《基础地质学》教案

基础地质学》教案参考学时：64学时）、＞■'、_前言一、课程的性质、目的和任务《基础地质学（3）》是资源环境与城乡规划管理专业、珠宝首饰与材料工艺学专业、土木工程专业（岩土方向）的专业基础课。该课程的目的和任务是使学生明确地质学的研究对象、内容、任务和研究方法，掌握现代地质学的一些基本理论和基本知识，了解现代地质学的主要成就，初步具备分析和推断地质问题的思维能力，为进一步学习后续专业课程打下良好的基础。二、课程的主要教学内容课程的主要内容是：介绍地球的圈层构造以及各圈层的主要特征，地壳的物质组成,常见的矿物和岩石，各种内、外力地质作用的基本原理、过程及产物特征,岩石圈的运动规律。课程的基本理论是：地球，特别是岩石圈发展演化的基本规律，各种地质作用的基本原理和它们的相互关系。课程的基本知识是：各种基本概念，地质现象，地质作用产物以及有关地球的基本论述。三、课程的教学方法和教学手段教学方法：理论联系实际，采用启发式教学，并贯穿“将今论古”的原则。培养学生综合归纳、分析推理的能力。教学手段：课程计划通过讲课和实习两个教学环节来完成，配合电化教学和多媒体教学（包括幻灯、录像、图片展览和地质博物馆参观等）以及野外现场教学，增强学生的感性认识，提高理论教学深度。第一章绪论一、地质学研究的对象和内容1、地质学研究的对象：地球，研究重点是地壳。原因：人类生活主要局限于地球表面；受科学技术的限制2、地质学研究的内容：固体地球的物质组成结构、构造及其形成和演变的历史。地质学：是研究地球，目前主要是研究地壳的物质成分、结构构造、发展历史以及地质学在生产中应用的科学。二、地质学的分科1、研究地球（固体地球的外层——岩石圈）物质组成的学科——结晶矿物学、岩石学。2、研究地壳运动、形变及地表形态特征的学科——构造地质学、大地构造学、地貌学等。3、研究地壳的演变历史和古代（地质历史时期）自然面貌的学科——古生物学、地史学、古地理学等。4、研究矿产资源的形成和分布规律，以及为寻找和勘探矿产的理论和方法的科学——矿床学、找矿勘探地质学等。5、研究各种工程建筑地基的地质条件和勘查理论方面的学科——工程地质学等。6、研究地下水的运动规律和分布规律的学科——水文地质学。7、研究防范自然灾害、保护和利用自然环境方面的学科——环境地质学、地震地质学、旅游地质学等。三、地质学在国民经济建设中的意义我国“四个现代化”建设需要大量的地下矿产资源，寻找各种矿产资源需要地质工作；工农业生产和人民生活用水需要进行水文地质调查工作；各种大型工程建设需要进行工程地质勘察；为防止地质灾害和环境污染，也需要做环境地质工作。总之，地质工作涉及到社会建设的各个行业。四、地质学的特点和研究方法（一）地质学的特点1、空间广泛地球是一个庞大的物体，地壳是地质学研究的重点。目前人类只能观察到地壳的上部，对地球深部只能根据地球物理信息加以推断。另外，地质作用所涉及的范围和规模都很大。2、时间漫长（地球发展过程漫长）地球已有46亿年的演变历史。在漫长的地质历史时期，曾发生过许多重要的地质事件，现在人们所看到的地质现象只是最后一次地质事件的综合结果，人们只能通过一些地质记录（记录在岩石中的各种现象）去推断过去某些地质事件的主要特点和周围环境的主要特征。地质历史中各种地质事件的发生过程多少是缓慢的，许多地质现象都经过漫长时间后才形成的，所以，地质学用以度量时间的基本单位为百万年。3、区域差异性地球虽然有其共同的发展规律，但在不同地区的物质组成、结构构造均有差异，例如，中国东部和西部地区地壳的物质组成、构造线方向等差异较大。4、地质过程的复杂性地球是个复杂的物体。地球的物质运动——有机界和无机界的物质运动。运动方式——有化学、物理、生物等多种运动方式。地球各个圈层的物理状态复杂变化——例如地表与地球内部在温度、压力、物质状态等差异很大。（二）地质学的研究方法1、将今论古法利用现代所观察到的地质作用过程去推论地质时期同类事物的发展状况，也称为现实主义原则。例如现代河流地质作用，现代火山、地震作用等。2、实践出真知通过野外考察，调查研究，收集第一手资料，然后归纳、综合整理、推论。3、综合分析4、室内实验五、本课程的内容和学习方法（一）主要内容：1、内、外力地质作用的一般规律及其产物。2、地壳发展和演变的一般规律及有关学说。3、宇宙地质学、环境地质学的基础知识（二）学习方法：1、掌握各种地质概念的涵义；掌握地质学的一般基础理论和基本知识；初步具备地质学的分析思维能力，初步了解地质学的一般工作方法。2、重视实践环节地质学是实践性很强的学科，很多理论概念要通过实验来检验和深化。因此，本课程50学时，除了讲授理论课外（30学时），还有9次实验，观察常见的矿物，岩石标本。4小时录象，最后还进行野外实习（2个星期）。第二章地球的基本特征教学基本要求：掌握地球的物理性质和地球的结构。第一节地壳的表面特征一、宏观特征《总面积》《占地球表面积》地球上的两大地理单元•海洋：3.62亿km270.9%陆地：1.48亿km229.1%地球表面（地球固体外壳表面）高低不平海洋底的平均深度……3795m大陆的平均高度……825m大洋最深处在西太平洋的马利亚纳海沟11034m大陆上最高点在我国的珠穆朗玛峰8850m二、大陆地形单元1、山地：海拔高度在500米以上的正地形。山地高程分类名称海拔高度（米）切割深度（米）举例极高山>5000>1000喜马拉雅山主体高山5000—3500>500天山、昆仑山等中山3500—1000500士秦岭大巴山、太行山等主体低山1000—500200士中、高山区较低部分丘陵<500<200川中丘陵、闽淅丘陵等2、平原：相对高差低于100米的平坦地区。3、高原：海拔大于600米，表面较平坦或略有起伏的广阔地区，如青藏高原4、盆地：四周是山地或高原，中央地形低平或呈丘陵状的地区，外形似盆状的地形，如四川盆地、塔里木盆地。5、裂谷系：伸延上千公里，宽仅30〜50km的线形低地，两壁或一壁多为断崖，如东非裂谷系，我国汾渭裂谷。三、海底地形单元按深度和形态分为三大单元：（一）大陆边缘：分大陆架、大陆坡、大陆基、海沟和岛弧。1、大陆架（陆棚）：海面以下〜200米深的海底平原。坡度一般小于0.1°。2、大陆坡：是大陆架外缘倾斜明显变陡的地带，平均坡度为4.3°，最大坡度超过20°最大深度3200米，大陆坡上常发现呈“V”字形的海底峡谷，峡谷通向大洋盆地，多发育有巨大的水下冲积扇。3、大陆基：是大陆坡与大洋盆地之间的平缓地带，平均深度约3700米。这地带多是浊流和滑塌作用带来的碎屑物质的主要堆积场所。有海沟发育的地带就没有大陆基。4、海沟：海底的带状深渊。5、岛弧：呈弧形延伸很长的火山列岛。（二）大洋盆地可进一步分为深海平原、海山和海岭。（三）洋中脊屹立在大洋底上的巨大“山脉”，有的地段露出海面而成带状分布的岛屿。例如著名的大西洋中脊，由北极〜冰岛〜印度洋，总长度约65000公里，洋中脊底部平均宽度约1500公里，其上部由平行山脊组成一个高中心带，中央有一条裂谷（大西洋洋中脊典型横剖面图），裂谷宽约20公里，深度约1000〜2000米。四、我国地形特点我国为多山多高原国家，地形复杂。我国地势特点：西高东低，从西〜东可分三个台阶：第一台阶：青藏高原第二台阶：大兴安岭〜太行山〜雪峰山一线以西地区，由高原高山、山间盆地组成。第三台阶：大兴安岭〜太行山〜雪峰山一线以东地区，主要由平原，盆地，低山丘陵组成。第二节地球的形状和大小一、地球的形状根据人造卫星资料，地球的形状更近似一个扁率不大的三轴椭球体，即地球赤道不是正园形，而是呈椭圆形；同时北半球稍尖而凸出，南半球稍肥而凹入；从整体看，好象一个“梨”的形状（见地球形状示意图）。二、地球的大小据1975年第十六届国际大地测量和地球物理学会（UYGG）决议采用的数值列出：赤道半径（a）6378.140公里两极半径（c）6356.779公里平均半径（）6371.012公里扁率（d=a-c/c）1/298.275赤道周长40075.24公里子午线周长40008.08公里表面积5.1007X108平方公里体积1.0832X1012立方公里地球质量（M）（5.9742土0.0006）X1024kg第三节地球的主要物理性质一、地球的密度和压力1、地球的质量和平均密度地球的质量：5.974X1021吨（T）地球的平均密度：《岩石类型》花岗岩玄武岩石灰岩、砂页岩5.516g/cm3《平均密度》2.67g/cm32.85g/cm32.6g/cm3从上可知，地球表面岩石的平均密度仅相当于地球平均密度的1/2，可见，地球内部物质的密度应大于地球表面岩石的平均密度。