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岩 矿 鉴 定
岩矿鉴定课题教学方案 一、教学思路: 1、岩矿鉴定不应是孤立的鉴定岩石或矿石标本,地质人员应更多地结合岩矿石产出的地质环境、岩石组合特征、矿石的成分特点及与围岩的关系综合考虑。 2、岩矿石鉴定的关键在于识别组成岩石、矿石的矿物成分及结构构造特征。 3、岩矿石的分类命名是岩矿石研究的基础,因此要掌握正确的分类命名原则——(GB/T 17412. 1.2.3-1998)
岩矿鉴定课题教学方案 二、教学环节: 1、总结三大类岩石有哪些主要的岩石类型?各类型岩石的矿物组合特点,外貌特征,与其共生的矿床有哪些呢? 2、观察野外常见的岩矿石标本,强调岩石主要的肉眼鉴定方法,组成矿物的特征,正确命名。 3、学员通过观察讨论,对岩矿石进行描述,教师对描述进行点评,规范描述内容及格式。 4、矿石与岩石的关系,矿石类型与岩石组合的关系,典型地质环境可能产出的岩石类型及矿床类型。
岩 矿 鉴 定 1、野外地质体的认识——宏观 地质体的产出状态,构造特征及地质体之间的相互关系。 2、野外岩矿类型鉴定——露头观察 岩 矿 鉴 定 1、野外地质体的认识——宏观 地质体的产出状态,构造特征及地质体之间的相互关系。 2、野外岩矿类型鉴定——露头观察 (1)识别矿物——了解岩石的物质组成——岩石类型鉴定的基础。 (2)鉴别结构构造——了解岩石形成时的地质环境——岩石类型鉴定的重要环节。 (3)野外岩石定名——这是进行地质矿产研究的关键。 3、室内准确定名——对野外工作的验证及必要的修正。 岩矿鉴定的方法有很多,但野外肉眼鉴定是基础,也是一个地质技术人员的“基本功”。
岩浆岩及相关矿石 思考:在岩浆成岩的环境中能形成哪些岩石类型?又能形成哪些相关的矿床呢? 一、岩浆岩的矿物成分及与化学成分的关系 组成岩浆岩的造岩矿物主要是硅酸盐矿物,常见的不过二十多种。 矿物名称 含量(%) 石 英 12.4 白 云 母 1.4 碱性长石 31.0 橄 榄 石 2.6 斜 长 石 29.2 霞 石 0.3 辉 石 12.0 不透明矿物(铬铁矿、铂族矿物、钒钛磁铁矿、铜镍硫化物等) 4.1 普通角闪石 1.70 磷灰石、榍石及其他 1.5 黑 云 母 3.80 总 计 100.00
1.矿物成分与SiO2含量(酸度)的关系
强调:1、当岩浆中SiO2含量很多时,首先形成各种硅酸盐矿物,剩余的则晶出石英。石英是岩浆岩中SiO2过饱和的指示矿物。与辉石、长石、角闪石、云母类等SiO2饱和矿物共生。 Mg2SiO4 + SiO2 Mg2Si2O6 镁橄榄石 液相 顽火辉石 NaAlSiO4 + 2SiO2 NaAlSi3O8 霞石 液相 钠长石
2.矿物成分与K2O+Na2O含量(碱度)的关系: 岩浆岩中碱量一般随着SiO2含量的增加而增加。在SiO2含量相同的岩石中, K2O及Na2O含量比正常的偏高,就会形成富碱的矿物组合。 闪长岩:角闪石、斜长石组合 正长岩:角闪石与碱性长石共生 霞石正长岩:碱性暗色矿物与似长石共生
