普通地质学实验指导书2.doc

普通地质学实验指导书实习一 矿物的物理性质目的：通过认识矿物加强对地壳组成物质的感性认识。要求：1 在老师的带领下观察矿物的形态及几种物理性质，为认识矿物打基础； 2 由学生独自鉴定和描述几种常见矿物的特征内容：观察矿物的单体形态，集合体形态，颜色，条痕色，光泽，硬度，解理， 断口，比重，磁性等物理性质。实验用品：矿物标本，小刀，放大镜，盐酸，瓷板，马蹄形磁铁实验步骤：1观察矿物的形态1矿物单体的形态：一向延长柱状或针状二向延长板状或片状三向延长立方体或八面体等。2矿物集合体的形态：矿物单体如为一向伸长集合体常为纤维状或毛发状；矿物单体如为二向伸长集合体常为鳞片状；矿物单体如为三向伸长集合体常为粒状或块状特殊形态的集合体：(1)放射状：长柱状或针状矿物以一点为中心向四周呈放射状排列，形似菊花。(2）晶簇：在岩石裂隙或空洞中生长的昌形完整的晶体群。(3)鲡状和豆状：由矿物的圆球所组成的集合体，圆球内部有同心圆构造，大小似鱼卵者称为鲡状；大小如豆者称为豆状。(4）钟乳状：形似冬季屋檐下凝结之冰锥，横切面呈圆形，内部具有同心层状构造，有时还兼有放射状构造。(5)葡萄状、肾状和结核状：形似葡萄者称为葡萄状，形如肾者称为肾状。其内部均具有同心层状及放射状构造。不规则的球形或椭球形者称为结核状，其内部有时有同心层状或放射状构造。2 观察矿物的光学性质1.透明度：矿物透过可见光的能力矿物薄片能透过光线者，称为透明矿物；基本上不能透过光线者，称为不透明矿物。广义地说，所有非金属矿物都是透明矿物，所有金属矿物都是不透明矿物2光泽：矿物对可见光的反射能力。根据反射能力的强弱可分为：(1）金属光泽：反射很强，类似镀有铬的金属平滑表面的反射光。(2）半金属光泽：反射较强，似一般金属的反射光。金属光泽与半金属光泽系不透明矿物的特征。(3）非金属光泽：透明矿物所具有的光泽，可以进一步区分为玻璃光泽，珍珠光泽，树脂光泽，金刚光泽，油脂光泽，丝绢光泽等。3.颜色与条痕：颜色是鉴定矿物的重要依据。某些矿物常常由于外来原因呈现出不很固定的颜色，如纯净的石英为无色，由于混有杂质等原因也可呈现各种颜色，许多透明矿物均具有这一特点。条痕是矿物粉末的颜色。它对于某些金属矿物具有重要的鉴定意义，如赤铁矿可呈赤红、铁黑或钢灰等色，而它的条痕恒为樱红色透明矿物的条痕都是白色或近于白色，无鉴定意义。3 观察矿物的力学性质1.硬度：在肉眼鉴定中，主要指矿物抵抗外力刻划的能力。通常用摩氏硬度计作为标准进行测量。测定某矿物的硬度，只须将该矿物同硬度计中的标准矿物相互刻划，进行比较即可。如某矿物能刻划方解石，又能被萤石划破，则该矿物的硬度介于3+4。通常还可用其它简便工具代替硬度计中的矿物。如指甲的硬度约为2-2.5，铜钥匙为3，小钢刀为5-5.5，玻璃为6。2解理：晶体受到打击时能够沿着一定结晶方向分裂成为平面（即解理面）的能力。不同矿物产生解理的能力不同，故解理的特征是识别矿物的重要标志，如云母有一个方向的极好解理，沿此方向极易分裂成为薄片；方解石有三个方向的解理故受力打击后极易沿该三个方向破裂成为菱形小块。3断口： 断口是矿物受外力打击后不沿固定的结晶方向断开时所形成的断裂面。断裂面方向是任意的。断口的形态不会是平滑的。