煤矿地质应用

《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，铜黄色。条痕：绿黑。光泽：金属光泽。硬度：5—6。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、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：2—3。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)4O11]2(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、实验原理矿物的形态和矿物的物理性质，乃是肉眼鉴定矿物的两项主要依据，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，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(5.5％6)、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及新鲜面。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，遇盐酸强烈气泡。大理岩常呈白色、灰白色。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、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、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(0．5—1m)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、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