《自然科学基础》第十二章课件

《自然科学基础》第十二章课件《自然科学基础》第十二章课件01矿物什么是矿物矿物的形成作用主要造岩矿物矿物的用途01矿物什么是矿物矿物的形成作用主要造岩矿物矿物的用途矿物是指地壳中的化学元素在一定的地质条件下，结合形成的具有一定化学成分和物理性质的天然单质或化合物。它们在一定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。矿物是指地壳中的化学元素在一定的地质条件下，结合1．形成于岩浆的矿物岩浆作用发生于温度和压力均较高的条件下。主要从岩浆熔融体中结晶析出橄榄石、辉石、闪石、云母、长石、石英等主要造岩矿物，它们组成了各类岩浆岩。2．形成于变质作用的矿物区域变质作用形成的矿物趋向于结构紧密、比重大和不含水。3．形成于溶液的矿物一定量的水只能溶解一定量的固体，如果水中不能再溶解更多的固体时，称此溶液为饱和溶液。在自然界中，常常因为条件的变化而形成过饱和溶液。1．形成于岩浆的矿物2．形成于变质作用的矿物3．形成于溶液的1．硅酸盐氧（O）是地壳中含量最丰富的元素，其次是硅。含有硅和氧的矿物通常也会含有其他元素，称之为硅酸盐。1．碳酸盐氧很容易与其他元素化合形成矿物族，如碳酸盐和氧化物。碳酸盐是由一种或多种含有碳酸根（CO32-）和金属元素组成的矿物，有很多种类。3．氧化物氧化物是氧和金属的化合物。赤铁矿（Fe2O3）和磁铁矿（Fe3O4）都是常见的铁的氧化物，它们是优良的铁矿石。1．硅酸盐氧（O）是地壳中含量最丰富的元素，其1．矿石许多矿物都是从矿石中获取的。矿石是地壳中的矿物自然集合体，在现代技术经济水平条件下，能以工业规模从中提取国民经济所必需的有用物质的矿物。例如，赤铁矿是一种含铁的有用矿物，是生产钢铁的重要原料之一。1．矿石许多矿物都是从矿石中获取的。矿石是地壳中2．矿藏矿藏是地下埋藏的各种矿物的总称。大多数矿石都埋藏在地壳深处，需通过开采而获得。通过如图12-1所示的大型露天开采场，可获得近地表的矿石。图12-1露天矿石开采场2．矿藏矿藏是地下埋藏的各种矿物的总称。大多数矿石3．宝石宝石（如红宝石、翡翠和钻石）是更具有价值的矿物，它的价值由矿物的稀有性和完美度来决定。宝石因为其稀有和美观而非常昂贵。宝石可以通过切割、抛光而做成珠宝。3．宝石宝石（如红宝石、翡翠和钻石）是更具有价值岩浆岩沉积岩02岩石变质岩岩石的循环岩浆岩沉积岩02岩石变质岩岩石的循环岩浆是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体，是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程，称为岩浆作用。岩浆作用主要有两种方式：岩浆侵入活动和火山活动或喷出活动，前者形成侵入岩，后者形成火山岩或喷出岩，如图12-2所示。图12-2岩浆岩生成示意图1．岩浆活动岩浆是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的侵入岩是侵入在地壳一定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石。岩浆在地下有充分条件结晶，因而形成晶体较大的矿物颗粒。2．侵入岩喷出岩是岩浆喷出或者溢流到地表迅速冷凝形成的岩石。喷出岩由于岩浆温度急聚降低，固结成岩时间相对较短。1m厚的玄武岩全部结晶，需要12天，10m厚需要3年，700m厚需要9000年。3．喷出岩侵入岩是侵入在地壳一定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石。岩在地壳发展过程中，已经形成的岩石露出地表后，在地表或近地表常温常压条件下，由风化作用、生物作用及火山作用而形成的各类岩石的碎屑物质，经过流水、风、冰川及其他外力搬运，最后在海洋、低地或海陆之间的过渡地带沉积下来，在经受亿万年的压缩、变化之后，胶结在一起而形成的岩石，称为沉积岩，如图12-3所示。

