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《石油地质基础》-2-矿物+3-岩浆岩和变质岩

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第二章 矿 物矿物的概念矿物的分类矿物的物理性质及鉴定特征矿物的形态第一节 矿物的概念一、定义( 002)天然产出!无机的!结晶的!固体!一定的化学组成!矿物是自然产出的、内部质点排列有序的、可用一定化学式表示的均匀固体。晶体( 内部质点在三维空间呈规则排列、有一定的结晶构造和几何外形的固体。矿物均属于晶体!同质多像( 相同化学成分的物质在不同的地质条件下可以形成不同的晶体结构,从而成为不同的矿物。第一节 矿物的概念石墨 a of of at & is to 物的概念O)物的概念of of of a 子大小离子电荷压力温度 in to or to or 物的分类根据化学成分 ( 分为 5大类 ) :单质 ( 自然元素 ) 矿物: 石墨 、 自然铜 、 金 、 硫磺 、 金刚石硫化物及其类似化合物矿物: 黄铜矿 ( 、 黄铁矿( 、 方铅矿 ( 、 闪锌矿 ( 化物及氢氧化物矿物: 赤铁矿 ( 、 磁铁矿 ( 、铝土矿 、 褐铁矿 ( 矿物集合体 )卤化物矿物 :岩盐 ( 、 萤石 ( 氧盐矿物:硫酸盐:石膏 、 重晶石 、 芒硝碳酸盐:方解石 、 白云石 、 孔雀石 、 菱镁矿磷酸盐:磷灰石硅酸盐:滑石 、 云母 、 长石 、 石榴子石 、 绿泥石 、 绿帘石 、角闪石 、 辉石 、 橄榄石 、 蛇纹石 、 石棉 、 高岭石 、 红柱石第二节 矿物的分类主要的造岩矿物 :富 橄榄石 、 辉石 、 角闪石 、 石榴子石 、蛇纹石 、 绿泥石 、 黑云母;贫 石英 、 钾长石 、 斜长石 、 白云母 、绢云母 、 高岭石 、 红柱石其他矿物: 金红石、磁铁矿、褐铁矿、黄铁矿、方铅矿、白云石、磷灰石、霞石、方解石等。硅酸盐矿物长石石英云母辉石橄榄石 矿物的物理性质决定于它的化学成分和内部结构。不同的矿物,物理性质不同。因此,矿物的物理性质是鉴定矿物、利用矿物和勘探矿物资源的重要依据。 物理性质包括: 光学性质、力学性质、电学性质、磁学性质。第三节 矿物的物理性质与肉眼鉴定方法第三节 矿物的物理性质与肉眼鉴定方法1、 矿物对入射可见光中不同波长的光线选择吸收后 , 透射和反射的各种波长可见光的混合色 。2、 对不同波长的光均匀吸收:随吸收量由多到少 ,黑 深灰 灰 浅灰 白 。3、 对不同波长的光选择吸收: 呈被吸收光的补色 。4、 自色: 由矿物本身固有的化学成分和结构所决定的颜色 , 如赤铁矿的赤红色 。他色: 由非矿物本身固有的因素 ( 如类质同象混入的微量杂质元素 、 带色的细微机械混入物等 )引起的颜色 。 如红宝石 替代 起的 。假色: 由于光的干涉等物理原因引起的。如白云母、方解石的解理面上有虹霓般的晕色。一、矿物的光学性质—— 颜色—— 条痕—— 光泽—— 透明度第三节 矿物的物理性质与肉眼鉴定方法 标准色谱法:颜色前面用深、浅修饰;次要颜色作为主要颜色的形容词,如黄绿色。 类比法:以生活中实物颜色来描述矿物颜色,如橄榄绿、玫瑰红。第三节 矿物的物理性质与肉眼鉴定方法矿物粉末的颜色 , 较为稳定 , 可以和矿物颜色一致 , 也可有差别 。如:黄铁矿颜色为浅铜黄色 , 条痕为绿黑色 。