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学 路基 路面 科 工程 第二章 主要造岩矿物与岩石 审批签字 第一节 造 岩 矿 物 授课时数 授课方法 教 具 授课班级 1、了解造岩矿物的一般知识 教学目的 2、掌握造岩矿物的物理性质及常见造岩矿物的基本性质 教学重点 1、造岩矿物的一般知识 和难点 2、造岩矿物的物理性质及常见造岩矿物的基本性质 1、地球的主要物理性质有哪些？地质罗盘利用了地球的哪个主要物理性质？ 复习提问 2、岩石按风化程度划分为几类？防治岩石风化的措施有哪些？ 教学内容、方法和过程 附记 概 述 1、岩石：组成地壳的天然矿物集合体。 2、岩石的结构：组成岩石的矿物的结晶程度、大小、形态以及晶粒之间或晶粒与玻璃质之间的相互关系。 3、岩石的构造：岩石中不同矿物集合体之间、岩石的各个组成部分之间或矿物集合体与岩石其他组成部分之间的相互关系,称为岩石构造。也有人认为岩石的构造应是组成岩石的矿物集合体的形状、大小和空间的相互关系及充填方式,即这些矿物集合体的组合的几何学的特征。例如,片麻构造、块状构造、流纹构造、枕状构造、气孔状构造、晶洞构造等。 4、岩石的种类：按成因可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三类。 第一节 造岩矿物 矿物指由地质作用所形成的天然单质或化合物。它们具有相对固定的化学组成，呈固态者还具有确定的内部结构；它们在一定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。构成岩石主要成分的矿物，称造岩矿物。在岩石中经常见到，明显影响岩石性质，对鉴定和区别岩石种类起重要作用的矿物称为主要造岩矿物。 一、矿物的一般知识： 1
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附记 1、矿物的种类：目前世界已被发现的矿物有3300多种，其中主要常见的约有 200（一说300）多种，常见的造岩矿物有30余种。自然界中的矿物按成因分为原生矿物、次生矿物、变质矿物三大类。 1）原生矿物：指在内生条件下的造岩作用和成矿作用过程中，同所形成的岩石或矿石同时期形成的矿物，其原有的化学组成和结晶构造均未改变。 2）次生矿物：是指在岩石或矿石形成之后，其中的矿物遭受化学变化而改造成的新生矿物。其化学组成和构造都经过改变而不同于原生矿物。如橄榄石经热液蚀变而形成的蛇纹石。 3）变质矿物：是指由变质作用形成的矿物。如区域变质作用形成的十字石、蓝晶石等，接触变质作用形成的石榴子石、硅灰石等。 2、矿物晶体：固态矿物按其质点(原子、离子、分子)有无规则排列，可分为晶质矿物和非晶质矿物。 1）晶质矿物：造岩矿物绝大多数是晶质矿物。晶质矿物的内部质点作规则的排列，所以在适宜的生长条件下，这种有规律的排列使晶体具有一定的内部结构构造和几何外形。例如，岩盐中的Na+和CI，在三维空间作等间距重复排列，组成立方格子状构造，其几何外形为立方体。 2）非晶质矿物：非晶质矿物的内部质点呈无规律的排列，杂乱无章，故没有一定的几何外形，如蛋白石、玛瑙、火山玻璃质等都是非晶质矿物。 3、矿物的形态：分为单晶体形态和多晶体形态。 1）常见的单晶体矿物形态有：片状、鳞片状（如绿泥石、白云母等）；板状（如斜长石、板状石膏等）；柱状（如长柱状的角闪石和短柱状的辉石等）；立方体状（如岩盐、方铅矿、黄铁矿等）；菱面体状（如方解石等）；菱形十二面体状（如石榴子石等）；多面体状和针状等形态。 2）常见的多晶体集合体形态有：粒状、块状、土状； 鲕状、豆状、葡萄状、肾状；纤维状和放射状；钟乳状。 二、矿物的物理性质：矿物的物理性质取决于矿物本身的化学成分和内部结构。矿物的物理性质主要包括矿物的光学性质和力学性质。矿物还有其他物理性质。
