地质学资料

第二章 地球的基本特征 一、地球表面的一般特征

地球表面高低起伏。71％的面积为海域，29％的面积为陆地。海洋主要分布在南半球，陆地主要在北半球，而且非洲、南美洲、北美洲、大洋洲、欧洲等大陆的形状均为尖端向南的倒三角形。另外，大西洋东西两岸的海岸线形状十分吻合。 大陆平均海拔高度800m(0.8km)，最高8844.43m(8.8km)（珠穆朗玛峰）。 大洋底平均深度3700多米(3.7km)，最深11034米(11km)（马里亚纳海沟）。 若将地球表面地形拉平，则地球表面位于现在的海平面以下2.44km。 地球的基本参数

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赤道半经为6378.1km 平均半经为6371km 扁率为 1/298

最高峰-珠峰高为8844.43m

最深的海沟－马里亚纳海沟深为－11034m

赤道一带稍微凸出，南北半球也不对称，加上表面凹凸不平，地球是一个不规则的旋转椭球体 基本上仍是一个圆球

二、大陆表面的形态（陆地地形）

按照高程和起伏特征，大陆表面可分为山地、丘陵、平原、高原、盆地、洼地、裂谷系统。 1．山地：海拔高程>500m（高）、相对高差>200m（起伏大）的地区。 ——3500—————1000———500——— 高山 中山 低山

2．丘陵：地表起伏不大、山峦林立的低矮地形。一般海拔

3．平原：地势宽广较平坦，四周为山岳，或山地与海洋之间。如华北平原、松辽平原。 低平原---海拔

4．高原：海拔600m以上的宽广地区。四周为陡崖。世界上最高的青藏高原，海拔4000米以上。 5．盆地：四周为高原或山地。中央低平(平原或丘陵)。四川盆地、柴达木盆地。

6．洼地：高程在海平面以下的低洼区。吐鲁番盆地中的艾丁湖湖水面比海平面低150m，称克鲁泌洼地。

7．裂谷系统：东非裂谷为一系列峡谷和湖泊组成，位于高原上。 (大陆)裂谷是指大陆上巨型线状低洼谷地，这是地壳上被拉张而裂开的地区。

三、海底表面的形态(海底地形)

根据海底地形的基本特征，把海底分为大陆边缘，大洋盆地和洋中脊三个单元。 (一)大陆边缘：大陆与大洋连接的边缘地带，占海底总面积的1/5。

1．大陆架--大陆在水下自然延伸的部分，围绕大陆的浅水海底平原。表面平坦，坡度

2．大陆坡--大陆架外缘坡度变陡，平均4.3°，最大20°，这一斜坡直到深海底，这就是大陆坡。坡脚深度1400--3200米。

大陆坡常有海底峡谷横切，呈"V"字形，两岸很陡。

3．大陆基--大陆坡与大洋盆地的过渡地带，坡度缓。

4．海沟--岛弧系，海沟--山弧系。 (二) 大洋盆地

海洋主体，占大洋面积一半(45%)，水深主要4000--5000m，也称深海盆地。深海盆地中最平坦的部分称深海平原。

深海平原中可见到范围不大，地形比较突出的孤立高地，称海山。露出水面称海峰。夏威夷群岛为一系列海峰。 海山顶部被海浪削平，位于水下，称海底平顶山。

大洋盆地中较宽阔的隆起区，称海底高地(海底高原)。海底的山脉(长条状隆起区)，无地震活动的，称海岭。 (三)洋中脊

洋中脊是位于大洋中间，经常发生地震，正在火山活动的海岭。洋中脊是大洋中央的巨大"山脉"，延伸于四大洋，连绵数万公里 。占大洋面积1/3。

大西洋中脊，中央部有一巨大的裂谷， 称中央裂谷。陡，宽数十公里，深1--2km。 第二节 地球的内部圈层 2.1 地球内部的透视

人类对自然界的观察:肉眼观察,借助仪器观察,借助其他手段推断

 1849年英国科学家斯托克斯（G.H.Stokes）证实地震时产生两种弹性波，由地内向外释放能量。  透视地球内部靠的是地震波，它们是迄今为止、仅有的能穿越地球内部的旅行者。

 可以把一次地震比作一盏灯，它点燃的时间很短，却为我们照亮了地球的内部，使我们了解到在地球内部发生了些什

么„„-------伽里津（地球物理学家） 体波（在物体内部传播）

纵波：纵波的速度快总是领先，又称P波 横波：横波滞后，又称S波

 面波（在介质表面传播）  对固体地球表面的破坏最强

各种弹性波的传播速度不同

如果记录表明地球的某个部位S波不能通过，说明这里的物质不是固体。因为S波只能在固态物质中传播。 P波传播时只引起物质疏密的变化，不要求物质具有固定的内部结构，因此在气、液或固态物质中都可以传播。 2.2 地球内部圈层划分

根据地震波传播速度的突然变化，先后发现地球内部存在着七个显著的地震波不连续面。 其中最主要的不连续界面有2个，称一级界面，分别为：莫霍面 和古登堡界面

 一级不连续界面

A 莫霍洛维奇界面（简称莫霍面）

1909年克罗地亚学者莫霍洛维奇（A.Mohoroviche）发现在莫霍面上下，纵波速度从7.6km/s迅速增加到 8.0km/s左右；横波速度则从4.2km/s增加到 4.4km/s左右。莫霍面出现的深度，全球平均为33km，在大洋之下平均仅为7km。莫霍面之上称为地壳；之下称为地幔。 B 古登堡界面

1913年由美籍德裔学者古登堡（B.Gutenberg）发现在此不连续面上下，纵波速度由13.32km/s突然降低为8.1km/s；横波速度从7.11km/s到突然消失。此界面位于地下2900km深度。此界面之上到莫霍面称为地幔。此界面之下到地心，称为地核。

另外在上地幔内部（即B层内），还存在一个地震波的低速层，其深度一般在地表之下60km-250km之间。在低速层内，地震波速反而比上部减少5－10％左右，这表明此处岩石强度较低，可能局部熔融。低速

