【正文】 5%。隨著SiO2的增多，Na2O和K2O相應(yīng)的有所增高，MgO和FeO、CaO則減少了。2．基性巖類（輝長(zhǎng)巖類） SiO2含量為45~52%。它們?cè)趲r石的分類和命名中一般不起什么作用。（1）主要礦物 是巖石中含量比較多的礦物，一般含量都10%，它們是劃分巖石大類的依據(jù)，如花崗巖中的鉀長(zhǎng)石和石英都是主要礦物，沒有它們就不能定名為花崗巖。（1）硅鋁礦物 又叫長(zhǎng)英質(zhì)礦物，SiO2和Al2O3含量較高，不含F(xiàn)eO、MgO，包括石英、鉀長(zhǎng)石以及各種斜長(zhǎng)石，因其顏色淺，故又稱為淺色礦物。盡管自然界的礦物種類很多，但組成巖漿巖的常見礦物只有十幾種。一是它們可以富集成礦；二是可以靈敏地反映巖漿巖的形成過程，所以很受人們的注意。據(jù)統(tǒng)計(jì)，巖漿巖中各主要氧化物的平均含量如表21所示。二、巖漿巖的物質(zhì)成分 巖漿巖的物質(zhì)成分包括其化學(xué)成分和礦物成分。侵入巖又根據(jù)侵入深度不同分為深成巖和淺成巖。（二）巖漿巖的概念由巖漿冷凝固結(jié)而成的巖石稱為巖漿巖。一個(gè)是連續(xù)反應(yīng)系列；另一個(gè)是不連續(xù)反應(yīng)系列。另一部分未能沉入底部或從巖漿中分離出來，則同剩余巖漿發(fā)生反應(yīng)，巖漿的成分因而發(fā)生部分變化。同化作用與混染作用是相伴而生的，由于同化和混染作用的存在，原始巖漿的種類只有幾種，卻可能形成多種不同成分的巖石。（1）同化作用與混染作用 巖漿熔解圍巖，將圍巖改變成為巖漿的一部分，稱為同化作用。侵入體形成的深度不一。熔巖在流動(dòng)過程中如遇陡坎，也能形成熔巖瀑布。（3）液體噴發(fā)物 液體噴發(fā)物稱為熔巖（lava），它是噴出地面而喪失了氣體的巖漿。火山彈外殼因快速冷凝收縮常有裂紋，內(nèi)部多孔洞。②火山礫：粒徑2~50mm，形態(tài)不規(guī)則，常有棱角?；鹕絿姲l(fā)的氣體量往往很大。它伴隨著地下大量物質(zhì)在很短時(shí)間內(nèi)釋放出來。（1）巖漿的成分 巖漿的化學(xué)成分主要是兩部分，一部分是硅和部分鋁的氧化物，它們構(gòu)成巖漿中的絡(luò)陰離子，其基本形式為[SiO4]4和[AlSi3O8]；另一部分是鐵、鎂、鈣、鈉、鉀等金屬離子構(gòu)成的陽離子。自然界中巖石種類雖然名目繁多，但根據(jù)其成因可分為巖漿巖或火成巖（igneous rock）、沉積巖(sedimentary rock)或水成巖、變質(zhì)巖(metamorphic rock)三大類。4．雄黃、雌黃 雄黃和雌黃為巖漿活動(dòng)后期低溫?zé)嵋旱V物，二者常共生，雄黃在地表不穩(wěn)定，常部分轉(zhuǎn)變?yōu)榇泣S，雄黃與雌黃為提取砷和As2O3的重要原料，可制作農(nóng)藥。我國土壤全磷量有明顯的地域分布趨勢(shì)，從南向北逐漸增加。由表可知，我國熱帶、亞熱帶紅壤中含高嶺石較多，磚紅壤細(xì)粒中水鋁石較多，干旱地區(qū)石灰性土壤中伊利石最多。d. 保肥和吸濕力介于蒙脫石和高嶺石之間。c. 晶層間由K+緊密相聯(lián)。③ 水云母組，又叫2: 1型非脹縮型礦物。c. 晶層間由氫鍵連接，故其吸濕能力不如蒙脫石類礦物。a．該類礦物晶架由一層硅氧層和一層鋁氧層構(gòu)成。d．形態(tài)呈片狀，而且顆粒細(xì)小。替代的結(jié)果，使蒙脫石類礦物帶負(fù)電，剩余負(fù)電荷由吸附在晶層上的交換性陽離子平衡，故這類礦物都有較高的吸附陽離子能力。（2）粘土礦物的主要種類及其特性 土壤中的粘土礦物種類很多，據(jù)其性質(zhì)歸為以下幾類：① 蒙脫石組，又叫2: 1型脹縮型礦物 包括蒙脫石（又叫膨潤(rùn)土）、綠脫石和拜來石。② 粘土礦物晶架內(nèi)的同晶置換（類質(zhì)同象）在硅氧層中，常常Al3+代替Si4+；在鋁氧層中，常常Mg2+代替Al3+，F(xiàn)e3+代替Al3+。由于鋁氧層上下都帶負(fù)電荷，硅氧層頂層的氧也帶一個(gè)負(fù)電荷，這種氧叫活性氧。① 基本結(jié)構(gòu)單位層狀鋁硅酸鹽礦物都是由硅氧四面體晶片和鋁氧八面體晶片兩個(gè)基本單位組合而成。