第二章矿物和岩石

第二章矿物和岩石2023/2/2第一节矿物一、矿物的化学成分类型二、矿物的化学性质1、矿物的可溶性2、矿物的可氧化性3、矿物与酸、碱的反应2023/2/2三、矿物的形态

1、矿物单体的形态1）矿物的结晶习性一向延长的二向延展的三向等长的2）晶面特征

晶面条纹2023/2/2石英、黄铁矿、电气石和刚玉的晶面条纹2023/2/22、矿物连生体的形态1）双晶

接触双晶贯穿双晶（穿插双晶）2）平行连生2023/2/2石膏双晶接触双晶2023/2/2正长石卡氏双晶贯穿双晶2023/2/23、矿物集合体的形态1）显晶集合体包括：粒状集合体、（鳞）片状集合体、柱状集合体、针状集合体、纤维状集合体、放射状集合体、晶簇、块状集合体。2023/2/2石英双晶2023/2/2斜长石双晶2023/2/2石榴子石的晶形2023/2/22）隐晶及胶态集合体（1）分泌体：晶腺、杏仁体（2）结核体：球状、凸镜状、瘤状集合体（3）鲕状及豆状体（4）钟乳状体：石钟乳、石笋、石柱此外，还有粉末状集合体、土状集合体、被膜状集合体。2023/2/2四、矿物的物理性质1、矿物的光学性质1）颜色：自色、他色、假色2）条痕（粉末色）2023/2/23）光泽（1）金属光泽（2）半金属光泽（3）金刚光泽（4）玻璃光泽此外，还有油脂光泽、树脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽2023/2/24）透明度（1）透明（2）半透明（3）不透明2023/2/22、矿物的力学性质1）解理、裂理和断口

2023/2/2（1）解理矿物晶体在外力作用下，沿着一定的结晶学方向破裂成一系列光滑平面的性质，叫做解理。裂成的光滑平面，叫解理面。包括：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理2023/2/2（2）裂理矿物受外力作用，有时可沿一定的结晶学方向裂成平面的性质，称为裂理或裂开。裂开通常是沿着双晶结合面特别是聚片双晶的结合面发生，或因扁格中某一定方向的面网间存在它种物质的夹层而造成定向破裂。2023/2/2（3）断口具极不完全解理的矿物，尤其是没有解理的晶质和非晶质矿物，它们受外力打击后，都会发生无一定方向的破裂，其破裂面就是断口。包括：贝壳状断口、锯齿状断口、纤维状断口、参差状断口、平坦状断口2023/2/2方解石的三组完全解理2023/2/2普通辉石的短柱状完全解理2023/2/2普通角闪石解理面2023/2/2石盐的解理面2023/2/2萤石解理面2023/2/2云母绿泥石解理面2023/2/2正长石解理面2023/2/2石英的贝壳状断口2023/2/22）硬度

摩氏硬度计（1）滑石（2）石膏（3）方解石（4）萤石（5）磷灰石（6）正长石（7）石英（8）黄玉（9）刚玉（10）金刚石2023/2/2在野外工作中常用：指甲（硬度大于2）铜具（硬度3）小刀（硬度5—5.5）瓷器碎片（硬度6—6.5）2023/2/23）其它力学性质脆性延展性弹性挠性2023/2/23、矿物的其它物理性质1）比重2）磁性3）导电性和荷电性4）发光性：萤光、磷光2023/2/2五、矿物的形成与变化1、形成矿物的地质作用根据作用的性质和能量来源的不同，一般可分为内生作用、外生作用和变质作用。2023/2/2（1）内生作用一般系指与地壳深部岩浆活动有关的全部作用过程。2023/2/2（2）外生作用指于地壳的表层，在较低的温度与压力下，主要在太阳能、H2O、CO2、O2和有机体等因素的影响下，形成矿物的各种地质作用。按其性质的不同，可分为风化作用和沉积作用。2023/2/2（3）变质作用指在地表以下的一定深度内，早先形成的矿物和岩石，由于地壳变动和岩浆活动的影响，物理化学条件发生了变化，造成岩石结构改变或组分改组并形成一系列变质矿物的总称。2023/2/22、矿物的形成条件主要物理化学条件：温度、压力、组分的浓度、介质的酸碱度、氧化还原电位2023/2/23、矿物的变化1）溶蚀：蚀象、再生2）交代3）晶化和非晶质化：晶化或脱玻化、变生非晶质化或玻璃化作用4）假象2023/2/2六、矿物的分类第一大类：自然元素矿物第二大类：硫化物及其类似化合物矿物第三大类：卤化物矿物第四大类：氧化物及氢氧化物矿物第五大类：含氧盐矿物2023/2/2七、矿物的命名根据矿物的化学成分命名：如钛铁矿（FeTiO3）根据矿物的物理性质命名：如重晶石（比重大、透明）根据化学成分结合物理性质命名：如方铅矿（PbS、立方体解理）根据矿物的晶体形态命名：如石榴子石（晶形象石榴籽）根据晶体形态结合物理性质命名：如绿柱石（绿色、晶体为柱状）2023/2/2第二节岩石岩石按成因可分为三大类：岩浆岩（或称火成岩）沉积岩变质岩2023/2/2三大岩类的相互关系和演变情况