分（包括地壳和上地幔顶部）称为岩石圈。

地壳厚度（深度）在大洋地区和大陆地区不同 大陆区 陆壳 厚20－70公里 平均33km 大洋区 洋壳 厚5－10公里 平均7km

 康拉德界面———仅存在于陆壳中（1925年发现），是次一级界面，深约10km。  界面之上，岩石平均密度2.67，花岗岩质，称硅铝层 Si-Al  界面之下，岩石平均密度2.9，玄武岩质，称硅镁层 Si-Mg  康拉德界面在横向上是不连续界面

 莫霍面以上的地球表层，其厚度变化在5－70km之间。平均约为33km，约占地球半径的1/400，占地球总体积的1.55％，

占地球总质量的0.8％。

 地壳物质的密度一般为2.6－2.9g/cm。地壳为固态岩石所组成，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩三大岩类。  地幔 莫霍面与古登堡面之间的一个巨厚圈层。其厚度约2850km。平均密度为4.5g/cm。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1000km，平均密度为3.5g/cm3，成分主要为含铁镁质较多的超基性岩。

 下地幔：地下1000km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。

 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9.7～13g/cm。其成分以铁镍物质为主．根据

其状态可分为外核和内核。

 外核：物态为液态，其成分除铁镍外，可能还有碳、硅和硫；  内核：物态为固态，其成分为铁镍物质。

第三节 地质作用及其能量来源

3.1 地质作用

地质作用——作用于地球的自然力使地球的物质组成、内部构造和地表形态发生变化的作用 地质营力——引起地质作用的自然力 自然动力根据其能量来源分为：

 内动力（内生动力，内营力）  外动力（外生动力，外营力）

 内动力地质作用——由于地球内部能源（自转能，

重力能，放射性元素蜕变产生的热能等），在地壳深处产生的动力，作用于整个地壳（包括地表和深处）的作用。

 外动力地质作用——大气、水和生物在太阳辐射能、

日月引力能及地球重力能的影响下产生的动力，作用于地壳表层的各种作用。 各种地质作用（内、外）

一方面不断形成新的物质成分（矿、岩）、地质构造和地表形态。 另一方面又不断破坏原有的物质成分（矿、岩），地质构造和地表形态。 破坏——建设——再破坏——再建设循环反复促使地壳不断变化和发展。

正如论述人类社会的发展历史，可以社会发展的主要事件，作为时间的概念。类似于社会年代，对整个地球发展演化的历史，对地质历史，对地质历史中发生的地质事件的论述、记述、研究也需要一套相应的地质年代

地质年代

相应年代（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）

3

3

3

A、相对年代的确定方法

1.地层学方法（地层层序律）：沉积岩的原始沉积总是一层一层叠置起来的，它们存在着下伏沉积一定早于上覆沉积的相对新老关系。

2.古生物学方法（生物层序律）：生物演化是由简单到复杂，由低级到高级，生物种属由少到多，而且这种演化和发展是不可逆的。因而，各地质时期所具有的生物种属、类别是不相同的。时代越老，所具有的生物类别越少，生物越低级，构造越简单；时代越新，所具有的生物类别越多，生物越高级，构造越复杂。因此，在时代较老的岩石中保存的生物化石相对较低级，构造较简单；而在时代较新的岩石中保存的生物化石相对较高级，构造较复杂。 3.构造地质学方法：地壳运动和岩浆活动的结果，使不同时代的岩层、岩体和构造出现彼此切割穿插关系，利用这些关系也可以确定岩层、岩体和构造的形成先后的顺序。

1-石灰岩2-花岗石 3-夕卡岩4-闪长岩5-辉绿 6-砾岩

B、绝对年代的确定方法

人们很早就一直在探索测定岩石年龄（绝对年代）的方法，直到放射性元素发现之后，才找到了令人信服的有科学依据的测年方法————同位素测年

卢瑟福1903年提出放射性元素的原子会蜕变，即自行分裂为另外的原子，并在以后的实验中得到证实。 地球年龄：

46亿年

1973年在格陵兰发现的，年龄为

38亿年。 1983年又在澳大利亚找到几粒年龄为41 －

42亿年的矿物颗粒。

1992年初，科学家在鞍山市的陈台沟发现了距

今38

亿年的“糜棱岩化花岗片麻石”。

1992年地质学家在加拿大黄刀镇附近的一个小岛上找到形成于距今

40.1亿年前的岩石，该岩石属片麻岩。

3.3 地质年代表

地质时代单 （time）时代地层单位 (space)

宙 ————————宇

代 ————————界

纪 ————————系 世 ————————统 期 ————————阶

第三章－（一） 矿 物 地壳元素构成

 构成地壳物质的基本单元就是化学元素。

 其中在地壳中含量最高的前十种元素是：氧、硅、铝、铁、钙、 镁、钠、钾、钛、氢；其中前八种元素就占了地

壳物质重量的98%以上。

美国化学家克拉克根据大陆地壳中的5千多个岩石、矿物、土壤和天然水的样品分析数据，于1889年首次算出元素在地壳中的平均含量数值(重量百分比) 。后人为了纪念克拉克，将元素在地壳中的重量百分比称为克拉克值。 第一节 矿物的基本特性 一、矿物的概念

矿物：在各种地质作用下形成的、具有一定化学成分和 物理性质 的均质物体，是组成岩石的基本单位。 岩石：矿物的集合体称为岩石。（岩石是混合物）  人造矿物不属于地质学范畴;

 具有一定化学成分（每种矿物有较稳定的化学成分）;  绝大多数矿物是固态，极个别液态（Hg）;

固体矿物分为晶体和非晶体;

矿 物 种 数随着人类认识自然界的能力提高发现的矿物种类增多 从20世纪初的2000多种20世纪90年代的5000多种 1、晶体——内部质点（原子、离子）在三维空间周期性 重复排列（即有序排列）的固体。

