1、礦物礦物巖石巖石地殼運動地殼運動本章內容本章目的l礦物礦物 巖石的類型及其特性巖石的類型及其特性; ;l地殼運動與地質構造地殼運動與地質構造 地形地形地貌的關系地貌的關系質量分配：萬有引力定律結果質量分配：萬有引力定律結果6060萬億億噸萬億億噸一、礦物與巖石一、礦物與巖石地殼的組成地殼的組成元素組成元素組成元素元素礦物（單質礦物（單質或化合物）或化合物）巖石（礦物巖石（礦物的集合體）的集合體）巖漿巖、沉積巖漿巖、沉積巖、變質巖巖、變質巖礦物礦物巖石的元素組成影響環境背景值含量巖石的元素組成影響環境背景值含量 1. 概念概念 巖石圈中的化學元素的原子或離子通過各種地質作用形成巖石圈中的化學元素

2、的原子或離子通過各種地質作用形成的，在一定條件下相對穩定的自然產物的，在一定條件下相對穩定的自然產物,可以是單質，也可以可以是單質，也可以是化合物。是化合物。2. 礦物的鑒定方法礦物的鑒定方法（1）礦物的主要物理性質：）礦物的主要物理性質： 依據光線照射晶體所表現的性質：顏色依據光線照射晶體所表現的性質：顏色(Color)、條痕、條痕(Streak)、光澤、光澤(Luster)、透光度、透光度(Diaphaneity)、透明度、透明度(Transparency)及熒光性及熒光性(Fluorescence)等。等。 孔雀石菱錳礦辰砂錫石或水晶2）常用的簡易定方法）常用的簡易定方法 顏色：不同的礦

3、物有不同的顏色顏色：不同的礦物有不同的顏色. 依據礦物的晶系和集結性質：依據礦物的晶系和集結性質： 晶系晶系(Crystal System)、習性習性(Habit)、解理、解理(Cleavage)、斷口、斷口(Fracture)、硬度、硬度(Hardness)。 (3）顯微鏡鑒定）顯微鏡鑒定（4）化學分析：對不能采用上述方法進行鑒定的。如對粘）化學分析：對不能采用上述方法進行鑒定的。如對粘土礦物的鑒定。土礦物的鑒定。硬度：不同礦物，硬度不同。莫氏硬度計硬度：不同礦物，硬度不同。莫氏硬度計 1：滑石：滑石(Talc)2：石膏：石膏(Gypsum)3：方解石：方解石(Calcite)4：熒石熒石(

4、Fluorite)5：磷灰石：磷灰石(Apatite)6：正長石：正長石(Orthoclase)7：石英：石英(Quartz)8：黃玉：黃玉(Topaz)9：剛玉：剛玉(Corundum)10：金剛石：金剛石 (Diamond) 礦物的集合體礦物的集合體 由自然界中的一種或多種礦物或似礦物由自然界中的一種或多種礦物或似礦物(如煤、玻璃物質、如煤、玻璃物質、蛋白石等蛋白石等)所組成。大部份巖石由多種礦物所組成。主要的成巖所組成。大部份巖石由多種礦物所組成。主要的成巖礦物如圖。礦物如圖。石英石英 (quartz)(quartz)正長石（正長石（orthoclaseorthoclase）斜長石（斜長

5、石（plagioclase）云母（云母（mica）輝石（輝石（pyroxene）閃石（閃石（amphibole）橄欖石（橄欖石（olivine）主要的成巖礦物 巖漿巖巖漿巖沉積巖沉積巖變質巖變質巖巖漿巖巖漿巖: 占地殼總體積的占地殼總體積的64.7%；沉積巖沉積巖: 占地殼總體積的占地殼總體積的7.9%， 占地表面積的占地表面積的75%； 變質巖變質巖: 占地殼總體積的占地殼總體積的27.4%按成因分為三類按成因分為三類地殼中的分布地殼中的分布 由地殼內部呈熔融狀態的巖漿噴出地表，或者上升到由地殼內部呈熔融狀態的巖漿噴出地表，或者上升到接近地表的不同深度的地殼中，接近地表的不同深度的地殼中，冷

