岩石学实验指导书
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岩石力学与岩体实验指导书及报告(内部资料)矿业工程学院实验总室2011年6月一、实验目的:测定岩石的单轴抗压强度。
二、实验方法:将圆柱体岩石试样放在压力实验机上进行单轴压缩实验,试件破坏瞬间受压面上的极限应力值为该岩石的抗压强度。
(一)实验前的准备工作1、试件制备。
描述和尺寸测量见<变形实验>。
每组试件数根据实际情况而定,但最好不少于三块。
(二)实验步骤1、试件安装将准备好的岩石试件放在压力实验机上、下加压板的中心位置,试件整个断面应与加压板严密接触,若不合要求,应予处理。
2、施加载荷保持恒定的应力速率(50~100N/cm2/s)对试件连续加载至破坏为止,记录破坏载荷数值。
描述试件的破坏情况,描述内容见<岩石抗拉强度实验>。
“施加载荷”部分,并记入记录表3-2内,发现试件初裂后仍能继续承受载荷,应记录出裂时的载荷值。
三、计算岩石的抗拉强度岩石的(单轴)抗压强度按下式计算:c p Aσ=式中:cσ-岩石抗压强度(MPa);P-试件破坏时施加的最大载荷KN;A-试件横截面积cm2。
一、实验目的:测定岩石的抗拉强度。
二、实验方法:本实验采用劈裂法测定岩石的抗拉强度。
(一)实验前的准备工作:主要是试件的制备、描述和尺寸测量。
(1)采用圆盘试件。
试件直径(D )为50毫米,厚度(T )为25毫米(T/D=0.5)。
(2)试件两端面应平等,试件轴心线与断面应垂直,二者的最大偏差均不得大于0.2毫米。
试件表面光滑平整。
试件数目据实际情况而定,但最好不少于10块。
(3)测量试件尺寸。
圆盘试件测直径和厚度。
沿厚度(T )上、中、下三个部位分别测直径,取三次测量的平均值为试件的直径。
沿预定加载方向上、中、下三个部位测定试件厚度,取三次测量的平均值为试件的厚度。
方片形试件参照圆盘形试件确定规格,测量其尺寸。
(二)试件安装将试件安装于抗拉模具上,要将试件安放在模具的中心线上,避免偏心加载。
第一章岩浆岩岩石学实验指导一、岩浆岩薄片的镜下观察和描述在偏光显微镜下对岩石薄片进行深入、细致的观察、描述和分析是常规的且是最重要的岩石学研究的基本方法,岩石薄片的镜下观察和研究不仅可以更为准确地确定组成岩石的矿物组分和百分含量、粒度、次生变化等,而且可以提取更多的成因信息。
岩石结构的重要内容——矿物颗粒之间的相互关系也多为显微结构,多在显微镜下才能进行观察。
尤其是具细粒结构、微粒结构、隐晶质结构的岩浆岩,在手标本上表现出的岩石学性质比较有限,要进行更细致的观察和较准确的命名,必须进行镜下观察。
镜下观察和描述的内容主要是矿物成分及百分含量、显微结构、显微构造、次生变化等;在此基础上判断岩石中矿物的结晶顺序,并给出正确的定名。
首先在实验报告上写上实验名称、日期、姓名、班级及薄片号,若有对应的手标本,则把标本号记下,并对手标本进行详细的观察和描述。
(一)矿物成分的观察和描述:岩石薄片中,常可见多种矿物成分,初学者往往不知道从何下手。
建议按如下顺序进行观察和描述:(1)根据矿物颗粒的大小,采用低倍物镜或中倍物镜,在单偏光和正交偏光下反复地对整个岩石薄片概略地浏览,大致判断岩石的结构类型并分出有几种矿物;(2)对矿物一种一种地详细观察其晶体光学特征,一般先看铁镁矿物,再看硅铝矿物、副矿物和次生矿物;或按照矿物含量多少的顺序来观察。
(3)估计百分含量。
描述时,对具等粒结构、连续不等粒结构的岩石薄片,按矿物含量多少及其在分类命名中的作用,分主要矿物、次要矿物和副矿物分别描述;斑状结构则分斑晶和基质描述。
描述内容主要是矿物在单偏光、正交偏光下的主要晶体光学性质,包括形态、颜色、多色性、突起等级、解理特征、包裹体类型、最高干涉色、消光性质、消光角、双晶类型等,同时也要描述矿物颗粒的一些结构特征,如自形程度、粒度大小、与其他矿物的关系等,再次为矿物的次生变化特征,如次生矿物类型、大小、分布方式等。
对矿物名称的确定,一般要求定到矿物“种”,连续类质同象系列的矿物则要定到“亚种”。
