自然地理学第二章地壳

自然地理学第二章地壳知识总结，主要包括地壳的组成物质和构造运动与地质构造两部分内容，适合考前记忆和建立体系思维。

地壳

• 一 、地壳的组成物质
  • I .化学成分与矿物
    • （1） 化学成分
      • 克拉克值
        • 在108种己知化学元素中，自然界存在92种，并有300余种同位素，1924年克拉克据来自世界各地的5195个岩石样品首次测定了16km厚度内地壳中63种化学元素的平均重量百分比即元素的丰度，所获数值后来被命名为克拉克值。
        • 克拉克值表明氧与硅两元素共占地壳总质量的74％左右，铝、铁、钙、钠、钾、镁6元素共占24％，即八大元素的丰度共占98％，其他所有元素不超过2％。
      • 地壳中的化学成分
      • 元素的丰度
        • 元素的平均质量百分比
          • 也叫克拉克值
    • （2） 矿物
      • 矿物的概念
        • 矿物是单个元素或若干元素在一定地质条件下形成的具有特定物理化学性质的单质或化合物，是构成岩石的基本单元
          • 自然界中单质矿物为数极少，而化合物构成的矿物则占绝大多数。
          • 大多数矿物为晶质固体，亦有少数呈液态和气态
      • 矿物形成的方式
        • 自然界矿物形成的四种主要方式是气态凝华、液态或熔融体直接结晶、胶体凝固及固体再结晶作用。
      • 矿物的特征
        • 矿物的形态、光学性质与力学性质，既是矿物的特征，也是鉴别矿物的依据。
        • a，矿物形态
          • 矿物形态是指矿物单晶体、规则连生晶体和集合体的外形特征。
            • 晶体形态是其成分和内部结构的反映，一定成分和内部结构的矿物，
            • 具有一定的晶体形态特征。当然，还要受其生长时的外部环境的影响
            • 不同的矿物具有不同的晶形和形态特征，这是我们识别矿物的一个基本准则
          • 体第一，矿物单体形态，连生体
            • 有一向的柱状或针状，两向延伸的板状和片状，三向等长的立方体、八面体等
          • 第二，矿物集合体形态
            • 有纤维状和毛发状，鳞片状、粒状和块状。
        • b.矿物光学性质
          • 包括透明度、光泽、颜色及条痕。透明度分透明与不透明两类
            • 光泽
              • 金属光泽：反光极强，如光亮的金属器皿
              • 半金属光泽：反光强度介于金属光泽和非金属光泽之间，比较暗淡
              • 非金属光泽：无金属感的光泽。主要为透明或半透明矿物。如：
              • 金刚光泽、玻璃光泽、油脂光泽、松脂光泽、土状光泽…
          • 矿物对光线的吸收、反射和折射表现出的各种性质
        • c.矿物的力学性质
          • 包括硬度、解理、断囗、弹性等
            • ◆硬度: 是指矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力
            • 解理与断口
              • 矿物受外力作用沿一定方向破裂并产生解理面的性质叫解理。
              • 矿物受外力作用不规则破裂并产生凹凸不平的形状叫断口。
            • 矿物抵抗切割、锤击、弯曲、拉引等外力作用的能力称韧性。
        • 其他性质
          • ◆比重：矿物重量与4℃时同体积水的重量之比，称为矿物的比重。
            • 轻矿物 1 ～ 3.5 ：
            • ——石英、长石等造岩矿物；
            • 重矿物 3.6 ～ 6 ：
            • ——赤铁矿、闪锌矿等金属化合物；
            • 极重矿物 ＞ 6 ：
            • ——金、方铅矿等重金属矿物。
          • ◆磁性：矿物可被磁铁吸引或本身能吸引铁屑等物体的性质。一些
            • 含铁、钴、镍等矿物有磁性，如磁铁矿。
          • ◆电性
            • ——导电性：导体（金属矿物）、绝缘体（非金属矿
              • 物）、半导体；
            • ——压电性：某些矿物晶体具有机械能和电能互相转
              • 换的能力，如压电石英
