寶石地質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)晶礦物學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

寶石地質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)晶礦物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及報(bào)告班級學(xué)號姓名指導(dǎo)老師珠寶學(xué)院年月目錄TOC\o"1-1"\u實(shí)驗(yàn)1晶體對稱與分類（對稱要素、對稱型和對稱分類） 1實(shí)驗(yàn)2單形（掌握三大晶族、47個(gè)單形） 實(shí)驗(yàn)3聚形（聚形的識別） 實(shí)驗(yàn)4晶體定向（三軸定向、四軸定向、晶面符號） 實(shí)驗(yàn)5礦物形態(tài)和物理性質(zhì)（力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、其他性質(zhì)） 實(shí)驗(yàn)6認(rèn)識常見的巖石（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖） 實(shí)驗(yàn)1晶體對稱與分類（對稱要素、對稱型和對稱分類） 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會在晶體模型上找到各種對稱要素，同時(shí)理解晶體對稱、對稱要素以及對稱操作的含義。2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在所發(fā)的晶體模型上找到他們所具有的所有的對稱要素，并且記錄下來，寫出其對相對應(yīng)的對稱型。3.實(shí)驗(yàn)需要用到的對稱要素組合原理（1）Ln×L2⊥＝LnnL2⊥∥（2）Ln（偶）×P⊥＝Ln（偶）P⊥C（3）Ln×P∥＝LnnP∥（4）Lni×L2⊥×P∥＝LnnL2⊥nP∥（n為奇數(shù)）＝Lnin/2L2⊥n/2P∥（n為偶數(shù)）4.實(shí)驗(yàn)記錄（一）模型號L2L3L4L6PCL4iL6i對稱要素總和（對稱型）4個(gè)1個(gè)5個(gè)1個(gè)L44L25PC6個(gè)4個(gè)3個(gè)9個(gè)1個(gè)3L44L36L29PC3個(gè)1個(gè)4個(gè)1個(gè)L6i不需要單獨(dú)的找，如果有一個(gè)L3和垂直于它的P，則這個(gè)L3和垂直于它的P記為L6i，這個(gè)L3則好垂直于它的P不再記錄。（二）找出8到10塊晶體模型上的對稱要素并記錄下來，寫出對應(yīng)的對稱型、晶系、晶族以及應(yīng)用到的組合定理。模型號對稱型晶系晶族應(yīng)用的組合定理注：等軸晶系的模型不需要寫出對稱要素的組合定理，因?yàn)樗鼈兩婕暗降膶ΨQ要素斜交組合的情況，4個(gè)對稱要素組合定理不包含此類情況。實(shí)驗(yàn)2單形（掌握三大晶族、47個(gè)單形）實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫夂驼莆諉涡蔚母拍?，認(rèn)識22種重點(diǎn)單形，了解從單形的極射赤平投影圖理解單形各個(gè)晶面分布的對稱性，同時(shí)掌握單形符號的書寫和意義。2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容認(rèn)識22種重點(diǎn)的單形，對比相似單形的形態(tài)區(qū)別和對稱性的區(qū)別，選出一些單形做單形模型上的對稱要素與所有晶面的極射赤平投影，寫出這些單形各晶面的晶面符號，最后定出單形符號。22種單形包括：低級晶族（五種）：單面、平行雙面、雙面（反映雙面和軸雙面）、斜方柱、斜方雙錐。中級晶族（十一種）：三、六方晶系：三方柱、三方雙錐、三方單錐、菱面體、三方偏方面體（左形與右形）、復(fù)三方偏三角面體、六方柱、六方雙錐。四方晶系：四方柱、四方雙錐、四方四面體高級晶族（六種）：立方體、八面體、菱形十二面體、五角十二面體、四面體、四角三八面體。3.實(shí)驗(yàn)記錄單形名稱對稱型晶系國際符號晶面數(shù)晶面符號和單形符號投影圖實(shí)驗(yàn)3聚形（聚形的識別）實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫饩坌蔚母拍睿斫鈫涡蜗嗑鄣臈l件，掌握聚形分析的方法，熟悉常見單形形態(tài)以及組成聚形的形態(tài)，并能夠確定單形符號。