岩石力学实验指导书目录岩石物理性质试验 (1)一、岩石天然含水率、吸水率及饱和吸水率试验 (1)二、岩石比重(颗粒密度)试验 (3)三、岩石密度试验 (6)四、岩石耐崩解试验 (10)五、岩石膨胀试验 (12)六、岩石冻融试验 (15)岩石力学性质试验 (18)七、岩石单轴抗压强度试验 (18)八、岩石压缩变形试验 (20)九、岩石抗拉强度试验(巴西法) (24)十、岩石抗剪强度试验(变角剪切) (27)十一、岩石三轴压缩及变形试验 (29)十二、岩石弱面剪切强度试验 (37)十三、点载荷指数的测定 (40)十四、岩石纵波速度测定 (42)十五、岩石力学伺服控制刚性试验 (43)十六、岩石声发射试验 (46)岩石物理性质试验一、岩石天然含水率、吸水率及饱和吸水率试验1.1概述岩石的天然含水率是指试样在大气压力和室温条件下,天然条件下岩石自身所含有的水的质量与试样固体质量比的百分率。
岩石吸水率是试样在大气压力和室温条件下,岩石吸入水的质量与试样固体质量比的百分率。
本规程采用自由浸水方式求岩石吸水率。
岩石饱和吸水率,是试样在强制状态下,岩石的最大吸水质量与试样固体质量比的百分率。
本规程采用煮沸法或真空抽气法求岩石饱和吸水率。
1.2试样制备(1)规则试样的形态,可以用圆柱体、立方体或方柱体,根据密度试验后的其他实验要求选择。
(2)不规则试样采用边长4~6cm近似立方体的块体,凸出的边棱部分必须进行处理;试样数量,每组取3个。
1.3试样描述(1)岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小、胶结物质等特征。
(2)节理裂隙的发育程度及其分布。
(3)试样形态及缺角,掉棱角等现象。
1.4主要仪器设备(1)钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。
(2)烘箱和干燥器。
(3)称量大于500g,感量为0.01g的天平。
(4)真空抽气机和煮沸设备。
1.5试验程序1.5.1岩石天然含水率试验(1)在天然状态下制备试件,清除试样上的尘土和松动颗粒,称其质量。
《岩石学》实验指导书目录目录 (1)岩浆岩实验指导 (2)实验一超基性岩类(2学时) (8)实验二基性岩类(2学时) (10)实验三中性岩类(2学时) (12)实验四酸性岩类(2学时) (14)实验五未知岩浆岩鉴定(2学时) (16)岩浆岩实验指导一、观察描述的基本原则:科学观察是人们在自然条件下,通过感觉器官或借助科学仪器,有目的、有计划地感知客观对象从而获得科学事实的一种研究方法。
科学观察的原则是坚持观察的客观性,要采取实事求是的科学态度,对事物进行周密、系统、全面的观察和分析。
观察不是消极地观看,而是积极关注和思维的过程,是深入探索未知领域的过程,通过这一过程,扩大感性认识,启发思考,导致新的发现,所以它是科学研究中最基本、最常见的一种获取经验事实的方法。
科学观察要有准确详实的记录,用专业的术语、规范的语言、约定的符号、标准的计量单位,并借助绘图、摄影等手段,把观察的结果详细记录下来。
二、岩石学实验的目的要求岩石学实验课是岩石学教学的重要环节,是提高学生观察和实践能力的重要步骤,使学生增强感性认识并掌握辩别岩石的基本方法。
通过实验达到以下目的:1.掌握各类岩石的基本特征(颜色、矿物成分、结构、构造、次生变化等特征)。
2.掌握岩浆岩手标本及镜下观察、描述和分类命名的方法,写出完整的岩石鉴定报告,最终达到正确地鉴定未知岩浆岩的岩石类型,并准确定名的目的。
3.学会利用岩石学特征确定矿物的成因类型、结晶顺序、次生变化和形成条件。
三、岩浆岩观察描述的内容与方法:岩浆岩的观察描述,主要包括两个方面的内容:一是野外岩石或手标本的观察描述;二是室内鉴定描述,主要是偏光显微镜下的岩石薄片鉴定。
(一)手标本的肉眼观察与描述手标本的肉眼观察和描述方法应借助放大镜、小刀和简单试剂(如稀盐酸)。
观察描述的内容包括:颜色、结构、构造、矿物成分、次生变化、其它特征和综合定名。
