普通地質(zhì)學(xué)

GeneralGeology第一章緒論

Chapter1Introduction普通地質(zhì)學(xué)(GeneralGeology)南京大學(xué)地球科學(xué)系舒良樹

普通地質(zhì)學(xué)

(GeneralGeology,PhysicalGeology)

目的與要求:了解地球科學(xué)基本理論和知識(shí),為專業(yè)課打基礎(chǔ)

專業(yè)對(duì)象：構(gòu)造地質(zhì)學(xué)，固體地球物理學(xué)，古生物學(xué),巖石學(xué)，礦物學(xué),礦床學(xué),地球化學(xué)，放射地質(zhì)學(xué)，水文學(xué)，工程地質(zhì)學(xué),地球探測(cè)與信息,地理學(xué)基地班.屬于Generaleducation.

專業(yè)培養(yǎng)流程：普地→野外實(shí)習(xí)→專業(yè)課→野外實(shí)習(xí)→畢業(yè)論文實(shí)習(xí)→畢業(yè)論文

畢業(yè)去向：考研,高校,科研單位，管理部門,其它

安排:教學(xué)20周(復(fù)習(xí)1周)；周學(xué)時(shí)6（講課4,實(shí)驗(yàn)2）學(xué)分:4

考試記分:考試50%+實(shí)驗(yàn)15%+考試15%+小論文15%+專業(yè)表現(xiàn)5%

教學(xué)方式:1.講課+實(shí)習(xí)；2.經(jīng)典理論+現(xiàn)代最新進(jìn)展；3.理論+圖象

實(shí)驗(yàn)課：1.分班；2.時(shí)間:第一周開始；3.普地實(shí)驗(yàn)室A103

其他安排：10月課間野外；課堂討論；看錄象片(臨時(shí)通知)

Furtherreadingsuggestions

1.JolivetL,NatafH-C.2001.Geodynamique.Paris:

DUUNOD.

2.JeanDERCPURT,JacquesPaquet.1999.Geologie

objets

etmethodes.Paris:DUUNOD,1-456

3.AndreBRAHIC,MichelHOFFERT,AndreSCHAAF,

MarcTARDY,Jean-YvesDANIEL.1999.Sciencesdela

Terreetdel’Univers.Paris:Vuibert,1-634

4.P.McL.D.Duff.1993(4thedition).Holmes’principlesof

physicalgeology.London,GLASGOW,NewYork,Tokyo,

Melbourn,Madras:Chapman&Hall,1-79110.舒良樹，2004.普通地質(zhì)學(xué)講義,1-81.9．孫鼐，1943.普通地質(zhì)學(xué)（1953年第三次修訂）。商務(wù)印書館，1-243（中國最早的普通地質(zhì)學(xué)版本之一）8．成都地質(zhì)學(xué)院,1978.動(dòng)力地質(zhì)學(xué)原理.地質(zhì)出版社,1-3597.趙懿英等,1990.現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)講座.南京大學(xué)出版社,1-1716.夏邦棟，1995.普通地質(zhì)學(xué).北京：地質(zhì)出版社,1-2835.KCCondie,1996(4thedition).PlateTectonicsandCrustalEvolution.PergamonPress，1-536兩億年前的洋陸地球的層圈勞亞岡瓦納特提斯Section1Studyingobjects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Object:

地球,地球的時(shí)、空、源。①地球的結(jié)構(gòu)Texture：層圈狀。②地球的構(gòu)造Structure：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)Material：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Event：地殼運(yùn)動(dòng)在地表反映.如地震、火山、海嘯、褶皺、斷裂等；⑤預(yù)測(cè)Forecast和預(yù)防Preventing將來發(fā)生的地質(zhì)事件⑥地球的歷史Earthhistory⑦生命和演化Life&evolution2.為什么要學(xué)習(xí)普地，重視普地？Why?

●“上天、下海、入地”是人類遠(yuǎn)古以來的夢(mèng)想。最難的是入地。地球科學(xué)參與“上天”（航天、遙感，氣候環(huán)境），積極下海（海洋地質(zhì)、深海鉆探），主攻入地（地質(zhì)各科、大陸超深鉆）。

●為了了解地球的起源（包括生命起源），了解

地球的過去、現(xiàn)在和未來

●為了從地球上獲取人類生存必需的各類資源

●為了減輕危害人類生存的各種地質(zhì)災(zāi)害（地震、火山、滑坡、洪災(zāi)、荒漠化、環(huán)境污染）

●為了人類的持續(xù)生存與繁衍，為了改善人類生存環(huán)境,提高生活質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展.“人類只有一個(gè)地球,應(yīng)使之清潔、安全、富有”。危害人類生存的主要地質(zhì)災(zāi)害1963-1992年全球危害人類生存的重大級(jí)災(zāi)害

是高科技研究領(lǐng)域的重要組成：

-地球科學(xué)家是遙感與宇航的決策者之一

-地球科學(xué)家參與了歷次ERTS的發(fā)射與研究(Earth

ResourcesTechnologySatellite)

-NASA(美國家宇航局)中有大批地球科學(xué)家，參與了火星“旅行者”計(jì)劃和Apollo登月計(jì)劃的決策，負(fù)責(zé)月球樣品分析.

-我國的多種衛(wèi)星以及資源遙感飛機(jī)等技術(shù)設(shè)備均為世界前列，已發(fā)射兩顆自己的GPS通訊衛(wèi)星.在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和急需目標(biāo)中有舉足輕重的地位

（國土資源部,國家地調(diào)局,水利部，國家地震局，石油天然氣總公司,交通建設(shè)部,中國科學(xué)院，中國有色金屬總公司，中國煤炭總公司，中國冶金勘探總公司）3.學(xué)習(xí)意義

Importance地球科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)的重要組成:天、地、生、化、物密不可分(材料)●是科技進(jìn)步的主要?jiǎng)恿χ?/p>

-對(duì)資源的需求使世界各國不惜代價(jià)，發(fā)展技術(shù)，發(fā)射資源衛(wèi)星、間諜衛(wèi)星,但解譯均少不了地球科學(xué)家

-應(yīng)用側(cè)視雷達(dá)來掌握資源情報(bào)

●受目前科技水平的限制，目前的研究僅限于地殼及上地幔上部

-地球平均半徑6371．229公里;地殼平均厚度30多公里（大陸20-70公里，海洋7-10公里）

-超深鉆：“深入地球深部的望遠(yuǎn)鏡”。中國大陸超深鉆CCSD，僅鉆探5km深度（東?？h）；俄羅斯地臺(tái)鉆孔最深，也僅10km:,德國：7-8km。

-其他部分只能通過分析地震波、重力、磁力等間接推測(cè)其物質(zhì)組成及存在狀態(tài)