3.矿物成分与Al2O3含量的关系: Al2O3的含量对铝硅酸盐矿物的种属有很大的关系,岩石中Al2O3与CaO、K2O、Na2O分子数的相对值,会对矿物组合产生影响。 (1)过铝质岩石: Al2O3>( CaO+K2O+Na2O ) 标准矿物中出现刚玉(C),特征矿物是原生白云母、黑云母、刚玉、电气石、黄玉、石榴子石、红柱石、堇青石。 (2)偏铝质岩石:Na2O+K2O+CaO>Al2O3>Na2O+K2O 标准矿物中以An为主,特征矿物是角闪石、黑云母、普通辉石等。 (3)亚铝质岩石:Al2O3=Na2O+K2O 主要矿物是长石和似长石。 (4)过碱质岩石: Al2O3<Na2O+K2O 较少见,以出现碱性铁镁质矿物为特征
4.矿物成分与挥发分的关系: 在岩浆结晶后期,多少有挥发分参与,可形成不同的矿物组合。 中性岩:暗色矿物形成角闪石 基性岩、超基性岩浆结晶:后期蚀变形成绿泥石、蛇纹石 中性岩:暗色矿物形成角闪石 酸性岩:角闪石、黑云母,可出现电气石、绿柱石、黄玉、萤石等 挥发分与成矿关系最为密切:铜镍硫化物矿床、稀有稀土矿床等。 挥 发 分 增 多
二、岩浆岩的分类 (GB/T 17412.1-1998) 黄长岩类、碳酸岩类、煌斑岩类、金伯利岩类、辉绿岩类、细晶岩类、伟晶岩类、紫苏花岗岩类、深成岩类、火山熔岩类、潜火山岩类、 火山碎屑岩类等12类。
岩浆岩的分类——国际地科联分类 (GB/T 17412.1-1998) 1.分类中使用了下列矿物(族): Q=石英; A=碱性长石 目前,我国对岩浆岩的分类采用的是国际地科联分类,这个分类是以实际矿物含量(以体积百分比表示)进行的定量矿物分类。包括深成岩和喷出岩的分类,下面简要介绍深成岩的分类。 1.分类中使用了下列矿物(族): Q=石英; A=碱性长石 P=斜长石 F=似长石(白榴石和假白榴石、霞石等); M=铁镁矿物(黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等)含量。
2.依铁镁矿物含量将深成岩分为两类: (1)M≥90-100为超镁铁岩,再依深色矿物含量可进一步细分。
①首先令A+P+Q=100或A+P+F=100,并分别求出百分比。 ②然后计算长石的比率,即A/A+P。 ③最后投影定出岩石的基本名称。 (2) M<90为除了超镁铁岩外的其余岩 石,它们再按浅色矿物的量比进一步细分,并用QAPF双三角形图表示之。分类步骤如下: ①首先令A+P+Q=100或A+P+F=100,并分别求出百分比。 ②然后计算长石的比率,即A/A+P。 ③最后投影定出岩石的基本名称。 ④依据次要矿物含量按“少前多后”原则详细命名。
例 :据测定某岩石:石英18%,碱性长石12%,酸性斜长石55%,黑云母13%,榍石2%,岩石名称? Q=18/85×100 =21% A=12/85×100=14% P=55/85×100=65% A=12/67×100=18% P=82% 投影落入“4”区,岩石基本名称为“花岗闪长岩” 详细定名:黑云母花岗闪长岩。
3.深成岩野外分类(初步方案): 在野外调查中,当暂时不能获得精确的实际矿物含量时,野外分类只作为一种临时性的方法使用。当得到了岩石的实际矿物含量时,则应采用深成岩QAPF双三角图解进行分类和命名。 在野外命名时: ①含碱性矿物的岩石,应用“碱性”这一术语作前缀,如碱性花岗岩等。 ②如果发现词尾“类(似)”在语言上有些不顺时,则可采用形容词形式“××质岩石”,即用“正长质岩石”代替“似正长岩”。 ③在野外描述中粒或粗粒岩石时,应估计每种矿物的百分含量,不认识的矿物也要估计含量,并简要记录其特征供以后参考。综合各种特征进行岩石定名。
