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1、岩石学 课程教案 第 1 页任课教师王红艳职称助理工程师课程名称岩石学授课章节第一篇 第一章授课题目岩石及其地质分布授课对象授课时间上一节教学内容提要教学内容一、岩石概念及其成因分类二、岩石学及学习的目的三、岩石学研究方法四、岩石在地球上的分布教学目的1、掌握岩石概念及三大岩成因类型的划分及其特征对比,理解解岩石学的研究内容、方法和意义,了解岩石在地球上的分布特点。 教学重点教学重点:岩石及岩石学概念,三大岩之间的特征对比教学难点三大岩特征对比、岩石在地球上的分布特点教学方法多媒体+启发、提问板书设计作业及要求三大岩类的主要区别标志?教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步
2、骤、教学手段)时间分配掌握岩石概念及三大岩成因类型的划分及其特征对比。1、课程简介:介绍岩石学课程性质、课程主要内容、教学方式,考核方式、参考书等2、岩石的(Rock)和概念:分解讲授岩石的几个属性,特别指出岩石的天然属性。 岩石是天然形成的、由矿物或类似矿物的物质(如有机质、玻璃、非晶质等)组成的固体集合体。岩石多由不同种类的矿物组成。3、岩石成因分类和特征对比:岩石的分类就是对岩石的一种分门别类的描述,是人为的,目的之一是便于人们之间的交流,因此岩石有多种分类依据(举例)。按成因(形成作用)可以将岩石分为火成岩、沉积岩、变质岩等三大类。详细讲解三大岩类岩石的基本概念及其形成过程,注意从形成
3、过程判断三大岩类各自的主要特点、三大岩类之间的联系与区别, 讲到岩石概念时提问:人造大理石、瓷砖等是不是岩石?在讲授三大岩类特征对比前,提问:据普通地质学所学知识,还记得三大岩类主要有哪些区别?然后提示学生从哪些方面去区别三大岩类。放一些反映三大岩类典型特征的照片,并要求学生据照片分别指出属何种岩石。注意引导学生根据岩石的特征推断岩石的形成过程,锻炼学生从现象到本质的地质学思维观。约 40分钟第 2 页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、教学手段)时间分配理解岩石学的研究内容、方法和意义,了解岩石在地球上的分布特点4.岩石学概念及学习的目的:所谓岩石学,简单来说即指
4、研究岩石的基本特征、形成过程和岩石应用的科学。岩石学分岩类学和岩理学。介绍岩石学研究的主要内容、意义:突出从研究层次上为同学构建岩石学研究的基本框架,即岩类学-岩理学-地球动力学三个不同的研究层次。意义包括理论和实际意义,注意与社会可持续发展的关系。当前科学技术发展对岩石学发展的影响及岩石学发展的展望。5简要介绍岩石学的野外和室内研究方法。6简单介绍岩石在地球上的分布。特别是以板块构造理论为指导,指出不同板块部位的岩石组合特点。在介绍岩石学学习目的前,先让学生思考并回答“你认为学习岩石学有什么意义。”以不同板块部位的岩石组合图解为基础介绍岩石在地球表层的分布。总结本次课的主要内容,强调重点,提
5、出思考题。约55分钟第 3页任课教师王红艳职称助理工程师课程名称岩石学授课章节第二篇 第二章授课题目岩浆与岩浆作用授课对象授课时间上一节教学内容提要岩石概念及成因分类;三大岩特征对比;岩石学及其研究内容、方法、意义;地球板块不同位置的岩石组合特点教学内容一、岩浆的概念二、岩浆的形成与运移三、岩浆的性质四、岩浆的分异、混合和同化作用五、现代火山活动教学目的掌握岩浆的有关基本概念,理解岩浆形成的条件、运移方式及其密度、粘度、温度、挥发分等性质及影响因素,了解岩浆演化过程中引起成分变化的分异、混合和同化混染作用,了解现代火山的分布及火山灾害教学重点岩浆的有关基本概念、岩浆的性质及影响因素教学难点岩浆
6、的性质及影响因素教学方法多媒体+启发、提问、讨论板书设计作业及要求1、如何理解岩浆的含义。2、岩浆的粘度受哪些因素的控制。3、岩浆中的挥发分对火山作用具有怎样的影响。教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、教学手段)时间分配掌握岩浆的有关基本概念,理解岩浆形成的条件、运移方式1、岩浆的概念: 岩浆是天然形成于地壳深部和上地幔的、以硅酸盐为主要成分的、富含挥发份的、高温粘稠的熔融体。岩浆的概念指出了岩浆形成的天然属性、化学属性和物理属性。介绍原生岩浆、母岩浆、派生岩浆的概念及其关系,原生岩浆判别标志及研究意义2、岩浆的形成条件:两个最基本条件:合适的源岩(三种研究源岩特征
