岩相分析.pptx

然后把有结石的一面放在毛玻璃上加磨料细磨直到结石点暴露在表面。再将 玻璃片表面抛磨到光亮整洁，则可在显微镜下直接观察。效果如同岩石薄片， 分析方法当与薄片分析方法相同。
3. 其它分析方法： 岩相分析的方法常用、快速、奏效，但有时仍需借助于其它的分析方法 。如 化学分析能够检验玻璃中各种结石化学组成的类型，以帮助判断可能的矿物 组成。
① 在未侵蚀带是砖体自身结构，为均匀的板柱状磷石英（多呈矛头双晶，图810正交偏光）及部分残余石英。
② 在过渡带仍保留磷石英，但由于温度升高玻璃液的侵蚀已波及，磷石英已发 生重结晶。晶体逐渐长大（图3-3-2），有清晰的矛头双晶。晶体颗粒之间已 有砖体熔解的玻璃质，残余石英逐渐消失。
③ 在侵蚀带，砖体与玻璃液完全反应，大部分磷石英已转入玻璃相，随之又 析出粗大的管柱状的磷石英晶体（图3-3-3）。
① 温度条件：大部分窑炉用的硅质耐火材料在温度变化过程中要发生鳞石英、 方石英的晶型转变，伴随着明显的体积变化，使砖体出现裂纹而逐渐解体。 温度对其它耐火材料的侵蚀破坏作用也很剧烈。
② 化学侵蚀：熔融的玻璃组分、配合料中的粉尘挥发份、燃料的灰份等在熔制 玻璃的过程中均会与耐火材料的物相发生化学反应而生成新相，使耐火材料 剥落。
三. 检验方法 1. 肉眼鉴定：指肉眼手标本直接观察或利用10—20倍放大镜观察。能够进
行现场观察和 解决问题，但对于结石矿物来源的结论，肉眼鉴定有很大 的局限性 。
2. 偏光显微镜分析： 偏光显微镜分析通常采用矿物薄片，磨制成0.03mm厚，以备在镜下观察。 1） 在单偏光镜下，可观察结石及玻璃相的颜色、多色性、各种不同结石晶体的 形态及晶体的解理、突起等级、折射率值范围等。
如果组成不均匀或在流动时将长成相当于六角雪花一瓣的羽毛状（D），在 熔体温度降低到室温时，它们将转变为仍保留着高温变体形态的γ磷石英。

它还研究玻璃相的含量和分布以及析晶相种类和 形态特点，如对玻璃体内结石形态学特点的研究， 可以帮助鉴定晶体结石成因及来源的讨论。
（３）气相形态学 研究制品中气孔的形状、大小、数量、分
布及气孔的贯通情况、存在形式（是晶内气 孔还是晶间气孔）等。这些都对制品的性能 有极大的影响。
２．研究物相间的分布 岩相分析时要研究各物相分布的均匀性、取向性、
原料的结构特征主要有：结晶程度、化合物形 态、颗粒大小、杂质赋存形式等。例如烧制硅酸 盐水泥熟料需要一定量的SiO2 , 但在主原料石灰岩 中含有较多的燧石结核时，尽管SiO2含量达到要 求，仍无法获得合格的水泥，因为石灰岩中燧石 的颗粒粗、硬度大，不易磨细，在烧制过程中反 应不完全，使熟料中出现较多的游离氧化钙等。
致密程度以及玻璃相、气相与晶相间的分布情况等。 制品中物相间的分布情况是制造过程中各种因素
作用的综合结果，这直接影响甚至决定着制品的技 术性能、质量和使用效果。
３．研究物相之间结合关系
在岩相分析时，要注意研究不同相之间接合的 相界结构，还要研究制品中玻璃相与晶相间结合 关系以及气孔壁的结构特点等。
§1-1 岩相学的概念 一 . 何谓材料岩相学
在无机材料科学领域内，研究金属材料生 产工艺的学科，称为冶金学；研究金属材料 显微结构的学科，叫作金相学。
metallography
研究无机非金属材料生产工艺的学科，称 为无机材料工艺学。根据无机材料品种又分 有水泥工艺学、玻璃工艺学、陶瓷工艺学、 耐火材料工艺学、人造晶体工艺学等。我们 在这里，将研究这些无机非金属材料显微结 构的学科，叫作岩相学 (材料岩相分析) 。
干涉相衬显微镜
电子显微镜
胶团
扫描电子显微镜
< 0.01µm

