[工学]地质学基础 word版课件

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1、地质学基础目录绪论第一章 地球概述 第二章 地质年代 第三章 矿物 第四章 岩浆岩 第五章 沉积岩 第六章 变质岩 第七章 地质构造 第八章 板块构造 第九章 风化作用与风的地质作用 第十章 海洋 第十一章 河流 第十二章 地下水 第十三章 冰川 绪论：一、地质学的研究对象和任务地质学： 地质学是以地球为研究对象的一门自然科学。当前，地质学主要是研究固体地球 的表层岩石圈，其研究内容主要是研究地球的物质组成和结构构造、形成及演化规律，研究地质学与社会经济发展相适应的应用技术。地球工作者的研究范畴和工作地点：探索地球本身:大气圈、水圈、生物圈、土壌圈等外部圈层，岩石圈（地壳）、地幔、地核等内部圈

2、层。探索地球外部：太阳系、银河系等。二、 地质学的研究方法 1、地质学的特点 （1）空间的广泛性与微观性 （2）整体性与分异性（或差异性） （3）时间的漫长性与瞬间性 （4）自然过程的复杂性与有序性 （5）实践性很强2、地质学的研究方法 收集前人资料和成果 制定工作方案 野外地质考察 测量数据 采集样品 室内综合分析 处理样品 编制图件 实验 模拟 地质研究中的类比法“将今论古”的现实主义原理 3、地质学工作程序 （1）资料收集 野外调查、仪器观测和收集、分析已有资料和成果 （2）归纳、综合和推论 资料加工整理、归纳、综合、科学推论 （3）推论的验证 生产实践和科学实验证实或检验三、 地质学分

3、支学科（按内容和任务）： （1）研究地球的物质组成方面的学科 如结晶学、矿物学、岩石学等 （2）研究地球的内部构造方面的学科 如构造地质学、构造物理学、区域构造学、地球动力学等 （3）研究地球的形成演化方面的学科 如古生物学、地层学、地史学、古地理学、地貌及第四纪地质学 （4）研究地质学的应用方面的学科 （A）研究地下资源方面的学科 矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学等 （B）研究地质与人类生活环境及灾害防护方面的分科 工程地质学、环境地质学、地震地质学等四、 地质学的研究意义 1、地质学的研究意义 （1）揭示地球的形成、发展、演变过程及其规律和各种地学过程的成因机制及演化规律，这些规

4、律将在社会经济发展中发挥巨大作用 （2）服务于社会经济发展 在寻找、开发和利用自然资源，探明148种矿产和大量的地下水资源 指导人类如何适应、保护、利用和改造自然环境，同各种自然灾害作斗争 人类社会可持续发展面临的问题： 人口爆炸、资源短缺 环境恶化、灾害频发第一章 地球概述第一节 地球的基本特征 一、太阳系 太阳系：太阳/ 水星/ 金星/ 地球/ 火星/小行星带/木星/ 土星/ 天王星/ 海王星/ 冥王星 类地行星：水/金/地/火 主要由岩石组成 类木行星：木/土/天/海/冥 主要由气体组成 地球 ：土壤 水 温度 大气 二 地球的形状和大小 赤道半径（a）6378.24km 两极半径（c）

5、6356.86km 平均半径（R）6371 km 赤道周40075.36 km 表面积5.1108 km2 体积1.0831012 km3 质量5.976 1027 g 二、固体地球表面的形态特征 大陆：面积占29.2% ，平均860米高 大洋：面积占70.8% 平均3900米深 全球地形 陆地地形：山地、丘陵、平原、高原、盆地。 海底地形：大陆架、大陆坡、大陆基、岛弧、海沟、大洋中脊、大洋盆地。第二节 地球的结构一、 地球的外部圈层1.1 大气圈：防止太空物质灾害性的袭击地球。 固体物质（陨石、冰体）；宇宙辐射。 维持地球上生命生存的必备条件。 温度、呼吸、气压、循环。 1.1.1 大气圈的

6、物质组成：100Km以下均匀层中由三部分组成：干洁大气、水气、 气溶胶粒子 1.1.2 大气圈的分层：散逸层：粒子向太空扩散，构成地球外部磁场。暖层（热层、电离层）：90-800km，温度迅速升高，300km达1000度高温，存在大量自由电子和离子，是吸收紫外线、传播无线电波和卫星运行的主要圈层。中间层：50-90km，温度由热-冷（0 -83度）。平流层：10-55km，温度由冷热（-800度），无垂向大气对流，为飞行安全区和臭氧层分布区，吸收了大量的紫外线辐射。对流层：平均11-13km，赤道17-18km，两极8-9km。密度最大，气温由热-冷（15 -50度）。是产生气侯现象的主要层圈

7、。 1.2 水圈的构成及水的特点水圈的构成:海洋：97.3%（咸水）。冰川：2.1% （固体淡水）。地下水：0.6%。地表水：0.01%。大气水和生物水：0.001%。能够被人类直接利用的水不足1%。1.1.2 水的特征: 水的偶极性分子结构决定了水具有流动性好、表面张力强、热容量大、弱粘滞性的特点，使其成为地质作用的主要媒介。 水能够吸收大量的太阳辐射，使海洋成为生命的摇篮。 水是地球上生物生存和发展的必备条件。海水的特征：海水含有3.5%的盐类，其中2.7%为氯化钠，其次为氯化镁、硫酸镁、碳酸钙 等。这些盐类是岩石风化形成的并由河流将其带入海洋中的。海水表层温度受太阳辐射影响，与地理纬度一

