实验一 矿物的鉴别方法.pdf

实验一实验一 矿物的鉴别方法矿物的鉴别方法 （实验性质验证性实验） 一、试验的目的与要求 矿物的肉眼鉴定是野外地质工作的基本功之一。 矿物的形态和矿物的物理 性质，是肉眼鉴别矿物的两项主要依据，必须学会使用鉴别工具，认识、鉴别 描述矿物的这些性质。 本次试验的目的是全面的观察矿物形态及物理性质等特征 初步掌握肉眼 鉴别矿物的基本方法和步骤；学会常见矿物的鉴别并写出简单的鉴定报告。 二、试验设备 1．造岩矿物本 2．矿物硬度标本 3．矿物光泽标本 4．矿物解理、断口标本 三、试验方法与步骤 矿物是经过各种地质作用所形成的， 存在于地壳当中的具有一定化学成分 和物理性质的自然元素和化合物。是构成岩石和矿石的基本单位。 矿物的肉眼鉴别般应从矿物的形态着手，然后观察矿物的光学性质、力学 性质， 进而参照其它物理性质或借助于化学试剂与矿物的反应， 最后综合上述 观察结果，查阅有关矿物特征鉴定表，即可查出矿物的定名。但对常见矿物的 鉴定特征还需要记忆。 （一）矿物的形态特征 1．结晶质矿物和非晶质矿物 绝大多数矿物呈固态，固态矿物中大多数为结晶质，少数为非晶质。 结晶质矿物的内部质点（原子、分子或离子）在三维空间有规律的周期性 排列，形成空间结晶格子构造。因此，在一定条件下，每种结晶质矿物都具有 固定的规则几何外形，这就是矿物的固有形态特征。例如，岩盐（Nacl）的立 方晶体（图 1）格架。石英的六方双锥晶体等（图 2） ，具有良好固有形态的晶 1 体称自形晶或单晶体。在自然界中，这种自形晶较少见到，因为在晶体生长过 程中，受生长速度和周围自由空间环境的限制，晶体发育不良，形成了不规则 的外形，称为他形晶，而岩石中的造岩矿物多为粒状他形晶体的集合体。 图 2 矿物晶体 图 1 食盐晶格构造 a食盐晶体；b石英晶体 c金刚石晶体 非晶质矿物的内部质点排列没有规律性，故不具有规则的几何外形。非晶 质矿物有玻璃质和胶体质两类。 前者是高温熔融体迅速冷凝而成， 如火山喷出 的岩浆迅速冷凝而成的黑曜岩中的矿物； 后者是由胶体溶液沉淀或干涸凝固而 成，如硅质胶体溶液沉淀凝聚而成的蛋白石SiOnH2O。 2．矿物的形态 常见的单晶体矿物形态有 一向延伸类型晶体向一个方向发育，形成柱状、针状、纤维状晶体， 如辉锑矿、电气石等。 二向延伸类型晶体向两个方向发育，形成板状、片状晶体。如石黑、 云母等。 三向延伸类型晶体向三个方向发育均等，形成立方体、八面体等晶 体。如石榴子石、黄铁矿等。 2.晶面条纹 晶面条纹是指晶体的晶面上呈现的平行而宽窄不一的阶梯状条纹。 如黄铁 矿的晶面条纹、石英柱面上的横纹、电气石柱面上的纵纹等。 3.矿物集合体形态 同种矿物多个单体聚集在一起的整体，称为矿物的集合体。自然界中绝 大多数矿物是以集合体方式出现的。 矿物集合体的形态千姿白态、 绚丽多彩。 矿物集合体的形态取决于单体的形状和它们的集合方式。 常见的矿物集合体 2 形态有 （1）显晶集合体 柱状集合体普通角闪石、电气石、红柱石；纤维状集合体 石膏、石棉；片状集合体云母、镜铁矿；粒状集合体橄榄 石、石榴子石；晶簇石英、方解石。 （2）隐晶及胶态集合体 结核状钙质结核、黄铁矿结核；鲕状及豆状赤铁矿； 钟乳状方解石；土状高岭土 （二）矿物的光学性质 矿物的光学性质是指矿物对光线的反射、折射、吸收等所呈现的光学现象， 矿物的光学性质包括矿物的颜色、条痕、光泽和透明度。 1.颜色 矿物的颜色取决于其化学成分和内部结构，有自色、假色和他色之分。自 色是指矿物本身所固有的颜色， 是由矿物成分中所含的色素离子决定的， 因而 比较稳定； 他色是由带色杂质的机械混入所染成的颜色， 他色在矿物中随着混 入物的不同而不同， 例如纯净的石英是无色透明的， 而含有少量的氧化锰时呈 紫色，含气泡时呈乳白色；假色是矿物表面的氧化物及内部的解理、裂隙、包 裹体等引起光波的干射而呈现的颜色。 描述颜色的方法 通常描述颜色的方法有两种 （1）标准色谱法此种方法是按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫标准色或 白、灰、黑等对矿物的颜色进行描述。