第二章-岩石的成因类型

第二章岩石的成因类型及其工程地质特征2.1地壳中的元素和克拉克值通过大量岩石组分分析，地壳中主要元素含量由大到小：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H，这几种元素占到地壳总重量的98%以上。其中O占到46.3%，Si占到28.15%。46.30%28.15%8.23%5.63%11.69%SiOAlFe其它第二章岩石的成因类型及其工程地质特征2.1地壳中的元素和克拉克值克拉克值：元素在地壳中的平均质量百分数，又称地壳的丰度.例如：Si(硅)的质量占到地壳质量的28.15%，则其克拉克值为28.15.这个星球上有一种别的地方都没有的矿物元素：“unobtanium”潘多拉星球外星球中可能存在多少不为人类所知，而用途非凡的矿物元素呢？？2.2矿物基本概念：自然产出并具有一定的化学成分和内部构造的物质。矿物绝大多数是固体，少量呈液态（水、水银）、气态（天然气、硫化氢）。2.2矿物构成岩石的主要矿物（矿物多达3000多种，但构成岩石的矿物只有二十多种）造岩矿物：晶体：内部质点呈有序排列（既在三维空间周期性重复排列）。外表常呈一定形态，几何外形：在自然中，晶质矿物很少以单体出现，常以集合体形态出现水晶晶簇孔雀石纤维状晶体方解石粒状晶体块状晶体绿玉髓水晶+绿帘石葡萄状晶体相同化学成分不同晶体结构，形成不同矿物同质多像钻石晶格3106克拉世界上最大的钻石石墨晶格2.2矿物的物理性质1、颜色：矿物吸收了白光中的某种波长的色光后所表现出的互补色.自色：矿物固有的颜色，颜色相对较固定他色：矿物混入了某些杂质而引起的色变，与矿物本身的性质无关。假色：是由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折射、散射所引起的。2.2矿物的物理性质铜黄色的黄铜矿（自色）紫色石英（他色）2.2矿物的物理性质蓝紫色斑铜矿（假色）2、光泽：根据矿物发射能力的强弱,可分为：1）金属光泽2）半金属光泽3）非金属光泽造岩矿物大部分属于非金属光泽。概念：矿物表明呈现的光亮程度（对可见光的放射能力）金属光泽半金属光泽珍珠光泽（云母岩）丝绢光泽（纤维石膏）油脂光泽（石英断口）玻璃光泽（方解石）3、硬度：概念：矿物抵抗外力刻划、研磨的能力。矿物的相对硬度——摩氏硬度计（1）滑石（2）石膏（3）方解石（4）萤石（5）磷灰石（6）正长石（7）石英（8）黄玉（9）刚玉（10）金刚石3、硬度：滑石金刚石常见物体的硬度:指甲（2-2.5）小铁刀（3-3.5）玻璃片（5-5.5）钢刀（6-6.5）4、解理、断口：概念：解理:矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质。断口:矿物受打击后，沿任意方向发生不规则的断裂，其凹凸不平的断裂面称为断口。4、解理、断口：完全解理方解石石英—贝壳状断口石英解理：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理2.3常见的主要造岩矿物作业：结合矿物的物理性质及表2-2，熟悉主要的造岩矿物及其鉴别特征，为实验打下基础。2.4岩石1、地质作用与岩石的形成概念：形成和改变地球的物质组成、外部形态特征与内部构造的各种自然作用。沉积作用风化作用剥蚀作用搬运作用固结作用岩浆作用地壳运动地震活动变质作用地质作用内力作用外力作用岩石变质岩岩浆岩沉积岩2、岩浆岩岩浆岩：在岩浆作用下形成的岩石。岩浆：地下高温熔融物质。岩浆作用：指岩浆的发育、运动及其固结成岩的作用。喷出作用侵入作用喷出岩侵入岩深成岩浅成岩岩浆岩的分类•根据冷凝形成岩浆岩的地质环境的不同，可分为：•侵入岩：岩浆侵入到地壳某处冷凝而成的岩石深成岩：距地表较深（大于3km）浅成岩：距地表较浅•喷出岩（火山岩）：岩浆沿地表裂缝一直上升喷出地表，冷凝形成的岩石，称为喷出岩。花岗岩的构造花岗岩岩体侵入岩玄武岩的构造玄武岩岩体喷出岩2、沉积岩概念：由沉积物固结变硬而形成的岩石。风力的搬运河流的搬运与沉积河流三角洲的形成—典型的沉积岩—砾岩泥岩灰岩砂岩—典型的沉积岩层—甘肃张掖丹霞地貌广东韶关丹霞地貌单斜岩层褶皱岩层3、变质岩概念：母岩经变质作用形成的岩石。变质作用：岩石在基本处于固体状态下，受到温度、压力及化学活动性流体的作用，发生矿物成分、化学成分、岩石结构与构造变化的地质作用。—典型的变质岩—千枚岩板岩混合岩大理岩—典型的变质岩体—4、岩石的演变火山岩侵入岩变质岩变质作用熔融交代侵入作用固结作用沉积岩变质作用太阳能地球因素上地幔物质分熔放射性热能沉积物堆积外力对岩石的破坏及搬运火山作用火山作用侵入作用作业1、什么是沉积岩？什么是岩浆岩？什么是变质岩？2、三大类岩石可有何主要特征？它们的区别何在？