第二章礦物和巖石

第二章礦物和巖石2023/2/2第一節(jié)礦物一、礦物的化學(xué)成分類型二、礦物的化學(xué)性質(zhì)1、礦物的可溶性2、礦物的可氧化性3、礦物與酸、堿的反應(yīng)2023/2/2三、礦物的形態(tài)

1、礦物單體的形態(tài)1）礦物的結(jié)晶習(xí)性一向延長(zhǎng)的二向延展的三向等長(zhǎng)的2）晶面特征

晶面條紋2023/2/2石英、黃鐵礦、電氣石和剛玉的晶面條紋2023/2/22、礦物連生體的形態(tài)1）雙晶

接觸雙晶貫穿雙晶（穿插雙晶）2）平行連生2023/2/2石膏雙晶接觸雙晶2023/2/2正長(zhǎng)石卡氏雙晶貫穿雙晶2023/2/23、礦物集合體的形態(tài)1）顯晶集合體包括：粒狀集合體、（鱗）片狀集合體、柱狀集合體、針狀集合體、纖維狀集合體、放射狀集合體、晶簇、塊狀集合體。2023/2/2石英雙晶2023/2/2斜長(zhǎng)石雙晶2023/2/2石榴子石的晶形2023/2/22）隱晶及膠態(tài)集合體（1）分泌體：晶腺、杏仁體（2）結(jié)核體：球狀、凸鏡狀、瘤狀集合體（3）鮞狀及豆?fàn)铙w（4）鐘乳狀體：石鐘乳、石筍、石柱此外，還有粉末狀集合體、土狀集合體、被膜狀集合體。2023/2/2四、礦物的物理性質(zhì)1、礦物的光學(xué)性質(zhì)1）顏色：自色、他色、假色2）條痕（粉末色）2023/2/23）光澤（1）金屬光澤（2）半金屬光澤（3）金剛光澤（4）玻璃光澤此外，還有油脂光澤、樹脂光澤、絲絹光澤、珍珠光澤2023/2/24）透明度（1）透明（2）半透明（3）不透明2023/2/22、礦物的力學(xué)性質(zhì)1）解理、裂理和斷口

2023/2/2（1）解理礦物晶體在外力作用下，沿著一定的結(jié)晶學(xué)方向破裂成一系列光滑平面的性質(zhì)，叫做解理。裂成的光滑平面，叫解理面。包括：極完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、極不完全解理2023/2/2（2）裂理礦物受外力作用，有時(shí)可沿一定的結(jié)晶學(xué)方向裂成平面的性質(zhì)，稱為裂理或裂開。裂開通常是沿著雙晶結(jié)合面特別是聚片雙晶的結(jié)合面發(fā)生，或因扁格中某一定方向的面網(wǎng)間存在它種物質(zhì)的夾層而造成定向破裂。2023/2/2（3）斷口具極不完全解理的礦物，尤其是沒有解理的晶質(zhì)和非晶質(zhì)礦物，它們受外力打擊后，都會(huì)發(fā)生無一定方向的破裂，其破裂面就是斷口。包括：貝殼狀斷口、鋸齒狀斷口、纖維狀斷口、參差狀斷口、平坦?fàn)顢嗫?023/2/2方解石的三組完全解理2023/2/2普通輝石的短柱狀完全解理2023/2/2普通角閃石解理面2023/2/2石鹽的解理面2023/2/2螢石解理面2023/2/2云母綠泥石解理面2023/2/2正長(zhǎng)石解理面2023/2/2石英的貝殼狀斷口2023/2/22）硬度

