PAGEPAGE4普通地質學(GeneralGeology,PhysicalGeology)目錄課程計劃 3主要參考文獻 4第一章緒論 5第一節地球科學的研究對象 5第二節中國的地學優勢 6第三節當代地質學的特點與最新進展 7第四節地球科學家的任務 7第五節地球科學的內容與分科 7地球科學的研究方法 8第二章礦物MINERAL 9第一節若干基本概念 9第二節礦物的物理性質 12第三節礦物的鑒定 13第四節常見礦物 14第三章巖漿作用與火成巖 14引言 14第一節噴出作用與噴出巖(ExtrusionandEruption) 15第二節侵入作用與侵入巖 18第三節火成巖的結構與構造 19第四節火成巖的主要類型 21第五節巖漿的形成與地球內熱 21第四章外動力作用與沉積巖 22第一節大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈 23第二節沉積巖的特性 24第三節四類沉積巖 26第五章變質作用與變質巖 28第一節變質作用基本特征一 28第二節變質作用中原巖的變化 30第三節變質作用類型及其代表性巖石 31第六章地質年代 32第一節相對年代的確定 34第二節同位素年齡的測定 34第三節地質年代表GeologyTimeScale 35第七章地震(Earthquake)及地球內部構造 36第一節地震學Seismology基本概念 37第二節地震波與地震儀 38第三節地震的分布 39第四節地震預報與預防 40第五節地球的內部構造 41第八章構造運動與地質構造 44第一節地殼運動Crustalmovement 44第二節巖石的變形構造 45第三節六種地層接觸關系 49第九章板塊構造PlateTectonic 50第十章風化作用Weathering 55第一節風化作用的類型 55第二節控制巖石風化的因素 58第三節風化作用的產物 58第十一章河流及其地質作用 59第一節河流概述 59第二節河流的侵蝕作用Erosion 60第三節河流的搬運作用 62第四節河流的去均夷化作用 64第五節準平原化與地貌演化 64第六節河流發育同地質構造的關系 65第十二章冰川及其地質作用 65第一節冰川的形成與運動 65第二節冰川的類型 67第三節川的剝蝕作用與冰川地貌 67第四節冰川的搬運作用與沉積作用 68第五節水沉積物及其地貌 69第六節冰川作用及其原因 69第十三章地下水及其地質作用 70第一節地下水的基本概念 70第二節地下水的類型 72第三節地下熱水 72第四節地下水的地質作用 73第五節地下水的開發利用 74第十四章海洋的地質作用 74第一節概況 74第二節海水的運動及其地質作用 76第三節海底沉積物 78第四節海水的進退 82第十五章湖泊及沼澤的地質作用 82第一節湖泊概況 82第二節湖泊的地質作用 85第三節沼澤及其地質作用 86第十六章風的地質作用 86第一節風的剝蝕作用 87第二節風的搬運 87第三節風的沉積作用 88第四節沙漠與黃土 89第十七章塊體運動 90第一節控制塊體運動發生的因素 90第二節塊體運動的類型 90第十八章行星地質概述 91第一節太陽系及其起源 92第二節類地行星 95第十九章地球的演化 97第一節天文時期特征：地球的層圈構造初步形成 97第二節隱生宙時期?約3500Ma前，地球上開始出現生命 98第三節顯生宙時期一、生物的全面繁榮和快速演化 99第二十章人類社會與地質環境 100第一節環境地質學的一般概念一、環境與地質環境 101第二節城市興衰與地質環境一、城市興衰的地質因素 102第三節人體健康與地質環境一、人體的元素組成 102第四節廢物處置的地質環境?廢物 104第五節人為地質作用由人類地質活動造成的環境惡化 104課程計劃返回要求:了解地球科學的基本理論和知識,為專業課打基礎專業配置：構造，巖石，古生物,礦物,礦床,地球化學，水文，工程，信息專業培養流程：普地→專業課→野外實習→畢業論文畢業去向：考研,科研單位，高校,管理部門,其它教學安排:教學20周(復習1周)；周學時6（講課4,實驗2）學分:4考績計分:考試50%+實驗15%+考試15%+小論文15%+專業表現5%教學方式:1.講課+實習；2.經典+現代；3.理論+圖象實驗課：1.分班；2.時間(第二周開始)；3.普地實驗室A103其他安排：課間野外；課堂討論；看錄象片等(臨時通知)主要參考文獻返回1.JolivetL,NatafH-C.2001.Geodynamique.Paris:DUUNOD.2.JeanDERCPURT,JacquesPaquet.1999.Geologieobjetsetmethodes.Paris:DUUNOD,1-4563.AndreBRAHIC,MichelHOFFERT,AndreSCHAAF,MarcTARDY,Jean-YvesDANIEL.1999.SciencesdelaTerreetdel’Univers.Paris:Vuibert,1-6344．P.McL.D.Duff.1993(4thedition).Holmes’principlesofphysicalgeology.London,GLASGOW,NewYork,Tokyo,Melbourn,Madras:Chapman&Hall,1-7915.KCCondie,1996(4thedition).PlateTectonicsandCrustalEvolution.PergamonPress，1-5366.夏邦棟，1995.普通地質學.北京：地質出版社，1-2837.趙懿英等,1990.現代地質學講座.南京大學出版社,1-1718．成都地質學院,1983.動力地質學原理.地質出版社，1-3599．孫鼐，1943.普通地質學（1953年第三次修訂）.商務印書館，1-243（中國最早的普通地質學版本之一）10.舒良樹，2002.普通地質學講義第一章緒論返回第一節地球科學的研究對象返回地球科學是研究地球的科學,重點研究地球表層的物質、結構與構造.1.研究對象:地球,地球的時、空、源①地球的結構：地球的層圈（slide）②地球的構造：指地球各個部分之間關系及其它們的分布規律及演化。如大氣圈、水圈、巖石圈、地幔、地核,殼幔作用,山脈-盆地，大陸-海洋；③地質事件：地殼運動在地表反映如地震、火山；④預測和預防將來發生的地質事件⑤物質：各種元素-礦物-巖石-礦床-地層,它們的分布及其遷移富集規律。2.為什么要學習普地，重視普地？●“上天、下海、入地”是人類遠古以來的夢想。最難的是入地。地球科學參與“上天”（航天、遙感，氣候環境），主持下海（海洋地質、深海鉆探），主攻入地（地質各科）。●為了了解地球的起源（包括生命起源），了解地球的過去、現在和未來●為了從地球上獲取人類生存必需的各類資源●為了與危害人類生存的各種地質災害作斗爭（地震、火山、滑坡、洪災、荒漠化、環境污染）●為了人類的持續生存與繁衍，為了改善人類生存環境,提高生活質量，經濟可持續發展.“人類只有一個地球,應使之清潔、安全、富有”。3.學習意義●地球科學是現代科學的重要組成:天、地、生、化、物密不可分(材料)。●在國民經濟建設和急需目標中有舉足輕重的地位（國土資源部,國家地調局,水利部，國家地震局，石油天然氣總公司,交通建設部,中國科學院）。●是高科技研究領域的重要組成：-地球科學家是遙感與宇航的決策者之一。-地球科學家參與了歷次ERTS的發射與研究(EarthResourcesTechnologySatellite)。