南京大学精品课程《普通地质学》教学大纲及教案

普通地质学 (General Geology, Physical Geology)

目 录

课程计划 .......................................................................................................................................... 3 主要参考文献 .................................................................................................................................. 4 第一章 绪论 .................................................................................................................................. 5 第一节 地球科学的研究对象 ............................................................................................... 5 第二节 中国的地学优势 ....................................................................................................... 6 第三节 当代地质学的特点与最新进展 ............................................................................... 7 第四节 地球科学家的任务 ................................................................................................... 7 第五节 地球科学的内容与分科 ........................................................................................... 7 地球科学的研究方法 ............................................................................................................... 8 第二章 矿物 MINERAL .................................................................................................................. 9 第一节 若干基本概念 ........................................................................................................... 9 第二节 矿物的物理性质 ..................................................................................................... 12 第三节 矿物的鉴定 ............................................................................................................. 13 第四节 常见矿物 ................................................................................................................. 14 第三章 岩浆作用与火成岩......................................................................................................... 14 引言......................................................................................................................................... 14 第一节 喷出作用与喷出岩 (Extrusion and Eruption) ............................................... 15 第二节 侵入作用与侵入岩 ................................................................................................. 18 第三节 火成岩的结构与构造 ............................................................................................. 19 第四节 火成岩的主要类型 ................................................................................................. 21 第五节 岩浆的形成与地球内热 ......................................................................................... 21 第四章 外动力作用与沉积岩..................................................................................................... 22 第一节 大气圈、水圈、生物圈、岩石圈 ......................................................................... 23 第二节 沉积岩的特性 ......................................................................................................... 24 第三节 四类沉积岩 ............................................................................................................. 26 第五章 变质作用与变质岩......................................................................................................... 28 第一节 变质作用基本特征一 ............................................................................................. 28 第二节 变质作用中原岩的变化 ......................................................................................... 30 第三节 变质作用类型及其代表性岩石 ............................................................................. 31 第六章 地质年代 ........................................................................................................................ 32 第一节 相对年代的确定 ..................................................................................................... 34 第二节 同位素年龄的测定 ................................................................................................. 34 第三节 地质年代表 Geology Time Scale ....................................................................... 35 第七章 地震(Earthquake)及地球内部构造 ............................................................................ 36

第一节 第二节 第三节 第四节 第五节

地震学 Seismology基本概念 .............................................................................. 37 地震波与地震仪 ..................................................................................................... 38 地震的分布 ............................................................................................................. 39 地震预报与预防 ..................................................................................................... 40 地球的内部构造 ..................................................................................................... 41

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第八章 构造运动与地质构造..................................................................................................... 44 第一节 地壳运动 Crustal movement ............................................................................. 44 第二节 岩石的变形构造 ..................................................................................................... 45 第三节 六种地层接触关系 ................................................................................................. 49 第九章 板块构造 Plate Tectonic .......................................................................................... 50 第十章 风化作用 Weathering .................................................................................................. 55 第一节 风化作用的类型 ..................................................................................................... 55 第二节 控制岩石风化的因素 ............................................................................................. 58 第三节 风化作用的产物 ..................................................................................................... 58 第十一章 河流及其地质作用..................................................................................................... 59 第一节 河流概述 ................................................................................................................. 59 第二节 河流的侵蚀作用 Erosion ..................................................................................... 60 第三节 河流的搬运作用 ..................................................................................................... 62 第四节 河流的去均夷化作用 ............................................................................................. 64 第五节 准平原化与地貌演化 ............................................................................................. 64 第六节 河流发育同地质构造的关系 ................................................................................. 65 第十二章 冰川及其地质作用..................................................................................................... 65 第一节 冰川的形成与运动 ................................................................................................. 65 第二节 冰川的类型 ............................................................................................................. 67 第三节 川的剥蚀作用与冰川地貌 ..................................................................................... 67 第四节 冰川的搬运作用与沉积作用 ................................................................................. 68 第五节 水沉积物及其地貌 ................................................................................................. 69 第六节 冰川作用及其原因 ................................................................................................. 69 第十三章 地下水及其地质作用................................................................................................. 70 第一节 地下水的基本概念 ................................................................................................. 70 第二节 地下水的类型 ......................................................................................................... 72 第三节 地下热水 ................................................................................................................. 72 第四节 地下水的地质作用 ................................................................................................. 73 第五节 地下水的开发利用 ................................................................................................. 74 第十四章 海洋的地质作用......................................................................................................... 74 第一节 概况 ......................................................................................................................... 74 第二节 海水的运动及其地质作用 ..................................................................................... 76 第三节 海底沉积物 ............................................................................................................. 78 第四节 海水的进退 ............................................................................................................. 82 第十五章 湖泊及沼泽的地质作用 ............................................................................................. 82 第一节 湖泊概况 ................................................................................................................. 82

第二节 湖泊的地质作用 ..................................................................................................... 85 第三节 沼泽及其地质作用 ................................................................................................. 86 第十六章 风的地质作用............................................................................................................. 86 第一节 风的剥蚀作用 ......................................................................................................... 87 第二节 风的搬运 ................................................................................................................. 87 第三节 风的沉积作用 ......................................................................................................... 88 第四节 沙漠与黄土 ............................................................................................................. 89 第十七章 块体运动 .................................................................................................................... 90

第一节 控制块体运动发生的因素 ..................................................................................... 90 第二节 块体运动的类型 ..................................................................................................... 90

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第十八章 行星地质概述............................................................................................................. 91 第一节 太阳系及其起源 ..................................................................................................... 92 第二节 类地行星 ................................................................................................................. 95 第十九章 地球的演化................................................................................................................. 97 第一节 天文时期特征：地球的层圈构造初步形成 ......................................................... 97 第二节 隐生宙时期?约3500Ma前，地球上开始出现生命 ............................................. 98 第三节 显生宙时期一、生物的全面繁荣和快速演化 ..................................................... 99 第二十章 人类社会与地质环境............................................................................................... 100

第一节 第二节 第三节 第四节 第五节

环境地质学的一般概念一、环境与地质环境 ................................................... 101 城市兴衰与地质环境一、城市兴衰的地质因素 ............................................... 102 人体健康与地质环境一、人体的元素组成 ....................................................... 102 废物处置的地质环境?废物 ................................................................................. 104 人为地质作用由人类地质活动造成的环境恶化 ............................................... 104

课程计划

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要求: 了解地球科学的基本理论和知识,为专业课打基础

专业配置：构造，岩石，古生物, 矿物, 矿床, 地球化学，水文，工程，信息 专业培养流程：普地→专业课→野外实习→毕业论文 毕业去向：考研, 科研单位，高校, 管理部门, 其它

教学安排: 教学20周(复习1周)；周学时6（讲课4,实验2） 学分:4

考绩计分:考试50%+实验15%+考试15%+小论文15%+专业表现5% 教学方式: 1.讲课+实习；2.经典+现代；3.理论+图象 实验课：1.分班；2.时间(第二周开始)；3.普地实验室A103 其他安排：课间野外；课堂讨论；看录象片等 (临时通知)

主要参考文献

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1. Jolivet L, Nataf H-C. 2001. Geodynamique. Paris: DUUNOD.

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2. Jean DERCPURT, Jacques Paquet. 1999. Geologie objets et methodes. Paris: DUUNOD, 1-456

3. Andre BRAHIC, Michel HOFFERT, Andre SCHAAF, Marc TARDY, Jean-Yves DANIEL. 1999. Sciences de la Terre et de l’Univers. Paris: Vuibert, 1-634

4．P. McL. D. Duff. 1993 (4th edition). Holmes’ principles of physical geology. London, GLASGOW, New York, Tokyo, Melbourn, Madras:Chapman & Hall, 1-7915. K C Condie, 1996 (4th edition). Plate Tectonics and Crustal Evolution. Pergamon Press，1-536

6. 夏邦栋，1995.普通地质学.北京：地质出版社，1-283 7. 赵懿英等,1990.现代地质学讲座.南京大学出版社,1-171 8．成都地质学院,1983.动力地质学原理.地质出版社，1-359

9．孙鼐，1943.普通地质学（1953年第三次修订）. 商务印书馆，1-243 （中国最早的普通地质学版本 之一）

10. 舒良树，2002. 普通地质学讲义

第一章 绪论

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第一节 地球科学的研究对象

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地球科学是研究地球的科学,重点研究地球表层的物质、结构与构造. 1. 研究对象: 地球,地球的时、空、源 ① 地球的结构：地球的层圈（slide）

②地球的构造：指地球各个部分之间关系及其它们的分布规律及演化。如大气圈、水圈、岩石圈、地幔、地核,壳幔作用,山脉-盆地，大陆-海洋； ③地质事件：地壳运动在地表反映如地震、火山； ④预测和预防将来发生的地质事件

⑤物质：各种元素-矿物-岩石-矿床-地层,它们的分布及其迁移富集规律。 2.为什么要学习普地，重视普地？

● “上天、下海、入地”是人类远古以来的梦想。最难的是入地。地球科学参与“上天”

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（航天、遥感，气候环境），主持下海（海洋地质、深海钻探），主攻入地（地质各科）。 ● 为了了解地球的起源（包括生命起源），了解地球的过去、现在和未来 ● 为了从地球上获取人类生存必需的各类资源

● 为了与危害人类生存的各种地质灾害作斗争（地震、火山、滑坡、洪灾、荒漠化、环境污染）

● 为了人类的持续生存与繁衍，为了改善人类生存环境,提高生活质量，经济可持续发展. “人类只有一个地球, 应使之清洁、安全、富有”。 3. 学习意义

● 地球科学是现代科学的重要组成:天、地、生、化、物密不可分(材料)。

● 在国民经济建设和急需目标中有举足轻重的地位（国土资源部,国家地调局,水利部，国家地震局，石油天然气总公司,交通建设部,中国科学院）。 ● 是高科技研究领域的重要组成：

-地球科学家是遥感与宇航的决策者之一。

-地球科学家参与了历次ERTS的发射与研究(Earth Resources Technology Satellite)。

-NASA(美国家宇航局)中有大批地球科学家。

-参与了Apollo登月计划、火星“旅行者”计划的决策，负责月球样品分析。 -我国的多种卫星以及资源遥感飞机等技术设备均为世界一流。 ● 是科技进步的主要动力之一。

-对资源的需求使世界各国不惜代价、不择手段，发展技术，发射资源卫星、间谍卫星,但解译均少不了地球科学家。 -应用侧视雷达来掌握资源情报。

●受目前科技水平的限制，目前的研究仅限于地壳及上地幔上部。

-地球平均半径6371．229公里; 地壳平均厚度30多公里（大陆20-70公里，海洋7-10公里）。

-中国大陆超深钻CCSD:5000m,“深入地球深部的望远镜”。 -钻孔最深10千米:俄罗斯地台,德国,东海深钻。

-其他部分只能通过分析地震波、重力、磁力等间接推测其物质组成及存在状态。

第二节 中国的地学优势

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1.中国地域广大，地球各个演化时期信息丰富，物质记录齐全。

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2.有地球上最古老和最年轻的造山带、有突特的盆地构造、有巨大面积的花岗岩、有丰富的能源矿产，吸引着各国学者竞相来华，合作研究。 3. 我国具有独特的地学优势： 1）独一无二的青藏高原; 2）全球最大面积的西北黄土高原; 3）世界罕见的大别山高压-超高压变质带;

4）震惊世界的辽西中华龙鸟（北票，J3）、中华神州鸟（义县，K1,真正会飞的恐龙）; 5）全球最典型的云南早寒武世密集生物群（生命大爆炸），等等。

其成果均为国际领先水平，一直是国际上的研究热点，并带动了其它学科的发展。

第三节 当代地质学的特点与最新进展

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当今地学理论突飞猛进,知识更新速度很快。

激光、遥感、数字系统、高分辨分析测量仪器等高新技术进入地学领域。

●服务目标日益和城市建设、生存环境、地质灾害、气候变迁、能源矿产等紧密联系。 ●近年国际上取得了一系列重大的理论突破和学科进展,如地球内外核间的旋转、大陆深俯冲、太空新发现、臭氧层空洞、盆地分析、计算机数字模拟、韧性剪切带与构造运动学等，大大拓宽了地学的科学内涵，推进了地学界的前进步伐，并带动了其它学科的发展。

第四节 地球科学家的任务

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1.寻找急缺资源：水,黄金,油气,富铁,地热。

2.对地质灾害进行预测预报:地震,火山,海平面变化,洪灾,滑坡

-1902-5-8夜,Pelee火山爆发,200km/h下泻,St.Pierre市2.8万人死亡,仅2人幸存,形成1397米高的火山岛。

-79-8-24,(意)Vesuvius火山爆发,埋没了Pompeii城和Herculaneun城。

-98年中国洪灾,损失数百亿元;1976-8,唐山8级大地震,数十万人死亡;99年9月台湾7级地震,日月潭被严重破坏。

3.为工程建设提供可靠的地质资料（成渝铁路；沪宁高速公路；长江大桥；黄河小浪底；三峡大坝;高楼地基）。

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4.为解决重大理论问题提供线索（材料力学，长时间变形结果分析，高压高温实验,矿物岩石形成条件模拟实验）。

5.普及地学知识，让全人类都来关心地球家园（黄河断流、三峡库区、黄山、华山滑坡问题）。

第五节 地球科学的内容与分科

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1.研究地球结构构造的分科

a.构造地质学（Structure Geology）

研究地壳岩石-变质变形（Metamorphism-deformation）-运动学(Kinematics)-地球动力学(Dynamics)-地质历史。 b.地球物理学（Geophysics）

