公路工程地质矿物及岩石鉴定.docx

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公路工程地质矿物及岩石鉴定

2．矿物与岩石鉴定

主要内容：

2.1造岩矿物

2.1.1矿物的一般知识

2.1.2矿物的物理性质

2.1.3常见的造岩矿物

2.2岩浆岩

2.2.1岩浆岩及其产状

2.2.2岩浆岩的化学性质与矿物成分

2.2.3岩浆岩的结构和构造

2.2.4常见的岩浆岩类型

2.3沉积岩

2.3.1沉积岩的形成过程

2.3.2沉积岩的化学成分与矿物组成

2.3.3沉积岩的结构和构造

2.3.4常见的沉积岩

2.4变质岩

2.4.1变质岩的形成过程

2.4.2变质岩的物质成分

2.4.3变质岩的结构

2.4.4变质岩的构造

2.4.5常见变质岩

2.5三大岩类的区别

重点与难点：

三大岩类的主要性质，常见矿物、岩石的鉴定方法

第一讲矿物的光学性质鉴定

2.1造岩矿物

为什么要学习矿物。

因为矿物是组成岩石和土质的基本成分，而岩石则是一切工程建筑的基底和建筑材料。

为了正确区分不同类型岩石和土质的性质，必须先学会识别矿物。

这就是学习这一课题的目的。

．

关于矿物我们将分为以下几个问题，首先矿物的概念中，包涵着四个要求点：

2.1.1矿物的一般知识我们把“自然界凡具有一定化学成分和物理性质的单质体及化合物，均称为矿物。

一、定义：

单质体——即由单一元素组成的物质。

如：

自然的Au.Ag.Hg.Cu.C…等。

黄.SiO2石英.CuFeS2化合物——由两种或两种以上元素组成的物质。

如：

CaCO3方解石铜矿.CaSO4石膏…二、造岩矿物。

200多种。

3300目前自然界已发现的矿物约多种，其中主要的常见矿物约有我们把构成岩石的有关矿物称为造岩石矿物。

而常见的造岩石矿物，即在岩石中能经常

CaCO3等。

多种，如石英SiO2.长石KALSi3O8.方解石见到的矿，也只有30三、矿物的形体。

固体矿物都具有一定的形体，可以从内部构造和外部形态上来看。

.

晶质体与非晶质体1.离子）作有规律排列。

即具有格子构造的称为①晶质体——是指矿物内部质子（原子.2-1结晶体质。

它在三维空间上所反映的有限部分就是晶体。

见图2-2.见图如果条件适宜，晶体在形成和发育过程中，能生成具有规则的几何多面体外形。

CaCO3方解石金刚石C呈八面体.如食盐NaCl呈立方体。

石英SiO2呈六方双锥形或单锥体.