8、 致，200米透光带以下温度迅速降低，密度增高，洋底温度为2度左右。 地面流水包括：片流、洪流、河流地面流水包括片流、洪流和河流。片流：是指沿山体斜坡无固定水道的面状流水，它发生在大气降水刚降落到地面之后，特点是水层薄、速度慢、呈网状。洪流：是指大气降水后沿沟谷的水流，它是由片流汇集到沟谷形成的，其特点是流速快，有固定的水道。河流：是地表面具有固定河道的线状常年性流水。河流有稳定的补给水源，它的水源一般以地下水、冰雪融水为主。地面流水在重力作用下，沿斜坡或沟谷由高处往低处流动，将势能转变为动能，这种动能常称为水的活力。 片流和洪流：片流和洪流受大气降水控制，属季节性和暂时性流水。地下水：地下水

9、来源于大气降水、冰雪融水、地表水， 并参与全球水的循环。地下水的赋存状态：地下水以包气带水、潜水、承压水（层间水）三种形式存在于地下。 包气带水：潜水面以上未饱和的地下水。该带内存在大量气体，地表水经包气带向下渗流。 潜水：位于第一个稳定隔水层以上具有自由表面的 地下水。受重力作用，潜水发生横向流动。 承压水：两个稳定隔水层之间的地下水。在承压区能打出自流井。 潜水面：包气带水与潜水的分界面。潜水面随地形和季节发生变化。 冰川的类型冰川分为大陆冰川和山岳冰川两类。大陆冰川：又称冰盖，分布于高纬度两极地区的南极洲和格陵兰岛，面状分布，形成中央厚，周边薄的盾状，冰川由中央向四周流动，不受地形影响。

10、冰舌注入海中脱离冰川形成冰山。山岳冰川：形成于中低纬度高山终年积雪区，受地形影响，分布在山谷中，支冰川汇入主冰川形成复式冰川。1.3 生物圈的组成生物按界、门、纲、目、科、属、种分类。地球上的生物分五个界：原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界二 地震与地球内部圈层的划分1. 地震 1.1 一般概念地震：地球的快速颤动称为地震。地震分为: 火山地震、陷落地震、构造地震 世界上的大部分地震是由于断层活动引发的构造地震。震源：地震的发源地。震中：震源在地表的垂直投影。震源深度：震源到震中的距离浅源地震：70km中源地震：70300km深源地震： 300km1.2 地震的成因1.3 地震的震

11、级和烈度震级和烈度是表示地震强度的两种方法。地震的震级：表示地震释放能量的大小，与地震波的振幅成正比，同一次地震只有一个震级。地震的烈度：表示地震对地面的破坏程度。同一次地震，视距震中的距离不同存在不同的烈度。分为12级。 1.4 地震波地震波由纵波（P波）、横波（S波）和面波（L波）组成。纵波（P）：一种疏密波，速度最快，称为首波，8-9公里/秒，可以在任意介质中传播。横波（S）：一种摆动波，速度其次，称为次波，4-5公里/秒，只能在固体中传播。面波（L）：沿地表面传播的一重摆动波，类似波浪，速度最慢，也称长波，破坏性最大。地震波的性质：地震波与光波类似，遇到不同介质界面发生折射和反射。目前

12、为止：地球内部层圈结构主要是通过地震波了解到的。称为地震成析成像技术。 1.5 地震带 全球地震的分布主要分布于环太平洋、阿尔卑斯喜马拉雅和大洋中脊三个带上。板块俯冲与贝尼奥夫带贝尼奥夫带:由海沟开始向大陆方向深处倾斜延伸的地震震源深度面。是板块的汇聚边界。（活动大陆边缘）2 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/cm3三 地球内部层圈的特征1. 地球内部的研究手段：地震波（最主要手段）、岩石高温高压实验、陨石研究2. 地球内部层圈（壳、幔、核）的密度、压力、温度特征。 2.1 地球内部结构与波速的变化 （1）莫霍面与

13、古登堡面莫霍面（M面）：全球地震波速不连续面，P波由7.6km/s(玄武岩的波速)突然增大到8.1km/s（橄榄岩的波速），平均深度33km，被视为地壳与地幔的分界。古登堡面（G面）：2900km深度的地震波速不连续面，P波由 13.6km/s突然降低到8km/s，S波消失，被视为地幔与地核的分界，证实外核为液态。（2）岩石圈与软流圈 岩石圈:由地壳和上地幔上部坚硬的岩石组成, 平均厚度75km，是固体地球的真正外壳，组成岩石圈板块。 软流圈：岩石圈下部上地幔中的软层，地震波低速带，在1400度高温下（接近岩石熔点），岩石塑性增大，深度延伸到300km，最软的部分位200km处。软流圈驮载着岩

14、石 圈板块发生运动。 2.2 地球内部的密度、压力和温度密度（克/立方厘米）：地球平均5.5，花岗岩2.6，玄武岩3.0，铁8。根据陨石（铁、铁石、石）实测和深部地震波速增加的事实，推断（计算）：地表到地心密度逐渐增高。压力（围压）：随深度逐渐增大。地心是地表的350万倍。根据实验推断。温度：随深度逐渐增大。地核达4000摄氏度以上。由地热增温率实测、高温高压实验和地震波测量结果推断。(1) 地球内部压力变化(2) 地球内部温度变化(3)地壳的特征：厚度：平均33km，陆壳最厚达80km（青藏），洋壳平均7km。 组成：陆壳为三大岩类，洋壳主要为玄武岩。密度2.6 2.9，主要由硅 酸盐矿物组