2、地球内部的压力地球内部的压力随着深度的增加而增大，而压力增加的速度都因深度而不同。大约在400km、600km、2900km和4640km深度有明显的变化，而以2900km深度变化最大。二、地球的重力地球重力：地心引力和离心力的合力为地球上某处的重力。地球上的重力基本上决定于地球的引力，地面重力场的变化是随纬度增加而增加，而随高度增加而减少。正常重力值（理论值）：若把地球看作一个表面光滑的均质体，从理论上计算出地球各处的重力值，称为正常重力值。重力异常：各地实测的重力值（实测值）经校正后与理论值不符合的情况，这种现象叫重力异常。正异常：实测值大于理论值（正常重力值或标准值）。负异常：实测值小于理论值。重力勘探：利用重力来探测地下的矿产、构造等。三、地磁场（一）地磁场和地磁要素地磁场：地球是个磁化球体，地球周围空间存在着磁场，称为地磁场（见图地球的磁场）。地磁场三要素：磁偏角、磁倾角、磁场强度。磁偏角：地磁极与地理极不相吻合，地磁子午线与地理子午线之间的夹角，称为磁偏角。东偏角——以指北针为准，偏在地理子午线东边者，称为东偏角。西偏角——以指北针为准，偏在地理子午线西边者，称为西偏角。我国疆域内地磁偏角为西偏角。磁倾角：总磁场强度方向与水平面的夹角称为磁倾角。或磁针与水平面间的夹角称为磁倾角。（二）地磁异常正常值（正常磁场）：在全世界范围内选择若干个地磁测站，测得该处的基本地磁要素数据，然后再以推算出全世界的基本地磁场数据，称为正常值。磁异常：实测地磁要素数值与正常明显不一致，这种现象叫地磁异常（简称磁异常）。地磁正异常——实测地磁要素大于正常值叫正异常。地磁负异常——实测地磁要素小于正常值叫负异常。古地磁：是指地质历史时期的地磁场。岩石在形成过程中，因受古地磁场的影响而获得磁性（剩余磁性），这种磁性与古地磁场的方向是协调的，其磁场方向不受后来外界磁场的影响。我们测量某地质时代岩石中的剩余磁性，即可了解某地质历史时期的地磁场情况。四、地热地热：地球内部的热能。地球内部的热能的主要来源是放射性元素衰变过程中释放的热能，其次是地球的转动能、重力能以及化学反应能、结晶能等。地球内部热力分层：外热层（变温层）、常温层和内热层。1、外热层（变温层）：为地球的表层，其热量绝大部来自太阳。年变化影响深度一般为10〜20米。2、常温层：指外热层的下界与内热层的上界范围内。该带的地温大致保持在当地地面年平均温度左右。其深度大约在地表以下15〜30米。3、内热层（增温层）：指常温层以下的地球内部。其特点是地温随深度的增加而逐渐增高。地热增温率（或地温梯度）：指深度每增加100米时所升高的温度，以。C表示。地球的平均地温梯度为3°C。地温增加的情形各地不同，与各地岩石的密度导热率、离热源的远近及所处的地质构造条件有关。五、地球的弹塑性地球具有弹性——地震波能在地球内部传播是地球具有弹性的表现，因为地震波是弹性波。另外，地球自转的惯性离心力能使赤道半径加大而成椭球体，也表现具有弹性。地球又具有塑性——在野外常可看到某些脆性岩石发生复杂的弯曲而未破裂，显然是塑性变形的产物。第四节地球的圈层构造一、地球内部的圈层构造（一）地震波在地球内部的传播对地球内部物质状况和结构、构造特征的认识，只能依靠各种间接的线索，例如地震波的传播、地球的，以及对陨石的研究。尤以地震波的传播是主要的线索。地震波按传播方式分为体波和面波。体波又可分为纵波和横波。地震波的传播速度总体上是随深度而变化的，相同的深度，就有相同的地震波波速。据实测，地内有两个明显的波速不连续面（界面）。第一个界面位于大陆部分平均33km,大洋地区较浅，平均6km深处，平均为11〜12km。这个界面叫“莫霍面”第二个界面位于2885km（近似2900km）深处，称为“古登堡面”（二）圈层构造根据地震波波速的研究，以“莫霍面”与“古登堡面”为主要界面，将地球内部分为三个圈层，三个圈中又细分为七层，即地球内部有“七层三圈两个界面”。《圈》《层》地壳（圈）——硅铝层（花岗岩质岩），硅镁层（玄武岩质岩），——————莫霍面——————岩石圈（地壳+上地幔B层）地幔（圈）——上地幔（B、C层），下地幔（D层）

——————古登堡面——————地核（圈）——外核（E层）过渡层（F层）内核（G层）（三）各圈层的特征：1、地壳地壳是从地表到莫霍面之间的圈层，为固体地球最外的一个圈层。（1）地壳的厚度大陆地壳：平均33千米，最后处70——80千米（青藏高原）；大样地壳：平均6千米，最薄处约1千米（马里亚纳海沟）。，由固体岩层组成，下界为莫霍面。地壳厚度在全球各处不均匀，在大陆区，地壳的平均厚度为33km，在大洋区平均厚度11〜12km。地壳可细分为上部的硅铝层和下部的硅镁层，上下层的分界面称康拉德面。（2）地壳的结构上层：硅铝层或花岗岩层，密度2.65克/立方厘米，硅铝组成，大陆下存在，大洋下缺失；————————————康拉德面——————————下层：硅镁层或玄武岩层，密度2.9克/立方厘米，硅铝铁镁组成，全球性圈层。（3）地壳的物质组成目前已发现在地壳中有90多种元素，它们在地壳中的含量各不相同，用克拉克值（又称元素的丰度）表示。克拉克值：化学元素在地壳中的平均含量。地壳中的氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁8种元素含量最多，占地壳总重量的98%以上，称为造岩元素。地壳中的元素并非孤立存在，大多数情况是相关元素化合形成各种矿物，而各种矿物特别是硅酸盐矿物又组合成各种岩石。岩石是组成地壳的主要成分，矿物是组成地壳的最基本单位。（4）地壳的类型面积平均厚度岩石成分岩石年代结构地质作用与地质构造洋壳占地球面积65%6千米几乎全部由基性岩组成不超过2亿年单层结构较简单陆壳占地球面积35%33千米三大类岩石都有，上部有不连续分布的疏松沉积物和风化壳各地质时代都有双层结构很复杂2、地幔从“莫霍面”到“古登堡面”间的圈层称为地幔。根据地震波速资料，可分为上地幔（B层、C层）和下地幔。（1）上地幔（B层、C层）：为含Fe、Mg较高，含Si较少的超基性岩，称为地幔岩。低速带（软流圈）：在上地幔内，深度在60〜250km处存在着地震低速带，地震波发生强烈衰减Vp为7.7〜8.1km/秒，Vs为4.0〜4.2km/秒。组成低速带的岩石有较大的塑性，并称之为“软流圈”或“软流层”。一般认为，“软流层”是岩浆作用的发源地。软流圈物质可以缓慢流动，其部分物质呈熔融状态。岩石圈：“软流层”以上的上地幔（B‘层）和地壳合称为岩石圈。岩石圈是组成地球表层的固体薄壳，均由岩石组成。（2）下地幔：一般认为它的化学成分与上地幔相似，只是铁的分量更多一些，其成分相当于石铁陨石。另外，其结晶结构为更紧密的高密度矿物。3、地核是地球内自“古登堡面”到地心的部分。按地震波的分布，分为三层：外核（E层）、过渡层（F层）和内核（G层）。外核（E层）：由液态物质组成（横波不能通过外核）。过渡层（F层）：其物质是具有由液态向固态过渡的特征。内核（G层）：内核物质具有固态特征，主要由铁、镍成分组成。二、地球的外部圈层（一）大气圈大气圈：环绕地球的空气层称为大气圈。它由各种气体组成。大气的主要成分氮（78%）、氧（21%）、氩（0.93%）、二氧化碳、臭氧及水蒸气。前三种气体占空气容积的99.96%，恒定组分，后三种可变组分。大气圈的分层：根据大气物理性质沿垂直方向上的变化（主要是气温随高度的变化特征）将大气圈划分为下列：1、对流层：对流层为大气圈的底层。特征：①受地面影响大，对流现象显著。对流层内大气的热量主要来自地面辐射热（即地面受太阳光照射并以辐射的形式向上空放出的热量），所以，气温是随高度而递减，平均每升高1km则气温降低6°C,称为大气降温率。