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1、 煤矿地质应用 实 验 指 导 书 主编：周丽霞 山东科技大学泰山科技学院 2006 年 6 月 目 录 实验一 主要造岩矿物的认识和鉴定1 实验二 常见岩浆岩的认识和鉴定2 实验三 常见沉积岩的认识和鉴定4 实验四 常见变质岩的认识和鉴定5 实验一 主要造岩矿物的认识和鉴定 一、实验目的一、实验目的 本次实验的目的是全面地观察矿物形态及物理性质等特征：初步掌握肉眼鉴定的基本方法；学会常见矿物的鉴定并写出简单的鉴定报告。 二、实验内容二、实验内容 1实验标本：黄铁矿、石英、正长石、方解石、角闪石、辉石、橄榄石、白云母、黑云母、高岭石。 2实验举例： 黄铁矿(FeS2) 形状：立方体或块状。颜色
2、，铜黄色。条痕：绿黑。光泽：金属光泽。硬度：56。解理：无。断口：参差状。 主要鉴定持征：形状、光泽、颜色、条痕。 石英(SiO2) 形状：校状或块状。颜色：乳白或无色。条痕：无色。光泽：玻璃、油脂光泽。硬度：7。解理：无。断口：贝壳状。 主要鉴定特征：形状、光泽、颜色、条痕、断口。 方解石(CaCO3) 形状：菱形粒状或块状。颜色：白或无色。条痕：无。光泽：玻璃光泽。硬度：3。解理：三组完全。 主要鉴定特征：形状、解理、硬度、与稀盐酸起泡。 正长石(KAlSi3O8) 形状：短柱状或板状。颜色：肉红色。条痕：白。光泽：玻璃光泽。硬度：6。解理：中等，解理面成直角。 主要鉴定特征：解理、光泽、
3、颜色。 黑云母K(MgFc)3(OH)2(AlSi30l0) 形状：片状鳞片状。颜色：黑或棕黑色。条痕：无。光泽：珍珠光泽。硬度：23。解理：一组完全。 主要鉴定特征：形状、光泽、颜色、解理。 角闪石(Ca2Na(Mg、Fe)4(A1Fe)(Si、A1)4O112(OH)2) 形状：长柱状。颜色：绿黑色。条痕：淡绿。光泽：玻璃光泽。硬度：6。解理：两组解理交成124(56)。 断口：锯齿状。 主要鉴定特征：形状、光泽、颜色。 三、实验仪器、设备三、实验仪器、设备 实验的用具一般有小刀，硬度计，放大镜，毛瓷板，稀盐酸等。 四、实验原理四、实验原理 矿物的形态和矿物的物理性质，乃是肉眼鉴定矿物的两
4、项主要依据，必须学会使用简便工具，认识、鉴别、描述矿物的这些性质。 五、实验步骤五、实验步骤 1、肉眼鉴定矿物的大致过程是从观察矿物的形态着手，然后观察矿物的光学性质、力学性质，进而参照其他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。 2、矿物的形态 矿物的形态有晶体形态和集合体形态两类： 1晶体形态：同种物质同一构造的所有晶体，常具一定的形态，一般常见的造岩矿物形态有纤维状、柱状、板状、片状、鳞片状、粒状等。 集合体形态：矿物在自然界中多呈集合体产出，故集合体形态的描述具有实际意见。常见的有：晶簇状
5、，结核状，鲕状，肾状，钟乳状，葡萄状，放射状等。 3、矿物的物理性质 矿物的物理性质是多种多样的。 为便于运用肉眼鉴别常见的造岩矿物， 这里要求掌握下面几方面特征： (1)颜色：矿物的颜色极为复杂；是矿物对可见光波的吸收作用产生的。按成色原因有白色、他色、假色等。 (2)光泽：矿物的光泽是矿物表面的反射率的表现，按其强弱程度可分为属光泽、半金属光泽和非金属光泽。常见有玻璃光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、土状光泽等。 用人为方法严格划分光泽等级是困难的，要多观察、慢慢体会、逐步掌握。 (3)解理：解理为矿物重要鉴定特征，解理等级及区分的办法如下： 极完全解理：极易裂开成薄片，片大而
