地质学基础要点

1、通常所说的地球的形状是指 大地水准面（geoid，是由平均海 平面构成并延伸通过陆地的封闭 曲面）所圈闭的形状。,两极半经c 6 356.775km 赤道半经a 6 378.140km 平均半经R 6 371.004km 扁率为(a-c)/a 1 / 298,第一节 地球的形状和大小,推论： 1、地球是一个不规则的旋转椭球体为地球自转所致，表明地球具有弹塑性； 2、地球不是严格的旋转椭球体，表明其内部物质分布不均匀。,一、地球的质量和密度,地球的质量：5.9472 1024kg 地球的平均密度：5.516g/cm3 地表出露的岩石如砂岩、页岩和灰岩等 沉积岩的平均密度2.6g/cm3 花岗岩的

2、密度为2.67g/cm3 玄武岩的密度为2.85g/cm3 可推断：地球内部大部分物质的密度应大 于地球的平均密度 （地心的密度:13g/cm3）,密度增加的特点：非线形均匀增加， 从上至下有三个明显跃变: 670km处：3.99跃至4.39； 2891km处：5.57跃至9.90； 5150km处：12.17跃至12.75,第二节 地球的主要物理性质,二、地球的重力,重力在地表的变化 重力随纬度的增加而增加，随海拔高度的增加而减小。,重力加速度在地球内部的变化 影响重力大小的不是整个地球的总质量，而主要是所在深度以下的质量。 由于地壳与地幔的密度都比较小，从地表到地下2891km的核幔界面，

3、重力加速度大体上是随深度增加而略有增加，但有波动。在核幔界面上，重力加速度值达到极大(约1068伽)，再往深处去,各个方向上的引力趋向平衡,重力加速度值逐渐减少，直至变小为零。,二、地球的重力,若将地球视为均质体，以海平面为基准可计算出不同纬度的重力值，该值称为理论重力值。,重力异常,实际测得的重力值与理论重力值之间的差值，称重力异常。,当实测重力值 理论重力值,称正异常,当实测重力值 理论重力值,称负异常,在埋藏有密度较小物质（如石油、煤、盐等非金属矿产）的地区，常显示负异常；而埋藏有密度大物质（如铁、铜、铅、锌等金属矿产）的地区，就显示正异常。所以人们就可以通过重力测量，来圈定重力异常的区

4、域，寻找那些引起重力异常的非金属和金属矿产。这就是地质勘查中常用的重力探勘方法。,三、地球的温度,地温人们可以火山和温泉意识到地下深处是热的，地球的温度总体上是从地表向地内逐渐增高的。在地表附近，由于太阳幅射热的影响，温度有昼夜变化、季节变化和多年周期的变化这一表层可叫外热层（或变温层）。外热层的深度一般在十几米在其下界面附近，地温常年保持不变，等于或略高于当地年平均气温，该处称为常温层。常温层以下，受到地球内部热量的影响，温度逐渐升高。一般把在常温层以下，每向下加深100所升高的温度称为地热增温率或地温梯度。这是由于地球内部热量通过向上热传导而造成的。世界上不同地区，地温梯度都不相同，地球表

5、层的平均地温梯度为。海底的地温梯度一般为，大陆为.大陆的地温梯度一般来说是显著低于海底的,第三节 地球的圈层构造,一、地球的外部圈层,地球的外部圈层,二、地球的内部圈层,地球的内部圈层,地壳 是莫霍面以上由固体岩石组成的地球最外部圈层。平均厚度约18km。其中大陆地区厚度较大，平均约为33km；大洋地区厚度较小，平均约7 km。 地壳可细分为上部的硅铝层和下部的硅镁层，上下层的分界面称康拉德面。 地壳物质的密度一般为2.6-2.9g/cm3。上地壳（大陆地壳）主要为富硅铝的硅酸盐矿物所组成，常称为硅铝层；下地壳（大洋地壳）主要为富硅镁的硅酸盐矿物所组成，常称为硅镁层，因其比重较大，主要分布洋底

6、地壳或大陆地壳的下部。,地球的内部圈层地壳,陆壳和洋壳的主要区别,地球的内部圈层地壳,1、密度和厚度不同,2、结构不同,3、岩石新老（年龄）不同,4、构造、变质等其他特征不同,洋壳：2.9/cm3，7km(平均值),陆壳：2.7g/cm3，33km(平均值)，最厚达80km,洋壳：只有硅镁层,陆壳：具有硅铝层和硅镁层的双层结构,洋壳：最老的只有2亿年,有的正在形成,陆壳：最老的有38亿年,地幔 莫霍面与古登堡面之间的一个巨厚圈层。其厚度约2870km。平均密度为4.5g/cm3。根据次级界面可分为上地幔和下地幔。上地幔：从莫霍面至地下670km，平均密度为3.5g/cm3，成分主要为含铁镁质较

7、多的超基性岩。上地幔可分成盖层、低速层、均匀层和过度层。在上地幔的中上部80-220km存在一个由柔性物质组成的圈层称为软流圈（地震波的低速带）。此软流圈之上的固态岩石圈层称为岩石圈。下地幔：地下670km至古登堡面之间，平均密度增大为5.1g/cm3，成分仍为含铁镁质的超基性岩，但铁质的含量增加，有人认为下地幔成分接近于铁陨石。,地球的内部圈层地幔,地核 古登堡面以下地心的一个球体。半径为3480km。地核的密度达9.9812.5g/cm3。其成分以铁镍物质为主根据其状态可分为外核、过度层和内核。外核：物态为液态，其成分除铁镍外，可能还有碳、硅和硫；过度层：也为液态。内核：物态为固态，其成分

