地质学-矿物岩石

1、自然地理学地质学,地质学(Geology),是研究地球（岩石圈）的物质组成、结构构造和演化历史的科学。,物质组成：元素、矿物、岩石； 结构构造：圈层、地层、地质构造、 板块构造和地壳运动 ； 演化历史：地球演变简史、 生物演化 规律，地壳轮廓演变。,1、学习目的 通过本章学习，掌握地壳的物质组成，构造运动与地质构造，地质年代和生物演化。 2、课程内容 （1）组成物质：元素、矿物、岩石、矿床； （2）结构构造：地层、断层、褶皱、板块运动； （3）演化历史：地质年代表、生物演化。 3、考核知识点和要求 （1）识记：矿物、岩石、地层、断层、褶皱、板块运动、地质年代表。 （2）领会：认识并分析生活中重

2、要地质现象（岩石、断层、地震等）,第一章 地壳的物质组成,P波 S波,地球内部层圈结构与地震波示意图,地球的内部圈层,地壳 莫霍面（平均33km） 地幔 古登堡面（2900km） 地核 地球平均半径6371 地球平均密度5.5g/cm3,地壳地球硬表面以下至莫霍面的部分，平均深 24.4 km ，分布厚薄不均。 岩石圈软流层以上的上地幔(B层)和地壳合称为岩石圈(1ithosphere)，是组成地球表层的固体薄壳，它均由岩石组成，莫霍面位于其中。岩石圈因其下存在着温度高、塑性大的软流层而易于移动。这一事实，对解释地壳变形、板块的相对移动和极移等现象都有重要意义。,第一节 地壳的组成物质,一、化

3、学成分 克拉克值(丰度)：元素在地壳中的平均重量百分比。,氧：46.30,硅：28.15,Si,O,氧和硅共占约74,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,其它,铝 8.23 铁 5.63 钙 4.15 钠 2.36 钾 2.33 镁 2.09 其它2 8大元素共占 98 ,地壳中主要元素含量百分比图,地壳分布和重力平衡,大陆地壳厚度大(33km,max80km)，年龄老，双层结构（花岗岩玄武岩） 海洋地壳厚度小(7.5km,min5km)，年龄小于2亿年，单层结构（玄武岩）。 硅铝层：沉积岩层花岗岩层； 硅镁层：玄武岩层。,地球的重力均衡理论 重力均衡理论：在地球的单位截面上，无论高低任一个垂直

4、柱体中的岩石总质量是个常数。 这个柱体以一个特殊的“补偿”面为基底，补偿面以下的物质处于均质状态。这样地壳的高度变化将以流体（软流层）静力平衡的方式支撑着。问题在于，补偿面自身的形态又是怎样的？有两种模型：,重力均衡补偿假说,a-普拉特假说 地壳越高，密度越小,b-艾利假说 高程正比于地下深度,重力均衡调整,补尝面,均衡正异常 均衡负异常 均衡 向下调整 均衡 向上调整 均衡,沉积与剥蚀作用引起的重力均衡调整,地壳,地幔,沉积,剥蚀,下降,上升,中国江苏东海科学钻探,中 国 江 苏 东海科学钻探,计划钻深5000m,中国江苏东海科学钻探1,钻探平台,二、矿物,矿物是化学元素在地质作用下所形成

5、的具有特定理化性质的天然化合物或单质，是构成岩石的基本单元。约3000多种。,如：石英是矿物，白糖不是矿物； 人造金刚石是 “ 人工矿物 ” 。,1、矿物的四种形成方式： 凝华、 结晶、 凝固、 重结晶,硫磺,蛋白石,石棉,石英,2、矿物的（鉴定）特征, 矿物的形态 矿物单体的形态取决于其 “ 晶系 ” ； 晶质和非晶质； 双晶：卡式双晶、贯穿双晶、聚片双晶； 晶系：等轴（立方）、四方（正方）、三方、六方、斜方（斜方）、单斜、三斜,等轴晶系等轴晶系的三个轴长度一样，且相互垂直，对称性最强。,黄铁矿立方体,金刚石正四面体,四方晶系 三个晶轴相互垂直，其中两个水平轴（x轴、y轴）长度一样，但z轴的

6、长度可长可短。,钼铅矿四方短柱状晶,三方晶系和六方晶系 竖轴与三根横轴垂直；三根横轴的长度相等，夹角为120度（六方晶系为60度）,六方晶系的高温石英 三方晶系的 石英,斜方晶系三个轴相互垂直，但长短不一。,黄玉长柱状晶,单斜晶系 三个晶轴长短不一，z轴和y轴相互垂直90度，x轴与y轴垂直，但与z轴不垂直（x轴与z轴的夹角90度）,石膏晶体,三斜晶系 三根晶轴的交角都不是九十度直角的平行四边形（菱形），对称性最低。,菱形斜长石晶体,矿物集合体形态： 晶质 一向延伸：柱状、针状、纤维状、放射状 二向延伸：板状、片状 三向延伸：粒状、块状 晶簇 胶质 杏仁状和晶腺、结核状、鲕状、肾状、葡萄状、钟乳

