精品课程土壤学CAI课件.ppt
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1、第二章地学基础第二章地学基础 第一节第一节 矿矿 物物 矿物:矿物:指地壳及上地幔中的化学元素在各种地质作用下形成的具有一定的化学组成和物理性质的单质或化合物。原生矿物:由地壳深处岩浆冷凝而形成的矿物原生矿物:由地壳深处岩浆冷凝而形成的矿物 次生矿物:由原生矿物风化演变而形成的新矿次生矿物:由原生矿物风化演变而形成的新矿物,又称次生粘土矿物。物,又称次生粘土矿物。1一、矿物的物理性质一、矿物的物理性质 颜色、条痕、光泽、解理、断口、硬度等颜色、条痕、光泽、解理、断口、硬度等 颜色颜色根据其发生的物质基础不同,可以有自色、他色和假色根据其发生的物质基础不同,可以有自色、他色和假色 自色自色矿物自
2、身具有的色素表现出来的颜色,如石英的白色。矿物自身具有的色素表现出来的颜色,如石英的白色。他色他色含有外来的带色素的杂质而产生的颜色,如无色透明含有外来的带色素的杂质而产生的颜色,如无色透明的石英的石英(水晶水晶)因锰的混入被染成紫色。因锰的混入被染成紫色。假色假色矿物表面、解理面及裂缝因氧化而产生氧化膜产生光矿物表面、解理面及裂缝因氧化而产生氧化膜产生光的干涉效应而呈现出的颜色。的干涉效应而呈现出的颜色。2 条痕条痕 矿矿物物粉粉末末的的颜颜色色。将将矿矿物物在在无无釉釉瓷瓷板板上上擦擦划划,(注注意意矿矿物物硬硬度小于瓷板)所留在瓷板上的颜色即为条痕。度小于瓷板)所留在瓷板上的颜色即为条痕
3、。条条痕痕对对有有色色矿矿物物具具有有鉴鉴定定意意义义。可可以以消消除除假假色色、减减弱弱他他色色而而显现自色显现自色。光泽光泽 矿物表面对入射光线的反射能力称光泽,按其表现可分为:矿物表面对入射光线的反射能力称光泽,按其表现可分为:金属光泽金属光泽如如黄铁矿黄铁矿 半金属光泽半金属光泽如如赤铁矿赤铁矿 非金属光泽非金属光泽如如石棉、白云母、高岭石石棉、白云母、高岭石 3 硬度硬度 矿物抵抗摩擦或刻划的能力。矿物抵抗摩擦或刻划的能力。常用二个矿物相对刻划的方法即得出其相对硬度。常用二个矿物相对刻划的方法即得出其相对硬度。表表示示硬硬度度的的大大小小,以以摩摩氏氏硬硬度度计计的的十十种种矿矿物物
4、作作标标准准,从从滑滑石石到到金刚石依次定为十个等级,其排列次序是:金刚石依次定为十个等级,其排列次序是:矿物矿物 滑石滑石 石膏石膏 方解石方解石 萤石萤石 磷灰石磷灰石 正长石正长石 石英石英 黄玉黄玉 刚玉刚玉 金刚石金刚石硬度硬度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 104 解理解理 矿物受击后沿一定方向裂开成光滑平面的性质称为解理,矿物破裂时呈现有规矿物受击后沿一定方向裂开成光滑平面的性质称为解理,矿物破裂时呈现有规则的平面称为解理面。则的平面称为解理面。按其裂开的难易、解理片之厚薄、大小及平整光滑程度,可分为下列等级:按其裂开的难易、解理片之厚薄、大小及平整光滑程度,可分为下列等级
5、:极完全解理极完全解理解理面极平滑,可以裂开成薄片状,如云母。解理面极平滑,可以裂开成薄片状,如云母。完完全全解解理理解解理理面面平平滑滑不不易易发发生生断断口口,住住往往沿沿解解理理面面裂裂开开成成小小块块,其其外形仍与原来的晶形相似,如方解石。外形仍与原来的晶形相似,如方解石。中中等等解解理理在在矿矿物物碎碎块块上上,既既可可看看到到解解理理面面,又又可可看看到到断断口口。如如长长石石、角闪石。角闪石。不不完完全全解解理理在在矿矿物物的的碎碎块块上上,很很难难看看到到明明显显的的解解理理面面,大大部部分分为为断口,如磷石。断口,如磷石。无解理无解理一矿物碎块中除晶面外,找不到其他光滑的面,