8、基本为纯铁。,地球的内部圈层地核,在上地幔的中上部80-220km存在一个由柔性物质组成的圈层称为软流圈（地震波的低速带），软流圈之上的固态岩石圈层称为岩石圈。,地球的内部圈层岩石圈,岩石圈,岩石圈的平均厚度约80km，平均密度为3.25g/cm3。地震波探测结果：大洋地区岩石圈厚度30-90km，大陆地区岩石圈厚60-150km，因此，岩石圈在水平方向是很不均匀的。,一、岩石圈的化学成分,克拉克值,指：地壳中元素的平均重量百分含量,元素的丰度值,指：地壳中元素的平均质量百分含量,二、矿物,定义：在各种地质作用中形成的，在一定地质条件和物理化学条件下相对稳定的自然元素单质或化合物。,三、岩石,

9、定义：在各种地质作用中形成的，在一定地质条件和物理化学条件下稳定存在的矿物集合体。 按成因可分为；沉积岩、岩浆岩和变质岩。,第二章 岩石圈,第四节、地质作用的概念,（一）内动力地质作用,（一）内动力地质作用,1.地壳运动（构造运动）：,由内力引起地壳或岩石圈物质的一种机械运动。,地壳运动的表现形式：升降运动（垂直运动）和水平运动。,升降运动：地壳物质在铅直方向的缓慢上升和下降运动。其结果产生海、 陆变迁势高低的改变等。,水平运动：地壳物质沿地球切线方向的运动。其结果使岩层产生褶皱 （挤压）、断裂、平移等。,地震：地球（特别是地壳）的快速颤动。强烈地震对地面产生严重的 破坏作用。,按地震产生的原

10、因可分为构造地震（地壳运动引起的地震），火山地震（火山活动引起的地震），陷落地震。,（一）内动力地质作用,4.岩浆作用 ：,地下深处原先已存在的岩石，由于温度、压力及化学活动性流体的作用，发生矿物成分、化学成分或结构与构造变化的地质作用,变质作用形成的岩石称为变质岩。如大理岩。,外力地质作用的能源主要来自太阳能，如太阳辐射能，它引起大气圈、水圈、生物圈的物质循环运动，形成风、流水、冰川等地质营力，从而产生各种地质作用，即外力地质作用。,（二）外力地质作用：,（二）外动力地质作用,外动力地质作用可分为下列类型：,1.风化作用,2.剥蚀作用,3.搬运作用,4.崩滑作用,5.沉积作用,6.固结成岩作

11、用,内外动力地质作用的关系,第三章 矿 物,第一节 矿物通论,肉眼识别：矿物的形态、颜色、光泽、透明度、硬度、解理或断口等。,第一节 矿物通论矿物的物理性质,一、矿物的光学性质,条痕,光泽,透明度,矿物的条痕是指矿物粉末的颜色 一般是将矿物在白色无釉瓷板上刻划后，观察其留下的粉末颜色。矿物的条痕可以消除假色、减弱他色，因而比矿物颜色更稳定。 应用对象：有色矿物 低硬度矿物（硬度条痕板）,2、矿物的条痕,3、矿物的透明度,定义：矿物的透明度是指矿物可以透过可见光的程度。,一般以0.001mm厚的矿物薄片透光的程度为标准，将矿物的透明度分为三级：,a.透明轮廓清楚,b.半透明仅见模糊阴影,c.不透

12、明什么都看不见,按照反射率的大小，光泽分为四级：,金属光泽,半金属光泽,金刚光泽,玻璃光泽,金属光泽 R25%。呈抛光金属般的光泽,半金属光泽 R=25-19%。呈未抛光金属般的光泽,金刚光泽 R=19-10%。如同金刚石般的光泽,玻璃光泽 R=10-4%。如同玻璃般的光泽,1、油脂光泽,2、蜡状光泽,3、丝绢光泽,4、土状光泽,第一节 矿物通论矿物的物理性质,二、矿物的力学性质,解理,断口,硬度,1、矿物的解理,定义：矿物受外力（敲打、挤压等）作用后，沿着一定的 结晶方向发生破裂，形成一系列光滑平面的性质,根据解理产生的难易程度，可将矿物的解理分成五个等级： A 极完全解理 矿物在外力作用下

13、极易裂成薄片。解理面光滑、平整。很难发生断口。如云母、石墨、辉钼矿等； B 完全解理 矿物在外力作用下，很容易沿解理方向裂成平面（但不成薄片）。解理面平滑。如方解石、方铅矿、萤石等； C 中等解理 矿物在外力作用下，产生明显的解理，但解理面不太连续和光滑，有断口。如白钨矿等； D 不完全解理 矿物在外力作用下，不易裂出光滑面，解理面小而不平整，易出现断口。如磷灰石0001及1010解理； E 极不完全解理 矿物受外力作用后，极难出现解理，多形成断口，一般称为无解理。如石英、黄铁矿。,解理的分级,矿物断口的形状主要有下列几种： 贝壳状断口 呈圆形的光滑曲面，面上常出现不规则的 同心条纹，形似贝壳

