《矿物岩石学》教学大纲.docx

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《矿物岩石学》教学大纲

《矿物岩石学》教学大纲

（勘察技术与工程专业,选修课,54学时）

一、教学思想

人类的工程建筑活动就是在地壳表层的一定的地质环境中进行的,任何建筑物都就是以岩土体作为建筑地基、建筑介质或建筑材料,因而,岩土体的性质就是决定工程活动与地质环境相互制约的形式与规模的根本条件。

因此,地壳表层的岩土体的研究就是工程地质专业的最重要的任务。

矿物学与岩石学作为地质学的重要分支学科,它的主要任务之一就就是研究地壳中各种岩石的物质组成及其性质。

针对勘察技术与工程专业的性质与特点,通过本课程的学习,使学生对矿物学与岩石学的基本原理与基础知识有一概括的了解,掌握十余种常见造岩矿物的物理化学性质与鉴定特征,熟悉地表各种常见岩石的鉴定特征（包括岩石的矿物组成、岩石的结构、构造特征）及各种物理、化学性质;同时结合其她相关知识,使学生不仅能够了解岩石当前的性状,也能够分析其性质的形成条件、分析并预测岩石性质的可能变化,为生产与生活实践中的有关矿物学与岩石学问题及其它地质问题奠定必要的基础。

二、学时分配与授课方式

本课程包括矿物学与岩石学两大部分,总学时为54学时,其中矿物学部分占24学时,主要涉及手标本矿物学,掌握十余种常见造岩矿物的物理性质与鉴定特征。

岩石学部分30学时,主要涉及两部分内容,第一部分为三大岩介绍,包括沉积岩石学、岩浆岩石学与变质岩石学,本部分以岩类学的介绍为主,让学生掌握地表常见岩石的矿物组成及鉴定特征;第二部分为岩石的物理性质。

针对勘察技术与工程专业特点,在本课程的教学过程中除了让学生了解有关矿物学与岩石学的基本概念之外,重点加强实践环节,培养学生分析问题与解决问题的能力。

学时安排为:

讲授27学时,实习27学时,具体教学内容与学时安排如下:

《矿物岩石学》学时分配表

内容

讲课学时

实习学时

矿物学部分

几何结晶学基础

4

矿物学总论

7

1

自然元素、卤化物、硫化物矿物

1

1

氧化物矿物

1

1

硅酸盐矿物

3

3

碳酸盐、硫酸盐矿物

1

1

岩浆岩石学

（8）

岩浆岩石学总论

2

超基性岩、基性岩

1

1

中性岩、酸性岩及岩浆岩总实习

1

3

变质岩石学

（8）

变质岩石学总论

2

动力变质岩

1

1

区域变质岩

1

3

沉积岩石学

（8）

沉积岩石学总论

2

陆源碎屑岩

1

3

内源碎屑岩、火山碎屑岩

1

1

矿物岩石学综合实习

4

小结

2

总计

31

23

授课方式

本课程采用课堂讲授、课堂讨论、课堂实习及课外作业相结合,采用启发式教学,注意培养学生独立观察问题、思考问题与解决问题的能力

考试方式

本门课的考试采用闭卷笔试与标本口试相结合的方式。

闭卷笔试部分采用考教分离制。

即由教学小组给出多套分量相当的试题,采用随机抽样的方法提取试卷。

考试内容包括基本概念、基本原理及综合分析三种类型。

需要学生灵活运用课堂所学知识,综合分析。

第一部分矿物学部分

第一章几何结晶学基础

本章重点:

1）掌握晶体与空间格子的概念,了解晶体的基本性质;

2）掌握晶体的对称与对称型的概念,以及晶体的对称分类

3）了解单形、聚形的概念以及各晶系常见单形的几何特征

第一节晶体的概念、性质及形成

一、晶体的概念（等同点—空间格子—晶体）（掌握晶体的概念）

二、晶体的空间格子规律,空间格子的基本组成要素:

结点、行列、面网与单位平行六面体,十四种布拉维格子（掌握空间格子的概念,熟悉空间格子的构成）

三、晶体的基本性质及晶体与非晶体的区别（从物质内部质点分布的规律性上区分晶体与非晶体,重点掌握晶体的基本性质）

第二节晶体的宏观对称及晶体的理想形态

一、对称的概念与晶体对称的特点（注意区分晶体的对称与其她物体对称的本质）

二、晶体的宏观对称要素与对称操作（了解晶体的宏观对称要素及其相应的对成操作）

三、对称型的概念与32种对称型,应用特征对称要素确定晶族与晶系（了解晶体对称型的概念及晶体的对称分类）

四、晶体的理想形态（了解单形与聚形的概念及47种几何单形中常见单形的特征）

思考题

1、何谓晶体？

晶体区别于其她物体的最本质的性质就是什么？

2、等轴晶系、四方晶系与单斜晶系的对称特点各就是什么？

对应的晶体形态有何不同？

第二章矿物学总论

本章重点:

1）配位数与配位多面体、类质同象、同质多象的概念;理解晶体的化学组成与晶体结构之间的制约关系

2）掌握矿物中各种“水”的性质、特点及存在方式

3）明确矿物的各种物性的概念、分类或分级;掌握它们在矿物鉴定中的意义及描述方法

4）晶体的形态与晶体结构之间的关系

5）标型矿物、矿物的标型特征、矿物共生组合的概念及成因意义

6）了解矿物晶体化学分类的原则,熟悉分类体系;掌握矿物种的概念

第一节矿物的晶体化学

一、矿物的化学组成与晶体结构之间的关系（了解元素的离子类型,堆积方式;掌握配位素与配位多面体的概念）

二、形成条件对晶体结构的影响—类质同象、同质多象（掌握类质同象与同质多象的概念,类质同象的类型及影响因素）

第二节矿物的化学成分

一、矿物的化学成分类型:

（了解）

二、矿物中的“水”（掌握矿物中不同类型的水的定义、存在形式及其特征）

三、矿物的化学式（了解矿物的晶体化学式的书写方法及含义）

第三节矿物的物理性质

一、矿物的光学性质:

颜色光泽条痕透明度（了解矿物的光学性质产生的本质及鉴定意义）

二、矿物的力学性质:

解理裂理断口硬度（掌握矿物的解理的概念、产生原因;矿物硬度的概念及影响因素;掌握矿物解理与硬度的分级及在矿物鉴定中的意义）

三、矿物的其它物理性质:

磁性比重导电性荷电性（压电性与热电性）发光性（掌握矿物比重的概念及影响因素;了解矿物的磁性、导电性与荷电性的定义）

第四节矿物的形态

一、矿物单体的形态:

结晶习性晶面特征（了解矿物的结晶习性与矿物晶体结构之间的关系）

二、矿物连生体的形态:

双晶与平行连生（掌握双晶的概念及识别）

三、矿物集合体的形态:

显晶集合体隐晶集合体及胶状集合体（了解）

第五节矿物的形成与变化

一、形成矿物的主要地质作用及不同地质作用中形成矿物的特征（了解不同地质作用过程中形成矿物的特征）

二、矿物的形成条件:

温度压力pH值Eh值及组分浓度（了解形成条件对矿物成分与结构及矿物组合的影响,不同地质作用条件下矿物结晶的主要控制因素）

三、反映矿物形成条件的标志:

标型矿物、矿物的标型特征（掌握标型矿物与矿物的标型特征、矿物共生组合的概念及与矿物形成条件的关系）

四、矿物的变化:

溶蚀、交代、晶化与非晶质化、假象与副象（了解）

第六节矿物的分类与命名

一、矿物分类简介（掌握矿物的晶体化学分类原则与分类体系）

二、明确矿物种的概念,了解矿物命名原则（深刻理解矿物种的定义）

思考题

1、何谓矿物的类质同象？

影响矿物类质同象的因素有那些？

2、晶体化学式为MgCa［CO3］与（Mg,Ca）[CO3］的就是否表示同一种矿物？

3、矿物的结构水与结晶水都可进入矿物的晶格,她们之间有何不同？

4、矿物的颜色、条痕、光泽、透明度之间有何关系？

5、解理与裂开有何异同？

6、同一种矿物的理想晶休形态与实际（天然）晶体有何异同？

7、为什么鲕状集合体不能称为粒状集合体？

8、钟乳石称为方解石的柱状集合体对不？

为什么？

9、何谓标型矿物与矿物的标型特征？

学习她们有何地质意义？

10、矿物形成后为什么会变化？

会发生哪些变化？

11、褐铁矿与铝土矿就是否为两种独立矿物？

为什么？

第四章自然元素、卤化物、硫化物矿物

本章重点:

了解自然元素、卤化物、硫化物矿物大类的基本特征,掌握自然硫、石墨、石盐、黄铁矿与黄铜矿的物理性质与鉴定特征

第一节自然元素、卤化物、硫化物矿物概述（各大类矿物的化学组成、形态与物理性质、鉴定特征）

第二节自然硫、石墨、石盐、黄铁矿与黄铜矿的形态、物理化学性质与鉴定特征

第五章氧化物与氢氧化物矿物

本章重点:

了解氧化物矿物通性,掌握赤铁矿、磁铁矿、石英及其亚种的物理化学性质与鉴定特征,了解铝土矿与褐铁矿的组成与意义

第一节本大类矿物通性概述,铝土矿与褐铁矿的特殊组成与特殊意义

第二节赤铁矿、磁铁矿、石英及其亚种的物理化学性质与鉴定特征

第六章硅酸盐矿物

本章重点:

了解硅酸盐矿物中络阴离子类型及其亚类的划分,掌握常见硅酸盐矿物橄榄石、石榴子石、普通辉石、普通角闪石、云母类、绿泥石、钾长石与斜长石的形态、物理化学性质与主要鉴定特征

第一节本类矿物中络阴离子类型及其亚类的划分

第二节岛状、环状结构硅酸盐矿物化学组成、物理性质、形态与鉴定特征;常见矿物橄榄石、石榴子石、电气石、蓝晶石、绿柱石、电气石

第三节链状结构硅酸盐矿物化学组成、物理性质、形态与鉴定特征;常见矿物普通辉石与普通角闪石

第四节层状结构硅酸盐矿物（层状结构特征及对矿物力学性质的影响,粘土矿物的概念、特性及其在工程地质方面的应用）;常见矿物滑石、叶蜡石、云母类、绿泥石

第五节架状结构硅酸盐矿物化学组成、物理性质、形态与鉴定特征;常见矿物钾长石与斜长石、霞石

第七章碳酸盐与硫酸盐矿物

本章重点:

了解碳酸盐与硫酸盐矿物的通性,掌握方解石、白云石、石膏与硬石膏的化学组成、物理与化学性质及鉴定特征

第一节概述碳酸盐与硫酸盐矿物大类的晶体化学特征,物理性质,晶形及成因特征

第二节方解石白云石石膏硬石膏与重晶石的化学组成、形态、物理与化学性质与主要鉴定特征

第二部分岩浆岩石学

第一章岩浆岩石学总论

本章重点:

岩浆、岩浆岩岩石学等基本概念;结构的概念及主要结构类型;构造的概念及主要构造类型;岩浆岩的主要判别标志;六种主要的岩浆岩矿物共生组合。

第一节岩浆及岩浆岩石学的概念（掌握）

第二节岩浆作用及岩浆岩产状（侵入作用与侵入岩产状;喷出作用与喷出岩产状）

第三节岩浆岩的造岩矿物

第四节岩浆岩的结构及主要结构类型（岩浆岩的结晶程度、岩石中矿物的颗粒大小、岩石中矿物的自形程度、岩石中矿物颗粒间的相互关系;主要结构类型）

第五节岩浆岩的构造及主要构造类型（构造的概念及典型构造类型）

第六节岩浆岩的分类原则与分类简表（各类岩浆岩主要矿物成分及含量）（了解）

第七节岩浆岩的命名原则

第八节六种典型的岩浆岩矿物共生组合

第九节岩浆岩区别于沉积岩与变质岩的主要标志

第二章超基性岩类（橄榄岩－苦橄岩类）

本章重点:

超基性岩类的化学成分、矿物成分、结构构造特征及主要岩石类型。

第一节超基性岩类的基本成分及结构、构造特征（超基性岩的化学成分及矿物成分特征）

第二节超基性岩的主要岩石类型及特征（橄榄岩、辉石岩的鉴定特征）

第三章基性岩类（辉长岩－玄武岩类）

本章重点:

基性岩类的化学成分、矿物成分、结构构造特征及主要岩石类型。

第一节基性岩类的基本成分及结构、构造特征（基性岩浆岩的的化学成分及矿物成分特征）

第二节基性岩的主要岩石类型及特征（辉长岩、辉绿岩及玄武岩的鉴定特征）

第四章中性岩类（闪长岩－安山岩类）

本章重点:

中性岩类的化学成分、矿物成分、结构构造特征及主要岩石类型。

第一节中性岩类的基本成分及结构、构造特征（中性岩的化学成分与矿物成分特征）

第二节中性岩的主要岩石类型及特征（闪长岩、闪长玢岩、安山岩的鉴定特征）

第五章酸性岩类（花岗岩－流纹岩类）

本章重点:

酸性岩类的化学成分、矿物成分、结构构造特征及主要岩石类型。

第一节酸性岩类的基本成分及结构、构造特征（酸性岩的化学成分与矿物成分特征）

第二节酸性岩的主要岩石类型及特征（花岗岩、花岗斑岩、流纹岩、黑耀岩、松脂岩）

第三部分变质岩岩石学

第一章变质岩石学总论

本章重点:

掌握变质岩的概念、变质作用及类型;变质岩五大化学类型的化学与矿物成分特征;变质岩的结构构造

第一节变质岩与变质作用的概念、变质作用类型

第二节变质作用的主要因素:

温度、压力、具化学活动性的流体（它们的来源及其在变质作用中的意义）

第三节变质作用的主要方式:

重结晶作用、交代作用、变形及碎裂作用、变质分异作用、变质结晶作用

第四节变质岩的结构、构造

一、变质岩结构、构造的概念

二、变质岩结构的基本类型及其特征

三、变质岩构造的基本类型及其特征

第五节变质岩的成分特征:

一、化学成分特征:

正变质岩与付变质岩化学成分的差异,等化学系列与等物理系列、变质岩的五大类型

二、矿物成分特征:

变质岩矿物成分与岩浆岩、沉积岩矿物成分的对比;变质矿物的化学成分与变质矿物的内部结构特点;

三、变质岩五大化学类型的化学成分与矿物成分特点（了解,学生自学）

第二章动力变质岩

本章重点:

动力变质岩的概念、结构构造特征、主要岩石类型;韧性剪切带的识别

第一节动力变质岩的概念

第二节动力变质岩的基本特征及主要岩石类型（构造角砾岩、糜棱岩的识别）

第三节韧性剪切带的识别

第三章区域变质岩

本章重点:

区域变质岩的概念;掌握区域变质岩的主要岩石类型及其特征

第一节基本概念与分类（区域变质及区域变质岩的概念;区域变质岩的识别特征）

第二节常见区域变质岩（板岩、千枚岩、片岩、斜长角闪岩、片麻岩、麻粒岩与榴辉岩）的概念及鉴定特征

第四篇沉积岩石学

第一章沉积岩总论

本章重点:

沉积岩的基本概念及沉积岩的常见沉积构造

第一节沉积岩、沉积岩石学的基本概念

第二节沉积岩的物质组成及沉积岩的分类（不同类型沉积岩的物质组成及结构构造特征）

第三节母岩的风化作用及主要造岩矿物在风化过程中的稳定性。

第四节常见沉积岩构造（层理构造与层面构造）。

第二章陆源沉积岩

本章重点:

砾岩（角砾岩）、砂岩、粉砂岩、泥岩的概念、特征、主要岩石类型及其鉴别特征

第一节陆源碎屑岩的概念

第二节碎屑岩的物质成分:

陆源碎屑、填隙物与孔隙,成分成熟度（碎屑岩的物质成分特征及不同物质成分对岩石物、化性质的影响）

第三节碎屑岩颗粒的结构:

粒度、圆度、球度、形状、颗粒表面特征

第四节胶结类型与胶结物的结构,杂基结构,孔隙结构,结构成熟度分析（不同胶结物及胶结类型对岩石物化性质的影响

第五节不同类型陆源碎屑岩的概念、特征、分类、主要岩石类型及其鉴别特征（砾岩、角砾岩、砂岩、粉砂岩的定义及其特征）

第六节泥质岩（概念、成分、结构、构造及常见岩石类型）

第三章火山碎屑岩

本章重点:

火山碎屑岩的概念,火山碎屑物质,火山碎屑结构;火山碎屑岩的分类及常见火山碎屑岩鉴别特征

第一节火山碎屑岩的概念

第二节火山碎屑物质及火山碎屑岩的结构构造特征

第三节火山碎屑岩的分类与命名及常见火山碎屑岩的岩石类型及其特征（火山集块岩、火山角砾岩与凝灰岩）

第四章内源沉积岩

本章重点:

碳酸盐岩的物质成分与化学成分,碳酸盐岩的分类及常见岩石的鉴别特征与物理化学性质

第一节碳酸盐岩的概念及其矿物与化学组成

第二节碳酸盐岩的分类与命名

第三节常见碳酸盐岩的结构构造、主要的岩石类型及物理化学性质

第四节硅质岩的物质成分、结构构造及岩石学特征

实习一自然元素、卤化物与硫化物矿物

一、预习内容

1、自然元素、卤化物与硫化物矿物的化学组成、形态与物理化学性质

2、自然硫、石墨、石盐、黄铁矿与黄铜矿的物理性质与鉴定特征

二、实习要求

1、熟悉不同大类矿物的通性

2、掌握本大类矿物中常见矿物的鉴别特征与主要物理化学性质

三、实习内容

利用小刀、放大镜、磁铁等,详细鉴定自然硫、石墨、石盐、黄铜矿与黄铁矿

四、思考题

如何在手标本上区分黄铁矿与黄铜矿

实习二氧化物矿物

一、预习内容

1、氧化物矿物的化学组成、形态与物理化学性质

2、赤铁矿、磁铁矿、石英及其亚种的物理化学性质与鉴定特征

二、实习要求

1、熟悉本大类矿物的通性

2、掌握本大类矿物中常见矿物的鉴别特征与主要物理化学性质

3、熟悉铝土矿与褐铁矿的组成与意义

三、实习内容

利用小刀、放大镜、磁铁等,详细鉴定赤铁矿、磁铁矿、石英及其亚种

四、思考题

1、铝土矿与褐铁矿就是一种矿物的名称不？

2、为什么在沉积物中经常见到氧化物而很少见到硫化物矿物？

实习三硅酸盐矿物

（一）

一、预习内容

1、岛状、环状与链状结构硅酸盐矿物化学组成、硅氧骨干特征、形态与物理化学性质

2、橄榄石、石榴子石族、绿柱石、电气石、辉石族、角闪石族矿物的物理化学性质与鉴定特征

二、实习要求

1、熟悉不同亚类硅酸盐矿物的形态与物性特征

2、掌握本亚类矿物中常见矿物的鉴别特征与主要物理化学性质

三、实习内容

利用小刀、放大镜、磁铁等,详细鉴定橄榄石、石榴子石、绿柱石、电气石、普通辉石、普通角闪石

四、思考题

1、为什么岛状结构硅酸盐矿物硬度高、比重大、无解理？

2、如何在上标本上区分主要暗色造岩矿物辉石与角闪石？

实习四硅酸盐矿物

（二）

一、预习内容

1、层状、架状结构硅酸盐矿物化学组成、硅氧骨干特征、形态与物理化学性质

2、云母类、绿泥石、钾长石与斜长石矿物的物理化学性质与鉴定特征

二、实习要求

1、熟悉不同亚类硅酸盐矿物的形态与物性特征

2、掌握本亚类矿物中常见矿物的鉴别特征与主要物理化学性质

三、实习内容

利用小刀、放大镜、磁铁等,详细鉴定黑云母、白云母、金云母、绿泥石、钾长石与斜长石

四、思考题

1、层状结构硅酸盐矿物晶体结构特征对其形态、物理性质有何影响？

2、为什么架状结构硅酸盐矿物一般颜色浅、硬度高、比重小？

实习五碳酸盐矿物、硫酸盐矿物

一、预习内容

1、碳酸盐、硫酸盐矿物化学组成、形态与物理化学性质

