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地球物质组成的规律性50320宿舍主讲人：张亮组员：杨军强杨韬李智地壳的物质组成地壳是地质学研究的重点对象，我们主要介绍地壳的化学组成、矿物组成和岩石组成。地壳中发现的天然元素几十种，分布极不均衡1.地壳的化学组成克拉克值——地壳中化学元素的重量百分比地壳中主要元素的克拉克值(%)氧O46.95钠Na2.78硅Si27.88钾Ka2.58铝Al8.13镁Mg2.06铁Fe5.17钛Ti0.26钙Ca3.65氢H0.14自然界的物质是由元素构成的，矿物就是这些元素或其氧化物的集合体，按照一定晶体结构排列而成，矿物是岩石的组成单元。石英2.地壳的矿物组成它具有一定化学组成和内部结构以及确定的物理和化学性质。如石盐NaCl，立方体晶格，立方体形，无色透明，硬度小，比重约2.1-2.2等石盐晶体结构（1）矿物的概念矿物—地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物（单质或化合物）(2)矿物的肉眼识别（矿物的特征）用肉眼或借助放大镜识别常见矿物是地质学家的基本技能之一。一般来说，从矿物的外表形态入手，细致观察矿物的物理性质，必要时考虑化学性质，就可以达到识别常见矿物的目的。主要识别依据是矿物的形态特征和物理性质。形态自然界中的矿物多以集合体形态产出。集合体形态是指同种矿物的许多个体集合在一起构成的形态。矿物单体的形态,指矿物单个晶体的形态，决定于矿物的结晶习性一向延长型：晶体沿一个方向特别发育，柱状，针状，纤维状如柱状石英，针状普通角闪石等。二向延长型：晶体沿两个方向特别发育；鳞片状、片状、板状等。如片状云母，板状石膏等。三向等长型：三维发育近等，呈等轴状或粒状。如立方体石盐、黄铁矿等。单体形态粒状集合体：主要由三向等长的粒状晶体颗粒构成。如橄榄石集合体形态显晶集合体—肉眼可看见晶体颗粒。晶簇状：在共同基底上生长的单晶体片状、板状、鳞片状集合体柱状、针状、纤维状、放射状集合体矿物在光学、力学、电学、磁学等方面表现出的性质，主要取决于化学成分和内部结构，是鉴别矿物的重要依据。光学性质A颜色：矿物选择性吸收可见光中不同波长的光线以后，显示出未被吸收的其余波长可见光的混合色。物理性质自色：由矿物本身固有的化学成分和结构所决定的，如赤铁矿的红色。假色：因风化、氧化等作用形成的颜色他色：因混入杂质而表现出的颜色，如刚玉Al2O3的Al3+被Cr3+代替则为红宝石；被Fe3+、Ti代替则为蓝宝石水晶紫水晶烟水晶条痕色是矿物在白色条痕板上擦划后留下的矿物粉末的颜色。条痕色消除了假色、减弱了他色，较稳定，利于鉴定矿物。大部分矿物的颜色与条痕一致，少数矿物二者不一致，如黄铁矿为金黄色，而条痕色为绿黑色。B光泽——矿物表面对可见光的反射能力。•金属光泽：明显的金属状光亮的光泽，反射光线的能力强，如黄铁矿。•半金属光泽：如同未磨光的金属表面的光泽。反射光线的能力较强，如赤铁矿和石墨等。•非金属光泽：由于反射面性质的影响反射光线的能力较弱。常见的非金属光泽有：玻璃光泽、珍珠光泽、油脂光泽、土状光泽等。油脂光泽：均匀块状的透明矿物，断口上的油脂状光亮丝绢光泽：透明矿物纤维状集合体珍珠光泽：部分透明、解理完全的矿物，类似珍珠的光亮。如白云母土状光泽：粉末或土状，疏松多孔矿物集合体，表面暗淡无光玻璃光泽：与玻璃相同的光泽，一般为透明矿物特有C透明度:矿物允许可见光透过的程度.与矿物的厚度有关。一般隔着薄片或刃边观察透明—可使光线透过；可见物体的颜色。如石英半透明——介于二者之间；辰砂、雄黄不透明——即使边缘较薄部分不透光。磁铁矿、黄铁矿是矿物晶体受外力作用后产生的特性，与晶体结构有关A硬度：矿物晶体表面抵抗外力刻划、研磨的能力摩氏硬度计：滑石1、石膏2、方解石3、萤石4、磷灰石5、正长石6、石英7、黄玉8、刚玉9、金刚石10矿物硬度的大小取决于其内部质点之间的联结力的强弱。如石墨和金刚石。金刚石：共价健,硬度为10；石墨：层子间以分子间联结,硬度为1-2。力学性质B解理矿物受力以后沿一定方向裂开成一系列光滑平面的性质。光滑的平面称解理面。矿物有无解理以及存在几组解理，取决于矿物内部质点排列规律和质点间的结合力。依据解理面产生的难易、解理面面积的大小以及光滑程度，将解理划分为：极完全解理；完全解理；中等解理；不完全解理。极完全解理：极易产生解理，大而平云母完全解理：易产生解理，形成规则的解理块，解理面大、光滑方解石中等解理：较易产生，但解理面不大，光滑、平坦程度差角闪石橄榄石不完全解理：较难产生，解理面小且平坦光滑程度差，碎块以断口为主矿物可有一组或一组以上不同方向的解理云母：一组长石：两组方解石：三组萤石：四组C断口矿物受力后在任意方向上裂成凹凸不平的面。参差状断口——断口参差不平，多数矿物表现如此。贝壳状断口——断口呈贝壳状石英角闪石锯齿状断口——断口呈尖锐锯齿状，如自然铜。