● 研究地球重力、地磁、电性、地震波传播特性。 ● 与构造地质结合，研究地球深部的成分、结构、构造。 2.研究地球的物质组成及其迁移富集规律的分科。 a.矿物学（Mineralogy）:矿物形态、成分、结构构造。 b.岩石学(Petrology): 岩石类型、成因、年龄。

c.矿床学(Economic Geology): 矿体的形成条件、机制、过程。 d.地球化学(Geochemistry): 元素迁移富集过程、地质作用的化学过程。 3.研究地球历史的分科

a.地史学(Historical Geology): 地球历史上的重大事件。 b.古生物学(Paleotology): 研究地质时期地球上的生物及其演化。 4.地球科学应用的分科

a.水文(Hydrology): 地下水的分布、活动规律。

b.工程(Engineering): 研究基岩的稳定性（路基、大坝、厂址、核电站）。 c.遥感(Remote sensing): 空间对地观测。

地球科学的研究方法

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1.收集资料:了解现有研究成果，确定研究方案。

2.现场考察:验证前人结果，采集样品，记录测量结果和现场分析结果。

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3.分析化验:确定样品中元素含量、样品的年龄。 4.模拟实验:野外地质现象再现。

5.综合分析:各种资料汇总-实事求是合乎逻辑的分析-科学解释-演化模型的建立-结论。 6.将今论古（历史比较法）:用现在发生的地质作用去推测过去的过程。

●如螺蚌，现在是水生动物；如在岩石中找到其化石，可知该岩石形成于有水的环境。 ●至今人们对生物习性的变化仍知之甚少：深海-浅海。

●人类历史中尚未发生的仍靠推测：恐龙的灭绝（全球火山？外星撞击？）。 7.现代技术的广泛应用

a.高新技术GPS,RS，GIS,CS：Global position system, Remote system, Geography information system（储存、分析大量的地球科学信息）,Communication system b.分析测试技术：正确、全面的测定成分；可观察超微结构(TEM,SEM)

c.高温、高压、模拟实验：>100公里处,30千巴，近2千度；正常结构石英变为紧密堆积柯石英;碳变为金钢石

d.计算机应用：各种专门应用软件（复杂运算、模拟），各种文字处理和绘图软件 8.新理论、新技术、新方法

科学的特点:不失一般性；可检验与重复；定量性,预见性

目前,地球科学正处在一个多学科交叉、跨学科联合的新时代;各学科相互渗透，不断发生着从定性朝定量的质的飞跃，使地学进入崭新的阶段；并形成了一系列新的边缘学科生长点.

附: 本章图象19个

第二章 矿物 MINERAL

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第一节 若干基本概念

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1.地壳由岩石组成；岩石由矿物组成；矿物由元素组成. 2.元素是构成地球的最基本物质,由同种原子所组成. 2.1 元素(Element):周期表共有112种,天然界存在92种

2.2 同位素:是中子数不同（原子量不同）的同种元素的变种. 同种元素的同位素，物化性

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质基本相同.总共有300余种。 2.3 可分放射性和稳定两种同位素.

放射性同位素:主要有U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等。 稳定同位素：主要有O16,O17,O18,C12,C13,S32,S33,S36,H1。 2.4 半衰期 (Half-Life)：放射性元素蜕变到其原来数量的一半所需时间.

半衰期: Rb87-Sr87 : 500亿年, Th232-Pb208: 139亿年, U238-Pb20645亿年, K40-Ar40 :15亿年, U235-Pb207 :7.13亿年, C14-N14 : 5692年 放射性同位素主要用来测定火成岩石的绝对年龄;

稳定同位素主要用来确定岩石的物质环境与来源.如地壳,地幔,水圈,大气圈,生物圈,月球,陨石等

2.5 同位素研究是当代倍受重视的国际前沿,地化专业主攻.

3.克拉克值:中上地壳中50种元素的平均含量.美国科学家克拉克采集了世界各地的样品5159个；用取得的化学分析数据,求出了16公里厚的地壳内50种元素的平均百分重量,后人称克拉克值.国际通用. 单位ppm=10-6,即克/吨.目前还用 ppb=10-9 1克=5克拉 3.2 地壳中各元素的含量差别很大.

其中, O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,Ti,H 10元素占99.96%; 而 O, Si, Al, Fe, Ca 5元素占了92.46%

4. 晶体(Crystal)定义：内部原子或离子在三维空间呈周期性平移重复排列的固体. 或晶体是具有晶格构造的固体.

这种固态物质称结晶质(晶质);晶质构成的物体即晶体. 习惯上，将具有几何多面体外形的物体称为晶体; 将不具几何多面体外形的晶体称为晶粒。

非晶质体：内部原子或离子在三维空间不呈规律性重复排列的固体.如火山玻璃。自然界极少。

在一定条件下，非晶质体可向晶质体转化。如火山玻璃→玉髓。

准晶体定义：是一种其内部结构由多级呈相似的配位多面体在三维空间作长程定向有序分布的固体。

quasicrystal为一种新的凝聚态固体，但其内部原子既不像非晶质体那样成完全无序的分布，又不具有像晶体那样的三维周期性排列有序。目前尚未发现天然产出的准晶体。 5 矿物定义：由天然产出且具有特定的（但一般并非固定的）化学成分和内部结构构造的均匀固体. 自然界广泛。

准矿物 Mineraloid: 在产出状态、成因和化学组成等方面均具有与矿物相同的特征，但不具有结晶构造的均匀固体. 主要有A型蛋白石、水铝英石。自然界极少。 6 矿物的6项基本特征

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特征1. 绝大多数矿物都是晶体。

特征2. 矿物随处可见.现已发现矿物3300余种，绝大部分（99%）分布于地壳中。 特征3. 矿物的化学成分基本稳定,但可有杂质。 特征4. 矿物可分为三大类

① 自然元素矿物: Au,Cu,S,C(金钢石,石墨).自然界很少. ②分子化合物（分硫化物，卤(氟与氯)化物，氧化物三种）: 如SiO2-石英,NaCl-石盐,FeS2-黄铁矿.自然界常见.

③复杂分子团矿物:主要是硅酸盐矿物.种类多,含量高,分布广,占地壳总重量75%.如K(Mg,Fe)3[SiO3AlO10](OH,F)2 ,黑云母。

特征5. 水,石油,天然气不是矿物(非固体)；煤也不是(排列无序)；花岗岩不是矿物(岩石)。

特征6. 矿物具有同质多象现象。

同质多象定义:化学成分相同、但质点的排列方式不同（结构不同）的现象。将形成不同的矿物。如：C 金刚石（高压）-石墨（常压） 7. 五类矿物

1 自然元素:Au 黄铜矿,C 石墨,金刚石 2 硫化物:FeS2 黄铁矿

3 卤(氟与氯)化物: CaF2 萤石, NaCl 石盐 4 氧化物:SiO2 石英, Al2O3 刚玉 氢氧化物:Mg(OH)2 水镁石

5 含氧盐(复杂分子团矿物). 主要包括四种: 硫酸盐:CaSO4 硬石膏 磷酸盐: Ce,La)[PO4] 独居石 碳酸盐:CaCO3 方解石, MgCO3 白云石 硅酸盐:KAl2[Si3AlO10](OH)2 白云母 8.岩石:由一种以上矿物构成的集合固体. 按形成方式，岩石可分三大类：

火成岩: 占地壳岩石体积64.7%; 沉积岩: 占地壳岩石体积7.9%，地表面积75%; 变质岩:占地壳岩石体积27.4%.

第二节 矿物的物理性质

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1 外形(Shape)

1.1 单晶体(Single crystal):

一向延伸呈针状柱状,如辉锑矿Sb2S2 (Stibnite); 二向延伸呈板状、片状,如长石, 云母;

三向延伸呈菱面体,八面体,立方体,复合体,如方解石,萤石,角闪石,辉石,黄铁矿,金刚石 1.2 集合体(Aggregate): 矿物微粒聚集体。

一向的呈纤维状,如石棉; 二向的呈鳞片状,绢云母; 三向的呈粒状,橄榄石。

1.3 特殊集合体: 放射状,如硅灰石CaSiO3;钟乳状, 如钟乳石; 晶族状,如石英; 鲕状、葡萄状、肾状,如赤铁矿. 2 光学性质(Optical)

2.1 透明度(Transparency):矿物薄片(厚0.04mm)能透过光线者,称透明矿物,如石英,云母,长石,方解石等.反之,称不透明矿物.所有金属矿物都是不透明矿物.

2.2 光泽(Luster): 矿物的反光能力金属光泽: 反射很强,所有金属矿物均此光泽. 非金属光泽:反射较弱，透明矿物的光泽.

可细分金刚光泽(金刚石),玻璃光泽(长石),油脂光泽(石英断口), 丝绢光泽(绢云母),珍珠光泽(白云母),土状光泽(高岭石)6种 2.3 颜色(Color)与条痕(Streak) ●颜色:白,蓝,红,黑,浅绿,紫红等

●自色(Diochromatic): 被化学成分和内部结构所决定的矿物本色. 如方铅矿的铅灰色. ●他色(Allochromatic):混入杂质后的矿物颜色.

如石英(无色),紫晶(紫色,Fe多),蔷薇石英(Fe少),烟水晶(含Mn) ●假色:表面氧化或吸附他物后的颜色.如褐色黄铁矿.

●条痕色: 矿物粉末的颜色。用瓷板划之,紫红的赤铁矿呈樱红色,黄铜的黄铜矿呈墨绿色 3 力学性质(Mechanical):在外力下的表现 3.1 硬度(Hardness):抵抗外力的强度 记牢10种不同硬度的矿物摩氏硬度记:

1滑石,2石膏,3方解石,4萤石,5磷灰石,6长石,7石英,8黄晶9刚玉10金刚石 硬度大的可刻动小的. 指甲为2-2.5,小刀为5-5.5,玻璃6 3.2 解理(Cleavage): 外力下矿物的定向开裂

极完全解理(云母)-完全(方解石)-中等(角闪石)- 不完全(橄榄石)-极不完全(石英) 3.3 断口: 解理不发育矿物在外力下的不规则裂开.

贝壳状(石英), 锯齿状(石膏), 参差状(黄铁矿), 平坦状(高岭土) 3.4 弹性:受力后能恢复原状的.如云母.

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3.5 挠性:受力后不能恢复原状的,又称范性变形,如蛭石

3.6 延展性:可用外力任意改变其形状的。 延:一维; 展:二维(黄金) 4 其它物理性质

4.1 比重(Specific gravity):与同体积40C水的重量比. 轻:<2.5;中:2.5-4;重>4(方解石2.7,黑钨矿7.5,金19.3) 4.2 磁性:本身有磁性或能被磁铁吸引.如磁铁矿 4.3 发光性:外光照射后能发光. 荧光:切断光源后,发光消失;

磷光: 切断光源后,仍发光一时.白钨矿,萤石(紫外光)-浅蓝荧光;金刚石(X射线)-天蓝荧光

4.4 双折射:冰洲石; 导电: 石墨; 滑感:滑石

第三节 矿物的鉴定

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常规鉴定：看(外形,色,光泽)-掂(比重)-敲(硬度)。

精确鉴定：偏光显微镜,化学成分分析, 激光探针，SEM （Scan Electric Microscope）, TEM (Transmission Electric Microscope),。

第四节 常见矿物

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1 常见的：方解石 CaCO3, 石英 SiO2, 长石 2 贵重的：金刚石 C, 金Au, 银 Ag

3 工艺品：玛瑙 SiO2 红宝石,蓝宝石 Al2O3（刚玉） 4 工业原料：赤铁矿Fe2O3, 磁铁矿Fe3O4, 铜矿CuFeS2 5 药用：辰砂 HgS, 雄黄 As4S4 6 环境示踪矿物

HP/LT：蓝闪石、多硅白云母、红帘石(俯冲碰撞带) UHP：柯石英、金刚石(陆内深俯冲,>100公里深度) 7偏光镜下常见的:长石,石英,云母,辉石,角闪石,方解石 附: 图像44个, 表格1个(火成岩的七种主要造岩矿物若干特征)

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第三章 岩浆作用与火成岩

引言

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1 火山（Volcano）,常伴有地震,是一种严重危害人类生存的地质灾害. 2 100年前世界著名的火山喷发

● 1902.5.8夜,西印度群岛Pelee(培雷)火山爆发,200km/h倾泻 而下,倾刻之间，St.Pierre（圣佩尔市）毁于一旦，2.8万人死亡,仅2人幸存,形成1397米火山岛。 ● 79.8.24,意Vesuvius(维苏威)火山爆发,烟柱达13公里高;火山灰厚7m,埋没了Pompeii（庞贝）等三座城市.现为著名旅游胜地.

● 1883.5.20-28日,印尼爪哇岛与苏门答腊之间的喀拉喀托火山爆发,火山灰柱27公里高、总量18立方公里,落灰遍布全球；将75平方公里的海岛炸掉50平方公里.

