《巖石學(xué)提綱》課件

巖石學(xué)提綱巖石學(xué)是地球科學(xué)的重要分支學(xué)科，研究巖石的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、成因和演化。巖石是地殼和地幔的主要組成部分，是地球演化的重要記錄。巖石學(xué)的定義與研究對象研究對象巖石是地殼和地幔中廣泛存在的固態(tài)物質(zhì)，是地球表面各種地貌的組成部分。研究內(nèi)容巖石學(xué)的核心是研究巖石的形成、組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分布和演化規(guī)律。研究目的了解地球的演化歷史，尋找礦產(chǎn)資源，探究地質(zhì)災(zāi)害的形成機制，為人類社會發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。巖石的組成礦物巖石是由一種或多種礦物組成的固態(tài)集合體，礦物是巖石的基本組成單位。沉積物巖石還可能包含一些非礦物成分，如火山玻璃、有機質(zhì)和沉積物等。巖漿火成巖是由巖漿冷卻凝固形成的，巖漿是巖石的初始狀態(tài)。礦物的性質(zhì)11.物理性質(zhì)礦物物理性質(zhì)是指可以用肉眼或簡單儀器觀察到的性質(zhì)，如顏色、條痕、光澤、硬度、解理等。22.化學(xué)性質(zhì)礦物化學(xué)性質(zhì)是指礦物與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時的性質(zhì)，如溶解性、氧化性、還原性等。33.光學(xué)性質(zhì)礦物光學(xué)性質(zhì)是指礦物對光線的吸收、反射、折射等性質(zhì)，如顏色、光澤、透明度、雙折射等。44.其他性質(zhì)除以上性質(zhì)外，礦物還有一些其他性質(zhì)，如比重、磁性、放射性等。礦物的分類化學(xué)成分礦物可根據(jù)化學(xué)成分分為硅酸鹽礦物、氧化物礦物、硫化物礦物、鹵化物礦物等。例如，石英是二氧化硅（SiO2）的礦物，方解石是碳酸鈣（CaCO3）的礦物。晶體結(jié)構(gòu)礦物可根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)分為等軸晶系、正方晶系、六方晶系、三方晶系、斜方晶系、單斜晶系、三斜晶系等。例如，石英屬于六方晶系，方解石屬于三方晶系。巖石形成的基本條件1物質(zhì)來源巖石是由礦物組成的。礦物是地球內(nèi)部的各種元素通過化學(xué)反應(yīng)形成的固態(tài)化合物。2能量來源地球內(nèi)部的熱能和地殼運動提供了巖石形成所需的能量。這些能量驅(qū)動著巖漿活動、變質(zhì)作用和沉積作用。3物理化學(xué)環(huán)境溫度、壓力、水溶液和化學(xué)環(huán)境等因素會影響巖石的形成過程，決定了最終巖石的類型和性質(zhì)。巖漿作用與火成巖巖漿作用巖漿作用是指地球內(nèi)部的巖漿在地殼或地幔中運動，并在地表或地殼內(nèi)部冷卻凝固的過程。火成巖火成巖是由巖漿冷卻凝固而形成的巖石，主要成分為硅酸鹽礦物。巖漿的類型巖漿按化學(xué)成分可分為基性巖漿、中性巖漿、酸性巖漿和超基性巖漿。火成巖的分類火成巖按形成方式可分為侵入巖和噴出巖?；鸪蓭r的分類化學(xué)成分根據(jù)火成巖中二氧化硅（SiO2）含量，可以將火成巖分為超基性巖、基性巖、中性巖和酸性巖四類。超基性巖中SiO2含量最低，酸性巖中SiO2含量最高。礦物組成火成巖的礦物組成取決于巖漿的化學(xué)成分和冷卻速度。主要礦物包括橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、長石、石英等。結(jié)構(gòu)火成巖的結(jié)構(gòu)取決于巖漿冷卻速度，緩慢冷卻形成粗粒結(jié)構(gòu)，快速冷卻形成細粒結(jié)構(gòu)，極速冷卻形成玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。構(gòu)造火成巖的構(gòu)造主要取決于巖漿的流動性，侵入巖多具塊狀構(gòu)造，噴出巖多具氣孔構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造等。侵入巖1緩慢冷卻巖漿在地下深處緩慢冷卻凝固而成。2晶體發(fā)育晶體有足夠的時間生長，形成較大的晶體。