根据形态特征，有贝壳状断口，参差状断口，锯齿状断口，平坦状断口等。4 矿物的其它性质矿物的密度：肉眼鉴定矿物时，可以将矿物按相对密度分为三级；轻的，相对密度在2.5以下，用手掂之，感到很轻；中等的，相对密度在2.54之间，用手掂之，感到重量中等或一般；重的，相对密度大于4.0，用手掂之、感到很重。磁性：是某些矿物的鉴定特征。如磁铁矿、磁黄铁矿能被普通磁铁所吸引。而自然铋能被磁铁所排斥。5 观察并描述下列矿物的物理性质滑石 Mg3Si4O10(OH)8 单晶体为片状，通常为鳞片状、放射状、纤维状、块状等集合体。无色或白色。解理面上为珍珠光泽。硬度1。平行片状方向有极解理。有滑感。薄片具挠性相对密度2.582.55。石膏 CaSO42H2O 单晶体常为板状。集合体为块状、粒状及纤维状等为无色或白色。有时透明。玻璃光泽，纤维状石膏为丝绢光泽。硬度2。有极好解理，易沿解理面劈开成薄片。薄片具挠性。相对密度2.302.37。石膏中透明而呈月白色反光者称透明石膏，纤维状者称纤维石膏，细粒状者称雪花石膏。方解石CaCO3 常发育成单晶，或晶簇、粒状、块状、纤维状及钟乳状等集合体。纯净的方解石无色透明。因杂质渗人而常呈白、灰、黄、浅红（含Co、Mn)、绿（含Cu)、蓝（含Cu)等色。玻璃光泽。硬度3。解理好。易沿解理面分裂成为菱面体。相对密度2.72。遇冷稀盐酸强烈起泡。萤石CaF2 常能形成块状、粒状集合体，或立方体及八面体单晶。颜色多样，有紫红、蓝、绿和无色等透明。玻璃光泽。硬度4。解理好。易沿解理面破裂成八面体小块。相对密度3.18。磷灰石 Ca5PO43(F,Cl,OH) 常为六方柱状之单晶，集合体为块状、粒状、肾状及结核状等。纯净磷灰石为无色或白色，但少见。一般呈黄绿色。可以出现蓝色、紫色及玫瑰红色等。玻璃光泽。硬度5。断口参差状。断面为油脂光泽。相对密度2.9-3.2。正长石KAlSi3O8单晶体常为柱状或板柱状。常为肉红色，有时具有较浅的色调。玻璃光泽。硬度6。有两组方向相互垂直的解理。相对密度2.542.57。斜长石CaAl2Si2O8单晶体为板状或板条状。常为白色或灰白色。玻璃光泽。硬度66.52。有两组解理，彼此近于正交。相对密度2.612.75。石英SiO2常发育成单晶并形成晶簇，或成致密块状或粒状集合体。纯净的石英无色透明，称为水晶。石英因含杂质可呈各种色调。例如含Fe+3呈紫色者，称为紫水晶；含有细小分散的气态或液态物质呈乳白色者，称为乳石英。石英晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽，无解理。硬度7贝壳状断口。相对密度2.65。隐晶质的石英称为石髓（玉髓）(chalcedony)，常呈肾状、钟乳状及葡萄状等集合体。一般为浅灰色、淡黄色及乳白色，偶有红褐色及苹果绿色。微透明。具有多色环状条带的石髓称为玛瑙。黑云母 K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH,F)2 单晶体为短柱状、板状，横切面常为六边形，集合体为鳞片状。棕褐色或黑色，随含Fe量增高而变暗。其它光学与力学性质同白云母相似。相对密度2.73.3。黄铁矿FeS2大多呈块状集合体，也有发育成立方体单晶者。