7、的途径)、足够热能的积累(热能积累主要有两种方式)3、岩浆分凝、上升和侵位机制:重点是岩浆侵位的四种主要机制对上次课内容简单回顾。利用火山喷发图象资料使学生建立岩浆感观认识,再介绍岩浆的概念和性质,加深学生对岩浆的理解。用炽热的浆糊和稀饭与岩浆进行类比。约 35分钟第 4 页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、教学手段)时间分配理解岩浆密度、粘度、温度、挥发分等性质及影响因素,了解岩浆演化过程中引起成分变化的分异、混合和同化混染作用,了解现代火山的分布及火山灾害4、岩浆的性质及影响因素:主要包括密度、粘度、温度、挥发份等,重点讲岩浆的物理性质,为后续岩浆作用的讲授奠
8、定基础。岩浆密度:(1)密度与成分、压力、温度的关系;(2)密度对岩浆分异、上侵及喷发能力的影响,并说明基性岩为什么条带(层状)构造发育、碱性玄武岩为什么地幔岩包体多。岩浆的温度:(1) 喷出熔岩的温度: 通常:7001250(再列出不同类型熔岩温度) (2)岩浆温度的获得方法:a. 直接测量法:测量正在喷发的熔岩流的温度; b. 火成岩的熔化法; c.玻璃包裹体熔融均一法测温法;d. 矿物温度计计算法。岩浆的粘度:影 响 粘 度 的 因 素(1)成分:成网阳离子Si、Al、Cr含量高使粘度增加,尤其Si。变网阳离子Ca、Mg、Fe、K、Na含量高,粘度低。因此,基性岩粘度小,以溢流为主;酸性
9、岩粘度大,多以爆发形式为主。(2) 挥发份:除CO2外,其它挥发分含量越高,粘度降低。(3)温度:温度升高,粘度降低。(4)固体物质含量:其数量越多,岩浆粘度就越大。(5)压力:对于不含水的干岩浆,压力升高,粘度增加。对于富水岩浆,较为复杂:压力增加,挥发份溶解度增加,粘度降低;压力达到一定值,挥发份饱和,粘度随压力升高而增加。岩浆粘度影响岩浆上升速度和火成岩的结构、构造和产状。挥发分:介绍挥发分种类、不同岩浆挥发分的含量。挥发分对岩浆结晶温度、喷出方式的影响。5.岩浆的分异、混合和同化作用介绍引起岩浆成分变异主要方式即岩浆分异、混合和同化混染作用的概念和机理。6.现代火山活动指出研究现代火山
10、活动意义,简单介绍现代火山活动的分布位置及我国主要的近代火山活动,介绍火山引起的主要灾害。岩浆密度对岩浆分异及上侵与喷发能力影响可用泥石流、气球做类比,并说明碱性玄武岩为什么较富地幔岩包体。放映一些现代火山活动的图片。总结本次课的主要内容,强调重点,提出思考题。约60分钟第 5页任课教师王红艳职称助理工程师课程名称岩石学授课章节第二篇 第三章授课题目火成岩的结构和构造授课对象授课时间上一节教学内容提要岩浆基本概念、岩浆的形成条件与运移机制、岩浆的主要性质与影响因素、岩浆的分异、混合和同化作用概念与机理、现代火山活动分布与火山灾害教学内容一、火成岩的结构二、火成岩结构的成因三、火成岩的构造四、火
11、成岩的产状和相教学目的1、掌握火成岩结构的概念、划分依据、特征结构的鉴别。2、掌握火成岩构造的概念、常见类型、特征构造的鉴别。3、学会用相图对火成岩结构进行成因解释。4、理解火成岩产状和相的概念并掌握主要的产状和相类型特征。教学重点火成岩的结构、火成岩的构造教学难点用相图对火成岩结构进行成因解释教学方法多媒体+启发、提问、讨论板书设计作业及要求1、阐明不同侵入深度侵入岩的结构变化的原因。2、分别列出10种主要火成岩结构和构造的特点。3、野外如何区分侵入岩和喷出岩?教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、教学手段)时间分配了解火成岩结构构造的研究意义。掌握火成岩结构的概念
12、和分类的角度(方式)火成岩的结构与构造研究意义结构和构造通称为组构,是岩石分类命名的重要依据。不同产状、不同形成条件的岩石在组构上是不同的,因此岩石的组构特征是反演岩石形成过程和形成条件的重要标志。一、火成岩的结构(texture)1、结构的概念:指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度和矿物之间的相互关系。2、结构的分类:结构可以从不同的角度去描述,也就是说结构具有不同的分类依据,目前结构的分类依据主要包括结晶程度、颗粒大小、自形程度、矿物之间的相互关系和矿物的排列方式。对岩浆和岩浆作用一章内容简单回顾。与日常生活中对结构构造的含义进行类比。约 10分钟第 6页教 学 过 程教学
13、要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、教学手段)时间分配掌握火成岩结构的划分依据、特征结构的鉴别。让学生学会用相图解释一些特定结构的成因。1)依据结晶程度分为:全晶质结构、半晶质结构、隱晶质结构、玻璃质(非晶质)结构。2)依颗粒绝对大小分为:粗粒结构(5mm)、中粒结构(2-5mm)细粒结构(0.2-2mm)、微粒结构(0.2mm)。当颗粒粒度0.02mm时,肉眼无法分辨,为隱晶质,当颗粒粒度1cm时称巨晶,3cm称伟晶。3)依据颗粒的相对大小分为:斑状结构、不等粒结构、等粒结构。斑状结构与不等粒结构的主要区别是斑状结构具有两个不连续的粒级,分别属于不同的世代。4)依据矿物的自形程度分
