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1 矿物和岩石_图文

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第一篇 地质学基础第一节 概述第一章 矿物和岩石赤道半径: 大气圈 水圈 生物圈 人类圈地球内部层圈 地壳 地幔 地核莫霍面古登堡面一 、 地壳莫霍面以上 , 地球表部的薄壳莫霍面上部 下部 厚度 结构 年龄陆壳 花岗岩 玄武岩 变化大 复杂,发育褶皱 46亿年洋壳 缺失 玄武岩 较薄 无褶皱 2亿年陆壳、洋壳的区别克拉克值 —— 各种元素在地壳中的平均百分含量F. W. (1847889年 , 克拉克发表了关于元素地球化学分布的论文将不同大陆岩石的许多分析数据分别求得平均值元素地质作用矿物岩石岩浆岩沉积岩变质岩分布面积广质量百分比最大黑云母石英 长石花岗岩氧、硅、铝、铁、钙等二 、 地幔 、 软流圈 、 岩石圈地幔为地球的主体部分 ( 以软流圈为界: 上地幔 下地幔软流圈以上为岩石圈地震波速明显降低三 、 地核古登堡面以下至地心密度高 , 铁 、 镍组成古登堡面第二节 地质作用一 、 地质作用的概念自然界发生的改变固体地球 物质组成 、 构造 和 地表形态 的作用地震圣海伦火山(美国 · 华盛顿 )1980年 5月 17日 1980年 9月 10日2010年舟曲泥石流2011年日本地震海啸板块运动岩石风化喜马拉雅山脉华北平原变迁示意图二 、 地球上的能及其来源( 一 ) 内部能1、 重力能2、 地热能3、 地球的旋转能( 二 ) 外部能1、 太阳辐射能2、 日 、 月引力能三 、 地质作用基本类型( 一 ) 内动力地质作用1、 构造运动 ( 地壳运动 )褶皱、断裂2、 地震作用1976年唐山大地震3、 岩浆作用岩浆的形成 、 运动直至冷凝固结的过程4、 变质作用使岩石成分 、 结构构造发生变化 , 变为新的岩石受挤压,矿物颗粒呈条带状排列各种内力地质作用的内在联系构造运动 岩浆作用地震作用变质作用断裂改变岩石性质形成断裂( 二 ) 外动力地质作用1、风化作用受大气、水和生物作用及地表温度变化的影响,岩石在 原地破坏分解2、剥蚀作用地面流水、地下水、风、冰川、湖泊、海洋等在运动过程中对地表岩石、土壤等的破坏过程, 一般不停留在原地冰蚀作用海蚀作用3、搬运作用剥蚀产物 被流水、地下水、风、冰川、湖泊等 搬离原地 ,迁移到其他地方。风的搬运 水的搬运4、沉积作用被搬运的物质到达适当场所因 条件变化 而发生沉淀、堆积。河流三角洲的形成长江三角洲黄土高原5、沉积成岩作用沉积物逐层堆积,压固、脱水、胶结变成坚硬岩石的过程6、下坡运动地表的松散堆积物或基岩在重力作用下崩落或沿斜坡下移滑坡 崩塌岩土体在重力作用下,突然崩塌沿软弱面 /软弱带,顺坡滑动内力地质作用起主导作用,改造地壳外力地质作用进行加工第三节 矿物一 、 矿物的概念概念: 地质作用 过程中 ( 天然条件下 ) 形成的元素单质或无机化学物 。表生矿物变质矿物矿物分类组成晶体矿物非晶体矿物岩浆矿物深色矿物浅色矿物原生矿物次生矿物单质矿物化合物矿物成因颜色晶体1、 结晶质矿物按照严格规律排列的固体 , 结构稳定分为 显晶质 和 隐晶质食盐晶体 石英晶体 金刚石晶体生长空间对晶形的影响自形 它形规则 不规则2、 非晶质矿物特点:内部排列没有规律性外表不具有固定的几何形态分为 胶体 和 玻璃质蛋白石褐铁矿二 、 矿物的物理性质( 一 ) 解理矿物晶体受力后沿一定方向的平面破裂 —— 解理无固定方向破裂并呈各种凹凸不平的断面 —— 断口受力解理矿物矿物的解理示意图方解石 — 三向解理 石英 — 贝壳状断口晶体上出现解理的方向数,称为 解理组数不同方向解理面之间的夹角,称为 解理夹角 如石盐具有三组解理,解理夹角为 90°云母(一组) 食盐(三组)节理分类:(1)极完全解理: 解理面大而平坦,极光滑,解理片极薄如,云母(2)完全解理: 常裂成规则的解理块,解理面大,光滑而平坦如,方解石(3)中等解理: 解理面不大,平坦和光滑程度也较差(4)不完全解理: 解理面小且不光滑平坦,碎块上主要是断口(5)极不完全解理: 无解理,如,石英极完全解理(云母) 完全解理(方解石)中等解理(普通辉石) 不完全解理(磷灰石)( 二 ) 硬度矿物抵抗刻划 、 摩擦的能力 , 分 10个等级硬度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石1 滑石 2 石膏 3 方解石4 萤石 5 磷灰石 6 正长石9 刚玉7 石英10 金刚石8 黄玉方解石(透明)闪锌矿(半透明)( 三 ) 透明度矿物透过可见光波的能力 , 分为 透明 、 半透明 、 不透明水晶(透明)辰砂(半透明)黄铁矿(不透明)磁铁矿(不透明)( 四 ) 光泽定义: 矿物表面的反光能力 ( 矿物的晶面或解理面 )分类: 玻璃光泽 、 金刚光泽 、 半金属光泽 、 金属光泽方解石玻璃光泽 像普通玻璃一样的光泽 。 大约占矿物总数 70% 的矿物水晶金刚石 闪锌矿金刚光泽 像钻石金刚石一样的光泽 , 光泽闪亮耀眼黑钨矿半金属光泽 像未经磨光的金属表面那样的光泽 , 较金属光泽稍弱 ,暗淡而不刺目金属光泽 像金属磨光面一样的光泽 , 表面反光极强黄铁矿 金矿石• 油脂光泽– 解理不发育的透明矿物,在不平坦的断口上表现的如同 固态油脂 一样的光泽– 如,石英、石榴石的断口• 丝绢光泽– 透明矿物呈纤维状集合体时,表面呈现丝绸一样的光泽。– 如,纤维状石膏、石棉• 珍珠光泽– 部分透明、解理完全或极完全的矿物,由于内层解理面反射光相互干涉形成类似珍珠或贝壳珍珠层表面的柔和又多彩的光泽。– 如白云母、方解石的解理面• 土状光泽– 粉末状或土状隐晶质矿物集合体表面呈现的类似粘土样的黯淡光泽。– 如隐晶质高岭石树脂光泽蜡状光泽( 五 ) 颜色矿物对不同波长可见光吸收程度不同的反映 ,分为:自色 、 他色 、 假色 自色 :矿物本身所固有的颜色,是由矿物的成分(色素离子)和构造决定孔雀石 钴华 他色 :颜色与本身的化学成分无关,因所含的杂质成分引起的紫水晶(锰和铁) 黄水晶(铁)纯净水晶 假色 :由于矿物内部裂缝、解理面及表面的氧化膜引起的光波的干涉而产生的颜色。斑铜矿( 六 ) 条痕条痕:矿物粉末的颜色 , 常用于鉴定 不透明矿物 的特征同种矿物出现不同的颜色时,条痕一致实例:块状赤铁矿的条痕 痕不一致黄铁矿的条痕 然金的条痕 然金不同矿物条痕颜色( 七 ) 形状片状 、 肾状 、 鲕状 、 菱形 、 立方状 、 板状 、 致密状等 。片状(云母) 肾状(赤铁矿)鲕状(赤铁矿) 菱形(冰洲石)立方状(萤石)板状(石膏) 致密状(高岭石)( 八 ) 其他性质相对密度: 纯净的矿物在空气中的质量与同体积水在 4℃时质量之比值 轻极 相对密度< 石盐、石膏 中级 相对密度为 4,如石英、斜长石 重级 相对密度> 4,如重晶石、磁铁矿。