【正文】 術(shù)的應(yīng)用等等；2．分析、研究定量化 近20年來，遙感、地質(zhì)和地貌年代測(cè)定技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等在地質(zhì)學(xué)及地貌學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用，使定量研究更進(jìn)一步。它們的顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造不同，因而抵抗外力剝蝕的能力也不相同，形成的地貌類型就有區(qū)別。因?yàn)槿藗兘裉炷軌蛑苯蛹右杂^察的地質(zhì)作用往往只是漫長的地質(zhì)記錄中的一個(gè)片段，而在過去的地質(zhì)記錄中卻往往保留了地質(zhì)作用的全部過程。在這個(gè)過程中要進(jìn)行地質(zhì)思維，并運(yùn)用“將今論古”這個(gè)傳統(tǒng)的思維方法。3．作用時(shí)間長 地球約有46億年發(fā)展歷史。前者易于察覺，后者難于發(fā)現(xiàn)。具有不同結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物成分的不同巖石，以及在不同外力條件下的同種巖石，都可形成不同的地貌特征。3．研究地球的形成歷史和演化規(guī)律以及古生物演化特征 研究這方面的學(xué)科有古生物學(xué)、地史學(xué)、地層學(xué)、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)等。經(jīng)過長期的實(shí)踐，地球被逐步認(rèn)識(shí)，并形成了地質(zhì)學(xué)和地貌學(xué)。那么，要解決這些問題，就要對(duì)地球進(jìn)行研究。地質(zhì)學(xué)著重研究地下，主要是固體地球表層幾十公里厚的巖石圈；地理學(xué)重點(diǎn)研究地球表面；氣象學(xué)則主要研究地球的大氣圈；生物學(xué)重點(diǎn)研究地表的有機(jī)界；天文學(xué)則著重研究天體，并從天體的角度研究地球及地球的起源。我們要學(xué)的地質(zhì)學(xué)將幾門學(xué)科綜合起來，概括研究地球的物質(zhì)組成特點(diǎn)。二、地貌學(xué)的研究內(nèi)容針對(duì)不同的研究內(nèi)容，我國的地貌學(xué)出現(xiàn)了一些新的分支學(xué)科：.1．氣候地貌學(xué) 研究不同氣候區(qū)的地貌形成、演變規(guī)律和地貌組合特征。三、地質(zhì)作用的特點(diǎn)和研究方法地質(zhì)作用（geological process）是指在自然界所發(fā)生的一切引起地球的物質(zhì)組成，地表形態(tài)和內(nèi)部構(gòu)造發(fā)生改變的作用。（一）地質(zhì)作用的特點(diǎn)1．地區(qū)特色 地質(zhì)作用的發(fā)生和發(fā)展具有共同規(guī)律，但不同地方的地質(zhì)作用是不同的，而且同一類地質(zhì)作用在不同地方也具有其特殊性。要了解一個(gè)地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布情況，除收集和研究前人資料外，必須到野外細(xì)心觀察各種地質(zhì)地貌現(xiàn)象，取得翔實(shí)的第一手資料，從而找出地質(zhì)作用的特點(diǎn)與規(guī)律。如果我們現(xiàn)在看到煤層，表明當(dāng)時(shí)是濕熱氣候并且有大量植物被埋藏；珊瑚則表明當(dāng)時(shí)處于溫暖平靜的海洋。地質(zhì)作用包括內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用，正是這些內(nèi)力及外力地質(zhì)作用，或明或暗，或急或緩地作用于地球并改變著地球的面貌。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然資源開發(fā)的需要，使它從其它學(xué)科中分化出來，成為一門獨(dú)立的科學(xué)。