岩石学实验指导书.pdf

湖北省教学研究项目地质学国家理科基地岩石学实验课教学内容和 方法研究和湖北省高校社科研究项目大学理科专业基础课教学中 提高学生综合素质问题研究研究成果 湖北省教学研究项目地质学国家理科基地岩石学实验课教学内容和 方法研究和湖北省高校社科研究项目大学理科专业基础课教学中 提高学生综合素质问题研究研究成果 面向 21 世纪课程教材岩石学配套教材 面向 21 世纪课程教材岩石学配套教材 岩石学实验指导书 岩石学实验指导书 桑隆康 廖群安 邬金华 编 中国地质大学出版社 桑隆康 廖群安 邬金华 编 中国地质大学出版社 目 录目 录 第一章 建立野外实践教学基地探索岩石学教学新模式.1 一、野外实践教学是地质类课程教学改革 的重要方面和发展趋势 1 二、武汉地区是建立岩石学课程野外实践教学基地的 好地方 2 三、建立岩石学野外实践教学基地的初步成果和前景.4 第二章 大冶铁山－铜绿山岩浆岩野外实践教学基地. 6 一、鄂东地区地质概况.6 二、野外实践教学基地人文景点14 三、野外实践教学内容和要求17 第三章 武昌南望山－磨山沉积岩野外实践教学基地 19 一、武昌南望山－磨山地区地质概况19 二、野外实践教学基地人文景点21 三、野外实践教学内容和要求22 第四章 红安高桥－黄陂木兰山变质岩野外实践教学基地 28 一、大别山前寒武纪地质概况.. 28 二、野外实践教学基地人文景点33 三、野外实践教学内容和要求34 第五章 岩石学野外工作方法 37 一、野外地质观察记录格式及整理37 二、岩石的野外观察记录内容. 40 三、判断岩层面向的野外原生标志45 四、侵入体生成顺序的野外判别标志50 五、确定韧性剪切带运动方向的标志52 参考文献. 55 I 目目 录录 前言前言...I 第一章 第一章 岩石观察描述方法和步骤岩石观察描述方法和步骤 .1 一、 岩石手标本描述一、 岩石手标本描述1 （一）岩石总体特征1 （二）组成岩石各矿物的基本特征................................................................5 （三）其它特征 5 （四）定名 5 二、 岩石薄片描述二、 岩石薄片描述 6 （一）岩石总体特征.6 （二）组成岩石各矿物的基本特征.7 （三）成因分析10 （四）定名10 （五）素描图 ...11 第二章 火成岩实验第二章 火成岩实验.13 单元单元 1 火成岩的基本特征火成岩的基本特征.13 实验 1 火成岩手标本（2 学时）.13 实验 2 火成岩薄片（2 学时）.15 单元单元 2 超镁铁岩与镁铁质侵入岩超镁铁岩与镁铁质侵入岩.17 实验 3 超镁铁岩（2 学时 ...17 实验 4 基性侵入岩 2 学时 19 单元单元 3 玄武岩及相关岩类玄武岩及相关岩类.21 实验 5 亚碱性玄武岩－碱性玄武岩 2－4 学时 ..21 单元单元 4 花岗质岩类花岗质岩类.23 实验 6 闪长岩－二长岩－正长岩 2－4 学时 23 实验 7 花岗岩-花岗闪长岩 2－4 学时25 II 单元单元 5 中酸性火山岩－火山碎屑岩中酸性火山岩－火山碎屑岩28 实验 8 安山岩－流纹岩－粗面岩 2－4 学时 28 实验 9 凝灰岩 2－4 学时 .. 30 单元单元 6 碱性岩及脉岩类碱性岩及脉岩类. 32 实验 10 碱性岩 2 学时 32 实验 11 脉岩类 （2 学时） . 