15、成。 构造：陆壳复杂（存在褶皱和断裂），洋壳简单（无褶皱）。 年龄：陆壳老（最老38亿年），洋壳新（最老2亿年）。(4) 地幔的特征 厚度：2850km，体积是地球的82.3%，质 量是地球的 67.8%。 组成：固体岩石。铁、镁硅酸盐矿物（根据陨石、深成岩、地震波和实验推测）。 结构：分三层。B：上地幔33 400km橄榄石结构（四面体）；C：过度层400 673km尖晶石结构（四面体+八面体）；D：下地幔6702900km钙钛矿结构（八面体+立方体)。(5) 地核的特征 厚度：3471km，体积是地球16.2%，质量是地球的31.3%。 组成：铁、镍，少量氢、硫化物或硅酸盐。（根据陨石、地

16、震波和实验推测） 结构：外核为液态，内核为固态。第三节 地球的磁性和重力一 地球的磁性1 地磁场（1）地磁三要素：磁场强度：地球上某一点磁场强度大小的矢量，用磁力线表示。 磁偏角:磁力线在水平面上的投影与地理子午线之间的夹角。 磁倾角:磁力线与水平面之间的夹角。（2） 地磁场的组成： 基本磁场：由地磁偶极子产生的磁场，占场强的95%以上。 变化磁场：太阳活动产生的叠加在基本磁场上的非偶极子场。 磁异常：地壳内部由磁性岩石叠加在基本磁场上的局部磁场。（3） 地球磁层二 古地磁1. 热剩磁和沉积剩磁剩余磁性包括热剩磁和沉积剩磁。热剩磁：岩石达到居里点时受当时磁场的影响而获得的永久磁化，代表了古地磁

17、场的大小和方向。沉积剩磁：铁磁性矿物沉积时按当时磁场方向排列而获得的永久磁化。2. 古地磁极 地质历史中，地磁极的变化是以地理极为密集点的，在古地磁研究中，近似地把地理极视为古地磁极的位置。通过磁倾角可以计算地理纬度。3.地磁极反转：地质研究表明，地磁极具有极性反向的特点，与现代相同视为正，反之视为负。4 . 古地磁年表：古地磁年表是利用同位素测年技术和古地磁测试技术，所得到的地磁正向期和反向期的柱状年谱。 地球上熔岩（热剩磁），沉积岩（沉积剩磁），海底磁条带等不同位置、不同领域都记录了同一规律，称为三位一体。三 地磁场的成因目前，非稳定磁流体发电机假说被人们广泛接受。近年证实了地核与地幔的差

18、异运动为这一假说提供了新证据。二 地球的重力1 地球的重力（1）重力的概念：重力是指某处所受地心引力和地球自转离心力的合力。重力与质量成正比与距离成反比。地球上不同纬度带重力值不同（2）重力异常：实测重力值与理论重力值的差异称为重力异常。（3）自由空气异常和布格重力异常自由空气异常：经过高度校正的重力异常。布格重力异常：经过高度和中间层（岩石平均密度）校正的重力异常。重力勘探: 通过布格重力测量了解地下物质密度寻找金属和非金属矿藏。2 重力均衡 重力均衡：岩石圈内部位于补偿基准面以上单位面积上的重量相等。符合阿基米德原理。 重力均衡补偿的两种模式：普拉特模式和艾里模式解释重力均衡现象如果补偿面

19、上部发生质量亏损，表现为重力均衡负异常，地壳将上升。反之为正异常，地壳将向下调整。普拉特模式：普拉特模式认为，补偿面以上单位柱体质量不等，高的质量小，低的质量大，在补偿面上总重量应相等。艾里模式：艾里模式认为，无论地形高低，浮在高密度地幔。上面的岩石密度均相等，高山下部存在低密度的反山根。位于补偿面上的总重量相等。重力均衡调整重力均衡的艾里模式重力均衡负异常地壳向上调整沉积与剥蚀作用引起的重力均衡调整 大陆冰川引起的重力均衡调整3 重力在地球演化中的作用：控制地球早期内部层圈和外部层圈的形成。影响和控制了地球表层大气圈、水圈的地质作用过程。通过重力均衡调整使地壳发生升降运动。人工设施影响边坡的

20、稳定性第二章 地质年代第一节 化石 一 化石的形成：化石：保存在岩石中的生物遗体和遗迹 称为化石。二 化石的研究意义确定地质年代。研究生物演化规律。建立地质年表进行地层对比。研究古地理、古气候、古环境。第二节 地层一 地层：在特定的地质时期形成的层状岩层称地层。二 地层层序的建立根据地层层序和化石层序建立：地层未经变动，先形成的在下，后形成的在上。原始地层是水平或近于水平的。无干扰因素下，原始的沉积地层是连续的。不同时代的地层含不同的化石。二 地层的划分和对比 地层的划分：依据地层的特征或属性，划分不同级别的地层单位。 地层的对比：对不同地区的地层单位进行比较研究。 第三节 地质年代一 相对地

21、质年代（确定原则）地层层序律：根据叠加原理。（老地层在下，新地层在上）利用波痕，层理，泥裂，雨痕可判断岩层顶底。化石层序律：生物演化遵循由简单到复杂，低级到高级的不可逆原则。利用生物群特征确定岩层新老。地质体之间的切割关系：被切割的先形成，切割者后形成。二 绝对年代（同位素年龄的测定） 原理：放射性元素衰变后成为稳定元素； 如：铀（238）=铅（206）+8氦（4）。衰变具固定的半衰期（年）；衰变速度不受外界影响。矿物为测定对象。三 地质年表前寒武时期有机碳(38亿年前,格陵兰)菌类化石(35亿年前,澳大利亚和南非)真核生物化石(25亿年前,中国)多细胞生物(8亿年前,后生动物;澳大利亚的埃迪