Section2PredominanceofChinaongeoscience

1.中國地域廣大，地球各個(gè)演化時(shí)期信息豐富，

物質(zhì)記錄齊全。

2.有地球上最古老和最年輕的造山帶、有獨(dú)特

的盆地構(gòu)造、有巨大面積的花崗巖、有豐富

的能源礦產(chǎn),吸引著各國學(xué)者競(jìng)相來華研究。

3.我國具有獨(dú)特的地學(xué)優(yōu)勢(shì)

1）獨(dú)一無二的青藏高原TibetPlateau;

2）全球最大面積的西北黃土高原Loose;

3）世界罕見的大別山高壓-超高壓變質(zhì)帶

HP-UHPmetamorphiczone;4）震驚世界的遼西北票中華龍鳥（J3)、

中華神州鳥（義縣，K1,真正會(huì)飛的

恐龍）;Dragon-bird

5）全球最典型的云南早寒武世密集生

物群(生命大爆炸)；Bigexplosionoflife

6)分布面積最廣的華南喀斯特地貌,等

等。Karstlandform

成果均為國際領(lǐng)先水平,一直是國際上的研究熱點(diǎn),并帶動(dòng)了其它學(xué)科發(fā)展。

Section3Character&thelatestadvancesonmoderngeology

●當(dāng)今地學(xué)理論突飛猛進(jìn),知識(shí)更新速度很快.

●激光、遙感、數(shù)字系統(tǒng)、高分辨分析測(cè)量儀

器等高新技術(shù)進(jìn)入地學(xué)領(lǐng)域.

●服務(wù)目標(biāo)日益和城市建設(shè)、生存環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害、氣候變遷、能源礦產(chǎn)等緊密聯(lián)系。

●近年國際上取得了一系列重大的理論突破和學(xué)科進(jìn)展,如地球內(nèi)外核間的旋轉(zhuǎn)角速度的差異、大陸深俯沖、巖石圈拆沉、板片斷離、玄武巖漿底侵、生命大爆炸、隕石撞擊生物突變、青藏高原隆升、太空新發(fā)現(xiàn)、臭氧層空洞、盆地分析、計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬、韌性剪切帶與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)等，大大拓寬了地學(xué)的科學(xué)內(nèi)涵，推進(jìn)了地學(xué)界的前進(jìn)步伐，并帶動(dòng)了其它學(xué)科的發(fā)展。

Section4Geoscientists’missionHow?

1.尋找急缺資源：水,黃金,油氣,富鐵,地?zé)帷?/p>

2.對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào):地震,火山,海平面變化,洪災(zāi),滑坡，海嘯，泥石流

-1902-5-8夜,Pelee火山爆發(fā),200km/h下瀉,St.Pierre市2.8萬人死亡,僅2人幸存,形成1397米高的火山島

-79-8-24,(意)Vesuvius火山爆發(fā),埋沒了Pompeii城和Herculaneun城

-98年中國洪災(zāi),損失數(shù)百億元;1976-8,唐山8級(jí)大地震,數(shù)十萬人死亡;99年9月臺(tái)灣集集7級(jí)地震,日月潭被嚴(yán)重破壞

3.為工程建設(shè)提供可靠的地質(zhì)資料（青藏鐵路；高速公路；長江大橋；城市地鐵；黃河小浪底；三峽大壩;高樓地基）

4.為解決重大理論問題提供線索（材料力學(xué)，長時(shí)間變形結(jié)果分析，高壓高溫實(shí)驗(yàn),礦物巖石形成條件模擬實(shí)驗(yàn)）

5.普及地學(xué)知識(shí)，讓全人類都來關(guān)心地球家園（黃河斷流、

三峽庫區(qū)、黃山、華山滑坡問題）Section5ContentsandbranchesofEarthsciences

1.研究地球結(jié)構(gòu)構(gòu)造的分科

a.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)（StructuralGeology）

研究地殼巖石-變質(zhì)變形（Metamorphism-deformation）-運(yùn)動(dòng)學(xué)(Kinematics)-地球動(dòng)力學(xué)(Geodynamics)-地質(zhì)歷史

b.地球物理學(xué)（Geophysics）

●研究地球重力、地磁、電性、地震波傳播特性

●與構(gòu)造地質(zhì)結(jié)合，研究地球深部的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

2.研究地球的物質(zhì)組成及其遷移富集規(guī)律的分科

a.礦物學(xué)（Mineralogy）:礦物形態(tài)、成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造

b.巖石學(xué)(Petrology):

巖石類型、成因、年齡

c.礦床學(xué)(EconomicGeology):

礦體的形成條件、機(jī)制、

過程

d.地球化學(xué)(Geochemistry):

元素遷移富集過程、地質(zhì)

作用的化學(xué)過程3.研究地球歷史的分科Earthhistory

a.地史學(xué)(HistoricalGeology):

地球歷史上的重大事件。

b.古生物學(xué)(Paleotology):

研究地質(zhì)時(shí)期地球上的生物及其演化。

4.地球科學(xué)應(yīng)用的分科AppliedEarthsciences

a.水文地質(zhì)學(xué)(HydrologyGeology):

地下水的分布、活動(dòng)規(guī)律

b.工程地質(zhì)學(xué)(EngineeringGeology):

研究基巖的穩(wěn)定性（路基、大壩、廠址、核電站）

c.遙感(Remotesensing):

空間對(duì)地觀測(cè)

d.放射性地質(zhì)學(xué)（Radiologicalgeology):物質(zhì)的同位素成分，火成巖結(jié)晶年齡。

E.經(jīng)濟(jì)地質(zhì)學(xué)（EconomicGeology）：金屬和非金屬礦產(chǎn)、油氣能源

Section6StudyingmethodsofEarthSciengs

1.收集資料:了解現(xiàn)有研究成果，確定研究方案

2.現(xiàn)場(chǎng)考察:驗(yàn)證前人結(jié)果，采集樣品，記錄測(cè)量結(jié)果和

現(xiàn)場(chǎng)分析結(jié)果（野外地質(zhì)學(xué)和填圖）

3.分析化驗(yàn):確定樣品中元素含量、樣品的年齡

4.模擬實(shí)驗(yàn):野外地質(zhì)現(xiàn)象再現(xiàn)

5.綜合分析:各種資料匯總-實(shí)事求是合乎邏輯的分析-科

學(xué)解釋-演化模型的建立-結(jié)論

6.將今論古（歷史比較法）:用現(xiàn)在發(fā)生的地質(zhì)作用去推

測(cè)過去的過程

●如螺蚌，現(xiàn)在是水生動(dòng)物；如在高山上找到其化石，

可知當(dāng)時(shí)屬于水體環(huán)境

●人類歷史中尚未發(fā)生的仍靠推測(cè)：恐龍的滅絕（全球

火山？外星撞擊？）

7.以古論今、論將來

“將今論古”和“以古論今、論將來”