34 第三章 第三章 沉积岩实验沉积岩实验 36 单元单元 1 沉积岩一般特征沉积岩一般特征 36 实验 1 沉积构造（2 学时） 36 实验 2 沉积岩常见造岩矿物（2 学时）37 单元单元 2 陆源碎屑岩陆源碎屑岩....39 实验 3 砾岩（2 学时）39 实验 4 石英砂岩（2 学时）41 实验 5 长石砂岩（2 学时）43 实验 6 岩屑砂岩（2 学时）44 实验 7 粉砂岩和泥质岩（2 学时）45 单元单元3 自生沉积岩自生沉积岩47 实验 8 内碎屑灰岩、泥晶灰岩（2 学时）47 实验 9 鲕粒灰岩（2 学时）48 实验 10 生物碎屑灰岩（2 学时）50 实验 11 白云岩（2－4 学时）..54 实验 12 硅质岩（2 学时）55 第四章 第四章 变质岩实验变质岩实验.57 单元单元 1 变质岩的基本特征和分类命名变质岩的基本特征和分类命名..57 实验 1 变质岩手标本 （2－4 学时）57 单元 2 动力变质岩 单元 2 动力变质岩..59 实验 2 动力变质岩 （2－4 学时）59 单元 3 接触-热变质岩单元 3 接触-热变质岩61 实验 3 接触-热变质岩 1 （2－4 学时）.61 III 实验 4 接触-热变质岩 2 （2 学时）..62 实验 5 接触-热变质岩 3 （2－4 学时）64 单元 4 低－中单元 4 低－中P/TP/T造山变质岩造山变质岩.65 实验 6 低－中级区域变质岩 1 （2－4 学时）..65 实验 7 低－中级区域变质岩 2 （2－4 学时）...67 实验 8 高级区域变质岩 1 （2 学时）.68 实验 9 高级区域变质岩 2 （2 学时）.70 实验 10 高级区域变质岩 3 （2 学时）...71 单元 5 高单元 5 高P/TP/T造山变质岩造山变质岩..73 实验 11 蓝片岩和榴辉岩 （2－4 学时）73 单元 6 混合岩单元 6 混合岩.76 实验 12 混合岩 （2 学时）..76 参考文献参考文献..78 附录附录...79 附录 1 常见造岩矿物手标本鉴定特征..79 一、最常见的造岩矿物....79 二、次常见的造岩矿物....81 附录 2 粒度对比图...85 附录 3 矿物含量（）估计图86 附录 4 岩石鉴定报告实例...90 一、火成岩鉴定报告实例90 二、沉积岩鉴定报告实例93 三、变质岩鉴定报告实例95 I 前 言 前 言 岩石学Petrology是地质科学中很重要的基础课程， 又是一门实践性很强 的学科。然而，应该承认，由于传统的封建科举制度重理论轻实践的观念和 50 年代以来计划经济模式的束缚，使得我们的岩石学教育与国外相比存在明显差 距，不仅课程体系落后、教学内容陈旧，而且不同程度地存在理论脱离实际的 情况，使得我们培养的学生动手能力、解决问题的能力差、缺乏创新精神。为 了改变这种落后面貌，深化课程改革，在中国地质大学、湖北省教育厅和教育 部的大力支持下，岩矿教研室遵照 1999 年“中共中央国务院关于深化教育改革 全面推进素质教育的决定”关于“高等教育要重视培养大学生的创新能力、实 践能力和创业精神，普遍提高大学生的人文素养和科学素质” 、 高等教育要重视培养大学生的创新能力、实 践能力和创业精神，普遍提高大学生的人文素养和科学素质” 、要“抓紧建立更 新教学内容的机制，加强课程的综合性和实践性，重视实验课教学，培养学生 实际操作能力” “抓紧建立更 新教学内容的机制，加强课程的综合性和实践性，重视实验课教学，培养学生 实际操作能力”的精神，于 2000 年完成面向 21 世纪课程教材岩石学的编 写工作（中国地质大学，2000；地质出版社，2002） ，切实破除了旧的岩浆岩 石学 、 沉积岩石学和变质岩石学三大块的课程体系代之以一门岩石 学课程的新体系；于 2001 年完成岩石学课程野外实践教学指导书编写工 作（中国地质大学，2001） ，提出 “课堂教学、实验室教学和野外教学三结合、 将民族传统教育融入在野外教学中” 的岩石学课程教学新模式。 此次完成的 岩 石学实验指导书的编写工作，标志着一个由岩石学 、 岩石学实验指导书 和岩石学野外实践教学指导书构成的新的岩石学文字教材体系的建立，我 们感到无比高兴。