书城教材教辅高中知识点清单:地理
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第13章 地质、地貌(2)

【石膏】Ca[SO4]·2H2O,不含水的称为硬石膏,通常见到的是石膏、单晶体常呈板状,双晶多呈燕尾双晶,集合体常为块状、纤维状、片状或粉末状。无色或白色,有时透明。玻璃光泽,解理面显珍珠光泽,纤维石膏呈丝绢光泽,硬度2,一组完全解理。薄片具挠性,比重2.3。石膏广泛形成于沉积作用,如海盆或湖盆中化学沉积的石膏常与石灰岩、红色页岩、泥灰岩等互层出现。我国石膏储量居世界首位,产地很多,如湖北应城、湖南湘潭、山西平陆等都有。石膏主要用于水泥,造型和造纸。

【钾盐】KCl,是提取金属钾的重要矿物原料。单晶体呈立方体形,或立方体与八面体的聚形。集合体为致密块状。纯净者无色透明。由于存在细微气态包裹体而呈白色,玻璃光泽,硬度2。脆性比石盐小,一组完全解理。比重1.97~1.99。易溶于水,味咸且涩。成因与石盐极为相似,但其数量远比石盐少。这是由于氯化钾的溶解度较大,并为植物大量吸收所致。钾盐主要用于制造钾肥。

【硝石】包括钠硝石(NaNO3)和钾硝石(KNO3),常呈致密块状、皮壳状、盐华状集合体。白、浅黄等色。玻璃光泽,有相当大的吸水性(潮解性)。加热易熔,溶于水,味稍咸且凉。因硝石极易溶失,故一般只分布于干燥炎热的沙漠地区。在智利北部的高原地带有巨大的钠硝石矿床,所以钠硝石又称智利硝石。硝石是制造氮肥的主要原料。

【金刚石】钻石,也叫“金钢钻”。晶体呈类似球形的八面体、菱形十二面体或六七八面体。纯净者无色透明,含杂质者呈红、蓝、黄、黑等色。具有金刚光泽,硬度10,是自然界最硬的矿物,绝对硬度是石英的1000倍,刚玉的150倍,是自然界最硬的矿物。性脆,颗粒细小,比重为3.4~3.5,具有高度抗酸碱性。原生金刚石产于超基性的金伯利岩(角砾云母橄榄岩)中,是在高温、高压条件下生成的矿物。含金刚石岩石风化破坏后,可形成金刚石砂矿,非洲扎伊尔和南非金伯利均为著名金刚石产地,现在世界上最大的一颗金刚石于1905年发现于非洲,称为库利南,重量为621.35克,相当于3106克拉(1克拉=0.2克),在我国的山东、辽宁等地区也发现了金刚石原生矿和金刚石砂矿。1979年在山东临沂县发现了“常林钻石”,重158.7克拉,色质透明,呈淡黄色,是我国发现的最大的一颗天然金刚石,也是世界罕见的宝石之一。金刚石主要用作高硬切割材料。

【石墨】石墨是碳质元素结晶矿物,它的结晶格架为六边形层状结构。完整晶体极少,常为鳞片状、块状集合体。铁黑色或钢灰色,条痕黑色,半金属光泽,结晶好者具强金属光泽,块状体光泽暗淡。不透明。硬度1~2。有一组完全解理,具滑腻感、污手,高度导电性,耐高温(熔点高达3000℃)。化学性质稳定,不溶于酸。石墨是在高温低压条件下,由煤层或炭质页岩经还原作用变质形成,多见于区域变质岩中。我国和朝鲜是世界上石墨的重要产地,我国的石墨产量居世界首位,主要产于吉林、辽宁、内蒙古、湖南、江西等地。石墨由于熔点高、抗腐蚀、不溶于酸等特性,用于制作冶炼用的高温坩锅,还可用作润滑剂,并可作电极。高碳石墨可做原子反应堆中的中子减速剂。

【石棉】成纤维状集合体的硅酸盐,可分为两种:蓝石棉是蓝色的角闪石石棉,纤维有强丝绢光泽,耐高温、绝缘、具柔性、抗酸、抗碱、性脆,产于变质岩中,多在花岗岩和石灰岩的接触变质带上,与滑石共生;温石棉是蛇纹石的变种,劈分性、柔性,抗张强度都好,耐高温煅烧,但遇酸可被腐蚀,是由橄榄岩受热水溶液作用变质而成。石棉制品广泛用于建筑、化工、医药、冶金等部门。