其中矿物成分、结构和构造是岩石的最基本特征,又是分类命名的基础,应该仔细观察和描述。
《岩石力学》实验指导书(水工专业)郭敏霞李元婷编写西北农林科技大学水利与建筑工程学院2011年 12月目录第一章岩石抗拉强度试验 (1)1.1 实验目的、原理 (1)1.2 试样制备、使用仪器及材料 (1)1.3 实验步骤 (1)1.4 实验过程原始记录、成果及分析 (1)第二章岩石变形试验 (2)2.1 实验目的、原理 (2)2.2 试样制备、使用仪器及材料 (2)2.3 实验步骤 (2)2.4 实验过程原始记录、成果及分析 (2)参考文献 (4)第一章 岩石抗拉强度试验1.1 实验目的、原理抗拉强度试验采用劈裂法,适用于能制成规则试件的各类岩石。
劈裂法是在圆柱体试样的直径方向上,施加相对的线性荷载,使之沿试样直径方向破坏的试验,间接测定岩石的抗拉强度。
1.2 试样制备、使用仪器及材料试件应符合下列要求:(1)圆柱体试件的直径宜为48~54mm ,试件的厚度宜为直径的0.5~1.0倍,并应大于岩石的最大颗粒的10倍。
(2)其他应符合实验四的要求。
主要仪器包括:(1)钻石机、锯石机、磨石机、车床等。
(2)测量平台。
(3)材料试验机。
1.3 实验步骤(1)通过试件直径的两端,沿轴线方向划两条相互平行的加载基线。
将两根垫条沿加载基线,固定在试件的两端。
(2)将试件置于试验机承压板中心,调整球形座,使试件均匀受荷,并使垫条与试件在同一加荷轴线上。
(3)以每秒0.3~0.5MPa 的速度加荷直至破坏。
(4)记录破坏荷载及加荷过程中出现的现象,并对破坏后的试件进行描述。
1.4 实验过程原始记录、成果及分析岩石抗拉强度按下式进行计算:D LP R tπmax2=(1)式中 Rt —岩石的抗拉强度(kPa ) Pmax —试样破环时最大荷载值(kN ) D —试样直径(m ) L —试样厚度(m )第二章 岩石变形试验2.1 实验目的、原理在纵向压力作用下测定试样的纵向和横向变形,然后计算岩石的弹性模量和泊松比。
岩石力学实验指导书及实验报告班级姓名目录一、岩石比重的测定二、岩石密度的测定三、岩石含水率的测定四、岩石单轴抗压强度的测定五、岩石单轴抗拉强度的测定六、岩石凝聚力及内摩擦角的测定(抗剪强度试验)七、岩石变形参数的测定八、煤的坚固性系数的测定实验一、岩石比重的测定岩石比重是指单位体积的岩石(不包括孔隙)在105~110o C 下烘至恒重的重量与同体积4o C 纯水重量的比值。
一、仪器设备岩石粉碎机、瓷体或玛瑙体、孔径0.2或0.3毫米分样筛、天平(量0.001克)、烘箱、干燥器、沙浴、比重瓶。
二、试验步骤1、岩样制备:取有代表性的岩样300克左右,用机械粉碎,并全部通过孔径0.2(或0.3)毫米分样筛后待用。
2、将蒸馏水煮沸并冷却至室温取瓶颈与瓶塞相符的100毫升比重瓶,用蒸馏水洗净,注入三分之一的蒸馏水,擦干瓶的外表面。
3、取15g 岩样(称准到0.001克)得g 借助漏斗小心倒入盛有三分之一蒸馏水的比重瓶中,注意勿使岩样抛撒或粘在瓶颈上。
4、将盛有蒸馏水和岩样的比重瓶放在沙浴上煮沸后再继续煮1~1.5小时。
5、将煮沸后的比重瓶自然冷却至室温,然后注入蒸馏水,使液面与瓶塞刚好接触,注意不得留有气泡,擦干瓶的外表面,在天平上称重得g 1。
6、将岩样倒出,比重瓶洗净,最后用蒸馏水刷一遍,向比重瓶内注满蒸馏水,同样使液面与瓶塞刚好接触,不得留有气泡,擦干瓶的外表面,在天平上称重得g 2。
三、结果:按下式计算:s d g g g gd 12-+=式中:d ——岩石比重;g ——岩样重、克;g 1——比重瓶、岩样和蒸馏水合重、克; g 2——比重瓶和满瓶蒸馏水合重、克; d s ——室温下蒸馏水的比重、d s ≈1岩石密度是指单位体积岩石的重量。
有两种做法:称重法和蜡封法。
我们采用的是蜡封法。
一、主要仪器设备烘箱、干燥器、熔蜡锅、天平、线、石蜡、水中称量装置。
二、试件制备选取有代表性的边长约40~50mm 近似立方体的岩石、选3块、修平棱角、刷取表面粘着物。
