綜合地質(zhì)學(xué)第一章—礦物(2學(xué)時)

1、教教 研研 室：地質(zhì)工程教研室室：地質(zhì)工程教研室任課教師：李媛媛任課教師：李媛媛 教材：教材： 綜合地質(zhì)學(xué)，王根厚等編著綜合地質(zhì)學(xué)，王根厚等編著 綜合地質(zhì)學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書，王根厚等編著綜合地質(zhì)學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書，王根厚等編著參考書：參考書： 地球科學(xué)概論，劉本培等編著地球科學(xué)概論，劉本培等編著 巖石學(xué)，樂昌碩主編巖石學(xué)，樂昌碩主編 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)，朱志澄主編構(gòu)造地質(zhì)學(xué)，朱志澄主編教材與主要參考書教材與主要參考書許多工程建設(shè)，許多工程建設(shè)，諸如：水庫、隧道、橋梁和大型地下諸如：水庫、隧道、橋梁和大型地下工程建設(shè)等，其工程建設(shè)等，其施工的難易、工程的穩(wěn)定性和建設(shè)成施工的難易、工程的穩(wěn)定性和建設(shè)成本，本，都與都與

2、巖性、地質(zhì)構(gòu)造密切巖性、地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān)。相關(guān)。事先查明事先查明施工區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)情況施工區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)情況，不僅能合理選擇工，不僅能合理選擇工程的地址，而且可以降低工程成本，程的地址，而且可以降低工程成本，特別是避免重大特別是避免重大工程事故工程事故（如地面沉降、塌方、冒頂、大量出水等）（如地面沉降、塌方、冒頂、大量出水等）的發(fā)生。的發(fā)生。 為什么學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？為什么學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？ 為什么學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？為什么學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？滑坡：滑坡： 由于對地質(zhì)情況缺乏認(rèn)知而引起的工程事故？由于對地質(zhì)情況缺乏認(rèn)知而引起的工程事故？ 為什么學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？為什么學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？PPTPPT（3min3mi

3、n）；）；郵件標(biāo)題：土木工程郵件標(biāo)題：土木工程+1301+1301+宿舍號；宿舍號；地質(zhì)學(xué)任務(wù)：認(rèn)識地球 什么是綜合地質(zhì)學(xué)？什么是綜合地質(zhì)學(xué)？廣義稱地學(xué)或地球科學(xué),狹義的地質(zhì)學(xué)主要以地殼為研究對象。地殼是由各種固體巖石組成 什么是綜合地質(zhì)學(xué)？什么是綜合地質(zhì)學(xué)？構(gòu)造巖石礦物元素構(gòu)造地質(zhì)學(xué)巖石學(xué)礦物學(xué)1、礦物的主要識別標(biāo)志2、主要造巖礦物的特征1、三大類巖石的特征2、三大類巖石的分類3、巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)1、構(gòu)造的形態(tài)、類型、組合形式2、構(gòu)造的野外識別標(biāo)志3、構(gòu)造的工程地質(zhì)評價受力變形認(rèn)識和實(shí)踐認(rèn)識和實(shí)踐 怎樣學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？怎樣學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？研究地球發(fā)展歷史及其規(guī)律性的學(xué)科研究地球發(fā)展歷史及其

4、規(guī)律性的學(xué)科 在地質(zhì)學(xué)研究中，把在地質(zhì)學(xué)研究中，把地質(zhì)歷史地質(zhì)歷史按不同的級別劃分了不按不同的級別劃分了不同的同的時間單位時間單位。由大到小分別是：由大到小分別是：宙、代、紀(jì)、世宙、代、紀(jì)、世；而而在這些時間單位內(nèi)形成的地層稱為：在這些時間單位內(nèi)形成的地層稱為：宇、界、系、統(tǒng)宇、界、系、統(tǒng) 怎樣學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？怎樣學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？ 怎樣學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？怎樣學(xué)習(xí)綜合地質(zhì)學(xué)？P141P141出勤率（出勤率（10%10%）課堂實(shí)習(xí)作業(yè)（課堂實(shí)習(xí)作業(yè)（40%40%）期末考試（期末考試（50%50%） 綜合地質(zhì)學(xué)成績評定綜合地質(zhì)學(xué)成績評定 礦物學(xué)礦物學(xué) 第一節(jié)第一節(jié) 礦物的主要識別標(biāo)志礦物的主要識別標(biāo)志