● 富士山火山：最近一次喷发1707年.位于日本本州中南,高3776米.山下樱花、山顶积雪,自然景色优美. 3 近期喷发的火山

● (美)圣海仑斯：1983年,2450米高。

● 夏威夷基拉韦尔：共8900米高,水下4900米,火山锥在水面之上4000米, 全球最高。1920年又喷发。

● 阿留申岛博各斯洛夫：1796-1907年,高出洋底1600米。 ● 日本九州中部阿苏：1980年,1592米高。

● 东京附近三宅岛：00.8.10-18, 火山黑烟柱高达3000m。 4 我国的火山

● 北疆乌苏县SW45km,N84o23’,E44o11’,02年8-9月泥火山喷发。在200x80m范围内,共80多个活火山口。产在J和N2交接带。

● 南疆于田县卡儿达西火山群:1951.5.27爆发,伴有烟柱喷出,锥顶4900米.是我国最近的火山活动记录.

● 白头山天池：1597年和1702年二次喷发.火山口东西3km、南北4km,周长11.3km,水深>200m,最深370m.为游览胜地.

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● 黑龙江五大连池和南京六合县方山：均为5万年来形成的碱性玄武岩火山,是典型的破火山口.

第一节 喷出作用与喷出岩 (Extrusion and Eruption)

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1.火成岩占地壳岩石体积的64.7%

2.岩浆（MAGMA）：形成于地下深处的、具有较大粘性的高温熔融流体物质. ● 成分:硅酸盐+1-8%以水为主的挥发物质; ● 源区:地表之下50-200公里；

● 条件:温度800-1200°C；压力10千巴大气压（40公里） 3.岩浆作用：岩浆发育、运动、固结成火成岩的作用. 岩浆喷出地表的过程,称火山作用.早期爆炸喷出,晚期地表溢流. 未到达地壳而在地下某深处冷凝结晶固结的过程,称为侵入作用.

由于岩浆高温、高压，具有潜在的活动能量，能沿早先地壳活动中形成的薄弱带（如断层带）向低压方向运动。 4.二类火成岩

● 侵入岩：地下深处冷凝结晶的岩浆岩.

● 火山岩：岩浆喷到地表、气体逃逸、冷凝而成的岩石.又分火山碎屑岩（喷到空中炸碎的岩浆与围岩碎块,落下堆积而成和熔岩(地表溢流而冷凝)两种. 5.喷出作用

● 喷出与否与地壳的活动有关。有地壳活动才能打破岩浆的平衡,地壳产生断裂岩浆才能顺之上涌

● 喷出强度与岩浆的粘性有关(viscosity) 岩浆由二部分构成：硅氧四面体或硅铝氧化物和金属阳离子. [SiO4]-4、[AlSi3O8]- + K，Na，Ca，Mg，Fe，前者含量高，则岩浆粘性大,呈酸性,难流动,故多为爆发相;反之,粘性小,呈基性,易流动,多表现为喷溢相. ● 火山喷发物质的构成

a.气体：水汽、二氧化碳、硫化物等.

b．固体: 围岩及早先冷凝的岩浆岩，被岩浆喷出,脱离地表在空中炸碎后冷凝成固结体,称火山碎屑岩.

火山灰<2mm 单独成岩 凝灰岩 火山砾2-50mm

火山灰胶结

火山角砾岩 火山集块岩

火山块>50mm 火山灰胶结

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火山渣 数十厘米 快速冷凝的岩浆块 浮岩 火山弹>50mm

喷出炸碎后冷凝固结的岩浆块

tuff:凝灰岩, Lava:熔岩, volcanic breccia:火山角砾岩,volcanic agglomerate:火山集块岩

c．熔融体：熔岩（熔岩流、熔岩被;多面形分布）表面具柱状节理（冷凝收缩而成的六边形柱体），总与流面垂直。 6 喷发方式

裂隙式喷发：岩浆沿断裂溢出，固体喷发物较少. 中心式喷发：形成盾形火山锥,坡度小（2-4度,小于150） 7 喷发强度 a.强烈爆发

b.宁静喷溢:地中海斯特龙特利火山(天然的“海上灯塔”） 8 火山通道：岩浆流出的地方. ● 在近地面冷凝的岩浆形成火山颈，岩石称次火山岩. ● 可确定火山作用的时间、空间、成因. ● 复式火山锥：火山碎屑与熔岩互层. 9 熔岩类型及其特征

● 按SiO2含量%的分类(国际通用)

超基性:<45%; 基性:45-52%; 中性:52-65%;酸性:>65% 10 各类代表性熔岩介绍

10.1 超镁铁熔岩(ultramafic): 科马提岩(komatiite) ●分布于南非和澳大利亚

●具鬣刺结构:快速冷凝而成的长条状橄榄石骸晶集合体,常充填于橄榄岩或辉石岩裂隙中.

10.2 基性熔岩(basic):玄武岩(basalt)

● 黑色,致密,比重大,粘性小,有柱状节理.喷发宁静 （气体易溢出）. ● 海底喷发形成枕状构造（Pillow lava）,顶突底平.

● 著名产地：印度德干高原，厚3000米，面积100万平方公里. 我国峨眉山玄武岩（P）. ● 矿产：Cu、Fe、铸石材料.

10.3中性岩浆:粘性较大、爆炸喷发,多形成复式火山锥.

安山岩（Andesite）：浅色、有气孔(vesicular,泡)、杏仁体(amygdaloid)● 分布：南美安第斯山

● 著名矿产：墨西哥银矿、台湾金瓜石金矿、山西五台龙须沟铜矿,日本黑矿 10.4 酸性岩浆:粘性大,强烈爆炸喷发,形成复式火山锥. 流纹岩（rhyolite）:浅色,具流纹构造(冷却慢)

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● 分布：浙江、福建、广东沿海,宁镇地区

● 矿产：Au,Ag,Cu,U,W,Sn,Mo等，浙江青田玉、鸡血石（印章）、熔结凝灰岩（蟾石） 11 火山喷发的阶段性

● 火山喷发是断断续续的，有的一、二次（南京方山），有的若干次（圣海仑斯）. ● 不同喷发期岩浆的成分要改变一般演化规律：基性-中性-酸性 ● 喷发后期常下陷，形成破火山口(火山湖) ● 活火山指人类历史时期有过活动，否则称死火山. 12.世界火山岩主要分布在板块构造的边界 ● 洋脊火山带：太平洋、大西洋、印度洋洋脊

● 环太平洋火山带：主要是中酸性火山岩，多为安山岩.

安山岩线：环太平洋大陆及岛屿为安山岩，大洋内部为玄武岩，二者界线称为安山岩线 ● 地中海-印尼火山带

● 红海与东非有22座活火山:均在地壳裂谷处

第二节 侵入作用与侵入岩

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1. 侵入作用(intrusion)

● 侵入岩（侵入体）:岩浆在向上运动的侵入过程中逐渐冷凝结晶形成的岩石.可分为： 深成侵入岩(深成岩):>5公里深处形成、 浅成侵入岩(浅成岩):<5公里深处形成、 ● 围岩:被岩浆侵入的岩石. 1.1同化作用、混染作用

● 同化：热岩浆对冷围岩的吞噬与化学作用，最终使围岩成为火成岩的一部分.岩浆体积>>围岩

● 混染：岩浆体积不够大,不足以完全吞噬围岩,导致 围岩对岩浆的明显化学反应,改变岩浆的成分

● 俘虏体：边部围岩碎块掉进岩浆，岩浆快速冷凝后尚未被完全“吞噬”或同化. 1.2 结晶分异作用

定义: 岩浆在冷凝过程上，按一定规律依次结晶出不同矿物的过程.熔点高比重大的矿物先结晶，导致岩浆成分不断改变.

1.3 鲍温反应系列：美国岩石学家鲍温根据结晶分异原理，用富含橄榄石的玄武岩实验得出的结晶规律. 分为:

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1.3.1连续反应系列：化学成分连续变化；内部结构无根本变化；为浅色矿物所独有. ●(高温的)基性斜长石(拉长石,培长石,钙长石Ca[Al2Si2O8])→中性斜长石(中长石)→酸性斜长石(钠长石Na[AlSi3O8],更长石)→钾长石→白云母→(低温)石英. ● 端员成分为钠长石与钙长石,二者能以任何比例混溶.

1.3.2不连续反应系列：化学成分有差异；内部结构有显著变化；为暗色矿物或铁镁矿物所独有.

● (高温的)橄榄石→辉石→角闪石→黑云母→钾长石→白云母→(低温的)石英. 1.3.3 岩浆结晶出的岩石顺序

超镁铁岩(橄榄岩)→镁铁岩(辉长岩)→中性岩(闪长岩)→酸性岩(花岗岩)→伟晶岩 1.3.4 伟晶岩：残余岩浆结晶而成 ● 温度500度到800度 ● 挥发分高，主要是长英质 ● 结晶缓慢，形成粗大晶体

● 富含成矿物质：Au,Ag,Cu,W,Zn,Mo,U 1.3.5 单一原始岩浆的观点是不全面的

鲍温反应系列的核心是“单一原始岩浆的观点”.据此,100分原始岩浆只可结晶出5-10分花岗岩，但是，陆地上的花岗岩>>玄武岩；而大洋中只有玄武岩而无花岗岩.因此，鲍温实验得出的结晶顺序规律是对的,而单一原始岩浆的观点是不全面的. 2. 侵入岩的产状:侵入岩的形态、大小、与围岩的关系 (1)岩脉(dyke)：分岩墙与岩床二种.

● 岩墙(dyke)-与地层层理垂直，岩浆沿围岩的裂缝挤入. ● 岩床(sill)-与地层层理平行，岩浆沿层间的空隙挤入. (2)岩体：分岩株与岩基二种.

● 岩株(stock):出露面积在10-100平方公里. ● 岩基(batholith):出露面积大于100平方公里.

第三节 火成岩的结构与构造

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1.火成岩的结构(texture):指矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形态和晶粒间的相互关系 (1) 按结晶程度：全晶质（花岗岩）、玻璃质（黑曜岩）、半晶质（浅成岩） (2) 按晶粒大小： 粗粒结构 晶体粒径 5mm

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中粒结构 晶体粒径 5-1mm

细粒结构 晶体粒径 1-0.1mm(肉眼可辨0。1-0。2mm) 微粒结构 晶体粒径 0.1mm （3）按晶体的完整程度：

自形:缓慢结晶，晶形规则;它形:速冷，晶形不规则;半自形 （4）按晶体的相对大小： ● 等粒结构,不等粒结构

● 似斑状结构porphyroid（侵入岩）: 基质为显晶质,成分与斑晶相同.反应稳定、缓慢结晶的环境。

● 斑晶（phenocryst）：粗大的晶体; 基质 （matrix）: 斑晶周围细小的颗粒.

以石英大小为标准，分粗、中细和显晶质、隐晶质和玻璃质等

● 斑状结构 （porphyritic）：基质为隐晶或玻璃质.（火山岩的典型结构）

2. 火成岩的构造(structure): 指矿物集合体的形态、大小、空间分布. 能反映其形成条件. ● 气孔构造、杏仁状构造

● 流动构造(flow):柱状、片状矿物或俘虏体定向排列

● 流纹岩的流纹构造(rhyotaxitic)：不同的矿物成分、不同的颜色、拉长的气孔相互线状或弯曲状平行排列.

● 晶洞构造：岩浆冷凝收缩形成的浑圆状空洞,内常生长有晶族.不同于气孔.为不均质的碱性花岗岩(A型)典型构造.

● 球状构造：由不同矿物组成的同心圆壳围绕中心分布而成. 特征：各圈中的矿物呈放射状分布. 成因：岩浆中的某些组分脉动式过饱和结晶而形成. ●层状构造(bedded):熔岩-沉积夹层-熔岩平行排列.

●块状构造(massive structure)：宏观上各向同性；矿物排列无规律；岩石呈均匀块体.火成岩所特有.

第四节 火成岩的主要类型

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介绍分类表

分类标准：色率、结构、构造 ● 色率：岩石中暗色矿物的含量

● 结构构造：喷出岩-气孔、杏仁体、流动、枕状；浅成岩-斑状、隐晶; 深成岩-似斑状、

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全晶质

▲ 重点：超镁铁岩中无石英等；岩石名称鉴定主要是鉴定特征矿物.岩石SiO2含量 %

超镁铁岩<45 基性岩45-52 中性岩52-65 酸性岩>65

安山岩 粗面岩

喷出岩Eruptive 科马提岩Komatiite 玄武岩Basalt Andasite Trachyte 流纹岩Phyolite 浅成岩Hypabyssal

金伯利岩Kimberlite 辉绿岩Diabase 闪长玢岩 正长玢

花岗斑岩Granite P.

闪长岩 正长岩

岩Diorite porphyry Syenite porphyry 深成岩Plutonic 橄榄岩Peridotite

辉长岩Gabbro

Diorite Syenite 花岗岩Granite 矿物Minerals

橄榄石，辉石，角闪石

辉石，角闪石，钙长石

角闪石，黑云母，

中长石 角闪石，黑云母，碱长石 钾，钠长石石英，黑云

第五节 岩浆的形成与地球内热

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一. 岩浆的形成

1．物质来源：地壳岩石和地幔顶部的物质.

2．物理因素：与温度、压力（小，利熔）、水分（高，有利熔）有关 3．不同岩浆的成因

● 超镁铁岩与镁铁岩: 地幔顶部岩浆分熔（分异）

● 中酸性岩: a. 同超镁铁岩(岩浆分熔) b. 地壳部分熔融. 二. 地热及其成因 1.地热：来自地下的热流

（1）表现方式：a.深部为对流方式；b.浅部通过岩石传导.

