综合地质学第一章—矿物(2学时)

自然元素
金 刚 石
石 墨 自然金
硫化物及类似化合物
黄 铜 矿
黄
铁
方铅矿
矿
氧化物及氢氧化物
紫 水 晶
磁铁矿
ห้องสมุดไป่ตู้
褐
玛
铁
瑙
矿
含氧盐
常见主要造岩矿物及特征
常见主要造岩矿物 ： （1）硅酸盐矿物：
1）架状硅酸盐：石英、钾长石、斜长石、 2）链状硅酸盐：角闪石、辉石、 3）岛状硅酸盐: 橄榄石、石榴子石 4）层状硅酸盐：白云母、黑云母 （2）碳酸盐矿物：方解石、白云石
长石类(feldspar)（架状结构硅酸盐）
➢ 斜长石(plagioclase) Na（AlSi3O8）-Ca（Al2Si2O8
铁镁矿物类（链状结构硅酸盐）
➢ 普通角闪石 常见于闪长岩，辉长岩等岩石中 • 一般呈暗绿色至黑色，条痕无色或白色 • 玻璃光泽，半或不透明 • 长柱状，两组解理，夹角56°，断口近菱形 • 硬度（5－6） • 主要化学成分有：Ca、Na、Mg、Fe、Al、Si、O
事先查明施工区的基础地质情况，不仅能合理选择工 程的地址，而且可以降低工程成本，特别是避免重大 工程事故（如地面沉降、塌方、冒顶、大量出水等） 的发生。
为什么学习综合地质学？
滑坡：
为什么学习综合地质学？
作业1： 由于对地质情况缺乏认知而引起的工程事故？
要求： PPT（3min）； 邮件标题：土木工程+1301+宿舍号；
什么是综合地质学？
地质学任务： 认识地球
什么是综合地质学？
广义称地学或地球科学,狭义的地质学主要以地壳为研究对象。
地壳是由 各种固体 岩石组成
怎样学习综合地质学？
1、构造的形态、类型、组合形式
构造
构造地质学 2、构造的野外识别标志
受力变形
岩石
3、构造的工程地质评价
1、三认大识类岩和石实的践特征
• 中等7 硬石度英矿；物8（硬黄度玉介；于指9 甲刚与玉小；刀之间） • 硬矿10物（金小刚刀石不能刻划:>5.5）
二、矿物的物理性质—力学性质 ➢ 矿物的比重与密度
•矿物的比重是指矿物在空气中的重量与同体积水在4 摄氏度时重量之比。
•在肉眼鉴定矿物时，一般根据矿物的相对比重: •轻级 小于2.5，如石墨、石膏 •中级 2.5—4，如石英、方解石CaCO3 •重级 大于4 ，如重晶石BaSO4、方铅矿PbS、自然金
怎样学习综合地质学？
P141
综合地质学成绩评定
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矿物学
第一节 矿物的主要识别标志 第二节 主要造岩矿物的特征
矿物的概念
矿物：岩石的基本组成单元，它是天然产出的，具有 一定的化学成分和内部结构的无机固体物质。
2.理解要点
⑴ 一般认为是在地壳中各种地质作用的综合作用下形成的天然单质或化合物 。人工制作的、地球以外的应与之区别。(属性1) ⑵ 绝大多数为固态无机物，少量液态（自然汞、水等）和气态（二氧化碳、 水蒸气等），有机矿物（琥珀等）。(属性2) ⑶ 化学上均匀，具有相对固定的化学成分，可用化学式表示，但可在一定范 围内变化。(属性3) ⑷ 固体矿物绝大多数是晶质体，其内部的原子或离子作规律的排列而具有一 定的结构，少数“固态”矿物是非晶质的，其内部原子或离子不作规律排列 ⑸ 矿物不是固定不变的。
柱多板状面状（体（绿（长柱石石石榴、、石石石、膏英金等等刚））石）
立方片体针（状状岩（（盐云芒、母硝方等等铅）矿等）
一、矿物的形态—矿物化学成分和内部结构的外在反映
显晶集合体
矿物集合体形态
—取决于矿物
单体的形态和它 们的集合方式
一、矿物的形态—矿物化学成分和内部结构的外在反映
隐晶集合体
矿物集合体形态
矿物的分类(了解)
• 自然元素:自然金,金刚石,石墨 • 硫化物及其类似化合物:方铅矿PbS、黄铁矿FeS2、黄铜矿
CuFeS2, • 氧化物及氢氧化物:磁铁矿Fe3O4、铬铁矿FeCr2O4、石英SiO2, • 卤化物:萤石CaF2、石盐NaCl, • 含氧盐:
硫酸盐：重晶石BaSO4，石膏CaSO4 2H2O 碳酸盐：方解石CaCO3，白云石CaMg[CO3]2 硅酸盐：长石、云母、辉石、角闪石等