由于这个新的教材体系与野外调查、室内研究和理论概括的 岩石学工作程序相应，比较符合认识论，我们相信，新的岩石学教材体系必将 使得岩石学课程教学上升到一个新台阶。 岩石学实验指导书是湖北省（也是校重点）教学研究项目地质学国 家理科基地岩石学实验课教学内容和方法研究 （编号 2002114，2002－2003） 和湖北省高校社会科学研究项目大学理科专业基础课教学中提高学生综合素 质问题研究 （编号 2001D104，2001－2004）的研究成果，也是创建国家理科基 地岩石学名牌课程的主要工作之一。指导书的编写宗旨是加强实践、提高 能力，改变实验课教学观念、优化实验课教学内容，完善岩石学课程体系、教 学内容和教学模式。本着这一宗旨，编者力求指导书具有下列特色 1. 加强火成岩、沉积岩和变质岩三大类的有机联系不仅形式上以一本 岩石学实验指导书代替 1989－1990 年间我校出版的岩浆岩石学实验指导 书 、 沉积岩石学实习指导书和变质岩石学实习指导书三本实验指导书， II 而且在研究三大岩类岩相学共性及差异、分析原三本指导书内容基础上，专门 用一章统一论述岩石观察描述方法和步骤，改变了三大岩类各讲一套的状况， 有效地将三大岩类实验内容融为一体。 2. 将实验课与讲课和野外实践教学更好地相结合一方面将面向 21 世纪 课程教材岩石学中部分讲课内容放在实验课中，结合实验材料讲，以提高 讲课效率，另一方面从野外实践教学基地中补充部分实验材料，包括大冶铁 山的石英闪长岩；北戴河的斑状正长岩、正长斑岩、辉绿岩；红安高桥的榴辉 岩、绿帘角闪岩、白云母－石英片岩等。教学实践表明，学生在实验课上对已 去过的地方或即将去的地方采集的标本薄片的学习兴趣更高。 3. 体现变“以考核为主”为“以教本领为主”的实验课教学方法改革以加 强实践、提高能力岩石实验课，是重要的理论联系实际的教学环节。为引起 学生对平时实验课的重视，指导书中废除了未知鉴定。对每次实验除说明实验 目的、内容、要求外，还专门设有提示和思考题部分，以提示研究岩石的思路， 反映教师的经验，帮助学生提高理论联系实际、独立思考、提出问题、分析问 题和解决问题的能力和自学的兴趣。 4. 增强适用性在实验选材、实验课安排方面比目前教学计划有适当的拓 宽，一方面给任课教师有选择的余地，另一方面使指导书适用性增强，可供高 年级岩石薄片分析课程使用，也可供岩矿鉴定工作者参考。 5. 图文并茂与本校以往出版的岩石学类实验指导书相比，图件作了较精 心选择和全面更新，力求达到图文并茂，更形象地理解的目的。描述实例都有 相应的素描图，具有更好的示范作用。 本教材的分工是第一章、第四章及附录由桑隆康执笔，第二章由廖群安 执笔，第三章由邬金华执笔，全书由桑隆康最后统稿。作者在工作过程中得到 欧阳建平教授、杨坤光教授等校、院领导的大力支持，书稿完成后，路凤香教 授和陈能松教授进行了审阅，本书校内版出版后，杨坤光、朱勤文、沈上越、 马振东、 陈能松等教授对成果作了评审， 作者们根据上述意见作了认真的修改。 在此一并表示感谢 编者 2004 年 8 月 1 第一章第一章 岩石观察描述内容和步骤岩石观察描述内容和步骤 用肉眼（包括放大镜）和偏光显微镜观察鉴定岩石是岩石学工作基本内容， 也是地质学家和工程师的基本功。其目的是全面描述肉眼对手标本和镜下对薄 片观察到的颜色、构造、结构、矿物成分等岩石基本特征，依据这些基本特征 定名，提供有关成因信息，写出鉴定报告，为进一步的矿物岩石矿床学、地球 化学、构造学研究提供基础资料。 鉴定岩石的一般工作程序是先了解产状（实验标本的产状均已知） ，再对 手标本进行鉴定、初步定名。然后，进一步在偏光显微镜下对薄片进行详细鉴 定。最后，综合野外产状、手标本定名及镜下的岩性特征，参照有关命名原则 确定岩石名称。 