數(shù)字地球的提出，使全球性地共享資源成為可能，人們可以在一個(gè)地方看到幾千里以外的地貌三維圖，而且通過定量的科學(xué)計(jì)算將可以對(duì)地震、火山、暴雨、泥石流、滑坡等自然災(zāi)害進(jìn)行模擬，以達(dá)到減災(zāi)防災(zāi)的作用。5．地質(zhì)學(xué)可以很好地解決廢物處置問題 可持續(xù)的廢物處理是建立在“多屏障”原則之上的，要考慮不可滲透或弱滲透基礎(chǔ)，如厚粘土體、頁巖等作為滲濾進(jìn)入生物圈之前的最后屏障。山區(qū)開墾梯田，如果坡度大于15176。大多數(shù)化肥所用礦石，如鉀礦石、磷礦石、泥炭等，制造農(nóng)藥的硫磺、雌黃、雄黃等和改良土壤用的沸石、石灰石等都是地質(zhì)作用的產(chǎn)物，它們都是很有價(jià)值的農(nóng)業(yè)資源，在地殼內(nèi)有一定的分布規(guī)律，掌握其分布規(guī)律，就能開發(fā)這些天然礦產(chǎn)為農(nóng)業(yè)服務(wù)。因此，針對(duì)地震、火山、滑坡、泥石流等自然因素引發(fā)的農(nóng)業(yè)地質(zhì)災(zāi)害，以及土地沙漠化、地面沉降、地下水污染等人為因素造成的災(zāi)害，地質(zhì)學(xué)和地貌學(xué)就有責(zé)無旁貸的義務(wù)，預(yù)報(bào)、治理這些地質(zhì)災(zāi)害將是地學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。 對(duì)于礦物的定義，我們可以從以下幾方面來理解。故一個(gè)晶體可視為晶胞在三維空間平行的、毫無間隙地重復(fù)疊置。如果不同礦物結(jié)晶有先后，則先結(jié)晶的礦物晶形較好，稱為“自形”，后結(jié)晶的礦物只能“充填”在先結(jié)晶礦物晶體間的空隙中，稱為“它形”。2．外生作用 在地表或近地表處，與太陽能、大氣和水等有關(guān)的作用，稱為外生作用。即化學(xué)成分相同的物質(zhì)，在不同的環(huán)境條件下，形成構(gòu)造和性質(zhì)完全不同的晶體現(xiàn)象，如金剛石和石墨。膠體質(zhì)點(diǎn)常常帶電荷，具選擇性吸附作用，如正膠體有Al(OH)Fe(OH)3等，負(fù)膠體有SiO腐殖質(zhì)、MnO2等。1．結(jié)構(gòu)水 以O(shè)H－、H+、（H3O）+的形式存在于礦物中的水，在晶格中占有一定的位置。3．層間水 在一些層狀結(jié)構(gòu)的礦物（如某些粘土礦物）中，層間常有水分子進(jìn)入。（一）單體形態(tài) 以單個(gè)晶體產(chǎn)出或存在。（二）雙晶 同種物質(zhì)的晶體有規(guī)則的連生在一起，叫雙晶。按結(jié)晶程度可分為：1．顯晶質(zhì)集合體 其單體界限大都可以用肉眼分辯，其形態(tài)以礦物單體形態(tài)為基礎(chǔ)，可進(jìn)一步分為：（1）纖維狀、放射狀集合體：由針狀、柱狀礦物平行排列成纖維狀（如石膏）或由一點(diǎn)向外呈放射狀排列（如陽起石）；（2）片狀、板狀、鱗片狀集合體：由片狀晶體集合而成，如云母；（3）粒狀集合體：由粒狀晶體集合而成，如方解石、橄欖石；（4）晶簇：叢生于同一基壁上的礦物晶體，如石英晶簇、螢石晶簇；（5）樹枝狀集合體：因晶體在某些方向上迅速生長而成。根據(jù)發(fā)生的原因不同，礦物的顏色可分為自色、他色和假色三種，其中以自色最為重要。假色是由于礦物內(nèi)部裂縫、解理面及表面的氧化膜引起光波的干涉作用而產(chǎn)生的顏色。一般按反射率的大小分為四級(jí)：金屬光澤（呈明顯的金屬樣光澤）、半金屬光澤（呈弱金屬狀光澤）、金剛光澤（呈鉆石狀明亮反光）、玻璃光澤（呈平板玻璃樣反光）。在野外，可用下列工具粗略確定：指甲2－，銅具3，小刀5－，鋼挫6－7。解理的發(fā)育程度和斷口的發(fā)育程度互為消長關(guān)系，具完全解理的礦物在解理方向常不出現(xiàn)斷口。3．鹵化物：以鹵族元素氟、氯、溴、碘為唯一陰離子或主要陰離子，與金屬陽離子相結(jié)合形成的礦物?