5、 第二節(jié)第二節(jié) 主要造巖礦物的特征主要造巖礦物的特征 礦物：礦物：巖石的基本組成單元，它是巖石的基本組成單元，它是天然產(chǎn)出天然產(chǎn)出的，具有的，具有一定的化學(xué)成分和一定的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的的無機(jī)固體無機(jī)固體物質(zhì)。物質(zhì)。2.2.理解要點(diǎn)理解要點(diǎn) 一般認(rèn)為是在一般認(rèn)為是在地殼中各種地質(zhì)作用的綜合作用下形成的各種地質(zhì)作用的綜合作用下形成的天然單質(zhì)或化合物。人工制作的、地球以外的應(yīng)與之區(qū)別。人工制作的、地球以外的應(yīng)與之區(qū)別。( (屬性屬性1)1) 絕大多數(shù)為固態(tài)無機(jī)物，少量液態(tài)（自然汞、水等）和氣態(tài)（二氧化碳、少量液態(tài)（自然汞、水等）和氣態(tài)（二氧化碳、水蒸氣等），有機(jī)礦物（琥珀等）。水蒸氣等）

6、，有機(jī)礦物（琥珀等）。( (屬性屬性2)2) 化學(xué)上均勻，具有相對固定的化學(xué)成分，可用化學(xué)式表示，但可在一定范可用化學(xué)式表示，但可在一定范圍內(nèi)變化。圍內(nèi)變化。( (屬性屬性3)3) 固體礦物絕大多數(shù)是晶質(zhì)體，其內(nèi)部的原子或離子作規(guī)律的排列而具有一其內(nèi)部的原子或離子作規(guī)律的排列而具有一定的結(jié)構(gòu)，少數(shù)定的結(jié)構(gòu)，少數(shù)“固態(tài)固態(tài)”礦物是非晶質(zhì)的，其內(nèi)部原子或離子不作規(guī)律排列礦物是非晶質(zhì)的，其內(nèi)部原子或離子不作規(guī)律排列 礦物不是固定不變的。礦物不是固定不變的。晶體晶體（結(jié)晶體（結(jié)晶體P1P1） ：具有一定幾何外形的多面體形的固體物質(zhì)具有一定幾何外形的多面體形的固體物質(zhì)，它們由特定的棱、面及頂點(diǎn)組成；，它

7、們由特定的棱、面及頂點(diǎn)組成；不同礦物往往具有不同的晶體結(jié)構(gòu)（不同礦物往往具有不同的晶體結(jié)構(gòu)（P3P3）；）；晶體結(jié)構(gòu)往往控制了礦物的某些性質(zhì)。晶體結(jié)構(gòu)往往控制了礦物的某些性質(zhì)。第一節(jié)第一節(jié) 礦物的識別：礦物的識別：一般是依據(jù)一般是依據(jù)礦物的形態(tài)礦物的形態(tài)和和物物理性質(zhì)理性質(zhì)來識別主要造巖礦物。來識別主要造巖礦物。 指礦物的單體及集合體的形態(tài)（指礦物的單體及集合體的形態(tài)（P4P4）1 1、晶體形態(tài)（、晶體形態(tài)（P5P5）礦物單體形態(tài)（包括晶體形態(tài)和晶體習(xí)性）:（1）自形；（2）半自形；（3）他形。2 2、晶體習(xí)性（、晶體習(xí)性（P5+6P5+6）一向伸長（柱狀、針狀），如：石英一向伸長（柱狀、針狀

8、），如：石英二向延展（板狀、片狀），如：長石、云母二向延展（板狀、片狀），如：長石、云母三向等長（等軸狀三向等長（等軸狀 ），如：黃鐵礦、石榴石），如：黃鐵礦、石榴石柱狀（綠柱石、石英等）柱狀（綠柱石、石英等）針狀（芒硝等）針狀（芒硝等）板狀（長石、石膏等）板狀（長石、石膏等）片狀（云母等）片狀（云母等）多面體（石榴石、金剛石）多面體（石榴石、金剛石）立方體（巖鹽、方鉛礦等）立方體（巖鹽、方鉛礦等）礦物集合體形態(tài) 取決于礦物取決于礦物單體的形態(tài)和它單體的形態(tài)和它們的集合方式們的集合方式顯晶集合體礦物集合體形態(tài) 取決于礦物取決于礦物單體的形態(tài)和他單體的形態(tài)和他們的集合方式們的集合方式隱晶集合體礦