7、状；土状、 被膜、假化石,矿物的光学性质,颜色：取决于矿物的化学成分及其结构,矿物对光线的吸收、反射和折射 表现出的各种性质。 如颜色、条痕、光泽、透明度等,条痕：不透明矿物新鲜粉末的颜色,光泽：矿物表面对光线的反射能力。,透明度：矿物对光线的透射能力。,光泽,金属光泽：反光极强，如光亮的金属器皿,半金属光泽：反光强度介于金属光泽和非 金属光泽之间，比较暗淡,非金属光泽：无金属感的光泽。主要为透 明或半透明矿物。如：金刚 光泽、玻璃光泽、油脂光泽 松脂光泽、土状光泽,矿物的力学性质,硬度、解理与断口、韧性,硬度: 是指矿物抵抗外力 刻划、压入、研磨的能力,指甲为 2 2 . 5，小刀约 5 5

8、 . 5,软,硬,摩氏硬度计,中,解理与断口,矿物抵抗切割、锤击、弯曲、拉引 等外力作用的能力称韧性.,矿物晶体受外力作用沿一定方向破裂并产生解理面的性质叫解理.,矿物受外力作用不规则破裂并产生 凹凸不平的形状叫断口.,韧性, 矿物的其它性质,比重：矿物重量与4时同体积水的 重量之比，称为矿物的比重。 轻矿物 1 3.5 ： 石英、长石等造岩矿物； 重矿物 3.6 6 ： 赤铁矿、闪锌矿等金属化合物； 极重矿物 6 ： 金、方铅矿等重金属矿物。,磁性：矿物可被磁铁吸引或本身能吸引 铁屑等物体的性质。一些含铁、钴、镍等 矿物有磁性，如磁铁矿。,矿物的其它性质,电性 导电性：导体（金属矿物）、绝缘

9、 体（非金属矿物）、半导体； 压电性：某些矿物晶体具有机械能 和电能互相转换的能力，如压电石英。,发光性：矿物在外来能量（如紫外线、 X射线、加热等） 的激发作用下而发出 可见光的性质。分荧光（夜明珠）和磷光两种。如萤石等。,3.矿物分类,类质同象,闪锌矿,Fe+2,Zn+2,矿物中一种或几种元素被另一种或另几种元素取代而不改变矿物内部结构的现象。,铁闪锌矿,同质多象,同种化学成分，不同物理化学条件下，形成不同结构的矿物的现象。,蓝晶石,Al2SiO4O,红柱石,矽线石,七种主要造岩矿物,“ 硅酸盐类 含氧盐类 ” 最多,石 英 钾长石 斜长石 云 母,角闪石 辉 石 橄榄石,这七种主要造岩矿

10、物都属于硅酸盐矿物,结束,人造矿物,硅晶棒,刚玉晶柱,硅纯度达 99.999999,人造红宝石,水晶玻璃,硫磺,石英（紫水晶洞）,蛋白石,蛋白石脱水成石髓，彩色、具同心圆条带结构者称为玛瑙,石棉,十字石贯穿双晶,斜长石聚片双晶,钾长石卡式双晶,粒状橄榄石,片状白云母,软锰矿假化石,块状软锰矿,墨晶晶簇,紫晶洞晶簇,玛瑙晶腺,杏仁状玄武岩,锰结核,肾状赤铁矿,石钟乳,树枝状自然金,鲕状赤铁矿,放射状红柱石,花瓣状石膏,针铁矿,葡萄状的赤铁矿,土状高岭石,孔雀石被膜,黄铜矿的铜黄色,自然金的金黄色,abcdefghijklmnop,孔雀石【翠绿色】,孔雀石的翠绿色,辰砂【朱红色】,辰砂的朱红色,硫

11、化汞,磁铁矿的铁黑色,条痕（黄铁矿、赤铁矿）,墨绿色,红褐色,自然金【金属光泽】,黄铁矿“愚人金”【金属光泽】,赤铁矿【半金属光泽】,赤铁矿的半金属光泽,金刚石的金刚光泽,钻 石,水晶的玻璃光泽,晶簇,叶腊石油脂光泽,青田石雕花好月圆,和田玉,软玉是钙和镁的硅酸盐，透闪石矿物，油脂光泽。,和氏璧,传国玉玺,拉长石,硬玉是钠和铝的硅酸盐，辉石矿物，玻璃光泽,翡翠,高岭石的土状光泽,滑石 1,石膏 2,方解石 3,萤石 4,夜明珠,磷灰石 5,正长石 6,石英 7,黄玉 8,刚玉 9,金刚石 10 有色钻石,镶金刚砂的钻头,云母的极完全解理,冰洲石的完全解理,方铅矿的完全解理,石英的贝壳状断口,燧石的贝壳状断口,燧石是隐晶质石英，古人类制作石器的主要材料,金砖,俗话说：一斤黄金包一亩地。1g 黄金可制 成约50m2 的金箔；经过2万多次敲击，金箔 厚度仅0.15m，相当于头发的1500。,佛靠金装,江西九江东林大佛,布达拉宫的金顶,玛瑙的荧光,短波紫外线下,方解石的荧光,短UV下,长UV下,石英和云母的荧光,短UV下,石英,SiO2 ，地壳 含量12.6， 仅次于长石， 为各类