自然地理学地壳上课件.pptx

1、 第二章 地 壳第一节 地壳的物质组成一.地壳物质组成n化学成分（单质元素、化合物）n矿物概念、造岩矿物n岩石三大类n元素矿物岩石关系地壳化学成分n地壳元素克拉克值（地壳元素重量%）n化合物主要氧化物地壳主要元素克拉克值氧46%硅28%铝8%钙4%纳3%钾3%镁2%钛0%氢0%磷0%其他1%铁5%氧硅铝铁钙纳钾镁钛氢磷其他地壳主要氧化物SiO2SiO261%61%Al2O3Al2O315%15%FeOFeO4%4%Fe2O3Fe2O33%3%CaOCaO5%5%Na2ONa2O4%4%K2OK2O3%3%MgOMgO3%3%H2OH2O1%1%TiO2TiO21%1%P2O5P2O50%0%S

2、iO2Al2O3FeOFe2O3CaONa2OK2OMgOH2OTiO2P2O5二 矿物n概念天然形成（非人工产品）固态晶质、非晶质（非气态、液态）稳定的化学成分与化学结构（石墨金刚石）稳固的物理特性（形态、光学、力学等）n造岩矿物构成岩石圈（地壳）最主要的矿物2.1 矿物形态特征n成因：受控于矿物结晶条件n单晶形态立方体（石盐、方铅矿、黄铁矿）斜方体（方解石）柱状：（红柱石、绿柱石）尖柱状（石英）针状：石膏、粒状：棱形12面体石榴子石、黄铁矿、片状：（云母、滑石）立方体立方体（黄铁矿）（黄铁矿）斜方体（方解石）斜方体（方解石）方铅矿方铅矿尖柱状尖柱状（石英）（石英）柱状柱状（绿柱石）（绿柱石

3、）石榴子石族石榴子石族 A3B2SiO43铝系铝系镁铝榴石 Mg3Al2SiO43铁铝榴石 Fe3Al2SiO43锰铝榴石 Mn3Al2SiO43钙系钙系钙铝榴石 Ca3Al2SiO43钙铁榴石 Ca3Fe3+2SiO43钙铬榴石 Ca3Cr2SiO43片状（云母、滑石）片状（云母、滑石）针状：石膏针状：石膏刚玉刚玉(-Al2O3)形态和物性形态和物性腰鼓状晶体，透明刚玉无色、白色，由于成分中腰鼓状晶体，透明刚玉无色、白色，由于成分中所含色素离子的存在可呈多种颜色；如：白宝石、红宝石（含所含色素离子的存在可呈多种颜色；如：白宝石、红宝石（含Cr）、蓝宝石（含）、蓝宝石（含Fe和和Ti）、绿宝石

4、（含）、绿宝石（含Co,Ni,V）、铁刚玉）、铁刚玉（含（含Fe2+和和Fe3+）、黄宝石（含）、黄宝石（含Ni）、星光红（或蓝）宝石。无）、星光红（或蓝）宝石。无解理，硬度为解理，硬度为9，熔点高，化学性质稳定，不易被腐蚀，熔点高，化学性质稳定，不易被腐蚀翡翠翡翠翡翠的英文名称为翡翠的英文名称为JadeiteJadeite，之所，之所以叫翡翠，是因为它的颜色不均一，以叫翡翠，是因为它的颜色不均一，有时在浅色的底子上伴有红色和绿有时在浅色的底子上伴有红色和绿色的色团，颜色之美尤如古代赤色色的色团，颜色之美尤如古代赤色羽毛的翡雀和绿色羽毛的翠雀，所羽毛的翡雀和绿色羽毛的翠雀，所以称之为翡翠。近代