磁性: 矿物能被磁铁吸引 , 甚至本身能吸引铁屑的性能矿物中含有铁 、 钴 、 镍 、 钛等元素弹性: 矿物受外力作用发生弯曲形变 , 但当外力作用取消后 , 则能使弯曲形变恢复原状 , 如云母 、 石棉脆性: 矿物受力极易破碎 , 不能弯曲 , 如方解石方解石 、 白云石鉴定:矿物与稀盐酸的反应程度鉴定宝石 —— 颜色艳丽、透明无瑕、光泽灿烂或是呈现变彩、变色、星光猫眼等光学效应产出稀少,化学稳定性高坚硬耐久,硬度在 6以上同为矿物为何价值相差如此之大?钻石各类宝石钻石红宝石蓝宝石祖母绿猫眼(金绿宝石)猫眼效应星光效应矿物的鉴定依据解理及断口硬度透明度与光泽颜色与条痕形状比重其它物理性质物理性质化学性质 特殊化学反应三 、 矿物肉眼鉴定方法抓住主要特征综合考虑颜色、晶形、光泽、解理、硬度考虑矿物生成条件及共生矿物工具: 放大镜 、 小刀 、 条痕板常见造岩矿物介绍1、 石英 晶体石英: 六方柱状,呈晶簇,晶面为玻璃光泽,透明无色透明的称水晶 块体石英: 有限空间中形成,一般是乳白色,脂肪光泽1)晶体 石英水晶是一种宝石。中国最大的石英晶体产于江苏,重 非盛产水晶二氧化硅胶体沉淀而成2)非晶体石英(玛瑙)蛋白石是天然的硬化的 二氧化硅 胶凝体,含 5水分。内部具球粒结构,集合体多呈葡萄状、钟乳状。底色呈黑色、乳白色、浅黄色、桔红色等。半透明至微透明3)非晶体石英(蛋白石)2、 正长石和斜长石长石类矿物是最主要的造岩矿物 , 可占地壳重量的 50% 。正长石 斜长石晶体形状颜 色光 泽硬 度产 状解 理短、粗柱体, 粒状肉红 色 为主解理 面有玻璃或珍珠 0度片状、条状或长柱 状灰白色为主解理 面有玻璃或珍珠 、中性 岩浆岩二组解理成 86度正长石 斜长石性质种类 晶形 解理角 颜色 岩石中的特征角闪石 长柱状 124° 墨绿色 长条状、纤维状、针状伴生矿物为正长石,斜长石或辉石辉石 短柱状 87° 黑色墨绿色 晶粒状伴生矿物为斜长石或角闪石。角闪石和辉石是较 易风化的矿物3、 角闪石和辉石是两种深色矿物 , 在自然界中也是极难区别的两种矿物 。角闪石 辉石橄榄 绿色 、 淡黄绿色 , 无色的玻璃光泽 的粒状晶体硬度 完全 解理 (无解理 )断口贝壳状 。富含铁,易分解,为土壤提供铁、镁等养分。4、 橄榄石5、 白云母和黑云母一组极完全解理 、 珍珠光泽白云母和黑云母区别之处主要是 颜色 , 黑云母含有 云母6、 方解石 (向完全解理 , 三向解理成菱面体 , 白色为主 , 硬度3方解石和 1:3稀 野外鉴定的简便方法 )7、 白云石玻璃光泽 , 硬度 三组菱面体解理完全白云石遇稀盐酸反应微弱 , 粉末加盐酸起泡沫 , 与方解石的区别之一8、 三种含铁矿物赤铁矿( 铁矿呈半金属光泽,常呈鲕状、豆状等集合体,色赤红,条痕樱红色,无解理。褐铁矿( 2H 2O )是一种铁矿,也为半金属光泽,常呈钟乳状集合体,表面多孔黄铁矿( 方体、五角 12面体或致密状,浅黄铜色,条痕黑色,金属光泽,硬度 解理。黄铁矿( 铁矿( 2赤铁矿( 四节 岩石岩石:自然形成的矿物集合体化学元素矿物岩石组成聚集沉积岩岩浆岩变质岩成因分类地壳元素:氧、硅、铝等黑云母石英 长石花岗岩一 、 岩浆岩( 一 ) 概述岩浆: 上地幔或地壳深处形成的 , 以 硅酸盐 为主要成分 、炽热 、 粘稠 、 含挥发分的熔融体岩浆岩: 岩浆冷凝形成的岩石长石石英黑云母角闪石辉石橄榄石岩浆岩的主要组成矿物根据 岩浆岩分为 、 色酸性岩: > 65% 中性岩: 52 基性岩: 45 超基性岩: < 45% 低高浅深高低岩浆中 度愈大根据岩浆岩产状 , 岩浆岩分为喷出岩侵入岩( 二 ) 岩浆岩的组构冷凝结晶条件不同 , 在岩貌和组构上有明显区别花岗岩玄武岩岩石类型 成因 主要特征 常见岩石岩浆岩喷出岩 地表冷却凝固 