第二章地质案例.ppt

第一节第一节 地壳的物质组成地壳的物质组成第二节第二节 地壳结构地壳结构第三节第三节 地质构造地质构造第四节第四节 地壳运动地壳运动第一节第一节 地壳的物质组成地壳的物质组成一、地壳的元素组成一、地壳的元素组成二、矿物组成二、矿物组成三、岩石组成三、岩石组成四、矿床及矿产资源四、矿床及矿产资源地壳的元素组成地壳的元素组成 地壳中含量最多的是氧，几乎占地壳总重量的地壳中含量最多的是氧，几乎占地壳总重量的12，其次是硅，占，其次是硅，占14强，再次是铝，约占强，再次是铝，约占113，仅这，仅这三者总和就占地壳重量的三者总和就占地壳重量的82以上。以上。地壳中主要元素的平均含量（重量地壳中主要元素的平均含量（重量%）元素元素据克拉克和据克拉克和华华盛盛顿顿（19241924）据据费费尔尔斯斯曼曼（1933193319391939）据据维诺维诺格拉格拉多夫多夫（19621962）据泰勒据泰勒（19641964）O OSiSiAlAlFeFeCaCaNaNaK KMgMgH HTiTiP PC CMnMn49.5249.5225.7525.757.517.514.704.703.293.292.642.642.402.401.941.940.880.880.580.580.120.120.0870.0870.080.0849.1349.1326.0026.007.457.454.204.203.253.252.402.402.352.352.252.251.001.000.610.610.120.120.350.350.100.1047.0047.0029.0029.008.058.054.654.652.962.962.502.502.502.501.871.870.450.450.0930.0930.0230.0230.100.1046.4046.4028.1528.158.238.234.634.634.154.152.362.362.092.092.332.330.570.570.1050.1050.020.020.0950.095图图矿物组成矿物组成（一）（一）矿物的物理性质矿物的物理性质（二）（二）矿物的化学性质矿物的化学性质 （三）矿物分类和常见矿物（三）矿物分类和常见矿物矿物的物理性质矿物的物理性质1、颜色、颜色 矿物的颜色是矿物对可见光中不同波长光波选择性吸收矿物的颜色是矿物对可见光中不同波长光波选择性吸收和反射的物理性能的表征。分为自色、他色和假色和反射的物理性能的表征。分为自色、他色和假色2、条痕、条痕 矿物在无釉瓷板上摩擦所留下的痕迹的颜色，即不透明矿物在无釉瓷板上摩擦所留下的痕迹的颜色，即不透明矿物粉末的颜色。矿物粉末的颜色。自色自色：矿物自身固有的颜色，由矿物成分中所含色素离子和内部构造决定。他色他色：矿物中混入某些杂质表现出的颜色。假色假色：矿物内部裂纹、表面氧化膜等引起的光线干涉干扰作用的呈色现象。3、透明度、透明度 矿物透光能力的大小称为透明度。分矿物透光能力的大小称为透明度。分为：透明、半透明、不透明。为：透明、半透明、不透明。4、光泽、光泽 矿物表面对光线的反射能力。分为：矿物表面对光线的反射能力。分为：金属光泽、半金属光泽、非金属光泽、金刚光泽、金属光泽、半金属光泽、非金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽玻璃光泽透明透明：通过矿物碎片边缘能清晰地看到对方物体的轮廓，如水晶、冰洲石等。半透明半透明：只能模糊地看到对方物体的存在，如浅色闪锌矿、辰砂等。不透明不透明：根本看不到对方物体的存在，如黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿等。