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综合地质学教研室：地质工程教研室任课教师：李媛媛教材：《综合地质学》，王根厚等编著《综合地质学实习指导书》，王根厚等编著参考书：《地球科学概论》，刘本培等编著《岩石学》，乐昌硕主编《构造地质学》，朱志澄主编教材与主要参考书许多工程建设，诸如：水库、隧道、桥梁和大型地下工程建设等，其施工的难易、工程的稳定性和建设成本，都与岩性、地质构造密切相关。事先查明施工区的基础地质情况，不仅能合理选择工程的地址，而且可以降低工程成本，特别是避免重大工程事故（如地面沉降、塌方、冒顶、大量出水等）的发生。为什么学习综合地质学？为什么学习综合地质学？滑坡：作业1：由于对地质情况缺乏认知而引起的工程事故？为什么学习综合地质学？要求：PPT（3min）；邮件标题：土木工程+1301+宿舍号；地质学任务：认识地球什么是综合地质学？广义称地学或地球科学,狭义的地质学主要以地壳为研究对象。地壳是由各种固体岩石组成什么是综合地质学？构造岩石矿物元素构造地质学岩石学矿物学1、矿物的主要识别标志2、主要造岩矿物的特征1、三大类岩石的特征2、三大类岩石的分类3、岩石的工程地质性质1、构造的形态、类型、组合形式2、构造的野外识别标志3、构造的工程地质评价受力变形认识和实践怎样学习综合地质学？—地史学(historicalgeology)研究地球发展历史及其规律性的学科在地质学研究中，把地质历史按不同的级别划分了不同的时间单位。由大到小分别是：宙、代、纪、世；而在这些时间单位内形成的地层称为：宇、界、系、统怎样学习综合地质学？怎样学习综合地质学？P141出勤率（10%）课堂实习作业（40%）期末考试（50%）综合地质学成绩评定矿物学第一节矿物的主要识别标志第二节主要造岩矿物的特征矿物：岩石的基本组成单元，它是天然产出的，具有一定的化学成分和内部结构的无机固体物质。矿物的概念2.理解要点⑴一般认为是在地壳中各种地质作用的综合作用下形成的天然单质或化合物。人工制作的、地球以外的应与之区别。(属性1)⑵绝大多数为固态无机物，少量液态（自然汞、水等）和气态（二氧化碳、水蒸气等），有机矿物（琥珀等）。(属性2)⑶化学上均匀，具有相对固定的化学成分，可用化学式表示，但可在一定范围内变化。(属性3)⑷固体矿物绝大多数是晶质体，其内部的原子或离子作规律的排列而具有一定的结构，少数“固态”矿物是非晶质的，其内部原子或离子不作规律排列⑸矿物不是固定不变的。矿物的概念晶体（结晶体P1）：具有一定几何外形的多面体形的固体物质，它们由特定的棱、面及顶点组成；不同矿物往往具有不同的晶体结构（P3）；晶体结构往往控制了矿物的某些性质。第一节矿物的主要识别标志矿物的识别：一般是依据矿物的形态和物理性质来识别主要造岩矿物。岩石主要由矿物组成，因而对岩石中矿物的鉴定，对岩石定名、定性有着重要的意义。—指矿物的单体及集合体的形态（P4）•1、晶体形态（P5）一、矿物的形态—矿物化学成分和内部结构的外在反映矿物单体形态（包括晶体形态和晶体习性）:（1）自形；（2）半自形；（3）他形。一、矿物的形态—矿物化学成分和内部结构的外在反映•2、晶体习性（P5+6）一向伸长（柱状、针状），如：石英二向延展（板状、片状），如：长石、云母三向等长（等轴状），如：黄铁矿、石榴石柱状（绿柱石、石英等）针状（芒硝等）板状（长石、石膏等）片状（云母等）多面体（石榴石、金刚石）立方体（岩盐、方铅矿等）一、矿物的形态—矿物化学成分和内部结构的外在反映矿物集合体形态—取决于矿物单体的形态和它们的集合方式显晶集合体一、矿物的形态—矿物化学成分和内部结构的外在反映矿物集合体形态—取决于矿物单体的形态和他们的集合方式隐晶集合体二、矿物的物理性质—由矿物化学成分和内部结构决定矿物的光学性质•矿物光学性质：矿物对光线的反射、吸收及折射所表现出的各种特征，以及矿物引起的光线干涉和散射现象，主要包括：•1矿物的颜色•2矿物的条痕•3矿物的透明度•4矿物的光泽•矿物的颜色：是矿物对白光中不同波长光波吸收的结果，所呈的颜色为被吸收光的补色。