粘土礦物通常顆粒細(xì)?。ㄒ话阈∮?微米），因而具有較大的比表面積和化學(xué)活性，能吸附水分和極性溶液，具有可塑性，粘性，有的還有脹縮性。原生礦物以硅酸鹽為主，常見的有長(zhǎng)石、石英、云母、輝石、角閃石、橄欖石及其它硅酸鹽類，主要分布在土壤的砂粒和粉粒中。5．架狀構(gòu)造硅酸鹽 每個(gè)硅氧四面體均以四個(gè)角頂?shù)难跖c相鄰的四個(gè)硅氧四面體連接，組成三度空間中無限擴(kuò)展的骨架，電性全部中和。鏈與鏈之間是通過陽離子相互聯(lián)系。如綠柱石、電氣石。其結(jié)構(gòu)中每個(gè)硅離子被四個(gè)氧包圍，氧分布于四面體的四個(gè)角頂，每個(gè)氧以－1價(jià)與Si結(jié)合，－1價(jià)與另外陽離子結(jié)合（也可是另一四面體中的硅），也就是說硅氧四面體既可孤立存在，也可以共用氧的方式相互連接成各種復(fù)雜的絡(luò)陰離子。二、常見礦物已知礦物有3000種左右，絕大多數(shù)分布極其分散，數(shù)量極少。4．硫化物：金屬陽離子與S化合而成的化合物。2．氧化物及氫氧化物：由金屬、非金屬陽離子與陰離子氧或氫氧根結(jié)合成的化合物。（六）礦物的其它物理性質(zhì)礦物的其他物理性質(zhì)對(duì)于常見礦物的鑒定意義不大，只對(duì)某些特殊礦物有鑒定意義。斷口是指單體礦物受力后，不沿一定結(jié)晶方向破裂而形成的斷開面。此平面稱解理面。一般采用摩氏硬度計(jì)來確定礦物的相對(duì)硬度。一般鑒定意義不大。以透過規(guī)定厚度（）的礦物薄片辨認(rèn)物像的清晰度表示，分為透明、半透明和不透明。透明礦物粉末多近白色，鑒定意義不大。如受放射性射線的刺激可使石英變黑等。一般較為固定，具有重要的鑒定意義。主要包括光學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)、放射性等，重點(diǎn)介紹肉眼能觀察到的物理性質(zhì)。2．隱晶及膠狀集合體 這類集合體的個(gè)體，肉眼難于分辨，主要是根據(jù)其外表形態(tài)而進(jìn)一步劃分的：（1）分泌體：這是由結(jié)晶質(zhì)或膠狀礦物充填于球狀或不規(guī)則的空洞中，自外而內(nèi)生長(zhǎng)而成，特點(diǎn)是其組成物質(zhì)多具同心層構(gòu)造，如瑪瑙；（2）結(jié)核體：它是圍繞某一中心自內(nèi)向外生長(zhǎng)成的瘤狀體，如鈣質(zhì)結(jié)核；（3）鮞狀及豆?fàn)睿河芍睆叫∮?毫米的圓球群組成的叫鮞狀集合體，直徑2－5毫米的圓球群叫豆?fàn)罴象w，如赤鐵礦、菱鐵礦等。如正長(zhǎng)石的卡式雙晶。按照雙晶個(gè)體之間結(jié)合方式的不同，分為兩種類型： （1）接觸雙晶：雙晶兩個(gè)體之間以簡(jiǎn)單的平面相接觸。如板狀石膏、云母；三向延長(zhǎng)型：晶體沿三個(gè)方向發(fā)育大致均等，呈粒狀。如食鹽是立方體、磁鐵礦是八面體。第三節(jié) 礦物的形態(tài)和物理性質(zhì)礦物的形態(tài)與物理性質(zhì)是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的外在反映，是可直接觀察或用簡(jiǎn)單方法測(cè)出的礦物的基本屬性，是肉眼鑒定礦物的主要依據(jù)。沸石水的表示方法與層間水相同。結(jié)晶水的失水溫度比結(jié)構(gòu)水低，一般在500186。2．結(jié)晶水 在礦物的晶格中呈水分子狀態(tài)，在晶格中有一定位置，水分子的數(shù)量與礦物中其它成分成簡(jiǎn)單整數(shù)比。水在礦物中存在的形式，直接影響到礦物的性質(zhì)。吸附作用是引起非晶質(zhì)礦物化學(xué)成分變化的主要因素。如菱鎂礦MgCO3中Mg2+被Fe2+置換，類質(zhì)同象在礦物中是一種普遍現(xiàn)象。如巖鹽晶體呈立方體，而磁鐵礦晶體是八面體。一、礦物的化學(xué)成分決定其晶格和外部性狀（一）礦物的化學(xué)成分決定它的晶格1．礦物的晶格主要由化學(xué)成分決定 因?yàn)榛瘜W(xué)成分不同，可形成不同的晶體構(gòu)造；化學(xué)成分直接或間接決定礦物的物理性質(zhì)。