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成因矿物学  072M5007H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:杨主明等
课程编号: 072M5007H 课时: 50 学分: 3.0
课程属性: 专业普及课 主讲教师:杨主明等
英文名称: Genetic Mineralogy

教学目的、要求

本课程为矿物学、岩石学、矿床学专业研究生的核心课程。成因矿物学是研究矿物成因理论及其实际应用的科学。本课程主要讲述矿物及其共生组合的形成和变化的条件和过程,不同物理化学条件下矿物的成分、结构、形态、物性等标型特征以及它们之间的内在联系,矿物及其共生组合在时间上和空间上的分布和演化规律,矿物成分、结构、形貌、物性等的分析测试方法,矿物地质温度计和地质压力计对其形成环境的表征,不同体系(封闭体系、开放体系)条件下,矿物的稳定范围和彼此替代顺序的共生分析,重点介绍黄铁矿、石英、石榴石、辉石、角闪石、云母等矿物(族)在成因上的宏观标志和微观信息,以及其成因信息在成岩作用和成矿作用中的地质意义。从而系统了解成因矿物学的研究方法,掌握重要矿物的各种标型特征,学会应用成因矿物学知识解决在矿物学、岩石学、矿床学等相关学科研究中遇到的问题。

预修课程

普通地质学、结晶学与矿物学

教 材

主要内容

第一章 概论(2学时)
教学重点:人类生活所需的原材料基本上都直接或间接来自于由地质作用形成的矿物中,从晶体学、矿物学的基础知识出发,揭示矿物学特征与成因的联系性,从而阐明成因矿物学研究是从研究矿物成因出发,建立不同矿物的地质成因机制,并应用这些理论指导实际应用,介绍成因矿物学发展简史,研究方法,研究现状。
第1至2学时:
1.1 结晶学、矿物学基础知识回顾
讲解晶体学、矿物学的基础知识,:从晶体的基本特征,矿物的形态特征、物理性质、化学性质着手,在对矿物学基础知识回顾中,揭示矿物或晶体的不同的特性可能预示着不同的形成环境。
1.2 成因矿物学概述
介绍成因矿物学发展简史,研究方法,研究现状。指出成因矿物学的与地质学其它相关课程的联系及成因矿物学研究的实用价值。

第二章 矿物标型(6学时)
教学重点:矿物标型是成因矿物学的核心,矿物标型不仅仅是产于特定地质环境的特定单个矿物,也包括特定地质环境下形成的矿物共生组合。通过系统整理特定矿物在不同地质条件下的化学成分、微形貌、晶胞参数、形态、谱学等差异特征,建立对应地质条件的矿物标型特征,然后利用这些建立的标型来区分样品矿物的产出条件。
第3学时:
2.1 矿物标型
阐述标型、标型矿物、标型组合、标型特征及地质意义,介绍部分标型矿物及标型组合。
第4学时:
2.2 化学成分标型
讲解矿物成分变化与温、压条件的关系;主要组分标型;微量元素标型;元素比值标型;稳定同位素标型;矿物包裹体成分标型。从晶体结构的角度阐明形成成分标型的内在机制。
第5学时:
2.3 矿物晶体结构标型
介绍结晶习性标型;晶面微形貌标型;双晶标型;矿物集合体形态标型。重点介绍双晶标型。
第6学时:
2.4 矿物物理性质标型
颜色标型;反射率、折射率、光轴角标型;发光性标型;相对密度标型;显微硬度标型;热电系数、介电系数、压电系数标型。磁性标型。
第7至8学时:
2.5矿物标型的实际应用
对课程涉及到每一种矿物标型,用实例加以详细解释其在科学研究和生产实践中的应用。

第三章 一些矿物的成因矿物学(12学时)
教学重点:介绍常见矿物黄铁矿、石英、石榴石、辉石、角闪石以及云母这些常见矿物的成因矿物学特征,学会利用这些标型特征分析样品的可能成因。由于地质历史得久远何多期性,矿物的标型特征仅仅推断地质体成因的一项证据,还需要其它证据来共同阐明地质体得可能成因。这些矿物得成因矿物学特征利用这些矿物开展成因分析的基础。
第9至11学时:
3.1黄铁矿的成因矿物学
3.1.1 黄铁矿的微形貌标型
3.1.2 黄铁矿的形态标型
3.1.3 黄铁矿的同位素标型
3.1.4 黄铁矿的微量元素标型
3.1.5 黄铁矿的热电标型
3.1.6 黄铁矿的晶格参数标型
第12至14学时:
3.2 石英的成因矿物学
3.2.1 石英的微形貌标型
3.2.2 石英的形态标型
3.2.3 石英的化学成分和稳定同位素标型
3.2.4 石英的谱学标型
第15至16学时:
3.3 石榴石成因矿物学
3.3.1 石榴石的化学成分标型
3.3.2 石榴石的成因标型
第17至18学时:
3.4 辉石成因矿物学
3.4.1 辉石的化学成分标型
3.4.2 辉石的成因标型
第19学时:
3.5 角闪石成因矿物学
3.5.1 角闪石的化学成分标型
3.5.2 角闪石的成因标型
第20学时:
3.6 云母成因矿物学
3.6.1 云母的化学成分标型
3.6.2 云母的成因标型