● 称“大地热流” Heat Flow，单位为HFU:微卡/cm22秒 （微卡，百万分之一千卡） ● 洋底：>1。47（HFU），平均：1。47（平均热流值）

常温层，地表下10多米，与当地年平均气温相当；与海拔、纬度有关 增温层，平均3°C/百米，称地热增温率；按此计算地心温度19万度！ 太阳中心温度：1500万度。 压力：2500亿个大气压

（2）地热分布：a.沿水平方向分布有差异；b.地热高的地方，低温梯度也高；c.地下深处，由于压力高，密度极大，物质不会全部熔化

（3）意义:有助于研究石油等的生成；有助于寻找地热（温泉、热泉、沸泉） 2. 地热成因

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● 余热：炽热的星云物质聚集-收缩（地球由热-冷放热）

●重力分异：地球内部物质按比重分异，位能转成热能；（地球由冷-热,产生热） ●放射热：放射性物质衰变产生热（地球由冷-热）。放射性物质主要在地壳中，可解释增温率变化原因

●撞击热：行星与地球撞击产生热（地球由冷-热）。地球究竟由冷-热，还是由热-冷，尚是探索的课题

本章图像40个; 表格1个 (火成岩的主要类型分类表)

第四章 外动力作用与沉积岩

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地球动力学：分外动力与内动力二种 a.外动力：风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩

意义：说明地质发展史，寻找沉积矿产(煤、石油、铁等) b.内动力：火山、地震、构造运动产生的变形等 意义：解释构造运动学、地球动力学

第一节 大气圈、水圈、生物圈、岩石圈

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1. 大气圈：无明确的上界;大气≈N2+O2+Ar+CO2,

地表最稠密从地面到高处:对流层→平流层→中间层→热成层→外逸层

●对流层:顶面距地面高度10-16公里,每上升1公里降温6.5度(oC)；温度来自地面辐射的太阳能。

●平流层:顶面距地面高度55公里。

●顶部: 臭氧层。温度随高度增加而增加；可至0度以上。不受地表热辐射或对流大气的影响。 此高度之下的地质作用最重要。

●大气的流动：全球范围的有大气环流（有一定路线与型式）。局部产生东、南、西、北风及龙卷风。

●大气的地质作用 a.氧、二氧化碳等是进行地球化学作用的重要物质 b.大气是生命的保护层（臭氧层能吸收紫外线）

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覆构造。同时发生广泛的区域变质作用，形成混合岩，并伴随中酸性岩浆活动和矿产。 ● 褶皱地层急剧上升成山脉，凹地变为造山带，称造山作用；其高大山系称造山带或地槽褶皱带，如Himalaya、Alps、秦岭、天山、昆仑山。

●已被板块理论坚决抛弃！3.2 地台基本特征简介●奥地利学者E.Seuss（休斯或徐士）于1885年提出。

●指地壳上稳定的、形成后不再褶皱变形的地区。 ●具双层结构：褶皱基底和水平的盖层

盖层：沉积薄；面形分布；地层平缓倾斜到水平；边界为正断层；区域变质极弱;无火山岩；煤、石油、沉积铁矿等矿产发育。

●与地槽的关系：地槽褶皱上升-剥蚀夷平-活动性减弱并趋向稳定-正断层使之下降-缓慢地接受沉积（地台阶段）。

●古地台：以前寒武系（Precambrian）为基底； 年轻地台：以古生界（Cambrian-Permian）为基底

●地盾Shield：基底之上无沉积盖层（无沉积或沉积薄被剥蚀）。

●世界著名的地台：北美地台、非洲地台、澳洲地台、西伯利亚地台、俄罗斯地台、扬子地台、华北地台、塔里木地台。

●克拉通Craton ：刚性强的稳定地台。一直被板块理论采用。 3.3 槽台论的大陆生长观:

台边缘形成新地槽,大陆向海洋方向扩大，海洋缩小；大陆内部会发生开裂，如东非裂谷，但海洋不会消亡。

3.4 槽台论的地壳发展旋回性 也称构造旋回

周期性地产生新一代地槽。地槽后期的褶皱造山运动标志着旧地槽的消亡,新地槽的孕育。

二.板块构造 Plate Tectonic

海洋地貌单元大陆架：坡度平均0．1度，水深小于200米,宽度大。 大陆坡：坡度平均3-6度，水深1400米到3200米。 大陆隆：坡度小于1/400，为过渡区。

大洋盆：深海平原，非常平坦；水深多大于4600米。

大洋脊：洋盆内部的海底巨大山脉，常分布于大洋盆的中部。 1.板块构造定义：在软流圈上作大规模水平运动的岩石圈块体。

板块构造理论：系统研究岩石圈板块运动学、动力学的学说。2.板块构造存在的主要证据:地形、地质、地球物理、深海钻探

1）地形证据：全球的大陆可以按一定方式拼合在一起；特别是南美和非洲的海岸线及其 相似，用计算机可以精确的将它们拼合。

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2）地质证据

a.洋中脊：洋中脊的横截面呈平缓的等腰三角型,二侧呈地垒状隆起，中间呈地堑。 状陷落（裂谷）。洋脊处沉积物最薄;裂谷带为火山岩,缺失海洋沉积物。洋脊是火山喷发带, 因此也是高热流带,>1．47HFU。洋脊也是地震带，特点是震级低、震源浅、地震频繁。 b.古生物：三叠纪一种小的浅水爬虫中龙，本身不能远涉重洋；但同种化石却在相距6000公里的非洲和南美同时出现。 二叠纪的热带植物化石舌羊齿，现在出露在寒带和非洲、南美、澳大利亚等地。

推理：上述不同地区原先是连在一起的。

c.构造：挪威-苏格兰的加里东期造山带,越过大西洋后，在西岸的北美加拿大和美国再次出现。 特征相似的二叠系，同时在南非的开普顿山和南美布宜诺斯艾利斯出现。 推理：在大西洋形成之前，它们是连在一起的地质体。

d.冰川：石炭纪、二叠纪高寒带的冰川遗迹, 现在却分布在温带和热带的印度、澳大利亚、非洲、 南美、南极等地。

推理：这些不同地区原先是连在一起的。因此，1912年魏格纳提出大陆漂移说。 引伸1：联合古陆 Pangaea 2亿年前的超大陆。

根据植物化石和冰川分布，认为2亿年前时有两个古大陆。

劳亚古陆（北半球）Laurasia Land；冈瓦纳古陆（南半球）Gondwana Land; 特提斯海 Tethys ：位于两个古陆之间、开口朝东、呈平躺V字型的古大洋。 引伸2：海底扩张

地幔物质从洋中脊涌出，推动原来的物质向二侧对称运移（Wilson, 1965）。主要特征： 1.洋底扩张速度平均2cm/年，二亿年洋底更新一次，所以洋底无中生代以前的岩石。 2.洋底沉积物最厚处600米，相当于一亿年中堆积的厚度。 3.存在一连串的海底平顶山。

平顶山成因：地幔物质上涌到岩石圈底部，然后分熔成中基性岩浆喷出，形成海底火山；热点的位置固定，而板块在移动，所以可形成一连串的火山；火山开始时位置较高，山头容易被波浪削平，最后成为海底平顶山。

3）地球物理证据a．洋中脊二侧,海底岩石的正、负磁异常条带对称分布。

●洋中脊处形成的岩石，冷却时被磁化，记录了当时的磁场方向。由于地磁南北极的多次转向,导致海底岩石对称的正、逆向磁异常条带。

●现在-69万年为布容正向,69万年-243万年为松山反向,242万年-332万年为高斯正向, 332万年前为吉尔伯特反向。 b.地热、重力

●放射热的不均匀聚集,使地幔下层物质受热上升（形成脊推力）,海沟处冷的 致密物质下沉,形成消减带，组成循环系统，驱使板块运动。

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●部分陆壳物质被带到俯冲带，受热熔化，上升喷发成安山岩；另外一些物质被带到100公里以下，形成含金刚石榴辉岩,尔后折返到浅部地壳。

●海沟处，部分陆壳物质被铲刮拼贴在大陆边缘，形成俯冲型增生楔。

c.地震 根据浅源、中源、深源地震集中分布在环太平洋边缘带,证明海洋板块与大陆板块在不同深度的摩擦与破裂作用是有规律的。 4).深海钻探（包括深潜器）

● 证实了洋底确切地貌、洋中脊高热流、枕状熔岩的存在。 ●发现蛇绿岩套 Ophiolite，完善了洋壳剖面。

A 沉积岩 – B 枕状熔岩 – C 席状岩脉 – D 辉长岩 – E 橄榄岩

●海洋地质调查表明,海底没有比中生代更早的岩石，海底岩石以洋中脊为中心，向二侧依次对称变老。

5).转换断层: 相邻板块剪切错动，但不产生增生与消亡的一种特殊海底断层。 ● 只有bc产生剪切,有地震。过bc,无剪切,与洋脊错开同向。 ● bc断层动向与洋脊错开方向相反。 ● 扩张速度相同，bc不会变大。

● 洋脊的错开是由扩张速率差异造成。板块理论建立的三大支柱： 海底磁异常条带；转换断层；地幔对流（板块驱动力）:霍尔姆斯最早提出。 三.板块的边界类型

1. 板块只有大陆板块、大洋板块二类 2. 不同板块划分依据：

蛇绿岩套、高压变质带、岩浆活动、地震活动、构造变形、变质作用、区域断裂、成矿作用

3.边界类型： 离散边界:洋中脊 剪切边界:转换断层

敛合边界: 1.板块俯冲带，形成沟、弧、盆体系，为地震、火山高发带，存在对变质带。 2.陆-陆碰撞带，印度与欧亚两个大陆碰撞,形成双地壳厚度的世界屋脊：青藏高原。 接合单元

离散

敛合

洋壳-洋壳 大西洋中脊 阿留申海沟

洋壳-陆壳 ---------- 南美西海岸、日本海沟 陆壳-陆壳 东非

喜马拉雅、阿尔卑斯

4.活动大陆边缘 1).太平洋型：沟、弧、盆复合体系 2).安第斯型：海沟-山弧构造体系。

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5.稳定大陆边缘(大西洋型): 无海沟和火山活动的大陆边缘 四.全球板块划分 （Le Pichon (法)方案，1968）

1.六大板块:美洲板块、太平洋板块、欧亚板块、非洲板块、澳大利亚-印度板块、南极洲板块(面积都大于108平方公里；仅太平洋板块全由洋壳组成)。

2.六个次级板块:加勒比板块、可可板块、纳滋卡板块、富克板块、菲律宾板块(面积大于106平方公里)，如果红海（特点：高热流、高盐度）裂成大西洋，则还有Saudi Arabia板块。

五.地体构造 Tectono-stratific terrane1. 构造地层地体：指的是以区域断裂为边界的，具有区域性延伸的、与相邻地体具完全不同地质发展历史的地质实体（Howell等，1983）。 在成因学与运动学上，地体是曾经作为洋底高原或岛屿的岩石圈碎块或地壳碎块随板块运移到活动大陆边缘的增生体（卢华复等，1990）。

2. 增生作用：指的是地体合并于大陆的前缘，形成大陆地壳的新增部分,使大陆边缘不断扩大的过程。这种增生是高效率的,不是一点一点地铲刮,而是把一个一定规模的地体整块地拼贴到大陆边缘上。

3. 拼贴作用：指的是增生之前，二个或二个以上地体可首先合并成联合地体，此种作用称之。

它与增生作用差别：1) 它发生在增生之前, 2）拼合产生的效应只限于联合地体内；而增生产生的效应可波及到大陆边缘相当深入的地带。

4. 离散作用：地体增生后的地壳运动可使地体被剪切成碎片而位移，或通过拉伸作用再次脱离大陆边缘而运动，此作用称之。例如日本的米侬Mibo 、飞禅Hida、中国的台湾、海南岛等地体。现代大陆轮廓本质上是由增生作用和离散作用联合而成的。

地体构造理论是板块学说的最新进展和重要补充。

板块-地体学说不仅解释了地壳运动现象，而且冲击了人们的思想，摆脱了旧思想的束缚，证明地球是一个生机勃勃的星体，它有着非常活跃的“新陈代谢”过程，一切都在有规律地进行着。

本章图像48个;表格3个 1. 构造旋回表

2. Wilson旋回的六个演化 3. 板块构造单元分类

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第十章 风化作用 Weathering

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●停留原地的风化为离开原地的剥蚀创造了条件， 为去伪存真恢复变形地壳的原貌提供科学依据。

●若无风化会带来一系列麻烦

第一节 风化作用的类型

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一．物理风化

1.定义：地表岩石在外力（大气、水、生物）作用下发生的机械破碎作用或化学分解作用。 2.特征:●机械风化与破碎

●不能改变化学成分,不会形成新矿物

●温差大的沙漠、戈壁及干寒地区表现明显2. 物理风化四方式(1)热涨冷缩方式（温差大的沙漠、戈壁）

● 岩石里外受热不一致,在表面温度大于50度时，就会产生鳞片状层层剥落。 ● 矿物的膨胀系数不同，石英31310-6，长石17310-6，使内部构造破坏,完整的岩石不断松散破碎。

● 昼夜温差大于季节性温差时,物理风化的表现就特别明显. ★ 夏季新疆沙漠地区、冰达坂的实例(昼夜温差达60-70多度). (2)冰劈作用(干寒区)

● 岩石裂隙中的水结冰后体积会增大，达到一定限度后岩石就会崩解滚落。 ● 条件：

a.岩石有贯通的空隙，可使水渗入并流动（封闭空隙如气孔不行）； b.有足够的水分；

c.温度常在冰点上下波动。

★ 干寒区（乌市）的马路、道路与经济发展 ⑶ 层裂或卸载作用fracture & unloading

深部岩石上升减压会造成向上或向外的膨涨,产生与地面平行的膨胀节理. ★黄山没有层理的花岗岩区;新疆凝灰岩地区;南方采石场。 ⑷ 盐分结晶撑裂作用

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c.使地球表面具有适宜的温度；产生各种气候现象，导致外动力地质作用的发生 d.运动的大气（风）是塑造地面形态的动力 e.环境污染已开始破坏人类生存的保护层

直接的有飞沙走石，如内蒙-北京-东北的春天沙尘暴

间接的为大气温室效应（工业二氧化碳排放使大气升温）、臭氧层空洞（臭氧层的保护作用受到严重破坏，紫外线的长驱直入将使人类健康每况愈下） 2．水圈

水圈=海洋+湖泊+河流+冰雪+岩石中的裂隙水。为一连续的层圈 2.1 科里奥利效应

● 由于地球自转，而使地表运动物体改向的力（取决于不同的纬度和线速度）. ● 顺着物体运动方向看，科氏力作用向右。 ● 大气、河流均受此影响.