凝结时间短,晶粒细小或不成晶体, 多气孔 玄武岩等侵入岩 地壳内冷却凝固 凝结时间长,晶粒较粗 花岗岩等1、 岩浆岩结构组成岩石矿物: 结晶程度颗粒大小晶体形态自形程度矿物间相互关系强调对矿物颗粒的描述( 微观特征 )1) 按结晶质与非结晶质的比例 , 岩浆岩结构分为全晶质结构: 全部由已结晶的矿物组成,多见较深侵入岩玻璃质结构: 全部由未结晶的火山玻璃组成,多为喷出岩半晶质结构: 部分晶体、部分玻璃质,喷出岩或浅成侵入岩全晶质结构晶体单元 斑晶(白色) 基质(黑色)半晶质结构玻璃质结构2) 按岩石中矿物的颗粒 绝对大小 , 岩浆岩结构分为显晶质结构: 肉眼、放大镜能分辨颗粒伟晶 (巨晶 )> 10 5 -5 0.2 肉眼不能分辨,但显微镜可分辨颗粒直径 < 0.1 按岩石中矿物的颗粒 相对大小 , 岩浆岩结构分为等粒结构: 同种主要矿物颗粒粗细大致相等不等粒结构: 同种主要矿物大小不等,粒度大小连续变化斑状结构: 矿物颗粒大小为截然不同的两类,斑晶和基质浅成侵入岩、喷出岩特有的结构斑晶基质4) 岩石中矿物的自形程度 ( 主要在镜下观察 )颗粒有三种晶形: 自形晶 —— 晶面发育良好半自形 —— 晶面部分发育它形 —— 无晶面5) 颗粒间的相互关系条纹结构 、 文象结构 、 包含结构 、 填隙 ( 间 ) 结构2、 岩浆岩构造岩石中的矿物在空间上: 排列配置充填方式强调对矿物集合体的总体描述 , 即 宏观特征1)块状构造矿物分布均匀,无定向排列,常见花岗岩侵入体的中部分布最广的构造2)气孔构造和杏仁构造常见于喷出岩,大小不一、互不相通的空洞为 气孔构造若气孔被次生矿物填充,形似杏仁,为 杏仁构造3)流纹构造酸性熔岩中最常见的一种构造,由不同颜色的 矿物 、 玻璃质 和拉长的 气孔 等,沿熔岩流动方向做平行排列所形成流线气孔石英斑晶流纹状流纹岩(新疆白杨沟早二叠世)岩浆岩结构、构造与形成环境的关系深成岩浅成岩喷出岩全晶质显晶质等粒 /不等粒 块状构造半晶质隐晶质斑状玻璃质结构隐晶质斑状流纹构造气孔构造杏仁构造( 三 ) 岩浆岩的分类及简易鉴定方法1、 岩浆岩的分类2、 岩浆岩的简易鉴定方法观察岩体的产状 , 判断是否为岩浆岩观察岩石的颜色 , 判断类型深 、 暗色 —— 矿物含量多 , 基性岩或超基性岩浅色 —— 酸性或中性岩观察岩石中矿物的成分 、 组合机结构 、 构造特征3、 主要岩浆岩的特征1) 深成岩形成岩基等大型侵入体岩性均一 、 中粒 、 粗粒为主致密坚硬 、 孔隙率小 ( 透水性弱 , 抗水性强 )局部风化层较厚或存在软弱夹层或泥化理想的水工建筑场地花岗岩酸性深成岩,多呈浅灰色、肉红色全晶质等粒结构,块状构造主要矿物:石英、正长石次要矿物:黑云母、角闪石良好的建筑物地基,天然石料花岗岩在日常生活中的应用正长岩浅灰、浅肉红、浅灰红等粒结构,块状构造主要矿物:正长石次要矿物:黑云母、角闪石,不含石英或很少闪长岩中性深成岩,浅灰至深灰色等粒状结构,块状构造主要矿物:斜长石、角闪石次要矿物:黑云母、辉石及石英辉长岩基性深成岩,呈黑色或灰黑色中粗粒结构,块状构造主要矿物:斜长石、辉石次要矿物:角闪石、橄榄石2) 浅成岩多为岩床、岩墙、岩脉等状态产出颗粒小的岩石强度高,不易风化节理裂隙发育,岩石破碎,风蚀严重,透水性好做水利工程地基时,应进行勘探实验工作岩墙花岗斑岩酸性浅成岩,呈斑状结构斑晶和基质由正长石、石英组成闪长玢岩中性浅成岩,斑状结构,斑晶以斜长石和角闪石为主辉绿岩基性浅成岩,呈暗绿色或黑色,斑状结构或辉绿结构脉岩类呈脉状或岩墙状产出的浅成侵入岩根据矿物成分分为伟晶岩:巨粒浅色脉岩细晶岩:细粒结构的浅色脉岩煌斑岩:深色脉岩类岩石总称,全晶质,斑状结构伟晶岩中的巨大晶体煌斑岩3) 