若矿物为标准色中的某一种，则直接用 其描述，如蓝铜矿为蓝色、辰砂为红色；若矿物不具某一标准色，则以接近标 准色中的某一种颜色为主体，用两种颜色进行描述，并把主体颜色放在后面。 例如绿帘石为黄绿色，说明此矿物是以绿色为主，黄色为次。 （2）实物对比法把矿物的颜色与常见实物颜色相比进行描述。例如， 块状石英呈乳白色，正长石为肉红色，黄铜矿为铜黄色等。 注意要点描述矿物颜色时，应以新鲜干燥矿物为准，如果矿物表面遭受 风化而颜色发生了变化时，则需刮去风化表面后再进行观察描述。 2.条痕 矿物在无釉瓷板上擦划时，所留下的粉末的痕迹，称为条痕。条痕能够消 3 除假色， 减弱他色， 因而比矿物的颜色更为固定， 是鉴定深色矿物的重要依据。 （1）条痕色的描述方法与颜色相似； （2）擦划条痕时，用力要均匀； （3）观察测试的矿物应选新鲜标本。 3．光泽 光泽是指矿物表面对光的反射能力的表现。 矿物表面对光的反射越大， 光 泽就越强，反之则弱。根据矿物对可见光的反射能力，将光泽分为四级。 金属光泽反射能力很强，如方铅矿、黄铁矿。 半金属光泽反射能力强，介于金属与非金属之间，如磁铁矿。 金刚光泽反射能力较强，如同金刚石表面的光泽。如金刚石、锡石。 玻璃光泽反射能力较弱，如同普通玻璃表面的光泽。如石英、萤石、正 长石等。 以上几种光泽是指矿物单体晶面或解理面所呈现的光泽。 如果矿物表面不 平，或者为矿物的集合体，由于光线多次折射、反射而增加了散射光量，常使 光泽发生变异，而呈现出各种特殊光泽。如油脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、 蜡状光泽、土状光泽等。 观察矿物光泽时， 一定要在新鲜面上观察， 主要观察晶面和解理面上的光 泽。 4．透明度 透明度是指可见光能够透过矿物的程度， 观察矿物的透明度时矿物的厚度 应以 0.03mm 为标准。依据光线透过的程度，可将矿物分为透明、半透明、不 透明三个等级。 注意要点观察描述矿物光学性质时，一定要注意掌握颜色、条痕、光泽 和透明度四者之间的关系。金属光泽的矿物，其颜色一定为金属色，条痕为黑 色或金属色，不透明；半金属光泽的矿物颜色为金属色或彩色，条痕呈深彩色 或黑色，不透明至半透明；非金属光泽的矿物颜色为各种彩色或白色，条痕呈 浅彩色到白色，半透明至透明。 （三）矿物的力学性质 矿物的力学性质是指矿物在外力作用下所呈现的性质，包括矿物的硬 度、解理和断口。 4 1．解理矿物晶体在外力作用下能够沿一定结晶方向破裂成光滑平面 的性质，称为解理。这些光滑的平面称为解理面。根据解理面的完好程度通 常分为极完全解理、完全解理、中等解理和不完全解理四个等级。 （1）观察解理等级 极完全解理极易裂开成薄片，片大而完整，平滑光亮； 完全解理易成解理块，面平，难见断口； 中等解理碎块可见小面，既有解理又有断口，呈阶梯状； 不完全解理碎块难见小面断口贝壳状，参差不齐。 后二者难分，有时可写成中等－不完全解理。 （2）观察解理组数 矿物中相互平行的一系列解理面称为一组解理。注 意观察云母、正长石、方解石、萤石的解理组数。 （3）观察解理面间的夹角 两组及两组以上的解理，其相邻两解理面间 的夹角亦是鉴定矿物的标志之一。注意观察正长石、辉石、角闪石、萤石的解 理夹角。 （4）注意要点肉眼观察矿物的解理只能在显晶质矿物中进行。确定解 理组数和解理夹角必须在一个矿物单体上观察。 2．断口矿物在外力作用下破裂成不规则不平坦的断面，称为断口。 矿物的解理和断口是互为消长的，解理完全时则不会出现断口，反之，解理 不完全或无解理时则断口显著。 3．硬度硬度是指矿物抵抗机械作用的能力。由于矿物的化学成分和 内部结构不同，所以矿物的软硬程度也不一样，肉眼鉴定矿物时常用摩氏硬 度计测定矿物的相对硬度。 表表 1．． 