呈菱面体。

或者只见到几个不.但是大多数矿物晶体在发育时受到空间的限制，往往不具有多面外形极细微的称隐晶。

完整的晶面。

这种晶体称为晶粒或晶块.②非晶质体——又称玻璃质体。

因其组成的质点不是作有规则排列，而是乱杂无章地分

琥珀及许多胶体矿物（蛋白石—.SiO2H2O）布着，没有规则的几何多面体外形，如玻璃2.集合体形态。

纤维状—放射状——电气石片状——云母板状——石膏柱状——角闪石鲕状或状——赤铁矿—石棉鳞片状——石墨.矿物的成因类型。

四按成因可分为三大类型。

.长石如：

原生矿物（又称内生矿物）是由岩浆冷凝结晶过程中形成的矿物。

石英.1.方解石等。

.橄榄石等。

或热液成矿过程中形成的方铅矿..云母.角闪石辉石2.次生矿物（又叫外生矿物）是指原生矿物遭受化学风化而形成的新矿物。

如：

正长石经水解作用后形成高岭石，高岭石再经水解后形成铝土矿。

氧化铝矾又如：

方铅矿碳酸化白铅矿。

次生矿物在化学成分上与原生矿物之间有一定的承袭关系。

3.变质矿物，是指在变质作用过程中所形成的矿物。

什么叫变质作用。

在讲地质作用这一理论已经作了分析。

请大家自学复习时要把前后所学知识联系起来理解。

如碳酸盐围岩接触变质带中的硅灰石.石榴子石等。

通过上述四个要点的讨论，使我们对矿物建立起了明确的概念。

工程技术人员学习矿物不是为了去找矿，开发矿产资源，而是为了认识岩石和土的性质。

那么怎样去鉴别造岩矿物呢？

这就是本单元要进一步分析研究的第二个题目。

2.1.2矿物的物理性质

矿物的物理性质是矿物内部构造和化学成分的综合，反映是我们用肉眼去鉴别矿物的依据。

也是对野外地质工作中，最常用的简单方法。

矿物的物理性质，包括光学性质和力学性质及其它方面的特性。

现在我们首先来分析矿物的光学性质。

．

一.矿物的光学性质

是矿物对自然光的反射，折射和吸收等所表现出的特性。

它包括：

颜色.条痕.光泽.和透明度。

1.颜色：

是对矿物新鲜面上所见到的色调，它是矿物对可见光线中不同光波选择性吸收和反射后映入人眼视觉的现象。

A.按矿物颜色产生的原因，分为三种现象：

⑴自色——矿物自身所固有的颜色，是由矿物的化学成因中含有色素离子所引起的。

表头纵向为：

色素离子。

所反映的颜色代表矿物名称其化学成分。

如含正价的铜离子必须呈绿色，以孔雀石最为典型。

其化学成分为含氢氧根的碳酸铜即Cu2[CO3]（OH）2（含Cu57.4℅）又如含三价铁离子的矿物必须呈红色；而带磁性的磁铁矿，必然呈黑色。

⑵他色——是因为矿物含有外来带色杂质或气泡等机械混入物而引起的反映.与矿物本身成分无关。

对一种矿物而言，他色随着所含杂质不同而不同，故无鉴定意义。

例如：

水晶（SiO2）无论大小（展示具体的标本）都无色透明的。

如含有少量不同杂质时，

含Mn呈紫色为紫水晶。

Ti呈蔷薇红色或浅玫瑰色，为蔷薇水晶又称“芙蓉石”。

C呈褐色，呈烟黄玉暗褐色为烟水晶→墨水晶。

由于水晶的他色，绚丽多彩，质料上乘的可以加工成宝石。

现代的工艺技术，在一定温度和压力下也能人工合成，其色泽比天然的还吸引人，出现大量的人造宝石。

⑶假色——是由于物理原因（主要是光的内反射.内散射.干涉等）所引起的颜色。

例如：

斑铜矿（Cu5FeS4）或黄铜矿（CuFeS2）因风化作用，表面出现氧化膜而呈现的紫不紫，蓝不蓝的色彩，称为“锖色”。

方解石.水晶内部有细裂隙面，出现象虹彩状，称为“晕色”。

假色只对某些矿物有鉴定意义。

B.鉴别颜色的方法：

在描述颜色时，一般用二名法和类比法。

a.二名法：

以色谱中的七色。

，红.橙.黄.绿.青.蓝.紫为基本色调。

介于两色之间的用二名法。

如红中带紫，为紫红色，红色是主色，紫色是次色；紫中带红为红紫色，书写次序是前次后主。

还可以按颜色的深浅，在二名法之前冠以暗或浅，如浅红紫色，暗黄褐色…

b.类比法：

以生活中最常见的实物颜色来描述矿物的颜色。

如正长石的肉红色或肉黄色，橄榄石的橄榄绿色，方铅矿的铅灰色，磁铁矿的铁黑色，古铜黄色的黄铜矿，金黄色的黄铁矿。

c.原生矿物按颜色深浅分为二大类：

什么叫原生矿物在上一节矿物的概念中作了介绍，即由岩浆中冷凝而成的一些矿物，按颜色把他们分为：

深色矿物——以橄榄石.辉石.角闪石.黑云母为主。

浅色矿物——以石英.长石类.白云母为主。

请注意：

这些深浅原生矿物之间的组成关系。

尤其是它们之间排列的顺序，对岩浆的鉴别有着指导意义。

因此要求同学们记住深浅矿物的排列顺序，不能颠倒。

．

2.条痕：

条痕即矿物粉末的颜色。

它较之矿物块体外观的颜色更为固定，有助于对矿物的鉴别。

