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工程地质试验 讲义
编辑:      发表时间:[2017-05-02]       阅读:1501

实验一  主要造岩矿物的鉴定

一、试验目的

    通过室内矿物鉴定使学生掌握矿物的肉眼鉴定法,从而为野外辨认矿物打下基础。

二、标本及设备

   (1)各种主要造岩矿物标本一套。

   (2)摩氏硬度计一盒。

   (3)小刀、放大镜、盐酸、条痕板、铁锤等。

三、鉴定步骤

   (1)颜色:初学者当拿到要鉴定的矿物时,可借表1-2所列各矿物的性质,首先鉴定矿物的颜色、看它是浅色(白、浅灰、玫瑰、红黄等色)矿物还是深色(深灰、深绿、褐色、棕色、黑色等)矿物。

   (2)硬度:鉴定硬度使用小刀(或指甲等)在矿物新鲜面上刻划,通常选定以表1-1中所列十种矿物的硬度为标准,定出十个硬度等级,将需鉴定的矿物硬度与表中所列矿物硬度相比较,从而定出被试矿物的硬度。如一矿物用指甲刻划不动,改用小刀很容易划下,则根据硬度表,便肯定它的硬度为3。

   (3)形状:指矿物的外表形态。结晶体大多呈规划的几何形状,如图1所示,非晶体则呈不规划的形状。

 

图1  几种主要造岩矿物单个晶体形态

   (4)解理:指矿物受外力作用后沿一定方向裂开成光滑平面(解理面)的性能。按裂开成解理由的解易和明显程度,解理可分为几个等级:

①极完全解理:矿物很容易裂成薄片,并形成光亮平整的解理面,也不发出断口(如云母)。

②完全解理:解理面平滑,不易发生断口,裂开成鳞片状,板状或块状。

    ③不完全解理:裂面上只局部带有不大的光滑平面,如橄榄石等。

④极不完全解理(或无解理):裂开成不规则的碎块,实际上无解理(如高岭土)。

矿物的硬度等级         表1-1

硬度等级

矿物名称

野外简易鉴定方法

1

滑  石

用软铅笔划时留下条痕,用指甲容易刻划。

2

石  膏

用指甲可刻划。

3

方解石

用黄铜板刻划可留下条痕,用小刀很容易刻划。

4

萤  石

小刀可刻划。

5

磷灰石

用削铅笔刀刻划时可留下明显划痕,不能刻划玻璃。

6

正长石

小刀可勉强留下看得见的划痕,能刻划玻璃。

7

石  英

用小刀不能刻划。

8

黄  玉

能割开玻璃,难于刻划石英。

9

刚  玉

能刻划石英。

10

金刚石

能刻划石英。

最主要造岩矿物特征表          表1-2

编号

矿物名称

形状

颜     色

光泽

硬度

解理

比重

其它特征

1

石英

块状、六

方柱状

无色、乳白色

玻璃、

油脂

7

2.6~2.7

晶面有平行条纹,贝壳状断面

2

正长石

柱状、

板状

玫瑰色、肉红色

玻璃

6

完全

2.3~2.6

两组晶面正交

3

钭长石

斜状、

板状

灰白色

玻璃

6

完全

2.6~2.8

两组晶面斜交,晶面上有条纹

4

辉石

短柱状

深褐色、黑色

玻璃

5~6

完全

2.9~3.6

 

5

角闪石

针状、

长柱状

深绿色、黑色

玻璃

5.5~6

完全

2.8~3.6

 

6

方解石

菱形六

面体

乳白色

玻璃

3

三组完全

2.6~2.8

滴稀盐酸起泡

7

云母

薄片状

银白色、黑色

珍珠、

玻璃

2~3

极完全

2.7~3.2

透明至半透明,薄片具有弹性

8

绿泥石

鳞片状

草绿色

珍珠、

玻璃

2~2.5

完全

2.6~2.9

半透明,磷片无弹性

9

高岭石

鳞片状

白色、浅黄色

暗淡

1

2.5~2.6

土状断口,吸水膨胀滑粘

10

石膏

纤维状、

板状

白色

玻璃、

丝绢

2

完全

2.2~2.4

易容解于水产生大量SO4

   (5)断口:指矿物受外力作用后不沿一定方向破裂时断开面的形态。它和解理的区别是:解理光滑平正,而断口参差不齐。常见的断口有:贝壳状断口一断口面形成光滑而弯曲的凹(凸)面,状如贝壳(如石英);平坦状断口一断口面粗糙,但还平坦(正长石);不平坦状断口一断口面粗糙而不平坦,许多矿物具有这种断口(如辉石);锯齿状断口一断口面交错突起,状如锯齿(如石膏);土状断口一断口粗糙,并能捻散成土状(如高岭土)。

