地質(zhì)學基礎(chǔ)教案

地質(zhì)學基礎(chǔ)

第一章緒論

第一節(jié)地質(zhì)學概述

一、地質(zhì)學的研究對象

地質(zhì)學的研究對象是地球。包括固體地球內(nèi)部的地核、地幔、地殼及其外部

的大氣。目前，主要研究固體地球的上層一地殼及地幔的上部（巖石圈）。

二、地質(zhì)學的研究內(nèi)容與學科劃分

地質(zhì)學分科簡表

研究內(nèi)容和性質(zhì)主要分科

地殼的物質(zhì)組成、分類、成因及結(jié)晶學礦物學巖石學

轉(zhuǎn)化規(guī)律

地殼運動、地質(zhì)構(gòu)造及成因動力地質(zhì)學構(gòu)造地質(zhì)學

大地構(gòu)造地質(zhì)學

地殼的發(fā)展歷史、生物及古地理古生物學地層學地史學

演化規(guī)律第四紀地質(zhì)學區(qū)域地質(zhì)學

古地理學古氣候?qū)W

資源方面礦床學找礦及勘探學地

球物理探礦地球化學探礦

地質(zhì)學的能源方面煤田地質(zhì)學石油地質(zhì)學

應用放射性礦產(chǎn)地質(zhì)學地熱學

環(huán)境、人類生活和工程地質(zhì)學環(huán)境地質(zhì)學

災害防護地震地質(zhì)學

其它水文地質(zhì)學

地球化學地球物理學地

質(zhì)力學數(shù)學地質(zhì)學行星

邊緣學科、綜合學科及新興學科地質(zhì)學板塊構(gòu)造學海洋

地質(zhì)學實嗡巖石學遙感

地質(zhì)學深部地質(zhì)學同位

素地質(zhì)學

學科劃分：

1.研究地球的物質(zhì)組分及其形成條件和分布規(guī)律的學科有：地球化學、結(jié)晶學、

礦物學、巖石學、礦床學和寶石學。

2.研究地球的內(nèi)部構(gòu)造及其形成條件和演化規(guī)律的學科有：構(gòu)造地質(zhì)學、區(qū)域地

質(zhì)學和地球物理學。

3.研究地球的歷史的學科有：地史學、古生物學、巖相古地理學和第四紀地質(zhì)學。

4.研究地質(zhì)學的應用問題的學科有：工程地質(zhì)學、環(huán)境地質(zhì)學、煤田地質(zhì)學和石

油地質(zhì)學。

5.研究地質(zhì)學的研究方法和手段的學科有：同位素地質(zhì)學、數(shù)學地質(zhì)學和實驗地

質(zhì)學。

6.全球的綜合性研究的學科有：板塊地質(zhì)學、海洋地質(zhì)學和天文地質(zhì)學。

三、地質(zhì)學研究的特點和方法

(一)地質(zhì)學研究的特點

1、地質(zhì)學的研究對象涉及到悠久的時間和廣闊的空間。

2、地質(zhì)學具有多因素互相制約的復雜性。

3、地質(zhì)學是來源于實踐而又服務于實踐的科學。

(二)地質(zhì)學研究的方法

1.野外調(diào)查：感性資料，分析對比，歸納分類。

2.室內(nèi)實驗和模擬實驗

3.歷史L?緘去(現(xiàn)弟型愜)：“以今證1rlw防法。

四、地質(zhì)學研究的目的

1.地質(zhì)學研究的目的是合理地開發(fā)和利用各種自然資源，科學地管理和保

護地球系統(tǒng)(包括人類自身生存的環(huán)境)。

2.21世紀地質(zhì)學研究目的這一根本轉(zhuǎn)變反映了人類對地球科學觀念的徹底

更新。伴隨地質(zhì)學研究目的的轉(zhuǎn)變，地質(zhì)學的研究內(nèi)容、時空體系、研究手段、

研究人才等等都會發(fā)生相應的轉(zhuǎn)變。

3.地質(zhì)學向來以天然的地質(zhì)作用及其產(chǎn)物為研究內(nèi)容，但跨入新千年后，

人類活動所起的地質(zhì)作用及其產(chǎn)物將會成為與天然地質(zhì)作用并重的研究內(nèi)容。

第二節(jié)地質(zhì)學發(fā)展簡史

一、萌芽時期(遠古一1450)

二、奠基時期(1450—1750)

三、形成時期(1750—1840)

四、發(fā)展時期(1840—1910)

五、20世紀地質(zhì)學的發(fā)展(1910—1970)

六、現(xiàn)代地質(zhì)學的發(fā)展趨勢

1、領(lǐng)域擴大。多學科綜合、解決人類面臨的一系列危機，重點是對地球進行綜

合研究，研究全球環(huán)境變化的物理、化學與生物過程及其相互作用，從而提出相

應的措施，以減緩或適應全球變化過程。

2、隨資源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，地質(zhì)學需要為新資源的開發(fā)服務。為改善人類的生存環(huán)

境，發(fā)展經(jīng)濟建設(shè)及保護環(huán)境，地質(zhì)學與應用技術(shù)相結(jié)合，更多地服務于實踐應

用。

3、國際合作。

第二章地球的基本特征

第一節(jié)地球概況

一、地球的形狀和大小

(-)地球的形狀、大小的認識

(1)大地水準面不是一個穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)橢球面，而是有地方隆起，有地方凹陷，

相差可達100m以上；

(2)地球赤道橫截面不是正圓形，而是近似橢圓形，長軸指向西經(jīng)20°和東經(jīng)

160°方向，長短軸之差為430m；

（3）赤道面不是地球的對稱面，從包含南北極的垂直于赤道平面的縱剖面來看,

其形狀與標準橢球體相比較，位于南極的南極大陸比基準面凹進24m；而位于北

極的沒有大陸的北冰洋卻高出基準面14m。同時，從赤道到南緯60°之間高出基

準面，而從赤道到北緯45°之間低于基準面。

（二）地球的形狀和大小的最新數(shù)據(jù)

（三）地球的其它數(shù)據(jù)

二、地球的物理性質(zhì)

（-）地球的密度和重力

地球的密度：是根據(jù)萬有引力定律計算出來的，用地球的質(zhì)量除以地球的體

積，便可得出地球的平均密度是5.517g/cm3,而地殼上部的巖石平均密度是

2.65g/cm3,由此推測地球內(nèi)部必有密度更大的物質(zhì)。

地球的重力：一般是指地球?qū)Φ乇砗偷貎?nèi)物質(zhì)的引力。而萬有引力

F=mlm2/r2,由此可知，重力與地球質(zhì)量（ml）和物體質(zhì)量（m2）的乘積成正比，

與地球和物體二者質(zhì)量中心的直線距離平方（r2）成反比。

（二）地磁

地球周圍形成一個巨大的地磁場。

條形磁鐵的北極指向地球的南磁極，條形磁鐵的南極指向地球的北磁極。其

磁力線是從南磁極出發(fā)進入北磁極的。

磁偏角也就是地磁子午線與地理子午線的夾角，以指北針為準，偏東為正，

偏西為負。磁傾角即磁針與各處水平面的夾角，常隨緯度而變化，在兩磁極a角

為90°,在磁赤道則為0°,以指北針為準，下傾者為正，上仰者為負。概括而

言，地磁具有以下特點：

（1）地磁南北極和地理南北極的位置不一致，并且磁極的位置逐年都有變化，

磁極有向西緩慢移動的趨勢。

（2）地面上每一點都可從理論上計算出它的磁偏角和磁傾角。

（3）根據(jù)人造衛(wèi)星在地球外層空間探測發(fā)現(xiàn)，地球磁場的磁力線并不規(guī)則，太

陽風的影響，地球的磁場被壓縮在一個固定區(qū)域內(nèi)，這個區(qū)域叫磁層。磁層可以

使地球上生物免受宇宙射線和粒子襲擊的危害。

（4）關(guān)于地球磁場形成的原因，曾有種種推測：目前傾向于這種認識：地核的

外核部分為液態(tài)的金屬鐵銀物質(zhì)，是一種導電流體，在地球旋轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生感

