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第一章地质学基础

岩石

定义

是由一种或几种矿物和天然玻璃组成的，具有稳定外形的固态集合体。

按矿物组成

只含有一种矿物的岩石

如石灰岩

由两种或两种以上的矿物组成的岩石

如花岗岩（石英，长石，云母）

种类

岩浆岩（火成岩、花岗岩）

定义

地球内部熔融的岩浆喷出地表或上升到接近于地表的不同深度的地壳中，冷却固化形成的岩石

形成方式

侵入活动

定义

岩浆由地壳深处上升，然后在地壳的不同部位凝固成岩石；
形成的岩石叫侵入岩

分类

浅成侵入岩（辉绿岩）

地表3-5公里以上

深成侵入岩（花岗岩）

岩基

岩株

岩墙（岩脉）

岩床

地表3-5公里以下

喷出活动

定义

岩浆喷到地表，冷却，凝固形成岩石；
形成的岩浆岩叫喷出岩（流纹岩，玄武岩）

喷出岩体

岩盖

岩流

岩钟

结构与构造

岩浆岩的结构

岩石结构

指岩石中所含矿物的结晶程度、颗粒大小、颗粒形状、矿物间结合的方式

结晶

物质从液态（溶液或溶融状态）或气态形成晶体

晶体

即原子、离子或分子按一定的空间次序排列而形成的固体

按结晶程度分

全晶质

岩石中的矿物均为结晶质的

如花岗岩

半晶质

岩石中的矿物部分结晶，部分非结晶

玻璃质

全部为非结晶的

如辉绿岩

按矿物颗粒的相对大小分

等粒状

岩石中的矿物颗粒大小比较一致

斑状

岩石中的矿物颗粒大小显著不同

小者称为石基

大者称为斑晶

按矿物颗粒的绝对大小分

显晶质结构

岩石中结晶颗粒的矿物成分均可肉眼辨认出来

细粒结构

颗粒直径为0.2~2mm

中粒结构

颗粒直径为2~5mm

粗粒结构

颗粒直径大于5mm

隐晶质结构

岩石中的矿物颗粒均不能肉眼识别出其矿物成分

岩浆岩的构造

定义

岩石中矿物的排列方式及填充空间的方式

主要构造

块状构造（均一构造）

岩石中的矿物排列无秩序和方向，无特殊聚集现，呈均匀分布

如花岗岩

流纹构造

熔岩一边流动，一边冷却，使岩石中的不同矿物具有定向排列或呈带状分布

流纹岩常有该构造

气孔构造

岩浆溢出地表，压力突然下降，气体从熔岩中膨胀逸出，在岩石中留下近圆形、椭圆形长条形、波浪形空腔，在冷凝后保留下来的空洞

如玄武岩

杏仁构造

岩石中的气孔被后来的次生矿物所填充，形成杏仁构造

喷出岩

泡沫结构

气孔极多

浮岩

能在水中漂浮

关系

深成岩

全晶质

等粒结构

浅成岩

隐晶质

斑状结构

喷出岩

隐晶质、、

斑状及非晶质结构

流纹构造
气孔构造
杏仁构造

块状构造

分类（SiO₂含量）

>65%（颜色：较浅）

酸性岩

主要矿物

花岗岩

以浅色矿物为主的岩石，浅色矿物中以正长石和石英为最多，酸性的斜长石（主要是富钠贫钙）的斜长石不多

暗色矿物主要是黑云母（最多不超过15%）和角闪石

暗色矿物主要为角闪石时，称为角闪花岗岩

若无暗色矿物或极少时，称为白岗岩

尚含有磷灰石、电石气等次生矿物

风化

粗粒的含长石（特别是斜长石）、黑云母多者容易风化

富含石英和白云母的花岗岩，则难风化

风化物形成的土壤

一般是沙壤质或壤质的土壤

（深成岩）一般为浅色（粉红色、灰白色等）

花岗斑岩

成分相同于花岗岩，全为晶质的，具有似斑状结构

斑晶以长石、石英为主，有时也有云母、角闪石等

（浅成岩）

石英斑岩

斑状结构，斑晶为石英，此外还有透长石（钾长石的一种），石基为隐晶质

流纹岩

具斑状结构，斑晶为石英及无色透明的透长石

（喷出岩）

52-65%（颜色：稍深）

中性岩

（闪长岩——安山岩类）

成分

铁镁含量相对减少很多，出现K₂O

主要矿物浅色更多，浅色矿物中国主要含CaO和Na₂O的中性斜长石

暗色矿物中角闪石占主要地位，次生矿物有辉石、黑云母，如岩石SiO₂含量增加，可出现少量石英和少量正长石

