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土壤测定实验方法实验一主要造岩矿物的识别一、目的意义各种岩石的风化物，对形成土壤类型和性状有很大的影响。在研究土壤特性与植物生长的关系时，首先应了解形成母质的岩石类型，而岩石是由矿物组成的，为了鉴别各种岩石，必须学会识别主要的造岩矿物。矿物是地壳中各种地质作用所形成的具有一定物理和化学性质的自然产物。大多数矿物呈固态。鉴别矿物的方法很多，室内可测定其化学成分，鉴别其物理性质；野外调查时，可用一些简单的工具和试剂（如放大镜、小刀、盐酸等），对矿物的物理性状和化学组成进行现场鉴别。二、矿物的主要物理性质1.结晶性状：晶质矿物具有一定的结晶性状，如石英呈六方柱和六方锥复合体的单晶或晶簇，在岩石中则成粒状，集合体则呈块状。有的矿物则出现双晶，如正长石的卡氏双晶，斜长石的聚片双晶，晶体石膏的燕尾双晶。这些是造岩矿物各自的结晶特征，具有特殊的鉴别意义。2.颜色：是矿物对光线吸收、反射、折射的物理性质的表征。各种矿物都有相对固定的颜色，如正长石呈肉红色，斜长石呈灰白色，角闪石暗绿至黑色，这是矿物本身固有的，是鉴定矿物的重要特征。但当矿物中含有的杂质时，则呈现另一些颜色，如无色透明或乳白色的石英，含杂质时则呈灰、黑、紫等色，可见不能仅凭颜色来鉴定矿物。3.条痕：是矿物粉末的颜色，硬度小的矿物在未上釉的白瓷板上刻划，留下的粉末痕迹。条痕可清除杂色，保存自色，更具有鉴定意义。如黄铁矿和黄铜矿都为黄色，但前者的条痕呈黑色，后者呈黑绿色。4.光泽：是矿物反射光的能力。可分为金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。（1）金属光泽：具有金属光滑表面所呈现的光亮。如金、银、黄铁矿等。（2）非金属光泽：为透明或半透明浅色矿物常具有的光泽。可分为以下几类：①金刚光泽：光亮很强，光辉夺目。如金刚石的光泽。②玻璃光泽：似玻璃反射的光亮。如石英晶面、方解石、长石的光泽。③珍珠光泽：似珍珠的明亮光润。如云母的光泽。④丝绢光泽：似丝绢的瑰丽多采。如石绵、纤维石膏的光泽。⑤脂肪光泽：似油腻的脂肪。如乳白色的断口具有这种光泽。（3）半金属光泽：介于金属光泽和非金属光泽之间。如赤铁矿等。5.硬度：是矿物抵抗外力磨擦或刻划的能力。一般采用摩氏硬度计来确定矿物的相对硬度（表1-1）。表1-1硬度12345678910代表矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石野外测定矿物硬度，常用一些简单的器具来代替摩氏硬度计。如指甲（硬度2.5）、铜器（硬度3.0）、铁器或玻璃片（硬度5~5.5）、钢器（6.5）、软铅笔（硬度1.0）；自然界中硬度大于7的矿物是很少见的。6.解理：矿物受外力作用后，沿着一定方向的面裂开，称解理。裂开后形成的光滑面称为解理面。有如下几种：（1）极完全解理：矿物极易裂成薄片状，解理面完整而光滑。如云母、绿泥石等。（2）完全解理：受力后沿解理面裂成小块，解理面光滑，断口少见。如方解石。（3）中等解理：在破裂面上可大致看出平整的解理面，断口经常可见。如长石、辉石等。（4）不完全解理：解理面不清晰，难以发现。如磷灰石。（5）极不完全解理：实际上是无解理。7.断口：是矿物受力打击后，不沿一定方向断裂，而出现不规则的断裂面。可分为以下几种：（1）贝壳状断口：断裂面有类似同心圆的起伏，似贝壳的外形。如石英。（2）锯齿状（参差状）断口：断裂面有锯齿状或片状的尖棱。如纤维石膏。（3）阶梯状断口：断裂面局部与解理面相交形成一个角。如斜长石。（4）土状断口：有平坦而粗糙的表面。如高岭土。除以上几种物理性质外，还有透明度、比重、弹性、气味、感觉等。三、实验材料石英、正长石、斜长石、云母、角闪石、辉石、方解石、高岭土、褐铁矿、赤铁矿等。四、实验工具小刀、瓷板、放大镜、稀盐酸、铁钉、玻璃片等。五、鉴定步骤根据各种矿物的主要物理性质，按以下步骤进行鉴定：1.先观察矿物的颜色、结晶性状和光泽。2.以简单的工具确定矿物的硬度，对硬度小的可在未上釉的白瓷板上刻划，观察条痕颜色。