5、人们称翡翠为以称之为翡翠。近代人们称翡翠为“红翡绿翠红翡绿翠”翡翠是一种以硬玉为主的纤维状、致密块状的钠铝硅酸盐矿物翡翠是一种以硬玉为主的纤维状、致密块状的钠铝硅酸盐矿物集合体，化学分子式为集合体，化学分子式为NaAlSiNaAlSi2 2O O6 6 翡翠的颜色千变万化，多为绿、红、紫、蓝、黄、灰、黑、无翡翠的颜色千变万化，多为绿、红、紫、蓝、黄、灰、黑、无色等。根据绿色的色调、亮度和饱和度，翡翠可分为祖母绿色、色等。根据绿色的色调、亮度和饱和度，翡翠可分为祖母绿色、苹果绿色、葱心绿、菠菜绿、油绿、灰绿等六种。玻璃光泽至苹果绿色、葱心绿、菠菜绿、油绿、灰绿等六种。玻璃光泽至油脂光泽，半透明至

6、不透明。折光率油脂光泽，半透明至不透明。折光率1.661.661.681.68，双折射率，双折射率0.0120.0120.0200.020，无多色性。硬度，无多色性。硬度6.56.57 7，密度，密度3.253.253.4g/cm3.4g/cm3 3。韧性极强韧性极强 翡翠的翡翠的A A货、货、B B货和货和C C货的含意：货的含意：A A货：是指未经任何人工化学处理的天然翡翠货品，成货：是指未经任何人工化学处理的天然翡翠货品，成分、结构、颜色、透明度均保持自然状态的属性，仅通过分、结构、颜色、透明度均保持自然状态的属性，仅通过机械加工改变了形状的翡翠。机械加工改变了形状的翡翠。B B货：指本

7、来是低档翡翠，经强酸处理漂洗，去除杂质货：指本来是低档翡翠，经强酸处理漂洗，去除杂质杂色，保留了绿色、紫色，再用环氧树脂固结，颜色、玉杂色，保留了绿色、紫色，再用环氧树脂固结，颜色、玉质是天然的（真的），但结构已被破坏的翡翠，较长时间质是天然的（真的），但结构已被破坏的翡翠，较长时间后，其色、质均会变差。后，其色、质均会变差。C C货：指经过人工添加外来染料或药品处理后的翡翠及货：指经过人工添加外来染料或药品处理后的翡翠及其成品，玉质是真的，颜色是人工加入的其成品，玉质是真的，颜色是人工加入的 软玉软玉软玉的英文名称为软玉的英文名称为NephriteNephrite，有时也用，有时也用Jade

8、Jade。中文名称为玉或和田玉，因软玉最早产于新中文名称为玉或和田玉，因软玉最早产于新疆和田，又称疆和田，又称“和田玉和田玉”或或“新疆玉新疆玉”软玉是一种具链状结构的含水钙镁硅酸盐。软玉是一种具链状结构的含水钙镁硅酸盐。它是造岩矿物角闪石族中以透闪石、阳起石它是造岩矿物角闪石族中以透闪石、阳起石为主，并含有其它微量矿物成分的显微纤维为主，并含有其它微量矿物成分的显微纤维状或致密块状矿物集合体。化学成分为状或致密块状矿物集合体。化学成分为Ca2(MgCa2(Mg，FeFe2+2+)5 5(Si(Si4 4O O1111)2 2(OH)(OH)2 2。属单斜晶。属单斜晶系。晶体呈纤维状或针柱状。

9、颜色多种多样，系。晶体呈纤维状或针柱状。颜色多种多样，呈白、青、黄、绿、黑、红等色。一般为油呈白、青、黄、绿、黑、红等色。一般为油脂光泽，有时为蜡状光泽。半透明至不透明。脂光泽，有时为蜡状光泽。半透明至不透明。折光率折光率1.6061.6061.6321.632，双折射率，双折射率0.0210.0210.0230.023。无荧光或磷光。无荧光或磷光 。硬度。硬度6-6.56-6.5，密度，密度2.9-3.1g/cm2.9-3.1g/cm3 3。断口参差状。韧性极强，质。断口参差状。韧性极强，质地细腻，坚韧，抛光后表面十分明亮地细腻，坚韧，抛光后表面十分明亮 软玉按品种可以分为羊脂白玉、白玉、青

