【正文】 第一章 緒論第一節(jié) 地球科學(xué)的研究對(duì)象 地球科學(xué)是研究地球的科學(xué),重點(diǎn)研究地球表層的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造.1. 研究對(duì)象: 地球,地球的時(shí)、空、源 ① 地球的結(jié)構(gòu)：層圈狀（slide）②地球的構(gòu)造：指地球各個(gè)部分之間關(guān)系及其它們的分布規(guī)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 地球物質(zhì)：各種元素礦物巖石礦床地層,它們的分布及其遷移富集規(guī)律④ 地質(zhì)事件：、火山、海嘯、褶皺、斷裂等；⑤ 預(yù)測(cè)和預(yù)防將來(lái)發(fā)生的地質(zhì)事件:；用取得的化學(xué)分析數(shù)據(jù),求出了16公里厚的地殼內(nèi)50種元素的平均百分重量,.3. 晶體(Crystal)定義：內(nèi)部原子或離子在三維空間呈周期性平移重復(fù)排列的固體. (晶質(zhì))。，將具有幾何多面體外形的物體稱為晶體。這是原子有規(guī)律排列的外觀表象。將不具幾何多面體外形的晶體稱為晶粒。非晶質(zhì)體：，超冷液體。自然界極少。在一定條件下，非晶質(zhì)體可向晶質(zhì)體轉(zhuǎn)化。如火山玻璃→玉髓。準(zhǔn)晶體定義：是一種其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由多級(jí)呈相似的配位多面體在三維空間作長(zhǎng)程定向有序分布的固體。 quasicrystal為一種新的凝聚態(tài)固體，但其內(nèi)部原子既不像非晶質(zhì)體那樣成完全無(wú)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(fā)現(xiàn)天然產(chǎn)出的準(zhǔn)晶體。4 礦物定義：由天然產(chǎn)出且具有特定的（但一般并非固定的）化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造的均勻固體. 自然界廣泛。準(zhǔn)礦物 Mineraloid: 在產(chǎn)出狀態(tài)、成因和化學(xué)組成等方面均具有與礦物相同的特征，但不具有結(jié)晶構(gòu)造的均勻固體. 主要有A型蛋白石、水鋁英石。自然界極少。5 礦物的6項(xiàng)基本特征 特征1. 絕大多數(shù)礦物都是晶體。 特征2. ，絕大部分（99%）分布于地殼中。 特征3. 礦物的化學(xué)成分基本穩(wěn)定,但可有雜質(zhì)。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,. ③復(fù)雜分子團(tuán)礦物:,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(wú)序)；花崗巖不是礦物(巖石）. 特征6. 礦物具有同質(zhì)多象現(xiàn)象。 同質(zhì)多象定義:化學(xué)成分相同、但質(zhì)點(diǎn)的排列方式不同（結(jié)構(gòu)不同）的現(xiàn)象。將形成不同的礦物。如：C 金剛石（高壓）石墨（常壓）6. 五類礦物 1 自然元素:金,自然銅,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(fù)雜分子團(tuán)礦物). 主要包括四種: 硫酸鹽:CaSO4 硬石膏 磷酸鹽: Ce,La)[PO4] 獨(dú)居石 碳酸鹽:CaCO3 方解石, MgCO3 白云石 硅酸鹽:KAl2[Si3AlO10](OH)2 白云母:由一種以上礦物構(gòu)成的集合固體. 按形成方式，巖石可分三大類： 火成巖: %。 沉積巖: %，地表面積75%。 變質(zhì)巖:%. 集合體(Aggregate): ,如石棉。 二向的呈鱗片狀,絹云母。 