一份岩石鉴定报告通常由手标本描述和镜下描述两部分组成，不管是手标 本描述，还是镜下描述，都包括岩石总体特征、组成岩石各矿物的基本特征、 次生变化等其他特征三个方面。不过，由于观察对象、尺度不同，要求有所不 同。 一、岩石手标本描述一、岩石手标本描述 手标本描述内容依次为岩石总体特征、组成岩石各矿物的基本特征、次 生变化等其他特征及定名，描述实例参见附录 4。 （一） 岩石总体特征（一） 岩石总体特征 包括颜色、构造、结构和矿物组成上的总特点（矿物种类、含量） 。 1. 颜色 1. 颜色 颜色是岩石最醒目的特征。颜色描述包括颜色种类和深浅，如暗红色、浅 黄绿色等。新鲜岩石的颜色是岩石组成矿物颜色的综合反应。如绿泥石是绿色 的，主要由绿泥石组成的绿泥石片岩也为绿色。但是，要把颜色与色率区分开 来， “色率”是暗色矿物（铁镁矿物）在岩石中所占的体积百分比，而颜色除与 矿物组成有关外，还与结构（粒度）有关，相同矿物组成的岩石，粒度越细、 颜色越深。如辉绿岩比辉长岩颜色深，而玄武岩的颜色更深（通常是黑色） 。此 外，风化作用会改变岩石颜色。若岩石遭受了风化，应指出风化后的颜色。 2. 构造 2. 构造 岩石构造指岩石在矿物空间分布方面的特征，分布是否均匀、是否定向等。 例如无定向构造中，若岩石中矿物分布均匀，则称为块状构造，若分布不均匀 则称为斑杂状构造等；定向构造包括各类面理（层理、板劈理、片理、片麻理、 流动面理等） 、线理，二者通常在岩石同时出现，此时线理产在面理上（图 1-1）。 2 因此，在野外通常在面理上测量线理产状。 构造是较宏观的岩石构成特征，要求观察尺度比较大，最好在露头上观察。 在室内构造主要在手标本上观察。因此，手标本对构造的描述要细致，尽量定 量。如对条带状构造，要描述条带的颜色、疏密、宽窄及粒度、成分等特征； 对喷出岩的气孔构造，要描述气孔的数量、大小、形状、分布排列和内壁的光 滑程度。对杏仁构造，要描述杏仁体是呈放射状充填的，还是呈同心状充填的， 或是自气孔壁的一侧呈单方向逐渐向内充填的。如果气孔还未被填满，那么前 者留下的空洞必位于原气孔的当中，而后者留下的空洞则偏于气孔的一端，这 时，已充填和未充填的部分分别指向岩层的底面和顶面，它对于判断火山岩的 层序关系是很有用的。描述时，还要注明杏仁体的矿物成分（通常是方解石、 石英、玉髓、绿泥石、沸石等） 。当气孔（或杏仁）也可被拉长呈平行的细条， 显出流动的特点，则不再称杏仁或气孔构造，而称为流纹构造。描述流纹构造 时，要注意不同颜色组成的流纹的粗细、疏密等特征。对拉长的气孔形成的流 纹，要描述这些拉长气孔的形态和长、宽比例，以及在垂直和平行流纹的方向 线理 板劈理面 黄铁矿变斑晶 片理面 白云母 黑云母 a 5cm 0 b 图 1-1 板岩（a）和片岩（b）素描图 示板岩平整的劈理定向，片岩中可辨别出白云母和黑云母单晶。板岩（a）和片岩（b）分别取自苏格 兰 Argyll 和 Sutherland （Mason，1990） 3 上相邻二气孔之间的距离等特征。 3. 结构 3. 结构 结构指组成岩石的矿物的形状、大小及相互关系。与构造相比，结构是较 微观的岩石构成特征，要求观察尺度比较小（颗粒尺度） ，最好在镜下观察。肉 眼观察岩石结构主要看颗粒形状、大小。 1 大小包括粒度及其分布。 肉眼可见颗粒的粒度（粒径 d）可用粒度对比图（附录 2）估计，颗粒粗大 者则直接用尺测量。肉眼不能分辨颗粒者，则视岩石的颜色、光泽和断口等特 征判断属隐晶质或非晶质（玻璃质、凝胶质、粉砂质、泥质） 。隐晶质结构的特 征为粗糙似瓷状断口和较暗淡的光泽；玻璃质结构的特点是具贝壳状断口和玻 璃光泽；凝胶质结构特点是断口贝壳状或尖棱状，光泽黯淡；泥质结构特点是 断口细腻，土状光泽，无粗糙感，小刀可切出平滑切面；粉砂质结构断口较粗 糙，呈瓷状，用小刀刻划有明显的砂感，发出沙沙声。 