（一）沉积岩的形成过程图12-3沉积岩在地壳发展过程中，已经形成的岩石露出地表后，在地沉积岩是一层一层地沉积下来的，所以常能看到明显的层次。这种由于先后沉积下来的矿物或岩屑的颗粒大小、成分、颜色和形状的不同而显示的成层现象称为层理构造。它是沉积岩在形成过程中，由于沉积环境的改变造成的。层理是沉积岩区别于岩浆岩和变质岩的最主要标志。层理构造按形态可分为有水平层理、斜层理和交错层理三种，如图12-4所示。

（二）沉积岩的特性1．层理构造（a）水平层理（b）斜层理（c）交错理图12-4沉积岩的层理沉积岩是一层一层地沉积下来的，所以常能看到明显的含有化石是沉积岩的另一个重要特征。化石是存留在岩石中的古生物遗体或遗迹，最常见的是骸骨和贝壳等。当一个生物体死亡后，它或许在没有腐烂之前就被埋到地下。如果它的残骸在没有被破坏的情况下被埋得很深，就可能形成化石被保存下来。在岩化过程中，部分生物体会被矿物取代并变成岩石，即化石，如图12-5所示。

（二）沉积岩的特性2．化石图12-5沉积岩和化石的形成含有化石是沉积岩的另一个重要特征。化石是存留在岩（一）引起变质作用的因素1．温度2．压力3．化学活动性流体温度往往是引起岩石变质的主导因素。引起岩石变质的温度来自于岩浆热，多数变质作用都是在温度升高情况下发生的。压力也是引起变质作用的重要因素，根据压力的性质可分为静压力和动压力。化学活动性流体是指在变质作用过程中，存在于岩石空隙中的一种具有很大的挥发性和活动性的流体。（一）引起变质作用的因素1．温度2．压力3．化学活动性流体（二）变质作用的方式3．交代作用交代作用是指变质过程中，化学活动性流体与固体岩石之间发生的物质置换或交换作用，其结果不仅形成新矿物，而且岩石的总体化学成分发生改变。2．变质结晶作用变质结晶作用是指在变质作用的温度、压力范围内，在原岩总体化学成分基本保持不变的情况下（挥发分除外），原有矿物或矿物组合转变为新的矿物或矿物组合的作用。1．重结晶作用重结晶作用是指岩石在固态下，同种矿物经过有限的颗粒溶解、组分迁移，然后又重新结晶成粗大颗粒的作用，在这一过程中并未形成新矿物。（二）变质作用的方式3．交代作用2．变质结晶作用1．重结晶作岩石是组成陆地表面的物质，通过岩浆活动、沉积成岩作用或变质作用而形成；在形成之后，则受地表的不同作用影响，改变了成分或结构，甚或改变了位置，亦使地面形貌改观。这些不同的作用，总称为剥蚀作用。岩石循环没有起点和终点，岩石总是因为循环而不断地从一种类型变成另一种类型，如图12-6所示。图12-6岩石循环岩石是组成陆地表面的物质，通过岩浆活动、沉积成土壤的形成和发育土壤的基本特性03土壤土壤的分布和主要类型土壤的形成和发育土壤的基本特性03土壤土壤的分土壤是地球陆地表面具有一定肥力且能生长植物的疏松上层，其厚度一般在50～

200cm之间。当地表岩石被风化破碎并与其他物质混合时，土壤便开始形成。无论何地，只要基岩裸露之处，土壤就能形成。土壤是地球陆地表面具有一定肥力且能生长植物的疏松上层，其厚度土壤形成要持续很长时间，如图12-7所示。慢慢地，土壤发育成层状结构，称为土壤层。一个土壤层的颜色和质地与它的上、下层土壤不同。如果在地上挖一个半米深的洞，你就会看到不同的土壤层。土壤学家通常将土壤分为A、B、C三层。A层由表土层组成，易松动，暗褐色，是一种由腐殖质、粘土和其他无机物组成的土壤；B层通常称之为亚土层，由粘土和其他从A层淋滤下来的微粒组成，但几乎没有腐殖质；C层仅包含部分风化的岩石。图12-7土壤形成三步曲土壤形成要持续很长时间，如图12-7所示。慢慢