立方体的晶面上常有平行的细条纹。颜色为浅黄铜色，条痕为绿黑色。金属光泽。硬度66.5。性脆，断口参差状。相对密度5。黄铜矿CuFeS2 常为致密块状或粒状集合体。颜色铜黄，条痕为绿黑色。金属光泽硬度3-4，小刀能刻破。性脆，相对密度4.14.3。黄铜矿以颜色较深且硬度小可与黄铁矿相区别。赤铁矿Fe2O3 常为致密块状、鳞片状、鲡状、豆状、肾状及土状集合体。显晶质的赤铁矿为铁黑色到钢灰色，隐晶质或肾状、缅状者为暗红色，条痕呈樱红色。金属、半金属到土状光泽。不透明。硬度56，土状者硬度低。无解理。相对密度4.05.3。磁铁矿Fe3O4 常为致密块状或粒状集合体，也常见八面体单晶。颜色为铁黑色。条痕为黑色。半金属光泽。不透明。硬度5.56.5。无解理。相对密度5。具强磁性。6 矿物实习报告矿物名称形态颜色条痕光泽硬度解理断口其他实习二 常见矿物代表目的：通过认识矿物加强对地壳组成物质的感性认识。要求： 由学生独自鉴定和描述多种常见矿物的特征内容：观察并描述常见矿物实验用品：矿物标本，小刀，放大镜，盐酸，瓷板实验步骤：1观察并描述常见矿物普通辉石 （Ca，Mg，Fe，Al)2(Si，Al)2O6 单晶体为短柱状，横切面呈近正八边形，集合体为粒状。绿黑色或黑色。玻璃光泽。硬度5.56。有平行柱状方向的两组的解理，其交角为87。相对密度3.23.4。普通角闪石 （Ca，Na)2-3(Mg,Fe,Al)5Si6(Si,Al)2O22(OH,F)2 单晶体较常见，为长柱状。横切面呈六边形，经常还以针状形式出现。绿黑色或黑色。玻璃光泽。硬度56。有平行柱状的两组解理，交角为56。相对密度3.023.45，随着含Fe量增高而加大。橄榄石 （Mg，Fe)2SiO4 常为粒状集合体。浅黄绿到橄榄绿色，随含铁量增高而加深。玻璃光泽。硬度6-7。解理不好。相对密度3.24.4，随含铁量增高而增大。方铅矿PbS单晶常为立方体，通常成致密块状或粒状集合体。颜色铅灰，条痕为灰黑色。金属光泽。硬度23。有三组解理，沿解理面易破裂成立方体。相对密度7.47.6。闪锌矿ZnS 常为致密块状或粒状集合体。颜色自浅黄到棕黑色不等（因含Fe量增高而变深），条痕为白色到褐色。光泽自松脂光泽到半金属光泽。透明至半透明。硬度3.54。解理好。相对密度3.94.1（随含铁量的增加而降低）。石榴子石 X3Y2SiO43 化学式中的X代表二价阳离子Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+等，Y代表三价阳离子Al3+、Fe3+、Cr3+等。阳离子为铁、铝者称为铁铝榴石，阳离子为钙、铝者，称为钙铝榴石。石榴子石常形成等轴状单晶体。集合体成粒状和块状。浅黄白、深褐到黑色（一般随含铁量增高而加深）。玻璃光泽。硬度67.5。无解理。断口为贝壳状或参差状。相对密度4左右。绿泥石 （Mg,A1,Fe)6(Si,Al)4O14(OH)8 常呈磷片状集合体。绿色。深浅随含铁量增减而不同。解理面上为珍珠光泽。有平行片状方向的解理。硬度23。相对密度2.63.3。薄片具挠性。绿帘石 Ca2(Al，Fe)3SiO4O(OH) 单晶体为柱状，集合体为粒状或块状。绿色，色调随含铁量增加而变深。玻璃光泽。硬度66.5。