3結(jié)構(gòu)完整巖石結(jié)構(gòu)完整，沒有明顯的層理結(jié)構(gòu)。4常見類型花崗巖、閃長巖、輝長巖等。噴出巖快速冷卻巖漿噴出地表后迅速冷卻，結(jié)晶程度較低，形成細?；虿Ａз|(zhì)結(jié)構(gòu)。氣孔構(gòu)造巖漿中氣體逸出形成的氣孔結(jié)構(gòu)，是噴出巖的典型特征。常見類型玄武巖安山巖流紋巖變質(zhì)作用與變質(zhì)巖變質(zhì)作用在高溫、高壓或化學(xué)活動的影響下，巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)生變化的過程。變質(zhì)巖由原巖經(jīng)變質(zhì)作用形成的巖石，具有新的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。變質(zhì)作用類型區(qū)域變質(zhì)接觸變質(zhì)動力變質(zhì)變質(zhì)巖的分類片麻巖片麻巖是一種具有明顯的片理構(gòu)造的變質(zhì)巖，由長石、石英和云母等礦物組成。大理巖大理巖主要由方解石或白云石組成，是碳酸鹽巖經(jīng)變質(zhì)作用形成的巖石。板巖板巖是一種具有明顯的板狀結(jié)構(gòu)的變質(zhì)巖，由頁巖或泥巖經(jīng)變質(zhì)作用形成。千枚巖千枚巖是一種具有細密層理構(gòu)造的變質(zhì)巖，由泥質(zhì)巖或粉砂巖經(jīng)變質(zhì)作用形成。沉積作用與沉積巖沉積作用地表或近地表的風(fēng)化、侵蝕、搬運和沉積作用形成的松散沉積物。沉積作用是地球表面重要的地質(zhì)作用之一。沉積巖的形成沉積物經(jīng)過壓實、膠結(jié)等成巖作用，最終形成固態(tài)的沉積巖。沉積巖的特征沉積巖具有層理結(jié)構(gòu)，包含化石，分布廣泛。沉積巖的分類1碎屑巖碎屑巖由各種大小的碎屑礦物顆粒組成，通常由風(fēng)化和侵蝕形成。2化學(xué)沉積巖化學(xué)沉積巖通過水溶液中的礦物質(zhì)沉淀形成，通常在湖泊或海洋環(huán)境中形成。3生物化學(xué)沉積巖生物化學(xué)沉積巖由生物遺骸或其分解產(chǎn)物形成，例如化石、煤炭等。碎屑沉積巖砂巖砂巖由砂粒膠結(jié)而成，具有較好的透水性。礫巖礫巖由礫石膠結(jié)而成，常用于建筑材料。頁巖頁巖由泥質(zhì)沉積物膠結(jié)而成，層理發(fā)育。化學(xué)沉積巖形成過程化學(xué)沉積巖是由水體中的溶解物質(zhì)沉淀形成的。在特定條件下，溶解物質(zhì)的濃度達到飽和，便會析出沉淀，形成沉積巖。常見的化學(xué)沉積巖包括石膏、巖鹽、石灰?guī)r等。這些巖石的形成與氣候、水文環(huán)境等密切相關(guān)。生物化學(xué)沉積巖生物碎屑沉積由生物遺體堆積而成，例如珊瑚礁、貝殼等。生物化學(xué)作用生物體對環(huán)境的化學(xué)成分產(chǎn)生影響，形成沉積巖?；镞z體或活動痕跡被保存到巖石中，為研究古代環(huán)境提供重要信息。成巖作用的特點11.固結(jié)作用沉積物之間相互擠壓，孔隙空間減小，強度增加。22.膠結(jié)作用地下水中的礦物質(zhì)沉淀，充填沉積物之間的孔隙，使沉積物膠結(jié)成巖石。33.重結(jié)晶作用沉積物中的礦物在溫度和壓力作用下，發(fā)生重結(jié)晶，形成新的礦物組合。44.溶解作用沉積物中的某些礦物被溶解，改變巖石的成分和結(jié)構(gòu)。成巖環(huán)境對巖石性質(zhì)的影響壓實作用沉積物在埋藏過程中受到上覆巖層的壓力，孔隙度減小，密度增大，巖石變得致密。膠結(jié)作用沉積物之間以及沉積物與碎屑之間的孔隙被礦物充填，巖石變得更加堅固。變質(zhì)作用巖石在高溫高壓條件下發(fā)生礦物成分和結(jié)構(gòu)變化，巖石的硬度、密度、顏色等發(fā)生變化。巖漿作用巖漿侵入巖體，會對周圍巖石造成熱變質(zhì)，改變巖石的性質(zhì)。巖相學(xué)研究的意義巖相特征巖石的巖相特征可以反映巖石形成時的環(huán)境和條件，比如沉積環(huán)境、變質(zhì)環(huán)境等。地質(zhì)構(gòu)造巖相學(xué)研究可以幫助我們了解地質(zhì)構(gòu)造，如褶皺、斷裂等，有助于理解地殼運動和地質(zhì)演化。礦產(chǎn)資源某些巖相與特定礦產(chǎn)資源有關(guān)，巖相學(xué)研究可以為礦產(chǎn)資源的勘探和開發(fā)提供重要依據(jù)。