【重晶石】BaSO4,晶体常见,成板状、柱状。通常板状晶体聚成晶簇,常成块状,粒状、结核状、钟乳状集合体。常为无色或白色,有时呈黄、褐、淡红等色。玻璃光泽,解理面显珍珠光泽,硬度3~3.5,性脆,两组解理完全,比重4.5左右。常产于中低温热液金属矿脉中与硫化物共生,或以单一的重晶石出现。也可见于沉积矿床中。重晶石可作为钻井的加重剂,X射线防护剂,并用于化工、医药等工业上。

【岩石】岩石是在地质作用下产生的,由一种或多种矿物有规律组合而成的矿物集合体,少数为玻璃质物质、胶体或生物遗骸组成。例如大理石主要由方解石组成;花岗岩由长石、石英、云母等多种矿物组成;黑曜岩是由天然玻璃组成的。岩石组成了地球的上层部分——地壳和上地幔。岩石的种类很多,按照成因可分为三大类:由岩浆在地下或喷出地表后冷凝而成的岩石叫岩浆岩;由外力作用造成的成层的沉积物固结而成的岩石叫沉积岩;由变质作用所形成的岩石叫变质岩。从地球的表面到深达16公里的范围内,岩浆岩的体积约占95%,沉积岩约占5%。但沉积岩广泛分布于地表,约占地表总面积的75%,岩浆岩和变质岩仅占25%。对岩石的研究在地质调查和矿产普查、地质勘探等整个地质工作中具有极其重要的作用。由于人类所需要的各种矿产资源主要产于各种岩石及其风化物中,有些岩石可直接供工业利用,这些岩石本身就是矿产。岩石也是研究各种地质构造和地貌的物质基础,它也能反映地壳发展历史的过程。

【岩浆】岩浆是在地壳深处天然生成的,富含挥发性成分的高温粘稠的硅酸盐熔融体,岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝固结后,形成各种岩浆岩。

岩浆的成分以硅酸盐熔融体为主,还含有大量挥发分,主要是岩浆中所含的水蒸汽、二氧化碳、氟、氯、硼、硫等易挥发的气体物质。挥发分在地下高压条件下,溶解于岩浆中,地下高压条件下溶解于岩浆当岩浆沿地壳薄弱地带上升、随着压力减小,挥发分便从岩浆里逸出或冷凝成热水溶液。

岩浆具有一定的粘度,其大小与二氧化硅的含量有密切关系。二氧化硅含量少者称基性岩浆,粘性小,易流动;二氧化硅酸含量多者称酸性岩浆,粘性大,不易流动。

岩浆的温度很高(火山口溢出的熔岩流温度可达800℃~1250℃),又受很高的压力作用,具有很大的流动性,当局部压力降低时,岩浆就向压力降低的方向运移。岩浆顺着脆弱地带侵入地壳上部称为侵入活动;或者沿着构造裂隙喷出地表,称为火山活动。侵入活动和火山活动合称岩浆活动。

【岩浆岩】又称火成岩,是岩浆侵入地壳或喷出地表,经过冷却凝固而形成的。其组成的基本元素是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛等,占元素总含量的99%。若以氧化物计,最主要的有SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO等。SiO2的含量最大(1559.14%),岩浆岩的主要造岩矿物是长石、石英、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石。岩浆喷出地表冷凝而成的岩石称为喷出岩;如果岩浆侵入地壳,在地下冷却凝固形成的岩石,称为侵入岩。在地下深处冷凝而成的岩石称为深成岩;在地下浅处冷凝而成的岩石称为浅成岩。根据SiO2的含量可将岩浆岩分为超基性岩(SiO2<45%)、基性岩(SiO2占45%~53%)、中性岩(SiO2 52%~66%)、酸性岩(SiO2>66%)四大类。

