地球科学概论.docx

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地球科学概论

煤矿地质学

实验指导书

河北工程大学资源学院

关英斌

实验一   矿物

一、目的  

通过肉眼鉴定矿物加深对地壳物质组成的感性认识。

二、要求

1.在教师指导下观察矿物形态及物理性质，为认识矿物打下基础；

2.按照实习报告表的要求，鉴定和描述一些常见矿物的特征；

3.爱护实习标本和实习设备。

三、实习内容

   实习的重点与难点：

1、矿物的形态：

区分单体与集合体的形态

2、矿物的物理性质

（1）光学性质：

颜色、条痕、光泽和透明度

（2）力学性质：

硬度、解理和断口

矿物：

是地壳中天然形成的单质或化合物，它具有一定的化学成分和内部结构，因而具有一定的物理、化学性质及外部形态。

（一）鉴定矿物的主要依据:

1.矿物的形态：

是指矿物的单体及同种矿物集合体的形状。

（1）矿物单体形态

     一向伸长型——呈针状、柱状晶形

 二向延长型——呈片状、板状晶形

 三向等长型——呈粒状或等轴状晶形

（2）矿物集合体形态

    显晶质集合体形态：

一向伸长型——晶簇状、纤维状、放射状、束状、毛发状、柱状

二向延长型——片状、鳞片状、板状

三向等长形——粒状

隐晶质和胶态集合体形态

结核状、鲕状、肾状、钟乳状、葡萄状、晶腺、树枝状、块状、土块、粉末状等

2.矿物的物理性质

矿物的光学性质：

（1）颜色：

是矿物吸收可见光后所呈现的色调（自色与他色）。

自色：

矿物本身固有的颜色。

他色：

矿物因含外来杂质或气泡等引起的颜色。

描述矿物颜色的方法

标准色谱法：

利用标准色谱（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）以及白、灰、黑来描述矿物的颜色。

如斜长石为白色。

类比法：

把矿物和常见的实物进行对比来描述矿物的颜色。

如橄榄石为橄榄绿色。

二名法：

矿物的颜色较复杂时，可用两种颜色来描述。

如紫红色，以红为主带紫色调。

（2）条痕：

是指矿物粉末的颜色。

（3）光泽：

矿物表面反射光波的能力。

根据反光的能力可分为四级：

金属光泽   半金属光泽   金刚光泽   玻璃光泽

此外，矿物表面光滑程度和集合方式的不同，会出现一些特殊的光泽如：

油脂光泽、树脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽等。

（4）透明度：

指矿物可以透过可见光的程度。

在同一厚度下，根据矿物的透光程度可分为：

透明   半透明   不透明

矿物的力学性质：

（1）硬度：

是指矿物抵抗外力刻划的能力。

摩氏硬度计：

1-滑石；2-石膏；3-方解石 ；4-萤石；5-磷灰石；6-长石； 7-石英；8-黄玉；9-刚玉；10-金刚石。

在野外工作及室内实习中，常用小刀（硬度5.5）、指甲（硬度2.5）代替硬度计，将硬度大致分为三级：

低（小于2.5）；中等（2.5－5.5）；高（大于5.5）

（2）解理：

矿物受力后沿一定的结晶学方向裂开光滑平面的性质。

解理可分为五级：

极完全解理 完全解理 中等解理 不完全解理 极不完全解理

（3）断口：

矿物受敲击后沿任意方向裂开成凹凸不平的断面。

（4）其他的物理性质

比重、弹性、挠性、脆性、磁性等。

四、实习作业

   鉴定、描述以下常见矿物，并将结果填入实习报告中：

   实习一矿物实习报告

矿物名称

形态

颜色

条痕

光泽

硬度

解理或

断口

其他

方铅矿

闪锌矿

黄铜矿

黄铁矿

磁铁矿

褐铁矿

方解石

石 英

橄榄石

辉　石

角闪石

白云母

斜长石

钾长石

萤　石

高岭石

石　膏

五、思考题

1.方解石和钾长石如何鉴别

2.普通辉石和普通角闪石如何鉴别

3.橄榄石和石榴子石如何鉴别

4.石英和萤石如何鉴别

   5.说出晶面与解理面的区别。

   6.如何鉴别黄铜矿和黄铁矿、方铅矿和闪锌矿、石英和方解石？

实习二岩浆岩

一、目的

   通过对岩浆岩特征的认识加深对岩浆作用的了解。

二、要求

1.在老师指导下了解识别岩浆岩的一般方法，认识其矿物成分、结构、构造特点及与岩浆性质、形成条件之间的关系。

2.认真观察几种常见的岩浆岩，将观察结果填写在实习报告中

3.参观下列标本：

花岗伟晶岩、细晶岩、火山弹、火山角砾岩、凝灰岩和火山玻璃。

三、实习内容

（一）重点与难点

1.岩浆岩的结构与构造。

2.岩浆岩的主要矿物成分。

（二）岩浆岩的基本特征

   1.颜色

   岩浆岩的颜色是指外表（新鲜面）显示的总体颜色，而不是指单个矿物的颜色。

   色率：

是指暗色矿物所占岩浆岩体积的百分含量。

2.岩浆岩的结构

岩浆岩的结构是指组成岩浆岩的矿物成分的结晶程度、颗粒大小、形态及其相互关系。

按结晶质和非晶质的相对含量，可分为：

全晶质结构、玻璃质结构、半晶质结构。

按矿物颗粒的绝对大小，可分为：

粗粒结构：

>5mm；中粒结构：

5—1mm

细粒结构：

1—0.1mm，隐晶质结构:

<0.1mm

按矿物颗粒的相对大小：

等粒结构、不等粒结构、斑状结构、似斑状结构。

按矿物颗粒的相对大小：

等粒结构、不等粒结构、斑状结构、似斑状结构。

3.岩浆岩的构造

   岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他部分之间的排列、充填与组合方式。

   常见的岩浆岩构造有：

   块状构造、斑杂构造、带状构造、流动构造、流纹构造、气孔构造、杏仁构造、晶洞构造

4.岩浆岩的矿物成分

组成岩浆岩的矿物，常见的有20多种，其中最主要的是橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石和石英七种。

   根据化学成分可分为：

      铁镁矿物：

橄榄石、辉石、角闪石、黑云母

     硅铝矿物：

斜长石、钾长石、石英

   根据矿物在岩浆岩中的含量，可分为：

      主要矿物   次要矿物   副矿物

四、实习作业

鉴定、描述常见的岩浆岩，并将结果填入实习报告：

  实习三 　岩浆岩实习报告

岩石名称

颜色

结构

构造

可见主要矿物成分

五、思考题

   1.如何鉴别玻璃质结构与隐晶质结构？

2.斑状结构与似斑状结构的区别？

3.如何鉴别斑状结构与杏仁构造？

实习三 沉积岩

一、目的

   通过对沉积岩特征的认识，加深对沉积作用过程及沉积岩形成环境的了解。

二、要求

   1.在教师带领下认真观察几种主要沉积岩的特征；

   2.把观察到的现象认真地填写到实习报告中；

   3.要爱护实习标本。

三、实习内容

（一）重点与难点

    1.沉积岩的颜色描述。

    2.认识沉积岩的结构、构造。

    3.鉴定常见沉积岩的矿物成分。

（二）沉积岩的基本特征

 1.沉积岩的颜色

   沉积岩的颜色是指沉积岩外表的总体颜色，而不是指单个矿物的颜色。

 根据成因可分为:

原生色和次生色。

   沉积岩的颜色命名方法：

（1）沉积岩的颜色比较单一时，命名就比较简单，如灰色、黑色等。

（2）沉积岩的颜色比较复杂时，可采用复合命名，如黄绿色等。

  2.沉积岩的成分

   沉积岩的成分是指组成沉积岩的物质成分，包括岩石和矿物。

   沉积岩中常见的矿物有20多种。

各类沉积岩中的矿物成分有较大差别：

（1）碎屑岩由碎屑颗粒（岩石碎屑和矿物碎屑）和胶结物组成。

最主要的矿物碎屑有石英、长石和白云母等；常见的胶结物有碳酸盐、氧化硅、氧化铁和泥质等。

（2）泥质岩主要由粘土矿物（高岭石等）组成。

   （3）化学及生物化学岩的矿物成分很多，常见的有铁、铝、锰、硅的氧化物、碳酸盐（方解石、白云石）、硫酸盐（石膏等）、磷酸盐及卤化物等。

   （4）火山碎屑岩由火山碎屑（岩石碎屑、火山玻璃碎屑、矿物碎屑）和填隙的火山灰、火山尘组成。

3.沉积岩的结构

   沉积岩的结构是指组成沉积岩的物质成分的结晶程度、颗粒大小、形状及其相互关系。

（1）碎屑结构：

由各种碎屑物质和胶结物组成。

   按碎屑颗粒粒径大小可分为：

砾状结构、砂状结构、粉砂状结构。

（2）泥质结构：

由各种粘土矿物组成。

   （3）粒屑结构：

由波浪和流水的作用形成的碳酸盐岩结构。

包括：

颗粒、泥晶基质、亮晶胶结物和孔隙四部分。

如鲕状结构、竹叶状结构等。

   （4）晶粒结构：

全部由结晶颗粒组成的结构。

    按晶粒大小可分为：

粗晶、中晶、细晶及隐晶。

（5）生物结构：

沉积岩中所含生物遗体或碎片达到90%以上。

   （6）火山碎屑结构：

岩石中火山碎屑物的含量达到90%以上。

   根据碎屑粒径大小可分为：

集块结构、火山角砾结构、凝灰结构。

4.沉积岩的构造

   沉积岩的构造是指沉积岩中物质成分的空间分布及排列方式。

   沉积岩的原生构造：

在沉积物沉积及固结成岩过程中所形成的构造，包括层理和层面构造。

（1）层理：

是沉积物沉积时形成的成层构造。

层理由沉积物的成分、结构、颜色及层的厚度、形状等沿垂向的变化而显示出来。

  按层的厚度，层理可分为：

1）块状层>2m ；2）厚层2－0.5m   

3）中层0.5－0.1m ； 4）薄层0.1－0.01m；  5）微层<0.01m

  按细层的形态，层理有以下几种类型：

1）水平层理 ；2）波状层理；3）交错层理；4）粒序层理；5）块状层理    

（2）层面构造：

在岩层层面上所出现的各种不平坦的沉积构造的痕迹统称为层面构造。

层面构造主要有：

波痕：

是由于风、流水或波浪等的作用，在砂质沉积物表面所形成的一种波状起伏现象，形似波纹。

   常见的波痕类型有：

对称波痕和不对称波痕。

泥裂：

是未固结的沉积物露出水面，受到暴晒而干涸、收缩所产生的裂缝。

雨痕和雹痕；晶体印模

（3）结核

   结核是一种在成分、结构、颜色等方面与周围岩石有显著差别的矿物集合体。

如锰结核等。

实习二　沉积岩实习报告

岩石名称

颜色

结构

构造

碎屑

胶结物成分

粒径

磨园度

成分

砾岩

粗砂岩

中砂岩

细砂岩

粉砂岩

页岩

泥岩

长石砂岩

石英砂岩

岩石名称

颜色

结构

构造

遇HCl起泡情况

其他特征

石灰岩