主要矿物

闪长岩

主要由斜长石（70%左右）和角闪石（30%左右）组成，其次含一些辉石、黑云母及磷灰石等，正长石和石英以少量出现

岩石中含有约10%左右石英称为石英闪长岩；如含有黑云母较多称为黑云母闪长岩

（深成岩）多为灰色、淡灰绿色

闪长玢岩

成分与闪长岩相同；斑晶为斜长石

（浅成岩）

安山岩

成分与闪长岩相同，生成环境不同

（喷出岩）常为褐色、紫红色、灰色或灰绿色

（正长岩——粗面岩类）

成分

本类岩石SiO₂含量和闪长岩类差不多，是硅酸正好饱和的岩石，故一般不含石英

其主要矿物为正长石，暗色矿物很少，多为黑云母、角闪石和辉石等

主要矿物

正长岩

几乎全部有肉红色或灰白色的正长石组成，暗色矿物常有黑云母、角闪石和辉石，一般无石英，副产物有磷灰石、磁铁矿等

多为肉红色、灰白色

正长斑岩

其成分完全与正长岩相同，主要特征是具正长石斑晶，但暗色矿物也有成为斑晶的，其量很少

（浅成岩）

粗面岩

其成分与正长岩完全相同

（喷出岩）一般为灰白色或粉红色

40-52%（颜色：较深）

基性岩

成分

铁镁含量相对较少

浅色矿物斜长石、暗色矿物以辉石为主

主要岩石

辉长岩

主要由辉石和基性斜长石（钙斜长石）组成，另外也也有一些橄榄石、角闪石和黑云母等次生矿物

（深成岩）常褐绿色

辉长辉绿岩

成分与辉长岩相同，颜色较深，斑晶为斜长石

也有称之为辉长玢岩

具斜长石斑晶

玢岩

具正长石斑晶

斑岩

（浅成岩）颜色较深

玄武岩

成分与辉长岩相似；多气孔→风化迅速

（喷出岩）多为黑色或暗褐色

<40%（颜色：很深）

超基性岩

成分

铁镁矿物占95%以上

主要岩石

橄榄岩

主要由橄榄石（绿色、有时褐色晶粒体）和辉石（黑色）组成

暗绿色或黑绿色

辉岩

主要由辉石组成，也可含一些橄榄石、铁矿等

褐色或褐绿色

其它岩石

角闪石、黑云母

次生矿物

蛇纹石、滑石、绿泥石等

其他类岩石

脉岩类

火山玻璃岩类

黑曜岩

珍珠岩

浮岩

火山碎屑岩类

火山集块岩

火山角砾岩

凝灰岩

沉积岩（页岩）

定义

地壳表面原有岩石（岩浆岩、变质岩和原有的沉积岩），经过风化、搬运、沉积和成岩等过程而再次形成的岩石

如砾岩，页岩

矿物成分

碎屑矿物（继承矿物）

是母质的机械破碎后继承下来，抵抗风化能力较强的矿物

如石英、长石、白云母及部分岩石碎屑

黏土矿物

主要由含硅酸盐矿物的岩石经过化学风化作用分解后产生的新的矿物

如高岭石、铝土矿、水云母、蒙脱石

化学和生物成因的新矿物

为溶液中沉积的矿物，包括从胶体溶液中及真溶液中或生物作用沉积出来的矿物

如方解石、白云石、蛋白石、玉髓、石膏、重晶石、褐铁矿、赤铁矿

颜色

颜色取决于沉积岩物质组成中的碎屑成分、矿物成分和胶结物成分，以及混入杂质的颜色，还与沉积环境有关（氧化或还原条件）。

结构

定义

岩石的质点大小、形状及胶结物的数量所形成的特征叫做结构

依形状分

粒状、砾状、角砾状

依直径大小分

砾状

d>2mm

砾岩

砂状

2>d>0.05mm

砂岩

粉砂状

0.05>d>0.005mm

黄土

泥状

d<0.0005mm

黏土岩

泥质结构

由生物遗传积累及化学成分相结合而形成的一种结构；外观为微小的结晶粒状结构，豆状结构、致密状结构

生物/化学结构

碎屑结构

构造

定义

指沉积岩中各个组成部分的空间分布和排列方式，即沉积岩的外貌特征

层理构造

定义

沉积岩的矿物组成、颗粒大小、形状、颜色等沿垂直方向发生变化，显示成层现象叫层理。

页理

岩石呈薄层,形似书页，称页理构造，是特殊的层理（厚度在1cm以下的水平层理）

分

巨厚层（块状层）

100 厘米

厚层

50-100厘米

中厚层

10-50 厘米

薄层

1-10 厘米

页片层(微层)

