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工程地质学生试验指导书重庆交通大学.docx

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重庆交通大学
工程地质试验教学与试验指导书
供土木工程、港口航道、水利水电、地质工程、资环等专业用
土工地质试验室
2023年3月
前 言
工程地质试验课程是工程地质课程的一个重要实践性环节,是土木工程、港口航道、水利水电、地质工程、环境工程、测绘工程、交通工程等专业必修的课程,适应的教学大纲的改革要求,为深化学生对工程地质根本理论的感性生疏,以求到达提高教学质量,充实教学内容,强化实践性教学的目的。按“大纲”的要求,在理论教学进展的同时,在某些单元之后按排相应的试验工程。
本工程地质试验指导书,主要为室内试验局部,供土木工程、港航、水利水电、地质工程和资环专业使用,教材全书由唐红梅争论员编写。参考试验自编教材:重庆交通大学〔原重庆交通交通学院〕肖汉中主编《工程地质》,长沙交通大学〔原长沙交通学院〕崔良才《工程地质》;朱建德主编《地质与土质实****试验指导》,人民交通出版社,2023年第1版。
编者唐红梅

2
试验一 常见造岩矿物的肉眼鉴定
一、试验内容、要求
内容::〔1〕单体形态;〔2〕集合体形态。
:〔1〕形态;〔2〕颜色;〔3〕光泽;〔4〕硬度;〔5〕解理;〔6〕断口。
,并描述正长石和斜长石;石英和方解石;角闪石和辉石;云母和绿泥石的区分。
要求:把握常见造岩矿物的鉴定方法与步骤;准确鉴定16种常见造岩矿物定的名称、形态、颜色、光泽、硬度、解理与断口,另特别矿物的独特鉴定方法。
二、目的意义
矿物是构成岩石的根本单元,目前自然界已觉察的矿物3300多种,而构成岩石的矿物称之为造岩矿物,约有100多种,它们大局部是硅酸盐矿物和碳酸盐类矿物,常见的主要造岩矿物大约有30多种。地壳是由岩石构成的,岩石则是由矿物组成。我们要了解地壳的组成和演化即随之而来的地质现象,就必定首先要了解矿物,矿物也是人类赖以生存和进展的重要物质来源之一。因此,我们有必要生疏在生产、生活中常见的矿物,把握它们的特征和性质,更好地为我们的生活及工程建设效劳。
关于矿物鉴定的的方法很多,但通常最简便、最直观的方法是肉眼鉴定法,这是野外工作者常用的方法,也是初步鉴定矿物的根底。利用简洁工具和化学药品,通过肉眼观看,把握矿物的主要物理性质。
三、仪器设备
,2摩氏硬度计,3.、小刀〔铁刀、钢刀或铜钥匙〕、,,。
四、试验预备工作
试验前,教师分组发放矿物标本,解理标本,断口标本,试验用的小刀、玻璃片、
2
放大镜、稀盐酸等。
五、试验步骤
凭肉眼鉴定矿物,一般先从形态着手,再观看它的光学性质:颜色→条痕→光泽→透亮度,最终为力学性质。对于具体矿物鉴定,应从下面几个方面观看。
1、矿物的形态
矿物形态既是矿物的外观特征,又是矿物化学成分的第一观感。矿物的形态是由矿物自然晶体组合而成,晶体的外形很多,从矿物结晶的单体形态来说可分为两种:即单形和聚形。单形是由一样晶面所组成,聚形是由两种以上的晶面所组成。单形所组成的晶形,其种类繁多。自然界,单形晶体目前觉察的有47种〔图1〕,兹将图形列后仅供参阅,不作鉴定的要求。而聚形又是以单形为根底的,如四方柱和四方双锥的聚形。矿物晶体的外形主要由矿物生长环境和内部构造所打算的。矿物常见的外形分为三类:
、一向延长的矿物:外形呈柱状、针状,如角闪石、辉石、纤维柱状石膏,云母片等。
、二向延长的矿物:外形呈片状、板状,如、正长石等。
、三向等长的矿物:外形呈立方体、菱面体、八面体,如黄铁矿、橄榄石等。常见的矿物单体和集合体形态〔表1,表2〕
表1 单体矿物形态
矿物名称
云母
正常石
角闪石
石膏
橄榄石
黄铁矿
石榴子石
单体外形
片状
板状
长柱状
针状
板状
针状
粒状
立方体
菱形十二面体
四角八面体
表2
集合体形态
矿物名称
方解石
石英
角闪石
纤维石膏
赤铁矿
硬锰矿
高岭石
集合体形态
钟乳状
块状
放射状
纤维柱状
鲕状
葡萄状
土状
2、矿物的颜色
矿物的颜色是矿物对白色光波吸取的表现,它是鉴定矿物重要特征之一。观看矿物颜色时应看矿物的颖面,识别矿物固有的颜色,分清他色和假色。
2
3、矿物的光泽
矿物的光泽是指矿物外表反光的力量。按其强弱程度可分为金属光泽,半金属光泽和非金属光泽三大类,而非金属光泽又细分,可分为金刚光泽、油脂光泽、玻璃光泽、珍宝光泽、丝绢光泽、蜡状光泽、土状光泽等。应留意有些矿物同时具有不同的光泽,如云母,一般为玻璃光泽,也常见珍宝光泽。石英晶体外表为玻璃光泽,而断口外表又
常呈油脂光泽。即同种矿物,可能有不同的形态、颜色和光泽。
表3 常见矿物的光泽
矿物名称
黄铁矿