          • ◆发光性
            • 矿物在外来能量（如紫外线、X射线、加
            • 热等） 的激发作用下而发出可见光的性质。分荧光
              • （力消则灭）和磷光两种。如萤石、钻石等等
      • 矿物的鉴定特征
        • ① 矿物的形态
          • 矿物单体的形态取决于其 “ 晶系 ”
          • 粒状、致密状、块状、土状、晶簇、
          • ；
          • 矿物集合体形态：
          • 结核状、鲕状、肾状、葡萄状、
          • 钟乳状…
          • 图片
          • 晶体的另一个习性，是其在三维空间延伸的情况。有以下三种
            • 1）三向等长：晶体沿X、Y、Z轴大致相等发育，呈等轴状或粒状。
            • 即 a=b=c，晶体结构在三维空间是相等或差异很小。如石榴子石、
            • 黄铁矿。
            • 2）二向延展：晶体沿两个方向特别发育，而另一方向发育较差，
            • a=b>c，呈板状、片状等。如石墨、云母等。这些矿物常具有坚强
            • 的构造层。
            • 3）一向伸长：晶体沿一个方向特别发育，即有a=b<c，呈柱状、针
            • 状等，如辉石、角闪石等。这些矿物在晶体结构上常具有一个方
            • 向键力很强
        • （二）矿物集合体的形态
          • 根据集合体中矿物颗粒大小可分为三种：肉眼可以辨认单体的为显
            • 晶集合体，显微镜下才能辨认单体的隐晶集合体，在显微镜下也不
              • 能辨认单体的为胶态集合体。
          • 1. 显晶集合体形
          • 2.隐晶和胶态集合体
            • 结核体：
            • 鲕状及豆状集合体
            • 分泌体
    • （3）主要造岩矿物与常见矿物
      • 主要造岩矿物包括石英、钾长石、斜长石、云母、角闪石、辉石和橄榄石。
        • 种类 特性
        • 石英 发言单晶卉形成晶簇，或为致密块状、粒状蘖台体，无解理，晶面具廊离光泽
        • 长石 包括钾长石、钠长石和钙长石三个基本类型及总称斜长石的、由钠长石与钙长石按不同比亻列混合形成的多种过渡性产物
        • 云母 由酸性岩浆岩、砂岩和变质岩的组成矿物。白云单晶体力詎柱状或状，隼合体为鳞片状。黑云母特点与白云母相近0准色随含铁量增加而变暗，多呈棕褐色或黑色
        • 普通角闪石 单晶体为长柱状或针状，暗绿色至黑色，玻璃光泽，硬度5巧一，具两组平行柱状中等至完全解理性脆，常见于中酸性岩浆岩和某些变质岩中
        • 普通辉石 成分与角闪石相似，单晶体为短柱状蘖合体为粒状绿黑色或黑色玻璃光泾，硬度5.5～6 ·0， 解理与角闪石相近但交更大，常见于基性、超基性岩浆岩中
        • 橄榄石 粒状集合体0戋黄绿至橄榄绿色，颜色随铁含量增加而加深，玻璃光氵硬度6一一 7 性脆，不完全解理，为基凇超基性岩浆岩的重要组成矿物
      • 硅酸盐类 ＋ 含氧盐类 ” 最多
  • 2．岩浆岩
    • 造岩矿物按一定的结构集合而成的地质体称为岩石，依据其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类
    • （I )岩浆岩
      • 概念
        • 岩浆岩是由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固所形成的岩石
      • 岩浆岩的矿物组成
        • 种类 特性
        • 超基性岩 二氧化硅含量小于45％，多铁、镁而少钾、钠，王要矿物为橄榄石和辉石，代表岩石为岩
        • 基性岩 二氧化硅含量为45％一52‰王要矿物为辉石、钙斜长石丿亦有少量橄榄石和角闪石，代表性岩石为辉长岩、玄武岩
        • 中性岩 二氧化硅含量52％、65％，主要矿物为角闪石与长石，兼有少量石英、辉石、黑云毋等，代表性岩石为闪长岩、正长岩与相面岩
        • 酸性岩 二氧化硅含量65‰以上，多钾、钠而少铁、镁，王要矿物为长石、石英和云母，代表性岩石为花岗岩与流纹岩
    • （2）岩浆岩的产状、结构与构造
      • 岩浆岩的产状
        • a.侵入岩
