矿物标本的认识

1、实验一 矿物标本的认识 矿物的形态、物理和其它性质 一、目的要求 通过观察和认识矿物的形态及物理性质，初步掌握肉眼鉴定矿物的操作方法，为深入认识矿物打好基础。 二、预习要点 复习有关矿物部分的内容，弄懂矿物的相关形态和物理性质方面的概念。 三、实验用品 标本： 15块钾长石 KAlSi 3O8；石墨 C；方铅矿 PbS；萤石 CaF2； 石英（小型单晶及块状石英）SiO2；纤维状石膏 CaSO42H2O； 冰洲石 CaCO3；褐铁矿 Fe2O3nH2O； 鲕状赤铁矿 Fe2O 3 ；磁铁矿 Fe3O4； 石棉 (Mg、Fe)Si4O112(OH)2； 高岭石 Al4Si4O10(OH)8； 方

2、解石 CaCO3；白云石 CaCO3MgCO3； 红柱石 Al2SiO4 O 。 工具：小刀，条痕板（无釉瓷板），放大镜，磁铁，摩氏硬度计，稀盐酸，硝酸与钼酸铵等。四、实验内容，方法与注意事项 观察矿物的形态与物理性质1 、观察矿物的形态（含晶面花纹和双晶） 矿物有一定的形态，并有单体形态和集合体形态之分,因此，观察时首先应区分是矿物的单体或集合体，然后进一步确定属于什么形态。单体形态 矿物的单体是指矿物的单个晶体，它具有一定的几何外形，由晶棱、面角和晶面所构成。同种矿物往往具有一种或几种固定的几何形态，如立方体、四面体、八面体、菱形十二面体等。矿物的形态是其内部结晶格架的外在表现。因此，这些

3、固定的几何形态是认识矿物的重要标志之一。 矿物具有一定的结晶习性，有的矿物在结晶时，在某一个轴向上发育生长迅速，形成针状或长柱体晶体（如辉锑矿等）；有的矿物在两个轴方向上均发育较快，形成板状（如石膏）和片状（如云母）晶体；还有一些在三个轴方向同等发育，形成粒状或等轴状的晶形，如立方体（黄铁矿）、八面体（磁铁矿）、菱形十二面体（石榴子石）等。这三种情况可以分别称为一向延长、二向延长和三向延长型（图 1 1 ）。 图 11 几种矿物的晶形集合体形态 矿物集合体是由许多个结晶矿物单体共同生长在一起的矿物组合，也可以是隐晶质及胶体矿物（或称准矿物）的组合。依据颗粒的大小可分为显晶质集合体和隐晶质及胶态

4、集合体。 a 、常见的显晶集合体形态 柱状集合体：个体均由柱状矿物组成，集合方式不规则，如角闪石。 放射状集合体：个体为针状、长柱状。一端会聚，另一端呈发散状，象光线四射，如红柱石、透闪石等。 纤维状集合体：由极细的针状或纤维状矿物组成如石棉。 片状集合体：由片状矿物组成，如云母。 板状集合体：由板状矿物组成，如石膏。 粒状集合体：系由均匀粒状矿物组成，如石榴子石、橄榄石。 晶簇：是具有共同生长基壁的一组单晶集合体，常生长在空隙壁上，如石英（水晶）晶簇。 自然界大多数矿物都以聚集的格局出现，但由于矿物的形成条件复杂，所以结晶矿物的晶体少有发育完好的，因此在观察结晶矿物时，应首先观察认识完整的个

5、体，这样当观察被遮挡和个体发育不完整的标本时，才有用完整的形体去辨认和恢复矿物外形的能力，并在认识个体形态的基础上，进一步认识矿物集合体形态。此外，观察矿物形态时，除了注意其总体形态外，还应注意组成晶体的每个晶面的几何形态，如三角形、正方形、菱形等。每个矿物不同晶面间的夹角也是固定的，观察时亦应注意。 b 、常见的隐晶及胶体矿物集合体 这类矿物没有固定的形态，不能将其分为单体，主要根据矿物集合体的外形分类。隐晶集合体是放大镜也看不见单体界线的集合体，按其紧密程度可分为致密块状和疏松土状。前者如石髓，后者如高岭土。常见的非晶质矿物（即胶体矿物）集合体有： 鲕状和豆状集合体：由许多像鱼子状或豆状的

