工程地质室内实验指导书coav.docx
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1、工程地质质室内实实验指导导书目 录实验一 主要要造岩矿矿物的肉肉眼鉴定定1实验二 常见见岩浆岩岩的肉眼眼鉴定 10实验三 常见见沉积岩岩的肉眼眼鉴定 实验四 常见见变质岩岩的肉眼眼鉴定 实验五 常见见岩石的的综合肉肉眼鉴定定 实验一 主要要造岩矿矿物的肉肉眼鉴定定一、实验验的目的的与要求求岩石是由由一种或或多种矿矿物的天天然集合合体,认认识造岩岩矿物的的目的在在于认识识水工建建设和水水资源工工程中常常见的各各种岩石石,并为为分析这这些岩石石的工程程性质打打下基础础。本次次实验要要求如下下:1、通过过对造岩岩矿物的的标本的的观察,认认识常见见造岩矿矿物的形形态,光光学性质质,力学学性质,碳碳酸盐
2、矿矿物的“盐酸反反应”等主要要特征。2、学习习根据造造岩矿物物的形态态和物理理特性,用用肉眼鉴鉴定常见见造岩矿矿物的实实际技能能和描述述矿物的的基本方方法。二、实验验的准备备工作实验前要要仔细复复习教材材第1章章第1节节“造岩矿矿物”三、实验验用品42件造造岩矿物物标本 1盒21件矿矿物比色色标本 1盒10件矿矿物光泽泽标本 1盒5件矿物物解理标标本 1盒5件矿物物断口标标本 1盒 四、实验验原理矿物是由由地质作作用形成成的,具具有一定定的物理理性质和和成分的的自然元元素或化化合物。由由于其化化学成分分内部构构造和形形成时地地质环境境的不同同,造成成不同的的矿物具具有不同同的物理理性质和和化学
3、性性质,呈呈现不同同的特征征。矿物物的特征征表现在在形态,颜颜色,条条痕,透透明度,硬硬度,光光泽,解解理,断断口等其其它多个个方面。每每一种矿矿物或某某一类矿矿物都是是具有自自己独特特的足以以区别于于其他矿矿物或其其它类矿矿物的特特征。矿矿物的这这种独特特特征具具有鉴别别矿物的的重大意意义,称称鉴定特特征。只只要矿物物具有这这种鉴定定特征,就就可以依依据这种种特征鉴鉴别矿物物,从而而给矿物物定名。如如:黑云云母呈片片状,具具有一组组完全解解理,区区别于角角闪石等等;赤铁铁矿具有有樱桃红红色条痕痕;方解解石具有有菱形六六面体的的形状,三三组完全全解理等等。有些些矿物的的名称已已在很大大程度上上
4、描述和和体现了了矿物的的典型特特征。如如:石榴榴子石常常结晶呈呈四角三三八面体体,外形形象石榴榴籽一样样、孔雀雀石具有有孔雀绿绿色,重重晶石的的比重大大;磁铁铁矿具有有磁性等等。这都都有助于于我们把把握矿物物的特征征。这样,用用肉眼鉴鉴定矿物物的过程程,就是是一个寻寻找矿物物鉴定特特征的过过程。矿矿物呈现现的典型型特征愈愈多,观观察分析析的愈仔仔细,鉴鉴定的结结果就越越准确。五、实验验内容(一) 矿物物特性观观察1、矿物物形态的的观察(1) 矿物物单体形形态的观观察六方双锥锥(或六六方柱) 石英英(水晶晶)。菱形十二二面体(或四角角三八面面体) 石石榴子石石。菱面体 方解解石; 长柱体体 普通
