地质学复习资料.doc

绪论地质学概念：地质学是研究固体地球（地壳或岩石圈）的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的一门科学。地质学研究对象：地球:大气圈、水圈、生物圈、土壌圈等外部圈层，岩石圈（地壳）、地幔、地核等内部圈层。地球外部：太阳系、银河系等。地质学的特点：空间广阔、时间按漫长、现象复杂、无法再现、研究方法：1理论实践相结合2室内室外相结合3局部与整体相结合4宏观与微观相结合5定性与定量相结合6原始手段与新技术新装置相结合7将今论古是地质学研究的指导方法研究内容：地球的圈层结构及其特征，地球表面的形态，地质作用（内、外地质作用），矿物与岩石，构造运动与地质构造，地层与地壳演化历史。第一章 地球与地址作用概述地球内部圈层构造名称圈层代号底界深度KM密度物态地壳A332.6-3.0固态岩石莫霍面地幔上地幔B60250塑性软流圈（低速带）C400332-5.7古登堡面下地幔D2898地核外E液态过度F9.7-13（16）固态内G6381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。地壳类型：大陆（Si-Al花岗岩，复杂，褶皱断裂，较老）大洋（Si-Mg玄武岩，简单，无褶皱，较新）地壳物质组成元素克 拉克丰度O Si Al Fe Ca Na K Mg H 矿物地壳中的化学元素，在一定的地质条件下结合而成的天然化合物或单质。岩石在各种地质作用下而在一定的纸质环境和物质条件下稳定纯在的矿物集合体地质作用：主要分为内动力地质作用和外动力地质作用内动力地质作用：岩浆作用，地震作用，地壳运动，变质作用。外动力地质作用：风化作用（物理风化，化学风化），剥蚀作用，搬运作用，沉积作用，成岩作用。第二章 地球元素与矿物矿物概念：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1天然产出2具有一定的内部结构3具有一定的化学成分4组成岩石的基本单位晶质体与非晶质体晶体：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。自然界中以晶体矿物为主，也存在非晶质矿物。格子构造：有序排列的质点按规律将几何点连接的三维空间格子晶形：晶体外部形态单形与聚形单形由同形等大的晶面组成的晶体。聚形由两种以上的单形组成的晶体。矿物的结晶习性：结晶环境和形成条件不同,使晶体在空间三个方向上的发育程度不同,在相同条件下形成的同种晶体具有的形态。一向延伸：呈柱状、针状、纤维状等，如石膏、角闪石；二向延伸：呈片状、板状， 如石墨、云母；三向延伸：形成粒状、球状，如石榴石、黄铁矿、磁铁矿。矿物集合体形态：同种矿物的多个单晶 (单形,聚形-多个单形构成) 聚集在一起成群产出，即构成集合体。反映矿物的形成环境。类质同像:矿物晶体结构中的某种原子或离子可以部分地被性质相似的它种原子或离子替代而不改变晶体结构.其物理性质差异一般不大.同质多像:相同化学成分的物质在不同的地质条件(P,T)下可以形成不同的晶体结构，从而成为不同的矿物。矿物的基本物理性质（一） 矿物的光学性质颜色：表现为吸收光波的补色。 光泽：矿物反射光线的能力。条痕：矿物粉末的颜色。透明度：矿物允许光穿过的程度。（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。解理：矿物受力后沿一定方向平面裂开的性质。裂开的平面称为解理面。最完全解理：云母完全解理：方解石中等解理：角闪石，辉石白云母：一组极完全解理方解石（CaCO3）的三组斜交完全解理。硬度：矿物抵抗外力刻画、压入、研磨的程度-摩氏10级硬度矿物相对硬度参考物矿物相对硬度参考物滑石1正长石6玻璃 6石膏2指甲：22.5石英7方解石3铜线： 3 黄玉8萤石4刚玉9磷灰石5小刀：55.5金刚石10第三章 岩浆作用与岩浆岩岩浆作用方式岩浆的侵入作用和喷出作用。火山活动及火山分布规律死火山-史前曾经喷发，但在人类历史上没有发生过喷发活动的火山； 活火山-现代正在活动或周期性活动的火山；休眠火山-在人类历史记载上曾经有过喷发活动而近代长期静止的火山。火山构造侵入作用：岩浆由地下深处向上运移，未达到地表而在地下占据一定的空间并冷凝成岩的地质作用过程。侵入岩岩浆岩的矿物成分造岩矿物：组成岩石的主体矿物。共8种。