1、近代的地震仪在1880年才制成，它的原理和张衡地动仪基本相似，但在时间上却晚了1700多年。在人类生存的太阳系中，太阳的质量最大，是太阳系其；根据天文观测和宇宙飞行器了解到的资料，行星大致有；行星的表面的地貌形态和地球很类似，特别是环形坑比；月亮是地球的唯一的卫星，它围绕地球运行，但自己不；第十八课时：月球上的土壤和岩石；自古以来，人们对月球就充满着钟情和向往，民间也；有许多关于月亮的美丽传说，“嫦娥奔月”就是凭借月；景来表达人们感情追求的神话故事。在人类生存的太阳系中，太阳的质量最大，是太阳系其他行星总质量的150倍，占总质量的99%以上。太阳的表面是光彩夺目的光球层，能发射出强烈的光和热，
2、太阳的表面温度可达6000。围绕着太阳旋转的有九个大行星，以太阳为中心向外，依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。在九大行星中，太阳的直径是地球的109倍，体积为地球体积的130万倍，质量是地球质量的33.3万倍，密度却只有地球的四分之一。根据天文观测和宇宙飞行器了解到的资料，行星大致有两类，一类是气态的巨型行星，与太阳成分相似；另一类是石质的小型行星，与地球相似。行星的物质组成没有本质上的差别，但在各种成分的比例和表现的状态有很大差别。比如在地球上CO2 、H2O最多，而且CO2是气态，H2O是液态；但在其他行星中他们大多呈液态，CO2很少呈气态；在金星上主要是气
3、态的CO2，气态的H2O很少，液态的H2O几乎没有。而在火星上CO2和H2O绝大多数是固态的。行星的表面的地貌形态和地球很类似，特别是环形坑比较发育。环形坑规模不一，大型的环形构造直径可达几百甚至几千公里。圆形的周围有高峻的山脊，中心往往形成盆地。但是，各行星的地形复杂程度不同。比如火星表面就极为复杂，地形波状起伏，有山脉、高地、平原。有大而密集的环形坑，还广泛分布有火山作用形成的地形。月亮是地球的唯一的卫星，它围绕地球运行，但自己不发光。在太阳系中离地球最近，距离大约384400公里。月球围绕地球旋转的轨道是椭圆形的，因此月球与地球的距离变化比较大。随着空间探测器的进展，人类发现除了水星和金
4、星没有卫星之外，其他行星都有为数不等的卫星。月球上的土壤和岩石自古以来，人们对月球就充满着钟情和向往，民间也有许多关于月亮的美丽传说，“嫦娥奔月”就是凭借月亮的幻景来表达人们感情追求的神话故事。但是，长久以来，人类对月球的情况是一无所知的。直到十八世纪，发明了高倍望远镜观测天空以后，人们才对月球的表面特征有了比较清晰的认识。特别是卫星和登月探测的研究结果，准确地向人类揭示了月球的表面景观、构造特征以及月球上的土壤和岩石的真实面貌。月球表面起伏很大，和地球一样，也有海、陆、湖、湾之分，只是这里的海、湖和湾中并没有水，仅仅是借用了地球上地貌的名称。因为月球围绕地球旋转一周的时间正好与月球自转一周的
5、时间相同，因此，人们在地球上总是只能看到月球的同一个面，对月球背面的地貌形态还知之甚少。在月球正面有一些暗色的区域，被天文学家称之为月海，现已发现月海有20几个，约占月球正面的一半。实际上月海是辽阔的平原，里面一点水也没有。月球表面高出月海的地区是月陆，月陆一般要高出月海2000-3000米。月海的海面比月球的平均水准面要低得多。最低可达6000多米。在月海中，伸向月陆的部分，称为湾；小的月海称为湖。美国和前苏联载人和不载人的月球探测计划的实施，使人类对月球的了解速度大大推进，其了解程度仅次于地球。特别是从月球带回大量来自月球的标本，也就是月壤和月岩，对研究月球表面的岩石以及与地球对比起到了非
