作者：圣才电子书
出版社：圣才电子书
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
宋春青《地质学基础》（第4版）笔记和课后习题详解试读：
第1章 绪 论
1.1 复习笔记
一、地质学概述
1．地质学的研究对象
地质学是以地球为研究对象的一门自然科学。（1）地球的组成
地球由内部圈层和外部圈层组成。内部圈层构成固体地球，分为地壳、地幔、地核。主要研究固体地球的最外层，即岩石圈，水圈、大气圈、生物圈和岩石圈下更深的部位。（2）地质学的研究范围
随着科学技术的发展，地质学的研究范围也不断扩大。
①从地球表层向深部发展，出现了深部地质学。
②从大陆向海洋发展，出现了海洋地质学。
③从地球向外层空间发展，出现了月球地质学、行星地质学、宇宙地质学。
2．地质学的研究内容与学科划分（1）研究内容
地质学主要研究地球的物质组成、构造运动、发展历史和演化规律，并为人类的生存与发展提供必要的地质依据，主要是资源与环境条件的评价。（2）学科划分
按照研究的内容和性质，地质学可以划分出许多独立的分科。如表1-1所示。表1-1 地质学分科简表研究内容和性质主要分科地壳的物质组成、分地球化学结晶学矿物学岩石学类、成因及转化规律地壳运动、地质作用、动力地质学构造地质学地震地质学大地地质构造及成因构造学地质年代学古生物学地层学地史学（历地壳的发展历史、生物史地质学）第四纪地质学区域地质学古及古地理演化规律地理学古气候学矿床学矿床地质学矿产地质学矿山地质资源方面学找矿勘探地质学水文地质学旅游地质学地质学的煤田地质学石油地质学天然气地质学放能源方面应用射性矿产地质学地热学非常规能源学环境、人类生活和工程地质学环境地质学灾害地质学灾害防护数学地质学地球物理学地球化学地质力边缘学科、综合学科及学天文地质学行星地质学海洋地质学板新兴学科块构造学实验岩石学遥感地质学深部地质学同位素地质学
3．地质学研究的特点和方法（1）研究特点
①整体规模宏大。
②发展过程漫长。
③作用因素复杂。
④区域差异明显。（2）研究方法
①野外调查
a．搜集和研究前人的资料。进行野外调查研究和地质测量，积累大量感性资料，分析对比，归纳分类。
b．通过“实践、认识、再实践、再认识”循环往复的形式，反映客观事物本质。
②室内实验和模拟实验
a．室内实验
它是进行调查研究的重要手段。在野外采集的各种样品，都要带回室内进行实验、分析和鉴定，例如岩矿鉴定、岩石定量分析、化石鉴定、同位素年龄测定等。
b．模拟实验
为了生产的实际需要和探讨某些地质现象的成因和发展规律，有时需利用已知岩矿的各种参数及物理、化学过程进行模拟实验。
③历史比较法（现实类比法）
a．均变论（以今证古）“以今证古”研究方法认为当前正在进行着的各种地质作用和方式和地质时期是一样的，不同的只是量的差别。
b．现实主义方法（原则）
从现在的已知就可推求过去的未知，根据目前的地质过程和方式就可推断过去的地质过程和方式，从而恢复地质时代的历史。
c．灾变论
地壳的变化和生物的发展，不是自然界逐渐演化而成的，而是由于发生多次超越现在人类认识范围和经验的短暂而猛烈的剧变事件造成的。后来受到批判，逐渐为均变论所代替。
d．现代地质学方法
接受以今证古的原理，同时也注意到地球发展的阶段性和不可逆性，以及在地球发展的不同阶段中自然条件的特殊性，即“以古证今”。
4．地质学研究的目的
地质学研究的最终目的是为人类服务。（1）理论研究的目的
①满足人类认识自然，欣赏自然的精神需求。
②是满足人类物质需求的前提与基础。（2）实践研究的目的
即在正确认识地球的基础上，指导人类寻找并合理开发利用矿产、地下水、油气等资源与能源，查明与防治地质灾害，为改善人类生存的地质环境服务。
二、地质学发展简史
1．萌芽时期（远古～1450）
人类对岩石、矿物性质的认识可以追溯到远古时期。（1）我国古代的地质学发展
①在中国，铜矿的开采在2000多年前即已达到可观的规模。
②中国《诗经·小雅·十月之交》有“高岸为谷、深谷为陵”的描述，反映当时对有关地质作用的认识。
③中世纪时期，中国的沈括对海陆变迁、古气候变化、化石的性质做出了较为正确的解释。朱熹也比较科学地解释了化石的成因。（2）西方古代的地质学发展
古希腊的亚里士多德提出，海陆变迁是“按着一定规律在一定时期发生的”。
2．奠基时期（1450～1750）
欧洲的文艺复兴是科学与文化发展的转折点。地球的历史开始有了比较科学的解释。（1）意大利的达·芬奇、丹麦的斯泰诺N、英国的伍德沃德J、胡克R都对化石的生物成因作了论证。（2）胡克提出可以用化石来记述地球历史。（3）斯泰诺提出了地层层序律。（4）中国的李时珍在《本草纲目》中记载了200多种矿物、岩石和化石。（5）德国的阿格里科拉G对矿物、矿脉生成过程和对水在成矿中作用的研究，开创了德国研究矿物学、矿床学的先河，在欧洲有着深远的影响。
3．形成时期（1750～1840）
在英国工业革命、法国大革命和启蒙思想的推动和影响下，科学考察和探险旅行在欧洲兴起。（1）在中国，17世纪的《徐霞客游记》就是对自然考察所获得的超越时代的成果。（2）18世纪末期关于地层以及岩石成因的水成论和火成论的争论非常激烈。促进了地质学从宇宙起源论、自然历史和古老矿物学中分离出来，并逐渐形成一门独立的学科。（3）19世纪上半叶，有关灾变论和均变论的争论，对地质学的思想方法产生了历史性的影响。均变论逐渐成为百余年来地质学及其研究方法的正统观点。（4）古生物学、地层学方面由于英国史密斯、法国居维叶、拉马克等的研究，地层划分的原则和方法已经确立，地质时代和地层系统基本建立起来。（5）美国丹纳J D的《矿物学系统》标志着经典矿物学的成熟。（6）1829年，英国尼科尔W发明了偏光显微镜，使得19世纪后半叶显微岩石学迅速发展成为可能。（7）法国博蒙于1829年提出地球冷缩造山的收缩说，对近百年来的构造理论产生了重大影响。
4．发展时期（1840～1910）（1）地壳均衡理论
由英国艾里G B、普拉特J H提出，瑞士阿加西J L R等人对冰川学的研究。（2）地槽说的确立
有关山脉形成的地槽说经过美国的霍尔J和丹纳J D的努力最终确立起来。（3）造山理论的完善
法国贝特朗M A提出造山旋回概念，奥格G-E对地槽系和大陆区的划分以及德国施蒂勒W H对地槽类型的划分使造山理论更加完善。（4）地台的系统研究
奥地利修斯E和俄国的卡尔宾斯基AП则对地台作了系统的研究。（5）地质学研究的总结
修斯E的《地球的面貌》是19世纪地质学研究的总结。