摩氏硬度計(jì)（1）滑石（2）石膏（3）方解石（4）螢石（5）磷灰石（6）正長(zhǎng)石（7）石英（8）黃玉（9）剛玉（10）金剛石2023/2/2在野外工作中常用：指甲（硬度大于2）銅具（硬度3）小刀（硬度5—5.5）瓷器碎片（硬度6—6.5）2023/2/23）其它力學(xué)性質(zhì)脆性延展性彈性撓性2023/2/23、礦物的其它物理性質(zhì)1）比重2）磁性3）導(dǎo)電性和荷電性4）發(fā)光性：螢光、磷光2023/2/2五、礦物的形成與變化1、形成礦物的地質(zhì)作用根據(jù)作用的性質(zhì)和能量來源的不同，一般可分為內(nèi)生作用、外生作用和變質(zhì)作用。2023/2/2（1）內(nèi)生作用一般系指與地殼深部巖漿活動(dòng)有關(guān)的全部作用過程。2023/2/2（2）外生作用指于地殼的表層，在較低的溫度與壓力下，主要在太陽能、H2O、CO2、O2和有機(jī)體等因素的影響下，形成礦物的各種地質(zhì)作用。按其性質(zhì)的不同，可分為風(fēng)化作用和沉積作用。2023/2/2（3）變質(zhì)作用指在地表以下的一定深度內(nèi)，早先形成的礦物和巖石，由于地殼變動(dòng)和巖漿活動(dòng)的影響，物理化學(xué)條件發(fā)生了變化，造成巖石結(jié)構(gòu)改變或組分改組并形成一系列變質(zhì)礦物的總稱。2023/2/22、礦物的形成條件主要物理化學(xué)條件：溫度、壓力、組分的濃度、介質(zhì)的酸堿度、氧化還原電位2023/2/23、礦物的變化1）溶蝕：蝕象、再生2）交代3）晶化和非晶質(zhì)化：晶化或脫?；?、變生非晶質(zhì)化或玻璃化作用4）假象2023/2/2六、礦物的分類第一大類：自然元素礦物第二大類：硫化物及其類似化合物礦物第三大類：鹵化物礦物第四大類：氧化物及氫氧化物礦物第五大類：含氧鹽礦物2023/2/2七、礦物的命名根據(jù)礦物的化學(xué)成分命名：如鈦鐵礦（FeTiO3）根據(jù)礦物的物理性質(zhì)命名：如重晶石（比重大、透明）根據(jù)化學(xué)成分結(jié)合物理性質(zhì)命名：如方鉛礦（PbS、立方體解理）根據(jù)礦物的晶體形態(tài)命名：如石榴子石（晶形象石榴籽）根據(jù)晶體形態(tài)結(jié)合物理性質(zhì)命名：如綠柱石（綠色、晶體為柱狀）2023/2/2第二節(jié)巖石巖石按成因可分為三大類：巖漿巖（或稱火成巖）沉積巖變質(zhì)巖2023/2/2三大巖類的相互關(guān)系和演變情況

2023/2/2三大類巖石的相互轉(zhuǎn)化2023/2/2三大類巖石的相互轉(zhuǎn)化與地質(zhì)作用的關(guān)系2023/2/2一、巖漿巖的基本特征巖漿的定義

巖漿是在上地幔和地殼深處形成的、以硅酸鹽為主要成分的熾熱、粘稠、富含有揮發(fā)物質(zhì)的熔融體。2023/2/2巖漿巖體2023/2/21、巖漿巖的概念由巖漿冷凝固結(jié)而成的巖石稱為巖漿巖。侵入作用：侵入巖（深成巖和淺成巖）噴出作用：火山巖（熔巖或噴出巖和火山碎屑巖）2023/2/2巖漿巖體2023/2/22、巖漿巖的化學(xué)成分巖漿巖主要由9種氧化物組成，二氧化硅是最重要的一種氧化物。根據(jù)二氧化硅的含量多少，將巖漿巖分為4類：超基性巖類基性巖類中性巖類（包括中性—堿性巖類）酸性巖類2023/2/23、巖漿巖的礦物成分主要造巖礦物巖漿巖中長(zhǎng)石含量最多，占60%以上，其次是石英。按造巖礦物在巖漿巖中的含量和分類命名中所起的作用，可分為3類：主要礦物、次要礦物和副礦物。2023/2/2巖漿巖組分變化規(guī)律2023/2/24、巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造結(jié)構(gòu)：是指巖石組成部分的結(jié)晶程度、顆粒大小、自形程度及其相互間的關(guān)系。構(gòu)造：是指巖石中不同礦物集合體之間的排列方式及充填方式。2023/2/21）巖漿巖的主要結(jié)構(gòu)類型（1）按結(jié)晶程度可將巖漿巖結(jié)構(gòu)分為3類：全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)2023/2/2

