第二章礦物和巖石課件

第二章礦物和巖石2023/10/6第一節(jié)礦物一、礦物的化學成分類型二、礦物的化學性質1、礦物的可溶性2、礦物的可氧化性3、礦物與酸、堿的反應2023/10/6三、礦物的形態(tài)

1、礦物單體的形態(tài)1）礦物的結晶習性一向延長的二向延展的三向等長的2）晶面特征

晶面條紋2023/10/6石英、黃鐵礦、電氣石和剛玉的晶面條紋2023/10/62、礦物連生體的形態(tài)1）雙晶

接觸雙晶貫穿雙晶（穿插雙晶）2）平行連生2023/10/6石膏雙晶接觸雙晶2023/10/6正長石卡氏雙晶貫穿雙晶2023/10/63、礦物集合體的形態(tài)1）顯晶集合體包括：粒狀集合體、（鱗）片狀集合體、柱狀集合體、針狀集合體、纖維狀集合體、放射狀集合體、晶簇、塊狀集合體。2023/10/6石英雙晶2023/10/6斜長石雙晶2023/10/6石榴子石的晶形2023/10/62）隱晶及膠態(tài)集合體（1）分泌體：晶腺、杏仁體（2）結核體：球狀、凸鏡狀、瘤狀集合體（3）鮞狀及豆狀體（4）鐘乳狀體：石鐘乳、石筍、石柱此外，還有粉末狀集合體、土狀集合體、被膜狀集合體。2023/10/6四、礦物的物理性質1、礦物的光學性質1）顏色：自色、他色、假色2）條痕（粉末色）2023/10/63）光澤（1）金屬光澤（2）半金屬光澤（3）金剛光澤（4）玻璃光澤此外，還有油脂光澤、樹脂光澤、絲絹光澤、珍珠光澤2023/10/64）透明度（1）透明（2）半透明（3）不透明2023/10/62、礦物的力學性質1）解理、裂理和斷口

2023/10/6（1）解理礦物晶體在外力作用下，沿著一定的結晶學方向破裂成一系列光滑平面的性質，叫做解理。裂成的光滑平面，叫解理面。包括：極完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、極不完全解理2023/10/6（2）裂理礦物受外力作用，有時可沿一定的結晶學方向裂成平面的性質，稱為裂理或裂開。裂開通常是沿著雙晶結合面特別是聚片雙晶的結合面發(fā)生，或因扁格中某一定方向的面網(wǎng)間存在它種物質的夾層而造成定向破裂。2023/10/6（3）斷口具極不完全解理的礦物，尤其是沒有解理的晶質和非晶質礦物，它們受外力打擊后，都會發(fā)生無一定方向的破裂，其破裂面就是斷口。包括：貝殼狀斷口、鋸齒狀斷口、纖維狀斷口、參差狀斷口、平坦狀斷口2023/10/6方解石的三組完全解理2023/10/6普通輝石的短柱狀完全解理2023/10/6普通角閃石解理面2023/10/6石鹽的解理面2023/10/6螢石解理面2023/10/6云母綠泥石解理面2023/10/6正長石解理面2023/10/6石英的貝殼狀斷口2023/10/62）硬度