-NASA(美國家宇航局)中有大批地球科學家。-參與了Apollo登月計劃、火星“旅行者”計劃的決策，負責月球樣品分析。-我國的多種衛星以及資源遙感飛機等技術設備均為世界一流。● 是科技進步的主要動力之一。-對資源的需求使世界各國不惜代價、不擇手段，發展技術，發射資源衛星、間諜衛星,但解譯均少不了地球科學家。-應用側視雷達來掌握資源情報。●受目前科技水平的限制，目前的研究僅限于地殼及上地幔上部。-地球平均半徑6371．229公里;地殼平均厚度30多公里（大陸20-70公里，海洋7-10公里）。-中國大陸超深鉆CCSD:5000m,“深入地球深部的望遠鏡”。-鉆孔最深10千米:俄羅斯地臺,德國,東海深鉆。-其他部分只能通過分析地震波、重力、磁力等間接推測其物質組成及存在狀態。第二節中國的地學優勢返回1.中國地域廣大，地球各個演化時期信息豐富，物質記錄齊全。2.有地球上最古老和最年輕的造山帶、有突特的盆地構造、有巨大面積的花崗巖、有豐富的能源礦產，吸引著各國學者競相來華，合作研究。3.我國具有獨特的地學優勢：1）獨一無二的青藏高原;2）全球最大面積的西北黃土高原;3）世界罕見的大別山高壓-超高壓變質帶;4）震驚世界的遼西中華龍鳥（北票，J3）、中華神州鳥（義縣，K1,真正會飛的恐龍）;5）全球最典型的云南早寒武世密集生物群（生命大爆炸），等等。其成果均為國際領先水平，一直是國際上的研究熱點，并帶動了其它學科的發展。第三節當代地質學的特點與最新進展返回當今地學理論突飛猛進,知識更新速度很快。激光、遙感、數字系統、高分辨分析測量儀器等高新技術進入地學領域。●服務目標日益和城市建設、生存環境、地質災害、氣候變遷、能源礦產等緊密聯系。●近年國際上取得了一系列重大的理論突破和學科進展,如地球內外核間的旋轉、大陸深俯沖、太空新發現、臭氧層空洞、盆地分析、計算機數字模擬、韌性剪切帶與構造運動學等，大大拓寬了地學的科學內涵，推進了地學界的前進步伐，并帶動了其它學科的發展。第四節地球科學家的任務返回1.尋找急缺資源：水,黃金,油氣,富鐵,地熱。2.對地質災害進行預測預報:地震,火山,海平面變化,洪災,滑坡-1902-5-8夜,Pelee火山爆發,200km/h下瀉,St.Pierre市2.8萬人死亡,僅2人幸存,形成1397米高的火山島。-79-8-24,(意)Vesuvius火山爆發,埋沒了Pompeii城和Herculaneun城。-98年中國洪災,損失數百億元;1976-8,唐山8級大地震,數十萬人死亡;99年9月臺灣7級地震,日月潭被嚴重破壞。3.為工程建設提供可靠的地質資料（成渝鐵路；滬寧高速公路；長江大橋；黃河小浪底；三峽大壩;高樓地基）。4.為解決重大理論問題提供線索（材料力學，長時間變形結果分析，高壓高溫實驗,礦物巖石形成條件模擬實驗）。5.普及地學知識，讓全人類都來關心地球家園（黃河斷流、三峽庫區、黃山、華山滑坡問題）。第五節地球科學的內容與分科返回1.研究地球結構構造的分科a.構造地質學（StructureGeology）研究地殼巖石-變質變形（Metamorphism-deformation）-運動學(Kinematics)-地球動力學(Dynamics)-地質歷史。b.地球物理學（Geophysics）●研究地球重力、地磁、電性、地震波傳播特性。●與構造地質結合，研究地球深部的成分、結構、構造。2.研究地球的物質組成及其遷移富集規律的分科。a.礦物學（Mineralogy）:礦物形態、成分、結構構造。b.巖石學(Petrology):巖石類型、成因、年齡。c.礦床學(EconomicGeology):礦體的形成條件、機制、過程。d.地球化學(Geochemistry):元素遷移富集過程、地質作用的化學過程。3.研究地球歷史的分科a.地史學(HistoricalGeology):地球歷史上的重大事件。b.古生物學(Paleotology):研究地質時期地球上的生物及其演化。4.地球科學應用的分科a.水文(Hydrology):地下水的分布、活動規律。b.工程(Engineering):研究基巖的穩定性（路基、大壩、廠址、核電站）。c.遙感(Remotesensing):空間對地觀測。地球科學的研究方法返回1.收集資料:了解現有研究成果，確定研究方案。2.現場考察:驗證前人結果，采集樣品，記錄測量結果和現場分析結果。3.分析化驗:確定樣品中元素含量、樣品的年齡。4.模擬實驗:野外地質現象再現。5.綜合分析:各種資料匯總-實事求是合乎邏輯的分析-科學解釋-演化模型的建立-結論。6.將今論古（歷史比較法）:用現在發生的地質作用去推測過去的過程。●如螺蚌，現在是水生動物；如在巖石中找到其化石，可知該巖石形成于有水的環境。●至今人們對生物習性的變化仍知之甚少：深海-淺海。●人類歷史中尚未發生的仍靠推測：恐龍的滅絕（全球火山？外星撞擊？）。7.現代技術的廣泛應用a.高新技術GPS,RS，GIS,CS：Globalpositionsystem,Remotesystem,Geographyinformationsystem（儲存、分析大量的地球科學信息）,Communicationsystemb.分析測試技術：正確、全面的測定成分；可觀察超微結構(TEM,SEM)c.高溫、高壓、模擬實驗：>100公里處,30千巴，近2千度；正常結構石英變為緊密堆積柯石英;碳變為金鋼石d.計算機應用：各種專門應用軟件（復雜運算、模擬），各種文字處理和繪圖軟件8.新理論、新技術、新方法科學的特點:不失一般性；可檢驗與重復；定量性,預見性目前,地球科學正處在一個多學科交叉、跨學科聯合的新時代;各學科相互滲透，不斷發生著從定性朝定量的質的飛躍，使地學進入嶄新的階段；并形成了一系列新的邊緣學科生長點.附:本章圖象19個第二章礦物MINERAL返回第一節若干基本概念返回1.地殼由巖石組成；巖石由礦物組成；礦物由元素組成.2.元素是構成地球的最基本物質,由同種原子所組成.2.1元素(Element):周期表共有112種,天然界存在92種2.2同位素:是中子數不同（原子量不同）的同種元素的變種.同種元素的同位素，物化性質基本相同.總共有300余種。2.3可分放射性和穩定兩種同位素.放射性同位素:主要有U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等。穩定同位素：主要有O16,O17,O18,C12,C13,S32,S33,S36,H1。2.4半衰期(Half-Life)：放射性元素蛻變到其原來數量的一半所需時間.半衰期:Rb87-Sr87:500億年,Th232-Pb208:139億年,U238-Pb20645億年,K40-Ar40:15億年,U235-Pb207:7.13億年,C14-N14:5692年放射性同位素主要用來測定火成巖石的絕對年齡;穩定同位素主要用來確定巖石的物質環境與來源.如地殼,地幔,水圈,大氣圈,生物圈,月球,隕石等2.5同位素研究是當代倍受重視的國際前沿,地化專業主攻.3.克拉克值:中上地殼中50種元素的平均含量.美國科學家克拉克采集了世界各地的樣品5159個；用取得的化學分析數據,求出了16公里厚的地殼內50種元素的平均百分重量,后人稱克拉克值.國際通用.單位ppm=10-6,即克/噸.目前還用ppb=10-91克=5克拉3.2地殼中各元素的含量差別很大.