（2）根據(jù)主要礦物顆粒的絕對(duì)大小，可把巖漿巖的結(jié)構(gòu)分為：顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)2023/2/2

根據(jù)主要礦物顆粒的平均直徑大小，顯晶質(zhì)

結(jié)構(gòu)又可分為：偉晶結(jié)構(gòu)直徑大于10mm粗粒結(jié)構(gòu)直徑大于5mm中粒結(jié)構(gòu)直徑5—2mm細(xì)粒結(jié)構(gòu)直徑2—0.2mm微粒結(jié)構(gòu)直徑小于0.2mm2023/2/2

根據(jù)礦物相對(duì)大小可分為3種結(jié)構(gòu)類型：等粒結(jié)構(gòu)不等粒結(jié)構(gòu)斑狀及似斑狀結(jié)構(gòu)的區(qū)別：斑狀結(jié)構(gòu)基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)似斑狀結(jié)構(gòu)基質(zhì)為顯晶質(zhì)2023/2/2（3）礦物的自形程度自形（晶）結(jié)構(gòu)半自形（晶）結(jié)構(gòu)它形（晶）結(jié)構(gòu)2023/2/2（4）組成巖石顆粒的相互關(guān)系文象結(jié)構(gòu)條紋結(jié)構(gòu)2023/2/2巖漿巖的結(jié)構(gòu)（1）全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)2023/2/2巖漿巖的結(jié)構(gòu)（2）左上：等粒結(jié)構(gòu)右上：不等粒結(jié)構(gòu)左下：斑狀結(jié)構(gòu)右下：似斑狀結(jié)構(gòu)2023/2/22）巖漿巖的主要構(gòu)造類型（1）塊狀構(gòu)造（2）斑雜構(gòu)造（3）帶狀構(gòu)造（4）氣孔構(gòu)造和杏仁構(gòu)造（5）流紋構(gòu)造（6）珍珠構(gòu)造（7）石泡構(gòu)造（8）枕狀構(gòu)造（9）流面構(gòu)造和流線構(gòu)造2023/2/2巖漿巖的杏仁構(gòu)造2023/2/2原生節(jié)理與流動(dòng)構(gòu)造密切相關(guān)L節(jié)理（層節(jié)理）：平行于流面方向Q節(jié)理（橫節(jié)理）：與流線方向垂直S節(jié)理（縱節(jié)理）：平行流線方向，同時(shí)又垂直層節(jié)理和橫節(jié)理此外，還有斜節(jié)理。2023/2/25、巖漿巖的產(chǎn)狀和相1）巖漿巖的產(chǎn)狀：是指巖漿巖體的大小、形狀與圍巖的接觸關(guān)系，形成時(shí)所處的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境及距離當(dāng)時(shí)地表的深度等。2023/2/2（1）侵入巖的產(chǎn)狀巖床巖盆巖蓋（巖盤）巖脈巖株巖基2023/2/2（2）火山巖的產(chǎn)狀火山噴發(fā)的形式有3種：中心式噴發(fā)：火山錐、巖鐘、巖針裂隙式噴發(fā)：熔巖被、熔巖流、熔巖瀑布熔透式噴發(fā)：巖被2023/2/2中心式火山噴發(fā)按照爆炸的強(qiáng)弱程度，可分為：猛烈式火山（培雷式火山）寧?kù)o式火山（夏威夷式火山）遞變式火山2023/2/2巖漿巖產(chǎn)狀（1）2023/2/2巖漿巖產(chǎn)狀（1）1、巖基；2、巖株；3、巖墻；4、巖床；5、巖蓋；6、被剝蝕露出的巖蓋；7、火山頸；8、復(fù)式火山；9、巖流；10、火山灰流；11、小型破火山口；12、大型破火山口；13、火山碎屑流；14、小火山；15、具有放射狀巖墻的火山頸；16、熔巖臺(tái)地；17、熔巖高原2023/2/2巖漿巖產(chǎn)狀（2）2023/2/2巖漿巖產(chǎn)狀（2）1、巖基；2、巖株；3、巖盤；4、巖床；5、巖墻；6、火山頸；7、巖鐘；8、巖流；9、捕虜體2023/2/22）巖漿巖的相巖漿巖的相是指不同環(huán)境條件下形成的巖石和巖體總的特征。巖漿巖的相可分為兩大類：