为主，而99瓷则呈粒状，多趋向六边形粒
状（图9-7，图6-31）。
② 瓷坯中的玻璃相：含量随Al2O3含量增加
而减少，在95瓷中玻璃相约占5%，而99瓷
中明显减少。
③ 烧成温度随Al2O3含量增加而提高：95瓷
1600℃左右，99瓷1700℃以上。
在95瓷和97瓷的坯体中一般均存在气孔， 有晶内气孔和晶间气孔两类（图6-34）。
双晶发育，常可见到简单双晶（图6-57），
联合双晶和聚片双晶（图6-58）。瓷体中玻
璃相很少，常分布在晶粒之间。气孔很少，
有时可见到晶粒内的包裹气孔。金红石瓷的
结构类型为不等粒结构（图9-10） 。
四. 钛酸钡瓷的岩相 ： 是主要的铁电、压电、半导体功能材料。 主晶相为钛酸钡（BaTiO3），主要原料 是碳酸钡（BaCO3）和钛白粉（TiO2）。 BaTiO3主晶相有立方、四方、斜方和三方 四种变体，分别在120℃、0℃和 - 80℃作 可逆的相变。
陶瓷中晶粒的取向是不规则的，晶粒长 大到相遇时就形成晶界，通常晶界的机械 强度比晶粒低得多，陶瓷破坏多是沿着晶 界断裂。晶界也是杂质易于富集的地方。 晶界有玻璃相，也存在晶相。
二.玻璃相 是一种非晶态的低熔物，它的作用有： ① 把分散的晶相粘结在一起； ② 填充空隙，使瓷坯致密化； ③ 降低烧成温度；
是指陶瓷中矿物的结晶程度、颗粒形状、 大小及相互关系。 现就部分结构类型的划分叙述如下。
1. 按组成矿物的结晶程度分类： ① 全晶质结构：全部由结晶质矿物组成。 ② 半晶质结构：除结晶质矿物外，还有非 晶质，如玻璃相。
③ 非晶质结构：全部由玻璃相组成。
2. 按矿物晶形发育的完好程度分类：
① 自形晶结构：晶体上各晶面发育完整。

陶瓷岩相学发展历程
从古代陶瓷到现代陶瓷的发展过程中 ，陶瓷岩相学不断发展和完善，为陶 瓷材料的研发和应用提供了重要的理 论支持。
陶瓷岩相学的分析方法
光学显微镜分析
通过光学显微镜观察陶瓷材料的表面和内部结构，分析其组成和 相的分布。
扫描电子显微镜分析
利用扫描电子显微镜观察陶瓷材料的表面和内部结构，分析其形貌 、组成和相的分布。
陶瓷岩相学分析课件
目录
Contents
• 引言 • 陶瓷岩相学基础知识 • 陶瓷岩相学分析技术 • 陶瓷岩相学分析实例 • 结论
01 引言
陶瓷岩相学的定义
陶瓷岩相学是研究陶瓷材料的微观结 构和性能的学科，主要涉及陶瓷材料 的组成、结构、相变、显微组织等方 面的研究。
它通过观察和分析陶瓷材料的显微组 织、晶体结构、相组成等，来了解材 料的性能和行为，为陶瓷材料的设计 、制备和应用提供理论支持。
能量散射光谱分析
总结词
能量散射光谱分析是一种用于测定陶瓷材料成分的无损分析技术，通过测量陶瓷材料在 不同能量下的光电子发射谱，可以确定材料的元素组成和含量。
详细描述
能量散射光谱分析的基本原理是利用光子或电子与材料相互作用时产生的能量散射现象 ，通过测量不同能量下的光电子发射谱，可以确定材料中元素的种类和含量。在陶瓷岩 相学分析中，能量散射光谱分析主要用于研究陶瓷材料的元素组成和分布情况，对于了
X射线衍射分析
利用X射线衍射技术分析陶瓷材料的晶体结构和相组成。
陶瓷岩相学的应用领域
陶瓷材料研发
通过陶瓷岩相学分析，了解材料 的组成、结构和性能，为新材料
的研发提供理论依据。
产品质量控制
通过陶瓷岩相学分析，检测陶瓷产 品的质量和稳定性，确保产品的性 能和可靠性。

