风。 太阳辐射的分布是决定我们体验在地球上各种各样类型的气候的最重要因素之一。水圈 覆盖地球表面71%的不连续的水的包围称作水圈。包括海洋和水蒸气，河流和湖泊，结晶水的冰川，以及出现在地下岩石孔隙和孔穴中的水。如果把不规则的诸如海洋盆地和深沟弄平，水将完全覆盖地球，深度超过2千米。 水是一种非常重要的地质营力，由固态水形式组成的冰川通过淘刷搬运和沉积岩石碎屑改变地面形状。因为水有溶解很多天然化合物性质，所以，对分解岩石发育生产我们赖以生存的食物的土壤有重要的贡献。水不懈的以片流、溪流和河流的形式从小山流下，疏松和携带岩石微粒到低海拔，成为沉积层的沉积物。明显的，这个雕刻我们景观的过程主要依靠水。 到目前为止，最大部分的水圈存在于海洋盆地，；这些盆地对地质学家有着巨大的吸引力，他们发现这些一旦形成后不是永久固定不变的，而是动态和不断变化的。有着充分的证据证明海底的移动，这些移动对于山脉、火山山脉、深海槽和大洋中脊的形成有着直接的关系。，来着地质学家对于地球历史的解释在海洋中聚集着的沉积层也存在着在地球别处找寻矿物资源和矿床位置的线索。海洋提供部分我们的食物供应并且对我们体验的气候有着普遍的影响。第二课普通矿物石英 矿物石英是在硅酸盐矿物中最普遍最重要的一种。在很多不同的岩石家族中都很普遍。如前面所述，石英代表着临界的硅氧四面体的交叉连接；因此不会沿着光滑的平面破裂。在石英中，四面体仅仅在角落连接并且排列相当开放。所以不是一个致密的矿物，但是它特别坚硬因为框架结构连接强烈。当石英晶体在孔洞中允许生长可能发育成被晶体收藏者赞誉的顶为棱锥的六边形棱柱。更加常见的是因为原子的规则排列被与其他生长的晶体接触所打断的水晶面不能被辨别的石英晶体。 诸如黑硅石、燧石、碧玉以及玛瑙等多种形式的石英矿物称为玉髓。玉髓由极小的含纤维的石英晶体组成。这种晶体如此小以至于对它们的研究经常需要使用电子显微镜。在水晶之间的空隙经常被水分子充填。在各种各样的玉髓中，黑硅石在许多沉积岩石单元中异常的丰富。这是一种致密、坚硬、常见为白色的矿物或岩石。燧石是一种灰黑色或黑色经常被石器时代人们用作制作工具的多种玉髓常用的名字。碧玉可以被来自于氧化铁杂质的红色或黄色不透明的表面识别。术语玛瑙被用作不同颜色或质地的玉髓展览夹层。除了这些简短的提到的之外，还有许多其他各种各样的石英矿物。长石； 长石是在岩石中最丰富的组成成分，组成地球地壳总重量的60%。长石有两大家族：钾的铝硅酸盐的正长石或钾长石组以及钠和钙的铝硅酸盐的斜长石组。斜长石组的成员在组成成分上有一个宽的范围-——从叫做钙长石的富钙端元到称作钠长石的富钠端元。在这两个极端之间，斜长石的矿物既包含钠又包含钙。然而，钠置换钙不是自由的而是受到温度和母岩矿物的控制。因此，通过审查熔融时的长石成分可以推断出形成时的物理和化学状态。长石几乎像石英那么硬并且颜色范围从白色或粉色到浅灰色不等。长石中的硅氧四面体在三维空间上的晶格是强的联结力而在二维上的特点是直角方向上的相互联结。也正由于此，长石有两个方向上的完全解理。致使成直角的解理面和硬度6的特性被用作辨别长石。斜长石提供了一个离子可以在矿物群相互交换的例子。从多种岩石中的斜长石标本进行化学分析将很可能揭露钙、钠、铝以及硅的比例在不同的标本中不同。这种可变性的造成是由于一些离子相互之间在大小上和电性质上相似，因此在给定的晶体中可交换。钙和钠离子都很大而且尺寸几乎相等。铝和硅都是小离子而且尺寸上差别不大。因此，如果仅仅是尺寸上的要求的话，钙离子可能自由地取代钠离子。然而，晶体必须要保持电中性。钙离子的电荷价位为+2，然而钠离子为+1.。为了中和剩余的正电荷维持电中性，+3价位的铝离子可能取代+1价位的硅离子。所以，Ca2++Al3+可以与Na++Si4+相互交换。这种相互交换的过程叫做固溶体。云母群 像前面提到的那样，云母是一种层状的硅酸盐矿物，容易被一组极完全解理的特征辨认。两个主要的种类，含水的钾铝硅酸盐的无色或浅色的白云母以及含铁和镁的黑色的黑云母。白云母中两层的四面体沿着内表面之间被携带正电荷的铝离子之间的强作用力相互联结。这种像三明治的成对层反过来也被携带正电荷的钾离子之间的弱作用力相互联结。