三、岩浆岩标本的描述与定名 对手标本的描述,大体可按“颜色——结构——构造——成分——其它”的顺序进行。 定名步骤一般如下: 1.以矿物成分及其共生规律确定大类,如基性岩类; 2.以结构构造、色率和某些标型矿物确定岩石的产状,分为深成、浅成和喷出岩; 3.依主要矿物及含量,按有关分类图表投影确定岩石的基本名称; 4.依次要矿物及含量并按“少前多后”原则确定岩石种属。 5.对喷出岩应特别注意斑晶成分及含量,其次是颜色。
沉积岩及其相关的矿石 思考:在外生条件下能形成哪些岩石类型?又能形成哪些相关的矿床呢? 沉积岩由于形成的条件、过程、岩性特征等均不同于岩浆岩,与岩浆岩相比,沉积岩中矿物成分较简单,而结构构造较复杂。 一、陆源碎屑岩类 1.成分: 陆源碎屑岩主要由碎屑物质(>50%)和填隙物质(<50%)两部分组成, 岩屑 重砂矿物 碎屑物质 石英 成分 矿屑 长石 云母 填隙物质 :杂基+胶结物
野外描述碎屑颗粒本身的结构,主要是粒度(描述为砾状结构、砂状结构、粉砂状结构)及分选性、圆度、胶结类型。 2.碎屑结构 野外描述碎屑颗粒本身的结构,主要是粒度(描述为砾状结构、砂状结构、粉砂状结构)及分选性、圆度、胶结类型。 碎屑颗粒本身的结构 胶结物的结构 胶结类型 孔隙
3.砂岩成分-成因分类:(GB/T 17412.2─1998)
步骤如下: 1)首先根据杂基含量(15%为界)区分出净砂岩和杂砂岩。 2)进一步划分采用石英、长石、岩屑为端元的三角图形进行分类,其中: Q端员:包括石英+燧石+硅质岩屑+石英岩屑。它们均是稳定组分,代表砂岩的成分成熟度; F端员:长石及富含长石的岩屑。说明母岩的性质、气候和风化特点 R端员:除上述岩屑以外的其它岩屑及云母。它说明大地构造状况。 3)令Q+F+R=100%,投影定岩石基本名称。 4)详细命名,考虑填隙物成分及含量。
举例 某碎屑岩石英68%,硅质岩屑5%,长石9%,变质岩屑3%,硅质胶结物15%,投影定名并详细命名。 令Q+F+R=100%(扣除胶结物含量),算出各自百分含量。 Q=68+5/85×100=86% F=9/85=×100=11% R=3/85=×100=3% 投影定名:长石石英砂岩 详细命名:含硅质长石石英砂岩
1)粒度及分选性:以含量>50%的粒级作为岩石的结构名称,如中粒砂状结构。 2)磨圆度:指出四级,可用“少数、大部分”等作形容词。 4.陆源碎屑岩类的鉴定与描述 (1)结构: 1)粒度及分选性:以含量>50%的粒级作为岩石的结构名称,如中粒砂状结构。 2)磨圆度:指出四级,可用“少数、大部分”等作形容词。 3)胶结类型:尽可能地分出基底式、孔隙式、接触式等胶结类型。 (2)成分: 1)碎屑成分:包括岩屑、矿屑,前者主要分布在粗碎屑岩中,在岩石中多呈黑色。矿屑则主要石英、长石和云母,描述时应分别指出含量。 2)填隙物的成分及含量: 硅质胶结物:白色、致密状、硬度大于小刀.加HCl不起泡。 铁质胶结物:岩石往往呈紫红色。 碳酸盐质胶结物:浅灰一浅绿色、加HCI起泡。 海绿石胶结物:暗绿色,风化后使岩石带绿色斑痕。 泥质:灰色、土黄色、硬度小、岩石易破碎松散呈土状、加HCI不起泡。 (3)命名
粗碎屑岩类岩石的命名: 填隙物+砾石成分+结构+基本名称。如:钙质石灰岩质粗砾岩 (1)填隙物占岩石总量的10-25%、25-50%,分别以含×质、×质胶结作为附加修饰词。 (2)混入其他粒级陆源碎屑的命名,以含×质、×质作为附加修饰词。 (3)粗碎屑岩性单一,直接参加命名;粗碎屑岩性较复杂,以其占粗碎屑总量50%以上的粗碎屑岩性作为附加修饰词;无任何一种粗碎屑岩性超过粗碎屑总量的50%,则以其量相对为主的两种粗碎屑岩性,用“-”号连接作为附加修饰词;具三种或三种以上粗碎屑岩性,其量相近并均不超过粗碎屑总量的50%,则以复成分作为附加修饰词。 (4)命名时应予反映成因。 中碎屑岩类岩石的命名: 填隙物+结构+碎屑成分+基本名称。如:钙质中粒长石石英砂岩。