土壤是由固体、液体和气体三类物质组成的。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物等；液体物质主要指土壤水分；气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系、互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础。土壤是由固体、液体和气体三类物质组1．极地土壤2．温带土壤3．荒漠土壤4．热带土壤沙漠地区的降水量低，年平均降水量少于250mm，这使得荒漠土壤经常累积高浓缩的盐，因此只有少数植物可以生长。不同温带地区的土壤属性差别很大，因此，这些土壤中可以出现森林、草地和大草原等多样化的环境。极地土壤形成于高纬度和高海拔地区。这种土壤的通透性良好，但由于土层比较薄，有的只有几厘米厚，因此没有明显的分层。热带地区常年高温、降水丰沛，这些条件使得风化非常强烈，导致土壤贫瘠化。强烈的风化与剧烈的微生物活动使得热带土壤只有很少量的腐殖质和营养物质。1．极地土壤2．温带土壤3．荒漠土壤4．热带土壤《自然科学基础》第十二章课件《自然科学基础》第十二章课件《自然科学基础》第十二章课件01矿物什么是矿物矿物的形成作用主要造岩矿物矿物的用途01矿物什么是矿物矿物的形成作用主要造岩矿物矿物的用途矿物是指地壳中的化学元素在一定的地质条件下，结合形成的具有一定化学成分和物理性质的天然单质或化合物。它们在一定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。矿物是指地壳中的化学元素在一定的地质条件下，结合1．形成于岩浆的矿物岩浆作用发生于温度和压力均较高的条件下。主要从岩浆熔融体中结晶析出橄榄石、辉石、闪石、云母、长石、石英等主要造岩矿物，它们组成了各类岩浆岩。2．形成于变质作用的矿物区域变质作用形成的矿物趋向于结构紧密、比重大和不含水。3．形成于溶液的矿物一定量的水只能溶解一定量的固体，如果水中不能再溶解更多的固体时，称此溶液为饱和溶液。在自然界中，常常因为条件的变化而形成过饱和溶液。1．形成于岩浆的矿物2．形成于变质作用的矿物3．形成于溶液的1．硅酸盐氧（O）是地壳中含量最丰富的元素，其次是硅。含有硅和氧的矿物通常也会含有其他元素，称之为硅酸盐。1．碳酸盐氧很容易与其他元素化合形成矿物族，如碳酸盐和氧化物。碳酸盐是由一种或多种含有碳酸根（CO32-）和金属元素组成的矿物，有很多种类。3．氧化物氧化物是氧和金属的化合物。赤铁矿（Fe2O3）和磁铁矿（Fe3O4）都是常见的铁的氧化物，它们是优良的铁矿石。1．硅酸盐氧（O）是地壳中含量最丰富的元素，其1．矿石许多矿物都是从矿石中获取的。矿石是地壳中的矿物自然集合体，在现代技术经济水平条件下，能以工业规模从中提取国民经济所必需的有用物质的矿物。例如，赤铁矿是一种含铁的有用矿物，是生产钢铁的重要原料之一。1．矿石许多矿物都是从矿石中获取的。矿石是地壳中2．矿藏矿藏是地下埋藏的各种矿物的总称。大多数矿石都埋藏在地壳深处，需通过开采而获得。通过如图12-1所示的大型露天开采场，可获得近地表的矿石。图12-1露天矿石开采场2．矿藏矿藏是地下埋藏的各种矿物的总称。大多数矿石3．宝石宝石（如红宝石、翡翠和钻石）是更具有价值的矿物，它的价值由矿物的稀有性和完美度来决定。宝石因为其稀有和美观而非常昂贵。宝石可以通过切割、抛光而做成珠宝。3．宝石宝石（如红宝石、翡翠和钻石）是更具有价值岩浆岩沉积岩02岩石变质岩岩石的循环岩浆岩沉积岩02岩石变质岩岩石的循环岩浆是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体，是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程，称为岩浆作用。岩浆作用主要有两种方式：岩浆侵入活动和火山活动或喷出活动，前者形成侵入岩，后者形成火山岩或喷出岩，如图12-2所示。图12-2岩浆岩生成示意图1．岩浆活动岩浆是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的侵入岩是侵入在地壳一定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石。岩浆在地下有充分条件结晶，因而形成晶体较大的矿物颗粒。2．侵入岩喷出岩是岩浆喷出或者溢流到地表迅速冷凝形成的岩石。喷出岩由于岩浆温度急聚降低，固结成岩时间相对较短。1m厚的玄武岩全部结晶，需要12天，10m厚需要3年，700m厚需要9000年。3．喷出岩侵入岩是侵入在地壳一定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石。岩在地壳发展过程中，已经形成的岩石露出地表后，在地表或近地表常温常压条件下，由风化作用、生物作用及火山作用而形成的各类岩石的碎屑物质，经过流水、风、冰川及其他外力搬运，最后在海洋、低地或海陆之间的过渡地带沉积下来，在经受亿万年的压缩、变化之后，胶结在一起而形成的岩石，称为沉积岩，如图12-3所示。