暗色矿物：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母浅色矿物：正长石、斜长石、石英鲍温反应序列一条是斜长石的固溶体系列，它从高温的富钙长石开始，连续渐变到低温的富钠长石。一条是不连续系列，表明深色矿物（铁镁矿物）从岩浆中晶出的先后顺序，从高温的橄榄石，经辉石、角闪石到黑云母。最后，上述两系列又联合成一个不连续的反应系列，依次形成钾长石、白云母和石英。通常是在最后且温度最低时才晶出。岩浆岩的结构：是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒的大小、形状及其相互结合的情况。岩浆岩的结构特征，是岩浆成分和岩浆冷凝时物理环境的综合反映。1、结晶程度半晶质结构：岩石由结晶的矿物颗粒和部分未结晶的玻璃质组成全晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗粒组成非晶质（玻璃质）结构：岩石全部由熔岩冷凝的玻璃质组成2、晶粒大小显晶：粗粒5mm中粒1mm细粒0.1mm隐形晶：晶粒小于0.1mm，岩石呈致密状，矿物颗粒用显微镜才能辨别。3、晶粒相对大小等粒结构（全晶质）：同一种矿物的结晶颗粒大小近似者 似斑状结构（全晶质）：岩石中的同一种主要矿物，其结晶颗粒如大小悬殊 斑状结构（半晶质）：由结晶颗粒和基质组成4、晶粒形状自形晶 晶体发育成应有的形状。半形晶 晶体只发育成应有晶形的一部分。他形晶 晶体不能发育成应有的形状，而是决定于相邻晶体所遗留的空间形状，因此常是不规则的。岩浆岩的构造：指矿物在岩石中的组合方式和空间分布情况。构造的特征，主要取决于岩浆冷凝时的环境。（1块状构造2流纹构造3流动构造4气孔状构造5杏仁状构造）岩浆岩的分类原则主要根据是岩石的化学成分、矿物成分、结构、构造，以及岩体产状进行分类。第四章 外力地质作用与沉积岩沉积物：低洼处沉积的先成岩石风化作用和剥蚀作用产物、生物遗体、生物碎屑以及火山作用产物。沉积岩：地球演化中，地表岩石遭受外动力地质作用剥蚀与破坏，破坏产物在原地或经搬运沉积下来，经过成岩作用而成的岩石。沉积岩形成过程（风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、成岩作用）外动力地质作用过程1风化作用-在大气、水、生物等的作用（包括地表温度变化）下使岩石在原地被分解破坏的过程。2剥蚀作用-流水、风、冰川、湖泊、海洋等在其介质运动过程中对地表岩石的破坏作用。3搬运作用-将剥蚀下来的产物搬离原地并使其继续迁移到其它地方去的作用。4沉积作用-被搬运的物质达到适当场所，由于介质条件的变化发生沉淀、堆积的过程。5成岩作用-松散的沉积物转化成为岩石的过程。沉积岩的矿物成分（1）碎屑矿物:石英、长石、白云母等（母岩风化后继承下来的较稳定的矿物，属于继承矿物）。具有适应温度变化的能力且化学性质较稳定，在地表条件下就能够作为碎屑物稳定存在。（2）粘土矿物:高岭石、铝土等（母岩化学风后形成的矿物，属新生矿物）。（3）化学和生物成因矿物:方解石、白云石、铁锰氧化物（各种铁矿等）、石膏、磷酸盐矿物、有机质等（从溶液或胶体溶液中沉淀出来的或经生物作用形成的矿物）。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。1.碎屑结构:碎屑结构通常由两部分物质组成，即碎屑物质和胶结物质。2.泥质结构:由极细小的碎屑和粘土矿物（粒度小于0.005mm）所组成的、比较致密均一和质地较软的结构。3.化学结构（晶粒结构）:在缓慢化学沉积作用过程中或成岩石结晶形成的一种结构。4. 生物结构:由生物遗体或生物碎屑组成的岩石所具体有的结构。沉积岩的构造1. 层理构造(水平层理, 波状层理, 交错层理, 递变层理（粒序层理）)2. 层面构造(波痕,干裂,盐晶假象,雨痕,生物痕迹)3. 结核(原生结核(结核体一般不穿过层理),后生结核(结核体穿过层理)沉积岩的分类原则1.碎屑岩类(1)沉积碎屑岩亚类根据碎屑物颗粒大小分为：砾岩2mm砂岩0.05mm粉砂岩0.005mm粘土岩根据胶结物的成分划分为：硅质砂岩 铁质砂岩 钙质砂岩 泥质砂岩(2)火山碎屑岩亚类火山碎屑岩是由火山喷发的碎屑物质在地表经短距离搬运，或就地沉积而成。(颗粒的分选与磨圆度较差)2.碳酸盐岩类具结晶粒结构、鲕状结构、豆状结构、生物结构或碎屑结构。 成因有：化学沉积、生物化学沉积、生物沉积、机械作用的碎屑沉积。