9、物的光學(xué)性質(zhì)礦物光學(xué)性質(zhì)：礦物光學(xué)性質(zhì)：礦物對光線的礦物對光線的反射、吸收及折射反射、吸收及折射所所表現(xiàn)出的各種特征表現(xiàn)出的各種特征，以及礦物引起的光線干涉和散以及礦物引起的光線干涉和散射現(xiàn)象，主要包括：射現(xiàn)象，主要包括：1 1 礦物的顏色礦物的顏色2 2 礦物的條痕礦物的條痕3 3 礦物的透明度礦物的透明度4 4 礦物的光澤礦物的光澤礦物的顏色：礦物的顏色：是礦物對白光中不同波長光波是礦物對白光中不同波長光波吸收的結(jié)果，所呈的顏色為吸收的結(jié)果，所呈的顏色為被吸收光的補(bǔ)色被吸收光的補(bǔ)色。 如果對各種波長的光波如果對各種波長的光波普遍而均勻的吸收普遍而均勻的吸收，則隨吸收程度不同而呈黑、灰、白色

10、。則隨吸收程度不同而呈黑、灰、白色。 礦物的顏色礦物的顏色如對各種波長的光波有如對各種波長的光波有選擇性的吸收選擇性的吸收，則呈，則呈現(xiàn)各種較鮮艷的顏色，如紅、藍(lán)、綠、橙等?，F(xiàn)各種較鮮艷的顏色，如紅、藍(lán)、綠、橙等。礦物的條痕：礦物的條痕：是是礦物粉末礦物粉末的顏色，一般是指礦的顏色，一般是指礦物在物在白色瓷板白色瓷板上劃擦?xí)r所留下的粉末的顏色；上劃擦?xí)r所留下的粉末的顏色；是是礦物呈粉末狀態(tài)時礦物呈粉末狀態(tài)時對光線中不同波長光波吸對光線中不同波長光波吸收的結(jié)果。收的結(jié)果。礦物的條痕比其本身的顏色固定，是鑒定礦物礦物的條痕比其本身的顏色固定，是鑒定礦物的可靠特征。的可靠特征。如如赤鐵礦赤鐵礦的表面

11、顏色有紅色、鋼灰的表面顏色有紅色、鋼灰色、鐵黑色等，但其色、鐵黑色等，但其條痕總是櫻桃紅色條痕總是櫻桃紅色的。的。透明度是礦物允許光線透過的程度，分為透明、半透明和不透明三級。分為透明、半透明和不透明三級。透明礦物透明礦物（水晶等）條痕為白色或略呈色條痕為白色或略呈色半透明礦物半透明礦物（閃鋅礦）條痕彩色（如褐、紅、綠）條痕彩色（如褐、紅、綠）不透明礦物不透明礦物（黃鐵礦、石墨等）條痕黑色或金屬色條痕黑色或金屬色石英（透明）石英（透明）閃鋅礦（半透明）閃鋅礦（半透明）根據(jù)礦物反射能力的大小可將礦物光澤分為：根據(jù)礦物反射能力的大小可將礦物光澤分為：礦物表面對可見光的反射能力礦物表面對可見光的反射

12、能力1 1）金屬光澤）金屬光澤條痕金屬色、黑色，如自然銅、方鉛礦條痕金屬色、黑色，如自然銅、方鉛礦自然金（金屬光澤）自然金（金屬光澤）硬錳礦（半金屬光澤）硬錳礦（半金屬光澤）金剛石（金剛光澤）金剛石（金剛光澤）2 2）半金屬光澤）半金屬光澤條痕深彩色，如赤鐵礦、鐵閃鋅礦等條痕深彩色，如赤鐵礦、鐵閃鋅礦等3 3）金剛光澤）金剛光澤條痕彩色至白色，如金剛石、淺色閃鋅條痕彩色至白色，如金剛石、淺色閃鋅礦等礦等4 4）玻璃光澤）玻璃光澤條痕白色，如方解石、石英、正長石、條痕白色，如方解石、石英、正長石、普通角閃石等大多數(shù)造巖礦物。普通角閃石等大多數(shù)造巖礦物。根據(jù)礦物反射能力的大小可將礦物光澤分為：根據(jù)

13、礦物反射能力的大小可將礦物光澤分為：礦物表面對可見光的反射能力礦物表面對可見光的反射能力石英（油脂光澤）石英（油脂光澤）滑石（蠟狀光澤）滑石（蠟狀光澤）石膏（絲絹光澤）石膏（絲絹光澤）纖維狀集合體表面呈現(xiàn)這種光澤，纖維狀集合體表面呈現(xiàn)這種光澤，礦物力學(xué)性質(zhì)：礦物力學(xué)性質(zhì)：礦物在受到外力作用下所表現(xiàn)出來礦物在受到外力作用下所表現(xiàn)出來的一系列特征，不同的礦物都有著不同的力學(xué)性質(zhì)。的一系列特征，不同的礦物都有著不同的力學(xué)性質(zhì)。力學(xué)性質(zhì)包括：力學(xué)性質(zhì)包括：礦物的解理與斷口礦物的解理與斷口礦物的硬度礦物的硬度礦物的比重與密度礦物的比重與密度礦物的彈性和和撓性礦物的彈性和和撓性礦物的脆性和延展性礦物的脆性