5、通辉石。柱状 普通通角闪石石;短柱柱体 普通通辉石。板状 (板板状)石石膏,长长石;片片状 云母母。(2) 矿物物集合体体形态的的观察晶簇状 石英英(水晶晶);粒粒状 橄榄榄石;致密状 黄铜铜矿;鳞鳞片状 绿泥泥石,滑滑石;纤维状 (纤纤维)石石膏;放放射状 红柱柱石;结核状 鱼子子状(或或豆状,肾肾状)赤赤铁矿;土状 高岭岭土,蒙蒙脱土。(3)晶晶面条纹纹观察 黄铁矿(三个方方面的晶晶面条纹纹相互垂垂直)斜长石(晶纹相相互平等等)石英(水水晶)(柱面上上常见有有横条纹纹)2、矿物物的光学学性质观观察(1)矿矿物的颜颜色,观观察211种矿物物比色标标本。自色:是是矿物本本身所固固有的颜颜色,是
6、是由于矿矿物的化化学成分分中含有有的色素素离子所所决定的的。主要要色素离离子引起起的几种种矿物的的颜色如如下表:离子Ni2+Fe2+Fe2+Fe3+Mn4+Mn2+Ti4+Cu2+Fe3+Co2+颜色绿瓶绿黑黑玫瑰褐红色蓝绿褐红玫瑰蓝矿物举例镍华绿泥石磁铁矿软锰矿菱锰矿榍石蓝铜矿孔雀石褐铁矿赤铁矿钴华钴石他色:是是矿物中中含有带带色的杂杂质或气气泡等引引起的颜颜色,与与矿物成成分无关关。他色色易变,随随含杂质质不而不不同,无无鉴定意意义。例例如:水水晶应为为无色透透明,但但当含少少量氧化化锰杂质质时呈紫紫色(紫紫水晶),含钛钛多时为为淡红色色(蔷薇薇水晶);含碳碳时呈褐褐色至深深黑色(烟水晶晶
7、或墨水水晶)等等等。假色:是是矿物表表面因有有氧化薄薄膜或因因内部有有裂隙等等原因,引引起光线线发生干干涉而产产生的颜颜色。如如斑铜矿矿表面风风化后呈呈暗紫色色;方解解石内部部有细裂裂隙面时时呈现“晕色”等。对对于这种种情况,只只要打出出矿物的的新鲜面面,就可可以恢复复其自色色。作为鉴定定矿物最最重要的的是自色色。描述矿物物的颜色色,通常常采用比比较法和和比拟法法。比较法:是用颜颜色较为为典型的的矿物作作为对比比的基础础,常用用的比色色矿物如如下:辰砂(红红色) 土状状褐铁矿矿(黄褐褐色)毒砂(锡锡白色) 铬酸铅铅矿(橙橙色)雄黄(黄黄色) 方铅铅矿(铅铅灰色)孔雀石(绿色) 镜铁矿矿(钢灰灰
8、色)蓝铜矿(蓝色) 磁铁矿矿(铁黑黑色)铜蓝(靛靛青色) 自然铜铜(铜红红色)紫水晶(紫色) 黄铜矿矿(铜黄黄色)褐铁矿(褐色) 黄金(金黄色色)比拟法:则是以以日常生生活中一一些实物物的颜色色进行描描述。如如玫瑰红红、樱桃桃红、橄橄榄绿、苹苹果绿、稻稻草黄等等。(2)矿矿物的条条痕观察方解解石,斜斜长石,角角闪石,橄橄榄石的的条痕观察对比比黄铁矿矿,黄铜铜矿,赤赤铁矿等等矿物的的条痕与与颜色之之间的关关系。透明矿物物的条痕痕都是近近于白色色,鉴定定意义不不大。条条痕常常常作为鉴鉴定不透透明矿物物的特征征。因条条痕颜色色更为固固定,所所以是鉴鉴定矿物物的可靠靠依据。条条痕可以以消除假假色,减减