碎屑岩 碳酸盐类第五章 变质作用与变质岩变质作用：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，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地质作用过程。变质作用影响因素温度（T）：200C-1100C，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。变质岩的结构：指岩石中矿物颗粒形状、大小和相互关系等特征。变晶结构原岩重结晶形成的晶质结构 。变余结构变质作用过程中，残留的原岩结构。碎裂结构岩石在构造应力作用下发生碎裂形成（碎裂结构，糜棱结构）交代结构发生交代变质作用时，原岩中的矿物被取代、消失，与此同时形成新生的矿物。变质岩的构造岩石组分在空间上的排列和分布所反映的岩石构成方式，着重于矿物集合体的空间分布特征。变质作用类型1.片理构造：岩石中矿物定向排列所显示的构造. (板状构造板岩,片状构造片岩,千枚构造千枚岩,片麻状构造片麻岩,条带状构造混合岩)2. 块状构造：岩石中矿物颗粒无定向排列而表现的均一构造。3. 变余构造：变质作用后保留下来的原岩构造。变质作用的类型：动力，接触，区域，混合动力变质作用与地壳发生断裂有关，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。接触变质作用（热变质作用）包括：接触热变质作用和接触交代变质作用，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。区域变质作用（动力热流变质作用）是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。 混合岩化作用是变质岩与硅酸盐流体相互作用，介于变质作用和岩浆作用之间的过渡类型的地质作用，形成混合岩。三大岩类相互转化第六章 地层与地质年代地质年代：分为相对年代，绝对年代相对年代地质事件发生的先后顺序，绝对年代地质事件发生距今多少年地层层序律：地层未经强烈的构造变动而倒转或位移时，保持着正常的顺序，即先形成的地层在下，后形成的地层在上。生物层序律：不同时代的地层含不同的化石，不同地区含相同化石的地层属同一时代。 l 生物演变从简单到复杂,从低级到高级.l 不同时代地层含有不同类型化石及其组合l 相同时期相同地理环境中形成的地层含有相同化石及其组合。切割定律：侵入者年代新，被侵入者年代老，切割者年代新，被切割者年代老。地质年代编年结构宇：指在宙的时间内形成的地层，对应于地球历史中划分出的宙。界：一个界代表在一个代的时间内形成的全部地层。系：代表一个纪的时间内所形成的全部地层。统：代表一个世的时间内所形成的全部地层，统名一般是在系名前增加早、中、晚字样。阶：统的进一步划分，一个统可分二至六个阶。阶名用地名命名。带：最小的年代地层单位。根据生物的种或属的延限带建立，以化石的种、属名命名。岩石地层单位群：可是一大套厚度巨大、岩类复杂、因受构造扰动无法重建原始顺序的地层。群的岩层厚度一般为几百米至几千米。群内不允许有重要的间断或不整合存在。组：厚度由几米到几百米。在古地理环境稳定均一的地区，组的分布范围较广，而在古地理环境复杂多变的地区其分布范围就较为局限。段：据岩石特征，一个组常可分若干段，如嫩江组分五段，沙河街组分四段等。层：最低级的岩石地层单位，是指组内或段内一个明显的特殊单位层地质年代表第七章 构造运动构造运动概念又称地壳运动（岩石圈运动），指地球内部动力作用所引起的地壳结构改变和地壳内部物质变位的机械运动(地壳乃至岩石圈变形、变位) 。构造运动在地貌上的表现1河成阶地2深切河曲3准平原和夷平原4多排溶洞5海成阶地地貌是地质作用所形成的特定地表形态，构造运动对一些地貌的形成具有明显的控制作用。现今地貌反映新构造运动。垂直运动河流阶地、深切河曲、准平原与夷平面、海成阶地、多排溶洞水平运动水系同步弯曲和错断构造运动的分类按运动方向可分为：垂直运动和水平运动。按时间则分为：古构造运动（老第三纪及以前）、新构造运动（新第三纪及第四纪）和现代构造运动（人类历史时期）构造运动还可以划分出不同规模，岩石圈板块运动是最大规模的构造运动构造运动的识别标志老构造运动标志：1.地层厚度岩层（沉积物）厚度标志地壳升降幅度2.构造变形产状变化，产生褶皱与断层等3.岩相分析岩相（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）是岩层形成环境的物质表现4.