2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在聚形模型上確定對稱型，同時(shí)進(jìn)行晶體定向，寫出國際符號與晶體常數(shù)特點(diǎn)，最后分析聚形上所有的單形的名稱和單形符號。3.實(shí)驗(yàn)記錄模型號對稱型晶系國際符號晶體定向晶體常數(shù)特點(diǎn)單形符號實(shí)驗(yàn)4晶體定向（三軸定向、四軸定向、晶面符號）實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會晶體的定向方法，熟悉晶體的常數(shù)特點(diǎn)；了解對稱型國際符號的書寫方式和規(guī)則，理解不同晶系的對稱型國際符號三個(gè)序號位所代表的方向意義，試著深入了解國際符號的含義。2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在晶體模型上面找出x，y，z軸，建立坐標(biāo)體系，在坐標(biāo)體系的基礎(chǔ)上按照國際符號三個(gè)序號位各自的方向意義，寫出對稱型的國際符號，同時(shí)同時(shí)寫出各晶體模型的晶體常數(shù)特點(diǎn)。3.實(shí)驗(yàn)記錄模型號對稱型晶系晶體定向國際符號晶體常數(shù)特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)5礦物形態(tài)和物理性質(zhì)（力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、其他性質(zhì)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶ΦV物（自然元素類、硫化物類、氧化物類、氫氧化物類、硅酸鹽類、碳酸鹽類、硫酸鹽、磷酸鹽、鎢酸鹽、以及鹵化物類礦物進(jìn)行分類觀察）學(xué)會觀察礦物標(biāo)本上的各種礦物形態(tài)特點(diǎn)，掌握形態(tài)的分類，學(xué)會用正確的術(shù)語來描述礦物的形態(tài)。學(xué)會觀察礦物標(biāo)本上觀察描述礦物的顏色、條痕、光澤、透明度、掌握光澤、透明度的等級劃分。學(xué)會觀察礦物標(biāo)本上觀察描述礦物的解理、裂開、斷口；掌握解理的等級劃分；學(xué)會判斷解理組數(shù)、夾角以及符號。學(xué)會在礦物標(biāo)本上觀察描述礦物的硬度、相對密度、磁性、撓性等；掌握硬度、相對密度、磁性的等級劃分。2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）觀察20塊左右的礦物形態(tài)標(biāo)本描述各種礦物形態(tài)，并判斷是哪一種形態(tài)類型。（2）觀察20塊左右的礦物，描述礦物的顏色、條痕、光澤、透明度、判斷光澤、透明度的等級。（3）觀察20塊左右的礦物標(biāo)本，描述礦物的解理、裂開、斷口，判斷解理的等級和解理組數(shù)以及夾角、符號；描述斷口的形態(tài)；觀察某些礦物的裂開。（4）觀察20塊左右的礦物標(biāo)本，描述礦物的硬度、相對密度、磁性等；判斷硬度、相對密度、磁性的等級劃分，觀察某些礦物的彈性和撓性。3.實(shí)驗(yàn)記錄（1）礦物的形態(tài)標(biāo)本號形態(tài)特點(diǎn)形態(tài)類型其他（2）礦物的光學(xué)性質(zhì)標(biāo)本號礦物名稱顏色條痕光澤透明度（3）礦物的解理、裂開、斷口標(biāo)本號礦物名稱解理等級解理組數(shù)和夾角解理符號裂開和斷口形態(tài)礦物的硬度、相對密度、磁性、彈性和撓性標(biāo)本號礦物名稱硬度等級相對密度等級磁性等級彈性與撓性綜合練習(xí)標(biāo)本號形態(tài)顏色、條痕、光澤（等級、特殊光澤）解理（等級、組數(shù)、夾角）硬度、相對密度其他礦物名稱晶體化學(xué)式實(shí)驗(yàn)6認(rèn)識常見的巖石（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）一、巖石手標(biāo)本描述手標(biāo)本描述內(nèi)容依次為：巖石總體特征、組成巖石各礦物的基本特征、次生變化等其他特征及定名。