1、地质年代2.4地质年代及其特征概念：地质体形成或地质事件发生的时代两层含义：地质体形成或地质事件发生的先后顺序；地质体形成或地质事件发生距今多少年。——前者称为相对年代，后者成为绝对年代。--------课堂讨论---------地层与岩层——地层：在一定地质时期内所形成的层状岩石，层状岩石泛称岩层思考图中各岩层和岩体形成的先后顺序。QK花岗岩体岩脉包裹体断层2、岩石相对地质年代确定1)地层层序律：于1699年由丹麦学者斯台诺（NicolasSteno）创立。他认识到当沉积物按水平状态顺序形成地层时，最老的地层在下面，而最年轻的地层则在上面，组成地层层序。原始连续律：水成地层在其沉积开始时起，在横向的各个方向都必定是连续的，除非沉积作用终止以致尖灭，或被沉积的原始盆地的边缘所截断。新老地层美国大峡谷国家公园露出的晚生古代地层，距今约三亿一千五百万至二亿八千五百年一套没有发生过倒转的沉积岩层，岩层的新老关系必然是下老上新。化石：埋藏在岩层中的古生物遗体或遗迹称为化石。动物的骨骼、甲壳、足迹、蛋、粪以及植物的根茎、叶或其痕迹均可以成为化石。2)生物层序律：恐龙蛋化石原始马的骨骼化石贝壳化石由英国矿产地质学家WilliamSmith创立。他观察后指出，个别的岩层或地层的排列方式，在任何地方皆可预计得到。重要的是:含有相近化石类别﹝化石组合﹞的岩层，会出现在同样的层位﹝时代﹞，这点使分布在不同地方的岩层能相互对比.不同地区的化石对比生物层序律：生物层序律：一般地，年代越老的地层中所含生物越简单、越原始、越低级，不同时期的地层中含有不同类型的化石及其组合，而在相同的时期且在相同的地理环境中形成的地层，只要原先的海洋或陆地相通，都含有相同的化石及其组合，这就是生物层序律。蕨类化石（距今约4亿年）恐龙化石（距今约6千万年）猛犸象化石（距今约1万年）3)切割律或穿插关系：赫顿的《地球学原理》（TheoryoftheEarth）（1795）和莱尔的《地质学原理》（PrinciplesofGeology）（1830）等都对切割律进行了解释切割者新，被切割者老；包裹者新，被包裹者老.A（地层）B（侵入体）C（地层不整合）D（侵入体）E（地层与侵入体的切割）F（河流下切）。新老ABCDEF同位素地质年代确定法根据岩石中所含的放射性同位素和它的蜕变产物的相对含量来确定的。3、绝对地质年代的确定U235Pb207———1g铀在一年内可以蜕变出7.4×10-9g铅——根据含铀矿物或岩石中的铅铀比率即可测出该含铀矿物或岩石的实际形成地质年代。古地磁法地质历史上地磁场的南北极是不断变换的，而且每一磁性时期的延续时间也不同。确定岩石的极性，确定该极性的延续时间，并通过与已知的标准值对比，就可以推算该岩石时代的形成年代。现代地磁陆地的变迁4、地质年代表概念：按年代先后把地质历史进行系统性编年。反映了有机界和无机界演化的顺序、过程和阶段。中生代（界）古生代（界）新老新生代（界）显生宙(宇)隐生宙(宇)-------地质年代表------代(界)纪(系)世(统)显生宙(宇)地质年代表的特点:年代越老者延续时间越长，越新者越短。例如：震旦纪延续的历史约2亿1千万年，而侏罗纪的延续时间只有7000万年，最新的第四纪仅仅只有2百万年。纪以下一般分三世，二叠、白垩和第四纪分两世，第三纪分五世。前寒武纪地层由于形成时间较早，研究难度较大，划分对比粗略，故其长期未能统一。地质年代单位和年代地层单位以地质时期中的时间为依据以地层形成的地质时代作为划分的依据举例：侏罗纪与侏罗系的区别？地质年代单位年代地层单位宙…………………宇代…………………界纪…………………系世…………………统对应关系高低只能称早、中、晚世;上、中、下统即可称早侏罗世，上侏罗统，反之则是错误的主要生物进化宙（宇）代（界）纪（系）世（统）代号距今大约年代（百万年）动物植物白垩纪晚（上）白垩世（统）中（中）白垩世（统）早（下）白垩世（统）K侏罗纪晚（上）侏罗世（统）中（中）侏罗世（统）早（下）侏罗世（统）J显生宙（宇）中生代Mz三叠纪晚（上）三叠世（统）中（中）三叠世（统）早（下）三叠世（统）T------65-----------144-----------213-----------250-----鸟类、恐龙繁殖被子植物出现裸子植物繁殖----以中生代为例----注意：只能称早、中、晚世，上、中、下统。（地质年代单位与年代地层单位的区别）在一个新的地区进行地层工作的时候，首先应根据岩性特征在垂直方向上的差异，将地层分层，建立起地层系统和层序，这样划分出来的地层单位称为岩石地层单位。群（总体外貌特征一致）、组（一种岩石组成，两种或更多种互层）、段（岩性相当一致）。岩石地层单位的概念举例：如赣州附近有第三系大垄里群，（砾岩）--------符号：Ndl白垩系上统的茅店组下段地层，岩石主要为粉砂岩。符号表示：K2m1作业1、如何确定相对地质年代？2、熟记地质年代表的前三列。