14、状。如石英和玻璃质体 参差状断口 参差不齐、粗糙不平，如黄铁矿、磷灰石 平坦状断口 断口虽粗糙，但棱角不很明显，如铝土矿 土状断口 土状矿物显此断口，如高岭石,2、矿物的断口,矿物受外力作用，在任意方向破裂所形成的凹凸不平的断面, 断口在晶体或非晶体矿物上均可发生 断口可用来作为鉴定矿物的一种辅助特征,第一节 矿物通论矿物的物理性质,二、矿物的力学性质,3、矿物的硬度,第一节 矿物通论矿物的物理性质,二、矿物的力学性质,定义：硬度是指矿物抵抗外来刻划、压入或研磨等机械作用的能力,相对硬度计摩氏硬度计（压入硬度）,滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石,a.低硬度 小

15、于指甲（5.5),简单硬度计,第二节 矿物各论,一、矿物的分类与命名,矿物的命名原则目前尚不统一。一般是以矿物的化学成分、物理性质、形态特点或结合两种特点而命名。此外，还有一些是以矿物的首先发现地或人名而命名。如：方解石、重晶石等。,习惯上把呈金属光泽或可以从中提炼金属元素的矿物称为*矿，如：黄铁矿。,把呈非金属光泽的矿物称为*石，如：方解石、滑石。,把可作宝石及工艺品的矿物称为*玉，如：软玉、和田玉。,第二节 矿物各论,第一大类 自然元素,银,具有工业意义的有：,金,目前已知的自然元素矿物约有90种，约占地壳重量的0.1%。,铜,铂,石墨,金刚石,硫,第二大类 硫化物及其类似化合物,硫化物是

16、金属或半金属元素与硫结合而成的天然化合物。 硫化物矿物已发现有300多种，约由26种造矿元素所组成，绝大多数是热液作用的产物；表生作用亦有产出。常形成具有工业意义的矿床,成因及产状,高温热液阶段主要形成辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂等,中温热液阶段形成黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿,低温热液阶段形成雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂等,在内生的岩浆作用的晚期，可形成Fe, Ni, Cu的硫化物，如基性超基性岩中的磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿组成的铜镍硫化物矿床。 绝大部分硫化物是热液作用的产物。在硫化物矿物的形成过程中，热液介质中的H2S起着重要的作用。通常认为温度约在400C，热液形成时硫在热液中呈H2

17、S气态分子状态，随着温度降低，热液中硫的溶解度增大，并由于溶解分子的增多，有利于电离，当在一定温度压力条件下，热液中S2-的浓度增大到一定程度时，与不同金属元素结构而形成各种不同的硫化物组成。,形态及物性：晶体常呈立方体或立方体与八面体的聚形。集合体呈粒状或致密块状。铅灰色，条痕灰黑色，金属光泽。不透明，立方体三组完全解理。硬度23。相对密度7.4-7.6，具弱导电性。,方铅矿（galena) PbS,闪锌矿（sphalerite) ZnS,形态：晶体常呈四面体，具有晶面条纹，集合体常为粒状或块状。,物理性质：颜色变化大,由无色到浅黄、棕褐至黑色，随成分中含Fe量的增加而变深。条痕为白色至褐色

18、，金刚光泽至半金属光泽；半透明至不透明。菱形十二面体（六组）完全解理。硬度3.54。相对密度3.94.2,不导电。,黄铜矿 CuFeS2,单晶少见，常为致密块状。黄铜色，表面常有斑驳的蓝、紫、褐色的锖色膜，条痕绿黑色，金属光泽。无解理。摩氏硬度34，性脆，比重4.14.3。 黄铜矿易被误认为黄铁矿和自然金，但以其更黄的颜色和较低的硬度与黄铁矿相区别，以其绿黑色的条痕、性脆及溶于硝酸与自然金相区别。在地表风化作用下，黄铜矿常变为绿色的孔雀石和蓝色的蓝铜矿,辉锑矿 Sb2S3,形态及物性：呈柱状、针状、束状、放射状集合体和柱状晶簇。铅灰色或钢灰色，表面常有暗蓝色锖色。金属光泽，不透明。平行柱面（一

19、组）解理完全，解理面上常有横纹（聚片双晶纹）；硬度22.5，相对密度4.514.6。,辉钼矿 MoS2,形态和物性：亮铅灰色，具0001极完全解理，板状、片状晶形,黄铁矿 FeS2,常有完好的晶形，呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。立方体晶面上有与晶棱平行的条纹，各晶面上的条纹相互垂直。集合体呈致密块状、粒状或结核状。浅黄（铜黄）色，条痕绿黑色，强金属光泽，不透明，无解理，参差状断口。摩氏硬度较大，达6-6.5，小刀刻不动。比重4.9-5.2。在地表条件下易风化为褐铁矿,形态与物性,第三大类 氧化物及氢氧化物,赤铁矿 Fe2O3,物理性质： 显晶质为刚灰铁黑色，隐晶质呈红色，土状者呈红褐

