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第二章地壳第一节地壳组成物质第二节结构运动与地质结构第三节大地结构学说第四节火山与地震第五节地壳演变第1页第二章地壳第一节地壳组成物质一、化学成份与矿物二、岩浆岩三、沉积岩四、变质岩第2页一、化学成份与矿物（一）元素物质复杂多样：

元素矿物岩石

基本粒子聚变氢合成氦宇宙中元素是经过热核聚变反应，经历了从简单到复杂形成演化过程。约在137亿年前大爆炸以后50—100万年时，从轻元素到重元素，现今全部元素就已逐步形成

合成其它元素第3页美国化学家克拉克(F.W.Clarke,1847-1931)与华盛顿

·依据大陆地壳中(地下16Km以内)5159个岩石样品分析数据，于1924年第一次算出63种元素在地壳中平均含量数值(平均质量百分比)，即元素丰度。

·为了纪念这个创举，命名为克拉克值。

·克拉克值：某一个元素在地壳中平均重量百分含量

一、化学成份与矿物（一）元素第4页

丰度最大元素：氧(48.6%)

丰度最小元素：氡(6x10-16%)

相差达1017倍

地壳中丰度最大八种元素：

O、Si、Al、Fe、

Ca、Na、K、Mg,

占地壳总质量98.04%；其它其余元素仅占1.96%。

1.地壳中元素丰度极不均一

即使同一个元素在地壳不一样区域，或相同区域不一样深度，其分布也存在着一定差异。第5页

（1）地球表层H,He等气体元素逐步脱离地球重力场；

（2）天天降落到地球表层地外物质102-105吨；

（3）地壳与地幔物质交换（软流层）；

（4）放射性元素衰变；

（5）人为活动干扰。

2.地壳中元素丰度不是固定不变，它是不停改变开放体系。

第6页

太阳系：H、He为主；

地球：Fe、O为主；

地壳：O、Si为主。

与太阳系或宇宙相比，地壳和地球都显著地贫H、He、Ne、N等气体元素；而地壳与整个地球相比，则显著贫Fe和Mg，同时富集Al、K和Na，这种差异说明什么呢？

3、地壳、整个地球和太阳系元素丰度排序差异大第7页

4.地壳元素丰度可能原因

在宇宙化学体系形成地球演化（核化学）过程中必定伴伴随气态元素逃逸，而地球原始化学演化（电子化学）详细表现为较轻硅酸盐在地球表层富集，而较重铁、镁则向深部集中。

由此可见地壳元素丰度取决于两个方面原因:1.元素原子核结构和稳定性；

2.宇宙物质形成地球整个演化过程中物质分异。

总之，现今地壳中元素丰度特征是由元素起源直到太阳系、地球（地壳）形成和存在至今这一段漫长时期内元素演化历史最终止果。第8页（二）矿物矿物：单个元素或若干元素在一定地质条件下形成，含有特定物理化学性质化合物，是组成岩石基本单元。矿物存在形式：气态（天燃气）、液态（汞）、固态（大部分矿物）第9页矿物特点：矿物是天然生成。即是由地质作用生成。玻璃、人造晶体不属于矿物；每种矿物都有特定化学组成，其化学组成可用分子式来表示。矿物必须是均匀固体、液体或气体；矿物普通是由无机作用生成。石油是特殊矿物第10页1.矿物种类

矿物种类亚类特征实例单质矿物自然元素Au、Ag、Cu、C、Hg等化合物矿物硫化物类含S-、S2-黄铁矿(FeS2)氧化物及氢氧化物类含O2-、OH-赤铁矿(Fe2O3)卤化物类含Cl-、F-、

Br-食盐(NaCl)碳酸盐类含CO32-方解石(CaCO3)硫酸盐类含SO42-重晶石(CaSO4)磷酸盐类含(PO4)3-磷灰石(CaF(PO4)3)硅酸盐类含(SiO4)4-长石(Na,K)2(Si3O8)、橄榄石(Mg,Fe)2(SiO4)依据矿物化学组成，矿物种类见下表第11页2矿物性质特征A）化学性质

