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(完整版)第一章+土壤学中的地质学基础
第一章 土壤学中的地质学基础
主要教学内容：
第一节 矿物学知识
第二节 岩石学知识

第一节 矿物学知识
一、矿物的概念及分类
1、什么是矿物？
矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下所形成的自然均质体。

一、矿物的概念及分类
2、造岩矿物
能够形成岩石的矿物为造岩矿物.
世界上矿物有3000多种，常见的有50多种，而和土壤形成有关的造岩矿物有20～30多种.
有50多种矿物可以作宝石.

3、矿物的类型
（1)根据矿物形成原因可分为:
原生矿物-—由地壳内部岩浆冷却后形成的矿物.
次生矿物——由原生矿物进一步风化形成的新的矿物.

3、矿物的类型
(2)根据矿物的化学组成划分
自然元素矿物
硫化物类矿物
卤化物类矿物
氧化物和氢氧化物类矿物
含氧盐类矿物

二、矿物的主要特征
1、颜色 矿物的颜色是最容易引起注意的。自色——矿物本身所固有的颜色；
它色——矿物中混入杂质,带色的气泡所导致的颜色。
2、条痕
条痕就是矿物粉末的颜色。它比颜色稳定,更具有意义。
3、光泽
矿物表面对光线反射所呈现出的光亮。
金属光泽：如黄铜矿、黄铁矿等。
非金属光泽:
可细分为：脂肪光泽,如石英；
玻璃光泽，如正长石、方解石;
4、硬度
矿物抵抗外力刻划的能力.

在野外工作中,常用指甲2。5,铜板3。0,小刀5。5,玻璃5。5，钢锉6.5.
硬度计
5、解理:
矿物在外力的作用下,沿一定方向裂开.可分为：
极完全解理
完全解理
中等解理
不完全解理
极不完全解理
6、断口
在外力作用下，破裂成不平坦、不规则的断面.

7、其它特性:弹性；与盐酸反应的程度；磁性等。
四、主要的矿物类型
（一）自然元素矿物
这类矿物较少，包括人们熟悉的矿物，如金、自然银、自然汞、自然铜、硫磺、金刚石、石墨等。

(二）硫化物类矿物
本类是金属元素与硫的化合物。大约有200多种，许多铜、铅、锌、钼、锑等金属矿床，就是由这类矿物富集而成的.
1、辰砂（HgS）又叫朱砂，颜色和条痕为朱红色,硬度2～2.5,比重为8。09～8.20。暴露在空气中比较稳定,为重要的炼汞矿物.
2、黄铁矿FeS2 颜色为浅黄色，条痕为黑色,硬度6～6.5

（二）硫化物类矿物
3、黄铜矿CuFeS2 颜色为金黄色条痕黑色，硬度3。5~4
4、雄黄（Realgar)成分AsS 加热后会释放出强烈的大蒜味,雌黄溶于硝酸后，硫可溶解出来。
5、雌黄（Orpiment）成分As2S3 加热后会释放出强烈的大蒜味。

(三)氧化物及氢氧化物类矿物
这类矿物分布相当广泛，共180多种。
1、石英：
颜色种类多，常见的是白色，石英的硬度7，用小刀刻不动。断口为贝壳状；隐晶质的石英矿物具有脂肪光泽。 结晶石英具有典型的玻璃光泽.
无色透明的晶体为水晶，透明，具有玻璃光泽。

石英
（三）氧化物及氢氧化物类矿物

石英晶簇

（三）氧化物及氢氧化物类矿物
n 紫水晶含有锰离子；烟水晶含有机质。

蔷薇石英，又叫芙蓉石，含铁锰。

由二氧化硅胶体沉积而成的隐晶质矿物，白色、灰白色者称玉髓.

白、灰、红等不同颜色组成的同心层状称玛瑙.

(三）氧化物及氢氧化物类矿物
2、赤铁矿：Fe2O3
常呈鲕状、肾状，颜色为赤红色，条痕为樱红色，半金属光泽。
3、磁铁矿：Fe3O4 条痕为黑色，有很强的磁性.
4、褐铁矿:FeO（OH)nH2O
鲕状(赤铁矿）
(三）氧化物及氢氧化物类矿物
5、刚玉（Corundun）成分为Al2O3 颜色多变，条痕为白色，玻璃光泽或金刚光泽.
6、红宝石（Ruby)刚玉的红色变种，条痕为白色。
7、蓝宝石(Sapphire)刚玉的蓝色变种，条痕为白色。
（四）含氧盐类矿物
一）硅酸盐类矿物
1、正长石：又叫钾长石K2O.Al2O3.6SiO2
肉红色或浅黄白色，晶体为短柱状），常具有卡斯巴双晶或穿插双星，硬度6.
正长石容易风化形成高岭石,为土壤提供钾。
（四）含氧盐类矿物
2、斜长石：
灰白色，硬度6。5左右，形状为板状或细柱状的颗粒,在晶面上可见聚片双晶.
为土壤提供钙。