②大气的平均厚度为10〜12km。气温、气压、密度在不同高度、不同纬度具有一定差异，因而形成空气对流，大气运动复杂，一切风、云、雨、雪等天气现象发生在此层中。2、平流层：从对流层顶到距地面约35〜55km高空的大气层。特征：①气流运动以水平运动为主，且很平稳，故名平流层。平流层的气温基本上不受地面影响。②在距地面30〜55km高空范围内有一臭氧（03）集中的区域，叫臭氧层。臭氧能吸收太阳紫外辐射热，使气温增高（达到平流层顶部温度最大值为-3至-17度）。（二）大气环流大气环流：指大气圈内空气作不同规模运行的总称。因不同纬度的地面接受太阳辐射热的差异，形成大气对流现象，即产生大气环流。大气环流控制了全球性的风向和冷热气团的运动规律。（三）水圈水圈：地球表面连续而不规则的水体称为水圈。地球表面有四分之三的面积为水体占据，如海湖、沼泽、河流、冰川及地下水等水体。地球表面的水蒸发到大气圈，大气圈内的水气凝聚成雨、雪降落到地表，补给地表水及地下水，构成水圈的大循环。（四）生物圈生物圈：是由生物及其生命活动的地带所构成的连续圈层。即地球表层有生命物质的一圈。在大气圈、水圈和地壳表层的土壤和岩石里，都有生物存在。自从地球上出现生物以来，生物的活动特别是人类的活动，对地球表面的改造十分明显。第三章地质作用和地质年代第一节地质作用一、地质作用概述地球自形成至今，在漫长的地质历史过程中，每时每刻都在运动着、变化者，其内部结构、构造、物质成分及其地表形态——地貌始终处在不断的运动变化之中。坚硬的岩石经过风化作用变的松散和破碎，形成泥砂，再经风吹、水冲、重力作用等搬运到其它地方或在原地沉积形成新的沉积岩。这样，使得高山不断遭受剥蚀夷为平地，沧海不断填充形成桑田。某些地方受挤压不断隆起形成高山——如喜马拉雅山还在不断隆起，有些地方不断下沉，如我国的沿海地区。这些都是比较缓慢的地质作用。有些地质作用则十分迅速，如地震、火山、山崩、洪水等作用。地质作用：由自然动力所引起的地壳物质组成、内部结构和地表形态等不断变化和发展的作用，统称为地质作用。二、地质作用的类型根据地质作用的动力来源，分为内力地质作用和外力地质作用两大类。（一）内力地质作用是指由地球内部能量引起并作用于整个岩石圈的地质作用。1、地球内部能量来源内力地质作用的能源来自地球本身，如地球自转产生的旋转能，地球物质本身的重力能，放射性元素衰变产生的热能等。2、内力地质作用类型（1）地壳运动（构造运动）：由内力引起地壳或岩石圈物质的一种机械运动。地壳运动的表现形式：升降运动（垂直运动）和水平运动。升降运动：地壳物质在铅直方向的缓慢上升和下降运动。其结果产生海、陆变迁势高低的改变等。水平运动：地壳物质沿地球切线方向的运动。其结果使岩层产生褶皱（挤压）、断裂、平移等。（2）岩浆作用岩浆：岩浆是地下天然形成的，富含挥发组分的，高温的硅酸盐熔融体。岩浆作用：岩浆从形成、运动直至冷凝固结成为岩石的全过程，称为岩浆作用。岩浆作用的方式：火山作用（喷发作用）和侵入作用。火山作用：岩浆向上运动喷出地表，称为火山作用（喷出作用）；岩浆在地面冷凝形成的岩石，称为火山岩（喷出岩），如玄武岩。侵入作用：从岩浆侵入围岩到冷凝形成岩石的全过程，称为侵入作用；岩浆侵入到地下冷凝后形成的岩浆岩，称为侵入岩，如花岗岩。（3）变质作用变质作用：地下深处原先已存在的岩石，由于温度、压力及化学活动性流体的作用，发生矿物成分、化学成分或结构与构造变化的地质作用，称为变质作用。变质作用形成的岩石称为变质岩，如大理岩。（4）地震作用地震：地球（特别是地壳）的快速颤动。强烈地震对地面产生严重的破坏作用。按地震产生的原因可分为构造地震（地壳运动引起的地震），火山地震（火山活动引起的地震），陷落地震。（二）外力地质作用由地球以外的能量所引起并作用于地球表层的地质作用称外力地质作用。1、能量来源太阳辐射能、潮汐能2、外力地质作用类型（按作用的方式）（1）风化作用风化作用：在地表环境下，由于气温、大气、水及生物等作用，使地壳的岩石或矿物在原地分解和破坏，称为风化作用。（2）剥蚀作用：指某一介质（地面流水、地下水、风、冰川、湖海、海洋等）在一定的运动状态下，对地表岩石的强烈破坏，并把破碎或分解的产物剥离原地的作用，称为剥蚀作用。（3）搬运作用：将剥蚀下来的产物搬离原地。并使其搬运到另一个地方去，称为搬运作用。（4）沉积作用：被搬运的物质，在其搬运介质动能减小或介质的物理、化学条件改变时发生沉淀、堆积下来的过程，称为沉积作用。（5）硬结成岩作用：松散的沉积物转化成为沉积岩的过程称为硬结成岩作用。外力地质作用的程序：一般情况下，外力地质作用的程序是：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用。按地质营力还可以分为：地面流水的地质作用、地下水的地质作用、冰川的地质作用、海洋的地质作用、风的地质作用、湖沼的地质作用等。第二节地质年代一、地质年代的概念据科学测算，地球的年龄约有46亿年，在这漫长的历史中，岩石圈经历了许多重大变化和复杂的发展经历，如岩浆活动、海陆变迁、剥蚀与沉积作用等，这些我们称之为“地质事件”地质年代：表示岩石圈（或地壳）演化过程中各种地质事件发生的先后顺序和具体时间的概念，称为地质年代。二、地质年代的类型地质年代分为相对地质年代和同位素地质年代（即绝对地质年代）。（一）相对地质年代相对地质年代：表示地质事件和各种地质体发生或形成的先后顺序或新老关系，称为相对地质年代。1、相对地质年代的确定方法：（1）地层层序律地层：地层是一定时期内所形成的层状堆积物或岩石。地层形成时的原始产状一般是水平或近水平的，并且，总是老的地层先形成，位于下部，新的地层后形成，覆于上部。即原始产状的地层具有下老上新的层序规律，称为地层层序律或称叠置原理。它是确定相对地质年代的基本方法。（2）生物演化律（或标准化石法）化石的概念：埋藏在地质历史时期沉积物中的古代生物的遗体和遗迹称为化石。生物的演变是从简单到复杂，从低级到高级不断进化和发展的。因此，地层年代越老其中所含生物就越原始、越简单；地层年代越新其中所含生物就越进步，越复杂。而且，不同时期的地层中含有不同类型的化石，相同时期的地层含有相同的化石及化石组含，这就是生物演化律。在确定地层时代时，一般利用那些时间上分布短，演化快，空间上分布广的所谓标准化石来划分与对比地层。（3）地质体之间的切割律2、地质年代单位和地层单位地质年代单位：宙代纪世期地层单位：宇界系统阶（二）绝对地质年代（或同位素地质年代）同位素地质年代：它指某一段地质历史所经历的时间长短，即以“年”为单位计算地质历史所经历的时间。三、地质年代表按年代先后把地质历史进行系统性的编年，列出“地质年代表”。它的内容包括各个地质年代单位、名称、代号和绝对年龄值等（见地质年代表）。地质年代表中具有不同级别的地质年代单位从大〜小分为“宙、代、纪、世”与地质年代单位相对应的年代地层单位为：宇、界、系、统。第四章矿物和岩石