6、完整，平滑光亮； 完全解理：易成解理块。面平难，见断口； 中等解理一碎块可见小面。既有解理又有断圈，呈阶梯状； 不完全解理一碎块难见小面，断口贝壳状，参插不齐。 后二者难分，有时可写成中等一不完全解理。矿物解理的完全程度和断口是互相消长的。 4硬度：常用的确定矿物硬度方法为刻划法，刻划工具除摩氏硬度计外，常可借助指甲(2.5)、小刀(5.56)、石英(7)，在野外使用时较方便。 污染手的为 1，不污染手而指甲能划动时为 2，指甲划不动而刀刻极易者为 3，刀刻中等者为 4，刀刻费力者为 5，刀刻不动而石英能刻动为 6，石英为 7。 硬度常因集合体方式及后期变化而降低，所以刻划时要先找到矿物的单体
7、及新鲜面。 六、实验报告要求六、实验报告要求 实验完毕，每位同学要提交一份实验报告。内容包括：常见矿物的主要特征，如：形状、颜色、条痕、光泽、硬度、解理、断口以及其主要的鉴定特征，可以表格的形式完成。 七、实验注意事项七、实验注意事项 1 爱护公物，不能在实验室大声喧哗； 2 爱护实验标本，不能在标本上乱刻乱划； 3正确使用实验用具，不能伤害自己或他人。 八、思考题八、思考题 矿物的物理性质与其化学成分和内部构造的关系。 实验二 常见岩浆岩的认识和鉴定 一、实验目的一、实验目的 变质岩的认识和鉴定是野外地质 I：作的基本功之一。本次实验的目的是通过实验加强课程中有关内容的理解；帮助同学全面地观
8、察变质岩的矿物成分和结构构造；初步掌握肉眼鉴定变质岩的基本方法；学会常见变质岩的鉴定并能做出简单的鉴定报告。 二、实验内容二、实验内容 1实验标本：板岩、千枚岩、黑云母片岩、绿泥石片岩、花岗片麻岩、大理岩、石英岩。 2实验举例 2绢云母千枚岩：黄褐色，千枚状构造，肉眼观察为致密结构，显微镜下为显微鳞片变晶结构，主要成分为绢云母，含少量石英细晶。片麻岩：灰白色，片麻状构造，中粒鳞片、粒状变晶结构，主要成分为石英、正长石及黑云母等。片状矿物与岩石、石英相问呈断续的条带状排列组成片麻状构造。 大理岩：由石灰岩或白云岩经重结晶变质而成，等粒变晶结构，块状构造，主要矿物成分为方解石、白云石，遇盐酸强烈气
9、泡。大理岩常呈白色、灰白色。 三、实验仪器、设备三、实验仪器、设备 实验的用具一般有小刀，硬度计，放大镜，毛瓷板，稀盐酸等。 四、实验原理四、实验原理 肉眼描述和鉴定岩浆岩的基本内容为矿物成分和结构构造，这是岩浆岩分类命名的基础。拿到一块岩石，一般描述的顺序是：首先是颜色，其次为结构、矿构成分、构造及次生变化等。 五、实验步骤五、实验步骤 现将描述各种特征的方法及注意要点简述如下： 1颜色 这里所指的颜色就是岩石整体颜色不是指岩石中某一种矿物的颜色，特别要注意那些矿物颗粒比较粗大的岩石，很容易着眼于其中个别矿物的颜色，而忽略对整块岩石颜色的观察。颜色不是孤立的，它与岩石所含的矿物种类， 含量及
10、岩石的化学成分有内在的联系。 因此， 颜色也能大致反映出岩石成分和性质。我们观察岩石的颜色是指从深色到浅色这个变化范围的大体色调。岩浆岩常见的颜色有黑色黑灰色。暗绿色(超基性岩)，灰黑色灰绿色(基性岩)，灰色灰白色(中性岩)，肉红色淡红色(酸性岩)等。 因此，可以根据颜色的深浅初步判断此种岩石是基性的，还是中性的，或是酸性的。以此作为综合鉴定的一个因素。 2结构与构造 岩浆岩的结构，是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、形状及兵相互结合情况。通过观察岩浆岩的结构可以判断岩石是深成岩、浅成岩还是喷出岩。如果是结晶质的岩石，矿物颗粒一般较为粗大，肉眼可以清楚地分辨出各种矿物颗粒，一般有等粒结构、