10、玉、青白玉、软玉按品种可以分为羊脂白玉、白玉、青玉、青白玉、碧玉（专指绿色的软玉）、墨玉、黄玉、糖玉、花玉、金山碧玉（专指绿色的软玉）、墨玉、黄玉、糖玉、花玉、金山玉等。羊脂白玉质地细腻，光泽强，洁白如羊脂，堪称为玉等。羊脂白玉质地细腻，光泽强，洁白如羊脂，堪称为“软玉之王软玉之王”、“白玉之冠白玉之冠”软玉与相似玉石的区别。相似的玉石有昆仑玉（蛇纹石质玉）、软玉与相似玉石的区别。相似的玉石有昆仑玉（蛇纹石质玉）、绿玉髓（石英质玉）、翡翠（硬玉）、岫玉（蛇纹石质玉）、绿玉髓（石英质玉）、翡翠（硬玉）、岫玉（蛇纹石质玉）、绿东陵石（石英质玉）、白色大理石、葡萄石等。软玉与相似绿东陵石（石英质玉）

11、、白色大理石、葡萄石等。软玉与相似玉石的区别用肉眼和仪器检测是不难区分的，主要从硬度、密玉石的区别用肉眼和仪器检测是不难区分的，主要从硬度、密度、结构、光泽和折光率等方面鉴别。硬度：软玉度、结构、光泽和折光率等方面鉴别。硬度：软玉6.56.57 7，蛇，蛇纹石质玉纹石质玉2.52.55.55.5，石英质玉，石英质玉7 7，翡翠，翡翠6.56.57 7，白色大理岩，白色大理岩3.53.5。密度：软玉密度：软玉2.92.93.1g/cm3.1g/cm3 3，蛇纹石质玉，蛇纹石质玉2.442.443.18g/cm3.18g/cm3 3，石，石英质玉英质玉2.65g/cm2.65g/cm3 3，翡翠，

12、翡翠3.253.253.34g/cm3.34g/cm3 3，大理岩，大理岩2.652.652.75g/cm2.75g/cm3 3。软玉原料的鉴定侧重于软玉原料的鉴定侧重于硬度和密度，成品鉴定侧重于结构和光硬度和密度，成品鉴定侧重于结构和光泽泽 软玉软玉n晶质结合体纤维状粒状橄榄石、石榴子石放射状角闪石n非晶质结合体球状、葡萄状、鲕状、钟乳状、等石英晶族石英晶族鲕状、葡萄状鲕状、葡萄状钟乳状钟乳状孔雀石孔雀石2.2 矿物力学性质n硬度硬度抗御外来机械力的能力矿物化学结构n解理完全解理（云母、方解石）、完全解理（云母、方解石）、中等解理（正长石、斜长石）中等解理（正长石、斜长石）n断口（无解理）（

13、贝壳状（贝壳状石英）石英）完全解理完全解理三组一组贝壳状断口贝壳状断口2.3 光学性质n透明度透明度n光泽光泽（表面反光性质及其强弱）金属光泽（金、银等）半金属光泽金属光泽（金、银等）半金属光泽非金属光泽非金属光泽（玻璃光泽、金刚光泽、油脂松脂光泽、丝绢光（玻璃光泽、金刚光泽、油脂松脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽）泽、珍珠光泽、土状光泽）n颜色颜色（波谱反射与吸收性质）自色、他色、假色自色、他色、假色条痕条痕绿松石绿松石绿柱石绿柱石颜色颜色金属金属半金属半金属金刚金刚玻璃玻璃油脂油脂松脂松脂丝绢丝绢珍珠珍珠腊状腊状土状土状2.4 主要造岩矿物n石英石英n正长石正长石n斜长石斜长石n云母（

