野外矿物岩石鉴定的理论与方法

1、野外矿物岩石鉴定的理论与方法野外矿物岩石鉴定的理论与方法中国地质大学中国地质大学(北京北京)地学地学院院 白志达白志达野外矿物鉴定的主要内容野外矿物鉴定的主要内容 颜色颜色对不同光波选择吸收和反射的结果： （自色；他色-由外来带颜色的物质混入二使矿物染成的颜色，如石英；假色-尤光的内反射、内散射、干涉等所引起的颜色如宝石的变彩） 晶形（矿物形态）晶形（矿物形态）包括晶体形状、结晶习性、晶体的大小及晶面花纹等 光泽光泽矿物表面可见光反射的能力（矿物的抛光面上）（金属、非金属（玻璃、金刚光泽、珍珠、油脂、丝绢、蜡状） 条痕条痕粉末痕迹（主要对金属矿物有意义） 硬度硬度抗外来机械作用的能力（摩氏硬度

2、） 解理解理在外力打击下总是沿一定结晶方向裂成平面的固有特性（内因） 裂理裂理（外因引起） 断口断口（贝壳、锯齿、参差） 比重比重中文名称中文名称中文名称英文名称英文名称英文名称缩写缩写缩写橄榄石镁橄榄石铁橄榄石辉石斜方辉石顽火辉石紫苏辉石单斜辉石透辉石普通辉石易变辉石霓石硬玉角闪石普通角闪石蓝闪石透闪石阳起石OlivineForsteriteFayalitePyroxeneOrthopyroxeneEnstatiteHyperstheneClinopyroxeneDiopsideAugitePigeoniteAegirineJadeiteAmphiboleHornblendeGlaucoph

3、aneTremalitePhlogopiteBiotiteMuscoviteActinolite金云母黑云母白云母OlFoFaPyOpxEnHyCpxDiAugPigAegJdAmpHbGlTreActPhlBiMs斜长石钙长石钠长石钾长石正长石霞石钾霞石白榴石方解石白云石石英磁铁矿铬铁矿钛铁矿赤铁矿磷灰石尖晶石绿帘石石榴石绿泥石榍石锆石蛇纹石滑石萤石电气石金红石刚玉PlagioclaseAnorthiteAlbiteK-feldsparOrthoclaseNephelineKaliophiliteLeuciteCalciteDolomiteQuartzPlAnAbKfOrNeKpLcCcDo

4、lQzMagnititeChromiteIlmeniteHematiteApatiteSpinelEpidoteGarneteChloriteSpheneZirconSerpentineTalcFluoriteTourmalineRutiteCorundumMtCmIlmHemApSpEpGaChlSphZrSepTcFTurCRu(隐晶)粗面岩隐晶(细)质显晶质18901800170016001500140013001200110010 20 30 40 50 60 70 80 901205FoFat/Co六、橄榄石六、橄榄石橄榄石的结构通式为 R2SiO4，R=Mg,Fe2+, Ca, M

5、n2+等，常见橄榄石为镁橄榄石（Mg2SiO4）铁橄榄石（Fe2SiO4）构成的类质同象系列，该系列根据镁橄榄石（Fo）组分的含量可进一步分为：镁橄榄石 Fo10090贵橄榄石 Fo9070透铁橄榄石 Fo7050镁铁橄榄石 Fo5030低铁镁铁橄榄石 Fo3010铁橄榄石 Fo100通常所说的橄榄石一般具有贵橄榄石的成分，斜方晶系，短柱状、粒状，解理010和100均不完全，薄片中无色，随着 Fe 的增加可出现淡黄色，高正突起，III级干涉色，常蚀变为蛇纹石，见于基性超基性岩中。Fo-FaO.A.P.NgaNpbNm c001101021010110120镁橄榄石(Fo)O.A.P.NgaNp

6、bNm c001021010110120铁橄榄石(Fa)11145505565955254550205080MgSiO3FeSiO3CaSiO3深绿辉石透辉石 次透辉石低铁次透辉石钙铁辉石低铁钙铁辉石铁辉石普通辉石斜铁辉石斜紫苏辉石易变辉石易变普通辉石斜顽辉石不混溶区几乎无造岩矿物出现顽火透辉石单斜单斜cabNgNmNp100010001O.A.P.39-47o23-31o普通辉石NpcNmbNga0-8o9-17o100010461110霓石93-92o87-88o3.23.43.63.84.04.2DDN gN mN p2VNg2VNp5050606070708090802V1.641.6