金属光泽金属光泽:反射最强，非常耀眼。大部分不透明的金属矿物如自然金、方铅矿、黄铁矿等均具有光亮耀眼的光泽。半金属光泽半金属光泽:反射稍差，暗淡有光，如赤铁矿、磁铁矿、辰砂、黑钨矿等。非金属光泽非金属光泽:不具金属感的光泽。大多为非金属矿物所具有。非金属光泽可以进一步分为：金刚光泽金刚光泽：光泽闪亮耀眼，金刚石、闪锌矿属之。玻璃光泽玻璃光泽：反射较弱，如同普通玻璃表面之光泽。最常见的有方解石、水晶、萤石等。图表图表图表图表5、硬度、硬度 矿物受到刻划、研磨等作用时所表现出来的机械矿物受到刻划、研磨等作用时所表现出来的机械强度，称硬度。强度，称硬度。6、解理与断口、解理与断口 矿物受力后沿着一定结晶方向断开，并产矿物受力后沿着一定结晶方向断开，并产生光滑平面的性质称为解理，裂开的光滑平面称解理面。生光滑平面的性质称为解理，裂开的光滑平面称解理面。有：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、无有：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、无解理解理 断口断口 矿物在受力后，并不是沿着一定结晶方向断开而矿物在受力后，并不是沿着一定结晶方向断开而是沿任意方向破裂，并呈各种凹凸不平的断面，这种断面是沿任意方向破裂，并呈各种凹凸不平的断面，这种断面称为断口。有贝壳状断口和参差状断口称为断口。有贝壳状断口和参差状断口矿物硬度大小主要取决于内部结构质点间连接力的强弱。连接力愈强，抵抗外力作用的强度就越大，硬度也就越高，反之硬度越低。将矿物硬度略列划分为：软(其硬度指甲小刀)和极硬(石英刻不动)四类。极完全解理极完全解理：矿物晶体极易裂成薄片，解里面光滑平整，如云母。其他如石墨、辉钼矿等也有极完全解理。完全解理完全解理：晶体可裂成规则的解理块或薄板。解理面光滑，很难发生断口，如方解石、方铅矿、岩盐等。中等解理中等解理：晶体裂成的碎块上既有解理又有断口，解理面常具小阶梯状，或某一方 向有不太平滑的解理，如长石、角闪石等。不完全解理不完全解理：晶体破裂时很难发现平坦解理面，常为不规则断口，如锡石、磷灰石等。无解理无解理：矿物碎块上都是断口，如黄铁矿、黄铜矿等。图表图表图表图表7、比重、比重 矿物在空气中的重量与矿物在空气中的重量与4时同体积水的时同体积水的重量之比，称为比重。重量之比，称为比重。8、磁性、磁性 为铁、镍、铬等高磁性矿物所具有，如为铁、镍、铬等高磁性矿物所具有，如磁铁矿磁铁矿Fe3O4比重大小主要取决于矿物化学成分和晶体构造。组成矿物的元素的原子量越大，晶体结构中质点的堆积就愈紧密，比重也就愈大。按相对密度，矿物可以分为四级：轻矿物，比重7，如方铅矿和黑钨矿(6.77.5)。矿物的化学性质矿物的化学性质类质同象 化学成分不同但互相类似的两种(或两种以上)组分，可以在一结晶构造中以各种比例互相置换，但不破坏其结晶格架。表24 斜长石分类 同质多象 指同一化学成分的物 质在不同的外界条件(特别是温度)下，可以结晶成两种或两种以上的不同构造的晶体，构成结晶形态和物理性质不同的矿物。表25 金刚石、石墨形态、物理性质对比 矿物分类和常见矿物矿物分类和常见矿物1、矿物的分类自然元素矿物、硫化物、卤化物、氧化物及氢氧化物类矿物、含氧盐矿物、2、常见矿物石英、云母、正长石、斜长石、方解石、角闪石、辉石、橄榄石、萤石、高岭石、磷灰石 表2.6 正长石与斜长石肉眼鉴定时比图图2.1 石英晶体石英晶体 图图2.2 白云母晶体白云母晶体 图图2.3 金云母晶体金云母晶体 图图2.5正长石晶体正长石晶体 图图2.6 斜长石（钠长石）晶体斜长石（钠长石）晶体 图图2.7方解石方解石 