應自激，形成地球磁場。又因在地球轉(zhuǎn)動過程中，流體地核比固體地幔略有滯后，

因此產(chǎn)生地球磁場逐漸向西漂移。

（三）地熱

地球內(nèi)部儲存著巨大的熱能，這就是常說的地熱。自地面向地下深處，地熱

增溫現(xiàn)象是不均勻的：

1.變溫層（外熱層）0-20m地溫主要受太陽光輻射熱的影響，溫度隨季節(jié)、

晝夜的變化而變化，故稱變溫層。

2.常溫層20-40m地溫與當?shù)啬昶骄鶞囟却笾孪喈敚页Ｄ瓯３植蛔儯?/p>

其深度大致為20-40m。

3.增溫層＞40m常溫層之下，地溫隨深度增大而逐漸增加。

地溫梯度（地熱增溫率）：深度每增加100m所增加的溫度，用。C表示。地溫

級（地熱增溫級/地溫深度）：即溫度每升高1℃所增加的深度，用m表示。這兩種

表示數(shù)值互為倒數(shù)，如地溫梯度為5C,則地溫級為20m。

第二節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)

一、地球的外部圈層

（一）大氣圈

主要成分氮占78%；氧占21%；其他是二氧化碳、水汽、惰性氣體、塵埃等,

占1%。輕的物質(zhì)，輕的物質(zhì)上升，積少成多形成大氣圈。

大氣圈是地球的重要組成部分，并有重要的作用：

（1）大氣可以供給地球上生物生活所必須的碳、氫、氧、氮等元素。

（2）大氣可以保護生物的生長，使其避免受到宇宙射線的危害。

（3）防止地球表面溫度發(fā)生劇烈的變化和水分的散失，如若沒有大氣圈，地球

上將不會存在水分。

（4）一切天氣的變化，如風、雨、雪、雹等都發(fā)生在大氣圈中。

（5）大氣是地質(zhì)作用的重要因素。

（6）大氣與人類的生存和發(fā)展關(guān)系密切。

（二）水圈

水圈主要是呈液態(tài)及部分呈固態(tài)出現(xiàn)的。它包括海洋、江河、湖泊、冰川、

地下水等，形成一個連續(xù)而不規(guī)則的圈層。水圈的質(zhì)量為L41X1018t,占地球

總質(zhì)量0.024%,比大氣圈的質(zhì)量大得多，但與其他圈層相比，還是相當?shù)男　?/p>

其中海水占97.2%,陸地水（包括江河、湖泊、冰川、地下水）只占2.8%；而

在陸地水中冰川占水圈總質(zhì)量的2.2%,所以其他陸地水所占比重是很微小的。

可見，水圈是獨立存在的，但又是和其他圈層互相滲透的。

水圈是地球構(gòu)成有機界的組成部分，對地球的發(fā)展和人類生存有很重要的作

用：

（1）水圈是生命的起源地，沒有水也就沒有生命。

（2）水是多種物質(zhì)的儲藏床。

（3）水是改造與塑造地球面貌的重要動力。

（4）水是最重要的物質(zhì)資源與能量資源，水資源的多寡和水質(zhì)的優(yōu)劣直接關(guān)系

著經(jīng)濟發(fā)展與人類生存。

（三）生物圈

指地球表面有生物存在并感受生命活動影響的圈層。目前世界上已知的動

物、植物大約有250萬種，其中動物占200萬種左右，植物大約占34萬種左右,

微生物大約有3.7萬種。

二、地球的內(nèi)部圈層

包括地殼、地幔和地核。

地震波分為縱波（P）和橫波（S）。

縱波可以通過固體和流體，速度較快；

橫波只能通過固體，速度較慢。同時地震波的傳播速度隨著所通過介質(zhì)的剛

性和密度的變化而改變.但根據(jù)地球內(nèi)部震波傳播曲線分析，可以看出震波傳播

速度隨深度而發(fā)生變化，并且有些地方還發(fā)生突然變化，可見地球內(nèi)部物質(zhì)不是

均一的，而且還存在許多界面。不連續(xù)面。

其中有兩個變化最顯著的不連續(xù)面，叫一級不連續(xù)面。兩個一級不連續(xù)面：

平均33km處（指大陸部分）。這個一級不連續(xù)面稱莫霍洛維奇不連續(xù)面，簡稱

莫霍面或莫氏面。另一個在2900km深處。在這里縱波速度由13.32km/s突然降

為&lkm/s,而橫波至此則完全消失。這個面稱古登堡不連續(xù)面。

這兩個一.級不連續(xù)面，將地球內(nèi)部劃分為3個圈層：地殼、地幔和地核。此

外，根據(jù)次一級不連續(xù)面還可以劃分出次一級圈層，共可劃分出A、B、C、D、E、

F、G7個圈層；次一級圈層還可根據(jù)更次一級不連續(xù)面劃分出更次一級的圈層，

如A，、A",B，、B”等。

（一）地殼

指地球莫霍面以上的固體硬殼（A層），屬于巖石圈的上部。

1.地殼的化學組成

地殼中含有元素周期表中所列的絕大部分元素，而其中0、Si、Al、Fe、Ca、

Na、K、Mg等8種主要元素占98%以上，其他元素共占1—2%。化學元素在地殼中

平均含量稱克拉克值。

順扣留記憶:上聯(lián):0、Si、Al、Fe、Ca----下聯(lián)：Na、K、Mg、h、ti.

氧兒乎有一半，硅約占1/4,鋁約占1/13,而表中未列入的大多數(shù)元素的含

量是不足道的。其中以0、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等組成的硅酸鹽礦物

為最，其次為各種氧化物、硫化物、碳酸鹽等。各種不同礦物特別是硅酸鹽類組

成各種巖石，所以說地殼是巖石圈的一部分。

2.地殼的厚度和結(jié)構(gòu)

