《礦物巖石學(xué)》全套教學(xué)課件

礦物巖石學(xué)全套可編輯PPT課件本課程參考書目●樂昌碩，巖石學(xué)，地質(zhì)出版社，1984●趙珊茸、邊秋娟、凌其聰，礦物學(xué)，高等教育出版社，2004●路鳳香、桑隆康，巖石學(xué)，地址出版社，2002●曾廣策，礦物學(xué)巖石學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，內(nèi)部教材，2000（統(tǒng)一到教材科買）●其他礦物學(xué)、巖石學(xué)教材或讀物

巖石是特定構(gòu)造背景下地質(zhì)過程的物質(zhì)記錄，是地球系統(tǒng)動力過程的表現(xiàn)●沉積巖：風(fēng)華剝蝕產(chǎn)物搬運(yùn)到特定沉積盆地沉積、壓實(shí)、成巖作用形成的巖石●巖漿巖：地殼地幔物質(zhì)的熔融或部分熔融熔體侵位淺位或者噴出地表冷凝結(jié)晶形成的巖石●變質(zhì)巖：已經(jīng)存在的巖石在內(nèi)力地質(zhì)作用下由于環(huán)境改變引起巖石成分結(jié)構(gòu)變化形成新的巖石地球物質(zhì)的循環(huán)系統(tǒng)基于板塊構(gòu)造理論的巖石學(xué)俯沖模式洋中脊—板塊擴(kuò)張帶（邊界）東非裂谷喜馬拉雅—俯沖碰撞造山帶轉(zhuǎn)換斷層帶礦物巖石學(xué)概論學(xué)習(xí)目的：1.了解礦物學(xué)、巖石學(xué)的基本理論2.掌握肉眼鑒定常見礦物、巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大巖類常見巖石種屬的基本技能和基本方法，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)和野外工作奠定基礎(chǔ)3.提高對造巖礦物和主要巖石的感性認(rèn)識、增強(qiáng)實(shí)踐能力學(xué)習(xí)內(nèi)容：包括礦物、巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖四部分及其它們的肉眼鑒定、分類和命名方案

什么是礦物、巖石？一.礦物、巖石的概念礦物(mineral):是由地質(zhì)作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、在一定的物理化學(xué)條件下相對穩(wěn)定的天然結(jié)晶態(tài)的單質(zhì)或化合物，它們是巖石和礦石的基本組成單位。要素：天然產(chǎn)出有化學(xué)式具晶體結(jié)構(gòu)無機(jī)物質(zhì)巖石(rock):是礦物或類似礦物（mineraloids）的物質(zhì)（如有機(jī)質(zhì)、玻璃、非晶質(zhì)等）組成的固體集合體，多數(shù)巖石是由不同礦物組成，單礦物的巖石相對較少。自然界的巖石可以劃分為三大類：巖漿巖（火成巖）、沉積巖和變質(zhì)巖。要素：由礦物組成固體集合體方解石(calcite)水晶

(crystal)石棉(asbestos)礦物：金剛石(diamond)綠柱石(beryl)孔雀石(malachite)黃鐵礦(pyrite)自然金(gold)要點(diǎn)

礦物系地球、月球及其他天體中天然形成的產(chǎn)物。礦物具有一定的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而也具有一定的形態(tài)和物理、化學(xué)性質(zhì)，藉此我們可以鑒別礦物種。礦物并非固定不變的，任何一種礦物都只是在一定的物理化學(xué)條件下相對穩(wěn)定，得以保存。礦物是巖石和礦石的基本組成單位。當(dāng)前，礦物學(xué)通常以天然結(jié)晶質(zhì)無機(jī)物為主要研究對象，液體和氣體均不在現(xiàn)代礦物之列。

三大巖概念巖漿巖（火成巖）：是由地幔或地殼的巖石經(jīng)熔融或部分熔融形成巖漿冷卻固結(jié)的產(chǎn)物。沉積巖：是在地表?xiàng)l件下，原先形成的各種巖石在風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積、成巖過程中形成的巖石。變質(zhì)巖：是由巖漿巖和沉積巖經(jīng)過變質(zhì)作用形成的。三大類巖石的形成過程。巖漿巖（igneousrock）火山角礫巖（Lavabreccia）黑云母花崗巖（Biotitegranite）沉積巖（sedimentaryrocks）高嶺石粘土巖(Kaoliniticclaystone)長石砂巖(arkose)變質(zhì)巖（metamorphicrocks）純大理巖

(Puremarble)板巖

(slate)研究巖石的必要性是構(gòu)成各種地質(zhì)構(gòu)造和地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)；對于了解地殼、地幔和其他星球的物質(zhì)組成、起源、發(fā)展等都具有重要的科學(xué)意義；對指導(dǎo)找礦勘探、開發(fā)地下水資源，設(shè)計工程建筑有重要意義。

判斷：

玻璃、石鹽、石油是礦物嗎？

陶瓷、煤、水泥是巖石嗎？

二.礦物學(xué)、巖石學(xué)礦物學(xué)（mineralogy）是研究礦物（包括準(zhǔn)礦物）的成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、性質(zhì)、成因、產(chǎn)狀、用途和它們相互間的內(nèi)在聯(lián)系，以及礦物的時空分布規(guī)律及其形成和變化的歷史的科學(xué)，它為地質(zhì)學(xué)的其他分支學(xué)科及材料科學(xué)等應(yīng)用科學(xué)在理論上和應(yīng)用上提供了必要的基礎(chǔ)與依據(jù)。巖石學(xué)（petrology）是地質(zhì)學(xué)的一個分支，它是研究巖石的分布、產(chǎn)狀、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分類、成因、演化等方面的科學(xué)。（一）礦物學(xué)的研究內(nèi)容及其分析測試技術(shù)

1.礦物學(xué)的研究內(nèi)容研究礦物的成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物理性質(zhì)、成因、產(chǎn)狀、用途和它們相互間的內(nèi)在聯(lián)系礦物的化學(xué)成分：（1）單質(zhì)：金剛石，自然金（2）化合物：橄欖石，斜長石等物理性質(zhì)：晶形、顏色、光澤、解理、裂理、斷口、硬度、條痕等特征。

2．礦物學(xué)的研究分析測試技術(shù)

電子顯微鏡觀測

電子探針分析

化學(xué)分析法

光譜類分析

X射線分析

穆斯堡爾譜

電子顯微鏡JXA-8100

電子探針（EPMA)

鋯石的CL照片X射線衍射儀

礦物學(xué)的應(yīng)用

礦物學(xué)的應(yīng)用主要包括兩大方面：

①應(yīng)用于地質(zhì)找礦②研究作為礦產(chǎn)資源的礦物本身的開發(fā)和應(yīng)用（二）巖石學(xué)的研究內(nèi)容及其方法

1.巖石學(xué)的研究內(nèi)容

三大類巖石的形成過程

研究巖石的分布、產(chǎn)狀、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分類、成因、演化等

2.巖石學(xué)的研究方法

巖相學(xué)（petrography）：立足于詳細(xì)的野外及室內(nèi)的觀察與測試，以研究巖石分類和描述巖石特征為主。

巖理學(xué)(petrogenesis):是將巖相學(xué)的知識結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，通過歸納得到有關(guān)各類巖石成因，形成演化及構(gòu)造背景的結(jié)論。巖石學(xué)觀察方法

（1）野外、手標(biāo)本、顯微鏡

（2）巖石和礦物成分的分析

（3）巖石物理性質(zhì)測定

（4）實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)觀察野外觀察花崗巖脈切斷輝長巖安山巖手標(biāo)本顯微鏡觀察角閃安山巖實(shí)驗(yàn)資料巖石成分（含主要元素、微量元素和同位素）分析第二講

礦物的成分、性質(zhì)與分類緒論礦物(mineral)

是由地質(zhì)作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、在一定的物理化學(xué)條件下相對穩(wěn)定的天然結(jié)晶態(tài)的單質(zhì)或化合物，它們是巖石和礦石的基本組成單位。要素：天然產(chǎn)出有化學(xué)式具晶體結(jié)構(gòu)無機(jī)物質(zhì)礦物學(xué)（mineralogy）是研究礦物（包括準(zhǔn)礦物）的成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、性質(zhì)、成因、產(chǎn)狀、用途和它們相互間的內(nèi)在聯(lián)系，以及礦物的時空分布規(guī)律及其形成和變化的歷史的科學(xué)，它為地質(zhì)學(xué)的其他分支學(xué)科及材料科學(xué)等應(yīng)用科學(xué)在理論上和應(yīng)用上提供了必要的基礎(chǔ)與依據(jù)方解石(calcite)水晶

(crystal)石棉(asbestos)礦物：金剛石(diamond)綠柱石(beryl)孔雀石(malachite)黃鐵礦(pyrite)自然金(gold)要點(diǎn)礦物系地球、月球及其他天體中天然形成的產(chǎn)物礦物具有一定的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而也具有一定的形態(tài)和物理、化學(xué)性質(zhì)，藉此我們可以鑒別礦物種礦物并非固定不變的，任何一種礦物都只是在一定的物理化學(xué)條件下相對穩(wěn)定，得以保存礦物是巖石和礦石的基本組成單位當(dāng)前，礦物學(xué)通常以天然結(jié)晶質(zhì)無機(jī)物為主要研究對象，液體和氣體均不在現(xiàn)代礦物之列

