第二章 岩石的成因类型

潘多拉星球
这个星球上有一种别的 地方都没有的矿物元素： 地方都没有的矿物元素： “unobtanium” 外星球中可能存在 多少不为人类所知， 多少不为人类所知，而 用途非凡的矿物元素 呢？？
2.2 矿物
基本概念： 自然产出并具有一定的化学 成分和内部构造的物质。 成分和内部构造的物质。 矿物绝大多数是固体， 矿物绝大多数是固体 ， 少量呈液 水银） 气态（天然气、 态 （ 水 、 水银 ） 、 气态 （ 天然气 、 硫 化氢） 化氢）。
在自然中，晶质矿物很少以单体出现，常 在自然中，晶质矿物很少以单体出现， 以集合体形态出现
水晶晶簇
孔 雀 石
纤维状晶体
方 解 石 粒 状 晶 体
绿 玉 髓
块状晶体
葡 萄 状 晶 体
水 晶 + 绿 帘 石
钻石晶格 钻石晶格
相同化学成 分不同晶体结 构，形成不同 矿物 同质多像
3106克拉 3106克拉 世界上最大的钻石 石墨晶格
2.4 岩石
1、地质作用与岩石的形成
概念：形成和改变地球的物质组成、外部形态特征 概念：形成和改变地球的物质组成、 与内部构造的各种自然作用。 与内部构造的各种自然作用。
岩浆作用 内力作用 地壳运动 地震活动
地 质 作 用
外力作用
岩石
变质作用 风化作用 剥蚀作用 搬运作用 沉积作用 固结作用
岩 浆 岩
几种元素占到地壳总重 98% 量 的 98% 以 上 。 其 中 O 占 46. 占到28 15% 28. 到 46.3% ， Si 占到 28.15% 。
Si
28.15%
第二章 岩石的成因类型及其 工程地质特征 2.1 地壳中的元素和克拉克值
克拉克值：元素在地壳中的平均 克拉克值： 质量百分数， 质量百分数，又称地壳的丰度 . 例如： Si(硅)的质量占到地壳质 例如： Si(硅 量的28.15%，则其克拉克值为28.15. 量的28.15%，则其克拉克值为28.15. 28.15%
蕨类化石（距今约4亿年） 距今约4亿年）
距今约6 恐龙化石（距今约6千万年） 猛犸象化石（距今约1万年） 距今约1
3)切割律或穿插关系： 3)切割律或穿插关系： 切割律或穿插关系
赫顿的《地球学原理》 赫顿的《地球学原理》（Theory of the Earth） Earth） 1795）和莱尔的《地质学原理》 （1795）和莱尔的《地质学原理》（Principles of Geology）（1830） ）（1830 Geology）（1830）等都对切割律进行了解释
2.2 矿物的物理性质
1、颜色：矿物吸收了白光中的某种波长的 颜色：
色光后所表现出的互补色. 色光后所表现出的互补色.
自色：矿物固有的颜色， 自色：矿物固有的颜色，颜色相对较固定 他色：矿物混入了某些杂质而引起的色变， 他色：矿物混入了某些杂质而引起的色变， 与矿物本身的性质无关。 与矿物本身的性质无关。 假色： 假色：是由于矿物内部的裂隙或表面的氧 化薄膜对光的折射、散射所引起的。 化薄膜对光的折射、散射所引起的。
岩浆岩的分类
• 根据冷凝形成岩浆岩的地质环境的不同， 根据冷凝形成岩浆岩的地质环境的不同， 可分为： 可分为： • 侵入岩：岩浆侵入到地壳某处冷凝而成的岩石 侵入岩： 深成岩：距地表较深（大于 深成岩：距地表较深（大于3km） ） 浅成岩： 浅成岩：距地表较浅 • 喷出岩（火山岩）：岩浆沿地表裂缝一直上升 喷出岩（火山岩） 喷出地表，冷凝形成的岩石，称为喷出岩。 喷出地表，冷凝形成的岩石，称为喷出岩。
化 石 对 比
生物层序律： 生物层序律：
一般地，年代越老的地层中所含生物越简单、越原始、 一般地， 年代越老的地层中所含生物越简单、 越原始、 的地层中所含 生物越简单 越低级， 不同时期的地层中含有 不同类型的化石及其组合， 中含有不同类型的化石及其组合 越低级 ， 不同时期的地层 中含有 不同类型的化石及其组合 ， 而在相同的时期且在相同的地理环境中形成的地层， 而在相同的时期且在相同的地理环境中形成的地层 ， 只要 原先的海洋或陆地相通， 都含有相同的化石及其组合， 原先的海洋或陆地相通 ， 都含有相同的化石及其组合 ， 这 生物层序律。 就是生物层序律 就是生物层序律。