6、矿物集合而成，它们都明显的具同心层状构造，如鲕状或豆状赤铁矿。 钟乳状集合体：由同一基底向外逐层立体生长而成的呈圆锥或矿物集合体，其个体内部具有同心层状构造或同时群体具有放射状构造，如石灰岩溶洞中的石钟乳和石笋均为钟乳状方解石。 葡萄状或肾状集合体：外形似葡萄状者称葡萄状集合体（如硬锰矿）。若外形呈较大的半椭球体，则称肾状集合体，如肾状赤铁矿。 结核体：围绕某一核心生长而成球状、凸透镜状或瘤状的矿物集合体，如 钙质结核等。 分泌体：岩石中形状不规则或球形的空洞被胶体等物质逐层由外向内充填而成，常呈同心层构造，大者 d 1cm 称晶腺，小者 d 1m ）、厚层状（厚度 1 0.5m ）、中层（厚

7、度 0.5 0.1m ）、薄层状（ 0.1 0.01m ）、极薄层（厚度 50毫米）、火山角砾岩（d250毫米）及火山凝灰岩（d2毫米）。火山弹 火山喷出来的岩浆在空中旋转冷却而成纺锤状的喷出岩，常有气孔构造，表面有扭转的皱纹，一般为隐晶质或玻璃质。 火山角砾岩 主要是被火山喷到空中的碎屑物质落回地表，被火山灰等胶结而成的岩石。其中碎屑物质有明显的棱角。 凝灰岩 是火山灰凝固后形成的岩石。岩石表面粗糙，隐晶质，成分不易确定，有的凝灰岩中可有一些棱角状的矿物颗粒或其他颗粒。可以具有明显的层状构造。肉眼鉴定沉积岩的方法 其具体步骤如下： 首先按野外产状、物质成分、结构构造，将沉积岩所属三大类型区分

8、开。 确定岩石的结构类型。如确定为碎屑结构，就要进一步按粒度大小及矿物含量进一步区分。确定颗粒大小的方法是同标准方格纸或与标准砂比较，定名时一般以含量50%者作为定名的基本名称，含量在50%25%之间者以X质表示；含量在25%以下者则以“含XX”表示。例如某岩石中的碎屑颗粒含量在80%以上，但砾级的只有20%其它则为砂级。根据上述原则，该岩石可命名为含砾砂岩。确定碎屑的类型后，还要对胶结物的成分作鉴定。胶结物的成分可为泥质、钙质、硅质和铁质等单一类型，可以是钙泥质或钙铁质等复合类型。因多为化学沉积，颗粒细小，不易识别。肉眼鉴定时可用小刀刻划其硬度，观察其颜色，或用稀盐酸测试其化学成分中是否含碳

9、酸钙等，并参考其固结程度来确定其胶结物成分（表 2 2 ）。 表22沉积岩的胶结物类型及其特征 胶结物类型 肉眼鉴定或简易化学测定特征 泥质胶结 无色或杂色且多变；硬度小于小刀；加酸不起泡；胶结疏松 钙质胶结 多为白色或无色；硬度小于小刀；加盐酸起泡；胶结疏松 硅质胶结 无色；硬度大于小刀；加盐酸不起泡；胶结紧密，坚固 铁质胶结 多为红色或褐色；硬度中等；风化后常呈铁锈色；加酸不起泡 对碎屑颗粒的形态（圆度和球度）也要鉴定描述。但除砾岩外，一般不参加命名。 鉴定岩石的物质成分及含量时，这里分两种情况：其一是对碎屑岩、粘土岩、化学岩及生物化学岩，主要是鉴定岩石的矿物成分和各自的含量，方法是用肉眼

10、或简单的化学试剂来鉴定矿物的理化性质（如矿物的形态、颜色、硬度、解理、光泽及滴酸等），以确定所含矿物的种类。然后在一定范围内目估（如用线比法）各矿物的百分含量，从而确定岩石的名称，如长石砂岩、白云质灰岩等。 其二是对含岩屑较多的岩石（如砾岩）就应鉴定出砾石的岩石种类，并注意各类岩石的砾石含量百分比。鉴定岩石的构造：鉴定构造除少数标本上可观察到外，一般应到野外鉴定其层理构造和层面构造。 鉴定岩石的颜色：在描述岩石时要将岩石的新鲜面和风化面颜色予以分别描述。由于岩石往往是多种不同颜色的矿物组成的，因此描述的颜色应是岩石的总体颜色，绝非某种矿物的颜色。在描述用词上，习惯是将次要颜色写于前，主要颜色写