二、碳酸盐岩 (一)结构 1.晶粒结构(结晶结构) 由结晶的碳酸盐矿物颗粒组成的结构。这是由化学、生物化学作用沉淀成的石灰岩、白云岩等岩石具有的结构。根据晶粒的大小可分砾晶、砂晶、粉晶、泥晶等。 2.生物骨架结构 由原地固着生长的群体造礁生物,如珊瑚、苔藓虫及藻类等形成的礁灰岩所具有的结构。 3.残余结构 由交代作用或重结晶作用形成的灰岩而保留的原结构。
4.粒屑结构(颗粒结构) 由流水和波浪作用破碎、机械搬运和沉积而形成的碳酸盐岩结构,它类似于陆源碎屑岩的碎屑结构。粒屑结构的组成: 颗粒:盆内碎屑,相当于砂岩中的沙粒,但成分单一,主要是碳酸盐矿物。 泥晶基质:是盆地内形成的机械灰泥,成分单一,相当于砂岩中的杂基,但杂基成分复杂。 亮晶胶结物:成岩期的化学沉积物,只限于碳酸盐矿物。相当于砂岩中的化学胶结物,但化学胶结物成分多样。 孔隙:其类型较砂岩复杂。
(二)碳酸盐岩的分类和命名 1.碳酸盐岩的矿物成分分类 根据碳酸盐岩中方解石和白云石的相对含量或方解石、白云石与粘土矿物(碎屑矿物)的相对含量划分,其总原则如下: 1)凡含量>90%,称××岩,如灰岩; 2)凡含量>50%,确定岩石基本名称,如××灰岩; 3)凡含量50-25%,加“××质”表示,如泥质灰岩; 4)凡含量25-5%,加“含××”表示,如含泥灰岩 5)凡含量<5%,不参加命名。
2.灰岩的结构—成因分类 (GB/T 17412.2─1998) 按成因和结构将灰岩分为四大类型: Ⅰ.颗粒石灰岩:颗粒含量10%-100%的岩石。其中>50%称××粒屑灰岩;50-25%称粒屑微晶灰岩;25-10%称含粒屑微晶灰岩;<10%不参加命名。 若含二种粒屑类型,则按少前多后排列;若颗粒多时,粒间填隙物可以是亮晶或泥晶,命名时考虑谁占优势;若粒屑少时,则主要是泥晶,亮晶只出现在粒屑多的岩石中。 Ⅱ.生物礁石灰岩,具生物骨架结构。 Ⅲ.化学及生物化学灰岩,具微晶结构。 Ⅳ.重结晶灰岩,具晶粒结构。 白云岩的分类参照进行
粒屑% ≥50 50~25 25~10 <10 填隙物% 亮晶>泥晶 泥晶≥50 泥晶≥75 泥晶≥90 粒 屑 类 型 1 内碎屑 亮晶内碎屑灰岩 泥晶内碎屑灰岩 内碎屑泥晶灰岩 含内碎屑泥晶灰岩 泥 晶 灰 岩 生物碎屑 亮晶生物屑灰岩 泥晶生物屑灰岩 生物屑泥晶灰岩 含生物屑泥晶灰岩 鲕粒 亮晶鲕粒灰岩 泥晶鲕粒灰岩 鲕粒泥晶灰岩 含鲕粒泥晶灰岩 团粒 亮晶团粒灰岩 泥晶团粒灰岩 团粒泥晶灰岩 含团粒泥晶灰岩 团块 亮晶团块灰岩 泥晶团块灰岩 团块泥晶灰岩 含团块泥晶灰岩 三种以上粒屑混合 亮晶粒屑灰岩 泥晶粒屑灰岩 粒屑泥晶灰岩 含粒屑泥晶灰岩 原地固着生物类型2 生物礁灰岩、生物层灰岩、生物丘灰岩 化学及生物化学类型3 石灰华、钟乳石、钙质层、泥晶灰岩 重结晶类型4 巨晶灰岩、粗晶灰岩、中晶灰岩、细晶灰岩、不等晶灰岩 注: 1.内碎屑细分按6.3.1条表2规定。下同。 2.生物屑细分按生物门类,如贝(壳)屑、虫屑、棘屑等。 3.原地固着生物类型按主要生物细分,如珊瑚、海绵、层孔虫等。 4.鲕粒直径大于2mm者称豆粒。下同
