最新矿物岩石学1
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矿物岩石学1
课程安排
• 概论、矿物学(8学时) 实习2次
• 火成岩(8学时) 实习2次
• 沉积岩(8学时) 实习2次
• 变质岩(4学时) 实习1-2次
• 综合实习1次(2学时)
一. 矿物、岩石的概念
矿物(mineral): 是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定
的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天 然结晶态的单质或化合物，它们是岩石和矿石的基本组成单位。 要素：天然产出 有化学式 具晶体结构 无机物质
岩石(rock): 是矿物或类似矿物（mineraloids）的物质（如有
机质、玻璃、非晶质等）组成的固体集合体，多数岩石是由不同 矿物组成，单矿物的岩石相对较少。自然界的岩石可以划分为三 大类：岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩。 要素：由矿物组成 固体集合体
矿物： 水晶
(crystal)
方解石(calcite) 石棉(asbestos)
• 第一部分
• 第二部分
• 第三部分 • 第四部分
矿物的化学成分 矿物的形态 矿物的物理性质 矿物的分类命名
第一部分 矿物的化学成分
矿物的化学成分： 矿物是自然界的天然产物，化学元素是形 成矿物的物质基础。显然，地壳中化学元 素的丰度与矿物的形成、矿物的化学成分 有着密切的关系。
常见8种元素的元素丰度
变质岩：是由岩浆岩和沉积岩经过变质作用 形成的。
三大类岩石的形成过程。
岩浆岩（igneΒιβλιοθήκη Baiduus rock）
黑云母花岗岩 （Biotite granite）
火山角砾岩 （Lava breccia）
沉积岩（sedimentary rocks）
长石砂岩 (arkose)
高岭石粘土岩 (Kaolinitic claystone)
• 矿物是岩石和矿石的基本组成单位。
• 当前，矿物学通常以天然结晶质无机物为主要研究对象， 液体和气体均不在现代矿物之列。
三大岩概念
岩浆岩（火成岩）：是由地幔或地壳的岩石 经熔融或部分熔融形成岩浆冷却固结的产 物。
沉积岩：是在地表条件下，原先形成的各种 岩石在风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩过 程中形成的岩石。
电子显微镜观测 电子探针分析 化学分析法 光谱类分析 X射线分析 穆斯堡尔谱
电子显微镜
JXA-8100 电子探针（EPMA)
锆石的 CL照片
X射线衍射仪
3.矿物学的应用
矿物学的应用主要包括两大方面：
① 应用于地质找矿
② 研究作为矿产资源的矿物本身的开发和应用
（二）岩石学的研究内容及其方法
第二部分 矿物的形态
（一）矿物的形态
形态：指矿物单体、矿物规则连生体及同种 矿物集合体的形态。它是矿物化学成分和内 部结构的外在反映，故可作为矿物的重要鉴 定特征。
• 其中硅酸盐矿物占矿物总种数的24％，占地壳总 重量的3/4。如：橄榄石((Mg, Fe)2[SiO4]) 、透辉 石(CaMg[Si2O6])等七大造岩矿物皆为硅酸盐矿物； 氧化物矿物，占矿物总种数的14 ％，占地壳总重 量的17％。如石英（SiO2） ，刚玉(Al2O3)等。
矿物的化学成分： （1）单质：金刚石，自然金 （2）化合物：橄榄石，斜长石等
二. 矿物学、岩石学
矿物学（mineralogy）是研究矿物（包括准矿物）的成 分、结构、形态、性质、成因、产状、用途和它们相互 间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变 化的历史的科学，它为地质学的其他分支学科及材料科 学等应用科学在理论上和应用上提供了必要的基础与依 据。
岩石学（petrology）是地质学的一个分支，它是研究岩 石的分布、产状、成分、结构、构造、分类、成因、演 化等方面的科学。
岩石学观察方法
（1）野外、手标本、显微镜 （2）岩石和矿物成分的分析 （3）岩石物理性质测定 （4）实验岩石学观察
野外观察 花岗岩脉切断辉长岩
安山岩手标本
显微镜观察
角闪安山岩
实验资料
岩石成分（含主要元素、 微量元素和同位素）分析
