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1、839 地壳 地壳是地球表层的固体硬壳，指地面以下，莫霍面以上的部分。它由各种各样的硅酸盐类岩石所组成，上部主要由沉积岩、花岗岩类岩石组成，下部主要由玄武岩或辉长岩组成，地壳表面凹凸不平，和大气圈、水圈、生物圈直接接触。地壳的厚度各地差异很大，大约变化于 570 公里之间。大陆地壳主要由花岗岩和玄武岩组成，平均厚度为 33 公里，大洋地壳主要由玄武岩组成，平均厚度为 7.3 公里，整个地壳平均厚度为 17 公里。地壳表面岩石的平均密度是 2.65 克/立方厘米，往下逐渐增大。到地壳底部密度增至 2.9 克/立方厘米，温度增高到 1000左右，压力可增加到一万多个大气压力。地壳总质量为 5109
2、 吨，约占整个地球质量的 0.4。地壳的体积为地球总体积的 1。但地壳是形成各种复杂地质现象的场所，又是矿产资源的蕴藏地带。840 岩石圈 岩石圈包括地壳和软流层以上的地幔顶部，由花岗质岩石、玄武质岩石和超基性岩组成，厚约 60120 公里。841 莫霍面和古登堡面 地球内部的构造及其物质状态，无法直接观察。主要借助于地震波在地球内部的传播情况作为划分地球内部圈层构造的依据。地震波在地球内部传播速度发生急剧变化的地方，在地震学上称为不连续面。莫霍面是地壳和地幔的分界面。1909 年，奥地利地震学家莫霍洛维奇发现，当地震波通过地下 33 公里处时，纵波速度由 7.6 公里/ 秒急增到 8.1 公
3、里/秒，横波由 4.2 公里/ 秒增至4.6 公里/秒有一个明显的不连续面，后经各地观测证实，这个不连续面在全球普遍存在，故把这一不连续面称莫霍洛维奇面，简称莫霍面，或称莫氏面。古登堡面是地幔和地核的分界面。自莫霍面向下，地震波持续增大，在地下 2900 公里处纵波速度由 13.64 公里/秒，突然降为 8.1 公里/ 秒，而横波由 7.3 公里/秒至此完全消失。这个不连续面是在 1914 年由美籍德国地震学家古登堡最早发现的，故称古登堡不连续面，简称古登堡面。842 硅铝层 地壳的上层，自地面到康腊面（即莫霍面以上的一个次一级不连续面）之间，主要由沉积岩和花岗质岩石组成，其岩石化学成分以氧（
4、O） 、硅（Si） 、铝（Al）为主，钠（Na） 、钾（K） 、也较多。沉积岩指分布于地壳表层的未固结或已固结的各种沉积岩。而花岗质岩石是指平均化学组成和花岗岩、闪长岩-类岩石成分相似的岩石。地震波在此层中的传播速度与在花岗岩中的传速速度近似，故称花岗质层。该层的厚度在山区可达 40 公里，在平原区常为 10 余公里，在海洋地区则显著变薄，在太平洋中部此层缺失。硅铝层是不连续圈层。843 硅镁层 地壳的下层。康腊面以下到莫霍面以上的那一层，叫硅镁层，主要由玄武岩和辉长岩类组成，其岩石化学成分仍以氧（O ） 、硅（Si） 、铝（Al）为主，但比硅铝层含量相对减少，而镁（Mg） 、铁（Fe） 、钙
5、（Ca）成分相应增多。岩石的平均化学组成和玄武岩相似，又称玄武质层。在大陆平原地区可厚达 30 公里，但在缺失花岗质层的深海盆内，玄武质层仅厚 58 公里。其上直接为海洋沉积层和海水所覆盖。硅镁层是一连续圈层。844 大洋型地壳 是地壳的一种类型，主要分布在海洋盆地之下。大洋型地壳大部分是单层结构，即在玄武质层之上只有很薄的或者根本没有花岗质层。大洋型地亮相当于硅镁层。厚度较小，平均厚度仅 7.3 公里。在大西洋和印度洋部分厚度可达 1015 公里，而在太平洋最小厚度只有 5 公里。845 大陆型地壳 是地壳的一种类型，主要分布在大陆及浅海大陆架区。多为双层结构，即在玄武质层之上有很厚的沉积岩
