普通地质学实验指导书

《普通地质学》

实验指导书

（8课时）

杨普济编

南昌工程学院水利与生态工程学院

2011年

目录

实验一：常见矿物的肉眼鉴定

实验二：常见岩石的肉眼鉴定

实验三：地质构造认识及罗盘的使用

实验四：地形地质图读图

实验五：用间接方法确定岩层产状及断层断距

实验一：常见矿物的肉眼鉴定

一、目的要求

（一）熟悉与掌握用肉眼鉴定矿物的方法。

（二）熟练掌握常见矿物的形态特征及物理性质特征，并据此鉴别矿物。

（三）为鉴定岩石打下基础。

二、实验内容

鉴定下列矿物：

1、单质——自然铜、石墨、自然金；

1、氧化物——石英、赤铁矿、磁铁矿；

2、碳酸盐——方解石、白云石、孔雀石；

3、硫化物——方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿；

4、卤化物——萤石；

5、硅酸盐——钾长石、斜长石、黑云母、橄榄石、石榴石、普通辉石、普通角闪石；

6、硫酸盐——石膏、重晶石；

7、磷酸盐——磷灰石。

三、实验方法

（一）肉眼观察矿物的形态和物理性质（如颜色、光泽、透明度、条痕、解理、断口等），对矿物进行鉴定。

（二）凭简单的工具（小刀、钢针、放大镜等），简易药品（盐酸、钼酸铵等）来分辩矿物，对矿物进行鉴定。

（三）对照教材中“常见矿物肉眼鉴定特征表”对矿物进行鉴定，达到认识矿物的目的。

四、注意事项

（一）“常见矿物肉眼鉴定特征表”中对矿物特征的描述是比较全面的，而实验标本上不一定都能观察到，所以作观察记录时要实事求是，根据实验标本上见到的特征进行记录，不能照抄鉴定表。最好在报告中写下自已的实验体会。

（二）做简易化学试验时，试液不要滴的太多。

五、实验报告

重点描述下列矿物的主要鉴定特征，并填写报告书。

橄榄石、普通辉石、方解石、石英、磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、萤石、黑云母、角闪石。学生还可根据自己所看到的矿物填写在实验报告中