0.1-1 厘米

微细层

＜0.1 厘米

按形态和成因分

水平层理

纹层呈直线状互相平行，并且平行于层面

沉积环境稳定，较深的海洋湖泊

斜层理

相邻层系互相平行，各层系中的细层均向一个方向倾斜

河流沉积物成岩，多见于湖滨、海滨、三角洲

交错层理

多组不同方向的斜层互相交错切割而成的

水流或风运动方向频繁变化形成

层面构造

定义

层与层之间的接触面叫层面

在沉积岩层面上经常保留有自然作用产生的一些痕迹

如波痕、泥裂（干裂）、雨痕等

分

波痕

泥裂（干裂）

雨痕、虫迹、生物化石等

结核

胶体物质围绕某些质点（如砂粒、贝壳和其它矿物等）为中心层层凝聚，形成其同心结构的结核

分类

沉积岩

砾岩类（粗碎屑岩）

角砾岩

砾岩

砂岩类（中碎屑岩）

粗砂岩

中砂岩

细砂岩

粉砂岩

黏土

页岩

泥岩

碳酸盐岩

石灰岩

泥灰岩

白云岩

燧石岩

磷块岩

变质岩（板岩）

定义

由于地壳运动和岩浆活动，使原有的岩石受到高温、高压和（或）化学活性物质的作用，从而改变了原来的结构、构造及矿物成分，形成新的岩石叫变质岩

矿物成分

原有岩石残留的矿物

变质后出现的变质矿物（红柱石，滑石，石墨等）

结构

变晶结构

变余结构

碎裂结构

构造

片理构造（定向构造）

板状构造（劈理构造）

千枚状构造

片状构造

片麻状构造

块状构造

变余构造

变质岩

板岩

千枚岩

片岩

片麻岩

大理岩

石英岩

矿物

定义

地壳中的化学元素，在各种地质作用下形成的自然均质体产物

广义的矿物还包括地幔矿物、陨石矿物、宇宙矿物、人造矿物

按形成的地质作用分类

岩浆矿物

原生矿物

由地壳深处的岩浆冷却而成的矿物

如石英，长石，云母等

表生矿物

变质矿物

次生矿物

由原生矿物经过化学变化形成与新环境相适应的矿物

方解石，高岭石，蛇纹石等

物理性质

颜色

自色

本身所固有的颜色

磁铁矿的铁黑色，孔雀石的翠绿色

他色

杂质、气泡等机械混入而染的颜色

无色透明的水晶可被锰、铬等离子染成紫色，玫瑰色等

假色

内部裂缝、解理面及表面的氧化膜引起的光波的干涉而产生的颜色

石膏、方解石、斑铜

条痕

定义

矿物在瓷板上刻画留下的矿物粉末颜色

目的

消去假色、减弱他色、保存自色

透明度

定义

光线透过矿物多少的程度

分类

透明

透明矿物

矿物碎片边缘能清晰地透见他物

如水晶

半透明

半透明矿物

矿物碎片边缘可以模糊地透见他物或有透光现象

如闪锌矿等

不透明

不透明矿

矿物最片边缘不能透见他物

如黄铜矿

光泽

金属光泽

反射光很强，如同金属表面闪烁的光芒

如方铅矿、黄铜矿、辉钼矿

半金属光泽

反射光强，但没有金属光泽那样亮光，多出现在黑色金属矿物表面

如磁铁矿、铬铁矿、赤铁矿

非金属光泽

金刚光泽

玻璃光泽

断口处常

油脂光泽

石英断口

土状光泽

丝绢光泽

纤维石膏、石棉

珍珠光泽

云母、滑石

硬度

定义

矿物抵抗外力刻划、压入或摩擦的能力

测量硬度

在室内一般用摩氏（莫氏）硬度计来确定某种矿物的相对硬度（划痕硬度）

野外测定矿物硬度，可用指甲（2.5），铜板（3.0），小刀（5.5-6.0），钢锉（7.0）等作为硬度计的代用品

摩式硬度表
（相对大小）

硬度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石

解理和断口

解理

定义

矿物受外力作用后，沿一定方向发生破裂并产生光滑平面的性质

解理面

矿物沿一定方向裂开形成的光滑平面

注

结晶质的矿物才具有解理，非结晶质的矿物不具解理

分级

极完全解理

完全解理

中等解理

不完全解理

极不完全解理

断口

定义

矿物受外力作用后破裂成凸凹不平的不规则断面

按形状分类

贝壳状

石英

锯齿状

纤维石膏

参差状

黄铁石

土状

高岭石

平坦状

蛇纹石

相对密度
又称比重

定义

矿物重量与4℃时同体积的水的质量之比

分类

轻矿物

＜2.5

如石墨，自然硫，石膏

中等相对密度

2.5~4

多数矿物属于此类

重矿物

＞4

多为金属矿物

地球

外圈

大气圈、水圈、生物圈、（智慧圈）

内圈

地壳（16km）

上层（硅铝层、花岗岩层）
ρ=2.7g/cm³

硅（73%）、铝（13%）

下层（硅镁层、玄武岩层）
ρ=3.1g/cm³

硅（49%）、铁和镁（18%）、铝（16%）

莫霍面

地幔（超2800km）
ρ=4.5g/cm³

上地幔

软流层以上为岩石层

中部为软流层可以缓慢流动

铁、镁成分，超基性岩

激增带（1000km）

下地幔

下部ρ=5.7g/cm³

镁、镍为多

古登堡面（2898km）

地核（3473km）

外核ρ=10.5g/cm³

过渡区

内核ρ=12.9g/cm³

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