土壤学教案-第一章.地质学基础（上）.docx

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1、土壤学课程教案课程编号：章节名称及内容：地质学基础（上）所在课程顺序号：第2个教案授课学时与时长：15学时授课教师：王聪课程类型：学类核心课一、教学目标1、熟识常见造土矿物和掌握岩石的特性及其识别方法二、教学内容1、地球的一般特征2、矿物三、教学重点1、矿物的性质、岩石的分类特性及其识别方法四、教学难点1、岩石的特性及其识别方法五、教学方法课堂讲授、多媒体辅助和板书相结合。六、教学过程开始课堂讲授前播放一段相关的视频或则提出与本次课程相关的几个问题进行提问并讲解上次课堂留下的问题和作业，然后开始进行课堂讲授，讲授过程穿插问题提问，本次课程结束时布置作业或则留下几个问题进行下次课堂的提问主要内容

2、11地球的一般特征1. 2矿物11地球的一般特征1 .1.1地球的形状与大小1、形状梨形：北极外凸，南极内凹。可视为实心椭球体，球体O40系2、主要参数赤道半径：6378.164km两极半径：6356.779km赤道周长：40075.24km子午线周长：40008.08km表面积：5.1亿km2体积：1.083万亿km3质量：5.9761024kg极半径：从地心到北极或南极的距离。经线，也称为“子午线2 .1.2地球的物理性质地球的物理性质包括：密度、压力、重力、地磁、地电、放射性、弹性和地热等。1密度：平均5.52gCm3,表层2.72.8,地心12.9。2、压力：地内压力随深度加大，并与密

3、度及重力有关。地下IOkm为3000Pa,2900km为150万，地心350万。3、重力：所受的地心引力和地球自转产生的离心力的合力。赤道地区最小9.78ms2,两极最大9.83。4、地磁：具有磁性，产生地磁场；地磁极与地理极不一致。5、放射性：由于存在放射性元素分裂或衰变释放能量形成。地热的主要来源之一。ms2是加速度单位，一般地球上用45。纬度处的海平面重力加速度作为标准值，g为9.8ms2（厘米/平方秒）磁偏角：是指地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角（在一个地方用指南针测得的南北极的方向与真实方向的夹角）磁倾角为磁针和水平方向形成的夹角地球中的放射性物质主要有铀、钢和牡族以及40

4、K,87Rb（锄）等。铀、牡、镭的含量随SiO2和K20含量的增加而增高我们的环境中的绝大部分放射性元素，其实是有生成机制的，并不是超新星的产物。轻元素的放射性同位素是高能宇宙射线与空气中原子核反应的结果，以碳14为例，就是宇宙射线与氮14核反应的产物。113地球的圈层结构1、概述土壤圈在大气圈、水圈、生物圈的交接位置。2、外部圈层（1）大气圈大气圈（AtmOSPhere）是由包围在固体地球最外层的气体组成的连续圈层,总质量约为地球总质量的百万分之一。3 .大气组成主要有：干洁气体、水汽和尘埃。干洁气体中以N2、。2最多，占99.5%,Ar0.09%,82约0.03%。4 .大气垂直结构对流层

5、（818km）集中大气质量的3/4,大气水汽的90%；是主要的天气现象形成区。温度随高度升高而降低（0.65C100m）平流层（50km）大气水平移动平稳，温度随高度增加而上升；1535km为臭氧层。中间层暖层（热层、电离层）散逸层（外层）大气圈外层（逃逸层）热层（电离层）中层大气（midd1eatmosphere）一般指高度介于10一IOOkm的大气层，其主体部分为平流层和中间层。热层的空气受太阳短波辐射而处于高度电离的状态，电离层便存在于在本层之中，而极光也是在热层顶部发生的。热层的大气分子吸收了因太阳的短波辐射及磁场后其电子能量增加，其中一部分进行电离，这些电离过的离子与电子形成了电离层

