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正文內(nèi)容

地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)部分教案(編輯修改稿)

2024-09-01 04:10 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 紋巖。(非晶質(zhì))結(jié)構(gòu)組成巖石的成分全未結(jié)晶,即全部為玻璃質(zhì),如黑曜巖。晶粒大小按照組成巖石的礦物顆粒大小可以分為:。.. ,巖石呈致密狀,礦物顆粒用顯微鏡才能辨別。晶粒相對(duì)大小按巖石中礦物顆粒相對(duì)大小可以分為::又稱粒狀結(jié)構(gòu)。是巖石中同種主要礦物的粒徑大致相等的結(jié)構(gòu)。:巖石中礦物顆粒相差懸殊,較大的顆粒稱為斑晶,斑晶與斑晶之間的物質(zhì)稱為基質(zhì),基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)。一般是斑晶結(jié)晶較早,晶形較好,而基質(zhì)部分結(jié)晶較晚,多是熔漿噴出地表或上升至淺處迅速冷凝而成。,但斑晶更為粗大(可超過 1cm),而基質(zhì)則多為中、粗粒顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。斑晶可以是與基質(zhì)在相同或近似條件下,因某種成分過剩而形成的;也可以是在較晚時(shí)間經(jīng)交代作用而形成的。晶粒形狀按巖石中礦物晶體形狀發(fā)育程度,可以分為:。,而是決定于相鄰晶體所遺留的空間形狀,因此常是不規(guī)則的。(二)火成巖的構(gòu)造所謂構(gòu)造是指組成巖石的礦物集合體的形狀、大小、排列和空間分布等所反映出來的巖石構(gòu)成的特征而言。塊狀構(gòu)造巖石中礦物排列無一定方向,不具任何特殊形象的均勻塊體,是火成巖(如花崗巖)中最常見的一種構(gòu)造。流紋構(gòu)造因熔漿流動(dòng)由不同顏色不同成分的隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)或拉長氣孔等定向排列所形成的流狀構(gòu)造。流動(dòng)構(gòu)造巖漿在流動(dòng)過程中所形成的構(gòu)造,包括流線構(gòu)造和流面構(gòu)造。氣孔構(gòu)造熔漿噴出地表,壓力驟減,大量氣體從中迅速逸出而形成的圓形、橢圓杏仁構(gòu)造巖石中的氣孔被以后的礦物質(zhì)(方解石、石英、瑪瑙、玉髓等)所填充,形似杏仁,稱杏仁構(gòu)造。六、火成巖的分類一是依據(jù)巖石的化學(xué)成分、礦物成分;二是依據(jù)巖石的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。第四節(jié) 沉積巖一、 沉積巖的形成過程(一)先成巖石的破壞引起巖石的破壞有風(fēng)化作用和剝蝕作用。風(fēng)化作用暴露于地表或接近地表的各種巖石,在溫度變化、水及水溶液的作用、大氣及生物作用下在原地發(fā)生的破壞作用,稱為風(fēng)化作用。、化學(xué)風(fēng)化作用和生物風(fēng)化作用等3種類型。(1)物理風(fēng)化作用是指地表和靠近地表巖石因溫度變化等在原地發(fā)生機(jī)械破壞而不改變化學(xué)成分、不形成新礦物的作用。這種作用又稱機(jī)械風(fēng)化作用。物理風(fēng)化作用的方式主要有溫差風(fēng)化、冰凍風(fēng)化、層裂等。(2)化學(xué)風(fēng)化作用是指地表和接近地表的巖石因與水溶液、氣體等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而在原地不僅改變其物理狀態(tài),而且也可改變其化學(xué)成分、發(fā)生化學(xué)分解,并可形成新礦物的作用。