3．變質(zhì)作用 已形成的礦物，受到構(gòu)造變動(dòng)或巖漿活動(dòng)的高溫、高壓以及新成分的加入而受到改變的作用，稱為變質(zhì)作用。形成礦物的地質(zhì)作用，可按其演化歷程分為三類：1．內(nèi)生作用 由于巖漿的冷卻、分異，其中的物質(zhì)通過各種物理化學(xué)反應(yīng)形成的作用，稱為內(nèi)生作用。5．礦物穩(wěn)定于一定的物理化學(xué)條件礦物只是在一定的物理化學(xué)條件下才是穩(wěn)定的，當(dāng)外界條件改變至一定程度時(shí)，其成分、結(jié)構(gòu)就要發(fā)生變化，同時(shí)生成適應(yīng)新環(huán)境的新礦物。每種晶質(zhì)礦物都有一定的晶體構(gòu)造，反映在外形上均具有一定晶體形狀，即晶形。按晶胞參數(shù)的不同把晶體劃分為7個(gè)晶系，從而使得數(shù)目繁多的礦物能歸類研究。由于各種礦物的化學(xué)成分不同，從而晶體構(gòu)造也不同，但它們的共同點(diǎn)是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間作周期排列。2．礦物是具有一定化學(xué)成分的單質(zhì)或化合物 礦物具有一定化學(xué)成分，且絕大多數(shù)為化合物，如石英SiO2，鉀長(zhǎng)石K[AlSi3O8]等，少數(shù)為單質(zhì)元素，如石墨C、金剛石C等。地殼由巖石組成，巖石由礦物組成。七、本課程的學(xué)習(xí)要求本課程主要介紹各種內(nèi)力、外力地質(zhì)作用及其產(chǎn)生的結(jié)果，即內(nèi)力地質(zhì)作用形成的礦物、巖石、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和各種地質(zhì)構(gòu)造；內(nèi)力和外力地質(zhì)作用形成的各種地貌類型、以及與各種地貌類型相關(guān)的沉積物。如在做建設(shè)用地、水利工程用地規(guī)劃時(shí)，應(yīng)考慮所選場(chǎng)址的地質(zhì)構(gòu)造和巖性等特征，根據(jù)土地的承壓強(qiáng)度而合理安排建筑物的布局和市政設(shè)施。因此，只有了解地面水和地下水的各種地質(zhì)作用規(guī)律，根據(jù)地質(zhì)條件興修水利工程，才能更好地利用和控制地下水和地面水，以改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。另外，地表形態(tài)影響著地區(qū)的水、熱、氣、生物等條件，從而影響土壤類型的分布。（二）土壤的形成發(fā)育土壤的形成是各種成土因素綜合作用的結(jié)果，在成土因素中，母質(zhì)是形成土壤的基礎(chǔ)物質(zhì)，是土壤的骨架，是最重要的影響因素。有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題直接就與地質(zhì)問題有關(guān)。7．地質(zhì)學(xué)可以協(xié)助進(jìn)行環(huán)境可持續(xù)且經(jīng)濟(jì)有效益的礦業(yè)。4．城市土地將被更加集中地利用，構(gòu)筑更多的地下基礎(chǔ)設(shè)施、地下工廠和存儲(chǔ)倉庫；在海岸帶將改造更多的土地、控制城市中的水管理和城市防洪等。1．地質(zhì)科學(xué)可以確定新的、深部的遙遠(yuǎn)的淡水層，預(yù)報(bào)地下水污染的途徑，并且提出防止地下水被進(jìn)一步污染的有效措施。此概念的提出，掀起了繼1992年信息高速公路之后的人類又一偉大壯舉，即建設(shè)“數(shù)字地球”的空間信息革命。建國以來我國的地貌學(xué)得到了飛速發(fā)展，在許多方面取得了許多成績(jī)，如系統(tǒng)地研究黃河下游游蕩河流的成因、多沙河流的河床演變特征和長(zhǎng)江三峽的河流地貌等，為水利建設(shè)提供了許多重要資料。中國地質(zhì)科學(xué)的發(fā)展大致可分為三個(gè)階段：萌芽階段（1872－1911），近代階段（1911－1949），現(xiàn)代階段（1949－至今）。