地质地貌学新讲稿（地质地貌）

绪论 绪 论 说起地球，大家都比较熟悉和亲切，但是地球是如何形成的？地球由哪些物质组成？地震、山崩、山体滑坡、沙尘暴等一些地质现象是如何形成的？这些问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 同学们未必能准确回答。那么，要解决这些问题，就要对地球进行研究。 地学是以地球为研究对象的科学，它是自然科学六大基础科学（数、理、化、天、地、生）之一。地质学是地学的主要学科。除地质学外，与地球科学有关的还有地理学、气象学、生物学和天文学。 地球包括固体地球及其外部大气。地质学着重研究地下，主要是固体地球表层几十公里厚的岩石圈；地理学重点研究地球表面；气象学则主要研究地球的大气圈；生物学重点研究地表的有机界；天文学则着重研究天体，并从天体的角度研究地球及地球的起源。本书中主要涉及地质学及地理学中的地貌学部分。 地质学、地貌学的出现都与人类的生产、生活需要分不开。经过长期的实践，地球被逐步认识，并形成了地质学和地貌学。地质学（geology）是研究地球及其演变的一门自然科学，主要研究岩石圈的物质组成、构造、形成及其变化和发展历史以及古生物变化历史。地貌学（geomorphology）则是研究地球表面的形态特征、结构及其发生、发展和分布规律，并利用这些规律来认识、利用和改造自然的科学。 一、地质学的研究内容 随着生产发展的需要，地质学的任务需要分出专门学科分别承担，由于人们在生产实践中积累了丰富的 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 ，使各分科日益成熟，成为各独立的学科。地质学的研究内容主要有： 1．研究地球的物质组成 研究这方面的学科有结晶学、矿物学、岩石学、矿床学、地球化学等。我们要学的地质学将几门学科综合起来，概括研究地球的物质组成特点。 2．研究地壳和地球的构造特征 即研究地球中的岩石受到各种应力后的变形特点。研究这方面的学科有构造地质学、区域地质学、地球物理学等。 3．研究地球的形成历史和演化规律以及古生物演化特征 研究这方面的学科有古生物学、地史学、地层学、第四纪地质学等。 4．研究地质学的研究 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 与手段 如遥感地质学、数学地质学等、同位素地质学。 5．研究地质学的应用问题 如水文地质学、工程地质学、地震地质学、环境地质学、石油地质学、煤田地质学等。 6．综合性研究 新的地学思维是科学的整体思维，其促进了对地球的综合性研究。地质学一方面与其它的地球科学如气象、天文、生物等相结合，把地球作为一个整体而进行综合性研究；另一方面地质学与数学、物理、化学、医学等学科互相渗透，对解决现代科学的某些问题起着不可估量的作用。 二、地貌学的研究内容 针对不同的研究内容，我国的地貌学出现了一些新的分支学科：. 1．气候地貌学 研究不同气候区的地貌形成、演变规律和地貌组合特征。 2．构造地貌学 研究构造运动形成的各种地貌（如构造运动隆起形成的山地），以及地质构造受外力作用后形成的各种地貌类型（如背斜山、向斜谷、背斜谷、向斜山等）。 3．岩石地貌学 研究不同类型的岩石在外力剥蚀作用下形成的各种地貌形态。具有不同结构、构造及矿物成分的不同岩石，以及在不同外力条件下的同种岩石，都可形成不同的地貌特征。 4．动力地貌学 运用河流动力学、海洋动力学、冰川动力学和风沙动力学的原理，研究河流地貌的演变、海岸地貌的形成发展、冰川地貌的成因以及沙丘的形成和移动规律。 5．沉积地貌学 根据沉积物的成因和结构来研究地貌的形成和发展。 6．历史地貌学 研究不同阶段的地貌发育历史及地貌组合特征，并联系古自然环境对地貌发育的影响。 7．研究地貌学的应用问题 分支学科有农业地貌学、工程地貌学、石油天然气地貌学等。 三、地质作用的特点和研究方法 地质作用（geological process）是指在自然界所发生的一切引起地球的物质组成，地表形态和内部构造发生改变的作用。这个引起变化的力，称为地质营力。地质作用在自然界普遍存在，有短暂而猛烈的，如地震、火山、海啸等，也有长期持续缓慢进行的，如岩石风化、海陆变迁、山脉隆起等。前者易于察觉，后者难于发现。 按引起地质作用的能源的不同，地质作用可分为内力地质作用和外力地质作用。内力地质作用的能源来自地球内部，如地球自转产生的旋转能、放射性元素蜕变产生的热能等，主要在地下深处进行，并可波及地表。外力地质作用的能源来自地球以外，如太阳能、日月引力能，在地表或地表附近进行。几乎所有外力作用都有重力能参加，并起着重要作用。 （一）地质作用的特点 1．地区特色 地质作用的发生和发展具有共同规律，但不同地方的地质作用是不同的，而且同一类地质作用在不同地方也具有其特殊性。 2．现象复杂 地质作用包括从原子和离子的自然行为，到矿物、岩石的形成和变化，直到地壳各部分的活动以及山川的形成等。控制和影响这些变化和反应的因素是极其复杂多样的，有光、热等各种能量的相互作用和转化，有地球本身的特性，也有宇宙因素的影响等等。 3．作用时间长 地球约有46亿年发展历史。许多地质作用过程是人们不能亲眼看到的。地质作用发生和延续的时间一般很长，海陆变迁、海底扩张等过程，一般以百万年为单位计算。有些地质作用看起来其表现时间很短，如地震、火山，但其发生之前能量的聚集过程却相当长。 （二）地质作用的研究方法 根据地质作用的特点，它的研究方法有： 1．野外调查 这是最基本、最重要的一点，因为地质现象就是地质作用的结果或产物。要了解一个地区的地质构造和矿产分布情况，除收集和研究前人资料外，必须到野外细心观察各种地质地貌现象，取得翔实的第一手资料，从而找出地质作用的特点与规律。 2．室内实验、 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 通过野外的观察，取得第一手资料后，可以用数学、物理、化学及生物学的方法以提高对物质的鉴定能力、穿透能力。 3．