摩氏硬度計（1）滑石（2）石膏（3）方解石（4）螢石（5）磷灰石（6）正長石（7）石英（8）黃玉（9）剛玉（10）金剛石2023/10/6在野外工作中常用：指甲（硬度大于2）銅具（硬度3）小刀（硬度5—5.5）瓷器碎片（硬度6—6.5）2023/10/63）其它力學性質脆性延展性彈性撓性2023/10/63、礦物的其它物理性質1）比重2）磁性3）導電性和荷電性4）發(fā)光性：螢光、磷光2023/10/6五、礦物的形成與變化1、形成礦物的地質作用根據(jù)作用的性質和能量來源的不同，一般可分為內生作用、外生作用和變質作用。2023/10/6（1）內生作用一般系指與地殼深部巖漿活動有關的全部作用過程。2023/10/6（2）外生作用指于地殼的表層，在較低的溫度與壓力下，主要在太陽能、H2O、CO2、O2和有機體等因素的影響下，形成礦物的各種地質作用。按其性質的不同，可分為風化作用和沉積作用。2023/10/6（3）變質作用指在地表以下的一定深度內，早先形成的礦物和巖石，由于地殼變動和巖漿活動的影響，物理化學條件發(fā)生了變化，造成巖石結構改變或組分改組并形成一系列變質礦物的總稱。2023/10/62、礦物的形成條件主要物理化學條件：溫度、壓力、組分的濃度、介質的酸堿度、氧化還原電位2023/10/63、礦物的變化1）溶蝕：蝕象、再生2）交代3）晶化和非晶質化：晶化或脫?；?、變生非晶質化或玻璃化作用4）假象2023/10/6六、礦物的分類第一大類：自然元素礦物第二大類：硫化物及其類似化合物礦物第三大類：鹵化物礦物第四大類：氧化物及氫氧化物礦物第五大類：含氧鹽礦物2023/10/6七、礦物的命名根據(jù)礦物的化學成分命名：如鈦鐵礦（FeTiO3）根據(jù)礦物的物理性質命名：如重晶石（比重大、透明）根據(jù)化學成分結合物理性質命名：如方鉛礦（PbS、立方體解理）根據(jù)礦物的晶體形態(tài)命名：如石榴子石（晶形象石榴籽）根據(jù)晶體形態(tài)結合物理性質命名：如綠柱石（綠色、晶體為柱狀）2023/10/6第二節(jié)巖石巖石按成因可分為三大類：巖漿巖（或稱火成巖）沉積巖變質巖2023/10/6三大巖類的相互關系和演變情況

2023/10/6三大類巖石的相互轉化2023/10/6三大類巖石的相互轉化與地質作用的關系2023/10/6一、巖漿巖的基本特征巖漿的定義

巖漿是在上地幔和地殼深處形成的、以硅酸鹽為主要成分的熾熱、粘稠、富含有揮發(fā)物質的熔融體。2023/10/6巖漿巖體2023/10/61、巖漿巖的概念由巖漿冷凝固結而成的巖石稱為巖漿巖。侵入作用：侵入巖（深成巖和淺成巖）噴出作用：火山巖（熔巖或噴出巖和火山碎屑巖）2023/10/6巖漿巖體2023/10/62、巖漿巖的化學成分巖漿巖主要由9種氧化物組成，二氧化硅是最重要的一種氧化物。根據(jù)二氧化硅的含量多少，將巖漿巖分為4類：超基性巖類基性巖類中性巖類（包括中性—堿性巖類）酸性巖類2023/10/63、巖漿巖的礦物成分主要造巖礦物巖漿巖中長石含量最多，占60%以上，其次是石英。按造巖礦物在巖漿巖中的含量和分類命名中所起的作用，可分為3類：主要礦物、次要礦物和副礦物。2023/10/6巖漿巖組分變化規(guī)律2023/10/64、巖漿巖的結構和構造結構：是指巖石組成部分的結晶程度、顆粒大小、自形程度及其相互間的關系。構造：是指巖石中不同礦物集合體之間的排列方式及充填方式。2023/10/61）巖漿巖的主要結構類型（1）按結晶程度可將巖漿巖結構分為3類：全晶質結構半晶質結構玻璃質結構2023/10/6