其中,O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,Ti,H10元素占99.96%;而O,Si,Al,Fe,Ca5元素占了92.46%4.晶體(Crystal)定義：內部原子或離子在三維空間呈周期性平移重復排列的固體.或晶體是具有晶格構造的固體.這種固態物質稱結晶質(晶質);晶質構成的物體即晶體.習慣上，將具有幾何多面體外形的物體稱為晶體;將不具幾何多面體外形的晶體稱為晶粒。非晶質體：內部原子或離子在三維空間不呈規律性重復排列的固體.如火山玻璃。自然界極少。在一定條件下，非晶質體可向晶質體轉化。如火山玻璃→玉髓。準晶體定義：是一種其內部結構由多級呈相似的配位多面體在三維空間作長程定向有序分布的固體。quasicrystal為一種新的凝聚態固體，但其內部原子既不像非晶質體那樣成完全無序的分布，又不具有像晶體那樣的三維周期性排列有序。目前尚未發現天然產出的準晶體。5礦物定義：由天然產出且具有特定的（但一般并非固定的）化學成分和內部結構構造的均勻固體.自然界廣泛。準礦物Mineraloid:在產出狀態、成因和化學組成等方面均具有與礦物相同的特征，但不具有結晶構造的均勻固體.主要有A型蛋白石、水鋁英石。自然界極少。6礦物的6項基本特征特征1.絕大多數礦物都是晶體。特征2.礦物隨處可見.現已發現礦物3300余種，絕大部分（99%）分布于地殼中。特征3.礦物的化學成分基本穩定,但可有雜質。特征4.礦物可分為三大類①自然元素礦物:Au,Cu,S,C(金鋼石,石墨).自然界很少.②分子化合物（分硫化物，鹵(氟與氯)化物，氧化物三種）:如SiO2-石英,NaCl-石鹽,FeS2-黃鐵礦.自然界常見.③復雜分子團礦物:主要是硅酸鹽礦物.種類多,含量高,分布廣,占地殼總重量75%.如K(Mg,Fe)3[SiO3AlO10](OH,F)2,黑云母。特征5.水,石油,天然氣不是礦物(非固體)；煤也不是(排列無序)；花崗巖不是礦物(巖石)。特征6.礦物具有同質多象現象。同質多象定義:化學成分相同、但質點的排列方式不同（結構不同）的現象。將形成不同的礦物。如：C金剛石（高壓）-石墨（常壓）7.五類礦物1自然元素:Au黃銅礦,C石墨,金剛石2硫化物:FeS2黃鐵礦3鹵(氟與氯)化物:CaF2螢石,NaCl石鹽4氧化物:SiO2石英,Al2O3剛玉氫氧化物:Mg(OH)2水鎂石5含氧鹽(復雜分子團礦物).主要包括四種:硫酸鹽:CaSO4硬石膏磷酸鹽:Ce,La)[PO4]獨居石碳酸鹽:CaCO3方解石,MgCO3白云石硅酸鹽:KAl2[Si3AlO10](OH)2白云母8.巖石:由一種以上礦物構成的集合固體.按形成方式，巖石可分三大類：火成巖:占地殼巖石體積64.7%;沉積巖:占地殼巖石體積7.9%，地表面積75%;變質巖:占地殼巖石體積27.4%.第二節礦物的物理性質返回1外形(Shape)1.1單晶體(Singlecrystal):一向延伸呈針狀柱狀,如輝銻礦Sb2S2(Stibnite);二向延伸呈板狀、片狀,如長石,云母;三向延伸呈菱面體,八面體,立方體,復合體,如方解石,螢石,角閃石,輝石,黃鐵礦,金剛石1.2集合體(Aggregate):礦物微粒聚集體。一向的呈纖維狀,如石棉;二向的呈鱗片狀,絹云母;三向的呈粒狀,橄欖石。1.3特殊集合體:放射狀,如硅灰石CaSiO3;鐘乳狀,如鐘乳石;晶族狀,如石英;鮞狀、葡萄狀、腎狀,如赤鐵礦.2光學性質(Optical)2.1透明度(Transparency):礦物薄片(厚0.04mm)能透過光線者,稱透明礦物,如石英,云母,長石,方解石等.反之,稱不透明礦物.所有金屬礦物都是不透明礦物.2.2光澤(Luster):礦物的反光能力金屬光澤:反射很強,所有金屬礦物均此光澤.非金屬光澤:反射較弱，透明礦物的光澤.可細分金剛光澤(金剛石),玻璃光澤(長石),油脂光澤(石英斷口),絲絹光澤(絹云母),珍珠光澤(白云母),土狀光澤(高嶺石)6種2.3顏色(Color)與條痕(Streak)●顏色:白,藍,紅,黑,淺綠,紫紅等●自色(Diochromatic):被化學成分和內部結構所決定的礦物本色.如方鉛礦的鉛灰色.●他色(Allochromatic):混入雜質后的礦物顏色.如石英(無色),紫晶(紫色,Fe多),薔薇石英(Fe少),煙水晶(含Mn)●假色:表面氧化或吸附他物后的顏色.如褐色黃鐵礦.●條痕色:礦物粉末的顏色。用瓷板劃之,紫紅的赤鐵礦呈櫻紅色,黃銅的黃銅礦呈墨綠色3力學性質(Mechanical):在外力下的表現3.1硬度(Hardness):抵抗外力的強度記牢10種不同硬度的礦物摩氏硬度記:1滑石,2石膏,3方解石,4螢石,5磷灰石,6長石,7石英,8黃晶9剛玉10金剛石硬度大的可刻動小的.指甲為2-2.5,小刀為5-5.5,玻璃63.2解理(Cleavage):外力下礦物的定向開裂極完全解理(云母)-完全(方解石)-中等(角閃石)-不完全(橄欖石)-極不完全(石英)3.3斷口:解理不發育礦物在外力下的不規則裂開.貝殼狀(石英),鋸齒狀(石膏),參差狀(黃鐵礦),平坦狀(高嶺土)3.4彈性:受力后能恢復原狀的.如云母.3.5撓性:受力后不能恢復原狀的,又稱范性變形,如蛭石3.6延展性:可用外力任意改變其形狀的。延:一維;展:二維(黃金)4其它物理性質4.1比重(Specificgravity):與同體積40C水的重量比.輕:<2.5;中:2.5-4;重>4(方解石2.7,黑鎢礦7.5,金19.3)4.2磁性:本身有磁性或能被磁鐵吸引.如磁鐵礦4.3發光性:外光照射后能發光.熒光:切斷光源后,發光消失;磷光:切斷光源后,仍發光一時.白鎢礦,螢石(紫外光)-淺藍熒光;金剛石(X射線)-天藍熒光4.4雙折射:冰洲石;導電:石墨;滑感:滑石第三節礦物的鑒定返回常規鑒定：看(外形,色,光澤)-掂(比重)-敲(硬度)。精確鑒定：偏光顯微鏡,化學成分分析,激光探針，SEM（ScanElectricMicroscope）,TEM(TransmissionElectricMicroscope),。第四節常見礦物返回1常見的：方解石CaCO3,石英SiO2,長石2貴重的：金剛石C,金Au,銀Ag3工藝品：瑪瑙SiO2紅寶石,藍寶石Al2O3（剛玉）4工業原料：赤鐵礦Fe2O3,磁鐵礦Fe3O4,銅礦CuFeS25藥用：辰砂HgS,雄黃As4S46環境示蹤礦物HP/LT：藍閃石、多硅白云母、紅簾石(俯沖碰撞帶)UHP：柯石英、金剛石(陸內深俯沖,>100公里深度)7偏光鏡下常見的:長石,石英,云母,輝石,角閃石,方解石附:圖像44個,表格1個(火成巖的七種主要造巖礦物若干特征)第三章巖漿作用與火成巖引言返回1火山（Volcano）,常伴有地震,是一種嚴重危害人類生存的地質災害.2100年前世界著名的火山噴發●1902.5.8夜,西印度群島Pelee(培雷)火山爆發,200km/h傾瀉而下,傾刻之間，St.Pierre（圣佩爾市）毀于一旦，2.8萬人死亡,僅2人幸存,形成1397米火山島。●79.8.24,意Vesuvius(維蘇威)火山爆發,煙柱達13公里高;火山灰厚7m,埋沒了Pompeii（龐貝）等三座城市.現為著名旅游勝地.●1883.5.20-28日,印尼爪哇島與蘇門答臘之間的喀拉喀托火山爆發,火山灰柱27公里高、總量18立方公里,落灰遍布全球；將75平方公里的海島炸掉50平方公里.●富士山火山：最近一次噴發1707年.