有平行柱状方向的解理。相对密度3.383.49。褐铁矿（Fe2O3nH2O）主要成分是含水的氢氧化铁，并含有泥质及二氧化硅等。褐至褐黄色，条痕黄褐色。常呈土块状、葡萄状，硬度不一。白云石 CaMgCO3(OH)2 单晶为菱面体，通常为块状或粒状集合体。一般为白色，因含Fe常呈褐色。玻璃光泽。硬度3.54。解理好。相对密度2.86，含铁高者可达2.9-3.1。白云石以在冷稀盐酸中反应微弱，以及硬度稍大而与方解石相区别。孔雀石 CuCO3(0H)2 常为钟乳状、块状集合体，或呈皮壳附于其它矿物表面。深绿或鲜绿色。条痕为淡绿色晶面上为丝绢光泽或玻璃光泽。硬度3.54。相对密度3.54.0。遇冷稀盐酸剧烈起泡。孔雀石以其特有颜色而易与其他矿物相区别。高岭石 Al4Si4O10(OH)3 一般为土块或块状集合体。白色，常因含杂质而呈其它色调。土状者光泽暗淡，块状者具蜡状光泽。硬度2。相对密度2.612.68。具有可塑性。2说出下列两种矿物的主要区别1 方铅矿与闪锌矿2角闪石与辉石3方铅矿与磁铁矿4黄铁矿与黄铜矿5斜长石与方解石6斜长石与正长石7石英与斜长石8石英与方解石3 矿物实习报告矿物名称形态颜色条痕光泽硬度解理断口其他实习三 岩浆岩目的：通过对岩浆岩特征的认识加深对岩浆作用的了解。要求：在老师的带领下了解岩浆岩的观察方法，认识岩浆岩的矿物成分，结构，构造特点。内容：观察岩浆岩的颜色，成分，结构，构造等物理性质。并把观察结果写在实习报告中实验用品：岩浆岩标本，放大镜 实验步骤：1 岩浆岩的主要矿物成分 暗色矿物：橄榄石，辉石，角闪石，黑云母 浅色矿物：斜长石，正长石，石英2 岩浆岩的结构岩浆岩中矿物的结晶程度、晶粒大小与形态及晶粒间的相互关系，称为岩浆岩的结构。（1）按照矿物晶粒的大小分为显晶质结构：用肉眼均可加以识别，又细分为粗粒（粒径5mm)、中粒（粒径51mm)，细粒（粒径10.1mm) 隐晶质结构：用肉眼难以识别（2）按矿物颗粒的相对大小可分为等粒结构：矿物颗粒大小相等不等粒结构：在不等粒结构中又分为：斑状结构：基质为隐晶质或非晶质者似斑状结构：基质为显晶质，且基质的成分与斑晶的成分相同3岩浆岩的构造岩浆岩的构造是指岩浆岩中矿物集合体的形态、大小及相互关系分为块状构造：岩石中矿物排列无一定规律，岩石为均匀的块体。流动构造：岩石中柱状或片状矿物或捕虏体平行而定向排列。火山熔岩中不同成分和颜色的条带，以及拉长的气孔相互平行排列，称为流纹构造。气孔构造：岩石中呈圆球形、椭球形或不规则形态的空洞。直径由数毫米到数厘米。基性熔岩中气孔较大、较圆；酸性熔岩中气孔较小、较不规则，或呈棱角状。杏仁构造：气孔中有矿物质充填者。层状构造：岩石具有成层性状，它是多次喷出的熔岩或火山碎屑岩逐层叠置的结果。4岩浆岩的分类（1）岩浆岩（2）火山碎屑岩火山碎屑岩既有喷出岩的特征也有沉积岩的特征，按火山碎屑的粒径大小分类：(1）凝灰岩： 粒径2mm (2）火山角砾岩： 粒径2-50mm(3）浮岩：粒径2-50mm多孔洞，色浅、质轻、能浮于水(4）集块岩 粒径50mm 5 观察岩浆岩的常见代表超基性岩基性岩中性岩酸性岩深成岩橄榄岩辉长岩闪长岩花岗岩，斑状花岗岩浅成岩金伯利岩辉绿岩闪长玢岩花岗斑岩喷出岩玄武岩安山岩流纹岩，黑曜岩，浮岩岩浆期后伟晶岩6 岩浆岩实习报告岩石名称颜色结构构造矿物成分标本号实习四 沉积岩目的：通过对沉积岩特征的认识加深对沉积岩生成条件的了解。