6、，电离层可以反射无线电波，因此它又被人类利用进行远距离无线电通大部分人类活动在一般平流层(2)水圈水圈(HydrOSPhere)是由地球表层的水体构成的一个连续的圈层。水的存在形式有液态、固态、气态，分布于海洋、河流、湖泊、沼泽、地下水、冰川、大气以及岩石、土壤的孔隙中。海洋是水圈的主体，面积约为3.61108km2,占地球表面积的70.8%,体积的97.2%;大陆水(淡水)占体积的2.8%,其中，两极冰川水占77.44%,地下水22.01%,陆地河流与湖泊水不到5%。水循环(3)生物圈生物圈(BiOSPhere)是地球表层生物分布和活动的地带所构成的连续圈层。地下(或水下)3km高空Iokm

7、都有生物存在，因此生物圈与大气圈、水圈、地壳之间无明显分界生物通过其生命活动(光合作用、新陈代谢等)，不断改造地球的其他圈层，从而改变地壳表层的物质成分和结构，同时还参与风化、成岩、成矿等一系列地质作用。3、内部圈层(1)地球内部圈层划分的依据：对地球内部的知识目前主要来自对地震波的研究。地震波在地球内部传播时,其传播速度与物质的密度和性质密切相关。地球内部存在两个波速变化最明显的界面：第一个位于地表下平均约33km处，莫霍面；第二个位于地表下约2900km,称古登堡面。根据这两个界面，将地球内部从外向内分为：地壳、地悔、地核0地球的内部圈层结构地壳位于莫雷界面以上,是地球表因一层薄律的、由岩

8、石组成的坚硬外壳。它印薄不一,大陆部分比较厚,大洋部分比较薄.平均厚度为17千米.地幔介于其霸界面和古登堡界面之间,厚度为2800多千米。根据地震波波速的变化.把地幔分为上地幔和下地幔两层,在上堆幔上部存在个软流01.一般认为这里可能是岩浆的主要发源地之施核以古登堡界S1与地幔分界,厚度Ma)多千米。根据施震波波速的变化.可以将地核分为外核和内核两乂.地核的阻度很密.压力和密度很大.(2)地壳地壳为莫霍面以上的部分，由固体岩石构成，厚570km,平均16km；海洋地壳平均67km；大陆地壳平均33kmo地壳又可分为：上地壳:平均密度2.65gcm3,平均厚度IOkI1b主要成分硅(73%)、铝

9、(13%),又称为硅铝层或花岗岩层。分布不连续，大陆有，大洋底缺失。下地壳:平均密度2.9gcm3,主要成分硅(49%)、铁和镁(18%)、铝(13%),又称为硅镁层或玄武岩层。地球表面硅、铝多，越深铁、镁多。(3)地幔地幔介于莫霍面和古登堡面之间，厚2898km,平均密度4.5gcm3；占地球体积的83.4%,质量的2/3。地慢又可分为：上地幔：厚度900多km,一般认为其成分是含铁镁高的超基性岩。平均密度3.5gcm3O地震波在6040OkiT1波速下降，称为低速带，其中部分区域成为岩石熔点以上的液态区，为岩浆活动的发源地。低速带以上的地球部分合称为“岩石圈”。下地幔：平均密度5.1g/c

10、m3,成分与上地幔无明显区别，只是铁的分量更多些。(4)地核地核是古登堡面地心的部分，厚3473km,占地球体积的16.3%,质量的130主要成分铁、银。地核边缘温度4000,地心温度5500-6000oCo地核又可分为：外核：厚度1742km,平均密度10.5gcm3。液态物质组成。过渡层：厚515km,波速变化复杂，液态固态。内核：厚度1216km,平均密度12.9gCm3。固态物质组成。1. 2矿物1 .2.1矿物的概念1概述：地壳中的元素共94种，相对含量极不均匀。地壳中以0、Si.A1FeCa.Na、K、Mg、Ti、H等10种含量最多，占99.96%；其中0、Si、A1、Fe占88.