水是引起化學(xué)風(fēng)化作用的重要因素,特別是在水中溶有.. CO O 2等氣體成分,其作用便更加顯著。化學(xué)風(fēng)化作用主要有以下方式:①溶解作用:水在自然界中普遍存在,水與巖石相遇,即與其中的礦物發(fā)生溶解作用。礦物溶解的難易主要決定于礦物的溶解度。②水化作用:又稱水合作用,即物質(zhì)與水相結(jié)合的作用。如礦物與水作用,水可以直接參加到某些礦物中去,形成結(jié)晶水,產(chǎn)生新的含水礦物,例如硬石膏(CaSO 4)變成石膏(CaSO 42H2O)、赤鐵礦(Fe 2O3)變成褐鐵礦.. (FeO[OH]nH2O)等。③水解作用:即礦物與水相遇,引起礦物分解并形成新礦物的作用。④氧化作用:在大氣和水中含有大量游離氧,大氣中占.. 21%,溶于水的氣體中氧占.. 33—35%。巖石中礦物在氧的作用下,使其中低價(jià)元素變?yōu)楦邇r(jià)元素,低價(jià)化合物變?yōu)楦邇r(jià)化合物,這種作用稱氧化作用。(3)生物風(fēng)化作用:由于生物作用使巖石在原地發(fā)生破壞,叫生物風(fēng)化作用。①生物的物理風(fēng)化作用如穴居地下的蚯蚓、螞蟻、鼴鼠、黃鼠、田鼠等,經(jīng)常挖洞鉆土,破壞土層。所謂“螻蟻之穴可潰千里之堤”,也說明其破壞力量之大。②生物的化學(xué)風(fēng)化作用如各種藻類、苔蘚、地衣等在生長過程中,經(jīng)常分泌有機(jī)酸、碳酸、硝酸等,分解巖石,吸取營養(yǎng)。特別是微生物的生物化學(xué)風(fēng)化作用更為強(qiáng)烈,有人統(tǒng)計(jì)微生物對(duì)巖石的總分解力大大超過動(dòng)植物的總分解力。、化學(xué)的、生物的風(fēng)化作用,實(shí)際上并不是孤立進(jìn)行的,而是一個(gè)互相聯(lián)系互相影響的統(tǒng)一過程。物理風(fēng)化使巖石逐漸崩裂破碎,產(chǎn)生、擴(kuò)大和加深巖石裂隙,并增大巖石的表面積,有利于水溶液、氣體和生物滲進(jìn)巖石中,為化學(xué)風(fēng)化提供了有利條件,從而加速風(fēng)化的進(jìn)程,擴(kuò)大風(fēng)化范圍;反過來,由于巖石的化學(xué)分解,一方面使巖石變得松軟,降低抵抗機(jī)械破壞的能力,一方面因有些礦物經(jīng)水化作用變?yōu)楹V物,體積膨脹,產(chǎn)生很大的壓力,這些都為物理風(fēng)化提供了有利條件。、速度和深度決定于巖石的性質(zhì)和外界條件。(1)巖石性質(zhì)巖石的性質(zhì)是風(fēng)化作用的內(nèi)因,在相同地理?xiàng)l件下因巖性不同,其風(fēng)化結(jié)果也不同。(2)氣候條件氣候狀況對(duì)于風(fēng)化作用的方式和速度影響很大。特別是氣溫和降水與風(fēng)化作用的關(guān)系尤為密切。剝蝕作用各種外力在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)地面巖石及風(fēng)化產(chǎn)物的破壞作用,總稱為剝蝕作用。剝蝕作用實(shí)際上包括風(fēng)的吹蝕作用、流水的侵蝕作用、地下水的潛蝕作用、海水的海蝕作用和冰川的冰蝕作用等。但從剝蝕作用的性質(zhì)來看,可以分為機(jī)械的剝蝕作用和化學(xué)的剝蝕作用兩種方式。、流水、冰川、海洋等對(duì)地表物質(zhì)的機(jī)械破壞作用。、冰川等外,流水、地下水、湖泊、海洋等對(duì)巖石還進(jìn)行著以溶解等方式進(jìn)行破壞的作用,稱為溶蝕作用。(二)搬運(yùn)作用風(fēng)化作用和剝蝕作用的產(chǎn)物被流水、冰川、海洋、風(fēng)、重力等轉(zhuǎn)移,離開原來位置的作用叫做搬運(yùn)作用。搬運(yùn)方式有機(jī)械搬運(yùn)和化學(xué)搬運(yùn)兩種。一般說來,風(fēng)化和剝蝕產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)多以機(jī)械搬運(yùn)為主,而膠體和溶解物質(zhì)則以膠體溶液及真溶液形式進(jìn)行搬運(yùn)。