【岩浆岩的结构和构造】岩浆岩由于形成的环境不同,产生了各种不同的结构和构造。岩浆岩的结构是指岩石中矿物的形态、大小和结晶程度,以及颗粒之间的关系。岩浆岩的构造是指岩石中矿物的空间排列及其填充的方式,了解结构和构造可以了解岩浆岩的形成环境。如喷出岩由于冷却快,来不及结晶,形成玻璃质,称为玻璃质结构。其中一些气体尚未逸散,形成气孔构造。岩浆一面流动一面凝固形成许多流纹,做流纹构造。深成岩在地下缓慢结晶,它的颗粒在空间分布比较均匀,形成块状构造;在深处,各种矿物结晶的大小相近,这样的结构叫做等粒结构。而浅成岩中由于矿物结晶时间不同,造成先结晶的晶体粗大,后结晶的晶体细小,从而形成斑状结构。

【沉积岩】在地壳发展过程中,地表或接近地表的先成岩石在常温常压条件下,遭受风化剥蚀作用,生物作用或火山作用,在原地或经流水、大气或冰川的搬运并沉积,形成成层的松散沉积物,又经成岩作用固结形成的岩石,叫做沉积岩。

沉积岩的重要标志有二:一是具有层理构造;一是含有生物化石。沉积岩的结构反映了沉积岩的成因,如:碎屑岩(砾岩、砂岩、粉砂岩、风成岩、冰碛岩、粘土岩)是由先成岩石的机械破碎物经搬运沉积并胶结形成,具碎屑结构;化学岩(铝质岩或石膏等)是岩石风化中易溶物质呈胶体和真溶液通过化学沉淀方式沉积而成,具结晶粒状结构、隐晶质结构、鲕状结构;生物岩(石灰岩、硅质岩、磷质岩)是由动物和植物的遗体或其分泌物形成,具有生物结构或生物碎屑结构。

沉积岩的形成一般可分为四个阶段:(1)先成岩石破坏阶段;(2)搬运作用阶段;(3)沉积作用阶段;(4)成岩作用阶段。

沉积岩的重量只占地壳总重量的5%,却占大陆面积的75%,沉积岩广泛分布于地壳表层。我国的陆地面积有77.3%为沉积岩所覆盖。与沉积岩有关的矿产有煤、石油、铁矿、锰矿、磷矿、钾盐、石灰岩、硅藻土等。

研究沉积岩的结构和构造,可以了解沉积岩的形成环境和生物情况。沉积岩的研究也是研究地壳发展历史和古地理环境的重要根据。

【化学岩和生物化学岩】各种母岩在化学风化和剥蚀作用中所形成的真溶液和胶体溶液,经化学作用或生物化学作用沉积而成的岩石。岩石的成分较单一,有关的矿产有铁、锰、磷、铝、石灰石、石盐、石膏、硅藻土等矿床。

【石灰岩】湖海中所沉积的碳酸钙,在失去水分以后,紧压胶结起来而形成的岩石,称为石灰岩。石灰岩的矿物成分主要是方解石(占50%以上)还有一些粘土、粉砂等杂质。绝大多数石灰岩的形成与生物作用有关,生物遗体堆积而成的石灰岩有珊瑚石灰岩、介壳石灰岩,藻类石灰岩等,总称生物石灰岩。由水溶液中的碳酸钙(CaCO3)经化学沉淀而成的石灰岩,称为化学石灰岩。如普通石灰岩、硅质石灰岩等,纯净的石灰岩呈灰、灰白等浅色,而含有机质多的石灰岩呈灰黑色。除含硅质的灰岩外,灰岩的硬度不大,性脆、与稀盐酸起作用会激烈起泡。

我国石灰岩分布极广。石灰岩具有很大的经济意义,石灰岩易溶蚀,在石灰岩发育地区常形成石林、溶洞等优美风景。质纯者为冶金方面的必要熔剂和水泥工业的必要原料,也是烧石灰的主要原科,还广泛用于陶瓷、玻璃,印刷、制碱工业上。

【白云岩】主要由白云石组成的碳酸盐岩,常含有方解石、粘土矿物等杂质。一般结晶程度高,呈灰色、白色。外表与石灰岩相似,但较石灰岩坚硬,滴稀盐酸(5%)不起泡或缓慢地微弱起泡。白云岩在冶金工业上可用做高级耐火材料,纯者可用来提炼镁;在化学工业上用以制造钙镁磷肥;还可用作建筑石材和陶瓷玻璃的配料。