          • 地壳深处冷凝形成深成侵入岩，在浅层冷凝则形成浅成侵入岩。依据岩体形状及与上覆岩层的关系，可分为整合侵入体（如岩盆、岩盖、岩床、岩鞍）与不整合侵入体（如岩株、岩瘤、岩脉）两类。
        • b.喷出岩
          • 岩浆喷出地表形成喷出岩。
      • 岩浆岩的结构
        • 结构
        • 玻璃质结构 喷出熔岩因快速冷却来不及结晶而形成
        • 隐晶质结构 焓岩较慢冷却形成
        • 显晶质结构 岩浆在地下缓慢冷却充分结晶而形成，又分细粒、中粒、粗粒和伟晶结构
        • 斑状结构 冷去速度先慢后快，先形成粗大晶体即斑晶，后形成细粒或微粒晶体即基质从而形成
      • 岩浆岩的构造
        • a.因矿物排列无定向而形成的块状构造；
        • b.矿物成分、结构、颜色、粒度杂乱排列或分布不均匀而形成的斑杂构造，
        • c.保留熔岩流动形迹，矿物与气孔定向排列而致的流纹构造：
        • d.气体逸出后残留的气孔构造；
        • e.喷出岩气孔被次生矿物充填而形成的杏仁状构造等。
    • （3）岩浆岩的主要类型
      • 依据化学成分与矿物组成，岩浆岩可分为酸性、中性、基性和超基性岩四类：
      • 依据其结构、构造与产状又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩三类。
  • 3．沉积岩
    • ( I )沉积岩的形成
      • 沉积岩是由成层堆积于陆地或海洋中的碎屑、胶体和有机物质等疏松沉积物固结而成的岩石。
    • （2） 沉积岩的基本特征
      • 沉积岩具有层理，富含次生矿物、有机质，并有生物化石。
      • @沉积岩具有碎屑结构与非碎屑结构之分。化学沉积物与生物化学沉积物不具有碎屑结构而分别有类似岩浆岩的晶质结构及生物构架结构。
      • @沉积岩层面呈波状起伏
    • （3） 沉积岩的主要类型
      • 碎屑岩类
        • 主要是指母岩风化碎屑经搬运再堆积后胶结而成的岩石，包括砾岩与角砾岩，砂岩，粉砂岩。
        • 砾岩与角砾岩
          • 具砾状结构。前者经长途搬运砾石圆度为圆形或次圆形；后者未经搬运或运距很短，砾石圆度为次菱形或菱形。
        • 砂岩
          • 具砂状结构，颜色多样。按砂粒粒径可分为粗砂岩、中粒砂岩、细砂岩。依砂粒矿物成分可分为石英砂岩、长石砂岩、杂砂岩等。据胶结物还可分为钙质胶结的、硅质胶结的、铁质胶结的等，命名时可采用胶结物+粒径+矿物成分的方式，如钙质胶结中粒石英砂岩、钙质粗粒长石石英砂岩等。
        • 粉砂岩
          • 具粉砂状结构，颗粒细小、断而粗糙，矿物以石英为主，兼有少量长石与白云母，多钙质、硅质与铁质胶结。
      • 黏土岩类
        • 具泥状结构，由黏土矿物及其他细粒物质组成，硬度低
      • 生物化学岩类
        • 多由化学和生物化学形成物组成，主要见于海相或湖相沉积物。
        • a.硅质岩
          • 其矿物主要为Si02,质坚性脆，常含有机质，色灰黑，大部具非碎屑结构。
        • b.石灰岩
          • 色灰、灰白或灰黑，由方解石组成，性脆，遇稀盐酸有泡沫反应。
        • C.白云岩
          • 其组成物质为白云石，由化学沉积或CaC03被白云石交代而成。
  • 4．变质岩
    • ( l )变质作用与变质岩
      • 变质作用
        • 固态原岩因温度、压力及化学活动性流体的作用而导致矿物成分、化学结构与构造的变化，统称变质作用，其形成的岩石即为变质岩。
        • 变质作用的影响因素
          • 温度、压力与化学活动性流体是控制变质作用的三个主要因素。
    • （2）变质作用类型与常见变质岩
      • 动力变质作用 构造运动引起的定向压力使原岩碎裂、变形及一定程度的重结晶，称为动力变质，主要发生于断裂带。代表岩石有构造角砾岩、碎裂岩等
      • 接触热变质作用 发生于侵入体与围岩接触带，围岩受热后矿物发生重结晶、脱水、脱碳，形成变晶结构与新矿物。代表性岩石为大理岩、石英岩等
      • 接触交代变质作用 发生在侵入体与围岩的接触带，其实质是高温下岩浆分泌的挥发性物质与热液通过与围岩的交代作用使后者化学成分发生变化，形成新矿物。代表岩石为碳酸盐与中、酸性岩浆交代形成的矽卡岩