喷出岩原生孔隙和节理发育,产状不规则,厚度变化大岩性不均一,强度低,透水性强,抗风化能力差喷出岩覆盖在其他岩层之上流纹岩灰色、灰红、灰白,斑状结构,多具流纹构造岩性坚硬、强度较高, 良好的建筑材料流纹岩粗面岩浅灰、浅褐、肉红色,斑状结构斑晶为正长石,基质为隐晶质块状构造,也有气孔构造安山岩分布较广的中性喷出岩,呈灰色、红褐色或浅褐色斑状结构,块状构造或气孔构造不规则的板状或柱状原生节理。安山岩中的长石定向排列(哈密泥盆系)玄武岩分布广的基性喷出岩,呈黑、灰绿及暗紫色气孔构造及杏仁构造比较普遍岩性致密坚硬,多孔时强度低,易风化火山碎屑岩类火山活动时形成的火山碎屑物质,堆积、固结形成的岩石碎屑粒度堆积时物态刚性 半塑性 塑性> 64山集块 火山弹塑变岩屑64山角砾 屑、晶屑 火山灰 塑变玻屑< 山尘火山碎屑的粒级划分火山凝灰岩 由 < 2> 64山碎屑流火山角砾( 2山凝灰( < 2 、 沉积岩( 一 ) 概述地壳表层常温常压下 , 由风化产物 、 有机质和火山作用产生物质 , 经搬运 、 沉积 、 固结等地质作用形成的 层状岩石地表分布最广,最常见岩石风化阶段 —— 形成母岩搬运阶段 —— 各种营力作用沉积阶段 —— 搬运能力减弱,环境改变固结成岩阶段 —— 沉积物增厚,压力作用风化剥蚀碎屑物质固结 沉积岩搬运沉积沉积物岩石沉积岩是一种次生岩,颜色受沉积环境影响灰色、黑色 —— 还原环境红色、紫色、褐红色、黄色 —— 氧化环境绿色 —— 弱氧化 二 ) 沉积岩的结构和构造特征1、 沉积岩的结构包括有碎屑结构 、 泥质结构 、 晶粒结构和生物结构1)碎屑结构碎屑物质 被 胶结物 黏结起来形成的一种结构砾 砂 粉砂砾状结构: > 2 中砂: 屑 粒径大小 分为尖棱角状次棱角状次圆状圆状按 碎屑颗粒 磨圆程度 、 颗粒形状圆状 次圆状 次棱角状 尖棱角状硅质胶结: 二氧化硅 , 强度高 , 颜色浅铁质胶结: 铁的氧化物和氢氧化物 , 红色或棕色钙质胶结: 色、青灰色,遇酸起泡泥质胶结: 黏土,黄褐色,易碎,遇水软化胶结物多,颗粒孤立 胶结物充填于孔隙中 胶结物仅在颗粒接触处胶结物类型胶结方式2)泥质结构: 由小于 粒结构岩石中的颗粒在水溶液中结晶或呈胶体形态凝结沉淀而成分为鲕状、结核状、纤维状、致密块状4)生物结构全部由生物遗体组成,如生物碎屑结构、贝壳结构介壳灰岩 珊瑚礁灰岩2、 沉积岩的构造沉积岩各个组成部分的 空间分布 和 排列方式1)层理结构物质成分 、 颗粒大小 、 形状或颜色在 垂直方向成层 的现象区别于岩浆岩、变质岩的主要标志水平层理:平直且与层面平行的一系列层理单斜层理:一系列与层面斜交的层理,河床、滨海三角洲交错层理:多组不同方向斜层理交错,河流沉积层中层理构造层面:层与层之间的分界面巨厚层:> 1 另一端较薄甚至消失 , 成为 尖灭层若在不远的距离内两端都尖灭 , 成为 透镜体2)层面结构岩层层面上由于水流 、 风 、 生物活动等作用留下的痕迹( 1)波痕非黏性的 砂质沉积物 层面上波状起伏的层面构造对称波痕不对称波痕(迎风面缓)( 2)泥裂泥质或灰泥沉积物,暴露、干涸、收缩产生的裂隙层面上为 多角形 或网状龟裂纹,裂隙为深 3)结核岩石中的自生矿物集合体,是一种化学成因构造出现在泥质岩、粉砂岩、碳酸盐岩及煤系地层中( 4)生物成因构造由于生物的生命活动和生态特征在沉积物中形成的构造生物生长构造、生物遗迹构造恐龙足迹(遗迹化石)( 三 ) 沉积岩的分类以及主要沉积岩的特征沉积岩分类见表 