6、卻、固化冷卻、固化后形成的巖石。后形成的巖石。常見的有花崗巖、安山巖、玄武巖等。常見的有花崗巖、安山巖、玄武巖等。安山巖（andesite）閃長巖(diorite)花崗巖（granite）火山渣（火山渣（ScoriaScoria）火成巖的形成火成巖的形成- -火山的活動有關火山的活動有關美國夏威夷圣海倫斯火山-美國華盛頓洲內長白山火山中國吉林省內黑龍江-五大連池以各種火山熔巖形跡而聞名于世翻花熔巖繩狀熔巖蟲爬狀熔巖噴氣錐噴氣穴熔巖旋渦鏡泊湖-黑龍江與吉林交界處，火山活動于2000-3000年前，噴發物阻塞牡丹江，形成我國最大的火山堰塞湖-鏡泊湖繩狀熔巖熔巖隧道內壁薄層狀玄武巖鏡泊湖熔巖溢流口火

7、山彈地殼表層的原有巖石在常溫、常壓條件下，地殼表層的原有巖石在常溫、常壓條件下，經風化侵蝕，在經風化侵蝕，在原地堆積或搬運至不同的地方，經過原地堆積或搬運至不同的地方，經過大地壓固、膠結、重大地壓固、膠結、重結晶結晶等作用后而形成的巖石等作用后而形成的巖石。一）沉積巖的形成一）沉積巖的形成搬運侵蝕作用力搬運侵蝕作用力: :水水 冰川冰川 風風 重力重力侵蝕地形侵蝕地形堆積地形堆積地形風力作用風力作用風蝕洼地，風蝕柱、風蝕蘑風蝕洼地，風蝕柱、風蝕蘑菇菇沙丘、黃土層等沙丘、黃土層等流水作用流水作用V型溝谷，千溝萬壑，溶洞，型溝谷，千溝萬壑，溶洞，石鐘乳，石筍，石柱石鐘乳，石筍，石柱沖積平原，沖積扇

8、，三角沖積平原，沖積扇，三角洲洲冰川作用冰川作用冰斗，角峰、冰斗，角峰、U形谷形谷冰磧壟，冰磧平原冰磧壟，冰磧平原海浪作用海浪作用海蝕崖、柱、穴海蝕崖、柱、穴沙灘沙灘母巖風化作用的產物母巖風化作用的產物-陸源碎屑、溶解物質和粘土物質；陸源碎屑、溶解物質和粘土物質；生物物質生物物質-生物殘骸及有機生物殘體；生物殘骸及有機生物殘體；深源物質深源物質-火山噴發帶到地表的火山碎屑物質、沿斷裂帶火山噴發帶到地表的火山碎屑物質、沿斷裂帶進入地表的熱鹵水、溫泉水、熱液等；進入地表的熱鹵水、溫泉水、熱液等；宇宙源沉積物宇宙源沉積物-從宇宙空間降落地表的隕石及塵埃物質。從宇宙空間降落地表的隕石及塵埃物質。 壓實

9、作用壓實作用: : 承受的壓力增大引起承受的壓力增大引起, ,在粘土礦物成巖的過程中在粘土礦物成巖的過程中表現最明顯表現最明顯; ;膠結作用膠結作用: :溶于水中的物質或由水帶來的物質在沉積物的空溶于水中的物質或由水帶來的物質在沉積物的空隙中，將松散的碎屑粘連在一起隙中，將松散的碎屑粘連在一起, ,為碎屑沉積物成巖的主為碎屑沉積物成巖的主要方式要方式, , 可作膠結作用的物質主要為化學沉積物：硅質，鈣可作膠結作用的物質主要為化學沉積物：硅質，鈣質、鐵質、粘土質和火山灰。質、鐵質、粘土質和火山灰。 礫石和砂膠結后形成礫巖和砂巖。礫石和砂膠結后形成礫巖和砂巖。重結晶作用重結晶作用: :發生在溶解或