14、为:自形结构、他形结构、半自形结构。自形程度指组成岩石的矿物形态特点,5)依矿物之间关系分为:条纹结构、文象结构、蠕虫结构、反应边结构、环带结构、包含结构、填隙结构等。6)依据矿物的排列方式分为:交织结构、粗面结构等3、结构的命名原则:常用三级命名标准,即岩石整体结构基质结构局部结构。例如,岩石整体具有斑状结构,基质具有细粒结构,局部具有反应边结构。二、火成岩结构的成因1、相图对岩浆结晶和结构成因的解释1) 二元共结系(以Di-An为例)2) 无限混溶二元固熔体系(以An-Ab为例)3) 无限混溶-有限混溶二元固熔体系(以Or-Ab为例)4) 二元近结系(以Fo-Q为例)2、过冷度与岩浆岩结构
15、的关系过冷度概念、不同过冷度成核密度、生长速度的特点及岩石结晶程度与粒度大小。三、矿物结晶顺序的确定1. 矿物颗粒的相对自形程度: 自形程度高的一般析出较早,自形程度低的析出较晚。但矿物本身的结晶能力必须充分注意。2. 矿物间的相互包裹关系: 通常认为被包裹的矿物一般早于包裹它的矿物。但需谨慎,如分解条纹长石、文象结构中的石英。3. 矿物晶体大小::在常见的斑状结构中,大晶体一般先结晶,而小晶体常常后结晶。但对某些交代斑晶则相反。4. 总以它形充填状出现的矿物是最晚开始结晶和最晚结晶结束的。 如:某些辉长岩中的石英5. 岩石中总呈它形出现的两种矿物表明它们的结晶能力弱,又是同时结晶,晶体互相干
16、扰生长。 如:花岗细晶岩中的长石和石英6. 反应边结构中,作为反应边的矿物生成晚。7. 具环带结构的矿物,环带本身就具有顺序性。介绍不同结构时都配以相应的照片或图片。通过相图上结晶过程的推演让学生理解结构的成因,其中将设置一些问题让学生参与思考。约 45分钟第 7页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、教学手段)时间分配掌握火成岩构造的概念、影响因素、特征构造的鉴别,了解火成岩产状和相的概念,掌握主要的产状和相类型的特征。四、火成岩的构造 (structure)1、构造的概念:指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其它组成部分之间的排列和充填方式。构造与结构相比,描
17、述的更宏观一些,有时候两者不易区分可以通称为组构。2、侵入岩中常见的构造类型:块状构造、斑杂状构造、条带状构造、球状构造等;3、喷出岩中常见的构造类型:气孔构造、杏仁构造、流动构造、柱状节理、枕状构造等;五、火成岩的产状和相火成岩的产状:主要是指火成岩地质体的形态、大小,和围岩的接触关系。火成岩的相:是指因火成岩地质体生成条件不同而产生的不同的岩石和岩体总特征。1、 火山岩的产状火山岩的产状主要受火山喷发方式的影响 (1)火山喷发方式: a.裂隙式喷发: 岩浆沿构造裂隙或断裂喷出地表,沿地面泛流,形成熔岩被和熔岩流。面积大,常形成熔岩高原。 b.中心式喷发: 岩浆沿管状通道喷发至地表,其最大特
18、点是形成火山锥,并可有熔岩流和火口充填物,如岩钟、岩针。 (2)常见的火山岩产状类型火山锥;熔岩流;熔岩被;熔岩瀑布;岩钟;岩针;熔岩丘; 熔岩高原;熔岩台地;次火山岩;火山颈;火山沉积岩2、 火山岩的相以中心式喷发为例,大致可分为以下几个相:溢流相、爆发相、侵出相、火山颈相、次火山相、火山沉积相。简单介绍各相的形成方式、条件和特点介绍不同构造时都配以相应的照片或图片。以图件反映火成岩的不同产状特点。以对比表的方式介绍各相的特点。约 25分钟第 8页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、教学手段)时间分配了解侵入岩主要的产状和相类型。(二)侵入岩的产状和相1、侵入岩的
19、产状 是指侵入体产出的形态、大小、与围岩的关系以及侵入时的构造环境,等等。(1) 整合侵入体:侵入体的接触面基本上平行于围岩层理或片理,是岩浆以其机械力沿层理或片理等空隙贯如形成。包括以下主要类型: a. 岩盆(lopolith) :岩浆侵入岩层之间,中部受岩浆静压力使底板下沉断裂,形成中央微凹的盆状侵入体。 b. 岩盖(laccolith):又称岩盘,上凸下平的穹隆状水平整合侵入体。c. 岩床( 岩 席)(sill):厚薄均匀的近水平产出的与地层整合的板状侵入体。 d. 岩 鞍(phacolith):产于强烈褶皱区,褶皱过程中,岩浆挤入褶皱顶部软弱带背斜鞍部或向斜槽部所形成的同生整合侵入体。
20、(2)不整合侵入体: a. 岩墙(dike):厚度比较稳定近于直立的板状侵入体。 是岩浆沿断裂贯入的产物。 b. 岩脉(dike):一般指规模比较小,形态不规则,厚度小且变化大,有分叉及复合现象的脉络状岩体。 c. 岩株(stock):是一种常见的不整合的规模较大的侵入体,平面上近于圆形或不规则等轴形,接触面陡立,似树干状延伸,又称岩干,出露面积小于100km2。岩株边部常有一些不规则的岩枝、岩镰、岩瘤等。 d. 岩基(batholith):属巨型侵入体,面积大于100km2 ,平面上通常呈长圆形。2、侵入岩的相侵入岩相的划分主要是以岩石形成的深度为纲,深度不同,影响到岩浆的温度、压力、冷却快