5．20世纪地质学的发展（1910～1970）（1）地球化学
挪威的戈德施密特V M，苏联的费尔斯曼A E，维尔纳茨基BИ创立了地球化学。（2）地质年代学的研究
英国霍姆斯A应用放射性蜕变原理进行了地质年代学的研究。地球物理手段与地质学相结合，导致了一系列的重大发现。（3）地震波的研究
地震波的研究揭示了固体地球的圈层构造以及洋壳与陆壳结构的区别。（4）高温高压岩石实验研究
为人们认识地壳深部地质过程提供了较为可靠的依据。所有这些都促进了地质学研究从定性到定量的过渡，并向微观和宏观两个方向发展。（5）古地磁学、地热学、重力测量
20世纪五六十年代，古地磁学、地热学、重力测量都有重大进展，为新全球构造理论的产生提供了科学依据。（6）大陆漂移说重现
德国魏格纳于1912年提出的与传统海陆固定论相悖的大陆漂移说复活。（7）海底扩张理论
60年代初，美国的赫斯H H、迪茨R S提出海底扩张理论较好地说明了漂移的机制。（8）“转换断层”的提出
加拿大的威尔逊J T提出转换断层，并创用“板块”一词。（9）板块构造说
60年代中期美国摩根W J、法国勒皮雄X等提出板块构造说，用以说明全球构造运动的基本原因和运动模式。板块构造说称为新全球构造理论，它标志着新地球观的形成，使现代地质学研究进入一个新阶段。
6．现代地质学的发展趋势
现代地质学的发展趋势如下：（1）地质学观察与研究的范围和领域日益扩大。（2）地质学研究的精度与深度随着多学科的合作而不断提升。（3）实验与模拟成为地质学研究的重要手段。（4）全球构造理论不断补充完善。（5）资源与环境是地质学服务社会的重要方面。（6）国际合作成为现代地质学研究的必然趋势。
1.2 课后习题详解
1．地质学的研究对象和研究内容具有哪些特点？与相关学科的关系如何？
答：（1）地质学的研究对象和研究内容的特点
①研究对象的特点
a．以地球为研究对象；
b．地球由内部圈层和外部圈层组成
主要研究固体地球的最外层，即岩石圈（包括地壳和上地幔的上部），也涉及水圈、大气圈、生物圈和岩石圈下更深的部位，以及某些地外物质。
c．随着科学技术的发展，地质学的研究范围也不断扩大
第一，从地球表层向深部发展，出现了深部地质学；
第二，从大陆向海洋发展，出现了海洋地质学；
第三，从地球向外层空间发展，出现了月球地质学、行星地质学、宇宙地质学。
②研究内容的特点
地质学主要研究地球的物质组成、构造运动、发展历史和演化规律，并为人类的生存与发展提供必要的地质依据，主要是资源与环境条件的评价。（2）地质学与相关学科的关系
除地质学外，其他涉及地球的学科还有地理学、生物学、气象学、天文学等。他们的区别在于研究的侧重点不同。
①地质学着重研究地下。
②地理学侧重研究地球表层。
③生物学研究地球上的有机生命体。
④气象学研究地球大气圈。
⑤天文学则从天体的角度研究地球及其起源。
2．根据研究内容，地质学可以分为哪些主要分支学科？
答：按照研究内容，地质学可以划分的分支学科如表所示：表1-1 地质学分科简表研究内容和性质主要分科地壳的物质组成、分地球化学结晶学矿物学岩石学类、成因及转化规律地壳运动、地质作用、动力地质学构造地质学地震地质学大地地质构造及成因构造学地质年代学古生物学地层学地史学（历地壳的发展历史、生物史地质学）第四纪地质学区域地质学古及古地理演化规律地理学古气候学矿床学矿床地质学矿产地质学矿山地质资源方面学找矿勘探地质学水文地质学旅游地质学地质学的应用煤田地质学石油地质学天然气地质学放能源方面射性矿产地质学地热学非常规能源学环境、人类生活和工程地质学环境地质学灾害地质学灾害防护数学地质学地球物理学地球化学地质力边缘学科、综合学科及学天文地质学行星地质学海洋地质学板新兴学科块构造学实验岩石学遥感地质学深部地质学同位素地质学
3．地质学研究的意义何在？
答：地质学研究的意义包括：（1）为人类服务，正确地认识地球和地球的发展历史。一方面满足人类认识自然，欣赏自然的精神需求；另一方面也是满足人类物质需求的前提与基础。（2）在正确认识地球的基础上，指导人类寻找并合理开发利用矿产、地下水、油气等资源与能源，查明与防治地质灾害，为改善人类生存的地质环境服务。
4．“以今证古”和“以古证今”这两种思想方法在地质学的研究中是如何体现的？
答：（1）“以今证古”
①概念“以今证古”法是指在地质学研究的过程中，通过各种地质事件遗留下来的地质现象与结果，利用现今地质作用的规律，反推古代地质事件发生的条件、过程及特点。
②体现
例如，通过研究现代三角洲的沉积结构，可以分析地层中不同岩性组合中那些属于三角洲沉积地层，并且各层分别是属于三角洲的哪些什么部位的沉积物。（2）“以古证今”
①概念“以古证今”是指今天能够为人类直接加以观察的地质作用往往只是漫长的地质作用中的一个片段，而在过去的地质记录中却往往保留了地质作用的全部过程。
②体现
通过研究古生代气候变化和生物灭绝，预测现在的气候环境与生物圈。
5．为什么说“地质学是一门古老而年轻的科学”？哪些理论的建立标志着近代地质学的成熟？
答：（1）“地质学是一门古老而年轻的科学”说法的原因
①18世纪末期关于地层以及岩石成因的水成论和火成论的争论非常激烈。促进了地质学从宇宙起源论、自然历史和古老矿物学中分离出来，并逐渐形成一门独立的学科。
②19世纪上半叶，有关灾变论和均变论的争论，对地质学的思想方法产生了历史性的影响。均变论逐渐成为百余年来地质学及其研究方法的正统观点。
③古生物学、地层学方面由于英国史密斯W、法国居维叶 G、拉马克J—B de M等的研究，地层划分的原则和方法已经确立，地质时代和地层系统基本建立起来。
④美国丹纳J D的《矿物学系统》标志着经典矿物学的成熟。（2）标志着近代地质学的成熟的理论
①地壳均衡理论
由英国艾里G B、普拉特J H提出；瑞士阿加西J L R等人对冰川学的研究。
②地槽说的确立
有关山脉形成的地槽说经过美国的霍尔J和丹纳J D的努力最终确立起来。
③造山理论的完善
法国贝特朗M A提出造山旋回概念，奥格G-E对地槽系和大陆区的划分以及德国施蒂勒W H对地槽类型的划分使造山理论更加完善。
④地台的系统研究
奥地利修斯E和俄国的卡尔宾斯基AП则对地台作了系统的研究。
⑤地质学研究的总结
修斯E的《地球的面貌》是19世纪地质学研究的总结。
6．在本书所提供材料的基础上，利用网络搜索工具，查找现代地质学研究的热点领域，并概括现代地质学的发展特点。