礦物學(xué)的研究內(nèi)容及其分析測試技術(shù)

1.礦物學(xué)的研究內(nèi)容研究礦物的成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物理性質(zhì)、成因、產(chǎn)狀、用途和它們相互間的內(nèi)在聯(lián)系礦物的化學(xué)成分：（1）單質(zhì)：金剛石，自然金（2）化合物：橄欖石，斜長石等物理性質(zhì)：晶形、顏色、光澤、解理、裂理、斷口、硬度、條痕等特征

2．礦物學(xué)的研究分析測試技術(shù)

電子顯微鏡觀測

電子探針分析

化學(xué)分析法

光譜類分析

X射線分析

穆斯堡爾譜

電子顯微鏡JXA-8100

電子探針（EPMA)

鋯石的CL照片X射線衍射儀

礦物學(xué)的應(yīng)用

礦物學(xué)的應(yīng)用主要包括兩大方面：

①應(yīng)用于地質(zhì)找礦②研究作為礦產(chǎn)資源的礦物本身的開發(fā)和應(yīng)用

第一部分礦物的化學(xué)成分第二部分礦物的形態(tài)第三部分礦物的物理性質(zhì)第四部分礦物的分類命名第一部分礦物的化學(xué)成分礦物的化學(xué)成分：礦物是自然界的天然產(chǎn)物，化學(xué)元素是形成礦物的物質(zhì)基礎(chǔ)。顯然，地殼中化學(xué)元素的豐度與礦物的形成、礦物的化學(xué)成分有著密切的關(guān)系。常見8種元素的元素豐度

（據(jù)B.Mason,1966）元素質(zhì)量克拉克值（％）原子克拉克值（％）O46.662.55Si27.7221.22Al8.136.47Fe5.001.92Ca3.631.94Na2.832.64K2.591.42Mg2.091.84

地殼中以O(shè),Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg等元素組成

的含氧鹽和氧化物礦物分布最廣。

其中硅酸鹽礦物占礦物總種數(shù)的24％，占地殼總

重量的3/4。如：橄欖石((Mg,Fe)2[SiO4])、透輝

石(CaMg[Si2O6])等七大造巖礦物皆為硅酸鹽礦物；

氧化物礦物，占礦物總種數(shù)的14％，占地殼總重

量的17％。如石英（SiO2），剛玉(Al2O3)等。

礦物的化學(xué)成分：

（1）單質(zhì)：金剛石，自然金

（2）化合物：橄欖石，斜長石等

（一）礦物的形態(tài)形態(tài)：指礦物單體、礦物規(guī)則連生體及同種礦物集合體的形態(tài)。它是礦物化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的外在反映，故可作為礦物的重要鑒定特征。

第二部分礦物的形態(tài)1.礦物單體的形態(tài)：

根據(jù)晶體在三維空間的發(fā)育程度，大致分為三種基本類型：1）一向伸長：柱狀、針狀、毛發(fā)狀，如輝石、角閃石2）二向延伸：板狀、片狀、葉片狀，如石墨、云母3）三向等長：粒狀，如橄欖石、石榴石

（1）一向伸長：

柱狀、針狀、毛發(fā)狀:輝石、角閃石、電氣石（2）二向延長：如板狀、板片狀、片狀等。云母、綠泥石等具此習(xí)性。（3）三向等長：如等軸狀、粒狀。石榴石、黃鐵礦等具此習(xí)性。2、礦物集合體形態(tài)：同種礦物多個單體聚集在一起就是礦物集合體。集合體形態(tài)取決于單體形態(tài)和集合方式。按礦物顆粒大小，集合體分為：顯晶集合體：肉眼能分辨其中礦物單體隱晶集合體：顯微鏡下可以區(qū)分出礦物單體膠態(tài)集合體：顯微鏡下也不能辨別出單體顯晶集合體的形態(tài)常見有：柱狀（columnar）、針狀（acicular）、板狀（tabular）、片狀（schistic）、鱗片狀（scaly）、葉片狀（foliated）和粒狀（granular）等。顯晶集合體：下一頁顯晶集合體：下一頁顯晶集合體：常見的隱晶及膠態(tài)集合體按形成方式及外貌特征主要有：分泌體(secretion)、結(jié)核（concretion）、鮞狀及豆?fàn)罴象w（oolitic&pisoliticaggregates）、鐘乳狀集合體（stalactiticaggregate）分泌體：返回鮞狀集合體：豆?fàn)罴象w：鐘乳狀：葡萄狀和腎狀塊狀集合體：土狀集合體：被膜狀集合體：

取決于礦物本身的化學(xué)組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，是鑒定礦物的主要依據(jù)，也是礦物資源開發(fā)利用的著眼點(diǎn)。

光學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)

第三部分礦物的物理性質(zhì)（一）礦物的光學(xué)性質(zhì)礦物的光學(xué)性質(zhì)：礦物對可見光的反射、折射、吸收等所表現(xiàn)出來的各種性質(zhì)。光學(xué)性質(zhì)：顏色

Color

條痕Streak

透明度Transparence

光澤Luster顏色（Color）

礦物對入射的白色可見光（390～770nm）中不同波長的光波吸收后，透射和反射的各種波長可見光的混合色。是鑒定礦物時最直觀的感性認(rèn)識。 注意：1）當(dāng)?shù)V物對各色光同等程度地均勻吸收時，其所呈顏色取決于吸收程度；例如，吸收紅光，則呈現(xiàn)紅光對角的補(bǔ)色—綠色。2）當(dāng)?shù)V物選擇性地吸收某種波長的色光時，礦物呈現(xiàn)被吸收的色光的補(bǔ)色。

條痕（streak）

是礦物粉末的顏色。一般是指礦物在白色無釉磁板（whiteunglazesporcelain）上劃擦?xí)r所留下的粉末的顏色。條痕突出表現(xiàn)了礦物的自色，因而是鑒定礦物的可靠依據(jù)。

注意：

①不透明礦物和鮮艷彩色的透明—半透明礦物，尤其是硫化物或部分氧化物和自然元素礦物，具重要鑒定意義；而淺色或白色、無色透明礦物的條痕多為白色、淺灰色等淺色，無鑒定意義；

②某些礦物由于類質(zhì)同象混入物的影響，其條痕和顏色會有所變化。根據(jù)條痕的微細(xì)變化，可大致了解礦物成分的變化，推測礦物的形成條件。透明度（

Transparence

）礦物透過可見光的程度。分為透明、半透明、不透明。1）透明（transparent）：能透過絕大部分光，條痕為無色、白色或淺色。如，石英、方解石、普通角閃石2）半透明（translucent）：可允許部分光透過，條痕呈紅、褐等各種彩色。如，辰砂、雄黃3）不透明（opaque）：基本不允許光透過，條痕呈黑色或金屬色。如，磁鐵礦、石墨

光澤（Luster）指礦物表面對光的反射能力。礦物反光的強(qiáng)弱主要取決于礦物對光的折射和吸收的程度。礦物對光的折射越強(qiáng)，光澤也就越強(qiáng)。光澤與透明度、條痕有關(guān)，在肉眼鑒定時，常配合條痕、透明度來判斷光澤等級。分為4個等級：1）金屬光澤：反光很強(qiáng)，似平滑金屬磨光面的反光。礦物具金屬色，條痕呈黑色或金屬色，不透明。方鉛礦和石英晶體2）半金屬光澤：反光較強(qiáng)，似未經(jīng)磨光的金屬表面的反光。礦物呈金屬色，條痕為棕色、褐色等深彩色，不透明～半透明。

3）金剛光澤：反光較強(qiáng)，似金剛石般明亮耀眼的反光。顏色和條痕均呈淺色（如淺黃、桔紅、淺綠等）、白色或無色，半透明～透明。

金剛石晶體光線在金剛石晶體中傳播示意4）玻璃光澤：反光較弱，呈普通平板玻璃表面的反光。礦物為無色、白色或淺色，條痕呈無色或白色，透明。石英晶簇注意：礦物不平坦的表面或礦物集合體的表面上的特殊變異光澤：1）油脂光澤（greasyluster）：某些解理不發(fā)育的淺色透明礦物的不平坦斷口上呈現(xiàn)的似油脂般的光澤。2）樹脂光澤（resinousluster）：某些具金剛光澤的黃、褐或棕色透明礦物的不平坦斷口上的似松香般的光澤。3）瀝青光澤（pitchyluster）：解理不發(fā)育的半透明或不透明黑色礦物的不平坦斷口上烏亮瀝青狀光澤。4）珍珠光澤（pearlyluster）：淺色透明礦物的極完全解理面上的如珍珠表面或蚌殼內(nèi)壁柔和而多彩的光澤。5）絲絹光澤（silkyluster）：具玻璃光澤的無色或淺色透明礦物的纖維狀集合體表面常呈蠶絲或絲織品狀的光亮。6）蠟狀光澤（waxyluster）：某些透明礦物的隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)致密塊體上的似蠟燭表面的光澤。