7、61.681.701.721.741.761.781.80NEn20406080FsNN+_0.020.010.005深成岩无Ca喷出岩含Ca顽火辉石古铜辉石紫苏辉石铁紫苏辉石尤莱辉石斜方铁辉石(易熔石)EnstatiteOrthoferrosiliteEuliteFerro-hyperstheneHyperstheneBronzite主要为负光性NgcNpbNma102010210100O.A.PNgcNpbNma102010210100顽火辉石紫苏辉石cabNgNmNp100010110221111001O.A.P.38-48o22-32o (001)(100)(100)a-ac106o2

8、2o25o34o38o40o43o48o80o94o斜顽辉石锂辉石硬玉透辉石易变辉石普通辉石钙铁辉石霓辉石霓石1、镁铁锰质闪石亚类：(Ca+Na)B1.34 1) 镁直闪石铁直闪石：(Mg,Fe2+)7Si8O22(OH)2 2) 镁铝直闪石铁铝直闪石：(Mg,Fe2+)5Al2Si6Al2O22(OH)2 3) 镁锂闪石铁锂闪石：Li2(Mg,Fe2+)3(Al,Fe3+)2Si8O22(OH,F)2 4) 镁闪石铁闪石：(Mg,Fe2+)7Si8O22(OH)2 5) 单斜镁锂闪石单斜铁锂闪石：Li2(Mg,Fe2+)3(Al,Fe3+)2Si8O22(OH,F)2 2、钙质闪石亚类：(C

9、a+Na)B1.34，且NaB1.34 1) 透闪石铁阳起石：Ca2(Mg,Fe2+)5Si8O22(OH)2 2) 角闪石：Ca2(Mg,Fe2+)4AlSi7AlO22(OH)2 3) 钙镁闪石铁钙镁闪石：Ca2(Mg,Fe2+)3(Al,Fe3+)2Si6Al2O22(OH)2 4) 浅闪石铁浅闪石：NaCa2(Mg,Fe2+)5Si7AlO22(OH)2 5) 韭闪石绿钙闪石：NaCa2(Mg,Fe2+)3(Al,Fe3+)2Si6Al2O22(OH)2 6) 钛闪石铁钛闪石：NaCa2(Mg,Fe2+)4TiSi6Al2O22(OH,F)2 3、钠钙质闪石亚类：(Ca+Na)B1.3

10、4，且0.67NaB1.34，0.67CaB70o中等，一般60o左右蚀变绿泥石化绿泥石化次闪石化成分复杂，具有附加阴离子复杂，具有附加阴离子相对简单，无附加阴离子成矿作用较为有利，含水体系较为有利，含水体系一般不利，无水或少水体系1、白云母亚类： 1) 钠云母 NaAl2AlSi3O10(OH)2 2) 白云母 KAl2AlSi3O10(OH)2 3) 钒云母 KV2AlSi3O10(OH)2 4) 海绿石 K1-x(Al,Fe3+)2Al1-xSi3+xO10(OH)2 2、金云母黑云母亚类： 金云母黑云母 K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2 3、锂云母铁锂云母亚类： 1) 锂云

11、母 KLi2-xAl1+xAl2xSi4-2xO10(F,OH)2 2) 铁锂云母 KLiFeAlAlSi3O10(F,OH)2 接触交代、金伯利岩接触交代、金伯利岩10 20 3040 50 60 7080 90102030405060708090102030405060708090AbAnOrKAlSi O38NaAlSi O38CaAl Si O228实验测定的OrAbAn体系的固溶体范围P=1kbarH2O900Co750Co650CoAn9070503010Ab104070Or分子钙长石高倍长石高拉长石高中长石高更长石 K-中长石斜长石碱性长石K更长石Ca-K高钠长石Ca-Na透长石

12、Na透长石CaK透长石K透长石K-高钠长石(单斜钠长石)(Na)-高钠长石An9070503010Ab104070Or分子钙长石倍长石拉长石中长石更长石斜长石碱性长石Na-正长石正长石钠长石歪长石高温低温系列一、斜长石类 Plagioclase化学通式：化学通式：MTMT4 4O O8 8 或或 M(Al,Si) M(Al,Si) 2 2SiSi2 2O O8 8 其中其中M=K,Na,Ca,BaM=K,Na,Ca,Ba斜长石系列划分斜长石系列划分三斜晶系三斜晶系 钠长石更长石中长石 拉长石倍长石钙长石CaAl2Si2O80-1010-3030-5050-7070-9090-100NaAlSi