观察描述粒度时应注意，不同成因类型岩石粒度划分不同岩浆岩中以 2、 5mm 为界分细、中、粗粒，变质岩中以 1、2mm 为界分细、中、粗粒，而碎屑 岩中 0.05、2mm 为界分粉砂、砂、砾等。 在粒度分布方面，对结晶岩而言，如果岩石中所有颗粒粒度近相等，则称 为等粒结构（homogranular texture） （图 1-2a） 。若颗粒粒度显著不同，且无占优 势的粒度，则称为不等粒结构（heterogranular texture） （图 1-2b） 。若颗粒粒度 呈双模式分布， 大颗粒 （岩浆岩中称为斑晶 phenocryst 或 porphyrotope 而变质岩 中称为变斑晶 porphyroblast）为细小颗粒（基质 matrix）包围，则称为斑状结构 porphyritic texture（岩浆岩中）或斑状变晶结构 porphyroblastic texture（变质岩 中） （图 1-2c） 。斑晶或变斑晶与基质通常由不同矿物组成。对斑状结构或斑状 变晶结构者，需描述基质的结构。对碎屑岩而言，粒度分布相当于分选性如 果岩石中所有颗粒粒度近相等， 则称为分选好 （图 1-3a） 。 若颗粒粒度显著不同， 且无占优势的粒度，则称为分选中等（图 1-3b） 。若颗粒粒度呈双模式分布，则 称为分选差或分选极差（图 1-3c,d） 。 2 形状 a bc 图 1-2 等粒结构a 不等粒结构b 斑状结构或斑状变晶结构c a, b. 变质橄榄岩据 Raymond1995；c 为示意图 4 结晶岩的颗粒形状包括矿物的 自形程度和结晶习性。矿物按自形 程度分为自形（矿物的晶面完整， 图 1-4a,d） 、半自形（部分晶面完整、 部分不规则外形， 1-4b,e） 和它形 （无 完整晶面、外形不规则，图 1-4c,f） 。 矿物按结晶习性分等轴粒状、板状、 鳞片状、柱状、针状、纤维状等。 对火成岩而言自形程度较重要，而 对变质岩而言结晶习性较重要。 碎屑岩的颗粒形状包括碎屑的磨 圆度和形状。碎屑按磨圆度分为棱角 状（以凹面边缘为主，偶见直线边缘， 图 1-5a） 、 次棱角状 （以直线边缘为主， 可见凹面边缘， 偶见凸边缘， 图 1-5b） 、 次圆状（以直线边缘为主，可见凸边 缘，偶见凹面边缘，图 1-5c）和圆状 （以凸边缘为主，偶见直线边缘，图 1-5d） 。碎屑的磨圆度可与矿物的自形 程度相对比棱角状与自形、次棱角状和次圆状与半自形、圆状与它形分别类 似；碎屑形状按长、中、短轴（分别以 A、B、C 表示）比值 B/A 和 C/B 分为 扁平状 （B/A2/3,C/B2/3,C/B2/3） 、 片状 （B/A2/3,C/B2/3） 、 棒状（B/A2/3） ，显然可与矿物的结晶习性相对比。 4. 矿物组成上的总特点 4. 矿物组成上的总特点 按百分含量，组成岩石的矿物 可分为主要矿物（＞10） 、次要矿 物 （1-10） 和微量矿物或副矿物 （＜ 1＝。描述岩石在矿物组成上的总 特点的方法通常是依次指出主要矿 物、次要矿物和副矿物的矿物种类、 各矿物的百分含量（按含量自多至 少为序） ；对斑状结构或斑状变晶结 构的岩石，先斑晶或变斑晶，后基 质；对碎屑（陆源、内源或构造碎 屑） ，则先碎屑，后填隙物质（基质和胶结物） 。 图 1-3 分选性目估图 a.分选好；b.分选中等 c.分选差；d.分选很差， 引自邬金华（1991） abc def 图 1-4 矿物自形程度示意图 a,d.自形；b,e.半自形；c,f.它形； a-c.斜长石；d-f.石榴石 图 1-5 磨圆度目估图 a. 棱角状；b. 次棱角状次；c. 次圆状；d. 圆状， 引自邬金华（1991） 5 肉眼估计矿物百分含量难度较大， 有经验的地质人员估计的矿物百分含量， 误差不超过 5。