又称粒序层理，是由粒度的有规律的变化形成的。 其特点是由底向顶粒度逐渐变细，最后变为泥质沉积物逐渐变细。若从 下向上逐渐变粗 者，称为反递变 层理。
递变层理
对称波痕的形成与不对称波痕的形成
浪成波痕、流水波痕与风成波痕
浪 成 波 痕
2. 泥裂
泥裂
现代干裂
1沙嘴 2沙坝 3泻湖 4三角洲 5潮坪 6波筑台 7泥炭层
2.潮坪沉积(一〕滨海沉积
潮汐作用为主。
砂、泥岩沉积，以及碳酸盐岩沉积。沉积物中可 有完整化石。
〔1〕平面上构成潮上泥坪、潮间砂——泥混合 坪和潮下砂坪的沉积系列。
由陆向海沉积物由细到粗的变化——重要鉴别标 志之一
〔2〕滨海碳酸盐主要是泥屑灰岩，在干旱地 区发育有白云岩、石膏等。
页岩中的干裂
3.滑塌构造
滑塌构造：水下斜坡上未固结的沉积 物，在重力作用下发生滑动而形成的变形 构造称为滑塌构造。多见于大陆斜坡较深 水沉积物中，滑动使原生层理强烈摆皱、 变形、断错。可作为识别浊积岩或沉睡碳 酸盐的重要标志。
沉积环境的主要识别标志 ——古生物标志
珊瑚、腕足类、头足类、棘皮类、放射虫，以 及已灭绝的古杯类、三叶虫、软舌螺、笔石、 竹节石、菊石、牙形石、层孔虫等都是典型的 海洋生物。 陆生爬行动物，哺乳动物和陆生高等植物化石 的地层是在大陆环境中形成的。 大量植物化石、昆虫化石的煤系地层是在沼泽 环境中形成的。
沉积相及岩相古地理幻灯 片
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第一节 沉积相的有关概念
1.沉积环境 指一个具有独特的物理、化学和生物条件的自 然地理单元。 2.沉积相 是沉积物的岩性特征、古生物特征及其形成环 境特征的综合。 是特定环境的物质表现。 如浅海珊瑚礁灰岩。

D、火山碎屑涌流 surge E、溅落堆积 2、溢流相 3、沸溢-侵出相 4、侵出相 5、火山通道相(火山颈、岩管) 6、潜火山岩相（subvolcanic rocks ） （subway submarine）
灰云涌流ash-cloud surge 地涌流（ground surge） 基底涌流（base surge）
岩相类型
1、爆发相 A、近源崩落相(爆发与崩塌) 火山渣降落堆积(scoria fall) B、空落相 浮岩降落堆积(pumice fall) 火山灰降落堆积(ash fall) 块灰流（block and ash- flow） C、火山碎屑流相 渣状流（scoria flow） （pyroclastic 浮岩流（pumice flow (ash flow ） flow )or ignimbrite）
Jerram, Stollhofen（2002）: Peperite is described
a rock texture that has formed essentially by in situ disintegration of juvenile magma intruding and mingling with unconsolidated or poorly consolidated sediments.
Hooten, Ort （2002）: peperite is a volcaniclastic
rock formed by the intermingling of magma and wet sediment, and contains quenched igneous fragments, or domains, mingled with host sediment．

