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1、2020 2 4 1 地壳的物质组成 地球的基本知识矿物岩石岩石的主要物理 力学性质 2020 2 4 2 地球的基本知识 2020 2 4 3 地球是太阳系自中心向外的第三颗行星 它到太阳的平均距离为1 496 km 地球绕太阳公转角速度平均59 08 d 线速度约30km s 公转一周时间约为365 256d 地球绕自己的极轴自转的角速度15 h 赤道处的线速度465m s 自转一周的时间约为23h56m4s 一 地球及地球的构造 2020 2 4 4 地球的形状及大小 地球表面是非常那个崎岖不平的 通常所说的地球形状是指大地水准面所圈闭的形状 所谓大地水准面是指由平均海平面所构成并延伸通
2、过陆地的封闭曲面 地球的整体形状十分接近一个扁率很小的旋转椭球体 扁球体 2020 2 4 5 地球的表面形态 地球的表面分为陆地和海洋 其中陆地1 49 km2 占地球表面面积的29 2 海洋3 61 km2 占地球表面面积的70 8 海陆分布图 2020 2 4 6 1 陆地地形 2020 2 4 7 2 海底地形 2020 2 4 8 3 地球的外部圈层 1 大气圈 因地球引力而聚集在地表周围最外部的气体圈层 A 大气的组成 2020 2 4 9 B 大气圈的结构 大气圈的下界一般是指地表 但在地面以下的松散堆积物及某些岩石中也含有少量的空气 它们是大气圈的地下部分 通常深度小于3km
3、其上界并无明显的界线 一般认为在2000 3000km的高空向行星际尘埃的密度过渡 大气圈在垂直方向上物理性质有显著差异 根据大气温度 成分及电荷等物理性质 以及大气运动的特点 将大气圈自地面朝上分为 对流层 平流层 中间层 电离层 扩散层 2020 2 4 10 C 大气环流 2020 2 4 11 2 水圈 水圈是指由地球表面水体所构成的连续圈层 3 生物圈 地球上凡是出现并感受到生命活动影响的地区 2020 2 4 12 4 地球的内部圈层 地核地幔地壳 地壳是莫霍面以上的地球表层 其厚度变化较大 在5 70公里之间 其中大陆地区厚度较大 平均约33公里 大洋地区厚度较小 平均约 公里
4、总体的平均厚度约18公里 约占地球半径的1 400 占地球总体积的1 55 占地球总重量的0 8 地壳物质密度多为2 6 2 9g cm3 向下部密度增大 地壳是由固体物质组成 包括岩浆岩 变质岩和沉积岩 而岩石是由矿物组成的 地幔是地球莫霍面以下 古登堡面 深2885km 以上的中间部分 其厚度约2850公里 占地球总体积的82 3 占地球总重量的67 8 是地球的主体部分 主要由固态物质组成 根据地震波的次级不连续面 以400km和670km深处为分界面 将地幔分为上地幔 过渡层和下地幔 地核是古登堡面至地心的部分 占地球总体积的16 2 占地球总重量的31 3 地核密度达9 98 12
5、5g cm3 根据地震波的特点可以进一步将地核分为外核 深度2885 4170km 过渡层 深度4170 5155km 和内核 5155km 地心 2020 2 4 13 二 地质作用 由自然动力引起地球和地壳物质组成 内部结构和地壳形态不断变化和发展的作用 称为地质作用 按照动能来源的不同 地质作用可简分为 内动力地质作用和外动力地质作用 2020 2 4 14 由地球内部能源 地球公转及自转产生的旋转能 重力作用形成的重力能 放射性元素蜕变等产生的辐射热能 所引起岩石圈物质成分 内部构造 地表形态发生变化的作用称为内动力地质作用 一 内动力地质作用 1 构造运动 地壳运动 2 岩浆作用3
6、变质作用4 地震 2020 2 4 15 二 外动力地质作用 1 风化作用 地表的岩石 矿物与大气 水与生物之间相互作用下 会在原地发生物理的 化学的分解 破坏 从而形成松散的堆积物 这个地质作用过程叫风化作用 2020 2 4 16 2 剥蚀作用 风 流水 冰川 湖海中水在运动状态下对地表岩石矿物产生破坏作用 按动力来源可分为风的吹蚀作用 流水的侵蚀作用 地下水的潜蚀作用和冰川的刨蚀作用 2020 2 4 17 3 搬运作用 风化 剥蚀作用产物被移到它处的地质作用 据搬运介质不同可分为风的搬运作用 流水搬运作用 冰川搬运作用 2020 2 4 18 4 沉积作用 5 成岩作用 当搬运动力减少