提出假说 这是建立在丰富的地质事实和数据基础之上，在分析研究的基础上结合实验成果进行的推论，是一个由感性认识上升到理性认识的过程，是运用地质学知识和原理去分析问题、研究问题的过程。在这个过程中要进行地质思维，并运用“将今论古”这个传统的思维方法。 英国地质学家莱伊尔(C．Lyell，1797－1875)在他的著作《地质学原理》一书中提出：“The present is the key of the past .”直译为“现在是了解过去的钥匙”，即“将今论古”的思想。这种思维方法的提出大大推动了地质学的研究。 “将今论古”的思想是：发生在地质历史时期的地质作用及其结果，与现在正在进行的地质作用及其产物有相似之处，所以从研究现代地质作用过程和产物中总结的规律，可以用来分析和推断发生在古代的地质作用过程和当时的古地理环境。如我们知道煤是在湿热气候条件下植物被埋藏经化学分解而成；珊瑚在温暖洁净的平静海水中才能繁殖等等。如果我们现在看到煤层，表明当时是湿热气候并且有大量植物被埋藏；珊瑚则表明当时处于温暖平静的海洋。这样便恢复了古地理环境。 此外，“以古论今，论未来”是地质思维中另一个重要的方法论。因为人们今天能够直接加以观察的地质作用往往只是漫长的地质记录中的一个片段，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。故认识了过去就能够帮助我们更好的了解现在并预测未来。 四、地质学与地貌学的关系 （一）地貌形成的内、外动力 地质学从某种程度上说就是研究各种地质作用及其结果。地貌学则以研究地球表面的形态特征结构为主。因而地质作用是连接地质学和地貌学的纽带。地质作用包括内力地质作用和外力地质作用，正是这些内力及外力地质作用，或明或暗，或急或缓地作用于地球并改变着地球的面貌。 （二）地貌形成的物质基础 地貌形成的物质基础是岩性和地质构造，而岩性和地质构造又是地质学的研究内容。 组成地壳的岩石有三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。它们的颜色、矿物成分、结构和构造不同，因而抵抗外力剥蚀的能力也不相同，形成的地貌类型就有区别。 五、地质学和地貌学的发展历史、现状及展望 （一）地质学发展历史 在欧洲，地质科学资料的系统搜集始于18世纪中期。地质学的发展经历了原始时期（18世纪中期以前）、近代时期（18世纪中期－20世纪初）和现代时期（始于20世纪初）。 中国地质科学的发展大致可分为三个阶段：萌芽阶段（1872－1911），近代阶段（1911－1949），现代阶段（1949－至今）。 （二）地貌学发展简史 地貌学主要是近百多来逐渐发展起来的。随着经济发展和自然资源开发的需要，使它从其它学科中分化出来，成为一门独立的科学。 我国的地貌学思想在公元5世纪就已有萌芽，但作为科学的地貌学是19世纪至20世纪初发展起来的。建国以来我国的地貌学得到了飞速发展，在许多方面取得了许多成绩，如系统地研究黄河下游游荡河流的成因、多沙河流的河床演变特征和长江三峡的河流地貌等，为水利建设提供了许多重要资料。 （三）地质学和地貌学的现状 1．新技术的应用越来越广泛 如计算机技术，遥感技术的应用等等； 2．分析、研究定量化 近20年来，遥感、地质和地貌年代测定技术、地理信息系统等在地质学及地貌学研究中的广泛应用，使定量研究更进一步。 3．所研究的地球表面的广度和地球内部的深度有所增加； 4．研究的范围已扩展到了其他星球 5．环境地质问题越来越得到重视 人类的生存环境就其本质来说是地球表面的生态地质环境，它包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈四个相互联系和制约的整体，离开了地质环境就无法完整地研究人类赖以生存的周围环境。 6．数字地球概念的提出 “数字地球”概念于1998年初被提出。此概念的提出，掀起了继1992年信息高速公路之后的人类又一伟大壮举，即建设“数字地球”的空间信息革命。 数字地球是解决空间信息共享的一门技术，它从空间数据的组织、管理和位置查询方面为不同的地学应用提供了保证，并可满足空间数据的采集、转换、存储、检索、处理、分析、产生和显示等要求，是一种特殊的信息系统。数字地球的提出，使全球性地共享资源成为可能，人们可以在一个地方看到几千里以外的地貌三维图，而且通过定量的科学计算将可以对地震、火山、暴雨、泥石流、滑坡等自然灾害进行模拟，以达到减灾防灾的作用。 （四）地学展望 为了可持续发展，求实的、定位正确的地球科学将介入到许多发展方面，如水、土壤、减少贫困、城市化、废物处理、能源、矿产、减灾和教育等。 1．地质科学可以确定新的、深部的遥远的淡水层，预报地下水污染的途径，并且提出防止地下水被进一步污染的有效措施。 2．地学家们可以 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 哪些肥沃土地可能被洪水或海岸侵蚀，造成遗弃和盐碱化，并应用演化模型来减缓或避免土壤的继续流失。 3．地球科学在减少贫困方面也能发挥极大的作用 贫困是土地退化的驱动力，贫困可以由提供给穷人更多基本需求而得到缓解，如安全蔽身处、饮用水和良好食物，安全蔽身处意味着他们将能防护自然和人为的灾害，如洪水、海啸、火山喷发、地震、地面沉降和不稳定地基等。由于这些灾害的大部分具有由地球作用控制的自然原因，地球科学家有能力预报、防止或减轻这类灾害。 4．城市土地将被更加集中地利用，构筑更多的地下基础设施、地下工厂和存储仓库；在海岸带将改造更多的土地、控制城市中的水管理和城市防洪等。而这些都要通过地球科学的参与才能圆满地解决。 5．地质学可以很好地解决废物处置问题 可持续的废物处理是建立在“多屏障”原则之上的，要考虑不可渗透或弱渗透基础，如厚粘土体、页岩等作为渗滤进入生物圈之前的最后屏障。 6．不可更新的能源如石油、天然气正在逐渐而无可挽回地枯竭 地球科学可以协助以最适宜的方式开发紧缺的能源资源。 7．地质学可以协助进行环境可持续且经济有效益的矿业。 8．