二、相分析的方法
（一）无机沉积构造 （二）粒度分布和结构 （三）矿物学 （四）地球化学 （五）古生物学方法 （六）地层分析
（一）无机沉积构造
交错层理、粒序层理、波痕、负荷槽、 交错层理、粒序层理、波痕、负荷槽、槽模等都是野外 能直接观察到的沉积岩的显著特征， 能直接观察到的沉积岩的显著特征，这些特征均能提供古环 境解释的证据。 境解释的证据。 研究这些无机沉积构造的意义在于： 研究这些无机沉积构造的意义在于：从中获取大量关于 沉积物的迁移和沉积原因的水和空气运动的性质、能量、 沉积物的迁移和沉积原因的水和空气运动的性质、能量、水 流特点和方向等方面的资料；在某些情况下， 流特点和方向等方面的资料；在某些情况下，还可获得关于 沉积速率和沉积物源(如爬升波痕意味着较高的沉积速率) 沉积速率和沉积物源(如爬升波痕意味着较高的沉积速率) 等方面的信息。 等方面的信息。冰碛岩的特殊构造和岩石特征是冰川环境的 最好证据。 最好证据。沉积构造的局限性主要在于很少提供诸如水体深 温度和含盐度等沉积环境的一般特点； 度、温度和含盐度等沉积环境的一般特点；在区分牵引流和 浊流、风和潮汐流、风成砂丘和某些浅海砂丘的影响时， 浊流、风和潮汐流、风成砂丘和某些浅海砂丘的影响时，它 们似乎又不太可靠。 们似乎又不太可靠。 当然，许多沉积构造代表一种重要的环境标志， 当然，许多沉积构造代表一种重要的环境标志，如泥 渗流豆、硅结壳、钙结壳、 裂、渗流豆、硅结壳、钙结壳、古岩溶面及岩溶角砾岩代表 暴露剥蚀环境，多向浪成波痕代表一种海相环境等等。 暴露剥蚀环境，多向浪成波痕代表一种海相环境等等。
（四）地球化学
微量元素在判断古温度与古盐度方面具一定意义。 微量元素在判断古温度与古盐度方面具一定意义。Potter(1963) 研究了北美许多具有不同年龄、源区、构造状况、 研究了北美许多具有不同年龄、源区、构造状况、沉积速率和气候状 况的沉积物。对现代的与古代的沉积物样品分析结果非常相似， 况的沉积物。对现代的与古代的沉积物样品分析结果非常相似，这表 明微量元素的含量在沉积后的变化甚小，通常， 明微量元素的含量在沉积后的变化甚小，通常，硼、铬、铜、镓、镍、 钒在海相沉积物中比在非海相沉积物中更富集。 钒在海相沉积物中比在非海相沉积物中更富集。 硼比其他微量元素更引人注意，虽然把它作为古盐度标志， 硼比其他微量元素更引人注意，虽然把它作为古盐度标志，但仍有 许多明显的限制。 许多明显的化。元素被吸收必须经历很长时间才能达到其吸收容量， 变化。元素被吸收必须经历很长时间才能达到其吸收容量，与标准样 品比较，硼含量对盐度的迅速变动显然并不敏感。 品比较，硼含量对盐度的迅速变动显然并不敏感。但在缺乏生物化石 的地层中，分析硼及其他微量元素也可以尽量反映一此古环境信息。 的地层中，分析硼及其他微量元素也可以尽量反映一此古环境信息。 化石介壳的氧同位素比值，可作为可能的古温度计。然而， 化石介壳的氧同位素比值，可作为可能的古温度计。然而，这一比 值随盐度变化而变化，而且还由于沉积后的成岩交代、 值随盐度变化而变化，而且还由于沉积后的成岩交代、雨水经过岩石 的循环作用等影响，比值将明显增加， 的循环作用等影响，比值将明显增加，因此用18O/16O比值来确定现 比值来确定现 今出露的岩石的古温度是不可靠的。另一方向， 今出露的岩石的古温度是不可靠的。另一方向，在深海岩心中发现的 自晚白垩世以来的有孔虫介壳， 自晚白垩世以来的有孔虫介壳，对其用氧同位素分析的方法获得了古 温度方面的明显可靠的成果。氧同位素、碳同位素相结合， 温度方面的明显可靠的成果。氧同位素、碳同位素相结合，可获得有 关边缘海和非海相环境盐度变化的宝贵信息， 关边缘海和非海相环境盐度变化的宝贵信息，并且表明成岩作用的影 响较小。对于前第三纪常见的灰岩来说． 响较小。对于前第三纪常见的灰岩来说．结合18O/16O与13C/12C分 与 分 析可能是碳酸盐成岩作用研究的有效手段。 析可能是碳酸盐成岩作用研究的有效手段。燧石的氧同位素很有希望 作为古温度的标志，甚至可在前寒武纪的岩石中使用。 作为古温度的标志，甚至可在前寒武纪的岩石中使用。

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图9-5是慢冷熟料A矿分解，周围环绕着 析出的小颗粒C2S晶体的花环状结构。
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图12 花环状结构A矿和片状C3A 蒸馏水 优质料
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图9-6是受酸性溶液浸蚀后形成的港湾 状结构； 图9-7是内外成份不同出现的环 带结构，等等。
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在反光显微镜下，用 1% 的 NH4Cl 水溶 液浸蚀光片后A矿呈兰色；用 1% 硝酸酒精 浸蚀光片后，A矿呈棕色。
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四. 白色中间体 主要是铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3， 简写为C4AF），又称为C矿（才利特）， 它是水泥熟料中间体中反射率较大，色泽 浅的部分（图7-14）。
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当熟料铝氧率较高（P>1.38）而又快冷 时，它以他形晶填充于A矿和B矿之间，或 因来不及析晶而成玻璃相；当熟料的铝氧 率较低（P<1.38）而又慢冷时，它可呈棱 柱状半自形晶出现（图7-15，图9-13，图 8-1-17）。C4AF属斜方晶系。
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五. 游离氧化钙 又称游离石灰，常用 f – CaO 表示 。 它是没有与熟料中其它成份化合的氧化
钙，属等轴晶系。
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1. 一次游离氧化钙：又称残存游离氧化钙， 是生料中残留下来的氧化钙，残存的原因 大致有以下几种。
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① 生料细度没有达到要求，石灰石（或混 入的方解石）颗粒太粗，在煅烧过程中反 应不完全，这种残留下来的氧化钙在镜下 呈圆形或卵形，粒径较大，而且成堆聚集 形成矿巢型分布（图7-16，图9-16）。