第一节概述一、矿物与岩石的概念组成地壳的固体物质，在地质学上叫岩石。岩石是由矿物组成的，即岩石是矿物的集合体。矿物是由化学元素组成的。（一）矿物矿物是地壳中的化学元素经过各种地质作用形成的具有相对固定的化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。矿物的含义：①矿物是在各种地质作用或各种自然条件下形成的自然产物；②矿物是由地壳中的各种化学元素组成的，具有相对固定和均一的化学成分（单质或化合物）和物理性质；③矿物不是孤立存在的，而是按着一定的规律组合形成各种岩石。自然矿物；食盐、金、石英、石墨；矿物彳宇宙（陨石矿物、月岩矿物）；人造矿物（糖、食盐、人造金刚石、人造水晶等）固态：石英、磁铁矿、食盐矿物彳液态：自然汞；L气态：硫化氢、二氧化碳（二）岩石岩石是矿物在各种地质作用下，按着一定的方式结合而成的矿物集合体，是构成地壳和地幔的主要物质。岩石的含义：①通常所说的岩石是指地球岩石，是地球发展的产物；②岩石大多数由多种矿物组成，也可由一种矿物组成；③岩石记录了过去发生的地质事件，是探讨地球发展历史和规律的依据；④岩石是地质作用的产物，又是地质作用的对象,是研究各种地质构造和地貌的物质基础;⑤岩石中含有各种矿产资源,有些岩石本身就是矿产，一定的矿产都与一定的岩石相联系。岩石：火成岩和变质岩占95%；沉积岩占5%，但占地表出露面积的75%。二、矿物学与岩石学理论的建立一、地壳的平均化学成分地壳中最多的元素0、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等八种元素。克拉克值：元素在地壳中平均重量百分比称为克拉克值。克拉克值也称为地壳元素的丰度。二、矿物矿物：矿物是在地质作用形成的单质或化合物。单质矿物：由同种元素组成的为单质矿物，如自然金（Au）金刚石（C）等。化合物矿物：由两种或两种以上元素化合而成的称为化合物矿物，如黄铁矿（FeS2）、赤铁矿（Fe2O3）、方解石（CaCO）等。矿物有固态（绝大多数）、液态（如天然汞）。造岩矿物：主要组成地壳岩石并且大量出现的矿物，如长石、石英等。常见矿物：常形成有用矿产的矿物称为常见矿物，如金属元素氧化物和硫化物。（一）矿物的形态晶体：矿物形成具一定外形的几何多面体，称为晶体。晶体：晶体的形态叫晶形。常见有下列三种类型：一向延长型——呈柱状或针状的晶形，如石英、辉锑矿。二向延长型——呈片状或板状的晶形，如云母、石膏。三向等长型——呈粒状，如呈立方体的黄铁矿。（二）矿物的物理性质1、矿物的光学性质透明度：指光线透过矿物的程度，可以分为透明、半透明和不透明三个等级。光泽：为矿物对可见光的反射能力。据反光的强弱可分为下列：金属光泽——反射很强，类似镀有铬的金属平滑表面的反光，如方铅矿、黄铁矿。半金属光泽——反射较强，似一般金属的反光，如磁铁矿。玻璃光泽——似玻璃表面之反光，如石英的晶面。金刚光泽——反射较强，反光灿烂耀眼，如金刚石。油脂光泽——如同涂上油脂的反光，如石英的断口。颜色与条痕颜色：是矿物吸收了白光中某种波长的色光后所表现出来的互补色。如矿物对各种色光都均匀吸收则表现为黑色或灰色，若基本不吸收为白色，若吸收某一波长的光则表现为它的补色的颜色。条痕：矿物粉末的颜色叫条痕。如赤铁矿的条痕为樱红色。2、矿物的力学性质硬度：为矿物抵抗外力机械作用的强度或能力。通常用摩氏硬度计作为标准。摩氏硬度计由十种硬度不同的矿物组成。十种矿物按其硬度从小到大依次为滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。解理：晶体受到外力打击时能够沿着一定结晶方向分裂成为平面，即解理面。断口：矿物受外力打击后只能形成凹凸不平的表面叫断口。如石英的断口。（三）矿物的分类按矿物的化学成分可以分为五大类：1、自然元素矿物：呈单质状态出现，如自然金（Au）、自然铂（Pt）、自然银（Ag）、金刚石（C）等。2、硫化物矿物：如黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）方铅矿（PbS）等。3、氧化物和氢氧化物：如石英（SiO2）、赤铁矿（Fe3O4）磁铁矿（Fe2O3）、褐铁矿（Fe2O3、11H20）、软锰矿（MnO2）、锡矿（SnO2）等。4、卤化物类矿物：如石盐（NaCl）、钾盐（KC1）、萤石（CaF2）等。5、含氧盐类矿物：如长石、角闪石、辉石、橄榄石、云母、方解石、石膏等。三、岩石岩石：自然界中在地质作用下，由一种或多种矿物或岩屑组成的集合体，称为岩石。简单的讲即矿物的天然集合体称为岩石。岩石的成因分类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。（一）岩浆岩岩浆岩：是熔融状态的岩浆冷凝而成的岩石，称为岩浆岩。深成岩侵入岩—岩浆岩—浅成岩喷出岩岩浆岩的分类：按SiO2的百分含量分为下列类型。超基性岩：SiO2v45%，如橄榄岩、金伯利岩基性岩：SiO245〜52%，如辉长岩、玄武岩中性岩：SiO252〜66%，如闪长岩、安山岩。酸性岩：SiO2>66%，如花岗岩、流纹岩。（二）沉积岩沉积岩：沉积岩是由各种外力地质作用形成的沉积物，在地表或近地表条件下，经过固结成岩作用而形成的岩石，称为沉积岩。沉积岩的分类：按成因可以分为下列类型：1、碎屑岩：由碎屑颗粒组成的岩石，按碎屑颗粒大小分类：1）砾岩：砾石直径>2mm2）砂岩：砂砾直径0.05〜2mm3）粉砂岩：砂砾直径为0.05〜0.005mm。2、粘土岩：由各种粘土矿物组成，质点粒径v0.005mm。如页岩、泥岩。3、化学岩和生物化学岩：岩石中的矿物是通过化学方式沉淀或由生物遗体所组成的岩石。例如石灰岩、白云岩等。（三）变质岩变质岩：地壳中已形成的岩石（岩浆岩、沉积岩或变质岩）在高温、高压及化学活动性流体的作用下，使原来岩石的成分、结构、构造改变再造所形成的岩石，称为变质岩。变质岩的类型：按变质作用的类型划分下列四类：1、接触热变质岩：主要是受岩浆高温的影响形成的变质岩，例如石灰岩受热力影响发生重结晶作用形成大理岩。2、气成水热液变质岩：主要是受岩浆的热水溶液的影响而形成的变质岩，例如矽卡岩。3、动力变质岩：主要是受地壳运动的定向应力作用的影响而形成的变质岩，如构造角砾岩。4、区域变质岩：在大面积范围内受岩浆活动，地壳运动的综合影响而形成的变质岩，如片岩、片麻岩。NO：4第三节地壳均衡现象近代的重力、地震等资料表明，在大陆的高原高山地区的地壳厚度特别大，莫霍面凹入很深，一般表现为重力负异常、物质密度小于平均密度；在平原地区，特别是大洋盆地中一般表现为正异常，物质密度大于平均密度。上述现象表明，不同地区，不同深度的物质是不均一的，其密度是有差异的。推测，在高原和高山地区上部质量的过剩就被深部质量的不足所抵销，大洋盆地上部质量的不足就被深部质量的过剩所补偿，大洋盆地则直接出露硅镁层，深部的地幔也略向上凸出于地壳内，从而保持各个地区重力上的均衡，这就是地壳均衡现象。第四节地质年代一、地质年代的概念地质年代：地质学表示时序的方法叫地质年代。地质年代就是各个地质事件发生的时代。二、地质年代的类型地质年代分为相对地质年代和同位素地质年代（即绝对地质年代）。（一）相对地质年代相对地质年代：表示地质事件和各种地质体发生或形成的先后顺序或新老关系，称为相对地质年代。1、相对地质年代的确定方法：（1）地层层序律地层：地层是一定时期内所形成的层状堆积物或岩石。地层形成时的原始产状一般是水平或近水平的，并且，总是老的地层先形成，位于下部，新的地层后形成，覆于上部。即原始产状的地层具有下老上新的层序规律，称为地层层序律或称叠置原理。它是确定相对地质年代的基本方法。（2）生物演化律（或标准化石法）化石的概念：埋藏在地质历史时期沉积物中的古代生物的遗体和遗迹称为化石。生物的演变是从简单到复杂，从低级到高级不断进化和发展的。因此，地层年代越老其中所含生物就越原始、越简单；地层年代越新其中所含生物就越进步，越复杂。而且，不同时期的地层中含有不同类型的化石，相同时期的地层含有相同的化石及化石组含，这就是生物演化律。在确定地层时代时，一般利用那些时间上分布短，演化快，空间上分布广的所谓标准化石来划分与对比地层。（3）地质体之间的切割律2、地质年代单位和地层单位地质年代单位地层单位宙代纪世宇界系统（二）绝对地质年代（或同位素地质年代）同位素地质年代：它指某一段地质历史所经历的时间长短，即以“年”为单位计算地质历史所经历的时间。三、地质年代表按年代先后把地质历史进行系统性的编年，列出“地质年代表”。它的内容包括各个地质年代单位、名称、代号和绝对年龄值等（见地质年代表）。地质年代表中具有不同级别的地质年代单位从大〜小分为“宙、代、纪、世”与地质年代单位相对应的年代地层单位为：宇、界、系、统。第五节地质作用概述一、地质作用的概念地质作用：由自然动力所引起的地壳物质组成、内部结构和地表形态等不断变化和发展的作用，统称为地质作用。二、地质作用的类型根据地质作用的动力来源，分为内力地质作用和外力地质作用两大类。（一）内力地质作用内力地质作用的能源来自地球本身，如地球自转产生的旋转能，地球物质本身的重力能，放射性元素衰变产生的热能等。