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工程地质试验指导书 | 教学文件
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一、主要造岩矿物的鉴定与认识

1、实验的目的、要求

岩石是矿物集合体。认识造岩矿物的目的在于识别工程中常见的各种岩石,并为今后学习其他章节打下基础。本次实习要求如下:

(1)通过对造岩矿物标本的观察,认识常见造岩矿物的形态(单晶、聚晶)、晶面条纹、光学性质、力学性质、碳酸盐类矿物的“盐酸反应”等主要特征。

(2)学习根据造岩矿物的形态和物理特性,用肉眼鉴定常见造岩矿物的技能和描述矿物的方法。

(3)熟练地掌握几种常见造岩矿物的鉴定特征。

2、实习的准备工作

实习前认真预习教材的相关内容。检查矿物标本、小刀、放大镜、条痕板、稀盐酸等实验用品是否齐全。

3、实习内容

(1)矿物特性的观察;

1)矿物单体形态的观察。六方双锥(或六方柱)一石英(水晶);菱面体一方解石;菱形多面体一石榴子石;长柱体一红柱石;长柱状或纤维状一普通角闪石;短柱状一普通辉石;板状一板状石膏、长石;片状一云母。

2)矿物集合体形态的观察。晶簇状一石英晶簇;粒状一橄榄石;致密状一黄铜矿;鳞片状一绿泥石;纤维状一石棉、(纤维)石膏;放射状一阳起石、红柱石;结核状一(鲕状、豆状、肾状)赤铁矿;土状一高岭土、蒙脱土。

3)晶面条纹的观察。有些晶体的晶面具条纹状,如:黄铁矿三个方向的晶面条纹彼此垂直;斜长石的晶纹相互平行;有的石英具横向晶纹。

4)光学性质的观察

矿物的颜色

白色—方解石、石英;深绿色—橄榄石;铜黄色—黄铜矿;褐色—褐铁矿;铁红色—赤铁矿。

矿的的条痕

观察方解石、角闪石、斜长石、橄榄石的条痕。观察对比黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿等矿物的条痕与颜色之间的关系。

矿物的光泽

拿到标本,对着光线,看其反射光线的性质来确定它属于哪种光泽。黄铁矿、黄铜矿—金属光泽;赤铁矿—半金属光泽;石英(晶面)—玻璃光泽;叶腊石、蛇纹石—腊状光泽;滑石、石英(断面)—油脂光泽;高岭土—土状光泽;石棉、(纤维)石膏—丝绢光泽;白云母、冰洲石(透明方解石)—珍珠光泽。

矿物的透明度

手拿标本,注意观察矿物碎片边缘的透明程度。白云母、石英(水晶)—透明;蛋白石—半透明;黄铁矿、磁铁矿—不透明。

5)矿物力学性质的观察

矿物的解理与断口

解理是矿物受到外力后自然断开的光滑平整的面,要注意在同一方向上对应侧面解理的一致性,又要观察解理面光滑平整的程度。如:云母——组极完全解理;方解石—三组完全解理;长石——组完全解理,一组中等解理;石英一极不完全解理(贝壳状断口);黄铁矿一参差状断口。矿物的解理与断口是互为消长的。

矿物的硬度

利用指甲(硬度2.5)、小刀(硬度5.5)和摩氏硬度计测定和比较石英、方解石、长石、黄铜矿、黄铁矿、白云石的硬度。具体测定方法是(以摩氏硬度计为例):取摩氏硬度计中一种标准矿物,用其棱角刻划被鉴定矿物上的一个新鲜而较完整的平面,擦去粉末,若在面上留有刻痕,则说明被鉴定矿物的硬度小于选用标准矿物的硬度。反之,若未在面上留下刻痕,则说明被鉴定矿物的硬度大于或等于选用标准矿物的硬度。经过多次刻划比较,直到确定被鉴定矿物的硬度介于两个相邻标准矿物硬度之间或接近二者之一时,即已测知被鉴定矿物的硬度。如云母不能被石膏(硬度2)刻动,而能被方解石(硬度3)刻动,故其硬度介于2~3之间,用2.5表示。

若被鉴定矿物难于找出平整的面,而标准矿物上有较好的平面时,也可以用被鉴定矿物的棱角去刻划标准矿物的平面。

6)矿物其它特性的观察。

云母—弹性;蒙脱土—遇水彭胀、有崩解性;碳酸盐类的矿物具“盐酸反应”。

碳酸盐类矿物,如方解石(CaCO3)、白云石(Ca、Mg[CO3]2),与稀盐酸(HCI)会产生化学反应,逸出二氧化碳(CO2),形成气泡,以方解石为例,其反应为