20、色。赤铁矿的条痕均为樱红色；金属或半金属或土状光泽，不透明，无解理；硬度5-6。,石英 SiO2,比重低（2.7），硬度大，玻璃光泽，无解理，但由于石英表面一般不平滑，呈油脂光泽。在各种地质条件下均可存在，而且抗风化能力强。,磁铁矿的化学成分为Fe3O4，晶体属等轴晶系的氧化物矿物。 单晶体呈八面体或菱形十二面体，集合体为致密块状或粒状。颜色为铁黑色，条痕呈黑色，半金属光泽，不透明，无解理，摩氏硬度5.5-6，比重4.8-5.3。具强磁性，是矿物中磁性最强的，能被永久磁铁吸引，中国古代的指南针“司南”就是利用这一特性制成的。,磁铁矿 Fe3O4,含氧盐矿物大类,橄榄石 （Mg,Fe)2SiO4

21、,晶体为短柱状，多呈粒状集合体。随Fe含量增多，可由浅黄绿色至深绿色，玻璃光泽，透明至半透明。解理中等或不完全，常具贝壳状断口，性脆。摩氏硬度6-7，比重3.3-4.4。橄榄石是组成上地幔的主要矿物，也是陨石和月岩的主要矿物成分。它作为主要造岩矿物常见于基性和超基性火成岩中。镁橄榄石还可产于镁夕卡岩中。橄榄石受热液作用蚀变变成蛇纹石。透明色美的橄榄石可作宝石。,石榴子石族 (garnet) A3B2SiO43,晶体形态呈菱形十二面体、四角三八面体或二者的聚形。集合体为粒状或块状。石榴石的颜色受成分影响，呈现多种颜色，有红、紫红、暗红、橙、黄、绿、褐、黑等色。晶面显玻璃光泽、金刚光泽，断口显油脂

22、光泽。透明至半透明。均质体，折光率1.74-1.88。不具多色性，没有双折射现象。硬度6.5-7.5，密度3.5-4.3克/立方厘米 。石榴石可以分成两个系列、六个主要品种：铁铝榴石系列（镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石）和钙铁榴石系列（钙铬榴石、钙铝榴石、钙铁榴石）。,普通辉石,普通辉石的化学成分为(Ca，Na)(Mg，Fe，Al，Ti)(Si，Al)2O6，晶体属单斜晶系的单链状结构硅酸盐矿物。 短柱状，横断面近八边体，集合体常为粒状、放射状或块状。绿黑至黑色，条痕无色至浅灰绿色，玻璃光泽（风化面光泽暗淡），近乎不透明。两组柱面中等解理，相交近直角（87或93）。摩氏硬度5-6，比重3.23-

23、3.52。,鉴定特征：绿黑色，八边形短柱状晶体，二组解理交角近直角。普通辉石是火成岩、尤其是基性岩、超基性岩中很常见的一种造岩矿物，在月岩中也很丰富，变质岩中偶有出现,普通角闪石,普通角闪石的化学成分为(Ca，Na)2-3(Mg2+，Fe2+，Fe3+，Al3+)5(Al，Si)4o11 (oH)2，晶体属单斜晶系的双链状结构硅酸盐矿物。 晶体呈长柱状，横断面为近菱形的六边体，集合体常呈粒状、针状或纤维状。绿黑至黑色，条痕浅灰绿色，玻璃光泽，近乎不透明。两组柱面解理完全，交角为124或56。摩氏硬度5-6，比重3.1-3.4。,鉴定特征：晶体长柱状，横断面菱形，绿黑色，二组解理，交角124。普

24、通角闪石是火成岩和变质岩的主要造岩矿物。普通角闪石可做铸石原料中的配料,滑石Talc Mg3Si4O10(OH)2,鉴定特征：根据浅色，低硬度（指甲可刻划），具滑感，一组极完全解理等特征，可与叶腊石、块状蛇纹石等外表相似的矿物相区别。滑石是热液蚀变矿物。富镁矿物经热液蚀变常变为滑石. 滑石广泛用于造纸、陶瓷、橡胶、油漆、耐火器材、纺织、染料、铸造及制药等工业。质软、滑腻、光泽柔和的块状滑石用于雕刻工艺品材料,属三斜晶系的层状结构硅酸盐矿物。假六方片状单晶少见，一般为致密块状、叶片状、纤维状集合体。白色或各种浅色，脂肪光泽（块状）或珍珠光泽（片状集合体），半透明。硬度1，比重2.6-2.8。一组

25、极完全解理，薄片具挠性,有滑感.,白云母Muscovite K Al2AlSi3O10(OH)2 为无色及浅灰、浅黄、浅绿等色。呈细小鳞片状、具丝绢光泽的异种称绢云母。 金云母Phlogopite KMg3AlSi3O10(OH)2 黄褐色或金黄色，解理面上常具有半金属光泽。 黑云母Biotite K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2 黑、绿黑或褐黑色。 白云母和金云母可作为绝缘材料，广泛用于电器、电子等工业生产,正长石Orthoclase,正长石的化学组成是KAlSi3O8，晶体属单斜晶系的架状结构硅酸盐矿物。正长石是钾长石的亚稳相变体，钾长石和钠长石不完全类质同象系列。 短柱状或厚

26、板状晶体，常见卡斯巴双晶、巴温诺双晶和曼尼巴双晶，集合体为致密块状。肉红或浅黄、浅黄白色，玻璃光泽，解理面珍珠光泽，半透明。两组解理（一组完全、一组中等）相交成90。摩氏硬度6，比重2.56-2.58。900以上生成的无色透明长石称透长石。,正长石广泛分布于酸性和碱性成分的岩浆岩、火山碎屑岩中，在钾长片麻岩和花岗混合岩以及长石砂岩和硬砂岩中也有分布。正长石是陶瓷业和玻璃业的主要原料，也可用于制取钾肥。,斜长石Plagioclase,斜长石属于NaAlSi3O8（Ab）-CaAl2Si2O8（An）类质同象系列的长石矿物的总称，共分为6个矿物种：钠长石、奥长石、中长石、拉长石、倍长石和钙长石。,