   (6)条痕:将矿物在毛瓷板(或碗片)上擦划,看擦划后毛瓷板(或碗片)上的矿物粉末是什么颜色,擦划后粉末的颜色就称为条痕。

   (7)光泽:指矿物表面反射光线的强弱程度,按其耀眼的程度分为金属光泽和非金属光泽。大体说来,不透明的矿物多具有金属光泽(如黄铁矿),而透明的矿物多具有非金属光泽(如石英)。非金属光泽又可分脂肪光泽(如滑石),玻璃光泽(如石英、长石),珍珠光泽(如云母)、丝绢光泽(如纤维石膏、石膏、石棉)、土状光泽或暗淡光泽(如高岭土)。

四、注意事项

   (1)应将实际观察到的矿物特征记在记录表上,不应按照特征表抄写。

   (2)方解石、白云石,可按其硬度和解理(三组完全的解理和解理间的角度)及(白云石)遇酸起泡的性质甚易与其它矿物分辨。

   (3)正长石和斜长石在很多性质上如硬度解理等极相似,但新鲜的斜长石晶体面上具有条纹,而正长石则无。

   (4)长石和石英在颜色上均属浅色,硬度均比小刀为硬。当细心观察时可见长石有解理(在光线下见到很多反光的小面一解理面);而石英无解理(在光线下只看到反光小点但不是反光的面),并且是贝壳断口。

   (5)角闪石和辉石是最不易区分的深色矿物,并具有相似的两组解理,不同的地方是角闪石的两组解理面是斜交的(约56°或124°)而辉石的两组解理面则近于直角,角闪石晶体呈针状长柱形,而辉石晶体成短柱体。

 

 

实验二  岩浆岩的鉴定

一、目的 

    通过鉴定能根据组成岩浆岩的主要矿物成分掌握岩浆岩的结构、构造及其产状特征,通过对标本的实际观察,达到能用肉眼直接鉴定主要岩浆岩。

二、标本及设备

   (1)花岗岩、流纹岩、正长岩、粗面岩、闪长岩、安山岩、辉长岩、玄武岩各一块。

   (2)摩氏硬度计一盒。

   (3)10倍放大镜,小刀各一个。

三、鉴定步骤

   (1)利用岩浆岩鉴定表(表1-3),用消去法逐步去鉴定。

岩浆岩分类简表                  表1-3

颜             色

浅色(浅灰、浅红、肉红色) → 深色(深灰、深绿、黑色)

化学成分(SiO2含量)

酸性(>65%)

中性(65~52%)

基性(52~40%)

超基性(<40%)

成  因

结  构

构  造

含正长石

含斜长石

不含长石

石  英

云  母

角闪石

角闪石

黑云母

辉  石

角闪石

辉  石

黑云母

辉  石

角闪石

橄榄石

辉  石

 

橄榄石

侵入岩

等  粒

块  状

花岗岩

正长岩

闪长岩

辉长岩

橄榄岩、辉岩

斑  粒

块  状

花岗斑岩

正长班岩

玢岩

辉绿岩

 

喷出岩

班状、隐晶

质或玻璃质

流纹、气孔

状或杏仁状

流纹岩

粗面岩

安山岩

玄武岩

 

                     
 