方铅矿:颜色为铅灰色 , 条痕为黑色锡石:颜色呈黑褐色 , 条痕为白色 条痕主要用于不透明矿物的鉴定,条痕色调明朗;而透明矿物的条痕色都浅,甚至为白色。鉴定意义不大。一、矿物的光学性质—— 颜色—— 条痕—— 光泽—— 透明度赤铁矿第三节 矿物的物理性质与肉眼鉴定方法—— 晶体矿物的新鲜面反射光线的能力 。—— 按反射能力由高到低可分为:金属光泽半金属光泽金刚光泽玻璃光泽油脂光泽丝绢光泽珍珠光泽土状光泽一、矿物的光学性质—— 颜色—— 条痕—— 光泽—— 透明度光 泽黄铁矿:金属光泽石棉:丝绢光泽第三节 矿物的物理性质与肉眼鉴定方法矿物允许可见光透过的程度 , 一般在样品薄边处进行观察 。透明 :水晶 、 冰州石半透明 :辰砂 、 闪锌矿不透明 :黄铁矿 、 磁铁矿注意四种光学性质间的关系:颜色:无色 、 白色 浅色 深色 金属色条痕:无色 、 白色 浅色 彩色 金属色光泽:玻璃 金刚 半金属 金属透明度:透明 半透明 不透明一、矿物的光学性质—— 颜色—— 条痕—— 光泽—— 透明度 矿物的力学性质是指矿物在外力的作用下表现出来的硬度、解理、断口、延展性、弹性、脆性等。 其中矿物的硬度、解理、断口对矿物鉴定最有意义。第三节 矿物的物理性质与肉眼鉴定方法第三节 矿物的物理性质与肉眼鉴定方法二 、 矿物的力学性质—— 硬度—— 解理—— 断口矿物抵抗外力机械作用 (刻划 , 加压 , 研磨 )的能力 。硬度分级 :摩氏硬度计 , 其他物品:指甲 形针 小刀 璃 6。第三节 矿物的物理性质与肉眼鉴定方法二 、 矿物的力学性质—— 硬度—— 解理—— 断口矿物单体受力后沿一定方向规则裂开的性质 。裂开的面叫解理面 。解理完善程度 ( 产生难易 、 片的厚薄 、 解理面的大小 、 平整光滑程度 ) 分级:极完全解理 :极易裂成薄片 , 解理面大而平 ,极光滑 。 云母片完全解理 :用锤击 , 很容易沿一定方向裂开成规则的小块 , 解理面平整光滑 。 方解石的菱面体解理 、 长石中等解理 :矿物碎块上局部可见解理面 , 但平滑程度略差 。 普通辉石不完全解理 :解理不显著 , 解理面难出现 , 且不清楚 。 磷灰石极不完全解理 :无解理 。 石英的贝壳状断口解 理石墨:片状 方解石:菱形第三节 矿物的物理性质与肉眼鉴定方法二 、 矿物的力学性质—— 硬度—— 解理—— 断口矿物受力后 , 在任意方向上裂成的凹凸不平的面称为断口 。非晶质矿物破裂后只形成断口;具极不完全解理 (无解理 )矿物的破裂面以断口为主;有较好解理的矿物在不发育解理的方向破裂后 ,亦可形成断口 。 根据断口的形状特征 , 可将其分为:参差状断口 :断口呈参差不平的形状 。贝壳状断口 :断口呈贝壳形的曲面 , 面上有不规则的同心纹 , 形似贝壳状 。锯齿状断口 :断口呈尖锐的锯齿状 。土状断口 :断口面呈细粉状。三 、 矿物的其它性质—— 矿物的脆性—— 弹性—— 比重 ( 密度 )—— 磁性—— 放射性—— 电学性质—— 化学性质第三节 矿物的物理性质与肉眼鉴定方法第四节 矿物的形态一 、 矿物单体的形态晶体结晶习性 :生长条件一定时 , 同种晶体总能发育成一定的形状 , 这种性质称晶体的结晶习性 , 简称晶习或晶癖 。