2023/2/2三大类岩石的相互转化2023/2/2三大类岩石的相互转化与地质作用的关系2023/2/2一、岩浆岩的基本特征岩浆的定义

岩浆是在上地幔和地壳深处形成的、以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠、富含有挥发物质的熔融体。2023/2/2岩浆岩体2023/2/21、岩浆岩的概念由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。侵入作用：侵入岩（深成岩和浅成岩）喷出作用：火山岩（熔岩或喷出岩和火山碎屑岩）2023/2/2岩浆岩体2023/2/22、岩浆岩的化学成分岩浆岩主要由9种氧化物组成，二氧化硅是最重要的一种氧化物。根据二氧化硅的含量多少，将岩浆岩分为4类：超基性岩类基性岩类中性岩类（包括中性—碱性岩类）酸性岩类2023/2/23、岩浆岩的矿物成分主要造岩矿物岩浆岩中长石含量最多，占60%以上，其次是石英。按造岩矿物在岩浆岩中的含量和分类命名中所起的作用，可分为3类：主要矿物、次要矿物和副矿物。2023/2/2岩浆岩组分变化规律2023/2/24、岩浆岩的结构和构造结构：是指岩石组成部分的结晶程度、颗粒大小、自形程度及其相互间的关系。构造：是指岩石中不同矿物集合体之间的排列方式及充填方式。2023/2/21）岩浆岩的主要结构类型（1）按结晶程度可将岩浆岩结构分为3类：全晶质结构半晶质结构玻璃质结构2023/2/2

（2）根据主要矿物颗粒的绝对大小，可把岩浆岩的结构分为：显晶质结构隐晶质结构2023/2/2

根据主要矿物颗粒的平均直径大小，显晶质

结构又可分为：伟晶结构直径大于10mm粗粒结构直径大于5mm中粒结构直径5—2mm细粒结构直径2—0.2mm微粒结构直径小于0.2mm2023/2/2

根据矿物相对大小可分为3种结构类型：等粒结构不等粒结构斑状及似斑状结构的区别：斑状结构基质为隐晶质或玻璃质似斑状结构基质为显晶质2023/2/2（3）矿物的自形程度自形（晶）结构半自形（晶）结构它形（晶）结构2023/2/2（4）组成岩石颗粒的相互关系文象结构条纹结构2023/2/2岩浆岩的结构（1）全晶质结构半晶质结构玻璃质结构2023/2/2岩浆岩的结构（2）左上：等粒结构右上：不等粒结构左下：斑状结构右下：似斑状结构2023/2/22）岩浆岩的主要构造类型（1）块状构造（2）斑杂构造（3）带状构造（4）气孔构造和杏仁构造（5）流纹构造（6）珍珠构造（7）石泡构造（8）枕状构造（9）流面构造和流线构造2023/2/2岩浆岩的杏仁构造2023/2/2原生节理与流动构造密切相关L节理（层节理）：平行于流面方向Q节理（横节理）：与流线方向垂直S节理（纵节理）：平行流线方向，同时又垂直层节理和横节理此外，还有斜节理。2023/2/25、岩浆岩的产状和相1）岩浆岩的产状：是指岩浆岩体的大小、形状与围岩的接触关系，形成时所处的地质构造环境及距离当时地表的深度等。2023/2/2（1）侵入岩的产状岩床岩盆岩盖（岩盘）岩脉岩株岩基2023/2/2（2）火山岩的产状火山喷发的形式有3种：中心式喷发：火山锥、岩钟、岩针裂隙式喷发：熔岩被、熔岩流、熔岩瀑布熔透式喷发：岩被2023/2/2中心式火山喷发按照爆炸的强弱程度，可分为：猛烈式火山（培雷式火山）宁静式火山（夏威夷式火山）递变式火山2023/2/2岩浆岩产状（1）2023/2/2岩浆岩产状（1）1、岩基；2、岩株；3、岩墙；4、岩床；5、岩盖；6、被剥蚀露出的岩盖；7、火山颈；8、复式火山；9、岩流；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、具有放射状岩墙的火山颈；16、熔岩台地；17、熔岩高原2023/2/2岩浆岩产状（2）2023/2/2岩浆岩产状（2）1、岩基；2、岩株；3、岩盘；4、岩床；5、岩墙；6、火山颈；7、岩钟；8、岩流；9、捕虏体2023/2/22）岩浆岩的相岩浆岩的相是指不同环境条件下形成的岩石和岩体总的特征。岩浆岩的相可分为两大类：