14、和延展性礦物的力學(xué)性質(zhì) 在野外實(shí)踐或?qū)嵙?xí)中，在野外實(shí)踐或?qū)嵙?xí)中，常把礦物的硬度粗略的劃分常把礦物的硬度粗略的劃分為為小于指甲（小于指甲（2.52.5）、指甲與小刀）、指甲與小刀(5.5)(5.5)之間及大于之間及大于小刀三級。小刀三級。 軟礦物軟礦物（指甲能刻劃：（指甲能刻劃：2.55.5:5.5）礦物的相對硬度一般沿用摩氏硬度計。礦物的相對硬度一般沿用摩氏硬度計。摩氏硬度計由十種礦物組成，按其軟硬程度排列摩氏硬度計由十種礦物組成，按其軟硬程度排列成十級：成十級： 1 1 滑滑石；石； 2 2 石石膏；膏； 3 3 方方解石；解石； 4 4 螢螢石；石； 5 5 磷磷灰石；灰石；6 6 正正長

15、石；長石； 7 7 石石英英； 8 8 黃黃玉；玉； 9 9 剛剛玉；玉； 10 10 金金剛石剛石礦物的比重礦物的比重是指礦物在空氣中的重量與同體積水在是指礦物在空氣中的重量與同體積水在4 4攝氏度時重量之比。攝氏度時重量之比。在肉眼鑒定礦物時，一般根據(jù)礦物的相對比重在肉眼鑒定礦物時，一般根據(jù)礦物的相對比重: :輕級輕級 小于小于2.52.5，如石墨、石膏，如石墨、石膏中級中級 2.542.54，如石英、方解石，如石英、方解石CaCOCaCO3 3重級重級 大于大于4 4 ，如重晶石，如重晶石BaSOBaSO4 4、方鉛礦、方鉛礦PbSPbS、自然金、自然金 礦物的脆性（與礦物的硬度無關(guān)）礦

16、物的脆性（與礦物的硬度無關(guān)） 是指礦物受外力作用時容易破碎的性質(zhì)（黃鐵礦）是指礦物受外力作用時容易破碎的性質(zhì)（黃鐵礦） 礦物的延展性：礦物的延展性： 是指礦物在錘擊或拉引下，容易形成薄片和細(xì)絲的是指礦物在錘擊或拉引下，容易形成薄片和細(xì)絲的性質(zhì)（自然金、自然銀）性質(zhì)（自然金、自然銀） 礦物的彈性：礦物的彈性：礦物受外力作用發(fā)生彎曲形變，但當(dāng)?shù)V物受外力作用發(fā)生彎曲形變，但當(dāng)外力作用取消后，則能使彎曲形變恢復(fù)原狀，這種外力作用取消后，則能使彎曲形變恢復(fù)原狀，這種性質(zhì)稱為彈性。（云母）性質(zhì)稱為彈性。（云母） 礦物的撓性：礦物的撓性：礦物受外力作用發(fā)生彎曲形變，如外礦物受外力作用發(fā)生彎曲形變，如外力作用

17、取消后，彎曲了的形變不能恢復(fù)原狀，則這力作用取消后，彎曲了的形變不能恢復(fù)原狀，則這種性質(zhì)稱為撓性。（綠泥石、蛭石）種性質(zhì)稱為撓性。（綠泥石、蛭石）第二節(jié)第二節(jié) 主要造巖礦物的特征主要造巖礦物的特征 自然界中，礦物種類雖然名目繁多，自然界中，礦物種類雖然名目繁多，但主但主要造巖礦物卻只有少數(shù)幾十種，要造巖礦物卻只有少數(shù)幾十種，在這里我們將在這里我們將介紹一些常見的礦物，如石英、長石類、鐵鎂介紹一些常見的礦物，如石英、長石類、鐵鎂礦物、云母類、碳酸鹽類礦物等。礦物、云母類、碳酸鹽類礦物等。 自然元素自然元素: :自然金自然金, ,金剛石金剛石, ,石墨石墨 硫化物及其類似化合物硫化物及其類似化合物