根据矿物晶体在三维空间的发育特征 , 分为:一向延长型 :晶体沿一个方向特别发育 , 呈柱状 、 针状 、 纤维状等形态 , 如柱状石英 、 针状普通角闪石 、 纤维状石膏等;二向延长型 :晶体沿两个方向特别发育 , 呈鳞片状 、 片状 、 板状等形态 , 如片状云母 、 板状石膏等;三向等长型 :晶体在三维空间发育程度近于相等 , 呈等轴状或粒状 , 如立方体石盐 、 黄铁矿等 。过渡类型 :如介于一向延长与二向延长型之间的板柱状;介于二向延长与三向等长型之间的厚板状;介于三向等长与一向延长型之间的短柱状等 。石墨:二向延长石英:一向延长石盐:三向等长二 、 矿物集合体的形态:显晶集合体形态:粒状集合体 :三向等长的粒状晶体颗粒构成 , 如橄榄石 。粗粒状:颗粒直径 >5粒直径 5~ 1粒直径 65%) 或中性的花岗岩和闪长岩 (65%) , 但也有基性岩 ( 辉长岩 , 52% )和超基性岩 ( 橄榄岩 , );与围岩的接触关系有整合的和不整合的;使围岩变质轻,变质圈厚度不大,捕虏体也少见。第一节 岩浆岩岩浆活动过程中,将热传给较冷的围岩,使岩浆的温度不断下降,依次达到岩浆中各成分的凝固点而形成岩石 —— 岩浆岩,侵入作用形成侵入岩,喷出作用形成喷出岩。第一节 岩浆岩二 、 岩浆岩的成分1、 元素组成—— 所有元素都存在 , 主要为 O, a, K( 98%以上 ) , 其中 O: 46%。2、 化学组成—— 主要为 占 90%以上 , 9%, 其次 3、 矿物成分—— 石英、长石、云母、角闪石等。玄武岩安山岩流纹岩黑曜岩三 、 岩浆岩的结构—— 是指组成岩浆岩的矿物的结晶程度 、 颗粒大小 、 形状及其相互组合方式 。1、 按矿物结晶程度全晶质结构 :岩石中矿物比较粗大 , 岩石全部由矿物晶体组成 ,肉眼可辨 , 常见于侵入岩中 , 如花岗岩 。玻璃质结构 :矿物没有结晶 , 全由玻璃物质组成 , 岩石断面光滑 , 为喷出岩所特有的结构 , 如黑曜岩半晶质结构 :岩石中矿物颗粒肉眼和放大镜下都看不见 , 只有在显微镜下可以识别 。 岩石中既有结晶矿物 , 又有玻璃质 ,岩石断面粗糙 , 为喷出岩所常见的结构 , 如流纹岩 。第一节 岩浆岩2、 按岩石中同种矿物颗粒大小等粒结构 :岩石中矿物全部为结晶质 , 粒状 , 同种矿物颗粒大小近于相等 。 主要为侵入岩所具有的结构 。不等粒结构 :岩石中同种矿物颗粒大小不等 , 但粒度大小是连续的 , 多见于深成岩的边缘或浅成岩中 。斑状结构 :岩石中比较粗大的晶体散布在较细小的物质之中的结构 。 大的晶体称为斑晶 , 细小的物质称为基质 。 这是由于矿物结晶有先后形成的 . 这种结构为浅成岩或喷出岩所具有 。第一节 岩浆岩四 、 岩浆岩的构造—— 是指岩石中不同矿物和其它组成部分的排列与充填方式所显示出来的岩石外貌特征 。1、 块状构造 :组成岩石的矿物颗粒无一定的排列方向而比较均匀地分布在岩石之中 , 岩石不显层理 ,侵入岩中常见 。第一节 岩浆岩2、流纹构造 :岩石中不同颜色 的条纹、 拉长了气孔 以及 长条状矿物沿一定方向排列所形成的外貌特征。是由于岩浆喷出地表,在流动过程中,岩浆迅速冷却,物质成分发生定向排列所造成。它是流纹岩的典型构造。第一节 岩浆岩3、气孔状和杏仁状构造 :当岩浆喷出地表时,温度和压力减小,使岩浆中原来含有的气体逸出,岩石冷凝便形成气孔,岩石则呈现出大小不同的圆形或椭圆形的空洞,称为气孔状构造。若气孔被硅质、钙质等充填,形成杏仁状构造,这是喷出岩所特有的构造。