地殼是地球表面的一層薄殼，為地球半徑的1/400,但各處厚度不一，大陸

部分平均厚度37km多，海洋部分平均厚度則只有約7km。地殼（A層）可以分為上

下兩層，中間被康拉德面所分開。這一界面在海洋部分不明顯或者根本不存在。

上層地殼（即A'層）,其成分以0、Si、Al及K、Na等為主，和花崗巖

的成分相似，所以叫花崗巖層；此層又稱為硅鋁層（Sial）。在這一層的表層部

分常分布有0—10km厚的沉積巖層。平均密度為2.6—2.7g/cm3。此層厚度在山

區(qū)和高原可達40km,在平原區(qū)常為10km,在海洋地區(qū)變薄甚至完全缺失，因此是

一個不連續(xù)圈層。這一層物質(zhì)組成極為多樣，構(gòu)造形態(tài)和地貌形態(tài)也非常復雜。

下層地殼（即A"）,其成分雖然也以0、Si、Al等為主，但Mg、Fe、Ca等成分

則顯著增加，和玄武巖的成分相似，所以叫玄武巖層，又稱為硅鎂層（Sima）o

平均密度為2.9—3.0g/cm3。此層在海洋地殼部分平均厚5—8km,在大陸部分則

延伸至花崗巖層之下，推測可厚達30km,是一個連續(xù)圈層。

3.地殼的類型

地殼可以分為大陸型地殼（簡稱陸殼）和大洋型地殼（簡稱洋殼）。

陸殼的特征是厚度較大（30—70km）,具雙層結(jié)構(gòu)，即在玄武巖層之上有花

崗巖層（表層的大部分地區(qū)有沉積巖層）?？偟膩砜?，硅鋁層好像浮在硅鎂層之

上，地表起伏越大（如高山、高原），莫霍面的位置越深，地殼越厚。

洋殼的特征是厚度較小，最薄的地方不到5km,一般只有單層結(jié)構(gòu)，即玄武

巖層，其表層為海洋沉積層所覆蓋。

（二）地幔

指莫霍面以下到古登堡面以上的圈層。

深度為從地殼底界到2900km。其體積占地球總體積的82%,質(zhì)量為4.05義

1021t,占地球總質(zhì)量的67.8%。物質(zhì)密度大約從3.32g/cm3遞增到5.7g/cm3,

即在地幔下部接近于地球的平均密度。

壓力隨深度而增加。溫度也隨深度緩慢增加，下部約為3000C左右。

從莫霍面到古登堡面，根據(jù)地震波傳播速度大體是緩慢而均勻變化的，中間

缺少一級不連續(xù)面，說明地幔物質(zhì)較地殼具有很大的均勻性。

約400km和約1000km深處各有一個次一級不連續(xù)面存在，即拜爾勒面和雷

波蒂面，并據(jù)此劃分為B、C、D層。

以1000km為界，把地幔分為上地幔和下地幔。

（三）地核

位于深2900km古登堡面以下直到地心部分稱地核。由于震波速度在這一部

分發(fā)生了突然變化，即縱波速度從每秒13.32km下降到8.1km,橫波則消失，表

明組成地核物質(zhì)的化學成分和物理性質(zhì)等有了很大的變化。根據(jù)地震縱波的變化

情況，地核又可分為外核（E層）、過渡層（F層）和內(nèi)核（G層）。地核總質(zhì)量

為1.88X10213占整個地球質(zhì)量的31.5%；溫度為3000C,最高可能達5000C

或稍高。外核由于只有P波才能通過，呈液態(tài)。過渡層和內(nèi)核有S波出現(xiàn)，呈固

態(tài)。鐵鍥成分，鐵銀地核說。

第三節(jié)地質(zhì)作用極其能量來源

一、基本概念

（一）基本概念

作用于地球的自然力使地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造和地表形態(tài)發(fā)生變化的作

用，總稱為地質(zhì)作用。

引起地質(zhì)作用的自然力稱為地質(zhì)營力。所有地質(zhì)營力來源于能，力是能的表

現(xiàn)。按照能的來源不同，地質(zhì)作用分為內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用。

內(nèi)力地質(zhì)作用是由地球內(nèi)部的能（簡稱內(nèi)能）引起的，主要有地內(nèi)熱能、重

力能、地球旋轉(zhuǎn)能、化學能和結(jié)晶能。

外力地質(zhì)作用是由地球以外的能（簡稱外能）引起的，主要有太陽輻射能、

潮汐能、生物能等。

（二）地質(zhì)作用的能量來源

1.地內(nèi)熱能地球本身具有巨大的熱能，這是導致地球發(fā)生變化的重要能源。

2.重力能指地心引力給予物體的位能。在地球表面所有物體都處于重力場的作

用之下。

3.地球旋轉(zhuǎn)能地球自轉(zhuǎn)對地球表層物質(zhì)產(chǎn)生離心力和離極力。

4.太陽輻射能太陽不斷向地球輸送熱能。

5.潮汐能地球在日、月引力作用下使海水產(chǎn)生潮汐現(xiàn)象。

6.生物能由生命活動所產(chǎn)生的能量，無論是植物的生長、動物的活動以及人類

大規(guī)模的改造自然活動，都會產(chǎn)生改變地球物質(zhì)和面貌的作用。

（三）地質(zhì)作用的分類

內(nèi)力地質(zhì)作用分為構(gòu)造運動、巖漿活動、變質(zhì)作用和地震作用。

外力地質(zhì)作用按照外營力的類型，可以分為河流的地質(zhì)作用、地下水的地質(zhì)

作用、冰川的地質(zhì)作用、湖泊和沼澤的地質(zhì)作用、風的地質(zhì)作用和海洋的地質(zhì)作

用等。

第三章礦物與巖石

第一節(jié)概述

一、礦物和巖石的概念

地殼中的各種化學元素，在各種地質(zhì)作用下不斷進行化合，形成各種礦物。

礦物不是孤立存在的，而是按照一定的規(guī)律結(jié)合起來形成各種巖石。所以說礦

物是在各種地質(zhì)作用下形成的具有相對固定化學成分和物理性質(zhì)的均質(zhì)物體，

是組成巖石的基本單位。

巖石是在各種地質(zhì)作用下，按一定方式結(jié)合而成的礦物集合體，它是構(gòu)成

地殼及地幔的主要物質(zhì)。有些巖石主要是由一種礦物組成，但更多的巖石是由

幾種礦物組成。根據(jù)成因，巖石可以分為三大類：火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖。

二、礦物學與巖石學理論的建立

第二節(jié)礦物

一、礦物的基本特性

(-)礦物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和晶體形態(tài)

1.晶質(zhì)體和非晶質(zhì)體

所謂晶質(zhì)體，就是化學元素的離子、離子團或原子按一定規(guī)則重復排列而成

的固體。礦物的結(jié)晶過程實質(zhì)上就是在一定介質(zhì)、一定溫度、一定壓力等條件下,

物質(zhì)質(zhì)點有規(guī)律排列的過程。由于質(zhì)點規(guī)則排列的結(jié)果，就使晶體內(nèi)部具有一定

的晶體構(gòu)造，稱為晶體格架。具有良好兒何外形的晶質(zhì)體，通稱為晶體。

有少數(shù)礦物呈非晶質(zhì)體結(jié)構(gòu)。凡內(nèi)部質(zhì)點呈不規(guī)則排列的物體都是非晶質(zhì)