矿物化学性质指矿物化学活性，如锂、钠、钾、硫、氟、氯等是活动性很强化学元素，由这些元素形成矿物含有很强化学活性，已被风化分解，稳定性差。矿物常有以下一些基本化学性质/特点：（1）矿物化学成份基本固定，可用分子式来表示，如上表所表示；（2）矿物中常含有一定量杂质元素。矿物形成过程中，因为地质作用，一些杂质元素进入到矿物结构内部；如石英可含K、Na、Mg、Au等各种化学组分；第12页（3）矿物在地表条件下含有本身化学稳定性。由活泼元素以金属键、离子键缔合矿物经常轻易被风化分解，最终形成与环境相适应本身化学稳定性结构；常见矿物稳定性（由不稳定到稳定）次序为：暗色矿物系列：橄榄石—辉石—角闪石—黑云母—白云母—石英浅色矿物系列：钠长石—钾长石——白云母——石英值得指出是，地质条件改变，矿物稳定性也发生改变。(Mg,Fe)2(SiO4)SiO2XY(Si,Al)2O6

KAl2(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2Na[AlSi3O8]K[AlSi3O8]第13页矿物形状单体：板状、柱状、针状、立方体、八面体等；集合体：块状、粒状、纤维状、发状、土状、放射状、鲕状、豆状、钟乳状、葡萄状等。黑钨矿辰砂磁铁矿第14页结核状肾状钟乳状树枝状第15页放射状花瓣状葡萄状赤铁矿第16页矿物光学性质：矿物对光线吸收、反射和折射所表现出来物理现象。包含颜色、条痕、透明度、光泽。颜色：矿物吸收可见光后是矿物展现颜色原因。矿物颜色是矿物化学性质和结构结构决定。如黄铜矿呈黄色、孔雀石呈翠绿色，辉钼矿呈铅灰色等。第17页矿物有各种颜色，其主要原因为：●他色：因为外来带色杂质而引发颜色。如无水透明水晶里，含铁质时呈玫瑰色；含有机质时呈黑色。当矿物因为他色而呈色时，颜色常改变；●假色：由矿物表面氧化膜以及裂缝面上由光线干涉所表现出来虹彩，就称为假色。如磁铁矿氧化变成赤红色等；第18页●自色：是矿物本身固有颜色，即由组成矿物化学元素所显示出来颜色。如赤铁矿(Fe2O3)因为三价铁(Fe3+)而显示出来红色、孔雀石Cu2(CO3)(OH)3由二价铜(Cu2+)展现孔雀绿色，均为色素离子引发颜色。矿物由自色呈色时，颜色稳定不变。第19页矿物光泽是矿物表面对光反射能力。反射率越高，矿物光泽越强。矿物光泽也是由其化学成份和结构结构而决定。

第20页常分:金属光泽

半金属光泽

非金属光泽:

金刚光泽玻璃光泽油脂光泽松脂光泽丝绢光泽珍珠光泽土状光泽第21页金属光泽：如同金属磨光后反射光泽即金属光泽。如方铅矿、黄铜矿、自然金等。第22页半金属光泽：比金属磨光面略暗一点光泽，如赤铁矿、磁铁矿等。第23页金刚光泽：指金刚石等宝石磨光面反射光泽，如白铅矿；玻璃光泽：同玻璃表面所反射光泽，如方解石等；珍珠光泽：矿物解理屡次反射而形成如同珍珠所表现出来光泽，如白云母等；油脂光泽：一些透明矿物断口上形成如同油脂光泽，如石英等；第24页松脂光泽：因为矿物反射面不平滑，使部分光线散射而展现出如同松脂光泽，如闪锌矿等；丝绢光泽：呈纤维状集合体产出浅色透明矿物，由于纤维反射光相互影响结果而展现出如同蚕丝所表现出来光泽，如石棉等；土状光泽：表面涣散多孔矿物集合体，因为散射强烈而展现如同土状暗淡光泽。第25页透明度：透明矿物、半透明矿物、不透明矿物