工程建設(shè)巖石的巖相特征影響其物理力學(xué)性質(zhì)，對工程建設(shè)至關(guān)重要，比如建筑材料的選擇和工程安全評估。巖石物性的應(yīng)用工程建設(shè)巖石的物理性質(zhì)決定了其作為建筑材料的適用性。例如，強度、密度和抗凍性等指標會影響建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。資源勘探巖石的物理性質(zhì)可用于識別和評估礦產(chǎn)資源。例如，可以通過測定巖石的密度和磁性來判斷其是否含有貴金屬或其他有用礦物。環(huán)境保護巖石的物理性質(zhì)對于污染防治和環(huán)境修復(fù)至關(guān)重要。例如，某些巖石具有良好的吸附能力，可以用于凈化污染水體或土壤。巖石物性測試方法密度測試通過測量巖石的質(zhì)量和體積來計算密度，可以幫助判斷巖石的礦物成分和結(jié)構(gòu)。孔隙度測試測量巖石內(nèi)部孔隙所占的體積比例，反映巖石的儲油儲氣能力?？箟簭姸葴y試通過施加壓力測試巖石的抗壓能力，判斷巖石的力學(xué)強度，用于工程建設(shè)?？辜魪姸葴y試通過施加剪切力測試巖石的抗剪能力，了解巖石的穩(wěn)定性和抗滑能力。聲波測試通過測量聲波在巖石中的傳播速度，判斷巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)和裂隙發(fā)育程度。巖石鑒定的方法肉眼觀察顏色、紋理、結(jié)構(gòu)、礦物成分等，判斷巖石類型顯微鏡觀察巖石薄片，觀察礦物特征，確定巖石的礦物組成和結(jié)構(gòu)化學(xué)分析測定巖石的化學(xué)成分，判斷巖石的類型和成因X射線衍射分析巖石的礦物結(jié)構(gòu)和成分，確定巖石的具體類型巖石成因分析的基本步驟1巖石成因分析根據(jù)巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造2巖石的類型確定巖石的類型3巖石形成的環(huán)境推斷巖石形成的環(huán)境4巖石形成的時間確定巖石形成的時間巖石成因分析是研究巖石形成過程的重要手段，通過分析巖石的各種特征，可以了解巖石的形成環(huán)境、時間和過程。巖石成因分析的主要問題11.巖石類型識別巖石類型，準確分類，確定其成因，例如火成巖、沉積巖或變質(zhì)巖。22.巖石結(jié)構(gòu)分析巖石結(jié)構(gòu)，觀察晶體大小、排列方式等，推斷其形成環(huán)境和過程。33.巖石礦物成分分析巖石的礦物組成，確定礦物種類和含量，判斷其形成時的環(huán)境條件。44.巖石構(gòu)造觀察巖石的構(gòu)造，如層理、節(jié)理、褶皺等，了解其形成過程和應(yīng)力狀態(tài)。巖石學(xué)在地質(zhì)勘探中的作用地層分析巖石類型和結(jié)構(gòu)提供地層形成時間和環(huán)境信息。礦產(chǎn)資源勘探巖石中的礦物成分可以指示潛在礦產(chǎn)的存在。油氣勘探巖石的孔隙度和滲透率決定了油氣儲藏量和開采潛力。地質(zhì)災(zāi)害評估巖石的強度和穩(wěn)定性影響著滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。巖石學(xué)在工程地質(zhì)中的應(yīng)用地基承載力巖石類型和結(jié)構(gòu)影響地基的穩(wěn)定性，進而影響建筑物的安全和耐久性。邊坡穩(wěn)定性巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，如抗剪強度和抗壓強度，決定了邊坡的穩(wěn)定性。隧道開挖巖石的硬度、裂隙和透水性對隧道開挖難度和成本有重要影響。巖石工程巖石學(xué)為巖石工程的設(shè)計、施工和安全評估提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。巖石學(xué)在環(huán)境地質(zhì)中的應(yīng)用水污染防治巖石風(fēng)化產(chǎn)物會污染水源，影響水質(zhì)。土壤侵蝕巖石的物理性質(zhì)會影響土壤的穩(wěn)定性。固體廢物處理巖石可以用于建造垃圾填埋場，處理固體廢物。礦山環(huán)境治理礦山開采會破壞地質(zhì)環(huán)境，巖石學(xué)可以指導(dǎo)環(huán)境修復(fù)。巖石學(xué)研究的前沿和發(fā)展趨勢巖石學(xué)與地球科學(xué)巖石學(xué)與地球科學(xué)的其他分支密切相關(guān)，例如地