7）土狀光澤（earthyluster）：呈土狀、粉末狀或疏松多孔狀集合體的礦物表面如土塊般暗淡無光。石英的油脂光澤閃鋅礦的樹脂光澤珍珠光澤層解石白云母蛇紋石石棉的絲絹光澤蠟狀光澤蛇紋石滑石高嶺石土狀光澤鋁土礦的

土狀光澤具假象赤鐵礦的褐鐵礦礦物透明度、光澤、顏色和條痕的關(guān)系礦物光澤、顏色和條痕是礦物鑒定的重要依據(jù)，透明度、光澤和顏色還是評價寶石的重要指標(biāo)。透明度透明———————不透明光澤玻璃—金剛—半金屬—金屬顏色無色—淺色—深色—金屬色條痕白色—淺色—深色或金屬色折射率低——————————高吸收率低——————————高反射率低——————————高特殊光學(xué)效應(yīng)

由于礦物內(nèi)部具有包裹體、雙晶、微細(xì)球狀結(jié)構(gòu)等特殊內(nèi)在因素，當(dāng)被加工成寶石時，導(dǎo)致光的干涉、散射、衍射等現(xiàn)象，使寶石顯現(xiàn)出特殊的光學(xué)效應(yīng)。常見的有：貓眼效應(yīng)、星光效應(yīng)、變色效應(yīng)、變彩效應(yīng)、暈色效應(yīng)

等。1．貓眼效應(yīng)（貓眼光，chatoyance）紫翠玉貓眼綠柱石貓眼2．星光效應(yīng)（

星光，asterism

）星光藍(lán)寶石星光紅寶石戒面

礦物在外力（如敲打、擠壓、拉引、刻劃等）作用下所表現(xiàn)出來的性質(zhì)。力學(xué)性質(zhì)：硬度Hardness

解理Cleavage

斷口Fracture（二）礦物的力學(xué)性質(zhì)（mechanicalproperties）硬度（Hardness）

礦物硬度是指礦物抵抗外力刻劃等機(jī)械作用的能力。

1.摩氏硬度計

（1）Talc滑石

（2）gypsum石膏（3）calcite方解石（4）fluorite螢石（5）apatite磷灰石（6）orthoclase正長石（7）quartz石英（8）topaz黃玉（9）corundum剛玉（10）diamond金剛石測試時，應(yīng)先以高硬度的標(biāo)準(zhǔn)礦物的棱角刻劃待測礦物，再依次換用硬度較低的標(biāo)準(zhǔn)礦物刻劃，當(dāng)兩礦物硬度相近時，則用標(biāo)準(zhǔn)礦物與待測礦物相互刻劃，以確定其硬度的相對大小。2.確定礦物硬度的簡便方法用指甲和/或小刀刻劃來確定硬度范圍。

注意：

1）實(shí)際鑒定時，常代之以指甲（2.0～2.5）、小鋼刀（5～6）和玻璃（5.5～6.0）等來粗略地確定礦物的硬度;2）待測礦物須選擇新鮮、致密、純凈的單礦物，最好是具良好的棱角、晶面或解理面的單晶體。有些礦物的硬度具對稱性和各向異性。如，藍(lán)晶石（100）面上的硬度，沿延長方向硬度為4.5，垂直延長方向硬度6.5,被稱為二硬石。解理Cleavages

礦物在外力作用（敲打或擠壓）下，嚴(yán)格沿著一定結(jié)晶學(xué)方向破裂、并裂成光滑平面的性質(zhì)稱為解理。這些平面稱為解理面cleavageplane.

解理是鑒別礦物的可靠依據(jù)之一。

分為五個等級：（1）極完全解理：礦物在外力作用下極易裂成簿片。解理面光滑、平整。如云母、石墨、石膏等。

②完全解理：礦物受力后易裂成光滑的平面或規(guī)則的解理塊，解理面顯著而平滑，常見∥解理面的階梯。如方解石、螢石.③中等解理：

礦物受力后常破裂成

較小的不很平滑的平面，解理面不太連續(xù)，常呈

階梯狀，且閃閃發(fā)亮，

清晰可見。④不完全解理：

礦物受力后不易裂出

解理面，僅斷續(xù)可見

小而不平滑的解理面。如磷灰石⑤極不完全解理：即無解理。

礦物受力后很難出現(xiàn)解理面，僅在顯微鏡下偶爾可見零星的

解理縫。

觀察解理的注意事項(xiàng)：

(1）解理只能在晶質(zhì)礦物中出現(xiàn)，非晶質(zhì)或膠體礦物中不能出現(xiàn)解理。肉眼能夠在較大的礦物晶體上看見解理。（2）必須對同種礦物的多個顆粒進(jìn)行觀察。（3）一個礦物可有一種級別的解理，也可有兩種級別的解理；可有一個方向的解理，也可有多個方向的解理。（4）觀察解理組數(shù)和夾角必須在同一單體上進(jìn)行。要盡量找到自由面多的單體，對著光線轉(zhuǎn)動標(biāo)本，觀察解理組數(shù)和夾角；也可在解理面上觀察解理紋的方向來確定解理組數(shù)。方解石(5）注意區(qū)分晶面與解理面晶面解理面1、為晶體外面的一層平面，受力打擊后立即消失1、為晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)上連結(jié)力弱的方向，受力打擊后可出現(xiàn)互相平行的平面2、晶面上一般比較暗淡。2、解理面一般比較新鮮、光亮。3、晶面一般不太平整，仔細(xì)觀察時有凹凸不平的痕跡。3、比較平整，但可出現(xiàn)規(guī)則的階梯狀解理面或解理紋。

礦物受力作用后不依一定結(jié)晶方向裂開，而是在任意方向上呈各種不平整的斷面，此種斷面稱為斷口。礦物的解理與斷口出現(xiàn)的難易程度是互為消長的。在晶體、非晶質(zhì)礦物中都可見斷口。斷口（Fracture

）依據(jù)其所呈現(xiàn)的形態(tài)來描述礦物的斷口，常見：①貝殼狀斷口（conchoidalfracture）：呈圓形或橢圓形的光滑曲面，形似貝殼。②鋸齒狀斷口（hacklyfracture）：呈尖銳鋸齒狀，見于強(qiáng)延展性的自然金屬元素礦物。③參差狀斷口（unevenfracture）：呈參差不平狀，見于大多數(shù)脆性礦物及塊狀或粒狀集合體。④平坦?fàn)顢嗫冢╡venfracture）：斷面較平坦，見于塊狀礦物。⑤土狀斷口（earthyfracture）：斷面粗糙、呈細(xì)粉狀，為土狀礦物特有。⑥纖維狀斷口（fibrousfracture）：呈纖維絲狀，見于纖維狀礦物集合體上。貝殼狀斷口：返回土狀斷口參差狀斷口纖維狀斷口其他力學(xué)性質(zhì)脆性（Brittle）：礦物受外力作用（如刀刻、錘擊）時易破碎的性質(zhì)。脆性與礦物硬度無關(guān)。具脆性的礦物如石鹽、螢石、金剛石等。延展性（Malleable，ductility）：礦物在錘擊或拉引下容易形成薄片或細(xì)絲的性質(zhì)。通常溫度增高，礦物延展性增強(qiáng)。自然金、自然銅、自然銀等具有很好的延展性。彈性（Elastic）：礦物因受外力而變形，當(dāng)外力除去后，在彈性限度內(nèi)，能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。如白云母等。撓性（Flexible）：礦物因受外力而變形，當(dāng)外力除去后，不能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。如綠泥石、滑石、蛭石等。（三）礦物的其他性質(zhì)

相對密度（relativedensity）磁性（magnetism）

導(dǎo)電性（electricconductivity）

壓電性（piezoelectricity）

相對密度（relativedensity）也稱比重，是純凈的單礦物在空氣中的重量與4℃時同體積的水的重量之比。注意：

1）相對密度無量綱，其數(shù)值與密度相同，但它更易測定。

2）礦物的相對密度通常分為三級：

①輕的：相對密度<2.5②中等的：大多數(shù)非金屬礦物的相對密度為2.5～4③重的：相對密度>4。自然金屬元素礦物基本屬此類磁學(xué)性質(zhì)（magnetism）