(三)碳酸盐岩的鉴定与描述 1.结构: 碳酸盐岩的结构主要是晶粒结构和粒屑结构,对粒屑结构要确定颗粒类型、分选、磨圆、含量、泥晶与亮晶等。 2.成分: 以风化面和滴稀盐酸区分石灰岩与白云岩。
泥晶灰岩
变 质 岩 思考:在变质环境中能形成哪些岩石类型?又能形成哪些相关的矿床呢? 变质岩: 一方面受原岩的控制——继承性; 变 质 岩 思考:在变质环境中能形成哪些岩石类型?又能形成哪些相关的矿床呢? 变质岩: 一方面受原岩的控制——继承性; 一方面受变质作用的控制,并发生变化——新生性。 一、变质岩的主要造岩矿物 组成变质岩的矿物种类繁多,如同岩浆岩、沉积岩对比,则主要可分为二类: 变质岩、岩浆岩、沉积岩中均有的矿物 主要在变质岩中出现的矿物 石英、斜长石、钾长石、白云母、黑云母、金云母、角闪石、辉石、橄榄石、磁铁矿、赤铁矿、磷灰石、碳酸盐矿物、金红石、锆石、部分石榴子石、榍石 红柱石、蓝晶石、矽线石、石墨、刚玉、硬绿泥石、透闪石、阳起石、硅灰石、方柱石、符山石、帘石类、绿泥石、绢云母、堇青石、十字石、滑石、软玉、硬玉、石榴子石类、蛇纹石
1.变质岩矿物受原岩的化学成分控制 如泥质岩原岩,主要成分是SiO2、Al2O3,变质后可能出现的矿物有石英、红柱石、蓝晶石、矽线石等,若含少量FeO、MgO、K2O、Na2O时,则还可能出现十字石、菫青石、黑云母等。 又如硅质灰岩,主要成分为SiO2和Ca2O3,变质后可能出现石英、方解石、硅灰石等矿物组合。 2.变质岩矿物受变质时的物化条件控制 如原岩为硅质灰岩,当压力为105Pa,温度低于470°时出现方解石+石英的组合,若高于470°时则出现方解石+硅灰石的矿物组合。 又如泥质岩,低级变质时形成绢云母、绿泥石等,中级变质时形成十字石、蓝晶石等,高级变质时则形成矽线石、紫苏辉石等。 综上所述,我们得出两个结论: 原岩成分不同,在相同的变质条件下,可形成不同的矿物及其组合。由此构成的岩石为一个等物理系列,如前述的泥质岩和硅质岩。 原岩成分相同,在不同的变质条件下,亦形成不同的矿物及其组合。由此构成的岩石为一个等化学系列,如前述泥质岩。
二、变质岩的分类(GB/T 17412.3-1998) 以岩石的矿物成分、含量及结构、构造等基本特征为基础,将常见和比较常见的变质岩石划分为如下二十类: 轻微变质岩类 、板岩类 、千枚岩类、片岩类、片麻岩类、变粒岩类、石英岩类、角闪岩类、麻粒岩类、榴辉岩类、铁英岩类、磷灰石岩类、大理岩类、钙硅酸盐岩类、碎裂岩类、糜棱岩类、角岩类、矽卡岩类 、气-液蚀变岩类、混合岩类。
1.区域变质岩的分类和命名 区域变质岩的分类及命名,首先依据等化学系列把常见的区域变质岩分为五大类,每大类再按三个变质等级(即等物理系列),划分出具体岩石类型并结合岩石的结构构造和矿物成分进行命名。共九类: 板岩 长英质岩 千枚岩 角闪质岩 片岩 以矿物组合 榴辉岩 片麻岩 麻粒岩 大理岩 以构造划分