21、慢、挥发份的散失等一系列物理化学条件的差异,而这些条件与岩石的成因及岩石外貌、成分等有不可分割的关系。目前一般将侵入岩分为三种相: a. 浅成相(03km):细粒、隐晶质及斑状结构等,可见熔蚀 暗化现象。多见高温矿物,岩体规模较小。(浅成相与次火山相特征很相似,区别是看它们是否与火山岩有成因联系,如果与火山岩有关系,则为次火山岩;否则就是浅成岩) b.中深成相(310km:中粒、中粗粒、似斑状结构;多为中低温矿物;岩体规模较大。 c. 深成相(>10km):岩体规模较大;结晶粗大,多为块状规则;多为低温矿物。以图件反映侵入岩的不同产状特点。以对比表的方式介绍各相的特点。对本次课程的主要内
22、容简单总结,强调重点,提出思考题。约15分钟第 9页任课教师王红艳职称助理工程师课程名称岩石学授课章节第二篇 第四章授课题目火成岩的成分及其分类授课对象授课时间上一节教学内容提要岩石结构构造概念、主要的结构构造、结构的成因解释、火成岩的产状和相教学内容一、火成岩的化学成分二、火成岩的矿物成分三、火成岩的分类命名教学目的1、掌握火成岩的火成岩化学成分、矿物成分特征,理解化学成分对矿物共生组合的影响。2、了解火成岩的分类依据,熟练掌握火成岩QAPF双三角分类图解。教学重点火成岩的主要元素及矿物成分特征、火成岩QAPF双三角分类图解教学难点火成岩QAPF双三角分类图解、化学成分对矿物共生组合的影响。
23、教学方法多媒体+启发、提问、讨论板书设计作业及要求1、说明火成岩中SiO2、Al2O3、Alk含量对矿物成分及共生组合的影响。2、用P58所列矿物组成数据确定侵入岩的名称教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、教学手段)时间分配了解火成岩物质成分研究的意义,掌握火成岩主要元素类别一、火成岩的化学成分火成岩物质成分研究的意义:(1) 火成岩物质成分是火成岩分类命名的基本依据;(2)为研究岩浆起源、演化和岩浆物理性质提供重要依据 ;(3)为岩浆岩浆形成时的大地构造背景和岩石圈层的演化提供重要信息。1. 主要元素(Major elements) : O, Si, Al, Fe
24、, Mg, Ca, Na, K, Ti, P, H, Mn, C等,其中氧的含量最高。 常用氧化物的形式表示火成岩的成分,即:SiO2、TiO2 、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、 P2O5 、H2O和CO2等13 种,每种氧化物含量一般>0.1%,占火成岩平均化学成分的98%左右。不同火成岩各氧化物的含量有较大区别。对火成岩的结构和构造一章内容简单回顾。约 5分钟第 10页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、教学手段)时间分配掌握火成岩几种主要氧化物的作用。了解火成岩主要元素研究的意义,了解火成岩微量元素和同位素的含
25、义及含量特点。几种主要造岩氧化物(1)SiO2:是最重要的成分,含量高,是岩石酸性程度(基性程度)的标志。随着SiO2含量的变化,其它氧化物呈现规律性的增加或减少。 超基性岩 SiO2<45% 基 性 岩 SiO2=4552% 中 性 岩 SiO2=5263% 酸 性 岩 SiO2>63%(2)Al2O3 :在火成岩中含量仅次于SiO2,SiO2 、Al2O3 与 CaO、Na2O、 K2O一起组成长石和副长石类矿物;与FeO*、MgO、CaO等结合形成辉石、角闪石、黑云母等矿物。(3) Na2O 和K2O :是碱性长石的主要组成部分,当其含量较高时还可形成碱性暗色矿物和副长石。a
26、. Al2O3< Na2O +K2O(分子数比,下同):碱过饱和岩石b. Al2O3> Na2O +K2O+CaO(分子数比):铝过饱和岩石c. Na2O +K2O < Al2O3 < Na2O +K2O+CaO :钙碱性岩(4)FeO*、MgO、MnO与SiO2 结合形成橄榄石、辉石等。5)TiO2与FeO 组成钛铁矿,与CaO结合生成榍石,与P2O5、CaO结合则形成磷灰石。火成岩主要元素的研究意义:(1)岩石系列和类型的划分(2)主要氧化物及比值、特征值变异图解及意义(3)标准矿物计算及其主要用途2. 痕量元素(Trace elements): 含量甚微,usua
