1、普通地質(zhì)學(xué),第二章 地殼的物質(zhì)組成,江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 謝文偉 謝宇飛 制作,2.1 組成地殼的化學(xué)元素,第一節(jié) 組成地殼的化學(xué)元素,克拉克值（地殼元素豐度）地殼中化學(xué)元素的平均質(zhì)量百分比。,（據(jù)劉英俊等，1984）,地殼主要元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（wB/）,從表中可以看出，地殼中的各種化學(xué)元素分布極不均勻：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、Mn十種元素占地殼總質(zhì)量的99，而其他元素的總和還不到1。,2.2 組成地殼的礦物（概述）,第二節(jié) 組成地殼的礦物,礦物是天然產(chǎn)出的元素的單質(zhì)或化合物，具有一定的化學(xué)成分和物理性質(zhì)，是組成巖石或礦石的基本單元。,單質(zhì)礦物由單獨(dú)一種自然元素組成，如石

2、墨（C）、金（Au）。,多數(shù)礦物是由幾種元素化合而成的，如：黃鐵礦（FeS2）、方解石（CaCO3）、石英（SiO2）。,黃鐵礦FeS2,方解石CaCO3,橄欖石（Fe,Mg)SiO4,石英晶簇,2.2 組成地殼的礦物（形狀）,絕大多數(shù)礦物是以固體形態(tài)出現(xiàn)的（固態(tài)礦物），其中大多數(shù)為晶質(zhì)體，少數(shù)為非晶質(zhì)體。,晶質(zhì)體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（原子、離子、分子）呈有規(guī)律的排列，相互間的結(jié)合力就是化學(xué)鍵?；瘜W(xué)鍵性不同構(gòu)成不同的晶格類(lèi)型。晶體又分為顯晶質(zhì)體和隱晶質(zhì)體。,礦物具有不同的形態(tài)和物理性質(zhì)，這是識(shí)別和鑒定礦物的重要標(biāo)志。,顯晶質(zhì)體,隱晶質(zhì)體,非晶質(zhì)體 （據(jù)常麗華，2006）,2.2 組成地殼的礦物（形狀）,1

3、.礦物單體的形態(tài),是指礦物單個(gè)晶體的形態(tài)，主要有以下形狀：,一向延伸型晶體 柱狀、針狀、纖維狀等 如：石英、綠柱石、電氣石、石棉等,二向延展型晶體 板狀、片狀等。 如： 云母、重晶石等,三向等長(zhǎng)型晶體 粒狀。 如：石榴子石、黃鐵礦等,一、礦物的形態(tài),礦物的形態(tài)是指礦物的外貌特征，是礦物成分、晶體構(gòu)造和生成環(huán)境等綜合影響的結(jié)果。因此是鑒定礦物的重要特征之一，還可以了解礦物的生成環(huán)境。,*圖片引自,*柱狀,*粒狀,*板狀,片狀,2.2 組成地殼的礦物（形狀）,2.礦物集合體的形態(tài),自然界中絕大多數(shù)礦物是以集合體的形態(tài)出現(xiàn)，指的是同種礦物的不規(guī)則連生體。,隱晶和膠態(tài)集合體,顯晶質(zhì)集合體柱狀、針狀、纖

4、維狀、板狀、片狀、粒狀集合體。,分泌體：如瑪瑙； 結(jié)核體：如鮞狀、豆?fàn)睢⒛I狀赤鐵礦； 鐘乳狀：如方解石鐘乳； 致密塊狀和土狀塊體：蛋白石、高嶺土等。,土狀,豆?fàn)?分泌體,柱狀,片狀,柱狀,2.2 組成地殼的礦物（物理性質(zhì)）,二、礦物的物理性質(zhì),1.礦物的光學(xué)性質(zhì),礦物的光學(xué)性質(zhì)是指礦物對(duì)自然光的反射、折射和吸收等所呈現(xiàn)的光學(xué)現(xiàn)象。 主要有顏色、條痕、光澤和透明度。,顏色是礦物吸收可見(jiàn)光后所呈現(xiàn)的色調(diào)。在礦物的新鮮面上直接觀察到的顏色。,條痕是礦物在較硬的瓷板上刻劃 后所留下的粉末顏色。,條痕色與礦物顏色可以一致（如褐鐵礦）也可以不一致（如黃鐵礦），是鑒定礦物的重要依據(jù)之一。,2.2 組成地殼的