22、卡拉动物群)叠层石(前寒武的主要化石)早古生代生物特征寒武纪以三叶虫为主。奥陶纪主要为鹦鹉螺。志留纪腕足、双壳、笔石繁盛。寒武纪末出现鱼类。志留纪末期出现裸蕨植物。 早古生代是海生无脊椎动物大发展的时期。晚古生代生物特征无脊椎动物、脊椎动物、陆生植物共同发展的时期。 无脊椎动物的腕足、珊瑚、菊石、蜓大发展。脊椎动物的鱼类泥盆纪大发展。泥盆纪晚期出现两栖类，石炭二叠纪大发展。晚石炭纪出现原始爬行类。植物界在石炭二叠纪乔木、蕨类植物空前繁盛,成为世界上的重要成煤期。中生代生物特征爬行动物（恐龙）和裸子植物大发展的时代。三叠纪末出现哺乳动物。侏罗纪晚期出现了始祖鸟。我国近年辽宁南边发现的中华龙鸟找到

23、了爬行类向鸟类进化的证据。新生代哺乳动物、鸟类和被子植物大发展的时代。人类的出现是第四纪的重要标志。人类的起源与演化人类起源主要证据是化石。埃塞俄比亚和肯尼亚发现的300万年前的人类化石是地球上最早的能人化石。我国最早的直立人化石是200万年前的巫山人。北京猿人生活在50万年前。人类演化经历了南方古猿、能人、直立人、早期智人、晚期智人等阶段。第三章 矿物第一节 矿物及晶体的概念一 矿物的概念地质作用中产生的具有一定化学成分、物理性质、晶体结构的元素或化合物的均匀固体称矿物。二 晶体与非晶体晶体：结晶质点呈规则排列的固体。如：石英晶体，石盐晶体。非晶体：质点无规则排列。 如：玻璃质，胶体等。自然

24、界中以晶体矿物为主，也存在非晶质矿物。石盐的晶体结构（立方体）金刚石（架状） 石墨（层状）晶体结构橄榄石（孤立四面体结构）(Mg,Fe)2SiO4 硅酸盐矿物占地壳质量的85%。硅氧四面体是硅酸盐矿物主要晶体结构，硅氧四面体的组合决定了矿物的类型。普通辉石 硅氧四面体单链晶体结构，化学成分由Ca Mg Fe Al的硅酸盐组成。角闪石的双链结构第二节 矿物的化学成分一 地球中的元素 地球各圈层元素特征地核： Fe、 Ni 地慢：O 、Si 、Mg 、Fe 、Ca 、Al 、Na 、k 地壳：O 、Si、Al 、Fe 、Ca 、Mg 、Na 、K 水圈：O 、H 、Cl 、Na 大气圈: N 、O

25、生物圈： O 、C 、H 、N 、Ca二 矿物的化学成分与地壳中元素的关系克拉克值：元素在地壳中的百分含量。元素克拉克值大， 矿物种数多、数量大。克拉克值较高的Si、AI、Fe、K、Na、Ca、Mg组成地壳主要的氧化物及含氧盐矿物。 硅酸盐矿物占矿物总数的24，占地壳总重量的75；氧化物矿物占矿物总数的14，占地壳总重量的17。 第三节 矿物的形态一 矿物的单体形态结晶习性分为三种基本类型：一向延长型、二向延长型、三向等长型晶面花纹：矿物晶体表面出现多种凹凸花纹。 二 矿物的集合体形态 矿物的个体（晶体颗粒或胶粒）集合在一起以集合体形式出现的。 第四节 矿物的物理性质一 矿物的光学性质颜色 ：

26、表现为吸收光波的补色。 光泽 ：矿物反射光线的能力。透明度：矿物透过可见光的能力条痕 ：矿物粉末的颜色。2.矿物的光泽金属光泽 黄铁矿 半金属光泽 赤铁矿金刚光泽 金刚石、黑云母玻璃光泽 方解石、石英晶面油脂光泽 石英断口面土状光泽 高岭土3.透明度矿物薄片能透过光线的称为透明矿物，否则称为不透明矿物。一般来说，所有的非金属矿物都是透明矿物；所有的金属矿物都是不透明矿物。 4.条痕二 矿物的力学性质解理 ：矿物受力后破裂成规则平面的能力。 断口:：矿物受力后，在任意方向上裂成的凹凸不平的面称为断口。 硬度 ：矿物抗刻划的能力。1.解理：类型 A、一组 B、两组直交 C、两组斜交 D、三组直交

27、E、三组斜交 F、四组斜交 G、六组斜交2.断口：3.矿物硬度（摩氏硬度计）用10种矿物标定1、滑石2、石膏3、方解石4、萤石5、磷灰石6、正长石7、石英8、黄玉9、刚玉10、金刚石三 矿物的其他性质矿物的发光性:金刚石、白钨矿等在紫外光照射下发出萤光。矿物磁性：磁铁矿具磁性矿物的放射性：沥青铀矿、锆石、独居石等。矿物的导电性：自然金属矿物、石墨及黄铁矿等金属硫化物 。第五节 主要矿物介绍一 矿物分类晶体化学分类：以矿物的化学成分和晶体结构作为分类依据。矿物分为五大类：自然元素、硫化物及其类似化合物、氧化物及氢氧化物、卤化物、含氧盐二 主要矿物类型 造矿矿物：组成固体矿产资源。 造岩矿物：组成