晶体中各质点间的结合力就是化学键，包括离子键、共价键、金属键 (1)由于质点呈有序排列，晶体内部就具有格子状结构，称为晶体结构。

(2)不同晶体，其质点的种类不同，质点的排列方式和间距不同，因而具有不同的晶体结构。

(3)同质多像：相同化学成分的物质在不同的地质条件 (如T，P)下可以形成不同的晶体结构，从而成为不同的矿物。如碳原子可以形成金刚石或石墨，它们的性质极不相同，金刚石是无色透明的最硬的矿物，石墨是黑色不透明的最软矿物。 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破坏其晶体结构，此种现象称为类质同像。如橄榄石(Mg，Fe)2[SiO4]中Mg与Fe就是质同像替代关系。钠长石Na[AlSi3O8]和钾长石K[AlSi3O8]在高温时可以形成类质同像混晶，低温分解成条纹长石。

(4)由于内部质点排列规则，故在生长条件良好(速度缓慢且有足够生长空间)的情况下，它们能长成规则的几何多面体外形。 晶面：包围晶体的平面称晶面。

几何多面体的外形就是格子构造在宏观上的反映。如石盐NaCl常呈立方体，白云石CaMg(CO3)2常呈菱面体，磁铁矿Fe3O4呈八面体；它们分别由六个正方形的晶面，6个菱形的晶面，8个等边三角形的晶面构成的。 2．非晶质体: 通常是指内部质点既不呈规则排列(无格子状构造)，也无几何多面体外形的固体。

 由胶体粒子(一个胶体粒子包括一个或多个分子)凝聚而成的胶凝体就属于非晶体，如蛋白石（SiO2﹒nH2O）；  由火山喷发出来的部分物质因冷凝极快，不能结晶，也属于非晶质体(常称其为玻璃质)。 一、 矿物的形态

矿物的形态即矿物的单体及集合体的形状。 1．矿物的单体形态

在相同条件下生长的同种晶粒，总是趋向于形成某种特定的晶形和形态特征，这就是矿物晶体的结晶习性。分为三类：

一向延伸呈柱状、针状、纤维状等，如透视石、角闪石； 二向延展呈片状、板状， 如石墨、云母；

三向等长(等轴状)呈粒状(立方体、八面体)，如石榴石、黄铁矿、磁铁矿。

2．矿物集合体的形态

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。

A．放射状、纤维状、毛发状；鳞片状；粒状(显晶质集合体，肉眼能分清颗粒界限)或土状(疏松者)或致密块状集合体。 晶簇：岩石的空洞或裂隙中，良好的生长条件，晶形完好成群产出。

2．矿物结合体的形态

B．还有规则集合体，有规律连生成双晶： 二个或多个同种晶体连生，具对称轴或对称面。

C．晶质或胶态集合体(非晶质)：溶质或胶体直接沉积而成，肉眼不能辨认颗粒。胶体“老化”后呈隐晶质或显晶质。

钟乳状：形似冬季屋檐下凝结的冰锥，横切面呈园形，内部具同心层状(园)构造，有时还具放射状构造。洞穴种乳石(石灰岩地区)。同一基底向外生长。

葡萄状、肾状、结核状：不规则者称结核状，有时有同心层或放射状。葡萄状、肾状具同心或放射状。 磷质结核，磷灰石和黄铁矿结核可以是微细晶粒。

粉末状集合体、被膜状、皮壳状：一种矿物覆盖在其它矿物或岩石表面呈粉末状散布或薄层、较厚层壳状产出者。 分泌体：在形状不规则或球状空洞中，胶体或晶质矿物由洞壁向中心逐层沉淀填充而成。晶腺---直径>1cm；杏仁体---直径

二、矿物的光学性质

1．透明度：矿物透过可见光的能力指显微镜下，薄片(3微米厚)的透光性。一般地，非金属矿物都是透明矿物，金属矿物不透明矿物，有些金属矿物为半透明矿物。

2．光泽：矿物对可见光的反射能力

珍珠光泽(似珍珠)，油脂光泽(石英)。 2+

2+

金属光泽------- 呈明显的金属状光亮，不透明，条痕为黑色。例如自然铜、方铅矿、磁铁矿等。 半金属光泽-------呈弱金属状光亮，半透明，条痕以深彩为主。如辰砂、黑色闪锌矿等。

金刚光泽------- 呈金刚石状光亮，半透明或透明，条痕为浅彩色、无色或白色。例如金刚石、白钨矿、浅色闪锌矿等。

玻璃光泽------- 呈玻璃状光亮，透明，条痕为无色或白色。如水晶、正长石，冰洲石等。

如果矿物表面不平，或带有细小孔隙，或不是单体而是集合体，则其表面所反射出来的光量因经受多次折射、反射而增加了散射的光量，从而造成下列特殊光泽：

丝绢光泽------- 透明矿物，呈纤维状集合体时，表面具丝绢光亮。如纤维状石膏、石棉等。 珍珠光泽------- 透明矿物，在极完全的解理面上具珍珠状光亮。如云母、石膏等。

油脂光泽 透明矿物，解理不发育，在不平坦的断口上具油脂状光亮。如石英、石榴子石磷灰石等。 沥青光泽------- 半透明或不透明的黑色矿物，解理不发育，在不平坦的断口上具沥青状光亮。例如锡石、磁铁矿、沥青铀矿等。

土状光泽------- 粉末状和土状集合体的矿物，表面暗淡无光。如高岭石、褐铁矿等。 3．颜色:矿物吸引了白光中某种波长的色光后(黄，绿，红)所表现出来的互补色 自色：因矿物本身固有的化学组成中含有某些色素离子而呈现的颜色 他色：矿物的颜色与本身的化学成分无关，而是因矿物中所含杂质成分引起的 假色：矿物的颜色是由某些化学的和物理的原因引起的——晕色、锖色 4.条痕