摩氏硬度计摩氏硬度计 摩氏硬 度级别 摩氏硬 度级别 １１ ２２ ３３ ４４ ５５ ６６ ７７ ８８ ９９ １０１０ 矿物矿物 名称名称 滑石石膏 方解 石 滑石石膏 方解 石 萤石萤石 磷灰 石 磷灰 石 正长 石 正长 石 石英黄玉刚玉石英黄玉刚玉 金刚 石 金刚 石 野外工作中为了方便，常采用指甲（硬度为 2.5） 、小刀（硬度为 5.5） 等作为标准测定相对硬度。 5 4．矿物的其它性质除了上述性质之外，矿物的其它性质，如云母的弹 性，高岭石的吸水性，可塑性，方解石遇盐酸起泡等性质也是我们鉴定矿物的 重要依据。 四、作业及思考题 1．按按上述要求观察 10 种常见矿物，并按表 2 记录观察结果。 2．对比和区分下列各组中的矿物 （1）方铅矿、石墨、闪锌矿； （2）黄铜矿、黄铁矿； （3）磁铁矿、镜铁矿、方铅矿、赤铁矿； （4）石英、萤石、方解石； （5）正长石、斜长石； （6）普通角闪石、普通辉石； 表 2 常见矿物的肉眼鉴定特征描述 表 2 常见矿物的肉眼鉴定特征描述 标本号 矿物名称 化学式 特征描述 6 实验二 岩石的认识与鉴定 实验二 岩石的认识与鉴定 （实验性质验证实验） 一、目的要求 岩石的认识和鉴定是野外地质工作的基本功之一， 本次试验的目的是通过 试验加强课程中有关内容的理解； 帮助同学全面地观察岩石的矿物成分和结构 构造。 1．初步掌握岩石岩肉眼鉴别的基本方法和步骤，以及岩石手标本观察， 描述的内容。 2．了解各主要岩石类型的鉴定特征。 3．学会常见的岩石的鉴定并能作出简单的鉴定报告。 二、实验设备 1． 岩石标本 2． 偏光显微镜 3． 放大镜、稀盐酸等 三、岩浆岩肉眼鉴定和描述的内容 岩浆岩又称火成岩， 它是由岩浆冷凝固结而形成的岩石。 依冷凝成岩浆岩 的地质环境的不同，将岩浆岩分为三类深成岩深成岩是岩浆在地下深处侵入围岩， 冷凝固结形成的岩石， 由于岩浆压力和温度较高，冷却速度缓慢。因此，矿 物的结晶颗粒一般比较粗大， 浅成岩浅成岩是岩浆沿地壳裂缝上升距地表较浅处冷凝 而成的岩石，由于岩浆压力小，温度降低较快，组成岩石的矿物结晶较细小， 喷山岩喷山岩是由岩浆上升喷出或溢出地表， 急骤冷凝形成的岩石， 由于矿物来不及 结晶或结晶较差，所以颗粒非常细小，肉眼不易看清楚。 岩浆岩的手标本在肉眼鉴定时的观察描述内容包括岩石的颜色、 结构和矿 物成分，最后、予以定名。其具体内容和注意事项如下 （一）岩石的颜色 岩石的颜色是指岩石整体的颜色， 不是某种矿物的颜色。 岩石的颜色与组 成岩石的矿物种类、含量等有着密切的关系，岩浆岩中，超基性岩、基性岩颜 色比较深呈黑色、灰黑色和灰绿色等，中性岩、酸性岩颜色比较浅，呈灰白、 肉红色等。因此，根据颜色可以初步判定岩石的基性，做为综合鉴定的一个因 素。另外，对于喷出岩来讲，由于它的组成矿物不易鉴定，观察岩石的颜色， 7 可以帮助鉴定岩石类型就显得更为重要了。 岩浆岩的颜色也可根据暗色矿物的百分含量，即“色率”来描述。按色率 可将岩浆岩划分为 暗（深）色岩 色率为 60－100 相当于黑色、灰黑色、绿色等； 中色岩 色率为 30－60 相当于褐灰色、红褐色、灰色等； 浅色岩 色率为 0－30 相当于白色、灰白色、肉红色等。 反过来， 我们亦可根据色率大致推断暗色矿物的百分含量， 从而推知岩浆 岩所属的大类（酸、中、基性） 。这种方法对结晶质，尤以隐晶质的岩石特别 有用。 （二）岩石的结构、构造特征 岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、 颗粒大小、 形状和颗粒之 间的组合关系。 1．全晶质结构常见于深成侵入岩中。岩石全部由结晶的矿物组成（图 3） ，其中同一种矿物的结晶颗粒大小近似者，称为等粒结构。等粒结构按结晶 颗粒的绝对大小，可分为 粗粒结构矿物的结晶颗粒大于 5mm； 中粒结构矿物的结晶颗粒 52mm； 细粒结构矿物的结晶颗粒 20.2mm； 微粒结构矿物的结晶颗粒小于 0.2mm。 如果岩石中同一种矿物结晶颗粒大小悬 殊， 则称为似斑状结构。其中晶形比较完好 粗大颗粒称为斑晶， 小的结晶颗粒称为石基。 2．半晶质结构岩石由部分结晶矿物和 部分未结晶的玻璃质组成（图 3） 。结晶的矿 物如果颗粒粗大，结晶完好，则称为斑状结 构。