第一章绪论综合思考题分析“将今论古”、“以古论今、论将来”和“活动论”这三大地质学思维方法论,以及对指导地质理论研究的重要性。
1)“将今论古”:经典地质学的思维方式和理论支柱,国际地层序列、国际地质年代表以及其它许多地质成果均建立在此基础上。
2)“以古论今、论将来”:认识过去,可以帮助我们了解现在、预测未来。
3)“活动论”:大陆和海洋的位置不是固定不变的,是不断活动和演变的,以水平运动为主,大陆漂移、海底扩张、板块学说建立的基础,大陆动力学也是活动论的表现。
2.分析我国具有的独特地域特色和研究优势。
我国地域辽阔,地球各个演化时期地质信息和物质记录丰富,有地球上最古老和最年轻的造山带,有各种类型的盆地构造,有分布十分广泛的花岗岩,有丰富的矿产与能源。
具有独特的地域特色和研究优势,形成了一些重要的地学研究和教学基地。
包括青藏高原、西北黄土高原、大别-秦岭高压-超高压变质带、云南澄江动物群、辽西热河动物群、陆相生油盆地、滇黔桂喀斯特地貌、华南花岗岩与矿产等等3.为什么到大自然中去实践是地质学研究的基础和前提。
地质现象是地质作用的结果或产物。
通过对地质现象的观察,可以找出地质作用的特点和放射性同位素规律。
第二章矿物学一、基本概念Important conception放射性同位素;稳定同位素;克拉克值;矿物;晶体,准晶体;同质多象;条痕,解理,断口;摩氏硬度计;矿物集合体;三类岩石放射性同位素:主要有U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等。
稳定同位素:主要有O16,O17,O18,C12,C13,S32,S33,S36,H1。
放射性同位素主要用来测定火成岩石的绝对年龄;稳定同位素主要用来确定岩石的物质环境与来源。
如地壳,地幔,水圈,大气圈,生物圈,月球,陨石等。
克拉克值:中上地壳中50种元素的平均含量.美国科学家克拉克采集了世界各地的样品5159个;用取得的化学分析数据,求出了16km厚的地壳内50种元素的平均百分重量,后人称克拉克值.国际通用.单位ppm=10-6,即克/吨。
目前还用ppb=10-91克=5克拉。
矿物定义:是由地质作用形成的,在正常情况下呈结晶质的元素或无机化合物,是组成岩石的矿石的基本单元。
准晶体定义:是一种新的凝聚态固体,其内部原子或离子既不像非晶质那样完全无序分布,又不像晶体那样呈三维周期性平移有序排列(粒径一般只达微米级)。
二、基本特征Basic features1. 矿物的六项基本特征特征1.(最基本特征)天然产出,有序结构,固体特征2. 自然界的绝大多数矿物都是晶体。
所有晶体都是矿物。
矿物随处可见.现已发现矿物3300余种,绝大部分(99%)分布于地壳中。
特征3. 矿物的化学成分基本稳定,属于无机物。
但可有杂质。
特征4. 矿物具有同质多象现象。
同质多象定义:化学成分相同、但质点的排列方式不同(结构不同)的现象。
将形成不同的矿物。
如:C 金刚石(高压)-石墨(常压)。
特征5:矿物色泽鲜艳,折光率高,透明度高,硬度高,化学性质稳定者,可做宝玉石。
特征6. 矿物可分为三类多种①自然元素矿物: Au,Cu,S,C(金钢石,石墨).自然界很少。
②分子化合物(分硫化物,卤(氟与氯)化物,氧化物三种)。
自然界常见。
如SiO2-石英,NaCl-石盐,FeS2-黄铁矿。
③复杂分子团矿物(含氧盐):绝大部分是硅酸盐矿物。
种类多,含量高,分布广,占地壳总重量75%。
如K(Mg,Fe)3[SiO3AlO10](OH,F)2 ,黑云母。