答：现代地质学的发展特点：（1）地质学观察与研究的范围和领域日益扩大。（2）地质学研究的精度与深度随着多学科的合作而不断提升。（3）实验与模拟成为地质学研究的重要手段。（4）全球构造理论不断补充完善。（5）资源与环境是地质学服务社会的重要方面。（6）国际合作成为现代地质学研究的必然趋势。
第2章 地球的基本特征
2.1 复习笔记
一、地球概况
1．地球的形状和大小（1）对地球形状、大小的认识
人类在长期生产实践中，对于地球形状的认识经历了反复曲折的过程。
①第一级近似
人们确认地球的形状为圆球形，这是一个认识上的进步，将其比喻为第一级近似。
②第二级近似
到18世纪末，人们普遍认识到地球为极轴方向扁缩的椭球。
③第三级近似
通过重力测量采用“大地水准体”这个概念来代表地球的形状。
a．大地水准体
大地水准体是指由平均海面所封闭的球体形状。
b．大地水准面
海面上的重力位各处都是相等的，即海面在重力作用下是一个等位面，把这个等位面延伸通过大陆，就形成一个封闭曲面，这个曲面叫大地水准面。大地水准面代表了地球的形状。
④现代的认识
a．大地水准面不是一个稳定的旋转椭球面，而是有地方隆起，有地方凹陷，相差可达100m以上。
b．地球赤道横截面不是正圆形，而是近似椭圆形，长轴指向西经20°和东经160°方向，长短轴之差为430m。
c．赤道面不是地球的对称面，位于南极的南极大陆比基准面凹进24m，而位于北极的没有大陆的北冰洋却高出基准面14m。（2）地球形状和大小的最新数据
①地球赤道半经（a）：6378137m。
②地球极半经（c）：6356752m。
③扁率：-52
④赤道标准重力加速度（γ）：（978032±1）×10m／s。e（3）地球的其他数据
①地球平均半经：6371km。
②子午线周长：40008.08km。
③赤道周长：40075.24 km。2
④地球的面积：51000万km。2
⑤海洋面积：36100万km，占地球总面积的70.8％。2
⑥陆地面积：14900万km，占地球总面积的29.2％。3*
⑦地球的体积：10830亿km。27*
⑧地球的质量：25.976×10g。3
⑨地球的平均密度：5.517g／cm。
⑩物体脱离的临界速度：11.2km／s。
⑪赤道上点的线速度：465m／s。
⑫地球沿轨道运动的平均速度：29.78km／s。
⑬大陆最高山峰（珠穆朗玛峰）：8844.43m，正负0.21m（峰顶岩石面高程，中国国家测绘局2005年10月9日公布）。
⑭大陆平均高度：825m。
⑮海洋最深海沟：﹣11034m。
⑯海洋平均深度：﹣3800m。
⑰大陆和海洋的平均高度：﹣2448m（全球表面无起伏，将被2448m厚的海水所覆盖）。
2．地球的物理性质（1）地球的密度和重力
①密度3
a．地球的平均密度是5.517g／cm，和水星相差不多。3
b．地壳上部的岩石平均密度是2.65g／cm。
c．地球密度是随着深度加深而增大，推测地核部分密度可达313g／cm左右。
②重力
a．概念
重力是指地球对地表和地内物质的引力。通常用单位质量所受的重力，即重力加速度（g）来表示各地的重力大小。
b．影响因素
地表重力还受地球自转产生的离心力和各点与地心距离的影响，故各地并不相等，且随海拔和纬度的不同而发生变化。
③重力异常
a．概念
重力异常是指由于各地海拔高度、周围地形以及地下岩石密度不同，所测出的实际重力值不同于理论值。
b．类型
第一，正异常
正异常是指比理论值大的重力值。如存在一些密度较大物质的地区，如铁、铜、铅、锌等金属矿区。
第二，负异常
负异常是指比理论值小的重力值。如存在一些密度较小物质的地区，如石油、煤、盐类以及大量地下水等。
c．影响因素
异常的大小取决于矿石与周围岩石的密度差、矿体的大小以及矿体的埋藏深度。
④重力校正
a．自由空气校正
实测点有一定的海拔高度，海拔越高，距地心距离越大，这种校正只考虑海平面与测点之间高差的影响，而未考虑海平面与测点之间物质的影响。经这样校正后的重力值与理论重力值之差，称为自由空气异常。
b．布格校正
测点与海平面之间还有岩石对重力产生影响，测点周围地形也对重力产生影响，因此自由空气校正后的重力值还必须减去这部分岩石和地形对测点所产生的重力值。布格校正后的重力值与理论重力值之差称为布格异常。（2）地磁
地球周围有一个巨大的地磁场。地球磁场同置于地球中心的一个大条形磁铁所产生的偶极磁场相类似。
①地磁场三要素
为了确定地表任何一点的地磁场，需要进行磁场强度测量。如图2-1所示。
a．磁场强度
箭头代表向量，其长度代表磁场强度（磁场强度单位为安每米A／m），它在水平面上的投影为水平强度，它的垂直分量为垂直强度。
b．磁偏角（图中θ角）
磁偏角是地磁子午线与地理子午线的夹角，以指北针为准，偏东为正，偏西为负。
c．磁倾角（图中α角）
磁倾角是磁针与所在地水平面的夹角，常随纬度而变化，在两磁极α角为90°，在磁赤道则为0°，以指北针为准，下倾者为正，上仰者为负。图2-1 地磁场要素示意图
②地磁特点
a．地磁南北极和地理南北极的位置不一致，并且磁极的位置逐年都有变化，磁极有向西缓慢移动的趋势。
b．地面上每一点都可从理论上计算出它的磁偏角和磁倾角。如磁偏角和磁倾角与理论值不符时，叫做地磁异常。
c．地球磁场的磁力线
由于太阳风的影响，地球的磁场被压缩在一个固定区域内，这个区域叫磁层，如图2-2所示。磁层可以使地球上的生物免受宇宙射线和粒子袭击的危害。图2-2 地球磁层
d．对地球磁场形成原因的认识
地核的外核部分为液态的金属铁镍物质，是一种导电流体，在地球旋转过程中，产生感应自激，形成地球磁场。（3）地热
地热是地球内部储存着巨大的热能。
①概念
a．常温层
常温层是指地壳表层的温度常随外界温度而有日变化和年变化，但从地表向下到达一定深度，其温度不随外界温度而变化。它的深度因地而异。
b．地热增温级
地热增温级是指在年常温层以下，温度每升高1℃时所增加的深度，单位是m／℃，它的平均值是33m／℃。
c．地热梯度
地热梯度是地热增温级的倒数，即深度每增加100m所升高的温度，单位是0.01℃／m。地热梯度的平均数值是0.03℃／m。
②地热的来源238
a．地热的主要来源是由放射性元素衰变而产生的，如铀（U，23523240U）、钍（Th）、钾（K）等。
b．有一部分热能可能由构造变动的机械能、化学能、重力能和地球旋转能等转换而来。
c．有些人认为地热是地球形成时残余下来的，即“残余热说”。
③地热的释放
a．地球内的热能可以通过不同形式进行释放，如火山喷发、热水活动以及构造运动等都是消耗地热的形式。