第二章 岩石的成因类型及其 工程地质特征 2.1 地壳中的元素和克拉克值
其它 11.69%
Fe 5.63% Al 8.23% O
46.30%
通过大量岩石组分分析， 通过大量岩石组分分析 ， 地壳中主要元素含量由 大到小： 大到小：
O 、 Si 、 Al 、 Fe 、 Ca 、 Na 、 K 、 Mg 、 Ti 、 H ， 这
2.2 矿物
造岩矿物： 造岩矿物： 构成岩石的主要矿物（矿物多达 构成岩石的主要矿物（ 3000多种 多种， 3000多种，但构成岩石的矿物只有二十 多种） 晶体： 晶体：
内部质点呈有序排列ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ既在三维空 呈有序排列（
间周期性重复排列）。外表常呈一定形 间周期性重复排列）。外表常呈一定形 ）。 几何外形： 态，几何外形：
切割者新，被切割者老；包裹者新，被包裹者老. 切割者新，被切割者老；包裹者新，
F
E C D A B
地层） 老 A（地层） 侵入体） B（侵入体） C（地层不整合） 地层不整合） D（侵入体） 侵入体） 新 E（地层与侵入体的切割） 地层与侵入体的切割） F（河流下切）。 河流下切）
3、绝对地质年代的确定
—典型的变质岩— 典型的变质岩—
大理岩
千枚岩
板岩
混合岩
—典型的变质岩体— 典型的变质岩体—
4、岩石的演变
太阳能
火山岩
外力对岩石的 破坏及搬运
沉积物堆积 固结作用
火 山 作 用 火 山 作 用
侵入岩
侵 入 作 用 侵 入 作 用
变质作用
变质岩
变质作用
沉积岩
熔融交代
上地幔物质分熔
放射性热能
地球因素
2.2 矿物的物理性质
铜黄色的 黄铜矿 自色） （自色）
紫 色 石 英 （他色） 他色）
2.2 矿物的物理性质
蓝紫色斑铜矿（假色） 蓝紫色斑铜矿（假色）
2、光泽： 光泽：
概念： 概念：矿物表明呈现的光亮程度
（对可见光的放射能力） 对可见光的放射能力）
根据矿物发射能力的强弱,可分为： 根据矿物发射能力的强弱,可分为： 1）金属光泽 2）半金属光泽 3）非金属光泽 造岩矿物大部分属于非金属光泽。 造岩矿物大部分属于非金属光泽。
3、硬度： 硬度：
常见物体的硬度: 常见物体的硬度: 指甲（ 2.5） 指甲（2-2.5） 小铁刀（ 3.5） 小铁刀（3-3.5） 玻璃片（ 5.5） 玻璃片（5-5.5） 钢刀（ 6.5） 钢刀（6-6.5） 金刚石 滑石
4、解理、断口： 解理、断口：
概念： 概念： 解理:矿物受打击后， 解理:矿物受打击后，能沿一定 方向裂开成光滑平面的性质。 方向裂开成光滑平面的性质。 断口:矿物受打击后， 断口:矿物受打击后，沿任意方 向发生不规则的断裂， 向发生不规则的断裂，其凹凸不平 的断裂面称为断口。 的断裂面称为断口。
花岗岩体 岩脉 断层
思 考 图 中 各 岩 层 和 岩 体
包裹体
顺
2、岩石相对地质年代确定
1)地层层序律： 1)地层层序律： 地层层序律 1699年由丹麦学者斯台诺（ 年由丹麦学者斯台诺 创立。 于1699年由丹麦学者斯台诺（Nicolas Steno ）创立。 他认识到当沉积物按水平状态顺序形成地层时， 他认识到当沉积物按水平状态顺序形成地层时，最老的地 层在下面，而最年轻的地层则在上面，组成地层层序。 层在下面，而最年轻的地层则在上面，组成地层层序。 原始连续律：水成地层在其沉积开始时起， 原始连续律：水成地层在其沉积开始时起，在横向的各 个方向都必定是连续的，除非沉积作用终止以致尖灭， 个方向都必定是连续的，除非沉积作用终止以致尖灭，或 被沉积的原始盆地的边缘所截断。 被沉积的原始盆地的边缘所截断。
4、解理、断口： 解理、断口：
解理：极完全解理、完全解理、 解理：极完全解理、完全解理、中等 解理、不完全解理 解理、
方解石 石英
完全解理
石英—贝壳状断口 石英 贝壳状断口
2.3 常见的主要造岩矿物