27、lly < 0.1%。 一般不以独立的矿物相出现。主要以类质同像形式替代矿物中的主要元素,其次是保存在快速固结和冷凝的火山玻璃或气-液包裹体中,第三是吸附在矿物表面或以杂质的形式存在于矿物晶体缺陷的间隙中。 Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Pb、Th、U、Zn、Rb、Sr、Ba、Zr、Nb、Ta、Au、Ag、Pt、W、Sb、Bi、Sn La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y痕量元素的对研究岩浆的起源、演化、岩石系列划分和岩石形成机理等方面将提供重要信息和证据。3. 同位素(Isotope):(1)稳定同位素:炭、氢、氧、硫 研究意义:主要
28、用来获得岩浆源区的信息(2)放射性同位素:火成岩研究中具有重要意义的放射性同位素主要有 K-Ar、Rb-Sr、Sm-Nd、U-Pb、Th-Pb、Re-Os 和 Hf。研究意义:主要以此确定火成岩的形成年龄和岩浆源区及岩浆演化的示踪。 提问:据SiO2含量火成岩划为哪几类?。以图解说明火成岩主要元素的研究意义。约25分钟第 11页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、手段)时间分配掌握火成岩的主要矿物种属,矿物类型的划分。二、火成岩的矿物成分 火成岩中的矿物组成能够反映岩石的化学成分,也是岩石分类命名的主要依据,还是判断岩石生成条件的重要标志。 组成岩石的矿物统称造岩矿
29、物,火成岩中常见的矿物只有20多种,它们被称为主要造岩矿物。火成岩中最主要的造岩矿物是:橄榄石类、辉石类、角闪石类、黑云母类、白云母类、碱性长石类、斜长石类、副长石类和石英类,等等。1 火成岩中矿物的划分(1)、据矿物的化学成分划分 硅铝矿物:SiO2和Al2O3含量较高,不含铁镁。如石英、长石类及似长石类。 铁镁矿物:FeO与MgO含量较高,SiO2含量较低。如橄榄石、辉石类、角闪石类和黑云母类。 (2)、据矿物的颜色划分 浅色矿物:颜色较浅的矿物,如白色、灰色和无色,与硅铝矿物相对应。 暗色矿物:颜色较深的矿物,如黑色、绿色、褐色、蓝色等,与铁镁矿物相对应。有些富含Na2O的暗色矿物称之为
30、碱性暗色矿物,如霓石、钠闪石、星叶石等。 色率:暗色矿物在火成岩中的体积百分含量称为色率,根 据色率可以粗略判断岩石的成分和酸性程度。它是火成岩分类命名的重要依据,例如:超镁铁质岩 M>90% 浅色岩:习惯上把花岗岩、正长岩等浅色矿物占优势的岩石称为浅色岩。其色率在030之间。 暗色岩:色率在60100,以暗色矿物占优势的岩石称为暗色岩。如橄榄岩 、辉长岩等。(3)、 据矿物在岩石中的含量 主要矿物: 在岩石中含量多,对火成岩大类的划分和定名起决定作用的矿物。如石英、长石是花岗岩的主要矿物。 次要矿物: 在岩石中含量次于主要矿物,不影响火成岩大类的划分和定名, 但对确定岩石种属的进一步划
31、分可起作用矿物。 如闪长岩中的石英,含量约2,没有石英也叫闪长岩;当石英5时,则叫石英闪长岩。 副矿物: 含量很少,常小于1,通常不参与岩石分类和命名。 但它们对于了解一个岩体的形成条件,确定岩体时代有重要意义。常见的有磁铁矿、磷灰石、锆石、独居石、榍石、褐帘石等。(4)、据矿物的成因类型原生矿物:岩浆冷凝过程中形成的矿物。成岩矿物:次生矿物:,它生矿物:由于岩浆同化了围岩和捕虏体所引起的。提问:主要造岩矿物有哪几类?。让学生思考说明硅铝矿物与浅色矿物、铁镁矿物与暗色矿物的关系。约20分钟第 12页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、手段)时间分配理解化学成分对矿物
32、共生组合的影响。掌握火成岩形成环境对矿物组合的影响2. 火成岩化学成分与矿物共生组合的关系1)SiO2 饱和度对矿物共生组合的影响 a. 岩浆中SiO2 过饱和:石英游离的SiO2 结晶产物,属硅酸过饱和矿物。 b. 岩浆中SiO2不饱和:镁橄榄石、副长石类及黑榴石、黄长石和刚玉等,它们不能与石英平衡共生,属硅酸不饱和矿物 Mg2SiO4(镁橄榄石 )+ SiO2(液相) MgSiO3(顽火辉石)(1557) NaAlSiO4(霞石)+2SiO2(液 相)NaAlSi3O8(钠长石) KAlSiO4(白榴石)+2SiO2(液相) KAlSi3O8(正长石) c. 岩浆中SiO2 饱和:除上述以
33、外的一些矿物,如铁橄榄石、大多数辉石、角闪石类、云母类和长石类矿物都属于硅酸饱和矿物,都可以与石英平衡共生。2) Al2O3和K2O+Na2O的含量对矿物成分的影响 不同的碱和Al2O3含量火成岩,其矿物组合有很大差别。具体可简单总结如下:a. 过饱和岩石(过铝质岩石): Al2O3 > (CaO+ K2O+ Na2O) ,特征是常出现富铝的矿物,如白云母、黄玉、电气石、锰铝铁铝榴石、刚玉、红柱石和矽线石,斜长石、钾长石和石英是常见矿物。b.钙碱性岩石(偏铝质岩石): (K2O+Na2O)<Al2O3<(CaO+K2O+Na2O) ,出现的矿物是黑云母、普通角闪石、普通辉石、