初学者要通过不断实践才能掌握。估计时，要选择有代表性的 部位，先估计整个岩石中浅色矿物与暗色矿物的比例，然后再细分暗色矿物各 种属和浅色矿物各种属的相对含量。特别提醒学生注意的是，初学者对颗粒细 的岩石，往往将暗色矿物估计过高，在估计时，应有意识地加以克服。 更好的是采用对比法，将岩石手标本与矿物百分含量对比图（附录 3）相比 较，目估含量。练习多了，熟能生巧。对颗粒粗大的矿物可采用测量统计方法， 在露头上选一代表性的面，统计几条线上该矿物所占长度与总长度的百分比， 作为矿物百分含量。 （二）组成岩石各矿物的基本特征（二）组成岩石各矿物的基本特征 通常按含量自多至少为序，逐一描述每种矿物的颜色、形状、大小和其他 鉴定特征。对斑状结构或斑状变晶结构的岩石，先描述斑晶或变斑晶，后描述 基质；对碎屑（陆源、内源或构造碎屑） ，先描述碎屑，后描述填隙物质（基质 和胶结物） 。观察描述时应注意，对显晶质矿物一般应在放大镜下，运用已学过 的矿物学知识，根据矿物的颜色、晶形、双晶、光泽、断口和硬度等特征，鉴 定矿物类型（参考附录 1） 。鉴定特征观察到什么就描述什么，不要照抄书上的 描述。对隐晶质和非晶质，由于矿物成分肉眼不能分辨，所以主要描述颜色、 光泽和断口等特征。附录 1 中最常见的橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长 石、钾长石和石英等 7 矿物，可广泛出现在三大岩类之中，要牢记它们的鉴定 特征，以提高手标本鉴定基本功。 （三）其它特征 （三）其它特征 包括次生变化、破碎情况、细脉穿插、岩石包体、矿化等，如见到应描述。 次生变化是指岩石形成以后所遭受的各种化学和物理的改造或破坏 （包括蚀变、 去玻化、风化等）导致的矿物成分改变而形成次生矿物。如橄榄石的蛇纹石化、 透闪石化、伊丁石化；辉石、角闪石、黑云母的绿泥石化；长石的高岭土化、 绢云母化等。通常次生变化在手标本上不易观察，而镜下则看得清楚。 （四）定名 （四）定名 根据野外产状以及上述特征，结合分类命名原则给岩石以初步名称。 此外，对手标本或露头上见到的有意义的现象，应作素描图以形象直观地 表示。素描图通常要有比例尺（以直线比例尺为好）及简要说明，有时还要有 方位、图例。 6 二、岩石薄片描述二、岩石薄片描述 薄片描述与手标本描述类似，描述内容依次为岩石总体特征、组成岩石 各矿物的基本特征、成因分析、定名及素描图，描述实例参见附录 4。 （一）岩石总体特征（一）岩石总体特征 包括构造、岩石总体结构和矿物组成上的总特点（矿物种类、含量） 。 1.1. 构造构造 构造主要在手标本上观察，镜下对构造的描述要求依据手标本对构造的描 述和镜下看到的岩石在矿物空间分布方面的特征，确定岩石的构造类型。 2.2. 岩石总体结构岩石总体结构 与构造主要在手标本上观察相反，结构是镜下观察的重点。这一部分岩石 总体结构指组成岩石的矿物的形状、大小方面的特点，即与手标本结构观察内 容一致，包括粒度、粒度分布、矿物的自形程度和结晶习性以及碎屑的磨圆度 和形状等特点。同样对斑状结构或斑状变晶结构者，需描述基质的结构。至于 矿物之间相互关系（包裹关系、反应关系、交生关系等）方面的结构特点，则 放在组成岩石各矿物的基本特征之中描述。 3.3. 矿物组成上的总特点矿物组成上的总特点 与手标本描述一样，通常是依次指出主要矿物、次要矿物和副矿物的矿物 种类、各矿物的百分含量（按含量自多至少为序） ；对斑状结构或斑状变晶结构 的岩石，先斑晶或变斑晶，后基质；对碎屑（陆源、内源或构造碎屑） ，则先碎 屑，后填隙物质（基质和胶结物） ，镜下要求严格区分基质和胶结物。 