侵入岩相：边缘相、过渡相、中央相

火山岩相：喷出相组（爆发相、溢流相、侵出相）、火山通道相组、潜（次）火山相组和火山沉积相组。2023/2/26、岩浆岩的分类2023/2/2按化学成分分类：根据SiO2的含量可分为四大类：超基性岩类、基性岩类、中性岩类和酸性岩类。每一类又根据碱度即K2O+Na2O的含量进一步分为两大系列，即钙碱性系列和碱性系列。2023/2/2按矿物成分分类：矿物成分主要考虑石英含量、暗色矿物种类及含量，长石的种类及含量(即钾长石或斜长石)，以及似长石的有无及含量。2023/2/2按产状、结构构造分类：在以成分为分类依据的基础上，再按产状、结构构造的不同把各大类岩石进一步划分出深成岩、浅成岩和喷出岩。2023/2/2综上所述，把主要的岩浆岩分为五大类，即：超基性岩类：橄榄岩——苦橄岩类基性岩类：辉长岩——玄武岩类中性岩类：闪长岩——安山岩类（以斜长石为主）正长岩——粗面岩类（以钾长石为主）酸性岩类：花岗岩——流纹岩类碱性岩类：霞石正长岩——响岩类2023/2/2纯橄榄岩2023/2/2蛇纹石化橄榄岩2023/2/2粗面岩（1）斑状结构；斑晶以正长石为主，基质为隐晶质、玻璃质2023/2/2粗面岩（2）斑状结构；斑晶以正长石为主，基质为隐晶质、玻璃质2023/2/2黑云母花岗岩主要矿物为钾长石、石英、斜长石；全晶粒等粒（粗中细）结构2023/2/2辉绿岩的辉绿结构辉绿结构；岩石由较自形的长条状斜长石微晶和他形粒状微晶的辉石等暗色矿物组成，辉石等暗色矿物充填于杂乱交错的长条状斜长石微晶所组成的空隙中。2023/2/2辉石安山岩斑状结构；斑晶多为斜长石，有时为角闪石，基质为隐晶质半晶质，玻璃质2023/2/2角闪安山岩斑状结构；斑晶多为斜长石，有时为角闪石，基质为隐晶质半晶质，玻璃质2023/2/2流纹岩流纹构造；主要矿物为钾长石、石英、斜长石2023/2/2层状玻屑凝灰岩2023/2/2“玢岩”和“斑岩”的区别玢岩指浅成岩中具斑状结构且斑晶以斜长石、暗色矿物为主的岩石。斑岩指斑状结构中的斑晶以碱性长石、副长石、石英为主的岩石。2023/2/2闪长玢岩斑状结构；斑晶斜长石，角闪石，有时是辉石或黑云母，故称为玢岩，基质为细晶质或隐晶质2023/2/2花岗斑岩斑状结构；斑晶为正长石、石英，基质为石英、长石、云母2023/2/27、岩浆岩多样性的原因1）分异作用（1）岩浆分异作用：熔离、扩散、气运作用（2）分离结晶作用：重力分离作用、流动分异（摩擦）作用、压滤作用2）同化混染作用3）岩浆的混合作用2023/2/2分异作用这种作用是岩浆结晶之前，仍处在均匀液态的情况下发生的分异作用。这种作用可以发生在地壳深处，也可发生在岩浆侵入和喷发的过程中。前者为深处分异，后者为就地分异。这种分异是通过熔离、扩散、气运的作用来完成的。2023/2/2同化混染作用岩浆熔化了围岩或捕虏体，使岩浆成分发生了变化，称为同化作用。不完全的同化作用称为混染作用。同化与混染作用经常是密切相关的。2023/2/2混合作用指由两种不同成分的岩浆以不同的比例混合而产生一系列过渡类型的岩浆、并形成不同成分的一系列岩浆岩，这便称为岩浆混合作用。2023/2/2二、沉积岩的形成过程及其特征1、沉积岩的概念2、沉积物的形成过程1）沉积物的来源2）风化作用地表和接近地表的岩石，在温度变化、水、空气及生物的作用和影响下所发生的破坏作用，称为风化作用。2023/2/2风化作用2023/2/2风化作用2023/2/2风化作用2023/2/2石滩2023/2/2风化作用2023/2/23）主要造岩矿物和岩石在风化过程中的稳定性长石类：为K、Na、Ca的铝硅酸盐，易受各种酸(主要是碳酸)的作用而分解。