      • 区域变质作用 区域性构造运动导致的深广范围的变质作用，广泛见于古老结晶基底及褶皱带。代表岩石有片岩、片麻岩、变粒岩、麻粒岩等
      • 混合岩化作用〈超变质作用） 它是区域变质与岩浆作用间的一种过渡性地质作用。焓体和热与变质岩发生化学反应形成各种洞合岩，如混合花岗岩
  • 课堂PPT
    • 地质学
      • 是研究地壳的组成物质、构造变动和发展历史的科学。
        • 组成物质：岩石与矿物；
        • ★构造变动：地壳运动、地质构造和大地构造学说；
        • ★发展历史：地壳演变简史、生物演化规律
    • 地壳
      • 地球硬表面以下至莫霍面的
      • 部分，平均深 33 km ，分布厚薄
      • 不均。
      • 地壳主要由富含硅和铝的硅酸盐
      • 类岩石所组成，因而又称 “岩石
      • 圈”。
      • 大陆地壳厚度大
        • 平均厚35千米，双层结构
      • 海洋地壳厚度小
        • 平均厚5千米。单层结构
    • 地球内部构造
• 二、构造运动与地质构造
  • I .构造运动的特点与基本方式
    • （I )构造运动的一般特点
      • 构造运动主要是地球内动力引起的地壳机械运动。
      • @构造运动具有普遍性、永恒性、方向性、非均速性、幅度与规模差异性等特点。
    • （2)构造运动的基本方式
      • 水平运动
        • 水平运动是地壳或岩石圈块体沿大地水准面切线方向的运动。
      • 垂直运动
        • 垂直运动即块体的升降运动。地壳因上升运动而隆起形成山地与高原，因下降运动而拗陷形成盆地与平原。
  • 2．构造运动与岩相、建造和地层接触关系
    • （1） 岩相
      • 沉积岩的岩相通常分为海相、陆相和过渡相三大类。地壳上升时岩相从海相向陆相转变，沉积物粒级增大，厚度变小，形成海退层序。反之，地壳下沉则形成海侵层序。
    • （2） 沉积建造
      • 彼此有共生关系的地层或岩相的组合，或岩性大致相同的沉积物组合，是沉积建造。基本建造类型有地槽型建造、地台型建造、过渡型建造。
    • （3） 地层的接触关系
      • 主要分为整合、假整合与不整合三类，可以清楚反映构造运动的某些特点。
        • 整合：指相邻新老地层产状一致且相互平行，时代连续。
        • @假整合．指两相邻地层产状平行但时代不连续。
        • @不整合：指上下两地层产状既不一致，时代也不连续，其间有地层缺失。
  • 3．地质构造
    • （1） 地质构造
      • 岩层或岩体经构造运动而发生的变形与变位称为地质构造。引起地质构造的力主要有压应力、张应力和扭应力三类。
    • （2） 构造变动的表现主要有水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造四种类型。
      • 水平构造
        • 水平构造是水平岩层经垂直运动而未发生褶皱，仍保持水平或近似水平产状者。在未受切割情况下，同一岩层形成高原面或平原面，受到切割而顶部岩层较坚硬时，则形成桌状台地、平顶山或方山。软硬岩层相间时形成层状山丘或构造阶地
      • 倾斜构造
        • 岩层经构造变动后层面与水平面形成夹角时，即为倾斜构造。褶皱、断层或不均匀升降运动都可造成岩层的倾斜。其产状以走向、倾向和倾角三要素确定。
      • 褶皱构造
        • 岩层在侧向压应力作用下发生弯曲的现象称为褶皱，褶皱能直观地反映构造运动的性质和特征。
        • 褶皱有两种基本类型，即上凸的背斜和下凹的向斜，两者并存且共用一个翼。
          • a.依据轴面产状，褶皱可分为四类：直立褶皱、倾斜褶皱、倒转褶皱、平卧褶曲。
          • b.依据枢纽的产状，可分为水平褶皱与倾伏褶皱两种类型。
          • c.依据横剖面形态，可分为尖菱形、扇形、圆弧形、箱形等多种形态类型。
      • 断裂构造
        • a.断裂是指岩石因所受应力强度超过自身强度而发生破裂，使岩层连续性遭到破坏的现象。断层由断层面、断层线、断层盘和断距等要素组成。
        • b.按照两盘相对位移的特点进行分类
          • 上盘相对下降的断层是正断层，上盘相对上升的是逆断层。其中断面倾角大于40。为冲断层，小于25为逆掩断层。
          • 沿断层走向即在水平方向上发生位移的是平移断层。两盘沿断面某一点发生旋转的是捩转断层或枢纽断层。断层面直立的是垂直断层