三向的呈粒狀,橄欖石 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(xué)性質(zhì)(Optical) 透明度(Transparency):礦物薄片()能透過(guò)光線者,稱透明礦物,如石英,云母,長(zhǎng)石,. 光澤(Luster): 礦物的反光能力金屬光澤: 反射很強(qiáng),所有金屬礦物均此光澤.非金屬光澤:反射較弱，(金剛石),玻璃光澤(長(zhǎng)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 顏色(Color)與條痕(Streak) 顏色:白,藍(lán),紅,黑,淺綠,紫紅等 自色(Diochromatic): 被化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的礦物本色. 如方鉛礦的鉛灰色. 他色(Allochromatic):(無(wú)色),紫晶(紫色,Fe多),薔薇石英(Fe少),煙水晶(含Mn) 假色:. 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(xué)性質(zhì)(Mechanical):在外力下的表現(xiàn) 硬度(Hardness):抵抗外力的強(qiáng)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(zhǎng)石,7石英,8黃晶9剛玉10金剛石 硬度大的可刻動(dòng)小的. ,玻璃6 解理(Cleavage): 外力下礦物按質(zhì)點(diǎn)結(jié)合力最弱的網(wǎng)面定向開(kāi)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) 斷口: (石英), 鋸齒狀(石膏), 參差狀(黃鐵礦),平坦?fàn)?高嶺土) 彈性:. 撓性:受力后不能恢復(fù)原狀的,又稱范性變形,如蛭石 延展性:可用外力任意改變其形狀的. 延:一維。 展:二維(黃金)第三節(jié) 礦物的鑒定肉眼鑒定：看(外形,色,光澤)掂(比重)敲(硬度)儀器鑒定：偏光顯微鏡,化學(xué)成分分析, SEM, TEM (Scan (Transmission) Electric Microscope), 激光探針第四節(jié)常見(jiàn)礦物1 常見(jiàn)的：方解石 CaCO3, 石英 SiO2, 長(zhǎng)石。云母2 貴重的：金剛石 C, 金Au, 銀 Ag3 工藝品：瑪瑙 SiO2 紅寶石,藍(lán)寶石 Al2O3（剛玉）4 工業(yè)原料：赤鐵礦Fe2O3, 磁鐵礦Fe3O4, 黃銅礦CuFeS25 藥用：辰砂 HgS, 雄黃 As4S46 環(huán)境示蹤礦物HP/LT：藍(lán)閃石、多硅白云母、紅簾石(俯沖碰撞帶)UHP：柯石英、金剛石(陸內(nèi)深俯沖,100公里深度)7偏光鏡下常見(jiàn)的:長(zhǎng)石,石英,云母,輝石,角閃石,方解石 第三章 巖漿作用（Magmatism）與火成巖(Igneous rock) 火山（Volcano）,常伴有地震,是一種嚴(yán)重危害人類生存的地質(zhì)災(zāi)害. 第一節(jié) 噴出作用(Extrusion，Eruption)與噴出巖% （MAGMA）：形成于地下深處的、具有較大粘性的高溫熔融流體物質(zhì). ●成分:硅酸鹽+18%以水為主的揮發(fā)物質(zhì)?！裨磪^(qū):地表之下50200公里；●條件:溫度8001200176。C；壓力10千巴大氣壓（40公里）：巖漿發(fā)育、運(yùn)動(dòng)、固結(jié)成火成巖的作用. 巖漿噴出地表的過(guò)程,、高壓，具有潛在的活動(dòng)能量，能沿早先地殼活動(dòng)中形成的薄弱帶（如斷層帶）向低壓方向運(yùn)動(dòng)?！?侵入巖：地下深處冷凝結(jié)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.● 噴出與否與地殼的活動(dòng)有關(guān)。 