2.动力变质岩的分类和命名 碎裂岩类主要岩石类型 岩石类型 碎块 粒径 mm 基质含量% 结 构 构造 原岩 类型 压碎角砾岩类 压碎角砾岩 结 构 构造 原岩 类型 压碎角砾岩类 压碎角砾岩 (断层角砾岩,构造角砾岩) >2 压碎角砾结构.角砾呈尖棱角状,大小悬殊,杂乱排列.胶结物常为铁质、硅质、碳酸盐等 无 定 向 各 种 火 成 岩 沉 积 和 变 质 石 圆化角砾岩 (断层磨砾岩) 圆化角砾结构。角砾呈次棱角状、次圆状。胶结物为碾碎得更细的碎屑和碎粒物质 有时略显定向 碎 裂 类 碎裂岩化岩石 <10 碎裂化结构。轻微破碎,裂纹较多,但裂隙中充填物较少。原岩结构尚能辨认 碎裂岩 lO~50 碎裂结构。碎块间没有明显相对位移,外形相互适应。裂隙常为磨细物质或次生铁质、硅质、碳酸盐充填 碎斑岩 2~O.5 >50~90 碎斑结构.残留的较大矿物碎斑常孤立地被碎粒物质包围 碎粒岩 < O.5~0.02 >90~100 碎粒结构。岩石中矿物几乎全部被曝碎成碎粒级(o.1~O.02mm)物质 超碎裂岩 < 0.02 >90~lOO 碎粉结构.岩石几乎全被碾碎成碎粉级(< O.02mm)物质
三、变质岩的鉴定与描述 (一)结构 1.首先按成因区分为变余结构或变晶结构,这对确定变质岩的类型及变质程度起着重要作用。 2.然后按其特征确定结构的具体名称,如为变晶结构则可根据变晶矿物的粒度、形状、相互关系等进一步确定为粒状变晶结构、纤维变晶结构等。 3.对斑状变晶结构的岩石,除了观察变斑晶与基质的相互关系外,还应分别观察描述变斑晶和基质本身的结构。 4.命名:变质岩经常不只是一种结构,如某岩石具斑状变晶结构,基质具鳞片变晶结构,则可综合为“基质具鳞片变晶的斑状变晶结构”;对于过渡性结构,可将主要结构放在后面,次要结构放在前面,如鳞片花岗变晶结构。
(二)构造 1.按成因区分变余构造、变成构造和混合岩构造。 2.观察时应特别注意片柱状的定向性,指出由什么矿物定向排列构成片理。 (三)矿物成分: 1.分别确定确定主要矿物、次要矿物和它同结构构造一样,是命名的主要依据。 2.特征变质矿物:能反映变质原岩的成分和物化条件,如红柱石为泥质岩经热变质形成的。 3.具变斑晶的岩石:分别描述变斑晶和变质基质的矿物成分及含量,若无变斑晶,则按少前多后顺序描述。 (四)原岩恢复: 1.变余结构构造; 2.矿物共生组合的化学成分类型; 3.特征变质矿物的化学成分。
编号 岩石名称 辉橄岩 砾岩 绢云石英板岩 辉长苏长岩 长石石英砂岩 绢云石英千枚岩 辉绿岩 中细粒长石石英砂岩 白云母片岩 辉绿玢岩 Y1005 辉橄岩 C1001 砾岩 B1001 绢云石英板岩 Y2002 辉长苏长岩 C1004 长石石英砂岩 B1004 绢云石英千枚岩 Y2009 辉绿岩 C1005 中细粒长石石英砂岩 B1007 白云母片岩 Y2012 辉绿玢岩 C1008 含海绿石石英细砂岩 B1011 十字石片岩 Y2015 伊丁玄武岩 C1009 长石砂岩 B1014 蓝晶石片岩 Y3001 闪长岩 C1011 泥质粉砂岩 B1025 花岗片麻岩 Y3005 闪长玢岩 C1019 岩屑砂岩 B1028 变粒岩 Y3011 角闪安山岩 C3003 亮晶生物屑灰岩 B1031 麻粒岩 Y4001 花岗岩 C3017 亮日砾屑灰岩 B1032 斜长角闪岩 Y4002 斑状花岗岩 C3019 鲕状泥晶灰岩 B1035 榴辉岩 Y4009 花岗闪长岩 C3016 珊瑚礁灰岩 B2004 透闪石大理岩 Y4010 花岗斑岩 C3024 泥晶灰岩 B2010 红柱石角岩 Y4017 流纹岩 C3020 泥灰岩 B2011 石榴石矽卡岩 Y5001 正长岩 C3008 白云岩 B3007 蛇纹岩 Y5003 正长斑岩 B5006 眼球状混合岩 B3009 云英岩 Y5005 粗面岩 B4006 构造角砾岩 B4001 糜棱岩 Y6003 假白榴石响岩 Y9010 晶屑凝灰岩 条带状混合岩