❶ 我的世界远古岩石在多少层
8-22层之间。
玄武岩三角洲的几率还是非常高的,地狱所有的矿物以及每一个生态系都有可能形成,在岩浆湖的上面、以及十五层还是比较多的,建议玩家可以前去搜寻。远古残骸是1.16更新中加入的矿物,其是制作下界合金的原材料之一。
介绍
游戏着重于让玩家去探索、交互、并且改变一个由多块像素组成的方块动态生成的地图。除了方块以外,环境单体还包括植物、生物与物品。游戏里的各种活动包括采集矿石、与敌对生物战斗、合成新的方块与收集各种在游戏中找到的资源的工具。
游戏中的无限制模式让玩家在各种多人游戏服务器或他们的单人模式中进行创造建筑物、作品与艺术创作。
❷ 岩石组构(简称岩组)分析
构造体系研究中,不同结构面力学性质的鉴定具十分重要的意义,岩石组构分析则是研究结构面力学性质有力的手段(姜光熹等,1982、1997)。通过岩组分析能够帮助我们澄清一些由野外调查资料所作出的推论,不仅可以揭示构造岩的显微组构特征,借以探讨与岩石形成和变形相关的一些宏观构造应变规律、应力状态、运动方式和形成机制等构造信息,而且可以建立构造岩矿物演变与构造岩演变之间的关系,认识构造岩演变过程,证实、修改和深化小型构造的分析成果。
岩组分析技术手段主要包括光学显微镜、费氏台、X射线衍射仪、中子衍射仪、扫描电镜和透射电镜等。X射线衍射岩组测量法则是目前采用比较广泛的一种测量宏观材料中的晶体结构及其宏观取向的统计分析方法,它是借助X射线衍射技术测定岩石中矿物分布的各向异性。矿物内部晶体结构有许多面网,如石英(1010),(1120),(1011),(0001)面网,方解石(1012),(0001)面网,绿泥石(004)面网,绢云母(110)面网等,每种矿物的每个面网对于X射线都有特定的衍射现象,且它们之间是可以区别的。根据需要,可以用X射线衍射技术来确定岩石中某种主要矿物的某个面网分布的规律性,进而确定该矿物分布的规律性,并据该岩石组构(矿物分布的规律性)分析构造变形特点、探讨构造变形环境等。其主要优点在于:应用范围广,可以测量各种常见矿物的优选方位,包括一轴晶、二轴晶矿物、均质矿物和不透明矿物;自动化程度较高,从测量到最终成图可以完全自动进行,准确可靠、省时省力;有多种分析方法,例如极图法、反极图法、三维取向分布函数法,能从不同方面说明问题。X射线衍射方法适用于成分比较单一、结构构造比较均匀的各种岩石和矿石中细—中粒的矿物优选方位的测定分析。但是,这种方法不具备点衍射的测量功能,不能进行特选分析,无法将测量数据与显微形貌相对应,也不适宜于分析成分复杂、结构明显不均匀的样品。
一、样品选择与测试
由于X射线岩石组构是采取全面积衍射统计,在显微镜下观察鉴定的基础上,考虑所测矿物的含量要求(>25%)和粒度要求(<1mm),结合矿区主要赋矿地层(即石碌群)主要赋矿岩石构造变形形迹特征和矿区构造变形历史的研究需要,在样品布局上考虑不同方向、不同特征、含矿的和不含矿的构造带内及旁侧岩石,共选取了24块岩(矿)石样品(表4-1)以期充分了解不同原岩岩性在不同构造带内变形后的组构特征,取样分布图见实测剖面图4-3和图4-5。在衍射矿物选择上,确定以石英、赤铁矿和透闪石为主,配合白云石和方解石。其中透闪石是白云岩经韧性、韧脆性变形的主要变质矿物。测试样品尺寸要求是直径30mm、厚约2mm的磨光岩片,先将野外地质定向面恢复为地理水平方位切制岩片,进行X射线组构测试,然后将测试结果进行投影作图(等面积施氏网上半球投影)。测试工作由中国地质科学院地质力学研究所X射线组构实验室完成。
二、变形岩石组构的基本特征
石碌矿区整体构造线走向呈NW—SE向,变形主要发育于石碌群第一层至第六层、特别是上部第六层条带状二透岩中。各种构造面理(包括糜棱面理)和剪切、旋转及伸展变形非常明显,产状整体倾向NE、倾角变化较大,伸展线理和矿物生长线理向东南低角度倾伏(小于15°)。在矿区四周,由于强烈的韧性变形,周缘这些侵入岩条带状构造发育。同时有变形期后的NE—NNE和NW—NNW向脉岩侵位,并呈左行斜列。结合对样品产状、宏观构造关系的分析,将岩石主要的组构特征表述于图4-35至图4-38上。X射线岩石组构测试结果显示,区内变形岩石大部分具有定向组构。现分述如下。