【变质岩】地壳中已生成的岩石,无论是岩浆岩、沉积岩还是变质岩,由于地壳运动、岩浆活动等造成的物理化学条件的变化,使原有岩石的矿物成分、结构构造发生了变化,这种作用称为变质作用。由变质作用所形成的新岩石,称为变质岩。

变质岩是在地球内力作用,引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。变质岩以其特有的矿物和结构、构造区别于岩浆岩和沉积岩。变质岩中常既有由于变质作用不彻底而残留的原有矿物、原岩结构,也有变质岩特有的变质矿物和定向构造。变质岩的结构是指变质矿物颗粒大小、形状以及重结晶程度等特征。在变质过程中,岩石受定向压力的作用,矿物发生弯曲、破裂、断开,成棱角状不规则的碎屑,甚至研磨成极细的碎屑或岩粉碎屑间常具裂隙,扭曲变形叫做碎裂结构。在变质作用过程中,原来的岩石基本在固体状态下发生矿物的重新结晶,形成有定向性的结晶质结构,称为变晶结构。变质岩的构造是指矿物排列的特点,大部分变质岩具有定向构造,成为鉴别变质岩的重要依据。在应力作用下,在岩石中心片状、柱状、板状矿物,互相平行排列形成定向构造;如果粒状矿物之间片状、柱状、板状矿物定向排列,构成不连续的深浅色泽相间的条带,形成片麻状构造;此外还有千枚构造、片状构造、条带状构造等定向构造。

【动力变质作用】由于构造运动所产生的局部定向压力,使构造错动带上的岩石及其组成矿物变形、破碎,并发生轻微的重结晶,叫做动力变质作用。根据应力的性质和强度不同,可形成构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等。

【大理岩】由石灰岩、白云岩等碳酸盐类岩石,经过发生重结晶作用变质而成。矿物成分以方解石、白云石为主,含少量蛇纹石、透闪石、方柱石、金云母、石英等。具有等粒变晶结构,呈白、浅灰、浅红等色。大理岩色泽美观,硬度3~3.5,加工容易,是很好的装饰石料。我国云南大理盛产这种岩石,故名大理岩。

【石英岩】由石英砂岩或硅质岩经热变质而成,主要由石英构成,还有少量白云母等。纯粹的石英岩,颜色洁白,若含铁质氧化物常呈红色。具有等粒变晶结构,块状构造。岩石致密,坚固,硬度大。

可用作建筑材料,纯净的可用作玻璃原料。

【区域变质作用】区域变质岩是由区域性的构造运动和岩浆活动引起的一种大面积的区域变质作用造成的,变质岩的范围往往达数百或数千平方公里。区域变质岩由于受温度影响,重结晶作用显著;又因受到强大定向压力的作用,具有明显的片理构造;受岩浆活动影响,岩石的化学成分和矿物成分也有很大变化。所以说,区域变质岩是在各种变质因素综合作用下产生的。代表性岩石有板岩、片岩、片麻岩。

【板岩】在地壳浅处的粘土岩、粉砂岩或中酸性火山岩受区域变质或热变质作用形成的岩石。岩石均匀细腻致密。敲之,能发出清脆的响声,板面微具光泽,颜色多样,可作屋瓦铺路等建筑石材。

【片岩】片岩是具有明显片理构造的变质岩,由泥质岩、粉砂岩及中酸性火山岩经中级区域变质作用形成。主要由云母、绿泥石、滑石,角闪石等片状和柱状矿物组成,呈定向排。列根据矿物成分可分为云母片岩,绿泥岩片岩、滑石片岩等。

【矿产】埋藏在地下或分布于地表的,可供人们开采利用的天然矿产资源,称为矿产。

按工业用途可分为三大类:(1)金属矿产包括黑色金属、有色金属两大类(见“黑色金属”与“有色金属”);(2)非金属矿产(见“非金属矿产”);(3)可燃有机岩矿产,如煤、石油、油页岩、天然气等。

【矿石】在现有的经济技术条件下,由矿床中开采出来,并能从中提取有用组分的自然矿物集合体,叫做矿石。矿石中的有用矿物叫矿石矿物;伴生的无用矿物叫脉石矿物。