地层接触关系地壳运动在岩层中记录下来的接触关系垂直运动的表现1地层厚度变化：特定的地壳运动环境下只能形成相应厚度的地层，但有时可见巨厚相同沉积岩，说明地壳发生强烈下降；反之则说明地壳发生了抬升。因此地层厚度的变化可以反映相应地区曾发生过以升降为主的垂直运动。2沉积相和地层接触关系的变化也是垂直运动的有力证据3地貌标志：河流阶地与海洋阶地，多级溶洞和夷平面，都能够反映区域性地壳的阶段性抬升地壳运动的识别标志1地层厚度巨厚地层指示地壳下降，岩层厚度能指示地壳升降运动的幅度2岩相古地理能够反映一定的古地理古气候环境的沉积特征和生物特征特定环境会产生一定的盐类生物组合3地层接触关系地层接触关系：整合，平行不整合，角度不整合，侵入接触整合（上下两套地层产状平行,在沉积层序上没有间断。）平行不整合（上下两套地层产状基本平行,但二者之间有明显的沉积间断(即缺失了部分地层)。）角度不整合（上下两套地层产状不平行,且缺失了部分时代的地层,接触界面与上覆地层平行,与下伏地层斜交。）侵入接触第八章 地质构造岩层的产状要素：走向，倾向，倾角倾斜岩层在地质图上的表现V字型法则：相反相同，相同相反，相同相同相反相同：岩层倾向与地形坡角相反，界限与等高线相同相同相反：岩层倾向与地形坡角相同，界限与等高线相反，岩层倾角大于地形坡角相同相同：岩层倾向与地形坡角相同，界限与等高线相同，岩层倾角小于地形坡角褶皱的概念：具有面状构造（岩层、层面、叶理等）的岩石受力发生的弯曲变形的现象。背斜：岩层向上弯曲，核心部位岩层较老，外侧岩层较新。向斜：岩层向下弯曲，核心部位岩层较新，外侧岩层较老。褶皱的要素：核部，翼部，轴面，枢纽，轴，转折端核部：褶曲的中心部分，出露于地表的中心部分岩层翼部：轴面：假象对称面，轴面的形态和产状可以反映褶面横剖面形态枢纽：褶曲岩层的同一成眠与轴面的交线，可以反映在其延伸方向上的产状轴：轴面与水平面的交线，轴向代表褶曲延伸方向，长度可以反映规模转折端：褶曲两翼会和部分，可以反映褶曲强度或岩石强度褶皱形态分类（一） 横剖面轴面产状直立，斜歪，倒转，平卧，翻卷转折端尖棱，圆弧，挠曲，箱装，扇状（二） 纵剖面水平，倾伏，竖直褶曲平面形态：褶曲的平面轮廓可以根据褶皱中的同一褶皱面在平面上露出的纵向长度和横向宽度之比语义表达等轴褶曲长度比小于3（穹窿构造等轴背斜，构造盆地等轴向斜）短轴褶曲长宽比大于7小于10枢纽向两端倾伏，平面投影近似椭圆长轴褶曲长宽比大于10褶皱在地质图上的表现：新老地层的关系，产状，地形与岩层褶皱的组合形态：横剖面1复背斜2同斜褶曲3隔槽式（隔档式）平面形态1平行状2分枝状3帚状褶曲4弧形褶曲5雁形褶曲断裂构造的概念脆性岩石或接近地表岩石受力后发生的断裂和错动称为断裂构造.节理及其成因分类节理：岩石破裂后未发生显著位移。原生节理：原岩形成过程中因岩浆冷凝收缩等作用形成的节理风化节理：岩石在风化作用下产生的节理构造节理：在构造运动作用下形成于岩石中节理节理的力学性质（剪、张）剪节理是由剪应力(扭应力)产生的破裂面。主剪裂面由羽状微裂面组成。羽状微裂面与主剪裂面主角一般为10-15。剪节理的基本特征1. 产状较稳定，沿走向和倾向延伸较远。2. 节理面较平直光滑，有时具有因剪切滑动而留下的擦痕。3. 节理两壁一般紧闭或壁距较小，较少被矿物充填，如被充填，脉宽较为均匀，脉壁较为平直。4. 发育于砾岩和砂岩等岩石中的剪节理，一般切割砾石和胶结物。5. 典型的剪节理常常组成共扼X型节理系。可将岩石切成菱形、棋盘格式或成柱状。如果只有一组节理发育，则成平行延伸的节理。剪节理往往成等间距排列。张节理是由张应力产生的破裂面。张节理的特征:1. 张节理产状不甚稳定，延伸不远。2. 张节理面粗糙不平，无擦痕。3. 张节理多开口，常常被矿脉充填成楔形、扁豆形及其它不规则形状。脉宽变化较大，脉壁不平直。4. 在砾岩或砂岩中的张节理常常绕砾石或粗砂粒而过。5. 张节理有时成不规则的树枝状、各种网格状，有时也具有一定几何形态，如追踪X型节理锯齿状张节理、单列或共扼雁列式张节理等。断层要素几何要素：断层面，断盘，断层线，断层带1断层面：被错开的两部分岩石沿之滑动的破裂面断层带：由多个断层面组合而成的断层带2断层线：断层面与地面交线表示断层的方向3断盘：断层两侧相对移动的岩块位移要素：滑距，断距1滑距总滑距，走向滑距，倾向滑距2断距：被错断岩层的两盘上的对应层之间的相对距离地层断距