X=Ca，Mg， Mg，Fe 2+ ，Mn，Na，Al；
石榴子石(garnet)（岛状结构硅酸盐）
•石榴子石的颜色各种各样，受成分的影响较大 •玻璃光泽；无解理，断口油脂光泽 •粒状，晶形为菱形十二面体， •硬度大于小刀（6.5-7.5)，性脆 •为铁、镁、锰的铝硅酸盐等。 •透明而色彩鲜艳的为红宝石
岩石学 2、三大类岩石的分类
矿物 元素
矿物学
3、岩石的工程地质性质 1、矿物的主要识别标志
2、主要造岩矿物的特征
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—地史学(historical geology) 研究地球发展历史及其规律性的学科 在地质学研究中，把地质历史按不同的级别划分了不同 的时间单位。由大到小分别是：宙、代、纪、世；而在 这些时间单位内形成的地层称为：宇、界、系、统
二、矿物的物理性质—力学性质
➢ 矿物的硬度—矿物表面抵抗刻滑力的强度。
• 在矿野物外的实相践对或硬实度习一中般，沿常用把摩矿氏物硬的度硬计度。粗略的划分 为摩小氏于硬指度甲计（由2.十5）种、矿指物甲组与成小，刀按(其5.软5)硬之程间度及排大列于 小成刀十三级级：。
• 软矿1 物滑（石指；甲2能刻石划膏：；<2.35）方解石； 4 萤石； 5 磷灰石；6 正长石；
石英(quartz)【SiO2】（架状结构硅酸盐）
➢ 石英特征
• 无色透明，米黄色、烟灰色、黑色、蔷薇红色 • 油脂光泽或玻璃光泽 • 贝壳状断口 • 硬度为7 • 比重2.65 • 单体形态六方双锥(柱状) • 结晶程度较好的石英称作水晶
长石类(feldspar)（架状结构硅酸盐）
➢ 钾长石【K（AlSi3O8）】
二、矿物的物理性质—力学性质
➢ 矿物的解理与断口 —矿物在外力作用下，发生破裂的性质。
解断理 口：： •裂理•凹是无面， 凸解指。并不理矿能平（矿物裂 的P物晶7成 断）晶体光 面体在滑 。在外平外力面力作的作用性用下质下严；格沿这沿任些着意光一方滑定向平结破面晶裂称方呈为向各解破种 •解•（如断石理云口英，母多）辉和 呈、石石参和锯墨差角齿的状闪状片（石（状如的如：极两：磷完组自全灰然中解石铜等理、）解黄，、理铁方，土矿解状橄等石榄 （）的如石、菱高的形贝岭不壳完石完状全） 全解理，石英和黄铁矿的极不完全解理。
矿物的概念
晶体（结晶体P1） ：具有一定几何外形的多面体形的固体物质 ，它们由特定的棱、面及顶点组成； 不同矿物往往具有不同的晶体结构（P3）； 晶体结构往往控制了矿物的某些性质。
第一节 矿物的主要识别标志
岩石主要由矿物组成，因而对岩石中矿物的鉴 定，对岩石定名、定性有着重要的意义。
矿物的识别：一般是依据矿物的形态和物 理性质来识别主要造岩矿物。
自然金（金属光泽）
硬锰矿（半金属光泽）
金刚石（金刚光泽）
二、矿物的物理性质—力学性质
➢ 矿物的光泽—矿物表面对可见光的反射能力。 根据矿物反射能力的大小可将矿物光泽分为：
油蜡丝珍状脂珠绢光光泽泽泽：：：：如如具纤滑云玻维石母璃状光集泽合的体矿表物面，呈因现反这射种表光面泽不，平如，石使棉 部、土分状石光光膏散泽射：而如呈高油岭脂石状光泽，如石英
•矿物的条痕比其本身的颜色固定，是鉴定矿物 的可靠特征。如赤铁矿的表面颜色有红色、钢灰 色、铁黑色等，但其条痕总是樱桃红色的。
二、矿物的物理性质—光学性质 ➢ 矿物的透明度
透明度是矿物允石英许（光透线明透）过的程度，
分为透明、半透明和不透明三级。
也可用条痕色来区分：
闪锌矿（半透明）
透明矿物（水晶等）—条痕为白色或略呈色
一、矿物的形态—矿物化学成分和内部结构的外在反映 —指矿物的单体及集合体的形态（P4）
矿物单体形态（包括晶体形态和晶体习性）: •1、晶体形态（P5）
（1）自形； （2）半自形； （3）他形。
一、矿物的形态—矿物化学成分和内部结构的外在反映
•2、晶体习性（P5+6） 一向伸长（柱状、针状），如：石英 二向延展（板状、片状），如：长石、云母 三向等长（等轴状 ），如：黄铁矿、石榴石
为花岗岩的重要组成之一 •呈肉红色，褐黄或浅黄色，灰紫色、灰白色 •玻璃光泽、两组交角90度的解理 •格子双晶或卡式双晶 •硬度大于小刀（6－6.5)。 •板状晶形