要求：在老师的带领下了解沉积岩的观察方法，认识沉积岩的矿物成分，结构，构造特点。内容：观察沉积岩的颜色，成分，结构，构造等物理性质。并把观察结果写在实习报告中实验用品：沉积岩标本，放大镜 实验步骤：1沉积岩的主要矿物成分沉积岩中的特有矿物：方解石、白云石、粘土矿物、石膏、硬石膏、赤铁矿、褐铁矿、玉髓、蛋白石等。岩浆岩与沉积岩共有的矿物：石英、钾长石、钠长石、白云母2沉积岩的结构沉积岩的结构指沉积岩颗粒的性质、大小、形态及其相互关系。主要有以下两类结构：(1)碎屑结构:按碎屑粒径大小可分为：砾状结构 粒径2mm砂状结构 粒径2-0.05mm粉砂状结构 粒径0.05-0.005mm泥状结构 0. 005mm (2)非碎屑结构: 岩石中的颗粒由化学沉积作用或生物化学沉积作用形成。3沉积岩的构造（在野外观察比较好）指沉积岩形成时所生成的岩石的各个组成部分的空间分布和排列形式。主要有：（1）层理： 沉积岩的成层性。是由岩石不同部分的颜色、矿物成分、碎屑（或沉积物颗粒）的特征及结构等所表现出的差异而引起的。分为平行层理交错层理（2）递变层理：同一层内碎屑颗粒粒径向上逐渐变细。（3）波痕 层面呈波状起伏。（4）泥裂 由岩层表面垂直向下的多边形裂缝。裂缝向下呈楔形尖灭。4常见沉积岩（1）砾岩、角砾岩砾状结构。碎屑为圆形或次圆形者为砾岩，碎屑为棱角形或半棱角形者为角砾岩。（2）-（6）砂岩砂状结构。碎屑成分常为石英、长石、白云母、岩屑及生物碎屑。岩石颜色多样，随碎屑成分与填隙物成分而异。如富含粘土者颜色较暗；含铁质者为紫红色；碎屑为石英，胶结物为SiO2者呈灰白色；碎屑富含钾长石者显灰红色。砂岩按照碎屑粒径大小可分为粗粒砂岩（粒径2-0.5mm），中粒砂岩（粒径0.5-0.25mm），细粒砂岩（粒径0.25-0.05mm）。砂岩按照碎屑成分可分为：石英砂岩（石英含量75%-95%）一般磨圆度高，分选好，颜色浅；长石砂岩（石英含量75%，长石含量25%）磨圆较差，分选中或差，浅红到浅灰。岩屑砂岩（石英含量75%，岩屑含量25%）磨圆差，分选差，颜色深。（7）粉砂岩具有粉砂状结构。碎屑成分常为石英及少量长石与白云母。颜色为灰黄、灰绿、灰黑、红褐等色。（8）-（9）粘土岩有泥状结构。硬度低，用指甲能刻划。高岭石是粘土岩中的常见矿物，可以混有不等量的粉砂、细砂以及CaCO3、 SiO2、Fe2O3nH2O等化学沉淀物，有时含有机质。粘土岩具有灰白色、灰黄色、灰绿色、紫红色、灰黑色、黑色等颜色。粘土岩中没有层理者称为泥岩，有良好层理者称为页岩。（10）-（13）石灰岩由方解石组成，遇稀盐酸剧烈起泡。岩石为灰色、灰黑色或灰白色。性脆。硬度3.5。石灰岩常具有隧石结核及缝合线，有碎屑结构与非碎屑结构两种类型。非碎屑结构的石灰岩如果含较多的粘土矿物叫泥灰岩。碎屑结构的石灰岩，如果碎屑是海盆中已固结的碳酸钙沉积被海水冲击破碎而成者，称为内碎屑。其中粒径2mm者称为砾屑灰岩，粒径2mm者称为砂屑灰岩 。如果碎屑是海中动物的介壳被海水冲击破碎而成者，称为生物碎屑。