9、弱他色色,从而而充分显显示出自自色特征征。有些矿物物的颜色色与条痕痕相同,如如磁铁矿矿的颜色色的条痕痕都呈黑黑色。有有些矿物物则二者者有显著著差别,如如黄铁矿矿的颜色色为黄铜铜色,而而条痕则则为深绿绿色。(3)矿矿物的透透明度观察下列列矿物碎碎片边缘缘的透明明程度:石英(水水晶) 透明明冰洲石 透明明。石膏 半透透明;闪锌矿 半透透明;黄铁矿 不透透明;石墨 不透透明。(4)矿矿物的光光泽观察100件矿物物硬度标标本,要要求掌握握10件件矿物的的光泽。3、矿物物的力学学性质(1)矿矿物的硬硬度:观察100件矿物物硬度标标本掌握摩氏氏硬度计计中的十十种矿物物。学会会摩氏硬硬度计测测定未知知矿物硬
10、硬度的方方法。摩氏硬度度计测定定矿物的的相对硬硬度:取取摩氏硬硬度计中中一种标标准矿物物,用其其棱角刻刻划被鉴鉴定矿物物上的一一个新鲜鲜而较完完整的平平面,擦擦去粉未未,若在在面上留留下刻痕痕,则说说明鉴定定的矿物物硬度小小于选用用标准矿矿物的硬硬度。反反之,若若未在面面上留下下刻痕,则则说明被被鉴定的的矿物硬硬度大于于或等于于选用标标准矿物物的硬度度。经过过多次刻刻划比较较,直到到确定被被鉴定矿矿物的硬硬度介于于两个相相邻硬度度标准矿矿物之间间或接近近二者之之一时,即即已测知知被鉴定定的矿物物的硬度度。如云云母不能能被石膏膏(硬度度2)刻刻动,而而能被方方解石(硬度33)刻动动,故其其硬度介
11、介于2-3,用用2.55表示。若被鉴定定矿物上上难于找找出平整整的面,而而标准矿矿物上有有较好的的平面时时,也可可以用被被鉴定矿矿物的棱棱角去刻刻划标准准矿物上上的平面面。用摩氏硬硬度计确确定手指指甲,铜铜片,普普通玻璃璃片,及及钢刀刃刃的相对对硬度范范围。指指甲(22-2.5),铜铜片(33-3.5),普普通玻璃璃片(55-5.5),钢钢刀刃(6-66.5)。(2)矿矿物的解解理,断断口:观察5件件矿物解解理标本本,指出出云母和和方解石石各有几几组解理理。观察5件件矿物断断口标本本,断口口是矿物物受外力力作用后后不依结结晶方向向发生断断裂而形形成的断断面。是是鉴定矿矿物物标标志之一一。4、矿
12、物物的其它它特性观观察:云母薄片片具有弹弹性;绿绿泥石薄薄片具有有挠性;磁铁矿矿具有磁磁性;滑滑石具有有滑感;石盐具具有咸味味;蒙脱脱土遇水水膨胀、崩崩解;碳碳酸盐类类矿物遇遇稀盐酸酸发生“盐酸反反应”。碳酸盐类类矿物,如如方解石石(CaaCO33)、白白云石(CaMMgCCO32),与与稀盐酸酸(HCCl)发发生作用用,产生生化学反反应,逸逸出二氧氧化碳(CO22),形形成所谓谓的“泡沸”,以方方解石为为例,其其反应式式为:CaCOO32HHCl CaaCl22H2OCCO2一般方解解石遇盐盐酸后“泡沸”强烈,而而白云石石则需要要用小刀刀刻成粉粉末后再再滴盐酸酸,才可可见微弱弱的“泡沸”现象
13、。(二)矿矿物的肉肉眼鉴定定方法:无论是在在实验室室内,还还是在野野外地质质工作中中,我们们都需要要准确地地认识矿矿物和鉴鉴定矿物物。目前前鉴定矿矿物的方方法很多多,但最最基本的的是肉眼眼鉴定。造造岩矿物物的肉眼眼鉴定法法实质是是凭借肉肉眼和一一些简单单的工具具(小刀刀、放大大镜、条条痕板、摩摩氏硬度度计等),来分分辨矿物物的外表表特征(有时也也配合一一些简易易的化学学方法),从而而对矿物物进行鉴鉴定。这这种方法法虽然简简便,但但可借以以正确地地鉴别许许多常见见的矿物物。矿物的肉肉眼鉴定定法,通通常情况况下,可可参照下下列步骤骤进行:1、首先先观察矿矿物的光光泽。确确定它是是金属光光泽,还还是