•如果对各种波长的光波普遍而均匀的吸收，则随吸收程度不同而呈黑、灰、白色。矿物的颜色•如对各种波长的光波有选择性的吸收，则呈现各种较鲜艳的颜色，如红、蓝、绿、橙等。二、矿物的物理性质—光学性质•矿物的条痕：是矿物粉末的颜色，一般是指矿物在白色瓷板上划擦时所留下的粉末的颜色；是矿物呈粉末状态时对光线中不同波长光波吸收的结果。•矿物的条痕比其本身的颜色固定，是鉴定矿物的可靠特征。如赤铁矿的表面颜色有红色、钢灰色、铁黑色等，但其条痕总是樱桃红色的。矿物的条痕二、矿物的物理性质—光学性质矿物的透明度二、矿物的物理性质—光学性质透明度是矿物允许光线透过的程度，分为透明、半透明和不透明三级。也可用条痕色来区分：透明矿物（水晶等）—条痕为白色或略呈色半透明矿物（闪锌矿）—条痕彩色（如褐、红、绿）不透明矿物（黄铁矿、石墨等）—条痕黑色或金属色石英（透明）闪锌矿（半透明）根据矿物反射能力的大小可将矿物光泽分为：矿物的光泽—矿物表面对可见光的反射能力。二、矿物的物理性质—力学性质1）金属光泽—矿物表面呈金属新鲜面的光泽，光亮耀眼，不透明，条痕金属色、黑色，如自然铜、方铅矿自然金（金属光泽）硬锰矿（半金属光泽）金刚石（金刚光泽）2）半金属光泽—条痕深彩色，如赤铁矿、铁闪锌矿等3）金刚光泽—条痕彩色至白色，如金刚石、浅色闪锌矿等4）玻璃光泽—条痕白色，如方解石、石英、正长石、普通角闪石等大多数造岩矿物。根据矿物反射能力的大小可将矿物光泽分为：矿物的光泽—矿物表面对可见光的反射能力。二、矿物的物理性质—力学性质石英（油脂光泽）滑石（蜡状光泽）石膏（丝绢光泽）油脂光泽：具玻璃光泽的矿物，因反射表面不平，使部分光散射而呈油脂状光泽，如石英蜡状光泽：如滑石丝绢光泽：纤维状集合体表面呈现这种光泽，如石棉、石膏珍珠光泽：如云母土状光泽：如高岭石•矿物力学性质：矿物在受到外力作用下所表现出来的一系列特征，不同的矿物都有着不同的力学性质。力学性质包括：1矿物的解理与断口2矿物的硬度3矿物的比重与密度4矿物的弹性和和挠性5矿物的脆性和延展性二、矿物的物理性质—力学性质矿物的力学性质矿物的解理与断口—矿物在外力作用下，发生破裂的性质。解理：•是指矿物晶体在外力作用下严格沿着一定结晶方向破裂，并能裂成光滑平面的性质；这些光滑平面称为解理面。（P7）•如云母和石墨的片状极完全解理，方解石的菱形完全解理，辉石和角闪石的两组中等解理，橄榄石的不完全解理，石英和黄铁矿的极不完全解理。二、矿物的物理性质—力学性质断口：•无解理矿物晶体在外力作用下沿任意方向破裂呈各种凹凸不平的断面。•断口多呈参差状（如：磷灰石、黄铁矿等）、贝壳状（石英）、锯齿状（如：自然铜）、土状（如高岭石）矿物的硬度—矿物表面抵抗刻滑力的强度。二、矿物的物理性质—力学性质•在野外实践或实习中，常把矿物的硬度粗略的划分为小于指甲（2.5）、指甲与小刀(5.5)之间及大于小刀三级。•软矿物（指甲能刻划：2.5）•中等硬度矿物（硬度介于指甲与小刀之间）•硬矿物（小刀不能刻划:5.5）矿物的相对硬度一般沿用摩氏硬度计。摩氏硬度计由十种矿物组成，按其软硬程度排列成十级：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金刚石矿物的比重与密度•矿物的比重是指矿物在空气中的重量与同体积水在4摄氏度时重量之比。•在肉眼鉴定矿物时，一般根据矿物的相对比重:•轻级小于2.5，如石墨、石膏•中级2.5—4，如石英、方解石CaCO3•重级大于4，如重晶石BaSO4、方铅矿PbS、自然金二、矿物的物理性质—力学性质矿物的脆性与延展性•矿物的脆性（与矿物的硬度无关）•是指矿物受外力作用时容易破碎的性质（黄铁矿）•矿物的延展性：•是指矿物在锤击或拉引下，容易形成薄片和细丝的性质（自然金、自然银）二、矿物的物理性质—力学性质矿物的弹性与挠性•矿物的弹性：矿物受外力作用发生弯曲形变，但当外力作用取消后，则能使弯曲形变恢复原状，这种性质称为弹性。