形成的岩石叫介壳灰岩；如果碎屑由海水中CaCO3凝聚而成者的，称为球粒（粒径0.3mm形态浑圆，内部无同心圆构造)、团块（粒径0.3mm，外形不甚规则，内部无同心圆构造)、鲕粒或豆粒（外形浑圆，内部具有同心圆构造）。碳酸钙鲕粒是在干旱炎热的气候条件下在深仅数米的动荡浅水海域中形成的。在这种环境下海水中的CaCO3能够达到过饱和，而具有充分的碎屑物质供应，使CaCO3能够以碎屑为核心逐次沉淀并形成同心圆构造。碎屑是鲕粒的石灰岩叫鲕状灰岩。鲕粒具有碎屑结构的石灰岩可以根据碎屑性质进一步定名，由内碎屑构成者称为内碎屑石灰岩，如竹叶状石灰岩（edgewise limestone)（图4-16)，其碎屑形似竹叶，长径由数厘米到数十厘米；由生物碎屑构成者称为生物碎屑石灰岩；由球粒、团状、鲡粒、豆粒构成者分别称为球粒石灰岩、团块石灰岩（图4-17)，鲡状石灰岩（图4-18)、豆状石灰岩。应该说明，当碎屑粗大时，肉眼易于识别出碎屑结构；如碎屑细小，肉眼较难观察时，可用水将岩石湿润或用稀盐酸腐蚀岩石表面，碎屑结构之特征便可显示出来。非碎屑结构石灰岩也包括多种类型，如泥晶石灰岩系由粒径0.005mm之方解石微粒组成，岩石极为致密，方解石微粒系由生物化学作用等方式形成。钙华也可以看成是具有非碎屑结构的石灰岩，它是纯化学成因的。礁灰岩（reef limestone）则是具有生物骨架结构之石灰岩，其中由珊瑚骨骼作为支撑骨架者则称为珊瑚礁石灰岩(coral reef limestone)。（14）白云岩白云岩由白云石组成，遇冷的稀盐酸不起泡。岩石常为浅灰色、灰白色，少数为深灰色。硬度较石灰岩略大，岩石风化面上有刀砍状溶蚀沟纹。以方解石为主并含一定数量的白云石者称为白云质石灰岩，遇冷的稀盐酸后，前者微弱起泡，后者起泡较强烈岩石名称颜色成分（非碎屑结构）结构碎屑粒径碎屑形态碎屑成分胶结物成分其他（硬度，加酸反应）实习五 变质岩目的：通过对变质岩特征的认识加深对变质作用的了解。要求：在老师的带领下了解变质岩的观察方法，认识变质岩的矿物成分，结构，构造特点。内容：观察变质岩的颜色，成分，结构，构造等物理性质。并把观察结果写在实习报告中实验用品：变质岩标本，放大镜 实验步骤：1变质岩的矿物成分变质矿物有红柱石、蓝晶石、夕线石、硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、透闪石、阳起石、蓝闪石、透辉石、蛇纹石、石墨等变质岩中也有既能存在于火成岩又能存在于沉积岩的矿物，这样的矿物有石英、钾长石、钠长石、白云母、黑云母等。2变质岩的结构（1）变晶结构 按变晶的大小可分为粗粒、中粒、细粒等类。按变晶大小的相对关系可分为等粒变晶，斑状变晶（2）变余结构（保留有原岩的结构） 如变余斑状结构，变余砾状结构，变余砂状结构3变质岩的构造（1）变成构造，有以下类型： 斑点状构造板状构造千枚状构造片状构造片麻状构造块状构造（2）变余构造（保留有原岩的构造）如变余气孔构造、变余杏仁构造、变余层状构造、变余泥裂构造等。4变质作用类型及其代表性岩石（1）接触热变质作用角岩： 具有变晶结构，块状构造。岩石常很致密、坚硬。因原岩成分不同以及变质程度的差异，角岩中的矿物多种多样，有红柱石斑晶的叫红柱石角岩。颜色常为暗色，具有灰绿色、灰黑色、肉红色等色调。大