喷出岩和部分浅成岩常具有此种结构。 3．非晶质结构又称玻璃质结构。岩石 全部由玻璃质组成（图 3） 。主要出现在酸性 喷出岩中。 图 3 岩浆岩按结晶程度划分的三 种结构 1-全晶质结构；2-半晶质结构 3-非 晶质结构（玻璃质结构） 8 其中特别应注意微晶、隐晶和玻璃质结构的区别。微晶结构用肉眼（包括放大 镜）可看出矿物的颗粒，而隐晶质和玻璃质结构，则用肉眼（包括放大镜）看 不出任何颗粒来，但两者可用断口的特点相区别。隐晶质的断口粗糙，呈瓷状 断口；玻璃质结构的断口平整，常具贝壳状断口。按岩石组成矿物颗粒的相对 大小又可分为等粒、不等粒、斑状和似斑状等结构。因此，观察描述结构时， 应注意矿物的结晶程度、颗粒的绝对大小和相对大小等特点。 岩石的构造是指岩石当中不同矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其它 组分之间的排列方式和充填方式的外貌特征。常见的构造类型有块状构造、 流纹状构造、带状构造、气孔状构造、杏仁状构造等。 通过对岩石的结构与构造特征的鉴别， 可以区分岩石是属于深成的、 浅成 的或喷出的，可以逐步缩小它的鉴定范围。 （三）岩石的矿物成分 组成岩浆岩的主要矿物有橄榄石、辉石、角闪石、墨云母、斜长石、正 长石、石英、白云母等。其中前四种矿物颜色较浅，称为浅色矿物，后四种颜 色较深，称为深色矿物。 对于显晶质结构的岩石，应注意观察描述各种矿物，并目估其含量观察 岩石的矿物成分时，观察矿物时，应首先鉴定浅色矿物，然后鉴定深色矿物。 具体来说首先看岩石当中是否存在石英，含量多少，多则属于酸性岩类；再 看是否有长石存在，如果不含长石，应属超级性岩类；如果岩石中含有长石， 则必须仔细观察确定是正长石还是斜长石，含量多少，以区分中性和基性岩。 如果以正长石为主， 同时含有多量石英则可以确定为酸性岩类。 如果以斜长石 为主， 然后再观察暗色矿物， 暗色矿物含量多且以辉石为主时， 则属基性岩类， 如果以角闪石为主，则属中性岩类。 对具斑状结构或似斑状结构的岩石则应分别描述斑晶和基质的成分和特 点、含量。基质若为隐晶质则可用色率和斑晶推断其成分；若为玻璃质则只能 用斑晶来推其成分。 （四）岩石的命名 岩浆岩的命名一般为颜色＋结构＋（构造）＋基本名称，如肉红色粗粒花 岗岩。喷出岩有时仅用（颜色）＋构造＋基本名称，如气孔状玄武岩。 （五）常见岩浆岩的一般特征 9 基性岩 中性岩 酸性岩 喷出岩 玄武岩 安山岩 流纹岩 结晶程度渐好， 浅成岩 辉绿岩 闪长玢岩 花岗斑岩 晶粒增大 深成岩 辉长岩 闪长岩 花岗岩 浅色长英质矿物增加，颜色渐浅 四、沉积岩肉眼鉴定和描述的内容四、沉积岩肉眼鉴定和描述的内容 沉积岩是在地表条件下，由母岩（岩浆岩、沉积岩、变质岩）经风化所产 生的物质，经过搬运、沉积和胶结成岩作用而形成的岩石。沉积岩是地壳表面 分布最广的岩石，其出露面积占陆地面积的 75。根据其物质组成的特点，沉 积岩可分为碎屑岩类、粘土岩类、化学及生物化学岩类。 （一）碎屑岩 1．颜色 在一定程度上反映了岩石的组分和形成环境。如石英砂岩由于成分单 一，颜色多为浅色；岩屑砂岩则因成分复杂，颜色多为灰绿、灰黑色等。另外， 对次生（风化）色有时亦需描述。 2．结构特征 碎屑结构是指母岩机械风化产生的碎屑进入沉积物被胶结起来所形成的 结构，碎屑结构是碎屑岩类所特有的结构类型。根据碎屑粒径的大小可分为 ２mm 砾状结构 ２～0.25mm 粗砂结构 ２～0.05mm 砂状结构 0.250.5mm 中砂结构 颗粒直径 0.50.05mm 细砂结构 0.050.005mm 粉砂状结构 若为砾状结构的岩石，可用尺子直接测量颗粒的大小、圆度、球度，目估 各种粒径砾石的含量， 以确定其分选性。 对具砂状结构的岩石应尽量目估其颗 粒大小，同时估计各粒级的百分含量以确定其分选性。在目估粒度时，可用已 0.005mm 泥质结构 10 知粒级的砂粒管进行对比。 用肉眼 （包括放大镜） 观察并确定碎屑的磨圆程度。 对磨圆度的观察描述，一般对中砂和大于中砂粒级的岩石才具有意义。 