侵入巖相：邊緣相、過渡相、中央相

火山巖相：噴出相組（爆發(fā)相、溢流相、侵出相）、火山通道相組、潛（次）火山相組和火山沉積相組。2023/2/26、巖漿巖的分類2023/2/2按化學(xué)成分分類：根據(jù)SiO2的含量可分為四大類：超基性巖類、基性巖類、中性巖類和酸性巖類。每一類又根據(jù)堿度即K2O+Na2O的含量進(jìn)一步分為兩大系列，即鈣堿性系列和堿性系列。2023/2/2按礦物成分分類：礦物成分主要考慮石英含量、暗色礦物種類及含量，長(zhǎng)石的種類及含量(即鉀長(zhǎng)石或斜長(zhǎng)石)，以及似長(zhǎng)石的有無及含量。2023/2/2按產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)構(gòu)造分類：在以成分為分類依據(jù)的基礎(chǔ)上，再按產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同把各大類巖石進(jìn)一步劃分出深成巖、淺成巖和噴出巖。2023/2/2綜上所述，把主要的巖漿巖分為五大類，即：超基性巖類：橄欖巖——苦橄巖類基性巖類：輝長(zhǎng)巖——玄武巖類中性巖類：閃長(zhǎng)巖——安山巖類（以斜長(zhǎng)石為主）正長(zhǎng)巖——粗面巖類（以鉀長(zhǎng)石為主）酸性巖類：花崗巖——流紋巖類堿性巖類：霞石正長(zhǎng)巖——響巖類2023/2/2純橄欖巖2023/2/2蛇紋石化橄欖巖2023/2/2粗面巖（1）斑狀結(jié)構(gòu)；斑晶以正長(zhǎng)石為主，基質(zhì)為隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì)2023/2/2粗面巖（2）斑狀結(jié)構(gòu)；斑晶以正長(zhǎng)石為主，基質(zhì)為隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì)2023/2/2黑云母花崗巖主要礦物為鉀長(zhǎng)石、石英、斜長(zhǎng)石；全晶粒等粒（粗中細(xì)）結(jié)構(gòu)2023/2/2輝綠巖的輝綠結(jié)構(gòu)輝綠結(jié)構(gòu)；巖石由較自形的長(zhǎng)條狀斜長(zhǎng)石微晶和他形粒狀微晶的輝石等暗色礦物組成，輝石等暗色礦物充填于雜亂交錯(cuò)的長(zhǎng)條狀斜長(zhǎng)石微晶所組成的空隙中。2023/2/2輝石安山巖斑狀結(jié)構(gòu)；斑晶多為斜長(zhǎng)石，有時(shí)為角閃石，基質(zhì)為隱晶質(zhì)半晶質(zhì)，玻璃質(zhì)2023/2/2角閃安山巖斑狀結(jié)構(gòu)；斑晶多為斜長(zhǎng)石，有時(shí)為角閃石，基質(zhì)為隱晶質(zhì)半晶質(zhì)，玻璃質(zhì)2023/2/2流紋巖流紋構(gòu)造；主要礦物為鉀長(zhǎng)石、石英、斜長(zhǎng)石2023/2/2層狀玻屑凝灰?guī)r2023/2/2“玢巖”和“斑巖”的區(qū)別玢巖指淺成巖中具斑狀結(jié)構(gòu)且斑晶以斜長(zhǎng)石、暗色礦物為主的巖石。斑巖指斑狀結(jié)構(gòu)中的斑晶以堿性長(zhǎng)石、副長(zhǎng)石、石英為主的巖石。