（一）巖石總體特征包括顏色、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)和礦物組成上的總特點(diǎn)（礦物種類、含量）。1.顏色顏色是巖石最醒目的特征。顏色描述包括顏色種類和深淺，如暗紅色、淺黃綠色等。新鮮巖石的顏色是巖石組成礦物顏色的綜合反應(yīng)。如綠泥石是綠色的，主要由綠泥石組成的綠泥石片巖也為綠色。但是，要把顏色與色率區(qū)分開來，“色率”是暗色礦物（鐵鎂礦物）在巖石中所占的體積百分比，而顏色除與礦物組成有關(guān)外，還與結(jié)構(gòu)（粒度）有關(guān)，相同礦物組成的巖石，粒度越細(xì)、顏色越深。如輝綠巖比輝長巖顏色深，而玄武巖的顏色更深（通常是黑色）。此外，風(fēng)化作用會改變巖石顏色。若巖石遭受了風(fēng)化，應(yīng)指出風(fēng)化后的顏色。構(gòu)造巖石構(gòu)造指巖石在礦物空間分布方面的特征，分布是否均勻、是否定向等。例如無定向構(gòu)造中，若巖石中礦物分布均勻，則稱為塊狀構(gòu)造，若分布不均勻則稱為斑雜狀構(gòu)造等；定向構(gòu)造包括各類面理（層理、板劈理、片理、片麻理、流動面理等）、線理，二者通常在巖石同時(shí)出現(xiàn)，此時(shí)線理產(chǎn)在面理上。因此，在野外通常在面理上測量線理產(chǎn)狀。構(gòu)造是較宏觀的巖石構(gòu)成特征，要求觀察尺度比較大，最好在露頭上觀察。在室內(nèi)構(gòu)造主要在手標(biāo)本上觀察。因此，手標(biāo)本對構(gòu)造的描述要細(xì)致，盡量定量。如對條帶狀構(gòu)造，要描述條帶的顏色、疏密、寬窄及粒度、成分等特征；對噴出巖的氣孔構(gòu)造，要描述氣孔的數(shù)量、大小、形狀、分布排列和內(nèi)壁的光滑程度。對杏仁構(gòu)造，要描述杏仁體是呈放射狀充填的，還是呈同心狀充填的，或是自氣孔壁的一側(cè)呈單方向逐漸向內(nèi)充填的。如果氣孔還未被填滿，那么前者留下的空洞必位于原氣孔的當(dāng)中，而后者留下的空洞則偏于氣孔的一端，這時(shí)，已充填和未充填的部分分別指向巖層的底面和頂面，它對于判斷火山巖的層序關(guān)系是很有用的。描述時(shí)，還要注明杏仁體的礦物成分（通常是方解石、石英、玉髓、綠泥石、沸石等）。當(dāng)氣孔（或杏仁）也可被拉長呈平行的細(xì)條，顯出流動的特點(diǎn)，則不再稱杏仁或氣孔構(gòu)造，而稱為流紋構(gòu)造。描述流紋構(gòu)造時(shí)，要注意不同顏色組成的流紋的粗細(xì)、疏密等特征。3.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)指組成巖石的礦物的形狀、大小及相互關(guān)系。與構(gòu)造相比，結(jié)構(gòu)是較微觀的巖石構(gòu)成特征，要求觀察尺度比較?。w粒尺度），最好在鏡下觀察。肉眼觀察巖石結(jié)構(gòu)主要看顆粒形狀、大小。(1)大?。喊６燃捌浞植?。肉眼可見顆粒的粒度（粒徑d）可用粒度對比圖（附錄2）估計(jì)，顆粒粗大者則直接用尺測量。肉眼不能分辨顆粒者，則視巖石的顏色、光澤和斷口等特征判斷屬隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)（玻璃質(zhì)、凝膠質(zhì)、粉砂質(zhì)、泥質(zhì)）。隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的特征為粗糙似瓷狀斷口和較暗淡的光澤；玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是具貝殼狀斷口和玻璃光澤；凝膠質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是斷口貝殼狀或尖棱狀，光澤黯淡；泥質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是斷口細(xì)膩，土狀光澤，無粗糙感，小刀可切出平滑切面；粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)斷口較粗糙，呈瓷狀，用小刀刻劃有明顯的砂感，發(fā)出沙沙聲。觀察描述粒度時(shí)應(yīng)注意，不同成因類型巖石粒度劃分不同：巖漿巖中以2、5mm為界分細(xì)、中、粗粒，變質(zhì)巖中以1、2mm為界分細(xì)、中、粗粒，而碎屑巖中0.05、2mm為界分粉砂、砂、礫等。在粒度分布方面，對結(jié)晶巖而言，如果巖石中所有顆粒粒度近相等，則稱為等粒結(jié)構(gòu)（homogranulartexture）。