2.矿物的常规鉴定(外形、力学、光学等性质)1 外形(Shape)1.1 单晶体(Single crystal)一向延伸:呈针状柱状,如辉锑矿Sb2S2 (Stibnite);二向延伸:呈板状、片状,如长石, 云母;三向延伸:呈菱面体、八面体、立方体、复合体,如方解石,萤石,角闪石,辉石,黄铁矿,金刚石。
1.2 集合体(Aggregate):由矿物单体组成的聚集体。
一向的呈纤维状,如石棉; 二向的呈鳞片状,绢云母; 三向的呈粒状,橄榄石。
1.3 特殊集合体: 放射状,如硅灰石CaSiO3; 钟乳状, 如钟乳石; 晶族状,如石英; 鲕状、葡萄状、肾状,如赤铁矿。
2 光学性质(Optical)2.1 透明度(Transparency):矿物薄片(厚0.04mm)能透过光线者,称透明矿物。
如石英,云母,长石,方解石等;反之,称不透明矿物。
所有金属矿物都是不透明矿物。
2.2 光泽(Luster): 矿物的反光能力。
金属光泽: 反射很强,所有金属矿物均此光泽。
非金属光泽:反射较弱,透明矿物的光泽。
可细分金刚光泽(金刚石),玻璃光泽(长石),油脂光泽(石英断口), 丝绢光泽(绢云母),珍珠光泽(白云母),土状光泽(高岭石)6种。
2.3 颜色(Color)与条痕(Streak)●颜色:白,蓝,红,黑,浅绿,紫红等。
●自色(Diochromatic): 被化学成分和内部结构所决定的矿物本色。
如方铅矿的铅灰色。
●他色(Allochromatic):混入杂质后的矿物颜色。
如石英(无色)→Fe多,紫晶(紫色)→Fe少,蔷薇石英(淡红色)→含Mn,烟水晶(茶色)●假色:表面氧化或吸附他物后的颜色。
如褐色黄铁矿。
●条痕色: 矿物粉末的颜色。
用瓷板划之,紫红的赤铁矿呈樱红色,金黄的黄铜矿呈墨绿色。
3 力学性质(Mechanical):在外力下的表现。
3.1 硬度(Hardness):抵抗外力的强度。
记牢以下10种不同硬度的矿物摩氏硬度记:1滑石,2石膏,3方解石,4萤石,5磷灰石,6长石,7石英,8黄晶9刚玉10金刚石指甲为2-2.5,小刀为5-5.5,玻璃6。
硬度大的可刻动小的。
3.2 解理(Cleavage): 外力下矿物的定向开裂。
极完全解理(云母)-完全(方解石)-中等(角闪石)-不完全(橄榄石)-极不完全(石英)3.3 断口:矿物受外力打击后,不沿固定的结晶方向开裂而形成的断裂面。
贝壳状(石英), 锯齿状(石膏), 参差状(黄铁矿), 平坦状(高岭土)。
3.4 弹性:受力后能恢复原状的。
如云母。
3.5 挠性:受力后不能恢复原状的,又称范性变形。
如蛭石。
3.6 延展性:可用外力任意改变其形状的。
延:一维; 展:二维(黄金)第三章岩浆作用与火成岩一、基本术语岩浆作用;火成岩的结构,构造;科马提岩,鬣刺结构;斑状结构,似斑状结构;枕状构造;柱状节理;安山岩线;两种喷发方式;结晶分异作用,鲍温反应系列;同化,混染;岩浆黏度;捕虏体。
3.岩浆作用:岩浆发育、运动、固结成火成岩的作用。
岩浆喷出地表的过程,称喷出作用。
早期爆炸喷出,晚期地表溢流。
未到达地壳而在地下某深处冷凝结晶固结的过程,称为侵入作用。
1.火成岩的结构(texture):指矿物的结晶程度、晶粒大小、形态及晶粒间的相互关系。
(1) 按结晶程度:全晶质(花岗岩)、玻璃质(黑曜岩)、半晶质(浅成岩)。
(2) 按晶粒大小(显晶质):粗粒结构:晶体粒径>5mm 中粒结构:晶体粒径5-1mm 细粒结构:晶体粒径1-0.1mm(肉眼可辨0。
1-0。