14、非金金属光泽泽,借以以确定是是金属矿矿物还是是非金属属。(岩岩石中经经常见的的大都是是非金属属光泽的的矿物)2、然后后试验矿矿物的硬硬度。确确定它的的硬度是是大于还还是小于于指甲的的硬度,是是大于还还是小于于小刀的的硬度。3、再观观察矿物物的颜色色。如已已确定被被鉴定的的矿物硬硬度大于于小刀,为为金属光光泽,而而且呈黄黄铜色,那那么秀容容易确定定它是黄黄铁矿而而非黄铜铜矿,然然后再检检查一下下其它特特征就可可以确定定下来。如如果被鉴鉴定的矿矿物硬度度小于小小刀而大大于指甲甲,并属属于玻璃璃光泽,而而决不会会是石英英,长石石(硬度度都大于于小刀),也不不可能是是辉石,角角闪石(呈黑色色)。4、进
15、一一步观察察矿物的的形态和和其它物物理性质质。针对对有限的的几种可可能性,逐逐步地缩缩小范围围,认真真观察,仔仔细分析析最终鉴鉴定出矿矿物,定定出矿物物名称。在鉴定矿矿物时要要结合各各类矿物物的共同同特点,一一般说来来,具有有金属光光泽而呈呈铁黑色色多为金金属氧化化物。如如磁铁矿矿、赤铁铁矿,软软锰矿及及硬锰矿矿等;具具有金属属光泽而而呈铜黄黄、铅灰灰等金属属色的,则则多是金金属硫化化物类,如如黄铜矿矿、黄铁铁矿、方方铅矿,辉辉锑矿等等。含氧氧盐类及及卤化物物类矿物物,一般般呈玻璃璃光泽,浅浅色、透透明或半半透明。如如果大于于小刀或或近于小小刀,可可能是硅硅酸盐类类矿物(云母、滑滑石除外外);
16、如如果硬度度小于小小刀,能能与稀盐盐酸作用用,则应应是碳酸酸盐类矿矿物,不不与稀盐盐酸作用用,则可可能是硫硫酸盐,磷磷酸盐等等其它含含氧盐类类矿物。有有了这样样的轮廓廓,逐步步地缩小小鉴定范范围,找找出矿物物的典型型特征,就就能正确确的定出出矿物的的名称。采用肉眼眼鉴定法法鉴定造造岩矿物物,应对对常见的的矿物标标本认真真观察,仔仔细分析析,相互互比较,反反复练习习,对一一些“相似矿矿物”间的差差异,更更应悉心心思考,从从而对矿矿物特征征建立比比较牢固固的感性性认识。肉眼鉴定定矿物是是有一定定限制的的。因为为矿物颗颗粒太小小,或超超出肉眼眼鉴定的的能力范范围时,必必须采用用其它更更详细的的方法鉴
17、鉴定和研研究。(三)鉴鉴定和描描述主要要造岩矿矿物观察和描描述422件造岩岩矿物标标本,参参照244种主要要造岩矿矿物鉴定定特征表表(表22),结结合标本本,在教教师指导导下自行行学习。在在独立的的观察基基础上,总总结出各各矿物的的鉴定特特征。六、实验验报告及及作业:1、主要要造岩矿矿物肉眼眼鉴定实实验报告告 2、肉眼眼鉴定常常见造岩岩矿物时时主要依依据哪些些特性?3、说明明下列造造岩矿物物的鉴定定特征:正长石 斜长长石 石英英角闪石 辉石石 黑云云母方解石 白云云石 石膏膏主 要 造 岩岩 矿 物 鉴鉴 定 表 (表22) 次序矿 物 名 称称形 状颜 色光 泽透明度解理、断断口硬 度比 重