10、局部溶解的物質中發生在溶解或局部溶解的物質中, ,為化學沉積為化學沉積巖和生物沉積巖成巖的主要方式巖和生物沉積巖成巖的主要方式碎屑礦物碎屑礦物 母巖機械破碎后繼承下來，抗風化力強的礦物，如石母巖機械破碎后繼承下來，抗風化力強的礦物，如石英、白云母等。英、白云母等。粘土礦物粘土礦物 含鋁硅酸鹽礦物的巖石經過化學風化作用分解后產生含鋁硅酸鹽礦物的巖石經過化學風化作用分解后產生的新礦物，如高嶺土、蒙脫石、鋁土礦等。的新礦物，如高嶺土、蒙脫石、鋁土礦等?；瘜W和生物成因的新礦物化學和生物成因的新礦物 溶液中沉積的礦物，如碳酸鹽礦物（方解石、白云溶液中沉積的礦物，如碳酸鹽礦物（方解石、白云母），磷酸鹽礦物

11、、氫氧化物（針鐵礦、鋁土礦）、硫母），磷酸鹽礦物、氫氧化物（針鐵礦、鋁土礦）、硫酸鹽礦物（石膏）等。酸鹽礦物（石膏）等。1 1、層理、層理因外在環境的變化及外力搬運、分選作用，使顆粒大小、因外在環境的變化及外力搬運、分選作用，使顆粒大小、硬度、顏色及成分等均不相同沉積物先后堆積，形成層硬度、顏色及成分等均不相同沉積物先后堆積，形成層理；兩層理之間的接觸面為層面。理；兩層理之間的接觸面為層面。水平層理斜交層理交錯層理2、波痕、波痕 固結的沉積物受流水、波浪等作用的影響，在表面形固結的沉積物受流水、波浪等作用的影響，在表面形成波狀起伏的層面構造，叫波痕。成波狀起伏的層面構造，叫波痕。3、化石（沉積

12、巖特有）、化石（沉積巖特有） 沉積巖中常有沉積時代的生物遺體，如印痕、軀殼、骨沉積巖中常有沉積時代的生物遺體，如印痕、軀殼、骨骼、枝葉等。骼、枝葉等。 時代不同，環境不同，所形成的化石不同。時代不同，環境不同，所形成的化石不同。沉積巖的顏色，決定于沉積巖組成中組成物質、沉積環境條件沉積巖的顏色，決定于沉積巖組成中組成物質、沉積環境條件及其變化及其變化沉積巖的顏色主要取決于組成沉積巖的物質組成沉積巖的顏色主要取決于組成沉積巖的物質組成 長石砂巖長石砂巖：肉紅色、白色或灰白色：肉紅色、白色或灰白色長石的顏色；長石的顏色； 泥質、鈣質、硅質為膠結物的沉積巖：泥質、鈣質、硅質為膠結物的沉積巖：顏色較淺

13、；顏色較淺； 鐵質膠結的沉積巖：鐵質膠結的沉積巖：深紅或紅色；深紅或紅色； 白色或灰白色白色或灰白色: :蛋白石、石膏、石英砂、方解石或白云母蛋白石、石膏、石英砂、方解石或白云母沉積巖反映本身沉積時的環境條件沉積巖反映本身沉積時的環境條件 紅色或黃褐色：紅色或黃褐色：多富含三氧化二鐵或含水氧化鐵，反映氧多富含三氧化二鐵或含水氧化鐵，反映氧化環境；化環境； 灰綠色、綠色：灰綠色、綠色：多富含氧化鐵，反映還原環境；多富含氧化鐵，反映還原環境； 灰色、黑色：灰色、黑色：多因富含有機質或分散狀的鐵礦顆粒，反映還多因富含有機質或分散狀的鐵礦顆粒，反映還原環境。原環境。1、碎屑巖、碎屑巖 Clastic

14、sedimentary rocks 由母巖機械破碎的碎屑物質經搬運、沉積、膠結而成的巖石。約由母巖機械破碎的碎屑物質經搬運、沉積、膠結而成的巖石。約占沉積巖總量的占沉積巖總量的25%。 根據組成的顆粒大小，分為以下幾種：根據組成的顆粒大小，分為以下幾種： 1） 巨礫巖（巨礫巖（Conglomerate or breccia）：顆粒）：顆粒256 mm 2） 礫巖（礫巖（Conglomerate or breccia）：顆粒在）：顆粒在2 256mm 主要成分為礫石，是快速侵蝕、沉積條件下生成。主要成分為礫石，是快速侵蝕、沉積條件下生成。 3） 砂巖（砂巖（Sandstone）: 顆粒在顆粒在0