礦物的磁性是礦物在外磁場作用下所呈現(xiàn)的被外磁場吸引、排斥或?qū)ν饨绠a(chǎn)生磁場的性質(zhì)。在礦物鑒定和分選中，通常把礦物的磁性分為三類：（1）強(qiáng)磁性礦物：能被永久磁鐵所吸引，如磁鐵礦、磁黃鐵礦和自然鐵。（2）弱磁性（電磁性）礦物：其碎屑只能在強(qiáng)磁場中被吸引，永久性磁鐵對它沒有影響。在礦物分選時，利用電磁鐵所產(chǎn)生強(qiáng)磁場才能引起礦物的磁性效應(yīng)，所以稱為電磁性礦物。赤鐵礦、黃銅礦、普通角閃石、輝石都屬這類礦物。（3）無磁性礦物：在很強(qiáng)的電磁鐵作用下，也不能被吸引。如石英、方解石、石鹽等。導(dǎo)電性（electricconductivity）礦物對電流的傳導(dǎo)能力。一般，金屬礦物是電的良導(dǎo)體，非金屬礦物是電的不良導(dǎo)體，而鐵和錳的氧化物及金剛石是半導(dǎo)體。壓電性（piezoelectricity）

某些礦物單晶體，在壓力和張力作用下，因變形效應(yīng)而出現(xiàn)的荷電性質(zhì)。晶體的壓電性具明顯的異向性。其他物理性質(zhì)

導(dǎo)熱性、熱膨脹性、熔點(diǎn)、易燃性、揮發(fā)性、吸水性、可塑性、放射性第四部分礦物的分類命名

目前在礦物學(xué)中比較廣泛采用的是以礦物化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)為依據(jù)的晶體化學(xué)分類。礦物的本質(zhì)是化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一。它們決定了礦物本身的性質(zhì)，并與一定的生成條件有關(guān)，在一定程度上也反映了自然界化學(xué)元素結(jié)合的規(guī)律。晶體化學(xué)分類級序劃分依據(jù)舉例大類化合物類型含氧鹽大類類陰離子或絡(luò)陰離子種類硅酸鹽類亞類絡(luò)陰離子結(jié)構(gòu)鏈狀硅酸鹽亞類族晶體結(jié)構(gòu)型和陽離子性質(zhì)輝石族亞族陽離子種類單斜輝石亞族種一定的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分普通輝石亞種晶體結(jié)構(gòu)相同，成分或物性、形態(tài)稍異鈦質(zhì)普通輝石（鈦輝石）一般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氧化物及氫氧化物礦物第四大類含氧巖包括：硅酸鹽礦物碳酸鹽礦物硫酸巖礦物磷酸巖礦物第五大類鹵化物礦物礦物的命名常見造巖礦物橄欖石(Ol)、輝石(Hy)、角閃石(Amp)、黑云母(Bi)、斜長石(Pl)、堿性長石(Kf)、石英(Q)橄欖石輝石角閃石黑云母長石石英地殼中礦物的豐度礦物體積百分比礦物體積百分比石英12.0橄欖石3.0鉀長石12.0粘土礦物等4.6斜長石39.0方解石1.5云母5.0白云石0.5角閃石5.0磁鐵礦1.5輝石11.0其他4.9課堂作業(yè)1、我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫胶陀龅降牡V物、巖石有哪些？2、巖石和礦物的關(guān)系？3、能否列舉幾個根據(jù)物理性質(zhì)鑒定礦物的例子？第三講巖漿巖的特征及類型一、巖漿巖的基本特征（一）初步知識什么是巖漿？在上地幔或地殼深處形成的，以硅酸鹽為主要成分的、熾熱粘稠的、含揮發(fā)份的熔融體或熔體-晶體的混合物。1.巖漿的成分：主要由O,Si,Al,Fe,Mg,Ca,K,Na,Mn,Ti,P等造巖元素所組成，此外，還有H2O,CO2,SO2等揮發(fā)性物質(zhì)及少量的金屬硫化物和氧化物。

2.巖漿的溫度：通常在600－1200℃之間，并隨巖漿成分不同而有所差異?；詭r漿溫度較高，為1000－1200℃，中性巖漿次之，約為900－1000℃，酸性巖漿最低，約為600－700℃。測溫術(shù)：（1）包裹體測溫，（2）地質(zhì)溫度計，（3）高溫高壓實(shí)驗(yàn)，（4）實(shí)測：用光學(xué)測溫計測定。3.巖漿的粘度：巖漿的粘度與巖漿的成分（主要是SiO2）、揮發(fā)份含量及溫度和壓力的大小等因素有關(guān)。巖漿中SiO2含量愈高，粘度愈大。揮發(fā)份含量越高，則巖漿粘度越小。巖漿溫度愈高，粘度愈小。通常壓力增大、粘度也隨著增大。（二）巖漿巖的概念

巖漿巖：是由巖漿冷凝固結(jié)而成的巖石。

注意：在巖漿冷凝和結(jié)晶過程中失去了大量揮發(fā)份，所以巖漿巖的成分與巖漿的成分不是完全相同的。

（三）巖漿作用及兩大類巖漿巖

巖漿作用：地下深處形成的巖漿，在其揮發(fā)份及地質(zhì)應(yīng)力的作用下，沿構(gòu)造脆弱帶上升到地殼上部或地表，巖漿在上升、運(yùn)移過程中，由于物理化學(xué)條件的改變，又不斷地改變自己的成分，最后凝固成巖漿巖，這一復(fù)雜過程的總體，稱為巖漿作用。巖漿作用可分為：

巖漿侵入作用與侵入巖（包括深成巖和淺成巖）巖漿噴出作用與火山巖（包括熔巖/噴出巖和火山碎屑巖）產(chǎn)狀（Occurrence）主要指巖體的形態(tài)、大小和圍巖的接觸關(guān)系。相（Facies）指生成環(huán)境不同而產(chǎn)生的不同的巖石和巖體總的外貌和特征。（四）巖漿巖的產(chǎn)狀和相

1、侵入巖（1）巖床：巖漿沿層面貫入，形成與地層整合的板狀侵入體。（2）巖盆：巖漿侵入到巖層之間，形成中心凹下去的盆狀侵入體。（3）巖蓋/巖盤：產(chǎn)于巖層之間的侵入體，與巖盆不同的是底部平坦，頂部拱起、中央厚度大邊緣薄。（4）巖墻：不整合的板狀侵入巖體。（5）巖脈：一般是充填在裂隙中的，多用在以石英方解石為主要成分者。（6）巖株：出露面積小于100平方米。（7）巖基：侵入巖的大中型構(gòu)造通常稱為深成巖體（pluton）。其中，巖基和巖蓋是最大的深成巖體。例如，美國加里福尼亞內(nèi)華達(dá)巖基，寬100公里，長650km，該區(qū)地殼厚50公里，地球物理研究表明，至少下部20公里不具花崗巖特征，于是，該巖基為一650×100×30km的板狀或透鏡狀巖體。巖基(Batholith)侵入巖的相A:按形成深度的不同分為:

深成相（>3km）和淺成相(0.5-3km)B:按巖體從中央和邊部巖性的不同分為：中央相、過渡相、邊緣相

eg:周口店房山巖體2、噴出巖噴出巖的產(chǎn)狀與噴發(fā)類型有關(guān)。噴發(fā)類型：熔透式、裂隙式、中心式噴發(fā) （1）熔巖流：噴出的熔巖呈平緩的大面積分布。（2）火山錐：是中心式噴發(fā)出來的熔巖流和火山碎屑物質(zhì)在火山口附近堆積而成的錐狀巖體。（3）巖鐘、巖針、巖穹：多以侵出方式噴出。（4）火山錐被剝蝕后，出露的火山管道中的充填物熔透式噴發(fā)裂隙式噴發(fā)中心式噴發(fā)熔巖流騰沖火山長白山天池噴出巖的相按火山活動產(chǎn)物形成的方式及巖性特征分為：噴出相、火山通道相、次火山相噴出相可進(jìn)一步分為：溢流相、爆發(fā)相、侵出相繩狀熔巖/波狀熔巖

熔巖表面形態(tài)：渣狀熔巖1、化學(xué)成分特征巖漿巖的化學(xué)成分，常用氧化物重量百分?jǐn)?shù)（wt%）表示,包括SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5和H2O等。這些氧化物占巖漿巖平均化學(xué)成分的98%以上，也是地球包括地幔及地殼的主要組成。除了主要元素外，還可進(jìn)一步研究含量更低的元素。少量元素(minorelement):0.1-1.0weightpercent.微量元素(traceelement):<0.1weightpercent(<1000ppm).二.巖漿巖的成分特征

二氧化硅與巖石類型SiO2的含量最高，變化于34-75%之間，少數(shù)可達(dá)80%。同時它對巖漿及巖漿巖的物理化學(xué)性質(zhì)及礦物組成的影響最大，因此是巖漿巖中最重要的一種氧化物。被用來作為劃分巖漿巖酸性程度和基性程度的參數(shù)：SiO2>66%者，稱為酸性巖；SiO2=53-66%者，稱為中性巖；SiO2=45-53%者，稱為基性巖；SiO2<45%者，稱為超基性巖。2、礦物成分特征（1）礦物的成分分類