34、透辉石、斜长石、碱性长石和石英。不见碱度高的暗色矿物。c. 碱过饱和岩石(过碱质岩石): Al2O3< (K2O+Na2O) ,以出现碱性铁镁矿物为特征,如霓辉石、霓石、黑榴石、钠闪石、钠铁闪石和富铁云母等,还有黄长石、碱性火山玻璃,以碱性长石为主,副长石常见。而斜长石无或很少,石英只在高硅岩石中出现,其它岩石中无或很少。3. 火成岩形成条件对矿物组合的影响1)深成岩:岩浆在地下深处,温度下降缓慢,压力较高,结晶时间充足低温矿物组合。出现:-石英、正长石、微斜长石、低温斜长石、普通辉石、透辉石,角闪石和黑云母无暗化,无玻璃质。2)火山岩:环境由地下高温高压急速变成地表的常温常压,岩浆冷却
35、快来不及结晶形成玻璃或生成细粒矿物高温矿物组合(喷出后结晶的和早先于地下结晶的矿物都有)和含水矿物暗化。出现: -石英、方石英、鳞石英、透长石、歪长石、高温斜长石、白榴石、易变辉石、玻璃质,角闪石和黑云母多暗化。让学生思考在平衡和不平衡状态下硅过饱和矿物(石英)与硅不饱和矿物的共生关系。约15分钟第 13页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、手段)时间分配了解火成岩的分类依据及主要分类方案,熟练掌握火成岩QAPF双三角分类图解,能据矿物组成熟练定出岩石名称。四、火成岩的分类火成岩的分类依据主要有地质产状(成因)、化学成分、矿物成分、结构构造、特殊地名等,分类因素之多
36、使得火成岩的分类原则尚不统一,因此经常出现错解的现象,对此,国际地科联岩石学委员会火成岩分委会提出了一个统一的分类方案,这是本章重点教授的内容。(一)常用的火成岩分类方案1、火成岩的成因分类深成岩、浅成岩、火山(熔)岩、 火山碎屑岩。2、火成岩的矿物分类火成岩的矿物(色率M)分类: 超镁铁岩:M > 90% 橄榄岩 镁铁质岩:M = 4090%, 辉长岩 中性岩: M = 1540%;Q < 5% 闪长岩 长英质岩:M < 15%; Q >5% 花岗岩3、火成岩的化学成分分类:根据岩石中的SiO2含量分为 酸性岩: >66w.t% 流纹岩/ 花岗岩 中性岩: 53
37、-66w.t% 安山岩/ 闪长岩 基性岩: 45- 53w.t% 玄武岩/ 辉长岩 超基性岩: < 45w.t% 苦橄岩/ 橄榄岩(二)国际地科联火成岩分委会推荐的分类方案首先按地质产状和矿物组合分为7大类:深成岩、火山岩、火山碎屑岩、紫苏花岗岩类、煌斑岩类、碳酸岩类、黄长岩类,不同大类有自己的进一步分类原则。(三)深成岩的QAPF双三角分类图解1、QAPF的含义及分类图解的使用(特别说明图解中平行底边的平行线及从角顶向底边做的放射线的含义,据端元组成作成分投影点的方法,举例说明)2、使用QAPF图解注意问题(举例说明)(四)、火山岩的分类方案1、QAPF分类方案:应用前提及注意事项2、
38、TAS分类方案: TA和S的解释;TAS分类方案适用性。(五)、火山碎屑岩的分类1、基于火山物质的大小:火山集块岩、火山角砾岩、火山凝灰岩 2、基于火山物质的类型:岩屑、晶屑、玻屑用表格对比的方式讲解火成岩的成因、矿物、化学成分大类划分方案;用图解讲授QAOF分类图解的含义及使用,并要求学生据矿物组成实际操作成分投影点的作法。对本次课程的主要内容简单总结,强调重点,提出思考题约30分钟第 14页任课教师王红艳职称助理工程师课程名称岩石学授课章节第二篇 第五、六章授课题目超镁铁岩和镁铁质侵入岩、玄武岩类及相关岩石授课对象授课时间上一节教学内容提要火成岩的化学成分、矿物成分,火成岩化学成分对矿物组
39、合的影响,火成岩的分类命名教学内容一、超镁铁-镁铁质侵入岩的基本特征二、超镁铁-镁铁质侵入岩的常见共生组合三、超镁铁岩的成因四、玄武岩类基本特征和常见的岩石种类五、玄武岩的形成六、玄武岩的成因与构造环境教学目的掌握超镁铁岩和镁铁质侵入岩的基本特征,进一步的分类命名原则和主要岩石类型,了解其常见的共生组合,理解超镁铁质岩的成因。掌握玄武岩类基本特征,进一步分类命名原则及其主要岩石类型;掌握几种特征结构的鉴别标志;理解玄武质岩浆形成的影响因素,了解玄武岩的成因类型与构造环境的关系。教学重点超镁铁岩和镁铁质侵入岩的基本特征;玄武岩类基本特征教学难点玄武岩的成因类型与构造环境的关系教学方法多媒体+启发
40、、提问、讨论板书设计作业及要求1、超镁铁质镁铁质岩的研究意义何在?2、辉长岩类和玄武岩类的特征2、何为蛇绿岩,其有何研究意义?3、如何区分不同成因的超镁铁质岩?4、不同构造背景的玄武岩成分和成因有哪些不同? 教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、教学手段)时间分配了解超镁铁岩-镁铁质侵入岩的研究意义,掌握超镁铁质岩的基本特征。通过两种成因类型超镁铁质岩的对比,加深对岩浆岩与变质岩区别的认识。一、超镁铁岩和镁铁质侵入岩研究意义:1)地幔物质组成研究的最直接的对象;2)确定古板块边界位置的重要依据蛇绿岩的分布3)与成矿的关系一)基本特征1、超镁铁质岩的基本特征1)岩浆成因