有地殼活動(dòng)才能打破巖漿的平衡,地殼產(chǎn)生斷裂巖漿才能順之上涌 ● 噴出強(qiáng)度與巖漿的粘性有關(guān)(viscosity) 巖漿由二部分構(gòu)成：硅氧四面體或硅鋁氧化物和金屬陽(yáng)離子. [SiO4][AlSi3O8] + K，Na，Ca，Mg，F(xiàn)e，前者含量高，則巖漿粘性大,呈酸性,難流動(dòng),故多為爆發(fā)相。反之,粘性小,呈基性,易流動(dòng),多表現(xiàn)為噴溢相.● 火山噴發(fā)物質(zhì)的構(gòu)成 ：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(jié)體,稱火山碎屑巖.火山灰2mm 單獨(dú)成巖 凝灰?guī)r火山礫250mm 火山灰膠結(jié) 火山角礫巖火山塊50mm 火山灰膠結(jié) 火山集塊巖火山渣 數(shù)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(jié)的巖漿塊 tuff:凝灰?guī)r, Lava:熔巖, volcanic breccia:火山角礫巖,volcanic agglomerate: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(jié)理（冷凝收縮而成的六邊形柱體），總與流面垂直。 6 噴發(fā)方式裂隙式噴發(fā)：巖漿沿?cái)嗔岩绯?，固體噴發(fā)物較少.中心式噴發(fā)：形成盾形火山錐,坡度?。?4度,小于150）7 噴發(fā)強(qiáng)度:地中海斯特龍?zhí)乩鹕?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(shí)間、空間、成因.● 復(fù)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(guó)際通用)超基性:45%。 基性:4552%。 中性:5265%。酸性:65% 10 各類代表性熔巖介紹 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(jié)構(gòu):快速冷凝而成的長(zhǎng)條狀橄欖石骸晶集合體,常充填于橄欖巖或輝石巖裂隙中. 基性熔巖(basic):玄武巖(basalt)● 黑色,致密,比重大,粘性小,（氣體易溢出）.● 海底噴發(fā)形成枕狀構(gòu)造（Pillow lava）,頂突底平.● 著名產(chǎn)地：印度德干高原，厚3000米，（P）.● 礦產(chǎn)：Cu、Fe、鑄石材料.:粘性較大、爆炸噴發(fā),（Andesite）：淺色、有氣孔(vesicular,泡)、杏仁體(amygdaloid)● 分布：南美安第斯山● 著名礦產(chǎn)：墨西哥銀礦、臺(tái)灣金瓜石金礦、山西五臺(tái)龍須溝銅礦,日本黑礦 酸性巖漿:粘性大,強(qiáng)烈爆炸噴發(fā),形成復(fù)式火山錐.流紋巖（rhyolite）:淺色,具流紋構(gòu)造(冷卻慢)● 分布：浙江、福建、廣東沿海,寧鎮(zhèn)地區(qū)● 礦產(chǎn)：Au,Ag,Cu,U,W,Sn,Mo等，浙江青田玉、雞血石（印章）、熔結(jié)凝灰?guī)r（蟾石）11 火山噴發(fā)的階段性 火山噴發(fā)是斷斷續(xù)續(xù)的，有的一、二次（南京方山），有的若干次（圣海侖斯）. 不同噴發(fā)期巖漿的成分要改變 一般演化規(guī)律：基性中性酸性 噴發(fā)后期常下陷，形成破火山口(火山湖) 活火山指人類歷史時(shí)期有過(guò)活動(dòng)，否則稱死火山. ● 洋脊火山帶：太平洋、大西洋、印度洋洋脊 ● 環(huán)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(huán)太平洋大陸及島嶼為安山巖，大洋內(nèi)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(jié) 侵入作用與侵入巖(intrusion) ● 侵入巖（侵入體）:： 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.