CaCO3+2HCI→CaCI2+H2O+CO2

一般地讲,方解石遇稀盐酸后,起泡强烈,而白云石则需用小刀刻划成粉末后滴稀盐酸,才可见微弱的起泡现象。

(2)常见造岩矿物鉴定特征的综合观察。结合标本,对照教材中“常见造岩物特征表”,逐块逐项地进行观察。但需注意,教材中所述矿物的各项物理特征,在同一块标本上不一定能全部显示出来,所以在观察时,必须善于抓住矿物的主要特征,尤其是那些具有鉴定意义的特征,如赤铁矿的砖红色条痕、方解石的菱面体解理等。另外,还要注意相似矿物的对比分析,如石英、斜长石、方解石、石膏等矿物都是白色或乳白色,但在硬度、解理、晶形、盐酸反应方面却有较大差别。

4、实习方法

(1)参照指导书和教材中“常见造岩矿物特征表”,结合标本,在教师指导下自行观察学习。

(2)在独立观察的基础上,掌握并归纳常见造岩矿物的主要鉴定特征。

5、作业及思考题

(1)肉眼鉴定常见造岩矿物时,主要依据哪些特性?

(2)石英、长石、方解石的主要区别是什么?

(3)观察并记录石英、正长石、斜长石、云母、方解石、白云石、角闪石、辉石、滑石、石膏等矿物的主要鉴定特征,按表一模式填写实验报告(要求填写矿物标本的主要特征,不是按矿物分类表抄写)。

 表1

造岩矿物标本肉眼鉴定实习报告

年 月 日

标本号

主 要 鉴 定 特 征

矿物名称

 

 

 

评阅教师                     成绩             

二、常见火成岩(岩浆岩)的鉴定与认识

 

1、实验的目的与要求

(1)通过对火成岩标本的观察,熟悉其结构、构造特征。

(2)运用肉眼鉴定造岩矿物的方法,分析常见火成岩的矿物组成。

(3)学习火成岩的简单分类原则和肉眼鉴定方法。

2、实习准备工作

实习前预习教材“岩浆岩”内容。

3、实习内容

(1)常见火成岩结构的观察。结合下列标本,从矿物的结晶程度、颗粒大小、颗粒级配及联接关系等方面,来认识矿物的结构特征。

1)矿物的结晶程度。全晶质结构—花岗岩;非晶质(玻璃质)结构—黑曜岩。

2)矿物颗粒大小。粗粒结构一粗粒花岗岩;中粒结构—中粒辉长岩;细粒结构—细晶岩或细粒闪长岩;隐晶质结构—辉绿岩。

3)矿物颗粒相对大小。等粒结构—花岗岩、闪长岩;斑状结构—正长斑岩、闪长玢岩。

4)矿物间的相互关系。文象结构一文象花岗岩;伟晶结构—伟晶岩。

(2)常见火成岩典型构造的观察。观察下列标本的典型构造特征。块状构造—花岗岩、闪长岩、辉长岩;流纹构造—流纹岩;气孔构造—浮岩、粗面岩;杏仁状构造一玄武岩。

(3)火成岩中常见矿物成份的识别:

石英:观察花岗岩、流纹岩,石英在岩石中多呈粒状,具油脂光泽,烟灰色,硬度为7,易与灰白色的斜长石相浑扰。

长石:观察花岗岩、闪长岩和安山岩,长石具玻璃光泽,硬度为6,正长石多为肉红色,斜长石多为灰白色,详细观察,斜长石具有许多平行的晶纹,而正长石的新鲜解理面在光的照射下,往往可见明暗程度有显著差异的两部分。

云母:观察黑云母花岗岩,云母最明显的特征是用小刀极易剥出云母碎片。

辉石与角闪石:观察辉长岩和闪长岩,辉石和角闪石在火成岩中均为深灰色至黑色,光泽也甚相似。但在形态和断面上有所差异,辉石纵断面呈短柱状,横断面为八边形(近似正方形);角闪石纵断面为长柱状,横断面为六边形;辉石往往与橄榄石共生,角闪石往往与黑云母共生,角闪石两组中等解理呈124℃或56℃斜交,而辉石的两组中等解理近于正交。