，F(xiàn)把常見的主要礦物簡(jiǎn)介如下：（一）硅酸鹽礦物硅酸鹽類礦物占已知礦物種類的三分之一，占構(gòu)成地殼總重的87%以上，是巖石的主要造巖礦物，也是土壤礦物質(zhì)部分的主要組成，因此有必要了解硅酸鹽礦物的化學(xué)成分、內(nèi)部構(gòu)造、形態(tài)及物理性質(zhì)。其中又分單鏈和雙鏈。（二）其它常見礦物第五節(jié) 礦物與農(nóng)業(yè)資源環(huán)境一、礦物與土壤土壤礦物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，對(duì)土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、生物及生物化學(xué)性質(zhì)都有深刻的影響。從外部形態(tài)看，都是一些微細(xì)的結(jié)晶物質(zhì)。不同比例的硅氧層和鋁氧層相互重疊就形成不同的鋁硅酸鹽礦物。b．其晶架內(nèi)普遍存在同晶置換現(xiàn)象。e．蒙脫石類礦物主要分布在東北的黑鈣土和華北的栗鈣土中，華北地區(qū)的褐土和西北地區(qū)的灰鈣土中都含有此類礦物。d. 外形也呈片狀，顆粒較蒙脫石粗，故粘著力、可塑性較弱。水云母晶層間正是由于這種非交換性K+存在，使晶層間彼此緊密聯(lián)系。下面是幾種常見的農(nóng)用礦物。因而了解有關(guān)礦石的礦物成分及其特性，并采取相應(yīng)的措施，對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境的保護(hù)無疑是很有意義的。巖漿作用指巖漿的發(fā)育、運(yùn)動(dòng)及其固結(jié)成巖的作用，包括噴出作用和侵入作用。所有這三類物質(zhì)就成了火山爆發(fā)的固體產(chǎn)物，統(tǒng)稱火山碎屑物。由各種火山碎屑物堆積并固結(jié)而成的巖石，稱為火山碎屑巖。巖漿在侵入過程中變冷、結(jié)晶而形成的巖石叫侵入巖，又稱侵入體。部分未熔化的碎塊稱為捕虜體。二十世紀(jì)二十年代初，美國巖石學(xué)家鮑文（N．L．Bowen）根據(jù)人工硅酸鹽熔漿實(shí)驗(yàn)證明了上述結(jié)晶分異過程，他提出了一個(gè)表示巖漿結(jié)晶過程的鮑文反應(yīng)系列，這個(gè)反應(yīng)系列一般稱之為反應(yīng)原理，即早期析出的晶體與巖漿反應(yīng)可形成新的晶體。巖漿主要通過地殼變動(dòng)，并沿地殼薄弱地帶上升逐漸冷卻而凝結(jié)。 （一）巖漿巖的化學(xué)成分巖漿巖中含量最多的元素是O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti，%，其他的元素則不足1%。（二）巖漿巖的礦物成分巖漿巖的礦物成分是巖漿巖分類和鑒別的主要依據(jù)，對(duì)了解巖石的成因、形成條件、化學(xué)成分和物理性質(zhì)都有重要意義。因其顏色深，常為暗黑色，故又稱為暗色礦物。1．超基性巖類（橄欖巖和輝巖類） SiO2含量45%。鐵鎂礦物則降低到30%左右。巖漿的冷凝速度與巖漿的成分、規(guī)模、冷凝深度以及溫度有關(guān)。 （1）顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 礦物顆粒在肉眼下可以分辨，進(jìn)一步可分為粗粒結(jié)構(gòu)（粒徑5mm）、中粒結(jié)構(gòu)（粒徑5~1mm）、細(xì)粒結(jié)構(gòu)（粒徑1~）。如果基質(zhì)為隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)，稱為斑狀結(jié)構(gòu)。這是最常見的構(gòu)造。如珍珠巖。有的則是線型的裂隙式活動(dòng)，形成線狀火山群。3．巖盆與巖蓋 圍巖為近于水平延伸的成層巖石，侵入體的展布與圍巖的成層方向吻合，其中間部分略向下凹，似盆狀者，稱為巖盆。其邊界彎曲，其邊緣常以較小規(guī)模的巖脈或巖株形式穿插到圍巖中。3．重力能 在重力的支配下才有風(fēng)、流水、冰川、湖水及海水的運(yùn)動(dòng)，才有物質(zhì)從空中降落和從水中沉淀，才有山崩、地滑，才有生物界的正常生長和演化。