機(jī)械搬運(yùn)作用風(fēng)、流水、冰川、海水等都可進(jìn)行機(jī)械搬運(yùn)。,風(fēng)的搬運(yùn)作用是很強(qiáng)烈的。風(fēng)速越大,其搬運(yùn)能力也越大。風(fēng)的搬運(yùn)方式可分為浮運(yùn)和底運(yùn)兩種。,搬運(yùn)量也很巨大。,沿斜坡由高向低移動(dòng)。碎屑物質(zhì)在搬運(yùn)過程中進(jìn)行著顯著的分異作用和磨圓作用。分異作用主要表現(xiàn)在碎屑粒徑順著搬運(yùn)方向逐漸變小。磨圓作用是指碎屑在搬運(yùn)過程中互相磨擦失去棱角變圓的作用。化學(xué)搬運(yùn)作用除風(fēng)、冰川等外,流水、湖、海等還進(jìn)行著化學(xué)搬運(yùn)作用。這種搬運(yùn)作用基本上有兩種方式:一種是以真溶液形式搬運(yùn),搬運(yùn)物質(zhì)主要來源于巖石風(fēng)化和剝蝕產(chǎn)物中的 Ca、Na、K、Mg等可溶鹽類;一種是以膠體溶液形式搬運(yùn),搬運(yùn)物質(zhì)主要來源于巖石風(fēng)化和剝蝕產(chǎn)物中的 Fe、Mn、Al、Si等所形成的膠體物質(zhì)和不溶物質(zhì)。(三)沉積作用沉積的方式有機(jī)械沉積、化學(xué)沉積和生物沉積三種。機(jī)械沉積作用被搬運(yùn)的巖石碎屑在重力大于水流、風(fēng)的搬運(yùn)能力時(shí),便先后沉積下來,這種作用稱為機(jī)械沉積作用。粗大的碎屑首先沉積下來,細(xì)小的碎屑隨后沉積下來;比重大的碎屑首先沉積下來,比重小的碎屑隨后沉積下來。粗、細(xì)、輕、重等各種碎屑本來是混雜在一起的,在沉積過程中卻按一定順序依次沉積下來,這種作用叫做機(jī)械沉積分異作用。化學(xué)沉積作用化學(xué)沉積包括膠體沉積和真溶液沉積。,一般不受重力作用影響,搬運(yùn)很遠(yuǎn),沉積很慢。同時(shí),膠體質(zhì)點(diǎn)帶有電荷。,由于溶解質(zhì)的溶解度不同,以及溶液的性質(zhì)、溫度、pH值等因素的影響,真溶液物質(zhì)沉積也有先后遠(yuǎn)近的順序,這種作用叫化學(xué)沉積分異作用。生物沉積作用生物沉積作用包括生物遺體的沉積和生物化學(xué)沉積。前者指生物死亡后,其骨骼、硬殼堆積形成磷質(zhì)巖、硅質(zhì)巖和碳酸鹽巖等;后者指生物在新陳代謝中引起周圍介質(zhì)物理化學(xué)條件的變化,從而引起某些物質(zhì)的沉淀。(四)成巖作用巖石的風(fēng)化剝蝕產(chǎn)物經(jīng)過搬運(yùn)、沉積而形成松散的沉積物,這些松散沉積物必須經(jīng)過一定的物理、化學(xué)以及其他的變化和改造,才能形成固結(jié)的巖石。這種由松散沉積物變?yōu)閳?jiān)固巖石的作用叫做成巖作用。廣義的成巖作用還包括沉積過程中以及固結(jié)成巖后所發(fā)生的一切變化和改造。成巖作用主要包括以下幾種方式。壓固作用在沉積物不斷增厚的情況下,下伏沉積物受到上覆沉積物的巨大壓力,使沉積物孔隙度減少,體積縮小,密度加大,水分排出,從而加強(qiáng)顆粒之間的聯(lián)系力,使沉積物固結(jié)變硬。這種作用對(duì)粘土巖的固結(jié)有更顯著的作用。脫水作用在沉積物經(jīng)受上覆巖石強(qiáng)大壓力的同時(shí),溫度也逐漸增高,在壓力和溫度的共同作用下,不僅可以排出沉積物顆粒間的附著水,而且還使膠體礦物和某些含水礦物產(chǎn)生失水作用而變?yōu)樾碌V物。膠結(jié)作用沉積物中有大量孔隙,在沉積過程中或在固結(jié)成巖后,其中被礦物質(zhì)所填充,從而將分散的顆粒粘結(jié)在一起,稱為膠結(jié)作用。重結(jié)晶作用沉積物在壓力和溫度逐漸增大情況下,可以發(fā)生溶解或局部溶解,導(dǎo)致物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)重新排列,使非晶質(zhì)變成結(jié)晶物質(zhì),這種作用稱重結(jié)晶作用。