分选性肉眼描述时，目估同一粒级颗粒的含量，＞75％为分选好；7550 为分选中等；＜50％为分选差。 磨圆度肉眼或用放大镜观察颗粒的磨圆程度。 3．构造 若手标本上能见到层面和层理构造则应尽量描述。 若手标本上能见不到特 殊的构造，则表明该岩石的岩层厚度较大，一般将其称为块状构造即可。 4．成分 碎屑岩的成分主要描述碎屑颗粒和胶结物两部分的物质成分。 （1）碎屑成分 碎屑岩中的碎屑物质包括矿屑和岩屑二类。常见的矿屑 有石英、长石和白云母。岩屑多出现在较粗的碎屑岩中，常见的岩屑为石英、 砂岩、粉砂岩、燧石和中酸性岩浆岩等。在观察鉴定岩石时，要求鉴定出主要 矿物和岩屑名称。 （2）胶结物成分 常见的胶结物成分有钙质、硅质、铁质、泥质四种。 主要区别如下表 表 3 不同成分胶结物的区别 胶结物成分颜色 岩石固结程度胶结物成分加稀盐酸 钙质 灰白 中等 ＜小刀 剧烈起泡 硅质 灰白 致密坚硬 ＞小刀 无反应 铁质 褐红、 褐致密坚硬 ≈小刀 无反应 泥质 灰白 松软 ＜小刀 无反应 5． 碎屑岩的命名 碎屑岩主要是根据碎屑粒级确定岩石的基本名称 （砾岩、 砂岩、 粉砂岩等） ， 再根据岩石的颜色和成分 （碎屑成分和胶结物成分） 予以定名。 即颜色 （胶 结物成分）（次要碎屑成分）主要碎屑成分基本名称，如黄褐色钙质石 英粗砂岩，灰色长石石英细砂岩等。 （二）碳酸盐岩 1．颜色 11 碳酸盐类岩石一般为浅色，且以灰色、灰白色为主，但因混入物成分和 含量不同，可呈现不同的颜色。如混入有机质者为深灰色或黑色；混入氢氧化 铁者为紫色、褐红色等；含铁白云石者呈米黄色或褐色。据此，可大致推测其 混入物的成分。描述颜色要以其总体色调为准。 2．成分 碳酸盐类岩石的主要矿物成分是方解石和白云石。由此而将其划分为石 灰岩（方解石＞50）和白云岩（白云石＞50）两大类，有时因含有较多的 粘土矿物，可形成与泥质岩过渡的泥灰岩。因此，确定碳酸盐岩的矿物成分， 对岩石的定名是很重要的。 碳酸盐类岩石的矿物成分一般主要是根据与稀盐酸 （5）反应试验。 （1） 加稀盐酸剧烈起泡并嘶嘶作响者， 主要成分为方解石， 应为石灰岩； （2）加稀盐酸微弱起泡或不起泡，主要为白云石组成，应为白云岩； （3）加稀盐酸剧烈起泡后，留下泥质物质者，说明其主要成分除方解石 外，还含有大量泥质（粘土矿物）成分，应为泥灰岩。 3．结构和构造 碳酸盐岩中石灰岩类结构类型较复杂， 可分为碎屑结构、 生物碎屑结构和 晶粒结构等三类。白云岩一般为晶粒结构。 碎屑结构可见到明显的碎屑颗粒，如竹叶状内碎屑，鲕粒，核形石，生 物碎片等。 生物结构可见到大量生物骨架。 晶粒结构方解石晶粒＞1 mm 为粗晶，10.25mm 为中晶，0.250.05mm 为细晶，＜0.05mm 为泥晶。 4．碳酸盐岩定名 碳酸盐岩的基本名称以矿物成分确定，然后加上颜色、结构则为岩石的 全称，即颜色结构基本名称，如灰色鲕状灰岩，浅灰色细晶灰岩，深灰色 细晶白云岩等。 五、变质岩肉眼鉴定和描述的内容 变质岩是由原来的岩石（岩浆岩、沉积岩和变质岩）在地壳中受到高温、 高压和化学活动性流体的影响， 在固体状态下发生矿物成分及结构构造变化后 12 形成的新岩石， 所以变质岩不仅具有自身独特的特点， 而且还常保留着原来岩 石的某些特征。变质岩的鉴别应从以下几个方面进行。 （一）颜色 变质岩的颜色比较复杂， 它既与原岩有关又与变质岩矿物成分有关。 因此， 颜色虽可帮助鉴定矿物成分，但与其它两大类岩石相比，则重要性较差。变质 岩的颜色常不均一，应注意观察其总体色调。 （二）结构、构造特征 变质岩的结构主要为变晶结构， 仅少数为变余结构。 变晶结构在肉眼下很 难与结晶质结构相区别。 描述变晶结构时同样应注意矿物的结晶程度、 颗粒大 小、形状等特点。 变质岩最特征的构造是由矿物具一定方向排列而构成的定向构造，即片 理。片理是变质岩特有的一种构造。根据其剥开的难易，剥开面和平整程度和 光泽，结合矿物重结晶程度等特征，可将片理中的板状、千枚状、片状和片麻 状四种构造区分开。变质岩中亦有块状构造。 板状构造片理面平直，重结晶作用极弱，颗粒细密，光泽微弱。 