但我们鉴定时，不必把矿物打成粉末，只须在白色天釉瓷板（简称为条痕板）上擦划一下留下的矿物粉末痕迹称为条痕。

条痕可以消除假色，减弱他色，保存自色。

条痕对无色.浅色矿物无鉴定意义，对不透明.深色.金属矿物具有鉴定意义。

例如：

黄铁矿——细条痕为绿黑色

黄铜矿——粗条痕.绿黑色中显铜粉末

赤铁矿——不论外观何色，但条痕为樱红色

矿物的光学性质除了上述颜色和条痕外，还应从光泽上进行分析。

3.光泽：

矿物的光泽是指矿物对可见光反射能力而言的。

按矿物光滑表面对光反射能力的强弱，可将光泽分为四个等级；如果表面不平或有细小裂隙或为集合体形态时，则会呈现出一些特殊光泽。

A.单体矿物平面反射的四级光泽：

⑴金属光泽——如黄铁矿.方铅矿，象金属磨光面的光亮。

⑵半属光泽——如辰砂.磁铁矿，象抛光的金属磨表面光亮。

⑶金刚光泽——如金刚石.宝石磨光面的光亮。

⑷玻璃光泽——如长石.方解石.萤石，象平板玻璃上的光亮。

B.晶体不平或集合体所反射的光泽

油脂光泽——如石英——光泽如油浸过一样。

珍珠光泽——黑白云母——象珍珠状反光。

丝绢光泽——石棉.纤维石膏——表面具丝绢状光亮。

蜡状光泽——蛇纹石——呈蜡烛状的光亮。

土状光泽——高岭石.铝土矿——粉末状或土状的集合体，表面暗淡无光。

对矿物光泽的描述方法就讲这么多。

下面对矿物光学性质的最后一个问题——透明度，作一些简要介绍。

4.透明度：

是指矿物透光能力的大小，即光线透过矿物的程度。

透明度取决于矿物的厚度和矿物对光的吸收率。

实习用的手标本为不规则的块体矿物是无法标定其透明程度的。

描述矿物透明度可采用的方法有三：

A.矿物学的方法：

以1cm厚度为标准，将矿物透明度分为：

⑴透明——隔着矿物能清楚地见到另一侧物体的轮廓。

如水晶.冰洲石.云母片。

⑵半透明——隔着矿物能见到另一侧物体的模糊阴形，如蛋白石。

⑶不透明——隔着矿物完全不能见到另一侧的任何形象，如磁铁矿.石墨。

B.镜下鉴定的方法：

通常将矿物磨制成0.03mm的薄片后，在显微镜下将矿物氛围透明的和不透明的两种。

C.手标本的综合分析法：

实际上是要要求通过颜色.条痕及光泽的特征来综合判断矿物是否透明。

这一方法是我们鉴别手标本矿物透明度的主要依据。

另外在手标本鉴别中有两个特殊情况：

浅色矿物铝土矿——半透明

深色矿物橄榄石——透明

关于矿物的光学性质就讨论这么多。

常见造岩矿物鉴定1.3．2．

第二讲矿物的力学性质鉴定

二.矿物的力学性质

是矿物受到外力时（敲打.刻划.拉.压）时所表现的各种物理性质。

如硬度.解理与断口.延展性.脆性等。

1.硬度：

是矿物抵抗刻划.摩擦.加压的能力。

它是矿物所固有的特性，具有特别重要的鉴定意义。

一般肉眼鉴定是以己知硬度的去刻划。

国际上采用“摩氏硬度计”（1824年奥地利矿物学家摩氏首先提出），以常见的10种矿物坐标准。

从低到高分为10级。

为了便于记忆以前的老师把他编成口诀：

滑石方，荧磷长，石英黄，刚金刚。

在矿物鉴别时有硬度计的矿物，要写出度数。

一般简易鉴别通常采用：

低硬度（用指甲划动）.中硬度（用指甲划不动，小刀能划动）.高硬度（小刀划不动）。

在鉴别中无硬度计的矿物可用低.中.高硬度来描述。

2.解理与断口：

是矿物同时可能存在的，能够沿结晶面裂开的特性。

矿物的断口与解理不同。

断口在晶体与非晶体上均可发生，而具有解理的矿物必须是晶体。

对于某一种矿物而言，解理与断口的发生常成为互为消长的关系。

即容易出现解理的方向不容易发生断口。

故在简易鉴别时描述解理，就不描述断口。

如方解石完全解理，就不描述其断口。

⑴解理：

矿物晶体或晶粒受到外力作用，能沿一定晶面裂开成一系列光滑平面的固有特性。

所裂开的面成解理面。

按照解理形成的难易和解理面平滑程度分为三个等级：

a：

完全解理——矿物极易断开成薄片状.纤维状.规则块体（云母.石棉.方解石）

b：

中等解理——矿物能沿解理作不完整裂开。

解理面虽清楚可见，但不光滑且不连续。

（角闪石.辉石）

c：

不完全解理——在块体矿物上很难见到解理面。

偶尔可见的解理面既小而不平滑。

（橄榄石）

在肉眼鉴别时描述解理时就可以按上述三种描述法，但在解理不明显断口后主要就描述断口。

⑵断口：

矿物在外力打击下，沿任意方向发生不规则的裂口，在鉴别中常将断口按形态分为四种：

a：

贝壳状断口——断口面呈椭圆形的光滑面上具有同心条纹，象贝壳一样（石英.橄榄石）。

b:

锯齿状断口——断口面呈尖锐锯齿状形态。

手摸感觉得锯手，硬度大的矿物（黄铁矿）。

c：