6、如石英。一矿物碎块中除晶面外,找不到其他光滑的面,如石英。5 断口断口 矿物受击后,产生不规则的破裂面,称为断口。矿物受击后,产生不规则的破裂面,称为断口。在在解解理理不不发发达达以以及及非非结结晶晶矿矿物物受受击击后后,容容易易发生断口。形状有:贝壳状、参差状、平坦状。发生断口。形状有:贝壳状、参差状、平坦状。同同一一矿矿物物,解解理理与与断断口口表表现现出出互互为为消消长长的的关关系,如极完全解理的云母,则不易见到断口。系,如极完全解理的云母,则不易见到断口。6主要的造岩矿物及其特性主要的造岩矿物及其特性7 一般为白色透明,含有杂质时呈一般为白色透明,含有杂质时呈其他颜色其他颜色。石英是最
7、主要的造岩矿物,石英是最主要的造岩矿物,分布最广,为酸性岩浆的主要成分。分布最广,为酸性岩浆的主要成分。石英在岩石中常呈不透明或半透明晶石英在岩石中常呈不透明或半透明晶粒状,烟灰色,油脂光泽。粒状,烟灰色,油脂光泽。石英的伴生矿物是云母、长石。石英的伴生矿物是云母、长石。石英硬度大,化学性质稳定,不易风石英硬度大,化学性质稳定,不易风化,岩石风化后,石英形成砂粒,含化,岩石风化后,石英形成砂粒,含砂粒多的土壤,含盐基少,形成的母砂粒多的土壤,含盐基少,形成的母质养分一般贫乏,酸性也较强。质养分一般贫乏,酸性也较强。石英石英SiO2二、常见矿物种类二、常见矿物种类8正长石正长石 KalSi3O8
8、 晶晶体体短短柱柱状状,肉肉红红色色、浅浅黄黄色色、浅浅黄黄红红色色等等,玻玻璃璃光光泽泽,完完全全解解理理,硬硬度度6.06.0。正正长长石石在在岩岩石石中中呈呈晶晶粒粒,长长方方形形的的小小板板状状,板板面面具具有有玻玻璃璃光光泽泽。伴伴生生矿矿物物为为石英、云母等。石英、云母等。正正长长石石易易风风化化,风风化化后后形形成成粘粘土土矿矿物物高高岭岭石石等等,可可为为土土壤壤提提供供大大量量K K养养分分。正正长长石石类类矿矿物物一一般含氧化般含氧化钾钾16.916.9。9斜长石斜长石Na(AlSi3O8)Ca(Al2Si2O8)常常呈呈板板状状和和柱柱状状晶晶体体。白白色色或或灰灰白白色
9、色。玻玻璃璃光光泽泽,完完全全解解理理,硬硬度度6.06.06 6.5.5。在在岩岩石石中中多多呈呈晶晶粒粒,长长方方形形板板状状,白白色色或或灰灰白白色色,玻玻璃璃光光泽泽。伴伴生生矿矿物物主主要要是是辉辉石石和角和角闪闪石。石。斜斜长长石石比比正正长长石石容容易易风风化化,风风化化产产物物主主要要是是粘粘土土矿矿物物,能能为为土土壤壤提提供供K K、NaNa、CaCa等等矿矿物养分。物养分。10 常常见见片片状状、鳞鳞片片状状、无无色色透透明明或或浅浅色色(浅浅黄黄、浅浅绿绿)透透明明。极极完完全全解解理理,薄薄片片具具有有弹弹性性,珍珍珠珠光光泽泽,硬度硬度2 2.0.03 3.0.0。
10、较较难难风风化化,风风化化产产物物为为细细小小的的鳞鳞片片状状,强强烈烈风风化化后后能能形形成成高高岭石等粘土矿物。岭石等粘土矿物。深褐色或黑色,深褐色或黑色,其他性质同白云母。其他性质同白云母。主主要要分分布布在在花花岗岗岩岩、片片麻麻岩岩和和结结晶晶片片岩岩中中,伴伴生生矿矿物物是是石石英英、正正长长石石等。等。较较白白云云母母易易于于风风化化,风风化化物物为为碎碎片状。片状。云云 母母 黑云母黑云母KH2(Mg,Fe)3AlSi3O12白云母白云母KH2Al3Si3O1211 角角闪闪石石呈呈细细长长柱柱状状,深深绿绿至至黑黑色色,玻玻璃璃光光泽泽,完完全全解解理理,硬硬度度5.06.0