千枚状构造片理薄，重结晶作用较弱，矿物颗粒细小，但片理面上有强 烈的丝绢光泽。 片状构造岩石重结晶作用较高，主要由平行排列的鳞片状，柱状变晶矿 物组成，片理很薄。 片麻状构造岩石主要由粒状变晶矿物组成，少量的柱状、片状矿物在粒 状矿物之间呈断续的平行排列。片理面不易剥开。 （三）矿物成分 描述变质岩的成分时，应注意主要矿物，次要矿物和特征变质矿物。一 般按矿物含量从多到少的顺序进行描述。 （四）岩石的命名 变质岩中具有定向构造的岩石，以定向构造为其基本名称。若肉眼可识 别出主要矿物或特征变质矿物时， 亦应作为定名内容。 一般命名原则可概括为 颜色（矿物成分）基本名称。如蓝灰色蓝晶石片岩。角闪石斜长片麻岩， 黑云母变质岩。 六、作业及思考题 13 1．学会观察岩石结构、构造、矿物成分的方法 2．按表 4 描述常见岩浆岩、沉积岩、变质岩标本 15 个 3．为何深成岩比浅成岩结晶程度好 4．如何区分石英砂岩与花岗岩 表 4 常见岩石的肉眼鉴定特征描述常见岩石的肉眼鉴定特征描述 岩石标本号 特征描述 岩石名称 14 实验三 地质图的阅读和分析 （实验性质综合性实验） 一、目的要求 一、目的要求 1．明确地质图的概念，了解地质图的图式规格。 2．了解岩层在地质图上的表现形式，学习从地质图上认识断层、褶皱等 构造的形态特征。 3．了解阅读和分析地质图的一般步骤和方法。 二、地质图 二、地质图 地质图是反映一个地区各种地质条件的图件。 是将自然界的地质情况， 如 地层、地质构造等，按一定比例缩小，用一定的符号、色谱、花纹和线条表示 在地形图上的一种图件，是工程实践中需要搜集和研究的一项重要地质资料。 通过对地质图的阅读和分析， 可以帮助我们具体了解一个地区的地质情况， 这 对我们进行工程规划、设计和施工都是十分重要的。 一幅完整的地质图，包括平面图、剖面土和综合地层柱状图。平面图是反 映地表地质图件的图， 它是通过野外地质勘测工作， 直接填绘到地形图上编绘 出来的。 剖面图是反映地表以下某一断面地质条件的图， 它可以通过野外测绘 或勘探工作编制， 也可以在室内根据地质平面图来编制。 综合地层柱状图反映 图区内所有出露地层的地质年代、地层特征、厚度、岩性和接触关系等。 （一）地质图的种类 由于工作目的不同，绘制的地质图也不同，常见的地质图有以下几种。 1．普通地质图主要表示地区地层 分布、岩性和地质构造等基本地质内 容的图件。 一幅完整的普通地质图包括地质平面图、 地质剖面图和综合柱状图。 2．地质图用线条和符号，专门反映褶曲、断层等地质构造的图件。 3．第四纪地质图只反映第四纪松散沉积物的成因、年代、成分和分布 情况的图件。 4．基岩地质图假想把第四纪松散沉积物“剥掉” ，只反映第四纪以前基 岩的年代、岩性和分布的图件。 15 5．文地质图反映某地区水文地质资料的图件。可分为岩性含水性土、 地下水化学成分图、潜水等术位线图、综合水文地质图等类型。 6．程地质图为各种工程建筑专用的地质图。如房屋建筑工程地质图、 水库坝址工程地质图、矿山工程地质图、铁路工程地质图、公路工程地质图、 港口工程地质图、机场工程地质图等。还可根据具体工程项目细分。如铁路工 程地质图还可分为线路工程地质图、 工点工程地质图。 工点工程地质图又可分 为桥梁工程地质图、隧道工程地质图、站场工程地质图等。 （二）地质图的规格和符号 1．地质图的规格 地质平面图应有图名、图例、比例尺、编制单位和编制日期等。 在地质图的图例中， 从新地层到老地层， 严格要求自上而下或自左到右顺 序排列。 比例尺的大小反映了地质图的精细程度，比例尺越大，图的精度越高，对 地质条件的反映越详细、越准确。 2．地质图的符号 地质图是根据野外勘测资料在地形图上填绘编制而成的。 它除了有地形土 的轮廓和等高线外，还用各种地质符号来表示地层的岩性、地质年代、和地质 构造情况。因此，阅读地质图，了解地质图所表达的具体内容，必须认识各种 地质符号。 （1）地质年代符号 在小于 1100 万的地质图上，沉积地层的年代是用国际通用的标准色来 表示的，彩色的底自上，再加注地层年代和岩性符号。