第二章講稿巖石圈

1、第三章巖石圈固體地球的最外層由固態(tài)巖石組成的圈層即為巖石圈固體地球的最外層由固態(tài)巖石組成的圈層即為巖石圈。巖石圈是由上地幔上部軟流圈上地幔上部軟流圈之上的固體部分和地殼組成的之上的固體部分和地殼組成的。大陸上巖石圈厚，結(jié)構(gòu)層次多，成分復(fù)雜。海洋上巖石圈薄，結(jié)構(gòu)層次少，成分相對(duì)簡單。巖石圈的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定了地球表層的結(jié)構(gòu)與輪廓，并與地球的外部圈層相互作用，構(gòu)成了地球表層系統(tǒng)。巖石圈表層是人類生活的場所。人類的食物主要依賴于巖石表層的土壤的

2、生產(chǎn)力。沒有巖石，也就沒有土壤，人類的食物來源將會(huì)成問題。沒有固體巖石圈的支撐，水圈的形態(tài)將會(huì)明顯不同于現(xiàn)在，對(duì)生物、人類將會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。巖石作為重要的建筑材料，是人類修筑房屋，建造公路、橋梁、水庫、大壩等不可缺少的材料。巖石圈的礦物是人類生活資料的重要來源。幾乎所有生活用品，都離不開礦物的利用。人類的進(jìn)化以及人類改造世界的程度，是與人類利用礦物資源的程度密切相關(guān)的人類的進(jìn)化以及人類改造世界的程度，是與人類利用礦物資源的程度密切相關(guān)

3、的。隨著人類對(duì)金屬礦床的利用和冶煉技術(shù)的發(fā)展，人類也從石器時(shí)代、陶器時(shí)代，演進(jìn)到銅器時(shí)代，煤、從石器時(shí)代、陶器時(shí)代，演進(jìn)到銅器時(shí)代，煤、鐵時(shí)代，石油、有色金屬時(shí)代，核能與電子（硅）產(chǎn)品時(shí)代鐵時(shí)代，石油、有色金屬時(shí)代，核能與電子（硅）產(chǎn)品時(shí)代。礦物是人類生產(chǎn)資料的重要來源。盡管太陽能、核能、水能、地?zé)崮?、潮汐能、波浪能的開發(fā)利用越來越廣泛，但到目前為止天然礦質(zhì)燃料仍然是世界主要的能源。這些礦質(zhì)燃料來自巖石圈。地?zé)崮芤彩莵碜詭r石圈或通過巖石

4、圈到達(dá)地表的。核能的原料，相當(dāng)一部分也來自巖石圈。巖石圈在為人類提供立地條件和豐富的礦物資源的同時(shí)，還因巖石圈的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生各種地質(zhì)災(zāi)害，威脅著人類的生存和生活。主要的地質(zhì)災(zāi)害有地震、火山、崩塌、滑坡等。它們毀壞建筑，堵塞交通，危及生物與人類生命安全，應(yīng)加以警惕和防范。第一節(jié)第一節(jié)巖石圈的物質(zhì)組成巖石圈的物質(zhì)組成地殼是指固體地球表面的剛性外殼，屬于巖石圈的上部。分析地殼的組成物質(zhì)一般從化學(xué)成分、礦物和巖石三方面來說明。元素是組成地殼的物質(zhì)

5、基礎(chǔ)，大多數(shù)情況下各種元素化合物形成各種礦物，各種不同礦物又組成各種巖石。一、化學(xué)成分與一、化學(xué)成分與礦物（一）化學(xué)成分在地球和其他星體上天然存在92種元素。其他的一些元素是在實(shí)驗(yàn)室里人工合成的。在地殼中，O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等8種主要元素占98%以上，其他元素共占1%～2%。化學(xué)元素在地殼中平均含量稱克拉克值。地殼中化學(xué)元素的平均含量相差極為懸殊。1鑒別礦物的常用方法礦物的物理性質(zhì)是固定的，礦物的物理性質(zhì)有些必須