11、,主主要要分分布布在在岩岩浆浆岩岩和和变变质质岩岩中中的的片片麻麻岩岩和和片片岩岩中中。在在岩岩石石中中呈呈针针状状或或纤纤维维状状。伴伴生生矿矿物物为为正长石、斜长石和辉石。正长石、斜长石和辉石。角角闪闪石石易易风风化化,风风化化产产物为粘土矿物。物为粘土矿物。普通角闪石普通角闪石 Ca(Mg,Fe)3Si4O1212 呈呈短短柱柱状状、致致密密块块状状,棕棕至至暗暗黑黑色色,条条痕痕灰灰色色,中中等等解解理理,硬硬度度5 55 5。辉辉长长岩岩和和玄玄武武岩岩中中,在在岩岩石石中中多多呈呈晶晶粒粒状状。伴伴生生矿矿物物为为角角闪闪石石、斜斜长石、辉石等。长石、辉石等。辉辉石石较较角角闪闪石
12、石难难风风化化,风风化化物物为为粘粘土土矿矿物物,富含富含FeFe。辉石辉石 Ca(Mg,Fe)Si2O6普通辉石普通辉石(augite)13 橄橄榄榄石石呈呈粒粒状状集集合合体体出出现现,橄橄榄榄绿绿色色,玻玻璃璃光光泽泽或或油脂光泽。油脂光泽。橄橄榄榄石石为为超超基基性性岩岩的的主主要要组组成成矿矿物物,伴伴生生矿矿物物为为斜斜长长石石、辉辉石石,不不与与石石英英共共生生,易易风风化化,风风化化产产物物有有蛇蛇纹纹石石、滑石等。滑石等。蛇蛇纹纹石石呈呈污污绿绿色色,玻玻璃璃光光泽泽或或油油脂脂光光泽泽,断断口口上上有有时时呈呈蜡蜡状状光光泽泽,比比重重2 2.5.5,硬度硬度2 2.0.0
13、4 4.0.0。橄揽石橄揽石(Mg,Fe)2SiO4 14 次次生生矿矿物物,呈呈菱菱形形,半半透透明明,乳乳白白色色,含含杂杂质质时时呈呈灰灰色色、黄黄色色、红红色色等等,完完全全解解理理,玻玻璃璃光光泽泽。与与稀稀盐盐酸酸反反应应生生成成COCO2 2气气泡泡。分分布布很很广广,是是大大理理岩岩、石石灰灰岩岩的的主主要要矿矿物物,常常为为砂砂岩岩、砾砾岩岩的的胶胶结结物物,也也可可在在基基性喷出岩气孔中出现。性喷出岩气孔中出现。方方解解石石的的风风化化主主要要是是受受含含COCO2 2的的水水的的溶溶解解作作用用,形形成成重重碳碳酸酸盐盐随随水水流流失失,石石灰灰岩岩地地区区的的溶溶洞洞就
14、就是是这这样样形成的。形成的。方解石方解石CaCO3 15 由由方方解解石石、菱菱美美矿矿结结合合而而成成,呈呈弯弯曲曲的的马马鞍鞍状状、粒粒状状、致致密密块块状状等等,灰灰白白色色,有有时时带带微微黄黄色色,玻玻璃璃光光泽泽,性性质质与与方方解解石石相相似似,但但较较稳稳定定,与与冷冷盐盐酸酸反反应应微微弱弱,只只能能与与热热盐盐酸酸反反应应,粉粉末末遇遇稀稀盐盐酸起反应。酸起反应。白白云云石石是是组组成成白白云云岩岩的的主主要要矿矿物物,也也存存在在于于石石灰灰岩岩中中。风风化化物是土壤物是土壤CaCa、MgMg养分的主要来源。养分的主要来源。白云石白云石 CaCO3MgCO316 呈板状
15、、块状、呈板状、块状、无色或白色。玻璃光无色或白色。玻璃光泽或丝绢光泽。硬度泽或丝绢光泽。硬度2.0,是干旱炎热气,是干旱炎热气候条件下的盐湖沉积。候条件下的盐湖沉积。常作土壤改良剂。常作土壤改良剂。石膏石膏CaSO42H2O17 赤铁矿赤铁矿 (Fe2O3)常呈鲕状、肾状,常呈鲕状、肾状,颜色为赤红色,颜色为赤红色,条痕为樱红色;条痕为樱红色;半金属光泽,半金属光泽,无解理,无磁性。无解理,无磁性。18 磁铁矿磁铁矿 (Fe(Fe3 3OO4 4)致密状、块致密状、块致密状、块致密状、块状集合体状集合体状集合体状集合体,铁黑铁黑铁黑铁黑色色色色,条痕黑色条痕黑色条痕黑色条痕黑色,半半半半金属