长石类(feldspar)（架状结构硅酸盐）
➢ 斜长石(plagioclase) Na（AlSi3O8）-Ca（Al2Si2O8 •为岩浆岩类岩石的主要造岩矿物， •白色 •半透明，条痕为无色。 •玻璃光泽 •硬度大于小刀（6－6.5)。 •聚片双晶 •随着矿物中Na与Ca百分含量不同，矿物的性质略有 差别。
矿物的挠性：矿物受外力作用发生弯曲形变，如外 力作用取消后，弯曲了的形变不能恢复原状，则这 种性质称为挠性。（绿泥石、蛭石）
第二节 主要造岩矿物的特征
自然界中，矿物种类虽然名目繁多，但主 要造岩矿物却只有少数几十种，在这里我们将 介绍一些常见的矿物，如石英、长石类、铁镁 矿物、云母类、碳酸盐类矿物等。
二、矿物的物理性质—力学性质 ➢ 矿物的脆性与延展性
• 矿物的脆性（与矿物的硬度无关） • 是指矿物受外力作用时容易破碎的性质（黄铁矿）
• 矿物的延展性： • 是指矿物在锤击或拉引下，容易形成薄片和细丝的
性质（自然金、自然银）
二、矿物的物理性质—力学性质 ➢ 矿物的弹性与挠性
• 矿物的弹性：矿物受外力作用发生弯曲形变，但当 外力作用取消后，则能使弯曲形变恢复原状，这种 性质称为弹性。（云母）
铁镁矿物类（链状结构硅酸盐）
➢ 普通角闪石(hornblende)
(Ca,Na,K)2-3(Mg,Fe2+,Fe3+,Al)5[Si6(Si,Al)2O22](OH,F)2
铁镁矿物类（链状结构硅酸盐）
➢ 普通辉石(pyroxene)
•为超基性岩和基性岩的主要矿物。 •常呈墨绿色。 •短柱状。 •二组解理，解理夹角为90°。 •硬度大于小刀。 •化学成分为XY[Si2O6]。 •其中Y=Mg，Fe 2+ ，Mn，Al，Fe 3+ ;
•矿物的颜色：是矿物对白光中不同波长光波 吸收的结果，所呈的颜色为被吸收光的补色。
•如果对各种波长的光波普遍而均匀的吸收， 则随吸收程度不同而呈黑、灰、白色。
•如对各种波长的光波有选择性的吸收，则呈 现各种较鲜艳的颜色，如红、蓝、绿、橙等。
二、矿物的物理性质—光学性质
➢ 矿物的条痕 •矿物的条痕：是矿物粉末的颜色，一般是指矿 物在白色瓷板上划擦时所留下的粉末的颜色； 是矿物呈粉末状态时对光线中不同波长光波吸 收的结果。
—取决于矿物
单体的形态和他 们的集合方式
二、矿物的物理性质—由矿物化学成分和内部结构决定
矿物的光学性质
•矿物光学性质：矿物对光线的反射、吸收及折射所 表现出的各种特征，以及矿物引起的光线干涉和散 射现象，主要包括：
•1 矿物的颜色 •2 矿物的条痕 •3 矿物的透明度 •4 矿物的光泽
二、矿物的物理性质—光学性质 ➢ 矿物的颜色
石英（油脂光泽）
滑石（蜡状光泽）
石膏（丝绢光泽）
二、矿物的物理性质—力学性质
矿物的力学性质
•矿物力学性质：矿物在受到外力作用下所表现出来 的一系列特征，不同的矿物都有着不同的力学性质。 力学性质包括：
1 矿物的解理与断口 2 矿物的硬度 3 矿物的比重与密度 4 矿物的弹性和和挠性 5 矿物的脆性和延展性
综合地质学
教 研 室：地质工程教研室 任课教师：李媛媛
教材与主要参考书
教材： 《综合地质学》，王根厚等编著 《综合地质学实习指导书》，王根厚等编著
参考书： 《地球科学概论》，刘本培等编著 《岩石学》，乐昌硕主编 《构造地质学》，朱志澄主编
为什么学习综合地质学？
许多工程建设，诸如：水库、隧道、桥梁和大型地下 工程建设等，其施工的难易、工程的稳定性和建设成 本，都与岩性、地质构造密切相关。
半透明矿物（闪锌矿）—条痕彩色（如褐、红、绿）
不透明矿物（黄铁矿、石墨等）—条痕黑色或金属色
二、矿物的物理性质—力学性质
➢ 矿物的光泽—矿物表面对可见光的反射能力。 根据矿物反射能力的大小可将矿物光泽分为：
1243））半金玻金金属璃刚属光光光泽泽泽———矿条条物痕痕表白彩深面色彩呈，至色金如白，属方色如新解，赤鲜石如铁面、金矿的石刚、光英石铁泽、闪，正浅锌光长色矿亮石闪等耀、锌 眼普矿，通等不角透闪明石，等条大痕多金数属造色岩、矿黑物色。，如自然铜、方铅矿