13、3O8100-9090-7070-5050-3030-1010-0基性酸性酸性中性岩中性岩浆岩标浆岩标志矿物志矿物基性岩基性岩浆岩标浆岩标志矿物志矿物AnAb钾长石一般特征 晶体总体呈短柱状、厚板状，硬度晶体总体呈短柱状、厚板状，硬度6-6.5. 产于花岗岩中的钾长石多为他形粒状，产于花岗岩中的钾长石多为他形粒状，斑岩中多为自形晶，环斑花岗岩中为卵斑岩中多为自形晶，环斑花岗岩中为卵形，解理与光泽和斜长石相同，卡氏双形，解理与光泽和斜长石相同，卡氏双晶是一重要特征。粗大的条纹长石在手晶是一重要特征。粗大的条纹长石在手标本上可以看见，即在晶面或解理面上标本上可以看见，即在晶面或解理面上见到大致沿一

14、定方向的须根状细脉，其见到大致沿一定方向的须根状细脉，其颜色大多比主体浅，这些细脉就是条纹颜色大多比主体浅，这些细脉就是条纹构造。构造。 蚀变蚀变-多为高岭土。三大岩类多为高岭土。三大岩类高温与石英区别较低温更低温石英的特点大多数无色（灰褐、黑、紫、绿粉红），油指光泽。石英是地壳中分布最广、成分最简单、具有较复杂多形变体（同质异像或同质异构）的造岩矿物。常压下的多形变体及它们之间的转变温度如下： 867 1470 1713 高温石英-鳞石英-方石英-SiO2熔体 （-Q） （575） （163） （180-270） 快速冷却 低温石英 低温鳞石英 低温方石英 石英玻璃 （-Q）高压石英1）鳞石

15、英(Tr)和方石英(Cr)属于压力敏感矿物相，与-Q稳定区的相变接近于平行温度轴，这表明，鳞石英与方石英，压力的轻微上升就会被-Q取代，。这里，只有温度900是必须的条件。从岩石学中我们已经看到，花岗质岩浆的温度一般都较低，侵入岩中不出现鳞石英和方石英，他们多出现在火山岩的基质中。t/ Co1500100050001020304050 p/kbar图1-1 石英体系相图t/ Co1500100050001020304050 p/kbar图1-1 石英体系相图t/ Co1500100050001020304050 p/kbar图1-1 石英体系相图灰白或灰黄色晶面无光泽，硬度灰白或灰黄色晶面无光

16、泽，硬度5-6,断口贝壳断口贝壳状，为标准的高温矿物。簿片中无色状，为标准的高温矿物。簿片中无色,低负突起低负突起,一般无解理一般无解理,通常显均质体（尤其是小晶体）通常显均质体（尤其是小晶体）.常有包体，是富钾熔岩石的特征高温矿物常有包体，是富钾熔岩石的特征高温矿物,不同不同石英共生石英共生无色无色或白色或白色,玻璃光泽断口呈油脂光泽。解理不完全，玻璃光泽断口呈油脂光泽。解理不完全，簿片中无色，低正或低负突起，干涉色低（一簿片中无色，低正或低负突起，干涉色低（一级灰）柱面平行消光，六边形底面全消光，负级灰）柱面平行消光，六边形底面全消光，负延性，一轴负晶延性，一轴负晶 磁铁矿； 等轴，粒状、

17、菱形十二面体，黑色 铬铁矿；等轴，粒状、八面体，黑色，边部为半透明褐红色； 钛铁矿；六方，不规则粒状、树枝状晶，褐黑色，具白色外壳（风化） 赤铁矿；六方，细粒、鳞片状，黑色或半透明血红色 褐铁矿；非晶质，斑点状，褐黄色、褐红色榍石：榍石：黄色，玻璃光泽，硬度5-6，晶体横切面为菱形的扁平柱状或板状，也常见粒状磷灰石：磷灰石：六方柱状，集合体呈粒状，以灰色、褐黄、淡绿色常见，玻璃光泽，断口呈油脂光泽、参差不齐（0001不完全节理）、常见副矿物-榍 石（ Sph) Sphene,Titanite CaTiSiO4(O,OH,Cl,F) 单斜晶系 菱形，浅黄褐色，一组完全解理，有裂理。正极高突起，单