土状断口——断口面呈土状，如高岭土自然铜粘土（高岭土）其它物理性质比重:在矿物手标本鉴定中，通常凭经验用手掂量，轻矿物：比重小于2.5；如石盐、石膏等；中等矿物：2.5-4.0；如石英、斜长石等；重矿物：比重大于4.0，如重晶石、磁铁矿等。磁性:通常根据矿物粉末能否被普通磁铁吸引。分为：磁性矿物、无磁性矿物。放射性:含放射性的矿物自发地放出粒子或射线，同时释放能量，这种性质称放射性。电学性质:导电性、介电性等某些矿物物理性质十分相似，难于发现它们之间所存在的差别，此时应考察它们的化学性质。例如：方解石与白云石，前者加稀盐酸，强烈起泡；后者加稀盐酸，基本不起泡。化学性质（3）矿物的分类及主要矿物特征与认识矿物的分类目前广泛采用的分类方案，是以矿物的化学成分和晶体结构作为分类依据的晶体化学分类。a.自然元素类b.硫化物矿物c.氧化物和氢氧化物d.卤化物e.含氧酸盐类3.地壳的岩石组成岩石是在各种地质作用下形成的，并在一定地质条件和物理化学条件下稳定存在矿物集合体。是天然产出的具有一定结构、构造和稳定外形的矿物集合体，是地质作用的产物。（1）岩浆作用与岩浆岩岩浆:处于地下高温、高压状态富含挥发物质成分的复杂的硅酸盐熔体。一般认为岩浆源于地幔上部及地壳局部地段。岩浆作用：从岩浆的形成、活动直至冷凝的全过程岩浆作用的类型：侵入作用：侵入岩（深成侵入、浅成侵入）喷出作用（火山作用）：喷出岩（火山岩）岩浆岩：由岩浆作用形成的岩石。元素组成：包括了地壳中所有元素，其中O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg占岩浆岩总重量的98%（O含量最高，占46%）——称为造岩元素。超基性岩类（SiO245%）基性岩类（SiO245%-52%）中性岩类（SiO252%-65%）酸性岩类（SiO265%）SiO2是岩浆岩中最重要的氧化物按SiO2含量将岩浆岩分为四类：从超基性岩--酸性岩暗色矿物减少浅色矿物增多颜色由深浅矿物组成石英、长石、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石岩浆岩的结构指矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及矿物颗粒间的相互关系所表现出来的岩石特征。按结晶程度全晶质结构：岩石中的矿物全部结晶。是岩浆在地下温度缓慢下降的条件下结晶而成。多见于深成侵入岩玻璃质结构：由玻璃质组成。是岩浆在喷达地表温度骤然降低的条件下，来不及结晶而成的。多见于酸性喷出岩半晶质结构：由玻璃质和结晶质两部分组成。多见于喷出岩及浅成侵入岩的边缘。岩浆岩的构造—岩石组成部分（矿物、气孔…...）的排列方式及充填方式所表现出的岩石特征。块状构造：均一构造，指组成岩石的各矿物组分均匀分布，无定向排列。是岩浆岩中最常见的构造气孔构造：岩浆溢出地表，所含挥发组分形成气泡，部分逸散大气中，部分隐岩浆冷凝而保留在岩石中，形成气孔构造。杏仁构造：当气孔被后来矿物充填时就形成杏仁状构造。流纹构造：由不同颜色的条纹和拉长的气孔及长条形的斑晶等沿某方向排列所显示出来的流动构造。（1）岩床：层面贯入，薄而广岩浆岩的产状指岩浆岩体在空间上的形态、规模，与围岩的关系以及形成时所处的深度及地质构造环境等。岩床火山颈火山口熔岩流岩墙深成侵入体（2）沉积岩沉积岩是在地球岩石圈表层常温常压条件下，母岩经风化生物作用化学作用和某种火山作用的产物，经搬运沉积形成层状的松散沉积物，而后固结而形成的岩石。沉积岩的结构碎屑结构泥质结构化学结构生物碎屑结构层理构造地表或地下沉积形成层面构造浅水或风沙环境形成波纹，浅水泥质沉积又暴露于地表，经晒裂而形成泥裂沉积岩的构造常见的变质岩大理岩石英岩（3）变质岩变质作用：在内动力地质作用下，地壳内早已形成的岩石，当原有的物化条件发生改变时，岩石的矿物成分、结构、构造发生变化的作用，从而形成新岩石的过程。变质岩：由变质作用形成的岩石称变质岩。变质岩主要分布于古老的地块和构造活动带，可形成矿产。•接触变质作用•动力变质作用•区域变质作用变质作用的类型•气液作用变质作用的方式:指岩石发生变质作用的途径和形式重结晶作用：温度、压力升高的情况下，组成岩石的矿物在固态下重新生长变化的过程。发生局部的溶解—组分迁移—重新结晶，没有物质的带入、带出，矿物成分不变。交代作用化学活动性流体和固体岩石之间发生的物质置换作用，原有矿物被破坏和新矿物的形成同时进行。总体积不变，但成分改变。变质结晶作用：基本固态条件下，化学成分重新反应，原有矿物消失，形成新矿物变质岩的化学成分主要受原岩的影响，但有时也受变质作用的影响，如交代作用。与岩浆岩和沉积岩相比，变质岩的矿物成份复杂的多，既有共有的矿物类型，又有独具的矿物类型。主要矿物与岩浆岩相同。变质岩的结构是指岩石中矿物组分的形状、大小和相互关系反映出的岩石特征和性质。变余结构由于变质不彻底，变质后残留有原岩的结构。变余砂状结构变晶结构：指岩石在固态条件下经重结晶和重组和形成的结构（4）三大类岩石的循环过程