条痕是矿物粉末的颜色。它对于一些金属矿物具有重要的鉴定意义。如赤铁矿有赤红、铁黑或钢灰者，但其条痕则白色，

1、

2、解理：矿物被敲打后，沿一定方向规则破裂的性质，叫做解理。

解理面：矿物的破裂面。解理面一般非常平滑而有光泽。不同矿物或同一矿物的不同方向上，解理发育的程度是不一样的。

矿物的解理有两个方向，称二组解理； 矿物的解理只有一个方向，称一组解理； 矿物甚至有三个或四个方向的解理，称多组解理

根据劈开的难易和肉眼能观察的程度，解理可分为几个等级：

a 极完全解理：云母； b 完全解理：方解石、方铅矿 c 中等解理：长石； d不完全解理：磷灰石 e 极不完全解理：石英

3、断口：受力后不沿一定方向裂开，而破裂成不规则 的破裂面。（解理不完全，则断口愈显著） 贝壳状断口---石英 参差状断口---黄铁矿 平坦状断口---块状高岭土

4、弹性及挠性：

弹性：矿物受力后发生弯曲面而不断裂，外力消除后，又能恢复原状的性质

挠性：外力消除后，不再恢复原状的性质

5、比重：与相同体积水之重量比

分三级 轻---比重小于2.5，如石墨； 中等--比重2.5--4，如石英、方解石； 重--比重大于4，如重晶石、磁铁矿

四、其它性质 总为樱红色，比较稳定。透明矿物无鉴定意义。

硬度：矿物抵抗外力的能力

相对硬度 指甲2.5 小刀

5.5

的条痕都是近

1、磁性：铁磁性

2、电性：包括热电性、导电性、压电性 3、发光性：在外来能量的激发下发生可见光 4、易溶性、易燃性、有特殊气味等等 一、矿物的分类

目前在矿物学中各家公认和广为采纳的分类体系，是以化学成分和结晶结构为依据的“晶体化学分类”。即先以化学成分为基础划分出大类；再按结晶结构的型式，把同类中具有相同结构的矿物归为一个族；最后，按“具有一定的结晶结构和一定化学成分的独立单位”来划分种。因此可以将矿物划分为五大类1、自然元素矿物：石墨、金刚石 2、硫化物矿物：方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿

3、氧化物及氢氧化物矿物：赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、石英 4、卤化物矿物：石盐、钾石盐、萤石

5、含氧盐矿物：1）硅酸盐类矿物—长石、云母、普通角闪石、普通辉石、橄榄石、绿帘石

2）碳酸盐类矿物—方解石、白云石、孔雀石

3）硫酸盐类矿物—重晶石、石膏、硬石膏4）磷酸盐类矿物—磷灰石

二、矿物命名举例

1、地名：高岭石、香花石、峨嵋矿 2、形态＋物性：红柱石

3、物理性质：重晶石（比重为4.6） 4、形态：石榴子石（晶形似石榴仔） 5、成分＋物性：磁铁矿

三、矿物名称字尾的含义

1、金属矿物：某某“矿”，如赤铁矿 2、非金属矿物：某某“石”，如长石 3、宝矿物：某某“玉”，刚玉 4、透明矿物：某某“晶”，水晶

5、细小粒状矿物：某某“砂”，如朱砂（HgS）

火成岩1、岩浆——上地幔或地壳深处，天然产出的成分以硅酸盐为主的高温熔融物质。

 

化学成分：SiO2为主，大量Al2O3、MgO 、FeO......富含挥发组份：H2O、CO2、NH2、H2S 物理性质：温度高（700C—1200C）压力大（几千大气压）粘稠流体

O

O

依据SiO2含量的多少，岩浆可分为四种基本类型： 酸性岩浆 （SiO2> 65%）中性岩浆 （SiO2 65%~52%）基性岩浆 （SiO2 52%~45%）超基性岩浆 （SiO2

酸性岩浆中，由于SiO2含量高，硅氧四面体链较多，使岩浆粘度较大，不易于流动，常起源于地壳下部。

基性或超基性岩浆中， SiO2含量低，岩浆粘滞度则小，岩浆显得易于流动，常起源于岩石圈下部或软流圈。

2、岩浆作用——岩浆在地下深处形成之后，

岩浆岩－－地下深处的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的岩石。

1、火山活动

火山属于自然灾害，有记录的世界上最大的火山灾害是印度尼西亚的坦博拉火山喷发，这一次火山喷发使得九万二千人死亡。 2、火山构造

火山通道：是岩浆由地下上升的通道

火山锥：大部分火山喷出物在火山口周围堆积呈锥形

火山口：位于火山锥顶部或其旁侧的漏斗形喷口

3、火山喷发物

气体喷发物（火山气体）H2O>60%、 CO2、H2S、SO2、 NH3 喷发早期：喷出物含HCl气体较多 喷发后期：富含CO2、H2S等成分

固体喷发物（火山碎屑物质）火山碎屑物质：随着气体爆炸由火山口喷射到空中的大小岩石碎块和由熔浆凝固而成的碎块。

来源1.先冷凝或半冷凝在火山通道上的物质 2.岩浆液滴，喷到空中，在空中冷凝后落下 3.围岩分类火山灰

火山砾 2—100 mm 火山渣 多孔，渣状 火山弹 数cm到数m不等

熔浆：喷出地表的岩浆，其中的挥发成分大量逸出

熔岩主要成分为硅酸盐根据熔浆中SiO2含量将其分为基性熔浆(SiO2 45-52％)、中性熔浆(SiO2 52-65％)、酸性熔浆(SiO2＞65％) 。

熔岩：喷出地表后失去一些挥发份，在岩浆冷凝后成岩称为熔岩。熔岩是熔浆流动过程中冷凝的，具各种形态（均反映出流动痕迹）：熔岩被，舌状熔岩流，绳索状熔岩，枕状熔岩，熔岩瀑布

地表熔岩可组成大面积高原，如印度的德干高原，由玄武岩组成，厚3000米，面积100平方公里。按喷发途径分类

裂隙式火山喷发：岩浆沿着地壳的巨大裂隙溢出地表的喷发方式。

岩浆喷出口不是圆形，而是沿着数十千米的裂隙溢出或者由一系列火山口呈串珠状排列一起的喷发。

1783年冰岛的火山爆发时岩浆从一个长7千米的裂缝和一些孤立的火山口中溢出，沿裂隙形成了34个大的和60个小的火山口，熔岩覆盖面积达565平方千米。大陆上裂隙式火山喷发通常为基性岩浆以平静的方式溢出地表，形成高原地貌，又称高原溢流玄武岩。