b．地热释放最经常和持续的形式是地球内部热能从地球深部向地表的传输，即大地热流现象。
④地热流量
a．单位-62
热流量的单位为4.1868×10J／（cm·s），通称地热流量单位（HFU）。
b．计算
地热流量或地热流值（Q）的计算公式是岩石导热率（K）和垂直地热梯度（dT／dZ）的乘积，即Q=K（dT／dZ）。式中T代表温度，Z代表深度。
c．特点
第一，全球平均地热流值为1.47±0.74HFU，大陆平均热流值为1.46±0.46HFU，海洋为1.47±0.79HFU，大陆和海洋平均地热流值几乎相等。
第二，地热流值的分布具有明显的空间差异
在海洋中，在洋中脊最高，海盆地区次之，而距离洋中脊最远的海沟其平均值最低。
在大陆上，不同时期形成的岩石或大地构造单元，从古到新，地热流值表现为由低到高的趋向。
第三，地热流值与岩石圈厚度有关。岩石圈越薄，地热流值越大；反之，则越小。
二、地球的圈层结构
1．地球的外部圈层（1）大气圈
①概念
大气圈是从地表到16000km高空都存在气体或基本粒子，占地球总质量的0.00009％。
②主要成分
主要成分氮占78％，氧占21％；其他是二氧化碳、水汽、惰性气体、尘埃等，占1％。地球大气圈成分是随着时间而变化的。
③形成原因
大气圈的形成与地球的形成和演化分不开。地球在其形成和演化的过程中，总是要分异出一些较轻的物质，轻的物质上升，积少成多形成大气圈。
④作用
a．大气可以供给地球上生物生活所必需的碳、氢、氧、氮等元素。
b．大气可以保护生物的生长，使其避免受到宇宙射线的危害。
c．防止地球表面温度发生剧烈的变化和水分的散失。
d．一切天气的变化，如风、雨、雪、雹等都发生在大气圈中。
e．大气是地质作用的重要因素。
f．大气与人类的生存和发展关系密切。大气容易遭受污染，大气环境的质量直接关系着人类健康。（2）水圈
①概念
水圈主要是呈液态及部分呈固态出现的。它包括海洋、江河、湖泊、冰川、地下水等，形成一个连续而不规则的圈层。
②特点
a．水圈比大气圈的质量大得多，但与其他圈层相比，还是相当的小。
b．海水占97.2％，陆地水（包括江河、湖泊、冰川、地下水）只占2.8%，在陆地水中冰川占水圈总质量的2.2％。
c．水圈是独立存在的，但又是和其他圈层互相渗透的。
③意义
水圈是地球构成有机界的组成部分，对地球的发展和人类生存有很重要的作用。
④作用
a．水圈是生命的起源地，没有水也就没有生命。
b．水是多种物质的储藏库，是改造与塑造地球面貌的重要动力。
c．水的运动是地理环境中物质与能量交换的重要途径。
d．水是最重要的物质资源与能量资源，水资源的多寡和水质的优劣直接关系着经济发展与人类生存。（3）生物圈
生物圈是指地球表面有生物存在并感受生命活动影响的圈层。
①种类
目前世界上已知的动物、植物大约有250万种，其中动物占200万种左右，植物大约占34万种左右，微生物大约有3.7万种。
②质量
整个生物圈的质量并不大，仅仅是大气圈质量的1／300，但它起到的作用却是很大的。生物圈具有相当的厚度。
③范围
生物圈包括大气圈的下层、岩石圈的上层和整个水圈，最大厚度可达数万米。
④作用
生物圈是在地球演化过程中形成的一个特殊圈层，没有生物也就没有今天的地球面貌，没有生物，也就不可能提供如此繁多的生物资源。
2．地球的内部圈层
内部圈层指从地面往下直到地球中心的各个圈层，包括地壳、地幔和地核。（1）研究方法
通常采用地球物理方法，更主要是利用地震波的传播变化来研究地球内部构造情况。
①地震波分为纵波（P）和横波（S）。纵波可以通过固体和流体，速度较快；横波只能通过固体，速度较慢。
②地震波的传播速度随着所通过介质的刚性和密度的变化而改变。（2）不连续面
a．概念
不连续面是指地震波在地下若干深度处，传播速度发生急剧变化的面。其中有两个变化最显著的不连续面，叫一级不连续面。
b．类型
第一，莫霍面
在地下平均33km处。在此不连续面以上，纵波速度为7.6km／s，以下则急增为8.0km／s，而横波则由4.2km／s增到4.4km／s。
第二，古登堡面
在2900km深处。纵波速度由13.32km／s突降为8.1km／s，而横波至此完全消失。（3）圈层划分
①两个一级不连续面，将地球内部划分为3个圈层：地壳、地幔和地核。
②根据次一级不连续面还可以划分出次一级圈层。共可划分出A、B、C、D、E、F、G7个圈层。如表2-1所示
③次一级圈层还可根据更次一级不连续面划分出更次一级的圈层，如A′、A″，B′、B″。表2-1 地球内部圈层（4）地壳
a．概念
地壳是指地球莫霍面以上的固体硬壳（A层），属于岩石圈的上部。地壳主要由硅酸盐类岩石组成。
b．地壳的化学组成
第一，化学元素
地壳中含有元素周期表中所列的绝大部分元素，而其中O、Si、Al、 Fe、Ca、Na、K、Mg等8种主要元素占98％以上，其他元素共占1％～2％。
第二，克拉克值
克拉克值是指化学元素在地壳中的平均含量，又称元素丰度。
第三，元素、矿物、岩石
组成地壳的各种元素并非孤立存在，大多数情况是相关元素化合形成各种矿物，各种不同矿物特别是硅酸盐类又组成各种岩石。
c．地壳的厚度和结构
地壳厚度大致为地球半径的1／400，但各处厚度不一，大陆部分平均厚度超过37km，而海洋部分平均厚度则只有约7km。。
第一，上层地壳（A′层）
其成分以O、Si、Al及K、Na等为主，称花岗质层，又称为硅铝3层。平均密度为2.6～2.7g／cm。是一个不连续圈层。
第二，下层地壳（A″）
以O、Si、Al等为主，但Mg、Fe、Ca等成分则显著增加，和玄武岩的成分相似，所以称玄武质层，又称硅镁层。
d．地壳的类型
地壳可分为大陆型地壳（简称陆壳）和大洋型地壳（简称洋壳）。
第一，陆壳
厚度较大（30~70km），具双层结构，即在玄武质层之上有花岗质层。硅铝层好像浮在硅镁层之上，地表起伏越大（如高山、高原），莫霍面的位置越深，地壳越厚。
第二，洋壳
厚度较小，最薄处不到5km，一般只有单层结构，即玄武质层，其表层为海洋沉积层所覆盖。
第三，次大陆地壳
在陆壳和洋壳交会处还可分出过渡型地壳，又称次大陆型地壳，其特点介于以上2种类型地壳之间。（5）地幔
地幔是指莫霍面以下到古登堡面以上的圈层。
①特点
a．深度为从地壳底界到2900km。
b．体积占地球总体积的82％，质量占地球总质量的67.99％。
c．物质密度在地幔下部接近于地球的平均密度。
d．压力随深度而增加。
e．温度也随深度缓慢增加，下部约为3000℃左右。