2023/2/2閃長(zhǎng)玢巖斑狀結(jié)構(gòu)；斑晶斜長(zhǎng)石，角閃石，有時(shí)是輝石或黑云母，故稱為玢巖，基質(zhì)為細(xì)晶質(zhì)或隱晶質(zhì)2023/2/2花崗斑巖斑狀結(jié)構(gòu)；斑晶為正長(zhǎng)石、石英，基質(zhì)為石英、長(zhǎng)石、云母2023/2/27、巖漿巖多樣性的原因1）分異作用（1）巖漿分異作用：熔離、擴(kuò)散、氣運(yùn)作用（2）分離結(jié)晶作用：重力分離作用、流動(dòng)分異（摩擦）作用、壓濾作用2）同化混染作用3）巖漿的混合作用2023/2/2分異作用這種作用是巖漿結(jié)晶之前，仍處在均勻液態(tài)的情況下發(fā)生的分異作用。這種作用可以發(fā)生在地殼深處，也可發(fā)生在巖漿侵入和噴發(fā)的過程中。前者為深處分異，后者為就地分異。這種分異是通過熔離、擴(kuò)散、氣運(yùn)的作用來完成的。2023/2/2同化混染作用巖漿熔化了圍巖或捕虜體，使巖漿成分發(fā)生了變化，稱為同化作用。不完全的同化作用稱為混染作用。同化與混染作用經(jīng)常是密切相關(guān)的。2023/2/2混合作用指由兩種不同成分的巖漿以不同的比例混合而產(chǎn)生一系列過渡類型的巖漿、并形成不同成分的一系列巖漿巖，這便稱為巖漿混合作用。2023/2/2二、沉積巖的形成過程及其特征1、沉積巖的概念2、沉積物的形成過程1）沉積物的來源2）風(fēng)化作用地表和接近地表的巖石，在溫度變化、水、空氣及生物的作用和影響下所發(fā)生的破壞作用，稱為風(fēng)化作用。2023/2/2風(fēng)化作用2023/2/2風(fēng)化作用2023/2/2風(fēng)化作用2023/2/2石灘2023/2/2風(fēng)化作用2023/2/23）主要造巖礦物和巖石在風(fēng)化過程中的穩(wěn)定性長(zhǎng)石類：為K、Na、Ca的鋁硅酸鹽，易受各種酸(主要是碳酸)的作用而分解。鐵鎂礦物：主要指Fe、Mg、Ca的硅酸鹽礦物，如橄欖石、輝石、角閃石等。這類礦物的穩(wěn)定性較低，其中以橄欖石最易風(fēng)化，輝石次之，再其次是角閃石。石英：最穩(wěn)定的造巖礦物。2023/2/2云母類：白云母穩(wěn)定性較黑云母高，故在沉積巖中前者較常見。白云母在化學(xué)風(fēng)化作用下可以分解而轉(zhuǎn)變成為水云母以至高嶺石；黑云母風(fēng)化后形成含水的氧化鐵礦物及粘土礦物，其部分陽離子則被淋濾。粘土礦物：為沉積巖的重要造巖礦物。由于此類礦物是在地表?xiàng)l件下形成的，故在一般風(fēng)化作用下只發(fā)生機(jī)械破碎，而無化學(xué)分解現(xiàn)象。碳酸巖礦物：主要為方解石和白云石，分別是石灰?guī)r和白云巖的主要礦物成分。這類礦物在酸性水中極易溶解，而在極干燥的氣候條件下，可由物理風(fēng)化作用破碎成碳酸鹽碎屑。2023/2/24）風(fēng)化產(chǎn)物碎屑物質(zhì)不溶殘余物質(zhì)溶解物質(zhì)2023/2/23、風(fēng)化產(chǎn)物的搬運(yùn)和沉積碎屑物質(zhì)的搬運(yùn)和沉積溶解物質(zhì)的搬運(yùn)和沉積生物作用對(duì)溶解物質(zhì)搬運(yùn)和沉積的影響沉積分異作用2023/2/24、成巖作用壓固作用膠結(jié)作用重結(jié)晶作用成巖礦物的形成2023/2/25、沉積巖的一般特征1）成分特征（1）化學(xué)成分特征（2）礦物成分特征陸源碎屑礦物自生礦物次生礦物2023/2/22）構(gòu)造特征沉積巖的構(gòu)造是指巖石各個(gè)組成部分的空間分布和排列方式。