中心式火山喷发：岩浆沿筒状的火山口喷出地表。也称点状喷发。

宁静式火山喷发：火山喷出物主要为熔浆液态，喷发时无猛烈爆炸。熔浆成分主要是粘度小、温度高的基性熔浆。常形成坡度平缓的盾形火山锥 。

猛烈式火山喷发：喷出物中气态和固态物较多 ，喷发时发生猛烈爆炸。喷出物主要为粘度大、温度低、不易流动的酸性熔岩。火山口附近冷凝成陡峻的火山锥，称岩穹锥。

交替式火山喷发（斯特龙博利式喷发）：以宁静式和猛烈式交替出现的火山喷发，并形成由冷凝熔岩和火山碎屑物互层的层状火山锥。

1) 世界火山分布：

世界上火山的分布极不均匀，第四纪以来活动火 山大多数分布在三个带上。

◇ 环太平洋带:有活火山约319座，约占世界活火山总数的62％。第三纪-第四纪的死火山主要分布在大陆一侧，活火山主要分布在大洋一侧。

◇ 阿尔卑斯—喜马拉雅火山带:有近94座火山活动，占世界活火山的18％。 ◇ 大西洋海岭火山带:主要分布在大西洋中脊地区。

2) 我国火山分布：

我国台湾处于环太平洋带上，有火山十六座 ———活火山 黑龙江德都五大莲池，二百多年前仍有喷发———休眠火山 南京江宁方山，六合桂子（燕山期火山）———死火山

三 侵入作用

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空间并冷凝成岩的过程。 侵入作用形成的岩浆岩称侵入岩体

侵入岩体的产状是指岩体的形态，大小，与围岩的接触关系以及它形成时所处的深度与环境。

火成岩：岩浆沿着地壳薄弱地带侵入地壳甚至喷出地表，随着温度降低，岩浆最后冷凝固结成岩石，形成岩浆岩。

火山岩（喷出岩）：当岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石

侵入岩：岩浆在地表以下冷凝形成的岩石

1、火成岩的成分

主要元素成分:O、SI、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti等元素，占组成火成岩元素总量的99％。 氧化物成分：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、Na2O、K2O、MgO、H2O、TiO2等占99％以上。 2、火成岩的矿物成分

1）岩浆岩的种类很多，组成岩浆岩的矿物种类也各不相同。但最主要的矿物有：石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石等。

石英、长石中含SiO2，Al2O3高，颜色浅，称浅色矿物；角闪石、辉石、橄榄石中FeO，MgO含量高，硅铝含量少，颜色较深，称为暗色矿物。

2) 色率是指岩石中暗色矿物的百分含量

按暗色矿物含量多少，岩石可分为浅色、浅中色、深中色、深色。含SiO2多，浅色矿物多，岩石颜色浅； 含SiO2少，Fe，Mg多的岩石，暗色矿物多，岩石颜色深。 3) 鲍温反应系列 结晶分异作用

————高温熔融的岩浆成分非常复杂，含有多种矿物成分，在其温度降低，冷凝的过程中，按矿物熔点高低，比重大小，先后结晶析出不同的矿物。

通常，是一些熔点高，比重大的矿物首先结晶，随着岩浆冷却到适当温度的时候，又有相应的矿物析出。当岩浆冷凝的速度缓慢，也就是说温度逐渐降低，结晶分异作用彻底（矿物结晶程度好）

岩浆中熔点较高的，富含铁镁的硅酸盐矿物（如橄榄石，辉石，角闪石，黑云母等）优先结晶，它们在岩体边部的含量较高； 而熔点较低的，铝硅酸盐矿物（如钾长石，斜长石，石英等）后结晶，则在岩体上部与中央部分相对集中些。 含有熔点高的重金属元素（铁族或铂族元素）的某些部位使重金属元素相对富集，以致于达到工业开采的品位要求而成为矿床。

美国岩石学家鲍温（N.L.Bowen）在实验室证实了上述的结晶分异过程，给出了，成分复杂的玄武岩浆在温度逐渐降低的过程中，不同阶段结晶析出的矿物顺序，称之鲍温反映系列。 1、火成岩的结构

——岩石中矿物颗粒的结晶程度、晶粒大小、形状和矿物颗粒之间相互关系等特征。 1）结晶程度

全晶质结构：组成岩石的矿物全部结晶，如花岗岩 半晶质结构：组成岩石的矿物部分结晶，如流纹岩

玻璃质（非晶质）结构：组成岩石的成分全未结晶，如黑曜岩 2）晶粒大小

a) 显晶质结构--岩石中矿物颗粒比较粗大，肉眼可辨别。 颗粒大小-------5--------1---------0.1mm 粗粒 中 细

b)隐晶质结构--矿物颗粒肉眼和放大镜都看不见，但显微镜下可识别 3）晶粒相对大小

等粒结构--矿物全部结晶，各晶体大小相等。

斑状结构--岩石中比较粗大的矿物晶体散布在较细小的物质之中的结构。大的晶体称为斑晶，细小的物质称为基质。 文象结构--具有某种特殊外形的细小石英嵌晶包于钾长石中。形如古代的象形文字，如文象伟晶岩。 似斑状结构—类似斑状结构，但斑晶更为粗大，而基质则多为中、粗粒显晶质结构。 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：晶形决定于相邻晶体遗留的空间形状 2、火成岩的构造

——岩石各组成部分在岩石中的排列方式或充填方式。 块状构造--矿物排列比较均匀。闪长岩、花岗岩。

流纹构造和流动构造--岩石中不同颜色或不同粒度的条纹、拉长了的气孔以及长条状矿物沿一定方式排列形成的外貌称流纹构造。岩浆在流动过程中所形成的构造，包括流线构造和流面构造称为流动构造。