f．目前以1000km为界，把地幔分为上地幔和下地幔。
②上地幔
a．成分
上地幔也称橄榄质层或榴辉质层。橄榄岩的成分和广泛分布的石陨石相似，和地壳相比，SiO成分减少，镁铁成分增加。2
b．结构
包括B、C两层，B层又可分成B′和B″两层。位于莫霍面以下的B′层，相当于固态的橄榄质层，故把这一层加上地壳（即A+B′）合称为岩石圈。
c．软流圈
在深度60～400km范围内，震波速度明显下降，特别是在100～150km深度附近下降更多，这一层为古登堡低速层（相当B″层）。又称为软流圈。
d．次一级不连续面与震源
上地幔下部（C层）也有次一级不连续面，中、深源地震（最深可达720km）的震源皆发生在上地幔中。
③下地幔（D层）
a．物质密度较大，在底界接近地球的平均密度。
b．化学成分相当于镁铁的硅酸盐矿物，与上地幔无甚差别。但由于压力很大，这些硅酸盐矿物可能形成晶体结构紧密的高密度矿物。
c．地震纵波和横渡都能在地幔通过，因此一般认为地幔呈固态存在。（6）地核
地核是指位于深2900km古登堡面以下直到地心的部分。
①特点
a．震波速度在这一部分发生了突然变化，表明组成地核物质的化学成分和物理性质等有了很大的变化。根据地震纵波的变化情况，地核又可分为外核，过渡层和内核。
b．地核物质非常致密，地核总质量占整个地球质量的31.56％；1111压力可达3.0×10～3.6×10Pa，温度为3000℃。
c．外核由于只有P波才能通过，呈液态。过渡层和内核有S波出现，呈固态。
②成分
铁镍地核说认为地核是铁镍成分，相当于铁陨石的成分。但其中可能还存在一些硅、硫等较轻的元素。
③形状
根据地震波在地球内部传播情况的监测和分析，提出地核形状接近于圆柱体的形状，其中轴线与地球的自转轴重合。
三、地质作用及其能量来源
1．基本概念（1）地质作用
①概念
地质作用是指地球的自然力使地球的物质组成、内部构造和地表形态发生变化的作用。
②分类
按照能量的来源，地质作用分为：
a．内力地质作用
内力地质作用是由地球内部的能量（简称内能）引起的，主要有地内热能、重力能、地球旋转能、化学能和结晶能。
b．外力地质作用
外力地质作用是由地球以外的能量（简称外能）引起的，主要有太阳辐射能、潮汐能、生物能等。（2）地质营力
地质营力是引起地质作用的自然力。
2．地质作用的能量来源（1）地内热能
①放射性热能
即由地球内部放射性元素蜕变而产生的热能，是地球热能的主要来源。
②压缩热能
地球在由星际物质聚集而成的过程中，在本身重力作用下体积逐渐压缩，产生压缩热，也是地球热能的一种来源。
③化学能和结晶能
地球内部物质发生化学反应，或者产生结晶作用，也可以释放热。（2）重力能
重力能是指地心引力给予物体的位能。在地球表面所有物体都处于重力场的作用之下，物质的总位能释放而转化为热能，称为重力分异产生的热能，为地球热能的来源之一。（3）地球旋转能
地球自转对地球表层物质产生离心力和离极力。
①离心力
离心力的大小随纬度而变化，两极为零，赤道最大，故离心力自两极向赤道逐渐增加。离心力又可分解为两个分力：垂直地面的垂直分力和过地表相应点沿经向的水平分力。
②离极力
离极力是可变形旋转椭球体的转动惯量矩具有使自己取极大值的趋势的力，其方向指向赤道，从而导致地球表层物质向赤道方向移动。（4）太阳辐射能
太阳不断向地球输送热能，太阳辐射能是大气圈、水圈和生物圈赖以活动、发育并相互进行物质和能量交换的主要能源，并由此产生一系列的外营力，如风、流水、冰川、波浪等。（5）潮汐能
在日、月引力作用下，地球上的海水产生潮汐现象。潮汐具有强大的机械能，是导致海洋地质作用的重要营力之一。（6）生物能
由生命活动所产生的能量，无论是植物的生长、动物的活动以及人类大规模的改造自然活动，都会产生改变地球物质和面貌的作用。但任何生物能都源于太阳辐射能。
3．地质作用的分类（1）内力地质作用分类
分为构造运动、岩浆活动、变质作用和地震作用。如表2-2所示。（2）外力地质作用分类
按照外营力作用的介质类型，可以分为河流地质作用、地下水地质作用、冰川地质作用、湖泊和沼泽地质作用、风力地质作用和海洋地质作用等。（3）按照其发生的序列和作用性质分类
分为风化作用、剥蚀或侵蚀作用、搬运作用、沉积或堆积作用、成岩作用等。表2-2 地质作用分类物理风化作用风化作用化学风化作用生物风化作用外力作用机械剥蚀作用剥蚀作用化学剥蚀作用搬运作用机械搬运作用化学搬运作用机械沉积作用大陆沉积作用沉积作用化学沉积作用海洋沉积作用生物沉积作用成岩作用水平运动构造运动内力作用升降运动岩浆活动喷出作用（火山作用）侵入作用变质作用地震
2.2 课后习题详解
1．从人类认识地球形状的历程中可以获得什么启示？
答：人类在长期生产实践中，对于地球形状的认识经历了反复曲折的过程。随着科技的发展，人类对地球的认识会更加深入。近年来，人造卫星等空间技术的发展，大大地推动了关于地球形状的深入研究，取得了一些新的数据。今后卫星测量还必须结合大地测量、重力测量和天文测量等综合手段，才能获得进一步精确的数据。
启示：人对地球的认识处于不断的发展之中。从蛮荒时代的认识到科学时代的科学认知，永远处于不断的进步当中。还有更多等待我们去探索。
2．何谓“重力异常”？重力异常是如何产生的？具有什么实际意义？
答：（1）重力异常的概念
重力异常是指由于各地海拔高度、周围地形以及地下岩石密度不同，所测出的实际重力值不同于理论值的现象。（2）重力异常产生的原因
重力异常是由于海拔，地形，岩石密度等造成的。（3）重力异常的实际意义
通过重力异常与地下岩石密度的关系，可以进行找矿和地质调查。
3．地球磁场具有什么特点？地磁异常和磁层具有什么实际意义？
答：（1）特点
①地磁南北极和地理南北极的位置不一致，且磁极有向西缓慢移动的趋势。
②地球上任一点都可从理论上计算出它的磁偏角和磁倾角。
③在外层空间，地磁场被太阳风压缩在一个固定区域内，即磁层。（2）实际意义
①根据地磁异常，可以寻找埋藏于地下的高磁性矿床。
②磁层可以使地球上的生物免受宇宙射线和粒子袭击的危害。
4．岩石圈温度的垂直变化有什么规律？如何表达？
答：（1）岩石圈温度的垂直变化规律
地热由上到下分为三层，变温层，常温层，增温层。变温层受太阳辐射的影响有日变化和年变化，常温层不随外界温度变化而变化，在增温层的岩石圈中，温度随深度增加而递增，即地热增温级。（2）表达方式
①地热增温级（m/℃），平均33 m/℃。
②地热梯度（℃/100m），平均0.03℃/100m.