15、.05mm 2mm ，Sand； 砂粒含量砂粒含量50%，礦物組成，礦物組成:石英石英70%，長石，長石10%15%。 據粒徑大小可分為：據粒徑大小可分為：粗粒砂巖（粗粒砂巖（2.0-0.5mm）、中粒砂巖）、中粒砂巖（0.5-0.25mm）、細粒砂巖（）、細粒砂巖（0.25-0.05mm）; 據膠結物不同，可分為據膠結物不同，可分為: 硅質砂巖、鐵質砂巖、泥質砂巖。硅質砂巖、鐵質砂巖、泥質砂巖。 據碎屑成分分為：據碎屑成分分為：石英長石砂巖、長石砂巖石英長石砂巖、長石砂巖等。等。4）粉砂巖（）粉砂巖（Silt stone）: 顆粒在顆粒在0.005 0.05mm，silt； 粉砂含量粉砂含量

16、 50%。礦物成分以石英為主，其次為長石、云母。礦物成分以石英為主，其次為長石、云母碎片。碎片。 粉砂巖為界于細砂巖與粘土巖的過渡巖石，膠結物以泥質粉砂巖為界于細砂巖與粘土巖的過渡巖石，膠結物以泥質為主，其次為鈣質、白云質等。為主，其次為鈣質、白云質等。 分布分布: 一般分布于砂巖與粘土巖的過渡地帶，在剖面上常與一般分布于砂巖與粘土巖的過渡地帶，在剖面上常與粘土巖、砂巖組成互層。粘土巖、砂巖組成互層。5）粘土巖（）粘土巖（Claystone）: 顆粒小于顆粒小于0.005mm, clay 頁巖頁巖 結固很緊的巖石結固很緊的巖石, 有平行排列的薄層狀結構，成為頁理。有平行排列的薄層狀結構，成為頁

17、理。 因含各種雜質而表現各種顏色因含各種雜質而表現各種顏色 含有機質的呈灰黑色或黑色；含有機質的呈灰黑色或黑色； 含高價氧化鐵的呈褐紅色、棕紅色等含高價氧化鐵的呈褐紅色、棕紅色等; 含氧化錳的呈黑色、黑棕色（易染手）含氧化錳的呈黑色、黑棕色（易染手） 依據成分分依據成分分 鈣質頁巖（鈣質頁巖（CaCO310%30%） 磷質頁巖（含磷灰石）磷質頁巖（含磷灰石） 硅質頁巖（硅質頁巖（SiO285%）5）粘土巖（）粘土巖（Claystone）: 顆粒小于顆粒小于0.005mm, clay 泥巖泥巖 不具頁理而成塊狀、層狀，致密和固結程度較高者。不具頁理而成塊狀、層狀，致密和固結程度較高者。 顏色一般

18、較淺，性較堅硬，遇水不易變軟，可塑性差。顏色一般較淺，性較堅硬，遇水不易變軟，可塑性差。 粘土巖抗物理風化能力弱，容易碎裂，加上侵蝕作用，在地粘土巖抗物理風化能力弱，容易碎裂，加上侵蝕作用，在地形上往往形成低山淺谷。形上往往形成低山淺谷。各種母巖遭受強烈風化作用所形成的膠體溶液和真溶液，各種母巖遭受強烈風化作用所形成的膠體溶液和真溶液，經化學沉積作用或生物富集作用以及脫水、老化和結經化學沉積作用或生物富集作用以及脫水、老化和結晶作用形成。晶作用形成。按成分有以下幾種：按成分有以下幾種：碳酸鹽巖：石灰巖、白云巖、泥灰巖（泥質達碳酸鹽巖：石灰巖、白云巖、泥灰巖（泥質達25%50%，因含不同化合物呈

19、紅褐、黃、灰、綠、紫等色，因含不同化合物呈紅褐、黃、灰、綠、紫等色，遇鹽酸起泡，有泥質殘余物出現）。主要分布于我國遇鹽酸起泡，有泥質殘余物出現）。主要分布于我國西南部。西南部。硅、磷質巖。硅、磷質巖。3、生物沉積巖（、生物沉積巖（Bioclastic sedimentary rocks）砂巖（砂巖（SandstoneSandstone）礫巖 （Conglomerate）角礫巖（Breccia)石灰巖Limestone頁巖（shale）生物化石變質巖變質巖: 經變質作用而形成的巖石經變質作用而形成的巖石. 變質作用變質作用: 巖石在固態下，由于溫度、壓力及化學活動性流體的巖石在固態下，由于溫度、