位于日本本州中南,高3776米.山下櫻花、山頂積雪,自然景色優美.3近期噴發的火山●(美)圣海侖斯：1983年,2450米高。●夏威夷基拉韋爾：共8900米高,水下4900米,火山錐在水面之上4000米,全球最高。1920年又噴發。●阿留申島博各斯洛夫：1796-1907年,高出洋底1600米。●日本九州中部阿蘇：1980年,1592米高。●東京附近三宅島：00.8.10-18,火山黑煙柱高達3000m。4我國的火山●北疆烏蘇縣SW45km,N84o23’,E44o11’,02年8-9月泥火山噴發。在200x●南疆于田縣卡兒達西火山群:1951.5.27爆發,伴有煙柱噴出,錐頂4900米.是我國最近的火山活動記錄.●白頭山天池：1597年和1702年二次噴發.火山口東西3km、南北4km,周長11.3km,水深>200m,最深370m.為游覽勝地.●黑龍江五大連池和南京六合縣方山：均為5萬年來形成的堿性玄武巖火山,是典型的破火山口.第一節噴出作用與噴出巖(ExtrusionandEruption)返回1.火成巖占地殼巖石體積的64.7%2.巖漿（MAGMA）：形成于地下深處的、具有較大粘性的高溫熔融流體物質.●成分:硅酸鹽+1-8%以水為主的揮發物質;●源區:地表之下50-200公里；●條件:溫度800-1200°C；壓力10千巴大氣壓（3.巖漿作用：巖漿發育、運動、固結成火成巖的作用.巖漿噴出地表的過程,稱火山作用.早期爆炸噴出,晚期地表溢流.未到達地殼而在地下某深處冷凝結晶固結的過程,稱為侵入作用.由于巖漿高溫、高壓，具有潛在的活動能量，能沿早先地殼活動中形成的薄弱帶（如斷層帶）向低壓方向運動。4.二類火成巖●侵入巖：地下深處冷凝結晶的巖漿巖.●火山巖：巖漿噴到地表、氣體逃逸、冷凝而成的巖石.又分火山碎屑巖（噴到空中炸碎的巖漿與圍巖碎塊,落下堆積而成和熔巖(地表溢流而冷凝)兩種.5.噴出作用●噴出與否與地殼的活動有關。有地殼活動才能打破巖漿的平衡,地殼產生斷裂巖漿才能順之上涌●噴出強度與巖漿的粘性有關(viscosity)巖漿由二部分構成：硅氧四面體或硅鋁氧化物和金屬陽離子.[SiO4]-4、[AlSi3O8]-+K，Na，Ca，Mg，Fe，前者含量高，則巖漿粘性大,呈酸性,難流動,故多為爆發相;反之,粘性小,呈基性,易流動,多表現為噴溢相.●火山噴發物質的構成a.氣體：水汽、二氧化碳、硫化物等.b．固體:圍巖及早先冷凝的巖漿巖，被巖漿噴出,脫離地表在空中炸碎后冷凝成固結體,稱火山碎屑巖.火山灰<2mm 單獨成巖 凝灰巖火山礫2-50mm 火山灰膠結 火山角礫巖火山塊>50mm 火山灰膠結 火山集塊巖火山渣數十厘米 快速冷凝的巖漿塊 浮巖火山彈>50mm 噴出炸碎后冷凝固結的巖漿塊tuff:凝灰巖,Lava:熔巖,volcanicbreccia:火山角礫巖,volcanicagglomerate:火山集塊巖c．熔融體：熔巖（熔巖流、熔巖被;多面形分布）表面具柱狀節理（冷凝收縮而成的六邊形柱體），總與流面垂直。6噴發方式裂隙式噴發：巖漿沿斷裂溢出，固體噴發物較少.中心式噴發：形成盾形火山錐,坡度小（2-4度,小于150）7噴發強度a.強烈爆發b.寧靜噴溢:地中海斯特龍特利火山(天然的“海上燈塔”）8火山通道：巖漿流出的地方.●在近地面冷凝的巖漿形成火山頸，巖石稱次火山巖.●可確定火山作用的時間、空間、成因.●復式火山錐：火山碎屑與熔巖互層.9熔巖類型及其特征●按SiO2含量%的分類(國際通用)超基性:<45%;基性:45-52%;中性:52-65%;酸性:>65%10各類代表性熔巖介紹10.1超鎂鐵熔巖(ultramafic):科馬提巖(komatiite)●分布于南非和澳大利亞●具鬣刺結構:快速冷凝而成的長條狀橄欖石骸晶集合體,常充填于橄欖巖或輝石巖裂隙中.10.2基性熔巖(basic):玄武巖(basalt)●黑色,致密,比重大,粘性小,有柱狀節理.噴發寧靜（氣體易溢出）.●海底噴發形成枕狀構造（Pillowlava）,頂突底平.●著名產地：印度德干高原，厚3000米，面積100萬平方公里.我國峨眉山玄武巖（P）.●礦產：Cu、Fe、鑄石材料.10.3中性巖漿:粘性較大、爆炸噴發,多形成復式火山錐.安山巖（Andesite）：淺色、有氣孔(vesicular,泡)、杏仁體(amygdaloid)●分布：南美安第斯山●著名礦產：墨西哥銀礦、臺灣金瓜石金礦、山西五臺龍須溝銅礦,日本黑礦10.4酸性巖漿:粘性大,強烈爆炸噴發,形成復式火山錐.流紋巖（rhyolite）:淺色,具流紋構造(冷卻慢)●分布：浙江、福建、廣東沿海,寧鎮地區●礦產：Au,Ag,Cu,U,W,Sn,Mo等，浙江青田玉、雞血石（印章）、熔結凝灰巖（蟾石）11火山噴發的階段性●火山噴發是斷斷續續的，有的一、二次（南京方山），有的若干次（圣海侖斯）.●不同噴發期巖漿的成分要改變一般演化規律：基性-中性-酸性●噴發后期常下陷，形成破火山口(火山湖)●活火山指人類歷史時期有過活動，否則稱死火山.12.世界火山巖主要分布在板塊構造的邊界●洋脊火山帶：太平洋、大西洋、印度洋洋脊●環太平洋火山帶：主要是中酸性火山巖，多為安山巖.安山巖線：環太平洋大陸及島嶼為安山巖，大洋內部為玄武巖，二者界線稱為安山巖線●地中海-印尼火山帶●紅海與東非有22座活火山:均在地殼裂谷處第二節侵入作用與侵入巖返回1. 侵入作用(intrusion)●侵入巖（侵入體）:巖漿在向上運動的侵入過程中逐漸冷凝結晶形成的巖石.可分為：深成侵入巖(深成巖):>5公里深處形成、淺成侵入巖(淺成巖):<5公里深處形成、●圍巖:被巖漿侵入的巖石.1.1同化作用、混染作用●同化：熱巖漿對冷圍巖的吞噬與化學作用，最終使圍巖成為火成巖的一部分.巖漿體積>>圍巖●混染：巖漿體積不夠大,不足以完全吞噬圍巖,導致圍巖對巖漿的明顯化學反應,改變巖漿的成分●俘虜體：邊部圍巖碎塊掉進巖漿，巖漿快速冷凝后尚未被完全“吞噬”或同化.1.2結晶分異作用定義:巖漿在冷凝過程上，按一定規律依次結晶出不同礦物的過程.熔點高比重大的礦物先結晶，導致巖漿成分不斷改變.1.3鮑溫反應系列：美國巖石學家鮑溫根據結晶分異原理，用富含橄欖石的玄武巖實驗得出的結晶規律.分為:1.3.1連續反應系列：化學成分連續變化；內部結構無根本變化；為淺色礦物所獨有.●(高溫的)基性斜長石(拉長石,培長石,鈣長石Ca[Al2Si2O8])→中性斜長石(中長石)→酸性斜長石(鈉長石Na[AlSi3O8],更長石)→鉀長石→白云母→(低溫)石英.●端員成分為鈉長石與鈣長石,二者能以任何比例混溶.1.3.2不連續反應系列：化學成分有差異；內部結構有顯著變化；為暗色礦物或鐵鎂礦物所獨有.●(高溫的)橄欖石→輝石→角閃石→黑云母→鉀長石→白云母→(低溫的)石英.1.3.3巖漿結晶出的巖石順序超鎂鐵巖(橄欖巖)→鎂鐵巖(輝長巖)→中性巖(閃長巖)→酸性巖(花崗巖)→偉晶巖1.3.4偉晶巖：殘余巖漿結晶而成●溫度500度到800度● 揮發分高，主要是長英質●結晶緩慢，形成粗大晶體●富含成礦物質：Au,Ag,Cu,W,Zn,Mo,U1.3.5單一原始巖漿的觀點是不全面的鮑溫反應系列的核心是“單一原始巖漿的觀點”.據此,100分原始巖漿只可結晶出5-10分花崗巖，但是，陸地上的花崗巖>>玄武巖；而大洋中只有玄武巖而無花崗巖.因此，鮑溫實驗得出的結晶順序規律是對的,而單一原始巖漿的觀點是不全面的.2. 