岩石力学试验指导书(适用于地质、土木、水工等专业)岩石力学课程组编写华北水利水电学院岩石力学实验室二○○一年九月目录学生试验守则室内岩石试验的任务和工作基本要求试验一岩石单轴抗压试验试验二岩石抗拉强度试验试验三岩石快速直剪试验试验四单轴压缩变形试验说明:本试验指导书主要依据为:(1)中华人民共和国国家标准:《工程岩体试验方法标准》GB/T50226-1999(2)中华人民共和国水利部:《水利水电工程岩石试验规程》学生试验守则一、每次试验前必须做好复习和预习。
复习的内容为教科书上有关本次试验的教学内容;预习内容包括仔细阅读试验指导书和去实验室熟悉有关仪器设备。
二、经过预习应掌握该项试验的意义、目的、操作步骤。
对辅导教师提出的检查性问题,应能回答,否则不得进行试验。
三、试验时态度应严肃认真,严格按辅导教师及试验指导书上所讲的操做步骤进行试验,每台设备的操做应按各设备的操做准则进行,以免损坏设备或造成事故。
非本次试验使用的仪器设备不得乱动。
四、每次试验前由小组长填写仪器设备领用单。
试验完毕后,应将所用仪器设备擦洗干净,放回原处,经小组长检查,辅导教师验收无误后方可离室。
如有损坏,应填写仪器设备损坏报告单,待后处理。
五、试验结束后,应在规定时间内提交试验报告。
试验报告必须独立完成。
书写、计算、制图要求公式、计算过程、单位齐全、清晰整齐。
试验成绩是期终考核成绩的一部分。
六、如试验结果未能达到要求或因故未做试验者,应申请补做试验,实验室同意后,在指定日期内进行补做。
以上守则同学们应自觉遵守。
室内岩石试验的任务和工作基本要求一、室内岩石试验的任务:是了解岩块的基本物理力学性质及其破坏机制;研究在工程建筑物荷载作用下基岩或围岩的工程性状,为工程地质评价和工程建筑物设计提供资料。
二、室内岩石试验工作基本要求:1、为使试验工作符合实际情况,保证成果质量,各工程勘测设计阶段的岩石试验工作,应在详细了解工程地质条件、设计意图、建筑物特点和可能采用的施工方法基础上进行。
岩石力学实验指导书XXX 编武汉科技大学资源与环境工程学院资源工程系2013年10月目录实验一测定岩石的静力变形参数 (1)实验二测定岩石的单轴抗压强度 (6)实验三测定岩石的点荷载强度 (10)实验一测定岩石的静力变形参数一、基本原理岩石的变形是指岩石在外荷载作用下,内部颗粒间相对位置变化而产生与大小的变化,反映岩石变形性质的参数常用的有:变形模量和松泊比。
岩石变形模量是指试件在单向压缩条件下,压应力与纵向应变之比,又可分为:1、初始模量:应力应变曲线原点处的切线斜率。
2、切线模量:对应于应力应变曲线上某一点M处的切线斜率。
3、割线模量:应力应变曲线某一点M与原点O的联线的斜率;一般取单轴抗压强度的50%的应变点与原点联线的斜率代表该岩石的变形模量。
泊松比是指单向压缩条件下横向应变与纵向应变之比;一般用单轴抗压强度的50%对应的横向与纵向应变之比作为岩石的泊松比。
本试验是将岩石试件置于压力机上加压,同时用应变计或位移计测记不同压力下的岩石变形值,求得应力应变曲线,然后通过该曲线求岩石的变形模量和泊松比。
目前,测记变形(或应变)的仪表很多,如电阻应变仪、千分表、线性差动变换器等等,其中以电阻应变仪使用最广,在此着重介绍这种仪器的测量方法。
电阻应变仪测量岩石应变的基本原理是将电阻应变片粘贴在试件的表面,当岩石受压变形时,电阻应变片与岩石一起变形,并使其电阻值产生变化,通过电阻应变仪的电桥装置,测出该变化的电阻值并自动转换为应变值,此值即为岩石的应变值。
二、仪器设备1、测量平台;2、材料试验机;3、静态电阻应变仪;4、惠斯顿电桥、万用表、兆欧表;5、电阻片及贴片设备;6、电线及焊接设备。
三、操作步骤2、试件描述试验前,对试件应描述下列内容:(1)岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等;(2)加荷方向与岩石试件内层理、节理、裂隙的关系;(3)含水状态。