28、岩石的主体矿物。 暗色矿物：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母。 浅色矿物：长石类（Ca、Na、K长石）、石英、方解石。橄榄石（Mg,Fe）2 SiO4 常为粒状集合体。浅黄绿到橄榄绿色。随含铁量增高而加深。玻璃光泽。硬度67。极不完全解理。普通辉石（Ca，Mg，Fe，Al）2 （Si，Al）2O6 单晶体短柱状，横切面近正八边形，集合体为粒状。绿黑色或黑色。玻璃光泽。硬度 5.56.0。平行柱面的两组解理，交角为87o或93o 。普通角闪石（Ca，Na）23（Mg，Fe，Al）5Si6（Si，Al）2O22（OH,F）2 单晶体长柱状。横切面呈六边形，绿黑色或黑色。玻璃光泽。硬度56。有平行柱状的

29、两组解理，交角为56o或124o 。黑云母 K（Mg，Fe）3AlSi3O10(HO，F）2 单晶体为短柱状、板状，横切面常为六边形，集合体为鳞片状。棕褐色或黑色，随含Fe量增高而变暗。硬度2.53。有平行片状方向的极好解理，易撕成薄片，具弹性。 白云母 KAl2AlSi3O10(HO，F）2 单晶体为短柱状及板状，横切面常为六边形。集合体为鳞片状，其中晶体细微者称为绢云母。薄片为无色透明。具珍珠光泽。硬度2.53。有平行片状方向的极好解理，易撕成薄片，具弹性。钾长石KAlSi3O8 钾长石包含正长石、钾微斜长石、透长石及冰长石等变种，其成分无变化，仅结构略有差别。其中常见的是正长石。单晶体常

30、为柱状或板柱，常为肉红色，有时具有较浅的色调。玻璃光泽。硬度6。有两组方向相互垂直的解理。 正长石（单体） 斜长石（聚片双晶）斜长石：钠长石与钙长石组成类质同像系列，包括： 钠长石、更长石、中长石、拉长石、培长石、钙长石，六种。石英 SiO2 单晶或晶簇， 纯净石英无色透明，称为水 晶。 含杂质可呈各种色调， 含Fe3+呈紫色称为紫水晶。石英晶面为玻璃光泽，有晶面条痕，断口为油脂光泽，无节理、硬度 7，贝壳状断口。 隐晶质的石英称为石髓（玉髓），颜色多变，微透明。具有多色环状条带的石髓称为玛瑙。 方解石CaCO3 单晶或晶簇，粒状、块状、纤维状及钟乳状等集合体。纯净的方解石无色透 明。玻璃光泽

31、。硬度 3。三组斜交完全解理。易沿解理面分裂成为菱面体。遇冷稀盐酸强烈起泡。第四章 岩浆岩第一节 岩浆和岩浆活动 岩浆：岩浆是包含多种气体、过热水及蒸汽的硅酸盐熔融体岩浆作用：岩浆的形成、运移、冷凝固结成岩浆岩的全过程称岩浆作用。岩浆通过侵入作用和喷出作用（火山作用）形成岩浆岩。岩浆的侵入作用：岩浆侵入到地壳一定深度内，缓慢冷凝固结形成侵入岩（花岗岩须1Ma）。侵入作用位于地下深处，岩浆缓慢冷凝结晶出各种矿物。岩浆的喷出作用：岩浆喷出地表，沿坡流动，迅速冷凝固结形成喷出岩。喷出的岩浆位于地表迅速冷凝固结成岩两种主要的岩浆类型 玄武质岩浆 1000-1350C 厚度小 粘度小 花岗质岩浆 650

32、-950C 厚度大 粘度大火山喷发类型按火山喷发的激烈程度分类：宁静式 爆破式 递变式玄武质岩浆沿火 火山以猛烈的爆 火山喷发以宁静式山口缓慢流出， 炸喷发，将火山 和爆破式交替出现，常形成盾状火山 碎屑、火山灰、 形成复式火山锥。锥。危险性小。 熔浆抛出，堆积成火山渣锥。盾状火山 火山渣锥 复式火山夷火山高约8000 300米，宽度于 规模中等，高数千米，米，宽数百公里。 1公里，由火碎 宽数公里，由熔岩和火山由大洋玄武岩组成。 屑、火山灰、火 碎屑组成，自然界 山弹堆积而成。 最为常见。按火山的喷发形式分类：裂隙式喷发、中心式喷发火山喷发的产物：液体物质：岩浆，冷凝后形成岩浆岩固体物质：火

33、山碎屑物，固结后形成火山碎屑岩 火山集块：64mm 火山角砾：642mm 火山灰：20.0625mm 火山尘：0.0625mm 气体物质：成分复杂，CO2 、 CO、SO2、N2和水蒸气等第二节 岩浆岩的成分一 岩浆岩的化学成分 据SiO2的含量岩浆岩分为四大类： 超基性岩类（SiO265）二 岩浆岩的矿物成分第三节 岩浆岩的结构和构造结构：岩浆岩的结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、颗粒形态及其相互结合关系所表现出来的岩石特征。构造：岩浆岩的构造主要是指岩石中矿物或矿物集合体的空间排列、分布和充填方式所反映的岩石总体外观 特征。一 岩浆岩的主要结构显晶粒状质结构。（右侧为显微镜下放大20

34、倍）（花岗岩）隐晶质结构。（右侧为显微镜下放大20倍）（流纹岩）斑状结构。斑晶（矿物颗粒）+基质（隐晶质）。（安山岩）似斑状结构。斑晶（粗大矿物晶体）+基质（细粒矿物晶体）。（闪长玢岩）（右图为镜下放大20倍）玻璃质结构。（黑曜岩）（右图为镜下放大20倍）二 岩浆岩的主要构造块状构造。矿物颗粒均匀分布，无定向性。（花岗斑岩、安山岩）流纹构造。不同颜色的条纹，拉长的气孔、矿物的定向排列所显示的外观特征。（流纹岩） 气孔构造。岩石冷凝时水蒸汽、挥发份占据空间，形成气孔。（玄武岩）柱状节理构造：枕状构造：水下火山喷发时，由于熔岩在水下急剧冷却收缩，形成长短不一的不规则椭球体熔岩称为枕状玄武岩。海底扩