41、的超镁铁岩:地质产状、矿物成分、结构构造、化学成分、岩石类型。2)非岩浆成因的超镁铁岩:地质产状、矿物成分、结构构造、化学成分、岩石类型。对火成岩的成分及其分类一章内容简单回顾。用表格对比方式讲解岩浆和非岩浆成因超镁铁质岩的基本特征。约 15分钟第 15页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、手段)时间分配掌握镁铁质岩的基本特征。了解镁铁质-超镁铁质岩的主要共生组合和成因。理解超镁铁质岩的两种成因。2、镁铁质岩类基本特征镁铁质岩的镁铁矿物体积分数在40%90%,一般在40%70%之间。绝大多数属基性岩类(少数也可能属超基性或中性岩)。主要分为钙碱性和碱性两大类。1)辉
42、长岩类(钙碱系列): 化学成分,矿物组合(主、次要矿物,副矿物),主要结构构造(辉长结构、辉绿结构),进一步分类命名方案(图),主要岩石属种(辉长岩、辉绿岩、斜长岩)。注意:斜长岩严格意义上应属基性岩但不属于镁铁质岩类。2)碱性辉长岩类:化学成分,矿物组合(主、次要矿物,副矿物),主要结构构造(辉长结构、辉绿结构、二长结构),进一步分类命名方案(图),主要岩石属种(碱性辉长岩、霞斜岩)。二)常见的共生组合1.层状侵入体产状:主要岩盆、岩床,少量为岩墙构造:层理构造、垂直分带结构:以各种堆晶结构为特征。正堆晶、中堆晶、增生堆晶结构。成因:单一重力分异、周期性岩浆注入、对流分层环境:大陆裂谷、大洋
43、中脊。稳定的拉张环境矿产:铜镍硫化物、钒钛磁铁矿矿床2.环状镁铁-超镁铁质杂岩体形态产状:近圆柱形。平面上近圆形、椭圆形、不规则环状成因:基性岩浆深部分异和多次侵入环境:造山环境矿产:铜镍硫化物、铂矿3.碱性玄武岩和金伯利岩中的超镁铁岩捕虏体形态大小:寄主岩石:捕虏体岩石类型:源区地幔类型:原始地幔岩、亏损地幔岩、交代富集地幔岩4.蛇绿岩中的超镁铁质-镁铁质岩组合基本层序成因构造意义三)超镁铁岩的成因1岩浆成因实验证据地质及岩相证据2.非岩浆成因直接来自上地幔的碎片或碎块:构造侵位、被岩浆携带提问:辉长结构、辉绿结构的含义。约35分钟第 16页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式
44、(或教学步骤、手段)时间分配掌握玄武岩类基本特征,进一步分类命名原则及其主要岩石类型;掌握几种特征结构的鉴别标志;理解玄武质岩浆形成的影响因素,了解玄武岩的成因类型与构造环境的关系。二、玄武岩类及相关岩石一)基本特征和常见的岩石种类 1.玄武岩系列划分亚碱性系列:拉斑玄武岩系列、钙碱性系列碱性系列:钾玄岩系列2. 常见的岩石种类:1)亚碱性系列化学成分,矿物组合(主、次要矿物,副矿物,特别注意铁镁和富钙或者斜方和单斜两种辉石类型以及斜长石的An牌号),主要结构构造(间粒结构、间隐结构、间粒间隐结构、玻基斑状结构,块状构造、气孔和杏仁构造),野外和室内进一步分类命名方案,主要岩石属种(拉斑玄武岩
45、、高铝玄武岩、粗玄岩、玻基玄武岩、细碧岩)。2)碱性系列化学成分,矿物组合(主、次要矿物,副矿物,特别注意以含碱性长石、碱性暗色矿物、富钛辉石为特征,可有副长石,通常不含贫钙辉石或者类型以及斜长石的An牌号),主要结构构造(间粒结构、间隐结构、间粒间隐结构、玻基斑状结构,块状构造、气孔和杏仁构造),进一步分类命名方案,主要岩石属种(碱性橄榄玄武岩、碱玄岩、碧玄岩、石龙岩)。3)钾玄岩系列化学成分,矿物组合(注意一般也只有单斜辉石单不富钛,基质可有斜长石和碱性长石,但斑晶为拉长石,常有碱性长石边缘)3.相关的超镁铁质火山岩1)苦橄岩2)麦美奇岩3)科马提岩二)玄武质岩浆的形成1.成因:玄武岩浆由
46、地幔橄榄岩部分熔融形成。证据?2.诱发熔融的原因及与环境关系:升温、降压、挥发分加入3.玄武岩成分差异原因:压力影响、部分熔融程度、挥发分影响、上地幔成分差异影响三)不同构造环境玄武岩类型的差异及成因1.大洋中脊玄武岩:MORB,拉斑玄武岩。N-MORB,E- MORB,T- MORB2.大陆裂谷玄武岩:裂谷早期:碱性玄武岩;裂谷进一步发展:拉斑玄武岩3.大陆边缘玄武岩岛弧拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩、钾玄岩用表格对比亚碱性玄武岩与碱性玄武岩、钾玄岩系列在化学成分和矿物组成上的异同。提问:间粒结构、间隐结构与辉绿结构的区别。对本次课程的主要内容简单总结,强调重点,提出思考题约45分钟第 17页任课