巖漿巖中七大造巖礦物：橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、斜長石、鉀長石、石英1）鐵鎂礦物：礦物中FeO、MgO的含量較高，包括橄欖石、輝石、角閃石及黑云母。這些礦物的顏色一般較深，又稱為暗色礦物。色率：暗色礦物在侵入巖中的含量（體積百分?jǐn)?shù)），是巖漿巖鑒定和分類重要標(biāo)志之一。色率隨巖石酸度的變化情況大致為：超基性巖色率>90

基性巖色率=40-90

中性巖色率=15-40

酸性巖色率<152）硅鋁礦物：礦物中SiO2、Al2O3含量較高，不含F(xiàn)eO、MgO，包括石英、長石類及似長石類。這些礦物因基本不含色素原子，顏色較淺，所以又稱為淺色礦物。

（2）礦物的成因分類1）原生礦物：在巖漿冷凝過程中結(jié)晶形成的礦物?？煞譃楦邷匦秃偷蜏匦?。2）次生礦物：在巖漿基本上凝固成固體的巖石后，由于受殘余揮發(fā)組分和巖漿期后流體的作用（蝕變、交代及充填）而生成的礦物。（3）主要礦物、次要礦物和副礦物鈣堿性巖中的主要造巖礦物

超基性巖基性巖中性巖酸性巖暗色礦物OlPyHbBi斜長石/基性中性酸性鉀長石//少多石英/極少有多

（一）結(jié)構(gòu)特征巖漿巖的結(jié)構(gòu)（Structure）:是指巖石中礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、晶體形態(tài)、自形程度及和礦物-礦物間（包括礦物-玻璃間）的相互關(guān)系。三.巖漿巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征1、巖石結(jié)晶程度全晶質(zhì)、玻璃質(zhì)、半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)

2．礦物顆粒大小按礦物絕對大小分為顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)兩大類：（1）顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)(>0.2mm）（a）細(xì)粒：0.2～2mm;（b）中粒:2-5mm（c）粗粒:5-10mm;（d）巨晶>10mm，偉晶（>3cm）（2）隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)(<0.2mm)：用顯微鏡才看得清顆粒。（a）微粒結(jié)構(gòu)（<0.2mm）(b)隱晶質(zhì)(<0.02mm)全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)Obsidian黑曜巖（玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)）按礦物的相對大小可分為：等粒結(jié)構(gòu)：同種主要礦物顆粒大小大致相等。不等粒結(jié)構(gòu)：同種主要礦物顆粒大小不等。斑狀結(jié)構(gòu)：顆粒大小可分為大小懸殊的兩組，大的叫斑晶，小的為基質(zhì)。斑晶為顯晶質(zhì)，基質(zhì)為隱晶質(zhì)。似斑狀結(jié)構(gòu)：斑晶基質(zhì)都是顯晶質(zhì)的。橄欖巖（等粒結(jié)構(gòu)）PorphyritictexturePorphyritictexture

似斑狀結(jié)構(gòu)3、巖石中礦物的自形程度（主要在鏡下觀察）顆粒有三種晶形：自形晶——晶面發(fā)育良好，例如煌斑巖中的鎂鐵礦物；半自形——晶面部分發(fā)育，大多數(shù)火成巖為這種情況；它形——無晶面，例如細(xì)晶巖中的礦物。(1)自形粒狀結(jié)構(gòu)(idimorphic-granulartexture)：主要由自形(euhedral)晶組成(2)半自形粒狀結(jié)構(gòu)（hypiomorphic-granular)，平均而言，巖石由半自形（subhedral）晶組成(3)它形粒狀結(jié)構(gòu)(allotriomorphic-granular)：巖石主要由它形（anhedral）晶組成。自形粒狀結(jié)構(gòu)半自形粒狀結(jié)構(gòu)

他形粒狀結(jié)構(gòu)

4、顆粒間的相互關(guān)系（主要在鏡下觀察）條紋結(jié)構(gòu)文象結(jié)構(gòu)包含結(jié)構(gòu)填隙（間）結(jié)構(gòu)

Poikilitic

Texture

包含結(jié)構(gòu)文象結(jié)構(gòu)（二）構(gòu)造特征巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中不同礦物集合體之間或礦物集合與其它組成部分之間的排列、充填方式等。塊狀構(gòu)造：侵入巖中常見，巖石在成分和結(jié)構(gòu)上是均勻的。斑雜構(gòu)造：巖漿的多次脈沖侵入或同化混染圍巖物質(zhì)，導(dǎo)致巖石不同部位的顏色、礦物成分或結(jié)構(gòu)的很大差別。

帶狀構(gòu)造：巖石在垂向上出現(xiàn)礦物組合、含量及粒度、形態(tài)的交替變化，形成類似于沉積巖的構(gòu)造。

氣孔構(gòu)造：由于快速降壓導(dǎo)致?lián)]發(fā)組分的大量出溶，出溶的氣體上升匯集、膨脹，可在熔巖的上部形成大量的氣孔。

杏仁構(gòu)造：當(dāng)氣孔被巖漿后期的礦物（常見為方解石、沸石、石英、綠泥石）所充填。

流紋構(gòu)造：表現(xiàn)為不同顏色，不同成分的條紋、條帶和球粒、雛晶及拉長的氣孔定向排列，又稱為流紋構(gòu)造

枕狀構(gòu)造：海底溢出的熔巖或陸地流入海水中的熔巖，遇水淬冷可形成形似枕狀的熔巖體，稱為枕狀體，這些枕狀體被沉積物、火山物質(zhì)膠結(jié)起來，就形成枕狀構(gòu)造。

柱狀節(jié)理構(gòu)造：熔巖在均勻而緩慢冷縮的條件下，可形成被冷縮裂隙分割開的規(guī)則多邊形長柱體。塊狀構(gòu)造(massivestructure)氣孔構(gòu)造(VesicularTexture)杏仁構(gòu)造(amygdaloidal)流紋構(gòu)造(rhyoliticrhyolitic)斑雜構(gòu)造(taxiticstructure)枕狀構(gòu)造(pillowstructure)柱狀節(jié)理構(gòu)造(columnarjointstructure)柱狀節(jié)理構(gòu)造(columnarjointstructure)四.巖漿巖的分類命名分類依據(jù)1．地質(zhì)環(huán)境和巖石結(jié)構(gòu)（分出深成巖、淺成巖、噴出巖等）2．礦物成分及含量（例如按色率分類是其中一種）3．巖石的化學(xué)成分（如用SiO2，鈣堿指數(shù)等，還有計算成標(biāo)準(zhǔn)礦物進(jìn)行分類）。對火山巖，可用Na2O+K2O—SiO2圖定名。所用教材中的巖漿巖分類系列鈣堿性鈣堿性鈣堿性鈣堿性堿性巖類超基性巖基性巖中性巖酸性巖堿性巖SiO2含量（wt.%)<4545-5353-66>66%53-66石英含量無很少或無<5%>20%無長石及含量一般無長石斜長石為主（基性）斜長石或鉀長石為主鉀長石>斜長石鉀長石為主，含似長石暗色礦物>90%,Ol,Py<90%,Py,Am,Bi,Ol15-40%,Am,Bi,Py10-15%,Bi,Am,<40%,堿性Py,堿性Am深成巖名稱橄欖巖、輝石巖、橄輝巖輝長巖閃長巖/正長巖花崗巖霞石正長巖淺成巖名稱苦橄玢巖金伯利巖輝綠巖閃長玢巖/正長玢巖花崗斑巖霞石正長斑巖噴出巖名稱苦橄巖科馬提巖玄武巖安山巖/粗面巖流紋巖響巖輝長巖侵入巖閃長巖花崗巖伊丁玄武巖：氣孔構(gòu)造噴出巖噴出巖杏仁狀安山巖火山碎屑巖類

火山碎屑巖是指由火山作用所形成的各種火山碎屑物質(zhì)（一般占90%以上）經(jīng)堆積、膠結(jié)、壓緊或熔結(jié)而形成的巖石。火山碎屑巖的成分

包括兩部分，火山碎屑物+膠結(jié)物膠結(jié)物可以是部分火山灰分解形成的物質(zhì)，也可以是部分熔巖或沉積物?；鹕剿樾嘉飫t是火山作用過程中形成的各種碎屑，按其物態(tài)特征可分為巖屑、晶屑、玻屑三種類型。

堆積時物態(tài)碎屑粒度剛性半塑性塑性>64mm火山集塊火山彈塑變巖屑64mm-2mm火山角礫火山礫2-0.0625mm巖屑、晶屑火山灰（玻屑）塑變玻屑<0.0625mm火山塵火山碎屑的粒級劃分火山碎屑巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

