地质学知识点总结

地质学知识点总结
一、地球的基本知识
1. 地球的形状与大小
地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体。

平均半径约为6371千米，赤道半径约为6378千米，极半径约为6357千米。

地球的表面积约为5.1亿平方千米，其中海洋面积约占71%，陆地面积约占29%。

2. 地球的圈层结构
内部圈层
地壳：是地球表面一层由岩石组成的薄壳，平均厚度约17千米，大陆地壳较厚，平均约39 41千米，高山、高原地区地壳更厚，可达70千米；大洋地壳较薄，平均约7千米。

地幔：位于地壳之下，地幔顶部存在一个软流层，被认为是岩浆的发源地。

地幔分为上地幔和下地幔，上地幔上部存在岩石圈，岩石圈包括地壳和上地幔顶部（软流层以上）部分。

地核：地球的核心部分，分为外核和内核。

外核呈液态，内核呈固态，主要由铁和镍等金属组成。

外部圈层
大气圈：是地球外部的气体圈层，由多种气体组成，主要成分是氮和氧。

大气圈从下到上分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。

对流层与人类关系最为密切，天气现象主要发生在这一层。

水圈：是地球表层水体的总称，包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。

水圈中的水处于不断循环运动之中。

生物圈：是地球上所有生物及其生存环境的总称。

它占据了大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。

二、岩石学基础
1. 岩石的分类
岩石按其成因可分为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。

2. 岩浆岩
岩浆岩的形成：岩浆岩是由岩浆冷凝形成的岩石。

岩浆是来自地球内部的高温、粘稠、含有挥发分的硅酸盐熔融体。

当岩浆喷出地表冷却凝固形成喷出岩（火山岩），如玄武岩；当岩浆在地下深处缓慢冷却凝固形成侵入岩，如花岗岩。

岩浆岩的主要矿物成分：常见的矿物有石英、长石（正长石、斜长石）、云母（黑云母、白云母）、角闪石、辉石等。

岩浆岩的结构与构造
结构：指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及其相互关系。

例如，全晶质结构（矿物全部结晶）、半晶质结构（部分结晶部分为玻璃质）、玻璃质结构（未结晶）；等粒结构（矿物颗粒大小相近）、不等粒结构（矿物颗粒大小差异明显）等。

构造：指岩石中矿物集合体的形状、大小、排列和空间分布等。

常见的构造有块状构造（矿物均匀分布，无定向排列）、流纹构造（多见于酸性喷出岩，由不同颜色和成分的条带或条纹反映出熔岩的流动方向）、气孔构造（岩浆喷出地表时，气体逸出形成的圆形或椭圆形孔洞）等。