3、试件尺寸测量对园柱体试件:直径应沿试件整个高度上分别量测两端面和中点三个断面的直径,取其平均值作为试件直径;高度应在两端等距取三点量测试件的高,取其平均值,作为试件的高,同时检验两端面的不平整度。
《岩石学》实验指导书昆明理工大学《岩石学》实验指导书编者:吴静国土资源工程学院2005年7月前言由于教学改革,教学时数的大量缩减,仅为原学时数的一半,《岩石学》课程是《晶体光学》、《沉积岩岩石学》、《火成岩岩石学》、《变质岩岩石学》四门课程的合并,目前没有一本实验指导书能完全将上述内容全部包括,来满足实验课的教学需要。
因此为了满足地质专业岩石学实验课教与学的需要,按地质专业岩石学教学大纲的要求,结合专业特点和我系现有实验条件,并参考其它院校的教学经验,编写了这本实验指导书,其目的在于能对学生初学岩石有所帮助,通过实践培养学生掌握岩矿鉴定的基本技能和方法。
指导书主要适用于地质矿产普查与勘探四年制本科专业的学生。
内容上以室内岩石鉴定的一般工作方法为主(偏光显微镜),为避免与教科书内容重复,在编写过程中力求做到密切配合讲课的基本内客,简明实用的指导思想,编排了31个实验(学时数为62,每个实验学时数为2学时)。
实验包括了预习内容、实验目的、实验内客(讲述了观察与描述方法)、作业或实验报告要求。
使用时必须参考相应的《晶体光学》、《光性矿物学》、《火成岩岩石学》、《沉积岩岩石学》、《变质岩岩石学》等教材。
实验内容的安排上,可根据具体情况,酌情合并或增减。
由于时间紧,加上编者水平有限,书中缺点错误、安排不当之处在所难免,望各位教师和同学们在使用过程中提出宝贵意见,以便今后不断充实和完善它。
编写过程中参阅了大量的参考资料,在此一并表示感谢。
编者吴静2005年7月目录岩石学实验目的要求 (1)对学生的要求 (1)第一部分晶体光学实验一偏光显微镜 (2)实验二解理、多色性的观察 (3)实验三突起等级观察 (5)实验四干涉色及矿片上光率体椭圆半径方向和名称的测定 (6)实验五干涉色级序、双折率的测定 (7)实验六消光类型及延性符号 (8)实验七一轴晶干涉图 (10)实验八二轴晶干涉图 (11)实验九透明矿物的系统鉴定 (12)第二部分火成岩(一)火成岩主要造岩矿物鉴定 (13)实验一橄榄石、辉石类的鉴定 (13)实验二角闪石、云母类的鉴定 (15)实验三斜长石的鉴定 (17)实验四碱性长石、石英、霞石、方解石的鉴定 (21)(二)火成岩鉴定方法...........................................................................22(三)火成岩实验内容 (26)实验一超基性岩类 (26)实验二基性侵入岩类 (27)实验三基性喷出岩类 (28)实验四中性侵入岩类 (29)实验五中性喷出岩类 (30)实验六酸性侵入岩类 (31)实验七酸性喷出岩类 (32)实验八碱性岩类 (33)实验九脉岩、火山碎屑岩 (34)第三部分沉积岩实验一沉积岩的结构、构造 (35)实验二正常沉积碎屑岩 (36)实验三泥质岩 (37)实验四碳酸盐岩 (38)第四部分变质岩实验一变质岩造岩矿物鉴定 (40)实验二变质岩主要结构和构造 (41)实验三区域变质岩(一) (42)实验四区域变质岩(二) (42)实验五混合岩类、交代变质岩类、动力变质岩 (43)参考文献 (44)岩石学实验目的要求岩石学实验课是岩石学教学的重要环节,是提高学生观察和实践能力的重要步骤。
岩石力学实验指导书湖南科技大学能源与安全工程学院目录岩石物理性质试验 (1)一、岩石密度试验 (6)岩石力学性质试验 (18)一、岩石单轴抗压强度试验 (18)二、岩石抗拉强度试验(劈裂法) (24)三、岩石抗剪强度试验(变角剪切) (27)四、岩石力学伺服控制试验 (43)岩石物理性质试验一、岩石密度试验1概述岩石密度,即单位体积的岩石质量,是试样质量与试样体积之比。
根据试样的含水量情况,岩石密度可分为烘干密度、饱和密度和天然密度。
一般未说明含水情况时,即指烘干密度。
根据岩石类型和试样形态,分别采用下述方法测定其密度:(1)凡能制备成规则试样的岩石,宜采用量积法。