體，如天然瀝青、火山玻璃等。這樣礦物在任何條件下都不能表現(xiàn)為規(guī)則的兒何

外形。

2.晶形

晶體可分成兩類：

一類是由同形等大的晶面組成的晶體，稱為單形，單形的數(shù)目有限，只有47種。

一類是由兩種以上的單形組成的晶體，稱為聚形。聚形的特點是在一個晶體上具

有大小不等、形狀不同的晶面。在自然晶體中，常發(fā)現(xiàn)兩個或兩個以上的晶體有

規(guī)律地連生在一起，稱為雙晶。最常見的有三種類型：

接觸雙晶——由兩個相同的晶體，以一個簡單平面相接觸而成。

穿插雙晶——由兩個相同的晶體，按一定角度互相穿插而成。

聚片雙晶——由兩個以上的晶體，按同一規(guī)律，彼此平行重復連生一起而成。

3.結(jié)晶習性

在相同條件下形成的同種晶體經(jīng)常所具有的形態(tài)，稱為結(jié)晶習性。大體可以分為

三種類型：

礦物晶體常形成柱狀、針狀、纖維狀，即晶體沿一個方向特別發(fā)育，稱一向

延伸型。

礦物晶體常形成板狀、片狀、鱗片狀，即晶體沿兩個方向特別發(fā)育，稱二向

延伸型。

有的礦物晶體常形成粒狀、近似球狀，即晶體沿三個方向特別發(fā)育，稱三向延伸

型。

(-)礦物的化學成分

1.礦物的化學組成類型

單質(zhì)礦物基本上是由一種自然元素組成的，如金、石墨、金剛石等。

化合物自然界的礦物絕大多數(shù)都是化合物，但化合物是多種多樣的，按組成情

況又可分為：

（1）筒甬/k八物］紋"A物I短小物］

（2）所謂類嬴司彳象基卷&晶格架,，性質(zhì)相近的離子可以互相頂替的現(xiàn)象。

互相頂替，但并不破壞其結(jié)晶格架。類質(zhì)同像中離子置換又有兩種情況：

一是互相置換的離子電價相等，稱為等價類質(zhì)同像。

一是兒種離子同時置換,置換的離子電價各異，但置換后的總電價必須相等。

置換結(jié)果有的組分是在一定限度內(nèi)進行離子置換，稱為不完全類質(zhì)同像。有的沒

有一定限制，即兩種組分可以以任何比例進行離子置換，形成一個連續(xù)的類質(zhì)同

像系列，稱為完全類質(zhì)同像。

含水化合物一般指含有H20和OH-、H+、H30+離子的化合物而言。又可分為吸附

水和結(jié)構(gòu)水兩類。

2.礦物的同質(zhì)多像

同一化學成分的物質(zhì)，在不同的外界條件（溫度、壓力、介質(zhì)）下，可以結(jié)

晶成兩種或兩種以上的不同構(gòu)造的晶體，構(gòu)成結(jié)晶形態(tài)和物理性質(zhì)不同的礦物，

這種現(xiàn)象稱同質(zhì)多像。

3.膠體礦物

一種物質(zhì)的微粒分散到另一種物質(zhì)中的不均勻的分散體系稱為膠體。膠體礦

物在形態(tài)上一般呈鮑狀、腎狀、葡萄狀、結(jié)核狀、鐘乳狀和皮殼狀等等，表面常

有裂紋和皺紋，這是由膠體失水引起的。

（三）礦物的集合體形態(tài)和物理性質(zhì)

1.礦物的集合體形態(tài)

1）粒狀集合體由粒狀礦物所組成的集合體。粒狀集合體多半是從溶液或巖漿中

結(jié)晶而成的，當溶液達到過飽和或巖漿逐漸冷卻時，其中即發(fā)生許多“結(jié)晶中心”,

晶體圍繞結(jié)晶中心自由發(fā)展，及至進一步發(fā)展受到周圍阻礙，便開始爭奪剩余空

間，結(jié)果形成外形不規(guī)則的粒狀集合體。

2）片狀、鱗片狀、針狀、纖維狀、放射狀集合體如石墨、云母等常形成片狀、

鱗片狀集合體，石棉、石膏等常形成纖維狀集合體，還有些礦物常形成針狀、柱

狀、放射狀集合體。

3）致密塊狀體由極細粒礦物或隱晶礦物所成的集合體，表面致密均勻，肉眼不

能分辨晶粒彼此界限。

4）晶簇生長在巖石裂隙或空洞中的許多單晶體所組成的簇狀集合體叫晶簇。

5）杏仁體和晶腺礦物溶液或膠體溶液通過巖石氣孔或空洞時，常常從洞壁向中

心層層沉淀，最后把孔洞填充起來，其小于2cm者通稱杏仁體；大于2cm者可稱

晶腺。

6）結(jié)核和新狀體礦物溶液或膠體溶液常常圍繞著細小巖屑、生物碎屑、氣泡等

由中心向外層層沉淀而形成球狀、透鏡狀、姜狀等集合體，稱為結(jié)核。

7）鐘乳狀、葡萄狀、乳房狀集合體這些形態(tài)大多數(shù)是某些膠體礦物所具有的特

點。膠體溶液因蒸發(fā)失水逐漸凝聚，因而在礦物表面圍繞凝聚中心形成許多圓形

的、葡萄狀的、乳房狀的小突起。

8）土狀體疏松粉末狀礦物集合體，一般無光澤。

9）被膜因受風化作用在其表面往往形成一層次生礦物的皮殼，稱為被膜。

2.礦物的物理性質(zhì)

1）顏色

因礦物本身固有的化學組成中含有某些色素離子而呈現(xiàn)的顏色，稱為自色。

具有自色的礦物，顏色大體固定不變，因此是鑒定礦物的重要標志之一。

有些礦物的顏色，與本身的化學成分無關(guān)，而是因礦物中所含的雜質(zhì)成分引

起的，稱為他色。

有些礦物的顏色是由某些化學的和物理的原因而引起的。如片狀集合體礦物

常因光程差引起干涉色，稱為暈色，如云母；容易氧化的礦物在其表面往往形成

具一定顏色的氧化薄膜，稱為精色，如斑銅礦。以上都統(tǒng)稱為假色。

2）條痕

礦物粉末的顏色稱為條痕。通常是利用條痕板（無釉瓷板），觀察礦物在其

上劃出的痕跡的顏色。由于礦物的粉末可以消除一些雜質(zhì)和物理方面的影響，所

以比其顏色更為固定。因此條痕在鑒定礦物上具有重要意義。

3）光澤

礦物表面的總光量或者礦物表面對于光線的反射形成光澤。

（1）金屬光澤礦物表面反光極強，如同平滑的金屬表面所呈現(xiàn)的光澤。

（2）半金屬光澤較金屬光澤稍弱，暗淡而不刺目。

（3）非金屬光澤是一種不具金屬感的光澤。又可分為：金剛光澤——光澤閃亮

耀眼。如金剛石、閃鋅礦等的光澤。玻璃光澤——象普通玻璃一樣的光澤。如水

晶、螢石、方解石等具此光澤。此外，由于礦物表面的平滑程度或集合體形態(tài)的

不同而引起一些特殊的光澤。脂肪光澤；珍珠光澤；絲絹光澤；土狀光澤。

4）透明度

指光線透過礦物多少的程度。礦物的透明度可以分為3級：（1）透明礦物:

礦物碎片邊緣能清晰地透見他物。（2）半透明礦物：礦物碎片邊緣可以模糊地

透見他物或有透光現(xiàn)象。（3）不透明礦物：礦物碎片邊緣不能透見他物。

5）硬度

指礦物抵抗外力刻劃、壓入、研磨的程度。德國摩氏選擇了10種礦物作為

標準，將硬度分為10級，這10種礦物稱為“摩氏硬度計"。摩氏硬度計只代表

礦物硬度的相對順序。在野外工作,還可利用指甲（2—2.5）、小鋼刀（5—5.5）

等來代替硬度計。

順口溜記憶：上聯(lián)：滑（石）、石（膏）、方解（石）、螢（石）、磷（灰

石）、長（石）、

下聯(lián)：石英、黃玉、剛（玉）、金剛（石）。硬度分別是卜一10.