（2）根據(jù)主要礦物顆粒的絕對大小，可把巖漿巖的結構分為：顯晶質結構隱晶質結構2023/10/6

根據(jù)主要礦物顆粒的平均直徑大小，顯晶質

結構又可分為：偉晶結構直徑大于10mm

粗粒結構直徑大于5mm

中粒結構直徑5—2mm

細粒結構直徑2—0.2mm

微粒結構直徑小于0.2mm2023/10/6

根據(jù)礦物相對大小可分為3種結構類型：等粒結構不等粒結構斑狀及似斑狀結構的區(qū)別：斑狀結構基質為隱晶質或玻璃質似斑狀結構基質為顯晶質2023/10/6（3）礦物的自形程度自形（晶）結構半自形（晶）結構它形（晶）結構2023/10/6（4）組成巖石顆粒的相互關系文象結構條紋結構2023/10/6巖漿巖的結構（1）全晶質結構半晶質結構玻璃質結構2023/10/6巖漿巖的結構（2）左上：等粒結構右上：不等粒結構左下：斑狀結構右下：似斑狀結構2023/10/62）巖漿巖的主要構造類型（1）塊狀構造（2）斑雜構造（3）帶狀構造（4）氣孔構造和杏仁構造（5）流紋構造（6）珍珠構造（7）石泡構造（8）枕狀構造（9）流面構造和流線構造2023/10/6巖漿巖的杏仁構造2023/10/6原生節(jié)理與流動構造密切相關L節(jié)理（層節(jié)理）：平行于流面方向Q節(jié)理（橫節(jié)理）：與流線方向垂直S節(jié)理（縱節(jié)理）：平行流線方向，同時又垂直層節(jié)理和橫節(jié)理此外，還有斜節(jié)理。2023/10/65、巖漿巖的產狀和相1）巖漿巖的產狀：是指巖漿巖體的大小、形狀與圍巖的接觸關系，形成時所處的地質構造環(huán)境及距離當時地表的深度等。2023/10/6（1）侵入巖的產狀巖床巖盆巖蓋（巖盤）巖脈巖株巖基2023/10/6（2）火山巖的產狀火山噴發(fā)的形式有3種：中心式噴發(fā)：火山錐、巖鐘、巖針裂隙式噴發(fā)：熔巖被、熔巖流、熔巖瀑布熔透式噴發(fā)：巖被2023/10/6中心式火山噴發(fā)按照爆炸的強弱程度，可分為：猛烈式火山（培雷式火山）寧靜式火山（夏威夷式火山）遞變式火山2023/10/6巖漿巖產狀（1）2023/10/6巖漿巖產狀（1）1、巖基；2、巖株；3、巖墻；4、巖床；5、巖蓋；6、被剝蝕露出的巖蓋；7、火山頸；8、復式火山；9、巖流；10、火山灰流；11、小型破火山口；12、大型破火山口；13、火山碎屑流；14、小火山；15、具有放射狀巖墻的火山頸；16、熔巖臺地；17、熔巖高原2023/10/6巖漿巖產狀（2）2023/10/6巖漿巖產狀（2）1、巖基；2、巖株；3、巖盤；4、巖床；5、巖墻；6、火山頸；7、巖鐘；8、巖流；9、捕虜體2023/10/62）巖漿巖的相巖漿巖的相是指不同環(huán)境條件下形成的巖石和巖體總的特征。巖漿巖的相可分為兩大類：