怎样学好矿物学岩石学？
勤动脑、多提问 理思路、重实践
第一章 矿物的成分、性质与分类
（一）矿物学的研究内容及其分析测试技术
1. 矿物学的研究内容
研究矿物的成分、结构、形态、物理性质、成因、 产状、用途和它们相互间的内在联系
矿物的化学成分：（1）单质：金刚石，自然金 （2）化合物：橄榄石，斜长石等
物理性质：晶形、颜色、光泽、解理、裂理、断口、 硬度、条痕等特征。
2．矿物学的研究分析测试技术
金刚石
(diamond)
孔雀石(malachite) 绿柱石(beryl)
自然金(gold) 黄铁矿(pyrite)
要点
• 矿物系地球、月球及其他天体中天然形成的产物。
• 矿物具有一定的化学成分和内部结构，从而也具有一定 的形态和物理、化学性质，藉此我们可以鉴别矿物种。
• 矿物并非固定不变的，任何一种矿物都只是在一定的物 理化学条件下相对稳定，得以保存。
1.岩石学的研究内容 三大类岩石的形成过程 研究岩石的分布、产状、成分、结构、 构造、分类、成因、演化等
2. 岩石学的研究方法
岩相学（petrography）：立足于详细的野 外及室内的观察与测试，以研究岩石分类 和描述岩石特征为主。
岩理学 (petrogenesis) : 是将岩相学的知识 结合实验研究和理论分析，通过归纳得到 有关各类岩石成因，形成演化及构造背景 的结论。
（据B.Mason,1966）
元素
质量克拉克 原子克拉克 值（％） 值（％）
O
46.6
62.55
Si
27.72
21.22
Al
8.13
6.47
Fe
5.00
1.92
Ca
3.63
1.94
Na
2.83
2.64
K
2.59
1.42
Mg
2.09
1.84
• 地壳中以O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg 等元素组成 的含氧盐和氧化物矿物分布最广。
变质岩（metamorphic rocks）
板岩 (slate)
纯大理岩 (Pure marble)
研究岩石的必要性
•是构成各种地质构造和地貌的物质基础；
•对于了解地壳、地幔和其他星球的物质组 成、起源、发展等都具有重要的科学意义；
•对指导找矿勘探、开发地下水资源，设计 工程建筑有重要意义。
判断： 玻璃、石盐、石油是矿物吗？ 陶瓷、煤、水泥是岩石吗？
课程安排
• 概论、矿物学(8学时) 实习2次
• 火成岩(8学时) 实习2次
• 沉积岩(8学时) 实习2次
• 变质岩(4学时) 实习1-2次
• 综合实习1次(2学时)
一. 矿物、岩石的概念
矿物(mineral): 是由地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定
的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件下相对稳定的天 然结晶态的单质或化合物，它们是岩石和矿石的基本组成单位。 要素：天然产出 有化学式 具晶体结构 无机物质
岩石(rock): 是矿物或类似矿物（mineraloids）的物质（如有
机质、玻璃、非晶质等）组成的固体集合体，多数岩石是由不同 矿物组成，单矿物的岩石相对较少。自然界的岩石可以划分为三 大类：岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩。 要素：由矿物组成 固体集合体
矿物： 水晶
(crystal)
方解石(calcite) 石棉(asbestos)
• 第一部分
• 第二部分
• 第三部分 • 第四部分
矿物的化学成分 矿物的形态 矿物的物理性质 矿物的分类命名
第一部分 矿物的化学成分
矿物的化学成分： 矿物是自然界的天然产物，化学元素是形 成矿物的物质基础。显然，地壳中化学元 素的丰度与矿物的形成、矿物的化学成分 有着密切的关系。
常见8种元素的元素丰度
变质岩：是由岩浆岩和沉积岩经过变质作用 形成的。
三大类岩石的形成过程。
岩浆岩（igneΒιβλιοθήκη Baiduus rock）
黑云母花岗岩 （Biotite granite）
火山角砾岩 （Lava breccia）
沉积岩（sedimentary rocks）
长石砂岩 (arkose)
高岭石粘土岩 (Kaolinitic claystone)
• 矿物是岩石和矿石的基本组成单位。
• 当前，矿物学通常以天然结晶质无机物为主要研究对象， 液体和气体均不在现代矿物之列。
