一、实习的目的与要求
岩石是矿物的集合体。认识造岩矿物的目的在于认识水工建设和水资源工程中常见的各种岩石,并为分析这些岩石的工程性质打下基础。本次实习要求如下:
(1)通过对造岩矿物标本的观察,认识常见造岩矿物的形态(单形、聚形)、晶面条纹、光学性质、力学性质、碳酸岩矿物的“盐酸反应”等主要特性。
(2)学习根据造岩矿物的形态和物理特性,用肉眼鉴定常见造岩矿物的实际技能和描述矿物的基本方法。
二、实习准备工作
实习前要仔细预习教材项目一任务一。
三、实习内容
1. 矿物特性的观察
(1)矿物单体形态的观察。六方双锥(或六方柱)——石英(水晶);菱面体——方解石;菱形十二面体(二十四面体或八面体)——石榴子石;长柱体——红柱石,柱状——普通角闪石;短柱状——普通辉石;板状——(板状)石膏、长石;片状——云母。
(2)矿物集合体形态的观察。晶簇状——石英(水晶),粒状——橄榄石;致密状——黄铜矿;鳞片状——绿泥石、滑石;纤维状——(纤维)石膏;放射状——红柱石;结核状——鲕状(或豆状、肾状)赤铁矿;土状——高岭土、蒙脱土。
(3)晶面条纹的观察。黄铁矿(三个方向的晶面条纹彼此垂直);斜长石(晶纹彼此平行);石英(水晶)。
(4)光学性质的观察。
① 矿物的颜色:白色——方解石、石英;深绿色——橄榄石;铜黄色——黄铜矿;褐色——褐铁矿;铁红色——赤铁矿。
② 条痕:观察方解石、斜长石、角闪石、橄榄石的条痕。观察对比黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿等矿物的条痕与颜色之间的关系。
③ 光泽。观察下列矿物的光泽:金属光泽——黄铜矿;半金属光泽——赤铁矿;玻璃光泽——石英(水晶晶面);蜡状光泽——蛇纹石;油脂光泽——滑石、石英(水晶断面);土状光泽——高岭土;丝绢光泽——(纤维)石膏、石棉;珍珠光泽——白云母、透明方解石(冰洲石)。
④ 透明度。观察下列矿物碎片边缘的透明程度:石英(水晶)——透明;黄铁矿——不透明。
(5)矿物力学性质的观察。
① 解理与断口。观察与识别下述矿物的解理或断口的特点:云母—— 1 组极完全解理;方解石—— 3组完全解理;石英——极不完全解理;石英——贝壳状断口;黄铁矿——参差状断口。
② 硬度:利用指甲(硬度 2.5)、小刀(硬度 5.5)和摩氏硬度计测定和比较石英、方解石、长石、黄铜矿、黄铁矿、白云石的硬度。具体测定方法是(以摩氏硬度计为例):取摩氏硬度计中一种标准矿物,用其棱角刻划被鉴定矿物上的一个新鲜而较完整的平面,擦去粉末,若在面上留有刻痕,则说明被鉴定矿物的硬度小于选用标准矿物的硬度。反之,若未在面上留下刻痕,则说明被鉴定矿物的硬度大于或等于选用标准矿物的硬度;经过多次刻划比较,直到确定被鉴定矿物的硬度介于两个相邻硬度标准矿物之间或接近二者之一时,即已测知被鉴定矿物的硬度。如云母不能被石膏(硬度 2)刻动,而能被方解石(硬度 3)刻动,故其硬度介于2~3,用2.5表示。(www.daowen.com)
若被鉴定矿物上难于找出平整的面,而标准矿物上有较好的平面时,也可以用被鉴定矿物的棱角去刻划标准矿物的平面。
(6)矿物其他特性的观察。
云母——弹性;蒙脱土——遇水膨胀、崩解性;碳酸盐类矿物——“盐酸反应”,碳酸盐类矿物,如方解石(CaCO3)、白云石(Ca、Mg(CO3)2)与稀盐酸(HCl)发生作用,产生化学反应,逸出二氧化碳(CO2),形成所谓的“泡沸”,以方解石为例,其反应式为
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
一般方解石遇盐酸后“泡沸”强烈,而白云石则需用小刀刻划成粉末后再滴盐酸,才可见微弱的“泡沸”现象。
2. 常见造岩矿物鉴定特征的综合观察
结合标本,对照教材中常见造岩矿物特征表逐块逐项地进行观察。但需注意,教材中所述矿物的各项物理特征,在同一块标本上不一定能全部显示出来,所以在观察时,必须善于抓住矿物的主要特征,尤其是要注意那些具有鉴定意义的特征,如赤铁矿的樱红色条痕、方解石的菱面体解理等。另外还要注意对比分析,如石英、斜长石、方解石、石膏等矿物都是白色或乳白色的,但在硬度、晶形、盐酸反应方面却有较大差别。
四、实习方法
(1)凭肉眼鉴定矿物,一般先从形态着手,再观察它的光学性质,颜色—条痕—光泽—透明度,然后鉴别它的力学性质,硬度、解理或断口以及其他具有鉴定意义的典型特征。
(2)在独立观察的基础上,总结出各矿物的鉴定特征。
五、实习注意事项
(1)综前所述,造岩矿物肉眼鉴定法的实质是凭借肉眼和一些简单的工具(小刀、放大镜、条痕板、摩氏硬度计等),来分辨矿物的外表特征(有时也配合一些简易的化学方法),从而对矿物进行鉴定。这种方法虽然简便,但可借以正确地鉴别许多常见的矿物。
(2)应对各种常见矿物标本认真观察、仔细分析、相互比较、反复练习,对一些“相似矿物”间的差异,更需悉心思考,从而对矿物特性建立比较牢固的感性认识。
(3)通常情况下,可参照下列步骤鉴定造岩矿物:首先观察矿物的光泽,是金属光泽还是非金属光泽,借以确定是金属矿物还是非金属矿物(岩石中经常出现的大都是非金属矿物);然后确定矿物的硬度,是大于小刀还是小于小刀;继而观察它的颜色、形态和其他物理性质。这样逐步缩小范围,最后确定出矿物名称。
六、作业及思考题
(1)肉眼鉴定常见造岩矿物时,主要依据哪些特性?
(2)说明下列造岩矿物的鉴定特征:正长石—斜长石—石英;角闪石—辉石—黑云母;方解石—白云石—石膏。
(3)鉴定12块未记名的造岩矿物标本,填写实习报告。
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