11、不等粒结构及似斑状结构都是属于深成岩类的结构特征，不论它是深色还是浅色的岩石都基本 L 是这样。如果岩石中矿物颗粒微细致密不易辨认，只见到斑状结构、隐晶质结构及玻璃质结构，也不论颜色的深浅，一般都是属于喷出岩的结构特征。而浅成岩的结构特征，介于深成岩与喷出岩之间，常常为纫粒状、微晶粒状及斑状结构岩浆岩的构造特征，大多数具有致密块状构造， 尤以深成岩类最为普遍， 但深成岩有时也有流线流面构造， 一般出现于岩浆岩体边缘部分，反映岩浆岩形成时的相对流动方向。喷出岩常具有流纹状构造、气孔构造、杏仁构造，特别是流纹状构造是酸性喷出岩的显著标志。浅成岩的构造特征也介于两者之间。通过岩石的结构与构造特征的辨
12、别，可以区分出岩石是属于深成的、浅成的或喷出的，可以逐步缩小它的鉴定范围。 3矿物成分 进一步观察组成岩石的矿物成分特征，这是最关键最本质的方面，应努力将岩石中的全部造岩矿物鉴定出来(可根据各种矿物的形态及其物理性质、利用简单工具如小刀、放大镜等去进行鉴定)。并且大致目测估计各种矿物的颗粒大小和百分含量。以分出那些是主要矿物，哪些是次要矿物，逐一加以记录描述，作为岩石特征综合分析与定名的依据。 观察矿物成分时应首先鉴定浅色矿物，然后鉴定暗色矿物。具体来说先看岩石是否存在石英，含量多少，含量多的应属酸性岩类，也必然属浅色岩的范围。再看是否有长石存在，如果不含长石。即为无长石岩应届超基性岩类，必然
13、属于深色岩的范围(此时，若暗色矿物以橄榄石为主的为橄榄岩，以辉石为主的则为辉岩。)如果岩石含有长石，必须仔细观察定出是正长石还是斜长石，那种量多，那种量少，确定其主次，以区分酸性岩、中性岩或基性岩。如果以正长石为主，又同时含多量石英，则可确定为酸性岩类。如果以斜长石为主，然后再看暗色矿物。再次观察暗色矿物，如果暗色矿物含量多，旦以辉石为主的则属基性岩 3类，如以角闪石为主则应届中性岩类。 对所观察的岩石如果已从岩石的结构上已确定为喷出岩，一般应先鉴定其基质，再看是否存在斑晶，并确定斑晶的矿物成分。如班晶为石英或长石，而岩石颜色又浅，则应属酸性喷出岩。如肯定为斜长石斑晶或暗色矿物斑晶，则应属中、
14、基性的喷出岩。其中以角闪石斑晶为主的属中性省，以辉石斑晶为主的属基性岩。 4综合分析及岩石定名 按照上述步骤鉴定所获得的全部特征，还必须作全面的综合分析。如果发现在各项特征中存在某些特征不协调的矛盾现象，则应对所出现的特殊矛盾现象进行仔细的复查工作。是否由于鉴定的错误而产生矛盾。如果经过复查认为肉眼鉴定上没有差错，则应考虑是否其他原因的影响(如岩石遭受风化、蚀变等)。并应作出一定的解释再送到室内作其他仪器的鉴定与分析。最后根据综合分析的结果，对被鉴定的岩石进行定名。 六、实验报告要求六、实验报告要求 实验完毕，每位同学要提交一份书面鉴定报告。 七、实验注意事项七、实验注意事项 1 爱护公物，不