1 结构 、 构造和形成条件 , 分为碎屑岩黏土岩化学岩及生物化学岩1、 碎屑岩类碎屑结构 , 由碎屑和胶结物组成1)砾岩和角砾岩50%以上大于 2砾岩有棱角的角砾石胶结而成2)砂岩50%以上的颗粒在 水性好砂岩根据 粒度大小 ,分为粗粒、中粒、细粒及粉粒砂岩根据 碎屑矿物成分 ,分为石英、长石和岩屑砂岩2、 黏土岩类粒径小于 由黏土矿物组成的岩石常见矿物:高岭石 、 蒙脱石 、 水云母高岭石 蒙脱石 水云母具有可塑性 、 吸水性 、 耐火性不适合作为大型水工建筑物的地基1)泥岩黏性土经脱水固结形成固结不紧密、不牢固层理不发育,厚层状、块状强度低,遇水泥化强度显著降低多形成于较新的地质时期泥岩2)页岩黏土脱水胶结而成明显的薄层理风化后碎片状、泥土状钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、黑色页岩及碳质页岩易风化,浸水强度降低页岩3、 化学岩及生物化学岩碳酸盐组成的岩石 , 石灰岩 和 白云岩 分布最广泛鉴别方法: 与盐酸试剂的反应石灰岩遇盐酸强烈气泡泥灰岩遇盐酸起泡后留白色泥点白云岩遇稀盐酸不起泡结构致密 , 性质坚硬 , 强度高 , 可溶性 , 岩溶现象1)石灰岩矿物成分为方解石,深灰色、浅灰色深海或浅海环境形成,具有特殊结构石灰岩地貌2)白云岩主要矿物成分为白云石,其次为方解石浅灰色、灰白色,隐晶质或晶质粒状结构硬度较灰岩大,风化面上游刀砍状溶蚀沟纹,3)泥灰岩黏土矿物含量在 25,为泥灰岩灰色、黄色、褐色、红色灯强度低、易风化泥灰岩三 、 变质岩( 一 ) 概述已存在的岩石在特定的 地质 和 物理化学条件 下 , 矿物成分和 组分 发生变化 , 转化再造形成的 新岩石原岩变质作用变质岩岩浆岩 正变质岩沉积岩 副变质岩石灰岩变质成大理岩后,矿物的颗粒变大石灰岩 大理岩变质作用影响因素温度 一般在 150~ 900℃压力 上百 学活动性流体,促进了岩石变质作用的进行静压力动压力温度是主导因素,压力和温度相配合如: 2 + 2 4柱石 石英吸热放热温度的影响静压力静压力是 各向同性 的,作用结果是使岩石中的矿物变为 密度大 、 体积小 的新矿物。动压力动压力具有 方向性 ,作用结果是使岩石中的片状、柱状矿物发生 定向排列 。受挤压,矿物颗粒呈条带状排列岩浆岩(花岗岩)变质岩(片麻岩)长期高温高压作用根据变质作用的 地质成因 和 变质作用因素 , 分为区域变质作用接触变质作用动力变质作用混合岩化作用混合岩化作用1、 区域变质作用温度和压力 区域性 增高 、 化学活动性流体等引起的地质作用岩石圈洋壳 大陆壳低温高压带高温低压带高温高压带2、 接触变质作用侵入岩与围岩之间的 接触带 上 , 由温度和挥发物质引起的接触变质晕3、 动力变质作用地壳构造变动时产生的强烈 定向压力 使岩石发生的变质4、 混合岩化作用原有的区域变质岩体与岩浆状的流体 相互混合 形成的岩体混合岩化作用( 二 ) 变质岩的结构和构造1、 变质岩的结构变余结构 变质程度 浅 ,重结晶作用 不完全 ,原岩的结构特征,可部分残留下来。变晶结构 变质程度较 深 ,矿物重结晶 较好 ,基本为显晶,是多数变质岩的结构特征。