5、礦物（物理性質(zhì)）,透明度礦物透過(guò)可見(jiàn)光的程度（以厚度0.03mm為標(biāo)準(zhǔn)，通常在礦物碎片邊緣觀察）。,透 明：水晶、冰洲石 半透明：閃鋅礦、辰砂 不透明：黃鐵礦、菱鐵礦,光澤礦物表面對(duì)可見(jiàn)光的反射能力。,金屬光澤：方鉛礦、黃銅礦 半金屬光澤：磁鐵礦、黑鎢礦 金剛光澤：金剛石、閃鋅礦 玻璃光澤：石英、長(zhǎng)石、方解石,非金屬光澤：油脂光澤、珍珠光澤（云母） 絲絹光澤（絹云母）、蠟狀光澤（葉蠟石） 土狀光澤（高嶺石）等。,透明 玻璃光澤,半透明 金剛光澤,不透明 金屬光澤,石英晶面呈玻璃光澤，但其貝殼狀斷口呈油脂光澤,高嶺石土狀光澤,2.2 組成地殼的礦物（物理性質(zhì)）,指礦物抵抗外力作用（刻劃、打擊、壓

6、拉等）所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)，包括礦物的解理、斷口、硬度。,解理礦物受外力作用后，沿一定方向裂開(kāi)的性質(zhì)。裂開(kāi)的光滑平面叫解理面。,極不完全解理（無(wú)解理）：石英、石榴石,極完全解理：云母（一組）,完全解理：螢石（四組）、方解石（三組）、方鉛礦（三組）,中等解理：輝石（二組）、角閃石（二組）,不完全解理：磷灰石、綠柱石,2.礦物的力學(xué)性質(zhì),利用云母的極完全解理將云母剝離為極薄的薄片,石英：極不完全解理,方解石：完全解理,顯微鏡下顯示角閃石的完全解理,2.2 組成地殼的礦物（物理性質(zhì)）,斷口礦物受外力作用后，沿任意方向裂成凹凸不平的破裂面。常見(jiàn)斷口有：,石英的貝殼狀斷口,一般解理發(fā)育的礦物無(wú)斷口，斷口發(fā)育

7、的礦物無(wú)解理,硬度指礦物抵抗摩擦或刻劃的強(qiáng)度，是鑒定礦物的重要依據(jù)之一。,鋸齒狀斷口：自然銅,摩氏硬度計(jì)選出的10種硬度不同的礦物，按硬度由小到大排序，作為測(cè)定比較其他礦物硬度的標(biāo)準(zhǔn)。,在實(shí)際工作中，常用隨身工具進(jìn)行比較確定：手指甲（硬度為2.5）、小刀或玻璃硬度為5.5。,黃鐵礦參差不齊斷口,土狀斷口：高嶺土,2.2 組成地殼的礦物（物理性質(zhì)）,影視：摩氏硬度計(jì),摩氏硬度計(jì),來(lái)源：武漢地質(zhì)學(xué)院電教室,2.2 組成地殼的礦物（物理性質(zhì)）,3.礦物的相對(duì)密度 指礦物的重量與4時(shí)同體積水的重量之比。在肉眼鑒定礦物時(shí)，一般憑經(jīng)驗(yàn)用手掂量大致估計(jì)，可分為三級(jí)：,重礦物：方鉛礦,中等密度礦物：正長(zhǎng)石,輕

8、礦物：高嶺石,2.2 組成地殼的礦物（常見(jiàn)礦物）,斜長(zhǎng)石 39%,鉀長(zhǎng)石12%,石英12%,輝石11%,角閃石5%,云母 5%,稀土礦物4.6%,橄欖石3%,方解石1.5%,白云石 0.9%,磁鐵礦（鈦鐵礦）1.5,其他礦物 4.5%,三、常見(jiàn)礦物,地殼中發(fā)現(xiàn)的礦物有4000多種，但是常見(jiàn)礦物只有幾十種，主要礦物不過(guò)十幾種：,2.2 組成地殼的礦物（常見(jiàn)礦物）,1.石英SiO2 具有規(guī)則的幾何外形的晶體，其中無(wú)色透明者通常稱(chēng)為水晶；晶形呈六方柱狀，柱面有橫紋；顏色很多，常見(jiàn)者為無(wú)色、乳白色；石英常呈斑狀或塊狀；硬度7；相對(duì)密度2.67；晶面上呈玻璃光澤；無(wú)解理，斷口呈貝殼狀，斷口上呈油脂光澤。