、混染作用 同化：熱巖漿對(duì)冷圍巖的吞噬與化學(xué)作用，圍巖 混染：巖漿體積不夠大,不足以完全吞噬圍巖,導(dǎo)致圍巖對(duì)巖漿的明顯化學(xué)反應(yīng),改變巖漿的成分 俘虜體：邊部圍巖碎塊掉進(jìn)巖漿，巖漿快速冷凝后尚未被完全“吞噬”或同化. 結(jié)晶分異作用 定義:巖漿在冷凝過(guò)程上，導(dǎo)致巖漿成分不斷改變. 鮑溫反應(yīng)系列：美國(guó)巖石學(xué)家鮑溫根據(jù)結(jié)晶分異原理，用富含橄欖石的玄武巖實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)晶規(guī)律. 分為:(1) 連續(xù)反應(yīng)系列：化學(xué)成分連續(xù)變化；內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)根本變化；為淺色礦物所獨(dú)有.●(高溫的)基性斜長(zhǎng)石(拉長(zhǎng)石,培長(zhǎng)石,鈣長(zhǎng)石Ca[Al2Si2O8])→中性斜長(zhǎng)石(中長(zhǎng)石)→酸性斜長(zhǎng)石(鈉長(zhǎng)石Na[AlSi3O8],更長(zhǎng)石)→鉀長(zhǎng)石→白云母→(低溫)石英.● 端員成分為鈉長(zhǎng)石與鈣長(zhǎng)石,二者能以任何比例混溶.(2)不連續(xù)反應(yīng)系列：化學(xué)成分有差異；內(nèi)部結(jié)構(gòu)有顯著變化；為暗色礦物或鐵鎂礦物所獨(dú)有.● (高溫的)橄欖石→輝石→角閃石→黑云母→鉀長(zhǎng)石→白云母→(低溫的)石英. 鮑溫反應(yīng)系列只適用于侵入作用與侵入巖礦物結(jié)晶順序只適用于封閉的溫壓環(huán)境 巖漿結(jié)晶出的巖石順序 超鎂鐵巖(橄欖巖)→鎂鐵巖(輝長(zhǎng)巖)→中性巖(閃長(zhǎng)巖)→酸性巖(花崗巖)→偉晶巖 偉晶巖：殘余巖漿結(jié)晶而成 ● 溫度500度到800度 ● 揮發(fā)分高，主要是長(zhǎng)英質(zhì) ● 結(jié)晶緩慢，形成粗大晶體 ● 富含成礦物質(zhì)：Au,Ag,Cu,W,Zn,Mo,U 單一原始巖漿的觀點(diǎn)是不正確的 鮑溫反應(yīng)系列的核心是“單一原始巖漿的觀點(diǎn)”.據(jù)此,100分原始巖漿只可結(jié)晶出510分花崗巖，但是，陸地上的花崗巖玄武巖；，鮑溫實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)晶順序規(guī)律是對(duì)的,而單一原始巖漿的觀點(diǎn)是錯(cuò)的. :侵入巖的形態(tài)、大小、與圍巖的關(guān)系 (1)巖體：分巖株與巖基二種. 巖株(stock):出露面積在10100 km2. 巖基(batholith):出露面積大于100 km2. (2)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.第三節(jié) 火成巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 (texture):指礦物的結(jié)晶程度、晶粒大小、晶體形態(tài)和晶粒間的相互關(guān)系 (1) 按結(jié)晶程度：全晶質(zhì)（花崗巖）、玻璃質(zhì)（黑曜巖）、半晶質(zhì)（淺成巖） (2) 按晶粒大?。? 粗粒結(jié)構(gòu) 晶體粒徑 5mm 中粒結(jié)構(gòu) 晶體粒徑 51mm 細(xì)粒結(jié)構(gòu) 晶體粒徑 (肉眼可辨0。10。2mm) 微粒結(jié)構(gòu) 晶體粒徑 （3）按晶體的完整程度： 自形:緩慢結(jié)晶，晶形規(guī)則。它形:速冷，晶形不規(guī)則。半自形 （4）按晶體的相對(duì)大?。? 等粒結(jié)構(gòu),不等粒結(jié)構(gòu)● 似斑狀結(jié)構(gòu)porphyroid（侵入巖）:基質(zhì)為顯晶質(zhì),、緩慢結(jié)晶的環(huán)境。