侵入巖相：邊緣相、過渡相、中央相

火山巖相：噴出相組（爆發(fā)相、溢流相、侵出相）、火山通道相組、潛（次）火山相組和火山沉積相組。2023/10/66、巖漿巖的分類2023/10/6按化學成分分類：根據(jù)SiO2的含量可分為四大類：超基性巖類、基性巖類、中性巖類和酸性巖類。每一類又根據(jù)堿度即K2O+Na2O的含量進一步分為兩大系列，即鈣堿性系列和堿性系列。2023/10/6按礦物成分分類：礦物成分主要考慮石英含量、暗色礦物種類及含量，長石的種類及含量(即鉀長石或斜長石)，以及似長石的有無及含量。2023/10/6按產狀、結構構造分類：在以成分為分類依據(jù)的基礎上，再按產狀、結構構造的不同把各大類巖石進一步劃分出深成巖、淺成巖和噴出巖。2023/10/6綜上所述，把主要的巖漿巖分為五大類，即：超基性巖類：橄欖巖——苦橄巖類基性巖類：輝長巖——玄武巖類中性巖類：閃長巖——安山巖類（以斜長石為主）正長巖——粗面巖類（以鉀長石為主）酸性巖類：花崗巖——流紋巖類堿性巖類：霞石正長巖——響巖類2023/10/6純橄欖巖2023/10/6蛇紋石化橄欖巖2023/10/6粗面巖（1）斑狀結構；斑晶以正長石為主，基質為隱晶質、玻璃質2023/10/6粗面巖（2）斑狀結構；斑晶以正長石為主，基質為隱晶質、玻璃質2023/10/6黑云母花崗巖主要礦物為鉀長石、石英、斜長石；全晶粒等粒（粗中細）結構2023/10/6輝綠巖的輝綠結構輝綠結構；巖石由較自形的長條狀斜長石微晶和他形粒狀微晶的輝石等暗色礦物組成，輝石等暗色礦物充填于雜亂交錯的長條狀斜長石微晶所組成的空隙中。2023/10/6輝石安山巖斑狀結構；斑晶多為斜長石，有時為角閃石，基質為隱晶質半晶質，玻璃質2023/10/6角閃安山巖斑狀結構；斑晶多為斜長石，有時為角閃石，基質為隱晶質半晶質，玻璃質2023/10/6流紋巖流紋構造；主要礦物為鉀長石、石英、斜長石2023/10/6層狀玻屑凝灰?guī)r2023/10/6“玢巖”和“斑巖”的區(qū)別玢巖指淺成巖中具斑狀結構且斑晶以斜長石、暗色礦物為主的巖石。斑巖指斑狀結構中的斑晶以堿性長石、副長石、石英為主的巖石。2023/10/6閃長玢巖斑狀結構；斑晶斜長石，角閃石，有時是輝石或黑云母，故稱為玢巖，基質為細晶質或隱晶質2023/10/6花崗斑巖斑狀結構；斑晶為正長石、石英，基質為石英、長石、云母2023/10/67、巖漿巖多樣性的原因1）分異作用（1）巖漿分異作用：熔離、擴散、氣運作用（2）分離結晶作用：重力分離作用、流動分異（摩擦）作用、壓濾作用2）同化混染作用3）巖漿的混合作用2023/10/6分異作用這種作用是巖漿結晶之前，仍處在均勻液態(tài)的情況下發(fā)生的分異作用。這種作用可以發(fā)生在地殼深處，也可發(fā)生在巖漿侵入和噴發(fā)的過程中。前者為深處分異，后者為就地分異。這種分異是通過熔離、擴散、氣運的作用來完成的。2023/10/6同化混染作用巖漿熔化了圍巖或捕虜體，使巖漿成分發(fā)生了變化，稱為同化作用。不完全的同化作用稱為混染作用。同化與混染作用經(jīng)常是密切相關的。2023/10/6混合作用指由兩種不同成分的巖漿以不同的比例混合而產生一系列過渡類型的巖漿、并形成不同成分的一系列巖漿巖，這便稱為巖漿混合作用。2023/10/6二、沉積巖的形成過程及其特征1、沉積巖的概念2、沉積物的形成過程1）沉積物的來源2）風化作用地表和接近地表的巖石，在溫度變化、水、空氣及生物的作用和影響下所發(fā)生的破壞作用，稱為風化作用。2023/10/6風化作用2023/10/6風化作用2023/10/6風化作用2023/10/6石灘2023/10/6風化作用2023/10/63）主要造巖礦物和巖石在風化過程中的穩(wěn)定性長石類：為K、Na、Ca的鋁硅酸鹽，易受各種酸(主要是碳酸)的作用而分解。