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附记 1、矿物的光学性质：是指矿物对自然光的吸收、反射和折射等所表现出来的 各种特征，主要包括颜色、条痕、光泽和透明度等特征。 1）矿物的颜色：是指矿物对可见光中不同波长光波选择性吸收和反射的物理性能的表征。分为自色、他色和假色。 （1） 自色：矿物自身所固有的颜色。自色产生的原因，主要与矿物成分中某 些有色离子的存在有关。如Fe3+使赤铁矿呈樱红色；Fe2+使普通角闪石、绿泥石呈暗绿色等。对矿物的鉴定有重要意义。 （2） 他色：矿物因含外来带色杂质而引起的颜色。如石英的异常色彩等。无 鉴定意义。 （3） 假色：由某些物理化学因素引起的呈色现象，如黄铁矿表面因氧化引起 的锖色（兰紫混杂的斑驳色彩）。对某些矿物具有鉴定意义。 2）条痕：矿物的条痕指矿物在白色粗糙瓷板上刻划时遗留在瓷板的矿物粉末颜色。对某一矿物来说，条痕的颜色是唯一的。它对不透明、深色、金属矿物具有鉴定意义 3）光泽：矿物的光泽是指矿物新鲜表面对光的反射能力。根据反射光由强到弱的次序可分为：金属光泽、半金属光泽、非金属光泽。常见的非金属光泽有： 金刚光泽、玻璃光泽、油脂光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、土状光泽。 4）透明度：矿物的透明度是指矿物能够透光的能力。根据矿物透过光线的能力，可分为三级：透明的、半透明的和不透明的。 2、矿物的力学性质：指矿物在外力作用下所表现出来的各种物理性质，含硬度、解理、断口、延展性、脆性等。 1）硬度：矿物的硬度是指矿物抵抗某种外来机械作用力（如刻划、压入、研磨等）侵入的能力。它具有重要的鉴定意义。 通常采用摩氏硬度计来作为标准，鉴定矿物的硬度；即由软至硬分为十级：一级滑石、二级石膏、三级方解石、四级萤石、五级磷灰石、六级正长石、七级石英、八级黄玉、九级刚玉、十级金刚石。 野外用简单的方法及指甲（2-2.5）、小刀（5-5.5）、玻璃片（5.5-6）、 教学内容、方法和过程 3
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教学内容、方法和过程 钢刀（6-7）粗略判定。 2）解理（劈开）：矿物受外力敲击时，能够沿一定方向规则裂开的性能称为矿物的解理性，开裂的平面称为解理面。一般将解理分为：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理。 3）断口：矿物受外力敲击后，沿任意方向发生不规则断裂，其破裂面称为断口。根据断口形态有参差状断口、平坦状断口、锯齿状断口、土状断口及贝壳状断口。 3、其他性质：矿物的某些特殊性质，如发光性（自燃性、自热性）、磁性、弹性、挠性、压电性、放射性、特殊的味道等仅存在于少数矿物中。这些性质除了可用于鉴定矿物之外，在工业上也具有相当价值。 三．常见的主要造岩矿物：矿物的种类繁多，由于其物理性质测试简单，常是鉴定和分类的主要依据。下面介绍几种重要的造岩矿物的物理性质。 1、石英：(SiO2)无色，因含杂质等可呈各种颜色。无条痕，断口呈贝壳状，油脂光泽，硬度高，透明。晶体呈六方柱双锥状。化学性质稳定，抗风化能力强，含石英越多的岩石，岩石的工程性质越好。石英广泛分布在各种岩石和土层中，是重要的造岩矿物。 2、正长石(KAlSi3O8)：呈柱状、板状、块状，颜色为肉红色或黄褐色或近于白色，附记 条痕白色，玻璃光泽，硬度高，中等解理，两组解理面近于90°正交。易于风化，完全风化后形成高岭石、绢云母、铝土矿等次生矿物。 3、斜长石(铝硅酸盐)：呈长状、板条，白色至暗灰色，无痕，透明、玻璃光泽，硬度高，中等解理，两组解理面呈86°左右斜交。易于风化，解理面上有细条纹。成分中以Na+为主的是酸性斜长石，以Ca2+为主的是基性斜长石，两者之间的为中性斜长石。斜长石是构成岩浆岩最主要的矿物。 4、白云母（含水的钾镁铁铝硅酸盐）：呈片状、鳞片状，薄片无色透明，珍珠光泽，硬度低，薄片有弹性,一组极完全解理,具有高的电绝缘性.抗风化能力较强,主要分布在变质岩中。 5、黑云母（含水的钾镁铁铝硅酸盐）：呈片状或板状，颜色深黑，其它性质与白 4