N半球:物体向北运动；顺着运动方向看，作用力向右；物体向南运动；顺着运动方向看，作用力向右.

S半球:物体向南运动；顺着运动方向看，作用力向左；物体向北运动；顺着运动方向看，作用力向左. 2.2 水圈的作用 a.破坏岩石：

机械破坏(干寒带)、化学破坏（CO2）(温湿带) b. 搬运岩石：通过水的循环过程完成 3.生物圈

a.破坏岩石： 机械破坏（根劈）、化学破坏（生物有机酸分解矿物） b.本身成矿:石油、煤;形成生物岩(有机地化研究领域） 4.岩石圈

岩石圈=地壳+上地幔

顶部的刚体部分是地球科学家研究的主要内容 5.沉积环境(见右图解)

6.外动力作用与三大类岩石之间的演化关系(见后图解)

第二节 沉积岩的特性

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一. 沉积质来源、主要特性、搬运与固结

●沉积物来源：母岩风化物、生物、火山物质、宇宙物质. ●沉积岩主要特性：层理、含化石 ●沉积物的搬运:

(1)滚动方式沿水流底部搬运:>2mm,砾岩; (2)跳跃搬运:2-0.05mm,砂岩;

(3) 悬浮状态搬运:0.05-0.005 mm,粉砂岩;

(4)凝聚态搬运:<0.005mm,粘土岩(沉积岩的分类主要根据上面的碎屑物水力学行为进行) ●沉积物固结: 二. 沉积岩中的矿物

1.沉积岩、火成岩、变质岩中八种主要造岩矿物: 石英、长石、云母、辉石、角闪石、方解石、高岭土、绿泥土

2.沉积岩与岩浆岩主要矿物成分比较

岩浆岩：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母（石英、斜长石、白云母） 沉积岩：方解石、白云石、石膏、石盐（石英、斜长石、白云母） 三.沉积岩的结构: 颗粒的大小,磨圆度,颗粒间关系

●大小：砾>2mm、砂2-0.05mm、粉砂0.05-0.005mm、泥<0.005mm(肉眼 放大镜 显微镜 电子显微镜)

●磨圆度:圆、次圆、次棱角、棱角

●填隙物(基质):砂→细砂→粉砂. 生物及火山碎屑等. ●胶结物(肉眼分不出大小)：Si,Fe,Ca,泥 ●碎屑结构:岩石中的颗粒是机械沉积的碎屑物. 碎屑+填隙物(比碎屑小1-2粒级)+胶结物. 碎屑岩:砾岩→砂岩→细砂-粉砂岩→泥岩（页岩） ●非碎屑结构:

-为生物岩、生物化学岩所特有

-岩石中的颗粒由化学沉积或生物化学沉积作用形成. -无碎屑和填隙物及胶结物之分.

●晶质结构:全由近等大的沉积晶体组成.如灰岩为方解石. ●生物结构:由丰富的生物化石碎屑组成. 五. 沉积岩的原生构造

原生沉积构造定义：沉积岩在形成过程中产生的构造,是各组成部分的空间分布与排列方式. 1.层理（Layer,bedding）：沉积岩的成层性

● 与颗粒性质有关：颗粒粗细、硬度不同就形成了层理.

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● 与气候有关：颜色变化也形成层理.

a.平行层理：不同沉积层顶底面平行.沉积岩在安静的介质环境中形成.

b.交错层理Cross Bedding：不同沉积层顶底面不平行.沉积岩形成于动荡的介质环境中. ● 根据“顶截底切”原理，可判断地层的顶底。

c. 层的厚度：巨厚>1m、厚层1-0.5m、中厚0.5-0.1、薄层0.1-0.01m、微层<0.01m 2.递变层理graded bedding：同一层内，碎屑粒级由下而上逐渐变小.

● 形成环境：水体运动可由强到弱或由弱到强.如水介质环境周期性变化，在重力沉积下就形成了“韵律层”. ● 用途：确定地层的顶底

3.波痕ripple mark：波浪弯曲的层面.反映沉积环境动荡.

● 水介质定向运动形成不对称波痕:可确定流向(从缓坡向陡坡),但不能确定顶底. ● 水介质往复运动形成对称波痕:不能确定流向,但可确定地层顶底(尖头朝顶). 4.泥裂mud crack：层面上多边形，剖面上楔形.

● 成因：滨海、滨湖沉积物暴露出水面，失水→变干→收缩而成；填充物与上复岩层相当. ● 用途：(1)确定地层的顶底、(2)指示古气候（干燥）、(3)确定沉积相（陆相、海岸相）； 5．缝合线Stylolite：岩层中的锯齿状曲线，与层面平行（但有例外）.区别“Suture”. ●分布：石灰岩、砂岩中（如五通石英砂岩）

●成因：大型的缝合线示沉积作用的短暂停顿；小的示压溶作用;含二氧化碳淤泥沿层面循环时，溶解二侧物质所致.

●用途：确定地层产状（须结合其它标志才能确定地层的正常或倒转） 6.结核Nodule,concretion

● 定义：沉积岩中，某种不同物质聚积而成的核状体.

● 分布：石灰岩（栖霞组灰岩P1、高骊山组砂页岩C1）、硅质页岩（孤峰组P1）. ● 变化：结核脱水收缩，形成网状裂隙，称“龟背石”.

● 用途：a.划分对比地层（有无结核）b.推测地层形成环境（CCD，碳酸盐岩沉积补偿线） 7.冲刷痕 Scour mark(印模)、sole mark(底模) 定义：沉积岩层的底面起伏突起. 分布：砂岩,页岩中；成因：冲刷;荷重.

8.雨痕（冰雹痕）、假晶、虫迹、同生褶皱、叠层岩等. 9.次生构造：沉积岩形成后产生的构造.

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第三节 四类沉积岩

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一.碎屑岩 Clastic rock：碎屑+填隙物+胶结物 1.砾岩 Conglomerate

● 粒径：2mm-10mm (>10mm为巨砾)

● 砾石成分：石英岩、砂岩、髓石岩、石灰岩、火成岩、变质岩 2.砂岩 Sandstone

● 粒径：粗砂岩2-0.5mm、中砂岩0.5-0.25mm、细砂岩0.25-0.05mm ● 成分：石英长石居多 3.粉砂岩 Siltstone

● 粒径：0.05-0.005mm ● 成分：石英、长石、云母 三. 化学岩

1.硅质岩 Silliceous rock ●成分：SiO2

●成因：生物骨骼堆积而成（如：硅藻土）；火山作用或风化作用使SiO2凝聚.

●Sio2结晶：水晶(宋代:此乃千年老冰)→乳石英（气泡）、紫石英（Fe多）、蔷薇石英（Fe少）、烟水晶（Mn）

●隐晶：玉髓、蛋白石、碧玉（西湖葛岭山保叔塔含Fe2O3,呈暗红），不同色的隐晶SiO2若具同心圆构造称为玛瑙Agate；其中水胆玛瑙极珍贵！珍贵的蛋白石，95%产于澳洲，称Opa1澳泊(欧泊、澳宝) 2.石灰岩 Limestone

a.非碎屑结构的石灰岩:方解石颗粒，很致密;方解石由化学作用形成

B.碎屑结构的石灰岩（福克分类;P.46-48）灰岩中碎屑及来源(1)内碎屑:已沉积的CaCO3被海水冲击破碎(内碎屑灰岩). (2)生物碎屑:动物的骨骼(珊瑚礁灰岩)

(3)CaCO3凝聚:海水中的CaCO3围绕质点凝聚(鲕粒、球粒、团块灰岩) (4)填隙物(基质):亮晶,粒径>0.01mm，常是透明的方解石颗粒 (5)泥晶:粒径<0.005mm，机械混入物 (6)胶结物：CaCO3

●石灰岩是重要的建筑材料;蝙蝠虫为三叶虫，蝙蝠虫灰岩是艺术品 ●广西桂林、云南路南的岩洞与石林风景优美,植被低矮 3.白云岩Dolomite● 组成：白云石,马鞍状晶体MgCa[CO3]2

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● 与石灰岩区别：用10%稀盐酸，不强烈冒泡;野外露头上具黑色刀砍状熔沟 三、粘土岩 Clay （原来一直划归碎屑岩类） ● 粒径：〈0.005mm

● 成分：粘土矿物（高岭土China Kaolinite、澎润土、蒙脱石 Montmorillonite、水云母）

● 成因：粘土矿物经搬运沉积而成.固结无层理的称泥岩，成层好的称页岩 Shale ● 性质及用途： 1．可塑性

2．吸水性（蒙脱石吸水后体积增大5-20倍）， 3．吸附性

4．烧结性（瓷器的控温烧结），5．耐火性 四、生物化学岩: 硅藻岩,放射虫岩等 本章图像25个

第五章 变质作用与变质岩

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●分布:占地壳总体积的27.4%;主体在中、下地壳,地表较少 ●大别山超高压变质矿物的发现，改写了经典板块构造理论。

●研究目的：了解地球深部地质过程（HP的蓝闪石、红帘石，UHP的柯石英、金刚石);恢复原岩;阐明变质作用机制和过程;寻找矿产资源(“玉自变质来”；各种名贵宝石，原料均来自变质岩。多数金属矿产，都经历过变质，变质使矿变富变大。前寒武纪含铁石英岩型铁矿占世界铁储量70%, 我国的鞍山式铁矿属此类型。我国缺金铜铁铀)

第一节 变质作用基本特征一

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变质作用的定义: 由于温度（T）、压力（P）的改变和化学活动性流体的作用，使固态岩石的矿物成分、化学成分、结构构造都发生了变化，这种地质作用叫变质作用。 ● 变质作用主要发生在地壳深部，一般>10 km。

● 变质三要素:T,P,流体, 温度最重要。但陨石撞击及高压变质，主导因素则是压力。

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● 热源主要来自地球内部（岩浆热能与放射热能） ● 通过变质作用形成的岩石叫变质岩。

●正、副变质岩原岩为火成岩的叫正变质岩；原岩为沉积岩的叫副变质岩。 二.变质作用的三大因素1.温度

● 变质温度:150°C-900°C低于150°C为常温，高于900°C则地壳岩石熔化

● 温度的作用：非晶体→结晶体;结晶体→重结晶;物质与结构重组，一种矿物→另一种矿物

● 变质温度四来源：

地热增温（1°C/33m）、构造运动热、岩浆热、放射热 2.压力

●静压力(垂或侧):由上复岩石重量引起，随深度增加而增加

●流体压力:封闭系统的流体压力等于上复岩石的静压值；开放系统的流体压力等于流体本身的重量.流体是物质成分进行交换的自由市场。 ●压力单位换算 Bar (巴)

Pa(帕斯卡) Mpa兆帕 GPa吉帕

10-4

1 105 10-1

1atm=101325Pasca≈105Pa=0.1Mpa（兆帕）

1Gpa=103Mpa=10Kbar=109Pa, 1Mpa=106Pa, 1Kb=100Mpa 1巴≈1atm（100万因达/cm2=0．986923标准大气压） 1Pa=1牛顿（≈100克/m2）=100克/10000 cm2=0.01克/ cm2

●蓝片岩，蓝闪石+钠长石,产在地壳上部，但压力很大,为LT/HP产物，为古俯冲-碰撞带的重要标志。

●榴辉岩,镁铝榴石+绿辉石,产在地下40km±深,压力为10Kb=10吨/cm2!（参见P.124, Hamblin;10Kb=109Pa=107克/cm2）

●超高压岩，含柯石英、金刚石的榴辉岩,压力更大,埋藏更深（30Kb,>100km);全世界只有中国大别山、法意边境西阿尔卑斯极少数地区被保存。诞生了大陆深俯冲的科学新理论。 3.具化学活动性的流体a.成分:以H2O、CO2为主，并含其它易挥发和易流动物质 b.流体分布:存在于岩石粒间或裂隙中的主要是H2O；矿物结构中的是H2O、CO2；从岩浆分逸出来的是K,Na,S,F,H2O,CO2,SiO2等.