方解石方解石caco3菱面体、粒状、块状菱面体、粒状、块状无色、乳白色无色、乳白色玻璃玻璃3菱体面解理菱体面解理图图2.8 角闪石角闪石 图图2.9 辉石辉石 图图2.10 橄榄石橄榄石 萤石萤石 萤石萤石c ca aF F2 2粒状、块状粒状、块状绿色、紫色、玫瑰色绿色、紫色、玫瑰色玻璃玻璃4 高岭石高岭石 高岭石高岭石AL4（SI4O10）（）（OH）8土状、块状土状、块状白色、浅黄色、浅褐色白色、浅黄色、浅褐色土状土状1岩石组成岩石组成（一）岩浆岩（二）沉积岩（三）变质岩（四）岩石的相互转化（一）岩浆岩1、岩浆与岩浆岩的概念、岩浆与岩浆岩的概念2、岩浆岩的物质成分、岩浆岩的物质成分3、岩浆岩的产状、岩浆岩的产状 4、岩浆岩的结构、岩浆岩的结构 5、岩浆岩的构造、岩浆岩的构造 岩浆：在地壳深处生成的、含挥发性成分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体，岩浆：在地壳深处生成的、含挥发性成分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体，亦亦是各种岩浆岩及其矿床的母体。是各种岩浆岩及其矿床的母体。岩浆岩：地下深处的岩浆侵入地壳、喷出地表冷凝而形成的岩石。岩浆岩：地下深处的岩浆侵入地壳、喷出地表冷凝而形成的岩石。化学成分：岩浆岩分为超基性、基性、中性和酸性化学成分：岩浆岩分为超基性、基性、中性和酸性四大类型，四大类型，SiO2SiO2含量分别为含量分别为456565。矿物成分：岩浆岩矿物主要是硅酸盐矿物，分布很矿物成分：岩浆岩矿物主要是硅酸盐矿物，分布很不均匀，最多的是长石、石英、云母、角闪石、辉不均匀，最多的是长石、石英、云母、角闪石、辉石、橄榄石石、橄榄石 岩浆岩的岩体的大小、形状及其与周围岩石相接处岩浆岩的岩体的大小、形状及其与周围岩石相接处的关系，称为岩浆岩的产状。的关系，称为岩浆岩的产状。根据岩体在地壳中形成的深度和方式，分为喷出岩根据岩体在地壳中形成的深度和方式，分为喷出岩体和侵入岩体，侵入岩体又分为深成岩体和浅成岩体和侵入岩体，侵入岩体又分为深成岩体和浅成岩体。体。根据岩体的形状及其与围岩的关系分为：岩盆，岩根据岩体的形状及其与围岩的关系分为：岩盆，岩盖，岩床，岩鞍，岩株，岩瘤，岩脉。盖，岩床，岩鞍，岩株，岩瘤，岩脉。所谓结构是指岩石中矿物颗粒本身的特点（如结晶程度、晶粒大所谓结构是指岩石中矿物颗粒本身的特点（如结晶程度、晶粒大小、晶粒形状等）及颗粒之间的相互关系所反映出来的岩石构成小、晶粒形状等）及颗粒之间的相互关系所反映出来的岩石构成的特征而言。的特征而言。按岩石中矿物的结晶程度分为：全晶质结构、半晶质结构、玻璃按岩石中矿物的结晶程度分为：全晶质结构、半晶质结构、玻璃质（非质（非晶质晶质）结构。）结构。按照组成岩石的矿物颗粒大小分为按照组成岩石的矿物颗粒大小分为:显晶质机构、隐晶质结构。显晶质机构、隐晶质结构。按岩石中矿物颗粒相对大小分为：等粒结构、斑状结构、似按岩石中矿物颗粒相对大小分为：等粒结构、斑状结构、似斑状结斑状结构构 所谓构造是指组成岩石的矿物集合体的形状、大小、所谓构造是指组成岩石的矿物集合体的形状、大小、排列和空间分布等所反映出来的岩石构成的特征而言。排列和空间分布等所反映出来的岩石构成的特征而言。岩浆岩常见的构造有：岩浆岩常见的构造有：块状构造块状构造流纹构造流纹构造 流动构造流动构造气孔构造气孔构造杏仁构造杏仁构造 岩浆活动方式：岩浆活动方式：一是其上升到一定位置，由于上覆岩层的外压力大于岩浆的一是其上升到一定位置，由于上覆岩层的外压力大于岩浆的内压力，使之停滞在地壳中冷凝、结晶，称岩浆的侵入作用。内压力，使之停滞在地壳中冷凝、结晶，称岩浆的侵入作用。由此作用形成的岩石称侵人岩。由此作用形成的岩石称侵人岩。