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附记 云母相似，硬度低，玻璃或珍珠光泽、半透明、易风化，风化后可变成蛭石，薄 片失去弹性，当岩石含云母较多时，强度降低。广泛分布于岩浆岩和变质岩中。 6、角闪石（铁镁硅酸盐）：呈长柱状、针状，颜色暗绿至黑色，玻璃光泽，硬度高，半透明，中等解理，两组解理交角56°。较易风化，风化后可形成粘土矿物、碳酸盐及褐铁矿等。多产于中性岩浆岩和某些变质岩中。 7、辉石（铁镁硅酸盐）：呈短柱状、粒状，黑色，玻璃光泽，半透明，中硬度、中等解理，两组解理面交角87°。较易风化，多产于基性或超基性岩浆岩中。 8、橄榄石（铁镁硅酸盐）：呈粒状集合体，橄榄绿色，玻璃光泽，透明、高硬度，断口贝壳状。常见超基性岩浆岩中，易风化。 9、方解石:（结晶CaCO3）呈菱面体或六方柱，无色或乳白色，玻璃光泽，四度，教学内容、方法和过程 三组完全解理，与稀盐酸起泡反应。方解石是组成石灰岩的主要成分，用于制造水泥和石灰等建筑材料，也可作电气及炼钢的熔剂等。 10、白云石：（CaCO3·MgCO3）菱面体，集合体呈块状，灰白色，玻璃光泽或珍珠光泽，硬度为中，透明，中等解理、遇热稀盐酸时微弱起泡。 11、石膏：（CaSO4·2H2O）集合体呈致密块状或纤维状，一般为白色，条痕白，硬度低，丝绢光泽，透明，一组完全解理，广泛用于建筑、医学等方面。 12、粘土矿物：一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成，泥黄色，浅色条痕，土状光泽，透明，低硬度，平坦状断口。泛指各种形成粘土的矿物。 1）高岭石：常呈致密块状、土状，白色，土状光泽，透明，硬度低，平坦状断口。透水性差，干燥时粘舌，易捏成粉末，湿润具有可塑性。 2）蒙脱石：呈土状、块状，白色，土状光泽，透明，硬度低，平坦状断口。吸水性很强，透水性差，吸水后体积可膨胀几倍至十几倍，具有很强的吸附力和阳离子交换性能。 3）伊利石：呈块状，白色，平坦状断口。不具膨胀性和可塑性，因产于美国伊利诺斯州而得名。 13、蛇纹石：（含水的富镁硅酸盐）集合体呈致密块状，颜色黄绿，腊状光泽，硬度中，半透明，断口平坦，可作室内装饰材料。为富镁质超基性岩变质后形成的
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教学内容、方法和过程 主要变质矿物，常与石棉共生。 14、绿泥石：（含杂质的硅酸盐）集合体为隐晶质土状或片状，浅绿到深绿色，玻璃光泽，半透明，一向中等解理，薄片有挠性无弹性，硬度低，强度较低，是长石、辉石、角闪石、橄榄石等的次生矿物，在变质岩中分布最多。 15、滑石：（含水的硅酸镁）集合体呈致密块状，白色，淡黄色，淡绿色，珍珠光泽，硬度低，一组完全解理。富有滑腻感，工业上常用原料。为富镁质超基性岩，白云岩等质后形成的主要变质矿物。 16、石榴子石：（用A3B2[SiO4]3表示。其中A表示Ca2+ 、Mg2+、Fe2+、Mn2+等二价阳离子，B表示Al3+、Fe3+、Cr3+等三价阳离子。）晶体菱形十二面体或粒状，附记 颜色随成分而异，玻璃光泽，硬度高，半透明，无条痕，无解理，主要用于研磨材料。 17、黄铁矿：（FeS2）立方体，颜色为金黄色，金属光泽，锯齿状断口，条痕为细绿黑色，硬度高，不透明，易风化，风化后生成硫酸和褐铁矿。常见于岩浆岩褐沉积岩的砂岩和石灰岩中。 四、小结 本次课主要学习了造岩矿物的一般知识、物理性质及常见的造岩矿物；通过学习我们要了解造岩矿物的一般知识，掌握造岩矿物的物理性质及常见造岩矿物的基本性质，为判定矿物打下坚实的基础。 五、作业布置 1、什么是矿物、岩石？ 2、简述矿物的种类。 3、矿物的主要物理性质有哪些？
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