6）解理

在力的作用下，礦物晶體按一定方向破裂并產(chǎn)生光滑平面的性質(zhì)叫做解理。

沿著一定方向分裂的面叫做解理面。解理是由晶體內(nèi)部格架構(gòu)造所決定的。一向

解理。有的礦物具有二向、三向、四向或六向節(jié)理。

解理可分為下列等級：（1）最完全解理。（2）完全解理。（3）中等解理。

（4）不完全解理。（5）極不完全解理（無解理）。

7）斷口

礦物受力破裂后所出現(xiàn)的沒有一定方向的不規(guī)則的斷開面叫做斷口。斷口出

現(xiàn)的程度是跟解理的完善程度互為消長的，即一般說來，解理程度越高的礦物不

易出現(xiàn)斷口，解理程度越低的礦物才容易形成斷口。根據(jù)斷口的形狀，可以分為

貝殼狀斷口、鋸齒狀斷口、參差狀斷口、平坦狀斷口等。

8）脆性和延展性

礦物受力極易破碎，不能彎曲，稱為脆性。礦物受力發(fā)生塑性變形，如錘成

薄片、拉成細絲，這種性質(zhì)稱為延展性。

9）彈性和撓性

礦物受力變形、作用力失去后又恢復原狀的性質(zhì)，稱為彈性。礦物受力變形、

作用力失去后不能恢復原狀的性質(zhì)，稱為撓性。

10）比重

11）磁性

12）電性

13）發(fā)光性

14）其它性質(zhì)易燃性；咸、苦、澀等味道；滑膩感；有些礦物如受特殊的氣味。

二、礦物的分類

礦物分類的方法很多，當前常用的是根據(jù)礦物的化學成分類型分為5大類：

自然元素礦物、硫化物及其類似化合物礦物、鹵化物、氧化物及氫氧化物礦物、

含氧鹽礦物。

三、重要礦物簡述

一、自然元素礦物

1.石墨C2.金剛石C

二、硫化物類礦物

3.輝銅礦4.方鉛礦5.閃鋅礦ZnS6.辰砂HgS7.輝睇礦Sb2s38.輝鉗礦MoS29.黃鐵

礦FeS210.黃銅礦CuFeS2

三、氧化物及氫氧化物類礦物

11.赤鐵礦Fe20312.磁鐵礦Fe3O4或FeO*Fe2O313.褐鐵礦FeO（OH）?nH2014.

錫石Sn0215.軟鎰礦Mn0216.鋁土礦A1203?nH2017.石英Si02

四、含氧鹽類礦物

18.正長石K19.斜長石20.橄欖石21.普通輝石22.普通角閃石23.云母24.綠簾

石25.綠泥石26.蛇紋石和石棉27.滑石28.石榴子石29.紅柱石30.高嶺石

31.方解石32.白云石33.孔雀石和藍銅礦

34.重晶石B吊0435.石膏CaS04?2H20

36.鶴鎰鐵礦（黑鴇礦）（Fe,Mn）W04

37.磷灰石Ca5[P04]3[F,Cl]

38.螢石（氟石）CaF2

39.石鹽NaCl和鉀石鹽KC1

實驗課：礦物的形態(tài)、礦物的物理性質(zhì)、常見礦物的肉眼鑒定

第三節(jié)火成巖

一、巖漿、巖漿作用和火成巖的概念

巖漿--巖漿是在地殼深處或上地幔天然形成的、富含揮發(fā)組分的高溫粘稠

的硅酸鹽熔漿流體。

巖漿的化學成分若以氧化物表示。其中以Si02的含量為最大。根據(jù)巖漿中

Si02的相對含量，酸性巖漿（SiO2>65%）、中性巖漿（52—65%）、基性巖

刀幺（不「1切其，吐生與幺（｝

7越是酸性的巖漿，粘性X、溫度低，耒易流動；巖漿的溫度往往隨巖漿的成

分而變化。酸性巖漿的溫度約為700—900℃,中性巖漿的溫度約為900—1000℃,

基性巖漿的溫度約為1000—1200C。

巖漿作用--巖漿的發(fā)生、運移、聚集、變化及冷凝成巖的全部過程，稱為

巖漿作用。主要有兩種方式：侵入作用、侵入巖。噴出作用或火山活動。噴出巖

（又稱火山巖）。

二、噴出作用（火山作用）

（一）、火山活動活火山----；休眠火山----死火山----

（二）、火山構(gòu)造火山構(gòu)造或稱火山機構(gòu)，包括火山通道、火山錐、火山口等。

（三）、火山噴發(fā)物

1.氣體噴發(fā)物（火山氣體）

2.固體噴發(fā)物（火山碎屑物質(zhì)）

1）.火山灰2）.火山礫3）.火山渣4）.火山彈3.液體噴發(fā)物（熔漿）

（四）、火山噴發(fā)類型

火山噴發(fā)可以分為兩個基本類型:裂隙式噴發(fā)和中心式噴發(fā)，后者又有爆烈、

寧靜等之分。

1.裂隙式噴發(fā)巖漿通過地殼中狹長線狀深斷裂溢出地表，一搬沒有爆炸現(xiàn)象,

流出的主要為基性玄武巖熔漿，冷凝后形成厚度相當穩(wěn)定、覆蓋面積很大的熔巖

被，火山碎屑物較少。

2.中心式噴發(fā)巖漿沿著一定的管形通道噴出地表，熔巖覆蓋面積較小。這是

現(xiàn)代火山活動最主要的類型。按照噴發(fā)的劇烈程度又可略分為寧靜式、斯特龍博

利式和爆烈式等幾種。

1）.寧靜式噴發(fā)型以基性熔漿（玄武巖）噴發(fā)為主，熔漿溫度較高，氣體

較少，不爆炸，因此少有固體噴發(fā)物，常常形成底座很大、坡度平緩的盾形火山

錐，以夏威夷諸火山為代表，故又稱夏威夷式噴發(fā)類型。

2）.斯特龍博利式噴發(fā)型屬于寧靜式與爆烈式之間的噴發(fā)型，以中、基性

熔漿噴發(fā)為主，并有一定的爆炸力。

3）.爆烈式噴發(fā)型大都以中酸性熔漿噴發(fā)為主，含氣體多，爆炸力強，經(jīng)

常形成大量的火山碎屑特別是火山灰。

（五）、近代火山分布規(guī)律

1.環(huán)太平洋火山帶

2.阿爾卑斯-喜馬拉雅火山帶

3.大西洋海嶺火山帶

三、侵入作用

地下巖漿上升侵入并占據(jù)一定空間的作用，叫侵入作用。根據(jù)巖漿侵入的環(huán)