6、层和花岗质岩层，相当于硅镁层及其上的硅铝层两层。厚度较大，平均厚度为 33 公里，越往高山地区厚度越大，我国西藏高原及天山地区可厚达7080 公里。846 地幔 指莫霍面以下到古登堡面以上的圈层。深度从地下 332900 公里。其体积占地球总体积的 83，质量为地球总质量的 68.1。物质密度从 3.32 克/立方厘米递增到 5.66克/立方厘米。压力随深度增加，地幔下部压力增至 140 万个大气压。温度也随深度缓慢增加，上部约为 12001500，下部约为 15002000。关于地幔的物质成分和状态至今还不十分清楚，但根据地震波在地幔中传播速度缓慢而均匀，说明地幔物质较地壳具有很大的均匀性。
7、地幔一般分两层，从莫霍面到 1000 公里的深度叫上地幔，从 1000 公里到 2900 公里的深度叫下地幔。上地幔的物质成分除硅、氧外，铁、镁显著增加，类似于橄榄岩的超基性岩类岩石，又称橄榄岩层。在上地幔上部，深约 50250 公里范围内，由于放射性元素蜕变生热，产生高温异常，温度高于物质的熔点，形成具有可塑性的或呈熔融状态的软流层，这被认为是岩浆的发源地。地震波在这里明显下降，形成了低速带。地表常见的玄武岩，就来自上地幔，上地幔的物质运动，直接影响到地壳运动。因此对上地幔的研究越来越受到世界各国的重视。下地幔的物质组成除了硅酸盐物质在强大压力下形成的一种致密物质外，金属硫化物和金属氧化物铬
8、、铁、镍等成分显著增加。其化学作用随深度增加而减弱，称退化学作用带。根据地震波传播的情况认为，地幔物质的硬度比钢还大，应属非晶质固态。847 软流圈 指地壳岩石圈以下的圈层在地表以下 70100 公里至地下 1000 公里之间，位于地幔上部。地震波的波速在这里明显下降；又称低速带。据推测，这里温度约 1300左右，压力有 3 万个大气压，已接近岩石的熔点，因此形成了超铁镁物质的塑性体，在压力的长期作用下，以半粘性状态缓慢流动，故称软流圈。板块构造理论的地幔对流运动，就是在软流圈中进行的。岩石圈板块就是在软流圈之上漂移的。848 地核 位于古登堡面（2900 公里）以下直到地心部分称地核。地核的
9、边界是一个极为明显的不连续面，纵波从 13.6 公里/秒下降到 8.1 公里/ 秒，横波突然消失。表明组成地核物质的化学成分和物理性质等有了很大的变化。地核可以分为外地核（29004640 公里） ，过渡层 46405155 公里）和内地核（51556371 公里） 。据推测，地核物质非常致密，密度为 9.713 克/厘米 3 以上；地核总质量为 1.881021 吨，占整个地球质量的 31.5；压力可达 300360 万个大气压；一般认为温度为 20003000，或更高。根据横波不能通过地核这一事实，有人认为地核物质近似“液体” ，是在高温高压下一种特殊的“物质状态” ，成分是以铁、镍为主的
10、重金属。但也有人有不同看法，地核的成分和物质状态是一个尚待进一步研究的问题。849 克拉克值 指组成地壳的化学元素的平均含量称为克拉克值。常量元素的克拉克值用重量百分数表示，微量元素用克/吨或 ppm，它是由美国地球化学家克拉克最早测定的，又经华盛顿、费尔斯曼等人校正，他们对地壳的可见部分（即 16 公里以内）的各种岩石，作了五千多次的化学分析，计算出五十种分布最广的元素在地壳中的重量百分比，后来，又经过许多学者的修正和补充才逐步确定下来。在地壳中含量最多的是氧（约占 1/2） ，其次是硅（约占 1/4） ，再次是铝（约占 1/13） 。分布量最大的十种元素（O、Si、 Al、 Fe、 Ca、
11、 Na、K、Mg、Ti、H） ，占总重量的99。其余的几十种元素总含量不足 1。850 矿物 矿物是地壳中化学元素在各种地质作用下所形成的，具有一定化学成分和物理性质的天然单质或化合物，矿物是组成岩石和矿石的基本单位。矿物可以是由几种元素组成的化合物，如磁铁矿（Fe3O4） 、方解石（CaCO3） ；也可以是由一种元素组成的单质，如金刚石（C） 、自然金（Au） 。自然界中矿物存在的状态有三种：固态（石英、正长石、云母） ；液态（水、自然汞） ；气态（二氧化碳、硫化氢） 。自然界中的矿物很多，已发现的有三千多种，绝大多数是固态无机物，液态、气态和固态有机物（琥珀）仅数十种。最常见的矿物有五、六