三大岩概念
岩浆岩（火成岩）：是由地幔或地壳的岩石 经熔融或部分熔融形成岩浆冷却固结的产 物。
沉积岩：是在地表条件下，原先形成的各种 岩石在风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩过 程中形成的岩石。
电子显微镜观测 电子探针分析 化学分析法 光谱类分析 X射线分析 穆斯堡尔谱
电子显微镜
JXA-8100 电子探针（EPMA)
锆石的 CL照片
X射线衍射仪
3.矿物学的应用
矿物学的应用主要包括两大方面：
① 应用于地质找矿
② 研究作为矿产资源的矿物本身的开发和应用
（二）岩石学的研究内容及其方法
第二部分 矿物的形态
（一）矿物的形态
形态：指矿物单体、矿物规则连生体及同种 矿物集合体的形态。它是矿物化学成分和内 部结构的外在反映，故可作为矿物的重要鉴 定特征。
• 其中硅酸盐矿物占矿物总种数的24％，占地壳总 重量的3/4。如：橄榄石((Mg, Fe)2[SiO4]) 、透辉 石(CaMg[Si2O6])等七大造岩矿物皆为硅酸盐矿物； 氧化物矿物，占矿物总种数的14 ％，占地壳总重 量的17％。如石英（SiO2） ，刚玉(Al2O3)等。
矿物的化学成分： （1）单质：金刚石，自然金 （2）化合物：橄榄石，斜长石等
二. 矿物学、岩石学
矿物学（mineralogy）是研究矿物（包括准矿物）的成 分、结构、形态、性质、成因、产状、用途和它们相互 间的内在联系，以及矿物的时空分布规律及其形成和变 化的历史的科学，它为地质学的其他分支学科及材料科 学等应用科学在理论上和应用上提供了必要的基础与依 据。
岩石学（petrology）是地质学的一个分支，它是研究岩 石的分布、产状、成分、结构、构造、分类、成因、演 化等方面的科学。
岩石学观察方法
（1）野外、手标本、显微镜 （2）岩石和矿物成分的分析 （3）岩石物理性质测定 （4）实验岩石学观察
野外观察 花岗岩脉切断辉长岩
安山岩手标本
显微镜观察
角闪安山岩
实验资料
岩石成分（含主要元素、 微量元素和同位素）分析
怎样学好矿物学岩石学？
勤动脑、多提问 理思路、重实践
第一章 矿物的成分、性质与分类
（一）矿物学的研究内容及其分析测试技术
1. 矿物学的研究内容
研究矿物的成分、结构、形态、物理性质、成因、 产状、用途和它们相互间的内在联系
矿物的化学成分：（1）单质：金刚石，自然金 （2）化合物：橄榄石，斜长石等
物理性质：晶形、颜色、光泽、解理、裂理、断口、 硬度、条痕等特征。
2．矿物学的研究分析测试技术
金刚石
(diamond)
孔雀石(malachite) 绿柱石(beryl)
自然金(gold) 黄铁矿(pyrite)
要点
• 矿物系地球、月球及其他天体中天然形成的产物。
• 矿物具有一定的化学成分和内部结构，从而也具有一定 的形态和物理、化学性质，藉此我们可以鉴别矿物种。
• 矿物并非固定不变的，任何一种矿物都只是在一定的物 理化学条件下相对稳定，得以保存。
1.岩石学的研究内容 三大类岩石的形成过程 研究岩石的分布、产状、成分、结构、 构造、分类、成因、演化等
2. 岩石学的研究方法
岩相学（petrography）：立足于详细的野 外及室内的观察与测试，以研究岩石分类 和描述岩石特征为主。
岩理学 (petrogenesis) : 是将岩相学的知识 结合实验研究和理论分析，通过归纳得到 有关各类岩石成因，形成演化及构造背景 的结论。
（据B.Mason,1966）
元素
质量克拉克 原子克拉克 值（％） 值（％）
O
46.6
62.55
Si
27.72
21.22
Al
8.13
6.47
Fe
5.00
1.92
Ca
3.63
1.94
Na
2.83
2.64
K
2.59
1.42
Mg
2.09
1.84
• 地壳中以O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg 等元素组成 的含氧盐和氧化物矿物分布最广。
变质岩（metamorphic rocks）
板岩 (slate)
纯大理岩 (Pure marble)
研究岩石的必要性
•是构成各种地质构造和地貌的物质基础；
•对于了解地壳、地幔和其他星球的物质组 成、起源、发展等都具有重要的科学意义；
•对指导找矿勘探、开发地下水资源，设计 工程建筑有重要意义。
判断： 玻璃、石盐、石油是矿物吗？ 陶瓷、煤、水泥是岩石吗？