6、常重要的作用。比如测定月岩标本的年龄大多在31至46亿年以前，而地球上最老的变质岩年龄大约在40亿年左右，为研究月球和地球的起源提供了一些直接的证据。从月球带回的标本来看，月岩组成比较简单。在月海中主要为溢流玄武岩，玄武岩颜色较深，反照率很低，从地球上看月球，表现为月球表面的暗斑。一般说来，月球上的玄武岩和地球上的相应的火山岩类似，但是，月岩的基本特征和地球上类似的岩石还是有很大区别的。比如，月球中没有水，碳、氢、硫、氯、汞、铅、锌等低温蒸发物质，而富含铝、钛、锆等不易熔化的耐熔元素。另外一个重要的区别是因为月球上没有水，因此月岩极其干燥。然而，在地球上，即使是最干燥地区形成的岩石总是会以物理
7、和化学方式含有一定量的水。根据月岩年龄测定结果，在月球中最激烈的火山喷发发生在31至38亿年以前。月陆高地主要由富含斜长石的火成岩组成，它们代表月球上最早形成的产物，年龄大约在46亿年以前。这类岩石对太阳的反照率较强，在地球上看月球，是月球中最洁白发亮的地方。月球的表面并非是没有土壤覆盖的不毛之地，实际上，到处都覆盖着厚层的岩屑和玻璃质物质，被称之为月壤。月球上月壤和地球上风化剥蚀作用形成的土壤概念是不同的，月壤是由细至尘埃、大到砂，甚至大砾石的物质组成的。在月海中，月壤的厚度一般为2-10米，月陆中月壤的厚度稍大些，可以达到20米。月壤中的岩屑主要由各种不同形状和结构的玄武岩和斜长岩组成。月
8、壤中的角砾主要有玄武岩岩屑和玻璃质胶结物两部分组成。此外，在月壤中还有一定比例的球粒陨石。月壤中岩屑的来源主要是因撞击而破碎的月岩和陨石，它们是构成月壤的主要成分。月岩由于热胀冷缩的长期作用自身发生崩解以及月球上火山爆发的火山灰和岩石碎屑也是月壤的来源之一。第十九课时：陨石怎样来到地球从目前掌握的资料来看，每年大约有500块陨石作为天外来客来到地球表面。其中，大部分落到海洋里，大约有150块落在陆地上。陨石落在陆地上的情景是多种多样的，陨石的成分也不完全相同。因此，陨石以其独特的科学价值引起人们越来越广泛地关注。通常，陨石被认为是环绕太阳轨道运行的行星彼此碰撞、破裂而形成的碎块。在晴朗的夜晚，
9、可以看到一线亮光划过夜空，瞬间消失，这种现象就是人们常说的流星；它们都是弥漫在宇宙空间中的星际尘埃，如果被地球的引力捕获，吸向地球，便形成陨星；当它们以极快的速度进入地球浓密的大气圈时，大多数陨星与大气发生摩擦、生热、发光而汽化，但仍有一部分残留下来落到地表，成为陨石。大多数陨石是行星最外层破碎而形成的石质陨石。来自行星核部的铁陨石相对较少。陨石坠落到地球表面的情景是很壮观的，这里介绍几次比较典型的陨石降落过程的报道：1976年3月8日下午3点时分，在我国吉林省吉林市北部降落了历史上罕见的一场陨石雨。这场陨石雨涉及范围达几百平方公里，散落在有十多万人口的居住区，成为世界上分布面积最大的陨石雨。
10、根据观察的资料，这个大陨石进入大气圈之后，表面产生大约3500的高温，周围空气的温度甚至高达20000，因而使陨石看上去像一个光彩夺目的火球，随即在高空破裂，崩解碎块，坠落如雨。我国科学家在现场收集到200多块陨石标本，总重2吨以上，其中最大的陨石总重量为1170公斤，堪称世界上最大的石质陨石。2000年1月18日，加拿大北部人烟稀少的塔吉斯湖上空传来了巨大的爆炸声，一块重约40万磅的陨石从太空冲入地球，然后爆炸成500多块碎块，散落在冰冻的湖面上。因为陨石本身的余热溶化冰雪，而使这些碎块埋在冰雪中，成为世界上难得的没有受到外部污染和空气温度影响的陨石。近代历史上，最惊人的陨石坠落事件是通古斯