27、晶体属三斜晶系的架状结构硅酸盐矿物，多为柱状或板状，常见聚片双晶，在晶面或解理面上可见细而平行的双晶纹。白至灰白色，有些呈微浅蓝或浅绿色，玻璃光泽，半透明。两组解理（一组完全、一组中等）相交成8624，故得名斜长石。摩氏硬度6-6.5，比重2.6-2.76。斜长石广泛分布于岩浆岩、变质岩和沉积碎屑岩中。斜长石是陶瓷业和玻璃业的主要原料，色泽美丽者可作宝玉石材料，如日光石,碳酸盐矿物,化学成分为CaCO3，晶体属三方晶系的碳酸盐矿物。晶体常为菱面体，集合体多呈粒状、块状、钟乳状、鲕状、纤维状及晶簇状等。通常为无色、乳白色，含杂质则染成各种颜色，有时具晕色，其中无色透明的晶体称冰洲石，玻璃光泽。硬

28、度3，比重2.6-2.9，三组完全菱面体解理，故名方解石，性脆。遇冷稀盐酸剧烈起泡，放出CO2。鉴定特征：菱面体完全解理，硬度不大，加稀盐酸剧烈起泡。方解石在冶金工业上用做熔剂，在建筑工业方面用来生产水泥、石灰。冰洲石是制作偏光棱镜的高级材料。,方解石Calcite,硫酸盐矿物,化学组成为BaSO4，晶体属正交（斜方）晶系的硫酸盐矿物。 常呈厚板状或柱状晶体，多为致密块状或板状、粒状集合体。质纯时无色透明，含杂质时被染成各种颜色，条痕白色，玻璃光泽，透明至半透明。三组解理完全，夹角等于或近于90。摩氏硬度3-3.5，比重4.3-4.6。鉴定特征：板状晶体，硬度小，近直角相交的完全解理，密度大，

29、遇盐酸不起泡，并以此与相似的方解石相区别。重晶石主要形成于中低温热液条件下，重晶石是提取钡的原料，磨成细粉可作钻探用的泥浆加重剂，又可做各种白色颜料、涂料以及橡胶业、造纸业的填充剂和化学药品等。,重晶石Barite,卤化物矿物大类,萤石 CaF2,物理性质： 晶体呈立方体和八面体，常成双晶，萤石也以块状、粒状和致密状集合体产出。颜色多变化，从紫色、绿色、无色、白色、黄色到粉红色、红色、蓝色和黑色等，条痕白色。透明到半透明，玻璃光泽。断开后，形成完全八面体解理，并在立方体晶体的各个角上开成三角面。硬度为4 .在紫外光下发强烈萤光 .,第四章 岩浆作用与岩浆岩,第一节 岩浆与岩浆作用,一、基本概念

30、,岩浆（magma） 是指在地壳深处或软流圈内形成的一种炽热的、粘度较大的、富含挥发分硅酸盐熔融体。,岩浆的类型 通常根据岩浆中SiO2 含量将其分为四类： 超基性岩浆(SiO2 45) 基性岩浆(SiO2 45-52) 中性岩浆(SiO2 52-65) 酸性岩浆(SiO2 65) 。,岩浆的温度 700-l300 。,酸性岩浆温度较低，一般为700-900 超基性和基性岩浆温度较高，一般为l 000-l 300 中性岩浆则介于二者之间。,岩浆作用 岩浆的运移、对流、演化、冷却直至最后冷凝成岩的全过程,岩浆岩 岩浆冷凝形成的岩石。,侵入体: 离开岩浆源运移到地壳内不同深度的岩浆，随着温度和压力

31、的降低而结晶、冷凝形成的岩石，称为侵入岩，由侵入岩构成的地质体称为侵入体(岩体)。,围岩:侵入体周围原有的岩石。,接触带:侵入体与围岩接触的部位。,(一)侵入体的产状,、不整合侵入体,岩基,岩株,岩墙,岩脉,2、整合侵入体,岩盆,岩床,岩鞍,岩盖,(二)侵入岩的相,浅成相,中深成相,超深成相,1、浅成相：0-3km，因冷却快，岩石呈细晶、隐晶质或斑状结 构，常具有流动构造或角砾构造，一般为小型侵入体。,2、中深成相：3-10km，中-粗粒结构或似斑状结构，其边缘可为细粒 结构，内部为块状构造，边缘可有流动构造。,相：环境+产物,3、超深成相：10km，多成大型岩基产生。,岩浆岩中矿物共生组合规

32、律,岩浆岩的结构构造,结构（texture）是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自型程度以及它们之间的相互关系等；,1、岩浆岩的结构,构造（structure）是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他组成部分之间的排列和充填方式等。,2、岩浆岩的构造,（一）岩浆岩主要的结构类型,1、按结晶程度分,a 全晶质结构：,岩石全部由矿物的晶体组成，不含玻璃质。全晶质结构是岩浆在温度变化缓慢的条件下结晶而成，主要见于侵入岩，特别是深成岩中。,b 半晶质结构：,岩石由结晶物质和少量玻璃质组成，多见于浅成岩或部分喷出岩中。,c 玻璃质结构：,岩石几乎全部由天然玻璃质组成，玻璃质结构是由于岩浆