主要的搬運(yùn)營力有水、風(fēng)、冰川，此外重力及生物的搬運(yùn)也不可忽視。膠結(jié)作用是碎屑沉積物成巖的主要方式。另外，含K的礦物如水云母、白云母等，在地表穩(wěn)定而不易被分解，故沉積巖中總是K2ONa2O。3．化學(xué)沉積礦物 是從真溶液或膠體溶液中沉淀出來的或生物化學(xué)沉積作用形成的礦物，如方解石、白云石、石膏、巖鹽及含水氧化鐵、錳、鋁礦物等。三、沉積巖的特征（一）沉積巖的顏色顏色是沉積巖最醒目的標(biāo)志，它反映了巖石的成分、結(jié)構(gòu)和成因。代表弱氧化或弱還原的介質(zhì)條件。碎屑物可以是巖石碎屑（巖屑）、礦物碎屑（如長石、石英）、石化的生物有機(jī)體或其碎片（生物碎屑）以及火山噴發(fā)的固體產(chǎn)物（火山碎屑）等。具有生物碎屑結(jié)構(gòu)的石灰?guī)r叫生物碎屑灰?guī)r。砂巖和粉砂巖中尤其常見。波痕經(jīng)常保留在砂巖中，但在泥灰?guī)r和薄層灰?guī)r中也可見到。它常為球形、橢球形、透鏡狀等。它是巖漿巖或沉積巖經(jīng)變質(zhì)作用所形成的巖石。引起溫度升高的熱能來源主要有地?zé)?、巖漿熱、放射性元素蛻變釋放的熱、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦熱。（2）定向壓力 又稱應(yīng)力，是一種側(cè)向壓力，具有方向性，且兩側(cè)的作用力方向相反。三、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造（一）變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)1．變晶結(jié)構(gòu) 原巖在變質(zhì)過程中發(fā)生重結(jié)晶形成的結(jié)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。（2）片理構(gòu)造 巖石中片狀或長條狀礦物連續(xù)而平行排列，形成平行、密集的紋理、片理，沿片理方向巖石易于劈開。四、變質(zhì)巖的類型與主要變質(zhì)巖變質(zhì)巖是經(jīng)變質(zhì)作用形成的巖石，因而變質(zhì)作用類型不同，則形成不同的變質(zhì)巖。當(dāng)區(qū)域變質(zhì)作用進(jìn)一步發(fā)展，特別是在溫度很高時(shí)，巖石受熱而發(fā)生部分熔融并形成酸性成分的熔體，同時(shí)由地下深部也能分泌出富含K、Na、Si的熱液，這些熔體和熱液沿著已形成的區(qū)域變質(zhì)巖的裂隙或片理滲透、擴(kuò)散、貫入，甚至和變質(zhì)巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以形成新的巖石，這就是混合巖化作用。圖中表示出各種能量來源，一種是太陽能，它主要影響地表，控制了外力作用的進(jìn)行；另一種是放射性熱能，它包含在巖石中，控制了內(nèi)力作用的進(jìn)行。通過風(fēng)化殼的地球化學(xué)作用，不但使母巖分解后產(chǎn)生大量的新礦物，而且廣泛形成化學(xué)元素或化合物新的組合類型。圖中還表示了各種地質(zhì)作用的內(nèi)容和作用進(jìn)行的方向，其中極其突出的是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。第四節(jié) 巖石的演變一、三大巖類的轉(zhuǎn)化關(guān)系三大類巖石具有不同的形成環(huán)境和條件，而環(huán)境和條件又隨地質(zhì)作用的發(fā)生而變化。按照引起接觸變質(zhì)作用的主導(dǎo)因素，接觸變質(zhì)巖可分為：1．熱接觸變質(zhì)巖 引起變質(zhì)的主要因素是溫度。（3）片麻狀構(gòu)造 組成巖石的礦物是以長石為主的粒狀礦物，伴隨有部分平行定向排列的片狀、柱狀礦物，后者在前者中呈斷續(xù)的帶狀分布。按變晶的大小可分為粗粒變晶結(jié)構(gòu)、中粒變晶結(jié)構(gòu)、細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)等。