若顆粒粒度顯著不同，且無占優(yōu)勢的粒度，則稱為不等粒結(jié)構(gòu)（heterogranulartexture）。若顆粒粒度呈雙模式分布，大顆粒（巖漿巖中稱為斑晶phenocryst或porphyrotope而變質(zhì)巖中稱為變斑晶porphyroblast）為細(xì)小顆粒（基質(zhì)matrix）包圍，則稱為斑狀結(jié)構(gòu)porphyritictexture（巖漿巖中）或斑狀變晶結(jié)構(gòu)porphyroblastictexture（變質(zhì)巖中）（圖1-2c）。斑晶或變斑晶與基質(zhì)通常由不同礦物組成。對斑狀結(jié)構(gòu)或斑狀變晶結(jié)構(gòu)者，需描述基質(zhì)的結(jié)構(gòu)。對碎屑巖而言，粒度分布相當(dāng)于分選性：如果巖石中所有顆粒粒度近相等，則稱為分選好（圖1-3a）。若顆粒粒度顯著不同，且無占優(yōu)勢的粒度，則稱為分選中等（圖1-3b）。若顆粒粒度呈雙模式分布，則稱為分選差或分選極差。結(jié)晶巖的顆粒形狀包括礦物的自形程度和結(jié)晶習(xí)性。礦物按自形程度分為自形、半自形和它形。礦物按結(jié)晶習(xí)性分等軸粒狀、板狀、鱗片狀、柱狀、針狀、纖維狀等。對火成巖而言自形程度較重要，而對變質(zhì)巖而言結(jié)晶習(xí)性較重要。碎屑巖的顆粒形狀包括碎屑的磨圓度和形狀。碎屑按磨圓度分為棱角狀（以凹面邊緣為主，偶見直線邊緣，圖1-5a）、次棱角狀（以直線邊緣為主，可見凹面邊緣，偶見凸邊緣，圖1-5b）、次圓狀（以直線邊緣為主，可見凸邊緣，偶見凹面邊緣，圖1-5c）和圓狀（以凸邊緣為主，偶見直線邊緣，圖1-5d）。碎屑的磨圓度可與礦物的自形程度相對比：棱角狀與自形、次棱角狀和次圓狀與半自形、圓狀與它形分別類似；碎屑形狀按長、中、短軸（分別以A、B、C表示）比值B/A和C/B分為扁平狀（B/A>2/3,C/B<2/3）、球狀（B/A>2/3,C/B>2/3）、片狀（B/A<2/3,C/B<2/3）、棒狀（B/A<2/3,C/B>2/3），顯然可與礦物的結(jié)晶習(xí)性相對比。4.礦物組成上的總特點(diǎn)按百分含量，組成巖石的礦物可分為主要礦物（＞10%）、次要礦物（1-10%）和微量礦物或副礦物（＜1%＝。描述巖石在礦物組成上的總特點(diǎn)的方法通常是依次指出主要礦物、次要礦物和副礦物的礦物種類、各礦物的百分含量（按含量自多至少為序）；對斑狀結(jié)構(gòu)或斑狀變晶結(jié)構(gòu)的巖石，先斑晶或變斑晶，后基質(zhì)；對碎屑（陸源、內(nèi)源或構(gòu)造碎屑），則先碎屑，后填隙物質(zhì)（基質(zhì)和膠結(jié)物）。肉眼估計(jì)礦物百分含量難度較大，有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)人員估計(jì)的礦物百分含量，誤差不超過5%。初學(xué)者要通過不斷實(shí)踐才能掌握。估計(jì)時(shí)，要選擇有代表性的部位，先估計(jì)整個(gè)巖石中淺色礦物與暗色礦物的比例，然后再細(xì)分暗色礦物各種屬和淺色礦物各種屬的相對含量。特別提醒學(xué)生注意的是，初學(xué)者對顆粒細(xì)的巖石，往往將暗色礦物估計(jì)過高，在估計(jì)時(shí)，應(yīng)有意識地加以克服。更好的是采用對比法，將巖石手標(biāo)本與礦物百分含量對比圖相比較，目估含量。練習(xí)多了，熟能生巧。對顆粒粗大的礦物可采用測量統(tǒng)計(jì)方法，在露頭上選一代表性的面，統(tǒng)計(jì)幾條線上該礦物所占長度與總長度的百分比，作為礦物百分含量。（二）組成巖石各礦物的基本特征通常按含量自多至少為序，逐一描述每種礦物的顏色、形狀、大小和其他鑒定特征。對斑狀結(jié)構(gòu)或斑狀變晶結(jié)構(gòu)的巖石，先描述斑晶或變斑晶，后描述基質(zhì)；對碎屑（陸源、內(nèi)源或構(gòu)造碎屑），先描述碎屑，后描述填隙物質(zhì)（基質(zhì)和膠結(jié)物）。觀察描述時(shí)應(yīng)注意，對顯晶質(zhì)礦物一般應(yīng)在放大鏡下，運(yùn)用已學(xué)過的礦物學(xué)知識，根據(jù)礦物的顏色、晶形、雙晶、光澤、斷口和硬度等特征，鑒定礦物類型（參考附錄1）。鑒定特征觀察到什么就描述什么，不要照抄書上的描述。對隱晶質(zhì)和非晶質(zhì)，由于礦物成分肉眼不能分辨，所以主要描述顏色、光澤和斷口等特征。