12、十种。构成岩石的矿物，叫做造岩矿物，如方解石是组成石灰岩的主要矿物。能被人们利用的有益矿物称为造矿矿物，如磁铁矿、黄铁矿等。造矿矿物是组成矿石的主要成分。851 矿物的鉴定方法 分两个步骤，第一步是地质工作者根据矿物的外形和物理性质进行肉眼鉴定，其主要依据是：1.形状：由于矿物的化学组成和内部结构不同，形成的环境也不一样，往往具有不同的形状。凡是原子或离子在三度空间按一定规则重复排列的矿物就形成晶体，晶体可呈立方体、菱面体、柱状、针状、片状、板状等。矿物的集合体可呈放射状、粒状、葡萄状、钟乳状、鲕状、土状等。2.颜色：是矿物对光线的吸收、反射的特性。各种不同的矿物往往具有各自特殊的颜色，有许多
13、矿物就是以颜色命名的，它对鉴定矿物、寻找矿产以及判别矿物的形成条件都有重要意义。3.条痕：指矿物粉末的颜色，可将矿物在白色无釉的瓷板上擦划，便可得到条痕。由于矿物粉末可以消除一些杂质造成的假色，因此条痕的颜色更能真实地反映矿物的颜色。4.光泽：指矿物表面对可见光的反射能力，光泽的强弱主要取决于矿物折射率吸收系数和反射率的大小。光泽可分为以下几种；金属光泽、玻璃光泽、金刚光泽、脂肪光泽和丝绢光泽、珍珠光泽等。5.硬度：矿物抵抗外力的刻划、压入、研磨的能力，一般用两种不同矿物互相刻划来比较硬度的大小。硬度一般划分为 10 级。6.解理和断口：在受力作用下，矿物晶体沿一定方向发生破裂并产生光滑平面的
14、性质叫解理，沿一定方向裂开的面叫解理面。解理有方向的不同（如单向解理、三向解理等） ，也有程度的不同（完全解理、不完全解理） 。如果矿物受力，不是按一定方向破裂，破裂面呈各种凸凹不平的形状（如锯齿状、贝壳状） ，叫断口。此外，还可以根据矿物的韧性、比重、磁性、电性、发光性等特征来鉴别矿物。第二步是在室内运用一定的仪器和药品进行分析和鉴定。有偏光显微镜鉴定法、化学分析法、X 射线分析法、差热分析法等等。852 石英 成分 SiO2 常呈六方柱状晶体，柱面上有横纹，无解理，贝壳状断口，硬度7（大于小刀） 。无色透明的石英称为“水晶” 。呈肾状、钟乳状的隐晶质石英称为石髓。呈结核状的称为燧石。具有各
15、种色彩的二氧化硅变胶体呈平行带状的称为玛瑙。石英是地壳上分布最广泛的矿物之一，占地壳重量的 12.6，是重要的造岩矿物。石英可形成于伟晶矿床、热液矿床等。由于石英化学性稳定，硬度大，含石英的岩石风化后形成石英砂粒，遍布各地。石英的用途广泛，压电石英（质地透明、无裂隙、无双晶者）可制谐振器、滤波器，应用于雷达、导航、遥控、遥测、电子、电讯设备等。其他可作光学仪器、玻璃、研磨材料、精密仪器轴承、研磨材料等。853 正长石 成分 KAlSi3O8晶体常呈短柱状、厚板状。双晶较发育。常为肉红色、浅黄红色、浅黄白色，玻璃光泽，硬度 6，两组板面完全解理，解理交角 90，故名正长石。在自然条件下，易风化成
16、高岭石。正长石是酸性和碱性岩浆岩的主要成分，也是某些片麻岩（变质岩）的主要成分。常见于花岗岩、正长岩和某些片麻岩中。正长石是陶瓷及玻璃工业的重要原料，还可以制造钾肥。854 斜长石 NaAlSi3O8和 CaAl2Si2O8，斜长石是由钠长石和钙长石所组成的混合物，二者可按任意比例混合，根据不同比例可分为酸性斜长石、中性斜长石和基性斜长石。晶体常呈板状、厚板状，在岩石中呈粒状。双晶发育，白至灰白色，有时为浅蓝、浅绿色，玻璃光泽，两组板面解理完全，解理交角为 8630左右，故名斜长石。风化后主要变成绢云母，其次为高岭石等。斜长石是长石类矿物中分布最广的，是岩浆岩最主要的造岩矿物。常见于基性、中性酸性和碱性岩浆岩中，在片麻岩、片岩和砂岩中，以酸性斜长石为主。斜长石可用作建筑石材、陶瓷工业、宝石。长石类矿物按重量计在岩浆岩中占 59，在变质岩中占 30，在沉积岩中占 1011，约占地壳总重量的 50。因此它是分布最广和第一重要的造岩