第四章 矿物共生分析(3学时)
教学重点:分析矿石中获地质体中各种矿物生成的先后次序和空间的组合关系。它是在一定的地质环境中,受特定的物理、化学因素控制,由一定的成矿成岩地质作用形成,包括矿物共生组合、矿物生成顺序及矿化期、矿化阶段。矿物共生分析是野外地质工作的基础。在掌握这些基础理论的基础上,对硅酸盐矿物和金属矿物开展共生分析。
第21学时:
4.1 矿物共生分析的理论基础及方法
讲解矿物共生分析理论基础-相律,即开发体系相律和封闭体系相律律分析方法。
4.1.1 封闭体系相律
4.1.2 开发体系相律
4.1.3 相律分析方法
第22学时:
4.2 硅酸盐矿物共生分析
讲解硅酸盐矿物共生分析方法。
第23学时:
4.3 金属矿物共生分析
讲解硅酸盐矿物共生分析方法。。

第五章 矿物温压计(5学时)
教学重点:在地质体的P-T-t轨迹中,温度和压力非常重要的参数,因此探讨和研究获取地质体的温度和压力的方法是非常有意义。这些方面前辈已经开展大量的研究,这些温压计是打开地学奥妙的重要工具。主要讲述矿物成分温压计、结构温压计、包裹体温压计。由于各种方法都存在误差和适用范围,在工作中选择适当的温压计成为难点,并且在科研实践中,一般通过选择多种方法对比研究来获得地质体的温、压范围。
第24学时:
5.1 矿物温压计概述
第25学时:
5.2 矿物成分温压计
第26学时:
5.3 结构温压计
第27学时:
5.3 包裹体温压计
第28学时:
5.3 其它温压计

第六章 稳定同位素标型(6学时)
教学重点:稳定同位素作为地学研究的重要工具可以用来测定成矿、成岩温度,示踪物质来源等。简述S、O、H、C元素的不同地质条件下的标型,并配合实例说明其应用。利用稳定同位素示踪地质体物质来源有效但有时候不容易判别,因此需要与其它方法配合,互为补充。
第29学时:
6.1 稳定同位素概述
第30至31学时:
6.2 硫同位素
第32学时:
6.3 碳同位素
第33至34学时:
6.3 氢、氧同位素

第七章 谱学标型(3学时)
教学重点:矿物的波谱学特征也是成因矿物学研究的一项重要内容,本章主要讲述一些矿物的穆斯堡尔谱特征。穆斯堡尔谱是研究铁元素非常有效的方法。
第35学时:
7.1 波谱学概述
第36至37学时:
7.2 常见矿物波谱学特征
7.2.1 石榴石的穆斯堡尔谱的标型特征
7.2.2 橄榄石的穆斯堡尔谱的标型特征
7.2.3 辉石穆斯堡尔堡标型特征
7.2.4云母的穆斯量尔谱标型特征
7.2.5长石的红外光谱标型特征
7.2.6黄铁矿的波谱学标型特征
7.2.7磷灰石电子顺磁共振(EPR)谱标型特征
第八章 构造地质学应用(3学时)
教学重点:构造是地质学研究的基本对象之一,本章重点讲述断裂带应变矿物的应变特征、应用矿物的应变估算古应力以及糜棱岩的化学成分及物质组分标型特征。
第38学时:
8.1 沉积盆地中的化石能源
8.1.1 概述
8.1.2不同力学性质断裂带应力矿物的应变特征
第39至40学时:
8.2 沉积盆地中的化石能源
8.2.1 古应力值估算
8.2.2 郯庐断裂带南段深层次塑性变形中应力矿物的超微构造特征
8.2.3 糜棱岩的化学成分及物质组分标型特征

参考文献

王奎仁《地球与宇宙成因矿物学》安徽教育出版社 1989
     Berrt L.G. Mason B., Mineralogy: Concepts Descriptions Determinations W.H. Freeman and Company, 1983.
     Zoltai T. Stout J. H. (施倪承,马哲生等译),《矿物学原理》,地质出版社,北京,1992
陈光远等《成因矿物学与找矿矿物学》重庆出版社 1987
     靳是琴等《成因矿物学概论》上、下 吉林大学出版社 1984、1986
薛君治等《成因矿物学概论》中国地质大学出版社 1986、1995

授课时间: 星期一, 第1、2、3节
授课地点: 教2-236
授课周次: 2、3、4、5、7、8、9、10、11

授课时间: 星期三, 第1、2、3节
授课地点: 教2-236
授课周次: 2、3、4、5、7、8、9、10

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