当白云母被劈成纸一样薄层，这种分离的造成首先会沿着钾离子相互联结的弱联结的面。在黑云母中，镁离子和铁离子共同联结内表面层，但是钾离子再一次邻近的弱作用力联结每个成对基本层。辨别大的云母标本很少是个问题因为云母平坦的极完全解理和当云母薄片被弯折突然释放时迅速跳回原来的形状。云母是火成岩和变质岩中常见的成分，可以通过有光泽的表面和容易被针或铅笔刀剥下来辨别。在被用于制作玻璃之前，白云母一个主要的用途是作为窗格玻璃边。这种透明的云母在俄国被挖出来，所以称为“俄国玻璃”，最终叫做白云母。今天，云母被用作制作电绝缘体和石膏充填物，屋顶产品和橡胶。角闪石 角闪石是一种玻璃质的黑色或深绿色矿物。是一种大的叫做闪石的矿物家族的最普遍的成员，它们有一般的相似性质。从化学式可以看到NaCa2(Mg,Fe,Al)2(SI,Al)2O2(OH),角闪石包含相当多数量的元素。因为镁离子和铁离子的存在，角闪石特指铁镁矿物。角闪石晶体长而细，两组发育完全的平行解理在长轴上相互交叉角度为56°和121°。解理面位于是原子晶格硅氧四面体的双链单团弱联结力的映像。普通辉石 正如角闪石是闪石家族中的唯一成员，普通辉石是辉石家族中的重要成员，在辉石家族中也存在很多其他的矿物。化学式**表面普通辉石也是铁镁矿物而且颜色很深。普通辉石晶体是典型的发育两组几乎垂直完全解理。所以，晶体横截面几乎是正方形。不像角闪石有双链硅氧四面体结构，普通辉石是单链结构并导致不同地劈理形状。橄榄石 橄榄石，之前提到的另一种铁镁矿物，通过铁或镁离子的孤立的硅氧四面体相互联结。公式**表明橄榄石是一种固溶体矿物，包含不同比例的铁镁离子。这种离子相互替代被它们的相似的离子半径和电子壳层都有两个电子所促进。橄榄石中的通过离子的联结非常强烈，矿物摩氏硬度为6.5。你可能从名字中猜到，这种看起来像玻璃的矿物经常为绿色。常常的以小的砂糖状颗粒或细的玻璃状晶体出现在火山岩中。它也是陨石中的一种重要组成成分。如果发现大的无瑕疵富铁橄榄石的晶体，就会被切割磨光雕琢成吸引人的贵橄榄石。第三课沉积岩 一旦风化产物从原岩中产生，在沉积顺序上的下一阶段就是搬运这些产物。很多剥蚀作用的媒介包括水、移动的冰、流水和风都帮助搬运。风在搬运和分选小而轻的微粒时是一种有效的媒介，冰川冰能移动非常大的岩石并且携带巨大的粗粒沉积物的载重负荷。流水不光是搬运固体颗粒沉积物，在搬运不可见得可溶盐也格外的有效率。最后，携带大量泥沙的河流流入湖或海洋，携带的沉积物沉积。可能形成沙滩、粉砂质的泛滥平原，有时是河口湾和三角洲的沼泽区域。 被风或水携带的固体颗粒会在能量不足以支持更远时沉积。比如，如果携带大量黏土的风的速率减小，就没有足够的能量携带跟定形状的颗粒，这些颗粒就会落下。同样的，如果河流的速率减小，就像当进入静态的水体，河流也会失去能量并且不能够继续在一个更高的速率携带以前携带的颗粒。 事实上，河流速率的下降不会影响溶解的非悬挂固体颗粒。在溶液中携带的物质在一个叫做沉淀作用的过程中沉积，在这个作用中，溶解的物质变成固体而且从以前溶剂中分离。比如石灰岩中的主要成分钛酸钙是一种分布广泛被广为所知的沉积岩物质，可能从包含钙的水溶液中沉积，表明如下这里是化学式 上面反应中参与反应的碳酸氢根离子可以从含碳的酸溶液中离子化得到。随着箭头指示，反应向右进行碳酸钙沉积，然而，二氧化碳将会在水中增加，之后导致水中的含碳的酸将会增加，反应过程就会向左进行。这就会导致化学环境不会对碳酸钙的沉积有益，现存的碳酸钙就可能会溶解。像这里的证据呈现的，自然界中的碳酸钙的沉积作用是一种复杂且精密的过程。如果被有机体使用或者是释放二氧化碳所影响，被水中的酸碱度的改变的过程所影响，这个过程被有机的混合，硫离子磷离子和镁离子也可能出现。 很多改变发生在沉积物沉积后。矿物颗粒可能溶解掉。一些可能长成新的矿物质，并且颗粒的形状可能在压实作用下变形。这些改变导致的就是沉积物转变成沉积岩。这种转变过程叫做岩化。胶结作用、压实作用和结晶作用的主要意义就是未固结的沉积物岩化。盐湖 胶结作用包含矿物的沉积物在大的沉积颗粒间的孔隙。矿物沉积物很可能不是钛酸钙就是二氧化硅，这种叫做胶接物cement，胶接物沉积后加入沉积物。与岩石中的基质不同的是由碎屑状的颗粒组成，和大的颗粒一起沉积并且帮助颗粒胶结在一块。 