11、于后，如黄绿色、黄褐色等。 综合描述举例：岩石的名称是按颜色 + 构造 + 结构 + 成分（或成分加结构）这个程序描述的。如石英砂岩：新鲜面为灰色，风化面为灰白色。具有厚层状（ 1 0.5m ）层理。粗粒碎屑结构（粒度 1mm 左右），磨圆度尚好，多呈浑圆状，分选性也好。碎屑成分主要为石英，含量达 90% 左右；长石，含量达 10% 左右，多风化成高岭土。岩石坚硬，系硅质胶结。根据以上描述，岩石的全名应是：白色厚层状粗粒长石石英砂岩。 对碳酸盐岩的命名，一般是结构加成分，如鲕状石灰岩。五、作业 独立描述所要求的沉积岩标本数量并填写实验报告（参见常见沉积岩描述）。六、思考题 组成沉积岩的常见矿物

12、有哪些？ 何为碎屑岩？有哪些基本类型？各有何特点？ 七、一些常见沉积岩岩石类型的简单描述 碎屑岩类 砾岩 具砾状结构，即 50% 以上的碎屑颗粒大于 2 毫米。砾石滚圆者称砾岩，砾石棱角状称角砾岩。砾石主要由一种成分组成的称单质砾岩，如石英砾岩，砾石成分复杂者称复杂砾岩。 砂岩 具砂状结构，即 50% 以上的碎屑颗粒介于 0.06 2 毫米之间。根据砂粒大小又可分为粗砂岩、中粒砂岩和细砂岩。按成分又可分为单矿物砂岩和复矿物砂岩。粉砂岩不易分辨碎屑颗粒，但断面较粘土岩为粗糙。它也可以有单矿物粉砂岩和复矿物粉砂岩之分。黄土则是未经固结的亚沙土，土黄色，松散状。层理不清，往往含碳酸钙结核，主要由长石

13、、石英等粉砂组成。 上述碎屑岩如考虑胶结物的成分时，则命名前加胶结物作为形容词，如铁质石英砂岩（胶结物为铁质）。 粘土岩类 均为泥质结构，主要由各种粘土矿物组成。根据固结程度可分为如下三种： 粘土 为粘土岩类中几乎未经固结的一种松散的岩石，具有吸水性和可塑性，在水中极易泡软。如高岭石粘土、胶岭石粘土等。高岭石粘土是耐火材料和陶瓷工业的原料。 粘土岩 为粘土岩类中固结较紧的一种致密状岩石。吸水性和可塑性较弱，水中不易泡软。这种岩石又叫泥岩。 页岩 为粘土岩类固结程度很好的一种岩石，成页片状，无吸水性和可塑性，水中不能泡软。页岩可根据所含的次要成分来命名。如灰质页岩、铁质页岩、油页岩等。 、化学岩

14、及生物化学岩类 主要是化学结构，有一些碳酸盐岩具碎屑结构，如竹叶状灰岩、鲕状灰岩。生物结构为主的较少见，这类岩石多为均匀的非晶质或隐晶质岩石，用肉眼看不出矿物颗粒，因此，用加盐酸起泡来区别出是否碳酸盐岩。硬度大于小刀的是硅质岩，根据颜色可大致确定是铁质岩、锰质岩，用加钼酸铵和硝酸发生黄色沉淀来确定磷质岩等。 碳酸盐岩 主要由钙镁的碳酸岩组成，分布广泛，在沉积岩中仅次于页 岩和砂岩，结构以碎屑结构和化学结构两种为主，最主要的岩石有石灰岩和白云岩。 石灰岩 由碳酸钙组成的岩石，常为灰色，由于含有机质多少不等。颜色可由浅到黑色，一般比较致密，断口呈贝壳状，硬度不大，加盐酸起泡，常因结构不同而给予不同

15、名称。如鲕状灰岩和竹叶状灰岩等。同时灰岩中含有粘土矿物、硅质等杂质，我们分别称它为泥灰岩和硅质灰岩。石灰岩用作冶金熔剂、建筑材料。 白云岩 为白云石组成的岩石。与灰岩相似，所不同者是白云岩加盐酸起泡很微弱，肉眼不易观察，但粉末加盐酸则起泡强烈。白云岩可用作冶金熔剂、耐火材料等。 铁质岩 即含大量铁的氧化物、碳酸盐、硫化物的岩石。如果其中铁质含量高时，即可成铁矿岩。如赤铁矿石、黄铁矿石等，是重要的钢铁或化工原料。 锰质岩 为富含锰的氧化物或碳酸盐。在成因上分布特点上皆于铁质岩相似，但其量少于铁质岩。是冶金工业的重要原料。 硅质岩 由生物或化学成因的二氧化硅组成，其分布在化学及生物化学岩中占第二位