11、事件，1908年的一天夜里，在前苏联西伯利亚一个名叫通古斯的地方，在方圆800公里的范围内，都见到了火光；在100公里范围内，都听到了轰隆巨响；在50公里范围内，高大树木全部被烧毁。很多人推测这次事件与陨石坠落有关，但奇怪的是至今没有找到陨石碎块。因此，成为世界著名的“通古斯之谜”，吸引了许多中外科学家前往这个地区进行考察和研究。陨石坑是天体撞击地球表面留下的痕迹。体积大的陨石坠落到地表时，冲击地面的力量是十分巨大的，可以在地表形成火山口形状的陨石坑。这些环形山有时很难确定是火山活动造成的火山口，还是陨石冲击坑。利用深钻和地球物理勘测能提供陨石坑的证据。比如冲击变质的证据，表面陨石冲击的压力远
12、远高于火山爆发所释放的压力；再如陨石坑没有火山根部的物质，可用深部资料把它们区分出来。印度德干高原暗色岩石中的洛纳尔环形山的起因问题大约争论了一个多世纪。最近的研究成果表明，它是一个陨石冲击坑。直接证据是在这个环形山中发现冲击变质物质，特别是洛纳尔环形山的微角砾岩和玻璃球粒成分，与阿波罗月球探测获得的样品中有类似之处。陨石坑是冲击作用的产物，是研究瞬间超高温、高压条件下矿物结构和相变十分理想的场所。比如破碎锥，它是由于陨石冲击产生强烈的应力波所造成的一种圆锥形的岩石碎片；还有氧化硅的高压形态- 柯石英和超石英，都是在陨石坠落高压冲击条件下形成的。第二十课时：陨石的种类在世界各地博物馆收藏的陨石
13、中，特别是陨石坠落地面时直接收集到的陨石标本，大部分为石质陨石。但实际上，陨石的种类很多。科学家们根据陨石中金属和硅酸盐的含量、结构和构造以及它们的成分差异，将陨石分类为：铁陨石、石铁陨石和石陨石三大类。每大类中根据结构或出现矿物等特征的不同，再进一步细分出不同类型。铁陨石数量约占陨石总量的6%，主要有铁和镍组成，此外，还有钴、磷、硅、硫、铜等元素，在地球上还没有见到与铁陨石相应的物质。铁陨石的密度比较大，大约为8-8.5g/cm3。根据成分和结构特征的差异，铁陨石可以细分为方陨铁、八面石、贫镍角砾斑杂岩和富镍角砾斑杂岩四种类型。它们在成分上是过渡的，可以由同一种铁-镍熔体缓慢冷却而逐渐形成。
14、它们在结构上也有不同，比如方陨铁在光面上具有平行条纹，也叫牛曼条纹，而八面石的光面上是交错条纹，也叫韦氏条纹。石铁陨石在陨石中数量最少，约占2%，为铁、镍金属和硅酸盐的混合物，是铁陨石和石陨石之间的过渡类型。石陨石在陨石总量中占绝对优势。从世界各地博物馆收藏的数千块陨石标本来看，60%以上是石陨石。如果从直接坠落到地面并随即收集到的陨石标本来统计，石陨石所占的比例更高，甚至可在90%以上。石陨石的成分主要是铁和镁硅酸盐，矿物成分是橄榄石和辉石，镍-铁含量较少，很接近玄武岩的成分。石陨石根据是否含有球粒细分成两类，即球粒陨石和无球粒陨石。陨石中，球粒陨石非常丰富，约占陨石总量的84%。虽然在陨石
15、中已鉴别出将近50种不同的矿物，但在一般情况下，球粒陨石主要由橄榄石、辉石、斜长石、铁镍微颗粒以及少量其他矿物组成。在显微镜下，这些不足1mm的矿物颗粒杂乱无张地排列。球粒陨石的特征是除了上述矿物成分之外，还具有一些直径约1mm的圆形球粒，它们大多是玻璃质的，主要由含铁硅酸盐液滴结晶而成。放射性年龄测定结果表明，大多数球粒是在45亿年以前形成的。有些科学家认为这些球粒的成分可能代表原始行星物质，推测是在太阳系开始形成初期，被原始太阳熔化并脱离太阳迅速冷凝形成的。这样的成分可能是太阳系初期没有经过改造过的成分，这一发现为了解地球原始成分提供了十分宝贵的资料。 在球粒陨石中，由于球粒的成分不同，还