二、沉積巖的特征(一)沉積巖的成分化學(xué)成分沉積巖的材料主要來源于各種先成巖石的碎屑、溶解物質(zhì)及再生礦物,歸根結(jié)底來源于原生的火成巖,因此沉積巖的化學(xué)成分與火成巖基本相似。礦物成分沉積巖的礦物成分有 160多種,但最常見的不過一、二十種,其中包括:、鉀長石、鈉長石、白云母等、鋁土等(母巖化學(xué)風(fēng)化后形成的礦物,屬新生礦物)。、白云石、鐵錳氧化物(各種鐵礦等)、石膏、磷酸鹽礦物、有機(jī)質(zhì)等(從溶液或膠體溶液中沉淀出來的或經(jīng)生物作用形成的礦物)。(二)沉積巖的顏色沉積巖具有各種各樣的顏色。為什么不同的巖石有著不同的顏色,這主要決定于它的礦物成分或化學(xué)成分。例如由石英顆粒組成的石英砂巖,往往顯示白色、灰白色;由正長石顆粒組成的長石砂巖,往往顯示肉紅、黃白等色。有時(shí)巖石的顏色是由于其中混入的某些微量成分染色而成的。描述巖石的顏色,常用復(fù)合名稱描述,有時(shí)加以深淺字樣,如紫紅色、藍(lán)灰色、深紫色、淺灰色等。凡是復(fù)合顏色,前面的是次要顏色,后面的是主要顏色。(三)沉積巖的結(jié)構(gòu)沉積巖的結(jié)構(gòu)是指沉積巖組成物質(zhì)的形狀、大小和結(jié)晶程度。它又可分為碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)是把沉積巖劃分為碎屑巖類、粘土巖類、化學(xué)和生物化學(xué)巖類的重要依據(jù)。碎屑結(jié)構(gòu)母巖風(fēng)化和剝蝕的碎屑物質(zhì),經(jīng)搬運(yùn)、沉積、膠結(jié)而成的巖石叫碎屑巖。碎屑巖的結(jié)構(gòu)叫碎屑結(jié)構(gòu)。碎屑結(jié)構(gòu)通常由兩部分物質(zhì)組成,即碎屑物質(zhì)和膠結(jié)物質(zhì)。(巖屑)兩種。,最常見的為各種化學(xué)沉淀物或膠體物質(zhì)。(1)粒度碎屑顆粒的大小稱為粒度。(2)圓度指碎屑顆粒的棱角被磨蝕圓化的程度。泥質(zhì)結(jié)構(gòu)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)是指由極細(xì)小的粘土質(zhì)點(diǎn)所組成的、比較致密均一和質(zhì)地較軟的結(jié)構(gòu)。化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)由各種溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)沉淀而成的沉積巖常具有化學(xué)結(jié)構(gòu)。有時(shí)在巖石中含有大量的生物遺體(如珊瑚、..、軟體動(dòng)物的外殼等)或生物碎片,形成各種生物結(jié)構(gòu)。(四)沉積巖的構(gòu)造沉積巖在沉積過程中,或在沉積巖形成后的各種作用影響下,使其各種物質(zhì)成分形成特有的空間分布和排列方式,稱為沉積巖的構(gòu)造。層理構(gòu)造沉積巖在沉積過程中,由于氣候、季節(jié)等周期性變化,必然引起搬運(yùn)介質(zhì)如水的流向、水量的大小等變化,從而使搬運(yùn)物質(zhì)的數(shù)量、成分、顆粒大小、有機(jī)質(zhì)成分的多少等也發(fā)生變化,甚至出現(xiàn)一定時(shí)間的沉積間斷,這樣就會(huì)使沉積物在垂直方向由于成分、顏色、結(jié)構(gòu)的不同,而形成層狀構(gòu)造,總稱為層理構(gòu)造。層面構(gòu)造在沉積巖層面上常保留有自然作用產(chǎn)生的一些痕跡,它不僅標(biāo)志著巖層的某些特性,而更重要的是記錄下來巖層沉積時(shí)的地理環(huán)境。