气孔状和杏仁状构造--岩石中分布着大小不同的园形或椭园状空洞，称气孔状构造。迅速冷却，保留下来。若气孔被硅质、钙质等充填，形成杏仁状构造。

带状构造：表现为岩石中具有不同结构或不同成分的条带相互交替，彼此平行排列的一种构造。 六 火成岩的分类 分类原则：

岩石的化学成分、矿物成分

岩石的产状、结构和构造

七 最主要的火成岩1、超基性岩类（橄榄岩—金伯利岩类） 岩石中SiO2含量低，主要由铁镁矿物组成；岩石颜色深，比重大（3.2-3.3）

2、基性岩类（辉长岩—玄武岩类）大陆分布广泛，海洋底则几乎全为玄武岩。

3、中性岩类与基性岩相比，浅色矿物增多

A、闪长岩－安山岩类：闪长岩、闪长玢岩、安山岩B、正长岩－粗面岩类：正长石、正长斑岩、粗面岩 4、酸性岩类花岗岩、花岗斑岩、流纹岩 5、脉岩类伟晶岩、细晶岩、煌斑岩 6、火山玻璃岩类黑曜岩、浮岩

气体空间

沉积岩

沉积岩：在地壳表层条件下，由母岩的风化产物，火山物质，有机质等沉积岩的原始成分，经搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。 沉积岩的面积分布：

陆地面积：覆盖面积占总面积的3/4 海底面积：几乎全部为沉积物所覆盖 占地壳体积的7.9％

占地壳的重量百分比: 沉积岩：5% 岩浆岩、变质岩：95% 第一节 沉积岩的形成过程

先成岩石的破坏阶段 → 搬运作用阶段 → 沉积作用阶段 → 成岩作用阶段 一、先成岩石的破坏

引起岩石破坏的作用主要有风化作用和剥蚀作用。 （一）风化作用

由于温度的变化、大气(氧气)、水溶液以及生物的作用，使地表岩石或矿物在原地发生物理、化学变化的过程叫风化作用。 包括了三种类型：

物理风化、化学风化和生物风化作用

1.物理风化作用：是指岩石发生机械破碎，而没有显著的化学成分变化的作用 发生机械破碎的主要原因是由温度变化及由此而产生的水的冰冻、解冻等作用所引起 1）温度变化

①昼夜温差很大的地区（沙漠地区）日：60－70℃ ；夜

②岩石由多种矿物组成，不同矿物有不同的膨胀系数，差异性膨胀，破坏了矿物间的结合力，使岩石发生碎裂。 2）冰劈作用

通常发生于季节变化显著和高寒地带，主要是由于气温变化常在一日或一年之内发生冰冻或解冻现象。 3）层裂作用

地下深处的岩石受到上覆岩石被剥蚀掉，使原来深处的岩石出露地表，上覆岩石压力消除，出现一些平行于地面的裂隙。

4）盐类的潮解与结晶

潮解性盐类夜晚吸收水分溶解，白天在阳光蒸发下失水结晶。对岩石产生力的作用，溶解与结晶交替反复使岩石碎裂

2.化学风化作用：是指岩石在水、氧气、二氧化碳等作用下的化学分解作用。

化学风化作用主要有如下几类：

溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用、氧化作用

1）氧化作用 黄铁矿→硫酸亚铁→硫酸铁→褐铁矿→ 磁铁矿→褐铁矿

地表“铁帽”预示着地下连着铁矿

2）水及水溶液的作用

水化作用：水直接参加到矿物中去，使某些矿物变为新的含水化合物

水解作用：由于水中常有一部分水分子离解成为H及OH离子，从而使水具有酸性反应或碱性反应，化学活动性很强 水溶液作用：水中常含有酸类，可加速对各种岩石的破坏作用

3.生物风化作用:

（由于生物作用使岩石在原地发生破坏）

生物物理风化作用：根劈、动物钻洞、挖土、人类活动

生物化学风化作用：吸收矿物中某些元素、分泌各种酸类溶解岩石、微生物的分解作用

物理、化学和生物风化作用不是孤立地存在的，而是同时发生、相互联系相互影响的统一过程

物理风化 使岩石逐渐破碎，为化学风化提供有利条件，加速风化进程，扩大风化范围.

化学风化 使岩石疏松软弱；某些岩石水化作用后变为含水矿物，体积膨胀，产生很大压力，促进物理风化的进行.