14、白、黑）云母（白、黑）n角闪石角闪石n辉石辉石n橄榄石橄榄石n方解石方解石n石膏石膏n赤铁矿赤铁矿n石榴子石石榴子石n滑石滑石n高岭土高岭土n黄铁矿黄铁矿石英石英石英（烟水晶）石英（烟水晶）水晶水晶无色透明的晶体无色透明的晶体紫水晶紫水晶 蓝紫、浅蓝、浅红、浅紫的蓝紫色调蓝紫、浅蓝、浅红、浅紫的蓝紫色调烟水晶烟水晶 烟黄色、暗褐至黑色烟黄色、暗褐至黑色(黑色者又称墨晶黑色者又称墨晶)黄水晶黄水晶 金黄色或柠檬黄色金黄色或柠檬黄色蔷薇水晶蔷薇水晶 浅玫瑰或粉红色浅玫瑰或粉红色玉髓（石髓）玉髓（石髓）纤维状，特别是指褐至灰色、半透明、蜡状光纤维状，特别是指褐至灰色、半透明、蜡状光 泽的钟乳状体。产

15、于岩石孔洞中泽的钟乳状体。产于岩石孔洞中玛瑙玛瑙 各种颜色的玉髓条带或同心圆环带交互排列而成各种颜色的玉髓条带或同心圆环带交互排列而成燧石燧石 暗色、坚韧、极致密的结核状物质暗色、坚韧、极致密的结核状物质碧玉碧玉 块状、细粒密实的石英，呈暗红色、褐色或黄色，广泛块状、细粒密实的石英，呈暗红色、褐色或黄色，广泛产出于沉积岩或变质岩中产出于沉积岩或变质岩中正长石正长石正长石正长石斜长石斜长石斜长石斜长石（白、黑）云母（白、黑）云母黑云母黑云母角闪石角闪石角闪石角闪石辉石辉石橄榄石橄榄石橄榄石橄榄石方铅矿方铅矿方解石方解石方解石方解石石膏石膏硬石膏硬石膏石膏石膏磁铁矿磁铁矿滑石滑石滑石滑石高岭土高岭

16、土黄铁矿黄铁矿黄铁矿黄铁矿萤石萤石萤石萤石石榴子石石榴子石石榴子石石榴子石三 岩石天然形成相对稳定的矿物成分（晶质、非晶质）3.1成岩作用成岩作用n冷凝、结晶 岩浆岩浆岩n重组（物质、结构构造）松散沉积物沉积岩母岩（岩浆岩、沉积岩、变质岩）变质岩3.2三大类岩石n岩浆岩（火成岩）、沉积岩、变质岩n地壳中三大类岩石比例地壳重量岩浆岩95%，沉积岩4%，变质岩1%3.2.1 岩浆岩n形成与产状n结构与构造n物质组成n岩石种类岩浆岩形成n地幔、地壳下层岩浆因内部压力增大而向地表喷涌n喷涌岩浆的压力释放涌动停止冷却凝固岩浆岩n岩浆岩成岩过程（从喷涌岩浆岩浆岩）复杂，主要受岩浆来源、冷凝环境影响。岩浆岩

17、产状n产状岩体形成时的空间分布状态岩浆岩产状图岩浆岩产状图（比例失调）产状与岩类n喷出岩玄武岩类、粘滞性小（火山岩）n浅成侵入岩玄武岩类、安山岩类（岩脉、岩盖、岩床）n深成侵入岩花岗岩类、粘滞性大（岩基、岩株）结晶程度n全晶质岩石中矿物全结晶体n非晶质（玻璃质）岩石中矿物无结晶体，成岩未成晶n半晶质部分结晶，其他非晶全晶质全晶质半晶质半晶质非晶质非晶质深成侵入浅成侵入喷出岩等粒结构斑状结构辉绿结构岩石构造n岩石构造（岩体）岩石中矿物的空间排列方式及成岩行迹n构造类型及其形成气孔、杏仁构造流纹构造层状构造块状构造节理气孔、杏仁构造流纹构造节理岩浆岩分类n酸性岩类（65%）n中性岩类（65%52%