作业： 作业： 结合矿物的物理性质及表2 结合矿物的物理性质及表2-2， 熟悉主要的造岩矿物及其鉴别特征， 熟悉主要的造岩矿物及其鉴别特征， 为实验打下基础。 为实验打下基础。
单斜岩层
褶皱岩层
甘肃张掖丹霞地貌
广东韶关丹霞地貌
3、变质岩
概念：母岩经变质作用形成的岩石。 概念：母岩经变质作用形成的岩石。
变质作用：岩石在基本处于固体状态下， 变质作用：岩石在基本处于固体状态下，受到温 化学活动性流体的作用， 度、压力及 化学活动性流体的作用，发生矿物成 化学成分、岩石结构与构造变化的地质作用。 分、化学成分、岩石结构与构造变化的地质作用。
新 地层 老
距 今 约 三 亿 一 千 五 百 万 至 二 亿 八 千 五 百 年
美 国 大 峡 谷 国 家 公 园 露 出 的 晚 生 古 代 地 层 ，
的沉积岩层， 一套没有发生过倒转的沉积岩层，岩层 的新老关系必然是下老上新。
2) 生物层序律： 生物层序律：
化石：埋藏在岩层中的古生物遗体或遗迹称为化石。 化石：埋藏在岩层中的古生物遗体或遗迹称为化石。 动物的骨骼、甲壳、 足迹、 粪以及植物的根茎、 动物的骨骼 、 甲壳 、 足迹 、 蛋 、 粪以及植物的根茎 、 化石。 叶或其痕迹均可以成为化石 叶或其痕迹均可以成为化石。
恐龙蛋化石
原始马的骨骼化石
贝壳化石
生物层序律： 生物层序律：
创立。 由英国矿产地质学家 William Smith 创立。他观察 后指出，个别的岩层或地层的排列方式， 后指出，个别的岩层或地层的排列方式，在任何地方皆 可预计得到。重要的是: 含有相近化石类别﹝ 可预计得到。重要的是: 含有相近化石类别﹝化石组合 的岩层，会出现在同样的层位﹝时代﹞ ﹞的岩层，会出现在同样的层位﹝时代﹞，这点使分布 在不同地方的岩层能相互对比. 在不同地方的岩层能相互对比. 不 同 地 区 的
侵 入 岩
花岗岩的构造
花 岗 岩 岩 体
喷 出 岩
玄武岩的构造
玄 武 岩 岩 体
2、沉积岩
概念：由沉积物固结变硬而形成的岩石。 概念：由沉积物固结变硬而形成的岩石。
风力的搬运
河流的搬运与沉积 河流三角洲的形成
—典型的沉积岩— 典型的沉积岩—
砾岩
泥岩
灰 岩
砂 岩
—典型的沉积岩层— 典型的沉积岩层—
——前者称为相对年代，后者成为绝对年代。 前者称为 绝对年代。
--------课堂讨论----------------课堂讨论--------课堂讨论
地层与岩层——地层：在一定地质时期内所形成的 地层： 地层与岩层 地层 层状岩石，层状岩石泛称岩层 层状岩石，层状岩石泛称岩层
形 成 Q K 的 先 后 序 。
沉 积 岩
变 质 岩
2、岩浆岩
岩浆岩：在岩浆作用下形成的岩石。 岩浆岩：在岩浆作用下形成的岩石。 岩浆：地下高温熔融物质。 岩浆：地下高温熔融物质。 岩浆作用：指岩浆的发育、运动及其固结成岩的作用。 岩浆作用：指岩浆的发育、运动及其固结成岩的作用。
喷出作用 喷出岩 侵入作用 侵入岩 深 成 岩 浅 成 岩
作业
1、什么是沉积岩？什么是岩浆岩？什么是 什么是沉积岩？什么是岩浆岩？ 变质岩？ 变质岩？ 2、三大类岩石可有何主要特征？它们的区 三大类岩石可有何主要特征？ 别何在？ 别何在？
2.4 地质年代及其特征
1、地质年代 概念：地质体形成或地质事件发生的时代 概念： 两层含义： 两层含义： 地质体形成或地质事件发生的先后顺序； 地质体形成或地质事件发生的先后顺序； 地质体形成或地质事件发生距今多少年。 地质体形成或地质事件发生距今多少年。
金 属 光 泽
半 金 属 光 泽
玻璃光泽（方解石） 玻璃光泽（方解石）
珍珠光泽（云母岩） 珍珠光泽（云母岩）
丝绢光泽（纤维石膏） 油脂光泽（石英断口） 丝绢光泽（纤维石膏） 油脂光泽（石英断口）
3、硬度： 硬度：
概念：矿物抵抗外力刻划、研磨的能力。 概念：矿物抵抗外力刻划、研磨的能力。
矿物的相对硬度——摩氏硬度计 摩氏硬度计 矿物的相对硬度 （1） 滑石 （2）石膏 （3）方解石 （4）萤石 （5）磷灰石 （6）正长石 （7）石英 （8）黄玉 （9）刚玉 10） （10）金刚石