《地概地球的物质组成.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地概地球的物质组成.ppt（61页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第三章 地球的物质组成,1,一、地球中的元素 二、自然界中的矿物 三、矿物晶体结构 矿物的DNA 四、岩石的科学与情趣,2,地球中的元素,一,3,全球的质量近六十万亿亿吨5.9761027g,几乎都集中在平均半径为6371km的固体地球内以岩石和金属的形态出现其平均密度为5.52g/cm3(即1立方厘米5.52克)大气、水和生物体的总质量不足0.1%，,4,总计或平均,大气,海洋,冰川,大陆地壳,大洋地壳,地幔,地核,5976,5.517,1.41,0.023,17.93,7.71,4068,1881,密度/g.cm-3,质量/1024g,0.005,0.00123,1.03,0.9,2.7,
2、2.9,4.53,10.72,5,物质复杂多样,地球上多种多样的物质，都是从基本粒子聚变而成氢开始的然后是四个氢合成一个氦，氦再进一步合成其它元素约在150亿年前的大爆炸以后50 100万年时，从轻元素到重元素，现今所有的元素就已逐渐形成,6,7,宇宙中的元素是通过热核聚变反应，经历了从简单到复杂的形成演化过程的。,8,两千多年前中国李耳,“道生一，一生二，二生三，三生万物”的哲学思想,9,美国化学家克拉克(F.W.Clarke,1847-1931),根据大陆地壳中的5159个岩石、矿物、土壤和天然水的样品分析数据，于1889年第一次算出元素在地壳中的平均含量数值(平均重量百分比)，即元素的丰
3、度后人为了纪念这个创举，将它命名为克拉克值。,10,地壳中各元素的丰度,氧(45.2%）,硅(27.2%)铝(8%),铁(5.8%),钙(5.06%)镁(2.77%),钠(2.32%),钾(1.68%)钛(0.68%),氢(0.14%),锰(0.10%),磷(0.10%)其它所有元素(0.95%),11,地壳中其它重要元素,10-5:Cu 5.5,Pb 1.25,Zn 7,Co 2.5,Ni 7.510-6:W 1.5,Sn 2,U 2.7,Mo 1.5,As 1.810-7:Sb 210-8:Ag 7,Au 410-9:Pt 5,12,整个地球的物质（按重量计算）各元素的丰度,34.6%是铁
4、，29.5%为氧15.2%为硅，12.7%为镁2.4%为镍，1.9%为硫，2.2%为钙和铝其它所有元素共占1.5%,13,地核：大部分以金属状态存在 的铁和镍,地壳和地幔：大部分是氧和硅 镁、铁、铝也较多水圈：以氧和氢为主生物圈：主要为碳、氢、氧和氮大气圈、水圈和生物体中的所有元素的质量和地球的总质量相比，不及千分之一,14,15,16,二、自然界中的矿物,把天然产出的、具有一定化学成分和物理特征的元素和化合物称为 矿物把矿物的集合体（混合物）称为 岩石,17,18,玉(jade),古人不知道它是什么成分，经过现代技术手段测定，才知道玉不是矿物而是矿物的集合体，即岩石一类大多为透闪石(Ca2M
5、g5Si4O112(OH)2)或阳起石(Ca2(Mg,Fe)5Si4O112(OH)2）一类，成纤维状，非常细微,19,羊脂白玉 黄玉,翡翠jadeite,硬玉和辉石的混合体,红宝石,绿柱石,祖母绿,刚玉,21,绿柱石,22,刚玉,23,矿 物,矿物也有较大的形体，可以用肉眼及简单的试验方法辨认矿物一般都有自己固有的形态，但在自然界产出时常不完整只有部分矿物如水晶、金刚石、黄铁矿、方解石、黑云母、石棉等少数矿物易形成其固有的形态特征,24,矿物肉眼鉴定方法,颜色：矿物吸收可见光后呈现的色调。条痕色：矿物粉末的颜色。透明度：可见光透过矿物的程度。光泽：矿物表面反射光波的能力。硬度：矿物抵抗外力刻
6、划的能力。比重：磁性：解理：矿物受力后沿一定方向规则裂开的性质。,26,27,图39 矿物集合体的几种形态1粒状 2片状 3晶蔟 4鲕状 5钟乳状,28,方解石的三组菱面体解理,29,30,摩氏硬度计,滑石方解萤磷长石英黄玉刚金刚,31,三、矿物晶体结构 矿物的DNA,绝大部分矿物都是结晶体德国物理家冯劳埃(M.Von Laue,1879-1960)用X光观测晶体，发现不管晶体的外形如何，内部的原子、离子、分子都是有序的排列这种质点的有序排列，就好像生物的基因物质脱氧核糖核酸（DNA）一样,32,33,矿物的各种特征,不仅与它的化学成分相关，更受到它晶体构造的控制,34,35,矿物种数,从20