内力地质作用可分为下列类型：地壳运动（构造运动）：由内力引起地壳或岩石圈物质的一种机械运动。地壳运动的表现形式：升降运动（垂直运动）和水平运动。升降运动：地壳物质在铅直方向的缓慢上升和下降运动。其结果产生海、陆变迁势高低的改变等。水平运动：地壳物质沿地球切线方向的运动。其结果使岩层产生褶皱（挤压）、断裂、平移等。岩浆作用岩浆：岩浆是地下天然形成的，富含挥发组分的，高温的硅酸盐熔融体。岩浆作用：岩浆从形成、运动直至冷凝固结成为岩石的全过程，称为岩浆作用。岩浆作用的方式：火山作用（喷发作用）和侵入作用。火山作用：岩浆向上运动喷出地表，称为火山作用（喷出作用）；岩浆在地面冷凝形成的岩石，称为火山岩（喷出岩），如玄武岩。侵入作用：从岩浆侵入围岩到冷凝形成岩石的全过程，称为侵入作用；岩浆侵入到地下冷凝后形成的岩浆岩，称为侵入岩，如花岗岩。变质作用变质作用：地下深处原先已存在的岩石，由于温度、压力及化学活动性流体的作用，发生矿物成分、化学成分或结构与构造变化的地质作用，称为变质作用。变质作用形成的岩石称为变质岩，如大理岩。地震作用地震：地球（特别是地壳）的快速颤动。强烈地震对地面产生严重的破坏作用。按地震产生的原因可分为构造地震（地壳运动引起的地震），火山地震（火山活动引起的地震），陷落地震。（二）外力地质作用外力地质作用：外力地质作用的能源主要来自太阳能，如太阳辐射能，它引起大气圈、水圈、生物圈的物质循环运动，形成风、流水、冰川等地质营力，从而产生各种地质作用，即外力地质作用。外力地质作用可分下列类型：（按作用的方式）风化作用风化作用：在地表环境下，由于气温、大气、水及生物等作用，使地壳的岩石或矿物在原地分解和破坏，称为风化作用。剥蚀作用：指某一介质（地面流水、地下水、风、冰川、湖海、海洋等）在一定的运动状态下，对地表岩石的强烈破坏，并把破碎或分解的产物剥离原地的作用，称为剥蚀作用。搬运作用：将剥蚀下来的产物搬离原地。并使其搬运到另一个地方去，称为搬运作用。下坡运动（也叫负荷地质作用，块体运动）：较大的基岩块体和地表松散堆积物，在重力作用下崩落或沿斜坡滑动的过程，称为下坡运动。沉积作用：被搬运的物质，在其搬运介质动能减小或介质的物理、化学条件改变时发生沉淀、堆积下来的过程，称为沉积作用。硬结成岩作用：松散的沉积物转化成为沉积岩的过程称为硬结成岩作用。外力地质作用的程序：一般情况下，外力地质作用的程序是：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用。按地质营力还可以分为：地面流水的地质作用、地下水的地质作用、冰川的地质作用、海洋的地质作用、风的地质作用、湖沼的地质作用等。第二篇内动力地质作用第三章构造运动教学基本要求：掌握构造运动的概念和类型，地质构造的基本类型和特征。地震作用的概念及成因类型。第一节构造运动的概念和类型一、构造运动的概念和类型构造运动（地壳运动）：由地球内部动力引起的地壳的机械运动。二、构造运动的类型按照构造运动的方向分为下列两类：升降运动（垂直运动）：升降运动是相邻地块或同一地块的不同部分作差异性的上升或下降。升降运动的结果：使某些地区成为高地或山岭，另一些地区成为盆地或凹陷。水平运动：水平运动是指地壳块体在水平方向上移动，相邻地块或相互分离拉开，或相向靠拢挤压，或剪切错动。三、构造运动的分类按构造运动发生的时间可分为下列三类：古构造运动：发生在早第三纪以前的构造运动，称为古构造运动。新构造运动：发生在晚第三纪及第四纪时期的构造运动，称为新构造运动。现代构造运动：发生在人类有史记载时期的构造运动，称为现代构造运动。第二节构造运动的主要证据（或表现）一、大地测量法通过大地测量，得知一个地方高程的变化来证实地壳运动。二、考古法意大利那不列斯海湾海岸的变迁，是说明现代升降运动的最好例子三、地貌分析法在上升运动的地区以剥蚀地貌为主，在下降运动的地区，则以堆积地貌为主。多层河谷阶地及多层溶洞（石灰岩区）的出现，表现为地壳上升运动。埋藏阶地、冲积平原等则是下降的标志。四、沉积物标志（一）沉积厚度利用沉积物或沉积岩的厚度资料可以反映地壳升降运动的速度和幅度。如浅海沉积物厚度超过其环境所能允许的厚度。（二）岩相的变化岩相的概念：反映沉积岩形成环境的岩性特征和古生物化石特征的综合叫岩相（或沉积相）。岩相在横向和纵向上的变化与地壳运动关系密切。五、地质构造分析法（一）褶皱和断层（二）地层的接触关系整合接触关系：上下两套地层相互平行，产状一致，时代上为连续沉积，它反映没有发生过显著的地壳上升运动。不整合接触关系：上下两套地层之间为不连续沉积（即有沉积间断）。可进一步分为两类：平行不整合接触关系和角度不整合接触关系平行不整合接触关系（假整合）：上下两套地层相互平行（产状一致），但地层时代不连续，缺失了某些地层。它反映地壳曾发生过显著的升降运动。角度不整合接触关系：上下两套地层不平行（产状不同），地层时代也不连续，期间有地层缺失了某些地层。它反映地壳曾发生过显著的升降运动。第三节岩层产状一、岩层的产状要素岩层产状：指岩层在空间的位置或状态。岩层产状三要素：走向、倾向、倾角。走向：岩层在空间的水平延伸方向即走向或岩层面与假想水平面交线的方向即走向。走向线：岩层面与水平面的交线称为走向线。方位角：走向线与地理子午线间所夹的角就是走向方位角。倾向：倾向是表示岩层倾斜的方向。倾斜线：层面上与走向垂直并指向下方的直线称为倾斜线。倾斜线在水平面的投影线所指的方向称为倾向。倾角：倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角，称为真倾角（倾角）。视倾角：在不垂直岩层走向线的任何方向量得的倾角叫视倾角（假倾角）。二、水平岩层：倾斜岩层和直立岩层水平岩层：岩层面与水平面间夹角＜5°水平岩层无走向、倾向和倾角。倾斜岩层：岩层面与水平面夹角5°-85°直立岩层：岩层面与水平面夹角＞85°。第四节褶皱构造褶皱：岩石受力发生弯曲称为褶皱。单个的弯曲称为褶曲一、褶皱的基本类型褶皱的基本类型有两种：背斜与向斜。背斜：形态上为向上拱的弯曲，中心部分为老地层，两翼岩层依次渐新。向斜：向斜的形态是中部向下的弯曲（中部向下凹区），中心部分为新地层，两翼岩层依次渐老。《背斜和向斜剖面图》二、褶皱要素褶皱的组成部分叫褶皱要素。褶皱要素主要有下列：核：组成褶皱中心部分的岩石叫核。背斜的核是最老的地层，向斜的核是最新的地层。翼：翼是褶皱两侧的岩层。转折端：转折端是连接两翼的部分（从一翼向另一翼过度的弯曲部分）。枢纽：组成褶皱的岩层的同一层面上各个最大弯曲点的联线叫枢纽。（或轴面与层面的交线）。轴面：轴面是连接褶皱各层枢纽构成的面（或褶曲两翼的近似对称面），轴面是一个抽象的面。《褶皱要素示意图》F…核E…翼ABCD…轴面BC…枢纽三、褶皱类型1、根据褶皱轴面和两翼产状，褶皱可分为下列类型：直立褶皱：轴面近于直立，两翼倾向相反，倾角大小近于相等。斜歪褶皱：轴面倾斜，两翼岩层倾斜方向相反，倾角大小不等。倒转褶皱：轴面倾斜，两翼岩层向同一方向倾斜，倾角大小不等，其中一翼岩层为正常层位，另一翼岩层为倒转层序。平卧褶皱：轴面近于水平，两翼岩层产状近于水平并重叠，其中一翼产状为正常层序，另一翼岩层产状是倒转层序。《褶皱的类型》A、直立褶皱B、斜歪褶皱C、倒转褶皱D、平卧褶皱2、根据褶皱枢纽的产状有下列褶皱：水平褶皱：褶皱枢纽近于水平，两翼岩层走向平行。倾伏褶皱：褶皱枢纽向一端倾伏，两翼岩层产状发生弧形合围。3、根据褶皱长、宽比率有下列褶皱：线状褶皱：长为宽的10倍以上的褶皱。短轴褶皱：长宽比在10：1〜3：1之间的褶皱穹隆和构造盆地：其长宽比在3倍以下，上凸者为穹，下凹者为盆。穹隆：核部为老地层，岩层产状向四周倾斜。构造盆地：核部为新地层，岩层产状向中心倾斜。NO：6第五节断裂构造断裂及断裂构造：断裂就是岩石的破裂，是岩石的连续性受到破坏。岩石受力后发生断裂变形其连续性遭受破坏的构造形态，称为断裂构造。断裂构造包括节理和断层两类。一、节理节理一般称裂隙节理：岩石破裂后无明显位移的破裂构造节理：由构造运动产生的节理。非构造节理：不是构造运动产生的节理，如外力作用产生的节理。按节理的力学成因可分下列节理：剪节理：由剪应力作用形成的节理。