15、能在实验室大声喧哗； 2 爱护实验标本，不能在标本上乱刻乱划； 3正确使用实验用具，不能伤害自己或他人。 八、思考题八、思考题 岩浆岩的成因、分类、结构、构造特征。 实验三 常见沉积岩的认识和鉴定 一、实验目的一、实验目的 沉积岩的认识和鉴定是野外地质工作的基本功之一。本次实验的目的是通过实验加强课程中有关内容的理解；帮助同学全面地观察沉积岩的矿物成分和结构构造；初步掌握肉眼鉴定沉积岩的基本方法，学会常见沉积岩的鉴定并能做出简单的鉴定报告。 二、实验内容二、实验内容 1实验标本：火山角砾岩、凝灰岩、砾岩、砂岩、石灰岩、白云岩、泥灰岩、泥岩、页岩。 2实验举例： 火山角砾岩：暗紫色，火山角砾主要
16、为紫红色的斑状安山岩岩块，其次为石英及少量黑云母晶屑，角砾含量约 70，棱角状、无分选性，铁质和硅质胶结。 石灰岩：深灰、浅灰色，矿物成分以方解石为主，其次含有少量的白云石和粘土矿物。由纯化学作用生成的灰岩具有结晶结构。晶粒极细。由生物化学作用生成的灰岩，含有一定的有机物残骸。 长石砂岩：黄红色，碎屑成分主要为正长石。(含量 40)、石英(含量 50)，可见少量云母片，中砂为主、含少量粗砂，铁、泥质，孔隙式胶结，块状构造。 页岩：由粘土脱水胶结而成，以粘土矿物为主，大部分有明显的薄层理，呈页片状。按胶结方式不同又可分为硅质页岩、粘土质页岩、砂质页岩、钙质页岩及碳质页岩。遇水易软化。 三、实验仪
17、器、设备三、实验仪器、设备 实验的用具一般有小刀，硬度计，放大镜，毛瓷板，稀盐酸等。 4 四、实验原理四、实验原理 沉积岩分为碎屑岩、粘土岩、化学岩和生物化学岩三类。在对沉积岩进行鉴定时，应着重注意其颜色、矿物成分、结构和胶结物与胶结类型及生物化石等。肉眼鉴定时，同岩浆岩鉴定一样可借助放大镜、小刀、条痕板等用具外，对碳酸盐岩石的鉴定还需用稀盐酸(HCL)滴试。 五、实验步骤五、实验步骤 现将描述各种特征的方法及注意要点简述如下： 1颜色指岩石的整体颜色，如成分复杂颜色多样时，则应远离眼睛(051m)作整体观察，表示时用复合名称，次要的颜色放在前面，后面才是主要颜色，还常加上形容词说明颜色的深浅
18、、浓淡、亮暗程度。如：深紫红色、浅兰灰色、灰绿色、褐红色等。 2物质成分碎屑岩中碎屑物质是碎屑岩的特征组分，常作为划分类型的定名依据，碎屑成分主要为石英、长石、云母等矿物碎屑和各种岩屑。粘土岩是一种颗粒十分微小的岩石，成分又较复杂，其矿物成分往往肉眼无法区分，多借助于差热分析、X 射线分析、电子显微镜分析及薄片鉴定、光谱分析等实验室方法进行研究。 化学岩和生物化学岩在形成时经过了严格的分异作用， 故多是单矿物岩石， 成分较为单一。以硅质岩、碳酸盐岩及盐岩较常见。 3结构对于碎屑岩首先要观察碎屑的大小、形状和各碎屑的相对含量，其次要观察碎屑的分选性、滚圆度、排列是否规则及表面特征(粗糙、光滑、有
19、无光泽、擦痕)等。结构还包括胶结物的成分和特征，火山碎屑岩的胶结物主要为火山灰；碎屑岩的胶结物主要有钙质、铁质、泥质和硅质胶结。碎屑岩可分为角砾状结构、粒状结构、砂砾结构、粉砂结构等。 粘土岩多呈肉眼不易区分颗粒的显微结构，矿物成分为高岭石、蒙脱石、水云母等，一般为泥质结构。 化学岩和生物化学岩一般为结晶结构及生物结构。 4构造碎屑岩中对能够观察到的层理，特别是薄层及微层状岩石要尽可能描述其层的厚度，形态类型，还应注意层面有无波痕、泥裂等层面构造，以及含结核情况。 粘土岩构造观察除应注意层理类型、有无页状层理外，还应注意有无干裂，雨痕、虫迹等层面构造，粘土岩还常有斑点构造及瘤状构造等。此外粘土