9、石英用途很廣，可做玻璃原材料，制做石英器皿；顏色鮮艷和純凈無(wú)缺陷的水晶可做寶石和光學(xué)材料；具壓電性的晶體可用做無(wú)線電通訊器材。,2.正長(zhǎng)石 KAlSi3O8 晶體呈短柱狀，通常為粒狀或塊狀；顏色常為肉紅、 褐黃色；硬度6；相對(duì)密度2.5； 玻璃光澤；兩組解理。 可制作瓷釉，并可提制鉀肥。,常見(jiàn)礦物的特征,石英晶簇,致密塊狀石英,晶體呈假六方柱狀；黑色、褐色；珍珠光澤，解理面上有 珍珠彩暈；其他物理性質(zhì)與白云母類(lèi)同。,2.2 組成地殼的礦物（常見(jiàn)礦物）,3. 斜長(zhǎng)石 斜長(zhǎng)石是鈉長(zhǎng)石（NaAlSi3O8）與鈣長(zhǎng)石（CaAl2Si2O8）混合組成的系列礦物的總稱(chēng)；晶形呈柱狀、厚板狀，常為粒狀或塊狀；

10、顏色多呈灰白色，有時(shí)微帶淺棕、淺藍(lán)及淺紅色；硬度66.5；相對(duì)密度2.612.76；玻璃光澤；兩組解理。也可用作陶瓷原料。,4. 白云母 KAl2AlSi3O10(OH，F(xiàn))2 晶體呈假六方柱狀；無(wú)色或白色，常帶淺綠、淺黃及淺灰色；硬度23；相對(duì)密度2.763.2；極完全片狀解理，可以順著解理面剝成很薄的薄片；薄片具彈性；呈鱗片狀者叫絹云母。白云母具有良好絕緣性，可用于電器工業(yè)中。,5. 黑云母 K(Mg，F(xiàn)e)3AlSi3O10 (OH，F(xiàn))2,2.2 組成地殼的礦物（常見(jiàn)礦物）,6. 普通角閃石 Ca2Na(Mg,Fe)4(Al,Fe) (Si,Ai)2O6,晶體呈短柱狀、粒狀；黑色、深黑

11、棕色；硬度56；相對(duì)密度3.23.6；玻璃光澤；兩組解理，橫切面上兩組解理的交角為93與87。,晶體呈粒狀；橄欖綠色、淺綠黃色；硬度6.57；相對(duì)密度3.33.5；性脆；玻璃光澤。,晶體呈柱狀；深綠色或黑色；硬度56；相對(duì)密度3.13.3；玻璃光澤；有兩組解理，橫切面上兩組解理的交角為124與56。,7. 普通輝石 （Ca,Na）（Mg,Fe2+,Al,Fe3+）（Si,Ai)2O6,8. 橄欖石 (Mg，F(xiàn)e)2SiO4,角閃石,輝石,*橄欖石,*圖片引自/pet/thins/jpgs/1.003.jpg,*橄欖石,2.2 組成地殼的礦物（常見(jiàn)礦物）,A代表

12、Mg2+、Ca2+；B代表Al3+、Fe3+。常見(jiàn)的石榴子石有： 鈣鐵石榴子石 Ca3Fe2SiO43 褐紅色、黑色； 鈣鋁石榴子石 Ca3Al2SiO43 淺黃、淺綠、黃褐色。 石榴子石的晶體常為菱形十二面體、四角三八面體；常以粒狀或塊狀集合體產(chǎn)出；硬度6.77.5；相對(duì)密度3.54.3；油脂光澤和玻璃光澤。紅色石榴子石可琢磨成寶石。,9. 石榴子石 A3B2SiO43,10. 方解石 CaCO3,晶體呈菱面體及復(fù)三方偏三角面體等；常呈粒狀、塊狀集合體；無(wú)色或乳白色；硬度3；相對(duì)密度2.62.8；玻璃光澤；性脆；具有菱面體解理。方解石與鹽酸作用時(shí)，反應(yīng)激烈（劇烈起泡），放出CO2氣體。無(wú)色、