的自然条件下表现的风化类型的强弱、主次程度不同。自然界中影响风化的因素是综合起作用的，只是在某一种自然地理条件下，是某种风化作用占主导地位。

影响风化作用的因素主要有三个：

气候条件、地形条件、岩石性质

(1) 气候条件对风化作用的影响

(2) 干冷地区：物理风化为主，产物以岩石碎屑为主。

湿热地区：化学风化为主，生物风化亦强，矿物分解彻底。产物以大量残留粘土为主。

同样的石灰岩在干冷、湿热地区风化作用程度和类型不同。

2)地形条件对风化作用的影响

山区地形条件影响最为突出

由山顶到山角不同海拔区气候有明显的垂直分带，因此形成不同高度，风化类型和风化程度不同。

山顶—— 物理风化强烈

山脚下—— 化学风化和生物风化为主。

地势陡：风化碎屑物很快剥蚀掉，

易于物理风化的进行

缓：生物化学风化为主。

3)岩石性质对风化作用的影响

A 出露地表的三大岩类抵抗风化的能力不同

岩石形成环境与地表环境差别越大抗风化能力越弱。

沉积岩 >岩浆岩和变质岩

沉积岩：（碎屑岩>化学岩和生物岩）

岩浆岩：（酸性岩>基性岩）

变质岩：（浅变质岩>深变质岩）

B 不同成分抗风化能力不同

火成岩中抗风化能力由强→弱的矿物顺序与鲍温反应系列相反。

单矿物岩石——抗物理风化能力强。

复矿物岩石——抗物理风化能力弱，有利物理风化

不同元素具有不同的化学活性，性质活泼的元素易化学风化。

同种元素在不同的矿物中抗风化能力不同 石灰岩中的Ca易风化 斜长石中的Ca难风化

+-11

C 岩石性质对风化作用的影响

岩石结构、构造对风化作用的影响

结构 均匀>粒级差大的岩石

基底式胶结>孔隙式胶结

胶结物成分：Si>Ca>泥质

构造：层理发育亦风化

D 地质构造对风化作用的影响

地质构造不同部位抗风化能力不同

差异风化——

同一地区相同的风化背景条件下，抗风化能力不一致的岩石，表现出程度不等的风化速度。在长期的风化作用下地表形成凹凸不齐的现象。

背斜顶部：张裂隙发育，易风化

断层带两侧：节理和裂隙多，易风化

凡构造运动造成的岩石裂隙发育的部位有利于风化作用的进行

第一节 沉积岩的形成过程

一、先成岩石的破坏

二）剥蚀作用

概念：各种外力在运动状态下对地面岩石及风化产物的破坏作用

机械剥蚀作用 风、流水、冰川、海洋等都对岩石进行着巨大的破坏作用

1） 风：吹蚀和磨蚀

吹蚀：由于气流的直接压力使地面上松散岩石、遭到破坏、粉碎和被风吹走的作用

磨蚀：借助于硬颗粒进行的破坏作用

2）流水：冲蚀和磨蚀

大约90％的大陆面积处于流水的剥蚀之下

3）冰川：刨蚀

4）海洋：海蚀（水浪的冲击、海浪携带岩石碎块的冲击）

化学剥蚀作用

风和冰川只能进行机械剥蚀作用，而流水、地下水、海洋等，除进行机械剥蚀作用之外，还进行着化学剥蚀作用（主要以溶解方式进行破坏）

风化与剥蚀的差别 风化是相对静止地对岩石起破坏作用 剥蚀作用是流动着的物质对地表岩石起破坏作用

二、搬运作用

概念：风化产物和剥蚀作用的产物被流水、冰川、海洋、风、重力等转移离开原来的位置的作用

搬运方式

机械搬运 1.流水的机械搬运

2. 械搬运搬运方式与流水类似，但一般相对较弱

在干旱和半干燥地区及海滨地区，风的搬运作用是很强烈的

3.冰川的机械搬运

搬运来源：山坡滚落到冰川上的碎屑和冰川自身进行剥蚀作用的产物。

搬运产物特点：未经分选、未受机械磨蚀圆化。

4.海洋的机械搬运

搬运来源：大部分来源于河流搬运物、部分来源于海水对海岸的侵蚀

海浪作用范围：靠近海岸的地方

海流作用范围：浅海和半深海

5.重力机械搬运

碎屑物质在重力作用下，沿斜坡由高向低移动（山崩、滑坡、泥石流）

重力机械搬运的碎屑物质分选不好，并多具棱角

（二）化学搬运作用

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以真溶液的形式搬运：Ca、Na、K、Mg

以胶体溶液的形式搬运：Fe、Mn、Al、Si

三、沉积作用

概念：母岩风化和剥蚀产物在外力的搬运途中，由于流速或风速降低、冰川融化以及其它因素影响，便会导致搬运物质的逐渐沉积。

一）机械沉积作用

1. 流水的机械沉降

主要发生于碎屑的重力大于水流的搬运力时——影响因素主要为流速和流量。

沉降顺序：

1.大颗粒优先于小颗粒

2.比重大的优先于比重小的

机械沉积分异作用－在沉积过程中，使原来粗、细、轻、重混杂在一起的物质，按一定顺序依次沉积下来的作用。

2. 冰川的机械沉积

沉积特点：（1）冰川沉积没有分选，层理不清楚

（2）冰碛碎屑大部分都未经磨圆作用，带有棱角

（3）当冰川前端融化，或在冰川底部流出水流时，则具有一部分流水沉积的特征（冰水沉积）

二）化学沉积作用

1. 胶体溶液沉积

沉积特点：由于胶体颗粒极小，一般不受重力作用的影响，搬运很远，沉积很慢。

2. 真溶液沉积

化学沉积分异作用：由于受溶解物质、溶解物质的溶解性以及溶液性质、温度、PH值等因素的影响，真溶液物质沉积分先后远近的顺序沉积下来 。

沉积分异次序大致为：氧化物→硅酸盐→碳酸盐→硫酸盐和卤化盐

三）生物沉积作用

生物沉积具有两方面的作用：

1.生物遗体的沉积

2.生物化学沉积

（四） 浊流沉积作用

生物软泥：各种浮游生物、微体生物以及火山灰等沉积物。

浊流是海洋中与大陆坡有关的、因含大量悬浮物质而十分混浊的高密度流。

浊流岩：由浊流搬运、沉积而形成的岩石。

传统观点：深海只存在生物软泥，而不存在陆源碎屑物质

但在近代海洋调查中发现，深海盆地不仅存在生物软泥，而且有各种陆源碎屑沉积物，并且含有浅水底栖生物化石（属于浊流沉积）

浊流的两种沉积方式：

1.悬浮沉积（泥和粉砂物质）

2.切割海底峡谷充填物，并在坡底深海， 形成扇形堆积（混杂而缺少分选的粗碎屑）

浊积岩的主要特征：

碎屑成分复杂，陆源物质较多，碎屑物质磨圆度不好，分选也不太好，常含异地搬运而来的浅水动物化石和植物化石，具有各种冲刷构造、流水波状层理等，缺乏浅水沉积构造，具有典型的递变层理和微细水平层理，或有明显的韵律

