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矿物岩石学教师：赵军红E-mail:jhzhao@cug.edu.cn地球科学学院课程安排•概论、矿物学(8学时)实习2次•火成岩(8学时)实习2次•沉积岩(8学时)实习2次•变质岩(4学时)实习1-2次•综合实习1次(2学时)要求1、不得缺课，课堂做笔记；2、重视实习课，不允许缺实习课；3、实习作业要随堂交；4、平时实习成绩＋未知鉴定成绩＝课程总成绩。本课程参考书目●乐昌硕，岩石学，地质出版社，1984●赵珊茸、边秋娟、凌其聪，矿物学，高等教育出版社，2004●路凤香、桑隆康，岩石学，地址出版社，2002●曾广策，矿物学岩石学实验指导书，内部教材，2000（统一到教材科买）●其他矿物学、岩石学教材或读物矿物岩石学概论矿物岩石的重要性１－是人类生存的物质基础２－是“和谐社会”的重要保障３－是可持续发展的根本重实践，勤观察，多思考学习目的：1.了解矿物学、岩石学的基本理论2.掌握肉眼鉴定常见矿物、岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类常见岩石种属的基本技能和基本方法，为专业课的学习和野外工作奠定基础3.提高对造岩矿物和主要岩石的感性认识、增强实践能力学习内容：•包括矿物、岩浆岩、沉积岩、变质岩四部分及其它们的肉眼鉴定、分类和命名方案什么是矿物、岩石？一.矿物、岩石的概念矿物(mineral):是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天然结晶态的单质或化合物，它们是岩石和矿石的基本组成单位。要素：天然产出有化学式具晶体结构无机物质岩石(rock):是矿物或类似矿物（mineraloids）的物质（如有机质、玻璃、非晶质等）组成的固体集合体，多数岩石是由不同矿物组成，单矿物的岩石相对较少。自然界的岩石可以划分为三大类：岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩。要素：由矿物组成固体集合体方解石(calcite)水晶(crystal)石棉(asbestos)矿物：金刚石(diamond)绿柱石(beryl)孔雀石(malachite)黄铁矿(pyrite)自然金(gold)要点•矿物系地球、月球及其他天体中天然形成的产物。•矿物具有一定的化学成分和内部结构，从而也具有一定的形态和物理、化学性质，藉此我们可以鉴别矿物种。•矿物并非固定不变的，任何一种矿物都只是在一定的物理化学条件下相对稳定，得以保存。•矿物是岩石和矿石的基本组成单位。•当前，矿物学通常以天然结晶质无机物为主要研究对象，液体和气体均不在现代矿物之列。三大岩概念岩浆岩（火成岩）：是由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融形成岩浆冷却固结的产物。沉积岩：是在地表条件下，原先形成的各种岩石在风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩过程中形成的岩石。变质岩：是由岩浆岩和沉积岩经过变质作用形成的。三大类岩石的形成过程。岩浆岩（igneousrock）火山角砾岩（Lavabreccia）黑云母花岗岩（Biotitegranite）沉积岩（sedimentaryrocks）高岭石粘土岩(Kaoliniticclaystone)长石砂岩(arkose)变质岩（metamorphicrocks）纯大理岩(Puremarble)板岩(slate)研究岩石的必要性•是构成各种地质构造和地貌的物质基础；•对于了解地壳、地幔和其他星球的物质组成、起源、发展等都具有重要的科学意义；•对指导找矿勘探、开发地下水资源，设计工程建筑有重要意义。判断：玻璃、石盐、石油是矿物吗？陶瓷、煤、水泥是岩石吗？二.矿物学、岩石学矿物学（mineralogy）是研究矿物（包括准矿物）的成分、结构、形态、性质、成因、产状、用途和它们相互间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变化的历史的科学，它为地质学的其他分支学科及材料科学等应用科学在理论上和应用上提供了必要的基础与依据。