镜下估计矿物百分含量难度较大，对教学和一般生产要求，可采用比较法 目估矿物百分含量，即选择有代表性的视域（通常在低倍物镜下）与如图 1－6 左侧所示的矿物百分含量图进行对比，多找几个视域，取其平均值定出矿物百 分含量。附录 3 提供了不同含量不同结构的含量对比图供选择对比。一定要坚 持下去，练习多了，熟能生巧。 还有一种估计办法是如图 1－6 右侧所示的那样， 将要估计的矿物集中移至 视域的 1、2 个象限，以每个象限 25％为准目估含量。这种方法对颗粒粗大的矿 物特别有效。 当对矿物百分含量精度要求较高时需采用仪器测量统计方法。可以根据现 有实验设备和精度要求选择机械台、六轴计积台、电动计积台及图像分析仪等 仪器测定，其使用方法参见有关晶体光学教科书。 7 （二） 组成岩石各矿物的基本特征（二） 组成岩石各矿物的基本特征 岩石薄片中可见有多种矿物，初学者往往不知从何处下手。建议首先用低 倍物镜在单偏光、正交偏光镜下反复把整个岩石薄片概略地浏览一下，根据矿 物的颜色、多色性、晶形、突起、糙面、双晶、干涉色和解理等特点，分出镜 下有几种矿物，这样就不会漏掉矿物。然后再对每种矿物形状、大小和其他鉴 定特征进行详细观察。 与手标本描述类似，薄片的矿物描述时，通常按含量自多至少为序，逐一 描述每种矿物的形状、大小和其他鉴定特征。对斑状结构或斑状变晶结构的岩 石，先描述斑晶或变斑晶，后描述基质；对碎屑（陆源、内源或构造碎屑） ，先 描述碎屑，后描述填隙物质（基质和胶结物） 。描述内容主要是矿物单偏光、正 图 1－6 矿物含量目估图 （Чернов,В.Ё.,1980） 8 交偏光下的晶体光学参数，包括形态、颜色、多色性、突起等级、颗粒大小、 最高干涉色、解理特征、消光类型、消光角、双晶类型、与其它矿物之间的关 系、次生变化等。在此基础上，将矿物进一步划分种属。对辉石、角闪石，要 确定出是单斜的，还是斜方的；对单斜辉石、单斜角闪石，要求测定最大消光 角 Ng′∧c；对斜长石，要根据其结晶程度、蚀变情况、双晶发育类型及切面 方位等特点，选择适当的方法测定其牌号及其变化范围，以便准确定出斜长石 亚种。斑状结构岩石中当有斜长石斑晶时，要分别测出斑晶和基质斜长石的牌 号，对有环带的斜长石，则视可能及需要决定是否分环带测牌号。 当然，单矿物描述的内容不一定包罗全部光学性质，要抓住最好能反映矿 物鉴定特征的特性，简单而准确地表达出来。鉴定特征观察到什么就描述什么， 不要照抄书上的描述。有光性异常时，要将异常的特征说明，如石英出现火焰 状的波状消光。对常见的造岩矿物不必用锥光测光性；对出现的不常见矿物， 要按晶体光学介绍的步骤进行系统鉴定，正确确定其名称、种属。 对手标本上肉眼无法观察的隐晶质、玻璃质岩石，要用高倍镜头在镜下仔 细观察。对玻璃质岩石，要根据突起的正、负大致确定其酸性程度（火山玻璃 中 SiO2含量与其折射率程反比。一般基性火山玻璃为无突起到低正突起，而酸 性火山玻璃为低负突起） 。 对中酸性岩石霏细结构的部位或其他岩石由长石石英 微粒构成的部位，由于颗粒太细，镜下无法进一步区分长石石英，只能根据其 低的突起、一级灰白干涉色笼统定为长英质。 鉴定和描述矿物，是薄片鉴定的重点和基本功。最常见的橄榄石、辉石、 角闪石、黑云母、斜长石、钾长石和石英等 7 矿物，可广泛出现在三大岩类之 中，要牢记它们的光性特征，对其他矿物，在试验课中出现一个，记住一个， 日积月累，薄片鉴定水平自然会很快提高。 就作者个人经验而言，要掌握矿物光性特征，除多看多练以外，记住矿物 典型切面光性方位是十分有帮助的。还是在 70 年代，我买到王德滋先生编写的 光性矿物学 ，与其他类似的工具书不同的是，书中有大量矿物典型切面光性 方位图，这使得我能在较短的时间内掌握常见矿物光性特征，为我的岩石学教 学和科研工作打下了很好的基础，终身受益匪浅。