二是岩浆冲破上覆岩层喷出地表，即喷出作用或火山活动二是岩浆冲破上覆岩层喷出地表，即喷出作用或火山活动(挥挥发成分大部逸失发成分大部逸失)，这种作用形成的岩石称喷出岩，又称火山，这种作用形成的岩石称喷出岩，又称火山岩。岩。侵入型岩浆岩：侵入型岩浆岩：花岗岩花岗岩喷出型岩浆岩：喷出型岩浆岩：玄武岩玄武岩图图花岗岩玄武岩玄武岩（二）沉积岩化学成分化学成分：各种先成的岩石碎屑及溶解物质是沉积岩的主要物：各种先成的岩石碎屑及溶解物质是沉积岩的主要物源，但最基本的是来源于地壳最先成的岩石源，但最基本的是来源于地壳最先成的岩石岩浆岩岩浆岩矿物成分矿物成分：石英、长石、白云母、粘土矿物和碳酸盐矿物可占该：石英、长石、白云母、粘土矿物和碳酸盐矿物可占该类岩石矿物总量的类岩石矿物总量的93以上。以上。碎屑结构：碎屑结构：指主要粒级为指主要粒级为0.0051 000mm以上的碎屑物质被胶结物以上的碎屑物质被胶结物胶结所形成的结构胶结所形成的结构，根据碎屑物质来源，可以将碎屑岩进根据碎屑物质来源，可以将碎屑岩进步分为沉步分为沉积碎屑岩和火山碎屑岩。积碎屑岩和火山碎屑岩。沉积碎屑岩（再分为砾岩、砂岩、粉砂岩等类型）：沉积碎屑岩（再分为砾岩、砂岩、粉砂岩等类型）：砾岩类：2mm以下的岩石碎屑组成的岩石。砂岩类：由50以上20.05mm的碎屑组成的岩石。粉砂岩类：由50以上0.050.005mm的碎屑组成的岩石。火山碎屑岩：火山碎屑岩：是火山喷发的碎屑物质在原地或经短距离搬运沉积而成，其所含的火山喷发物质至少在50以上。泥质结构：泥质结构：主要由主要由300km)。3）按地震发生的地表结构形态分：海洋地震和大陆地）按地震发生的地表结构形态分：海洋地震和大陆地震二大类震二大类。2 2、地震、地震（1 1）地震：）地震：由自然原因所引起的地壳震动由自然原因所引起的地壳震动（2 2）地震要素：）地震要素：图图（3 3）地震的分类）地震的分类 ：图图震源：地震的发源地；震源：地震的发源地；震中：震源在地面上的垂直投影；震中：震源在地面上的垂直投影；震源深度从震源至震中的距离；震源深度从震源至震中的距离；震中距震中距：震中到观测点的距离震中到观测点的距离（二）地壳运动学说1、地槽、地槽-地台学说地台学说2、板块构造学说、板块构造学说3、板块的划分、板块的划分 1、地槽、地槽-地台学说地台学说（1）地槽 地槽是地壳中强烈活动的地带，多呈狭长带状。地槽的发展过程：（2）地台 地台是地槽经回返上升后转化而成的相对稳定的地区，或者说是褶皱带经准平原化以后转变而成。地台的内部结构：地台的结构可以分为两个基本构造层(称之双层结构)，下构造层为褶皱基底，上构造层为沉积盖层，中间为一个不整合面分隔开第阶段：强烈下降为主的阶段，总下降速度和幅度都很大第二阶段：强烈上升为主的阶段，也称回返阶段。最后，地槽的各个部分都先后褶皱隆起，海水完全退出，地槽变成错综复杂的山脉(又称褶皱带)。2、板块构造学说、板块构造学说（1)1)大陆漂移说的由来和发展（大陆漂移说的由来和发展（图示图示）（2)2)海底扩张说的提出海底扩张说的提出（3)3)板块构造学说板块构造学说 （图示图示）1912年德国学者魏格纳提出了大陆漂移说，他认为：在年德国学者魏格纳提出了大陆漂移说，他认为：在大约大约3亿年前的石炭纪后期，地球上所有的大陆曾经联亿年前的石炭纪后期，地球上所有的大陆曾经联结在一起，构成一个统一的大陆结在一起，构成一个统一的大陆(称为泛大陆称为泛大陆)，围绕它，围绕它的是一片广阔的海洋的是一片广阔的海洋(称为泛大洋称为泛大洋)，后来由于受地球自，后来由于受地球自转离心力和潮汐力的作用，从中生代开始，泛大陆逐渐转离心力和潮汐力的作用，从中生代开始，泛大陆逐渐破裂、分离，由硅铝层组成的较轻的陆壳浮在较重的硅破裂、分离，由硅铝层组成的较轻的陆壳浮在较重的硅镁层洋壳之上漂移镁层洋壳之上漂移(就像冰山漂浮在水面上就像冰山漂浮在水面上样样)，直至，直至形成现在的海陆分布轮廓。