石英


纤维石膏



刚石金刚光

高岭石
玻璃光

玻璃
光泽、油脂光泽
珍宝光泽
丝绢光泽
蜡状光泽
土状光泽


金属光泽
非金属光泽
4、矿物的硬度
矿物的硬度是指矿物抵抗外力机械作用的力量。其硬度比较固定,是鉴定矿物的重要依据之一。一般以以下十种矿物作为鉴定矿物相对硬度的标准。即摩氏硬度计:;;;;;;;;;。
在测定矿物硬度时用上述标准硬度的矿物与要测定的矿物进展〔对刻〕比较。要观看印痕和粉末颜色,其硬度是相对而言,如石英能刻划的一种矿物,而该矿物又能刻划
摩氏硬度计
硬度等级(相对的)
简易鉴定法
矿物名称
代用品硬度

级类型
1
滑石
指甲2-
低硬度
2
石膏
3
4
方解石
萤石
小刀:-
中硬度
5
磷灰石
6
7
8
9
10
长石
石英黄玉刚玉金刚石
5
-6
钢刀6-7
高硬度
12
正长石,则说明该矿物的硬度在6~7之间。还有常用的方法为指甲〔3〕,铁刀〔-〕,
玻璃〔〕,钢刀〔〕,具体见表4。
表4 矿物摩氏硬度计
5、矿物的解理
结晶矿物的外力作用下沿肯定方向裂开成光滑平面的性质叫解理。其裂开面称为解理面。解理面常与晶面公平,解理是结晶矿物特有性能,不同的结晶矿物其解理性能均多有不同,依据矿物受力后裂开的难易程度,解理片的厚薄及解理面的平坦光滑程度,可将解理分成五级,即极完全解理;完全解理;中等解理;不完全解理;无解理。留意区分矿物解理与矿物结晶面,一般结晶面格外光滑、但限于外表,矿物解理面一般没有
晶面光滑,但解理面可以重复消灭。
表5 常见矿物解理程度
矿物名称
云母
方解石
长石
中等程度解理
橄榄石
解理〔发育程度〕
极完全解理
完全解理
不完全解理
6、矿物的断口
断口是矿物受打击后所产生的不规章的裂开面;解理和断口互为消长,可以理解为事物冲突的两个方面,关键是看谁处于主导方面,解理发育时的矿物而断口不发育,无解理的矿物消灭断口。断口有各种形态的断口,如贝壳状断口、锯齿状断口、参差状断口、平坦状断口等。
7、矿物:同时依据矿物的透亮度,比重、韧性及放射性、吸水性、磁性等某些矿物特有的性质来鉴定矿物。观看方解石与白云石跟稀盐酸的反响情况,高岭石粘舌头,滑石的手感有滑腻感。
8、留意事项
观看矿物的颜色时,虽然必需观看颖面,但是,绝大局部的非金属矿物其颜色是不固定的,如长石类矿物,有白、黄、肉红。浅灰等色,所以,不能
单凭颜色来鉴别矿物,尤其是非金属矿物,应留意矿物的其它物理性质特征。
观看矿物的光泽,应以颖晶面或解理面为对象,最好对着自然光线来观看,矿物颜色与光泽无关。
矿物的条痕,应观看划痕留下的粉末颜色,它反映了矿物再化学成分上的某种性质,对鉴别矿物具有肯定的意义,特别是金属与非金属的区分,任何颜色的非金属矿物,其条痕总是浅色的,如黑色的方解石,其条痕色为白色,金属光亮的黄铁矿,其条痕色则是绿黑色。
在鉴定解理时,应特别留意解理与晶面可能混淆,
此外,还可以利用某些矿物特性质来进展鉴别,如滑石,用手摸有滑腻感,方解石遇稀盐酸猛烈起泡,白云石遇盐酸也起泡,但不猛烈,磁铁矿可吸刀片等,这些都可作为鉴别改种矿物的特征。,
在测定矿物硬度时应选好晶面轻轻刻划即可,切记勿用矿物相互敲击。表6仅供试验操作时参考。
9、试验报告要求
学生填写常见造岩矿物肉眼鉴定的试验报告一份。报告应描述矿物的名称,化学成分,形态、颜色、光泽、硬度、解理、断口等主要特征,有的矿物鉴定还有其它特征,填入其它特征一栏,如滑石、高岭石、方解石、白云石等。从特征上加以区分正长石和斜长石;石英和方解石;角闪石和辉石;云母和绿泥石。
表6常见造岩矿物物理性质简表
矿物名称及化学成