四 岩作用阶段

松散沉积物→压实（固）作用→脱水作用→胶结作用（只发生在碎屑沉积物中）→重结晶作用→新矿物的生长

1.压实（固）作用 上覆沉积物的重量作用于下部使其压实（孔隙减小、水分排除、体积减小）。

2.脱水作用 在沉积物经受上覆岩石强大压力的同时，温度也逐渐增高，在压力和温度的共同作用下，沉积颗粒间的附着水以及含水矿物失去水而变为新的矿物。

3.胶结作用（只发生在碎屑沉积物中） 经压实固结后的沉积物仍有些孔隙（粒间）粒胶结在一起变坚硬。

13

胶结物主要是化学沉淀物：SiO2硅质；Fe2O3·nH2O铁质CaCO3钙质；泥质（粘土矿物）

胶结物坚硬程度不同：SiO2 Fe2O3·nH2O CaCO3硅质 > 铁质 > 钙质 > 泥质（粘土矿物）

胶结的三种类型 接触式胶结，孔隙式胶结，基底式胶结

4.重结晶作用

概念：沉积物受温度和压力影响，可以发生溶解或局部溶解，导致物质质点重新排列，使非结晶物质变成结晶物质，使细粒结晶物质变成粗粒结晶物质，这种作用称为重结晶作用。

5.新矿物的生长

沉积物中不稳定矿物在成岩过程中溶解或发生化学变化，形成新的稳定矿物使沉积岩变得坚硬。

沉积岩的分类和主要沉积岩

沉积岩

碎屑岩类 沉积碎屑亚类

火山碎屑亚类

化学岩和生物化学岩类

(一)、沉积碎屑岩 （陆源碎屑岩）

砾岩类: >2mm以上

砂岩类: 2～0.05mm

粉砂岩类: 0.05～0.005mm

粘土岩类:

1、砾岩类 角砾岩 砾岩

2、砂岩类

——由2－0.05mm的碎屑（含量大于50％）胶结而成的岩石统称为砂岩

粗粒砂岩（2-0.5mm） 中粒砂岩(0.5-0.25mm) 细粒砂岩(

石英砂岩 长石砂岩

3 、粉砂岩类

——由0.05－0.005mm的碎屑胶结而成的岩石

4、粘土岩类

——由直径小于0.005mm的微细颗粒（含量大于50％）组成的岩石。

页岩 泥岩 粘土

(二)、火山碎屑岩

火山集块岩：>64mm

火山角砾岩：2-64mm

凝灰岩:

二、化学岩及生物化学岩类

(一) 铝、铁、锰质岩类

铝土岩

铁质岩

锰质岩

(二) 硅、磷质岩类

燧石岩

碧玉岩

硅藻土

磷块岩

(三) 碳酸盐岩类

1.石灰岩类

竹叶状灰岩

生物碎屑灰岩

鲕状灰岩

14

化学石灰岩

结晶灰岩

2.白云岩类

3.泥灰岩类

(四) 蒸发盐岩类

(五) 可燃有机岩

三、特殊沉积岩类

1、风暴岩

2、浊积岩

变质岩

变质作用：地球上早已形成的岩石，当其所处的环境发生变化时，为了适应新的地质环境和物理-化学条件的变化，岩石的成分、结构和构造等发生一系列的改变以达到一种新的平衡，这种变化称为变质作用。

变质岩：由变质作用所形成的岩石

变质岩

正变质岩：由火成岩变质所形成

副变质岩：由沉积岩变质所形成

第一节 变质作用的因素 一、温度：影响变质作用的最基本因素

（150～200 ℃ 700～900℃） 升温意味着获得了新的能量，一方面使得矿物中质点活性增强，原来的非晶质变为晶质，原来小晶粒长大；另一方面可以产生新的矿物。

来源

地热增温

岩浆热

放射性元素衰变释放的热量

应力作用下的摩擦热

二、压力

1、静压力—上覆岩石自重引起的，各向等同。

每公里厚的岩石压力约为：275巴 1巴=0.1兆帕

地下10公里：约为2750巴

地下20公里：约为5500巴

静压力是各向同性的，作用结果使岩石中矿物变为密度大，体积小的新矿物。

2、侧向压力—作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是构造力的作用造成。作用结果使岩石中片、柱状矿物定向排列。

挤压力

剪切力

三、化学因素

化学活动性流体

以H2O、CO2为主，并含有易挥发的物质

控制反应进程

扩散、迁移元素，改变化学成分

岩石粒间孔隙及裂隙中以水为主的液体

结构水

岩浆中逃逸的热气、热液

地壳深处的热液带入各种元素

在变质作用过程中温度、压力和化学活动性流体等各种因素是相互配合的，而在不同的地质条件下，主导因素不同，显出不 15

同的变质特征。变质岩主要两点特征：

 岩石重结晶明显

 岩石具有一定的结构和构造：片里

构造

(一) 变质岩矿物成分分类

变质岩中的成分既有原岩成分，也有变质过程中新产生的成分。变质岩矿物成分可分为两类：

一类是与岩浆岩、沉积岩相同的，如石英、长石、云母、角闪石、辉石等，它们大多是原岩残留下来的，也可以在变质作用中形成。

另一类是变质作用产生的为变质岩所特有的矿物，如石黑、滑石、石榴子石、红柱石、兰晶石、矽线石等，称为变质矿物。

二) 矿物特征

一）根据其稳定范围划分为：

1．特征变质矿物：是仅稳定存在于很狭窄的温度-压力范围内的矿物，它对外界条件的变化反应很灵敏，所以常常成为变质岩形成条件的指示矿物，如红柱石、夕线石、蓝晶石等。

2．贯通矿物：是能在一个很大

的温度一压力范围内稳定存在的矿

物，如方解石、石英。

二）按变质矿物的成因可分为：

1．稳定矿物：又称为新生矿物，是

指在一定的变质条件下原岩经变质结晶

作用和重结晶作用形成的矿物。

2．不稳定矿物：又称残余矿物，是

指在一定的变质条件下，由于反应不彻底

而保存下来的原岩矿物，如云英岩中的钾

长石残余就是不稳定矿物。

二、变质岩的结构

变质岩的结构是指构成岩石各矿物颗粒

的大小，形状以及它们之间的相互关系

（一）变晶结构

变晶结构--在变质过程中矿物重新结晶

或重组合作用新形成的结晶质结构.

二、变质岩的结构

变质岩的结构是指构成岩石各矿物颗粒

的大小，形状以及它们之间的相互关系

一）变晶结构

变晶结构--在变质过程中矿物重新结晶

或重组合作用新形成的结晶质结构.