組成地殼的巖石有三大類：巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。地貌學(xué)則以研究地球表面的形態(tài)特征結(jié)構(gòu)為主。 此外，“以古論今，論未來”是地質(zhì)思維中另一個(gè)重要的方法論?！皩⒔裾摴拧钡乃枷胧牵喊l(fā)生在地質(zhì)歷史時(shí)期的地質(zhì)作用及其結(jié)果，與現(xiàn)在正在進(jìn)行的地質(zhì)作用及其產(chǎn)物有相似之處，所以從研究現(xiàn)代地質(zhì)作用過程和產(chǎn)物中總結(jié)的規(guī)律，可以用來分析和推斷發(fā)生在古代的地質(zhì)作用過程和當(dāng)時(shí)的古地理環(huán)境。 3．提出假說 這是建立在豐富的地質(zhì)事實(shí)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，在分析研究的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行的推論，是一個(gè)由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的過程，是運(yùn)用地質(zhì)學(xué)知識(shí)和原理去分析問題、研究問題的過程。有些地質(zhì)作用看起來其表現(xiàn)時(shí)間很短，如地震、火山，但其發(fā)生之前能量的聚集過程卻相當(dāng)長(zhǎng)?？刂坪陀绊戇@些變化和反應(yīng)的因素是極其復(fù)雜多樣的，有光、熱等各種能量的相互作用和轉(zhuǎn)化，有地球本身的特性，也有宇宙因素的影響等等。外力地質(zhì)作用的能源來自地球以外，如太陽能、日月引力能，在地表或地表附近進(jìn)行。地質(zhì)作用在自然界普遍存在，有短暫而猛烈的，如地震、火山、海嘯等，也有長(zhǎng)期持續(xù)緩慢進(jìn)行的，如巖石風(fēng)化、海陸變遷、山脈隆起等。6．歷史地貌學(xué) 研究不同階段的地貌發(fā)育歷史及地貌組合特征，并聯(lián)系古自然環(huán)境對(duì)地貌發(fā)育的影響。3．巖石地貌學(xué) 研究不同類型的巖石在外力剝蝕作用下形成的各種地貌形態(tài)。 6．綜合性研究 新的地學(xué)思維是科學(xué)的整體思維，其促進(jìn)了對(duì)地球的綜合性研究。研究這方面的學(xué)科有構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、區(qū)域地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)等。一、地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容 隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要，地質(zhì)學(xué)的任務(wù)需要分出專門學(xué)科分別承擔(dān)，由于人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，使各分科日益成熟，成為各獨(dú)立的學(xué)科。地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)的出現(xiàn)都與人類的生產(chǎn)、生活需要分不開。除地質(zhì)學(xué)外，與地球科學(xué)有關(guān)的還有地理學(xué)、氣象學(xué)、生物學(xué)和天文學(xué)。地 質(zhì) 學(xué) 與 地 貌 學(xué) 教 程緒 論說起地球，大家都比較熟悉和親切，但是地球是如何形成的？地球由哪些物質(zhì)組成？地震、山崩、山體滑坡、沙塵暴等一些地質(zhì)現(xiàn)象是如何形成的？這些問題同學(xué)們未必能準(zhǔn)確回答。地質(zhì)學(xué)是地學(xué)的主要學(xué)科。本書中主要涉及地質(zhì)學(xué)及地理學(xué)中的地貌學(xué)部分。