18、: :方鉛礦方鉛礦PbSPbS、黃鐵礦、黃鐵礦FeSFeS2 2、黃銅礦、黃銅礦CuFeSCuFeS2 2, , 氧化物及氫氧化物氧化物及氫氧化物: :磁鐵礦磁鐵礦FeFe3 3O O4 4、鉻鐵礦、鉻鐵礦FeCrFeCr2 2O O4 4、石英、石英SiOSiO2 2, , 鹵化物鹵化物: :螢石螢石CaFCaF2 2、石鹽石鹽NaCl,NaCl, 含氧鹽含氧鹽: :硫酸鹽：重晶石硫酸鹽：重晶石BaSOBaSO4 4，石膏，石膏CaSOCaSO4 4 2H2H2 2O O碳酸鹽：方解石碳酸鹽：方解石CaCOCaCO3 3，白云石，白云石CaMgCOCaMgCO3 3 2 2硅酸鹽：長石、云母

19、、輝石、角閃石等硅酸鹽：長石、云母、輝石、角閃石等自然元素 自然金自然金金金剛剛石石石石墨墨硫化物及類似化合物 方鉛礦方鉛礦黃黃銅銅礦礦黃黃鐵鐵礦礦磁鐵礦磁鐵礦紫紫水水晶晶瑪瑪瑙瑙氧化物及氫氧化物 褐褐鐵鐵礦礦含氧鹽 常見主要造巖礦物及特征常見主要造巖礦物及特征常見主要造巖礦物常見主要造巖礦物 ：（1 1）硅酸鹽礦物：）硅酸鹽礦物： 1 1）架狀硅酸鹽：石英、鉀長石、斜長石、）架狀硅酸鹽：石英、鉀長石、斜長石、 2 2）鏈狀硅酸鹽：角閃石、輝石、）鏈狀硅酸鹽：角閃石、輝石、 3 3）島狀硅酸鹽）島狀硅酸鹽: : 橄欖石、石榴子石橄欖石、石榴子石 4 4）層狀硅酸鹽：白云母、黑云母）層狀硅酸鹽：

20、白云母、黑云母（2 2）碳酸鹽礦物：）碳酸鹽礦物：方解石、白云石方解石、白云石石英石英（架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）（架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽） 無色透明，無色透明，米黃色、煙灰色、黑色、薔薇紅色米黃色、煙灰色、黑色、薔薇紅色 油脂光澤或玻璃光澤油脂光澤或玻璃光澤 貝殼狀斷口貝殼狀斷口 硬度為硬度為7 7 比重比重2.652.65 單體形態(tài)六方雙錐單體形態(tài)六方雙錐( (柱狀柱狀) ) 結(jié)晶程度較好的石英稱作水晶結(jié)晶程度較好的石英稱作水晶（架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）（架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）（架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）（架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）NaNa（AlSiAlSi3 3O O8 8）-Ca-Ca（AlAl2 2SiSi2 2O O8 8（架狀結(jié)構(gòu)

21、硅酸鹽）（架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）NaNa（AlSiAlSi3 3O O8 8）-Ca-Ca（AlAl2 2SiSi2 2O O8 8（鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）（鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）角閃石角閃石(hornblende)（鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）（鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）(Ca,Na,K)2-3(Mg,Fe2+,Fe3+,Al)5Si6(Si,Al)2O22(OH,F)2（鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）（鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）為超基性巖和基性巖的主要礦物。為超基性巖和基性巖的主要礦物。常呈墨綠色。常呈墨綠色。短柱狀。短柱狀。二組解理，二組解理，解理夾角為解理夾角為9090。硬度大于小刀。硬度大于小刀?；瘜W(xué)成分為化學(xué)成分為XYSiXYSi2 2O O6

22、 6 。其中其中Y=MgY=Mg，F(xiàn)e Fe 2+2+ ，MnMn，AlAl，F(xiàn)e Fe 3+3+ ; ; X=CaX=Ca，MgMg， Mg Mg，F(xiàn)e Fe 2+2+ ，MnMn，NaNa，AlAl；石榴子石石榴子石(garnet)(garnet)（島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）（島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）石榴子石石榴子石(garnet)(garnet)（島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）（島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）鐵鐵鋁鋁榴榴石石鎂鎂鋁鋁榴榴石石鈣鈣鋁鋁榴榴石石鈣鈣鐵鐵榴榴石石（島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）（島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽）普通橄欖石一般為黃綠色，玻璃光澤，結(jié)晶好普通橄欖石一般為黃綠色，玻璃光澤，結(jié)晶好的透明，的透明，不完全兩組解理，貝殼狀斷口不完全兩組解理，貝殼狀斷口硬度大于小刀（硬度大于小刀（6.5-76.5-7）主要化學(xué)成分為（主要化學(xué)成分為