侵入巖的產狀:侵入巖的形態、大小、與圍巖的關系(1)巖脈(dyke)：分巖墻與巖床二種.●巖墻(dyke)-與地層層理垂直，巖漿沿圍巖的裂縫擠入.●巖床(sill)-與地層層理平行，巖漿沿層間的空隙擠入.(2)巖體：分巖株與巖基二種.●巖株(stock):出露面積在10-100平方公里.●巖基(batholith):出露面積大于100平方公里.第三節火成巖的結構與構造返回1.火成巖的結構(texture):指礦物的結晶程度、晶粒大小、晶體形態和晶粒間的相互關系(1)按結晶程度：全晶質（花崗巖）、玻璃質（黑曜巖）、半晶質（淺成巖）(2)按晶粒大小：粗粒結構晶體粒徑5mm中粒結構晶體粒徑5-1mm細粒結構晶體粒徑1-0.1mm(肉眼可辨0。1-0。2mm)微粒結構晶體粒徑0.1mm（3）按晶體的完整程度：自形:緩慢結晶，晶形規則;它形:速冷，晶形不規則;半自形（4）按晶體的相對大小：●等粒結構,不等粒結構●似斑狀結構porphyroid（侵入巖）:基質為顯晶質,成分與斑晶相同.反應穩定、緩慢結晶的環境。●斑晶（phenocryst）：粗大的晶體;基質（matrix）:斑晶周圍細小的顆粒.以石英大小為標準，分粗、中細和顯晶質、隱晶質和玻璃質等●斑狀結構（porphyritic）：基質為隱晶或玻璃質.（火山巖的典型結構）2.火成巖的構造(structure):指礦物集合體的形態、大小、空間分布.能反映其形成條件.●氣孔構造、杏仁狀構造●流動構造(flow):柱狀、片狀礦物或俘虜體定向排列●流紋巖的流紋構造(rhyotaxitic)：不同的礦物成分、不同的顏色、拉長的氣孔相互線狀或彎曲狀平行排列.●晶洞構造：巖漿冷凝收縮形成的渾圓狀空洞,內常生長有晶族.不同于氣孔.為不均質的堿性花崗巖(A型)典型構造.●球狀構造：由不同礦物組成的同心圓殼圍繞中心分布而成.特征：各圈中的礦物呈放射狀分布.成因：巖漿中的某些組分脈動式過飽和結晶而形成.●層狀構造(bedded):熔巖-沉積夾層-熔巖平行排列.●塊狀構造(massivestructure)：宏觀上各向同性；礦物排列無規律；巖石呈均勻塊體.火成巖所特有.第四節火成巖的主要類型返回介紹分類表分類標準：色率、結構、構造●色率：巖石中暗色礦物的含量●結構構造：噴出巖-氣孔、杏仁體、流動、枕狀；淺成巖-斑狀、隱晶;深成巖-似斑狀、全晶質▲ 重點：超鎂鐵巖中無石英等；巖石名稱鑒定主要是鑒定特征礦物.巖石SiO2含量% 超鎂鐵巖<45 基性巖45-52 中性巖52-65 酸性巖>65噴出巖Eruptive 科馬提巖Komatiite 玄武巖Basalt 安山巖粗面巖AndasiteTrachyte 流紋巖Phyolite淺成巖Hypabyssal 金伯利巖Kimberlite 輝綠巖Diabase 閃長玢巖正長玢巖DioriteporphyrySyeniteporphyry 花崗斑巖GraniteP.深成巖Plutonic 橄欖巖Peridotite 輝長巖Gabbro 閃長巖正長巖DioriteSyenite 花崗巖Granite礦物Minerals 橄欖石，輝石，角閃石 輝石，角閃石，鈣長石 角閃石，黑云母，中長石角閃石，黑云母，堿長石 鉀，鈉長石石英，黑云第五節巖漿的形成與地球內熱返回一. 巖漿的形成1．物質來源：地殼巖石和地幔頂部的物質.2．物理因素：與溫度、壓力（小，利熔）、水分（高，有利熔）有關3．不同巖漿的成因●超鎂鐵巖與鎂鐵巖:地幔頂部巖漿分熔（分異）●中酸性巖:a.同超鎂鐵巖(巖漿分熔)b.地殼部分熔融.二. 地熱及其成因1.地熱：來自地下的熱流（1）表現方式：a.深部為對流方式；b.淺部通過巖石傳導.●稱“大地熱流”HeatFlow，單位為HFU:微卡/cm2·秒 （微卡，百萬分之一千卡）●洋底：>1。47（HFU），平均：1。47（平均熱流值）常溫層，地表下10多米，與當地年平均氣溫相當；與海拔、緯度有關增溫層，平均3°太陽中心溫度：1500萬度。壓力：2500億個大氣壓（2）地熱分布：a.沿水平方向分布有差異；b.地熱高的地方，低溫梯度也高；c.地下深處，由于壓力高，密度極大，物質不會全部熔化（3）意義:有助于研究石油等的生成；有助于尋找地熱（溫泉、熱泉、沸泉）2.地熱成因●余熱：熾熱的星云物質聚集-收縮（地球由熱-冷放熱）●重力分異：地球內部物質按比重分異，位能轉成熱能；（地球由冷-熱,產生熱）●放射熱：放射性物質衰變產生熱（地球由冷-熱）。放射性物質主要在地殼中，可解釋增溫率變化原因●撞擊熱：行星與地球撞擊產生熱（地球由冷-熱）。地球究竟由冷-熱，還是由熱-冷，尚是探索的課題本章圖像40個;表格1個(火成巖的主要類型分類表)第四章外動力作用與沉積巖返回地球動力學：分外動力與內動力二種a.外動力：風化、剝蝕、搬運、沉積、成巖意義：說明地質發展史，尋找沉積礦產(煤、石油、鐵等)b.內動力：火山、地震、構造運動產生的變形等意義：解釋構造運動學、地球動力學第一節大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈返回1.大氣圈：無明確的上界;大氣≈N2+O2+Ar+CO2,地表最稠密從地面到高處:對流層→平流層→中間層→熱成層→外逸層●對流層:頂面距地面高度10-16公里,每上升1公里降溫6.5度(oC)；溫度來自地面輻射的太陽能。●平流層:頂面距地面高度55公里。●頂部:臭氧層。溫度隨高度增加而增加；可至0度以上。不受地表熱輻射或對流大氣的影響。此高度之下的地質作用最重要。●大氣的流動：全球范圍的有大氣環流（有一定路線與型式）。局部產生東、南、西、北風及龍卷風。●大氣的地質作用a.氧、二氧化碳等是進行地球化學作用的重要物質b.大氣是生命的保護層（臭氧層能吸收紫外線）c.使地球表面具有適宜的溫度；產生各種氣候現象，導致外動力地質作用的發生d.運動的大氣（風）是塑造地面形態的動力e.環境污染已開始破壞人類生存的保護層直接的有飛沙走石，如內蒙-北京-東北的春天沙塵暴間接的為大氣溫室效應（工業二氧化碳排放使大氣升溫）、臭氧層空洞（臭氧層的保護作用受到嚴重破壞，紫外線的長驅直入將使人類健康每況愈下）2．水圈水圈=海洋+湖泊+河流+冰雪+巖石中的裂隙水。為一連續的層圈2.1科里奧利效應●由于地球自轉，而使地表運動物體改向的力（取決于不同的緯度和線速度）.●順著物體運動方向看，科氏力作用向右。●大氣、河流均受此影響.N半球:物體向北運動；順著運動方向看，作用力向右；物體向南運動；順著運動方向看，作用力向右.S半球:物體向南運動；順著運動方向看，作用力向左；物體向北運動；順著運動方向看，作用力向左.2.2水圈的作用a.破壞巖石：機械破壞(干寒帶)、化學破壞（CO2）(溫濕帶)b. 搬運巖石：通過水的循環過程完成3.生物圈a.破壞巖石：機械破壞（根劈）、化學破壞（生物有機酸分解礦物）b.本身成礦:石油、煤;形成生物巖(有機地化研究領域）4.巖石圈巖石圈=地殼+上地幔頂部的剛體部分是地球科學家研究的主要內容5.沉積環境(見右圖解)6.外動力作用與三大類巖石之間的演化關系(見后圖解)第二節沉積巖的特性返回一. 沉積質來源、主要特性、搬運與固結●沉積物來源：母巖風化物、生物、火山物質、宇宙物質.●沉積巖主要特性：層理、含化石●沉積物的搬運:(1)滾動方式沿水流底部搬運:>2mm,礫巖;(2)跳躍搬運:2-0.05mm,砂巖;(3)懸浮狀態搬運:0.05-0.005mm,粉砂巖;(4)凝聚態搬運:<0.005mm,粘土巖(沉積巖的分類主要根據上面的碎屑物水力學行為進行)●沉積物固結:二.