16、，仅次于碳酸盐。通常把它们分为矽藻土、碧玉岩和燧石硅华等。 磷质岩 为含有大量磷酸钙的沉积岩。目前把含五氧化二磷在 5 8% 以上的磷质岩称为磷块岩。常见岩石有结核状磷质岩和层状磷质岩。 铝质岩 它的矿物成分主要是铝的氧化物，其次是各种粘土矿物，是富含氧化铝（ Al 2 O 3 ）含水铝矿物（铝的氢氧化物）的岩石。常见的结构有泥质结构，粉砂质结构 、 这两种结构的铝质岩在外貌上与泥岩非常相似，但铝土矿的硬度及比重大。铝土矿是主要的炼铝原料。 蒸发岩 又叫盐岩类（盐岩）主要是钙、钠、钾、镁的氯化物或硫酸盐构成的岩石。产于泻湖与盐湖中，化学结构为主，常见的有盐岩、钾盐、芒硝、石膏等。 可燃有机岩

17、主要由碳及碳氢化合物组成的岩石，是重要的化工原料和动力原料，主要岩石有泥炭、煤、石油、油页岩和沥青等。 实验二 岩浆岩岩石标本的认识一、目的要求 认识各大类岩浆岩的主要代表岩石，学习肉眼鉴定岩浆岩的方法。 了解岩浆岩的结构、构造和它们在地壳中的产出状态。 二、预习要点 岩浆岩的常见造岩矿物如石英、钾长石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等。 岩石的结构和构造概念。 岩浆岩的分类依据及其主要代表性岩石。 岩浆岩的主要特征及肉眼鉴定方法。 三、实验用品 标本： 花岗岩、伟晶花岗岩、正长岩 、闪长岩、辉长岩 、橄榄岩 、 花岗斑岩、流纹岩 、金伯利岩 、玄武岩、流纹岩、安山岩。 工具：

18、小刀、放大镜。 四、实验内容与方法 观察岩浆岩的一般特征 岩浆岩是由熔融的岩浆在地壳不同深度冷凝而成的岩石。因此岩石本身具有与其成因相联系的特点，以此可与其他两大类岩石区别。这些特点体现在岩浆岩的矿物成分、产状、结构、构造等方面。 1 、 岩浆岩的矿物成分 组成岩浆岩的矿物主要是硅酸盐类的矿物。常见的主要暗色矿物有橄榄石、辉石、角闪石及黑云母；主要浅色矿物为斜长石、钾长石及石英。这些矿物在岩浆岩各种岩石中的组合是有一定规律性的，这种规律与 SiO2 的含量有关。当 SiO 2 的含量 65% 75% 时，岩石中就会出现石英和其共生的主要矿物钾长石、云母、而无橄榄石，称为酸性岩类；当 SiO 2

19、 的含量在 52% 65% 时，岩石中共生在一起的矿物主要是斜长石和角闪石，石英偶尔可见，称为中性岩类；当 SiO 2 的含量在 45% 52% 时，岩石中主要是斜长石和辉石共生在一起，橄榄石偶尔可见，称为基性岩类；当 SiO 2 的含量小于 45% 时，岩石主要由橄榄石、辉石组成，而 无石英，称为超基性岩类。 从颜色来看，组成岩浆岩的矿物分浅色和深色两类。如石英、钾长石、斜长石等为浅色矿物；橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等为暗色矿物。浅色矿物主要由钾、钠、钙的铝硅酸盐与二氧化硅组成，称为硅铝矿物；暗色者主要由铁、镁的硅酸盐组成，称为铁镁矿物。从酸性岩类到超基性岩类其岩石的特点是：浅色矿物越来越少，深色矿物越来越多，颜色则由浅到深。 2 、 岩浆岩体的产状 系指岩体的形态大小、形成环境及与围岩的相互关系。岩浆岩的产状是在野外才能观察到，室内只能通过图片、挂图、录像、模型来初步了解。本次实习只要求认识侵入的和喷出的岩石即可（参见表 3 1 ）。3、 岩浆岩中的常见结构所谓岩浆岩的结构是指矿物的结晶程度，颗粒的形状、大小及矿物间的结合关系。常见的结构有： 按矿物的结晶程度分为 显晶质结构：系岩石中全