表4-1 石碌矿业矿石和赋矿围岩X射线岩组样品
(一)石碌群第七层(即原震旦系石灰顶组)石英砂岩中石英组构
分别在矿区北一铁矿段280m标高台阶剖面(图4-3)采取了5个样品、在南六矿段西侧剖面(图4-5)采取了4个样品,切面产状可见表4-1,所测矿物及面网为石英(1120)(图4-35)。一部分样品(YZ01,YZ02,YZ18)在X射线石英(1120)极图中,主圆环带均为近平行ab面的大圆环带,恢复石英光轴点极密与运动学c轴一致,反映了中-低温韧脆性底面滑移变形的特点。而大部分样品(YZ03,YZ04,YZ05,YZ15,YZ16,YZ17)X射线石英(1120)极图除存在主圆环带与ab面接近一致外,还存在次级不完整圆环带近平行于ac面,恢复石英光轴点极密为接近于c轴的主极密和接近于b轴的次极密。
图4-35 石碌矿区石碌群第七层(QbS7)含铁石英砂岩中石英矿物(1120)晶面极图
石英(1120)极图表现为平行ac和ab的大圆环带,点极密与b轴或c轴接近。根据矿物的结晶学特征和物理性质,石英属三方晶系,呈六方柱状晶体,无解理,具有底面、柱面I型和柱面Ⅱ型滑移系(陈柏林等,1996;郑伯让等,1989;郑亚东等,1985;武汉地质学院矿物教研室,1979)。当石英以底面滑移系发生变形时,其(1120)极图平行于ab面;当石英以柱面I型发生变形时,其(1120)极图平行于ac面;当石英以柱面Ⅱ型发生变形时或以形态长轴沿物质运动方向排列时,其(1120)极图平行于bc面。从石碌群第七层石英砂岩岩组基本特征看,石英光轴点极密为与c轴和与b轴接近的组构类型。这两种组构类型反映在岩石变形过程中表现为底面或近底面滑移和柱面I型滑移,反映了中浅层次(温度为300~400℃、深度为8~10km,围压为0.20~0.25GPa)的中-低温韧脆性变形机制,其变形物理化学条件明显低于典型长英质糜棱岩(郑亚东等,1985)。
(二)石碌群第六层二透岩中石英组构
分别在矿区北一铁矿段280m标高台阶剖面(图4-3)采取了5个样品、在南六矿段西侧剖面(图4-5)采取了四个样品,切面产状可见表4-1,所测矿物及面网为石英(1120)(图4-36)。从图4-36中可以看出,大部分样品(YZ06,YZ07,YZ10,YZ11,YZ13,YZ19,YZ20,YZ21,YZ22,YZ23)石英(1120)极图表现为主环带与曲面接近一致,次级不完整圆环带近平行于c面,恢复石英光轴点极密为接近于c轴的主极密和接近于b轴的次极密,反映中高温韧性变形、柱面I型滑移。个别样品(YZ14)在X射线石英(1120)极图中,主圆环带均为近平行ab面的大圆环带,恢复石英光轴点极密与运动学c轴一致,反映了中-低温韧脆性、底面滑移变形的特点。
上述样品石英的极图除样品YZ21表现为单个点极密类型外,大多数不表现为单个的点极密类型,主要为一些完整或不完整的大圆环带、小圆环带。依据这些圆环带与构造面理的关系可划分为:①沿构造面理(S)或平行面理呈完全或不完全的大、小圆环带(如YZ14等样品);②与构造面理(S)垂直或接近垂直的大圆环带(如YZ20,YZ21,YZ23等样品);③以上两种类型的复合型(如YZ11,YZ19,YZ22等样品),多显示简单剪切作用的结果。从岩组极密的空间展布与对称类型上叉可分为:①近直立环带加极密型(如YZ10,YZ20,YZ21,YZ22等样品);②直立、水平环带加极密型(如YZ10,YZ22等样品);③3个间距60°极密构成的陡立环带加极密型(如YZ10,YZ22等样品),表明岩石组构类型与所处构造部位密切相关。