3.观察矿物的解理及断口情况。4.对白色或硬度小的矿物可滴加稀HCl，观察是否有泡沫产生。将观察鉴定结果，填入表1-2。表1-2主要造岩矿物观察鉴定结果表编号性状光泽颜色解理断口硬度条痕主要化学成分其它矿物名称实验二岩浆岩的识别一、目的意义土壤是由岩石经风化和成土作用形成的，岩石中的矿物和化学组成，直接影响着土壤的许多性状，从而影响着植物的生长情况。岩石是一种或多种矿物的集合体。在掌握了主要造岩矿物的识别后，还应进一步学会识别各种岩石。通过本次实验，学会鉴定岩浆岩的特征的基本技能，为野外识别岩浆岩和土壤母质打下基础。二、岩浆岩的主要特征岩浆岩是岩浆在地壳深处侵入或喷出地表冷凝而形成的。它的矿物组成、产状、结构和构造都有其本身的特点。1.矿物组成：岩浆岩主要是浅色的石英、正长石、斜长石、云母，以及深色的角闪石、辉石、橄榄石组成。根据其中SiO2的含量多少可分为：⑴酸性岩(SiO265%)；⑵中性岩(SiO265~52%)；⑶基性岩(SiO252~40%)；⑷超基性岩(SiO240%)，呈深暗色，而中性岩则介于二者之间。此外，矿物种类也可作为鉴别的辅助特征。酸性岩以石英为主，中性岩以长石为主，基性岩以辉石、角闪石为主，超基性岩以橄榄石为主。2.产状产状是指岩浆冷凝后所形成的岩体的形状、大小、同周围岩石的关系及形成时所处的环境。根据形成深度的不同，可分为：（1）侵入岩：在地壳深处形成，一般矿物结晶较好，称深成侵入岩；在接近地表形成的，一般矿物结晶稍差，称浅成侵入岩。（2）喷出岩：岩浆喷出地面形成，常具流纹、气孔或杏仁等构造。3.结构：指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小和形状，以及彼此间的结合方式。有以下几种：（1）全晶等粒：矿物颗粒全部结晶，可辩认矿物成分，且颗粒大致相等。又分为粗粒（5mm）、中粒（2~5mm）、细粒(0.2~2mm)，是深成岩所具有的结构。（2）隐晶结构：矿物颗粒结晶细小，肉眼难以辩认，岩石断面较粗糙，为浅成岩和喷出岩所具有。（3）斑状结构：矿物颗粒大小不等，较大矿物的晶体分散于隐晶质或玻璃质之间，较大的晶体称为斑晶，而隐晶质或玻璃部分称为石基，多为浅成岩所具有。（4）玻璃结构：矿物没有结晶，断面较光滑，喷出岩所具有。4.构造：指岩石各组成部分的矿物在排列方式和填充方式上所赋予岩石的外貌特征。有以下几种：（1）块状构造：岩石中矿物颗粒呈无定向排列，较致密均匀地分布于岩石中，可看出结晶颗粒的称块状显晶构造。（2）流纹状构造：岩石中矿物颗粒呈定向排列而形成不同色调的条带，似流水，为喷出岩具有。（3）气孔状构造：岩石中有许多椭圆和浑圆的空洞，为岩浆喷出时压力减小，导致其中的气体来不及喷出就冷却形成的空洞，为喷出岩具有。（4）杏仁状构造：岩石的气孔被后期的矿物填充而成，为喷出岩具有。岩浆岩的结构和构造反映了岩浆岩的生成环境，是鉴别岩石的重要依据。三、实验材料花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩、流纹岩、玄武岩、粗面岩、闪长玢岩、橄榄岩等。四、鉴定步骤1.借助岩浆岩简单分类表，根据岩石颜色，酸性指示矿物（石英、橄榄石）有无确定为酸性或超基性岩，就可进行第四步，判断它是什么岩石，若无批示矿物则进行第二步鉴定。2.根据岩石浅色矿物，区别正长石和斜石，同时根据深色矿物以何种为主，进一步确定其酸性，如以辉石为主，则为基性岩类，可以进行第四步，判别它是什么基性岩。3.根据正长石和斜长石，区别它属于正长岩还是闪长岩组。4.根据其结构和构造区别出喷出岩或深成岩，若是深成岩即可鉴定出岩石名称。若是喷出岩还需进一步区别它是新相岩还是古相岩。将观察鉴定结果填入表2-1（另绘制表格）。