16、可以分出顽火辉石球粒陨石、普通球粒陨石和含碳球粒陨石。在地球上，含碳球粒陨石非常稀少，它们的主要特点是含有氨基酸和其他有机质。科学家们研究发现，1969年9月在澳大利亚的亚茂契逊镇坠落的含碳球粒陨石中，含有18种氨基酸。另外，具有含水矿物蛇纹石也是这类陨石的特殊之处。无球粒陨石在陨石中排第二位，约占8%。这类陨石的特征是不含陨石球粒，成分类似于地球上的镁铁质和超镁铁质岩石，更接近于辉石岩，其中最主要的矿物是辉石和斜长石。 陨石是天外来客，是迄今为止人类直接从太阳系获得的主要物质。越来越多的事实说明地球的形成与宇宙的影响是分不开的，原始地球各圈层的形成与太阳系的形成和发展有密不可分的联系。因此，
17、研究陨石对于人类认识地球的起源、成分、结构和演化有很重要的科学意义。第部分 形形色色的岩石岩石就在我们脚下。我们的祖先注意到石头之初，可能开始是把它们当成了玩具。岩石大小不同、形状不同、颜色不同，他们放在手中把玩或相互投来掷去，岩石的质量使身体被触部位有痛感，我们的祖先感到可以用它们作武器，在围猎时掷向动物。再后来，他们发现用尖锐的石块可以削剥树枝。不起眼的岩石成了人类的工具，我们的先辈在狩猎和屠宰中一刻也离不开它。大约在250万年前，原始人掌握了用石头碰击起火的办法。由此，岩石在人类文明史上产生了巨大的作用。我们的祖先越来越依赖岩石：他们住在岩洞中，用石头做切割工具，把碎石串起来戴在胸前、手
18、腕做装饰，在岩壁上作画表达自己的情感。他们在利用石块时必须要选择，那些可用的石块也不是随处可得的，他们必须去寻找，到很远的地方去探查和采集，人类就这样与岩石结下了不解之缘并获得了最初关于岩石的认识。第四课时：认识脚下的岩石一、叩开岩石之门说起石头，人们并不陌生。在地质学术语中，人们通常所说的石头被称为岩石。“岩”有高山陡崖之意，而“岩石”就是形成这些高山峭壁的石头。实际上，岩石的含义已远不止只形成高山，岩石在我们生存的地球上广泛分布，山脉、丘陵、岛屿、江河湖海以及平原的基底，都是由岩石组成的。岩石看上去比较坚硬，好象差别不大，似乎很简单，其实不然。它们的成因非常复杂，可以说每种岩石的成分和结构
19、等特征都各不相同。因此，要给岩石下一个普遍而准确的定义是很困难的。从十八世纪出现“岩石”这个地质术语开始，一直到现在，岩石的概念都在不断地修改和完善。目前比较公认的岩石定义包括了以下一些内容：岩石是自然形成的产物；岩石是由一种或几种矿物组成的固态集合体。这两句话就是岩石的基本概念。岩石是天然产出的，可以说岩石是大自然的宠儿，每一种岩石都有自己的发生、发展和破坏的历史。它们是在地壳中形成的，是机械作用、物理化学作用和生物作用等综合地质作用的产物，也是地壳和上地幔顶部的重要组成部分。岩石不包括人工合成的工艺岩石，比如陶瓷是由含高岭石的瓷土烧制而成的，不能称为岩石；浇注混凝土里面虽然有很多大小不等的
20、石块，也只是建筑材料，而不是岩石。岩石是有一定形状的固态集合体，有的成层状、片状；有的成块状、球状、柱状，形状各异。换句话说，那些没有固结的的松散沉积物，如砾石、砂子、黏土、火山灰，海底沉积物等碎屑。由于它们没有固定的形态，更没有胶结形成坚硬的岩石，因此，他们不在岩石之列。还有石油，因为它是液体，也不能称为岩石。在绝大多数情况下，岩石都是由几种矿物组成的集合体。但是，由于岩石类型不同，在很多岩石中，除了矿物之外，还有一些其他物质。比如矿物颗粒之间的胶结物；遗留在岩石中的植物和动物遗迹（也称化石）；还有由于岩石形成温度高，冷却快、来不及结晶而形成的火山玻璃，这些物质也都是构成岩石集合体的成分。虽