35、张在大洋中脊形成大洋玄武岩。第四节 岩浆岩的产状岩浆岩的产状 指岩浆岩的空间分布状态。具体表现为岩体的形态、大小、与围岩的接触关系、形成深度与环境。包括：岩基、岩株、岩床、岩墙、岩盖等。侵入岩的产状：岩基(大于100km2)岩株(小于100km2)岩床(sill)岩墙(dike)岩盘(laccolith)火山岩的产状：火山锥(volcanic cone)熔岩流(lava flow)火山颈(volcanic neck)熔岩台地(basalt plateau)第五节 岩浆岩的类型常见岩浆岩1 酸性岩：花岗岩 花岗斑岩 流纹岩2 中性岩：闪长岩 闪长玢岩 安山岩3 基性岩： 辉长岩 辉绿岩 玄武岩4

36、 超基性岩：橄榄岩 （苦橄岩）1 酸性岩流纹岩：隐晶质结构，流纹构造。镜下石英、长石组成流线。花岗斑岩：似斑状结构，块状构造，斑晶由正长石组成。花岗岩：显晶粒状结构，块状构造，矿物成分由长石、石英、黑云母组成。2 中性岩安山岩：斑状结构，块状构造，斑晶由斜长石、角闪石组成。闪长玢岩：似斑状结构，块状构造，斑晶由角闪石组成，基质由细粒角闪石和斜长石组成。闪长岩：显晶粒状结构，块状构造，矿物由斜长石、角闪石组成。3 基性岩：玄武岩：隐晶质结构，气孔构造。辉绿岩：辉绿结构，块状构造，斑晶由橄榄石、辉石组成。辉长岩：显晶粒状结构，块状构造，矿物由斜长石、辉石组成。橄榄岩：显晶粒状结构，块状构造，矿物由

37、橄榄石组成。浮岩：隐晶质结构，气孔构造。 凝灰岩：火山碎屑结构，块状构造。成分由岩屑、晶屑和火山灰组成。第五章 沉积岩第一节 沉积岩的形成过程沉积岩:地表原有的岩石 (火成岩、沉积岩、变质岩)在常温常压条件下，经风化剥蚀、搬运、沉积和沉积成岩作用而形成的岩石。 沉积岩的形成过程1.松散沉积物 2.沉积物压固脱水 3.胶结物结晶成矿物 4.碎屑物被胶结成岩石第二节 沉积岩的成分一. 化学成分 (与岩浆岩比较) SiO2和Al2O3为主Fe2O3的含量高于FeO K2O的含量多于Na2O富含H2O和CO2 沉积岩形成于表生条件下的反映 二. 矿物成分含有机质组分出现粘土、碳酸盐、石膏等矿物石英、白

38、云母含量高 不含橄榄石、辉石和角闪石 反映表生条件的特点 第三节 沉积岩的结构构造一 沉积岩的结构 碎屑结构 由碎屑物和胶结物组成。 晶粒结构 由结晶矿物组成。 生物结构 由生物遗体组成。 碎屑物的成份： 矿物碎屑：主要石英 其次长石 少量白云母 和重矿物 岩石碎屑：岩屑碎屑物的粒度、圆度、球度和分选性 粒度：砾（ 2mm）； 砂（20.05mm) 粉砂（0.050.005mm) ；泥（0.005mm） 圆度：碎屑颗粒的棱角被磨蚀圆化的的程度， 分为 棱角状 次棱角状 次圆状 圆状 球度：分高、中、低 分选性：分好、中等、差胶结物 充填于碎屑孔隙之间的化学沉淀物、胶体物质或极细的碎屑沉积物分为

39、钙质（方解石、白云石等）、 硅质（玉髓、蛋 白石、石英等）、 铁质（赤铁矿、褐铁矿等） 、 泥质二 沉积岩的构造1. 层理构造岩石在原始沉积面的垂直方向上，由于成分、颜色、结构等差异表现出的成层性特征。分为：水平层理 波状层理 斜层理 递变层理 块状层理反映搬运介质动力强度和环境2. 层面构造层面构造是沉积物表面上由于流水、风、生物活动、阳光曝晒等作用所留下的痕迹。 常见的有 ： 波痕、干裂、雨痕、痕迹化石等。是沉积环境的重要标志 第四节 沉积岩的类型一 陆源碎屑岩碎屑岩是陆源碎屑沉积物经压实、胶结而形成的岩石。分布广，占沉积岩总量的25。碎屑岩由碎屑物和胶结物两部分组成。按碎屑粒度分为砾岩、

40、砂岩、粉砂岩和泥岩。碎屑粒级的划分砾岩和角砾岩 碎屑岩中砾石（粒度2mm）的含量大于50称砾岩。角砾岩：砾石呈棱角状者，按成因分为冰川角砾岩、洞穴角砾岩、滨岸角砾岩、构造角砾岩等。 砾岩：砾石磨圆度较好者，按砾石成分为单成分砾岩（砾石成分单一）和复成分砾岩（砾石成分多种）。单成分砾岩中砾石多由石英岩、脉石英组成。 砂岩 :碎屑岩中的砂粒（粒度为20.05mm）含量大于50者叫砂岩。砂粒成分以石英、长石、岩屑为主，可有少量云母和重矿物（锆石、磁铁矿等）；化学胶结物为硅质、铁质或钙质（方解石）等。常见岩石类型有石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩。石英砂岩 石英碎屑及硅质岩屑占95以上，碎屑粒度均一，分选