第一节 岩浆岩第一节 岩浆岩五 、 岩浆岩的分类1、 按产状分类 :喷出岩 ( 火山岩 )侵入岩 ( 深成和浅成侵入岩 )2、 按 超基性岩 (  石英和橄榄石等具有反映岩浆岩在 为 酸度指示矿物 。 石英是 酸性岩中 剩的 榄石是 超基性岩中 晶出的矿物是含 一节 岩浆岩六、常见的岩浆岩类型 超基性岩浆岩:橄榄岩 基性岩浆岩:辉长岩、玄武岩 中性岩浆岩:闪长岩、安山岩 酸性岩浆岩:花岗岩、流纹岩酸性岩浆岩花岗岩 流纹岩中性岩浆岩闪长岩 安山岩基性岩浆岩辉长岩 玄武岩第二节 变质岩 变质作用是原有岩石基本上在固态下,受内动力地质作用使原有岩石的矿物成分和结构、构造发生变化,而变成一种新岩石的过程。在变质作用过程中形成的新的岩石即为变质岩。 引起变质的主要原因,是岩石所处的物理和化学条件发生了变化。变质作用使一种岩石变成另一种新的岩石,这种岩石叫变质岩。变质作用也可形成一些新矿床,这种矿床叫变质矿床。一、变质作用和变质岩1、变质作用的特点 沉积岩和岩浆岩经变质作用都可变成变质岩。变质岩亦可再变质形成另一种新的变质岩。变质作用一般使岩石变得更坚硬、更致密 (相对密度加大 )。 变质岩与原岩相比,在化学成分、矿物成分和结构、构造上都有较大的变化,但有些变质岩与原岩在成分上并无显著变化,而仅有结构、构造上的差异,如大理岩与石灰岩,变质作用过程中,原岩变质前后总的化学成分基本保持不变。2、变质作用与其它作用的关系 变质作用的能源来自地球内部,作用主要发生在地下深处温度、压力较高的环境,而且基本上是在固态下进行的。 如果由于高温、高压使原来的岩石变成熔融状态时,则属岩浆作用范畴。 岩石在地表附近接近常温常压的条件引起的变化也不是变质作用而是风化作用。 在地下不太深,温度、压力不太高的条件下,使松散沉积物形成固结岩石的过程,也不是变质作用,而是硬结成岩作用。动力变质作用 :是一种由强烈的构造应力产生的变质作用 。接触变质作用 :在岩浆岩侵入体与围岩的接触带上 ,由岩浆散发的热量和挥发组分的影响而发生的变质作用 。 前者称为 热接触变质作用 , 由于岩浆析出的挥发组分的加入 , 使接触带附近的岩浆岩和围岩发生明显的交代作用称为 接触交代变质作用 。区域变质作用 :在地壳运动带 , 由于高热流和构造运动的强应力所导致的大面积的变质作用 。混合岩化作用 :是区域变质作用的深化 , 界于变质作用与岩浆作用之间的一种地质作用 。3、变质作用的类型变质岩 :由变质作用而形成的新的岩石 , 可分为:—— 正变质岩 :是由岩浆岩经变质作用形成 。—— 副变质岩 :是由沉积岩经变质作用形成 。分布 :变质岩在我国分布较广,多分布在古老的结晶地块和构造活动带。既可呈区域性的广泛分布,也可呈局部分布。在变质作用过程中,常导致某些元素的富集,形成重要的变质矿床,据统计,世界上70%铁矿、 63%的锰矿及大多数铜、钴、镍矿都产于前寒武纪的变质岩中,如我国的鞍山铁矿。4、变质岩—— 变质岩的化学成分 变质岩的化学成分主要取决于原岩成分,也受变质作用的影响。若在变质过程中未经明显的交代作用,则岩石变质前后化学成分变化不大;若在变质过程中发生明显的交代作用,由于一些组分的带入和带出,则会导致化学成分的变化。 变质岩的化学成分与岩浆岩相似,但不同的变质岩,化学成分的差别却很大。一般说来,正变质岩的化学成分变化范围小,副变质岩的化学成分变化范围很大。