（1）集塊結(jié)構(gòu)：由粒徑大于64mm的火山碎屑為主（>50%）所組成的結(jié)構(gòu)。（2）火山角礫結(jié)構(gòu)：由含量大于50%的2-64mm的火山角礫所組成。（3）凝灰結(jié)構(gòu)：主要由小于2mm的火山碎屑（火山灰）所組成的一種結(jié)構(gòu)。大類火山碎屑熔巖正?；鹕剿樾碱愊虺练e巖過渡的火山碎屑巖亞類熔結(jié)火山碎屑巖亞類普通火山碎屑巖亞類層狀火山碎屑巖亞類沉積火山碎屑巖亞類火山碎屑沉積巖亞類火山碎屑物相對含量10-90%>90%90-50%50-10%成巖作用方式熔巖膠結(jié)熔結(jié)狀以壓實(shí)膠結(jié)為主火山灰膠結(jié)壓實(shí)膠結(jié)化學(xué)沉積物及粘土膠結(jié)火山碎屑粒度(mm)巖石名稱>64集塊熔巖熔結(jié)集塊巖集塊巖層狀集塊巖沉集塊巖凝灰質(zhì)礫巖64-2角礫熔巖熔結(jié)角礫巖火山角礫巖層狀火山角礫巖沉火山角礫巖<2凝灰熔巖熔結(jié)凝灰?guī)r凝灰?guī)r層狀凝灰?guī)r沉凝灰?guī)r凝灰質(zhì)砂巖等火山碎屑巖分類表（據(jù)孫善平）

火山集塊(>64mm)火山碎屑流火山角礫（2-64mm）火山凝灰（<2mm）火山彈脈巖類

指充填構(gòu)造裂隙呈脈狀產(chǎn)出的巖漿巖類。它常呈墻狀、枝狀、床狀、環(huán)狀、錐狀及放射狀產(chǎn)出。

分為：繼承性脈巖：花崗斑巖、閃長玢巖二分脈巖：煌斑巖、細(xì)晶巖、偉晶巖巖漿巖（火成巖）的識別火成巖要依據(jù)野外、室內(nèi)的各種特征來加以鑒定。在野外，要考察巖石的構(gòu)造特征，與其它巖石間的接觸關(guān)系，并借助放大鏡觀察巖石的礦物和結(jié)構(gòu)特征。在室內(nèi)，要結(jié)合巖相學(xué)或電子顯微鏡考察巖石的結(jié)構(gòu)和礦物組成，結(jié)合化學(xué)分析、電子探針研究全巖和礦物的化學(xué)特征。侵入巖和噴出巖的區(qū)別可總結(jié)在下表中：侵入巖噴出巖１．巖石具細(xì)粒－粗粒結(jié)構(gòu).1、巖石大多為玻璃質(zhì)－細(xì)粒結(jié)構(gòu)。例外的是斑晶、包體中的顆粒、火山碎屑巖中的巖石碎屑。2、冷凝邊（細(xì)粒結(jié)構(gòu)）可出現(xiàn)在巖體的各邊部。２、冷凝邊僅出現(xiàn)在底部。3、接觸變質(zhì)作用在接觸帶出現(xiàn)，無烘烤帶。３、烘烤帶和微弱的接觸變質(zhì)作用僅出現(xiàn)在噴出單元之下。4、巖體頂部為光滑的或不規(guī)則的，頂部的巖墻或巖枝可延伸圍巖中。４、巖體的頂部為不規(guī)則的或破碎的，其中的裂隙可被沉積物或上部巖石單元中的巖石充填。6、無氣孔(vesicles)和杏仁(amygdules)構(gòu)造。６、巖體頂部多見氣孔和杏仁構(gòu)造。7.巖體的侵入可引起相鄰的巖石變形。７、一般不引起有關(guān)巖石的變形。思考題1、巖漿巖礦物成分與化學(xué)成分的關(guān)系？2、巖漿巖是如何分類的？3、如何區(qū)別斑狀結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)？4、如何區(qū)別輝長巖、正長巖、閃長巖和花崗巖？如何區(qū)別玄武巖、粗面巖、安山巖和流紋巖？5、如何區(qū)別侵入巖與噴出巖？6、簡述火山碎屑巖的結(jié)構(gòu)劃分及類型。沉積巖巖石學(xué)

SedimentaryPetrology

課程大綱第一章沉積巖形成過程

1、原始物質(zhì)提供階段

2、搬運(yùn)和沉積階段

3、成巖階段第二章沉積巖的一般特征一、沉積巖的物質(zhì)成分和顏色二、沉積巖的構(gòu)造三、沉積巖分類第三章主要巖石類型一、陸源碎屑巖類二、自生沉積巖類沉積巖（sedimentaryrocks）形成于地表?xiàng)l件，常呈層狀，是由風(fēng)化作用、生物作用和某些火山作用產(chǎn)生的物質(zhì)經(jīng)搬運(yùn)、沉積和成巖等一系列地質(zhì)作用而形成的。沉積巖的概念

沉積巖的形成過程---共分三個階段：原始物質(zhì)提供階段搬運(yùn)和沉積階段（沉積物形成）成巖階段（沉積物固結(jié)和持續(xù)演化）原始物質(zhì)的提供與它的來源有關(guān)第一章沉積巖形成過程原始物質(zhì)的提供與它的來源有關(guān)共有三種來源：（1）先成巖石（母巖或源巖）風(fēng)化，可提供三類物質(zhì):①碎屑物質(zhì)---單礦物碎屑，最常見的是石英、長石、白云母等巖石碎屑（巖屑）②溶解物質(zhì)---離解離子膠體離子③不溶殘余物質(zhì)---粘土高價鐵、錳等氧化物、有機(jī)質(zhì)……★碎屑物質(zhì)和不溶殘余物質(zhì)留在風(fēng)化面上即成殘積物，殘積物屬于廣義沉積物★火山物質(zhì)過多時可向火山碎屑巖過渡★三種來源中以母巖風(fēng)化最重要1、原始物質(zhì)的提供階段（2）火山噴發(fā)或噴氣（3）隕石和宇宙塵主要造巖礦物和巖石在風(fēng)化過程中的穩(wěn)定性

(即巖石和礦物抵抗風(fēng)化作用的能力)不穩(wěn)定礦物次穩(wěn)定礦物穩(wěn)定礦物橄欖石輝石、角閃石基性斜長石白云石方解石金屬硫化物白云母鉀長石中酸性斜長石黑云母、伊利石磁鐵礦、磷灰石榍石、十字石、石榴子石石英電氣石金紅石鋯石高嶺石高價鐵錳和鋁的氧化物或氫氧化物沉積物：指在沉積作用中形成的疏松多孔、大多還富含水分的地表堆積體。2、搬運(yùn)和沉積階段（沉積作用階段）沉積作用：一般是指原始物質(zhì)在地表的搬運(yùn)和堆積過程。

★搬運(yùn)營力主要是水流，其次是風(fēng)、冰川等。

★沉積作用的結(jié)果是形成沉積物。沉積作用類型物理沉積作用—顆粒性（碎屑）物質(zhì)的沉積作用化學(xué)沉積作用—溶解物質(zhì)的沉積作用生物沉積作用—與生命活動有關(guān)的沉積作用復(fù)合沉積作用—兼具以上三種作用的沉積作用物理沉積作用—牽引流沉積作用(碎屑沉積作用)★牽引流：能牽引或推動顆粒狀物體（碎屑、不溶殘余等）向前移動的水流稱牽引流。實(shí)際上，任何水流都是牽引流，如河流、沿岸流、潮汐流等等。★牽引流的搬運(yùn)方式滾動（挪動）——較粗大顆粒（礫）跳躍——較細(xì)小顆粒（砂）懸浮——極細(xì)小顆粒（粉砂、泥）★自然粒級劃分：礫砂粉砂泥2.00.050.005mm★牽引流沉積作用中碎屑顆粒的變化：磨蝕：棱角被磨平，外形趨于圓化分選：不同大小的顆粒逐漸分開，大致相同大小的顆粒逐漸匯集在一起物理沉積作用形成的沉積物——碎屑沉積物，分為：礫質(zhì)沉積物——礫級碎屑>30%，以巖石碎屑為主。砂質(zhì)沉積物——砂級碎屑>50%，以石英、長石、巖屑為主。粉砂質(zhì)沉積物——粉砂級碎屑>50%，以石英、長石、云母為主。泥質(zhì)沉積物——泥質(zhì)>50%，以粘土礦物為主。礫質(zhì)砂質(zhì)粉砂質(zhì)砂質(zhì)化學(xué)沉積作用—真溶液的沉積作用1）易溶礦物的沉積作用易溶礦物：在常溫下溶解度很大的礦物，如石膏、NaCl、KCl等等。易溶礦物的沉淀?xiàng)l件：蒸發(fā)量很大、降雨量很小，故又稱蒸發(fā)礦物。2）難溶礦物的沉積作用

難溶礦物：在常溫下溶解度很小的礦物，如石英、長石、方解石等等。難溶礦物的沉淀?xiàng)l件：

●酸性元素化合物：如石英（SiO2），在介質(zhì)由堿性向酸性轉(zhuǎn)化時

易沉淀。

●

堿性元素化合物：如方解石（CaCO3），在介質(zhì)由酸性向堿性轉(zhuǎn)化時易沉淀。

●變價金屬氧化物：如赤鐵礦（Fe2O3），在氧化條件易沉淀。

●變價非金屬化合物：如黃鐵礦（FeS2），在還原條件易沉淀?；瘜W(xué)沉積物——直接由水溶液的沉淀產(chǎn)物構(gòu)成。石膏巖硬石膏巖石膏Ca[SO4]·2H2O