环境地质学的研究内容之一就是防治和减轻地质灾害 此外，以极大努力开发的全球气候模型，如果没有提供地质数据并依靠其进行评价，将是无效的。 六、地质学及地貌学在农业方面的应用 （一）地质学、地貌学为农业问题提供科学依据 在进行各种农业规划、土地规划、土壤区划、农田基本建设时，往往要考虑各地区的自然条件。而地质、地貌是自然条件的基本内容之一。有的农业生产问题直接就与地质问题有关。比如燕山板栗适于生长在酸性岩石发育的土壤上，到石灰性土壤上就不能正常生长。山区开垦梯田，如果坡度大于15°，就易造成水土流失。 （二）土壤的形成发育 土壤的形成是各种成土因素综合作用的结果，在成土因素中，母质是形成土壤的基础物质，是土壤的骨架，是最重要的影响因素。所谓母质是指与土壤直接发生联系的岩体－母岩的风化产物。故地球上的土壤都是地壳中的岩石经风化作用和成土作用形成的，母岩所含矿质元素的多少就会影响到土壤的肥沃与贫瘠，母岩特性的各异势必影响到土壤的性质。如花岗岩发育形成的土壤砂粒多，玄武岩发育形成的土壤较粘重。另外，地表形态影响着地区的水、热、气、生物等条件，从而影响土壤类型的分布。 （三）岩矿与农业资源 矿质肥料对农作物的增产，有显著的效果。大多数化肥所用矿石，如钾矿石、磷矿石、泥炭等，制造农药的硫磺、雌黄、雄黄等和改良土壤用的沸石、石灰石等都是地质作用的产物，它们都是很有价值的农业资源，在地壳内有一定的分布规律，掌握其分布规律，就能开发这些天然矿产为农业服务。 （四）水与农业资源 合理用水，作物可获得高产稳产，如果控制不好，可使土壤产生盐渍化、沼泽化，以致土壤肥力下降。因此，只有了解地面水和地下水的各种地质作用规律，根据地质条件兴修水利工程，才能更好地利用和控制地下水和地面水，以改善农业生产条件，为农业生产服务。 （五）地质学、地貌学与土地科学 地质学、地貌学与土地科学的关系非常密切，不论对土地资源，还是土地利用规划，都有非常重要的作用。土地资源的构成要素之一是地学要素，包括地形地貌、岩性特征等。地貌类型可决定土地资源的性质和利用方向。如在做建设用地、水利工程用地规划时，应考虑所选场址的地质构造和岩性等特征，根据土地的承压强度而合理安排建筑物的布局和市政设施。 （六）地质学、地貌学与农业环境 环境地质学的任务就是要减轻自然灾害给人类带来的灾难，减轻人类自身经济技术给人类生存环境带来的破坏。因此，针对地震、火山、滑坡、泥石流等自然因素引发的农业地质灾害，以及土地沙漠化、地面沉降、地下水污染等人为因素造成的灾害，地质学和地貌学就有责无旁贷的义务，预报、治理这些地质灾害将是地学的一个重要内容。此外，在农田污染和低产田方面，也可根据农业地质背景及地貌调查找到原因加以改善、治理，为农业生产服务。 七、本课程的学习要求 本课程主要介绍各种内力、外力地质作用及其产生的结果，即内力地质作用形成的矿物、岩石、构造运动和各种地质构造；内力和外力地质作用形成的各种地貌类型、以及与各种地貌类型相关的沉积物。重点是三大类岩石的特征及其风化特点，各种地下水类型的特征，各种地貌的形成原理、形态特征及结构特点。 通过本课程的学习，要求初步建立正确的地学时空观；能鉴定常见的造岩矿物和岩石；识别一般的地质构造；掌握各种地貌类型的特点及与人类生活、生产的关系；能阅读一般的地质图；掌握一般的野外工作方法；对地质学和地貌学在土地资源、农业资源与环境、生态学、资源环境与城乡规划、信息管理、环境工程、水土保持与荒漠化防治等方面的应用有所了解，并能与专业有机结合而为其服务。 第1章​ 矿 物 第一节 矿物的概念 一、矿物的定义 地球的最外圈是地壳，它是地质学最直接的研究对象。地壳由岩石组成，岩石由矿物组成。 矿物(mineral)是天然形成的单质或化合物，具有相对固定的化学成分，绝大多数为晶质固态的无机物，稳定于一定的物理化学条件。 对于矿物的定义，我们可以从以下几方面来理解。 1．矿物是自然界各种地质作用形成的天然产物 矿物是天然产出的，是各种地质作用的产物；人造金刚石，常称为人造矿物，不属于地质学中的矿物。 2．矿物是具有一定化学成分的单质或化合物 矿物具有一定化学成分，且绝大多数为化合物，如石英SiO2，钾长石K[AlSi3O8]等，少数为单质元素，如石墨C、金刚石C等。 3．大多数矿物为结晶质固态，极少数为非晶质、非固态 绝大多数矿物是结晶质固态无机物，即晶体，也有很少的矿物为气体、液体和有机物，如自然汞、天然气，琥珀等。所谓结晶质，是指组成矿物的物质质点（离子、原子、分子）按一定方式规则地排列成空间格子状构造，晶体的这种构造叫晶格。如岩盐晶体是氯离子（Cl－）和钠离子（Na+）在空间以立方格子形式排列而成。 由于各种矿物的化学成分不同，从而晶体构造也不同，但它们的共同点是内部质点在三维空间作周期排列。空间格子的最小单位是平行六面体，称为晶胞。故一个晶体可视为晶胞在三维空间平行的、毫无间隙地重复叠置。晶胞的形状由棱长、棱之间的夹角确定，棱长a、b、c及其夹角、、称为晶胞参数。按晶胞参数的不同把晶体划分为7个晶系，从而使得数目繁多的矿物能归类研究。 自然界除了结晶质矿物外，还有一部分非晶质的胶体矿物。非晶质体的内部质点是无规律排列的，因而不具有规则的几何外形。 4．矿物具有一定的物理性质，对于结晶矿物，还具有一定的形态 由于矿物具有比较一定的化学成分和晶体构造，就决定了它们具有一定的形态和物理性质。每种晶质矿物都有一定的晶体构造，反映在外形上均具有一定晶体形状，即晶形。理想的晶体为规则的几何多面体，但在岩石中，矿物的晶形常因晶体生长时互相阻挡，不能很好的显示出来，最后都成为不规则的粒状。如果不同矿物结晶有先后，则先结晶的矿物晶形较好，称为“自形”，后结晶的矿物只能“充填”在先结晶矿物晶体间的空隙中，称为“它形”。常用来鉴别和认识不同种类的矿物。 5．矿物稳定于一定的物理化学条件 矿物只是在一定的物理化学条件下才是稳定的，当外界条件改变至一定程度时，其成分、结构就要发生变化，同时生成适应新环境的新矿物。如钾长石K[AlSi3O8]风化后形成高岭石Al4[Si4O10](OH)8。 