地质学

李亚龙

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 地球科学的研究对象
    • 1.2 中国的地学优势
    • 1.3 当代地质学的特点与最新进展
    • 1.4 地球科学家的任务
    • 1.5 地球科学的内容与分科
  • 2 矿物
    • 2.1 基本概念
    • 2.2 矿物的物理性质
    • 2.3 常见矿物与其鉴定
  • 3 岩浆作用与火成岩
    • 3.1 喷出作用与喷出岩
    • 3.2 侵入作用与侵入岩
    • 3.3 火成岩的结构与构造
    • 3.4 火成岩的主要类型
  • 4 外动力作用与沉积岩
    • 4.1 大气圈、水圈、生物圈、岩石圈
    • 4.2 沉积岩的特性
    • 4.3 四类沉积岩
    • 4.4 沉积地层及其接触关系
  • 5 变质作用与变质岩
    • 5.1 变质作用基本特征
    • 5.2 变质作用中原岩的变化
    • 5.3 变质作用类型及其代表性岩石
  • 6 地质年代
    • 6.1 相对年代的确定
    • 6.2 同位素年龄的测定
    • 6.3 地质年代表
  • 7 地震及地球内部构造
    • 7.1 地震学基本概念
    • 7.2 地震波与地震仪
    • 7.3 地震的分布、预报与防治
    • 7.4 地球的内部构造
  • 8 构造运动与地质构造
    • 8.1 地壳运动
    • 8.2 岩石的变形构造
  • 9 板块构造
  • 10 风化作用
    • 10.1 风化作用的类型
    • 10.2 控制岩石风化的因素
    • 10.3 风化作用的产物
  • 11 河流及其地质作用
    • 11.1 河流概述
    • 11.2 河流的侵蚀作用
    • 11.3 河流的搬运作用
    • 11.4 河流发育同地质构造的关系
  • 12 冰川及其地质作用
    • 12.1 冰川的形成与运动
    • 12.2 冰川的类型
    • 12.3 冰川的剥蚀作用与冰川地貌
    • 12.4 冰川的搬运作用与沉积作用
    • 12.5 冰水沉积物及其地貌
  • 13 地下水及其地质作用
    • 13.1 地下水的基本概念
    • 13.2 地下水的类型
    • 13.3 地下水的地质作用
  • 14 海洋的地质作用
    • 14.1 海水的运动及其地质作用
    • 14.2 海底沉积物
    • 14.3 海水的进退
  • 15 湖泊及沼泽的地质作用
    • 15.1 湖泊概况
    • 15.2 湖泊的地质作用
    • 15.3 沼泽及其地质作用
  • 16 风的地质作用
    • 16.1 风的剥蚀作用
    • 16.2 风的搬运作用
    • 16.3 风的沉积作用
  • 17 人类社会与地质环境
    • 17.1 环境地质学的一般概念一、环境与地质环境
    • 17.2 城市兴衰与地质环境一、城市兴衰的地质因素
    • 17.3 人为地质作用由人类地质活动造成的环境恶化
风化作用的类型

一.物理风化

1.定义:地表岩石在外力(大气、水、生物)作用下发生的机械破碎作用或化学分解作用。

2.特征:●机械风化与破碎

       ●不能改变化学成分,不会形成新矿物

       ●温差大的沙漠、戈壁及干寒地区表现明显2. 物理风化四方式(1)热涨冷缩方式(温差大的沙漠、戈壁)

● 岩石里外受热不一致,在表面温度大于50度时,就会产生鳞片状层层剥落。

● 矿物的膨胀系数不同,石英31×10-6,长石17×10-6,使内部构造破坏,完整的岩石不断松散破碎。

● 昼夜温差大于季节性温差时,物理风化的表现就特别明显.

★ 夏季新疆沙漠地区、冰达坂的实例(昼夜温差达60-70多度).

(2)冰劈作用(干寒区)

● 岩石裂隙中的水结冰后体积会增大,达到一定限度后岩石就会崩解滚落。

● 条件:

a.岩石有贯通的空隙,可使水渗入并流动(封闭空隙如气孔不行);

    b.有足够的水分;

    c.温度常在冰点上下波动。

★ 干寒区(乌市)的马路、道路与经济发展

⑶ 层裂或卸载作用fracture & unloading

  深部岩石上升减压会造成向上或向外的膨涨,产生与地面平行的膨胀节理.

★黄山没有层理的花岗岩区;新疆凝灰岩地区;南方采石场。

⑷ 盐分结晶撑裂作用

●岩石中多含盐类,这些盐分在晚上因吸收大气水分会潮解,并渗入岩石内部,溶解所经岩石中盐分。白天烈日照晒,使地下水沿岩石裂隙上升蒸发, 岩石中

盐分饱和结晶、撑裂岩石。

●如此反复,使岩石崩解。

●发生在蒸发量大于降水量的半干旱地区。(哈密)

二.化学风化作用

1. 特征:

●不仅破坏岩石,而且使其化学成分变化、并形成新矿物。

●岩石在水、氧、二氧化碳作用下,产生化学分解。

●温湿的南方地区表现明显。

2. 化学风化五种方式(1)溶解作用 使矿物发生部分溶解分化的作用。

● 易溶物质的流失将导致岩石空隙加大,加速剥蚀。

● 大多数矿物可溶解于水,但溶解度不同。每公斤25度的纯水中,可溶解:

1/340g云母,1/115g滑石,1.5/100g方解石,2.1g硬石膏,320g岩盐

● 影响溶解度的因素:温度、压力、PH值。

⑵ 水化作用

● 矿物加水会形成含水矿物(CaSO4+2H2O=CaSO4·2H2O),  从而使体积膨胀、硬度降低。

● 有些矿物能吸收一定水参加到矿物品格中,形成含水分子的矿物。

⑶ 水解作用

● 弱酸强碱盐或强酸弱碱盐,遇水会解离成带不同电荷的离子,这些离子分别与水中的 H+、OH-发生反应,形成含OH-的新矿物,称为水解。

● 水解:钾长石→高岭土(富集)+SiO2(带走)+K(OH)(带走)

 进一步水解:高岭土→铝土矿(耐火材料富集)+SiO2(带走)

⑷碳酸化作用  含CO2的水溶液和某些矿物中K、Na、Ca等金属阳离子结合,可形成随水迁移的碳酸盐矿物。如钾长石+H2O+CO2→高岭土(富集)+8SiO2+2K2CO3

●斜长石易碳酸化,可使很硬的花岗岩被瓦解!

●碳酸钾有利于植物生长,因而花岗岩地区(富长石)植被发育。

⑸ 氧化作用

  矿物被氧化后可形成新矿物;在地表富氧条件下某些矿物中的元素可从低价变为高价。   如 黄铁矿或磁铁矿→褐铁矿(见P.136)

●松散褐铁矿及反应中产生的硫酸,导致岩石破坏。

●地表褐铁矿常是地下大矿的表层标志,称为铁帽。

●含黄铁矿较多的岩石不宜作建筑、装潢材料。

●暗色矿物黑云母、角闪石含量高的花岗岩,容

易风化,不是好的建筑材料。三.生物风化:生物活动引起的岩石物理与化学变化

1. 植物的根劈作用

苏州天平山花岗岩中的根劈、天山雪莲的根劈 snow lotus

2. 生物分泌的有机酸

3.生物腐烂分解的有机酸

4. 人类的破坏:矿山滥采和爆破、长江沿岸化工厂的污水排放,导致环境污染,严重危害人类生存条件,同时也对岩石起着破坏改造作用。