是兩大最基本的地質(zhì)學(xué)思維方法論7.現(xiàn)代技術(shù)Moderntechnology

a.高新技術(shù)GPS,RS，GIS,CS：GlobalPositionSystem,RemoteSensing,GeographyInformationSystem（儲(chǔ)存、分析大量的地球科學(xué)信息）,CommunicationSystem

b.分析測(cè)試技術(shù)：正確、全面的測(cè)定成分；可觀察超微結(jié)構(gòu)(TEM,SEM)；質(zhì)譜儀（Massspectrometer）

c.高溫、高壓、模擬實(shí)驗(yàn)：>100公里處,30千巴，近2千度；正常結(jié)構(gòu)石英變?yōu)榫o密堆積柯石英;碳變?yōu)榻痄撌?/p>

d.計(jì)算機(jī)應(yīng)用：各種專門應(yīng)用軟件（復(fù)雜運(yùn)算、模擬），各種文字處理和繪圖軟件

8.新理論、新技術(shù)、新方法

科學(xué)的特點(diǎn):不失一般性,可檢驗(yàn)與重復(fù),預(yù)見性,定量性。

目前,地球科學(xué)正處在一個(gè)多學(xué)科交叉、跨學(xué)科聯(lián)合的新時(shí)代;各學(xué)科的相互滲透，促使地學(xué)從定性朝定量發(fā)生質(zhì)的飛躍，使地學(xué)進(jìn)入嶄新階段；并形成了一系列新的邊緣學(xué)科生長點(diǎn)。

本章重點(diǎn)

1.地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象、內(nèi)容

2.地質(zhì)學(xué)的研究方法

3.地質(zhì)學(xué)科的分支領(lǐng)域

4.中國的地學(xué)優(yōu)勢(shì)

5.“將今論古”和“以古論今、論將來”的兩大地質(zhì)學(xué)思維方法論南京大學(xué)地球科學(xué)系舒良樹第二章礦物Mineral普通地質(zhì)學(xué)(GeneralGeology)

Chapter2Mineral

Section1Somebasicconceptions

1.地殼由巖石組成；巖石由礦物組成；礦物由元素組成.

2.元素是構(gòu)成地球的最基本物質(zhì),由同種原子所組成.

2.1元素(element):周期表共有112種,自然界有92種

2.2同位素:是中子數(shù)不同（原子量不同）的同種元素的變種.同種元素的同位素，物化性質(zhì)基本相同.總共有300余種.

2.3可分放射性和穩(wěn)定兩種同位素（radio&stableisotope).

放射性同位素:主要有U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等

穩(wěn)定同位素：主要有O16,O17,O18,C12,C13,S32,S33,S36,H1

2.4半衰期(half-life)：放射性元素蛻變到其原來數(shù)量的一

半所需時(shí)間.半衰期:

Rb87-Sr87:500億年,Th232-Pb208:139億年,

U238-Pb20645億年,K40-Ar40:15億年,U235-Pb207:7.13億年,C14-N14:5692年放射性同位素主要用來測(cè)定火成巖石的絕對(duì)年齡;

穩(wěn)定同位素主要用來確定巖石的物質(zhì)環(huán)境與來源.如地殼,地幔,水圈,大氣圈,生物圈,月球,隕石等。

2.5同位素研究是當(dāng)代倍受重視的國際前沿,地化專業(yè)主攻。

3.克拉克值Clarkvalue:中上地殼中50種元素的平均含量.美國科學(xué)家克拉克采集了世界各地的樣品5159個(gè)；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,后人稱克拉克值,又稱豐度Abundance。國際通用。

單位ppm=10-6,即克/噸。目前還用ppb=10-9。

克拉克值≠克拉值；5克拉=1克。

3.2地殼中各元素的含量差別很大

其中,O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,Ti,H10元素占99.96%;

而O,Si,Al,Fe,Ca5元素占了92.46%。4.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。

或晶體是具有晶格構(gòu)造的固體。

這種固態(tài)物質(zhì)稱結(jié)晶質(zhì)(晶質(zhì))。習(xí)慣上，將具有幾何多面體外形的物體稱為晶體（即，晶體是原子有規(guī)律排列的外觀表象）。相應(yīng)地，將不具幾何多面體外形的晶體稱為晶粒Crystalgrain。

存在二種晶體：天然晶體（絕大多數(shù)）和人造晶體（少數(shù)）如人造石英、金剛石等。非晶質(zhì)體Non-crystal：內(nèi)部原子或離子在三維空間不呈規(guī)律性重復(fù)排列的固體.如火山玻璃，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quasicrystal定義：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。5礦物Mineral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，但不具有標(biāo)準(zhǔn)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。

6礦物的6項(xiàng)基本特征Sixbasicfeaturesofmineral

特征1

最基本特征是天然產(chǎn)出、有序結(jié)構(gòu)、固體。

特征2自然界的所有晶體都是礦物；絕大多數(shù)礦

物都是晶體?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)礦物3300余種，絕大部分

(99%)分布于地殼中。蛋白石、水鋁英石是準(zhǔn)礦物。

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,FeS2-黃鐵礦.自然界常見.

③復(fù)雜分子團(tuán)礦物:主要是硅酸鹽礦物.種類多,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

水,石油,天然氣不是礦物(非固體)；煤也不是(排列無序)；花崗巖不是礦物(巖石)。

特征5

礦物具有同質(zhì)多象和類質(zhì)同象現(xiàn)象。

同質(zhì)多象Polymorphism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)。

類質(zhì)同象Isomorphism定義:礦物結(jié)構(gòu)中某種原子或離子部分被它種原子或離子取代，但不破壞其晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。如鎂橄欖石→鐵橄欖石。7.五類礦物Fivetypesofmineral

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白云母表1火成巖的七種主要造巖礦物若干特征

8.巖石Rock:由一種以上礦物集成的固體.

按形成方式，巖石可分三大類：

火成巖Igniousrock:占地殼巖石體積64.7%;

沉積巖Sedimentaryrock:占地殼巖石體積7.9%，地表面積75%;

變質(zhì)巖Metamorphic

rock:占地殼巖石體積27.4%.