岩石学（petrology）是地质学的一个分支，它是研究岩石的分布、产状、成分、结构、构造、分类、成因、演化等方面的科学。（一）矿物学的研究内容及其分析测试技术1.矿物学的研究内容研究矿物的成分、结构、形态、物理性质、成因、产状、用途和它们相互间的内在联系矿物的化学成分：（1）单质：金刚石，自然金（2）化合物：橄榄石，斜长石等物理性质：晶形、颜色、光泽、解理、裂理、断口、硬度、条痕等特征。2．矿物学的研究分析测试技术电子显微镜观测电子探针分析化学分析法光谱类分析X射线分析穆斯堡尔谱电子显微镜JXA-8100电子探针（EPMA)锆石的CL照片X射线衍射仪3.矿物学的应用矿物学的应用主要包括两大方面：①应用于地质找矿②研究作为矿产资源的矿物本身的开发和应用（二）岩石学的研究内容及其方法1.岩石学的研究内容三大类岩石的形成过程研究岩石的分布、产状、成分、结构、构造、分类、成因、演化等2.岩石学的研究方法岩相学（petrography）：立足于详细的野外及室内的观察与测试，以研究岩石分类和描述岩石特征为主。岩理学(petrogenesis):是将岩相学的知识结合实验研究和理论分析，通过归纳得到有关各类岩石成因，形成演化及构造背景的结论。岩石学观察方法（1）野外、手标本、显微镜（2）岩石和矿物成分的分析（3）岩石物理性质测定（4）实验岩石学观察野外观察花岗岩脉切断辉长岩安山岩手标本显微镜观察角闪安山岩实验资料岩石成分（含主要元素、微量元素和同位素）分析怎样学好矿物学岩石学？勤动脑、多提问理思路、重实践第一章矿物的成分、性质与分类•第一部分矿物的化学成分•第二部分矿物的形态•第三部分矿物的物理性质•第四部分矿物的分类命名第一部分矿物的化学成分矿物的化学成分：矿物是自然界的天然产物，化学元素是形成矿物的物质基础。显然，地壳中化学元素的丰度与矿物的形成、矿物的化学成分有着密切的关系。常见8种元素的元素丰度（据B.Mason,1966）元素质量克拉克值（％）原子克拉克值（％）O46.662.55Si27.7221.22Al8.136.47Fe5.001.92Ca3.631.94Na2.832.64K2.591.42Mg2.091.84地壳中以O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg等元素组成的含氧盐和氧化物矿物分布最广。其中硅酸盐矿物占矿物总种数的24％，占地壳总重量的3/4。如：橄榄石((Mg,Fe)2[SiO4])、透辉石(CaMg[Si2O6])等七大造岩矿物皆为硅酸盐矿物；氧化物矿物，占矿物总种数的14％，占地壳总重量的17％。如石英（SiO2），刚玉(Al2O3)等。矿物的化学成分：（1）单质：金刚石，自然金（2）化合物：橄榄石，斜长石等（一）矿物的形态形态：指矿物单体、矿物规则连生体及同种矿物集合体的形态。它是矿物化学成分和内部结构的外在反映，故可作为矿物的重要鉴定特征。第二部分矿物的形态1.矿物单体的形态：根据晶体在三维空间的发育程度，大致分为三种基本类型：1）一向伸长：柱状、针状、毛发状，如辉石、角闪石2）二向延伸：板状、片状、叶片状，如石墨、云母3）三向等长：粒状，如橄榄石、石榴石（1）一向伸长：柱状、针状、毛发状:辉石、角闪石、电气石（2）二向延长：如板状、板片状、片状等。云母、绿泥石等具此习性。（3）三向等长：如等轴状、粒状。石榴石、黄铁矿等具此习性。2、矿物集合体形态：同种矿物多个单体聚集在一起就是矿物集合体。集合体形态取决于单体形态和集合方式。按矿物颗粒大小，集合体分为：显晶集合体：肉眼能分辨其中矿物单体隐晶集合体：显微镜下可以区分出矿物单体胶态集合体：显微镜下也不能辨别出单体显晶集合体的形态常见有：柱状（columnar）、针状（acicular）、板状（tabular）、片状（schistic）、鳞片状（scaly）、叶片状（foliated）和粒状（granular）等。