7、世纪初的两千多种 20世纪90年代的五千多种,36,矿物分类,自然元素矿物：如金，金刚石、石墨、硫磺，还有铜、银、汞等卤化物矿物：如石盐、钾盐、萤石等硫化物矿物：如黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、雄黄等氧化物和氢氧化物矿物：如赤铁矿、磁铁矿、铬铁矿、锡石、铝土矿、软锰矿、硬锰矿、沥青铀矿、石英等。含氧酸盐矿物：最重要的是下面三种：硫酸盐矿物：有石膏、芒硝、重晶石等 碳酸盐矿物：如方解石、孔雀石 硅酸盐矿物：,37,自然金,38,萤石,39,辰砂,40,方铅矿,41,黄铁矿,42,硅酸盐矿物,氧离子和硅离子结合的基础上，再与金属离子结合而成硅酸盐矿物种类繁多，约占已知矿物种数的1/4，占
8、地壳总重量的85%其中最常见的就是各类长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石等几种，它们广泛分布在地壳与地幔内,43,44,硅酸盐矿物的晶体结构,45,石英（SiO2）,46,硅酸盐的架状结构（长石结构）,47,硅酸盐的链状结构（角闪石结构）,48,层状结构（白云母结构）,49,矿物的非晶质体：黑曜岩、珍珠岩、蛋白石,由于仪器观测精度越来越高，过去许多以为是非晶质的矿物，其实是晶体微小的“隐晶质”原来被列为非晶质矿物的种数变得越来越少,50,四、岩石的科学与情趣,矿物总是集合成为岩石而产出的,岩石是矿物或岩石碎屑的集合体,51,岩石的成因,水成论 魏尔纳(A.G.Werner,1750-1815)火
9、成论 郝顿（J.Hutton,17261797）,52,按岩石成因来进行科学分类,地球上的岩石：沉积岩主要来自地表的沉积物（很多沉积于水中），也称水成岩岩浆岩是岩浆冷凝的产物，也叫火成岩变质岩是原岩在固体状态下、经过一定的温度与压力的作用，有时还有新的成分加入，使其内部物质组成或结构发生了不同程度的变化,53,54,55,片麻岩官地,古代中国的学者走的是另一条路,他们的着重点不是去探究岩石的成因和寻求合乎逻辑的分类，而是想从岩石的身上找出精神的价值。将玉与普通的石头区别开来，并把它摆到崇高的位置，就是这种追求的表现。因为他们将玉的色泽、晶莹、柔润、坚固，敲击时声音清纯绵长等特点，看作仁义道德和
10、勇敢机智的体现。玉乃“石之美有五德者”，“君子必佩玉”。,57,玉,商周两代最盛。商王后妇好的墓中挖出玉器755件。武王灭商，“得佩玉亿有八万”即18万块之多。欧洲人没有这些讲究，哥伦布带回印地安人用来治病的玉，这才有了Jade（玉）这个名词,58,中国人不仅追求精神，也重视实用,四千多年前就会开采铜矿石、冶炼金属在两千多年前就知道把煤拿来当燃料将矿物岩石用于医药，更有独到之处。总之，一句话，事情做了不少，但却从来没有人去探索其中的科学奥秘。贤哲们是不去做这些事的，他们醉心的仍是在天人合一的境界中去领略石头的情趣。,59,爱因斯坦在1953年致斯威策(J.E.Switzer)的信中说过：,“西
11、方科学的发展是以两个伟大的成就为基础，那就是：希腊哲学家发明形式逻辑体系（在欧几里得几何学中）以及通过系统的实验发现有可能找出因果关系（在文艺复兴时期）。在我看来，中国的贤哲没有走上这两步，那是不用惊奇的，令人惊奇的倒是这些发现（在中国）全都做出来了。”,60,复习题,丰度,成岩作用,地层,解理,矿物矿物的光学性质主要有 颜色、条痕色、透明度、光泽 等岩石分类命名的依据主要为 成分、结构、构造。克拉克值由大到小前4种元素依次为()按照化学成分，矿物可分为等5大类。占地壳总质量达85的矿物种类是。下列矿物中能用小刀刻动而用指甲刻不动的是（）。A.滑石 B.方解石 C.石英 D.石膏花岗岩的矿物组
12、成最常见的是（）。A.石英、钾长石、辉石和黑云母 B.石英、斜长石、角闪石和黑云母C.石英、钾长石、斜长石和黑云母 D.斜长石、钾长石、白云母和黑云母,地壳中含量占第一位、第二位的元素是；地球中含量占第一位、第二位的元素是；银河系中含量占第一位、第二位的元素是。下列物质和地质现象中，组全部为矿物，组全部为岩石；A-砾岩、灰岩、长石石英砂岩、煤、玉、泥岩、千枚岩、花岗岩、玄武岩、变质石英砂岩、大理岩；B-石英、赤铁矿、自然金、黄铁矿、钾盐、方解石、辉石；C-海水、煤、玉、石膏、芒硝、铝土矿、玛瑙、蛋白石；小刀的硬度介于 之间，指甲硬度介于 之间。A石膏与方解石；B方解石与萤石；C磷灰石与正长石；D石英与刚玉；E滑石与石膏矿物的性质仅与矿物的化学成分相关。在矿物的化学分类中，石盐属于硅酸盐类。矿物的物理性质只由矿物的物质组成所决定。,
