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是在地壳层的一定的地质环境中进行的，任何建筑物都是以岩土体作为建筑地基、建筑介质或建筑材料，因而，岩土体的性质是决定工程活动与地质环境相互制约的形式和规模的根本条件。因此，地壳表层的岩土体的研究是工程地质专业的最重要的任务。矿物学和岩石学作为地质学的重要分支学科，它的主要任务之一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，使学生对矿物学和岩石学的基本原理和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和鉴定特征，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；同时结合其他相关知识，使学生不仅能够了解岩石当前的性状，也能够其性质的形成条件、分析并预测岩石性质的可能变化，为生产和生活实践中的有关矿物学和岩石学问及其它地质问题奠定必要的基础。二、学时分配和授课方式本课程包括矿物学和岩石学两大部分,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和鉴定特征。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、岩浆岩石学和变质岩石学，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，培养学生分析问题和解决问题的能力。学时安排为：讲授27学时，实习27学时，具体教学内容和学时安排如下：《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71自然元素、卤化物、硫化物矿物11氧化物矿物11硅酸盐矿物33碳酸盐、硫酸盐矿物11岩浆岩石学（8）岩浆岩石学总论2超基性岩、基性岩11中性岩、酸性岩及岩浆岩总实习13变质岩石学（8）变质岩石学总论2动力变质岩11区域变质岩13沉积岩石学（8）沉积岩石学总论2陆源碎屑岩13内源碎屑岩、火山碎屑岩11矿物岩石学综合实习4小结2总计3123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、思考问题和解决问题的能力考试方式本门课的考试采用闭卷笔试和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）掌握晶体的对称和对称型的概念，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、面网和单位平行六面体，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、对称的概念和晶体对称的特点（注意区分晶体的对称与其他物体对称的本质）二、晶体的宏观对称要素和对称操作（了解晶体的宏观对称要素及其相应的对成操作）三、对称型的概念和32种对称型，应用特征对称要素确定晶族和晶系（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（了解单形和聚形的概念及47种几何单形中常见单形的特征）思考题1、何谓晶体？晶体区别于其他物体的最本质的性质是什么？2、等轴晶系、四方晶系和单斜晶系的对称特点各是什么？对应的晶体形态有何不同？第二章矿物学总论本章重点：1）配位数和配位多面体、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（掌握类质同象和同质多象的概念，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；掌握矿物解理和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(压电性和热电性)发光性（掌握矿物比重的概念及影响因素；了解矿物的磁性、导电性和荷电性的定义）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：双晶和平行连生（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和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（掌握标型矿物和矿物的标型特征、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、晶化和非晶质化、假象和副象（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［CO］和（Mg,Ca）[CO］的是否表示同一种矿物？333、矿物的结构水和结晶水都可进入矿物的晶格，他们之间有何不同？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和实际（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吗？为什么？9、何谓标型矿物和矿物的标型特征？学习他们有何地质意义？10、矿物形成后为什么会变化？会发生哪些变化？11、褐铁矿和铝土矿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、黄铁矿和黄铜矿的物理性质和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、形态和物理性质、鉴定特征）第二节自然硫、石墨、石盐、黄铁矿和黄铜矿的形态、物理化学性质和鉴定特征第五章氧化物和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和鉴定特征，了解铝土矿和褐铁矿的组成和意义第一节本大类矿物通性概述，铝土矿和褐铁矿的特殊组成和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和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、钾长石和斜长石的形态、物理化学性质和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、形态和鉴定特征；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、形态和鉴定特征；常见矿物普通辉石和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、形态和鉴定特征；常见矿物钾长石和斜长石、霞石第七章碳酸盐和硫酸盐矿物本章重点：了解碳酸盐和硫酸盐矿物的通性，掌握方解石、白云石、石膏和硬石膏的化学组成、物理和化学性质及鉴定特征第一节概述碳酸盐和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和重晶石的化学组成、形态、物理和化学性质和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和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（中性岩的化学成分和矿物成分特征）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（酸性岩的化学成分和矿物成分特征）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和矿物成分特征；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，等化学系列和等物理系列、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和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和矿物成分特点（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和分类（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、麻粒岩和榴辉岩）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（层理构造和层面构造）。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、填隙物和孔隙，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和胶结物的结构，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、火山角砾岩和凝灰岩）第四章内源沉积岩本章重点：碳酸盐岩的物质成分和化学成分，碳酸盐岩的分类及常见岩石的鉴别特征和物理化学性质第一节碳酸盐岩的概念及其矿物和化学组成第二节碳酸盐岩的分类和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、卤化物和硫化物矿物一、预习内容1、自然元素、卤化物和硫化物矿物的化学组成、形态和物理化学性质2、自然硫、石墨、石盐、黄铁矿和黄铜矿的物理性质和鉴定特征二、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和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、黄铜矿和黄铁矿四、思考题如何在手标本上区分黄铁矿和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、形态和物理化学性质2、赤铁矿、磁铁矿、石英及其亚种的物理化学性质和鉴定特征二、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和主要物理化学性质3、熟悉铝土矿和褐铁矿的组成和意义三、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、铝土矿和褐铁矿是一种矿物的名称吗？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、环状和链状结构硅酸盐矿物化学组成、硅氧骨干特征、形态和物理化学性质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和鉴定特征二、实习要求1、熟悉不同亚类硅酸盐矿物的形态和物性特征2、掌握本亚类矿物中常见矿物的鉴别特征和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和角闪石？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、形态和物理化学性质2、云母类、绿泥石、钾长石和斜长石矿物的物理化学性质和鉴定特征二、实习要求1、熟悉不同亚类硅酸盐矿物的形态和物性特征2、掌握本亚类矿物中常见矿物的鉴别特征和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、钾长石和斜长石四、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、形态和物理化学性质2、方解石白云石石膏硬石膏矿物的物理化学性质和鉴定特征二、实习要求1、熟悉不同大类硅酸盐矿物的形态和物理化学性质特征2、掌握本大类矿物中常见矿物的鉴别特征和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、思考题碳酸盐和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和超镁铁质岩的划分标志，并归纳二者化学成分和矿物成分的特征。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和喷出岩？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和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和结构构造特征，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、基质和胶结物三种主要结构组分。3、熟悉常见的填隙和胶结类型三、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和火山沉积岩一、预习内容1、内碎屑岩和火山碎屑岩的概念、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、蒸发岩和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、形态和物理化学性质2、岩浆岩、变质岩和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、矿物组合和结构构造的观察，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，写出鉴定四、思考题1、沉积岩中出现的矿物与岩浆岩和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和变质岩有何不同？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、岩浆岩和沉积岩？