41、好，圆度好，常为硅质胶结，有时为钙质、铁质胶结。长石砂岩 主要成分为石英和钾长石碎屑，长石碎屑含量大于25。粒度较粗，分选中等，圆度较差。胶结物为泥质、钙质，有时有铁质。岩屑砂岩 碎屑主要由石英、岩屑和长石构成，其中岩屑25，长石常10。岩屑成分常有喷出岩、凝灰岩、粉砂岩、页岩、千枚岩、片岩等。 化学胶结物多为硅质和碳酸盐。碎屑粒度粗，多呈棱角状，分选性差。粉砂岩 粉砂级岩屑（粒度0.05一0.005mm）占50以上。 成分单一，以石英为主，长石、云母次之，岩屑极少。碎屑细小，呈棱角状，分选好，胶结物常为粘土、钙质和铁质。粘土岩（泥质岩） 由粒度0.005mm的细颗粒组成，是含大量粘土矿物的疏

42、松或固结的岩石，又称为泥质岩。泥岩：层理不显著页岩：具层理、页理二 碳酸盐岩主要由方解石和白云石组成岩石类型为石灰岩和白云岩约占沉积岩总量的五分之一至四分之一 ，我国约占沉积岩总出露面积的55。重要的矿产资源，可做为建筑材料、冶炼熔剂、化工原料。可构成石油、天然气、地下水的储集岩。 常见石灰岩 竹叶状灰岩（砾屑灰岩） 生物碎屑灰岩 鲕粒灰岩 藻灰岩 隐晶灰岩 泥灰岩 竹叶状灰岩（砾屑灰岩）砾屑呈饼状或长椭球形，因断面呈长条形，似竹叶而得名。砾屑圆度高，大小不一，几毫米至几厘米，其成分多为隐晶灰岩。砾屑表面常有一层黄色或紫色氧化铁膜（断面上呈“圈”状）。砾屑系碳酸盐软泥因海退露出水面，干裂成泥块

43、，再经湖水、河水冲刷、磨蚀而成。砾间填隙物质是隐晶方解石。生物碎屑灰岩岩石可含各种完整活破碎的生物遗体。胶结物是泥晶、隐晶或亮晶方解石。岩石又叫骨屑灰岩、介屑灰岩。可按所含主要生物命名， 鲕粒灰岩具鲕状结构，鲕粒占50以上。鲕粒间的填隙物是亮晶或微晶方解石。一般形成于温暖浅水、搅动剧烈、蒸发作用很强的环境中。 隐晶灰岩 由粉屑（0.025mm的内碎屑）和隐晶质晶粒（0.05mm的化学成因晶粒）组成。 隐晶灰岩一般为浅灰色，断口光滑且近乎贝壳状，风化面细腻。第六章 变质岩第一节 变质作用和变质岩的类型一 变质作用的概念 在地壳一定深度内,由于温度、压力、应力等因素的综合影响和物理化学条件的改变，

44、使原来的岩石在基本保持固态下发生矿物成分、结构、构造的变化，形成新岩石的一系列过程，称为变质作用。控制因素：温度（T）压力（P）应力（S）流体（f）。原岩在基本保持固态状态下发生的变化。 二 变质作用的影响因素温度（T）：200C1100C，最高1150C。控制变质程度。压力（P）：围压（静压力），随深度变化。控制变质矿物的形成。应力（S）：与定向压力有关。决定变质岩的面状和线状构造。流体（f） ：H2O、CO2、气态物质、硅酸盐 流体等，含量少，作用大。三 变质作用的方式重结晶作用 变质结晶作用 交代作用 重结晶作用温度、压力升高，岩石的矿物在固态条件下重新结晶，晶粒由小变大。无物质带入和带

45、出，总化学成分不变。H2O、CO2粒间流体，是必要条件。变质结晶作用经化学反应使岩石内部的化学成分重组，形成新矿物。岩石的总体化学成分不变。 交代作用化学活动性流体和固体岩石之间发生的物质置换作用。原有矿物被破坏和新矿物的形成同时进行，岩石的总化学成分发生改变。岩石的总体积基本不变。四 变质作用类型和变质岩动力变质作用接触变质作用（热变质作用）区域变质作用（动力热流变质作用）混合岩化作用动力变质作用动力变质作用与地壳发生的断裂有关，在浅部岩石发生脆性破裂，形成碎裂岩；在深部发生韧性变形，形成糜棱岩。 岩层断裂位移，发生动力变质作用，沿破裂面两侧可形成碎裂岩（构造角砾岩）。接触变质作用（热变质作

46、用） 接触变质作用包括：热接触变质作用和接触交代变质作用两类，发生在火成岩与围岩的接触带上，前者形成角岩、石英岩或大理岩，后者形成矽卡岩。 大理岩 热接触变质作用形成的区域变质作用（动力热流变质作用） 在广大范围内发生的，由温度、压力和化学活动性流体等多种因素引起的变质作用，形成区域变质岩。区域变质作用的发生常和构造运动有关。 混合岩化作用混合岩化作用是由变质作用向岩浆作用过渡的一种超深变质作用。原岩局部或部分重熔的熔体物质与尚未重熔的固态物质发生互相交插与混合。形成混合岩，由基体和脉体两部分组成。第二节 变质岩的成分在变质岩中不仅可以见到岩浆岩中常见的七种造岩矿物，还可以见到变质岩中特有的矿