(4)常见火成岩特征的综合观察。结合标本,对照教材中关于各类火成岩的分类表,逐类逐块逐项地进行观察,应特别注意各自的鉴定特征。

花岗岩—流纹岩类:花岗岩、花岗斑岩、流岩。

正长岩—粗面岩类:正长岩、正长斑岩、粗面岩。

闪长岩—安山岩类:闪长岩、闪长玢岩、安山岩。

辉长岩—玄武岩类:辉长岩、辉绿岩、玄武岩。

4、实习方法

(1)参照指导书和教材中有关常见火成岩的描述,对照标本自行观察,教师只做必要的辅导讲解。

(2)在独立观察的基础上,总结出每块标本的鉴定特征(要特别注意外貌相似岩石标本之间的差异)。

5、辅助教学

(1)利用多媒体、模型、VCD认真观察火成岩的产状,初步建立岩石产状的立体形态以及生成环境等概念。

(2)一般火成岩的肉眼鉴定步骤。肉眼鉴定火成岩的主要依据是岩石的产状(野外产出形态)、结构、构造、矿物组成和颜色等,鉴定时可以参照下述步骤。

1)结合岩石的野外产状、结构和构造,区分出深成岩、浅成岩和喷出岩,其特征如表2所示。

表2           深成岩、浅成岩、喷出岩的产状、结构、构造间的区别

特征

深   成   岩

浅   成   岩

喷   发   岩

产状

呈大的侵入体一岩基、岩株,部分呈岩盆、岩盖产出、接触带附近的围岩有明显的变质圈

多呈岩床、岩脉、岩墙产出,围岩可有狭窄的接触变质圈

呈层状或不规则层状,火锥、熔岩流。圈岩一般无变质圈

构造

常具块状构造

块状构造,有时有少量小的气孔,一般无杏仁状构造

常为气孔状、杏仁状、流纹状构造

结构

常具等粒(中、粗)全晶质结构、岩体中心可出现似斑状结构

多呈细粒或斑状结构,基质多为细粒至隐晶质

具斑状结构、隐晶质结构或玻璃质结构

2)观察岩石的颜色。火成岩的颜色在很大程度上反映了其化学和矿物组成。火成岩可根据化学成份中二氧化硅的含量分为超基性岩、基性岩和酸性岩。二氧化硅的具体含量肉眼是不可能分辨的,但其含量多少往往反映在矿物成分上。一般情况下,二氧化硅含量高,浅色矿物就多,暗色矿物相对较少。反之,二氧化硅(SiO2)含量低,浅色矿物就少,暗色矿物则相对较多。矿物颜色是构成岩石颜色的主导因素。所以颜色可作为肉眼鉴别火成岩的特征之一。从超其性岩到酸性岩,颜色由深变浅。如超基性岩呈黑色—谈红色—白色。

3)观察矿物成分。先观察岩石中有无石英(有石英时,要观察其数量),其次观察有无长石(含有长石时,要尽量区分是正长石还是斜长石),继而观察有无橄榄石存在。此外,尚需注意黑云母,它经常出现在酸性岩中。

火成岩常以所含主要矿物成分定名,如辉长岩(主要含辉石和斜长石)、闪长岩(主要含角闪石和斜长石)、正长斑岩(具有以正长石为主的斑晶)、闪长玢岩(具有以斜长石、角闪石为主的斑晶)等。

(3)火成岩的肉眼鉴定要点。深成岩常具等粒全晶质结构,矿物颗粒比较粗大,往往较易鉴别。

浅成岩(包括脉岩)有斑晶存在时,根据浅色斑晶矿物成分可分为两大类:斑晶主要为斜长石者叫玢岩,斑晶主要为正长石或石英者叫斑岩。如果玢岩中同时有角闪石班晶,或基质中鉴定出有角闪石的,称为闪长玢岩;斑晶中只有正长石而无石英者称正长斑岩;斑晶中既有石英,又有正长石时称花岗斑岩;仅有石英者称石英斑岩。对于细粒等粒结构的浅成岩(包括脉岩),如能定出矿物成分,再结合岩石颜色的深浅,查火成岩分类表可得相应深成岩的名称,前面再冠以“细粒”或“细晶”二字,如细粒花岗岩等。对于具陷晶质结构,肉眼分辨不出成份的脉岩,可根据颜色深浅粗略定名为“浅色脉岩”(如霏细岩)和“暗色脉岩”(如辉绿岩)。