18、化学性质质及其他他分 布布1石 英SiO22完整晶形形为六棱棱柱或双双锥体,但但呈粒状状者居多多纯者无色色,乳白白色,含含杂质时时呈紫红红、烟色色玻璃光泽泽,断口口为油脂脂光泽透明贝壳状断断口72.6化学性稳稳定,不不易风化化呈单晶、晶晶簇及脉脉状产出出或产于于岩浆岩岩、沉积积岩和变变质岩中中,特别别是酸性性岩浆岩岩中最多多2正 长 石KAlSSi3O8柱状或薄薄板状、粒粒状肉红、浅浅玫瑰或或近于白白色玻璃光泽泽半透明或或不透明明完全、两两组正交交解理62.52.77易风化成成高岭石石花岗岩、正正长岩、片片麻岩、伟伟晶岩等等岩浆岩岩中最多多3斜 长 石(Na,Ca)AlSSi3O8外形为板板状
19、、柱柱状、粒粒状白色或灰灰白色玻璃光泽泽半透明或或不透明明完全、两两组解理理斜交,断断口平坦坦62.52.77风化后成成高岭石石含Na多多者只产产于酸性性或中性性岩浆岩岩中,含含Ca多多者只产产于中性性或基性性岩浆岩岩中4普通角闪闪石(Ca22,Naa)(MMg,Fee)4(Al,Fe)(Si,Al)4O112OH2长柱或纤纤维状,断断面六边边形深绿暗黑黑色玻璃光泽泽半透明或或不透明明两组解理理交角近近565.563.2受水热作作用后,可可变成绿绿泥石或或蛇纹石石多产于中中性岩浆浆岩中,如如闪长岩岩、安山山岩,也也可单独独组成超超基性的的角闪岩岩5普通辉石石(Na,Ca)(Mgg,Fee,Al
20、l)(Sii,All)2O8短柱状,断断面呈八八边形,在在岩石中中常呈粒粒状深黑、褐褐黑、紫紫黑及棕棕黑色玻璃光泽泽半透明或或不透明明具有两组组完全或或中等解解理,两两组交角角近直角角563.43.66受水热作作用后,可可变成绿绿泥石或或蛇纹石石多产于基基性岩浆浆岩中,如如辉长岩岩、玄武武岩,也也能单独独组成超超基性辉辉岩6橄 榄 石(Mg,Fe)2SiiO4常呈粒状状集合体体橄榄绿、淡淡黄绿油脂光泽泽或玻璃璃光泽透明或不不透明通常无解解理,贝贝壳状断断口6.573.2114.14溶于硫酸酸时急剧剧分解析析出Sii O22胶体只产于基基性岩浆浆中,也也可单独独组成橄橄榄岩7黑 云 母K(Mgg
21、,Fee),(OH)2AlSSi3O10片 状状黑 色色珍 珠透 明一组极完完全解理理2.532.3具有弹性性在水化化作用下下会失去去弹性并并变为蛭蛭石广泛公布布在岩浆浆岩和变变质岩中中8白 云 母Kal22(OHH)2AlSSi3O10片 状状无色,有有时呈灰灰白、淡淡黄、淡红等等色玻璃或珍珍珠光泽泽透 明一组极完完全解理理2.532.3具有弹性性广泛分布布在岩浆浆岩和变变质岩中中9方 解 石CaCOO2菱 面 体白色、灰灰白色,含含Fe时时呈褐红红色,含含Mn时时呈棕黑黑色玻 璃透明或半半透明三组完全全解理32.02.88遇稀盐酸酸剧烈起起泡广泛存在在石灰岩岩中,大大理岩中中也有,某某些岩
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