一、岩浆岩产状的划分及主要类型
侵
入
岩
岩 产
浆状
岩
主
要
喷 出
产岩
状
产 状
类
型
整合侵入体 不整合侵入体 据火山口形态
据火山体形态
岩床、岩盖、岩盆、岩鞍及岩脊等
岩基、岩株、岩枝、岩墙、岩脉等
面式溢出（或熔透式、顶陷溢出） 裂隙式喷发（线式喷发） 中心式喷发（点式或筒式喷发）
熔岩被 熔岩流 火山锥
火山碎屑锥 熔岩锥（盾火山） 复合锥（层火山）
现代中心式喷发：武尔卡诺型喷发
武尔卡诺岛位于地中海西西里岛 附近。这种类型喷发比斯通 博利式火山熔岩粘度更大， 呈熔浆状，喷发较为猛烈。
不喷发时在火山口上形成较厚的 固结外壳，气体在固结的外 壳下聚集，压力增大时，发 生猛烈的爆炸，一些碎片和 熔岩组成的“面包皮状火山 弹”和火山渣被一起喷出， 同时伴随着含相当数量火山 灰的“菜花状”喷发云。
普林尼式喷发
岩浆粘度大、爆发强烈，火山碎屑物 常达90％以上，其中围岩碎屑占 10％－25％，喷出物以流纹质与 粗面质浮岩、火山灰为主，分布 较广，伴有少量熔岩流或火山灰 流。
这种火山喷发过程常为：清除火山通 道-岩浆泡沫化-猛烈爆发出浮岩及 火山灰-通道壁上碎石坠入及堵塞 火山通道，如此反复作用，形成 复杂的火山机构。
火山岩的产状
面式ห้องสมุดไป่ตู้出（或熔透式、顶陷溢出）
据火山口形态
裂隙式喷发（线式喷发）
中心式喷发（点式或筒式喷发）
喷
出
岩
熔岩被
产
状
熔岩流
火山碎屑锥
据火山体形态
火山锥
熔岩锥（盾火山） 复合锥（层火山）

③ 物理侵蚀：玻璃液流动对砖体的冲刷作用及荷重的压力作用，加剧了砖体的 剥落和可能情况：一种是耐火材料本身的晶化 或气孔，再一种是耐火材料的物相与玻璃反应后生成的变质结晶矿物，另一 种则是耐火材料被熔化后重新析晶的矿物。
所以在玻璃窑内应根据不同部位的工作条件，所制玻璃的成分，熔化温度的 高低等而选用不同性能的耐火材料。
二. 结石形态 1. 晶体构造决定形态
结石具体形态主要取决于其晶体的内部构造，成分不同而构造相同或相 似的晶体，常长成相同或相似的形态；而晶格构造不同，即使是同成分 的晶体亦会呈现不同的形状。
譬如以方石英、磷石英的对比为例，见图8-2，高温低粘度玻璃液中可析出 α方石英的八面体理想形态（A），在粘度较大的玻璃液中快速生长，将沿六 个八面体顶角方向长成十字形对称的骨架状（B）。
X射线方法可以直接进行物相分析确定矿物组成，也可以拍摄结石的X射线 光谱，根据各谱线的特征和强度与已知矿物X射线光谱进行对比以确定结石 矿物。
电子显微镜分析可以观察结石的形态、分布状况，电子探针对于小的结石可 以进行微区化学组成分析。
§7-3 结石的分类及显微镜鉴定
一. 硅质结石 1. 结石的主要矿物 ① 未熔石英：主要有以下几种形态（见图8-7）， 图a是石英颗粒，比较完好，
3. 微晶玻璃：探讨微晶化的机理，对微晶玻璃的成分、主晶相、所用晶核 剂、热处理制度以及性能进行研究。
§7-2 结石的来源、形态及检验方法
一.来源 1. 来源于原料的结石
钠钙硅酸盐玻璃原料有：石英砂、白云石、方解石、纯碱、莹石、硝酸钠等。 提供给玻璃的主要成分为：硅、镁、钾、钙、钠等元素的氧化物。
② 原料质量不高：含有难熔料如锆英石、氧化铬等都会形成结石。 ③ 操作制度不当：如过筛时粗砂漏网而形成结石；熔化温度控制不当，使配合