《岩石的生成与演变》课件

《岩石的生成与演变》课程概述1岩石的定义由矿物或矿物集合体组成的固体2岩石的基本类型火成岩、沉积岩、变质岩3岩石循环过程地球的结构1地壳最外层、最薄的层2地幔中间层、主要由固态硅酸盐矿物组成3地核岩石的基本组成123矿物质自然形成的无机固体物质有机物植物、动物残体或其分解物空隙岩石的分类火成岩由岩浆冷却固结形成沉积岩由沉积物岩化形成变质岩火成岩概述定义由岩浆冷却凝固而成的岩石形成过程岩浆上升、冷却、结晶主要特征岩浆的形成地幔部分熔融高温使岩石中低熔点矿物熔化压力变化压力降低促进岩石熔融温度变化温度升高增加熔融程度岩浆的组成65%硅酸盐熔体主要成分，决定黏度5%挥发分水、二氧化碳等气体30%晶体已结晶的矿物颗粒岩浆的演化分异作用矿物结晶分离改变岩浆成分同化作用岩浆熔化围岩并混入混合作用不同成分岩浆混合火成岩的结构完全晶质结构岩浆缓慢冷却，矿物充分结晶玻璃质结构岩浆快速冷却，未形成晶体斑状结构大晶体镶嵌在细晶基质中火成岩的构造块状构造组成均匀，无定向排列流动构造矿物颗粒呈流动状排列气孔构造含有气体逃逸形成的孔洞侵入岩1定义岩浆在地下冷却形成的岩石2形成环境地壳深处，冷却缓慢3主要类型花岗岩、闪长岩、辉长岩等喷出岩定义岩浆喷出地表冷却形成的岩石形成环境地表或浅表，冷却迅速主要类型玄武岩、安山岩、流纹岩等常见火成岩（一）花岗岩酸性侵入岩，富含石英和长石闪长岩中性侵入岩，主要含斜长石和角闪石辉长岩基性侵入岩，主要含斜长石和辉石常见火成岩（二）玄武岩：基性喷出岩，深色致密安山岩：中性喷出岩，灰色斑状流纹岩：酸性喷出岩，浅色带流纹沉积岩概述1定义由沉积物固结成的岩石2形成过程风化、搬运、沉积、成岩3主要特征层理构造、含化石、颗粒结构沉积作用风化作用岩石破碎分解为碎屑搬运作用碎屑被水流、风力、冰川搬运沉积作用碎屑在低洼处堆积沉积环境陆地环境河流、湖泊、沙漠、冰川海洋环境浅海、深海、大陆架过渡环境三角洲、潮汐平原、泻湖沉积岩的结构碎屑结构由岩石碎屑组成颗粒大小不一生物结构由生物遗体或活动形成含有化石或生物扰动痕迹化学结构由化学沉淀物组成晶体排列紧密沉积岩的构造层理构造平行的沉积层序交错层理倾斜的小层理，指示流向生物扰动构造生物活动破坏原始层理碎屑岩砾岩含大于2mm砾石的岩石砂岩主要由砂级颗粒组成泥岩由泥级颗粒组成的细粒岩石化学沉积岩蒸发岩水溶液蒸发沉淀形成硅质岩二氧化硅沉淀形成铁锰沉积岩铁锰氧化物沉淀形成生物沉积岩石灰岩生物壳体或碳酸钙沉淀形成白云岩含镁碳酸盐沉积物形成煤植物残体在缺氧环境堆积形成常见沉积岩（一）砂岩砂级颗粒胶结而成页岩由粘土矿物组成，有明显层理石灰岩主要成分为碳酸钙，常含化石常见沉积岩（二）白云岩：含镁碳酸盐岩石，较硬盐岩：蒸发岩，主要成分为氯化钠煤：有机沉积岩，黑色，可燃变质岩概述1定义原岩在高温高压下重结晶形成的岩石2形成过程固态变化，矿物重组不熔融3主要特征定向构造，矿物排列有序变质作用的类型接触变质作用岩浆热效应引起的变质区域变质作用大范围高温高压环境下的变质动力变质作用应力作用下的变质变质因素650°C温度促进矿物重结晶和相变5kb压力引起矿物定向排列H₂O化学活动流体促进离子交换和元素迁移变质岩的结构变晶结构原岩矿物重结晶形成新矿物残余结构保留原岩结构的部分特征假象结构新矿物替代原矿物但保留原形态变质岩的构造片麻状构造矿物分层排列，条带状外观片岩状构造鳞片状矿物平行排列千枚