33、温度快速下降，各种组分来不及结晶即冷凝而形成，主要见于喷出岩或部分超浅成侵入岩中。,2、按矿物颗粒大小分,A 显晶质结构：,矿物晶粒肉眼或放大镜(20倍)下可以分辨的结构。其中按颗粒大小又分为伟晶（颗粒直径10mm），粗粒（5-10mm）、中粒（2-5mm）、细粒（0.1-2mm）和微粒（0.1mm）等结构。,B 隐晶质结构：,C 按相对大小分：,等粒结构、不等粒结构 和斑状及似斑状结构,矿物颗粒非常细小，肉眼和放大镜下不能分辨的结构。,D 按矿物颗粒的相互关系分：,文象结构和条纹结构,（一）岩浆岩主要的结构类型,（二）岩浆岩主要的构造类型,1、块状构造,一种均匀的构造，矿物排列无次序和方向。

34、,2、斑杂构造,是一种不均匀构造，岩石的不同组成部会在结构和成分上有显著差异，主要是由于岩浆与围岩之间不彻底同化混染作用或与另一种成分不同的岩浆发生岩浆混合作用以及各种成因岩石包体、残留体、残留晶的存在所造成的。,3、条带构造,一种不均匀的构造，表现为颜色或看粒度不同的矿物相间排列，成带出现，多见于基性岩中，是由于结晶条件周期性变化或由于同化混染而成。,4、流纹构造,表现为不同颜色和结构的条带以及浆屑和斑晶或拉长气孔等的定向排列。常见于流纹岩中，故名。,5、气孔和杏仁构造,6、枕状构造,熔浆自海底溢出或流入海底，与海水作用常形成枕体。枕体与枕体之间常被海洋沉积物所充填。这种构浩多见于拉斑玄武岩

35、及细碧岩中。,花岗岩流纹岩类（酸性岩类）,外动力地质作用,风化作用,剥蚀作用,搬运作用,沉积作用,硬结成岩作用,物理风化作用,化学风化作用,生物风化作用,风的吹蚀作用,地面流水的侵蚀作用,地下水的潜蚀作用,湖水的冲蚀作用,冰川的刨蚀作用,风的搬运作用,地面流水的搬运作用,地下水的搬运作用,湖水海水的搬运作用,冰川的搬运作用,风的机械沉积作用,地面流水的机械、化学沉积作用,地下水的机械、化学沉积作用,湖水海水的机械、化学、生物沉积作用,冰川的沉积作用,压实作用,胶结作用,重结晶作用,第五章 外动力地质作用与沉积岩,一、沉积岩的矿物成分特征,1、在岩浆岩中缺乏的一些矿物，如粘土矿物等，在沉积岩石中

36、却大量存在，表明它们是在风化沉积作用中新生的，可称为自生矿物。,2、在沉积岩中缺乏的一些矿物，如钙长石、橄榄石等，在岩浆岩中则是重要的造岩矿物，表明这些矿物在风化阶段基本上被分解而难以保存下来。,3、石英、白云母等矿物在岩浆岩和沉积岩中均较多，表明它们在较高温环境和表生环境中都能适应，其中以石英最为稳定。,4、由生物作用形成的有机物质是沉积岩所特有的。,二、沉积岩的主要构造,沉积岩的构造是指岩石各个组成部分的空间分布和排列方式显示出来的形貌特征。沉积岩区别于岩浆岩之处是沉积岩普遍具有层状构造。,1、沉积岩构造的分类,二、沉积岩的主要构造,2、层理,层理是由组成岩层的物质在垂直层面方向上递变而产

37、生的原生层状构造。在垂直于沉积物表面的方向上以沉积物的成分、颜色、粒度等的变化而显示出来。根据沉积物的特征，可以分析判断沉积介质的特征和沉积环境。,层理的结构素语,纹层：成分单一的微薄片,层系：结构和产状相似的纹层,层系组：在相似环境下形成的 层系的组合，代表一 套层理的基本单元,层面：层系组间的界面,其中： A纹层 B层系 C层系组,二、沉积岩的主要构造,3、层理的主要类型,水平层理,平行层理,波状层理,斜层理,粒序层理,1、概念,沉积岩的结构 是指其组成物质的形状、大小、结晶程度及组合方式等。,碎屑结构,泥质结构,晶粒结构,生物结构,2、沉积岩的结构类型,a.砾2mm b.砂2-0.05m

38、m c.粉砂0.05-0.005mm,0.005mm,三、沉积岩的主要结构,四、沉积岩的颜色,沉积岩的颜色可分为原生色和次生色。原生色一般反映了岩石的特有组分和沉积环境。,五、沉积岩的分类,（二）陆源碎屑岩个论,1、砾岩类,角砾岩,2、砂岩类,底砾岩,3、粉砂岩类,4、泥质岩类,泥岩与页岩,第八节 自生沉积岩大类,一、碳酸盐岩类,碳酸盐岩是以钙、镁碳酸盐矿物为主组成的沉积岩。主要的岩石类型有以方解石为主的石灰岩和以白云石为主的白云岩。,1、矿物成分,有三类：碳酸盐矿物、非碳酸盐的自生矿物和陆源矿物,2、结构,a. 粒屑结构,b. 晶粒结构,c. 生物骨架结构,3、构造,a. 叠层构造,b. 鸟