C.岩浆流体:深部岩浆上升至浅部,T、P降低,分逸出易挥发和易流动的物质K、Na、S、F、H2O、CO2、SiO2等

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第二节 变质作用中原岩的变化

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一.化学成分的变化 1. T、P变化时

● 岩石通过释放或获得某些挥发分而达到平衡，形成新的矿物.如 高岭土(吸热)→红柱石+石英+水（高岭土脱水）方解石+石英(吸热)→硅灰石（放射状）+CO2↑(脱碳酸） ● 体积大、密度小的矿物变为体积小、密度大的矿物。 (1)橄榄石 + 钙长石→石榴子石

42.6 3.3

101.0 119 （分子体积） 2.76 3.52 （比重）

(2)石英→（30Kbar）柯石英→(120Kbar)斯石英 2.65 2.93 4.35 (比重)

2.交代作用：固态下，岩石中物质成分进出的交换作用。例:中酸性岩浆侵入冷的灰岩时,其SiO2、Al2O3等热流体就会进入灰岩,并从灰岩中将CaO、MgO带出,于是在接触带形成矽卡岩

3.重结晶作用 Recystalization定义：小晶体在温度升高的情况下长成更大晶体的作用。 ● 石灰岩CaCO3→大理岩CaCO3（质纯、洁白的称汉白玉） ● 石英砂岩(加温)→石英岩

4.变质分异：岩石从均匀构造到不均匀条带构造的变质。

5.韧性剪切作用：发生在地壳中深部位较高温度和定向应力条件下的一种变质变形作用。 ●其结果是矿物在被软化的塑性状态下发生不对称旋转和剪切,形成新的岩石和组构。其岩石称糜棱岩。

●最终可形成大型韧性剪切带，盛产大中型糜棱岩型金矿。

●韧性剪切带定义：由高度应变过的岩石构成的线性变质变形带。从该带一侧进入另一侧,岩石被扭曲,两侧岩块发生了明显剪切位移,但无明显断面。透入性构造贯穿全带(拉伸线理、剪切面理、组构)。

二. 矿物的变化 片理和变质矿物是变质岩的两大重要特征！ 变质矿物：在变质作用过程中形成的独有矿物.

主要有:兰闪石、红帘石、红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、堇青石、硅灰石、柯石英、金刚石(罕见)

三.变质岩的结构指矿物、变斑晶自身特征、形态、大小,与邻近颗粒的关系

1.变晶结构：原岩发生重结晶或交代作用而形成新矿物的结构（前者有大理岩;后者有石榴石片岩(有新生矿物石榴石)

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2.变余结构：尚残留部分原岩结构者称之，为浅变质结构（如板岩特有的变余泥质结构、砂质结构）

四.变质岩的构造：指矿物之间的关系、空间展布方式

1．变成构造：原岩构造（如层理）消失，形成变质岩特有的构造.如片理、片麻理等 随变质程度加深: 斑点状(spotted)→板状构造(slate)→千枚状构造（phyllite）→片状构造（schist）→片麻状构造（gneiss）→块状构造(quartzite，矿物无明显定向) 2.变余构造：变质岩中残留有原岩的构造。如变余层状、气孔、条带构造等

第三节 变质作用类型及其代表性岩石

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（类型：接触交代、区域、动力、混合岩化）一.接触变质（包括接触交代、接触热变质） 定义：火成岩侵入围岩而造成的变质作用,形成新岩石。 如砂岩→石英岩;石灰岩→大理岩;

泥岩→角岩（Hornstone,灰黑坚硬致密;苏州灵山）

●矽卡岩：发生在中酸性岩浆与冷围岩之间,通过流体交代、物质成分的交换而形成的变质岩。

●变质矿物: 硅灰石、石榴石、黄铜矿、闪锌矿、白钨矿 ●外带：碳酸钙高,有方解石；内带：二氧化硅高,有石英 二.区域变质

1．定义:在T、P、流体的综合作用下,区域范围内发生的变质

2.代表性岩石：板岩（赣北浙西瓦板岩）→千枚岩→片岩→斜长角闪岩→片麻岩→麻粒岩→榴辉岩

3. 代表性矿物：

超高压、高温: C→金刚石diamond

高压、低温:角闪石、钠长石→兰闪石glaucophane 高温、低压:黏土矿物→红柱石(Al2SiO5 )Andalousite 高温、高压:黏土矿物→矽线石(Al2SiO5 )Sillimanite 中温、中压:黏土矿物→兰晶石(Al2SiO5 )Disthene 4.变质程度：不同的变质岩，原岩可能是同一个,称等化学系

如 黏土岩或页岩→板岩→千枚岩→片岩→片麻岩 (世界著名的巴罗变质带) 三.混合岩化作用 migmatization and migmatite

●定义:区域高级变质岩进一步变质，发生高温部分熔融（酸化）现象，形成基体+脉体的特

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殊变质岩石（混合岩）

●基体：变质岩(暗色)；脉体：熔融体（长石,石英，浅色） ●原岩经彻底改造→花岗岩(称混合花岗岩),具复杂扭曲构造 如闽北蒲城县，新疆青河县, 极其典型 ●如交代不彻底：基体>脉体→肠状、条带状；

脉体>基体→浅色>深色,混合岩化花岗岩 四.韧性剪切变形-动力变质岩：80年代形成的科学新理论

●定义: 伴随构造活动而产生的变质作用(构造角砾岩不是动力变质岩），以韧性剪切变质变形为代表。

●糜棱岩 Mylonite：韧性剪切变形条件下形成的变质岩。

本质是位错 Dislocation。 片理发育，强波状消光，细粒化、核幔构造，不对称组构、亚颗粒（矿物边界发生迁移而成，而非研磨粉碎）。 本章图像24个

第六章 地质年代

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● 地质学家的任务之一：确定地质事件的发生时间、岩石与地层的形成时间（上下顺序、新老关系） ●有二种定时方法： (1)按先后顺序-相对年龄, (2)按距今时间-绝对年龄 ●两件最轰动全世界的科学新发现

第一件 云南澄江县发现举世闻名的“澄江动物群”（张文堂、侯先光，1985；舒德干等，1993），证实了早寒武世生命大爆炸的科学命题。

澄江距昆明市区南55公里。昆明地区地球早期生命演化研究历史悠久。可分三个阶段：1）1909-1910年，法人J. Deprat 和 H. Mansuy 最早研究该区地质和古生物 (Mansuy, 1912)。2）30-40年代，国人王曰伦、王鸿祯、王竹泉、卢衍豪、何春荪在此区开展系统剖面和化石研究，创立了下寒武统的筇竹寺组，沧浪铺组，龙王庙组（卢衍豪，1941），很长时间被用作地层细分和整个莱德利基虫系的对比标准。3）70年代以来，新发现达到高潮，震惊全球。在澄江动物群中首次出现的类群有：①裂肢动物, ②叶足动物, ③奇虾类, ④水母状动物, ⑤触手冠动物及内肛动物, ⑥鳃曳动物和其它蠕形动物, ⑦脊索动物与脊椎动

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物, ⑧古虫动物门,⑨其它少量和分类位置不定类群, 代表寒武纪生命辐射的最高潮时期。

第二件 鸟的祖先“中华龙鸟”

在辽宁北票上园乡四合屯的下白垩世义县组凝灰岩下部首次发现鸟的祖先“中华龙鸟”(季强,1996),是恐龙与原始祖鸟之间的过渡生物属种；继之又于2002年在锦州义县下白垩世九佛堂组中首次发现原始鸟类的新属新种“中华吉祥鸟” 及 “中华神州鸟”(初鸟类;季强, 2002a, 2002b).

这两项重大的科学成果确立了中国古生物学界在全球的领导地位，带动了全球古生物学界的迅猛发展。人类对龙和鸟的研究历史：

恐龙类，1842年→兽脚龙类(恐龙) ，1881年→虚骨龙类(恐龙)，1914年→手盗龙类(恐龙) ，1986年→始祖鸟，1870年→初鸟类，1986年→中华龙鸟，1996年→中华神州鸟，2002年→中华吉祥，2002年→孔子鸟

● 地球形成于60亿年前,而原始地壳才形成在38亿年左右。 ●在地质作用下,地壳遭受破坏,完整的地壳变得支离破碎。

(Condie K.C., 1996,Plate Tectonics and Crustal Evolution.(The 4th edition), Pergamon Press.

第一节 相对年代的确定

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1. 基本概念

岩层:成层的岩石. 层序:岩层形成的先后关系. 地层:一定时期内形成的岩层的总称.具时间概念.

古生物：文字记载前（12000年)就已生活在地球上的生物.

古生物化石：岩层中已经被石化的古生物遗体和遗迹; 猛犸象于1710年在西伯利亚冻土中被发现.

生物演化规律：低等→高等；简单→复杂；不可逆！ 2.层序建立的三原则：

① 地层由下而上形成；②原始产状是水平的；③岩层形成后只经历过整体上下运动,岩层倾斜必须<90.

3.地层层序律（仅适用于沉积岩）:下老上新

4.生物层序律: ①生物简单而原始,反映所在地层较老;生物复杂而高级,反映所在地层较新.②同一地区,相同时期的地层化石类型和组合应相同,不同时期的则不同. 5. 标准化石：演化快、数量多、分布广、特征明显,能可靠的确定岩层的时代.

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6. 活化石：从远古到现在一直存活的生物如银杏、珊瑚等

7. 假化石：岩层表面铁、锰质风化痕迹,形状酷像动植物形体. 区别: 它只见于表面,无内部构造．

8. 地层切割律: 被切割、穿插、包裹的老.(见图)

第二节 同位素年龄的测定

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1 同位素年龄(绝对年龄)：地质体形成的距今时间. 2 用于测定地质年代的放射性同位素必须具备三个条件: ① 具适宜的半衰期:不能太短，也不能太长

钍 Th、碘 I, 半衰期 6.7年, 太短, 不能用于测定； 碳 C14稍长,半衰期5692年,用于测考古材料；

锝Te136,半衰期1.431021,太长,可探索太阳系元素成因 ② 要有足够的含量;现代技术可将该元素从岩石中分离并测定出来. ③ 子体同位素易于富集并能保存下来.

3 常用地质测年方法: K-Ar,Rb-Sr,U-Pb,Sm-Nd,39Ar/40Ar 4 存在问题：测量误差问题、子体同位素的丢失问题.

5 发展趋势：古地磁测年、裂变径迹测年 fission track、热释光测年(目前只能测100万年以内).

第三节 地质年代表 Geology Time Scale

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1 地质年代表是地质历史的系统编年: 五代十三纪 新生代 Cz: E,N,Q （古-始-渐,中-上,更-全） 中生代 Mz: T、J、K

古生代 Pz: ∈,O、S；D、C、P 元古代 Pt-Z: Proterozoic-Sinian 太古代 Ar:(Pre∈,PreZ)

2 地质年代单位(国际通用):宙-代-纪-世(阶)（时间概念） 宇-界-系-统 （地层概念）

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3 岩石地层单位(地方性地层单位):期 （时间概念） 群-组-段（地层概念） 4 地质年代单位的起源及含义(略)

记牢五代十三纪;记牢地质年代与岩石地层单位区别! 记牢新生代7个世的名称! 国际地层年龄

Q(0.01→1.65)→N(1.65→5.3→23.5)→E(23.5→34→53→65)→K(65→

96→135)→J(135→154→180→205)→T(205→230→240→245)→P(245→258→295)→C(295→325→360)→D(360→375→385→410)→S(410→ 415→425→430→435)→O(435→445→455→470→485→500) →∈(500→510→520→540)→NeoPt (540→650→850→1000) →MesoPt (1000→1200→1400→1600)→PaleoPt(1600→1800→2050→2300→2500)→Archeen (单位:Ma.Gilles-Sergehe Odin and Chantal Odin ,1996) ) 本章图像32个

1. 滇东澄江动物群化石分布点

2. 原始节肢（裂肢）动物：抚仙湖虫，下寒武统 3. 假纳罗虫盲管 4. 莱得利基虫 5. 恐龙化石

6. 始祖鸟德国始祖鸟中华神州鸟 季强等， 2002，地质通报，21（7） 9. 中华吉祥鸟 季强等， 2002，南京大学学报，38（6） 10 鸟类演化谱

11. 原始生命树枝状生命演化体系螺旋式生命演化体系古动物复原三叶虫三叶虫（蝙蝠虫）灰岩王冠虫菊石（波兰）菊石2m直径,德国 12. 三叠纪菊石,法意边境阿尔卑斯山 13. 胡氏贵州龙晚古生代鱼 14. 中华狼鳍鱼颠石燕

15. 鹗头贝单体贵州珊瑚群体笛管珊瑚栉羊齿新疆法门期放射虫 16. 螺化石表格 17. 生物演化简表

18. 国际地层年代表(2000年)表格

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第七章 地震(Earthquake)及地球内部构造

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地震,是危及人类生存的一大地质灾害！预警：我国近期的两次大地震

1.1976.7.28,3:48’54’’a.m., 唐山,震级7.8,烈度11,整个城市毁于一旦,死亡数十万人.政府极大重视,成千上万孤儿得以生存,城市得以快速恢复. 历史照片：火车站与房屋倒塌,桥梁毁坏,地面水平位移、错开与张裂,工厂烟囱左行扭动，地面下陷、喷沙.

2.1999.9.21,1:47a.m.,台湾中部,震级7.6。近S-N向的车龙铺断裂活动，南投-埔里房屋倒塌,桥梁毁坏,街面波浪起伏,死亡数千人。山林火灾,青山变秃山,日月潭变脏潭.美Princeton大学John Suppe院士认为系断裂推复成因. 夏门地震学家98.10早已预测到该次地震,但当时李登辉的”两国论”妨碍了两岸的学术交流，错失防震良机.