条痕：矿物在无釉瓷板上摩擦所留下痕迹颜色，代表矿物真实颜色。金、黄铁矿和黄铜矿均为黄色，前者条痕依然为黄色，后二者系绿黑色。

第26页

矿物光学性质间关系

因为矿物光学性质是矿物对光线吸收、反射和折射所表现出来物理现象，因而，颜色、条痕、透明度和光泽彼此间相互关联，含有一定内在关系，以下表所表示。

第27页C）矿物力学性质硬度：摩氏硬度计是选取标准矿物来确定矿物相对硬度，标准矿物硬度由小到大次序为：滑石（1）石膏（2）方解石（3）萤石（4）磷灰石（5）正长石（6）石英（7）黄玉（8）刚玉（9）金刚石（10）第28页解理：矿物沿结晶方向可分裂面，叫解理。

可划分：极完全解理：如云母完全解理：如方铅矿中等解理：如长石不完全解理：如橄榄石极不完全解理：如石英第29页断口：矿物受外力作用断裂后断面形状。锯齿状（方铅矿）D）其它性质导热性，如全部金属矿物可传热；导电性，如全部金属矿物含有导电性；磁性，如黄铁矿、磁铁矿含有磁性；放射性，如铀矿物含有放射性；溶解度，如方解石等有一定溶解度等。第30页3、主要造岩矿物与常见矿物主要造岩矿物：包含石英、钾长石、斜长石、云母、角闪石、辉石和橄榄石。石英（SiO2):常呈单晶或晶簇或集合体产出。纯净石英为无色透明，称之为水晶。石英因含杂质而呈显色，如含Fe3+者为紫色，含气泡者为乳白色，石英晶石为玻璃光泽，断口为油脂光泽，无解理，硬度中（7），断口为贝壳状。玉髓：隐晶质石英，呈肾状，钟乳状，葡萄状等集合体。玛瑙：多色环状条带发育玉髓为玛瑙。第31页长石有三个基本类型：钾长石K[AlSi3O8]；钠长石Na[AlSi3O8]；钙长石Ca[AlSi3O8]长石有许多共性：单晶呈板状或条板状，白色或灰白色，玻璃光泽，硬度少于石英，发育解理。第32页云母黑云母K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2

单晶为短柱状，板状。集合体为磷片状。棕褐色或黑色，颜色随含Fe量升高而变暗。白云母KAl2(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2

形态同黑云母，薄片为无色透明，珍珠光泽，具弹性，易被撕成薄片。硬度为2.5~3.第33页普通角闪石单晶为长柱状或针状产出，绿黑色或黑色，玻璃光泽，硬度为5~6，发育两组平行柱状方向解理。普通辉石单晶为短柱状，集合体为粒状，绿黑色或黑色，玻璃光泽，硬度为5.5~6，发育平行柱状方向两组解理，解理交角87°。橄榄石(Mg,Fe)2[SiO4]

常为粒状集合体产出，浅黄绿色或橄榄绿色。玻璃光泽，硬度为6~7，解理不完全。密度和颜色随含Fe量增加而增加。第34页常见矿石矿物黄铁矿（Fe2S）呈块状集合体产出。单晶以立方晶形者较多，颜色为浅黄铜色，条痕为绿黑色，金属光泽，硬度6~6.5。性脆，断口参差状方铅矿(PbS)

为立方晶形，致密块状集合体，颜色为铅灰色，条痕为灰黑色，金属光泽，硬度为2~3，有两组完全解理。第35页闪锌矿(ZnS)

块状集合体，颜色自浅黄至棕黑色不等。条痕为白至褐色。松脂光泽至半金属光泽，透明至半透明，有完全解理，硬度3.5~4

方解石(CaCO3)