39、眼构造,一、碳酸盐岩类,4、分类和命名,第六章 变质作用与变质岩,第一节 变质作用的原理,一、变质作用的概念,变质作用是各种岩石基本上在固态下受到内动力地质作用，发生矿物成分和结构、构造的变化而形成一种新岩石的过程。,变质作用与岩浆作用和风化作用的区别为：岩浆作用是高温、高压，使原岩从固态转变成熔融的液态后。风化作用是地表岩石在常温、常压下，主要由外动力引起的各种变化。,变质作用的结果，是使一种岩石转变成另一种新的岩石。新形成的岩石无论是岩石的矿物成分、结构、构造，均可与原岩不同，这种新的岩石称为变质岩。,第六章 变质作用与变质岩,第一节 变质作用的原理,二、变质作用的控制因素,温度 是变质作

40、用的基本因素，多数变质作用都是在温度升高条件下进行的。变质作用的温度范围从150200，直到700900。,压力 变质压力可以从上百GPa到上千Gpa。根据压力的作用特征分为静压力、流体压力和静力。,化学活动性流体 流体以HO与CO为主，溶解了许多易挥发的物质及SiO等许多矿物质。,时间 只有充足的时间才能使变质作用对原岩作有效的改造，形成各种变质岩。,第六章 变质作用与变质岩,第一节 变质作用的原理,一、变质作用的方式,重结晶作用 指岩石在固态状态下，在变质过程中，同种矿物颗粒不断增大，相对大小逐渐均匀化，颗粒外形变得较规则的变化过程。重结晶作用不形成新矿物。,变质反应或重组合作用 指在原岩

41、总体化学成分基本不变化的条件下，形成新矿物或新矿物组合的作用。,第六章 变质作用与变质岩,第一节 变质作用的原理,一、变质作用的方式,交代作用 指化学活动性强的流体与固体岩石之间发生物质置换与交换作用，产生新矿物，岩石总体化学成分发生变化。,变形与碎裂作用 岩石在应力作用下可产生多种变形行为。包括弹性变形、塑性变形和破裂变形。,例如 KAlSi3O8(钾长石)+Na+ NaAlSi3O8 (钠长石) +K+,第六章 变质作用与变质岩,第二节 变质作用的类型,接触热变质、气-液变质作用、动力变质作用、区域变质作用、混合岩化作用,第六章 变质作用与变质岩,一、接触变质作用,在岩浆岩体与围岩接触带上

42、，主要由岩浆活动所带来的热量及活动性流体所引起的变质作用。,第二节 变质作用的类型,第六章 变质作用与变质岩,二、动力变质作用,指在构造变形、变位过程中所产生的定向压力的作用下，使岩石发生变形、破碎以及伴随的重结晶等作用。这种变质作用主要发生在相邻的两个岩石块体之间发生相对错动的接触面附近。这种接触面被称为断层或断裂带。,第二节 变质作用的类型,第六章 变质作用与变质岩,三、气-液变质作用,指在化学活动性流体的参与下，岩石中某些活动性组份之间发生的一种交代作用，也称气成水热变质作用。常发生于一些热液矿床或矿脉周围以及侵入体与围岩的接触带上，前者称围岩蚀变，后者称接触交代变质作用。除流体外，温度

43、、组分的化学势是主要的控制因素，交代作用和变质反应是其主要是变质方式。,第二节 变质作用的类型,第六章 变质作用与变质岩,四、区域变质作用,在大区域范围内发生，并由温度、压力及化学活动性很强的流体等多种因素，共同引起的一种变质作用。区域变质作用影响的范围可达数千至数万km以上，影响深度可达30 km以上，温度在200-800之间。,第二节 变质作用的类型,第六章 变质作用与变质岩,五、混合岩化作用,是一种介于高度变质作用和岩浆作用之间的地质作用。地壳深部高级变质岩发育区，由于温度、压力的增高及流体的参与，一些变质岩能熔融产生相当数量的花岗质熔体，这种现象称为深熔作用。当熔融程度很高时可产生花岗

44、质岩浆，冷凝后便形成典型的花岗岩；如果熔融程度低（只有部分熔融）则出现部分属花岗岩质、部分属原变质岩的混合岩石，称为混合岩。,第二节 变质作用的类型,第六章 变质作用与变质岩,（一）变余结构,在变质作用过程中，由于变形和重结晶作用不强烈，原岩的矿物成分和结构特征没有被彻底改造，原岩的结构特征部分地被保留下来，形成变余结构，也称残留结构。 变余结构总的特点是：外貌上具原来沉积岩或岩浆岩的结构特征，而矿物成分上则表现出一些变质矿物的特点，许多情况下也保留了一些原岩矿物的特点。,第三节 变质岩的特征,石英岩的变余碎屑结构,第六章 变质作用与变质岩,第三节 变质岩的特征,（二）变晶结构,变晶结构是由重