在每一个系中，又用淡 色表示新地层， 深色表示老地层。 岩浆岩的分布应变用不同颜色加注岩性符号 表示。 在大比例的地质图上， 多用单色线条或岩石花纹符号再加注地质年代符 号的表示方法。当基岩被第四纪松散沉积层覆盖时，在大比例的地质图上，应 变根据沉积层的成因类型，用第四纪沉积成因分类符号表示。 （2）岩石符号 16 岩石符号是用来表示岩浆岩、沉积岩和变质岩的符号，由反映岩石成因特 征的花纹及点线组成。在地质图上，这些符号画在什么地方，表示这些岩石分 布到什么地方。 （3）地质构造符号 地质构造符号，是用来表示地质构造的。包括岩层产状、褶曲轴、断层线、 不整和面等。 各种常用地质图的符号见附录一。 （三）地质构造在地质图上的表现形式 1．水平构造 水平构造的地层界线（即 岩层层面在地面的出露线）在 地质平面图上与地形等高线平 行或者一致，而不相交。地形 等高线怎样弯曲，地层分界线 也随着怎样弯曲（见图 4） 。较 新的岩层分布在地势较高的地 段，较老的地层分布在地势较 低的地段。 图 4 水平构造岩层的出露分布特 上图-立体图 下图-平面图（地形地质图） 2．单斜构造 单斜构造的地层分界线在地质平面图上是一条与地形等高线相交的 “V” 字 形曲线。 具体弯曲形状则由地面坡度和岩层产状的组合形式而定， 一般将岩层 产状、地面坡度及坡向不同， “V”字形态不同的规律称为“V”字形法则。 当岩层的倾向与地面坡向相反，岩层界线与地形等高线弯曲方向一致，但 岩层界线的弯曲度总比等高线弯曲度小（图 5） 当岩层的倾向与地面坡向相同，且岩层倾角大于地面坡角时，岩层界线与 17 地形等高线成相反方向的弯曲（图 6） 。 当岩层倾向与地面坡向相同， 但岩层倾角小于地面坡度时，岩 层露头界线与地形等高线的弯曲 方向是相同的，但岩层界线弯曲 度大于地形等高线的弯曲度（图 7） 。 3．直立岩层直立岩层分界线 与地形无关，直立岩层的分界线 是一条与地形等高线相交的直线。 4．褶曲 （1）水平褶曲在地质图上表 现为同期岩层对称重复出现，岩层 界线近于平行。若轴部岩层地质年 代老，向两侧平行对称出现越来越 新的岩层，则为背斜；若轴部岩层 图 5 单斜构造岩层露头线形态（一） 地质年代新，向两侧平行对称出现越来越老的岩层，则为向斜。 （2）倾伏褶曲岩层对称出现，但岩层界线沿褶曲轴线相交（弯曲成“U” 形） ，倾覆背斜沿“U”形弯曲凸出所指方向岩层越来越新；倾覆向斜沿“U” 形弯曲凸出所指方向岩层越来越老。 5．断层 断层在地质图上用断层线表示， 并在断层线上标注符号， 说明断层的性质、 断层面产状等。 6．不整和 平行不整和在地质平面图上表现为上下两套岩层的产状一致，岩层分界线 彼此平行， 但地质年代不连续。 如图 8 中早第三纪地层直接与第四纪地层接触， 18 图 7 单斜构造岩层露头线形态（三） 图 6 单斜构造岩层露头线形态（二） 19 中间缺失了晚第三纪地层。角度不整和 不仅上下两套岩层之间的地质年代不连 续，而且产状也不相同，新岩层的分界 线遮断了老岩层的分界线，如（图 8） 中的三叠纪向斜岩层，被覆盖于早 第三纪的水平岩层之下，缺失侏罗纪和 白垩纪地层，形成了角度不整合。 三、地质图的阅读和分析 （一）阅读步骤及阅读内容 图 8 不整和 地质图上内容多，线条、符号复杂， E 与 Q 平行不整和；T 与 E 角度不整和 阅读时应遵循由浅入深、循序渐进的原则。一般步骤和内容如下 1．图名、比例尺、方位 了解图幅的地理位置，图幅类别，制图精度， 图上方位一般用箭头指北表示，或用经纬线表示。若图上无方位标志，则以图 正上方为正北方。 2．地形、水系 通过图上的地形等高线、河流径流线，了解地区地形起 伏情况，建立地貌轮廓。了解区内水系分布情况。地形起伏常常与岩性、构造 有关。 3．图例 图例是地质图中采用的各种符号、代号、花纹、线条和颜色等 的说明。通过图例可对地质图中的地层、岩性地质构建立起初步概念。 4．地质内容 （1）地层岩性了解该区共出现了哪些地质年代的地层及其岩性和空间 展布情况。