碎裂结构 碎裂结构 低碎斑结构 ↓糜棱结构 高1)变余结构变余斑状结构 变余砂状结构2)变晶结构( 1)按矿物粒度的绝对大小分为:a) 粗粒 变晶结构(> 3mm)b) 中粒 变晶结构( 1-3 mm)c) 细粒 变晶结构(< 1mm)d) 显微 变晶结构( 2)按矿物粒度相的对大小分为:a) 等粒变晶结构b) 不等粒变晶结构c) 斑状变晶结构等粒变晶结构 不等粒变晶结构 斑状变晶结构( 3)按变晶矿物的形态分为:a) 粒状变晶结构b) 鳞片状变晶结构c) 纤维状变晶结构纤维变晶结构鳞片变晶结构粒状变晶结构3)碎裂结构动力变质常见的结构类型碎斑结构 糜棱结构2、 变质岩的构造斑点状构造板状构造千枚状构造片状构造片麻状构造块状构造1)斑点状构造变质初期,局部区域起化学反应,产生新矿物2)板状构造柔性岩石受应力达到一定限度后,出现一组 平行的破裂面3)千枚状构造小片矿物初步具有定向排列,重结晶程度不高4)片状构造由片柱状和部分粒状矿物组成,平行排列,肉眼可辨5)片麻状构造粒状矿物,伴随部分定向排列或柱状矿物黑云斜长片麻岩6)块状构造矿物成分和结构都均匀,没有定向排列,无方向性构造板岩片麻岩片岩千枚岩• 石英砂岩• 页岩• 花岗岩• 石灰岩• 石英岩• 片岩、板岩• 片麻岩• 大理岩变质前 变质后几种常见的变质岩( 三 ) 变质岩分类以及主要变质岩的特征序号岩石名称变质作用 结构 构造主要矿物成份 图片1 板岩 区域变质 变余 板状粘 土 矿 物 、 云母 、 绿泥石 、石英 、 长石等2 千枚岩区域变质 变余千枚状绢云母 、 粘土矿 物 及 新 生 细小 的 石 英 、 绿泥石 、 角 闪 石矿物颗粒序号岩石名称变质作用 结构 构造主要矿物成份 图片3 片岩 区域变质 变晶 片状云母 、 角闪石 、绿泥石 、 石墨 、滑石等4 片麻岩区域变质 变晶片麻状石英 、 长石 、 云母 、 角闪石 、 辉石等板岩 千枚岩 片岩 片麻岩沿箭头方向:构 构造主要矿物成份 图片5 大理岩热力或区域变质等粒变晶 块状方解石、白云石6 石英岩热力或区域变质等粒变晶 块状 石英7 混合岩区域变质 变晶角砾状石英 、 长石 、云母 、 角闪石 、辉石等变质岩岩浆冷却凝固岩浆岩沉积岩变 质 作 用风化、剥蚀、搬运、沉积、固结重融三大岩石循环转化三大岩石总结:1. 比较岩浆岩 、 沉积岩和变质岩的结构 、 构造特征2. 熟悉岩浆岩 、 沉积岩和变质岩的分类 , 及常见代表性岩石的特点 ( 表 1表 1表 1五节 地质年代地质年代指一个地层单位或地质事件的 时代 和 年龄相对地质年代: 岩石形成的先后顺序绝对地质年代: 岩石中放射性同位素蜕变产物的方法岩石的绝对年龄一 、 相对地质年代是通过比较各地层的 沉积顺序 、 古生物特征 和 地层接触关系 来确定其形成先后顺序的一种方法 。地层层序律生物群世系原理岩层接触关系原理地质体和地质界面的相互关系( 一 ) 地层层序律沉积物的沉积是 自下而上 逐层叠置起来的 , 从下向上 , 岩层的形成年代顺次变新 , 这一规律称为 “ 地层层序律 ”新老A 地层层序正常时 )A— 地层水平; B— 地层倾斜;图中 1, 2, 3, 4表示从老到新的地层地层层序倒转时 )A— 原始褶皱时的地层; B— 遭受剥蚀后的地层。二 ) 生物群世系原理生物演化的总趋势是从简单到复杂 , 从低级到高级 , 不可逆不同时代的地层中具有不同的古生物化石组合每一个地质时代以 某种化石 或 化石组合 作为标志寒武纪三叶虫 奥陶纪角石利用化石跨地区对比地层13454321654327化石可用于对比相距很远的地层植物化石5亿年前 (三叶虫 )4亿年前3亿年前(两栖类动物)2亿年前(爬行动物)1亿年前菊石化石2三 ) 岩层接触关系原理岩层接触关系: 不同时期形成的岩层 , 其分界面的特征沉积岩 岩 层间的接触 关系岩浆岩 岩体相互穿插的关系岩浆岩与沉积岩的接触关系侵入接触沉积接触1、 整合接触特点: 上下两套岩层产状一致 , 互相平行 , 连续沉积形成地质现象: 地壳稳定 , 无强烈构造运动整合接触2、 平行不整合接触特点: 上下两套岩层产状一致 , 平行一致分界 接触面起伏不平 , 其间缺失一段时间的沉积地层地质现象: 两套岩层之间有过一次地壳升降运动和沉积间断123412341 下降沉积 2 抬升剥蚀3 再次下降 4 重新沉积平行不整合3、 角度不整合接触特点: 上下岩层产状不同 , 角度接触 , 接触面多起伏不平地质现象: 两岩层之间发生过剧烈的构造运动和海陆变迁1 水平沉积 2 褶皱隆起3 风化剥蚀 4 下沉再沉积角度不整合( 四 ) 地质体和地质界面的相互关系1、 沉积接触先形成的岩浆岩遭受风化剥蚀后 , 其上沉积新的岩层沉积接触2、 侵入接触由岩浆侵入于先形成的岩层中所形成的侵入接触( 五 ) 相对地质年代和地层单位相对地质年代把整个地质时代划分为若干个纪 , 以有一定的 古生物 为标准 , 每个纪进一步分为几个世 , 用 早 、 中 、 晚 表示地层:一定地质时期内先后形成的具有一定层位的层状和非层状岩石的总称地质年代单位 地层单位宙 …………………………… 宇代 …………………………… 界纪 …………………………… 系世 …………………………… 统期 …………………………… 阶我国还使用岩石地层单位:群、组、段、层。地层时代的划分与地质年代完全一致 , 单位名称不同早古生代 绝对地质年代是指通过确定地层形成时的 准确时间 , 依此排列出各地层新 、 老关系的方法 。通过对岩石中放射性同位素含量的测定 , 根据其衰变规律而计算出该岩石的年龄测定绝对地质年龄计算公式哪些接触为沉积接触?侵入接触?4653121成最早2成晚于石灰岩3成时代同花岗岩4成晚于花岗岩5成晚于闪长岩6成最晚思考题:沉积接触: 5、 6侵入接触: 1和 2、 1和 4、 1和 52和 4、 2和 5、 4和 5第六节 岩石物理力学性质指标一 、 岩石的主要物理性质指标( 一 ) 密度 ( ρ ) 和重度 ( γ)试样质量 的比值分为 天然密度 ρ 、 干密度 ρ 和密度 ρ  定方法: 量积法 、 蜡封法和水中称量法sa 干密度饱和密度岩石 105~ 110℃ ,烘 24h( 二 ) 相对密度 ( 比重 试样质量 ( 4℃ 是同体积纯水质量之比测定方法: 比重瓶法( 三 ) 孔隙率 ( n)岩石试样中 孔隙的体积 (与岩石试样 总体积 (V )的百分比%100 ( 四 ) 吸水率和饱和吸水率吸水率: 试样在大气压力和室温条件下 ( 自然状态下 ) ,吸入水的质量 (与试样 固体质量 (的比值%1001 自由浸入法饱和吸水率: 试样在 强制状态 ( 150个大气压或真空 ) 下最大吸水量 (试样固体质量 (比值%1002 测定方法: 煮沸法或真空抽气法饱水系数 岩石的主要力学性质指标( 一 ) 单轴抗压强度 ( R )无侧限条件下,受 轴向压力作用 破坏时单位面积上承受的荷载软化系数: 饱和试样与干燥试样抗压强度之比< 软化岩石高速摄影机下岩石试件的破坏过程常见岩石的抗压强度( 二 ) 岩石抗剪强度岩石抵抗剪切破坏的能力 。1、 抗剪断强度2、 摩擦强度3、 抗切强度三 、 常见岩石性质指标的经验值及影响因素( 一 ) 矿物成分矿物不同 , 物理力学性质差别较大花岗岩 闪长岩三 、( 一 ),( 二 ) 岩石结构结晶结构 胶结结构( 三 ) 岩石构造矿物在岩石中分布的不均匀性 、 岩石结构的不连续性块状构造 千枚状构造板状构造
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