18、偏光。菱形榍石（Sph),高级白干涉色。正交偏光。黄色，玻璃光泽，硬度黄色，玻璃光泽，硬度5-6，晶体横切面为菱形的，晶体横切面为菱形的扁平柱状或板状，也常见粒状扁平柱状或板状，也常见粒状常见副矿物-磷灰石(Ap)六方晶系ApatiteCa5PO43(F,Cl,OH) 六方柱状，集合体呈粒状，六方柱状，集合体呈粒状，横切面为横切面为六边形，纵切面为长方形。六边形，纵切面为长方形。以灰色、以灰色、褐黄、淡绿色常见，玻璃光泽，断口褐黄、淡绿色常见，玻璃光泽，断口呈油脂光泽、参差不齐（呈油脂光泽、参差不齐（0001不完全不完全节理）节理）自形的磷灰石（自形的磷灰石（ApAp），），无色，正中突无色，

19、正中突起，起，干涉色一级灰，垂直干涉色一级灰，垂直c c轴的切面全轴的切面全消光，平行消光，平行c c轴的切面为平行消光，负轴的切面为平行消光，负延性。一轴负晶延性。一轴负晶AAAAAA锆石：锆石：ZrSiO4四方晶系，四方晶系，极高正突极高正突起，起，-干涉干涉色，一色，一（）（）绿帘石绿帘石绿色、黄绿色，柱状晶体，集合体绿色、黄绿色，柱状晶体，集合体呈粒状、放射状，呈粒状、放射状，玻璃光泽硬度玻璃光泽硬度6.5，平行（，平行（001）解）解理完全理完全绿泥石绿泥石，多为深绿色，晶体呈板状，多为深绿色，晶体呈板状，集合体呈片状或致密块状，鲕状集合体呈片状或致密块状，鲕状（鲕绿泥石）解理面上珍

20、珠光泽，（鲕绿泥石）解理面上珍珠光泽，硬度硬度2-2.5，片状解理平行（，片状解理平行（001）完）完全，薄片具挠性全，薄片具挠性硬绿泥石硬绿泥石 FeFe2 2AlAl2 2AlAl2 2Si Si2 2O O1010 （OHOH）4 4 浅绿色、暗绿色，片状、集合体呈浅绿色、暗绿色，片状、集合体呈束状、放射状，弯曲壳状，外观与束状、放射状，弯曲壳状，外观与绿泥石很相似，但硬度较绿泥石高绿泥石很相似，但硬度较绿泥石高（H=5-6H=5-6）玻璃光泽）玻璃光泽. .解理平行解理平行（001001），性脆。），性脆。 为含为含FeFe的铝硅酸盐矿物，是典型的的铝硅酸盐矿物，是典型的低温矿物，稳定

21、在低低温矿物，稳定在低- -高压范围内。高压范围内。矽线石矽线石浅黄、浅褐色，风化面灰白色浅黄、浅褐色，风化面灰白色,晶晶体大多呈细长柱状、针状体大多呈细长柱状、针状,但多但多为纤维状或毛发状集合体在柱为纤维状或毛发状集合体在柱面上可见到纵纹。面上可见到纵纹。（矽线石（矽线石(泥质岩泥质岩)，透闪石，透闪石(碳酸碳酸盐岩中）盐岩中）硅灰石硅灰石 CaSiO3:板状晶体，集合体呈片状、板状晶体，集合体呈片状、放射状或纤维状等，常见白色、玻放射状或纤维状等，常见白色、玻璃光泽，解理面上呈珍珠光泽，璃光泽，解理面上呈珍珠光泽，硬硬度小于小刀（度小于小刀（H=4.5-5),解理平行解理平行100完全完全, 主要产于酸性侵入岩与硅质灰岩的主要产于酸性侵入岩与硅质灰岩的接触带接触带. 形成深度形成深度4Km（0.1GPa)T=650oC与与透闪石的区别是质较软，不象透闪透闪石的区别是质较软，不象透闪石性脆易折石性脆易折透闪石透闪石 Ca2Mg5Si4O112(OH)2 晶体呈长柱状或者针状，通常呈放射状、晶体呈长柱状或者针状，通常呈放射状、纤维状、毛发状集合体