分析确定地层之间的接触关系，尤其注意角度不整合接触，因为这 是分析构造的重要依据。 （2）地质构造了解褶曲及断层的产出位置、组成地层、产状、形态特 征、规模和相互关系等。 褶皱分析 先从地层分布是否对称重复， 并结合地层新老关系和地层产状， 分辨出背斜和向斜，再进而分析褶皱的形态和组合特征。 20 断层分析主要分析断层的性质、产状、空间展布情况等。 （3）岩浆活动分析岩浆岩和周围岩体的接触关系，岩浆岩体的岩性和 形成时代。 （4）地质历史根据地层、岩性、地质构造的特征分析该地区地质发展 史。 （二）读图示例 现根据宁陆河地区地质平面图（图 9）综合地层柱状图（图 10） ，对该区 地质条件分析如下 图 9 宁陆河地区地质图 21 图 10 宁陆河地区综合地层柱状图 本区最低处在东南部宁陆河谷，高程约 300 多 m，最高点在而龙山顶，高 程达 800 多 m，全区最大相对高差近 500m。宁陆河在十里沟以北地区，从北向 南流， 至十里沟附近， 折向东南。 区内地貌特征主要受岩性和地质构造的控制。 一般在页岩及断层带分布地带多形成河谷低地， 而在石英砂岩、 石灰岩及地质 年代较新的粉细砂岩分布地带则形成高山。山脉多沿岩层走向大体南北延伸。 本区出露断层有志留系（S） 、泥盆系上统（D3） 、二叠系（P） 、中下三 叠系（T1-2） 、辉绿岩墙（γt） 、侏罗系（J）白垩系（K）及第四系（Q） 。第四 系主要沿宁陆河分布，侏罗系及白垩系主要分布于红石岭一带。 从图中可以看出， 本区泥盆系与志留系地层之间虽然岩层产状一致， 但缺 失中下泥盆系地层， 且上泥盆系底部有底砾岩存在， 说明两者之间为平行不整 22 和接触。二叠系与泥盆系地层之间，缺失石炭系，所以也为平行不整和接触。 图中的侏罗系与泥盆系上统、 二叠系及中下三叠系三个地质年代较老的岩层接 触，且产状不一致，所以为角度不整和接触。第四系与老岩层之间也为角度不 整和接触。辉绿岩是沿 F1张性断裂呈岩墙状侵入到二叠系及三叠系石灰岩中， 因此辉绿岩与二叠系、三叠系地层为侵入接触，而与侏罗系间则为沉积接触。 所以，辉绿岩的形成时代，应在中三叠系以后，侏罗系以前。 宁陆河地区有三个褶曲构造， 即十里沟褶曲、 白云山褶曲、 和红石岭褶曲。 十里沟褶曲的轴部在十里沟附近， 轴向近南北延伸。 轴部地层为志留系页 岩、长石砂岩，上部广泛有第四纪松散沉积覆盖，两翼对称分布的泥盆系上统 （D3） 、二叠系（P） 、中下三叠系地层，但西翼只见到泥盆系上统和部分二叠 系地层，三叠系已出图幅。两翼岩层走向大致南北，均向西倾，但西翼倾角较 缓，约 45～50，东翼倾角较陡，约 63～71。所以十里沟褶曲为一倒 转褶曲。十里沟倒转背斜构造，因受 F3 断裂构造的影响，其轴部已向北偏 移至宁陆河南北向河谷地段。 白云山褶曲的轴部在白云山至二龙山附近， 南北向延伸。 褶曲轴部地层为 中下三叠系，由轴部向翼部，地层依次为二叠系、泥盆系上统、志留系，其中 西翼为十里沟倒转背斜东翼， 东翼志留系地层已出图外， 而二叠系与泥盆系上 统因受上覆不整和的侏罗系与白垩系地层的影响， 只在图幅东北角和东南角出 露。两翼岩层均向西倾斜，是一个倾角不大的倒转向斜。 红石岭褶曲， 由白垩系、 侏罗系地层组成， 褶曲舒展， 两翼岩层相向倾斜， 倾角约 30左右，为一直立对称褶曲。 区内有三条断层。F1断层面向南倾斜约 70，断层走向与岩层走向基本 垂直， 北盘岩层分界线有向西移动现象， 是一正断层。 由于倾斜向斜轴部紧闭， 断层位移幅度小，所以 F1断层引起的轴部地层宽窄变化并不明显。 F2断层走向与岩层走向平行，倾向一致，但岩层倾角大于断层倾角。西盘 为上盘， 一侧出露的岩层年代较老， 且使二叠系地层出露宽度在东盘明显变窄， 故为一压性逆掩断层。 23 F3 为区内规模最大的一条断层。从十里沟倒转背斜轴部志留系地层分布 位置可以明显看出，断层的东北盘相对向西北错动，西南盘相对向东南错动， 是扭性平推断层。 三、作业及思考题 三、作业及思考题 1．分析松岭峪地区地质图 2．分析金牛镇地区地质图 24 附 录 一 25 26 27