2023/2/2（1）機(jī)械成因的構(gòu)造層理層面構(gòu)造變形構(gòu)造2023/2/2根據(jù)層理的形態(tài)，層理的基本類型有：水平層理波狀層理斜層理：?jiǎn)涡睂永?、交錯(cuò)層理序粒層理塊狀層理壓扁層理2023/2/2層理的基本類型2023/2/2水平層理2023/2/2沉積巖地貌2023/2/2沉積巖地貌2023/2/2常見的層面構(gòu)造有：波痕、泥裂、雨痕、雹痕晶痕沖刷面流痕槽模、溝模2023/2/2常見的變形構(gòu)造有：負(fù)荷印模球—枕構(gòu)造包卷層理滑坡構(gòu)造碎屑巖脈盤狀構(gòu)造2023/2/2（2）化學(xué)成因的構(gòu)造溶解作用形成的構(gòu)造（縫合線、溶洞和溶孔）凝聚作用形成的構(gòu)造（結(jié)核和晶簇）溶解—凝聚作用形成的構(gòu)造（疊錐、鳥眼構(gòu)造和龜背石）2023/2/2盤狀構(gòu)造和縫合線2023/2/2（3）生物成因的構(gòu)造生物構(gòu)造（如生物礁體）生物層理（如疊層構(gòu)造）生物遺跡（如蟲跡、蟲孔）2023/2/2疊層構(gòu)造的各種形狀2023/2/23）沉積巖的裂隙成巖裂隙構(gòu)造裂隙2023/2/24）沉積巖的顏色原生色：繼承色、自生色次生色：2023/2/26、沉積巖的分類及主要類型以沉積作用方式和巖石成分為依據(jù)分類：碎屑巖類粘土巖類化學(xué)巖及生物化學(xué)巖類2023/2/2按沉積物的來源把沉積巖分為2類：外源沉積巖類（外生沉積巖類）內(nèi)源沉積巖類（內(nèi)生沉積巖類）2023/2/27、沉積相和沉積建造1）沉積相的概念相分析相模式分析法2）沉積相的分類大陸相過渡相海相2023/2/2三、變質(zhì)作用及變質(zhì)巖的基本特征1、變質(zhì)作用及變質(zhì)巖的概念2023/2/2變質(zhì)作用由地球內(nèi)力作用促使巖石發(fā)生礦物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造變化的作用稱為變質(zhì)作用。2023/2/2混合巖化作用變質(zhì)作用基本上是在巖石保持固態(tài)條件下進(jìn)行的。但是在某些高級(jí)變質(zhì)過程中，變質(zhì)巖中低熔點(diǎn)的長(zhǎng)英物質(zhì)可能被熔融，形成部分流體相，這些熔融的部分與不熔的殘留體混合而形成一種新的巖石，這種作用稱為混合巖化作用。2023/2/2變質(zhì)巖由變質(zhì)作用形成的巖石叫變質(zhì)巖。變質(zhì)巖可根據(jù)原來巖石的類型劃分為兩大類：由巖漿巖變質(zhì)形成的巖石稱為正變質(zhì)巖，由沉積巖變質(zhì)形成的巖石稱為副變質(zhì)巖。2023/2/22、變質(zhì)作用的因素溫度、壓力、具化學(xué)活動(dòng)性流體和時(shí)間。2023/2/23、變質(zhì)作用的類型根據(jù)變質(zhì)作用的主要因素和地質(zhì)條件可將變質(zhì)作用分為以下幾種類型：動(dòng)力變質(zhì)作用（碎裂變質(zhì)作用）區(qū)域變