（四）含氧盐类矿物
3、辉石:（Ca,Na）（Mg,Fe,Al)［(Si，Al)2O6
绿黑色，短柱状或近似粒状，硬度5～6,玻璃光泽。为土壤提供钙、铁、镁等养分。
4、角闪石：Ca2Na)(Mg，Fe)4（Al,Fe）[(Si，Al)4O11［OH］2
黑绿色，长柱状或近似细长条状,硬度5～6,玻璃光泽。为土壤提供钙、铁、镁等养分。
辉石
角闪石
（四)含氧盐类矿物
5、云母：
通常呈片状或鳞片状，具有玻璃光泽或珍珠光泽。硬度2～3。常见的种类有:
（1）白云母， 无色，可为土壤提供钾。
(2）黑云母：黑色，为土壤提供钾、铁、镁等养分。

（四）含氧盐类矿物
6、橄榄石：橄榄绿色，立方形晶粒，断口常为贝壳状，硬度6.5～7。
可为土壤提供铁、镁等养分。
7、高岭石：
是一种粘土矿物，白色、浅灰色或浅红等，硬度，1～2.5。有吸水性(可粘舌）,遇水有可塑性。
高岭石及其近似矿物和其它杂质的混合物，通称为高岭土.是制陶瓷的主要原料。
（二）碳酸盐类矿物
1、方解石:CaCO3
主要是由CaCO3溶液沉淀或生物遗体沉积形成的。晶体菱形，乳白色,完全解理，硬度3，与盐酸强烈冒泡.无色透明者称冰洲石，是重要的光学材料。

方解石：CaCO3
(二）碳酸盐类矿物
2、白云石：CaCO3﹒MgCO3
结晶形状和解理同方解石，晶面和解理面弯曲(方解石为平直)，其粉末遇盐酸冒泡但很微弱.
三)硫酸盐类矿物
石膏：CaSO4﹒2H2O
晶体为纤维状、板状等，白色，硬度2，完全解理。
透明的石膏，叫透石膏;纤维状的集合体叫纤维石膏；粒状石膏的集合体称雪花石膏。
第二节 岩石学知识
一、岩石概述
1、岩石的概念
由一种或多种矿物有规律组合而成的矿物集合体.
岩石与我们的生活十分密切.

二、岩石的类型
根据成因, 分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三类。
二、岩浆岩
又叫火成岩
n 1、概念：当岩浆上升侵入地壳或喷出地表冷却后形成的岩石．

2、岩浆
n 包括两部分：一是以硅酸盐熔浆为主体；
二是挥发成分,主要是水蒸气和其他气态物质。
岩浆的化学成分（用氧化物表示)
主要成分是SiO2、Al2O3、MgO、FeO、CaO、K2O等。其中SiO2最大。
根据SiO2含量分为酸性岩浆（>65%）、中性岩浆（52～65％）、基性岩浆（45~52%）和超基性岩浆（<45%）。
3、岩浆岩的类型
在分类中首先按岩浆的成分、然后按岩石的产状分类.
深成岩：岩浆在地壳较深的地方，在压力和温度较高的条件下，缓慢冷凝而成．
浅成岩:岩浆在地壳不太深处，压力温度不太高的条件下，较快冷凝而成．
喷出岩：岩浆喷出地表，在常温常压下迅速冷凝而成．

4、岩浆岩的结构
岩石中矿物颗粒自身的特点(结晶程度,晶粒形状及大小）以及颗粒之间的相互关系．
（1） 按结晶程度：
全晶质
半晶质
非晶质

4、岩浆岩的结构
(2)按晶粒相对大小：
等粒结构: 各种矿物颗粒的大小基本一致．　
斑状结构： 由斑晶和石基组成.