7、后 搬运介质相应发生变化 那么物质会在新环境下堆积起来 由松散堆积和转变为坚硬岩石的过程 包括胶结作用 压实作用和结晶作用 2020 2 4 19 矿物 2020 2 4 20 一 元素在地壳中的分布 已知地壳中大约有92种元素 这些元素在地壳中的含量和分布是极不均匀的 含量不同表现在元素在地壳中所占的质量百分比是极其不同的 分布不均匀表现在同一种元素在地壳的不同区域或地点含量不完全一致 当一些有用元素在某一地区高度富集时便形成了矿产 美国学者克拉克 1889年 根据采自世界各地的5159个岩石岩石样品的化学分析数据 求出了地壳内50种元素的平均质量百分比 鉴于他在这方面的贡献 地质学上把地壳
8、中元素的平均质量百分比称为元素的克拉克值 而某一地区的某种化学元素的质量百分比称为该元素的丰度值 2020 2 4 21 二 矿物 概念 矿物是天然产出的 是地壳中各种地质作用的产物 矿物具有一定的化学成分和内部结构 任何一种矿物都只在一定的地质条件下才是相对稳定的 当外界条件改变至一定程度时 其成分 结构就要发生变化 同时生成适应新环境的新矿物 大多数矿物以固态产出 但也可以呈液态或气态形态产出或胶态产出 矿物是指地壳中具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物 特点 2020 2 4 22 分类 A 原生矿物在成岩或成矿的时期内 从岩浆熔融体中经冷凝结晶过程中所形成的矿物 如石英 长石等
9、B 次生矿物指原生矿物遭受化学风化而形成的新矿物 如正长石经水解作用后形成的高岭石 C 变质矿物指在变质作用过程中形成的矿物 如区域变质的结晶片岩中的蓝晶石和十字石等 2020 2 4 23 矿物的形态 晶体的单体形态 矿物集合体的形态 2020 2 4 24 矿物的光学性质 A 矿物的颜色和条痕 自色 矿物本身所固有的颜色他色 矿物所含杂质引起的颜色假色 矿物风化后所呈现的颜色 紫红色莹石蓝绿色莹石 2020 2 4 25 B 矿物的光泽 矿物反射可见光的能力 C 透明度 2020 2 4 26 1 矿物的硬度 矿物抵抗外力机械作用的强度 7 矿物的力学性质 指甲 2 2 5 铁刀刃 3 3
10、 5 玻璃 5 5 5 钢刀刃 6 6 5 2020 2 4 27 2 矿物的解理及断口 透明方解石 冰洲石 2020 2 4 28 4 矿物的密度 3 矿物的弹性 挠曲 延展性 8 矿物的其它性质 磁性 放射性 吸水性等 2020 2 4 29 9 常见矿物 2020 2 4 30 2020 2 4 31 2020 2 4 32 2020 2 4 33 2020 2 4 34 2020 2 4 35 2020 2 4 36 2020 2 4 37 岩石 2020 2 4 38 岩石是组成地球上部 地壳和上地幔 的主要物质 是天然产出的由一种或多种矿物 包括火山玻璃 生物遗骸 胶体 组成的固态
11、集合体 根据岩石成因可以分为三类 岩浆岩 火成岩 沉积岩变质岩 2020 2 4 39 一 火成岩 岩浆岩magmatite 是由岩浆冷凝固结后形成的岩石 2020 2 4 40 深成岩 plutonicrock 浅成岩 hypabyssalrock 侵入岩 intrusiverock 喷出岩 extrusiverock 岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石 岩浆在地表下冷凝形成的岩石 按形成地质环境分 按SiO2含量不同分类 酸性岩 SiO2 65 中性岩 65 52 基性岩 52 45 超基性岩 45 熔岩火山碎屑岩 1 火成岩分类 2020 2 4 41 2 岩浆岩的矿物成分及颜色 第一类 浅色
