大量生物的遗体堆积下来,经过一系列化学变化也可以形成矿床,如珊瑚、有孔虫、海绵等生物遗体可堆积形成石灰岩。各种动物骨骼、牙齿、贝壳堆积形成磷块岩。由生物作用可形成磷灰岩、石灰岩、白云岩、黄铁矿、自然硫、硅藻土、铁、锰、铜、铀、钒等矿床。
980可燃性有机岩矿床 由古代生物遗体经过复杂的物理化学变化而形成的,主要包括煤、油页岩、石油和天然气等。
981煤 是一种具有可燃性能的沉积岩。由古代植物遗体堆积在湖盆、海湾、浅海等地方,经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成。主要化学成分为碳、氢、氧、氮、硫等元素。煤有无烟煤、烟煤和褐煤三种主要类型。
在地质时代的石炭纪、二叠纪、侏罗纪,气候潮湿、植物茂盛。大量繁生的植物在封闭的湖沼或海湾堆积下来,并迅速被泥沙覆盖,使植物遗体与大气隔离,避免氧化分解而得以保存,后来在生物化学作用下变成煤,泥沙变成了砂页岩。煤的上下岩层分别称为顶板和底板。夹有煤层的一套连续沉积的沉积岩层,通称煤层。由植物转变成煤的过程,统称为成煤作用。煤的形成可以分三个阶段。(1)菌解阶段:即泥炭化阶段。大量植物遗体堆积在水下,被泥沙覆盖起来逐渐与氧气隔绝,在空气不足的条件下,嫌气细菌促使有机质腐烂分解而生成泥炭。植物被细菌分解腐烂的作用,叫菌解作用。(2)煤化阶段:即褐煤阶段。当泥炭被沉积物覆盖后,便成了完全封闭的环境,细菌作用逐渐停止,随着压力增大,温度升高泥炭发生压实、脱水和胶结,碳的含量进一步增加,逐渐固结形成褐煤。同时上覆的泥沙固结成砂页岩这种作用称为煤化作用,实际上这是一种成岩作用。褐煤是泥炭进一步变化的产物,颜色和条痕皆为褐色或近于黑色,光泽暗淡,比重0.8—1.3,基本上不见有机物的残体,质地较泥炭致密。用火柴可以引燃、有烟。(3)变质阶段:即烟煤及无烟煤阶段。褐煤是在低温和低压下形成的。如果褐煤埋藏在地下较深位置,就会受到高压高温的作用,使褐煤中水分和挥发成分减少,含碳量相对增加;密度、比重、硬度、光泽增加,变成烟煤。这烟煤的颜色和条痕皆为黑色,有光泽、致密状,比重1.15—1.5,用蜡烛可以引燃,火焰明亮,有烟。
无烟煤是烟煤进一步变质形成。质地坚硬,颜色条痕为黑色,有光泽,贝壳状断口,比重1.4—1.7。蜡烛不能引燃,燃之无烟。如果再进一步变质,无烟煤可以变为性质完全不同的石墨和天然焦。
在成煤过程中,碳的成分逐渐增加,而氮氢、氧逐渐减少。煤是重要的工业原料和动力,有“工业的粮食”之称。
982褐煤 见煤。
983烟煤 见煤。
984无烟煤 见煤。
985油页岩 是一类含有机物质的岩石,有机物质主要是油母(不溶于HCl),还有沥青。是在还原条件下(闭塞的湖沼或浅海),由富含有机质的腐泥所形成的岩石。油页岩为棕黑色或黑色,风化后颜色变浅,层理极薄,常常只有几毫米厚。质地细密,比页岩轻,坚韧不易破碎。取薄片加热,有黄色浓烟及沥青臭味。用蒸馏(加热)的办法可从油页岩中提炼石油和化工原料。油页岩是重要的矿产资源。我国二十多个省都有油页岩矿床,以辽宁的抚顺和广东的茂名最为著名。
986石油和天然气 石油是产于地层中的可燃性油质液体。石油不能形成独立的地层,而是存在于岩石空隙中。用分馏法可从中提取汽油、煤油、柴油、润滑油、石腊、沥青等。石油主要是由碳和氢组成的,是具有不同结构的有机化合物的混合物,碳氢化合物的种类繁多,以烷烃、环烃和芳香烃含量最多。石油是混合物,所以其物理性质变化范围很大。颜色为棕黑色至棕黄色,比重在0.75—1.0之间,有特殊的臭味,沸点不固定,可点燃,发热量比煤要高近1倍。不同地方或不同层位的石油,其成分和性质都有差异。石油占世界矿产量的第二位。石油是现代工业、交通、国防的重要动力,也是化学工业的重要原料。被称为“工业的血液”。
天然气是储存于地下多孔岩石或石油中的可燃气体。由于它比石油轻,所以常位于石油上部,称为“气顶”。天然气的成分以甲烷为主,还有乙烷、丙烷和丁烷等。天然气一般无色无味,可以燃烧,是重要的热力资源之一。用天然气制成炭黑,是橡胶工业的重要原料。
石油和天然气是有机物在适当的环境下变成的。陆生的和水生的生物,特别是浮游生物和泥砂一起,在低洼的浅海、海湾或湖泊中沉积下来,形成有机淤泥。随着地壳的不断下降,有机淤泥被新的沉积物覆盖,造成还原环境,随着沉积物不断加厚,有机淤泥在嫌气细菌、温度和压力等因素的作用下,逐渐变成石油和天然气。后来,在多种因素的综合影响下,使油气富集于储油岩层中,并聚集,储存在一定的地质构造中,形成油气。
987变质矿床 凡是已经生成的矿床,又经变质作用改造过的矿床,或由变质作用产生的新矿床,统称变质矿床。(1)受变质矿床变质前,矿床已存在,变质作用使矿床的品位、结构、构造和矿体形态发生了变化,这种矿床叫做受变质矿床。如由沉积作用形成的褐铁矿,经变质作用后,发生脱水和重结晶,矿石重新组合形成赤铁矿或磁铁矿。受变质矿床为数众多,多形成大矿,存在于古老的区域变质岩中。其中受变质的沉积铁矿所占比例最大,其次是受变质沉积锰矿。例如,我国的鞍山式铁矿和冀东铁矿。(2)变成矿床:变质过程中,产生新的矿物成分,并富集成矿,称为变成矿床。变成矿床主要是石墨、石棉和硅线石等非金属矿产。
在高温高压的影响下,炭质岩石(或者煤层)中的挥发分被驱散,而碳的成分集中并结晶形成石墨矿床。
988地质营力 促使地壳发生运动变化的力,在地质学中称为地质营力。根据产生营力的能不同,地质营力可分为内营力和外营力两种。产生地质营力的能源有两种:一种是内能,指由地球自转产生的旋转能、重力能和放射性元素蜕变产生的热能。这种来自地球内部的内能,在地壳深处产生改变岩石特征和地表形态的力叫做地质内营力,简称内营力;另一种是外能,地球外部产生的能,例如太阳辐射能、重力能,日月引力。通过空气、水、生物产生改变岩石特征和地表形态的地质营力叫地质外营力,简称外营力。
989地质作用 就是促使地壳的物质成分、构造、和表面形态发生变化的各种作用。根据地质作用发生的部位,可分为内营力地质作用和外营力地质作用。
本文标题:中学地理教学实用手册--地质(12)
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