特征：节理面光滑、平直、常形成两组“X”交叉型产出。张节理：由张应力作形成的节理特征：节理面较粗糙，不平直，延长不远。二、断层断层：岩石受力破裂后，沿断裂面两侧的岩块有显著位移的断裂构造。（一）断层要素：见断层要素图。1、断层面：断裂岩块之间发生相对滑动（或错开）的滑动面，叫断层面断层面可以是水平的、倾斜的或直立的。断层破碎带：由许多破裂面组成的破裂带。2、断盘（或断层盘）：被断开的相对移动的两部分岩块。上盘：在断层面上面的岩块称为上盘。下盘：断层面下面的岩块称为下盘。3、断层线：断层面与地面的交线称为断层线。（二）断层类型见断层形态分类图。按断层两盘相对滑动方向分为下列断层：1、正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断层叫做正断层。2、逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层叫逆断层。若断层倾角＜45°叫逆淹断层。3、平移断层：断层两盘沿断层面走向作相对水平移动的断层叫平移断层。（三）断层的组合类型见“断层的组合类型图”阶梯状断层：由许多大致平行的正断层沿着同一个方向呈阶梯状下滑而形成的断层组合。《阶梯状断层》地堑和地垒：地堑：若两个或两组断层之间的岩块相对下降，两边岩块相对上升的叫地堑。地垒：中间上升，两侧岩块相对下降者叫地垒。《地堑和地垒》叠瓦状构造：由一系列大致平行的逆断层组成，其倾向相同，一般是由老岩层逆冲于新岩层之上，状如叠瓦，称为叠瓦状构造。《逆断层组成的叠瓦状构造》第六节地震作用一、地震的概念地震：地球（特别是地壳）的快速颤动，称为地震。有关地震的术语：见《震源、震中、震中距示意图》震源：在地下（或岩石圈内）首先发生的源地。震中：震源在地面的垂直投影。震源深度：从震源到震中的距离。震中距：从震中到地震记录台站的地面距离。震级：表示地震能量大小的等级。有1〜9级。一次地震只有一个震级，以此次地震中的主要震级为代表。地震烈度：是指地震对地面影响和破坏的程度。二、地震的分类（一）按震源深度分类：1、浅源地震：震源深度为0〜70km。2、中源地震：震源深度为70〜300km3、深源地震：震源深度为大于300km（二）按成因分类：1、构造地震：由构造运动所引起的地震称为构造地震。这类地震占地震总量90%。特点：能量大，影响范围大，破坏性强，活动频繁，延续时间长。2、火山地震：由于火山的猛烈喷发而诱导发生的地震，称为火山地震。特点：震源局限在火山活动地带，震级很少＞6级。3、崩陷地震：不稳定的岩块在重力作用下发生的坠落（山崩）和陷落（洞穴塌陷）而引起地面的颤动，称为崩陷地震。此类地震发生在具有陡峭地势的山区及岩溶地区。4、水库地震：与大型水库的储水量多少有相关的地震，称为水库地震。如广东河源县新丰江水库储水115亿米3后，诱发了一系列水库地震，从1961〜1972年中发生大小地震26万次，最大的为6级。三、现代地震的分布规律世界的构造地震，主要分布在板块的俯冲带、碰撞带和扩张带上。（一）、世界地震的分布环太平洋地震带：位于太平洋四周大陆的边缘或岛弧上。全世界80%的浅源地震，90%的中源地震和100%的深源地震都发生在此带。地中海——喜马拉雅——印尼地震带：大致沿地中海、土耳其、伊朗、喜马拉雅山、缅甸、印度尼西亚一带。全球约有15%的地震发生在此一带。大洋中脊和大陆裂谷地震带：它分布于世界各大洋脊的轴部，均为浅源地震。（二）、我国地震的分布东部地震区（1）华北地震带：包括山东、山西、河北、河南、陕西之全部，辽宁南部，苏北及皖北地区。特点：地震活动强烈，多次发生地震。举例：1976唐山7.8级地震，1975年营口海城7.3级地震，1969年渤海7.4级地震，1966年刑台7.2级地震，1965年山西临汾8级地震等。（2）华南地震带：苏南、皖南、浙、闽、粤、桂、湘、鄂和黔等。特点：这一带地震活动比较华北地震弱，破坏性地震少，地震分布不广。2.西部地震区：这一地区强震分布广，频度高。举例：1976年云南龙陵7.5级地震，1973年川西甘肃炉霍7.9级地震，1950年西藏察隅8.5级地震等。中枢地震带（或南北地震带）北起贺兰山、六盘山、向南穿越秦岭经龙门山直达川西、滇东地区。地震带纵贯南北，为一大型断裂构造带。特点：地震活动强。如1739年宁夏银川8级地震，1920年宁夏海源8.5级地震，1970年云南通海7.7级地震等。NO：7第四章岩浆作用教学基本要求：掌握岩浆及岩浆作用的概念、岩浆侵入作用和喷出作用的类型和产物特征。第一节岩浆及岩浆作用的概念岩浆：为一种形成于地下深处的炽热而粘稠的、富含挥发分的硅酸盐熔融体。岩浆的主要成分是SiO2（其含量为45°〜75%）。根据SiO2的含量，将岩浆划分为下列类型：酸性岩浆：SiO2>66%中性岩浆：SiO252〜66%基性岩浆：SiO245〜52%超基性岩浆：SiO2<45%岩浆温度通常为700。〜1200°C。岩浆作用（或岩浆活动）：从岩浆形成、活动直至冷凝，以及岩浆对围岩的影响等地质作用，称为岩浆作用或岩浆活动。岩浆活动的方式：有侵入作用及喷出作用。侵入作用：岩浆从地下深处上升未到达地表即冷凝形成岩石，这种作用叫侵入作用。所形成的岩石叫侵入岩，如花岗岩是属于侵入岩。喷出作用：岩浆直接溢出地表的作用称为喷出作用，所形成的岩石叫喷出岩（或火山岩），如玄武岩是火山岩。第二节火山和火山的喷出物（或喷发物）一、火山喷出物火山喷出物——气态、液态及固态喷出物。（一）气态喷出物气体中以水蒸气为主，占气态喷出物的60〜90%。此外有二氧化碳、硫化物、硫等。（二）液态喷出物熔浆：从火山口喷出的液态物质称为熔浆。按照熔浆的SiO2含量分为下列类型：酸性熔浆：SiO2含量多，且K、Na含量也多，Fe、Mg较少，颜色浅，比重小，温度低，粘度大。基性熔浆：SiO2含量较少，FeO、MgO较多，颜色深，比重大，温度高，粘度小。中性熔浆：其成分介于酸性熔浆和基性熔浆之间。熔岩流：熔浆沿地面斜坡流动，其前端呈舌状及各种形状，称为熔岩流。熔岩被：分布面积宽广的熔浆流称为熔岩被。（三）固态喷出物火山碎屑物：火山喷出的固体物质称为火山碎屑物。有火山集块、火山弹、火山砂、火山灰等。（四）火山锥的结构及类型见火山锥：火山喷发形成锥状地形称为火山锥。火山口：火山喷发中心叫火山口。复锥：在火山锥坡上有若干个小火山岩锥叫复锥。火山喉管；与火山口相连的岩浆通道。火山颈：充填在火山喉管中的坚硬岩石称为火山颈。二、火山喷发的类型火山喷发类型有下列几种：（一）熔透式喷发在地壳发展的初期岩浆可能大面积熔透地壳，即形成熔透式火山叫熔透式喷发。此类型在现代没有。（二）裂隙式喷发（冰岛式喷发）熔岩沿地壳上巨大裂缝溢出地表的现象称为裂隙式喷发。举例：我国西南峨眉山玄武岩分布于云、贵、川交界地带，属此类型。（三）中心式喷发岩浆通过喉管通道到达地面的火山喷发，称为中心式喷发。它是现代火山活动的主要形式。中心式喷发有下列类型：1、宁静式（夏威夷式）：熔岩从火山口宁静涌出，多为基性熔岩。2、爆烈式（培雷式）：火山爆发时产生非常强烈的爆炸现象。特点：熔岩粘性大，不易流动，含气体多，冷凝快。3、递变式：其特点介于上述二者之间。第三节岩浆的侵入作用一、侵入作用的概念侵入作用：深部岩浆向上运移并进入已有岩石而未到达地表，称为侵入作用。侵入岩体：岩浆在地壳中不同深部冷凝、结晶而形成的岩浆岩体，称为侵入岩体。深成侵入体：在原始地面3〜6km以下冷凝形成的侵入岩体。浅成侵入体：在原始地面3〜6km以上冷凝形成的侵入岩体。二、侵入岩体的产状侵入岩体的产状：即侵入岩体的形状及其在空间上的展布方位。（一）协调侵入体（或整合侵入体）岩浆沿围岩的层理或片理贯入而形成的侵入体。1、岩床：岩浆沿着层面等流动铺开，形成厚薄较均匀与岩层平行的板状岩体。2、岩盆：岩浆侵入到岩层之间，形成中央厚度大，边缘厚度小，中间向下弯的盆状侵入体。3、岩盘（岩盖）岩浆侵入到围岩层理中，形成向上拱的平凸或双凸形的透镜状侵入体。（二）不协调侵入体（或不整合侵入体）1、岩脉：岩浆沿着不规则的围岩裂缝贯入而形成的小型侵入体。2、岩墙：是一种厚度比较稳定的板状侵入体。