二、变质岩的成分—— 变质岩的矿物成分 比岩浆岩和沉积岩要复杂得多,既有与岩浆岩和沉积岩所共有的矿物类型(如石英、长石、云母、角闪石、辉石等,可以是残留的或新生成的),又有其自身独有的矿物类型(如硅灰石、红柱石、蓝晶石、十字石、硅线石、堇青石、蛇纹石、滑石、石墨)。 变质岩中主要矿物与岩浆岩相同,但出现了许多变质矿物如硅灰石、红柱石、蓝晶石、硅线石、堇青石、蛇纹石、滑石、石墨等;还常出现比重大、分子体积小的矿物如石榴石;变质作用形成的矿物多为纤维状、鳞片状、柱状、针状矿物,如硅线石、绢云母等。三、变质岩的结构和构造—— 变质岩的结构:是指岩石中矿物组分的形状、大小和相互关系反映出的岩石特征和性质。—— 变质岩的结构按其成因可分: 变余结构 变晶结构 交代结构 碎裂结构变余结构 (残留结构 )由于变质作用不彻底,变质后残留有原岩结构特点。低级变质岩中常见,描述时在原岩结构前加 “ 变余 “ 即可。如变余砂状结构、变余泥状结构等。变晶结构按矿物颗粒绝对大小 按矿物颗粒形态按颗粒相对大小粗粒变晶结构粒径>3花岗变晶结构 ) 等粒变晶结构中粒 1片变晶结构 斑状变晶结构细粒 < 1维状变晶结构碎裂结构岩石受到机械破坏而产生的结构,是动力变质的典型结构。可依碎裂程度进一步划分:碎裂结构碎斑结构糜棱结构等交代结构交代作用中,岩石原有矿物被溶解同时被新生矿物所置换,即形成交代结构。有的原矿物被置换后,仍保持原矿物的晶形者、为交代假象结构;交代作用中还能形成斑晶者,为交代斑状结构等。交代结构的类型很多,大多需在显微镜下才能鉴别。—— 变质岩的构造即岩石的组分在空间上的排列 、 分布方式 。—— 按成因可分三类:变余构造变成构造混合构造三、变质岩的结构和构造变余构造指岩石变质后、仍保留了原岩部分的构造特征,这些残留的构造称为变余构造。如变余气孔构造、变余层理构造等变成构造由变质作用形成的构造板状构造是页岩或泥岩在应力作用下产生的一组相互平行的破裂面,破裂面一般与层面斜交、平整光滑。岩石基本没有重结晶,肉眼分辨不出矿物颗粒。千枚状构造上述构造进一步变质,已有稍强的重结晶,片状矿物已初具平行排列,但矿物颗粒肉眼尚难分辨。岩石片理面上呈现丝绢光泽,是绢云母、绿泥石的小鳞片定向排列所致。有时尚可见许多小褶皱。片状构造岩石中大量片状、柱状、粒状矿物定向排列而成,矿物颗粒肉眼可辨。矿物平行排列的面,称为片理面。片状构造是变质岩最常见、最典型的构造。片麻状构造岩石以粒状矿物为主,含一定量的片柱状矿物,两者相间作定向排列,因片柱状矿物数量不多,被粒状矿物隔开而呈断续分布。板状 、 千枚状 、 片状 、 片麻状构造中的片状 、 粒状 、 柱状矿物的定向排列 , 可统称为 “ 片理 ” , 是变质岩的重要特征 。块状构造 是岩石中的矿物成分和颗粒大小在空间上均匀分布 、不具定向排列者 。混合构造混合岩特有的构造。混合岩是指由高级或中高级变质岩和不同数量的长英质熔融物质混合组成的岩石,前者称为基体,后者称为脉体。依其形态特点可分为网脉状构造这些都是在混合岩化中,长英质重熔、再分配形成的特殊构造。角砾状构造眼球状构造肠状构造阴影状构造片岩 片麻岩板岩 千枚岩变质作用增强!四、常见变质岩本章总结1、基本概念岩浆 岩浆岩 岩浆的侵入作用气孔和杏仁构造变质作用 变质岩 变余结构 (构造 )2、思考题岩浆岩的分类?变质作用的特点、类型?
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