16、光泽,硬度金属光泽,硬度金属光泽,硬度金属光泽,硬度5.56.05.56.0,无解,无解,无解,无解理,具磁性。理,具磁性。理,具磁性。理,具磁性。19 高岭石高岭石 (H H2 2AlAl2 2SiSi2 2O O8 8.H.H2 2O O)致密细粒致密细粒致密细粒致密细粒状、土状集合状、土状集合状、土状集合状、土状集合体,白色或浅体,白色或浅体,白色或浅体,白色或浅红色,硬度红色,硬度红色,硬度红色,硬度1 1 1 1,比重,比重,比重,比重2.62.62.62.6,具粗糙性,加具粗糙性,加具粗糙性,加具粗糙性,加水有可塑性。水有可塑性。水有可塑性。水有可塑性。20 蛇纹石蛇纹石 (H H
17、4 4MgMg3 3SiSi2 2O O9 9)绿色并具绿色并具绿色并具绿色并具有数种颜色条有数种颜色条有数种颜色条有数种颜色条纹,磨光后似纹,磨光后似纹,磨光后似纹,磨光后似蛇皮,由橄榄蛇皮,由橄榄蛇皮,由橄榄蛇皮,由橄榄石变化而成。石变化而成。石变化而成。石变化而成。21 水晶是结晶完好的透明石水晶是结晶完好的透明石英晶体,常呈无色透明状,当英晶体,常呈无色透明状,当含有某些金属元素等杂质时,含有某些金属元素等杂质时,可呈现出紫色、蔷薇色、金黄可呈现出紫色、蔷薇色、金黄色、黑色或褐色等。色、黑色或褐色等。根据水晶颜色的不同可分根据水晶颜色的不同可分为:紫晶、黄晶、蔷薇水晶、为:紫晶、黄晶、
18、蔷薇水晶、烟水晶、茶晶、墨晶等。紫晶烟水晶、茶晶、墨晶等。紫晶最为珍贵,其次是黄晶、烟晶。最为珍贵,其次是黄晶、烟晶。水晶水晶 英文名称为英文名称为Rockcrystal,别名晶石、水晶石。古代希腊人称水,别名晶石、水晶石。古代希腊人称水晶为晶为Krystallos,意思是,意思是“洁白的冰洁白的冰”。22 红宝石硬度仅在金红宝石硬度仅在金刚石之下。颜色鲜红、刚石之下。颜色鲜红、美艳,可以称得上是美艳,可以称得上是“红色宝石之冠红色宝石之冠”。瑰丽、。瑰丽、华贵的红宝石是宝石之华贵的红宝石是宝石之王,是宝中之宝,其优王,是宝中之宝,其优点超过所有的宝石。点超过所有的宝石。红宝石红宝石 红宝石源
19、自拉丁文。属于刚玉族矿物,三方晶系。因其成分中含铬红宝石源自拉丁文。属于刚玉族矿物,三方晶系。因其成分中含铬而呈红到粉红色,含量越高颜色越鲜艳。而呈红到粉红色,含量越高颜色越鲜艳。23 第二节第二节 岩石岩石按组成岩石矿物种类分按组成岩石矿物种类分 单矿岩单矿岩 复矿岩复矿岩按岩石形成方式分按岩石形成方式分 岩浆岩岩浆岩 沉积岩沉积岩 变质岩变质岩24一、岩一、岩 浆浆 岩岩岩浆岩是地球内部岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝形成的岩石。岩浆岩是地球内部岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝形成的岩石。岩浆岩的岩浆岩的类型类型:岩浆岩岩浆岩深成岩深成岩 浅成岩浅成岩 喷出岩喷出岩 侵入岩侵入岩 25 岩浆岩的岩浆岩
20、的结构结构 指岩石中矿物的颗粒大小、结晶程度与结合方式指岩石中矿物的颗粒大小、结晶程度与结合方式 岩岩浆浆岩岩的的结结构构 全晶质等粒结构全晶质等粒结构 斑状结构斑状结构 隐晶质(致密状)结构隐晶质(致密状)结构 玻璃质结构玻璃质结构 26 岩浆岩的岩浆岩的构造构造 指岩石各组成矿物的排列方式和填充方式所赋予岩石的外貌特征指岩石各组成矿物的排列方式和填充方式所赋予岩石的外貌特征 岩岩浆浆岩岩的的构构造造 块状构造块状构造 如花岗岩。如花岗岩。流纹状构造流纹状构造 如流纹岩如流纹岩 气孔状构造气孔状构造 如玄武岩如玄武岩 杏仁状构造杏仁状构造 27主主要要的的岩岩浆浆岩岩 酸性岩酸性岩 SiO2