斑状结构与
似斑状结构的区别
5、岩浆岩的构造
气孔构造——岩石上有孔洞或气孔,岩浆冷凝时气体来不及排除．
杏仁构造——岩石上的气孔被外来的矿物部分或全部填充．
流纹状构造-—有拉长的条纹和拉长气孔，呈定向排列.
块状构造—-矿物无定向排列，而是均匀分布。是最常见的一种构造.
气孔构造
杏仁状构造
流纹状构造
6、几种主要的岩浆岩
(1）几种深成岩
特征:块状构造，等粒结构，矿物全部结晶。　　
花岗岩： 主要组成矿物：石英，正长石，角闪石
正长岩: 主要组成矿物：正长石，角闪石
闪长岩： 主要组成矿物:斜长石，角闪石
辉长岩: 主要组成矿物：斜长石，辉石

(2)几种浅成岩
特征：块状构造，斑状结构，矿物部分结晶。
花岗斑岩——斑晶:石英、正长石
正长斑岩-—斑晶：正长石
闪长玢岩——斑晶：斜长石、角闪石
辉长玢岩—-斑晶：斜长石、辉石

（3）几种喷出岩
特征：气孔或流纹状构造,斑状结构或非晶质结构。
流纹岩——流纹状构造，斑状结构,斑晶：石英，透长石。
粗面岩：气孔状构造,斑状结构，斑晶：正长石
安山岩:气孔状构造，斑状结构，斑晶：斜长石
玄武岩:气孔或杏仁状构造,致密隐晶质或斑晶结构，斑晶斜长石、辉石。

三、沉积岩
　沉积岩在世界上分布很广，大约占世界陆地面积的75%，在我国约占77.3％。
1、概念:
在地球表面或接近地表的条件下,由风化的疏松物质经过搬运,沉积和成岩作用形成的岩石.

2、沉积岩的成岩作用:
胶结作用：
碎屑岩主要的成岩作用.沉积物中的孔隙，被矿物质填充,从而将分散的碎屑颗粒粘结在一起。
最常见的胶结物有硅质、钙质、铁质、粘土质、火山灰等。

3、沉积岩的结构
是沉积岩中各类组成物质的形状、大小和结晶程度。

碎屑结构
根据碎屑颗粒大小分为：
砾状结构：碎屑成分主要为岩屑,直径>2mm.
砂质结构：成分为矿物碎屑，直径为2～0.05mm.
粉砂质结构：成分为矿物碎屑，直径为0。05～0.005mm。
泥质结构和化学结构
泥质结构：成分以粘土为主,直径〈0.005mm。
化学结构：由各种溶解的化学物质沉淀而成的结构。
4、沉积岩的构造
沉积岩各个组分的空间排列方式。
(1)层理构造：沉积岩的成层性。是最主要的构造特征。
（2）层面构造：在沉积面上保留的自然作用产生的痕迹。如动物的遗迹，雨，波浪等，在成岩过程中保留下来。

5、几种主要的沉积岩
(1）砾岩; 由直径大于2mm的碎屑颗粒胶结组成.具砾状结构。
2)砂岩
砂岩： 由2~0。05mm的砂粒胶结组成，具砂质结构。
5、几种主要的沉积岩
(3)粉砂岩：
由0。005～0.05mm的碎屑颗粒组成.
(4）页岩: 属粘土岩类
由颗粒直径〈0.005mm的微细颗粒组成。成分主要是粘土矿物。

（5）生物化学岩类
主要是碳酸盐类
1）石灰岩； 含方解石大于50%，遇稀HCl反应强烈,分布广泛。
2)白云岩： 白云石大于50%，粉末遇稀HCl冒泡。
四、变质岩
1、概念
在地球内力作用下，各类岩石经过变质作用形成的岩石。
由火成岩形成的变质岩称正变质岩
由沉积岩形成的变质岩称副变质岩。

2、变质岩的结构
1)变晶结构:
包括等粒变晶结构、斑状变晶结构和鳞片状变晶结构。
2)变余结构:
3、变质岩的构造
（1）变成构造：
片理构造——岩石中的矿物排列定向。是变质岩中最常见、最带有特征性的构造。
块状构造：
（2）变余构造

片理面形成和片理构造
片理构造
板状构造:由微小矿物晶体定向排列成平行板状。
千枚构造：片理面具丝绢光泽，具有小弯曲和皱纹。
片状构造:矿物呈鳞片状或柱状,平行排列，形成薄层片状,片理面粗糙.
片麻构造：浅色矿物与暗色矿物分别呈定向排列，形成断续的条带。
4、几种主要的变质岩
（1）板岩
变质程度低，板状构造或变余构造。

（2）千枚岩
千枚状构造,片理面具丝绢光泽。

千枚岩
(3）片岩：
可由各种岩石变质形成，片状构造,鳞片状变晶结构。

(4）片麻岩:
具有片麻构造，等粒状变晶结构。
矿物种类有石英，正长石，云母,角闪石。

（5）大理岩
云南的大理而得名。
由石灰岩和白云岩等变质而来，块状构造，等粒状变晶结构,白色或具各种条纹。

（6）石英岩：
由石英砂岩变质而来，块状构造，等粒状变晶结构，矿物组成为石英。