综上所述，矿物又可定义为：是天然产出的自然元素的单质和化合物，具有一定的化学成分，通常具有一定的内部结构，从而表现出规则的形态和特定的物理、化学性质，在一定的物理、化学条件范围内相对稳定的自然物体，是岩石的基本组成单位。 二、形成矿物的地质作用 目前已发现的矿物有3000种左右，常见的约200种，这些矿物都是由不同的地质作用形成的。形成矿物的地质作用，可按其演化历程分为三类： 1．内生作用 由于岩浆的冷却、分异，其中的物质通过各种物理化学反应形成的作用，称为内生作用。由内生作用形成的矿物叫原生矿物或岩浆矿物，如石英、长石、云母等。 2．外生作用 在地表或近地表处，与太阳能、大气和水等有关的作用，称为外生作用。由外生作用形成的矿物叫次生矿物或表生矿物。 3．变质作用 已形成的矿物，受到构造变动或岩浆活动的高温、高压以及新成分的加入而受到改变的作用，称为变质作用。经变质作用形成的矿物叫变质矿物，如硅灰石、蛇纹石、红柱石等。 第二节 矿物的化学成分 矿物的化学成分和内部构造决定矿物的本质。化学成分不同，可形成不同的晶体构造；化学成分直接或间接决定矿物的物理性质。 一、矿物的化学成分决定其晶格和外部性状 （一）矿物的化学成分决定它的晶格 1．矿物的晶格主要由化学成分决定 因为化学成分不同，可形成不同的晶体构造；化学成分直接或间接决定矿物的物理性质。 2．矿物的晶格受制于外界条件 晶体形成时的外界条件有：温度、压力、浓度、pH值等，对晶体构造产生影响，如同质多（异）象。即化学成分相同的物质，在不同的环境条件下，形成构造和性质完全不同的晶体现象，如金刚石和石墨。 （二）矿物的化学成分也决定其外部性状 矿物的外部性状包括其形态及物理性质。如岩盐晶体呈立方体，而磁铁矿晶体是八面体。以及矿物的颜色、比重等性质都是由于其化学成分决定的。 二、引起矿物化学成分变化的主要因素 自然界的矿物都有较固定的化学成分，但可以在一定范围内发生变化。引起矿物化学成分变化的主要因素有： （一）类质同象（同晶置换） 矿物晶体在形成过程中，晶体结构中本应由某种质点（原子、离子、络阴离子或分子）所占的晶位被晶体化学性质相似的其他质点所置换，只引起晶胞参数及理化性质的规律性变化，而晶体结构不发生质变的现象（结晶结构类型和化学键不发生根本性的变化），称为“类质同象（或同晶置换）”。如菱镁矿MgCO3中Mg2+被Fe2+置换，类质同象在矿物中是一种普遍现象。 （二）胶体吸附作用 非结晶质的胶体矿物，在表生作用及热液作用下，一些难溶于水的成分，经机械及化学作用后，使之成为微细质点分散在水中成为水胶溶体。胶体质点常常带电荷，具选择性吸附作用，如正胶体有Al(OH)3、Fe(OH)3等，负胶体有SiO2、、腐殖质、MnO2等。一种胶体只吸附一定的异号离子。吸附作用是引起非晶质矿物化学成分变化的主要因素。 （三）机械混入物 在矿物的形成过程中有一些其它矿物的细小颗粒混入。机械混入物与矿物本身的化学成分无关，混入的种类和数量也没规律。 三、矿物中的水 水不仅是形成矿物的一种重要介质，也是矿物本身的一种成分。水在矿物中存在的形式，直接影响到矿物的性质。按其存在形式，可分为：不加入晶格的吸附水、自由水和加入晶格的结晶水、结构水等。 1．结构水 以OH－、H+、、（H3O）+的形式存在于矿物中的水，在晶格中占有一定的位置。结构水是矿物中结合最牢的一种水，因此只有在很高的温度条件下，水才会逸出而破坏晶格。 2．结晶水 在矿物的晶格中呈水分子状态，在晶格中有一定位置，水分子的数量与矿物中其它成分成简单整数比。如石膏为CaSO4·2H2O。含结晶水的矿物失水温度是一定的，随着失水，矿物的晶格开始被破坏。结晶水的失水温度比结构水低，一般在500ºC以下。 3．层间水 在一些层状结构的矿物（如某些粘土矿物）中，层间常有水分子进入。 4．沸石水 在一些矿物（主要是沸石族矿物）的晶格中，有相当大的内外相通的孔道，水分子可以进入孔道。沸石水的表示方法与层间水相同。 5．吸附水 是指机械地吸附于矿物中的水，没有参加晶格，含量不等，随温度而变化。当加热时，这种水就从矿物中逐渐失去，温度升至110ºC时，吸附水就全部逸出。 第三节 矿物的形态和物理性质 矿物的形态与物理性质是其内部结构和化学成分的外在反映，是可直接观察或用简单方法测出的矿物的基本属性，是肉眼鉴定矿物的主要依据。 一、矿物的形态 按矿物的发育情况及出现方式，矿物的形态可分为：单体形态、双晶及集合体形态。 （一）单体形态 以单个晶体产出或存在。当外界条件适宜时，晶胞就可以重复“堆砌”、生长，形成面平、棱直的规则几何多面体外形，称为单体（单晶）。如食盐是立方体、磁铁矿是八面体。 在相同条件下，同种矿物的晶胞总是趋向于形成某种特定形态的习性，称为结晶习性。根据晶体在三维空间发育的程度不同，可将结晶习性分为三类： 一向延长型：晶体沿一个方向特别发育，其余两个方向发育差，呈柱状、针状、纤维状。如角闪石、电气石； 二向延长型：晶体沿两个方向特别发育，而第三个方向不发育或发育差，呈片状、板状。如板状石膏、云母； 三向延长型：晶体沿三个方向发育大致均等，呈粒状。如橄榄石、石榴子石等。 （二）双晶 同种物质的晶体有规则的连生在一起，叫双晶。双晶可以是两个晶体，也可以是两个以上的晶体平行连生。按照双晶个体之间结合方式的不同，分为两种类型： （1）接触双晶：双晶两个体之间以简单的平面相接触。此外，由多个晶体以接触双晶的关系多次重复，接合面相互平行，这种双晶称聚片双晶。如斜长石聚片双晶。 （2）穿插双晶：构成双晶的两个体之间互相穿插，单晶体间不具有明显而规则的接合面。如正长石的卡式双晶。 （三）集合体形态 矿物常常由许多较小的单体聚集成集合体。按结晶程度可分为： 1．显晶质集合体 其单体界限大都可以用肉眼分辩，其形态以矿物单体形态为基础，可进一步分为： （1）纤维状、放射状集合体：由针状、柱状矿物平行排列成纤维状（如石膏）或由一点向外呈放射状排列（如阳起石）； （2）片状、板状、鳞片状集合体：由片状晶体集合而成，如云母； （3）粒状集合体：由粒状晶体集合而成，如方解石、橄榄石； （4）晶簇：丛生于同一基壁上的矿物晶体，如石英晶簇、萤石晶簇； （5）树枝状集合体：因晶体在某些方向上迅速生长而成。