1、第一章 绪 论 综合思考题 分析 “ 将今论古 ” 、 “ 以古论今、论将来 ” 和 “ 活动论 ” 这三大地质学思维方法论，以及对指导地质理论研究的重要性。 1） “ 将今论古 ” ：经典地质学的思维方式和理论支柱，国际地层序列、国际地质年代表以及其它许多地质成果均建立在此基础上。 2） “ 以古论今、论将来 ” ：认识过去，可以帮助我们了解现在、预测未来。 3） “ 活动论 ” ：大陆和海洋的位置不是固定不变的，是不断活动和演变的，以水平运动为主，大陆漂移、海底扩张、板块学说建立的基础，大陆动力学也是活动论的表现。 2.分析我国具有的独特地域特色和 研究优势。 我国地域辽阔，地球各个演化时
2、期地质信息和物质记录丰富，有地球上最古老和最年轻的造山带，有各种类型的盆地构造，有分布十分广泛的花岗岩，有丰富的矿产与能源。具有独特的地域特色和研究优势，形成了一些重要的地学研究和教学基地。包括青藏高原、西北黄土高原、大别 -秦岭高压 -超高压变质带、云南澄江动物群、辽西热河动物群、陆相生油盆地、滇黔桂喀斯特地貌、华南花岗岩与矿产等等 3.为什么到大自然中去实践是地质学研究的基础和前提。 地质现象是地质作用的结果或产物。通过对地质现象的观察，可以找出地质作用的特点和放射性 同位素规律。 第二章 矿物学 一、基本概念 Important conception 放射性同位素；稳定同位素；克拉克值；
3、矿物；晶体，准晶体；同质多象；条痕，解理，断口；摩氏硬度计；矿物集合体；三类岩石 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。 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。 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 16km 厚的地壳内 50种元素的平均百分重量 ,后人
4、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。 矿物定义：是由地质作用形成的，在正常情况下呈结晶质的元素或无机化合物，是组成岩石的矿石的基本单元。 准晶体定义：是一种新的凝聚态固体，其内部原子或离子既不像非晶质那样完全无序分布，又不像晶体那样呈三维周期性平移有序排列（粒径一般只达微米级） 。 二、 基本特征 Basic features 1. 矿物的六项基本特征 特征 1.（最基本特征）天然产出，有序结构，固体 特征 2. 自然界的绝大多数矿物都是晶体。所有晶体都是矿物。矿物随处可见 .现已发现矿物3300余种，绝大部分（ 99%）分
5、布于地壳中。 特征 3. 矿物的化学成分基本稳定 ,属于无机物。但可有杂质。 特征 4. 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）。 特征 5：矿物色泽 鲜艳，折光率高，透明度高，硬度高，化学性质稳定者，可做宝玉石。 特征 6. 矿物可分为三类多种 自然元素矿物 : Au,Cu,S,C(金钢石 ,石墨 ).自然界很少。 分子化合物（分硫化物，卤 (氟与氯 )化物，氧化物三种）。自然界常见。 如 SiO2-石英 ,NaCl-石盐 ,FeS2-黄铁矿。 复杂分子团矿物 (含氧盐 ):绝大
6、部分是硅酸盐矿物。 种类多 ,含量高 ,分布广 ,占地壳总重量 75%。如 K(Mg,Fe)3SiO3AlO10(OH,F)2 ,黑云母。 2.矿物的常规鉴定 (外形、力学、光学等性 质 ) 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):由矿物单体组成的聚集体。 一向的呈纤维状 ,如石棉 ; 二向的呈鳞片状
7、 ,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
8、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 ) Fe 多 ,紫晶 (紫色 ) Fe 少，蔷薇石英 (淡红色 ) 含 Mn,烟水晶 (茶色 ) 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
9、呈樱红色 ,金黄的黄铜矿呈墨绿色。 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。 记牢以下 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 指甲为 2-2.5,小刀为 5-5.5,玻璃 6。硬度大的可刻动小的。 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 :矿物受外力打击后，不沿固定的结晶方向开裂而形成
10、的断裂面。 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。 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 ) 第三章 岩浆作用与火成岩 一、基本术语 岩浆作用；火成岩的结构，构造；科马提岩，鬣刺结构；斑状结构 ,似斑状结构；枕状构造；柱状节理；安山岩线；两种喷发方式；结晶分异作用，鲍温反应系列；同化 ,混染；岩浆黏度；捕虏体。 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 ,称喷出