Section2Physicalcharacterofmineral

1外形(Shape)

1.1單晶體(Singlecrystal):

一向延伸呈針狀柱狀,如輝

銻礦Sb2S2(Stibnite);二向延伸呈板狀、片狀,如長石,

云母;

三向延伸呈菱面體,八面體,立方體,復(fù)合體,如方解石,螢

石,角閃石,輝石,黃鐵礦,金剛石等層狀方解石cacite綠柱石beryl正長石orthoclase紫、綠色螢石

fluorite黃鐵礦

pyrite

閃鋅礦Sphalerite1.2集合體(Aggregate):

礦物微粒聚集體.一向的

呈纖維狀,如石棉;二向的呈鱗片狀,絹云母;

三向的呈粒狀,橄欖石

1.3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)

2.1透明度(Transparency):礦物薄片(厚0.03mm)能透過光線者,稱透明礦物,如石英,云母,長石,方解石等.不透光者,稱不透明礦物.所有金屬礦物都是不透明礦物.

2.2光澤(Luster):

礦物的反光能力石棉asbestos橄欖石olivine腎狀赤鐵礦kidney-typehematite鮞狀赤鐵礦oolitichematite石英、水晶

quartzcrystal金屬光澤Metalluster:

反射很強(qiáng),所有金屬礦物均此光澤。

非金屬光澤Non-metalluster:反射較弱，透明礦物的光澤。

可細(xì)分金剛光澤(金剛石),玻璃光澤(長石),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。

2.3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):混入雜質(zhì)后的礦物顏色。

如石英(無色),紫晶(紫色,Fe多),薔薇石英(Fe少),

煙水晶(含Mn)。

●假色（Pseudochromaticcolor）:表面氧化或吸附他物后

的顏色.如褐色黃鐵礦。

●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)。

3.1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長石,7石英,8黃晶9剛玉10金剛石。

硬度大的可刻動(dòng)小的.指甲為2-2.5,小刀為5-5.5,玻璃6

3.2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)。

3.3斷口(Fracture):外力下解理不發(fā)育礦物的不規(guī)則裂開。

貝殼狀(石英),鋸齒狀(石膏),參差狀(黃鐵礦),

平坦?fàn)?高嶺土)。

3.4彈性:受力后能恢復(fù)原狀的，如云母。

3.5撓性:受力后不能恢復(fù)原狀的,又稱范性變形,如蛭石。

3.6延展性:可用外力任意改變其形狀的。

延:一維;展:二維(黃金)。TwogroupsofcleavageinpyroxenecrystalTwogroupsofcleavageintremolitecrystal

貝殼狀斷口Shell-shapefracture4其它物理性質(zhì)

4.1比重(Specificgravity):礦物質(zhì)量與同體積40C

水的質(zhì)量比。

輕:<2.5;中:2.5-4;重>4(方解石2.7,黑鎢礦7.5,金19.3)

4.2磁性(Magnetism):本身有磁性或能被磁鐵吸

引。如磁鐵礦。

4.3發(fā)光性:外光照射后能發(fā)光。

熒光:切斷光源后,發(fā)光消失。

磷光:切斷光源后,仍發(fā)光一時(shí)。

白鎢礦,螢石(紫外光)-淺藍(lán)熒光;

金剛石(X射線)-天藍(lán)熒光。

4.4雙折射:冰洲石;導(dǎo)電:石墨;滑感:滑石

Section3Identificationofmineral

肉眼鑒定：看(形態(tài),色,光澤，解理，成分)-掂(比重)-

刻（硬度）-敲(斷口)

儀器鑒定：偏光顯微鏡,化學(xué)成分分析,SEM,TEM(Scan(Transmission)ElectricMicroscope),激光探針

Section4Generalmineral

1常見的：方解石CaCO3,石英SiO2,長石。云母

2貴重的：金剛石C,金Au,銀Ag

3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CuFeS2

5藥用：辰砂HgS,雄黃As4S4

6環(huán)境氣候示蹤礦物干旱炎熱：石膏、石鹽。

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偏光鏡下常見的:長石,石英,云母,輝石,角閃石,方解石紅色剛玉Redcorundum辰砂

cinnabar尖晶石spinel軟錳礦pyrolusite硬錳礦psilomelane蘭銅礦azurite孔雀石malachite錫石cassiterite方解石cacite文石aragonite

第二章重點(diǎn)一、重要概念I(lǐng)mportantconception放射性同位素；穩(wěn)定同位素；克拉克值；礦物；晶體，準(zhǔn)晶體；同質(zhì)多象；條痕，解理，斷口；摩氏硬度計(jì)；礦物集合體二、Basicfeatures礦物的五項(xiàng)基本特征2.礦物的常規(guī)鑒定3.礦物有哪些物理、力學(xué)和光學(xué)性質(zhì)南京大學(xué)地球科學(xué)系舒良樹第三章巖漿作用與火成巖Chapter3Magmatism&igneousrock普通地質(zhì)學(xué)(GeneralGeology)Chapter3Magmatism&igneousrock

Introduction

1火山(volcano),

是一種嚴(yán)重危害人類生存的地質(zhì)災(zāi)害Geologicaldisaster。常伴有地震(Earthquake).

2100年前世界著名的火山噴發(fā)Famousvolaniceruptionintheworld

1）公元79.8.24,意Vesuvius(維蘇威)火山爆發(fā),煙柱達(dá)13公里高;火

山灰厚7m,埋沒了Pompeii（龐貝）等三座城市.現(xiàn)為著名旅游地。

2）1883.5.20-28日,印尼爪哇島與蘇門答臘之間的喀拉喀托火山爆

發(fā),火山灰柱27公里高、總量18立方公里,落灰遍布全球；將75平

方公里的海島炸掉50平方公里。

3）富士山火山：最近一次噴發(fā)1707年.位于日本本州中南靜岡縣,高

3776米.山下櫻花、山頂積雪,自然景色優(yōu)美。

4）1902.5.8夜,西印度群島Pelee(培雷）火山爆發(fā),以200km/h傾瀉

而下,傾刻之間，山腳下的St.Pierre（圣佩爾市）毀于一旦，2.8

萬人死亡,僅2人幸存。形成1397米火山島。3近期噴發(fā)的火山Recentvolcaniceruption

●(美)圣海侖斯：1983年,2450米高。

●夏威夷基拉韋爾：共8900米高,水下4900米,火山錐在水面

之上4000米,全球最高。1920年又噴發(fā)。

●阿留申島博各斯洛夫：1796-1907年,高出洋底1600米。

●日本九州中部阿蘇：1980年,1592米高。

●東京附近三宅島：00.8.10-18,火山黑煙柱高達(dá)3000m。

4我國的火山

VolcanoofChina

●北疆烏蘇縣SW45km,N84o23’,E44o11’,02年8-9月泥火山噴發(fā)。在200x80m范圍內(nèi),共80多個(gè)活火山口。產(chǎn)在J和N2交接帶。