:在現(xiàn)代河床、湖濱、海灘以及干旱地區(qū)的沙丘表面上,常形成一種由流水、波浪、潮汐、風(fēng)力作用產(chǎn)生的波浪狀構(gòu)造,稱為波痕。:出現(xiàn)代河灘、湖濱、海邊等泥質(zhì)沉積物上,??梢姷蕉嘟切蔚牧鸭y,稱為干裂,又稱泥裂。:在某些泥質(zhì)巖石的層面上,有時(shí)可以看到鹽類晶體的凹入印痕或凸起的晶體假象。:雨點(diǎn)降落在未固結(jié)的泥、砂質(zhì)沉積物的表面,可形成圓形或橢圓形凹坑。結(jié)核在沉積巖中常含有與圍巖成分有明顯區(qū)別的某些礦物質(zhì)團(tuán)塊,稱為結(jié)核。根據(jù)成因,可以分為::指在沉積過程中某些礦物質(zhì)或化學(xué)成分,圍繞它種物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)層層凝聚而成的結(jié)核。:指巖石生成以后,含礦物質(zhì)的溶液從層間淋濾滲入,圍繞某些中心沉淀,或者與巖石中某些物質(zhì)進(jìn)行交代而成的結(jié)核。其特點(diǎn)是結(jié)核穿過層理。生物遺跡構(gòu)造在沉積巖中,特別是在古生代以來的沉積巖中,常常保存著大量的種類繁多的生物化石,這是沉積巖區(qū)別于其它巖類的重要特征之一。三、沉積巖的分類和主要沉積巖(一)碎屑巖類根據(jù)碎屑物質(zhì)的來源,又分為沉積碎屑巖和火山碎屑巖兩個(gè)亞類。沉積碎屑巖亞類這一類巖石是由母巖風(fēng)化和剝蝕作用的碎屑物質(zhì)所形成的巖石,又稱陸源碎屑巖。除小部分在原地沉積外,大部分都經(jīng)過搬運(yùn)、沉積等過程。火山碎屑巖亞類主要是火山噴發(fā)碎屑由空中墜落就地沉積或經(jīng)一定距離的流水沖刷搬運(yùn)沉積而成。從物質(zhì)來源看它與火山活動(dòng)有關(guān),但從成巖過程來看又從屬于沉積巖的形成規(guī)律。(二)化學(xué)巖及生物化學(xué)巖類這類巖石是巖石風(fēng)化產(chǎn)物和剝蝕產(chǎn)物中的溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì)通過化學(xué)作用方式沉積而成的巖石和通過生物化學(xué)作用或生物生理活動(dòng)使某種物質(zhì)聚集而成的巖石,前者屬于化學(xué)巖,后者屬于生物化學(xué)巖。鋁、鐵、錳質(zhì)巖類硅、磷質(zhì)鹽類碳酸鹽巖類蒸發(fā)鹽巖類可燃有機(jī)巖類(三)特殊沉積巖類風(fēng)暴巖指在風(fēng)暴天氣影響下在水盆地特別是在海洋中形成的沉積巖。濁積巖指濁流沉積形成的各類沉積巖。第五節(jié) 變質(zhì)巖一、 變質(zhì)作用的因素(一)溫度溫度是變質(zhì)作用的最積極的因素,對(duì)于巖石可以導(dǎo)致如下的變化:一是發(fā)生重結(jié)晶作用。二是可以產(chǎn)生新的礦物。(二)壓力地殼中巖石可以受到兩種壓力的作用:一是靜壓力,又叫圍壓,具有均向性。在靜壓力作用下,巖石中礦物往往重結(jié)晶成體積減小而密度增大的新礦物,以適應(yīng)新的存在環(huán)境。另外一種是側(cè)向壓力,或稱應(yīng)力,例如當(dāng)巖石受到擠壓、斷裂活動(dòng)或巖漿侵入,一方面可使它變形或破碎;另一方面也可使它重結(jié)晶,并使巖石中片狀或柱狀礦物在垂直于應(yīng)力方向生長、拉長或壓扁,形成明顯的定向排列,從而使巖石具有各種片理構(gòu)造。(三)化學(xué)因素當(dāng)巖石所處的化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化,同樣也可引起巖石的變質(zhì)二、 變質(zhì)巖的特征(一)變質(zhì)巖的礦物大部分變質(zhì)巖都是重結(jié)晶的巖石,所以一般都能辨認(rèn)其礦物成分。其中一部分礦物是在其它巖石中也存在的礦物,如石英、長石、云母、角閃石、輝石、磁鐵
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