境和侵入作用方式，可以分為深成侵入作用和淺成侵入作用。

（一）、深成侵入作用及其巖體產(chǎn)狀

在地下相當深處的巖漿侵入活動，稱深成侵入作用。這種侵入是通過巖漿對

圍巖的熔化、排擠、俘虜碎塊以及變質(zhì)等方式而逐漸占據(jù)空間的。其結(jié)果是形成

深成巖體。深成巖體處于壓力大溫度高的條件下，冷凝過程可以上百萬年計，故

往往形成結(jié)晶良好、顆粒粗大的巖石。

（二）、淺成侵入作用及其巖體產(chǎn)狀

在地殼淺處的巖漿侵入活動稱淺成侵入作用。這種侵入是巖漿在壓力作用下

沿著斷層、裂隙或?qū)永碡炄氲姆绞竭M行的。其結(jié)果形成淺成巖體。淺成巖的規(guī)模

較小，冷卻較快，所以常常形成結(jié)晶顆粒較細或大小不均的斑狀結(jié)構(gòu)。

四、火成巖的成分

（一）、火成巖的化學成分

火成巖的化學成分實際上和巖漿的成分大體一致，雖然幾乎包括了地殼中各

種元素，但它們的含量相差極為懸殊，其中以0、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、

Ti等元素的含量最多，占組成火成巖元素總量的99%以上。若以氧化物計，則

以Si02、A1203、FeO、Fe203、CaO、Na20、K20、MgO,H20、Ti02等為主，同樣

也占總量的99%以上，Si02是火成巖中最主要的成分。

Si02和各種金屬元素形成多種硅酸鹽礦物，各種硅酸鹽礦物又組成各種火

成巖。所以說，火成巖實際上是硅酸鹽巖石。根據(jù)火成巖中Si02的多少，如同

對巖漿分類一樣，分為超基性巖（SiO2V45%）、基性巖（45—52%）、中性巖

（52—65%）和酸性巖（＞65%）四大類。由超基性巖到酸性巖，不僅表現(xiàn)在Si02

含量的多少上，而且其它成分也相應隨之變化：即隨著Si02含量增加，K、Na成

分越來越多，而悔、Fe、Ca成分則越來越少；反之，隨著Si02含量減少，K、Na

成分越來越少，而Mg、Fe、Ca成分則越來越多。

（二）、火成巖的礦物成分

組成火成巖的礦物以硅酸鹽礦物為主，其中最多的是長石、石英、黑云母、

角閃石、輝石、橄欖石等（以上石英屬于氧化物）、占火成巖礦物總含量的99%,

所以稱之為火成巖的重要造巖礦物。

其中顏色較淺的，稱淺色礦物，因以二氧化硅和鉀、鈉的鋁硅酸鹽類為主，

又稱硅鋁礦物，如石英、長石等；

其中顏色較深的，稱暗色礦物，因以含鐵、鎂的硅酸鹽類為主，又稱鐵鎂礦

物，如黑云母、角閃石、輝石、橄欖石等。硅鋁礦物和鐵鎂礦物在火成巖中的含

量和比例，不僅影響巖石的顏色，而且影響巖石的比重。

一般說，巖石從超基性到酸性，鐵鎂礦物逐漸減少，而硅鋁礦物則逐漸增多，

故巖石顏色越來越淺，比重越來越??；巖石從酸性到超基性，鐵鎂礦物逐漸增多，

而硅鋁礦物則逐漸減少，故巖石顏色越來越深，比重越來越大?；鸪蓭r中的礦物

成分是火成巖分類的重要根據(jù)之一。巖石中含量較多、作為區(qū)分巖類依據(jù)的礦物,

稱為主要礦物。如花崗巖類中的石英和鉀長石。巖石中含量較少、對區(qū)分巖類不

起主要作用，但可作為進一步區(qū)分巖石種屬的依據(jù)的礦物，稱為次要礦物。例如,

石英在花崗巖類中為主要礦物，而在閃長巖類中則為次要礦物，其有無并不影響

閃長巖的命名問題，但如含有一定數(shù)量（5-20%）,則可據(jù)此進一步分類稱之

為石英閃長巖。巖石中含量很少（一般不超過1%）、對巖石分類不起作用的礦

物，稱為副礦物。如磁鐵礦、磷灰石等。

鮑溫在實驗室觀察相當玄武巖熔漿的冷卻結(jié)晶過程并結(jié)合野外觀察，得出玄

武巖巖漿造巖礦物的結(jié)晶順序以及它們的共生組合關(guān)系，稱為鮑溫反應系列。

從高溫到低溫巖漿結(jié)晶過程包括兩個并行的演化系列：一方面為屬于淺色礦

物（硅鋁礦物）的斜長石的連續(xù)固溶體反應系列，即從富鈣斜長石向富鈉斜長石

演化（也就是從基性斜長石向酸性斜長演化）；在這個系列的演變過程中，礦物

晶體格架沒有很大改變，只是礦物成分發(fā)生連續(xù)的變化，實際上是連續(xù)的類質(zhì)同

像過程。另一方面為暗色礦物（鐵鎂礦物）的不連續(xù)反應系列，即按橄欖石、輝

石、角閃石、黑云母的順序結(jié)晶；在這個系列演變過程中，前后相鄰礦物之間不

是成分上的連續(xù)過渡，而是巖漿同早期礦物發(fā)生反應產(chǎn)生新礦物，相鄰礦物的結(jié)

晶格架也發(fā)生顯著變化。隨著溫度下降，在巖漿晚期此二系列合成單一的不連續(xù)

反應系列，依次結(jié)晶出鉀長石、白云母，最后析出石英。

鮑溫反應系列在一定程度上說明了巖漿中礦物結(jié)晶順序和共生組合規(guī)律，提

供了簡易掌握火成巖分類的方法?？v行表示從高溫到低溫礦物結(jié)晶的順序；橫行

表示在同一水平位置上的礦物大體是同時結(jié)晶，按共生規(guī)律組成一定類型的巖

石。例如輝石和富鈣的斜長石組成基性巖，不可能與石英共生；鉀長石、富鈉斜

長石、石英、黑云母等組成酸性巖，不可能與橄欖石共生。在縱行方向礦物相距

越遠，共生的機會越少。

深色礦物超基性巖

橄楨石

基性斜長石基性巖

石

/

\

中性巖

角閃石中性斜長石

/

酸性巖

黑云酸性斜長石

/

正長石

白百母

石英

圖3-24鮑溫反應系列（簡化）

五、火成巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

巖漿在地表或地下不同深度冷凝時，因溫度、壓力等條件不同，即使是同樣

成分的巖漿所形成的巖石，也具有不同的巖石形貌特征。這種差異主要表現(xiàn)在兩

個方面，即巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。

（一）、火成巖的結(jié)構(gòu)

所謂結(jié)構(gòu)是指巖石中礦物顆粒本身的特點（結(jié)晶程度、晶粒大小、晶粒形

狀等）及顆粒之間的相互關(guān)系所反映出來的巖石構(gòu)成的特征而言。

1.結(jié)晶程度

1）.全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)組成巖石的礦物全部結(jié)晶，如花崗巖。

2）.半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)組成巖石的礦物部分結(jié)晶，部分為玻璃質(zhì)，如流紋巖。

3）.玻璃質(zhì)（非晶質(zhì)）結(jié)構(gòu)組成巖石的成分全未結(jié)晶，即全部為玻璃

質(zhì)，如黑曜巖。

2.晶粒大小

按照組成巖石的礦物顆粒大小可以分為：

1）.顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)用肉眼或放大鏡即可看出晶體顆粒。又分為：粗粒結(jié)構(gòu)一

一晶粒直徑大于5mm；中粒結(jié)構(gòu)晶粒直徑1―5mm；細粒結(jié)構(gòu)晶粒直徑0.1

—1mm。

2）.隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)晶粒小于0.1mm,巖石呈致密狀，礦物顆粒用顯微鏡才能辨

別。

3.晶粒相對大小

1）.等粒結(jié)構(gòu)又稱粒狀結(jié)構(gòu)。

2）.斑狀結(jié)構(gòu)巖石中礦物顆粒相差懸殊，較大的顆粒稱為斑晶，斑晶與斑晶

之間的物質(zhì)稱為基質(zhì)，基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)。?般是斑晶結(jié)晶較早，晶形較好,

而基質(zhì)部分結(jié)晶較晚，多是熔漿噴出地表或上升至淺處迅速冷凝而成。斑狀結(jié)構(gòu)

常為噴出巖或一些淺成巖所具有。

3）.似斑狀結(jié)構(gòu)類似斑狀結(jié)構(gòu)，但斑晶更為粗大（可超過1cm）,而基質(zhì)則

多為中、粗粒顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。斑晶可以是與基質(zhì)在相同或近似條件下，因某種成分