(2)除遇水崩解、溶解和干缩湿胀性岩石外,可采用水中称重法。
(3)不能用量积法或水中称重法进行测定的岩石,可采用腊封法。
用水中称重法测定岩石密度时,一般用测定岩石吸水率和饱和吸水率的同一试样同时进行测定。
2试样制备2.1量积法(1)试样的形态,可以用圆柱体、立方体或方柱体,根据密度试验后的其他实验要求选择。
(2)制备的试样,应具有一定的精度,其精度要求应满足其他试验项目的规定。
(3)每组试验须制备3个试样,它们须具有充分的代表性。
2.2腊封法(1)试样取边长为4~6cm的近似立方体的岩块。
(2)如需测定天然密度时,拆除密封后立即称试样重。
(3)每组试验须制备3个试样,它们须具有充分的代表性。
3试样描述(1)岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小、胶结物质等特征。
(2)节理裂隙的发育程度及其分布。
(3)试样形态及缺角,掉棱角等现象。
4主要仪器设备4.1量积法(1)钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。
(2)烘箱和干燥器。
(3)称量大于500g ,感量为0.01g 的天平。
(4)精度为0.01mm 的测量平台或其他仪表。
4.2腊封法(1)烘箱和干燥器。
(2)石蜡和熔蜡用具。
(3)称量大于500g ,感量为0.01g 的天平。
(4)水中称重装置。
《岩石学》实验指导书目录目录 (1)岩浆岩实验指导 (2)实验一超基性岩类(2学时) (8)实验二基性岩类(2学时) (10)实验三中性岩类(2学时) (12)实验四酸性岩类(2学时) (14)实验五未知岩浆岩鉴定(2学时) (16)岩浆岩实验指导一、观察描述的基本原则:科学观察是人们在自然条件下,通过感觉器官或借助科学仪器,有目的、有计划地感知客观对象从而获得科学事实的一种研究方法。
科学观察的原则是坚持观察的客观性,要采取实事求是的科学态度,对事物进行周密、系统、全面的观察和分析。
观察不是消极地观看,而是积极关注和思维的过程,是深入探索未知领域的过程,通过这一过程,扩大感性认识,启发思考,导致新的发现,所以它是科学研究中最基本、最常见的一种获取经验事实的方法。
科学观察要有准确详实的记录,用专业的术语、规范的语言、约定的符号、标准的计量单位,并借助绘图、摄影等手段,把观察的结果详细记录下来。
二、岩石学实验的目的要求岩石学实验课是岩石学教学的重要环节,是提高学生观察和实践能力的重要步骤,使学生增强感性认识并掌握辩别岩石的基本方法。
通过实验达到以下目的:1.掌握各类岩石的基本特征(颜色、矿物成分、结构、构造、次生变化等特征)。
2.掌握岩浆岩手标本及镜下观察、描述和分类命名的方法,写出完整的岩石鉴定报告,最终达到正确地鉴定未知岩浆岩的岩石类型,并准确定名的目的。
3.学会利用岩石学特征确定矿物的成因类型、结晶顺序、次生变化和形成条件。
三、岩浆岩观察描述的内容与方法:岩浆岩的观察描述,主要包括两个方面的内容:一是野外岩石或手标本的观察描述;二是室内鉴定描述,主要是偏光显微镜下的岩石薄片鉴定。
(一)手标本的肉眼观察与描述手标本的肉眼观察和描述方法应借助放大镜、小刀和简单试剂(如稀盐酸)。
观察描述的内容包括:颜色、结构、构造、矿物成分、次生变化、其它特征和综合定名。
其中矿物成分、结构和构造是岩石的最基本特征,又是分类命名的基础,应该仔细观察和描述。
1、颜色:岩浆岩手标本的颜色是由组成岩石的矿物颜色的总和构成的一种混合色,其深浅取决于色率即暗色矿物在岩石中的百分含量。
一般由基性到酸性,暗色矿物的含量逐渐减少至使岩石颜色由深至浅,因此根据其颜色可以大致确定标本属于哪一类岩石。
一般各类岩石的色率为:超基性岩>90,基性岩40~90(一般50±),中性岩30±,酸性岩<20,但有时也不能完全按照此规律,如黑曜岩,是玻璃质岩石,虽然颜色很黑但属于酸性岩类;斜长岩颜色很浅却属基性岩类。
观察手标本的颜色一般应放在30-50厘米以外远观,以确定整体岩石颜色。
颜色的描述除黑色外,多采用复合色描述、如灰白色、灰绿色。