最近，我得到内华达大学 M. J. Hibbard（1995）的新书 Petrography to Petrogenesis, 书中有系统的常见造岩矿 物典型切面光性方位图（而不是立体的光性方位图） ，很有参考价值。 现以图 1－7 所示的普通辉石光性方位图为例，说明掌握典型切面的益处。 该图包括垂直 c 轴切面 （横切面） 、 平行 010 切面 （纵切面） 和平行 100 切面 （纵 切面）等三类典型切面。综合三类切面光性方位，不难掌握普通辉石的下列重 要鉴定特征 （1）有一个光率体轴与一个结晶轴重合（这里是 Nm 与 b 重合）属单斜晶 系。综合纵横切面形状，可看出晶体形状特点为横断面近八边形的柱状（必须 9 指出的是，薄片中观察晶体形状也应对不同切面进行综合） ； （2）有（110）两组近直交的解理（横切面解理特点清楚，纵切面只能看 到一个方向的解理） ； （3）由于光轴面（O. A. P）平行 010，因此，平行 010 切面有重要鉴定意 义。在该切面上可看到最高干涉色和最大消光角。普通辉石最大消光角 Ng∧c 很大（38－55） ，使得在该类切面上延性可正可负； （4）除斜消光外，可出现其他消光类型在垂直 c 轴切面上为对称消光， 而在平行 100 切面上则出现平行消光。 这里还要强调一下对矿物形状、大小、解理等特征，需要综合不同切面描 述。如辉石、角闪石，纵切面呈长方形，显示一个方向完全解理，不能据此描 述为“长方形” ， “一组完全解理” ，而要综合横切面特征（图 1－7） ，描述为“长 柱状，横切面呈六边形” ， “两组完全解理”等。只有各种切面都呈等轴状者， 才能描述为“等轴粒状” ，此时用“粒度为～mm”描述大小及其变化范围， 否则需用“～mm”或“～mm”描述。当 特殊情况下需要较准确地测定矿物颗粒大小时，需用目镜微尺直接测定或图像 分析仪测定，具体测法参见有关工具书。通常情况下，可以以视域直径为准目 估矿物颗粒大小。如图 1－6，假定视域直径 d3mm，则可估计粒径为 0.3～ 0.5mm。不过，不同型号显微镜，不同目镜、不同物镜下视域直径大小不同。 对我们教学用的 Nikon 偏光显微镜，目镜为 10，使用 4、、10和和 40等等 3 种物镜，它们的视域直径分别为种物镜，它们的视域直径分别为 5mm、、2mm 和和 0.5mm。视域直径也可用微尺 或精确的坐标方格纸、直尺等工具直接测出。 图 1－7 普通辉石光性方位图 10 （三） 成因分析（三） 成因分析 成因分析是根据观察到的岩石矿物成分、结构构造等岩相学基本特征，利 用岩石学基本理论、基本方法，分析岩石成因，是将学到的知识应用于实践的 重要环节。由于不同岩石类型形成条件、机制不同，成因分析方法和内容、要 求也有所不同。 对火成岩，通常要求根据矿物自形程度、相对大小、包裹关系、反应关系 等结构特征分析矿物结晶顺序，区分原生矿物与次生矿物。岩石次生变化类型 很多，但通常次生变化产物与原生矿物有关（表 1－1） ，掌握这些关系，有利于 岩石鉴定工作。石英是不会发生次生变化或退变质的，这一点也是区分长石石 英的标志。此外两种长石同时出现时，次生变化或退变质特点不同，往往一种 长石发生变化，另一种不变，即使二者都发生变化，它们的变化产物也不同， 这个特点可以帮助鉴定长石。 对陆源碎屑岩，通常要求根据结构成分等特征，分析搬运距离、水动力条 件、沉积环境、成岩方式。 对变质岩，通常要求根据矿物成分、结构特点，区分热峰前进变质矿物残 留、热峰矿物组合和退变质矿物，分析变质岩化学类型、原岩性质、变质作用 热峰条件（变质相、带） 。 表 1－1 几种原生矿物的常见次生产物 原生矿物 次 生 矿 物 橄榄石 辉石 角闪石 黑云母 斜长石 钾长石 霞石 石英 蛇纹石、透闪石、滑石、伊丁石 纤闪石、蛇纹石、绢石（具辉石假象的叶蛇纹石） 、绿泥石、方解石