20、壓力及化學活動性流體的作用作用, 發生成分、結構、構造等變化的地質作用。發生成分、結構、構造等變化的地質作用。 變質巖變質巖 變質作用變質作用 變質巖變質巖 巖漿巖巖漿巖 變質作用變質作用 變質巖變質巖 沉積巖沉積巖 變質作用變質作用 變質巖變質巖 板巖板巖(slate)(slate)石英巖（石英巖（MetaguartziteMetaguartzite）片巖片巖(Schist)(Schist)蛇紋巖蛇紋巖(Serpentinite)(Serpentinite)片麻巖片麻巖(Gneiss)(Gneiss)大理巖大理巖(Marble)(Marble)運動方向運動方向巖層變化巖層變化地表形態與實例地

21、表形態與實例水平運動水平運動巖層沿平行與地巖層沿平行與地表的方向運動表的方向運動發生水平位移和彎發生水平位移和彎曲變形曲變形形成巨大的山系或裂谷，形成巨大的山系或裂谷，如阿爾卑斯山，東非如阿爾卑斯山，東非大裂谷大裂谷升降運動升降運動巖層作垂直于地巖層作垂直于地表的方向運動表的方向運動表現為隆起或拗陷表現為隆起或拗陷引起地勢起伏和海陸變引起地勢起伏和海陸變遷如青藏高原的隆起遷如青藏高原的隆起 指由地球內力引起的地殼內部物質緩慢變化的機械運動。指由地球內力引起的地殼內部物質緩慢變化的機械運動。它使地球表面海陸發生變化，并使巖層發生變形和變位形它使地球表面海陸發生變化，并使巖層發生變形和變位形成各種

22、的形態。分兩種成各種的形態。分兩種: :東非大裂谷東非大裂谷地球臉上最大的地球臉上最大的“傷疤傷疤”雅魯藏布大峽谷之秋 1.1.水平構造水平構造 巖層產狀近于水平，巖層產狀近于水平， 出現在構造運動影響較輕微的地區或大范圍內均勻抬升或出現在構造運動影響較輕微的地區或大范圍內均勻抬升或下降的地區下降的地區; ; 巖層未發生明顯變形巖層未發生明顯變形, , 較新的巖層位于較老的巖層之上較新的巖層位于較老的巖層之上, ,不同地點同高程上，出露同一地層；不同地點同高程上，出露同一地層； 同一地點，老地層在低洼處，新地層在較高的位置同一地點，老地層在低洼處，新地層在較高的位置 組成地殼的巖層所具有的一定

23、特征或形態組合組成地殼的巖層所具有的一定特征或形態組合, ,是地殼運是地殼運動的結果動的結果. .分四類分四類: :2. 傾斜構造傾斜構造 巖層層面與水平面有一定的夾角巖層層面與水平面有一定的夾角; 褶曲的一翼或斷層的一盤或大區域內的不均勻抬升或下褶曲的一翼或斷層的一盤或大區域內的不均勻抬升或下降造成的降造成的; 巖層仍保持下老上新的層序巖層仍保持下老上新的層序3. 褶皺構造褶皺構造巖層受力后巖層受力后，發生彎曲，改變了原有的空間位置和形態，發生彎曲，改變了原有的空間位置和形態，但其連續性未受到破壞，稱褶皺但其連續性未受到破壞，稱褶皺, 單一彎曲稱褶曲。單一彎曲稱褶曲。 在地殼巖石中褶皺彎曲的規模差別很大，從顯微構造在地殼巖石中褶皺彎曲的規模差別很大，從顯微構造 直到直到巨大的構造盆地巨大的構造盆地;褶皺構造的基本類型主要有兩種：褶皺構造的基本類型主要有兩種：背斜和向斜。背斜和向斜。倒轉背斜 巖層形態巖層形態巖層關系巖層關系地表形態地表形態背斜背斜向上拱起向上拱起中間老，兩翼新中間老，兩翼新一般成山嶺，有時成為谷地一