3、岩株：是规模较大的不整合侵入体。其出露面积小于100km2。4•岩基：为规模巨大的不整合侵入体，其面积大于100km2。一般为深成侵入体，如广西越城岭花岗岩体。第四节岩浆的演化岩浆的演化主要表现为岩浆分异作用和同化混染作用。一、岩浆的分异作用原始成分均一的岩浆，在没有外来物质加入的条件下，由于物理化学条件的改变，分化为若干成分不同岩浆的过程，称为岩浆分异作用。岩浆分异作用包括熔离作用、结晶分异作用等。二、岩浆的同化混染作用岩浆因其高温而溶解（或熔蚀）围岩，将围岩改造成为岩浆之一部分，称为同化作用沿浆同化了围岩，原有岩浆的成分因而发生相应改变，称为混染作用。第五节岩浆活动的基本规律一、火山的地理分布规律活火山：凡是在人类历史记载中有过活动的火山称为活火山。死活山：在人类历史记载中未曾喷发过的火山称为死活山。现代世界上的活火山有523座,其分布并非杂乱无章，而是集中为几个蔚为壮观的火山带上。（一）环太平洋火山带位于南北美洲西岸、甚至阿拉斯加、阿留申群岛，经堪察加、日本、菲律宾群岛到新西兰。在西、北、东三面包围着太平洋，这是世界上最宏伟的一个火山带，全长近50000km，是著名的环太平洋"火圈"。这一带有活火山322座，占全球活火山数的60%以上。以喷发安山岩为特征。我国台湾位于环太平洋火山带上，其中鲤鱼山火山和大屯火山属于活火山。（二）阿尔卑斯地中海喜马拉雅山带（苏门答腊--爪哇火山带和地中海火山带）从地中海向东经高加索、喜马拉雅山到印度尼西亚。共有活火山94座，约占全部活火山20%。这个带规模较小，著名的喀拉喀托火山，维苏威火山就在其中。（三）大洋中脊和大陆裂谷带：49座，在世界各大洋洋中脊上，是现代岩浆的巨大涌出口。位于数千米深的大洋底。有少数火山如大西洋中脊北端的冰岛，熔岩堆积成数十万平方公里的岛屿。（四）大洋内部及大陆内部的火山群这类火山分散在世界各地，每一个火山群都具有各自的发育规律，但各火山群之间完全无关，著名的有太平洋中的夏威夷火山群，东非火山群及中美洲的安的列斯群岛火山群等。它们与局部发育的断裂、张裂带、俯冲带或地下通道有关。二、岩浆活动性质在空间上的变化上面列举的火山带和火山群可规纳为两大类：一类是分布在岩石圈大板块的接缝带上或在接缝带旁侧，如各个洋脊火山带及环太平洋火山带等。另一类是分布在岩石圈板块内部或者小型板块的接缝处，如夏威夷火山群及东非火山群。太平洋洋脊火山及太平洋板块内部的火山除个别地点已发现超基性喷出岩外，全都是基性的玄武质岩浆喷出物，所以整个大洋地壳是由硅镁层构成的。太平洋西岸的岛弧（如日本、台湾等）上以及东岸的科迪勒拉-安第斯山带中，火山的性质主要是中性的安山质火山，同时也可以伴随基性和酸性的火山喷发，在深部发育着中酸性侵入岩体或岩基。在相当于海沟的位置上存在着一条分界线安山岩线。岛弧已属于硅铝质地壳，而安山岩线也就是大陆板块和大洋板块的分界线。三、岩浆形成类型及与板块构造的关系岩浆活动方式以及形形色色的火山与岩浆来源和喷出类型密切相关,板块构造学说诞生以后,这些长期令人迷惑不解的问题变得容易解决了。（一）地幔对流型（二）地幔热柱型地幔中还存在另一种旋转轴直立的旋涡，并由它形成地幔热柱。地幔柱的顶端熔穿地壳后，在表面就形火山或火山群，这就是那些发育在大陆或大洋板块内部孤立的火山群的成因。如果熔穿的是大洋地壳会形成玄武质火山，熔穿的是大陆地壳，岩浆成分会由于硅铝成分的加入而改变。这类火山的喷出物主要为中性，但酸性和基性都有，也可能是交替性质的喷发，这类火山分布零散，世界各地都有。（三）局部重熔型解释醒目的环太平洋火山带的成因以及为什么会形成一个安山质火圈是板块构造学说最成功的范例之一。NO：8第五章变质作用教学基本要求：掌握变质作用的概念，影响因素、方式及类型。第一节变质作用的概念一、变质作用：岩石基本上在固体状态下，由于物理化学条件的改变，使岩石的矿物组分和结构构造发生变化的作用，称为变质作用。变质岩：经变质作用形成的岩石叫变质岩。二、影响变质作用的主要因素1、温度：为引起岩石变质的基本因素。温度增高，能量增大，岩石中矿物的原子，离子或分子就具有较强的活动性，一系列反应得以发生。如岩石由非晶质——结晶质，结晶细小——结晶粗大。如石灰岩（重结晶）——大理岩。2、压力：有静压力，定向压力静压力——使岩石压缩，促使矿物结构改变，形成密度大，体积小的新矿物。定向压力——使岩石结构与构造的变化，形成片理（矿物成定向平行排列）或破碎等。3.化学活动性流动——以H2O、CO2为主。化学活动性流体是一种活泼的化学因素，在温度、压力的促使下积极参与了变质作用的化学反应，引起岩石物质成分的变化。第二节变质作用的方式一、重结晶作用：岩石在固态下，矿物重新结晶成粗大颗粒的作用，称为重结晶作用。如隐晶质石灰岩——大理岩（矿物颗粒粗、大的大理岩）二、重组合作用重组合作用：在特定的温度，压力范围内，固体岩石内部的化学成分重新组合结晶成新矿物的过程，称为重组合作用。重组合作用有同质多相转变、脱水反应和脱羧反应等类型。三、交代作用交代作用：在变质过程中，化学活动性流体和固体岩石之间发生物质置换（交换）作用。而形成新矿物，并使岩石的总体化学成分发生改变，称为交代作用。例如，钠长石与钾长石互相转换，当Na+浓度高时，则Na代替钾长石中的K+,形成钠长石。反之，形成钾长石。第三节变质作用的类型一、接触变质作用接触变质作用：由岩浆活动引起的，发生在侵入体和围岩接触带的一种变质作用称为接触变质作用。1、接触热变质作用（或热接触变质作用）接触热变质作用：指岩浆侵入围岩后，因岩浆高温的影响使围岩发生重结晶及重组合的变质作用，称为接触热变质作用。例如石灰岩热接触变质大理岩2、接触交代变质作用接触交代变质作用：岩浆侵入围岩，在温度，化学活动性流体（岩浆中分泌出来）等作用下，产生新的矿物组合，产生新的岩石的作用称为接触交代变质作用。例如，在中酸性岩浆岩（花岗岩、花岗闪长岩）与碳酸岩盐接触带上形成矽卡岩矽卡岩——由辉石、石榴子石等组成，常伴生有磁铁矿、铜、铅锌等矿产。二、动力变质作用（或破碎变质作用）动力变质作用：为地壳运动所产生的构造应力使岩石产生的破碎、变形和重结晶等的作用，称为动力变质作用动力变质岩：构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等。三、区域变质作用区域变质作用：由温度、压力及化学活动性流体等多种因素综合作用下，在广大范围内形成规模巨大的变质作用，称为区域变质作用。特点：变质岩分布面积大，数十万Km2，岩石以片理发育为特征。区域变质岩：板岩，千枚岩——浅变质岩片岩类——中等变质岩片麻岩——深变质岩NO：9第三篇外动力地质作用第六章风化作用教学基本要求：掌握风化作用的概念、类型、特征、影响因素及产物特征。第一节风化作用的概念及类型一、风化作用：出露地表或接近地表的岩石，在太阳能、大气、水、生物的作用下，主要通过物理（机械）或化学作用，使岩石在原地被分解或破坏的过程，称为风化作用。二、风化作用的类型按照风化作用的性质和方式，可以将风化作用分为下列类型：（一）物理风化作用物理风化作用：地表岩石因温度变化和空隙中水的冻融以及盐类结晶而产生的原地机械崩解、破坏、不改变其化学成分的作用，称为物理风化作用。1、物理风化作用的主要方式（1）温差风化（或热力风化）：岩石表层的温度发生周期性反复变化，使得岩石遭受崩解破坏的过程叫温差风化。（2）冰劈作用（冰融风化）：在寒冷地区，岩石的空隙、裂隙中的水在冻结成冰时，体积膨胀而产生的压力，使岩石裂隙扩大而崩解的作用，叫冰劈作用。2、物理风化作用的产物（1）残积物：在缓坡地带，风化物原地残留称为残积物。（2）坠积物：风化的岩块因重力下滑，坠落在坡麓而形成坠积物。具有大小岩块混杂的特征。（二）化学风化作用化学风化作用：主要是水溶液（包括大气）与地表附近的矿物和岩石进行化学反应，使岩石逐渐分解的过程，称为化学风化作用。特征：化学风化作用的结果，不仅岩石、矿物遭受破坏，且其物理性质、化学成分发生显著改变，形成新的矿物。1、化学风化作用的方式（1）溶解作用：即矿物溶解与水的过程。水为天然溶剂，一些矿物溶于水，如盐岩，石膏。