20、岩中常含生物化石。 生物化学岩、化学岩种类甚多，但以硅质岩、碳酸岩较为常见，而且多为单矿物岩石，成分单一，具有致密块状结构。 六、实验报告要求六、实验报告要求 实验完毕，每位同学要提交一份书面鉴定报告。 七、实验注意事项七、实验注意事项 1 爱护公物，不能在实验室大声喧哗； 2 爱护实验标本，不能在标本上乱刻乱划； 3正确使用实验用具，不能伤害自己或他人。 八、思考题八、思考题 沉积岩的成因、分类、结构、构造特征。 实验四 常见变质岩的认识和鉴定 一、实验目的一、实验目的 变质岩的认识和鉴定是野外地质 I：作的基本功之一。本次实验的目的是通过实验加强课程中有关内容的理解；帮助同学全面地观察变质
21、岩的矿物成分和结构构造；初步掌握肉眼鉴定变质岩的基本方法；学会常见变质岩的鉴定并能做出简单的鉴定报告。 5 6二、实验内容二、实验内容 1实验标本：板岩、千枚岩、黑云母片岩、绿泥石片岩、花岗片麻岩、大理岩、石英岩。 2实验举例 绢云母千枚岩：黄褐色，千枚状构造，肉眼观察为致密结构，显微镜下为显微鳞片变晶结构，主要成分为绢云母，含少量石英细晶。片麻岩：灰白色，片麻状构造，中粒鳞片、粒状变晶结构，主要成分为石英、正长石及黑云母等。片状矿物与岩石、石英相问呈断续的条带状排列组成片麻状构造。 大理岩：由石灰岩或白云岩经重结晶变质而成，等粒变晶结构，块状构造，主要矿物成分为方解石、白云石，遇盐酸强烈气泡
22、。大理岩常呈白色、灰白色。 三、实验仪器、设备三、实验仪器、设备 实验的用具一般有小刀，硬度计，放大镜，毛瓷板，稀盐酸等。 四、实验原理四、实验原理 变质岩是由原先已经形成的岩浆岩、沉积岩或变质岩，经过变质作用使岩石的矿物成分和结构、构造等发生改变而形成的新的岩石。变质岩同岩浆岩一样多为结晶质岩石，其描述和鉴定方法略同于岩浆岩的侵入岩。变质岩的结构、构造反映变质作用的类型、变质作用因素及作用方式、变质程度等；而变质岩的矿物成分可反映原岩的性质及变质时的物理化学条件，特别是那些新生成的变质矿物有特殊的指示意义。 五、实验步骤五、实验步骤 肉眼鉴定和描述变质岩时应着重观察变质岩的结构、构造和矿物成
23、分等方面特征，步骤是先根据岩石构造进行大致划分，再结合结构特征和矿物成分确定岩石名称。 1矿物成分 变质岩的矿物成分，除保留有原来的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云石等外，由于发生变质作用而产生了一些变质矿物如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等。根据变质岩特有的变质矿物，可把变质岩与其他岩石区别开来。 2结构、构造 变质岩按结构和岩浆岩类似，全部是结晶结构，但变质岩的结晶结构主要经过重结晶作用形成的。一般在描述时称为变晶结构，如粗粒变品结构、斑状变晶结构等。 如果变质作用进行的不彻底时，原岩变质后仍保留有原来的结构特征，称变余结构。命名时一般仍以原岩名称命名只需加上“变质”二
24、字即可，再进一步可加上主要的新生成矿物名称作为修饰，如：变质砾岩，变质流纹岩，变质石英砂岩等。 变质岩的构造主要是片理状构造和块状构造，其中片理状构造又可细分为片麻状构造、片状构造、千枚状构造和板状构造。 一般具有定向构造的，可按岩石结构进行命名，如干枚岩为千枚状构造，片岩为片状构造。不具有定向构造的，可再按结构和矿物成分进行命名，如大理岩、石英岩等。 六、实验报告要求六、实验报告要求 实验完毕，每位同学要提交一份书面鉴定报告。 七、实验注意事项七、实验注意事项 1爱护公物，不能在实验室大声喧哗； 2爱护实验标本，不能在标本上乱刻乱划； 3正确使用实验用具，不能伤害自己或他人。 八、思考题八、思考题 变质岩的成因、分类、结构、构造特征。