3. 99.10.22,10:18a.m.,台湾嘉义-南投,震级6.4,房屋庙宇倒塌,火灾频繁,261人受伤.震前异象不断:毛毛虫、老鼠乱窜,鱼浮水面(嘉义,宜兰),古井水变混浊(嘉义民雄乡),清溪水冒硫磺味，冒泥浆气泡(嘉义水上乡),干稻田喷黑砂水(台南后壁乡).台人迷信,愚不可及，震停便集众拜佛,不顾生危，负伤乃至住院,仍口中喃喃念佛. 我们的任务

1.预测预报地震；2.为城建、桥梁、铁路、水库工程等建设把关。多大安全系数?能抗多大地震?库水会不会引发地震? 3.了解地球的结构构造（人工地震、COCOP、核爆）

第一节 地震学 Seismology基本概念

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一. 定义: 地震是地壳的快速颤动，由地球内部的不平衡运动(内动力地质作用)所产生,是一种经常发生的、有规律的自然灾害地质现象; 二. 10项名词解释

1.震源（B):引发地震、释放深部能量的源区 2.震中（E）：震源(B)在地表的垂直投影 3.震源深度(h):震源到震中的距离(BE) 4.震中距(Δ):地震台到震中的水平距离(ES) 5.震源距（d）：震源到地震台的距离(BS) 6.等震线：地表裂度相等的点的连线

7.地震烈度(intensity)：Mercall（意）根据建筑物破坏程度将其分成12个等级，即12

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度地震烈度.我国采用了这一分类法,并根据我国情况建立了12度地震烈度表(P79). 8.震级(magnitude)：衡量地震绝对强度的级别. 由地震释放能量的大小所决定，一次地震只有一个震级.

里氏震级： California Institute of Technology的Richer C F以智利8.9级地震释放的能量为依据，依次确定出震级与能量的关系（P78表7-3）.

9.震级确定:一般取距震中100公里处标准地震仪记录的地震波最大震幅的对数值确定之.震幅单位为μm.如最大震幅为10mm = 10000μm，其对数值为4，震级即4.

●零级地震的能量：6.331011尔格. 3.5级以上为有感地震.有感无感，取决于物体离震源和震中的距离、二者之间的物质影响地震波传递的程度大小.

● 一般来讲震级大烈度也大,但无绝对的对应关系.如摩洛哥阿加迪市1960.2.29发生的地震仅5.8级，但震源浅,破坏力大，烈度达到9-10，造成Saada四层以上旅馆全部倒塌。反之，烈度小≠震级小.如日本海沟深源地震,地表烈度就小.10.震源波:以弹性振动的方式从震源发出并传播的弹性波.

刚性岩块一旦破裂就会引起弹性振动,产生地震.

地壳的慢速运动表现为固体潮特点;地震发生多有个能量积累的前奏. 三. 地震的类型1 按震源深度分三种:

浅源（0-70km), 中源（70-300km), 深源（300-700km） 2 按成因分三种:构造、火山、陷落地震

●构造地震:由构造运动产生的地震.规摸大,浅源,破坏性强

弹性回跳说:岩石受力弯曲→产生断裂→岩层回弹-地震→弯曲消失. 中、深源：与板块活动有关,区域或全球规模,对地表破坏性并不强. ●火山地震：与火山活动有关；局部规模. ●陷落地震：与溶洞崩塌有关；局部规模.

第二节 地震波与地震仪

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一. 地震波：由地震产生的弹性波.

按传播方式分二类三种.1.体波(body wave)：地震时从震源发出并能在地球内部各方向传播的弹性波.它包括地震纵波和横波.

1.1 纵波(P波): 为推进波(push wave),如弹簧,质点振动方向与波的传播方向一致;在固、液、气体中均可传播;它通过介质体积的变化而传播,速度快,最先到达震中,引起地面最先发生上下振动.但破坏性较弱.

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1.2 横波(S波): 为剪切波(shear wave),如抖绳,质点振动方向与波的传播方向垂直;只能在固体中传播；它通过介质形态的变化而传播,速度较慢,晚于纵波到达震中,引起地面前后左右振动.破坏性较强.

2.面波（L波):S波和P波在地表相遇激发产生的一种弹性波.仅沿地表面或弹性分界面传播,不能传入地下.特点是：波长大、振幅大、传播慢、破坏性最大. 二. 地震仪(seismograph): 记录地震波的仪器

1.东汉张衡（公元132年）发明侯风地动仪(P77).青铜，直径八尺,形如酒坛.中心设中轴,四周为8条杠杆机制的龙,龙口各含一铜球,下有一蛤蟆张口承接.受某方地震波冲击,立杆失去平衡,侧向震波方向,使此方龙口张开,铜球落入蛤蟆口中,便知此方发生了地震. 特点: 只能验震,不能记录2.地震仪：依据摆的原理设计. 仪器分二部分：拾震器(接受振动)、记录器(记录震动). 附件有:放大器,时钟,报警器 特点: 既能验震,又能记录

三.地震谱: 地震仪记录下来的起伏震动的曲线. 曲线上S-P为时差(纵、横波到达地震台的时间差).

1 利用S-P时距曲线,可求出震中和震中距Δ（P77,图7-5） 如有三个台站，则可利用测得的三个震中距（XA、XB、XC), 用交会法可求得震中:以XA、XB、XC为半径作圆,可得交点. 2 利用走时表，也可求震中.

每个S-P时间均对应有一个Δ;三点求震中方法同上. 3 根据出射角求震源深度.

4 震级公式：M=0.58I0+1.5（I0为震中烈度）

第三节 地震的分布

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一. 世界地震的分布

1.环太平洋带:集中了世界上80%浅源、90%中源、100%深源地震 新西兰-印尼-台湾-日本-勘察加半岛-阿留申群岛-阿拉斯加-美国西海 岸-墨西哥-安第斯山-马尔维拉斯群岛-南乔治亚岛 2.地中海-印尼带：地中海、喜马拉雅、印尼 ●集中了世界上15%的地震，主要是浅源、中源地震 3.洋脊地震带：位于全球洋脊的轴部,全为浅源小地震

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二.我国地震的分布

1.邻近环太平洋地震带:东北,华北,华南,台湾,华东沿海 ●为中-浅源地震,但东北有深源地震.

●华北为古老刚性地壳,不震则已,一震则大震. 华南为较年青破裂型地壳,能量不易集中,故大震极少.

2.西北-西南地震带:塔里木、喜马拉雅、川西-滇东. ●为新构造强烈活动区,属地中海-印尼带. ●多发生在盆地与高山的交接带. ●为中-浅源地震,震级较大,5-7级常见.

第四节 地震预报与预防

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（地震预报三要素：时间、地点、震级） 一.中长期预报

1.根据地震活动规律预测1011-1076:活跃65年→1077-1289:平静212年→ 1290-1368:活跃78年→1369-1483:平静114年→ 1484-1730:活跃246年→1731-1811:平静80年→

1812-现在:预计活跃200年（至2012年） 规律:活跃期越来越长，平静期越来越短.2.地震地质调查预测

确定地震危险地带（活断层带）。

二.近震预报●地面变形测量（卫星激光距离测量） ●地应力测量

●地球物理测量a 地磁场：岩石的压磁效应出现的地磁场变化。 b 电阻率：岩石承受力达到破坏所需力的一半时， 会产生裂隙，使体积增加。造成扩容,电阻率增加。 ●地声地光

●地下水变化、水面变化、井水化学成分变化;泥砂上喷;氡气量变化。 ●动植物异常（竹林开花,鸡飞狗叫,鼠虫乱窜） ●地震规律：小震后有大震、大震后有余震。 三.海啸(tsunami)

1 定义:海底突然局部变动，引起海水大幅度升降，形成巨大波浪的现象.地震可以产生海啸. 2 特征：1937年前苏勘察加半岛,浪高达64米、波峰距100公里、速度700-800公里/小时

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3 破坏：破坏力极大. 1960年智利地震产生海啸，700公里/小时传至日本，冲进海港，将码头淹没，房屋冲跨，将鱼船“开运丸”号冲上陆地，压倒民房.

4 原因：海底断裂活动，引起地震; 或海底火山口崩塌,或海底斜坡上沉积物的大规模滑动 5 地点：与地形、构造环境有关. 海岸临近深海,大能量的海水汹涌上岸（智利、日本）;喇叭形海湾、四周都是海洋的地方如夏威夷，极易受海啸影响.

6 我国：影响较小. 一是近岸有宽阔的大陆架，摩擦作用大,海啸能量被消耗,二是岛屿起屏障作用.

注意: 钱塘江大潮与潮汐有关,不是海啸. 四.地震预防

●增加建筑物的防震强度 ●灌水（减小摩擦力）

●通过一系列无破坏的小震释放能量 ●制造平衡（地基用钢珠） 五.地震利用

1 地震层析:宽频带高分辨率地震波接收仪,研究深部构造 2 地震勘探,寻找石油 3 地震能量能否应用？

第五节 地球的内部构造

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一 地球内部构造及主要界面(见P84)

二 确定依据：地震波波速的变化(P、S波在地球内部的传播与物质成分、物理状态有关：密度越高速度越快;介面处要发生反射和折射;液体介质中S波不能通过,P波则要降低速度).

三 地球内部重要界面:

1.康拉德面(Si-Al/Si-Mg界面):～10km深处, 2.莫霍面(～33km深处),

3.低速带或软流圈(60-250km之间;青藏150-400km之间), 4.200间断面( 413km处,相变过渡带,密度和波速增加) 5.上下地幔界面(?):670km或984km深处, 6.古登堡面(幔核界面):2898km,

7.莱曼面(固内核-液外核间过渡带):4703-5154km.二.地球内部各圈层的物质成分及其状态

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(见P84)

1.地壳(Crust):大洋厚7-8km;大陆平均35km,喜山最厚70km. ● Si-Al层（A’层:大陆地壳）

成分相当于花岗岩（沉积岩、火成岩、变质岩）;P波6/秒;密度2.7. 陆壳变形复杂，陆核形成很老. 2亿年前的地层大都分布在陆壳中. ——————————康拉德面—————————— ● Si-Mg层（A’’层:大洋地壳）

成分相当玄武岩（辉长岩）；P波7/秒；密度2.9；缺少花岗岩 ———————————33km（莫霍面）—————— 2.地幔(Mantle):成分相当于为超镁铁岩.

2.1 上地幔: B’层,固态,～30km厚. A’+A’’+B’=岩石圈铁镁钙含量高;P波速度为8km/秒;火山岩中的包裹体和模拟实验得出:

橄榄石55%+辉石35%+石榴子石10% = “辉石橄榄岩”(与上地幔相同)

——————60km（大洋区）或150km（大陆区）———— B’’层,平均60-250km,此200km为软流圈,玄武岩浆源;P波速7.8km/秒.1-10%的物质呈熔融状态，强度小、波速低、可缓慢流动.

—— 413km:相变过渡带,密度和波速增加,称震中距200间断面———C’层: 固相带,密度更大,使橄榄石分解为FeO、SiO、MgO。

C’’层, 成分和物相无变化,密度和波速随深度加大而加大. ——————————670或984km———————————— 2.2 下地幔:铁镁含量更高 D’层,除波速密度外，情况不明. D’’层,除波速密度外，情况不明.

—————————2898km（古登堡面）————————

3.地核 占地球质量的1/3；密度极大（10-11）；成分推测为铁与少量镍、硫混合物. E层(外核):液态（P波阴影区是由于界面折射,而S波阴影区是由于不能通过横波） ———————F层(来曼面:内外核过渡带)————————G层(内核):固态 ——————————6371km(地心)——————————— 地球内部结构构造小结

1 地球的内部形态 层圈状：地壳+上地幔顶部=岩石圈→软流圈→固

相上地幔→固相下地幔→液态外核→固态内核 7个界面:康拉德面→莫霍面→岩石圈-软流圈界面→200间断面→上-下地幔界面→古登堡面→来曼面 2 物质成分 地壳（硅铝+硅镁）

地幔（铁镁硅酸盐(上);硅-硫-氧化物+Fe-Ni(下))

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地核（铁+镍+硫）

3 物理状态:密度、震波三.均衡原理1.地表高低不平，如何能保持平衡？ 陆地平均高840米，最高山8848.3米; 最低处土鲁番艾丁湖-154米;荷兰平均-5米；

海洋平均深-3800米，最深海沟-11033米,为马里亚纳海沟. 4.艾利地壳均衡说（山根说, Aily G B,1855）

山体、平原区的岩石密度相同，山体下沉深而平原下沉浅;由于下沉的深度不同而保持平衡. 特点: 无水平底界. 5.均衡补偿（Holmes A,1978）

●原理:高山下面地壳厚,平原下面地壳薄.地势的起伏与莫霍面起伏呈镜像反映,称均衡现象.

●原因:地幔顶部有一平面,叫补偿基面,在此面以上各柱体的物质总重量相等,故能保持重力的平衡. ●均衡面≠莫霍面. ●平衡是暂时的!