21、然在自然界中矿物种类繁多，但是在岩石中经常出现的矿物并不是太多。尽管如此，由于其矿物组合、矿物成分和矿物含量千变万化，使形成的岩石仍然各不相同。比如花岗岩是酸性侵入岩，主要是由石英、酸性斜长石和云母组成的；玄武岩是基性喷出岩，它的主要矿物成分是橄榄石、辉石、角闪石和基性斜长石。矿物组合明显不一样，即使都有长石，成分也不同。在个别情况下，也有由一种矿物组成的岩石，如石灰岩只是由方解石组成的；石英岩是由单矿物石英组成的。通常，组成岩石的矿物颗粒都很小，靠眼睛观察很难准确地辨认矿物和确定岩石的结构，使岩石研究长期处于停滞状态。直到1867年把偏光显微镜用于鉴定岩石薄片，才为岩石学研究打开了一个新的局
22、面，成为岩石学发展史上的一个转折点。后来，又逐渐从研究岩石的成分、结构、分类，发展到研究岩石化学和地球化学特征，并与其他相关学科结合，使岩石学成为地质学领域中的一门重要的分支学科。二、岩石的面貌在我们生存的地球上，无数千姿百态的自然景观都是岩石在长期的地质历史中不断变化、雕琢形成的。一般来讲，岩石的面貌主要受岩石的结构、构造和产状控制。因为每种不同成因的岩石类型都有它们独特的结构和构造特征，所以在自然界中形成的形态也有很大差异。前面已经讲过，岩石是由一种或多种矿物和胶结物、火山玻璃、生物遗骸等物质组成的。岩石的结构是指组成岩石的矿物本身的形态、外貌特征以及矿物之间的相互关系；构造是指组成岩石的
23、颗粒彼此之间的排列、充填方式。岩石的结构、构造是地质学家作为岩石鉴定和分类命名的依据，也是研究岩石成因和演化的不可缺少的内容。沉积岩最典型的构造是水成的层理。好象一本本不同颜色和厚薄的书叠置在一起，层与层之间有明显的界限。层理有水平的，有波状的，交错的等等。因此，沉积岩形成的山丘具有明显的成层状外貌。煤就产在这种成层叠置的岩石中。著称世界的黄土高原，有研究者认为是风成沉积地貌。我国南方震旦系地层中有典型的冰碛砾岩沉积，砾石分选差，与砂、泥质混合成岩，是大陆山谷冰川作用形成的产物。我国桂林有“山水甲天下”之美称，奇妙莫测的七星岩是另一种类型的沉积岩，即碳酸盐地区形成的喀斯特地貌。变质岩的特征构造
24、是具有叶理，和沉积岩的层理不同，它是变质作用的形成的。不论是板理、片理还是片麻理，其中的矿物都呈定向排列，而且矿物表面和定向压力方向垂直。板理、片理只是由于变质程度深浅、矿物颗粒大小产生的差别，全部是由板状、片状矿物平行排列而形成的。片麻理则不然，它是不同矿物交替成层分布造成的，这种条带状构造在变质岩中广泛分布。三亿文库包含各类专业文献、各类资格考试、中学教育、应用写作文书、行业资料、生活休闲娱乐、文学作品欣赏、高等教育、仁荣中学校本教材 地球故事82等内容。岩浆岩，特别是花岗岩，造就了很多名山大川，东北大；安岭、东南沿海一带都有成群的花岗岩分布；就是花岗岩体经过漫长的地质构造运动形成的；看到
25、花岗岩体被断裂切割成十分陡峭的地形，形成好象；一样笔直的百丈陡崖；比较坚硬、结构致密的缘故；玄武岩常形成广阔的台地，高原；玄武岩是岩浆溢流形成的地貌景观；大得多，不容易形成溢流，常喷发形成边坡比较陡的大；如世界著名的日本富士岩浆岩，特别是花岗岩，造就了很多名山大川，东北大小兴安岭、东南沿海一带都有成群的花岗岩分布。安徽黄山多姿的奇观就是花岗岩体经过漫长的地质构造运动形成的。在陕西华山也可以看到花岗岩体被断裂切割成十分陡峭的地形，形成好象被斧头劈开一样笔直的百丈陡崖。花岗岩这么坚硬耐磨，是因为组成它的矿物比较坚硬、结构致密的缘故。玄武岩常形成广阔的台地，高原玄武岩是岩浆溢流形成的地貌景观。安山岩