如氯化锰的树枝状集合体等。 2．隐晶及胶状集合体 这类集合体的个体，肉眼难于分辨，主要是根据其外表形态而进一步划分的： （1）分泌体：这是由结晶质或胶状矿物充填于球状或不规则的空洞中，自外而内生长而成，特点是其组成物质多具同心层构造，如玛瑙； （2）结核体：它是围绕某一中心自内向外生长成的瘤状体，如钙质结核； （3）鲕状及豆状：由直径小于2毫米的圆球群组成的叫鲕状集合体，直径2－5毫米的圆球群叫豆状集合体，如赤铁矿、菱铁矿等。 （4）钟乳状体：大多为水凝胶凝结而成。徐徐流动的胶体溶液流到岩石表面或洞壁后，因蒸发失水而形成葡萄状、肾状、钟乳状的矿物集合体，这些集合体常具同心层构造，如石钟乳； （5）土状集合体：是岩石矿物经化学风化而呈现壳状或土状，如褐铁矿等。 二、矿物的物理性质 矿物的物理性质也是鉴定矿物的重要依据。主要包括光学性质、力学性质、热学性质、电学性质、磁学性质、放射性等，重点介绍肉眼能观察到的物理性质。 （一）颜色和条痕 矿物的颜色，主要是矿物对光线中不同波长的光波的均匀吸收或选择性吸收所表现出来的性质。根据发生的原因不同，矿物的颜色可分为自色、他色和假色三种，其中以自色最为重要。 自色是矿物的成分和构造所决定的颜色。一般较为固定，具有重要的鉴定意义。自色产生的原因最主要是矿物成分中含有色素离子。常见的色素离子有Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Ti。自色形成的另一原因，是矿物的晶体构造的均一性受到破坏。如受放射性射线的刺激可使石英变黑等。 他色是由外来带色杂质、气泡包裹体所引起，无鉴定意义。假色是由于矿物内部裂缝、解理面及表面的氧化膜引起光波的干涉作用而产生的颜色。 条痕是矿物粉末的颜色。透明矿物粉末多近白色，鉴定意义不大。对于不透明矿物而言，条痕更具有鉴定意义。如赤铁矿块体，表面可以是赤红，钢灰和铁黑色，但条痕总是樱红色。 （二）透明度和光泽 透明度指矿物透光的能力，它是相对的。以透过规定厚度（0.03mm）的矿物薄片辨认物像的清晰度表示，分为透明、半透明和不透明。 光泽是指矿物表面反射光的强弱。一般按反射率的大小分为四级：金属光泽（呈明显的金属样光泽）、半金属光泽（呈弱金属状光泽）、金刚光泽（呈钻石状明亮反光）、玻璃光泽（呈平板玻璃样反光）。 （三）相对密度 是指纯净矿物在空气中的重量与同体积纯水的重量比（4℃时）。一般鉴定意义不大。 （四）硬度 矿物抵抗外来机械作用（如刻划、压力、研磨）的能力称为硬度。硬度大小取决于矿物晶体内部结构。矿物硬度比较固定，在鉴定上有重大意义。一般采用摩氏硬度计来确定矿物的相对硬度。摩氏硬度计包括十种矿物，按硬度由小到大排列分为十级，前面的矿物可以被后面的矿物刻划，它们之间的等级不是成倍数和比例关系的。在野外，可用下列工具粗略确定：指甲2－2.5，铜具3，小刀5－5.5，钢挫6－7。 （五）解理与断口 矿物受力后沿一定结晶方向裂开成光滑面的性质称为解理。此平面称解理面。矿物的解理发生在晶体构造中垂直于键力最弱的方向。矿物的解理直接决定于矿物内部构造，是矿物的主要鉴定特征。 按矿物受力时解理裂开的难易程度、解理片之厚薄、大小与平整光滑的程度，将解理分为五级： 1．极完全解理 如云母，极易分裂成薄片，解理面平整光滑； 2．完全解理 如方解石，当以小锤轻击时，很易裂成平滑小块或薄板，解理面比较光滑； 3．中等解理 如角闪石，解理的完善程度较差，很少出现大的光滑平面，但在矿物碎块上能清楚看到解理面； 4．不完全解理 如磷灰石，解理不显著，解理面不清楚而且较难发现； 5．极不完全解理 如石英，实际上是没有解理，而有断口。 断口是指单体矿物受力后，不沿一定结晶方向破裂而形成的断开面。常见的断口有贝壳状断口、参差状断口、锯齿状断口和平坦状断口。 解理的发育程度和断口的发育程度互为消长关系，具完全解理的矿物在解理方向常不出现断口。具不完全解理或无解理的矿物碎块上常见断口。 （六）矿物的其它物理性质 矿物的其他物理性质对于常见矿物的鉴定意义不大，只对某些特殊矿物有鉴定意义。 第四节 矿物的分类和常见矿物 一、矿物的分类 由于矿物的成分和内部构造是决定矿物性质的最基本因素，于是以矿物成分和构造为基础的晶体化学分类法就成为矿物学上较合理的分类方法而被采用。按晶体化学分类法，把矿物分为五大类十二种类型。 1．含氧盐：种类最多的一大类，约占矿物总数的一半，又分为硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐等类别。 2．氧化物及氢氧化物：由金属、非金属阳离子与阴离子氧或氢氧根结合成的化合物。如刚玉Al2O3、赤铁矿Fe2O3等。 3．卤化物：以卤族元素氟、氯、溴、碘为唯一阴离子或主要阴离子，与金属阳离子相结合形成的矿物。如萤石CaF2、食盐NaCl。 4．硫化物：金属阳离子与S化合而成的化合物。如方铅矿PbS、闪锌矿ZnS。 5．自然元素：指矿物组成元素以中性状态存在。如石墨C、金银矿（Ag、Au）。 二、常见矿物 已知矿物有3000种左右，绝大多数分布极其分散，数量极少。对于形成岩石有普遍意义的矿物，即主要的造岩矿物不过20、30种。现把常见的主要矿物简介如下： （一）硅酸盐矿物 硅酸盐类矿物占已知矿物种类的三分之一，占构成地壳总重的87%以上，是岩石的主要造岩矿物，也是土壤矿物质部分的主要组成，因此有必要了解硅酸盐矿物的化学成分、内部构造、形态及物理性质。 硅酸盐是金属阳离子与硅酸根化合而成的盐类矿物，这类矿物均含氧化硅，以及一种或几种金属离子。其结构中每个硅离子被四个氧包围，氧分布于四面体的四个角顶，每个氧以－1价与Si结合，－1价与另外阳离子结合（也可是另一四面体中的硅），也就是说硅氧四面体既可孤立存在，也可以共用氧的方式相互连接成各种复杂的络阴离子。根据硅氧四面体是否连接以及联结方式不同，主要形成以下五种构造形式。 1．岛状构造硅酸盐骨架 硅氧四面体孤立存在[SiO4]4-，或以一个角顶的氧相连组成双四面体，其络阴离子根［Si2O7］6-，负电荷由金属阳离子中和。