物理性质
形状
颜色
SiO
2
无色、乳白或
其他色
光泽
玻璃光泽、断口为油脂光泽
硬度
解理、断口
主要鉴定特

石英
K[AlSiO]
六棱柱状或
双锥状、粒状、块状
短柱状、板
状、粒状
7
无解理,贝壳外形、
状断口 硬度
正长石
***、浅玫瑰
或近于白色
玻璃光泽
6
23
斜长石
二向完全解解理、
理,近于正交颜色
Na[AlSiO]
23
长柱状、板条

白色或灰白

玻璃光泽
6
才近于正交
Ca[AlSiO]
颜色、解理面
有细条纹
2 23
白云母
板状、片状
无色、灰白至玻璃或珍
2~3
—向极完全解理、薄片有
12
KAl[AlSiO
][OH
浅灰色 珠光泽 解理 弹性
12
2 310
]
2
12
黑云母
K(Mg、Fe)
2
[AlSiO][OH]

板状、片状

深褐、黑绿至

玻璃或珍

~3

—向极完全

黑色
珠光泽
解理
二向完全解
深绿至黑色
玻璃光泽
~6
理,交角近
56°
解理、颜色,薄片有弹性
12
310 2
12
角闪石
(Ca、Na)(Mg、Fe)
4
[Al、Fe][Si、

长柱状、纤维状

外形、颜色
12
Al]O][OH]
12
4112 2
辉石
(Na、Ca)(Mg、Fe、Al)[(Si、Al)O]

短柱状、粒状

褐黑、棕色之深黑色

二向完全解玻璃光泽 5~6 理,交角近
90°

外形、颜色
12
26
橄榄石
粒状
(Fe、Mg)[SiO]
橄榄绿、淡深油脂或玻绿色 璃光泽

~7
通常无解理,贝壳状断口

外形、颜色
12
2 4
解理,硬度,
方解石
棱面体、块
白、灰色或其
三向完全解
玻璃光泽
3
遇盐酸猛烈
CaCO
3
状、粒状
他色

起泡
解理,硬度,
三向完全解
白云石
棱面体、块
灰白、淡红或
晶面弯曲,遇
玻璃光泽
~4
理,晶面常弯
CaMg[(CO)]
32
装、粒状
淡黄
曲呈鞍状
盐酸起泡微

解理,硬度,
石膏
CaSO·2HO
4 2
板状、条状、
纤维状
无色、白色或
灰白色
玻璃或丝
绢光泽
2
—向完全解

薄片五弹性和挠性
高龄石
鳞片状、细粒
白、灰色或其
—向完全解
性软,粘舌,
土状光泽
1
Al[SiO][OH]

他色

具可塑性
颜色,硬度,
滑石
白、淡黄、淡
蜡状或珍
—向完全解
Mg[SiO][OH]
3 10 2
片状、块状
绿或浅灰色
珠光泽
1

触抚有滑腻

绿泥石
—向完全解
颜色,薄片无
(Mg、Fe)Al
3
[AlSiO][OH]
片状、土状
深绿色
珍宝光泽
2~

弹性有挠性
蛇纹石
块状、片状、
淡黄绿、淡绿
蜡状或丝
无解理,贝壳
Mg[SiO][OH]
纤维状
或淡黄色
绢光泽
3~
状断口
颜色,光泽
石榴子石
棱形十二面
棕、棕红或黑
无解理,不规
外形、颜色、
(Mg、Fe、Mn、Ca)
3
体、二十四周
红色
玻璃光泽
~
则断口
硬度
(Al、Fe、Cr)[SiO]
体、粒状
4 410 3
210 2
6 210 3
2 43
12
黄铁矿
FeS2
立方体、粒状淡黄铜色
金属光泽
6~
贝壳状或不外形,颜色,
规章断口 光泽
左右




25复六方双锥

各种柱、单锥、双锥的横断面
12

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