结晶作用岩化作用最初可能开始于化学的沉积物，这些沉积物发育晶体一起生长形成结晶固体。然而，结晶作用的过程可能也导致已经沉积的颗粒的形状的改变。比如，石英可能沉积成丰满的石英颗粒形成强的相互联结镶嵌的晶体。黏土可能转变成缠结云母晶体或钛酸钙骨骼的岩屑的集合体，形成方解石。通过迁移，作为支持结晶作用的水溶液深深的埋藏，结果是压力和温度的升高大理岩 沉积岩通过成分和结构辨别和命名。关于沉积，三种最丰富的沉积岩矿物成分是黏土矿物、石英和方解石。蒸发岩矿物和白云石，尽管不是很丰富，不过形成了可估计比例的沉积顺序。沉积岩几乎总是包含可变数量的褐铁矿和赤铁矿。一个概括性关于沉积岩矿物沉积的是大多混合两种或更多成分的被一种矿物支配。因此，由石英颗粒组成的砂岩大多总是包含黏土或方解石，由方解石组成的石灰岩总是被黏土和石英颗粒污染。 结构涉及岩石中个别的矿物颗粒的大小和形状以及它们的排列。一个碎屑结构的岩石的组成有黏土颗粒、粉砂、砂和砂砾，原岩碎片或从起源的地方单独的移动来的化石。对比碎屑岩，非碎屑岩的形成有着化学的或生物化学的在沉积盆地的参与。大多数非碎屑岩包括某些石灰岩和蒸发岩是结晶作用形成的。 由植物和动物残骸形成的沉积岩分类为生物成因的。比如，煤，被认为是起源于植物残余物的积聚的沉积岩。主要由无脊椎动物骨骼残余物组成的石灰岩也是生物成因的。 尽管可以方便的把沉积岩分类成离散的种类如碎屑状的、晶质状的和生物成因的，显然很快的被喜欢收集岩石的分类成很多有效的等级，并且许多岩石可以分类成两分类都正确。第四课运动和地质构造 第十八和十九世纪的科学家建立了现代地质学的基础，总结出大多数沉积岩起源于随着时间变硬的在海底的软的水平层的沉积物。但是他们疑惑很多硬的岩石发生了偏斜、弯曲或断裂。他们疑惑什么作用力能使岩石变形到这种程度。我们能重现这种岩石在野外发现的这种变形的模式的历史吗？现代地质学家加以补充，所有类型的岩石是怎样变形的，这种变形是怎样涉及到板块构造论的？1作用力actingforce与岩石变形 在地球地壳上的所有岩石都有在构造学上的某种程度的变形，。我们称这种作用力为岩石应力。有两种类型的作用力——静压力和定向压力。静压力或围压应力使得岩石收缩体积，定向压力或应力使得岩石改变形状。改变形状（图1） 定向压力包括三种类型：挤压力compression,张力tension,和剪切力shear。挤压力基亚岩石并缩短岩石体；张力伸展形体并且使之分离；剪切力从两边向不同的方向推岩石。 地质构造Geologicalstructures是岩石变形的结果。 产状Occurrence是构造面或构造线的情况介绍。可以被描述为走向strike，倾向dip，倾角dipangle。 走向是构造面（诸如地层岩石或断层面）与地平面交切的方向或趋势。这个方向被表示为两个相对方向方位角的值。 倾向是构造面和垂直走向的面指向低方位的方向。倾向是测量的走向对于地平面的正角，指向倾斜面低的边。如果倾向被测量了，那么面的走向能被计算，因为走向垂直于倾向。然而，如果走向被测量出来了，倾向依然不能算出来，因为倾向是射线。 倾角是构造面与地平面的夹角，测量时与走向的构造垂直。分为真倾角和视倾角，在所有角度中真倾角是最大的一个。走向、倾向和倾角是地质构造产状三要素。2褶皱fold与断裂fracture 岩石变形有两种，褶皱和断裂，最普遍的变形形态是由地球地壳中的沉积岩(sedimentary)变质岩(metamorphic)和火成岩(igneous)组成。褶皱是塑性变形的结果，断裂是脆性变形的结果。2.1褶皱fold 褶皱是弯曲或翘曲的地层或起源于水平面的地层顺序聚成一团变形。岩石中的褶皱就像衣服中的褶皱。正如衣服放在一起从两边聚成一团的折叠，岩层慢慢的被地壳上的力压缩聚成褶皱。褶皱的几何形态由核（core）翼（limb）弧尖（crest）枢纽（hinge）或褶皱轴(foldaxis)轴面（axialplane）轴迹（axialtrace）轴长（foldlength）宽和高等。 核在褶皱的中间部分，在这里地层的折叠比翼厉害的多。弧尖是交叉部分的点，这里是单一地层折叠曲率最大的地方。单一地层的所有弧尖形成枢纽或褶皱轴