●南疆于田縣卡兒達(dá)西火山群:1951.5.27爆發(fā),伴有煙柱噴出,錐頂4900米.是我國最近的火山活動(dòng)記錄。

●白頭山天池：1597年和1702年二次噴發(fā).火山口東西3km、南北4km,周長11.3km,水深>200m,最深370m.為游覽勝地。

●黑龍江五大連池和南京六合縣方山：均為5萬年來形成的堿性玄武巖火山,是典型的破火山口。

正在劇烈噴發(fā)的火山2000年

Section1Extrusion(Eruption)&extrusiverocks

1.火成巖占地殼巖石體積的64.7%。

2.巖漿(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+1-8%以水為主的揮發(fā)物質(zhì);

●源區(qū):地表之下50-200公里；

●條件:溫度800-1200°C；壓力10千巴大氣壓（40公里）3.巖漿作用Magmatism：巖漿發(fā)育、運(yùn)動(dòng)、固結(jié)成火成巖的作用.巖漿噴出地表的過程,稱火山作用Volcanism。早期爆炸噴出,晚期地表溢流.未到達(dá)地殼而在地下某深處冷凝結(jié)晶固結(jié)的過程,稱為侵入作用Intrusion。

由于巖漿高溫、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)。

4.二類火成巖Twotypesofigneousrock

●

侵入巖Intrusiverock：地下深處冷凝結(jié)晶的巖漿巖。

●火山巖Volcanicrock：巖漿噴到地表、氣體逃逸、冷凝而成的巖石。又分火山碎屑巖Volcanoclastrock（噴到空中炸碎的巖漿與圍巖碎塊,落下堆積而成和熔巖Lava(地表溢流而冷凝)兩種。

5.噴出作用Extrusion

●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離子。[SiO4]-4、[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),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Compositionsofvolcanicmaerial

a.氣體Gas：水汽、二氧化碳、硫化物等。

b．固體Solid: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2-50mm→ 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,volcanicbreccia:火山角

礫巖,volcanicagglomerate:火山集塊巖

c．熔融體Meltingbody：熔巖(熔巖流、熔巖被;多面形分布)表面具柱狀節(jié)理Columnarjoint(冷凝收縮而成的六邊形柱體),總與流面垂直。

巖漿流動(dòng)冷凝還會(huì)形成繩狀構(gòu)造Pahoehoe等。6

噴發(fā)方式Eruptingpatterns

裂隙式噴發(fā)Fissure：巖漿沿?cái)嗔岩绯?，固體噴發(fā)物較少。

中心式噴發(fā)Central：形成盾形火山錐,坡度2-4度,小于150。

7噴發(fā)強(qiáng)度Intensityoferuption

a.強(qiáng)烈爆發(fā)

b.寧靜噴溢:地中海斯特龍?zhí)乩鹕?天然的“海上燈塔”）

8火山通道Volcanicpath：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.

●火山也可以把泥漿和水一起噴發(fā)出來，形成泥火山。

●

復(fù)式火山錐：火山碎屑與熔巖互層.

9熔巖類型及其特征Type&characteroflava

●

按SiO2含量%的分類(國際通用)

超基性Ultrabasicmagma:<45%;(▲超鎂鐵質(zhì)Ultramafic)

基性Basicmagma:45-52%;(▲鎂鐵質(zhì)Mafic)

中性Intermadiate

magma(Andesitemagma):52-65%;

酸性Acidicmagma:>65%繩狀熔巖流10各類代表性熔巖介紹Representativelavas

10.1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)Mane:快速冷凝而成的長條狀橄欖石骸晶集合體,常充填于橄欖巖或輝石巖裂隙中。

10.2基性熔巖(basic):玄武巖(basalt)

●

黑色,致密,比重大,粘性小,有柱狀節(jié)理.噴發(fā)寧靜

（氣體易溢出）。

●

海底噴發(fā)形成枕狀構(gòu)造（Pillowlava）,頂突底平。

●

著名產(chǎn)地：印度德干高原，厚3000米，面積100萬平方

公里。實(shí)例：我國峨眉山P1玄武巖。

●

礦產(chǎn)：Cu、Fe、鑄石材料.

10.3中性巖漿:粘性較大、爆炸噴發(fā),多形成復(fù)式火山錐。

安山巖（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。

10.4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(黏度大，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;青田玉、雞血石（極

其珍貴的印章）、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)后期塌陷者稱破火山口,易形成火山口湖(crater

lake)。(b)(c)

美國俄勒岡州克拉特爾陸地火山湖形成過程海底火山作用正在海島上噴發(fā)的中心式火山

●

活火山Activevolcano指人類歷史時(shí)期有過活動(dòng)；

否則稱死火山Extinctvolcano。

12.世界火山巖主要分布在板塊構(gòu)造的邊界

●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Andesiteline：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。

Section2Intrisionandintrusiverock

1.侵入作用(intrusion)

●

侵入巖(intrusiverock):巖漿在向上運(yùn)動(dòng)的侵入過程

中逐漸冷凝結(jié)晶形成的巖石。可分為：

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Wallrock:被巖漿侵入的巖石。

1.1同化作用、混染作用Assimilation&contamination

●

同化：熱巖漿體積>>圍巖,巖漿對(duì)冷圍巖的吞噬與化

學(xué)作用，最終使圍巖成為火成巖的一部分。

●

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?！穹旙wXenolith：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。1.2結(jié)晶分異作用Crystalization

defferentiation

定義:巖漿在冷凝過程上，按一定規(guī)律依次結(jié)晶出不同

礦物的過程。

熔點(diǎn)高比重大的礦物先結(jié)晶，導(dǎo)致巖漿成分不斷改變。

1.3鮑溫反應(yīng)系列Bowenreactionseries：美國巖石學(xué)家鮑溫

用富含橄欖石的玄武巖漿做實(shí)驗(yàn)，得出主要礦物結(jié)晶分異規(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)無根

本變化；為淺色礦物所獨(dú)有。

●(高溫的)基性斜長石(拉長石,培長石,鈣長石Ca[Al2Si2O8])→中性

斜長石(中長石)→酸性斜長石(鈉長石Na[AlSi3O8],更長石)→鉀

長石→白云母→(低溫)石英。

●端員成分為鈉長石與鈣長石,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→鉀長石→白云母

→(低溫的)石英。

礦物結(jié)晶順序只適用于封閉的溫壓環(huán)境

鮑溫反應(yīng)系列只適用于侵入作用與侵入巖鈣長石90-100培長石70-90拉長石50-70中長石30-50更長石10-30鈉長石0-101.3.3巖漿結(jié)晶出的巖石順序Crystalorderofmagmaticrock

超鎂鐵巖(橄欖巖)→鎂鐵巖(輝長巖)→中性巖(閃長巖)