47、教师王红艳职称助理工程师课程名称岩石学授课章节第二篇 第七章授课题目花岗质岩及相关岩类授课对象授课时间上一节教学内容提要超镁铁质岩-镁铁质侵入岩基本特征、共生组合及超镁铁质岩成因;玄武岩基本特征、成因及构造环境教学内容一、花岗岩类的特征和主要种类二、花岗岩类岩浆的成因及其类型三、不同构造背景的花岗岩质岩石组合教学目的掌握中酸侵入岩进一步分类命名原则特别是QAP分类图解的应用,掌握中酸侵入岩的主要岩石种类及其基本特征,理解花岗岩类的成因方式和成因类型,了解不同构造环境的花岗质岩石组合。教学重点应用QAP分类图解对中酸性侵入岩分类命名,中酸侵入岩的主要岩石种类及其基本特征教学难点花岗岩类的成因方式
48、和成因类型,不同构造环境的花岗质岩石组合教学方法多媒体+启发、提问、讨论板书设计作业及要求1、花岗岩类、闪长岩类主要特征;2、根据斜长石和钾长石的含量比例,花岗岩可进一步划分为哪几种类型,其特征如何?3、碱长花岗岩和碱性花岗岩有何区别?教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、教学手段)时间分配掌握花岗岩和花岗岩类的含义,掌握花岗岩的一般特征含义:花岗岩:w(SiO2)>66%,石英体积分数>20%(QAP中),主要由长石和石英构成的侵入岩花岗岩类:w(SiO2)>53%,石英含量>5% 的中酸性侵入岩一、花岗岩类的特征和主要种类1、花岗岩(狭义)
49、1)一般特征化学成分:矿物成分:浅色矿物、暗色矿物、副矿物结构:最普遍结构为花岗结构,另外有文象结构、条纹结构、蠕虫结构等构造:块状、斑杂状、条带状、叶理、线理构造地质分布:主要造山带、裂谷带,洋壳很少相关矿产:稀有、放射性、有色、黑色、贵金属对镁铁-超镁铁质岩及玄武岩类二章内容简单回顾。让学生思考花岗岩、花岗岩类、花岗质岩、中酸性侵入岩这些术语的差别与关系约 10分钟第 18页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、手段)时间分配理解花岗岩类的成因方式和成因类型,了解不同构造环境的花岗质岩石组合。2) 常见种类:花岗岩进一步分类命名原则:补充命名+QAP图解基本名称。
50、碱长花岗岩(碱性花岗岩): 正长花岗岩:二长花岗岩:花岗闪长岩:英云闪长岩:奥长花岗岩:斜长花岗岩:更长环斑花岗岩:紫苏花岗岩:花岗斑岩、花斑岩、斑状花岗岩:石英斑岩:2.闪长岩类1)一般特征化学成分,矿物组合(浅色、暗色矿物,副矿物),主要结构(半自形粒状结构、斑状结构)、构造(块状构造、条带构造、斑杂构造),分布及成因、相关矿产2)常见种类闪长岩石英闪长岩微晶闪长岩和闪长玢岩3.正长岩类1)一般特征化学成分,矿物组合(浅色、暗色矿物,副矿物),主要结构(半自形粒状结构、似斑状结构、二长结构)、构造(块状构造、条带构造),分布及成因、相关矿产2)常见种类正长岩石英正长岩碱性正长岩二长岩、石英
51、二长岩正长斑岩钠长斑岩4.细晶岩和伟晶岩1)细晶岩矿物组成结构(细晶结构)产状及分布成因分类反复应用QAP图解进行分类实践,使学生熟练掌握。约40分钟第 19页教 学 过 程教学要求教学内容(或知识点)表达方式(或教学步骤、手段)时间分配理解花岗岩类的成因方式和成因类型,了解不同构造环境的花岗质岩石组合。2)伟晶岩:产状及分布:脉状或团块状,常与相应深成岩体在时间和空间上有成因联系。在一些高级变质岩区也可单独出现。矿物组成:结构(伟晶结构、文象结构)构造:晶洞、晶腺构造、带状构造花岗伟晶岩脉的分带:成因分类二、花岗岩类岩浆的成因及其类型1岩浆成因与交代成因岩浆花岗岩与原地花岗岩(交代花岗岩)的
52、特征及区别(表)2岩浆花岗岩形成的主要观点1)结晶分异作用2)混合化作用(hybrid):同化和/或混合3)深熔作用3. 花岗岩的成因类型I型、S型、A型、M型花岗岩花岗岩成因分类方案目前较普遍使用的划分方法I、S、A、M型花岗岩的矿物及化学特征对比(表)三、不同构造背景的花岗岩质岩石组合花岗岩类岩石产于多种构造环境中,主要有如下几种1. 大洋中脊斜长花岗岩产于大洋中脊,或出现在造山带蛇绿岩套中。在时间、空间上与洋中脊镁铁质火成岩共生。成分为淡色英云闪长岩、奥长花岗岩。2. 洋-洋会聚环境的花岗岩组合岛弧花岗岩,相当于M型和I型花岗岩3. 非造山大陆伸展环境的花岗岩组合非造山(大陆裂谷)花岗岩,主要为A型花岗岩,也可有其它类型花岗岩。4. 太古宇英云闪长岩组合(TTG)产于太古宇绿岩带,由英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩组成。5. 大洋-大陆会聚环境的花岗岩组合产于会聚板块边缘及碰撞造山带。形成于岛弧、活动陆缘、同碰撞、后碰撞等不同环境。可有M型、I型和S型等不同类型花岗岩。此外,还可有后造山环境、陆内造山环境花岗岩组合。按构造演化可分为造山花岗岩、后造山花岗岩、非造山花岗岩用表格对比岩浆花岗岩和原地花岗岩的特征、以及I型、S型、A型、M型花岗岩的特征。对本次课程的主要内容简单总结,强调重点,提出思考题约45分钟第 20页任课
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