喷出岩肉眼鉴定往往比较困难,除了班晶之外,基质部分常呈细粒至玻璃质结构。肉眼鉴定时只能根据颜色、斑晶成份、结构、构造等方面综合考虑,进行初步的定名。常见的主要喷出岩的肉眼鉴定特征如表3所示。

表3     常见喷出岩肉眼鉴定特征

玄武岩

安山岩

粗面岩

流纹岩

颜色

新鲜岩石

黑绿色至黑色,光泽较暗

灰红色,灰紫色,砖红色

浅灰色,淡红色,灰紫色

粉红色,灰绿色,浅灰紫色

斑晶成分

辉石、斜长石、橄榄石

斜长石最为常见,有时有辉石、角闪石、黑云母

钾长石,黑云母,角闪石

石英(石英常呈熔蚀现象)、钾长石

结    构

致密、细粒至隐晶质

斑状、或隐晶质

斑状或隐晶质

斑状,陷晶质至玻璃质

构    造

气孔状、杏仁状

有时有气孔状及杏仁状

块状,有时具气孔状

流纹状,常见气孔状、杏仁状

6、常见火成岩的简要描述

花岗岩:是分布非常广泛的酸性深成侵入岩。常呈肉红色、灰白色或灰色。具全晶质中一粗粒等粒结构,块状构造。矿物成份以石英(含量在25%以上)和长石(含量60%)为主,其次为黑云母,偶见角闪石和白云母等。质地均匀、坚硬,色泽美观,是良好的建筑石材。

花岗斑岩:灰白色或肉红色,具全晶质似斑状结构,块状构造。斑晶为正长石和石英,有时有黑云母和角闪石。其质呈细粒或陷晶质,其矿物成份与斑晶一致。

流纹岩:是一种分布较为广泛的喷出岩。一般呈粉红色、浅灰色、砖红色,少数为紫色、灰黑色或灰绿色。具斑状结构,流纹状构造或块状构造。斑晶为正长石英和石英。石英多为烟灰色,浑圆状,断口呈油脂光泽。正长石晶形近似方形板状,具明显的玻璃光泽。基质为隐晶质或玻璃质。

正长岩:肉红色、灰色或浅灰绿色,具粗粒等粒结构,块状构造。主要矿物成份为长石(占矿物总量的60%以上),其次是角闪石(约占20%左右),含少量斜长石、辉石、黑云母。

正长斑岩:灰白色,棕灰色或淡红色,似斑状结构,矿物成份与正长岩相同,块状构造。其斑晶主要为正长石(呈板状完好的自形晶体,玻璃光泽,解理清晰)。其次为斜长石、角闪石、黑云母等。基质为细粒至陷晶质,呈致密状。

粗面岩:浅灰色、淡红色或粉红色,斑状结构,块状、气孔状或杏仁状构造,偶见流纹状构造。矿物成分以长石为主,含少量黑云母、角闪石。斑晶主要为正长石,常可见长条状的长石微晶呈近乎平行排列,基质亦为长石微晶以及玻璃质组成。

闪长岩:浅灰色、灰色、灰绿色。常呈全晶质中一粗粒等粒结构,块状构造。矿物成份主要为斜长石(含量50%以上,呈白色、灰白色,板柱状)和角闪石(约占矿物总量的1/3,呈棕褐色、绿色,长柱状或针状),其次为辉石和黑云母。

闪长玢岩:灰色或灰绿色。具明显的斑状结构,块状构造。斑晶主要是斜长石和角闪石,偶见黑云母。其质亦为斜长石,呈细粒或陷晶质。

安山岩:灰紫色、紫色、红褐或淡黄色。呈斑状结构,块状构造和气孔状或杏仁状构造。浅色矿物为斜长石,暗色矿物有角闪石、辉石、黑云母等。斑晶为斜长石,其质为隐晶质和玻璃质。

辉长岩:灰色、灰黑或黑绿色,具中一粗粒等粒结构,块状构造。主要矿物成份有斜长石和辉石,次要矿物有黑云母、角闪石、撖揽石等。斜长石为灰白色、深灰色的和条形板状晶体,辉石为黑色、暗绿色、暗褐色,短柱状。

辉绿岩:暗绿色、黑绿色或深灰色。细粒或隐晶质致密结构,多呈块状构造,有时可见气孔状或杏仁状构造。矿物成份与辉长岩相似,可见细小的长条块状的斜长石斑晶,辉石呈粒状充填在斜长石的空隙中,岩石韧性甚好。

玄武岩:是喷出岩中分布最广的岩石,常呈深灰以、黑绿绝、红褐色或黑色。多具隐晶质或细粒结构(偶见斑状结构,块状、气孔状、杏仁状构造)。矿物成份同辉绿岩及辉长岩。斜长石呈细小条状,辉石呈粒状。岩石坚硬、性脆,野外可见其柱状裂隙极为发育,垂直柱状裂隙部面常呈龟背状裂纹。

7、作业及思考颗

(1)简述深成岩、浅成岩、喷出岩的结构、构造特征,它们与成因有何关系?