21、含量在含量在65以上以上 如如花岗岩花岗岩,流纹岩流纹岩 中性岩中性岩 SiO2 含量含量5265 如闪长岩如闪长岩,安山岩安山岩 基性岩基性岩 SiO2 含量含量4552 如如辉长岩辉长岩,玄武岩玄武岩 超基性岩超基性岩 SiO2含量小于含量小于45 如如橄榄岩橄榄岩 28侵入性岩浆岩喷出性岩浆岩玄武岩花岗岩29二、沉二、沉 积积 岩岩 沉沉积积岩岩是是由由地地壳壳表表面面早早期期形形成成的的岩岩石石经经风风化化、搬搬运运、沉沉积积、压压实实、胶胶结结硬硬化化而而形形成成的岩石。的岩石。一一般般分分为为机机械械沉沉积积岩岩、化化学学沉沉积积岩岩和和生生物沉积岩物沉积岩三类。三类。30 沉积岩
22、的沉积岩的结构结构 指沉积颗粒的大小和形状。指沉积颗粒的大小和形状。以以颗粒大小颗粒大小分为分为:砾砾状状结结构构(如如砾砾岩岩),),粒状粒状结结构构(如砂如砂岩岩),),中中粒状结构粒状结构(如粉如粉砂岩砂岩)以以颗粒形状颗粒形状分为分为:角砾状结构,颗粒有棱角角砾状结构,颗粒有棱角(如角砾岩如角砾岩),圆滚状结构,颗粒无棱角圆滚状结构,颗粒无棱角(如砾岩如砾岩)沉积岩的沉积岩的构造构造 指沉积物空间分布的相互关系。主要有层理构造,层面构造等指沉积物空间分布的相互关系。主要有层理构造,层面构造等 主要主要的沉积岩的沉积岩:角砾岩角砾岩,砾岩砾岩,砂岩,砂岩,页岩页岩,石灰岩石灰岩 3132
23、三、变质岩三、变质岩 原来存在的岩石在新的地壳变动或岩浆活动产生的高温、高压下,使原来存在的岩石在新的地壳变动或岩浆活动产生的高温、高压下,使岩石的矿物重新结晶,重新排列,改变其结构、构造和化学成分,而形成岩石的矿物重新结晶,重新排列,改变其结构、构造和化学成分,而形成的新岩石。的新岩石。变质岩的变质岩的结构结构 主要有斑状变晶结构、粒状变晶结构、鳞片状变晶结构。主要有斑状变晶结构、粒状变晶结构、鳞片状变晶结构。变质岩的变质岩的构造构造 块块状状构构造造:岩岩石石中中的的矿矿物物无无定定向向排排列列,均均匀匀分分布布在在岩岩石石中中形形成成不不规规则则的的块状体,如石英岩。块状体,如石英岩。片
24、片理理构构造造:片片状状矿矿物物受受力力的的作作用用而而平平行行排排列列,并并沿沿平平行行方方向向易易于于裂裂开开,如各种片岩。如各种片岩。片片麻麻状状构构造造:片片状状矿矿物物与与粒粒状状、块块状状矿矿物物呈呈断断续续的的平平行行相相间间排排列列,如如片片麻岩。麻岩。主要主要的变质岩的变质岩 片岩片岩 麻岩麻岩 石英石英 岩板岩岩板岩 结晶片岩结晶片岩 千枚岩千枚岩 大理岩大理岩 3334第三节第三节 地质作用与地形地质作用与地形 地球的陆地表面由各种各样的地形地貌构成,地球的陆地表面由各种各样的地形地貌构成,如高山、峡谷、平原、盆地、丘陵等如高山、峡谷、平原、盆地、丘陵等 。自然界为什么出
25、现千奇百怪,各种各样的自然界为什么出现千奇百怪,各种各样的地形地貌呢?地形地貌呢?35长江三峡长江三峡 36张家界奇观37沙沙 漠漠 景景 观观38草方格草方格戈壁戈壁 39 流动沙丘流动沙丘 绿洲绿洲 40横断山区横断山区 梁和峁梁和峁 41 青藏高原热泉青藏高原热泉 青藏高原鸟瞰青藏高原鸟瞰 青藏高原寒漠青藏高原寒漠42 长白山长白山 神农架神农架 武夷山武夷山43 塬塬 雅丹地貌雅丹地貌44美丽的高山湖泊美丽的高山湖泊45珠穆朗玛峰珠穆朗玛峰 大峡谷 46 地质作用地质作用 引起地壳物质组成、地表形态和地球内部构造发生引起地壳物质组成、地表形态和地球内部构造发生改变的作用。改变的作用。使
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