表2-1编号颜色构造结构矿物组成产状酸度名称表2-2岩浆岩分类表产状构造岩石类型超基性岩类基性岩类中性岩类酸性岩类SiO2含量40%40-52%52-65%65%颜色深(黑、绿、深灰)---浅（红、浅灰、黄）主要矿物橄榄石辉石角闪石基性斜长石辉石中性斜长石角闪石正长石酸性斜长石石英次要矿物结构基性斜长石黑云母橄榄石角闪石黑云母黑云母正长石石英黑云母角闪石喷出岩块状气孔状玻璃质少见浮岩、黑曜石气孔杏仁状流纹状致密块状隐晶质斑状少见玄武岩安山岩流纹岩侵入岩浅成块状等粒斑状少见辉绿岩闪长玢岩花岗斑岩深成块状等粒橄榄岩辉长岩闪长岩实验三沉积岩与变质岩的识别一、沉积岩是在地表和近地表条件下，各种母岩（处于地表的岩浆岩、变质岩和早期生成的沉积岩）经外力作用（风化、搬运、沉积、硬结）而成。其物质成分为岩石碎屑、砂粒、粘土、有机体以及化学和生物化学物质。其中碎屑物质常见的为石英、白云母，是经机械破碎胶结而成的。粘土矿物类主要是高岭石、蒙脱石、伊利石（水云母）是一些铝硅酸盐风化沉积而成的。化学沉积矿物是化学物质在溶液中沉积形成的。主要有方解石、白云石、硫酸盐、氯化物、氧化物等。1.沉积岩的结构：是指岩石中矿物颗粒的大小、形状、胶结物的数量以及它们之间的组合关系。可分为：（1）碎屑结构：碎屑沉积岩是由胶结物和大大小小的颗粒组成的。胶结物按其成分不同可分为泥质、砂质、铁质、硅质的。按颗粒大小和形状可分为：①角砾状结构：岩屑颗粒2mm，且有棱角。②砾状结构：岩屑颗粒2mm，但砾石呈圆形或卵形，无棱角。③砂状结构：岩屑颗粒2~0.1mm，颗粒均一，表面粗糙，胶结物在颗粒表面界线不太清楚。④粉砂状结构：岩屑颗粒0.1~0.01mm，颗粒与胶结物混合难分，表面有滑腻感。（2）泥质结构：岩屑颗粒0.01mm，外观上结合较致密，粘质，似泥巴。（3）化学结构：与岩浆岩相似，指矿物或岩石颗粒的大小形状。如晶粒状、鲕状、豆状、肾状。（4）生物结构：岩石的全部或大部由生物遗体和碎片组成。如煤、珊瑚。2.沉积岩的构造：是指岩石组分的空间分布及其相互的位置关系。最显著的特征是具有层理和层面构造，反映了生成环境，是区别于岩浆岩和变质岩的重要特征。（1）层理构造：由于时间的先后和沉积时的环境不同，而在颗粒大小、颜色、成分、形状上出现不同所显现出来的成层现象。（2）层面构造：层与层之间的接触面，是在各种地质作用和古气候的影响下在层面上保留下来的痕迹。如波痕、泥裂、雨痕、足迹、结核等。二、变质岩是地壳上原有的岩石（岩浆岩、沉积岩和早期形成的变质岩）通过地壳运动（下降到地壳深处或上升到地表，受高温高压，化学作用的影响而发生变质），使原来岩石的结构、成分等发生改变而生成的新岩石。由于原岩不同，变质作用的因素不同，因而形成了各种变质岩。此外，随着变质过程的发生，还产生了一系列原岩化学成分的重组合，矿物的重结晶，因此出现了一些变质岩特有的次生矿物，如绢云母、柘榴石、石绵、石墨、绿泥石、兰晶石、十字石、红柱石等。1.变质岩的结构：与岩浆岩相似，且大多是结晶所成的，属全晶结构（只有变质不深的泥质板岩为非完全结晶），但需加上变晶二字，如隐晶变晶结构、斑状变晶结构、显晶（粗粒、中粒、细粒）变晶结构。2.变质岩的构造：变质岩所特有的是片理构造，即岩石中的一些片状或柱状矿物在定向压力的作用下垂直于应力而定向排列。所呈现的片理根据变质程度的深浅和矿物结晶的大小以及排列情况的不同可分为：（1）板状结构：变质较浅的一种片理，片理较厚，成板状，片理面上光泽微弱，矿物颗粒细小，肉眼难辨认，外表平整，受力后可沿板面劈开。（2）千枚状构造：断面上可见很多相互交错极薄的小层，片理面上呈丝娟光泽（绢云母所致）。（3）片状构造：片状矿物沿一定平行方向排列，在断面上可见到一定平行面上排列的小片，形成极薄的片理，且片理面上丝绢光泽较强。（4）片麻状（条带状）构造：变质形成的片状、柱状或较粗大的粒状矿物，黑白相间成层排列呈条带状。（5）斑点（眼球）构造：在暗色石基中有明显的、浅色的、聚集成一团的砾石状或眼球状矿物颗粒。（6）块状构造：矿物无定向排列，看不出片理，物质均匀分布，成致密的块状。变质岩的命名：变质岩多根据其构造命名。如片岩、千枚岩、板岩等。三、实验材料1.沉积岩类：砾岩、角砾岩、砂岩、页岩、石灰岩2.变质岩类：千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩。四、实验方法按岩石的物质成分、结构和构造，参阅表3-1，表3