(2)酸性、中性、基础、超基性火成岩的矿物成份有何不同?

(3)观察并记录花岗岩、流纹岩、闪长岩、安山岩、辉长岩、玄武岩等的主要特征(颜色、矿物成份、结构、构造等),按表4格式填写实验报告。

表4

火成岩标本肉眼鉴定实习报告

年 月 日

标本号

主  要  鉴  定  特  征

岩石名

颜色

矿物成份

结构

构造

 

 

 

 

 

 

评阅教师                     成绩             

三、常见沉积岩的鉴定与认识

 

1、实习的目的与要求

(1)通过对沉积岩标本的观察,掌握其典型结构、构造及物质组成特征。

(2)了解常见沉积岩的基本分类和肉眼鉴定方法。

(3)掌握常见沉积岩的鉴定特征。

2、实习的准备工作

实习前预习教材“沉积岩”内容。

3、实习内容

(1)沉积岩典型结构的认识。

1)碎屑结构。观察砾岩、角砾岩、砂岩的组成物质颗粒大小与形状等特征。

2)泥质结构。观察页岩、粘土岩、注意其致密状的特点。

3)化学结构及生物化学结构。观察石灰岩(或结晶石灰岩)、白云岩、介壳灰岩(或珊瑚灰岩)、鲕状灰岩、竹叶状灰岩、燧石岩等。

(2)沉积岩典型构造的认识。

1)层理构造。利用多媒体、VCD,在建立层理构造宏观众特征的基础上,观察页岩、条带状灰岩等手标本上的层理,观察具交错层理的陈列标本。

2)层面构造。观察具泥裂、波痕、缝合线构造的陈列标本。

3)化石。观察完整的动、植物化石标本各1~2块。

观察砾岩、角砾岩、砂岩(石英砂岩、长石砂岩、铁质砂岩)的胶结类型和胶结物。对一块标本而言,可能是一种胶结类型和单一的胶结物,也可能同时存在两种或三种胶结类型和一种以上的胶结物。需仔细观察、予以区分,碎屑岩中常见的胶结物的一般特征可参照表5。

表5   碎屑岩中常见的胶结物的一般特征

胶结物

化学成份

主要矿物成份

常见颜色

牢固

程度

其他特征

硅质

SiO2

石英、蛋白石玉髓、海绿石

乳白色、灰白色、黑绿色

坚硬

岩石强度高,硬度大,难溶于水

钙质

CaCO3

Ca·Mg[CO3]2

方解石、白云石

白,灰白、谈黄色,微红色

中等

可与稀盐酸作用,产生气泡

泥质

含铝硅酸盐

高岭石、蒙脱石、水云母

泥黄色、黄褐色

岩石质地松软,遇水易软化或泥化

铁质

Fe2O3

赤铁矿、褐铁矿

红褐色、黄褐色、棕红色

较坚硬

强度较高,遇水遇氧易风化

石膏质

CaSO4·2H2O

石膏

白色、灰白色

较差

强度低,长期浸水可被溶蚀

碳质

C

有机质

黑色、黑灰色

岩石强度低,遇水易泥化

  (4)常见沉积岩特征的综合观察。

结合标本,对照教材中关于各种常见沉积岩的描述,逐类逐块地进行观察,包括:

火山碎屑岩类:凝灰岩、火山角砾岩、火山集块岩。

陆源沉积碎屑岩类:砾岩、角砾岩、石英砂岩、长石砂岩、铁质砂岩、硬砂岩、粉砂岩。

泥质岩类:页岩、碳质页岩、粘士岩。

化学岩类:石灰岩、白云岩、泥灰岩。

通常情况下,火山碎屑岩与陆源沉积碎屑岩的区分可参照表6。

表6      火山碎屑岩、陆源沉积碎屑岩特征鉴别

岩石类型

成因特征

特质组成特点

胶结物

结构、构造

产状

其它

火山碎屑岩

由火山喷发作用形成的、火山碎屑物质就地堆积或只经短距离搬运而形成

由火山碎屑物质(岩屑、晶屑、玻屑)及少量围岩碎屑组成

以火山灰为主

凝灰结构(颗粒分选极差,碎屑多具棱角,边缘锋锐),块状构造,无层理或层理不明显

呈夹层或透镜状

一般无化石

陆源沉积碎屑岩

是在地表由母岩经风化、搬运、堆积、成岩作用而形成

由各类母岩的岩石碎屑和矿物碎屑组成

为硅质、铁质、钙质、粘土质等

碎屑结构,宏观层理构造明显

层状

常可以见到化石

4、实习方法

(1)参照指导书和教材中有关常见沉积岩的描述,结合标本,在教师指导下自已观察学习。

(2)观察偏光显微镜下砂岩薄片中石英颗粒的形状特征和石英颗粒与胶结物间的关系(胶结类型)。

(3)在独立观察的基础上,总结出各类沉积岩标本的鉴定特征。

5、常见沉积的肉眼鉴定方法

经过沉积作用形成的沉积岩,绝大多数都具有层状构造特征,但所鉴定的标本都是从某一层位中打来的,所以重点观察沉积标本的结构、物质组成和颜色等。凭肉眼或借助放大镜能分辨出碎屑颗粒占组成物质50%以上者,属于碎屑岩类;只能分辨少量极为细小的矿物或岩屑颗粒,干燥时色浅质较硬者为泥质岩类。完全分辨不出颗粒,整体岩石具致密感或组成物质具一定结晶形态者为化学岩类。

在鉴定碎屑岩时,除观察颜色、碎屑成份及含量外,尚需注意观察碎屑的形态大小和胶结物成份,砾岩或角砾岩还需要观察标本的胶结类型。

在鉴定泥质岩时,则应注意观察标本的构造特征。页岩具有沿层面分裂成薄片或页片的性质,常可见显微层理,称为页理(页岩因此而得名)。而粘土岩则往往层理不发育,具块状构造。有些泥质岩中常含有机成分,如炭质页岩、油页岩等。

在鉴定化学岩时,除观察其颜色、物质成份、结构、构造外,应辅以简单的化学实验,如用稀盐酸检验标本是否有起泡反应。通常条件下可参照表7区分石灰岩、白云岩和泥质灰岩。

化学岩中的燧石岩类,主要由非晶质的蛋白石、隐晶质的玉髓和细粒石英组成,SiO2含量达70%—90%,致密坚硬,锤击可见火花,具贝壳状断口。常呈透镜状或结核状产出,也有呈层状、条带状产于碳酸盐岩或泥质岩中的。

6、常见沉积岩的简要描述

角砾岩:角砾状结构,在宏观上呈层状构造,但层理一般不发育。由矿物碎屑(以石英最为常见)和不同的岩石碎屑经胶结物胶结而成。碎屑颗粒大小相差悬殊,呈棱角状或次棱角状,含量大于50%。

表7    石灰岩、白云岩、泥灰岩的肉眼鉴定特征

岩石名称

主要矿物成份

常见颜色

坚硬性

加稀盐酸反应

其他特征

石灰岩

方解石

深灰色

灰黑色

一般

立即强烈起泡

性脆,风化表面常有溶痕迹,常含燧石、蛋白石条带,有时可见鲕状、竹叶状结构

白云岩

白云石

灰白色

浅灰色

灰  色

 较高

不起泡或起泡缓慢,其粉末有微弱反应

性脆,致密,风化面常见纵横交错的细小的溶沟

泥灰岩

方解石

粘土矿物

浅灰白色

黄褐色

棕红、紫色

较低

   强烈起泡,且起泡后留下泥质斑点

具薄原理,风化时易碎裂成片,常呈薄层状夹于石灰岩、白云岩或煤系地层之中

砾岩:砾状结构,在宏观上呈层状构造,层理一般不发育。由矿物碎屑和岩屑经胶结物胶结而成,碎屑颗或中细粒砂状结构,常具宏观层理构造。碎屑颗粒磨圆度高,分选性好(颗粒大小均一)。碎屑物质主要为石英(含量大于50%)、燧石、长石及其它硅质岩屑(含量小于25%)。胶结物常为硅质,有时为钙质、铁质等。