12、矿物 主要有 石英 正长石 斜长石 白云母等 它们富含硅 铝成分 所以又称为含铝的硅酸盐矿物或硅铝矿物第二类 深色矿物 主要有黑云母 角闪石 辉石和橄榄石等 它们富含铁 镁成分 所以又称富含铁 镁的硅酸盐矿物 2020 2 4 42 3 岩浆岩的结构和构造 岩石全部由矿物晶体组成 岩石全部由火山玻璃组成 岩石由矿物晶体和部分未结晶的玻璃质组成 结构 组成火成岩矿物颗粒的大小和结晶程度等 A 按矿物颗粒结晶程度分 2020 2 4 43 B 按矿物颗粒相对大小分 等粒结构不等粒结构 斑状结构 岩石中较大的晶体 斑晶 散步在较细物质 基质 之间 岩石中矿物颗粒大小大致相等 2020 2 4 44
13、岩浆岩的构造 岩石外表的整体特征 组成岩石的各种矿物均匀分布于岩石之中 岩石中不同颜色的条纹和拉长的气孔等沿一定方向排列所形成的外貌特征 岩石中存在的各种大小不等圆形或椭圆形空洞 岩石中的气孔被钙质 硅质物充填而成 2020 2 4 45 4 火成岩分类 2020 2 4 46 二 沉积岩 沉积岩是指地表条件下 由母岩 岩浆岩 变质岩和先期形成沉积岩 风化剥蚀的产物经搬运 沉积和硬结成岩作用而形成的岩石 沉积岩分布广 占全球面积的3 4 它具有明显的成层构造 一般具有化石 2020 2 4 47 1 沉积岩的物质成分和颜色 组成沉积岩的物质成分常见的有 矿物 岩屑 化学沉淀物 有机质和胶结物颜
14、色与环境有关 氧化环境 有机质被分解 因而红色 褐色 还原 灰色 黑色 2020 2 4 48 2 沉积岩的结构与构造 碎屑结构 碎屑物质被胶结物胶结起来的一种结构 是沉积岩所特有的结构泥质结构 多为粘土矿物 矿物直径 0 005mm 是泥岩 页岩等粘土岩的主要结构结晶结构 化学溶液沉淀的结晶矿物组成的结构 是石灰岩 白云岩等化学岩的主要结构生物结构 生物遗体或碎片组成的结构 A 结构 沉积岩颗粒性质 大小 形态及其相互关系 2020 2 4 49 B 构造 层理构造是沉积岩最基本最特别的构造 是岩石各组成部分在颜色 矿物成分 碎屑颗粒大小等方面的差异变化所形成的成层性 它包括平行层理和交错层
15、理两种 以组份颗粒逐渐递变为特征 又称粒序层理 2020 2 4 50 波痕 层面呈波状起伏 它是沉积岩动荡的标志 见于具有碎屑结构岩层顶面 当介质作定向运动时所形成的波痕为非对称性 顺流坡较陡逆流坡较缓 系由流水或风引起 当介质是来回运动的波浪时形成对称波痕 2020 2 4 51 2020 2 4 52 泥裂 由岩层表面垂直向下的多边形裂缝 裂缝向下呈楔形尖灭 2020 2 4 53 缝合线 岩石剖面中呈锯齿状起伏的曲线 眼缝合线岩层易于劈开 劈开面参差起伏 称为缝合面 2020 2 4 54 结核 沉积岩中某种成分的物质聚积而成的团块 常为圆球形 椭球形 透镜体状及不规则形态 2020
16、2 4 55 印模 沉积岩层底面上突起 突起形态为长条状 舌状 鱼鳞状或不规则状等 2020 2 4 56 3 常见沉积岩 碎屑岩类 粘土岩类 化学及生物化学岩类 2020 2 4 57 三 变质岩 变质岩是岩浆岩 沉积岩或变质岩在地壳中受T P 流体的影响发生变质而形成的岩石 1 变质岩的矿物成分 继承原岩成分 石英 长石 云母 角闪石 辉石等 变质矿物 变质过程中形成的新成分 石墨 滑石 蛇纹石 石榴子石 红柱石 硅灰石等 2020 2 4 58 2 变质岩的结构与构造 原岩在固态条件下发生重结晶形成的结构 是一种过渡结构 由于变质作用不强 岩石中仍可见到原来的结构 结构 压碎结构由于动力变质作用 使岩石发生破碎变形 2020 2 4 59 片状 片麻状 板状 斑点状 千枚状构造 条带状构造 构造 2020 2 4 60 岩石名称 3 常见变质岩 2020 2 4 61 四 三大类岩石的相互转化 2020 2 4 62 岩石的主要物理 力学性质 2020 2 4 63 一 岩石的主要物理性质 比重重度孔隙性吸水性软化性抗冻性 2020 2 4 64 二 岩石的主要力学性质 岩石的变