11、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。 1.火成岩的结构 (texture):指矿物的结晶程度、晶粒大小、形态及晶粒间的相互关系。 (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（显晶质）： 粗粒结构： 晶体粒径 5mm 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
12、： 等粒结构 ,不等粒结构。 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，分显晶质（粗、中、细）、隐晶质和玻璃质等。 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、大小及相互关系。能反映火成岩形成条件与环境。 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
13、所特有（最常见）。 流动构造 (flow):柱状、片状矿物或俘虏体定向排列。常见于酸性或中性熔岩，以流纹岩最为典型。 气孔构造、杏仁状构造。 枕状构造：海底喷发的玄武岩常形成，特点：顶突底平。 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。 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。 层状构造 (bedded):熔岩 -沉积夹层 -熔岩平行排列。 科马提岩；超基性岩（超镁铁熔岩） (ultramafic): 分布于南非和澳大利亚 具
14、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。柱状节理：块状熔岩冷凝收缩而成的六边形柱体 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 。 两种喷发方式：中心式喷发和裂隙式喷发 分离结晶作用：岩浆在冷凝过程上，按矿物熔点的高低，依次结晶出不同矿物并依次形成不同种类的岩石的过程。 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 : (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 CaAl2Si2O
15、8) 中性斜长石 (中长石 ) 酸性斜长石 (钠长石 NaAlSi3O8,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。 (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。 同化：岩浆熔化围岩，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：尚未被完全熔化的碎块。 岩浆黏度：影响因素 化学成分硅氧四面体或硅铝氧化物的含量越高，则
16、岩浆黏性越大 温度越高越小，反之越大 气泡多者 黏性大，少者小 呈溶解状态存在的挥发物数量越大黏性越小，反之越大。岩浆黏性大小和挥发物的含量决定了火山喷发的猛烈程度。 二、基本特征 1.叙述火成岩的产状 侵入岩的产状 :侵入岩的形态、大小、展布方向及其与围岩的关系 (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 km。 岩基 (batholith):出露面 积大于 100平方 km。 2.火成岩
17、的分类表（ SiO2的含量） 岩石 SiO2含量 % 超镁铁岩 65 喷出岩 科马提岩 玄武岩 安山岩 粗面岩 流纹岩 浅成岩 金伯利岩 辉绿岩 闪长玢岩 正长玢岩 花岗斑岩 深成岩 橄榄岩 辉长岩 闪长岩 正长岩 花岗岩 标准矿物 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，黑云母 3.叙述岩浆的基本特征 岩浆（ MAGMA）：地下高温熔融物质。 成分 :硅酸盐 +少量碳酸盐、氧化物 1-8%以水为主的挥发物质 ; 源区 :地表之下 50-200km； 条件 :温度 650 1400，一般为 800-1200 C； 3.岩浆作
18、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。 4.世界火山分布的三大地带 环太平洋火山带：主要是中酸性火山岩，多为安山岩。 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。 洋脊火山带：太平洋、大西洋、印度洋洋脊。 红海沿线与东非火山带 第四章 外动力作用与沉积岩 一、基本术语 科里奥利力；砾岩的碎屑结构、非碎屑结构；递变层理、交错层理、斜层理、冲刷构造、波痕、缝合线、泥裂；鲕状灰岩 科里奥利效应：地球上一切物体的运动，包括水的运动，会受到地球自转发
19、生偏转，其方向在北半球向右，南半球向左，这种效应称为 碎屑结构 :岩石中的颗粒是机械沉积的碎屑物。 对具有 1-2个数量级的碎屑岩，碎屑结构 =碎屑 +填隙物 (比碎屑小 1-2粒级 )+胶结物。 碎屑岩 :砾岩（砾状结构，粒径大于 2mm） 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。 递变层理 graded bedding：又称粒序层理，特征：同一层内，碎屑粒径由下而上逐渐变小。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
