矿物岩石学复习题目与解析

矿物岩石学复习题目与解析一、矿物学基础（一）选择题1.下列矿物中，莫氏硬度为3的是（）A.石膏B.方解石C.萤石D.磷灰石答案：B解析：莫氏硬度由10种标准矿物的硬度序列构成（滑石1、石膏2、方解石3、萤石4、磷灰石5……金刚石10）。方解石硬度为3，可通过小刀（硬度约5.5）刻划判断：方解石能被小刀刻动，而石膏（硬度2）更软，萤石（4）、磷灰石（5）更硬。2.具有金属光泽的矿物通常属于（）A.含氧盐类B.硫化物类C.卤化物类D.氧化物类（金属型）答案：B、D解析：硫化物（如黄铁矿、方铅矿）和金属型氧化物（如磁铁矿、赤铁矿）因化学键具金属键特性，表面反射率高，常呈金属光泽；含氧盐（如方解石）多为离子键，呈玻璃光泽；卤化物（如石盐）为离子键，多呈玻璃或油脂光泽。（二）简答题1.简述“矿物”的科学定义及晶体与非晶体的本质区别。解析：矿物是由地质作用形成、具相对固定化学组成和确定内部结构（晶体结构）的天然单质或化合物（少数为非晶质，如蛋白石）。晶体与非晶体的本质区别在于内部质点排列的有序性：晶体的原子/离子/分子呈周期性重复排列（具格子构造），表现出自限性、均一性、异向性等；非晶体内部质点无周期性排列，不具晶体的基本性质（如蛋白石无固定内部结构）。2.列举矿物的主要化学组成类型，并各举1例。解析：矿物按化学组成分为5大类：自然元素：如自然金（Au）、金刚石（C）；硫化物：如黄铁矿（FeS₂）、方铅矿（PbS）；氧化物及氢氧化物：如石英（SiO₂）、褐铁矿（FeO(OH)·nH₂O）；卤化物：如石盐（NaCl）、萤石（CaF₂）；含氧盐：如硅酸盐（长石K[AlSi₃O₈]）、碳酸盐（方解石CaCO₃）、硫酸盐（石膏CaSO₄·2H₂O）。（三）论述题1.分析矿物的成因类型及其形成环境特征。解析：矿物按成因分为3类：内生矿物：由岩浆、伟晶、热液作用形成，环境为地下高温（岩浆期＞600℃、热液期100-500℃）、高压（数百MPa）、富挥发分的封闭系统。如岩浆岩中橄榄石（岩浆结晶）、伟晶岩中绿柱石（气液交代）。外生矿物：由风化、沉积作用形成，环境为地表/近地表、低温（常温）、低压、富氧、有水的开放系统。如风化壳中褐铁矿（氧化作用）、沉积岩中方解石（化学沉积）。变质矿物：由变质作用形成，环境为地下数km至数十km、中-高温（200-800℃）、中-高压（数十至数百MPa）、具定向/均一应力的封闭系统。如区域变质岩中石榴子石（高压变质）、接触变质岩中矽线石（高温接触变质）。二、岩浆岩岩石学（一）选择题1.花岗岩的主要矿物组成是（）A.石英+长石+黑云母B.橄榄石+辉石+斜长石C.石英+辉石+角闪石D.长石+云母+方解石答案：A解析：花岗岩是酸性侵入岩（SiO₂＞66%），矿物组合以石英（20%-40%）、钾长石/斜长石为主，暗色矿物为黑云母（或角闪石），具花岗结构。选项B为超基性岩（如橄榄岩）组合，C为辉长岩类，D含方解石（非岩浆成因）。2.岩浆岩的“斑状结构”指（）A.岩石中矿物颗粒大小悬殊，大颗粒（斑晶）被细粒基质包围B.矿物颗粒大小均匀，呈等粒状C.矿物颗粒呈定向排列D.矿物颗粒极细，肉眼无法分辨答案：A解析：斑状结构形成于两阶段冷却：早期岩浆缓慢冷却形成斑晶，后期快速冷却形成细粒基质。