当水中含C02时，碳酸盐矿物（如方解石、白云石）则易容于水。CaC2O3+H2O+CO2——Ca（HCO3）2（方解石）（重碳酸钙易溶于水）（2）氧化作用：为大气和水中的游离氧与矿物化合成氧化物的过程。例如：黄铁矿（FeS2）——褐铁矿（Fe2O3、11H2O）4FeS2+15O2+Mh2O+nH2o——2Fe2O3、nH2o+8H2SO4（3）水化作用：指水按一定比例加入到矿物晶格中去的作用称为水化作用。CaSO4+2H2O——CaSO4、2H2O（硬石膏）（石膏）（4）水解作用：天然水中已离解的H+和0H-离子，和矿物在水中离解的离子相互置换的反应，形成新的化合物的过程，称为水解作用。4K{ALSi3O8}+6H2O——Al4{Si4O10}{OH}+8SiO2+4K{OH}（钾长石）（高岭石）2.化学风化作用的产物化学风化物中，Fe2O3、A12O3等易残留原地，而CaO、Na2O、K2O、MgO等易被带走，形成新生矿物——如高岭石等粘土矿物。化学风化作用的结果，使原岩的结构、构造模糊不清、疏松。矿物成分发生分解，形成新的矿物（三）生物风化作用生物风化作用：由于生物的生命活动引起岩石，矿物的破坏作用称为生物风化作用。可进一步分为：生物物理风化作用：如根劈作用，动物掘穴、蚯蚓筑巢翻土等。生物化学风化作用：生物分泌物及生物遗体的腐烂分解的某些物质引起岩石的离解。第二节风化壳一、风化壳的概念风化壳的产物成为一个不连续的薄壳覆盖在基岩上，称为风化壳。它由残积层和土壤所组成。土壤：通过生物风化作用而形成的含有腐殖质的松散细粒物质，称为土壤。风化壳剖面：从上〜下可分三层。I、土壤层：呈深褐灰色，质细且疏松，含腐殖质的土壤层。II、残积层（亚土壤层）：呈黄褐色，由岩石风化形成的粘土矿物或其它风化产物组成，极疏松易碎。III、半风化岩：呈绿黄褐色，基岩的结构构造还大致保存。但多裂隙，用手捏之易碎。基岩（未风化岩石）：未受风化的岩石。二、风化壳的类型（1）岩屑型风化壳：岩石以物理风化作用为主，发生机械破碎，崩解，残积层与母岩成分基本一致。（2）硅铝——硫酸盐或碳酸盐型风化壳：此类风化壳主要形成干旱或半干旱气候带，在物理风化作用的基础上，化学风化作用开始加强阶段的产物。硫化物受氧化而形成硫酸盐、典型矿物是石膏、方解石。（3）硅铝粘土型风化壳（又称高岭石型风化壳）：主要形成于温湿气候带，在长期的化学风化作用下，水溶液呈酸性反应，使硅酸盐矿物分解，形成高岭石等粘土矿物。（4）砖红土型风化壳：此类风化壳主要形成于湿热地带，化学风化作用较彻底，硅酸盐矿物以全部被分解，最后残余的硅铝、铁（Fe）元素在地表环境形成稳定的氧化物和氢氧化物，如铝土矿、褐铁矿、水赤铁矿、针铁矿等。风化壳成红色（含Fe）。第三节影响风化作用的因素一、气候条件的影响气候是通过气温、降雨以及生物繁殖状况来表现的。潮湿炎热气候区——化学风化及生物风化作用强，矿物和岩石被强烈分解，风化产物厚。干旱寒冻气候区——降水少，植被较少，化学风化和生物风化作用较弱，主要以物理风化作用为主，岩石风化产物是带棱角的碎屑为特征。二、地形条件的影响地势高低——影响气候，在中纬度高山区，山麓气候炎热，山顶寒冷，不同高度的风化作用类型、方式则不同。地势起伏——地势起伏大的山区，陡峻地带，基岩裸露，物理风化作用活跃。地势低缓地带——松散的风化产物较厚。三、岩石成分和结构构造的影响岩石成分——与组成岩石的矿物抗机械强度有关。强者不易风化，如石英难风化弱者容易风化，如方解石较易风化含Fe、Mg的超基性岩、基性岩比富含石英的酸性岩浆岩容易风化。岩石结构构造——疏松多孔或粗粒多孔的岩石比细粒致密而坚硬的岩石易于风化。另外，节理发育的岩石易于风化。NO：10第七章地面流水的地质作用教学基本要求：掌握地面流水的概念，暂时性流水的地质作用及产物特征，河流地质作用的过程及产物特征。第一节概述一、地面流水：沿陆地表面流动的水体叫地面流水。二、地面流水的形式（运动状态）层流：水质点的运动速度、方向是恒定时叫层流。即水质点的运动轨迹是彼此平行的。紊流：水质点的运动速度、方向随时发生任意改变的水流称为紊流。环流：地面流水水质点的运动方向，在垂直其运动方向呈螺旋状有规律的变化，称为环流。见《河流横向环流示意图》1、双向环流（双向横向环流）在顺直河段的主流线一般位于河床中央。平水期——河面的水流是由两岸向中央壅水的表流，沿河床底由中央向两侧辐散的底流，形成在主流线两侧的对称双横向向环流。洪水期——表流从中央向两侧辐散，而底流由两岸向中央汇聚。主流线两侧形成同平水期方向相反的对称双向横向环流。2、单向环流：水流入弯曲河道时，河水在惯性离心力的作用下，主流线向外侧偏离，表流向凹岸壅水，底流从凹岸流向凸岸，则形成单向向横环流。三、地面流水的分类常年流水：有稳定水源，有固定渠道的常年水流叫常年流水。如河流暂时性流水：降雨后或雨季才有水流的地面流水叫暂时性流水。可分为片流和洪流。第二节暂时性流水的地质作用一、片流的地质作用片流：沿斜坡表面呈面状流动的水体叫片流。片流无固定流路。洗刷作用：片流对山坡上松散的物质均匀的破坏叫洗刷作用。片流洗刷作用的产物——坡积物。坡积物：片流将洗刷破坏的物质从山坡上部搬运到山坡下部较平缓地带堆积形成坡积物。坡积物的特征：a成分——由细粉砂、粘土夹石块组成b结构——石块大小混杂，为棱角状，分选性差。二、洪流的地质作用洪流：由片流转变成线状流水即洪流。侵蚀作用：河流侠带泥沙、石块沿沟谷流动，对沿途沟壁及沟底进行侵蚀（即冲刷作用），叫洪流的侵蚀作用或洪流的冲蚀作用。冲沟——由洪流冲刷作用的沟谷叫冲沟。沉积作用：洪流一旦流出沟口平地，沟床坡度减小，水流分散，流速骤然减弱，由洪流搬运的碎屑大量沉积，形成了洪积物。洪积物的特征：a、碎屑颗粒由砾石、砂和粘土组成。b、碎屑颗粒有一定磨圆度，而分选性较差（比河流冲积物差）。第三节、河流地质作用一、概述河流：陆地表面有固定水道的常年流水叫河流。河谷：被河流流水开凿和改造的线状谷地称为河谷。河谷要素：谷坡：河谷两侧的斜坡称为谷坡。谷底：由谷坡所限定的平坦部分叫谷底。它由河床及河漫滩组成。河床：谷底中常有流水的部分。河漫滩：洪水时被淹没而略高于河床的谷底部分。水系：主流十支流共同组成地面流水网叫水系。分水岭：两个水系的分界（由山岭或高地组成）。例如，广西猫儿山是长江水系与珠江水系的分水岭。二、河流的侵蚀作用侵蚀作用：河流已自身动能（河水的冲蚀作用）并以其搬运的固体物质（如磨蚀作用）破坏河床，称为河流的侵蚀作用。侵蚀作用方向：下蚀作用，侧蚀作用。（一）下蚀作用河水及其携带的碎屑物冲刷河床底部岩石，使河床降低，加深河谷的作用称为下蚀作用。河流上游及山区河流，坡度大，流速快，下蚀能力强，常形成“V”形谷。下蚀作用结果——瀑布及急流的形成。向源侵蚀作用：河流下蚀作用的同时，还有向源头方向发展的趋势，即向源头使河流延伸的侵蚀作用叫向源侵蚀作用。河流侵蚀基准面：河流下切（下蚀）达一定深度后，接近某一水面时，下蚀作用即停止，这种水平面称为河流侵蚀基准面。例如，河流入海，则海平面为该河流的侵蚀基准面，支流入主河流，则主河面是支流的侵蚀基准面。河流的袭夺现象：向源侵蚀作用较强的水系把分水岭另一侧侵蚀作用较弱山水系上游或其支流袭夺过来，叫河流的袭夺。河流的平衡剖面：河流的下蚀作用（向源侵蚀作用）长期进行时，急流和瀑布消失，河流纵剖面就会逐渐演变成为一个平滑的曲线，称为平衡剖面。（二）侧蚀作用（或旁蚀作用）河流对河床两侧或谷坡的侵蚀，促使河床作用迁移或谷坡后退的作用，称为河流的侧蚀作用。侧蚀作用结果：河谷拓宽，河床弯曲。在横向环流的作用下，使凹岸受到冲刷，侵蚀，凸岸发生沉积（侵蚀下来的物质随横向环流向凸岸搬运、沉积）河曲：侧蚀作用使河流产生连续的弯曲叫河曲。蛇曲：河床形态极度弯曲叫蛇曲。牛轭湖：河流截弯取直后，被遗弃的弯曲河道变成牛轭湖。三、河流的搬运作用河流将大量碎屑物、化学溶解物质运送到洼地、湖泊和海洋，叫河流的搬运作用。1、河流搬运作用的方式：机械搬运和化学搬运。2、河流对碎屑颗粒的机械搬运方式（1）推移式：碎屑物沿河底滚动或滑动。剖面上，砾石倾向上游，平面上，砾石长轴垂直水流方向（2）跃移式：河流在搬运碎屑物时，除受水