只有一种颜色时,也应在颜色之前冠以色调的形容词,如暗绿色、浅红色等。
有时亦可形象地描述岩石的颜色,如砖红色、肉红色、土褐色等。
岩石的风化程度会影响岩石的颜色,所以观察时应尽量选择新鲜面。
描述时将岩石风化面和新鲜面的颜色,分开描述。
如:灰绿色,风化后呈褐黄色;或风化面褐黄色,新鲜面灰绿色。
2、结构:岩浆岩的结构是指岩石的结晶程度、颗粒大小、形状特征以及矿物间的相互关系等所反映的特征。
观察时要按照各结构要素,逐一做定性定量观察。
描述时则要先定出该岩石的整体性、综合性结构名称。
再指出局部或个别矿物的结构类型并描述具体的结构特征。
3.构造:构造是指岩石中不同矿物集合体之间,或矿物集合体与其它组分之间的排列方式及充填方式所表现出来的特点。
构造的观察应注意岩石整体特征。
描述时应先确定所观察标本的构造类型,再描述其特征。
如描述气孔构造时应指出气孔形状、大小、分布特征、有无定向排列及次生充填矿物等。
如条带状构造,应注意条带的颜色、粒度、宽窄、分布的稳定性等。
对于具块状构造的岩石不需进一步描述。
观察岩石结构构造的目的是为了了解岩石生成时的条件和产出状态。
喷出岩一般具有斑状结构、无斑隐晶质结构或玻璃质结构,流纹气孔和杏仁构造发育。
浅成岩一般具有斑状或微晶结构,块状构造居多。
深成岩一般具有全晶质粗粒状或似斑状结构,常具块状构造,也可具有条带状构造。
4、矿物成分:岩浆岩中造岩矿物的种类和含量是岩石的种属划分及定名的最主要依据,因此正确鉴定出各种主要造岩矿物是鉴定岩石的关键。
岩浆岩中常见的主要造岩矿物为橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、碱性长石、似长石类、石英等。
根据矿物含量多少分出主要矿物和次要矿物,并按照由多到少的顺序分别描述它们的特征。
矿物成分的描述内容和顺序一般为:颜色、形状、颗粒大小、光泽、透明度、硬度、解理、双晶及百分含量等。
若为喷出岩,基质中的矿物一般比较细小,肉眼不易辨认,但应尽可能对认出的矿物进行描述,特别是对于岩石中的斑晶矿物应作详细的描述并估计出斑晶和基质的相对含量。
5、定名:按照“颜色十结构十次要矿物十基本名称”的顺序确定岩石的基本名称。
如黑色中粒橄榄辉长岩、灰白色中粒黑云母花岗闪长岩,黑色气孔、杏仁状玄武岩等。
肉眼观察岩石或手标本,许多矿物不易辨认,一般要求定出岩石大类名称即可,如黑色中粒辉长岩、灰褐色安山岩、肉红色花岗岩等。
但在某些情况下甚至连这样的要求都达不到,这时我们暂定名称,待薄片鉴定后再作补充校正。
手标本描述实例:岩石浅黄绿色,均一块状构造,全晶质细粒等粒结构,粒径0.5-1mm。
主要由橄榄石(85%)透闪石(10%)组成,可见少量辉石与磁铁矿。
磁铁矿具磁性。
橄榄石:粒状、黄绿色,受微弱的蛇纹石化。
辉石:黄褐色、短柱状,解理面上具丝绢光泽,可能为古铜辉石,粒度比橄榄石大,最大粒径达5mm。
透闪石:长柱状,长约2-8mm,长宽比5∶1-1∶10,无色,玻璃光泽,杂乱分布并穿过橄榄石,是后期生成的次生矿物。
定名:透闪石化纯橄榄岩。
(二)薄片的观察与描述:岩石薄片的镜下观察鉴定能弥补肉眼观察之不足,不仅可以准确确定岩石的矿物成分,而且能进一步识别矿物之间的关系、结晶程度、生成顺序,进而确切定名,尤其对于细粒岩石的研究更为重要。
岩石薄片的镜下观察鉴定,基本上可按下列步骤进行:1.结构岩石结构和结构的细节特征一般都需在镜下详细鉴定。
岩石作为矿物集合体有总的结构特征:如粗粒花岗结构;中粒辉长结构;斑状结构,基质微晶结构等;同时还可以有一些局部性的结构,如熔蚀结构、反应边结构、环带结构、条纹结构等。
所以一个岩石可以有几种结构,描述时应区分不同的情况进行描述。
岩石具等粒结构或不等粒结构时首先按照结晶程度、自形程度和颗粒绝对大小的顺序确定综合性名称,然后描述结构特征。
如:全晶质半自形中粒结构,主要矿物正长石、斜长石呈半自形晶、石英他形晶,榍石和磷灰石等副矿物多为自形晶,矿物平均粒度为1~2.5mm。