13、透明無(wú)裂痕的完好方解石叫冰洲石，是重要的光學(xué)材料。,2.2 組成地殼的礦物（常見(jiàn)礦物）,11. 白云石 CaMgCO32,12. 高嶺石 Al4(Si4O10)(OH)8,13. 黃鐵礦 FeS2,與稀冷鹽酸作用反應(yīng)較緩慢（起泡不劇烈），可與方解石區(qū)別。用作建筑材料；在冶金工業(yè)中用作熔劑；提煉金屬鎂的原料。,晶體呈極細(xì)小的片狀微粒；常組成致密塊狀、土狀集合體，土狀集合體又叫高嶺土；硬度1；相對(duì)密度2.6；鱗片和薄片無(wú)色，致密塊狀者為白色、淺黃色或淺褐色；土狀光澤，潮濕后具可塑性，但無(wú)膨脹性?？捎米魈沾稍?、耐火材料和造紙工業(yè)等；優(yōu)質(zhì)高嶺土可制金屬陶瓷，用于導(dǎo)彈、火箭工業(yè)。,晶體呈立方體或五角十

14、二面體；常呈塊狀集合體；淺銅黃色；條痕綠黑色；硬度66.5；相對(duì)密度4.95.2；金屬光澤。黃鐵礦是制造硫酸和硫黃的主要原料。,2.2 組成地殼的礦物（常見(jiàn)礦物）,14. 褐鐵礦 Fe2O3nH2O,15. 赤鐵礦 Fe2O3,16. 磁鐵礦 Fe3O4,17. 黃銅礦 CuFeS2,通常為土狀、塊狀、結(jié)核狀等；顏色為黃褐色；條痕黃褐色；硬度5.5；相對(duì)密度55.3；半金屬或土狀光澤。褐鐵礦是重要的煉鐵原料。,常見(jiàn)者為致密塊狀、腎狀、土狀等；鋼灰色、鐵黑色、紅或褐色；條痕呈櫻紅色；硬度5.5；相對(duì)密度55.3；半金屬或土狀光澤。赤鐵礦是重要的煉鐵原料。,晶體常呈八面體和菱形十二面體，通常為粒狀

15、或塊狀集合體；顏色為鐵黑色；條痕亦為鐵黑色；硬度6；相對(duì)密度5.2；具強(qiáng)磁性；半金屬光澤。磁鐵礦是重要的煉鐵原料。,常見(jiàn)者為致密塊狀集合體等；黃銅色；條痕為黑綠色；硬度34；相對(duì)密度4.14.3；金屬光澤。黃銅礦是煉銅的主要原料。,2.3 組成地殼的巖石（結(jié)構(gòu)構(gòu)造）,第三節(jié) 組成地殼的巖石,巖石是天然形成的，由一種或多種礦物（包括火山玻璃、生物遺骸、膠體等 ）組成的固態(tài)集合體，是地球發(fā)展到一定階段、由各種地質(zhì)作用形成的產(chǎn)物。,地殼是由各種不同的巖石組成的，按照巖石的形成原因不同分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖,一、巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造,不同的巖石具有不同的化學(xué)成分、礦物組成、顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，這些是區(qū)別

16、巖石類(lèi)型的重要依據(jù)。,1.巖石的結(jié)構(gòu),巖石中各礦物之間相互關(guān)系的反映，如等粒結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)等。,2.巖石的構(gòu)造,巖石中由于物質(zhì)組成的差異或結(jié)構(gòu)的差異所反映出的外觀的總體特征，如氣孔狀構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造等。,2.3 組成地殼的巖石（巖漿巖）,（一）巖漿巖（火成巖）,巖漿是地殼深部或上地幔形成的以硅酸鹽為主要成分的熾熱、黏稠、含有揮發(fā)分的熔融體。,巖漿巖是由地下深處的巖漿，上升侵入地殼或噴出地表，冷卻凝固形成的巖石，故又稱(chēng)為火成巖。,花崗巖,流紋巖,玄武巖,輝長(zhǎng)巖,二、巖石的分類(lèi),2.3 組成地殼的巖石（沉積巖、變質(zhì)巖）,（三）變質(zhì)巖,地殼中原來(lái)已經(jīng)存在的各種巖石，由于地質(zhì)環(huán)境、物理化學(xué)條件的改變，在基本保持固體狀態(tài)下，發(fā)生成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等變化而形成的新巖石。,是在