常见矿物的肉眼鉴定实验报告实验名称班级姓名

（续表）

实验二：常见岩石的肉眼鉴定

一、实验目的要求：

（一）学习肉眼鉴定岩石的步骤和方法。

（二）观察和掌握岩石的结构、构造及其主要特点。

（三）通过对岩石标本的详细观察和描述，了解岩石的简单分类及掌握常见岩石的基本特征。

二、实验内容：

（一）岩石的主要结构构造

1、岩浆岩的主要结构构造

（1）岩浆岩的结构——等粒结构、斑状结构、伟晶结构、隐晶质结构、玻璃质结构。

（2）岩浆岩的构造——块状构造、流纹状构造、气孔状构造和杏仁状构造。

2、沉积岩的主要结构构造

（1）沉积岩的结构——角砾状结构、砾状结构、砂状结构、泥质结构、隐晶质结构、鲕状结构、竹叶状结构。

（2）沉积岩的构造——层状构造、页片状构造、块状构造。

3、变质岩的主要结构构造

（1）变质岩的结构——变余结构、变晶结构、压碎结构。

（2）变质岩的构造——片理构造（包括板状、千枚状、片状及片麻状等构造）、块状构造、条带状构造、斑点状构造。

（二）岩石的主要类型

1、岩浆岩的主要类型

（1）超基性岩——橄榄岩；

（2）基性岩——辉长岩、辉绿岩、玄武岩；

（3）中性岩——闪长岩、闪长玢岩、安山岩；

（4）酸性岩——花岗岩、花岗斑岩、流纹岩。

2、沉积岩的主要类型

（1）碎屑岩类——砾岩、砂岩、火山角砾岩、凝灰岩；

（2）粘土岩类——页岩；

（3）化学岩及生物化学岩类——石灰岩、白云岩、硅质岩。

3、变质岩的主要类型

（1）区域变质岩——板岩、片麻岩、大理岩、石英岩；（2）接触变质岩——矽卡岩；

（3）动力变质岩——构造角砾岩。

三、实验方法：

（一）观察岩石的颜色。

（二）描述鉴定岩石的矿物成分。

（三）观察岩石的结构、构造特征。

四、实验报告：

描述常见岩浆岩、沉积岩及变质岩标本各8种，填写报告书。

常见岩石的肉眼鉴定实验报告实验名称班级姓名

实验三：地质构造认识与罗盘的使用

一、目的要求

（一）学习和观察褶皱。

（二）学习和观察节理、断层。

（三）掌握地质罗盘的使用方法。

二、实验内容

（一）褶皱的形态和产状。

（二）节理的形态和特征；

（三）断层的形态和特征；

（四）用地质罗盘测量岩层的产状。

三、实验方法

主要是观察褶皱、节理、断层的形态和特征，并区分背斜、向斜、张节理、剪节理、正断层、逆断层。

学会使用罗盘。

四、实验报告

（一）比较背斜与向斜、张节理与剪节理、正断层与逆断层的异同，以图示表示。

（二）对倾斜岩层进行产状的测量，并学会岩层产状的表示方法。

实验四：地形地质图读图

一、目的要求

（一）初步掌握阅读地形地质图的方法和步骤。

（二）掌握褶曲形态和断层性质的分析、描述方法。

二、实验内容

（一）分析暮云岭地区及四明山地区的褶皱构造和断裂构造的类型、特点及产状。

（二）确定褶皱和断层的时代。

三、实验方法

读褶皱地区或断裂地区的地质图时，首先必须分清新老地层层序及其在区内的分布，然后再作进一步的分析和描述。

（一）分析描述褶曲的方法和步骤：

1、区分背斜和向斜——根据核部地层和两侧岩层分布情况来区分。如核部为新地层，两侧依次对称排列着老地层者为向斜。

2、确定两翼产状——如果地质图上已标有产状符号，则可直接读出两翼产状；否则可根据同一岩层出露宽度的差异，定性地确定两翼倾角的相对大小。同时要考虑两翼产状是否发生倒转。

3、推测轴面产状——如果两翼倾向相反（相背或相向）且倾角大致相等，则表明轴面直立；除此以外，轴面都是倾斜的。无论背斜或向斜，其轴面均与缓翼倾向一致。

4、枢纽及褶曲轴（轴线）的认识：

（1）枢纽产状的认识——如果两翼同一岩层沿走向互相平行，则枢纽水平。如果褶曲两翼同一岩层沿走向相交“V”字形，则表明枢纽是倾伏的，背斜“V”字形尖端指向倾伏方向，向斜则反之。

（2）褶曲轴（轴线）的认识——在地形平坦的情况下，通过褶曲倾伏端或平分褶曲核部地层各点连线求得。此线所示方向即代表褶曲延伸方向，轴线的长短说明褶曲延伸的长短。

5、确定褶皱的形成时代——可根据地层间的角度不整合关系来确定。即褶皱形成于不整合面之上最老地层时代与不整合面下最新地层时代之间。

6、分析完褶曲之后，应按如下顺序进行描述：褶曲名称（地名加褶曲性质）、褶曲轴的延伸方向、组成核部的地层、两翼的地层及产状、轴面倾向、枢纽倾伏方向及褶曲形成时代等。

（二）分析描述断层的方法及步骤：

1、断层性质的分析：

（1）断层产状的确定——如果地质图上已标有断层产状符号，可直接读出断层产状要素；否则，在地质图上间接判断断层面产状要素的方法与求倾斜岩层产状要素的方法相同（该项内容在实验五中进行）。

（2）两盘相对位移的判定——如断层走向大致与岩层走向垂直，在背斜核部较老岩层出露界线宽的一盘为相对上升盘。在向斜核部较新岩层出露界线窄的一盘为相对上升盘。必须注意，在仅有倾斜岩层地段，当断层走向与岩层走向垂直或斜交时，正、逆断层亦可出现平移断层的假象。

2、断层时代的分析：

（1）根据断层切割的最新地层，以及断层面与不整合面的交截关系来判定断层的形成时代。

（2）根据不同断层的相互切割关系，判断两者的相对时代，被切割的断层时代较切割的断层时代老。

3、断层的描述内容：对断层作上述分析之后，应加以描述，其内容是：断层名称（地名加断层类型或编号）、延伸方向和长度、产状要素、两盘出露地层产状及相对位移方向、断层的形成时代等。