11、13%。矿物（掌握）：地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物。在自然界中已发现的矿物近4000种，被利用的200多种；与成土有关的4050种，常见的10多种。2 .矿物的特征：矿物是各种地质作用形成的天然化合物或单质。矿物具有一定的化学成分。矿物还具有一定的晶体结构，它们的原子呈规律的排列。矿物具有较为稳定的物理性质。矿物是组成矿石和岩石的基本单位。也称为“造岩矿物”。3,矿物的成因分类（掌握）：1、岩浆矿物：由地壳深处熔融状态的岩浆经过冷凝固结而形成的矿物。如石英、长石、云母、辉石、角闪石等。（原生矿物）2、表生矿物：原生矿物在地表经风化、沉积等作用，组成和性质发生变化，形成的新矿物

12、。如方解石、高岭石等。（次生矿物）3、变质矿物：矿物经过高温高压等作用（变质作用）所形成的新矿物。如石榴子石、金云母、滑石、石墨等。（次生矿物）1 .2.2矿物的物理性质1概述：由于化学成分和内部结构不同，每种矿物都有自己特有的物理性质。掌握矿物的物理性质是鉴别矿物的主要依据。矿物的物理性质有很多，包括：光学性质，力学性质，以及电学性质、热学性质、磁性、放射性等2 .矿物的光学性质（掌握）（1）颜色指矿物对可见光中不同光波选择吸收和反射的物理性能的表现。朱砂,炼丹,硫化汞矿物；ZnS;因形状酷似狗的头形，又名狗头金。常含银或微量的铜和等轴晶系；镁和硅的氧化，水合物（Mg6）Si8020（0H）

13、4;SnO2；氧化态的铜一般蓝色Cu3（CO3）2（OH）2;A1203；Si02根据呈色的原因，可分为：自色：矿物本身固有的，由化学成分、结构决定的颜色。如水晶（无色），孔雀石（翠绿色）,黄铁矿（铜黄色）。孔雀石Cu?（OH）2CO3他色：矿物中混入了某些杂质而生成的颜色。如紫水晶、绿水晶。假色：矿物内部裂隙、表面氧化膜等所引起的光线干扰。如斑铜矿（暗铜红色）氧化，表面为蓝紫色。（2）条痕即：矿物粉末的颜色。可以消除假色，减弱他色，保持自色。主要用于暗色矿物、尤其是含铁矿物的鉴别。如赤铁矿（暗红色）：条痕樱红色；褐铁矿（黑褐色）：条痕黄褐色；磷灰石（黄褐色）：条痕白色。方法：矿物在白色无釉的

14、瓷板上划擦留下粉末（3）光泽指矿物新鲜面对光线的反射程度。可分为：金属光泽：反光强烈，刺眼光亮。金属矿物具有，如自然金、铅、铜。半金属光泽：反光较强，介于中间。大多为金属氧化物矿物具有，如褐铁矿。非金属光泽：大多为透明或半透明矿物。又可分为：金刚光泽（金刚石）；玻璃光泽（正长石）；油脂光泽（石英断口）；珍珠光泽（云母）；丝绢光泽（纤维石膏）；土状光泽（高岭石）正长石KA1Si308;云母KA12（A1Si3010）（OH）2；以前有没有骨折过,打的石膏;纤维石膏CaS04-2H20；高岭石A14Si4010（0H）8;本身含原子量较高金属元素的，更容易有金属光泽（4）透明度指矿物透过可见光的能

15、力，即光线透过矿物的程度。一般规定以0.03mm的厚度作为标准，以同样强度的光源进行对比。肉眼鉴定矿物时，可在矿物碎片的边缘进行。根据透明度的差异可分为：透明矿物：如水晶、冰洲石等。半透明矿物：如滑石等。不透明矿物：如黄铁矿，磁铁矿等冰洲石(Ice1andspar),即无色透明的方解石，是自然界中最纯净的碳酸钙晶体3 .矿物的力学性质(掌握)1、概述：指矿物受外力作用后所表现的性质。包括：矿物的硬度、解理、断口、弹性、挠性、延展性等。2、硬度指矿物抵抗外力刻划(或摩擦)和机械压力的能力。一般指矿物之间的相对硬度，用摩氏硬度计来确定。滑石3MgO4SiO2H20,A1203Fe0Mg0o方解石：CaC03o萤石CaF2。磷灰石(磷肥)；黄玉，氟铝硅酸盐矿物；刚玉A1203；不好鉴别的时候互相划一划，看看哪个硬硬度12345678910标准矿物滑石石育方解石萤石磷