45、结或重组合作用形成的全晶质结构，无玻璃质，矿物多呈定向排列。 变晶结构按矿物结晶粒度大小可分为： 粗粒变晶结构 主要矿物粒径 3mm； 中粒变晶结构 主要矿物粒径 3-1mm； 细粒变晶结构 主要矿物粒径 1-0.1mm； 显微变晶结构 主要矿物粒径 0.1mm。,第六章 变质作用与变质岩,第三节 变质岩的特征,（二）变晶结构,还可以按矿物形态特点将变晶结构分为：,等粒粒状变晶结构,角岩结构,斑状变晶结构,鳞片变晶结构,鳞片粒状变晶结构,纤状变晶结构,第六章 变质作用与变质岩,第三节 变质岩的特征,（三）破碎结构,角砾状结构 常见有断层带中的断层角砾岩。 碎裂结构 由脆性变形形成。主要表现为矿

46、物的压碎和裂开。因压碎和裂开的强度不同，矿物常可分为大小两群碎斑和碎基。碎斑以不规则的破碎边缘、较多的裂隙、波状消光及边缘颗粒化为特征。碎基粒度很小，甚至可是超显微的矿物粉末状。碎粒较为均匀时称碎裂结构；由碎斑和碎基构成时称碎斑结构。 糜棱结构 糜棱结构是岩石破碎物经动态重结晶作用形成的一种结构。在显微镜下观察碎斑具显微破裂、压扁和定向排列，碎基有明显的韧性流动迹象。,第六章 变质作用与变质岩,第三节 变质岩的特征,（四）交代结构,指岩石中原有矿物或矿物集合体被新的矿物或矿物集合体所取代的现象。是交代作用形成的，在交代过程中有物质成分的交换和结构的改组。 交代结构的一般特点是： 矿物颗粒的形态

47、复杂多样，边缘多为港湾状等不规则形状； 矿物粒度变化大； 同种矿物的不同颗粒，甚至同一颗粒的不同部分，其成分、光性等性质变化明显，且这种变化多是渐变的；,第六章 变质作用与变质岩,四、变质岩的构造,变质岩的结构是指变质岩中矿物的空间分布特点和排列状况,第三节 变质岩的特征,（一）变余构造,变质作用对原岩构造改造不彻底使原岩构造的某些特点得以保留，构成变余构造。常见的有变余层理构造，变余杏仁构造、变余枕状构造、变余流纹构造等。,第六章 变质作用与变质岩,四、变质岩的构造,第三节 变质岩的特征,（二）变成构造,指变质作用过程中由重结晶和变质结晶作用形成的构造。常见类型有： 斑点状构造 为接触变质初

48、期形成的斑点板岩所特有。特点是岩石中分布一些形状不一、 大小不等的由碳质、铁质物或红柱石、堇青石、云母等的雏晶集合体组成斑点。 板状构造 变质泥岩等柔性岩石受压力作用形成的一种构造。特点是岩石具有相互平行的破裂面（劈理面），如同板状，破裂面上有时有微晶绢云母、绿泥石等矿物，但岩石基本没有重结晶，新生矿物很少。 千枚状构造 是一种低级定向构造。微片理面上因绢云母、绿泥石密集排列而有强烈的丝绢光泽。岩石重结晶程度不高，矿物肉眼难辨，镜下见较多新生矿物如绢云母、绿泥石、微粒石英等密集定向排列，也常呈微褶皱状。 片状构造 岩石中含较多的片柱状矿物，连续定向排列构成片理。片理可较平直、也可成波状弯曲甚至

49、强烈揉皱。岩石重结晶和变质结晶程度较高，肉眼可辨认矿物种类，常发育变斑晶。,第六章 变质作用与变质岩,四、变质岩的构造,第三节 变质岩的特征,（二）变成构造,片麻状构造 岩石主要由粒状浅色矿物组成，少量片状及柱状暗色矿物断续定向排列。或者这些柱状及片状矿物集结成宽度和长度都不大的薄透镜体断续定向排列。 条带状构造 不同变质矿物呈条带状定向分布。 块状构造 岩石中矿物成分和结构都很均匀，不显示定向排列。,第四节 变质岩的类型,动力变质岩,动力变质岩是原有各种岩石在应力作用下发生不同程度的破裂、粉碎或塑性变形及重结晶所形成的岩石。它具有一定的组构。有时由于机械能所转变的热及岩石中流体的影响，可能在

50、一定的化学变化而形成新矿物。 动力变质岩主要产出于断层带、剪切带，在野外常呈带状分布。,原意是指由脆性破碎和研磨而成的细粒条纹状岩石。糜棱岩是在较高温度及负荷压力下，以塑性变形为主而形成的岩石，糜棱岩具三个基本特征：粒度减小；出现在较窄的带内；具增强的页理或/和线理,糜棱岩,接触变质岩,大理岩,完全由方解石或白云石组成的岩石，具粒状变晶结构，其它矿物有透闪石、透辉石、橄榄石、金云母和方柱石等,接触变质作用是伴随岩浆作用而发生的，主要发生于岩浆岩体周围接触带上。岩浆岩体围岩受岩浆所散发的热量及挥发份的影响，发生变质结晶和重结晶，形成一系列具新的矿物组合及组构的岩石 P-T条件：温度较高和压力较低。高地热梯度（60/km），温度范围为300-800，压力为百分之几GPa至0.3GPa。多发生于地壳较浅部 矿物成分：多出现高温低压矿物，如红柱石、堇青石、硅灰石、透长石等 组构：一般具定向，多为块状。结构上以角岩结构及斑状变晶结构为主,气、液变质岩,原岩大多为碳酸盐。矽卡岩是在中酸性侵入岩与钙镁质