6、用儀器才能測定，如折光率、導(dǎo)熱性等；有些性質(zhì)是可以憑各種感官即能識(shí)別，如顏色、光澤。后者是肉眼鑒定礦物的重要依據(jù)，下面扼要介紹鑒別礦物的常用方法。（1）顏色顏色是礦物最顯而易見的特性之一。有時(shí)候，礦物中的微量元素或微量元素化合物都會(huì)導(dǎo)致礦物具有不同的顏色，因?yàn)橛行┑V物的顏色是由礦物中的微量元素或微量化合物產(chǎn)生的。例如，石英有多種多樣的顏色，這些不同的顏色都是由其中所含的微量元素引起的：紅碧玉含有微量化合物氧化鐵，紫水晶含有三價(jià)鐵元素，黃

7、水晶含有氫氧化鐵，薔薇石英含有錳和鈦元素。另外，乳水晶是由于圈閉在晶體中的大量氣泡和液泡而形成的。通常情況下，顏色是鑒別礦物的基本方法。有許多礦物就是以顏色命名的，如硫磺、赤鐵礦、藍(lán)銅礦等。礦物顏色一般常利用標(biāo)準(zhǔn)色譜（紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫）來描述；有時(shí)為了區(qū)別同種顏色，加上深淺、濃淡，如深紅、淺綠、淡黃等。觀察礦物的顏色必須觀察其新鮮面的顏色。如雄黃為桔紅色，雌黃為檸檬黃色，磁鐵礦為鐵黑色，赤鐵礦為櫻紅色等。（2）條痕當(dāng)?shù)V物劃過無

8、釉陶瓷時(shí)，通常會(huì)在其表面留下一道有顏色的粉末痕跡。條痕是礦物破碎或成粉末狀時(shí)呈現(xiàn)出來的顏色。有時(shí)，條痕與礦物外表的顏色并不一致。例如，黃鐵礦外表看上去像黃金，卻具具墨綠色的條痕，而黃金則有黃色的條痕。因此，條痕是區(qū)分黃鐵礦和黃金的主要方法。礦物若裸露在外，經(jīng)長期風(fēng)吹雨淋之后，外表顏色可能會(huì)發(fā)生各種變化，但是每種礦物的條痕卻幾乎是不會(huì)改變的。例如，螢石可以是紫色的、黃色的、綠色的或藍(lán)色的，但其條痕總是白色的。赤鐵礦的顏色可以是鐵黑色，也可

9、以是紅褐色，但其條痕總是櫻紅色。不過，條痕實(shí)驗(yàn)只能用來鑒別比陶瓷片軟的礦物，它不能用于鑒別所有的礦物。（3）光澤礦物表面對(duì)光線的反射稱為光澤。地質(zhì)學(xué)家也常用光澤來描述金屬或非金屬。銀、金、銅和方解礦都具有光亮的表面，能反射出類似鉻合金的光澤，故說它們具有金屬光澤。非金屬礦物，如方解石、石膏、硫磺和石英，沒有金屬般光澤。它們的表面顯得比較暗淡，常呈珍珠色、蠟色或絲滑狀。此外還有半金屬光澤，如黑鎢礦、赤鐵礦等；金剛光澤，如金剛石、閃鋅礦。（

10、4）質(zhì)地質(zhì)地是指礦物被觸摸時(shí)的手感。和顏色、光澤一樣，質(zhì)地也常被用來鑒別礦物。礦物的質(zhì)地可用“光滑的”、“粗糙的”、“油滑的”、“油膩的”和“玻璃質(zhì)的”等字樣來描述。比如，螢石具有光滑的質(zhì)地，而云母則具有油滑的質(zhì)地。（5）硬度鑒別礦物最有用的方法是硬度檢驗(yàn)。硬度是指礦物被刻劃的難易程度。德國地質(zhì)學(xué)家弗里德里克.莫斯提出了摩氏硬度，如表3.12所示。鑒別時(shí)，將一種未知表3.123.12摩氏硬度計(jì)摩氏硬度計(jì)礦物名稱硬度礦物名稱硬度滑石1正長