過剩而形成的；也可以是在較晚時間經(jīng)交代作用而形成的。似斑狀結(jié)構(gòu)常為某些

深成巖所具有，如似斑狀花崗巖。

4.晶粒形狀

按巖石中礦物晶體形狀發(fā)育程度，可以分為：1）.自形晶晶體發(fā)育成應有的

形狀。2）.半形晶晶體只發(fā)育成應有晶形的一部分。3）.他形晶晶體不能發(fā)育

成應有的形狀，而是決定于相鄰晶體所遺留的空間形狀，因此常是不規(guī)則的。

（-）火成巖的構(gòu)造

所謂構(gòu)造是指組成巖石的礦物集合體的形狀、大小、排列和空間分布等所反

映出來的巖石構(gòu)成的特征而言。

1.塊狀構(gòu)造

巖石中礦物排列無一定方向，不具任何特殊形象的均勻塊體，是火成巖（如

花崗巖）中最常見的一種構(gòu)造。

2.流紋構(gòu)造

因熔漿流動由不同顏色不同成分的隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)或拉長氣孔等定向排列

所形成的流狀構(gòu)造，常見于中酸性噴出巖（如流紋巖）中。流紋表示熔巖當時的

流動方向。

3.流動構(gòu)造

巖漿在流動過程中所形成的構(gòu)造，包括流線構(gòu)造和流面構(gòu)造。巖石中長條狀、

柱狀礦物（如角閃石）呈長軸定向排列，叫流線構(gòu)造，它一般平行于巖漿流動方

向；巖石中片狀礦物、板狀礦物（如云母、長石）呈層狀及帶狀排列，叫流面構(gòu)

造，它一般平行于巖體的接觸面。因此利用流線和流面可以測定巖漿的流動方向

和巖體接觸面的產(chǎn)狀。

4.氣孔構(gòu)造

熔漿噴出地表，壓力驟減，大量氣體從中迅速逸出而形成的圓形、橢圓形或

管狀孔洞，稱氣孔構(gòu)造。這種構(gòu)造往往為噴出巖所具有。

5.杏仁構(gòu)造

巖石中的氣孔被以后的礦物質(zhì)（方解石、石英、瑪瑙、玉髓等）所填充，形

似杏仁，稱杏仁構(gòu)造。

六、火成巖的分類

火成巖分類的主要根據(jù)一方面是巖石的化學成分、礦物成分，另一方面是巖

石的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。

表3-7“主要火成巖分類表”就是綜合這些因素編制的。表的橫坐標按火成

巖的化學成分及礦物成分排列，自左至右依次為超基性巖、基性巖、中性巖和酸

性巖。其下列出兒種造巖礦物，并用線段表示其在各巖類中的分布規(guī)律。其中石

英主要分布在酸性巖中，而橄欖石則主要分布于超基性巖中，所以稱石英為酸性

巖的指示礦物，橄欖石為超基性巖的指示礦物。在長石類礦物中，鉀長石主要分

布于酸性巖和部分中性巖中，而斜長石則廣泛分布于中、基性巖中，但其成分則

從富鈉斜長石向富鈣斜長石演變；在超基性巖中不含長石或只含一點斜長石。幾

種暗色礦物除橄欖石分布范圍較窄外，其余則分布較廣，但黑云母主要分布于酸

性巖及部分中性巖中，角閃石主要分布于中性巖及部分酸性巖中，輝石主要分布

于基性巖及部分超基性巖中。同一礦物在某一巖類中為主要礦物，在另一巖類中

則為次要礦物，表中用實線和斷線表示了這種關(guān)系。

表3-7主要火成巖分類簡表

酸性巖

>65

石英

鉀長石

富納斜長石

黑云母

角閃石

質(zhì)

噴

破

出火山玻璃巖（黑曜巖，浮巖等）

巖金伯利巖玄武巖安山巖粗面巖流紋巖

淺各種脈巖類（偉晶等，細晶巖，煌斑巖等）

成

狀

塊

巖苦橄粉巖輝長巖閃長粉巖正長斑巖花朝斑巖

i密％僵整狀|塊狀|橄欖巖輝長巖閃長巖正長巖花崗巖

超基性基性中性酸性

形成環(huán)金、

科馬提

噴出巖玄武巖安山巖流紋巖

石UL,1

苦橄玲閃長粉花崗斑

淺成巖ULl輝綠巖3一

石石石

深成巖橄欖巖輝長石閃長巖花崗巖

七、最主要的火成巖

（一）、超基性巖類（橄欖巖一金伯利巖類）

1.橄欖巖2.苦橄玲巖3.金伯利巖

（二）、基性巖類（輝長巖一玄武巖類）

1.輝長巖2.輝綠巖3.玄武巖

（三）、中性巖類

閃長巖一安山巖類1).閃長巖2).閃長玲巖3).安山巖

(四)、酸性巖類(花崗巖一流紋巖類)

1.花崗巖2.花崗巖化花崗巖。3.花崗斑巖4.流紋巖

(五)、脈巖類

L偉晶巖2.細晶巖3.煌斑巖

(六)、火山玻璃巖類

1.黑曜巖2.浮巖

實驗課：常見巖漿巖的觀察與鑒定

第四節(jié)沉積巖

一、沉積巖的形成過程

沉積巖的形成過程一般可以分為先成巖石風化作用和剝蝕作用、搬運作用、

沉積作用和硬結(jié)成巖作用等幾個互相銜接的階段。

(一)、先成巖石的破壞

L風化作用

1).風化作用的類型一般可以分為物理風化作用、化學風化作用和生物風化作

用等3種類型。

(1)物理風化作用：

原地發(fā)生機械破壞而不改變化學成分、不形成新礦物的作用。又稱機械風化

作用。物理風化作用的方式主要有溫差風化、冰凍風化、層裂等。

冰凍風化水結(jié)冰以后體積約增加1/11,在裂隙中可產(chǎn)生壓力(960kg/cm2),從

而可以撐開和擴大裂隙；稱為冰劈作用

(2)化學風化作用：

巖石因與水溶液、氣體等發(fā)生化學反應而在原地不僅改變其物理狀態(tài)，而且

也可改變其化學成分、發(fā)生化學分解，并可形成新礦物的作用。水是引起化學風

化作用的重要因素，特別是在水中溶有C02、02等氣體成分，其作用便更加顯著。

(3)生物風化作用：

生物的物理風化作用生物的化學風化作用形成礦物質(zhì)和有機質(zhì)共存的新

物質(zhì)——土壤。

2).各種風化作用的相互關(guān)系

不是孤立進行的，而是一個互相聯(lián)系互相影響的統(tǒng)一過程。物理、化學風化

雖然常同時進行，互相影響，但物理風化使巖石破碎到一定程度，即無能為力。

在一定自然地理條件下，常常是以某一種風化作用占主導地位。

3).影響風化作用的因素

(1)巖石性質(zhì)(2)氣候條件(3)地形條件

4）.風化產(chǎn)物任何暴露地表的巖石和礦物，都不可避免地要遭受風化作用的破

壞。

（5）.風化殼地殼表層在風化作用下，形成一層薄的殘積物外殼，它不連續(xù)地

覆蓋于基巖之上，這層風化外殼稱為風化殼。

2.剝蝕作用

各種外力在運動狀態(tài)下對地面巖石及風化產(chǎn)物的破壞作用，總稱為剝蝕作

用。

1）.機械的剝蝕作用

指風、流水、冰川、海洋等對地表物質(zhì)的機械破壞作用。如風的吹蝕作用

是很強大的破壞作用，它一方面吹起地表風化碎屑和松散巖屑（稱吹嫩作用），

一方面還挾帶著巖屑磨蝕巖石（稱磨蝕作用）。

2）.化學的剝蝕作用

以溶解等方式進行破壞的作用，稱為溶蝕作用。特別是在石灰?guī)r、白云巖地

區(qū)，這種作用更為顯著，通稱喀斯特作用（曾稱巖溶作用）。剝蝕作用和風化作

用都是破壞地表巖石的強大力量。二者不同之處主要在于前者是流動著的物質(zhì)對

地表巖石起著破壞作用，而后者是相對靜止地對巖石起著破壞作用。

（二）、搬運作用

風化作用和剝蝕作用的產(chǎn)物被流水、冰川、海洋、風、重力等轉(zhuǎn)移，離開原

來位置的作用叫做搬運作用。搬運方式有機械搬運和化學搬運兩種。一般說來，

風化和剝蝕產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)多以機械搬運為主，而膠體和溶解物質(zhì)則以膠體溶液