石英砂岩:白色、灰白色或其他浅色(铁质胶结时呈铁红色)。一般颗粒粒径在2~0.05mm之间,中粗粒或中细粒砂状结构,常具宏观层理构造。碎屑颗粒磨圆度高,分选性好(颗粒大小均一)。碎屑物质主要为石英(含量大于50%)、燧石、长石及其它硅质岩屑(含量小于25%)。胶结物常为硅质,有时为钙质、铁质等。

长石砂岩:灰白色或肉红色,粗中粒砂状结构,常具宏观层理构造。碎屑颗粒磨圆度及分选性好。碎屑物质除石英外,长石含量大于25%。胶结物以粘土为主,有时为钙质或铁质。

粉砂岩:砂粒粒径为0.05~0.005mm,粉红色或白色。粉砂状结构,层状构造(常呈薄的水平层理或波状层理)。组成物质以石英为主,长石及白云母次之,有时含有重矿物(磷灰石、磁铁矿)和粘土矿物。

页岩:灰色、棕色、红色、绿色或黑色。致密泥质结构,具页理,组成特质除粘土外,尚有少量微粒石英、绢云母、海绿石、长石等。颗粒粒径一般均小于0.005mm,含CaCO3(小于25%)时称钙质页岩。含铁(Fe氧化铁、黄铁矿)时称铁质页岩。含S iO2较多时称硅质页岩,含大量分散面料化有机质时称炭质页岩。

粘土岩:砖红色、灰色、淡绿色或黄白色。致密结构,呈块状构造,由粘土矿物组成。含高岭石较多时吸水性强;含蒙脱石较多时,表面具滑感,吸水性强,吸水后体积急剧膨胀。含伊利石(出称水云母)较多时,片状构造明显,遇水后易软化或泥化。

石灰岩:纯石灰岩呈灰色或浅灰色,含杂质时为浅黄色、浅红色、灰黑色或黑色。由结晶极细小的方解石组成,呈隐晶质结构,致密块状构造。常含少量白云石、粘土矿物及石膏等。具贝壳状断口,遇稀冷盐酸能强烈起泡为其显著特征。

白云岩:多为浅灰白色、白色、灰色、微粉红色,偶见灰黑色,呈细粒或中粒结晶结构。主要由白云石组成,含少量方解石和粘土矿物,纯白云岩遇稀冷盐酸起泡极微,但其粉末遇稀冷盐酸则起泡明显。

泥灰岩:常见的泥灰岩为灰红色、淡黄色、砖红色、浅绿色、暗紫色。隐晶质至微粒结构。具致密感。常呈薄层条带状,主要由方解石组成,但粘土含量高达25%—50%,遇稀冷盐酸强烈起泡,起泡后留下泥质斑痕。

7、  业及思考题

(1)简述沉积岩与火成岩在成因、结构、构造及物质成份上的的差别。

(2)观察并记录砾岩、砂岩、页岩、石灰岩、泥灰岩、白云岩等的主要特征(颜色、矿物成份、结构、构造等),按表8格式填写实验报告。 

表8               

                    沉积岩标本肉眼鉴定实习报告                   年   月   日

标本号

主  要  鉴  定  特  征

岩石名称

颜色

矿物成份

结构

构造

 

 

 

 

 

 

评阅教师                     成绩             

四、见变质岩的鉴定与认识

 

1、实习的目的与要求

(1)通过对变质岩标本的观察,学习变质岩的构造、结构和矿物的组成特征。

  (2)学习常见变质岩的命名和肉眼鉴定方法。

(3)掌握常见变质岩的鉴定特征。

2、实习准备工作

实习前预习教材相关“变质岩”内容,重点预习变质岩的构造特征和分类方法。

3、实习内容

(1)常见变质岩典型变质构造的认识:

板状构造—板岩;

千枚状构造—千枚岩;

片状构造—结晶片岩(云母片岩、滑石片岩、石榴子石片岩、绿泥石片岩等);

片麻状构造—片麻岩(正、副片麻岩);

块状构造—石英岩、大理岩。

(2)常见变质岩典型变质结构的认识(可结合磨片标本在显微镜下观察):

变晶结构—大理岩、角闪片麻岩;

变余结构—变质砂岩(如绿泥石化长石砂岩等);

(3)变质岩中常见矿物的识别。变质岩中的矿物,按成因分为两大类:一类是继承性矿物或称共有矿物(经变质作用后保留下来的原岩中的稳定矿物);另一类是变质矿物(在变质过程中新产生的矿物)。继承性矿物中的石英、长石、云母和变质矿物中的滑石、蛇纹石、石榴子石等已在主要造岩矿物的鉴定中叙述。变质矿物中的黄玉、刚玉可见摩氏硬度计中的标本,绿泥石、娟云母可观察绿泥石片岩和千枚岩。