5．全球地热流的分布具有什么特点？地热释放的形式有哪些？地热异常有什么意义？
答：（1）全球地热流的分布特点
①大陆与海洋平均地热流值几乎相等。
②地热流的分布具有明显的空间差异。海洋中，离洋中脊越近，地热流值越大。大陆上，大陆构造单元越新，地热流值越大。
③地热流值与岩石圈的厚度有关，岩石圈越薄，地热流值越大。（2）地热释放形式
地球内的热能可以通过不同形式进行释放，如火山喷发、热水活动以及构造运动，大地热流等。（3）地热异常的意义
在地热异常地区，地热传导给地下水，使之变成热水或沸水，然后沿断层或裂隙上升到地表形成温泉，热泉，沸泉或喷气孔。低热值高的地区可建地热发电站。
6．地球的外部圈层有哪几个？各是怎样形成的？
答：（1）地球的外部圈层有大气圈，水圈，生物圈。（2）形成过程
①大气圈的形成过程
地球在其形成和演化的过程中，总是要分异出一些较轻的物质，轻的物质上升，积少成多形成大气圈。
②水圈的形成过程
两部分来源，一部分是原生水，是地球物质分异作用产生的。一部分是火山喷发水。在适宜的温度下，保证了液态水的存在，并在漫长的地球演化中逐渐积累形成水圈。
③生物圈的形成过程
生物圈是伴随着生命演化逐渐形成的。
7．地球的内部圈层有哪些？各具有什么特点？
答：（1）地球的内部圈层
地球的内部圈层包括地壳，地幔，地核。（2）特点
①地壳
地壳是指地球莫霍面以上的固体硬壳，属于岩石圈的上部。分为两层，上部硅铝花岗质，下部硅镁玄武质层。地层特征主要表现在厚度的差异性，垂直构造和物质成分的不均匀性。
②地幔
地幔是指莫霍面以下到古登堡面以上的圈层。分为两层，上地幔也称橄榄质层或榴辉质层。下地幔物质密度较大，化学成分相当于镁铁的硅酸盐矿物，与上地幔无甚差别。
③地核
地核是指位于深2900km古登堡面以下直到地心的部分。根据地震波在地球内部传播情况的监测和分析，从而提出地核形状接近于圆柱体的形状，其中轴线与地球的自转轴重合。
8．组成地壳的元素主要有哪些？什么是“克拉克值”？
答：（1）地壳的化学组成
地壳中含有元素周期表中所列的绝大部分元素，而其中O、Si、Al、 Fe、Ca、Na、K、Mg等8种主要元素占98％以上，其他元素共占1％～2％。（2）克拉克值的概念
克拉克值是指化学元素在地壳中的平均含量，又称元素丰度。按照计算单位的不同，元素丰度可分为质量丰度、原子丰度和相对丰度。
9．什么是硅铝层？什么是硅镁层？二者的组合构成哪些地壳类型？
答：（1）硅铝层的概念
上层地壳，其成分以O、Si、Al及K、Na等为主，和花岗岩的成分相似，所以叫花岗质层。（2）硅镁层的概念
下层地壳，以O、Si、Al等为主，但Mg、Fe、Ca等成分则显著增加，和玄武岩的成分相似，所以叫玄武质层。（3）二者的组合构成的地壳类型
地壳的类型可以分为大陆型地壳（简称陆壳）和大洋型地壳（简称洋壳）。陆壳的特征是厚度较大，具双层结构。即在玄武岩层之上有花岗岩层。即硅铝质岩层漂浮在硅镁质岩层之上。而洋壳的特征是厚度较小，一般只有单层结构，即硅镁质岩层。所以二者组合可以构成大陆型地壳。而硅镁层可构成洋壳。
10．何谓软流圈？何谓岩石圈？二者各有什么特点？
答：（1）软流圈
①概念
软流圈是上地幔具有较大塑性的圈层。在深度60～400km范围内，震波速度明显下降，特别是在100～150km深度附近下降更多，又称为古登堡低速层。
②特点
软流圈的深度、厚度和范围常随地而异，软流圈的温度大约为700～1600℃，这里可能是岩浆的主要发源地，同时地壳运动、岩浆活动、火山活动以及热对流等皆可能与此层有关。（2）岩石圈
①概念
岩石圈是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层。
②特点
厚约60~120公里，为地震高波速带。包括地壳的全部和上地幔的顶部，由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。其下为地震波低速带、部分熔融层和厚度100公里的软流圈。
11．什么是地质作用？其能量来源主要有哪些？
答：（1）地质作用的概念
把作用于地球的自然力使地球的物质组成、内部构造和地表形态发生变化的作用，总称为地质作用。（2）地质作用的能量来源
①内动力地质作用（地热内能）
a．放射性热能
即由地球内部放射性元素蜕变而产生的热能，是地球热能的主要来源。
b．压缩热能
地球在由星际物质聚集而成的过程中，在本身重力作用下体积逐渐压缩，产生压缩热，也是地球热能的一种来源。
c．化学能和结晶能
地球内部物质发生化学反应，或者产生结晶作用，也可以释放热，所以化学能和结晶能同样是地球热能的来源。
d．重力能
指地心引力给予物体的位能。在地球表面所有物体都处于重力场的作用之下。导致物质的总位能释放而转化为热能，这种热能称为重力分异产生的热能，成为地球热能来源之一。
e．地球旋转能
地球自转对地球表层物质产生离心力和离极力。
②外动力地质作用
a．太阳辐射能
太阳不断向地球输送热能，太阳辐射能是大气圈、水圈和生物圈赖以活动、发育并相互进行物质和能量交换的主要能源，由此产生了一系列的外营力，如风、流水、冰川、波浪等。
b．潮汐能
在日、月引力作用下，地球上的海水产生潮汐现象。潮汐具有强大的机械能，是导致海洋地质作用的重要营力之一。
c．生物能
由生命活动所产生的能量，无论是植物的生长、动物的活动以及人类大规模的改造自然活动，都会产生改变地球物质和面貌的作用。但任何生物能都源于太阳辐射能。
12．地质作用分为哪些类型？
答：（1）内力地质作用分类