常发育单晶，或晶簇。纯净方解石无色透明，但常因渗透杂质元素而呈白，灰，黄，浅红,绿（Cu）等颜色。玻璃光泽，硬度为3。完全解理，裂开为菱面体，遇稀Hcl起泡。第36页二、岩浆岩岩石：造岩矿物按一定结构集合而成地质体。岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类岩浆是来自上地幔熔融状物质，主要成份为硅酸盐、金属硫化物、氧化物和部分挥发物。岩浆沿岩石圈破裂带上升侵入地壳时，冷凝结晶形成侵入岩；若喷出地面则快速冷却凝固而形成火山岩或喷出岩岩浆岩：侵入岩、火山岩（喷出岩）第37页（1）岩浆岩矿物组成依据岩石中SiO2含量将岩浆岩分为：超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩类型超基性岩基性岩中性岩酸性岩SiO2%含量<4545～5252～65>65矿物组成特征橄榄石、辉石、辉石、钙斜长石、角闪石角闪石、长石、黑云母长石、石英、云母代表性岩石橄榄岩玄武岩、辉长岩闪长岩、安山岩、正长岩花岗岩、流纹岩比重/密度高→低Fe—Mg高→低SiO2%低→高颜色深→浅石英+长石低→高第38页（2）岩浆岩产状

P48图2-1侵入岩体与喷出岩体产状示意图侵入岩岩基面积达100Km2以上大规模侵入体。岩盆中部下凹，周围凸起呈盆状侵入体。岩床与围岩层理平行，延伸数千米或数百米板状或层状侵入体。岩盖底部平而顶部凸起，与围岩成层方向平行侵入体。岩鞍定位于褶皱鞍部侵入体。岩株树干状不整合侵入岩体。岩瘤呈瘤状侵入体岩脉狭长形侵入体，切割围岩层理。捕虏体岩浆上侵过程中获围岩碎块，大小不一，多见于岩体边缘。火山岩火山锥火山岩在火山口堆积成锥状堆积体火山口深部岩浆喷出地表时出口火山颈火山喷发时岩浆喷出通道熔岩流从火山口或裂隙中流出岩浆流，冷却形成熔岩流熔岩被从火山口或裂隙中流出岩浆流，冷却形成大面积熔岩流第39页第40页第41页第42页整合侵入体：岩浆岩侵入体沿周围岩石层理或片理侵入岩体。按侵入体形态不一样可分为岩床、岩盆、岩盖、岩鞍。

不整合侵入体：浆岩体切穿周围岩层层理或片理侵入体。按侵入体形态可分为岩株、岩榴、岩脉。

第43页（3）岩浆岩主要类型1.花岗岩是分布最广深层侵入岩。主要矿物成份是石英、长石和黑云母，颜色较浅，以灰白色和肉红色最为常见，含有等粒状结构和块状结构。很多金属矿产，如钨、锡、铅、锌、汞、金等与花岗岩类有亲密关系.

花岗岩既美观抗压强度又高，是优质建材。第44页2.橄榄岩侵入岩一个。主要矿物成份为橄榄石及辉石，深绿色或绿黑色，比重大，粒状结构。是铂及铬矿唯一母岩。

第45页3.玄武岩一个分布最广喷出岩。矿物成份以斜长石、辉石为主，黑色或灰黑色，含有气孔结构和杏仁状结构。依据次要矿物成份，可分为橄榄玄武岩、角闪玄武岩等。铜、钴、冰洲石等有用矿产常产于玄武岩气孔中，玄武岩本身可用作优良耐磨耐酸铸石原料。第46页4.安山岩喷出岩之一，分布很广，仅次于玄武岩。主要矿物成份是斜长石、角闪石和少许辉石等。新鲜时呈灰黑、灰绿或棕色，具斑状结构。与安山岩相关矿产主要是铜，其次是金、铅、锌等。