如镁橄榄石Mg2[SiO4] 2．环状构造硅酸盐 骨架分别由三个、四个、六个四面体以两个角顶的氧连接而成环状硅氧骨架，其中以六方环最常见，环与环之间由金属阳离子联结。如绿柱石、电气石。 3．链状构造硅酸盐 硅氧四面体彼此以2个角顶相连，沿一定空间作无限延伸而形成链状骨架。其中又分单链和双链。单链以辉石族矿物为主，硅氧骨架用[Si2O6]-4表示，如透辉石CaMg[Si2O6]；双链以角闪石矿物为主。链与链之间是通过阳离子相互联系。具此种构造的硅酸盐矿物单体常呈柱状、针状。 4．层状构造硅酸盐骨架 硅氧四面体彼此以三个角顶相联，组成无限延展的平面层，硅氧骨架可用[Si4O10] 4-表示，层与层之间通过阳离子联系，具此种构造的硅酸盐矿物常呈层状、板状等。如滑石、云母。 5．架状构造硅酸盐 每个硅氧四面体均以四个角顶的氧与相邻的四个硅氧四面体连接，组成三度空间中无限扩展的骨架，电性全部中和。如石英SiO2。 （二）其它常见矿物 第五节 矿物与农业资源环境 一、矿物与土壤 土壤矿物质的组成、结构和性质，对土壤物理性质、化学性质、生物及生物化学性质都有深刻的影响。土壤矿物构成了土壤的“骨骼”，一般占土壤固相部分总重量的95－98%左右，其中包括原生矿物和次生矿物。原生矿物以硅酸盐为主，常见的有长石、石英、云母、辉石、角闪石、橄榄石及其它硅酸盐类，主要分布在土壤的砂粒和粉粒中。原生矿物已在前面讨论了，下面着重讨论次生粘土矿物。 （一）粘土矿物的类型 粘土矿物是次生矿物，是蚀变岩石经交代作用、原生矿物在地表经风化淋滤作用以及沉积作用的产物，形成并稳定于地表特定水热条件。粘土矿物多数为结晶质，是层状的铝硅酸盐和次生的硅、铝、铁氧化物。 粘土矿物通常颗粒细小（一般小于2微米），因而具有较大的比表面积和化学活性，能吸附水分和极性溶液，具有可塑性，粘性，有的还有胀缩性。 1．层状铝硅酸盐粘土矿物 （1）构造特点 此类粘土矿物大多不溶于水。从外部形态看，都是一些微细的结晶物质。其内部结构由两种基本结构单位组成，并都含结晶水。 ① 基本结构单位 层状铝硅酸盐矿物都是由硅氧四面体晶片和铝氧八面体晶片两个基本单位组合而成。四面体为[SiO4]-4，八面体为[AlO6]-9。它们在形成铝硅酸盐化合物时，第一步先是四面体和八面体分别聚合，形成硅氧层及铝氧层。粘土矿物的晶架就是由这些硅氧层和铝氧层重叠而成的。由于铝氧层上下都带负电荷，硅氧层顶层的氧也带一个负电荷，这种氧叫活性氧。Al2O66-、Si2O52-要通过重叠、化合形成晶架，当这些硅氧层和铝氧层的根团与阳离子化合后形成一种矿物。不同比例的硅氧层和铝氧层相互重叠就形成不同的铝硅酸盐矿物。如果由一个硅氧层和一个铝氧层重叠，则组成1：1型矿物，如高岭石类；如果由两个硅氧层间夹一个铝氧层，则组合而成2：1型矿物，如蒙脱石类、水云母类。 ② 粘土矿物晶架内的同晶置换（类质同象） 在硅氧层中，常常Al3+代替Si4+； 在铝氧层中，常常Mg2+代替Al3+，Fe3+代替Al3+。 由于同晶置换常以低价代替高价的金属离子，所以产生的电荷以负为主。能吸附阳离子。粘土矿物对阳离子的吸附性是土壤中一个极重要的特性，与土壤肥力关系密切，尤其可使土壤增加一定的矿质元素。 （2）粘土矿物的主要种类及其特性 土壤中的粘土矿物种类很多，据其性质归为以下几类： ① 蒙脱石组，又叫2: 1型胀缩型矿物 包括蒙脱石（又叫膨润土）、绿脱石和拜来石。其特点为： a．由二层硅氧层和一层铝氧层重叠而成晶架。 b．其晶架内普遍存在同晶置换现象。一般在硅氧层中，Al3+替代Si4+；在铝氧层中Mg2+替代Al3+。替代的结果，使蒙脱石类矿物带负电，剩余负电荷由吸附在晶层上的交换性阳离子平衡，故这类矿物都有较高的吸附阳离子能力。土壤中含这类粘土矿物较多时，其保肥能力较强，能吸附较多的营养性阳离子。 c．胀缩性大，吸湿能力强。因晶层顶、底层都由硅氧层构成，故当两层重叠时，相互间无吸引力，结果是两个基面间有相当大的胀缩性，因晶层间有水化度高的Ca++、Mg++、Na+交换性阳离子，晶层间吸附水分子或极性分子，引起晶层间沿c轴膨胀，脱水收缩。 d．形态呈片状，而且颗粒细小。含蒙脱石多的土壤，其粘结性、可塑性都特别显著，不利于耕作。 e．蒙脱石类矿物主要分布在东北的黑钙土和华北的栗钙土中，华北地区的褐土和西北地区的灰钙土中都含有此类矿物。 ② 高岭石组，又叫1: 1型矿物，包括高岭石、埃洛石和迪开石。 a．该类矿物晶架由一层硅氧层和一层铝氧层构成。 b. 晶架内同晶置换少。晶架内部铝氧片和硅氧片中没有或极少有同晶置换现象。故其阳离子吸附能力不如蒙脱石为主的土壤，其保肥能力弱。 c. 晶层间由氢键连接，故其吸湿能力不如蒙脱石类矿物。由于构成晶架基面的底层与顶层性质不同，当晶架重叠时，其相邻的两个表面，一面是水铝片上的OH-，另一面是硅氧片上的O组成，使得一个晶架的顶层和另一晶架的底层产生H+的氢键联系，这种氢键足以使晶架之间的距离牢固而不易象蒙脱石类矿物那样易膨胀。 d. 外形也呈片状，颗粒较蒙脱石粗，故粘着力、可塑性较弱。 e. 高岭石粘土矿物是南方热带、亚热带土壤中普遍由于强烈的脱硅富铝化的强烈风化而大量存在的粘土矿物，在华北、东北、西北及西藏高原的土壤中较少。 ③ 水云母组，又叫2: 1型非胀缩型矿物。包括伊利石、水白云母、蛭石。 a. 此类矿物由二层硅氧层及一层铝氧层水铝片组成。 b. 晶架内同晶置换现象主要发生在四面体内，主要以Al3+代替Si4+，使晶架产生负电荷，有一定的吸附阳离子的能力，主要吸附K+、Ca2+、Mg2+、H+，故含伊利石较多的土壤，钾素养料也较丰富。 c. 晶层间由K+紧密相联。由于四面体晶片层间距离比八面体晶片大，因而四面体内同晶置换产生的负电荷对层间吸附的阳离子有较强的束缚力。水云母晶层间正是由于这种非交换性K+存在，使晶层间彼此紧密联系。吸附于晶架之间的K+，半陷在由晶层表面六个氧离子所构成的晶穴中，它同时受到相邻两晶架阴离子的吸附，故使相邻晶架产生键力，从而使伊利石组矿物不易膨胀。 d. 