(4)常见变质岩综合特征观察。结合标本,对照教材中关于各类常见变质岩的具体描述,逐类逐块进行观察,包括:板岩、千枚岩、结晶片岩(云母片岩、滑石片岩、绿泥石片岩、石榴子石片岩等)、片麻岩、大理岩和石英岩。

4、常见变质岩的肉眼鉴定和定名方法

根据变质岩的构造特征,可将其分为两大类:一类是具片理构造的变质岩,如板岩、千枚岩、各类结晶片岩和片麻岩;另一类是块状构造的变质岩,如大理岩、石英岩等。

对具有片理构造的变质岩的定名常用“附加名称+基本名称”。其中“基本名称”可以其片理构造类型表示,如具板状构造者可定名板岩;具片状构造者可定名片岩……。附加名称可以特征变质矿物、主要矿物成份或典型构造特征表示。如对一块具明显片麻状构造的岩石,若其矿物组成中含有特征变质矿物石榴子石,则在片麻岩前冠以“石榴子石”,该岩石则定名为“石榴子石片麻岩”(片麻岩根据其原岩特征分为正片麻岩一原岩为火成岩;副片麻岩一原岩为沉积岩)。同样,对含滑石或绿泥石较多的片岩分别定名为“滑石片岩”和“绿泥石片岩”。

对具有块状构造变质岩的定名,则主要考虑其结构及成份特征,如粗晶大理岩、中粒石英岩、蛇纹石大理岩。

5、常见变质岩特征的简要描述

板岩:常为灰色、灰黑色、黑色,少量为灰绿色、紫色或红色。主要由硅质粘土矿物组成,肉眼难于辨认;偶尔可见少量绢云母、绿泥石的小鳞片。呈隐晶质结构,致密均匀,但具板状构造,板理面平整,光泽暗淡,沿板理方向较将近剥成薄板状。

千枚岩:常为淡黄色、褐红色、灰黑色或绿色。主要成份为细粒和鳞片状石英、绢云母、绿泥石,沿片理面定向排列,呈现特有的千枚状构造,片理面上具有强烈的丝绢光泽,垂直于片理面的断面上片理面起伏成皱纹状。

片岩:片状构造明显。常见的组成矿物有云母、绿泥石、滑石、石英、角闪石等,其中的片状矿物呈定向排列。此外尚可见少量的石榴子石等,不含或仅含微量的长石,按所含变质矿物的种类的不同,可具体定名为云母片岩、绿泥石片岩、角闪石片岩、滑石处岩、石榴子石片岩、石墨片岩等。

片麻岩:灰白色、灰红色、灰黑色或灰绿色,全晶质显晶质变晶结构,片麻状构造,主要矿物成份为石英和长石(二者含量之和大于矿物总量的50%,且长石含量大于25%)。次为黑云母、角闪石、辉石等(含量之和大于30%)。

大理岩:质纯者为白色,含杂质时可为灰色、黄色、淡红色、淡绿色、紫褐色等(细至粗粒)。等粒变晶结构,块状构造,质纯细粒大理岩遇稀冷盐酸时有明显的起泡现象,以白云石为主要组成矿物的大理岩其粉末遇稀冷盐酸时才有微弱起泡现象。

石英岩:质纯者为白色,含杂质时为灰色、淡黄色、红褐色或紫色。致密状结构,块状构造。一般具有较强的油脂光泽。主要矿物成份为石英,偶有少量长石、云母、绿泥石、角闪石及辉石等,岩石坚硬性脆。

6、实习方法

(1)参照本书和教材中对有关常见变质岩的描述,对照标本,在教师指导下进行独立观察学习。

(2)在深入观察的基础上,总结具不同构造的各类变质岩的鉴定特征。

7、作业及思考题

(1)变质岩的片理构造与沉积岩的层理构造间的区别?

(2)常见变质岩的块状构造与火成岩的块状构造有何不同?

(3)观察并记录板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩等主要特征(主要矿物成分、结构、构造等),按表9格式填写实验报告。

 

表9                  

变质岩标本肉眼鉴定实习报告          

                                                 年  月  日

标本号

主  要  鉴  定  特  征

岩石名称

颜色

矿物成份

结构

构造

 

 

 

 

 

 

评阅教师                     成绩             

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