分为构造运动、岩浆活动、变质作用和地震作用。（2）外力地质作用分类
按照外营力作用的介质类型，可以分为河流地质作用、地下水地质作用、冰川地质作用、湖泊和沼泽地质作用、风力地质作用和海洋地质作用等。（3）按照其发生的序列和作用性质分类
分为风化作用、剥蚀或侵蚀作用、搬运作用、沉积或堆积作用、成岩作用等。地质作用分类物理风化作用风化作用化学风化作用生物风化作用机械剥蚀作用外力作用剥蚀作用化学剥蚀作用机械搬运作用搬运作用化学搬运作用沉积作用大陆沉积作用机械沉积作用化学沉积作用海洋沉积作用生物沉积作用成岩作用水平运动构造运动升降运动喷出作用（火山作用）内力作用岩浆活动侵入作用变质作用地震
第3章 矿物与岩石
3.1 复习笔记
一、概述
1．矿物与岩石的概念（1）矿物
①概念
矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。
②含义
a．矿物是在各种地质作用下或各种自然条件下形成的自然产物，在岩浆活动过程中，在风化作用过程中，或者在湖泊、海洋的作用下都可形成矿物。
b．矿物由地壳中的各种化学元素组成，具有相对固定和均一的化学成分及物理性质，矿物是一种自然产生的均质物体。
c．矿物不是孤立存在的，而是按照一定的规律结合起来形成各种岩石。
③作用
矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源之一，是构成地壳岩石的物质基础。
④种类
a．自然界的矿物
地球内层所形成的自然产物，大约有3000种，但最常见的只有50～60种。
b．造岩矿物
造岩矿物是指组成岩石主要成分的矿物。它们共占地壳质量的99％。
c．宇宙矿物
宇宙空间所形成的自然产物。如组成陨石、月球岩石和其他天体的矿物，即陨石矿物、月岩矿物，统称宇宙矿物。（2）岩石
①概念
岩石是在各种地质作用下，按一定方式结合而成的矿物集合体，它是构成地壳及地幔的主要物质。
②意义
a．岩石记录了过去发生的地质事件，是探讨地球的发展历史和规律最重要的客观依据。
b．岩石是研究各种地质构造和地貌的物质基础。
c．岩石中含有各种矿产资源，有些岩石本身就是重要矿产，一定的矿产都与一定的岩石相联系。
③分类
根据成因，岩石可以分为3大类：火成岩、沉积岩和变质岩。
a．含量
火成岩和变质岩占地壳质量的95％，沉积岩占5％。
b．出露面积
沉积岩出露面积占75％，火成岩和变质岩只占25％。
2．矿物学与岩石学理论的建立（1）对矿物、矿石、岩石概念的区分大约在15世纪。但18世纪中叶以前，人类关于岩石与矿物的认识，还主要是物理特征的描述与分类。（2）近代矿物学体系的建立是以结晶矿物学和矿物化学为基础的。（3）关于地层以及岩石成因的“水火之争”是岩石学发展历史上著名的学术论战，其结果是岩石学基础理论的建立。（4）关于岩石形成的理论，古希腊哲学家泰勒斯“一切都来自于水，又复归于水”的论断，可以视为沉积岩形成理论的思想萌芽。（5）1830年英国的莱伊尔C提出岩石的成因分类，分为水成岩类、火山岩类、深成岩类和变质岩类。（6）现代岩石学已经发展成包括火成岩岩石学、沉积岩岩石学、变质岩岩石学、实验岩石学、工业岩石学、地幔岩石学、宇宙岩石学、岩石化学、构造岩石学等的学科体系。
二、矿物
1．矿物的基本特性
矿物的形态、结构和物理性质可以作为鉴别矿物的依据。（1）内部结构和晶体形态
①晶质体和非晶质体
a．晶质体
第一，晶质体
晶质体是指化学元素的离子、离子团或原子按一定规则重复排列而成的固体。
第二，晶体格架
晶体格架是指由于质点规则排列的结果，使晶体内部具有一定的晶体构造。
第三，晶面
晶面是指在适当的环境里，晶质体往往表现为一定的几何外形，即具有平整的面。
第四，晶棱
晶棱是指晶面相交。
第五，晶体
晶体是指具有良好几何外形的晶质体。
b．非晶质体
非晶质体是指内部质点呈不规则排列的物体，如天然沥青、火山玻璃等。
②晶形
晶形是指在一定条件下矿物可以形成良好的晶体，分为单形和聚形。
a．分类
第一，单形
单形是由同形等大的晶面组成的晶体。单形的数目有限，只有47种。
第二，聚形
聚形是由两种以上的单形组成的晶体。其特点是在一个晶体上具有大小不等、形状不同的晶面。
b．双晶
双晶是指在自然晶体中，两个或两个以上的晶体有规律地连生在一起的结构。最常见的有3种类型：
第一，接触双晶
由2个相同的晶体，以一个简单平面相接触而成。如图3-1（a）所示。
第二，穿插双晶
由2个相同的晶体，按一定角度互相穿插而成。如图3-1（b）所示。
第三，聚片双晶
由2个以上的晶体，按同一规律，彼此平行重复连生一起而成。如图3-1（c）所示。图3-1 双晶举例（a）石膏燕尾接触双晶 （b）萤石穿插双晶 （C）钠长石聚片双晶
③结晶习性
a．概念
结晶习性是指在相同条件下形成的同种晶体经常具有的形态。
b．分类
第一，一向延伸型
有的矿物晶体沿1个方向特别发育，如石棉、石膏等常形成柱状、针状、纤维状。
第二，二向延伸型
有的矿物晶体沿2个方向特别发育，如云母、石墨、辉钼矿常形成板状、片状、鳞片状。
第三，三向延伸型
有的矿物晶体沿3个方向特别发育，如黄铁矿、石榴子石等常形成粒状、近似球状。
c．晶面条纹
晶面条纹是指有些矿物晶体的晶面上常具有一定形式的条纹。如在水晶晶体的六方柱晶面上具有横条纹，在黄铁矿的立方体晶面上，具有互相垂直的条纹。（2）矿物的化学成分
①化学组成类型
a．单质矿物
单质矿物基本上是由一种自然元素组成的，如金、石墨、金刚石等。
b．化合物
自然界的矿物绝大多数都是化合物，化合物按组成情况又可分为：
第一，成分相对固定的化合物