47、物，如：绿泥石、绢云母、十字石、石榴子石、蓝晶石等。变质岩中某种矿物和矿物组合的出现，代表了一定的温度和压力条件，是研究变质作用环境的重要标志。岩浆岩、沉积岩、变质岩矿物比较 主要矿物与岩浆岩和沉积岩相同出现变质岩中特有的矿物变质岩矿物多为纤维状、鳞片状、柱状第三节 变质岩的结构和构造一 变质岩的结构矿物的形状、大小和相互关系反映出的岩石特征和性质。按其成因分为： 变余结构 变晶结构 交代结构 碎裂结构变余结构变质作用不彻底残留原岩的结构低级变质岩中常见如：变余碎屑结构、变余泥质结构等。变晶结构 岩石在固态条件下经重结晶和重组合形成的结构。矿物自形程度不高，不反映结晶顺序，只反映结晶能力。 依

48、矿物颗粒形态可划分为： 粒状变晶结构（花岗变晶结构） 鳞片变晶结构 纤维变晶结构二 变质岩的构造岩石的组分在空间上的排列、分布方式。按成因分为： 变余构造 变成构造 混合构造 变余构造：变质岩中残留的原岩构造。如变余气孔构造、变余层理构造等。 变成构造：由变质作用形成的构造。如：板状、千枚状、片状、片麻状构造。上述构造中的片状、粒状、柱状矿物的定向排列，统称为“片理”，是变质岩的重要特征。 混合构造：混合岩特有的构造。 板状构造页岩或泥岩在应力作用下产生的一组相互平行的破裂面，破裂面一般与层面斜交、平整光滑。岩石基本没有重结晶，肉眼分辨不出矿物颗粒。千枚状构造板状构造进一步变质，有稍强的重结晶

49、，片状矿物初具平行排列，矿物颗粒肉眼尚难分辨。岩石片理面上由绢云母，绿泥石的小鳞片定向排列呈现丝绢光泽。有时可见许多小褶皱。片状构造岩石中大量片状、柱状、粒状矿物呈定向排列，矿物颗粒肉眼可分辨。矿物平行排列的面，称为片理面。片状构造是变质岩最常见、最典型的构造。片麻状构造岩石以粒状矿物为主，含一定量的片柱状矿物，两者相间作定向排列。因片柱状矿物数量不多，被粒状矿物隔开而呈断续分布。 第四节 变质岩的类型石英岩：变余碎屑 结构，块状构造。大理岩：粒状变晶结构，条带状构造。 板岩 变余泥质结构，板状构造。千枚岩 鳞片变晶结构，千枚状构造。云母片岩 鳞片变晶结构，片状构造。片麻岩 鳞片粒状变晶结构，

50、片麻状构造。 第七章 地质构造第一节 构造运动的方式构造运动是指促使岩石、地壳乃至岩石圈发生变形、变位的一种内动力地质作用。构造运动的产物称为地质构造。根据构造运动的方向分为水平运动和垂直运动。水平运动是地壳或岩石圈块体沿水平方向移动。（表现为相邻块体的汇聚、分离、剪切错开等）垂直运动是相邻块体发生差异性升降。在较大范围内，构造运动即表现出水平运动，又表现出垂直运动的双重特征。反映了地壳运动的复杂性。第二节 岩层产状和地层的接触关系一 岩层的产状岩层： 组成地壳的层状岩石。上下层面之间的垂直距离叫岩层厚度。岩层的产状： 指岩层的空间分布状态，由走向、倾向、倾角三要素组成。岩层原始产状一般呈水平

51、状态 受到构造运动的影响，发生倾斜、直立甚至倒转 岩层产状的三要素走向：层面与水平面交线称走向线，走向线所指的方向称走向。 倾向：垂直走向线向下引出倾斜线，倾斜线在水平面上投影所指的方向称倾向。倾角：倾斜线与水平面之间的夹角称倾角。 真倾角和视倾角的关系 视倾向越接近真倾向，倾角值越大。视倾向愈接近走向，其倾角值愈小。所有视倾角都小于真倾角。岩层产状要素的两种表示方法（文字或符号表示）文字表示法 方位角表示法：正北0 。正南180 。只记倾向和倾角；如岩层倾向为125。倾角为 40。 记成：125。40。 象限角表示法：南、北方向为0 。东西为90 。记岩层的走向、倾角和倾向所在的象限。如上述

52、产状 记为：N35 。 E40 。 SE或 S35 。 W40 。 SE符号表示法（地质图上表示）表示倾斜岩层，长线代表走向, 短线代表倾向，数值代表倾角。 表示水平岩层。表示岩层直立，箭头指向新的岩层。表示岩层倒转，箭头指向倒转后的岩层倾向，即指向老岩层，数值是倾角度数。 二 地层的接触关系 1、 地层与地层的接触关系: 整合 平行不整合 角度不整合 2 、 岩体与地层的接触关系: 侵入 沉积（1） 地层与地层的整合接触关系 地层整合接触关系表现为:上、下地层之间无地层缺失，岩性渐变。上下地层产状一致。地层与地层整合接触侏罗纪（J）页岩。接触界限三叠纪（T）砂岩。(2) 地层与地层的平行不整合接触关系上下地层不连续，存在沉积间断，二者间缺失某一时代地层。上下地层产状一致。上下地层岩性和生物组合表现为突变。不整合界面存在古风化壳。平行不整合的确定 完整的地层 缺失地层 通过地层对比和野外证据可以确定右图存在平行不整合。平行不整合 不整合界面凹凸不平，下伏地层存在古风化壳。上覆地层岩性突变。(3) 地层与地层的角度不整合接触关系上下地层不连续，存在地层缺失。上下地层产状不一致。不整合界面存在古风化壳，上、下地层岩性突变。生物演化不连续。(4)岩体与地层的侵入接触关系岩体界线切割地层界线。在接触边界岩体