岩石具斑状结构或似斑状结构时先确定岩石的整体性结构,再指出局部或个别矿物具有的结构,最后描述结构特征。
如:斑状结构,基质玻璃质结构(基质具玻璃质结构的斑状结构),斑晶为角闪石,全自形,粒度一般3mm,具暗化边结构。
基质轻微脱玻化,具放射状球粒构。
2.矿物成分矿物成分的鉴定应尽可能准确到种属名称,如斜长石应确定出是钙长石、倍长石、拉长石还是中长石、更长石、钠长石;辉石应确定出是斜方辉石还是单斜辉石,斜方辉石是顽(火)辉石、还是紫苏辉石,单斜辉石是透辉石还是普通辉石。
矿物成分的描述应按照由多到少的顺序进行。
对于具等粒和不等粒结构(指连续不等粒)的岩石,描述顺序依次为:主要矿物、次要矿物、副矿物、次生矿物(矿物发生次生变化,但原有矿物仍可辨认时,次生矿物不单独描述)。
对于具斑状和似斑状结构的岩石,应先描述斑晶矿物,后描述基质(矿物和玻璃质)。
并分别估计它们的百分含量(可直接对斑晶估计百分含量,亦可以斑晶作l00%),然后再观察基质,尽可能鉴定出基质中的矿物。
最后估计斑晶和基质的百分含量。
矿物成分描述的内容:矿物的颗粒大小、形状、自形程度、光性特征、次生变化和百分含量。
对于矿物光学性质的描述,常见矿物重点描述几项鉴别特征即可。
比较生疏的矿物或第一次见到的矿物,应进行系统鉴定,全面描述光学性质。
矿物含量的确定:一般有目估法和统计法(线计法、带计法、网格法、仪器法等),具体采用哪种方法,要根据要求的精度和条件。
目估法确定含量时,要注意矿物大小、形状、颜色深浅的影响,开始最好参照标准图案估计。
目估含量主要矿物精确到5%;次要矿物精确到1%;副矿物可单独估计含量,也可只估计总量,或采用极少量、微量、偶见等词语说明。
3. 次生变化岩浆岩固结后在岩浆期后溶液及变质作用的影响下,或者在风化作用的影响下,部分或全部发生变化,研究这些变化可以推断岩石生成的历史,所以在薄片鉴定时一定要注意。
在显微镜下鉴定蚀变岩浆岩时,首先要把蚀变矿物和原生矿物区分开来。
要鉴定出蚀变矿物种属,并测定含量。
还要分清矿物之间相互交代关系,详细研究交代结构。
确定蚀变矿物生成顺序。
搞清不同蚀变阶段矿物共生组合类型,对于强烈蚀变的火成岩,还要根据残余矿物和结构特征来恢复原岩。
岩石原生矿物蚀变较弱,次生矿物含量较少且来源清楚时,可将次生矿物含量合并在对应原生矿物含量内。
如果蚀变强烈,次生矿物含量较大或来源不清楚时,就对次生矿物单独描述并估计含量。
4.定名岩石名称=粒度+次要矿物+基本名称薄片描述实例:岩石具全晶质半自形细粒结构,主要矿物粒度在0.5—1mm左右。
橄榄石分布于加大的斜方辉石内,呈包含结构,少量辉石围绕橄榄石边缘分布,呈反应边结构。
主要矿物橄榄石(80%),次要矿物古铜辉石(10%),副矿物磁铁矿,次生矿物透闪石(10%),蛇纹石少量。
主要矿物:橄榄石无色、粒状、半自形-自形等粒,粒径0.5-0.7mm,正高突起,个别见不完全解理,平行消光,裂纹发育,最高干涉色达干涉色,蛇纹石化微弱,二轴晶2V(Ng)=88°,Fo=92,为镁橄榄石。
次要矿物:斜方辉石,淡黄色,短柱状,粒径比橄榄石大,正高突起,具﹛110﹜完全解理,夹角近90,平行消光,一级黄干涉色,二轴晶2V(Ng)=84°,En=89, 为古铜辉石。
副矿物:磁铁矿,黑色、不透明,粒状,粒径<0.1mm,常被橄榄石、辉石包裹。
次生矿物:透闪石,无色,长柱状,正中突起,具闪石式{110}完全解理,二级初干涉色,Z∧Ng=10º。
蛇纹石,少量,分布在橄榄石颗粒间及裂隙中,无色,低突起,一级灰白。
成因分析:岩石具粒状镶嵌结构。
部分橄榄石具辉石反应边。
粒状磁铁矿被前二者所包裹,因此,其结晶顺序为:磁铁矿-橄榄石-古铜辉石。
岩石经受透闪石化及轻微蛇纹石化。
透闪石化发育说明岩浆演化晚期,交代溶液的成份是富Si和Ca的。
定名依据:岩石具粒状镶嵌结构,色率约100,属超基性深成岩;岩石主要由橄榄石组成(橄榄石+透闪石=90%)和辉石组成,在P61图1-6-5上投点,位于4区,即斜方辉石橄榄岩;考虑次生变化以透闪石化为主,作为形容词放在基本名称的前面。