（云母）矿物的挠性：矿物受外力作用发生弯曲形变，如外力作用取消后，弯曲了的形变不能恢复原状，则这种性质称为挠性。（绿泥石、蛭石）二、矿物的物理性质—力学性质第二节主要造岩矿物的特征自然界中，矿物种类虽然名目繁多，但主要造岩矿物却只有少数几十种，在这里我们将介绍一些常见的矿物，如石英、长石类、铁镁矿物、云母类、碳酸盐类矿物等。矿物的分类(了解)•自然元素:自然金,金刚石,石墨•硫化物及其类似化合物:方铅矿PbS、黄铁矿FeS2、黄铜矿CuFeS2,•氧化物及氢氧化物:磁铁矿Fe3O4、铬铁矿FeCr2O4、石英SiO2,•卤化物:萤石CaF2、石盐NaCl,•含氧盐:硫酸盐：重晶石BaSO4，石膏CaSO42H2O碳酸盐：方解石CaCO3，白云石CaMg[CO3]2硅酸盐：长石、云母、辉石、角闪石等自然元素自然金金刚石石墨硫化物及类似化合物方铅矿黄铜矿黄铁矿磁铁矿紫水晶玛瑙氧化物及氢氧化物褐铁矿含氧盐常见主要造岩矿物及特征常见主要造岩矿物：（1）硅酸盐矿物：1）架状硅酸盐：石英、钾长石、斜长石、2）链状硅酸盐：角闪石、辉石、3）岛状硅酸盐:橄榄石、石榴子石4）层状硅酸盐：白云母、黑云母（2）碳酸盐矿物：方解石、白云石石英(quartz)【SiO2】（架状结构硅酸盐）石英特征•无色透明，米黄色、烟灰色、黑色、蔷薇红色•油脂光泽或玻璃光泽•贝壳状断口•硬度为7•比重2.65•单体形态六方双锥(柱状)•结晶程度较好的石英称作水晶为花岗岩的重要组成之一•呈肉红色，褐黄或浅黄色，灰紫色、灰白色•玻璃光泽、两组交角90度的解理•格子双晶或卡式双晶•硬度大于小刀（6－6.5)。•板状晶形长石类(feldspar)（架状结构硅酸盐）钾长石【K（AlSi3O8）】长石类(feldspar)（架状结构硅酸盐）斜长石(plagioclase)Na（AlSi3O8）-Ca（Al2Si2O8•为岩浆岩类岩石的主要造岩矿物，•白色•半透明，条痕为无色。•玻璃光泽•硬度大于小刀（6－6.5)。•聚片双晶•随着矿物中Na与Ca百分含量不同，矿物的性质略有差别。长石类(feldspar)（架状结构硅酸盐）斜长石(plagioclase)Na（AlSi3O8）-Ca（Al2Si2O8普通角闪石常见于闪长岩，辉长岩等岩石中•一般呈暗绿色至黑色，条痕无色或白色•玻璃光泽，半或不透明•长柱状，两组解理，夹角56°，断口近菱形•硬度（5－6）•主要化学成分有：Ca、Na、Mg、Fe、Al、Si、O铁镁矿物类（链状结构硅酸盐）普通角闪石(hornblende)铁镁矿物类（链状结构硅酸盐）(Ca,Na,K)2-3(Mg,Fe2+,Fe3+,Al)5[Si6(Si,Al)2O22](OH,F)2普通辉石(pyroxene)铁镁矿物类（链状结构硅酸盐）•为超基性岩和基性岩的主要矿物。•常呈墨绿色。•短柱状。•二组解理，解理夹角为90°。•硬度大于小刀。•化学成分为XY[Si2O6]。•其中Y=Mg，Fe2+，Mn，Al，Fe3+;X=Ca，Mg，Mg，Fe2+，Mn，Na，Al；石榴子石(garnet)（岛状结构硅酸盐）•石榴子石的颜色各种各样，受成分的影响较大•玻璃光泽；无解理，断口油脂光泽•粒状，晶形为菱形十二面体，•硬度大于小刀（6.5-7.5)，性脆•为铁、镁、锰的铝硅酸盐等。•透明而色彩鲜艳的为红宝石石榴子石(garnet)（岛状结构硅酸盐）铁铝榴石镁铝榴石钙铝榴石钙铁榴石橄榄石(olivine)（岛状结构硅酸盐）•普通橄榄石一般为黄绿色，玻璃光泽，结晶好的透明，•不完全两组解理，贝壳状断口•硬度大于小刀（6.5-7）•主要化学成分为（Mg,Fe)2[SiO4]。•随着橄榄石中铁，镁的含量的比例变化，分为镁橄榄石和铁橄榄石两大系列。色泽美丽的可作绿宝石橄榄石(olivine)（岛状结构硅酸盐）铁橄榄石镁橄榄石黑云母(biotite)