成分相对固定的化合物其化学组成是固定的，但含有或多或少的杂质或混入物，因此又带有一定的相对性。可分为：简单化合物，络合物和复化物。
第二，成分可变的化合物
成分可变的化合物其化学组成不是固定的，而是在一定范围内或以任一比例发生变化。这种化合物主要是由类质同像引起的。
c．类质同像
第一，类质同象的概念
类质同像是指在结晶格架中，性质相近的离子可以互相顶替的现象。互相顶替的条件是：离子半径相差不大，离子电荷符号相同，电价相同。
第二，类质同像中离子置换的情况2+
一是等价类质同像：互相置换的离子电价相等，如Mg、2+2+2+2+3+3+3+Fe、Ni、Zn、Mn等或者Fe、Cr、Al等；二是几种离子同时置换，置换的离子电价各异，但置换后的总电价必须相等。
第三，不完全类质同像
不完全类质同像是指有的组分是在一定限度内进行离子置换。如22++闪锌矿ZnS中的Zn可以被Fe所置换，但不超过20％。
第四，完全类质同像
完全类质同像是指有的组分没有一定限制，即两种组分可以以任意比例进行离子置换，形成一个连续的类质同像系列。
第五，类质同像书写方式
具有类质同像的矿物分子式，一般将类质同像互相置换的元素用括号括在一起，中间用逗号分开，把含量高的放在前边。络阴离子团用方括号括起来。如橄榄石是（Mg，Fe）[SiO]，黑钨矿是（Fe，24Mn）[WO]，有时不加括号，写成一般化学式。4
d．含水化合物-++
含水化合物指含有HO和OH、H、HO离子的化合物。可分为23以下两类。
第一，吸附水
吸附水是渗入到矿物或矿物集合体中的普通水，呈HO分子状2态，含量不固定，不参加晶格构造。
第二，结晶水
结晶水是以HO分子形式并按一定的比例和其他成分组成矿物晶2格。
②矿物的同质多像
a．概念
同质多像是指同一化学成分的物质，在不同的外界条件下，可以结晶成2种或2种以上的不同构造的晶体，构成结晶形态和物理性质不同的矿物的现象。
b．矿物学温度计
掌握同质多像的规律，对于确定矿物的形成温度具有一定意义，许多同质多像矿物的变体，被称为矿物学温度计。
③胶体矿物
a．胶体
胶体是指一种物质的微粒分散到另一种物质中的不均匀分散体-5-7系。前者称为分散相，其大小为10-10cm；后者称为分散媒。
第一，胶溶体
即在胶体分散体系中，分散媒多于分散相。
第二，胶凝体
即在胶体分散体系中，分散媒少于分散相。
b．胶体溶液
胶体溶体是在自然界分布最广的某些细微固体质点分散到水中所成的。这些固体质点的特点有：带有正或负电荷，具有吸附作用，能富集成矿。
c．胶体矿物
第一，形态
形态一般呈鲡状、肾状、葡萄状、结核状、钟乳状和皮壳状等等，表面常有裂纹和皱纹，这是由胶体失水引起的。
第二，结构
胶体矿物的结构可以是非晶质的、隐晶质的或显晶质的，这决定于胶体的晶化程度。
第三，化学成分
由于胶体的吸附作用和离子交换，使其含有较多的水，化学成分不固定。（3）矿物的集合体形态和物理性质
①矿物的集合体形态
a．粒状集合体
由粒状矿物所组成的集合体，多半是从溶液或岩浆中结晶而成的。
b．片状、鳞片状、针状、纤维状、放射状集合体
如石墨、云母等常形成片状、鳞片状集合体，石棉、石膏等常形成纤维状集合体，还有些矿物常形成针状、柱状、放射状集合体。
c．致密块状体
由极细粒矿物或隐晶矿物所成的集合体，表面致密均匀，肉眼不能分辨晶粒彼此界限。
d．晶簇
晶簇是指生长在岩石裂隙或空洞中的许多单晶体所组成的簇状集合体。一端固着于共同的基底上，另一端自由发育而形成良好的晶形。
e．杏仁体和晶腺
矿物溶液或胶体溶液通过岩石气孔或空洞时，常常从洞壁向中心层层沉淀，最后把孔洞填充起来，其小于2cm者称杏仁体，大于2cm者称晶腺。如玛瑙往往以此形态产出。
f．结核和鲕状体
第一，结核
结核是指矿物溶液或胶体溶液围绕细小岩屑、生物碎屑、气泡等由中心向外层层沉淀而形成球状、透镜状、姜状等集合体。常见的有黄铁矿、赤铁矿、磷灰石等结核。
第二，鲕状体
鲕状体是指结核小于2mm，形同鱼子状，具同心层状构造，鲕状体常彼此胶结在一起，如鲕状赤铁矿、鲕状铝土矿等。
g．钟乳状、葡萄状、乳房状集合体
胶体溶液因蒸发失水逐渐凝聚，因而在矿物表面围绕凝聚中心形成许多圆形的、葡萄状的、乳房状的小突起。
h．土状体
疏松粉末状矿物集合体，一般无光泽。许多由风化作用产生的矿物常呈此形态。
i．被膜
被膜是指不稳定矿物因受风化作用在其表面往往形成一层次生矿物的皮壳。如各种铜矿表面常有一层因氧化作用而产生的翠绿色孔雀石及天蓝色蓝铜矿的被膜。
j．假化石
在岩石裂缝中还常发现一种黑色的树枝状物质，酷似植物化石，但缺少植物应有的结构（如叶脉等）。这是由氧化锰等溶液沿着裂缝渗透沉淀而成的。
②矿物的物理性质
a．颜色
第一，自色
自色是指因矿物本身固有的化学组成中含有某些色素离子而呈现的颜色。具有自色的矿物，颜色大体固定不变。
第二，他色
矿物颜色与本身的化学成分无关，而是因矿物中所含的杂质成分引起的。一般不能作为矿物鉴定的主要特征。
第三，假色
矿物的颜色是由某些化学的和物理原因而引起的。
第四，锖色
锖色是指易氧化的矿物在其表面往往形成具一定颜色的氧化薄膜。
b．条痕
条痕是指矿物粉末的颜色。通常是在无釉瓷板上擦划留下的痕迹的颜色。
c．光泽
光泽指矿物表面反射光线时表现的特点。光泽主要取决于矿物表面对光线的反射能力。可以分为：金属光泽，半金属光泽和非金属光泽。
d．透明度
透明度是指矿物允许光线透过的程度。矿物的透明度与矿物的大
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]