3. 沉积岩
沉积岩的形成：沉积岩是在地表或接近地表的条件下，由母岩（岩浆岩、变质岩和先形成的沉积岩）风化、剥蚀的产物经搬运、沉积和固结作用而形成的岩石。

沉积岩的主要类型及特征
碎屑岩类：由碎屑物质组成，如砾岩（砾石含量>30%）、砂岩（砂粒含量>50%）等。

具有碎屑结构，碎屑颗粒之间由胶结物（如硅质、钙质、铁质、泥质等）胶结。

粘土岩类：主要由粘土矿物组成，如页岩、泥岩等。

具有泥质结构，质地细腻，页理发育（页岩）。

化学岩及生物化学岩类：由化学沉淀或生物化学作用形成，如石灰岩（主要由方解石组成，常含有生物化石）、白云岩等。

沉积岩的层理构造：层理是沉积岩最基本、最显著的特征之一，它是由于沉积物的成分、颜色、粒度等在垂直方向上的变化而形成的成层现象。

常见的层理类型有水平层理（多见于细粒沉积物，如粘土岩、粉砂岩）、斜层理（反映水流或风的搬运方向）、交错层理等。

4. 变质岩
变质岩的形成：变质岩是由已存在的岩石（岩浆岩、沉积岩或变质岩）在温度、压力和化学活动性流体的作用下，发生变质作用而形成的岩石。

变质岩的主要类型及特征
片麻岩：具有片麻状构造，矿物颗粒较粗，主要由长石、石英、云母等组成，其中长石和石英含量较高，云母呈定向排列。

片岩：具有明显的片理构造，主要由片状矿物（如云母、绿泥石等）和柱状矿物（如角闪石等）组成。

大理岩：由石灰岩或白云岩经变质作用形成，主要由方解石或白云石组成，具有粒状变晶结构，常呈白色或浅灰色，硬度较低，遇稀盐酸剧烈反应。

板岩：具有板状构造，岩石较致密，原岩多为页岩，在应力作用下形成板状劈理。

三、地质构造
1. 褶皱构造
褶皱的定义与基本要素
褶皱是岩石受力发生的弯曲变形，它是地壳中最常见的地质构造之一。

褶皱的基本要素包括核（褶皱中心部分的岩层）、翼（核部两侧的岩层）、枢纽（褶皱岩层的同一层面上最大弯曲点的连线）、轴面（平分褶皱为对称两部分的一个假想面）等。

褶皱的类型
背斜：岩层向上拱起的褶皱，核部岩层较老，两翼岩层较新。

背斜顶部常因受张力作用而岩石破碎，易被侵蚀形成谷地。

向斜：岩层向下凹陷的褶皱，核部岩层较新，两翼岩层较老。

向斜槽部受挤压，岩石坚实不易被侵蚀，常形成山岭。

2. 断层构造
断层的定义与基本要素
断层是岩石受力发生断裂，断裂面两侧的岩石有明显的位移。

断层的基本要素包括断层面（两侧岩石发生相对位移的断裂面）、断层线（断层面与地面的交线）、上盘（断层面上方的岩石块体）、下盘（断层面下方的岩石块体）、断距（断层两盘相对位移的距离）等。

断层的类型
正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断层。

正断层一般是由于地壳受到拉张应力作用而形成的。

逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层。

逆断层通常是由于地壳受到挤压应力作用而形成的。

平移断层：两盘沿断层面作水平方向相对位移的断层，主要是由于地壳受到水平剪切应力作用而形成的。

3. 节理构造
节理是岩石中的裂隙，是没有发生显著位移的断裂。

节理按成因可分为原生节理（在岩石形成过程中形成的节理，如岩浆岩中的柱状节理）和次生节理（岩石形成后由于风化、构造等作用形成的节理）；按其与岩层产状的关系可分为走向节理（节理走向与岩层走向平行）、倾向节理（节理走向与岩层倾向平行）、斜交节理（节理走向与岩层走向斜交）等。