及真溶液形式進行搬運。

1.機械搬運作用：風、流水、冰川、海水等都可進行機械搬運。

2.化學搬運作用：除風、冰川等外，流水、湖、海等還進行著化學搬運作用。

（三）、沉積作用

1.機械沉積作用

被搬運的巖石碎屑在重力大于水流、風的搬運能力時，便先后沉積下來，這種作

用稱為機械沉積作用。

2.化學沉積作用

化學沉積包括膠體沉積和真溶液沉積。

1）.膠體溶液沉積膠體顆粒極小，一般不受重力作用影響，搬運很遠，沉積很

慢。同時，膠體質(zhì)點帶有電荷，帶有正電荷，稱正膠體；帶有負電荷，稱負膠體。

許多淺海相的沉積鐵礦、鎰礦多是這樣形成的。止匕外，在干燥氣候條件下，膠體

溶液因蒸發(fā)脫水也可引起沉淀。

2）.真溶液沉積溶解于水中的物質(zhì)是多種多樣的，由于溶解質(zhì)的溶解度不同，

以及溶液的性質(zhì)、溫度、pH值等因素的影響，真溶液物質(zhì)沉積也有先后遠近的

順序，這種作用叫化學沉積分異作用。

3.生物沉積作用

生物沉積作用包括生物遺體的沉積和生物化學沉積。

（四）、成巖作用

巖石的風化剝蝕產(chǎn)物經(jīng)過搬運、沉積而形成松散的沉積物，這些松散沉積物

必須經(jīng)過一定的物理、化學以及其他的變化和改造，才能形成固結(jié)的巖石。這種

由松散沉積物變?yōu)閳怨處r石的作用叫做成巖作用。

1.壓固作用

在沉積物不斷增厚的情況下，使沉積物孔隙度減少，體積縮小，密度加大，

水分排出，從而加強顆粒之間的聯(lián)系力，使沉積物固結(jié)變硬。

2.脫水作用

在沉積物經(jīng)受上覆巖石強大壓力的同時，溫度也逐漸增高，在壓力和溫度的

共同作用下，不僅可以排出沉積物顆粒間的附著水，而且還使膠體礦物和某些含

水礦物產(chǎn)生失水作用而變?yōu)樾碌V物。

3膠結(jié)作用

加積物中有大量孔隙，在沉積過程中或在固結(jié)成巖后，其中被礦物質(zhì)所填充,

從而將分散的顆粒粘結(jié)在一起，稱為膠結(jié)作用。

4.重結(jié)晶作用

沉積物在壓力和溫度逐漸增大情況下，可以發(fā)生溶解或局部溶解，導致物質(zhì)

質(zhì)點重新排列，使非晶質(zhì)變成結(jié)晶物質(zhì)，這種作用稱重結(jié)晶作用。重結(jié)晶后的巖

石，孔隙減少，密度增大，巖石的堅固性也增強了。重結(jié)晶作用對于各類化學巖、

生物化學巖來說，是重要的成巖方式。

二沉積巖的特征

（一）、沉積巖的成分

1.化學成分

沉積巖的化學成分與火成巖基本相似，即皆以SiO2、A1203等為主。但也有

其不同之處：如沉積巖中Fe203的含量多于FeO,而火成巖卻與此相反，這是因

為沉積巖主要是在氧化條件下形成的；又如沉積巖中富含H20、C02等，而火成

巖中則很少，因為沉積巖是在地表條件下形成的；還有，沉積巖中常含有較多的

有機質(zhì)成分，而在火成巖中則缺少這樣的成分。

2.礦物成分

1）.碎屑礦物石英、鉀長石、鈉長石、白云母等（母巖風化后繼承下來的較穩(wěn)

定的礦物，屬于繼承礦物）。

2）.粘土礦物高嶺石、鋁土等（母巖化學風化后形成的礦物，屬新生礦物）。

3）.化學和生物成因礦物方解石、白云石、鐵鎰氧化物（各種鐵礦等）、石膏、

磷酸鹽礦物、有機質(zhì)等（從溶液或膠體溶液中沉淀出來的或經(jīng)生物作用形成的礦

物）。

（二）、沉積巖的顏色

沉積巖具有各種各樣的顏色。為什么不同的巖石有著不同的顏色，這主要決

定于它的礦物成分或化學成分。詳細描繪沉積巖的顏色具有實踐和理論意義。

（三）、沉積巖的結(jié)構(gòu)

沉積巖的結(jié)構(gòu):是指沉積巖組成物質(zhì)的形狀、大小和結(jié)晶程度。

1.碎屑結(jié)構(gòu)

母巖風化和剝蝕的碎屑物質(zhì)，經(jīng)搬運、沉積、膠結(jié)而成的巖石叫碎屑巖。碎

屑巖的結(jié)構(gòu)叫碎屑結(jié)構(gòu)。碎屑結(jié)構(gòu)通常由兩部分物質(zhì)組成，即碎屑物質(zhì)和膠結(jié)物

質(zhì)。

1）.碎屑物質(zhì)包括礦物碎屑和巖石碎屑（巖屑）兩種。礦物碎屑中以石英為主,

其次是長石（主要是正長石和酸性斜長石），再次是白云母以及少許重礦物。抗

風化能力較強的礦物。

2）.膠結(jié)物質(zhì)

指填充于碎屑孔隙之間的物質(zhì)，最常見的為各種化學沉淀物或膠體物質(zhì)，如

鈣質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)以及石膏、海綠石和有機質(zhì)等。

（1）粒度碎屑顆粒的大小稱為粒度。礫（直徑大于2mm）、砂（2—0.05mm）、

粉砂（0.05—0.005mm）、泥（小于0.005mm）□

（2）圓度指碎屑顆粒的棱角被磨蝕圓化的程度。即棱角狀、次棱角狀、次圓狀、

圓狀和極圓狀（圖3-71）。通常把棱角狀和次棱角狀的礫稱為角礫。

碎屑結(jié)構(gòu)又分為角礫狀結(jié)構(gòu)、礫狀結(jié)構(gòu)、砂質(zhì)結(jié)構(gòu)和粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)（表3-11）。

2.泥質(zhì)結(jié)構(gòu)

泥質(zhì)結(jié)構(gòu)是指由極細小的粘土質(zhì)點所組成的、比較致密均一和質(zhì)地較軟的結(jié)

構(gòu)。有時見有酶狀及豆狀結(jié)構(gòu)，是在沉積過程中粘土質(zhì)點圍繞核心凝聚而成的同

心圈層結(jié)構(gòu)。

3.化學結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)

由各種溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)沉淀而成的沉積巖常具有化學結(jié)構(gòu)。如某種化學

成分沉淀后，在一定條件下常同時結(jié)晶，形成等粒他形結(jié)構(gòu)。

（四）、沉積巖的構(gòu)造

各種物