铁镁矿物：主要指Fe、Mg、Ca的硅酸盐矿物，如橄榄石、辉石、角闪石等。这类矿物的稳定性较低，其中以橄榄石最易风化，辉石次之，再其次是角闪石。石英：最稳定的造岩矿物。2023/2/2云母类：白云母稳定性较黑云母高，故在沉积岩中前者较常见。白云母在化学风化作用下可以分解而转变成为水云母以至高岭石；黑云母风化后形成含水的氧化铁矿物及粘土矿物，其部分阳离子则被淋滤。粘土矿物：为沉积岩的重要造岩矿物。由于此类矿物是在地表条件下形成的，故在一般风化作用下只发生机械破碎，而无化学分解现象。碳酸岩矿物：主要为方解石和白云石，分别是石灰岩和白云岩的主要矿物成分。这类矿物在酸性水中极易溶解，而在极干燥的气候条件下，可由物理风化作用破碎成碳酸盐碎屑。2023/2/24）风化产物碎屑物质不溶残余物质溶解物质2023/2/23、风化产物的搬运和沉积碎屑物质的搬运和沉积溶解物质的搬运和沉积生物作用对溶解物质搬运和沉积的影响沉积分异作用2023/2/24、成岩作用压固作用胶结作用重结晶作用成岩矿物的形成2023/2/25、沉积岩的一般特征1）成分特征（1）化学成分特征（2）矿物成分特征陆源碎屑矿物自生矿物次生矿物2023/2/22）构造特征沉积岩的构造是指岩石各个组成部分的空间分布和排列方式。2023/2/2（1）机械成因的构造层理层面构造变形构造2023/2/2根据层理的形态，层理的基本类型有：水平层理波状层理斜层理：单斜层理、交错层理序粒层理块状层理压扁层理2023/2/2层理的基本类型2023/2/2水平层理2023/2/2沉积岩地貌2023/2/2沉积岩地貌2023/2/2常见的层面构造有：波痕、泥裂、雨痕、雹痕晶痕冲刷面流痕槽模、沟模2023/2/2常见的变形构造有：负荷印模球—枕构造包卷层理滑坡构造碎屑岩脉盘状构造2023/2/2（2）化学成因的构造溶解作用形成的构造（缝合线、溶洞和溶孔）凝聚作用形成的构造（结核和晶簇）溶解—凝聚作用形成的构造（叠锥、鸟眼构造和龟背石）2023/2/2盘状构造和缝合线2023/2/2（3）生物成因的构造生物构造（如生物礁体）生物层理（如叠层构造）生物遗迹（如虫迹、虫孔）2023/2/2叠层构造的各种形状2023/2/23）沉积岩的裂隙成岩裂隙构造裂隙2023/2/24）沉积岩的颜色原生色：继承色、自生色次生色：2023/2/26、沉积岩的分类及主要类型以沉积作用方式和岩石成分为依据分类：碎屑岩类粘土岩类化学岩及生物化学岩类2023/2/2按沉积物的来源把沉积岩分为2类：外源沉积岩类（外生沉积岩类）内源沉积岩类（内生沉积岩类）2023/2/27、沉积相和沉积建造1）沉积相的概念相分析相模式分析法2）沉积相的分类大陆相过渡相海相2023/2/2三、变质作用及变质岩的基本特征1、变质作用及变质岩的概念2023/2/2变质作用由地球内力作用促使岩石发生矿物成分及结构构造变化的作用称为变质作用。2023/2/2混合岩化作用变质作用基本上是在岩石保持固态条件下进行的。但是在某些高级变质过程中，变质岩中低熔点的长英物质可能被熔融，形成部分流体相，这些熔融的部分与不熔的残留体混合而形成一种新的岩石，这种作用称为混合岩化作用。2023/2/2变质岩由变质作用形成的岩石叫变质岩。变质岩可根据原来岩石的类型划分为两大类：由岩浆岩变质形成的岩石称为正变质岩，由沉积岩变质形成的岩石称为副变质岩。2023/2/22、变质作用的因素温度、压力、具化学活动性流体和时间。2023/2/23、变质作用的类型根据变质作用的主要因素和地质条件可将变质作用分为以下几种类型：动力变质作用（碎裂变质作用）区域变