等粒结构（B）为颗粒均匀；定向排列（C）为片麻状构造特征；极细粒（D）为隐晶质结构。（二）简答题1.简述岩浆岩的分类依据及主要岩石类型。解析：岩浆岩分类依据化学成分（SiO₂含量）、矿物成分、产状（侵入/喷出）：按SiO₂含量：超基性岩（＜45%，如橄榄岩）、基性岩（45%-52%，如辉长岩/玄武岩）、中性岩（52%-66%，如闪长岩/安山岩）、酸性岩（＞66%，如花岗岩/流纹岩）。按产状：侵入岩（深成如花岗岩、浅成如花岗斑岩）、喷出岩（如流纹岩）。2.说明鲍文反应系列的内容及地质意义。解析：鲍文反应系列是岩浆结晶的矿物生成顺序，分连续系列（斜长石，钙长石→钠长石，成分连续变化）和不连续系列（暗色矿物，橄榄石→辉石→角闪石→黑云母，成分、结构均变化），最终残余岩浆富SiO₂、K₂O，形成钾长石、石英、白云母。意义：①解释矿物共生（如基性岩中橄榄石与钙长石共生）；②说明岩浆分异趋势（从基性到酸性，SiO₂富集）；③指导岩石成因分析（如斑晶为橄榄石、基质为辉石，反映岩浆早期橄榄石先结晶）。（三）论述题1.分析岩浆岩的成因机制（岩浆分异、同化混染、岩浆混合）对岩石类型的影响，结合实例说明。解析：岩浆分异：岩浆冷却时，矿物因结晶先后、密度差异分异。如玄武岩浆分异，早期橄榄石（密度大）下沉，残余岩浆富SiO₂，形成辉长岩→闪长岩→花岗岩（如层状侵入体从底部橄榄岩到顶部花岗岩的变化）。同化混染：岩浆与围岩物质交换，改变成分。如酸性岩浆侵入石灰岩，吸收CaO，结晶出钙长石、辉石，形成混染岩（如花岗岩边缘出现含石榴子石的花岗闪长岩）。岩浆混合：两种岩浆混合形成过渡岩。如基性（玄武质）与酸性（花岗质）岩浆混合，形成安山质岩浆，结晶出安山岩（中性喷出岩），矿物兼具基性（辉石）和酸性（斜长石）特征。三、沉积岩岩石学（一）选择题1.砂岩的分类主要依据（）A.碎屑颗粒大小B.碎屑成分（石英、长石、岩屑）C.胶结物类型D.颜色答案：B解析：砂岩按碎屑成分分为石英砂岩（石英＞90%）、长石砂岩（长石＞25%）、岩屑砂岩（岩屑＞25%），反映物源区性质（石英砂岩物源区成熟度高）。颗粒大小（A）是细分依据，胶结物（C）、颜色（D）非主要分类依据。2.下列属于化学沉积岩的是（）A.砾岩B.石灰岩C.页岩D.凝灰岩答案：B解析：石灰岩（CaCO₃）多为化学/生物化学沉积（如浅海CaCO₃过饱和沉淀）。砾岩（A）、页岩（C）为碎屑沉积岩，凝灰岩（D）为火山碎屑岩。（二）简答题1.简述沉积岩的形成阶段及各阶段的主要作用。解析：沉积岩形成分4阶段：风化：岩石经物理（温差）、化学（氧化）、生物作用破碎，形成碎屑和溶解物质。搬运：风化产物被流水、风等搬运，碎屑分选性、磨圆度提高（如河流搬运使砂粒更圆）。沉积：搬运能力减弱，碎屑按粒度/比重分选（如河流三角洲粒度下粗上细），化学物质过饱和沉淀（如CaCO₃浅海沉淀）。成岩：沉积物被埋藏后，经压实（孔隙减小）、胶结（碎屑被硅质/钙质粘结）、重结晶（如石灰岩重结晶）固结成岩。2.说明沉积岩中“层理构造”的类型及成因意义。解析：层理由沉积物垂向变化形成，类型及意义：水平层理：细粒沉积物在静水环境（深湖/深海）沉积，层理面水平，反映低能稳定环境。斜层理：碎屑在流动介质（河流/风）中由砂纹迁移形成，层理面倾斜，反映介质流动方向（如河流斜层理倾向为水流方向）。