显晶集合体：下一页显晶集合体：下一页显晶集合体：常见的隐晶及胶态集合体按形成方式及外貌特征主要有：分泌体(secretion)、结核（concretion）、鲕状及豆状集合体（oolitic&pisoliticaggregates）、钟乳状集合体（stalactiticaggregate）分泌体：返回鲕状集合体：豆状集合体：钟乳状：葡萄状和肾状块状集合体：土状集合体：被膜状集合体：取决于矿物本身的化学组成和内部结构，是鉴定矿物的主要依据，也是矿物资源开发利用的着眼点。光学性质、力学性质、磁学性质、电学性质、热学性质第三部分矿物的物理性质（一）矿物的光学性质矿物的光学性质：矿物对可见光的反射、折射、吸收等所表现出来的各种性质。光学性质：颜色Color条痕Streak透明度Transparence光泽Luster颜色（Color）矿物对入射的白色可见光（390～770nm）中不同波长的光波吸收后，透射和反射的各种波长可见光的混合色。是鉴定矿物时最直观的感性认识。注意：1）当矿物对各色光同等程度地均匀吸收时，其所呈颜色取决于吸收程度；色而呈现出不同浓度的灰则视其吸收量的多少收了一部分若各色光皆被均匀地吸矿物呈无色或白色若基本上均不吸收矿物呈黑色若均匀地全部吸收,,)3(;,)2(;,)1(例如，吸收红光，则呈现红光对角的补色—绿色。2）当矿物选择性地吸收某种波长的色光时，矿物呈现被吸收的色光的补色。条痕（streak）是矿物粉末的颜色。一般是指矿物在白色无釉磁板（whiteunglazesporcelain）上划擦时所留下的粉末的颜色。条痕突出表现了矿物的自色，因而是鉴定矿物的可靠依据。注意：①不透明矿物和鲜艳彩色的透明—半透明矿物，尤其是硫化物或部分氧化物和自然元素矿物，具重要鉴定意义；而浅色或白色、无色透明矿物的条痕多为白色、浅灰色等浅色，无鉴定意义；②某些矿物由于类质同象混入物的影响，其条痕和颜色会有所变化。根据条痕的微细变化，可大致了解矿物成分的变化，推测矿物的形成条件。透明度（Transparence）矿物透过可见光的程度。分为透明、半透明、不透明。1）透明（transparent）：能透过绝大部分光，条痕为无色、白色或浅色。如，石英、方解石、普通角闪石2）半透明（translucent）：可允许部分光透过，条痕呈红、褐等各种彩色。如，辰砂、雄黄3）不透明（opaque）：基本不允许光透过，条痕呈黑色或金属色。如，磁铁矿、石墨光泽（Luster）•指矿物表面对光的反射能力。•矿物反光的强弱主要取决于矿物对光的折射和吸收的程度。矿物对光的折射越强，光泽也就越强。•光泽与透明度、条痕有关，在肉眼鉴定时，常配合条痕、透明度来判断光泽等级。分为4个等级：1）金属光泽：反光很强，似平滑金属磨光面的反光。矿物具金属色，条痕呈黑色或金属色，不透明。方铅矿和石英晶体2）半金属光泽：反光较强，似未经磨光的金属表面的反光。矿物呈金属色，条痕为棕色、褐色等深彩色，不透明～半透明。3）金刚光泽：反光较强，似金刚石般明亮耀眼的反光。颜色和条痕均呈浅色（如浅黄、桔红、浅绿等）、白色或无色，半透明～透明。金刚石晶体光线在金刚石晶体中传播示意4）玻璃光泽：反光较弱，呈普通平板玻璃表面的反光。矿物为无色、白色或浅色，条痕呈无色或白色，透明。石英晶簇•注意：矿物不平坦的表面或矿物集合体的表面上的特殊变异光泽：1）油脂光泽（greasyluster）：某些解理不发育的浅色透明矿物的不平坦断口上呈现的似油脂般的光泽。2）树脂光泽（resinousluster）：某些具金刚光泽的黄、褐或棕色透明矿物的不平坦断口上的似松香般的光泽。3）沥青光泽（pitchyluster）：解理不发育的半透明或不透明黑色矿物的不平坦断口上乌亮沥青状光泽。4）珍珠光泽（pearlyluster）：浅色透明矿物的极完全解理面上的如珍珠表面或蚌壳内壁柔和而多彩的光泽。5）丝绢光泽（silkyluster）：具玻璃光泽的无色或浅色透明矿物的纤维状集合体表面常呈蚕丝或丝织品状的光亮。6）蜡状光泽（waxyluster）：某些透明矿物的隐晶质或非晶质致密块体上的似蜡烛表面的光泽。7）土状光泽（earthyluster）：呈土状、粉末状或疏松多孔状集合体的矿物表面如土块般暗淡无