保肥和吸湿力介于蒙脱石和高岭石之间。 e. 分布较广，华北干旱土壤中较高，南方土壤中较少。 2．氧化物组 构造简单，包括水化程度不同的铁、铝、硅的次生氧化物，是原生的硅酸盐矿物在地表经强烈风化所产生Fe(OH)3、Al(OH)3及SiO2的水胶凝体矿物，以及由于胶体老化而形成的结晶质矿物。 （二）粘土矿物的分布 粘土矿物是由岩石、气候等因素综合作用下形成的，所以在自然界中呈地带性分布。由表可知，我国热带、亚热带红壤中含高岭石较多，砖红壤细粒中水铝石较多，干旱地区石灰性土壤中伊利石最多。 二、农用矿物 有的矿物就是天然的农业资源，可用于生产某些肥料或农药，有的矿物可以作为土壤的改良剂。下面是几种常见的农用矿物。 1．磷灰石 磷灰石是分布最广的矿物之一，是提取磷的主要矿物原料，农业上主要用作磷素肥料和有机磷农药原料。我国土壤全磷量有明显的地域分布趋势，从南向北逐渐增加。砖红壤的全磷量最低。 2．钾长石 可为土壤提供天然钾(K)元素，主要有正长石、透长石、微斜长石； 3．沸石 改良土壤和提取钾（K）。由于沸石的架状构造中具有宽阔的孔道，其间可含水。 4．雄黄、雌黄 雄黄和雌黄为岩浆活动后期低温热液矿物，二者常共生，雄黄在地表不稳定，常部分转变为雌黄，雄黄与雌黄为提取砷和As2O3的重要原料，可制作农药。 三、矿物与农业环境 矿物与农业环境的关系也非常大。因而了解有关矿石的矿物成分及其特性，并采取相应的措施，对农业环境的保护无疑是很有意义的。 第二章 岩 石 岩石是地壳中由地质作用形成的固态物质，是矿物或岩屑的集合体，有一定的结构构造和变化规律。 自然界中岩石种类虽然名目繁多，但根据其成因可分为岩浆岩或火成岩（igneous rock）、沉积岩(sedimentary rock)或水成岩、变质岩(metamorphic rock)三大类。岩浆岩是三大类岩石的主体，占地壳岩石体积的64.7%，它由岩浆冷凝形成，是岩浆作用的最终产物；沉积岩是外力地质作用的结果；而变质岩则是由变质作用形成的。 第1节​ 岩浆作用与岩浆岩 一、岩浆作用与岩浆岩的概念 （一）岩浆作用 1．岩浆的概念 岩浆是位于地壳深处和上地幔中含有挥发性成分的硅酸盐熔融体。一般位于地下几公里至几十公里处，温度很高，压力很大。 （1）岩浆的成分 岩浆的化学成分主要是两部分，一部分是硅和部分铝的氧化物，它们构成岩浆中的络阴离子，其基本形式为[SiO4]4-和[AlSi3O8]-；另一部分是铁、镁、钙、钠、钾等金属离子构成的阳离子。 （2）岩浆的温度 岩浆的温度一般为800~1200℃，可以低到650℃，也可以高达1400℃，随岩浆成分的不同有所差异。 岩浆作用指岩浆的发育、运动及其固结成岩的作用，包括喷出作用和侵入作用。 2．喷出作用 岩浆喷出地表的作用称喷出作用，又称火山作用。它伴随着地下大量物质在很短时间内释放出来。喷出物有气体、固体和液体三类。 （1）气体喷发物 气体以水蒸汽为主，其含量常达60%以上。此外还有CO2、H2S、S，以及少量CO、H2、HCl、NH3、NH4Cl、HF等。火山喷发的气体量往往很大。 （2）固体喷发物 气体的膨胀力、冲击力与喷射力将地下已经冷凝或半冷凝的岩浆物质炸碎并抛射出来；未冷凝的岩浆则成为团块、细滴被溅出来，在空中冷凝成为固体；此外，周围岩石也可以被炸碎并抛出来。所有这三类物质就成了火山爆发的固体产物，统称火山碎屑物。火山碎屑物按其性质与大小，可以分为： ①火山灰：粒径<2mm的细小火山碎屑物。 ②火山砾：粒径2~50mm，形态不规则，常有棱角。 ③火山渣：粒径数厘米到数十厘米，外形不规则，多孔洞，似炉渣，其中色浅、质轻、能浮于水者称浮岩。 ④火山弹：粒径>50mm，由喷出的岩浆滴在空中冷凝而成。外形多样。火山弹外壳因快速冷凝收缩常有裂纹，内部多孔洞。 ⑤火山块：粒径>50mm，常为棱角状。 由各种火山碎屑物堆积并固结而成的岩石，称为火山碎屑岩。其中，由火山灰组成者称为凝灰岩；由火山砾及火山渣组成者称为火山角砾岩；由火山块组成者称为集块岩。 （3）液体喷发物 液体喷发物称为熔岩（lava），它是喷出地面而丧失了气体的岩浆。它可以沿地面斜坡或山谷流动，其前端呈舌状，称为熔岩流。熔岩因粘性不同其流动能力不等。分布面积宽广的熔岩流称熔岩被。熔岩在流动过程中如遇陡坎，也能形成熔岩瀑布。 3．侵入作用 深部岩浆向上运移，侵入周围岩石而未到达地表，称为侵入作用。岩浆在侵入过程中变冷、结晶而形成的岩石叫侵入岩，又称侵入体。包围侵入体的原有岩石称围岩。 侵入体形成的深度不一。形成深度在地表以下＞3km者，称为深成侵入体，其规模较大；形成深度在地表以下＜3km者，称为浅成侵入体，其规模较小。由于地壳隆起，上覆岩石被风化、剥蚀，侵入体便暴露于地表。 岩浆是高温物质，围岩是低温物质，在侵入过程中岩浆与围岩之间必然要发生许多变化，这里介绍两个主要的作用。 （1）同化作用与混染作用 岩浆熔解围岩，将围岩改变成为岩浆的一部分，称为同化作用。混入岩浆中的围岩碎块可以部分或全部被熔化。部分未熔化的碎块称为捕虏体。 岩浆因同化围岩而改变自己原有的成分称混染作用。同化作用与混染作用是相伴而生的，由于同化和混染作用的存在，原始岩浆的种类只有几种，却可能形成多种不同成分的岩石。 （2）结晶分异作用 一种成分的岩浆按矿物熔点的高低可依次结晶出不同成分的矿物，并依次形成不同种类的岩石，这种作用称结晶分异作用。 当岩浆缓慢冷却时，熔点高、比重大的矿物首先结晶。其中一部分晶体因比重大而沉入岩浆底部，或因其它原因从岩浆中分离出来，聚集成为熔点较高的岩石。另一部分未能沉入底部或从岩浆中分离出来，则同剩余岩浆发生反应，岩浆的成分因而发生部分变化。当岩浆继续冷却到适当温度时，又有相应熔点的矿物结晶并分离出来，形成熔点较低的岩石，类似的作用多次发生，从而完成结晶分异过程。 二十世纪二十年代初，美国岩石学家鲍文（N．L．Bowen）根据人工硅酸盐熔浆实验证明了上述结晶分异过程，他提出了一个表示岩浆结晶过程的鲍文反应系列，这个反应系列一般称之为反应原理，即早期析出的晶体与岩浆反应可形成新的晶体。在岩浆结晶分异过程中，矿物是按两个系列结晶出来的。