   (2)用肉眼首先鉴定岩石颜色是浅色还是深色。

   (3)如为浅色系酸性岩在表左方找,如为深色系基性岩则在表右方找。

   (4)如岩石结构是等粒状的或斑状的且所有矿物都被识别,则属深成的侵入岩,其它结构则属喷出岩。

   (5)最后按岩石内所含主要矿物确定名称。

四、注意事项

   (1)按矿物成分最主要的岩浆岩分为四个岩属:即花岗岩流纹岩属,正长岩粗面岩属,闪长岩安山岩属及辉长岩玄武岩属。

   (2)侵入的花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩常以岩基、岩株、岩盘的形式产生。

   (3)喷出的流纹岩,粗面岩系酸性岩,常形成馒头状的岩丘或岩钟;安山岩,玄武岩系基性岩,易流动,常形成岩盖及岩流。

   (4)例如被鉴定的岩石是浅色,则可认定它是属于酸性的,就在表左方去找,再看其结构是等粒状的,这时分类表内浅色岩石仅剩两种一花岗岩和正长岩,但花岗岩是酸性的除应含有正长石外,还有石英,如没有石英,即可确定为正长岩。

 

 

实验三  沉积岩的鉴定

一、目的

    在于熟悉沉积岩的成因,构造和组成的物质。要求根据组成粒径的大小,用肉眼及简单方法来鉴定沉积岩,并掌握沉积岩最基本类型以及和其它岩石相异之点。

二、标本及设备

   (1)砾岩、砂岩、页岩、石炭岩各一块。

   (2)稀盐酸一小瓶。

   (3)放大镜及小刀各一件。

三、鉴定步骤

   (1)按照沉积岩分类表(表1-4),用消去法逐步进行消去鉴定。

沉积岩分类简表      表1-4

分类名称

物质来源

沉积作用

结构特征

构造特征

碎屑岩

砾岩、角砾岩、砂岩

物理风化作用形成的粉屑

机械沉积

作用为主

碎屑结构

层理构造多孔构造

火山角砾岩、凝灰岩

火山喷发的碎屑

粘土岩

泥岩、页岩

化学风化作用形成的粘土矿物

机械沉积和胶体沉积作用

泥质结构

层理构造

化学岩和生物化学岩

石灰岩、泥灰岩

母岩经化学分解生成的溶液和胶体溶液;生物化学作用形成的矿物和生物遗体

化学沉积、胶体沉积和生物沉积作用

化学结构和生物结构

层理构造致密构造

   (2)先鉴定岩石是否为胶结的,如系非胶结的即可消除碎屑岩和粘土岩,所以这块岩石应当是化学沉积岩或生物化学岩。

   (3)如果岩石里能找出有暗示这块岩石由动植物遗体组成的话,就是生物化学岩,反之为化学沉积岩。

   (4)最后用10%浓度的盐酸进行试验,如有起泡现象,这岩石是碳酸盐类,如外观呈鱼子状者为化学沉积的石灰岩。

四、注意事项

   (1)沉积岩大多松软,岩浆岩坚硬可以用小刀刻划来区别。

   (2)沉积岩矿物晶粒紧密结合,并在各方面均匀分布,块状构造,沉积岩颗粒被胶结构团结成层理构造。

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实验四  变质岩的鉴定

一、目的

    在于认识主要变质岩的形状结构,矿物成分及其它特征等,从而体会其成因,推知其变质过程,以及与岩浆岩,沉积岩区别之点。

二、标本及设备

   (1)片麻岩、绿泥石片岩,云母片岩及大理岩等各一块。

   (2)盐酸一小瓶

   (3)放大镜,小刀各一个。

三、鉴定步骤

   (1)按照表1-5表示鉴定,从表列鉴定特征知多数变质岩都具有片理构造。不具片理构造的只有石英岩、大理岩。

主要变质岩简表      表1-5

名    称

鉴         定         特         征

主要矿物

颜    色

结  构

构  造

其    它

片麻岩

长石、石英、云母

深、浅色相同

斑粒变晶

片麻状

 

云母片岩

云母(有少量石英)

白、银灰色

鳞片变晶

片状

有显著的丝绢光泽,质软易剥开

绿泥石片岩

绿泥石

绿  色

鳞片变晶

鳞片状

大理岩

方解石

白色、灰白色

等粒变晶

块状

滴稀盐酸起泡

石英岩

石  英

白色、灰白色、

淡红色

等粒变晶

块状

小刀刻划不动

 

 

   (2)大理岩由结晶的小方解石组成,硬度不大,易用小刀刻划,遇盐酸起泡,石英岩则完全由石英组成,硬度较大,小刀不能刻划。

   (3)当岩石有片麻状构造时,就是片麻岩,黑云母较多的叫黑云母片麻岩。

 

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