第47页5.流纹岩是一个与花岗岩化学成份相当喷出岩。普通色浅，多为浅红、灰白或灰红色，具斑状结构，流纹结构。流纹岩性质坚硬致密，可作建筑材料。第48页二、沉积岩沉积岩：由成层堆积于陆地或海洋中碎屑、胶体和有机物质等疏松沉积固结而成岩石。常分布在地表或地表以下不太深地方。

沉积岩基本特征：沉积岩含有层理，富含次生有机质，并有生物化石

层理：岩石颜色粒度矿物成份结构所表现差异呈层改变，形成层理。第49页（1）沉积岩特征

A.矿物组成特殊：

—常见有石英、白云母、粘土矿物、长石、方解石、白云石、石膏、赤铁矿、玉髓等。

—橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等火成岩中常见矿物，在沉积岩中少见。

—粘土矿物、方解石、白云石、石膏、硬石膏等岩浆岩中少见矿物在沉积岩总相当普遍。第50页B.碎屑沉积发育碎屑结构，碎屑颗粒有磨圆，分选等特征。沉积岩含有碎屑结构与非碎屑结构之分。通常情况下沉积岩由岩石碎屑、矿物碎屑、火山碎屑及生物碎屑等组成，包含：砾（粒径>2mm）、砂（粒径2～0.05mm）、粉砂（粒径0.05～0.005mm）和泥（粒径<0.005mm.)

等不一样粒径物质。

第51页C.化学沉积发育晶质结构。D.发育有层理波痕泥裂印模化石等原生沉积结构沉积岩层面呈波状起伏，或残留波痕、雨痕干裂、槽模沟模等印模，或层内出现锯齿状缝合线或结核，均属沉积岩原生结构特征。锰结核第52页（2）沉积岩主要类型：A.碎屑岩：母岩经风化搬运再沉积胶结而形成岩石常有：角砾岩砾岩：搬运距离短成份混杂分选差（>2mm）砂岩：含有砂状结构：粗砂岩：粒径（2-5mm）中砂岩：粒径（0.5-0.25mm）细砂岩：粒径（0.25-0.05mm）粉砂岩：含有粉砂状结构，胶结物为钙质硅质Fe 质等。第53页B.粘土岩类：由高岭土等一些粘土矿物组成，含有泥状结构沉积岩。固结/胶结好者为页岩如碳质页岩变质板岩固/胶结差者为粘土泥岩第54页生物化学岩类在沉积环境中，由化学作用和生物化学作用而形成岩石，常为单矿岩，如铝质岩、铁质岩、锰质岩、硅制岩，常见有：硅质岩：SiO2

物质起源：硅质生物骨髓；深海相海底火山热泉沉积石灰岩：海水中CaCO3凝聚沉积形成。主要成份：方解石，与稀盐酸反应冒泡。在地表作用过程中形成喀斯特地貌。

第55页白云岩：MgCO3

主要是化学沉积灰岩方解石CaCO3被白云石Mg交代所形成白云岩而致。遇HCL不起泡，表面有刀砍状溶蚀沟纹形成条件：气候酷热，干旱条件下，海水中咸度增高而发生化学沉积。第56页四、变质岩（1）变质作用与变质岩固态原岩因温度、压力及化学活动性流体作用而造成矿物成份、化学结构与结构结构改变，统称变质作用，其形成岩石即为变质岩。

变质作用基本上是在固态岩石中进行，因而本质上有别与岩浆作用。变质岩既继承了原岩些特点，也含有自己特点，如含有变质矿物。含有变成结构与变余结构。第57页A.温度：温度升高，引发岩石发生重结晶作用，生成新矿物。

CaCO3+SiO2→CaSiO3+CO2↑B.压力：静压力（固压），流体压力，走向压力（应力）。压力作用使矿物发生变形，形成新矿物。

C.化学流体：含H2O、CO2流体，含有很强活性，促进元素扩散迁移溶滤和岩石变形变质。起源：空隙水结构水岩浆分异水，地壳深部热液。（2）影响原因：

上述三种原因在变质过程中是相互联络，但