沉積巖中的礦物1.沉積巖、火成巖、變質巖中八種主要造巖礦物:石英、長石、云母、輝石、角閃石、方解石、高嶺土、綠泥土2.沉積巖與巖漿巖主要礦物成分比較巖漿巖：橄欖石、輝石、角閃石、黑云母（石英、斜長石、白云母）沉積巖：方解石、白云石、石膏、石鹽（石英、斜長石、白云母）三.沉積巖的結構:顆粒的大小,磨圓度,顆粒間關系●大小：礫>2mm、砂2-0.05mm、粉砂0.05-0.005mm、泥<0.005mm(肉眼放大鏡顯微鏡電子顯微鏡)●磨圓度:圓、次圓、次棱角、棱角●填隙物(基質):砂→細砂→粉砂.生物及火山碎屑等.●膠結物(肉眼分不出大小)：Si,Fe,Ca,泥●碎屑結構:巖石中的顆粒是機械沉積的碎屑物.碎屑+填隙物(比碎屑小1-2粒級)+膠結物.碎屑巖:礫巖→砂巖→細砂-粉砂巖→泥巖（頁巖）●非碎屑結構:-為生物巖、生物化學巖所特有-巖石中的顆粒由化學沉積或生物化學沉積作用形成.-無碎屑和填隙物及膠結物之分.●晶質結構:全由近等大的沉積晶體組成.如灰巖為方解石.●生物結構:由豐富的生物化石碎屑組成.五. 沉積巖的原生構造原生沉積構造定義：沉積巖在形成過程中產生的構造,是各組成部分的空間分布與排列方式.1.層理（Layer,bedding）：沉積巖的成層性●與顆粒性質有關：顆粒粗細、硬度不同就形成了層理.●與氣候有關：顏色變化也形成層理.a.平行層理：不同沉積層頂底面平行.沉積巖在安靜的介質環境中形成.b.交錯層理CrossBedding：不同沉積層頂底面不平行.沉積巖形成于動蕩的介質環境中.●根據“頂截底切”原理，可判斷地層的頂底。c.層的厚度：巨厚>1m、厚層1-0.5m、中厚0.5-0.1、薄層0.1-0.01m、微層<0.01m2.遞變層理gradedbedding：同一層內，碎屑粒級由下而上逐漸變小.●形成環境：水體運動可由強到弱或由弱到強.如水介質環境周期性變化，在重力沉積下就形成了“韻律層”.●用途：確定地層的頂底3.波痕ripplemark：波浪彎曲的層面.反映沉積環境動蕩.●水介質定向運動形成不對稱波痕:可確定流向(從緩坡向陡坡),但不能確定頂底.●水介質往復運動形成對稱波痕:不能確定流向,但可確定地層頂底(尖頭朝頂).4.泥裂mudcrack：層面上多邊形，剖面上楔形.●成因：濱海、濱湖沉積物暴露出水面，失水→變干→收縮而成；填充物與上復巖層相當.● 用途：(1)確定地層的頂底、(2)指示古氣候（干燥）、(3)確定沉積相（陸相、海岸相）；5．縫合線Stylolite：巖層中的鋸齒狀曲線，與層面平行（但有例外）.區別“Suture”.●分布：石灰巖、砂巖中（如五通石英砂巖）●成因：大型的縫合線示沉積作用的短暫停頓；小的示壓溶作用;含二氧化碳淤泥沿層面循環時，溶解二側物質所致.●用途：確定地層產狀（須結合其它標志才能確定地層的正常或倒轉）6.結核Nodule,concretion●定義：沉積巖中，某種不同物質聚積而成的核狀體.●分布：石灰巖（棲霞組灰巖P1、高驪山組砂頁巖C1）、硅質頁巖（孤峰組P1）.●變化：結核脫水收縮，形成網狀裂隙，稱“龜背石”.●用途：a.劃分對比地層（有無結核）b.推測地層形成環境（CCD，碳酸鹽巖沉積補償線）7.沖刷痕Scourmark(印模)、solemark(底模)定義：沉積巖層的底面起伏突起.分布：砂巖,頁巖中；成因：沖刷;荷重.8.雨痕（冰雹痕）、假晶、蟲跡、同生褶皺、疊層巖等.9.次生構造：沉積巖形成后產生的構造.第三節四類沉積巖返回一.碎屑巖Clasticrock：碎屑+填隙物+膠結物1.礫巖Conglomerate●粒徑：2mm-10mm(>10mm●礫石成分：石英巖、砂巖、髓石巖、石灰巖、火成巖、變質巖2.砂巖Sandstone●粒徑：粗砂巖2-0.5mm、中砂巖0.5-0.25mm、細砂巖0.25-0.05mm●成分：石英長石居多3.粉砂巖Siltstone●粒徑：0.05-0.005mm● 成分：石英、長石、云母三. 化學巖1.硅質巖Silliceousrock●成分：SiO2●成因：生物骨骼堆積而成（如：硅藻土）；火山作用或風化作用使SiO2凝聚.●Sio2結晶：水晶(宋代:此乃千年老冰)→乳石英（氣泡）、紫石英（Fe多）、薔薇石英（Fe少）、煙水晶（Mn）●隱晶：玉髓、蛋白石、碧玉（西湖葛嶺山保叔塔含Fe2O3,呈暗紅），不同色的隱晶SiO2若具同心圓構造稱為瑪瑙Agate；其中水膽瑪瑙極珍貴！珍貴的蛋白石，95%產于澳洲，稱Opa1澳泊(歐泊、澳寶)2.石灰巖Limestonea.非碎屑結構的石灰巖:方解石顆粒，很致密;方解石由化學作用形成B.碎屑結構的石灰巖（福克分類;P.46-48）灰巖中碎屑及來源(1)內碎屑:已沉積的CaCO3被海水沖擊破碎(內碎屑灰巖).(2)生物碎屑:動物的骨骼(珊瑚礁灰巖)(3)CaCO3凝聚:海水中的CaCO3圍繞質點凝聚(鮞粒、球粒、團塊灰巖)(4)填隙物(基質):亮晶,粒徑>0.01mm，常是透明的方解石顆粒(5)泥晶:粒徑<0.005mm，機械混入物(6)膠結物：CaCO3●石灰巖是重要的建筑材料;蝙蝠蟲為三葉蟲，蝙蝠蟲灰巖是藝術品●廣西桂林、云南路南的巖洞與石林風景優美,植被低矮3.白云巖Dolomite●組成：白云石,馬鞍狀晶體MgCa[CO3]2●與石灰巖區別：用10%稀鹽酸，不強烈冒泡;野外露頭上具黑色刀砍狀熔溝三、粘土巖Clay（原來一直劃歸碎屑巖類）●粒徑：〈0.005mm●成分：粘土礦物（高嶺土ChinaKaolinite、澎潤土、蒙脫石Montmorillonite、水云母）●成因：粘土礦物經搬運沉積而成.固結無層理的稱泥巖，成層好的稱頁巖Shale●性質及用途：1．可塑性2．吸水性（蒙脫石吸水后體積增大5-20倍），3．吸附性4．燒結性（瓷器的控溫燒結），5．耐火性四、生物化學巖:硅藻巖,放射蟲巖等本章圖像25個第五章變質作用與變質巖返回●分布:占地殼總體積的27.4%;主體在中、下地殼,地表較少●大別山超高壓變質礦物的發現，改寫了經典板塊構造理論。●研究目的：了解地球深部地質過程（HP的藍閃石、紅簾石，UHP的柯石英、金剛石);恢復原巖;闡明變質作用機制和過程;尋找礦產資源(“玉自變質來”；各種名貴寶石，原料均來自變質巖。多數金屬礦產，都經歷過變質，變質使礦變富變大。前寒武紀含鐵石英巖型鐵礦占世界鐵儲量70%,我國的鞍山式鐵礦屬此類型。我國缺金銅鐵鈾)第一節變質作用基本特征一返回變質作用的定義:由于溫度（T）、壓力（P）的改變和化學活動性流體的作用，使固態巖石的礦物成分、化學成分、結構構造都發生了變化，這種地質作用叫變質作用。●變質作用主要發生在地殼深部，一般>10km。●變質三要素:T,P,流體,溫度最重要。但隕石撞擊及高壓變質，主導因素則是壓力。●熱源主要來自地球內部（巖漿熱能與放射熱能）●通過變質作用形成的巖石叫變質巖。●正、副變質巖原巖為火成巖的叫正變質巖；原巖為沉積巖的叫副變質巖。二.變質作用的三大因素1.溫度●變質溫度:150°C-900°C●溫度的作用：非晶體→結晶體;結晶體→重結晶;物質與結構重組，一種礦物→另一種礦物●變質溫度四來源：地熱增溫（1°C/2.壓力●靜壓力(垂或側):由上復巖石重量引起，隨深度增加而增加●流體壓力:封閉系統的流體壓力等于上復巖石的靜壓值；開放系統的流體壓力等于流體本身的重量.