2、方解石白云石石膏硬石膏矿物的物理化学性质与鉴定特征

二、实习要求

1、熟悉不同大类硅酸盐矿物的形态与物理化学性质特征

2、掌握本大类矿物中常见矿物的鉴别特征与主要物理化学性质

三、实习内容

利用小刀、放大镜、磁铁等,详细鉴定方解石白云石石膏硬石膏重晶石

四、思考题

碳酸盐与硫酸盐矿物有何特殊的物理化学性质？

实习六超基性、基性岩浆岩

一、预习内容

超基性、基性岩类的化学成分、矿物成分、结构构造特征及主要岩石类型

二、实习要求

掌握超基性、基性岩主要组构、岩石类型及其鉴别特征

三、实习内容

观察下列岩石:

条带状橄榄岩、纯橄岩、辉长岩、辉绿岩、拉斑玄武岩

四、思考题

简述超基性岩与超镁铁质岩的划分标志,并归纳二者化学成分与矿物成分的特征。

实习七中、酸性岩浆岩

一、预习内容

中、酸性岩类的化学成分、矿物成分、结构构造特征及主要岩石类型

二、实习要求

掌握中、酸性岩主要组构、岩石类型及其鉴别特征

三、实习内容

观察下列岩石:

闪长岩、石英闪长岩、安山岩、花岗岩、流纹岩

四、思考题

如何识别侵入岩与喷出岩？

实习八动力变质岩

一、预习内容

动力变质岩的概念、主要类型及其特征

二、实习要求

通过对动力变质岩的矿物成分与结构构造及变形特征的观察,掌握常见动力变质岩的鉴别特征

三、实习内容

仔细观察下列岩石标本

构造角砾岩、初糜棱岩、千枚糜棱岩

实习九区域变质岩

一、预习内容

区域变质岩的概念、主要类型及其特征

二、实习要求

通过实习,熟悉区域变质岩的主要岩石类型的矿物成分与结构构造特征,掌握常见区域变质岩主要岩石类型的鉴别特征

三、实习内容

仔细观察下列标本

板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、斜长角闪岩、麻粒岩、榴辉岩

实习十陆源碎屑岩

一、预习内容

陆源碎屑岩概念、类型及不同类型的岩石学特征。

二、实习要求

1、观察各种陆源碎屑岩标本,掌握不同类型岩石的致密程度、硬度及构造特征。

2、区分碎屑颗粒、基质与胶结物三种主要结构组分。

3、熟悉常见的填隙与胶结类型

三、实习内容

仔细观察下列标本

砾岩、石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩、粉砂岩、泥岩

实习十一内源碎屑岩与火山沉积岩

一、预习内容

1、内碎屑岩与火山碎屑岩的概念、分类及岩石类型。

2、本类岩石中常见岩石的岩石学特征及鉴别标志

二、实习要求

详细观察标本,重点观察并掌握碳酸盐岩、硅质岩、蒸发岩与凝灰岩的最基本的岩性特征及识别标志。

三、实习内容

仔细观察下列标本

凝灰岩、粒屑灰岩、泥晶灰岩、生物碎屑灰岩、白云岩、硅质岩

实习十二矿物岩石学综合实习

一、预习内容

1、常见造岩矿物的化学成分、形态与物理化学性质

2、岩浆岩、变质岩与沉积岩三大岩石中常见岩石的岩石学特征及鉴别标志

二、实习要求

通过对常见矿物、岩石基本特征、矿物组合与结构构造的观察,掌握地表常见岩石的鉴别特征。

三、实习内容

对所给的矿物、岩石标本进行仔细鉴定,写出鉴定报告

四、思考题

1、沉积岩中出现的矿物与岩浆岩与变质岩中的矿物有何不同？

2、沉积岩中出现的结构构造与岩浆岩与变质岩有何不同？

3、石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩的主要岩石学特征就是什么？

4、钙碱性系列岩浆岩的深成相及喷出相的代表性岩石及它们的特征？

5、如何区分变质岩、岩浆岩与沉积岩？