→酸性巖(花崗巖)→偉晶巖

1.3.4偉晶巖Pegmatite：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。

1.3.5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份原始巖漿只可結(jié)晶出5-10份花崗巖。但陸地上的花崗巖遠(yuǎn)大于玄武巖；而大洋中只有玄武巖而無花崗巖。故鮑溫實(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。2.侵入巖的產(chǎn)狀A(yù)ttitude: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10-100km2。

●巖基(batholith):出露面積大于100km2。(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。

巖漿作用及其巖石的產(chǎn)狀（徐士進(jìn)，1999）

Section3Textureandstructureofigneousrock1.火成巖的結(jié)構(gòu)(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)phanero-crystalline（花崗巖）、隱晶質(zhì)質(zhì)-玻璃質(zhì)Crypto-crystallinetoglass(黑曜巖)、半晶質(zhì)(淺成巖）

(2)按晶粒大小

粗粒結(jié)構(gòu):晶體粒徑5mm

中粒結(jié)構(gòu):晶體粒徑5-1mm

細(xì)粒結(jié)構(gòu):晶體粒徑1-0.1mm(肉眼可辨0.1-0.2mm)

微粒結(jié)構(gòu):晶體粒徑0.1mm

（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)大小

●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),成分與斑晶相同.反應(yīng)穩(wěn)定、緩慢結(jié)晶的環(huán)境。

●斑晶（phenocryst）：粗大的晶體;

基質(zhì)（matrix）:斑晶周圍細(xì)小的顆粒.

以石英大小為標(biāo)準(zhǔn)，分粗、中細(xì)和顯晶質(zhì)、隱晶質(zhì)和玻璃質(zhì)等

●斑狀結(jié)構(gòu)Porphyritic：基質(zhì)為隱晶或玻璃質(zhì).

（火山巖的典型結(jié)構(gòu)）2.火成巖的構(gòu)造(structure):指礦物集合體的形態(tài)、大小、空間分布.能反映其形成條件.a.斑狀結(jié)構(gòu)b.似斑狀結(jié)構(gòu)似斑狀鉀長花崗巖

（廣東南嶺）●

氣孔構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造●

流動(dòng)構(gòu)造Flow:柱狀、片狀礦物或俘虜體定向排列?！?/p>

流紋構(gòu)造Rhyotaxitic：流紋巖中不同的礦物成分、不同的顏色、拉長的氣孔相互線狀或彎曲狀平行排列?！窬Ф礃?gòu)造Miarolitic：巖漿冷凝收縮形成的渾圓狀空洞,內(nèi)常生長有晶族。不同于氣孔.為不均質(zhì)的堿性花崗巖(A型)典型構(gòu)造?！?/p>

球狀構(gòu)造Orbicular：由不同礦物組成的同心圓殼圍繞中心分布而成。特征：各圈中的礦物呈放射狀分布。成因：巖漿中的某些組分脈動(dòng)式過飽和結(jié)晶而形成?！駥訝顦?gòu)造(bedded):熔巖-沉積夾層-熔巖平行排列?！駢K狀構(gòu)造(massivestructure)：宏觀上各向同性；礦物排列無規(guī)律；巖石呈均勻塊體.火成巖所特有。流紋狀流紋巖（新疆白楊溝早二疊世）舒良樹攝噴發(fā)期后的噴氣現(xiàn)象（日本阿蘇火山）

Section4Classificationofigneousrock分類標(biāo)準(zhǔn)：色率、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造●色率Colorratio：巖石中暗色礦物的含量●結(jié)構(gòu)構(gòu)造：噴出巖-氣孔、杏仁體、流動(dòng)、枕狀；淺成巖Hypabyssalrock-斑狀、半晶質(zhì);深成巖Hypogenerock-似斑狀、全晶質(zhì)?！攸c(diǎn)：超鎂鐵巖中無石英等；巖石名稱鑒定主要是鑒定特征礦物。

Section5Originofmagmaandgeothermal

1．物質(zhì)來源Sourceofmaterial：地殼巖石和地幔頂部的物質(zhì)。2．物理因素Physicalfactor：與溫度、壓力（小，利熔）、水分（高，有利熔）有關(guān)。3．不同巖漿的成因Originofdifferentmagma

●超鎂鐵巖與鎂鐵巖:地幔頂部巖漿分熔（分異）?！裰兴嵝詭r:a.同超鎂鐵巖(巖漿分熔)b.地殼部分熔融。4。地?zé)峒捌涑梢虻責(zé)幔簛碜缘叵碌臒崃鳌＃?）表現(xiàn)方式：a.深部為對(duì)流方式；b.淺部通過巖石傳導(dǎo)。

●稱“大地?zé)崃鳌盚eatFlow，單位為HFU:微卡/cm2·秒 （微卡，百萬分之一千卡）●洋底：>1。47（HFU），平均：1。47（平均熱流值）常溫層，地表下10多米，與當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁叵喈?dāng)；與海拔、緯度有關(guān)增溫層，平均3°C/百米，稱地?zé)嵩鰷芈?；按此?jì)算地心溫度19萬度！太陽中心溫度：1500萬度。壓力：2500億個(gè)大氣壓（2）地?zé)岱植迹篴.沿水平方向分布有差異；b.地?zé)岣叩牡胤?，低溫梯度也高；c.地下深處，由于壓力高，密度極大，物質(zhì)不會(huì)全部熔化。（3）意義:有助于研究石油等的生成；有助于尋找地?zé)幔厝崛?、沸泉）?.地?zé)岢梢騉riginofgeothermal

●余熱：熾熱的星云物質(zhì)聚集-收縮(地球由熱-冷放熱)?！裰亓Ψ之悾旱厍騼?nèi)部物質(zhì)按比重分異,位能轉(zhuǎn)成熱能（地球由冷-熱,產(chǎn)生熱）?！穹派錈幔悍派湫晕镔|(zhì)衰變產(chǎn)生熱(地球由冷-熱)。放射性物質(zhì)主要在地殼中,可解釋增溫率變化原因?！褡矒魺幔盒行桥c地球撞擊產(chǎn)生熱（地球由冷-熱）地球究竟由冷-熱,還是由熱-冷,尚是探索的課題。岡底斯山地?zé)岬谌轮攸c(diǎn)一、術(shù)語巖漿作用；火成巖的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造；科馬提巖，鬣刺結(jié)構(gòu)；斑狀結(jié)構(gòu),似斑狀結(jié)構(gòu)；枕狀構(gòu)造；柱狀節(jié)理；安山巖線；兩種噴發(fā)方式；結(jié)晶分異作用，鮑溫反應(yīng)系列；同化,混染；巖漿黏度；捕虜體。二、基本特征1.敘述火成巖的產(chǎn)狀2.火成巖的分類表（SiO2的含量）3.敘述巖漿的基本特征4.世界火山分布的三大地帶普通地質(zhì)學(xué)南京大學(xué)地球科學(xué)系舒良樹第四章變質(zhì)作用與變質(zhì)巖