流體是物質成分進行交換的自由市場。●壓力單位換算Bar(巴) Pa(帕斯卡) Mpa兆帕 GPa吉帕1 105 10-1 10-41atm=101325Pasca≈105Pa=0.1Mpa（兆帕）1Gpa=103Mpa=10Kbar=109Pa,1Mpa=106Pa,1Kb=100Mpa1巴≈1atm（100萬因達/cm2=0．986923標準大氣壓）1Pa=1牛頓（≈100克/m2）=100克/10000cm2=0.01克/cm2●藍片巖，藍閃石+鈉長石,產在地殼上部，但壓力很大,為LT/HP產物，為古俯沖-碰撞帶的重要標志。●榴輝巖,鎂鋁榴石+綠輝石,產在地下40km±深,壓力為10Kb=10噸/cm2!（參見P.124,Hamblin;10Kb=109Pa=107克/cm2）●超高壓巖，含柯石英、金剛石的榴輝巖,壓力更大,埋藏更深（30Kb,>100km);全世界只有中國大別山、法意邊境西阿爾卑斯極少數地區被保存。誕生了大陸深俯沖的科學新理論。3.具化學活動性的流體a.成分:以H2O、CO2為主，并含其它易揮發和易流動物質b.流體分布:存在于巖石粒間或裂隙中的主要是H2O；礦物結構中的是H2O、CO2；從巖漿分逸出來的是K,Na,S,F,H2O,CO2,SiO2等.C.巖漿流體:深部巖漿上升至淺部,T、P降低,分逸出易揮發和易流動的物質K、Na、S、F、H2O、CO2、SiO2等第二節變質作用中原巖的變化返回一.化學成分的變化1.T、P變化時●巖石通過釋放或獲得某些揮發分而達到平衡，形成新的礦物.如高嶺土(吸熱)→紅柱石+石英+水（高嶺土脫水）方解石+石英(吸熱)→硅灰石（放射狀）+CO2↑(脫碳酸）●體積大、密度小的礦物變為體積小、密度大的礦物。(1)橄欖石 + 鈣長石→石榴子石42.6 101.0119（分子體積）3.3 2.763.52（比重）(2)石英→（30Kbar）柯石英→(120Kbar)斯石英2.652.934.35(比重)2.交代作用：固態下，巖石中物質成分進出的交換作用。例:中酸性巖漿侵入冷的灰巖時,其SiO2、Al2O3等熱流體就會進入灰巖,并從灰巖中將CaO、MgO帶出,于是在接觸帶形成矽卡巖3.重結晶作用Recystalization定義：小晶體在溫度升高的情況下長成更大晶體的作用。●石灰巖CaCO3→大理巖CaCO3（質純、潔白的稱漢白玉）●石英砂巖(加溫)→石英巖4.變質分異：巖石從均勻構造到不均勻條帶構造的變質。5.韌性剪切作用：發生在地殼中深部位較高溫度和定向應力條件下的一種變質變形作用。●其結果是礦物在被軟化的塑性狀態下發生不對稱旋轉和剪切,形成新的巖石和組構。其巖石稱糜棱巖。●最終可形成大型韌性剪切帶，盛產大中型糜棱巖型金礦。●韌性剪切帶定義：由高度應變過的巖石構成的線性變質變形帶。從該帶一側進入另一側,巖石被扭曲,兩側巖塊發生了明顯剪切位移,但無明顯斷面。透入性構造貫穿全帶(拉伸線理、剪切面理、組構)。二.礦物的變化片理和變質礦物是變質巖的兩大重要特征！變質礦物：在變質作用過程中形成的獨有礦物.主要有:蘭閃石、紅簾石、紅柱石、藍晶石、矽線石、十字石、堇青石、硅灰石、柯石英、金剛石(罕見)三.變質巖的結構指礦物、變斑晶自身特征、形態、大小,與鄰近顆粒的關系1.變晶結構：原巖發生重結晶或交代作用而形成新礦物的結構（前者有大理巖;后者有石榴石片巖(有新生礦物石榴石)2.變余結構：尚殘留部分原巖結構者稱之，為淺變質結構（如板巖特有的變余泥質結構、砂質結構）四.變質巖的構造：指礦物之間的關系、空間展布方式1．變成構造：原巖構造（如層理）消失，形成變質巖特有的構造.如片理、片麻理等隨變質程度加深:斑點狀(spotted)→板狀構造(slate)→千枚狀構造（phyllite）→片狀構造（schist）→片麻狀構造（gneiss）→塊狀構造(quartzite，礦物無明顯定向)2.變余構造：變質巖中殘留有原巖的構造。如變余層狀、氣孔、條帶構造等第三節變質作用類型及其代表性巖石返回（類型：接觸交代、區域、動力、混合巖化）一.接觸變質（包括接觸交代、接觸熱變質）定義：火成巖侵入圍巖而造成的變質作用,形成新巖石。如砂巖→石英巖;石灰巖→大理巖;泥巖→角巖（Hornstone,灰黑堅硬致密;蘇州靈山）●矽卡巖：發生在中酸性巖漿與冷圍巖之間,通過流體交代、物質成分的交換而形成的變質巖。●變質礦物:硅灰石、石榴石、黃銅礦、閃鋅礦、白鎢礦●外帶：碳酸鈣高,有方解石；內帶：二氧化硅高,有石英二.區域變質1．定義:在T、P、流體的綜合作用下,區域范圍內發生的變質2.代表性巖石：板巖（贛北浙西瓦板巖）→千枚巖→片巖→斜長角閃巖→片麻巖→麻粒巖→榴輝巖3.代表性礦物：超高壓、高溫:C→金剛石diamond高壓、低溫:角閃石、鈉長石→蘭閃石glaucophane高溫、低壓:黏土礦物→紅柱石(Al2SiO5)Andalousite高溫、高壓:黏土礦物→矽線石(Al2SiO5)Sillimanite中溫、中壓:黏土礦物→蘭晶石(Al2SiO5)Disthene4.變質程度：不同的變質巖，原巖可能是同一個,稱等化學系如黏土巖或頁巖→板巖→千枚巖→片巖→片麻巖(世界著名的巴羅變質帶)三.混合巖化作用migmatizationandmigmatite●定義:區域高級變質巖進一步變質，發生高溫部分熔融（酸化）現象，形成基體+脈體的特殊變質巖石（混合巖）●基體：變質巖(暗色)；脈體：熔融體（長石,石英，淺色）●原巖經徹底改造→花崗巖(稱混合花崗巖),具復雜扭曲構造如閩北蒲城縣，新疆青河縣,極其典型●如交代不徹底：基體>脈體→腸狀、條帶狀；脈體>基體→淺色>深色,混合巖化花崗巖四.韌性剪切變形-動力變質巖：80年代形成的科學新理論●定義:伴隨構造活動而產生的變質作用(構造角礫巖不是動力變質巖），以韌性剪切變質變形為代表。●糜棱巖Mylonite：韌性剪切變形條件下形成的變質巖。本質是位錯Dislocation。片理發育，強波狀消光，細粒化、核幔構造，不對稱組構、亞顆粒（礦物邊界發生遷移而成，而非研磨粉碎）。本章圖像24個第六章地質年代返回●地質學家的任務之一：確定地質事件的發生時間、巖石與地層的形成時間（上下順序、新老關系）●有二種定時方法：(1)按先后順序-相對年齡,(2)按距今時間-絕對年齡●兩件最轟動全世界的科學新發現第一件云南澄江縣發現舉世聞名的“澄江動物群”（張文堂、侯先光，1985；舒德干等，1993），證實了早寒武世生命大爆炸的科學命題。澄江距昆明市區南55公里。昆明地區地球早期生命演化研究歷史悠久。可分三個階段：1）1909-1910年，法人J.Deprat和H.Mansuy最早研究該區地質和古生物(Mansuy,1912)。2）30-40年代，國人王曰倫、王鴻禎、王竹泉、盧衍豪、何春蓀在此區開展系統剖面和化石研究，創立了下寒武統的筇竹寺組，滄浪鋪組，龍王廟組（盧衍豪，1941），很長時間被用作地層細分和整個萊德利基蟲系的對比標準。3）70年代以來，新發現達到高潮，震驚全球。在澄江動物群中首次出現的類群有：①裂肢動物,②葉足動物,③奇蝦類,④水母狀動物,⑤觸手冠動物及內肛動物,⑥鰓曳動物和其它蠕形動物,⑦脊索動物與脊椎動物,⑧古蟲動物門,⑨其它少量和分類位置不定類群,代表寒武紀生命輻射的最高潮時期。第二件鳥的祖先“中華龍鳥”在遼寧北票上園鄉四合屯的下白堊世義縣組凝灰巖下部首次發現鳥的祖先“中華龍鳥”(季強,1996),是恐龍與原始祖鳥之間的過渡生物屬種；繼之又于2002年在錦州義縣下白堊世九佛堂組中首次發現原始鳥類的新屬新種“中華吉祥鳥”及“中華神州鳥”(初鳥類;季強,2002a,2002b).