2mm) (微粒结构:晶体粒径0.1mm)(3)按晶体的完整程度:自形:缓慢结晶,晶形规则; 它形:速冷,晶形不规则;半自形。
(4)按晶体的相对大小:●等粒结构,不等粒结构。
斑晶(phenocryst):粗大的晶体; 基质(matrix): 斑晶周围细小的颗粒。
以石英大小为标准,分显晶质(粗、中、细)、隐晶质和玻璃质等。
似斑状结构porphyroid(侵入岩): 基质为显晶质,成分与斑晶相同。
反应稳定、缓慢结晶的环境。
斑状结构(porphyritic):基质为隐晶或玻璃质。
(火山岩的典型结构)。
2. 火成岩的构造(structure): 指矿物集合体的形态、大小及相互关系。
能反映火成岩形成条件与环境。
●块状构造(massive structure):宏观上各向同性;矿物排列无规律;岩石呈均匀块体。
火成岩所特有(最常见)。
●流动构造(flow):柱状、片状矿物或俘虏体定向排列。
常见于酸性或中性熔岩,以流纹岩最为典型。
●气孔构造、杏仁状构造。
●枕状构造:海底喷发的玄武岩常形成,特点:顶突底平。
●球状构造:由不同矿物组成的同心圆壳围绕中心分布而成。
特征:各圈中的矿物呈放射状分布。
成因:岩浆中的某些组分脉动式过饱和结晶而形成。
●晶洞构造:岩浆冷凝收缩形成的浑圆状空洞,内常生长有晶族。
不同于气孔。
为不均质的碱性花岗岩(A型)典型构造。
●层状构造(bedded):熔岩-沉积夹层-熔岩平行排列。
科马提岩;超基性岩(超镁铁熔岩)(ultramafic):●分布于南非和澳大利亚●具鬣刺结构:快速冷凝而成的长条状橄榄石骸晶集合体,常充填于橄榄岩或辉石岩裂隙中。
柱状节理:块状熔岩冷凝收缩而成的六边形柱体安山岩线:环太平洋大陆及岛屿为安山岩,大洋内部为玄武岩,二者界线称为安山岩线。
两种喷发方式:中心式喷发和裂隙式喷发分离结晶作用:岩浆在冷凝过程上,按矿物熔点的高低,依次结晶出不同矿物并依次形成不同种类的岩石的过程。
鲍温反应系列:美国岩石学家鲍温根据结晶分异原理,用富含橄榄石的玄武岩实验得出的结晶规律。
分为:(1) 连续反应系列:化学成分连续变化;内部结构无根本变化;为浅色矿物所独有。
●(高温的)基性斜长石(拉长石,培长石,钙长石Ca[Al2Si2O8])→中性斜长石(中长石)→酸性斜长石(钠长石Na[AlSi3O8],更长石)→钾长石→白云母→(低温)石英。
●端员成分为钠长石与钙长石,二者能以任何比例混溶。
(2)不连续反应系列:化学成分有差异;内部结构有显著变化;为暗色矿物或铁镁矿物所独有。
● (高温的)橄榄石→辉石→角闪石→黑云母→钾长石→白云母→(低温的)石英。
同化:岩浆熔化围岩,最终使围岩成为火成岩的一部分。
岩浆体积>>围岩。
混染:岩浆体积不够大,不足以完全吞噬围岩,导致围岩对岩浆的明显化学反应,改变岩浆的成分。
俘虏体:尚未被完全熔化的碎块。
岩浆黏度:影响因素①化学成分硅氧四面体或硅铝氧化物的含量越高,则岩浆黏性越大②温度越高越小,反之越大③气泡多者黏性大,少者小④呈溶解状态存在的挥发物数量越大黏性越小,反之越大。
岩浆黏性大小和挥发物的含量决定了火山喷发的猛烈程度。
二、基本特征1.叙述火成岩的产状侵入岩的产状:侵入岩的形态、大小、展布方向及其与围岩的关系(1)岩脉(dyke):分岩墙与岩床二种。
● 岩墙(dyke)-与地层层理垂直,岩浆沿围岩的裂缝挤入。
● 岩床(sill)-与地层层理平行,岩浆沿层间的空隙挤入。
(2)岩体:分岩株与岩基二种。
● 岩株(stock):出露面积在10-100平方km 。
● 岩基(batholith):出露面积大于100平方km 。