（一）沉积岩的形成过程图12-3沉积岩在地壳发展过程中，已经形成的岩石露出地表后，在地沉积岩是一层一层地沉积下来的，所以常能看到明显的层次。这种由于先后沉积下来的矿物或岩屑的颗粒大小、成分、颜色和形状的不同而显示的成层现象称为层理构造。它是沉积岩在形成过程中，由于沉积环境的改变造成的。层理是沉积岩区别于岩浆岩和变质岩的最主要标志。层理构造按形态可分为有水平层理、斜层理和交错层理三种，如图12-4所示。

（二）沉积岩的特性1．层理构造（a）水平层理（b）斜层理（c）交错理图12-4沉积岩的层理沉积岩是一层一层地沉积下来的，所以常能看到明显的含有化石是沉积岩的另一个重要特征。化石是存留在岩石中的古生物遗体或遗迹，最常见的是骸骨和贝壳等。当一个生物体死亡后，它或许在没有腐烂之前就被埋到地下。如果它的残骸在没有被破坏的情况下被埋得很深，就可能形成化石被保存下来。在岩化过程中，部分生物体会被矿物取代并变成岩石，即化石，如图12-5所示。

（二）沉积岩的特性2．化石图12-5沉积岩和化石的形成含有化石是沉积岩的另一个重要特征。化石是存留在岩（一）引起变质作用的因素1．温度2．压力3．化学活动性流体温度往往是引起岩石变质的主导因素。引起岩石变质的温度来自于岩浆热，多数变质作用都是在温度升高情况下发生的。压力也是引起变质作用的重要因素，根据压力的性质可分为静压力和动压力。化学活动性流体是指在变质作用过程中，存在于岩石空隙中的一种具有很大的挥发性和活动性的流体。（一）引起变质作用的因素1．温度2．压力3．化学活动性流体（二）变质作用的方式3．交代作用交代作用是指变质过程中，化学活动性流体与固体岩石之间发生的物质置换或交换作用，其结果不仅形成新矿物，而且岩石的总体化学成分发生改变。2．变质结晶作用变质结晶作用是指在变质作用的温度、压力范围内，在原岩总体化学成分基本保持不变的情况下（挥发分除外），原有矿物或矿物组合转变为新的矿物或矿物组合的作用。1．重结晶作用重结晶作用是指岩石在固态下，同种矿物经过有限的颗粒溶解、组分迁移，然后又重新结晶成粗大颗粒的作用，在这一过程中并未形成新矿物。（二）变质作用的方式3．交代作用2．变质结晶作用1．重结晶作岩石是组成陆地表面的物质，通过岩浆活动、沉积成岩作用或变质作用而形成；在形成之后，则受地表的不同作用影响，改变了成分或结构，甚或改变了位置，亦使地面形貌改观。这些不同的作用，总称为剥蚀作用。岩石循环没有起点和终点，岩石总是因为循环而不断地从一种类型变成另一种类型，如图12-6所示。图12-6岩石循环岩石是组成陆地表面的物质，通过岩浆活动、沉积成土壤的形成和发育土壤的基本特性03土壤土壤的分布和主要类型土壤的形成和发育土壤的基本特性03土壤土壤的分土壤是地球陆地表面具有一定肥力且能生长植物的疏松上层，其厚度一般在50～

200cm之间。当地表岩石被风化破碎并与其他物质混合时，土壤便开始形成。无论何地，只要基岩裸露之处，土壤就能形成。土