第四章變質(zhì)作用與變質(zhì)巖

Metamorphismandmetamorphicrock●分布:占地殼總體積的27.4%;主體在中、下地殼,地表較少●大別山超高壓變質(zhì)礦物的發(fā)現(xiàn)，改寫了經(jīng)典板塊構(gòu)造理論。●研究目的：了解地球深部地質(zhì)過程（HP的藍(lán)閃石、紅簾石，

UHP的柯石英、金剛石);恢復(fù)原巖;闡明變質(zhì)作用機(jī)制和過程;尋找礦產(chǎn)資源(“玉自變質(zhì)來”；各種名貴寶石，原料均來自變質(zhì)巖。多數(shù)金屬礦產(chǎn)，都經(jīng)歷過變質(zhì)，變質(zhì)使礦變富變大。前寒武紀(jì)含鐵石英巖型鐵礦占世界鐵儲(chǔ)量70%,我國的鞍山式鐵礦屬此類型。我國缺金銅鐵鈾）

第一節(jié)變質(zhì)作用基本特征一.變質(zhì)作用的定義:由于溫度（T）、壓力（P）的改變和化學(xué)活動(dòng)性流體的作用，使固態(tài)巖石的礦物成分、化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造都發(fā)生了變化，這種地質(zhì)作用叫變質(zhì)作用?！褡冑|(zhì)作用主要發(fā)生在地殼深部，一般>10km?！褡冑|(zhì)三要素:T,P,流體,溫度最重要。但隕石撞擊及高壓變質(zhì)，主導(dǎo)因素則是壓力?！駸嵩粗饕獊碜缘厍騼?nèi)部（巖漿熱能與放射熱能）●通過變質(zhì)作用形成的巖石叫變質(zhì)巖?！裾?、副變質(zhì)巖原巖為火成巖的叫正變質(zhì)巖；原巖為沉積巖的叫副變質(zhì)巖。二.變質(zhì)作用的三大因素1.溫度●變質(zhì)溫度:150°C-900°C

低于150°C為常溫，高于900°C則地殼巖石熔化●溫度的作用：非晶體→結(jié)晶體;結(jié)晶體→重結(jié)晶;

物質(zhì)與結(jié)構(gòu)重組，一種礦物→另一種礦物●變質(zhì)溫度四來源：地?zé)嵩鰷兀?°C/33m）、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)熱、巖漿熱、放射熱2.壓力●靜壓力(垂或側(cè)):

由上復(fù)巖石重量引起，隨深度增加而增加●流體壓力:

封閉系統(tǒng)的流體壓力等于上復(fù)巖石的靜壓值；開放系統(tǒng)的流體壓力等于流體本身的重量.

流體是物質(zhì)成分進(jìn)行交換的自由市場(chǎng)。3.具化學(xué)活動(dòng)性的流體a.成分:以H2O、CO2為主，并含其它易揮發(fā)和易流動(dòng)物質(zhì)b.流體分布:存在于巖石粒間或裂隙中的主要是H2O；礦物結(jié)構(gòu)中的是H2O、CO2；從巖漿分逸出來的是K,Na,S,F,H2O,CO2,SiO2等.C.巖漿流體:深部巖漿上升至淺部,T、P降低,分逸出易揮發(fā)和易流動(dòng)的物質(zhì)K、Na、S、F、H2O、CO2、SiO2等

第二節(jié)變質(zhì)作用中原巖的變化一.化學(xué)成分的變化1.T、P變化時(shí)●巖石通過釋放或獲得某些揮發(fā)分而達(dá)到平衡，形成新的礦物.如高嶺土(吸熱)→紅柱石+石英+水（高嶺土脫水）方解石+石英(吸熱)→硅灰石（放射狀）+CO2↑(脫碳酸）●體積大、密度小的礦物變?yōu)轶w積小、密度大的礦物。

(1)橄欖石 + 鈣長石→石榴子石

42.6 101.0119（分子體積）

3.3 2.763.52（比重）

(2)石英→（30Kbar）柯石英→(120Kbar)斯石英

2.652.934.35(比重)2.交代作用：固態(tài)下，巖石中物質(zhì)成分進(jìn)出的交換作用。例:中酸性巖漿侵入冷的灰?guī)r時(shí),其SiO2、Al2O3等熱流體就會(huì)進(jìn)入灰?guī)r,并從灰?guī)r中將CaO、MgO帶出,于是在接觸帶形成矽卡巖3.重結(jié)晶作用Recystalization定義：小晶體在溫度升高的情況下長成更大晶體的作用。●石灰?guī)rCaCO3→大理巖CaCO3（質(zhì)純、潔白的稱漢白玉）●石英砂巖(加溫)→石英巖4.變質(zhì)分異：巖石從均勻構(gòu)造到不均勻條帶構(gòu)造的變質(zhì)。5.韌性剪切作用：發(fā)生在地殼中深部位較高溫度和定向應(yīng)力條件下的一種變質(zhì)變形作用?！衿浣Y(jié)果是礦物在被軟化的塑性狀態(tài)下發(fā)生不對(duì)稱旋轉(zhuǎn)和剪切,形成新的巖石和組構(gòu)。其巖石稱糜棱巖。●最終可形成大型韌性剪切帶，盛產(chǎn)大中型糜棱巖型金礦。●韌性剪切帶定義：由高度應(yīng)變過的巖石構(gòu)成的線性變質(zhì)變形帶。從該帶一側(cè)進(jìn)入另一側(cè),巖石被扭曲,兩側(cè)巖塊發(fā)生了明顯剪切位移,但無明顯斷面。透入性構(gòu)造貫穿全帶(拉伸線理、剪切面理、組構(gòu))。二.礦物的變化片理和變質(zhì)礦物是變質(zhì)巖的兩大重要特征！變質(zhì)礦物：在變質(zhì)作用過程中形成的獨(dú)有礦物.主要有:蘭閃石、紅簾石、紅柱石、藍(lán)晶石、矽線石、十字石、堇青石、硅灰石、柯石英、金剛石(罕見)━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━片麻巖的眼球狀構(gòu)造，動(dòng)力變質(zhì)條帶狀混合巖加拿大蘇必利爾深海硅質(zhì)巖浙西Pt3變余玄武巖，氣孔構(gòu)造明顯三.變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)指礦物、變斑晶自身特征、形態(tài)、大小,與鄰近顆粒的關(guān)系1.變晶結(jié)構(gòu)：原巖發(fā)生重結(jié)晶或交代作用而形成新礦物的結(jié)構(gòu)（前者有大理巖;后者有石榴石片巖(有新生礦物石榴石）2.變余結(jié)構(gòu)：尚殘留部分原巖結(jié)構(gòu)者稱之，為淺變質(zhì)結(jié)構(gòu)（如板巖特有的變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、砂質(zhì)結(jié)構(gòu)）四.變質(zhì)巖的構(gòu)造：指礦物之間的關(guān)系、空間展布方式1．變成構(gòu)造：原巖構(gòu)造（如層理）消失，形成變質(zhì)巖特有的構(gòu)造.如片理、片麻理等隨變質(zhì)程度加深:斑點(diǎn)狀(spotted)→板狀構(gòu)造(slate)→千枚狀構(gòu)造（phyllite）→片狀構(gòu)造（schist）→片麻狀構(gòu)造（gneiss）→塊狀構(gòu)造(quartzite，礦物無明顯定向）2.變余構(gòu)造：變質(zhì)巖中殘留有原巖的構(gòu)造。如變余層狀、氣孔、條帶構(gòu)造等