大西洋、印度洋、北冰洋是形成现在的海陆分布轮廓。大西洋、印度洋、北冰洋是在大陆漂移过程中形成的，太平洋则是泛大洋的残余。在大陆漂移过程中形成的，太平洋则是泛大洋的残余。在在20世纪世纪60年代初，美国学者赫斯和迪次提出了海底扩张学年代初，美国学者赫斯和迪次提出了海底扩张学说。该学说认为：洋底一方面在不断生长扩张，另方面却不说。该学说认为：洋底一方面在不断生长扩张，另方面却不断在消亡。洋底生长的地方在洋脊，洋脊中间的裂谷是海洋断在消亡。洋底生长的地方在洋脊，洋脊中间的裂谷是海洋地壳的分裂带，地幔物质呈熔浆沿裂谷向上涌出，然后冷凝地壳的分裂带，地幔物质呈熔浆沿裂谷向上涌出，然后冷凝成新洋壳，并把原来的洋底向两侧对称推移。由于熔浆不断成新洋壳，并把原来的洋底向两侧对称推移。由于熔浆不断地涌出和冷却，结果使洋壳不断地沿洋中脊生长，并向两侧地涌出和冷却，结果使洋壳不断地沿洋中脊生长，并向两侧不断推移扩张不断推移扩张(据计算，其扩张速率大约每年数厘米据计算，其扩张速率大约每年数厘米)，因而造，因而造成了洋中脊的岩石年龄最新，向两侧越来越老，以及地磁异成了洋中脊的岩石年龄最新，向两侧越来越老，以及地磁异常条带沿洋脊两侧对称相间排列的现象常条带沿洋脊两侧对称相间排列的现象 板块学说认为：地球的岩石圈不是整体一块，而是被一些板块学说认为：地球的岩石圈不是整体一块，而是被一些构造活动带构造活动带(如洋脊、海沟、转换断层等如洋脊、海沟、转换断层等)分割成若干块体，分割成若干块体，每个块体就像板子那样驮在地幔软流圈上漂移运动，由于每个块体就像板子那样驮在地幔软流圈上漂移运动，由于这些板块的相互运动而产生的一系列构造现象，称之为板这些板块的相互运动而产生的一系列构造现象，称之为板块构造块构造 图2.23 六大岩石圈板块（勒皮顺，1968）3、板块的划分、板块的划分 太平洋板块，欧亚板块、印度洋板块(包括澳大利亚)、非洲板块、美洲板块和南极洲板块图图威尔逊（，）从板块构造观点出发，将板块运动划分为六个阶段。有人称之为“威尔逊旋回”（1）胚胎期：地幔的活化，引起大陆壳（岩石圈）的破裂，形成大陆裂谷，东非裂谷就是最著名的实例。（2）幼年期：地幔物质上涌、溢出，岩石圈进一步破裂并出现洋中脊和狭窄的洋壳盆地，可以红海、亚丁湾为代表。（3）成年期：洋中脊的进一步延长和扩张作用的加强，洋盆扩大，两侧大陆相向分离，出现了成熟的大洋盆地，洋盆两侧并未发生俯冲作用，与相邻大陆间不存在海沟和火山弧，成为被动大陆边缘。大西洋是其典型代表。（4）衰退期：随着海底扩张的进行，洋盆一侧或者两侧开始出现了海沟，俯冲消减作用开始进行，主动大陆边缘开始出现，洋盆面积开始缩小，两侧大陆相互靠近，太平洋即处于这个阶段。（5）残余期：随着俯冲消减作用的进行，两侧大陆相互靠近，其间仅残留一个狭窄的海盆，地中海即处于这个阶段。（6）消亡期：最后两侧大陆直接碰撞拼合，海域完全消失，转化为高峻山系。横亘欧亚大陆的阿尔卑斯喜马拉雅山就是最好的代表，它是欧亚板块与印度板块碰撞接触的地带，是一条很长的地缝合线。（三）地质年代1、古生物和化石2、地层系统和地质年代（1）绝对地质年代：是通过对岩石放射性同位素含量的测定，并据其蜕变规律而计算出该岩石的年龄。（2）相对地质年代：是指地层的生成顺序和相对的新老关系。古生物化石 地壳构造运动的分析（3)地质年代表地层的形成顺序：据沉积岩生成原理，出露在剖面下面的岩层早生成，上面的岩晚生成，这称为地层层序律。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。