南京大学精品课程《普通地质学》教学大纲及教案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/2 17:23:04星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

c.使地球表面具有适宜的温度;产生各种气候现象,导致外动力地质作用的发生 d.运动的大气(风)是塑造地面形态的动力 e.环境污染已开始破坏人类生存的保护层

直接的有飞沙走石,如内蒙-北京-东北的春天沙尘暴

间接的为大气温室效应(工业二氧化碳排放使大气升温)、臭氧层空洞(臭氧层的保护作用受到严重破坏,紫外线的长驱直入将使人类健康每况愈下) 2.水圈

水圈=海洋+湖泊+河流+冰雪+岩石中的裂隙水。为一连续的层圈 2.1 科里奥利效应

● 由于地球自转,而使地表运动物体改向的力(取决于不同的纬度和线速度). ● 顺着物体运动方向看,科氏力作用向右。 ● 大气、河流均受此影响.

N半球:物体向北运动;顺着运动方向看,作用力向右;物体向南运动;顺着运动方向看,作用力向右.

S半球:物体向南运动;顺着运动方向看,作用力向左;物体向北运动;顺着运动方向看,作用力向左. 2.2 水圈的作用 a.破坏岩石:

机械破坏(干寒带)、化学破坏(CO2)(温湿带) b. 搬运岩石:通过水的循环过程完成 3.生物圈

a.破坏岩石: 机械破坏(根劈)、化学破坏(生物有机酸分解矿物) b.本身成矿:石油、煤;形成生物岩(有机地化研究领域) 4.岩石圈

岩石圈=地壳+上地幔

顶部的刚体部分是地球科学家研究的主要内容 5.沉积环境(见右图解)

6.外动力作用与三大类岩石之间的演化关系(见后图解)

第二节 沉积岩的特性

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一. 沉积质来源、主要特性、搬运与固结

●沉积物来源:母岩风化物、生物、火山物质、宇宙物质. ●沉积岩主要特性:层理、含化石 ●沉积物的搬运:

(1)滚动方式沿水流底部搬运:>2mm,砾岩; (2)跳跃搬运:2-0.05mm,砂岩;

(3) 悬浮状态搬运:0.05-0.005 mm,粉砂岩;

(4)凝聚态搬运:<0.005mm,粘土岩(沉积岩的分类主要根据上面的碎屑物水力学行为进行) ●沉积物固结: 二. 沉积岩中的矿物

1.沉积岩、火成岩、变质岩中八种主要造岩矿物: 石英、长石、云母、辉石、角闪石、方解石、高岭土、绿泥土

2.沉积岩与岩浆岩主要矿物成分比较

岩浆岩:橄榄石、辉石、角闪石、黑云母(石英、斜长石、白云母) 沉积岩:方解石、白云石、石膏、石盐(石英、斜长石、白云母) 三.沉积岩的结构: 颗粒的大小,磨圆度,颗粒间关系

●大小:砾>2mm、砂2-0.05mm、粉砂0.05-0.005mm、泥<0.005mm(肉眼 放大镜 显微镜 电子显微镜)

●磨圆度:圆、次圆、次棱角、棱角

●填隙物(基质):砂→细砂→粉砂. 生物及火山碎屑等. ●胶结物(肉眼分不出大小):Si,Fe,Ca,泥 ●碎屑结构:岩石中的颗粒是机械沉积的碎屑物. 碎屑+填隙物(比碎屑小1-2粒级)+胶结物. 碎屑岩:砾岩→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.

●晶质结构:全由近等大的沉积晶体组成.如灰岩为方解石. ●生物结构:由丰富的生物化石碎屑组成. 五. 沉积岩的原生构造

原生沉积构造定义:沉积岩在形成过程中产生的构造,是各组成部分的空间分布与排列方式. 1.层理(Layer,bedding):沉积岩的成层性

● 与颗粒性质有关:颗粒粗细、硬度不同就形成了层理.

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● 与气候有关:颜色变化也形成层理.

a.平行层理:不同沉积层顶底面平行.沉积岩在安静的介质环境中形成.

b.交错层理Cross Bedding:不同沉积层顶底面不平行.沉积岩形成于动荡的介质环境中. ● 根据“顶截底切”原理,可判断地层的顶底。

c. 层的厚度:巨厚>1m、厚层1-0.5m、中厚0.5-0.1、薄层0.1-0.01m、微层<0.01m 2.递变层理graded bedding:同一层内,碎屑粒级由下而上逐渐变小.

● 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“韵律层”. ● 用途:确定地层的顶底

3.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). 4.泥裂mud crack: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)指示古气候(干燥)、(3)确定沉积相(陆相、海岸相); 5.缝合线Stylolite:岩层中的锯齿状曲线,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) 6.结核Nodule,concretion

● 定义:沉积岩中,某种不同物质聚积而成的核状体.

● 分布:石灰岩(栖霞组灰岩P1、高骊山组砂页岩C1)、硅质页岩(孤峰组P1). ● 变化:结核脱水收缩,形成网状裂隙,称“龟背石”.

● 用途:a.划分对比地层(有无结核)b.推测地层形成环境(CCD,碳酸盐岩沉积补偿线) 7.冲刷痕 Scour mark(印模)、sole mark(底模) 定义:沉积岩层的底面起伏突起. 分布:砂岩,页岩中;成因:冲刷;荷重.

8.雨痕(冰雹痕)、假晶、虫迹、同生褶皱、叠层岩等. 9.次生构造:沉积岩形成后产生的构造.

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第三节 四类沉积岩

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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2-0.5mm、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 三. 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)、紫石英(Fe多)、蔷薇石英(Fe少)、烟水晶(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Agate;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

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) (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<0.005mm,机械混入物 (6)胶结物:CaCO3

●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 3.白云岩Dolomite● 组成:白云石,马鞍状晶体MgCa[CO3]2

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● 与石灰岩区别:用10%稀盐酸,不强烈冒泡;野外露头上具黑色刀砍状熔沟 三、粘土岩 Clay (原来一直划归碎屑岩类) ● 粒径:〈0.005mm

● 成分:粘土矿物(高岭土China Kaolinite、澎润土、蒙脱石 Montmorillonite、水云母)

● 成因:粘土矿物经搬运沉积而成.固结无层理的称泥岩,成层好的称页岩 Shale ● 性质及用途: 1.可塑性

2.吸水性(蒙脱石吸水后体积增大5-20倍), 3.吸附性

4.烧结性(瓷器的控温烧结),5.耐火性 四、生物化学岩: 硅藻岩,放射虫岩等 本章图像25个

第五章 变质作用与变质岩

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●分布:占地壳总体积的27.4%;主体在中、下地壳,地表较少 ●大别山超高压变质矿物的发现,改写了经典板块构造理论。

●研究目的:了解地球深部地质过程(HP的蓝闪石、红帘石,UHP的柯石英、金刚石);恢复原岩;阐明变质作用机制和过程;寻找矿产资源(“玉自变质来”;各种名贵宝石,原料均来自变质岩。多数金属矿产,都经历过变质,变质使矿变富变大。前寒武纪含铁石英岩型铁矿占世界铁储量70%, 我国的鞍山式铁矿属此类型。我国缺金铜铁铀)

第一节 变质作用基本特征一

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变质作用的定义: 由于温度(T)、压力(P)的改变和化学活动性流体的作用,使固态岩石的矿物成分、化学成分、结构构造都发生了变化,这种地质作用叫变质作用。 ● 变质作用主要发生在地壳深部,一般>10 km。

● 变质三要素:T,P,流体, 温度最重要。但陨石撞击及高压变质,主导因素则是压力。

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