第三節(jié)變質(zhì)作用類型及其代表性巖石（類型：接觸交代、區(qū)域、動(dòng)力、混合巖化）一.接觸變質(zhì)（包括接觸交代、接觸熱變質(zhì)）

定義：火成巖侵入圍巖而造成的變質(zhì)作用,形成新巖石。如砂巖→石英巖;石灰?guī)r→大理巖;

泥巖→角巖（Hornstone,灰黑堅(jiān)硬致密;蘇州靈山）●矽卡巖：發(fā)生在中酸性巖漿與冷圍巖之間,通過流體交代、物質(zhì)成分的交換而形成的變質(zhì)巖?！褡冑|(zhì)礦物:硅灰石、石榴石、黃銅礦、閃鋅礦、白鎢礦●外帶：碳酸鈣高,有方解石；內(nèi)帶：二氧化硅高,有石英二.區(qū)域變質(zhì)1．定義:在T、P、流體的綜合作用下,區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)生的變質(zhì)2.代表性巖石：板巖（贛北浙西瓦板巖）→千枚巖→片巖→斜長角閃巖→片麻巖→麻粒巖→榴輝巖3.代表性礦物：超高壓、高溫:C→金剛石diamond

高壓、低溫:角閃石、鈉長石→蘭閃石glaucophane

高溫、低壓:黏土礦物→紅柱石(Al2SiO5)Andalousite

高溫、高壓:黏土礦物→矽線石(Al2SiO5)Sillimanite

中溫、中壓:黏土礦物→蘭晶石(Al2SiO5)Disthene4.變質(zhì)程度：不同的變質(zhì)巖，原巖可能是同一個(gè),稱等化學(xué)系如黏土巖或頁巖→板巖→千枚巖→片巖→片麻巖

(世界著名的巴羅變質(zhì)帶)三.混合巖化作用migmatizationandmigmatite●定義:區(qū)域高級(jí)變質(zhì)巖進(jìn)一步變質(zhì)，發(fā)生高溫部分熔融（酸化）現(xiàn)象，形成基體+脈體的特殊變質(zhì)巖石（混合巖）●基體：變質(zhì)巖(暗色)；脈體：熔融體（長石,石英，淺色）●原巖經(jīng)徹底改造→花崗巖(稱混合花崗巖),具復(fù)雜扭曲構(gòu)造如閩北蒲城縣，新疆青河縣,極其典型●如交代不徹底：基體>脈體→腸狀、條帶狀；脈體>基體→淺色>深色,混合巖化花崗巖四.韌性剪切變形-動(dòng)力變質(zhì)巖：80年代形成的科學(xué)新理論●定義:伴隨構(gòu)造活動(dòng)而產(chǎn)生的變質(zhì)作用(構(gòu)造角礫巖不是動(dòng)力變質(zhì)巖），以韌性剪切變質(zhì)變形為代表?！衩永鈳rMylonite：韌性剪切變形條件下形成的變質(zhì)巖。

本質(zhì)是位錯(cuò)Dislocation。

片理發(fā)育，強(qiáng)波狀消光，細(xì)粒化、核幔構(gòu)造，不對(duì)稱組構(gòu)、亞顆粒（礦物邊界發(fā)生遷移而成，而非研磨粉碎）。變質(zhì)巖的腸狀褶皺第四章重點(diǎn)一、術(shù)語與概念變余結(jié)構(gòu)，變晶結(jié)構(gòu)；變成構(gòu)造；片麻構(gòu)造;接觸交代、熱力重結(jié)晶、區(qū)域變質(zhì)、動(dòng)力變質(zhì)；基體,脈體；二、重要內(nèi)容1.影響變質(zhì)作用的因素(溫、壓、流體)2.變質(zhì)作用的方式及其代表性巖石(大理巖,矽卡巖；板巖,千枚巖,片巖,藍(lán)片巖,片麻巖(長石+石英>50%,長石>石英),麻粒巖，榴輝巖；混合巖；糜棱巖)3.記住6-8種特征變質(zhì)礦物和代表性的高壓與超高壓礦物：藍(lán)閃石，硬玉，柯石英，金剛石4.敘述變質(zhì)作用-混合巖化作用-巖漿作用的異同點(diǎn)5.三大類巖石的形成與演化關(guān)系南京大學(xué)地球科學(xué)系舒良樹第五章外動(dòng)力作用與沉積巖

Chapter5Externaldynamicworkandsedimentaryrock

普通地質(zhì)學(xué)(GeneralGeology)

Chapter5Externaldynamicworkandsedimentalrock地球動(dòng)力學(xué)Geodynamics：分外動(dòng)力與內(nèi)動(dòng)力二種。a.外動(dòng)力Externalforce：風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積、成巖

意義：說明地質(zhì)發(fā)展史，尋找沉積礦產(chǎn)(煤、石油、鐵等)b.內(nèi)動(dòng)力Internalforce：火山、地震、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、變形等意義：解釋構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)Section1Atmosphere,hydrosphere,biosphereandlithosphere1.大氣圈：無明確的上界;大氣≈N2+O2+Ar+CO2,地表最稠密從地面到高處:對(duì)流層→平流層→中間層→熱成層→外逸層●對(duì)流層Troposphere:頂面距地面高度10-16公里,每上升1公里降溫6.5度(oC)；溫度來自地面輻射的太陽能。

●平流層Stratosphere:頂面距地面高度55公里。頂部為臭氧層。溫度隨高度增加而增加；可至0度以上。不受地表熱輻射或?qū)α鞔髿?/p>