地貌學(xué)（geomorphology）則是研究地球表面的形態(tài)特征、結(jié)構(gòu)及其發(fā)生、發(fā)展和分布規(guī)律，并利用這些規(guī)律來認(rèn)識(shí)、利用和改造自然的科學(xué)。2．研究地殼和地球的構(gòu)造特征 即研究地球中的巖石受到各種應(yīng)力后的變形特點(diǎn)。5．研究地質(zhì)學(xué)的應(yīng)用問題 如水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、地震地質(zhì)學(xué)、環(huán)境地質(zhì)學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)、煤田地質(zhì)學(xué)等。2．構(gòu)造地貌學(xué) 研究構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的各種地貌（如構(gòu)造運(yùn)動(dòng)隆起形成的山地），以及地質(zhì)構(gòu)造受外力作用后形成的各種地貌類型（如背斜山、向斜谷、背斜谷、向斜山等）。5．沉積地貌學(xué) 根據(jù)沉積物的成因和結(jié)構(gòu)來研究地貌的形成和發(fā)展。這個(gè)引起變化的力，稱為地質(zhì)營(yíng)力。內(nèi)力地質(zhì)作用的能源來自地球內(nèi)部，如地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能、放射性元素蛻變產(chǎn)生的熱能等，主要在地下深處進(jìn)行，并可波及地表。2．現(xiàn)象復(fù)雜 地質(zhì)作用包括從原子和離子的自然行為，到礦物、巖石的形成和變化，直到地殼各部分的活動(dòng)以及山川的形成等。地質(zhì)作用發(fā)生和延續(xù)的時(shí)間一般很長(zhǎng)，海陸變遷、海底擴(kuò)張等過程，一般以百萬年為單位計(jì)算。 2．室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、分析 通過野外的觀察，取得第一手資料后，可以用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)及生物學(xué)的方法以提高對(duì)物質(zhì)的鑒定能力、穿透能力。這種思維方法的提出大大推動(dòng)了地質(zhì)學(xué)的研究。這樣便恢復(fù)了古地理環(huán)境。四、地質(zhì)學(xué)與地貌學(xué)的關(guān)系（一）地貌形成的內(nèi)、外動(dòng)力地質(zhì)學(xué)從某種程度上說就是研究各種地質(zhì)作用及其結(jié)果。（二）地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)是巖性和地質(zhì)構(gòu)造，而巖性和地質(zhì)構(gòu)造又是地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容。地質(zhì)學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了原始時(shí)期（18世紀(jì)中期以前）、近代時(shí)期（18世紀(jì)中期－20世紀(jì)初）和現(xiàn)代時(shí)期（始于20世紀(jì)初）。 我國的地貌學(xué)思想在公元5世紀(jì)就已有萌芽，但作為科學(xué)的地貌學(xué)是19世紀(jì)至20世紀(jì)初發(fā)展起來的。6．?dāng)?shù)字地球概念的提出 “數(shù)字地球”概念于1998年初被提出。（四）地學(xué)展望為了可持續(xù)發(fā)展，求實(shí)的、定位正確的地球科學(xué)將介入到許多發(fā)展方面，如水、土壤、減少貧困、城市化、廢物處理、能源、礦產(chǎn)、減災(zāi)和教育等。由于這些災(zāi)害的大部分具有由地球作用控制的自然原因，地球科學(xué)家有能力預(yù)報(bào)、防止或減輕這