状构造极细微的片理构造常见变质岩（一）片麻岩高级变质岩，呈条带状片岩中级变质岩，富含云母大理岩石灰岩变质形成，结晶度高常见变质岩（二）角闪岩：基性岩变质形成，深色绿片岩：低级变质岩，呈绿色蛇纹岩：橄榄岩变质产物，有蛇纹状岩石循环概念岩石类型之间相互转化的过程过程岩石形成、改变、破坏和再生意义反映地球动力学过程岩石循环的驱动力地球内部热能驱动板块运动和岩浆活动太阳能驱动风化、侵蚀和搬运重力促进物质下沉和堆积风化作用物理风化机械破碎，不改变化学成分化学风化化学反应，改变矿物组成生物风化生物活动引起岩石破坏侵蚀与搬运流水作用河流侵蚀搬运能力最强冰川作用磨蚀力强，搬运物粒度大风力作用选择性强，主要搬运细粒物质沉积与埋藏陆地沉积河流、湖泊、冰川沉积海洋沉积浅海、深海沉积成岩作用压实、脱水、胶结、重结晶变质作用的深度岩浆活动与火山喷发岩浆上升浮力驱动岩浆向上运移2火山喷发岩浆喷出地表形成火山岩浆冷却温度降低导致矿物结晶板块构造与岩石演变1洋中脊产生玄武质岩浆，形成新洋壳2俯冲带高压变质作用，形成变质岩带3造山带岩石褶皱变形，形成复杂岩石组合大陆漂移与岩石分布超大陆周期大陆聚合再分离的循环1岩石分布变化不同时期岩石分布规律变化2古地理重建通过岩石记录恢复古地理环境3岩石年代学相对年代地层叠置关系确定前后顺序绝对年代确定精确的地质年龄数值同位素定年法利用放射性元素衰变测定年龄岩石与矿产资源金属矿产铁、铜、铅、锌、金、银等非金属矿产石灰石、石膏、硫磺、石英等能源矿产煤、石油、天然气、铀等岩石与地貌岩溶地貌石灰岩发育溶洞、峰林花岗岩地貌圆形山丘、巨砾火山地貌火山锥、火山口、熔岩流岩石与土壤成土母质土壤形成的原始物质土壤类型受岩石类型影响形成不同土壤土壤肥力母岩决定土壤养分和矿物质组成岩石与生态环境岩石风化与养分释放提供植物生长所需矿物质岩石孔隙与水分保持影响水分循环和地下水补给岩石类型与植被分布不同岩石发育不同植被群落岩石与人类活动建筑材料石材建筑、水泥原料雕刻艺术石雕、玉雕等艺术创作考古学研究石器、岩画、古建筑遗址岩石与自然灾害地震岩石断裂释放能量滑坡岩石稳定性破坏引起山体滑动火山喷发岩浆上升喷出引起的灾害岩石研究方法（一）野外地质调查观察记录岩石产状和特征岩石薄片鉴定显微镜下观察矿物组成和结构X射线衍射分析确定岩石中矿物成分岩石研究方法（二）1电子显微镜观察分析微观形态和结构2地球化学分析测定化学成分和微量元素3同位素地质年代学确定岩石形成年龄岩石与气候变化碳循环碳酸盐岩石储存大量碳风化作用与CO2消耗硅酸盐风化吸收大气二氧化碳岩石记录的古气候信息通过同位素分析重建古气候岩石与生命演化生命起源早期岩石记录最早生命痕迹化石记录沉积岩中保存生物演化历史生物礁生物与岩石共同形成的复合体火星岩石探索1火星表面岩石特征以玄武岩为主，富含铁2火星陨石研究落至地球的火星岩石碎片3火星探测器岩石分析好奇号等探测器进行原位分析月球岩石研究月球采样任务阿波罗任务和嫦娥任务月球岩石类型月海玄武岩和月球高地岩月球形成理论岩石同位素支持碰撞成因说深海岩石大洋中脊玄武岩枕状熔岩，洋壳基本组成海底沉积物生物源沉积与陆源碎屑混合热液喷口沉积富含硫化物的烟囱状构造陆地最古老岩石岩石与地球演化1地球早期岩石记录太古宙岩石揭示早期地壳特征2大氧化事件条带状铁岩记录大气氧气增加3显生宙岩石变化记录板块构造体系成熟岩石研究前沿纳米矿物学研究纳米尺度的矿物特性高温高压实验模