3．化學(xué)活動(dòng)性流體 指化學(xué)性質(zhì)活潑的氣體和熱水溶液，侵入圍巖后，在適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力下可與圍巖發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，或者做為催化劑，或者溶解置換原巖中的原子、離子、分子，使巖石的化學(xué)成分及礦物成分發(fā)生改變，形成新的礦物，這種作用稱交代作用。（2）促進(jìn)新礦物的形成 溫度升高，使礦物成分間化學(xué)反應(yīng)加快，原有的礦物消失，形成新礦物。變質(zhì)作用同巖漿活動(dòng)的區(qū)別：變質(zhì)作用中巖石處于固態(tài)直接發(fā)生化學(xué)成分、礦物組合和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的變化，不經(jīng)過熔融或溶解階段。5．生物成因構(gòu)造 由于生物的生命活動(dòng)，在沉積物中形成的構(gòu)造，如疊層構(gòu)造、蟲孔、蟲跡等。（2）干裂 干裂主要是由于沉積物在尚未固結(jié)時(shí)即露出水面，經(jīng)曝曬干裂，成張開的干裂縫，后又為上覆沉積物充填而成。它是在水流運(yùn)動(dòng)方向頻繁變化時(shí)形成的。1．層理構(gòu)造 層理是沉積巖的成層性，它是巖石的顏色、礦物成分和結(jié)構(gòu)沿垂直方向變化而形成的一種層狀構(gòu)造。按顆粒外形可分為棱角狀結(jié)構(gòu)、次棱角狀結(jié)構(gòu)、次圓狀結(jié)構(gòu)、滾圓狀結(jié)構(gòu)。有時(shí)藍(lán)色是由藍(lán)鐵礦和藍(lán)銅礦引起的。根據(jù)沉積巖的顏色可以確定介質(zhì)的氧化或還原環(huán)境。沉積巖的平均礦物成分與巖漿巖的不同，如表25所示。4．沉積巖中富含有機(jī)質(zhì)，而巖漿巖中沒有，這是因?yàn)樵诔练e巖的物質(zhì)中常有大量的生物物質(zhì)存在。重結(jié)晶作用主要發(fā)生在化學(xué)沉積物或生物化學(xué)沉積物中。第三階段 沉積物的固結(jié)成巖作用沉積物形成以后，即開始了轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖的過程。一、沉積巖的形成過程沉積巖的形成過程可以概括為以下三個(gè)階段：第一階段 母巖的風(fēng)化和剝蝕作用首先是母巖的風(fēng)化作用、剝蝕作用。1．超基性巖類：橄欖巖－苦橄巖類2．基性巖類：輝長巖—玄武巖類3．中性巖類：（1）閃長巖－安山巖類（2）正長巖——粗面巖類4．酸性巖類：花崗巖——流紋巖類 5．脈巖類6．火山碎屑巖類（二）主要巖漿巖第二節(jié) 外力地質(zhì)作用與沉積巖地表和接近地表的原有巖石，在常溫、常壓條件下，由風(fēng)化作用、剝蝕作用、生物作用產(chǎn)生的物質(zhì)經(jīng)搬運(yùn)、沉積和成巖等一系列地質(zhì)作用形成的巖石，叫沉積巖。它常由中酸性巖漿形成?；蛐纬扇蹘r流，如勘察加汝帕諾華山麓的熔巖流，夏威夷群島基拉韋亞的熔巖瀑布。在黑曜巖、流紋巖中最常見。3．氣孔構(gòu)造與杏仁構(gòu)造 熔巖中或淺成脈狀侵入體邊緣呈圓球形、橢球形或不規(guī)則形態(tài)的空洞。（2）半自形結(jié)構(gòu) 指礦物晶體發(fā)育不完整，部分晶面完整，部分晶面不完整。 （2）隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 礦物顆粒細(xì)小，肉眼或放大鏡不可分辨。早結(jié)晶的礦物晶粒較粗，晶形較好；晚結(jié)晶的礦物受到空間的限制，其晶粒細(xì)小，晶形不完整。4．酸性巖類（花崗巖類） SiO2含量65%。2．基性巖類（輝長巖類） SiO2含量為45~52%。（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)，如花崗巖中的鉀長石和石英都是主要礦物，沒有它們就不能定名為花崗巖。