地质学基础

地质学基础

第一章岩石学

地一节矿物

一、矿物

１．矿物：矿物是由地质作用形成的单质或化合物。

２．地质作用：人们把引起地壳的物质组成、内部结构和表面形态不断运动、变化和发展的各种自然作用称为地质作用。

二、矿物的化学成分

１．矿物的化学成分是指单质或化合物类矿物中的组成元素种类及含量。

２．矿物中的水：水是矿物的重要组成部分。

①吸附水：吸附水是以中性水分子形式被机械地吸附于矿物颗粒外表面或孔隙中的水。

②结晶水：结晶水以中性水分子形式参与构成矿物晶体结构，其数量固定，并遵守定比定律。

③结构水（或化合水）：结构水是以OH-或H+、H3O+离子形式参与构成矿物晶体结构。

三、矿物的物理性质

１．矿物的光学性质

①颜色：矿物的颜色是矿物对入射可见光不同波长的光线进行选择吸收后，透射和反射的各种波长可见光的混合色。

②条痕：将矿物在白色无釉瓷板（条痕板）上擦划后留下的矿物粉未的颜色称条痕。

③光泽：矿物表面对可见光的反射能力称光泽。

④透明度：矿物允许可见光透过的程度称为矿物的透明度。

⑤发光性：矿物受到外界能量激发（如加热、紫光、紫外线、Ｘ射线、阴极射线照射）时发出可见光的性质称发光性。

２．矿物的力学性质

①硬度：矿物的硬度是指矿物抵抗外力机械作用的强度。

②解理：矿物晶体受力作用后沿一定方向裂开成一系列光滑平面的性质称解理。

③断口：矿物受力后，在任意方向上裂成的凹凸不平的面称为断口。

３．矿物的其他性质

①比重（密度）

②磁性

③放射性

④导电性

⑤介电性、压电性和、焦（热）电性

第二节岩石

一、定义：岩石是天然产生的具有一定结构、构造及固定外形的矿物聚合体。

分类：岩浆岩、变质岩、沉积岩（55%）三大类。

二、岩浆岩

岩浆岩的定义：在内力作用下，岩浆由地下深处向上运动逐渐冷却后而形成的岩石。

分类：侵入岩（岩浆没有喷出地面在地层冷凝形成）

喷出岩（岩浆喷出地面而冷凝形成）

类型：亥武岩、安山岩、粗面岩、流纹岩

三、变质岩

变质岩的定义：由变质作用形成的岩石。

变质作用：内力作用促使岩石矿物成分、结构、构造发生变化的作用。

内力：包括地壳运动和岩浆活动。

分类：正变质作用、副变质作用

正变质作用：岩浆岩经变质作用形成。

副变质作用：沉积岩经变质作用形成。

影响变质岩的因素：温度、压力、流体

变质作用的方式：重结晶作用、变质结晶作用、交代作用、变形和碎裂作用、变质分异作用

变质岩岩石类型：千枚岩、石英岩、片麻岩

四、沉积岩

１．沉积岩的定义：在地表条件下，由风化作用、生物作用和火山作用的产物，经过搬迁，沉积作用而形成的一类岩石。

２．沉积岩形成过程：

①母岩破坏阶段：

a. 风化作用（相对静止）：物理风化、化学风化、生物风化

风化的产物三大类：碎屑物质（石英）、粘土类（长石）、生化物质（胶体形式）

b. 剥蚀作用

②搬运阶段：风化后的产物被搬离原来位置的作用。分为机械和化学搬运。

③沉积作用阶段：机械沉积、化学沉积、生物沉积

④成岩石生阶段：压实作用、胶结作用、重结晶作用

３．沉积岩一般特征：具有层理特征构造。

①化学成分：基本与岩浆岩石相似、主要SiO2，Al2O3

②颜色：红色砂岩、灰黑色泥岩

③结构：碎屑结构、泥状结构、晶粒结构、生物结构

４．沉积构造分为：层理构造、层面构造

①层理：沿沉积平面重向上矿物成分、姿色、构造等特征发生变化所构成的一种层状构造。

②层面构造：沉积物表面上由于流水、风、生物活动所留下的痕迹。

a. 波痕

b. 泥裂

③变形层理构造

a. 色卷原理：饱含水份的沉积物受流水推压变形形成的一种构造形态。

b. 糅皱构造

有关层理术语：细层、层系、层系组

常见层理类型：水平层理、平行层理、波状层理、余层理、交错层理、块状层理５．沉积岩石的分类

按分化产物分为两大类：碎屑岩、化学岩

①碎屑岩：砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩（泥质岩石）

②化学岩：碳酸盐岩、硅质岩、卤化物岩

五、陆源碎屑岩石及分类

１、定义：碎屑物经过压实，胶结而成的岩石。25%

２．一般特征：由碎屑和充填物组成。

①成份：石英65%、长石25%、其它矿物10%

②粒度：颗粒的大小，反映碎屑岩矿物稳定性，风化强度等特征。

按粒度分：砾石、粗砂、中砂、细砂、粉砂、杂基

粒径：>2mm、0.5mm-2mm、0.25mm-0.5mm、0.1mm-0.25mm、0.03mm-0.1mm、<0.03mm 常见描述粒度的参数：

①粒度中值Md

②分选系数和标准偏差，反映颗粒均匀性的一个参数

③偏差

④锋值：频率曲线的最高值，反映粒度相对集中的程度

⑤球度：接近球体的程度

填隙物：杂基、粘土，胶结物、化学性物质

砾岩：砾石含量大于50%的岩石

砂岩：粒径0.1-2mm的岩石

粉砂岩：拉径0.05-0.005mm占50%碎屑的岩石，是良好的储层，水动力条件相对较弱

粘土岩：粒径小于0.005mm的细颗粒组成的岩石

火山碎屑岩：由火山作用形成碎屑物质堆积而成的岩石

常见的火山碎屑岩：角砾岩、凝灰岩（GR值低、电阻率高、电流大）

六、碳酸盐岩

1．定义：由方解石和白云石组成的岩石类型叫碳酸盐岩。

成分：CaCO3、MgCO3、CaSO4等化合物

主要岩石类型：石灰岩和白云岩

2、一般特征：

①成份：

a. CO3盐矿物，如文石

b. 陆源碎屑物混入物，如石英、长石、粘土

c. 非CO3盐自生矿物，如海绿石、黄铁矿等

②结构：

a. 粒屑结构：内碎屑、生物碎屑、鲕粒灰岩、团粒

b. 生物骨架结构：生物礁、海绵、钙藻

c. 晶粒结构

③构造：

a. 叠层构造：叠层石

b. 鸟眼构造

c. 缝合线：常见于石灰岩中，垂直于层面的断面上呈现出的一种线状裂隙

④孔隙：

a. 原生孔隙：针块状，是沉积过程中呈存在和产生的一种孔隙。

b. 次生孔隙：粒间漓孔，粒内漓孔、溶洞等。

按孔隙的大小分：隐孔<0.01mm、显孔0.01-1mm、晶洞>1mm