20、层 ” 。用途：确定地层的顶底 交错层理：不同沉积层顶底面不平行（层纹倾斜或相互交错）。沉 积岩形成于动荡的介质环境中。 斜层理：朝一个方向倾斜的层理 冲刷构造 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 )。 泥裂 mud crack：由岩层表面垂直向下的多边形裂缝构造（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
21、)指示古气 候（干燥）； (3)确定沉积相（陆相、海岸相）。 缝合线 Stylolite：岩的石剖面呈锯齿状起伏的曲线，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）。 鲕状灰岩：鲕粒构成的石灰岩 二、 基本特征 1 外动力地质作用的一般特征 答： 1）外力地质作用的三因素 (大气圈、水圈 (科里奥利效应） -生物 圈 ), 2）外力地质作用的能源 (太阳热能、重力能、日月引力能
22、), 3)外力地质作用的类型或沉积岩的形成过程 (风化作用 -剥蚀作用 -搬运作用 -沉积作用 -固结作用包括压固、胶结、重结晶、新矿物的生长 ) 2 沉积构造的研究意义 答：确定形成环境、岩层顶部、成岩过程 3 沉积岩与岩浆岩主要矿物成分比较 4 四类沉积岩的基本特征 分别答碎屑岩 -化学岩 -生物化学岩 -粘土岩的基本特征 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 2-0.5m
23、m、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。 二化学岩 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（气泡多）、紫石英（ Fe 多）、蔷薇石英（ Fe 少）、烟水晶（含 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 Aga
24、te；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： 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。 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 )。 (
25、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 50%, 长石 石英 ),麻粒岩，榴辉岩；混合岩；糜棱岩 ) 3.记住 6-8种特征变质矿物和代表性的高压与超高压矿物 （红柱石、堇青石、硅线石、蓝闪石，硬玉，柯石英，金刚石） 4.叙述变质作 用 -混合岩化作用 -岩浆作用的异同点 混合岩化作用是由变质作用向岩浆作用转化的一种过渡性成岩作用。 5.三大类岩石的形成与演化关系 火成岩（变质岩、沉积岩的情况相同）通过风化、剥蚀而破坏，破坏产物经过搬运、堆积而形成沉积岩；沉积岩受到高温作用又可以熔融转变为火成岩。火成岩与沉积 岩都可以遭受变质作用而转变成
26、变质岩；变质岩又可转变成沉积岩或熔融而转变成火成岩。因此，三大类岩石是不断相互转化的。 第六章 地质年代 一、基本术语 相对年龄与绝对年龄，标准化石 ; Smith 化石层序律，生物层序律，地层层序律，切割律；地质年代单位，年代地层单位，岩石地层单位；生命大爆发，生物绝灭。 地质年代有两层含义：地质体形成或地质事件发生的先后顺序及地质体形成或事件发生距今的年龄。前者称为相对年代，后者称为绝对年代。 标准化石：对于确定年代有决定意义的化石，在地质历史中具有演化快、延续时间短、特 征显著、数量多、分布广等特点。 地层层序律（仅适用于沉积岩） :下老上新（原始产出的地层）。 生物层序律 : 生物简单
27、低级而原始 ,反映所在地层较老 ;生物复杂高级而进步 ,反映所在地层较新 . 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。 地层切割律 : 被切割、穿插、包裹的老，反之则新。 地质年代单位：宙 -代 -纪 -世 (阶 )（时间概念） 年代地层单位：宇 -界 -系 -统（地层概念） 岩石地层单位 (地方性地层单位 ):群 -组 -段层 生命大爆发：发生在寒武纪初期的全球重大生物事件。 举世闻名的 “ 澄江动物群 ” ：证实了早寒武世生命大爆炸的科学命题。 生物灭绝：有意关注的请看教材 76 77页 二、基本特征 1. 地质年代表中五代十三纪的名称、各纪代号 新生代 Cz: E（古近纪） ,N（新近纪） ,Q（第四纪）（古 -始 -渐 ,中 -上 ,更 -全） 中生代 Mz: T（三叠纪）、 J（侏罗纪）、 K（白垩纪） 古生代 Pz: （寒武纪） ,O（奥陶纪）、 S（志留纪）； D（泥盆纪）、 C（石炭纪） P（二叠纪） 元古代 Pt-Z: Proterozoic-Sinian 太古代 Ar:(Pre ,PreZ) 2. 澄江动物群发现的重大科学意义 准确标定了生物大爆发的时间底界 3. 五次全球生物灭绝事件（ 76 77页） 奥陶纪末期 泥盆纪后期