26、浆的黏度比玄武岩浆要大得多，不容易形成溢流，常喷发形成边坡比较陡的大型火山，比如世界著名的日本富士山、意大利维苏威火山就属于这种类型。我国黑龙江镜泊湖地区有很多奇特的玄武岩景观，不仅可以供人们观光游览，而且也是认识和了解火山岩最好的一个天然课堂。火山口森林是景色之一。站在齐天亭上俯视火山口，深度百余米，植物垂直分带现象很明显，因为深陷在地面之下，当地人把称它为地下森林。漫步在这个天然公园里，随处可以见到岩浆流动时形成的流动构造，特别是在地形陡峭的地方，玄武岩浆流动速度加快而形成的熔岩“瀑布”，至今还悬挂在游人面前，别有一番风味。保存完好的熔岩隧道是很难得一见的又一火山景观，好象石灰岩发育地区喀
27、斯特地貌里的地下暗河，不过，流的不是水，而是岩浆。形成的过程也和喀斯特溶洞完全不同，它是由于靠近地表的玄武岩急速冷凝而成的，由于固结速度比较快，在地表形成一层硬壳。而下面的熔岩流仍然具有较高的温度，仍然是熔体状态，遗留下来的熔体流动通道就象一条人工隧道，有很大的空间。人们走近熔岩隧道里，在洞壁上可以见到多期岩浆流动留下的一道道痕迹。而在火山口的积水则形成了美丽、辽阔、碧水如镜的火口湖，镜泊湖由此得名。第五课时：岩石一、岩石的种类虽然岩石的面貌是千变万化的，但是从它们形成的环境，也就是从成因上来划分，可以把岩石分为三大类：沉积岩、岩浆岩和变质岩。1、沉积岩沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的
28、一种岩石类型。它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用，最后形成的岩石。沉积岩的物质来源主要有几个渠道，风化作用是一个主要渠道，它包括机械风化、化学风化和生物风化。机械风化是以崩解的方式把已经形成的岩石破碎成大小不同的碎屑；化学风化是由于水、氧气、二氧化碳引起的化学作用使岩石分解形成碎屑；细菌、真菌、藻类等生物风化作用也能分解岩石。此外，火山爆发喷射出大量的火山物质也是沉积物质的来源之一；植物和动物有机质在沉积岩中也占有一定比例。不论那种方式形成的碎屑物质都要经历搬运过程，然后在合适的环境中沉积下来，经过漫长的压实作用，石化成坚硬的沉积岩。2、岩浆岩岩浆
29、岩也叫火成岩，是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆，在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。因为它生成的条件与沉积岩差别很大，因此，它的特点也与沉积岩明显不同。在野外观察，沉积岩常具有成层构造，层状构造是沉积岩所独有的特征。而在岩浆岩发育的地区则常常见到节理，而基本上看不到层理；在矿物组合上，在岩浆岩中出现的矿物，如橄榄石、辉石、角闪石等矿物是在高温高压条件下结晶形成的，在常温常压条件下不容易保存，因此，在岩浆岩中出现的矿物在沉积岩中很少见到。既使是同一族的矿物，比如虽然都有长石出现，它们在成分上也不一样。在沉积岩中的长石一般是钾长石和含钠高的酸性斜长石，而在岩浆岩中常常见到的含钙比较高的基性和中性斜长石，这些在沉积岩中都见不到。3、 变质岩在地壳形成和发展过程中，早先形成的岩石，包括沉积岩、岩浆岩，由于后来地质环境和物理化学条件的变化，在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化，而形成一种新的岩石，这种岩石被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类型之一。在变质岩的概念中，有两点必须强