一个是连续反应系列；另一个是不连续反应系列。在连续反应系列中，通过反应，即部分先结晶出来的矿物同剩余岩浆之间发生作用，形成在化学成分上存在连续变化，而其内部结构无根本改变的一系列矿物，这就是钙长石、培长石、拉长石、中长石、更长石及钠长石系列。在不连续反应系列中，通过反应既有化学成分差异，也有内部结构显著改变的一系列矿物，这就是橄榄石、辉石、角闪石及黑云母系列。最后，上述两个系列又联合起来形成一个不连续的反应系列，依次结晶出钾长石、白云母和石英。 （二）岩浆岩的概念 由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。由于在岩浆冷凝和结晶过程中失去了大量挥发组分，所以岩浆岩的成分与岩浆的成分是不完全相同的。 岩浆主要通过地壳变动，并沿地壳薄弱地带上升逐渐冷却而凝结。由岩浆的侵入作用形成的岩浆岩称为侵入岩。侵入岩又根据侵入深度不同分为深成岩和浅成岩。由岩浆的喷出作用形成的岩浆岩称为火山岩。火山岩可分为两种类型：一种是从火山喷发溢流出的熔浆冷凝而成的岩石叫熔岩或喷出岩；另一种是火山喷出的各种碎屑物质经固结而成的岩石叫火山碎屑岩。由于熔浆在地表条件下冷却较快，所以喷出岩结晶都比较细，甚至完全是玻璃质的。 二、岩浆岩的物质成分 岩浆岩的物质成分包括其化学成分和矿物成分。研究物质成分不仅有助于了解各类岩浆岩的内在联系、成因及次生变化，而且可作为岩浆岩分类的主要依据。 （一）岩浆岩的化学成分 岩浆岩中含量最多的元素是O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti，它们约占岩浆岩总成分的99.25%，其他的元素则不足1%。 岩浆岩中的化学成分常用氧化物来表示。据统计，岩浆岩中各主要氧化物的平均含量如表2-1所示。 1．岩浆岩主要是由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O、TiO2、H2O等九种氧化物组成，它们共占氧化物总重量的99.3%以上，其中又以SiO2含量最多，约占三分之二，Al2O3次之。因此，常常根据岩浆岩中SiO2的百分含量将岩浆岩分类。 2．岩浆岩中除了上述的主要造岩元素之外，还含有很多分布广而量微的元素，如Ba、Sr、Li、Be、Ga、Pb、Zn、W、Mo、Sn、Rb、Nb、Ta、Y、Pt等，这些元素虽然量少，但很有意义。一是它们可以富集成矿；二是可以灵敏地反映岩浆岩的形成过程，所以很受人们的注意。 3．结合表2-2和图2-7还可以看出，一些主要氧化物还往往随着SiO2的增减作有规律的变化，由酸性岩到超基性岩，硅减少时，钾也减少，镁铁钙则增加。 （二）岩浆岩的矿物成分 岩浆岩的矿物成分是岩浆岩分类和鉴别的主要依据，对了解岩石的成因、形成条件、化学成分和物理性质都有重要意义。组成岩石的矿物，一般统称为造岩矿物。尽管自然界的矿物种类很多，但组成岩浆岩的常见矿物只有十几种。岩浆岩中长石含量最多，占整个岩浆岩成分的60%多，其次是石英。因此这两种矿物就成了岩浆岩的鉴别和分类的重要依据之一，其他的矿物量则较少。 1．按矿物的化学成分特点，可分为硅铝矿物和铁镁矿物。 （1）硅铝矿物 又叫长英质矿物，SiO2和Al2O3含量较高，不含FeO、MgO，包括石英、钾长石以及各种斜长石，因其颜色浅，故又称为浅色矿物。 （2）铁镁矿物 FeO和MgO含量较高，SiO2含量较低，包括黑云母、角闪石、辉石、橄榄石。因其颜色深，常为暗黑色，故又称为暗色矿物。 2．按照造岩矿物在岩石中的含量分为三类。 （1）主要矿物 是岩石中含量比较多的矿物，一般含量都>10%，它们是划分岩石大类的依据，如花岗岩中的钾长石和石英都是主要矿物，没有它们就不能定名为花岗岩。 （2）次要矿物 一般含量都<10%，它们对划分岩石大类不起作用，但可作为确定岩石种属的依据，如石英闪长岩中的石英，黑云母花岗岩中的黑云母。 （3）副矿物 是岩石中含量很少的矿物，通常含量都<1%，偶尔可达5%。如磷灰石、榍石、锆石等。它们在岩石的分类和命名中一般不起什么作用。 3．按照岩石中矿物成因又分为原生矿物、次生矿物和成岩矿物 （三）岩浆岩分类 根据岩浆岩中SiO2的百分含量分类。 1．超基性岩类（橄榄岩和辉岩类） SiO2含量<45%。富MgO和FeO，贫Na2O和K2O，因此，反映在矿物成分上，就以铁镁矿物为主，一般含量可达90%，长石含量很少或无。 2．基性岩类（辉长岩类） SiO2含量为45~52%。随着SiO2增多，MgO和FeO则减少。Al2O3和CaO含量剧增，因此出现了铁镁矿物和含钙长石分子较高的斜长石的近等量的共生现象。 3．中性岩类（闪长岩类） SiO2含量为52~65%。随着SiO2的增多，Na2O和K2O相应的有所增高，MgO和FeO、CaO则减少了。因而出现了普通角闪石和中性斜长石的共生。铁镁矿物则降低到30%左右。另外还有一类富于K2O和Na2O的中性岩类（正长岩类），其中则是铁镁矿物与碱性长石共生。 4．酸性岩类（花岗岩类） SiO2含量>65%。随SiO2增多，K2O和Na2O也增多了，但MgO、FeO、CaO则大大的减少，因此出现了石英，碱性长石，酸性斜长石，黑云母等的共生现象，其中铁镁矿物一般仅有10%左右。 三、岩浆岩的结构和构造 （一）岩浆岩的结构 岩浆岩的结构是指岩石的组成部分（包括矿物和玻璃质）的结晶程度，晶粒大小（包括绝对大小和相对大小），自形程度及其相互间的关系。影响岩浆岩结构的因素首先是岩浆冷凝的速度。冷凝慢时，矿物晶粒粗大，晶形较完好。冷凝快时，有众多晶芽同时析出，它们争夺生长空间并相互干扰，结果使矿物晶粒细小，晶形不规则，冷凝速度极快时，甚至成为非晶质。岩浆的冷凝速度与岩浆的成分、规模、冷凝深度以及温度有关。此外，岩浆中矿物结晶的先后也是影响结构的重要因素。早结晶的矿物晶粒较粗，晶形较好；晚结晶的矿物受到空间的限制，其晶粒细小，晶形不完整。 1．按矿物的结晶程度划分 （1）全晶质结构 岩石全部都是由矿物的晶体所组成的一种结构，多见于深成岩中，如花岗