四、地质年代
1. 相对地质年代
地层层序律：在正常情况下，地层是按顺序层层叠置的，老地层在下，新地层在上。

这是确定地层相对年代的基本方法之一。

化石层序律：不同时代的地层含有不同的化石，相同时代的地层含有相同或相似的化石。

通过对化石的研究，可以确定地层的相对年代。

古生物化石从低级到高级、从简单到复杂的演化规律是确定相对地质年代的重要依据。

地质体之间的切割关系：如果一个地质体切割另一个地质体，则被切割的地质体形成年代早于切割它的地质体。

例如，侵入岩侵入到沉积岩中，沉积岩的形成年代早于侵入岩。

2. 绝对地质年代
绝对地质年代是通过测定岩石中放射性元素及其衰变产物的含量来确定的。

例如，利用铀钍铅法、钾氩法等放射性同位素测定方法，可以计算出岩石形成至今的年龄，单位为年。

五、内动力地质作用
1. 岩浆作用
喷出作用（火山作用）：岩浆喷出地表的过程称为喷出作用。

火山喷发可分为裂隙式喷发（岩浆沿地壳中的裂隙溢出地表）和中心式喷发（岩浆沿火山管道喷出地表）。

火山喷发时会喷出熔岩、火山碎屑物（如火山弹、火山砾、火山灰等），形成火山地貌，如火山锥、火山口、熔岩高原等。

侵入作用：岩浆在地下深处向周围岩石中侵入的过程称为侵入作用。

侵入体根据其侵入深度可分为深成侵入体（侵入深度>3千米）和浅成侵入体（侵入深度<3千米）。

深成侵入体形成的岩石如花岗岩基，浅成侵入体形成的岩石如岩墙、岩床等。

2. 变质作用
变质作用的类型
接触变质作用：是由于岩浆侵入使周围岩石在高温和化学活动性流体的作用下发生变质的作用。

发生接触变质作用的岩石主要分布在侵入岩与围岩的接触带附近。

区域变质作用：是在大面积范围内发生的变质作用，通常与强烈的构造运动有关。

区域变质作用可以使岩石发生大规模的变质改造，形成各种变质岩。

动力变质作用：是由于岩石在构造应力作用下发生破碎、变形，同时在应力和摩擦热的作用下发生变质的作用。

动力变质作用主要发生在断层带附近。

3. 构造运动
水平运动：是指地壳或岩石圈块体沿水平方向的运动。

水平运动可以使大陆发生分裂、漂移，形成海洋盆地，也可以使板块相互碰撞、挤压，形成山脉。

垂直运动：是指地壳或岩石圈块体沿垂直方向的运动。

垂直运动可以使地壳上升或下降，引起海平面的相对变化，形成高原、山脉、盆地、平原等地形地貌。

六、外动力地质作用
1. 风化作用
风化作用的类型
物理风化作用：是指岩石在温度变化、水、风等因素的作用下，发生机械破碎而不改变其化学成分的过程。

例如，岩石的热胀冷缩、冰劈作用等。

化学风化作用：是指岩石在水、氧、二氧化碳等化学物质的作用下，发生化学成分的改变而分解的过程。

例如，岩石的氧化、水解、碳酸化等作用。

生物风化作用：是指生物在生长、活动过程中对岩石的破坏作用。

生物风化作用既包括生物的机械破坏作用（如植物根系的生长对岩石的撑裂作用），也包括生物的化学破坏作用（如微生物分泌的有机酸对岩石的溶解作用）。

2. 剥蚀作用
流水剥蚀作用：流水对地表岩石和土壤进行冲刷、侵蚀的作用。

例如，河流的下切侵蚀（使河床加深）、侧方侵蚀（使河谷拓宽）等。

风力剥蚀作用：风对地表岩石和土壤进行吹蚀和磨蚀的作用。

在干旱、半干旱地区，风力剥蚀作用较为强烈，形成风蚀地貌，如雅丹地貌。

冰川剥蚀作用：冰川在运动过程中对地表岩石和土壤进行挖掘、磨蚀的作用。

冰川剥蚀作用形成的地貌有冰斗、角峰、U形谷等。

海浪剥蚀作用：海浪对海岸岩石进行冲击、磨蚀的作用。

海浪剥蚀作用形成海蚀崖、海蚀柱、海蚀拱桥等海蚀地貌。

3. 搬运作用
流水搬运作用：流水可以搬运碎屑物质（如砾石、砂、泥等）和溶解物质（如各种离子）。

碎屑物质的搬运方式有推移（较大颗粒在河底滚动或滑动）、跃移（中等颗粒间歇性地跳跃前进）和悬移（细小颗粒悬浮在水中搬运）。

风力搬运作用：风可以搬运沙尘等细小颗粒。

风力搬运的颗粒大小与风速有关，风速越大，能搬运的颗粒越大。

冰川搬运作用：冰川可以搬运大量的岩石碎屑，这些碎屑物质被冻结在冰川内部或附着在冰川表面，随冰川一起运动。

海浪搬运作用：海浪可以搬运海岸附近的泥沙等物质，在海浪的作用下，泥沙会发生横向和纵向的搬运。

4. 沉积作用
流水沉积作用：当流水的流速减慢时，搬运能力降低，所携带的物质就会沉积下来。

例如，河流在入海口处，由于流速减慢，泥沙大量沉积，形成三角洲。

风力沉积作用：当风的速度降低时，所搬运的沙尘等物质就会沉积下来。

风力沉积形成的地貌有沙丘、黄土高原等。

冰川沉积作用：当冰川融化时，冰川所搬运的物质就会沉积下来。

冰川沉积的物质没有分选性，大小混杂。

海浪沉积作用：海浪将泥沙等物质搬运到海岸附近沉积下来，形成海滩、沙坝等海岸地貌。

七、矿床学基础
1. 矿床的概念与分类
矿床的概念：矿床是在地壳中由地质作用形成的，其所含有用矿物资源的质和量在当前的经济和技术条件下能被开采利用的地质体。

矿床的分类
内生矿床：是由内动力地质作用形成的矿床，如岩浆矿床（由岩浆结晶分异作用形成，如铬铁矿床）、伟晶岩矿床（由伟晶岩形成，含有多种稀有金属矿物）、热液矿床（由含矿热液在岩石的裂隙或孔隙中沉淀形成，如铅锌矿床）等。

外生矿床：是由外动力地质作用形成的矿床，如沉积矿床（由沉积作用形成，如煤、石油、盐类矿床等）、风化矿床（由风化作用形成，如铝土矿床）等。

变质矿床：是由变质作用形成的矿床，如大理岩矿床（由石灰岩经变质作用形成）等。

2. 成矿作用
内生成矿作用：
岩浆成矿作用：岩浆在结晶分异过程中，有用矿物富集形成矿床。

例如，基性岩浆中的铬、镍等元素在结晶分异过程中向底部富集，形成铬铁矿床、镍矿床等。

热液成矿作用：含矿热液在岩石的裂隙或孔隙中流动时，由于温度、压力、化学成分等条件的变化，有用矿物沉淀形成矿床。

热液矿床的形成与岩浆活动、构造运动等密切相关。

外生成矿作用
沉积成矿作用：在地表或接近地表的环境下，通过沉积作用，有用物质富集形成矿床。

例如，在浅海环境中，生物遗体大量堆积，经过漫长的地质过程形成煤、石油等矿床。

风化成矿作用：在风化作用过程中，原岩中的有用物质在原地或经过短距离搬运后富集形成矿床。

例如，在热带、亚热带地区，富含铝的岩石经过强烈的风化作用，铝元素富集形成铝土矿床。

变质成矿作用：在变质作用过程中，原岩中的有用物质在新的温度、压力和化学条件下重新组合，形成矿床。

例如，在区域变质作用下，含铁的沉积岩可以变质形成磁铁矿矿床。