交错层理：多组斜层理交错，常见于滨海/三角洲，反映水动力方向频繁变化（如潮汐作用）。（三）论述题1.以河流沉积环境为例，分析沉积岩的岩性、结构、构造及生物化石特征，说明其环境识别意义。解析：河流分河床、河漫滩、三角洲亚环境，特征如下：岩性：河床以砂岩/砾岩为主（成分成熟度低），河漫滩以粉砂岩/泥岩为主（具氧化色，如红色泥岩），三角洲前端为泥岩/粉砂岩（含海相化石）。结构：河床碎屑分选中等-差、磨圆度中等；河漫滩碎屑分选好、磨圆度好。构造：河床具大型槽状/板状斜层理、冲刷面；河漫滩具水平/小型波状层理；三角洲具交错层理、透镜状层理。生物化石：河床以陆生植物碎片为主，河漫滩含陆生植物根迹/淡水软体动物化石，三角洲含海陆过渡生物（如半咸水双壳类）。这些特征可恢复古河流类型（辫状河以河床砂体为主，曲流河以河漫滩泥岩为主）、古水流方向（斜层理倾向）、古气候（氧化色反映干旱）。四、变质岩岩石学（一）选择题1.区域变质作用形成的典型岩石是（）A.大理岩B.片麻岩C.角岩D.蛇纹岩答案：B解析：区域变质作用伴随强烈构造运动，形成片麻岩（如花岗片麻岩，具片麻状构造）。大理岩（A）为接触/区域变质形成，角岩（C）为接触变质岩，蛇纹岩（D）为超基性岩蚀变形成。2.变质岩的“变晶结构”指（）A.原岩结构被保留，仅矿物成分变化B.矿物在变质作用中重结晶形成的新结构C.矿物颗粒定向排列形成的结构D.矿物颗粒大小悬殊的结构答案：B解析：变晶结构由变质重结晶（如石灰岩重结晶为方解石晶粒）或交代作用形成，矿物呈镶嵌状。选项A为变余结构，C为片理构造，D为斑状变晶结构（属变晶结构的一种）。（二）简答题1.简述变质作用的影响因素及变质岩与原岩的关系。解析：变质作用因素：温度：200-800℃，使矿物重结晶（如泥质岩变质为板岩→千枚岩）、发生化学反应（如CaCO₃+SiO₂→CaSiO₃+CO₂）。压力：静压力（上覆岩石重量，形成高压结构如蓝闪石）、定向压力（构造应力，使矿物定向排列形成片理）。流体：H₂O、CO₂为反应介质，携带化学组分（如SiO₂、K₂O）。变质岩与原岩：化学成分具继承性（如泥质原岩富Al₂O₃），但矿物成分、结构构造质变（如石灰岩变质为大理岩，方解石晶粒增大）；原岩类型决定变质岩类型（如基性原岩→绿片岩，泥质原岩→板岩）。2.说明接触变质作用的类型及典型岩石。解析：接触变质作用分两类：热接触变质：岩浆热烘烤，无明显交代，如泥质岩变质为角岩（细粒致密），石灰岩变质为大理岩（方解石重结晶）。接触交代变质：岩浆与围岩物质交换，形成矽卡岩（如花岗岩与石灰岩接触形成石榴子石-辉石矽卡岩），常伴随金属矿化（如铁矿、铜矿）。（三）论述题1.阐述变质相的概念及主要变质相的岩石组合、形成条件。解析：变质相是一定温压范围内，不同原岩变质形成的矿物组合及岩石类型，反映特定环境：绿片岩相：低温-中压（200-400℃，0.3-0.8GPa），基性岩→绿片岩（含绿泥石、绿帘石），泥质岩→千枚岩，形成于区域变质浅带或热液变质环境。角闪岩相：中温-中压（500-700℃，0.5-1.2GPa），基性岩→角闪岩（含角闪石、斜长石），泥质岩→片岩/片麻岩，形成于区域变质中带（如造山带）。麻粒岩相：高温-高压（700-900℃，0.8-1.5GPa），基性岩→麻粒岩（含辉石、斜长石），泥质岩→花