這兩項重大的科學成果確立了中國古生物學界在全球的領導地位，帶動了全球古生物學界的迅猛發展。人類對龍和鳥的研究歷史：恐龍類，1842年→獸腳龍類(恐龍)，1881年→虛骨龍類(恐龍)，1914年→手盜龍類(恐龍)，1986年→始祖鳥，1870年→初鳥類，1986年→中華龍鳥，1996年→中華神州鳥，2002年→中華吉祥，2002年→孔子鳥●地球形成于60億年前,而原始地殼才形成在38億年左右。●在地質作用下,地殼遭受破壞,完整的地殼變得支離破碎。(CondieK.C.,1996,PlateTectonicsandCrustalEvolution.(The4thedition),PergamonPress.第一節相對年代的確定返回1.基本概念巖層:成層的巖石.層序:巖層形成的先后關系.地層:一定時期內形成的巖層的總稱.具時間概念.古生物：文字記載前（12000年)就已生活在地球上的生物.古生物化石：巖層中已經被石化的古生物遺體和遺跡;猛犸象于1710年在西伯利亞凍土中被發現.生物演化規律：低等→高等；簡單→復雜；不可逆！2.層序建立的三原則：①地層由下而上形成；②原始產狀是水平的；③巖層形成后只經歷過整體上下運動,巖層傾斜必須<90.3.地層層序律（僅適用于沉積巖）:下老上新4.生物層序律:①生物簡單而原始,反映所在地層較老;生物復雜而高級,反映所在地層較新.②同一地區,相同時期的地層化石類型和組合應相同,不同時期的則不同.5.標準化石：演化快、數量多、分布廣、特征明顯,能可靠的確定巖層的時代.6.活化石：從遠古到現在一直存活的生物如銀杏、珊瑚等7.假化石：巖層表面鐵、錳質風化痕跡,形狀酷像動植物形體.區別:它只見于表面,無內部構造．8.地層切割律:被切割、穿插、包裹的老.(見圖)第二節同位素年齡的測定返回1同位素年齡(絕對年齡)：地質體形成的距今時間.2用于測定地質年代的放射性同位素必須具備三個條件:①具適宜的半衰期:不能太短，也不能太長釷Th、碘I,半衰期6.7年,太短,不能用于測定；碳C14稍長,半衰期5692年,用于測考古材料；锝Te136,半衰期1.4×1021,太長,可探索太陽系元素成因②要有足夠的含量;現代技術可將該元素從巖石中分離并測定出來.③子體同位素易于富集并能保存下來.3常用地質測年方法:K-Ar,Rb-Sr,U-Pb,Sm-Nd,39Ar/40Ar4存在問題：測量誤差問題、子體同位素的丟失問題.5發展趨勢：古地磁測年、裂變徑跡測年fissiontrack、熱釋光測年(目前只能測100萬年以內).第三節地質年代表GeologyTimeScale返回1地質年代表是地質歷史的系統編年:五代十三紀新生代Cz:E,N,Q（古-始-漸,中-上,更-全）中生代Mz:T、J、K古生代Pz:∈,O、S；D、C、P元古代Pt-Z:Proterozoic-Sinian太古代Ar:(Pre∈,PreZ)2地質年代單位(國際通用):宙-代-紀-世(階)（時間概念）宇-界-系-統（地層概念）3巖石地層單位(地方性地層單位):期（時間概念）群-組-段（地層概念）4地質年代單位的起源及含義(略)記牢五代十三紀;記牢地質年代與巖石地層單位區別!記牢新生代7個世的名稱!國際地層年齡Q(0.01→1.65)→N(1.65→5.3→23.5)→E(23.5→34→53→65)→K(65→96→135)→J(135→154→180→205)→T(205→230→240→245)→P(245→258→295)→C(295→325→360)→D(360→375→385→410)→S(410→415→425→430→435)→O(435→445→455→470→485→500)→∈(500→510→520→540)→NeoPt(540→650→850→1000)→MesoPt(1000→1200→1400→1600)→PaleoPt(1600→1800→2050→2300→2500)→Archeen(單位:Ma.Gilles-SergeheOdinandChantalOdin,1996))本章圖像32個1. 滇東澄江動物群化石分布點2. 原始節肢（裂肢）動物：撫仙湖蟲，下寒武統3. 假納羅蟲盲管4. 萊得利基蟲5. 恐龍化石6. 始祖鳥德國始祖鳥中華神州鳥季強等，2002，地質通報，21（7）9. 中華吉祥鳥季強等，2002，南京大學學報，38（6）10 鳥類演化譜11. 原始生命樹枝狀生命演化體系螺旋式生命演化體系古動物復原三葉蟲三葉蟲（蝙蝠蟲）灰巖王冠蟲菊石（波蘭）菊石2m直徑,德國12. 三疊紀菊石,法意邊境阿爾卑斯山13. 胡氏貴州龍晚古生代魚14. 中華狼鰭魚顛石燕15. 鶚頭貝單體貴州珊瑚群體笛管珊瑚櫛羊齒新疆法門期放射蟲16. 螺化石表格17. 生物演化簡表18. 國際地層年代表(2000年)表格第七章地震(Earthquake)及地球內部構造返回地震,是危及人類生存的一大地質災害！預警：我國近期的兩次大地震1.1976.7.28,3:48’542.1999.9.21,1:47a.m.,臺灣中部,震級7.6。近S-N向的車龍鋪斷裂活動，南投-埔里房屋倒塌,橋梁毀壞,街面波浪起伏,死亡數千人。山林火災,青山變禿山,日月潭變臟潭.美Princeton大學JohnSuppe院士認為系斷裂推復成因.夏門地震學家98.10早已預測到該次地震,但當時李登輝的”兩國論”妨礙了兩岸的學術交流，錯失防震良機.3.99.10.22,10:18a.m.,臺灣嘉義-南投,震級6.4,房屋廟宇倒塌,火災頻繁,261人受傷.震前異象不斷:毛毛蟲、老鼠亂竄,魚浮水面(嘉義,宜蘭),古井水變混濁(嘉義民雄鄉),清溪水冒硫磺味，冒泥漿氣泡(嘉義水上鄉),干稻田噴黑砂水(臺南后壁鄉).臺人迷信,愚不可及，震停便集眾拜佛,不顧生危，負傷乃至住院,仍口中喃喃念佛.我們的任務1.預測預報地震；2.為城建、橋梁、鐵路、水庫工程等建設把關。多大安全系數?能抗多大地震?庫水會不會引發地震?3.了解地球的結構構造（人工地震、COCOP、核爆）第一節地震學Seismology基本概念返回一.定義:地震是地殼的快速顫動，由地球內部的不平衡運動(內動力地質作用)所產生,是一種經常發生的、有規律的自然災害地質現象;二.10項名詞解釋1.震源（B):引發地震、釋放深部能量的源區2.震中（E）：震源(B)在地表的垂直投影3.震源深度(h):震源到震中的距離(BE)4.震中距(Δ):地震臺到震中的水平距離(ES)5.震源距（d）：震源到地震臺的距離(BS)6.等震線：地表裂度相等的點的連線7.地震烈度(intensity)：Mercall（意）根據建筑物破壞程度將其分成12個等級，即12度地震烈度.我國采用了這一分類法,并根據我國情況建立了12度地震烈度表(P79).8.震級(magnitude)：衡量地震絕對強度的級別.由地震釋放能量的大小所決定，一次地震只有一個震級.里氏震級：CaliforniaInstituteofTechnology的RicherCF以智利8.9級地震釋放的能量為依據，依次確定出震級與能量的關系（P78表7-3）.9.震級確定:一般取距震中100公里處標準地震儀記錄的地震波最大震幅的對數值確定之.震幅單位為μm.如最大震幅為10mm=10000μm，其對數值為