18、）n基性岩类（52%45%）n超基性岩类（45%）酸性岩类（SiO2 65%）主要矿物：硅铝矿物石英、正长石正长石类、白云母等不含斜长石、橄榄石、辉石不含斜长石、橄榄石、辉石浅色、标志矿物石英石英岩石类型岩石类型花岗岩类花岗岩类（花岗岩、花岗斑岩、流纹岩）（花岗岩、花岗斑岩、流纹岩）花岗岩花岗岩n花岗岩花岗岩n花岗斑岩花岗斑岩垂直节理垂直节理黄山、华山（悬崖绝壁、定海神针）n流纹岩n流纹岩中性岩类（SiO2 65%52%）正长岩正长岩正长岩正长岩正长斑岩正长斑岩正长斑岩正长斑岩粗面岩粗面岩粗面岩粗面岩基性岩类（SiO2 52%45%）主要矿物：辉石、斜长石辉石、斜长石占主导、不含石英、正长石等

19、浅色矿物深色矿物（辉石、橄榄石等）为主深灰色、黑色、墨绿色标志矿物辉石辉石岩石类型岩石类型玄武岩、辉绿岩、辉长岩玄武岩、辉绿岩、辉长岩玄武岩玄武岩（气孔）玄武岩玄武岩（气孔）玄武岩玄武岩（气孔）玄武岩气孔玄武岩玄武岩（火山泥灰岩）玄武岩火山角砾岩玄武岩火山弹石柱林玄武岩柱状节理玄武岩柱状节理超基性岩类（SiO2 45%）主要矿物：橄榄石、辉石橄榄石、辉石、决不含石英、不含长石，无浅色矿物深绿色、标志矿物橄榄石橄榄石岩石类型岩石类型安山岩、闪长玢岩、闪长岩安山岩、闪长玢岩、闪长岩橄榄岩橄榄岩安山岩安山岩闪长玢岩闪长玢岩闪长岩闪长岩3.2.2 沉积岩沉积物及其形成过程中的变化n物质组成风化、搬运、

20、分选出现沉积岩特有矿物：溶解沉积矿物：方解石、白云石、石膏等水解、水理矿物：粘土矿物（高岭土、蒙脱石）、褐铁矿等有机质：煤炭沉积岩矿物组成沉积岩矿物组成有机质有机质1%1%磷酸盐矿物0%石英石英35%35%石膏石膏1%1%方解石方解石4%4%白云石白云石9%9%沉积铁矿沉积铁矿4%4%粘土矿物粘土矿物15%15%白云母15%斜长石5%正长石11%石英正长石斜长石白云母粘土矿物沉积铁矿白云石方解石石膏磷酸盐矿物有机质n结构成岩环境磨圆磨圆生物化石生物化石n构造层理（沉积环境）层面印痕（波痕、雨痕、裂痕、生物）沉积岩类型n碎屑岩砾岩、角砾岩砾岩、角砾岩砂岩砂岩粉沙岩粉沙岩n粘土岩页岩页岩n化学岩及

21、生物化学岩石灰岩石灰岩砾岩河床、海滨角砾岩坡积层砂岩河床边滩、海滩粉砂岩河漫滩页岩三角洲灰岩浅海3.2.3 变质岩3.2.3变质岩 温、压、物质交换 原岩原岩 变质岩变质岩 矿物组成、结构、构造内动力内动力地壳内部地壳内部温度、压力、热液温度、压力、热液外动力外动力地表风化（水）地表风化（水）化学变质（水解、水化）化学变质（水解、水化）（如正长石（如正长石 高岭土高岭土 铝土矿）铝土矿）主要变质岩类n动力变质片麻岩片岩千枚岩（原岩：页岩）n温度变质板岩（原岩：页岩）石英岩（原岩：石英砂岩）大理岩（原岩：石灰岩）片麻岩压力变质片麻岩压力变质片岩片状构造压力变质千枚岩粘土矿物云母化压力变质石英岩重结晶温度变质大理岩原岩石灰岩温度变质大理岩方解石结晶温度变质三大类岩石小结n成因岩浆岩地下岩浆冷却沉积岩地表岩石风化、搬运、沉积，再成岩变质岩原岩经高温、高压变质再成岩