硬石膏Ca[SO4]

生物沉積作用1）生物沉積作用方式和途徑

①生物化學(xué)：生物體內(nèi)進(jìn)行的有機(jī)化學(xué)過程。吸收養(yǎng)分，制造骨骼、肉體等。

②改變環(huán)境條件：主要是改變環(huán)境的pH值和Eh值。藻菌類生物意義重大。

●

pH值升高，CaCO3將趨于沉淀；

●

Eh值下降，F(xiàn)eS2將趨于沉淀。

③粘結(jié)：為藻菌類生物所特有。生物體表帶可以捕集或粘結(jié)水介 質(zhì)中的細(xì)小質(zhì)點(diǎn)。2）生物沉積物藻疊層：低等藻菌類周期性繁盛的產(chǎn)物。生物礁：造礁生物原地增殖的產(chǎn)物。生物沉積物——疊層石復(fù)合沉積作用★復(fù)合沉積作用：由物理、化學(xué)、生物沉積作用共同實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)的遷移和聚集作用稱復(fù)合沉積作用，也稱復(fù)雜沉積作用?！飶?fù)合沉積作用的形成物

●泥晶：小于0.005mm的游移性自生微細(xì)質(zhì)點(diǎn)，可以是單個的礦物晶體、骨骼粉末等等。

●自生顆粒：大于0.005mm的游移性自生礦物集合體，又稱異化粒。主要有以下類型：

生物碎屑內(nèi)碎屑鮞粒團(tuán)粒核形石1)生物碎屑——有孔蟲螺螺苔蘚蟲三葉蟲腕足指完整生物骨骼或其碎片，以無脊椎動物和藻類為主。主要自生顆粒——2)內(nèi)碎屑——指先成沉積物在未完全固結(jié)時又被波浪、潮汐等打碎形成

的碎屑。按粒度分為礫屑、砂屑、粉屑三種。主要自生顆粒礫屑砂屑3)鮞?！?.1mm0.5mm主要自生顆粒指由核心和核外包殼構(gòu)成的形同魚子樣顆粒，一般為砂級大小。有同心鮞、放射鮞；真鮞、薄皮鮞等基本類型。沉積作用總結(jié)物理沉積作用(碎屑沉積作用)礫質(zhì)沉積物砂質(zhì)沉積物粉砂質(zhì)沉積物泥質(zhì)沉積物化學(xué)沉積作用——化學(xué)沉積物生物沉積作用——生物沉積物（疊層石、生物礁）復(fù)合沉積作用泥晶(微晶)自生顆粒生物碎屑內(nèi)碎屑（礫屑、砂屑、粉屑）鮞粒團(tuán)粒核形石★各種沉積物之間還有許多過渡類型的沉積物1）壓實(shí)作用2）膠結(jié)作用3）交代和重結(jié)晶作用3、成巖階段（沉積物固結(jié)和持續(xù)演化）基本成巖作用:1）壓實(shí)作用（純機(jī)械作用）體積縮小孔隙度降低接觸強(qiáng)度增強(qiáng)壓力增大、壓實(shí)時間延長不接觸點(diǎn)、面接觸面接觸，凸凹接觸指在壓力作用下，沉積物排出水分、體積縮小、孔隙度降低的過程。2）膠結(jié)作用膠結(jié)物：從孔隙水中沉淀出來的、對分散顆粒起焊接作用的礦物稱膠結(jié)物。常見膠結(jié)物礦物：石英、方解石、赤鐵礦等等。膠結(jié)物充填粒間孔指分散顆粒被膠結(jié)物焊接起來的作用3）交代、重結(jié)晶交代：在保持體積和外形不變的情況下，一種礦物被另一種礦物的化學(xué)替代稱交代。重結(jié)晶：在保持礦物基本成分不變的情況下，礦物由較小顆粒變?yōu)檩^大顆粒的現(xiàn)象稱重結(jié)晶。重結(jié)晶交代

★

隨埋藏深度加大，溫壓升高，成巖時間的延長，原松散沉積物將逐漸轉(zhuǎn)變成堅(jiān)固的沉積巖，以后還將繼續(xù)演化下去。當(dāng)達(dá)到一定程度時，沉積巖將向變質(zhì)巖過渡。沉積巖和變質(zhì)巖之間沒有截然界線。第二章沉積巖的一般特征沉積巖的成分和顏色沉積巖的構(gòu)造沉積巖的分類一、沉積巖的成分和顏色1、沉積巖的物質(zhì)成分：有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)2、礦物的成因類型：從礦物“生成”角度看，分為：1）它生礦物：沉積巖形成過程開始之前就已經(jīng)生成的礦物，包括

①火山碎屑礦物（包括玻璃質(zhì)）

②陸源碎屑礦物（又稱繼承礦物—對母巖礦物的繼承）

★主要它生礦物：石英、長石、云母2）自生礦物：沉積巖形成過程中新生成的礦物，包括①原生礦物：它所占據(jù)的空間被它首次占據(jù)②次生礦物：交代別的礦物才占據(jù)它所占據(jù)的空間

★主要自生礦物：方解石、白云石、粘土、玉髓、自生石英、 海綠石、石膏、鐵氧化物礦物成分

常見的有20多種，如石英、長石、云母、粘土礦物、方解石、白云石、菱鐵礦、石膏、硬石膏、石鹽、Fe、Mn、Al的氧化物和氫氧化物等。

巖漿巖中常見的造巖礦物如橄欖石、輝石、角閃石、黑云母及基性斜長石等在沉積巖中含量甚微或缺失；鉀長石、酸性斜長石、石英、白云母等在沉積巖中大量存在；沉積巖形成過程中新生成礦物：粘土礦物、碳酸鹽礦物、鹽類礦物；由生物作用形成的有機(jī)炭為沉積巖所特有，含化石。3、沉積巖的顏色1）顏色的成因類型：①繼承色：由繼承礦物顯現(xiàn)的顏色②自生色：由自生礦物顯現(xiàn)的顏色。進(jìn)一步分為：

原生色：由原生礦物顯現(xiàn)的顏色。分布均 勻、穩(wěn)定。次生色：由次生礦物顯現(xiàn)的顏色。常呈斑 塊狀或順裂隙分布。2）幾種主要自生色紅、紫、褐、黃：氧化色，高價鐵離子所致，形成于氧化條件。深灰、灰黑、黑：還原色，有機(jī)質(zhì)或細(xì)分散黃鐵礦所致，形成于還原條件。綠、灰綠：Fe2+、Fe3+共同所致，形成于弱氧化、弱還原條件。二、沉積巖的構(gòu)造沉積構(gòu)造：在沉積作用或成巖作用中，在“巖層”內(nèi)部或表面形成的某種形跡特征。大多具有宏觀尺度?！飵r層：沉積地層的基本單位，上下被層面限定。層面是一個易于剝露的薄弱面。指由區(qū)域性或較大范圍內(nèi)沉積條件改 變而形成的構(gòu)成沉積地層的基本單位。★沉積構(gòu)造極其復(fù)雜，種類繁多，按形成機(jī)理，大體分為：●物理成因構(gòu)造●化學(xué)成因構(gòu)造●生物成因構(gòu)造1、物理構(gòu)造幾種重要的物理構(gòu)造：層理波痕沖刷構(gòu)造泄水構(gòu)造泥裂、雨痕1）層理水平層理平行層理交錯層理脈狀和透鏡狀層理塊狀層理粒序?qū)永?/p>

層理：通過成分、結(jié)構(gòu)（如粒度）和顏色等在垂向上的變化而表現(xiàn)出的一種層狀構(gòu)造內(nèi)部劃分：細(xì)層：層理的最小單位，厚度很小，幾毫米至幾厘米。層系：由許多成分、結(jié)構(gòu)、厚度和產(chǎn)狀都相似的同類型細(xì)層組成。層系組：由若干個相似的層系組成，它是在相似沉積環(huán)境下產(chǎn)生的，其中間無明顯的不連續(xù)。層系層系組細(xì)層水平層理

紋層水平（與巖層面平行）。發(fā)育在粉砂巖、泥質(zhì)巖和相當(dāng)粒度的其它巖石內(nèi)。為緩慢流水或靜水環(huán)境的沉積產(chǎn)物。平行層理