内力作用下,地壳加厚,平衡破坏; 外力作用下,山体剥蚀,低地和海洋沉积,平衡破坏. 本章图象32个;表格2个

第八章 构造运动与地质构造

第一节 地壳运动 Crustal movement

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一. 基本概念

1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。地核间的差异旋转是地壳运动的内因(发动机);地壳运动与人类活动关系密切,是形成地表万象、大千世界的原因。

2.地壳时刻在运动,水平岩层的褶皱弯曲与破碎,都是地壳运动产物。只有急剧的地震才会被人们感觉到，缓慢的、深部的运动只能被大地测量、天文测量记录到。

3.古地壳运动的证据记录在岩石中，现代地壳运动的证据记录在岩石和毁坏的建筑物中。 4.地壳运动的方式:垂直运动、水平运动。以水平运动为主。包括褶皱、断裂、岩浆三大类

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型。

二.地壳运动的实例

●地球运动：自转1700km/小时；公转17000km/小时。 ●垂直运动：同一地点、不同时间，升降交替；有升必有降。 ●水平运动：同一地点，有时挤压，有时拉伸，有时走滑。可以复合。 ●大量证据表明，水平运动是主导的，垂直运动是次要的、派生的。 ●格陵兰：与欧洲之间的距离在47年中（1823-1870）增加了420米。

●意大利：导致海平面升降。那不勒斯海岸升降，导至塞拉比斯神庙毁坏（公元前2世纪罗马建筑），现仅残留三根12米高的大理石柱。

●喜山：300万年上升6000米，在北坡4000米处发现海洋鱼龙化石。 ●天山：滨海沼泽处形成的煤层，500万年以来被抬升到4000m的高处。 ●泰山：100万年升高了500多米，平均1mm/2年.

●天津：100万年来下降数十米，使永定河、海河经天津汇入渤海。 ●宁-镇：几多风雨，沧海良田。

第二节 岩石的变形构造

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一、一般概念

1.Structural geology定义：是研究岩石的变形、分析外力作用方式的专门科学。 2.褶皱与断裂:岩石在外力作用下,产生永久变形,形成各种形态的弯曲(褶皱)和不同方向的破裂(断裂).外力为各向不均匀力;各向均匀的外力只改变体积,不改变形态。 3.构造变形与岩石力学性质(弹性与塑性、脆性与韧性、刚性与粘性)关系密切。 弹性:受力变形,撤力回复原态,如弹簧。塑性:撤力后不回复原态,如页岩。 脆性:<5%弹性变形便很快破裂,多在上地壳。

韧性：破裂前可承受>10%的塑性变形,发生在中、下地壳。

刚性：岩石不易变形弯曲的性质。粘性：岩石容易流动变形的性质。 elastic, plastic, brittle, ductile, rigid, viscous 4.空间位置由岩层的走向、倾向、倾角(产状三要素)所确定 a.走向strike：层面与假想水平面的交线方向。

b.倾向dip：倾斜线在水平面上的投影；倾斜线即层面上与走向垂直的线（指向下方）。 c.倾角dip angle：层面与假想水平面的最大夹角(真倾角)。视倾角小于真倾角。 5.岩层厚度thickness：岩层顶底面之间的垂直距离(真厚度);非垂直距离为假厚度（大于

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真厚度）。

●倾斜岩层才有走向、倾向、倾角。 ●水平岩层的走向、倾向、倾角均为零。 ●垂直岩层无倾向,用走向描述。

●火成岩：层状侵入体有走向、倾向、倾角；厚度即二边界之间的距离（无所谓顶底）。 非层状火成岩形态复杂,其产状据其延伸方向确定。 二.褶皱 fold

1 定义: 在应力作用下岩层发生各种形态的弯曲现象。上凸的叫背斜anticline,下凹的叫向斜syncline。

2 褶皱的几何要素（93页，图8-5） a.翼limb：褶皱的二坡。

b.核core：褶皱的中心（分布最老或最新时代的地层）。 c.轴面axial plane：褶皱二翼近视的对称面。

d.枢纽hinge：褶皱轴面与层面的交线。或,沿单个褶皱走向，由一系列最大转折点（弧尖）构成的连线。

e.弧尖crest:褶皱横切面与枢纽的交线(横切面上最大转折点) f.轴线axial line：轴面与地面的交线。 g.轴迹axial track :枢纽在地面的垂直投影。

几何关系：每个褶皱横切面上可确定-弧尖,弧尖的连线为枢纽,若干枢纽组成轴面。 3 褶皱分类(93页)

（1）根据轴面划分：直立，倾斜，倒转，平卧（躺）褶皱 （2）根据剖面形态划分

a 箱形褶皱：轴部开阔、二翼陡立。 b.扇形褶皱：轴部开阔、二翼倒转。

c.单斜：岩层向同一个方向倾斜，它可以是同斜倒转。 （3）根据枢纽产状划分

a.水平褶皱：枢纽水平、层面露头线平行。

b.倾伏褶皱：枢纽倾伏、层面露头线形成弧状合围。 （4） 根据褶曲的长宽比例 a.线状褶皱: 长/宽>10:1 b.短轴褶皱: 长/宽3:1-10:1 c.穹盆褶皱: 长/宽<3:1 4 褶皱的野外识别标志 a. 地层对称、重复出现。

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b.产状变化

● 背斜：中间老、二侧对称变新（3-2-1-2-3）. ● 向斜：中间新、二侧对称变老（1-2-3-2-1）.

● 地形倒置：地貌山-谷与褶皱凸凹相反的现象。背斜成谷，向斜成山。

原因：原始地形背斜山、向斜谷；因背斜顶部处于张应力状态，容易剥蚀；向斜核部处于压应力状态，剥蚀速度慢，故而倒置。

5 褶皱的构造组合类型 隔档式（背斜窄、向斜宽）、隔槽式（向斜窄、背斜宽）. 6 褶皱形成的时代 7 研究褶皱的意义 (1)意义

● 了解并确定地壳变形的性质及地壳缩短量(率) ● 确定地层正常与倒转 ●寻找油气矿产的富集部位 (2)应用

●确定地壳运动的性质 ●指导找油气找矿 ●确保工程建设质量。 三.断裂构造

1.定义:岩石中沿不同方向发生的破裂构造。

破裂面二侧岩石有明显位移的为断层；无明显位移的为节理。 2.断层的几何要素

● 断层面：走向、倾向、倾角三要素.

● 断层盘：断层二侧的岩块分上盘与下盘（根据所处位置）、上升盘与下降盘（根据动向）、东盘与西盘（断面直立）等

● 断层线：断层面与地面的交线（与本身形态有关、与地形起伏有关） ● 断层位移：P97图8-13，总滑距、水平分量、倾向分量 3 断层分类(1)根据两盘动向,分3种: a.正断层normal fault:上盘下降

b.逆断层reverse fault(反断层):上盘上升

倾角<25度称为逆掩断层overthrust，形成推覆构造

c.平移断层wrenching F, strike-slip F:二侧岩块水平滑动，断面近直立。有sinistral,dextral二种

复合性质：平移-正断层、平移-逆断层、正-平移断层、逆-平移断层 (2)根据断层走向和地层走向关系分3种:

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褶皱体的最新地层形成之后，未褶皱体的最老地层形成之前。

a.走向断层：纵断层，断层走向和地层走向平行 b.倾向断层：横断层，断层走向和地层走向垂直

c.斜向断层：斜断层，断层走向和地层走向斜交(3) 根据断层组合分4种: ● 阶梯状：一系列走向平行的正断层. ● 叠瓦状：一系列走向平行的逆断层.

● 地堑Graben、地垒Horst：二条以上断层，断层面走向平行，倾向相反，共同盘下降为地堑；共同盘上升为地垒. 4. 断层规模

● 小的，手标本可见，为袖珍断层；大的，延伸几千公里。如郯城-庐江断层。 ● 浅的，几十米；深的，地壳断裂，岩石圈断裂。

● 位移小的，数米；位移大的，480公里,美国San Andress F 5. 判别断层的存在及其形成年代(1) 断层证据 a.相当层错开（相当层：地层、矿层） b.层的重复或缺失（不对称重复，区别于褶皱）

性质 地层与断层倾向相反 地层与断层倾向相同

地层>断层 地层<断层

正断层 重复 重复 缺失 逆断层 缺失

缺失

重复

c.擦痕和镜面 slickenside, mirror plane 岩块相互运动时，由于摩擦而在断层面上形成的痕迹。 擦痕：平行而密集的沟纹.

镜面：铁、锰等物质组成的光滑而平整的曲面.d.阶步和反阶步 ● 阶步：陡坡倾斜方向指示对盘动向

● 反阶步：压性裂隙,亦称羽裂,陡坡倾斜方向指示本盘动向;张性裂隙，R面，陡坡倾斜方向指示对盘动向。

e.拖曳褶皱drag fold, 牵引构造 ● 断层使二侧岩层发生变薄和弯曲 ● 弧形突出的方向指示本盘动向 f.断层泥、断层角砾

●断层泥：碾磨而成的泥状物质。

●断层角砾：碎块较大，一般呈棱角状；泥质胶结，为断层角砾岩。 ●断层磨砾：碎块较大，一般呈圆-半圆形；泥质胶结，为断层磨砾岩。 根据碎块成分可判断断层切穿了那些地层及其断层的动向

g.密集的节理：进一步发展便成断裂；先成节理常控制断层的延伸方向。

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h.其他证据

● 山区、平原的平直界线；地形上的陡崖；三角面山（时代较新）. ● 矿化带和泉水（断层是矿液和地下水的通道和储集场所，如汤山温泉） （2） 断层的规模和时代 a.规模：用断层的长度、深度、位移量来衡量.

b.时代：根据断层与地层的关系确定相对时代。断层形成年代晚于被切割的最新地层的时代,老于不整合复盖其上的最老地层。 ●用热释光法确定绝对时代

●测定断层过程中新形成的矿物年龄（如多硅白云母） 6. 研究断层的意义

●是研究和恢复地壳结构的一把钥匙。

●为工程建设服务:密云水库、南京长江大桥、三峡水库、黄河小浪底。 ● 找矿、找水：NWW290度新构造断层裂隙找水。 ● 前沿动向：断裂力学、3D模型和能量损耗。

● 断层的系统研究，包括：产状、规模、时代；派生构造、组合特征、力学性质；与变形变质、矿产资源、岩浆活动、地震作用、活动性。 四.节理joint

1. 定义:岩块发生破裂,但二侧无明显的位移。节理是应力作用下岩石破裂的原始记录。岩石变形越强烈，节理也越发育；岩石越老，保留的节理也就越多。

分构造节理（内动力作用所形成的破裂）；风化节理（外动力作用所形成的破裂）；柱状节理及横节理（火成岩冷凝收缩形成的节理）.

2.节理的种类：张节理、剪节理、破劈理（密集的挤压破裂面）

3.节理的空间位置：走向、倾向、倾角；节理与岩层的关系：斜交、平行、垂直 4.共轭节理:材料力学上称为吕德线Ridle，又称“X”节理;表现为互相切割。 a.平面“X”节理、剖面“X”节理。

b.构造力主要是水平方向的作用力，因此早期“X”节理和层面相垂直、晚期“X”节理和地面或水平面相垂直。

第三节 六种地层接触关系

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一.整合接触Conformity

1.特征：新老层产状一致；岩性、古生物演化连续、渐变；无沉积间断。

2.条件：盆地稳定地接受沉积(地层的形成与古气候、古化学环境、沉积物来源不同有关)

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二.平行不整合Parallel Unconformity

1.特征：新老地层产状一致;但其间有沉积间断;岩性古生物演化发生突变。

2.条件：地壳稳定上升，沉积物高出沉积基准面而遭剥蚀，然后地壳又稳定下降，接受沉积。三.不整合接触Unconformity

1.特征：新老地层角度相交，有沉积间断，岩性、古生物演化突变，存在剥蚀面、风化壳、 底砾岩。

2.条件：地壳运动强烈，老地层褶皱、破裂并遭风化、剥蚀，而后地壳下降接受沉积(不整合面总是与上复岩层产状一致)

四.侵入接触：火成岩与围岩的接触关系。

五.沉积接触：火成岩遭风化剥蚀后，其上又形成新的沉积岩，例如假花岗岩砾石。 六.断层接触：二个地质体之间为断层。 本章图像53个

第九章 板块构造 Plate Tectonic

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一.大地构造基本概念

1.定义：研究全球性地壳运动的学问称Tectonism。包括沉积作用、构造变形、岩浆活动、变质作用、成矿规律等。

2.主要学说：槽台学说（30-60年代统治全球地学理论），地质力学（李四光），断块学说（张文佑）地洼学说（陈国达），波浪镶嵌（张伯声）板块构造:伟大的地学革命! (65-68年理论成熟。有突出贡献的人物：国际级的Wilson, Le Pichon,上田诚也，都城秋穗；中国70-80年代以尹赞勋，李春昱,郭令智为代表）

3.槽台学说: 认为地壳运动以垂直运动为主，大陆、大洋的位置不变.将地表分为地槽活动区（Geosyncline）,地台稳定区（Platform）二个主要构造单元.3.1 地槽基本特征简介 ● 1857年美国丹纳Dana、霍尔Hall在研究阿帕拉契山时提出

● 指沉降很深、狭长条形延伸的凹地：长数百到上千公里，宽数十到上百公里。 ● 位于陆-陆之间或洋-陆之间。

● 长期连续沉降与堆积：时间达数亿年，厚度大于一万米。

● 有火山岩的叫优地槽Eugeosyncline；无火山岩的叫冒地槽Miogeosyncline；两者成对出现。

● 后期地壳运动使巨厚的沉积物强烈变形，形成一系列紧闭的线形褶皱和大规模的挤压推

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