四、实验报告

（一）分析并描述图1中暮云岭地区褶皱构造的类型、特点、某些褶曲要素的产状及褶皱的形成时代。

（二）分析并描述图2中四明山地区断层类型、形成时代及断层间的先后顺序。

（三）确定上述两图中不整合面的时代。

实验五：用间接方法确定岩层产状及断层断距

一、目的要求

（一）学会在地形地质图上计算倾斜岩层的产状。

（二）掌握在地形地质图上进行断层产状及断距的计算。

二、实验内容

（一）推导地形地质图中倾斜岩层的产状要素（走向、倾向、倾角）。

（三）确定四明山断层面的产状要素及断距。

三、实验方法

（一）从地形地质图上准确计算倾斜岩层产状的方法：

在缺乏岩层产状要素标识的情况下，从地形地质图上准确计算倾斜岩层的产状，主要是根据地质界线与等高线之间的关系来得出。如图3所示，在图上找出同一岩层界线和同一条地形等高线相交的两个点（如图中的a、b或c、d点），这两点的连线就是岩层的走向线，其方向就是走向。然后，在同一岩层界线上找一个与这两点标高不同的点（如图中e或f点），了解其标高，以这点的标高和上述走向线的标高进行对比，即可定出岩层的倾向。如图中ab走向线的标高为300 m，而e或f点的标高为100 m，根据平面上三个点即可定出该平面在空间位置的原理，可定出该岩层面是南高北低，所以岩层是大致向北倾斜的。

图3 在地形地质图上准确计算倾斜岩层的产状

但这是大致估计的倾向，要较精确地求倾向和倾角，可以用图解法。在图解法中必须先找出同一岩层面上不同标高的两个走向线（如图中ab及cd），作一直线xy⊥ab及cd，则xy就是倾向线。由于cd 的标高低于ab，所以xy的箭头应指向y，x→y的方向即倾向。假如ab与cd间的标高差为h，则在ab线上按图上的比例截取xz=h，连接yz线，则∠xyz即为倾角。也可以在图上量出xy距离，用tgθ=h/(xy)求得θ角，θ角即倾角。

（二）从地形地质图上计算断层产状及断距的方法：

1、断层产状的确定——求断层面产状要素的方法与求倾斜岩层产状要素的方法相同。

2、两盘相对位移的判定——如断层走向大致与岩层走向垂直，在背斜核部较老岩层出露界线宽的一盘为相对上升盘。在向斜核部较新岩层出露界线窄的一盘为相对上升盘。必须注意，在仅有倾斜岩层地段，当断层走向与岩层走向垂直或斜交时，正、逆断层亦可出现平移断层的假象。

3、断层断距的求法：

（1）铅直地层断距

断层两侧相当层位之间的铅直距离称铅直地层断距，如图4中的hg。若过h、g两点各作一条地层走向线，并将此两条走向线投影到平面图上，必将重合为一条线。因此，在平面图上求铅直地层断距hg时，只要在断层任一盘上作某一层面高程的走向线，使其延长穿过断层线与另一盘的同一岩层露头线相交，此交点的标高与走向线之间高差即为铅直地层断距hg。如图5，在断层东南盘泥盆系上面作800米高程走向线AB，延长AB过断层线使之与另一盘同一层面相交于C点，C点标高为700米，它与800米走向线之间的100米高程差即为铅直地层断距hg。

图4 垂直岩层走向的断层剖面图图5 具有断层的平面地质图

F-断层；S-志留系；D-泥盆系；C1-下石炭系

（2）水平错开（水平断距）：在垂直地层走向的断层剖面图4上，过断层两盘同一层面上的h、f两点各作一走向线，此二条走向线等高，二走向线间的水平距离（hf）即为水平错开。在具有断层的地质图5上如果在断层线两侧找出同一层面的同等高度的走向线，用直尺量出此两走向线间的垂直距离，再按比例尺换算即得水平错开（hf）。如图5中断层线两侧泥盆系顶面两条700米高程走向线间的垂直距离（FA）即是水平错开。

（3）地层断距：如图4中地层断距（ho）可用公式ho=hg.cosα或ho=hf.sinα求得。如果用作图法求得hg和hf之后，就可以根据上式计算求出ho。

四、实验报告

求四明山地质图（图2）中断层F2的产状要素以及它的铅直地层

断距、水平错开、地层断距。求断距及水平错开时，可利用E1顶面

来求。