紋層水平，但發(fā)育在中粗砂巖內(nèi)。為高流態(tài)（水淺流急狀態(tài)）的沉積產(chǎn)物。交錯層理

交錯層理：紋層與層面斜交，相互疊置構(gòu)成層系。層系上下界面（稱層理面）為平面或曲面，有時可向下切割下伏層系。交錯層理是層理中最復(fù)雜多變的類型，進(jìn)一步分類很困難。一般可按形態(tài)或成因劃分。按形態(tài)板狀交錯層楔狀交錯層槽狀交錯層波狀交錯層按成因羽狀交錯層沖洗交錯層浪成交錯層丘狀交錯層風(fēng)成交錯層進(jìn)一步按層系的最大厚度大型：層系厚>10cm中型：層系厚3—10cm小型：層系厚<3cm按形態(tài)劃分的交錯層理1板狀交錯層2楔狀交錯層3,4槽狀交錯層5波狀交錯層小箭頭指向上層面大箭頭表示流向★形成于水流較清澈的低流態(tài)環(huán)境，河、湖、海中廣泛發(fā)育。紋層的傾斜方向代表了流向，紋層與層系的下界面呈逐漸相切關(guān)系而與上界面為角度交截關(guān)系。按成因劃分的交錯層1羽狀交錯層：形成于有雙向水流的環(huán)境，如潮坪、河口灣2沖洗交錯層：形成于有水流反復(fù)沖洗的環(huán)境，如潮坪、河口灣3丘狀交錯層：形成于風(fēng)暴浪底附近的較深水環(huán)境，常為風(fēng)暴成因4浪成交錯層：形成于正常浪底附近的環(huán)境，為一般波浪成因★風(fēng)成交錯層屬板狀交錯層，但層系厚度很大，可達(dá)1米以上交錯層理波痕：由于河流或波浪等介質(zhì)的運(yùn)動，在砂質(zhì)沉積物表面表面形成的一種波狀起伏現(xiàn)象。1直線脊2波曲脊3舌形脊4菱形脊5新月脊波長（L）：相鄰兩波峰間的距離。波高（H）：波峰到波谷的垂直距離。波痕指數(shù)（RI）：波長與波高之比（L/H）2)其他物理成因構(gòu)造波痕泥裂、雨痕

泥裂雨痕★泥裂是沉積環(huán)境在干旱、炎熱的氣候背景下曾經(jīng)暴露的標(biāo)志★雨痕只是沉積環(huán)境曾經(jīng)暴露的標(biāo)志★發(fā)育在泥質(zhì)巖、富泥粉砂巖和其它泥狀巖層的頂面泥裂2、化學(xué)構(gòu)造幾種重要的化學(xué)構(gòu)造：晶痕和假晶鳥眼構(gòu)造結(jié)核構(gòu)造結(jié)核構(gòu)造：在成分、顏色和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面與圍巖有顯著區(qū)別的非層狀單位的自生礦物集合體稱為結(jié)核，也可看成是附生或寄生在圍巖中、具有自己獨(dú)立形狀的另一種零星的巖石實(shí)體，可分為硅質(zhì)、鈣質(zhì)、鐵質(zhì)和錳質(zhì)。3生物成因構(gòu)造:包括生物礁體（Reefs)：生物遺跡（Tracefossils）：如蟲孔、蟲跡生物層理:如疊層構(gòu)造，是由藍(lán)綠藻分泌的粘液捕獲和黏結(jié)砂、粉砂和泥?；蚓w而形成的一種紋層構(gòu)造。是在固定基底上周期性繁殖形成的一種紋層狀構(gòu)造，其中的紋層稱藻紋層。當(dāng)條件適宜時，藻類大量繁殖，所形成的紋層含有機(jī)質(zhì)較多，稱富藻層或暗層；條件不適宜時，藻類處于休眠狀態(tài)，稱貧藻層或亮層。

生痕構(gòu)造爬痕爬痕生物擾動疊層構(gòu)造Stromatolites三、沉積巖分類礫巖砂巖粉砂巖泥質(zhì)巖陸源碎屑巖（火山碎屑巖）碳酸鹽巖硅質(zhì)巖鐵質(zhì)巖磷質(zhì)巖鋁質(zhì)巖蒸發(fā)巖它生沉積巖自生沉積巖沉積巖●它生沉積巖：它生礦物>50%

陸源碎屑巖：陸源碎屑>50%●自生沉積巖：自生礦物>50%一陸源碎屑巖的一般特征

1、陸源碎屑巖物質(zhì)組成：碎屑（包括礦物碎屑和巖屑）、化學(xué)膠結(jié)物和基質(zhì)（細(xì)粒的機(jī)械混入物）

碎屑物質(zhì)：陸源碎屑巖的碎屑物質(zhì)，可占整個巖石的50％以上，是陸源碎屑巖的特征組分。

化學(xué)膠結(jié)物：是從溶液中呈化學(xué)沉淀的物質(zhì)，這類物質(zhì)在陸源碎屑巖中多以膠結(jié)物的形式存在，對碎屑物質(zhì)起膠結(jié)作用。

基質(zhì)：又稱雜基或粘土雜基，是充填于碎屑顆粒之間的細(xì)粒機(jī)械混入物，它們對碎屑物質(zhì)也起膠結(jié)作用，但基質(zhì)不是化學(xué)成因的物質(zhì)，它是和碎屑物質(zhì)一起由機(jī)械沉積作用形成的。第三章主要巖石類型碎屑顆粒膠結(jié)物基質(zhì)膠結(jié)物或基質(zhì)與碎屑顆粒之間的相互關(guān)系稱為膠結(jié)類型或支撐性質(zhì)。包括：顆粒支撐和基質(zhì)支撐膠結(jié)類型：基底式膠結(jié)孔隙式膠結(jié)接觸式膠結(jié)支撐類型顆粒支撐：基質(zhì)很少或無基質(zhì)，那么較大顆粒就會直接堆壘起來搭成顆粒格架，同時形成粒間孔，可能有的少量基質(zhì)只會處在粒間孔內(nèi)。這時沉積物所受壓力基本上只分布在較大顆粒相互間的接觸部位；基質(zhì)支撐：若基質(zhì)含量很高以致使較大顆粒被基質(zhì)隔開而漂浮在基質(zhì)背景中，這時沉積物的格架將由基質(zhì)和較大顆粒共同搭接形成，它所受壓力將會均勻分布在較大顆粒的整個表面上和所有基質(zhì)中。

2、結(jié)構(gòu)：陸源碎屑結(jié)構(gòu)和泥狀結(jié)構(gòu)（1）顆粒大小與分選性礫（>2mm）、砂（2-0.05mm）、粉砂(0.05-0.005mm)、泥（粘土）（<0.005mm)（2）顆粒形態(tài)與磨圓度棱角狀、（次棱角狀、）次圓狀、圓狀、（極圓狀）3.他生沉積巖主要類型及命名（1）分類：根據(jù)碎屑顆粒的大小，陸源碎屑巖可分為四類：礫巖、砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)巖（2）命名原則：以碎屑顆粒的主要粒級含量占50％以上者來確定巖石的基本名稱；含量介于25～50％的粒級作為形容詞“××質(zhì)”的形式冠于巖石的基本名稱之前；含量為10～25％的粒級作為形容詞，“含××”的形式置于巖石基本名稱的最前面。如：某巖石含礫為10％，砂60％，粉砂30％，則該巖石可命名為含礫粉砂質(zhì)砂巖。單成分細(xì)礫角礫巖含礫砂巖高嶺石粘土巖

1、礫巖：礫級陸源碎屑（礫石）含量超過30%的巖石稱礫巖。結(jié)構(gòu)：礫狀結(jié)構(gòu)、角礫狀結(jié)構(gòu)。礫石成分：各種巖石，如花崗巖、安山巖、火山碎屑巖、石灰?guī)r等等。膠結(jié)物：常見石英、方解石、鐵質(zhì)、粘土等。典型沉積環(huán)境：沖積扇、河流等。礫巖的分類命名：1）按礫石形態(tài)礫巖角礫巖2）按主要礫石大小

巨礫巖粗礫巖中礫巖細(xì)礫巖

砂25050102mm3）按主要礫石成分單成分礫巖：一種礫石>礫石的50%，如花崗巖礫巖、石灰?guī)r角礫巖……復(fù)成分礫巖★綜合命名：中礫復(fù)成分礫巖粗礫石灰?guī)r角礫巖鈣質(zhì)膠結(jié)細(xì)礫石英巖礫巖、鐵質(zhì)膠結(jié)中礫復(fù)成分角礫巖……主要巖石類型：

礫巖幾種礫巖粘土膠結(jié)細(xì)礫石英巖礫巖淺灰色，塊狀構(gòu)造，細(xì)礫結(jié)構(gòu)。礫石分選好，大小均勻，磨圓度中等，為次圓狀。礫石含量約80%，成分主要是石英巖、燧石巖等，含量占礫石的90%以上，另有少量其它礫石。膠結(jié)物為粘土，色白，膠結(jié)不太緊密，礫石易于脫落。鈣質(zhì)膠結(jié)中礫復(fù)成分礫巖淺褐色，塊狀構(gòu)造，中礫結(jié)構(gòu)。礫石分選中等，磨圓中等，大都為次圓狀，含量約75%。礫石成分有燧石巖、粉砂巖、石灰?guī)r等。膠結(jié)物為鈣質(zhì)，滴稀鹽酸反應(yīng)強(qiáng)烈，膠結(jié)緊密。鈣質(zhì)膠結(jié)中礫石灰?guī)r角礫巖灰色，塊狀構(gòu)造，