附錄1中最常見的橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、斜長石、鉀長石和石英等7礦物，可廣泛出現(xiàn)在三大巖類之中，要牢記它們的鑒定特征，以提高手標(biāo)本鑒定基本功。（三）其它特征包括次生變化、破碎情況、細(xì)脈穿插、巖石包體、礦化等，如見到應(yīng)描述。次生變化是指巖石形成以后所遭受的各種化學(xué)和物理的改造或破壞（包括蝕變、去?；?、風(fēng)化等）導(dǎo)致的礦物成分改變而形成次生礦物。如橄欖石的蛇紋石化、透閃石化、伊丁石化；輝石、角閃石、黑云母的綠泥石化；長石的高嶺土化、絹云母化等。通常次生變化在手標(biāo)本上不易觀察，而鏡下則看得清楚。（四）定名根據(jù)野外產(chǎn)狀以及上述特征，結(jié)合分類命名原則給巖石以初步名稱。此外，對手標(biāo)本或露頭上見到的有意義的現(xiàn)象，應(yīng)作素描圖以形象直觀地表示。素描圖通常要有比例尺（以直線比例尺為好）及簡要說明?；鸪蓭r火成巖手標(biāo)本一、目的通過本次實(shí)驗(yàn)，對火成巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的概念及劃分依據(jù)有個(gè)感性認(rèn)識，掌握火成巖手標(biāo)本上的常見結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的特征和成因。在手標(biāo)本上認(rèn)識火成巖的常見造巖礦物，初步掌握手標(biāo)本上礦物含量估計(jì)的技巧。掌握火成巖手標(biāo)本的觀察內(nèi)容和描述方法，了解侵入巖和火山巖的分類命名原則。二、內(nèi)容和要求1.課前準(zhǔn)備要求學(xué)生對火成巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成及分類命名的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，教員在課前要對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行概括性的總結(jié)。（1）火成巖結(jié)構(gòu)劃分要素及與形成條件的關(guān)系；（2）侵入巖與火山巖的常見構(gòu)造及成因意義；（3）常見造巖礦物、共生組合關(guān)系和主要鑒定特征；（4）侵入巖的礦物分類命名原則和火山巖的常用分類命名方法；（5）巖石手標(biāo)本觀察內(nèi)容和描述格式。2.實(shí)驗(yàn)材料建議使用下列手標(biāo)本（括弧內(nèi)為產(chǎn)地）：（1）二輝橄欖巖（漢諾壩）（2）輝長巖（濟(jì)南）（3）花崗閃長巖（周口店）（4）閃長巖（大冶）（5）斑狀花崗巖（周口店）（6）閃斜煌斑巖（河北昌平）（7）玄武巖（南京方山）（8）安山巖（北京西山）（9）流紋巖（河北張家口）（10）花崗巖（安徽黃山）3.要求（1）對上列標(biāo)本用表格形式進(jìn)行簡單的描述：標(biāo)本號顏色結(jié)構(gòu)構(gòu)造礦物含量巖石定名（2）參考附錄中的手標(biāo)本描述格式，詳細(xì)描述手標(biāo)本1-2塊。沉積巖沉積構(gòu)造一、目的熟悉沉積巖常見沉積構(gòu)造的宏觀形態(tài)和顯現(xiàn)機(jī)理，學(xué)習(xí)常見沉積構(gòu)造的觀察、度量和描述方法，加深對沉積構(gòu)造形成過程及其地質(zhì)意義的理解。二、內(nèi)容和要求1．物理構(gòu)造：①層理構(gòu)造：水平層理、平行層理、各種交錯(cuò)層理、波狀層理、脈狀層理、透鏡狀層理、粒序?qū)永?、韻律層理、包卷層理。②頂面和底面?gòu)造：波痕、干裂、雨痕、沖刷構(gòu)造、槽模、重荷模。2．化學(xué)構(gòu)造：假晶和晶痕、鳥眼構(gòu)造、縫合線、結(jié)核。3．生物構(gòu)造蟲孔（潛穴）、爬跡、藻疊層、植物根痕。要求在預(yù)習(xí)教材有關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上對照實(shí)物仔細(xì)觀察并按如下內(nèi)容作好文字紀(jì)錄：沉積構(gòu)造名稱，賦存巖石的巖性（顏色、成分、粒度等），產(chǎn)出部位（層內(nèi)、頂面或底面），構(gòu)造形態(tài)特點(diǎn)。三、提示對任何沉