鐵鎂礦物：主要指Fe、Mg、Ca的硅酸鹽礦物，如橄欖石、輝石、角閃石等。這類礦物的穩(wěn)定性較低，其中以橄欖石最易風化，輝石次之，再其次是角閃石。石英：最穩(wěn)定的造巖礦物。2023/10/6云母類：白云母穩(wěn)定性較黑云母高，故在沉積巖中前者較常見。白云母在化學風化作用下可以分解而轉變成為水云母以至高嶺石；黑云母風化后形成含水的氧化鐵礦物及粘土礦物，其部分陽離子則被淋濾。粘土礦物：為沉積巖的重要造巖礦物。由于此類礦物是在地表條件下形成的，故在一般風化作用下只發(fā)生機械破碎，而無化學分解現(xiàn)象。碳酸巖礦物：主要為方解石和白云石，分別是石灰?guī)r和白云巖的主要礦物成分。這類礦物在酸性水中極易溶解，而在極干燥的氣候條件下，可由物理風化作用破碎成碳酸鹽碎屑。2023/10/64）風化產物碎屑物質不溶殘余物質溶解物質2023/10/63、風化產物的搬運和沉積碎屑物質的搬運和沉積溶解物質的搬運和沉積生物作用對溶解物質搬運和沉積的影響沉積分異作用2023/10/64、成巖作用壓固作用膠結作用重結晶作用成巖礦物的形成2023/10/65、沉積巖的一般特征1）成分特征（1）化學成分特征（2）礦物成分特征陸源碎屑礦物自生礦物次生礦物2023/10/62）構造特征沉積巖的構造是指巖石各個組成部分的空間分布和排列方式。2023/10/6（1）機械成因的構造層理層面構造變形構造2023/10/6根據(jù)層理的形態(tài)，層理的基本類型有：水平層理波狀層理斜層理：單斜層理、交錯層理序粒層理塊狀層理壓扁層理2023/10/6層理的基本類型2023/10/6水平層理2023/10/6沉積巖地貌2023/10/6沉積巖地貌2023/10/6常見的層面構造有：波痕、泥裂、雨痕、雹痕晶痕沖刷面流痕槽模、溝模2023/10/6常見的變形構造有：負荷印模球—枕構造包卷層理滑坡構造碎屑巖脈盤狀構造2023/10/6（2）化學成因的構造溶解作用形成的構造（縫合線、溶洞和溶孔）凝聚作用形成的構造（結核和晶簇）溶解—凝聚作用形成的構造（疊錐、鳥眼構造和龜背石）2023/10/6盤狀構造和縫合線2023/10/6（3）生物成因的構造生物構造（如生物礁體）生物層理（如疊層構造）生物遺跡（如蟲跡、蟲孔）2023/10/6疊層構造的各種形狀2023/10/63）沉積巖的裂隙成巖裂隙構造裂隙2023/10/64）沉積巖的顏色原生色：繼承色、自生色次生色：2023/10/66、沉積巖的分類及主要類型以沉積作用方式和巖石成分為依據(jù)分類：碎屑巖類粘土巖類化學巖及生物化學巖類2023/10/6按沉積物的來源把沉積巖分為2類：外源沉積巖類（外生沉積巖類）內源沉積巖類（內生沉積巖類）2023/10/67、沉積相和沉積建造1）沉積相的概念相分析相模式分析法2）沉積相的分類大陸相過渡相海相2023/10/6三、變質作用及變質巖的基本特征1、變質作用及變質巖的概念2023/10/6變質作用由地球內力作用促使巖石發(fā)生礦物成分及結構構造變化的作用稱為變質作用。2023/10/6混合巖化作用變質作用基本上是在巖石保持固態(tài)條件下進行的。但是在某些高級變質過程中，變質巖中低熔點的長英物質可能被熔融，形成部分流體相，這些熔融的部分與不熔的殘留體混合而形成一種新的巖石，這種作用稱為混合巖化作用。2023/10/6變質巖由變質作用形成的巖石叫變質巖。變質巖可根據(jù)原來巖石的類型劃分為兩大類：由巖漿巖變質形成的巖石稱為正變質巖，由沉積巖變質形成的巖石稱為副變質巖。2023/10/62、變質作用的因素溫度、壓力、具化學活動性流體和時間。2023/10/63、變質作用的類型根據(jù)變質作用的主要因素和地質條件可將變質作用分為以下幾種類型：動力變質作用（碎裂變質作用）區(qū)域變質作