结合样品的岩性、产状及所处的构造部位,石碌矿区石碌群第七层石英砂岩和第六层条带状二透岩岩石组构特征与宏观构造均具有密切的关系。岩组中石英光轴点极密(图4-35、图4-36),可明显地分为3类:①点极密产状与运动学c轴一致或接近,其产状走向近EW向、倾角较陡;②点极密产状与运动学b轴一致或接近,其产状为走向NW—SE向,倾角较中等-陡立;③点极密产状与运动学a轴一致或接近,产状走向近SN向,倾角中等—平缓。在这三类石英光轴极密中,①类反映的是在构造变形过程中,石英是以底面或近底面滑移的变形机制发生变形的,其运动学指向是(0001)<1120>,这是典型中-低温(250~350℃)条件下发生韧性—脆性变形的特点。②类反映的是在构造变形过程中,石英是以柱面I型滑移的变形机制发生变形的,其运动学指向是(1010)<0001>,这是典型中-高温(350~450℃)条件下发生韧性变形。③类反映的是在构造变形过程中,石英是以柱面Ⅱ型滑移的变形机制发生变形。因此,石英光轴组构有Z型和B型两种类型,说明本区有中高温韧性变形和中低温环境下的韧-脆性变形两种方式。早期属中高温条件下高应变速率的产物,石英滑移系为柱面(1010)[1210];晚期为中低温韧脆性变形环境,滑移系为底面(0001)[1120]。
从上述X射线岩组分析结果,对二透岩的变形特征可以得出如下认识:
1)二透岩定向组构较明显,反映岩石总体上经历比较强烈的韧性-韧脆性变形。
2)从X岩石组构的石英光轴点极密与宏观构造面理的关系分析,本区韧脆性构造变形过程中,石英具有3种滑移机制,即底面-近底面滑移、柱面I型滑移和柱面Ⅱ型滑移,并以柱面I型滑移和柱面Ⅱ型滑移的变形机制占有明显的优势。
图4-36 石碌矿区石碌群第六层条带状二透岩中石英矿物(1120)晶面极图
3)从石英的变形机制可以推断本区以高温(450~550℃)占有优势,其次是韧性变形中-低温(250~350℃)和中-高温(350~450℃)韧脆性-韧性变形。其变形物化条件属于典型长英质糜棱岩形成的变形物化条件(郑亚东,1985),所以石碌矿区构造带的变形温度可达550℃以上,然后变为300~450℃,按正常温压梯度推算其变形深度为10~20km,变形围压为0.25~0.50GPa。
4)从定向组构与宏观构造的关系,结合石英变形机制分析,可以确定本区发生韧性变形的主应变轴方向为NW—SE向或近EW向,运动学特征是右行张扭性特点、应变式样是伴有强烈剪切的伸展变形。
(三)石碌群第六层二透岩中透闪石组构
分别在矿区北一铁矿段280m标高台阶剖面(图4-3)采取了5个样品、在南六矿段西侧剖面(图4-5)采取了4个样品,切面产状可见表4-1,所测矿物及面网为透闪石(310)(图4-37)。依据圆环带与构造面理的关系,主要是沿构造面理(S)或平行面理呈完全或不完全的大、小圆环带;从岩组极密的空间展布与对称类型上为近水平环带加极密型。角闪石属于链状硅酸盐矿物,从结构上分析,滑移应优先出现在(100)<001>滑移系。但角闪石中塑性变形的最主要形式是(101)<101>机械双晶。在温度400~600℃、ε为10-5/s、围压为0.5~1.0GPa、分剪应力超过0.2~0.4GPa的情况下,(101)<101>双晶化即可发生。但如果晶体取向不适于通过双晶化而引起变形时,晶体就会以脆性方式破坏;当温度上升到800℃以上,可以观察到角闪石的明显弱化;当温度为700℃时,强度大于0.7GPa,而当温度接近1000℃时,强度几乎下降到0。在二透岩中,透闪石的(310)极图主要为平行S面的大圆环带和向NE倾斜的小圆环带(图4-37)。这种情况多出现在t=400~600℃、p=0.5~1.0GPa的温压条件下(ListerandDavis,1989)。透闪石长柱状晶体受力后沿(100)和[001]进行平移滑移,偶见双晶滑移。
(四)石碌群第六层赤铁矿石中石英组构
分别在矿区北一铁矿段280m标高台阶剖面(图4-3)采取了2个赤铁矿样品、在南六矿段西侧剖面(图4-5)采取了1个赤铁矿样品,切面产状可见表4-1,所测矿物及面网为石英(1120)(图4-38a,b,c)。X射线石英(1120)极图表现主环带近于平行ab面、点极密与c轴接近、并与宏观面理(S)垂直、但平行于线理L、具单斜对称特征,反映了中-低温韧脆性变形、近底面滑移。但显微构造观察,富赤铁矿石样品已经历强烈的塑性变形(图4-39a),石英颗粒具异常消光,已出现动态重结晶颗粒,在较强的塑性变形域内石英颗粒呈雪片状定向排列(图4-39b);而有些富赤铁矿石样品中石英呈板状晶体、颗粒较大(图4-39c),而赤铁矿具明显的条带状和微片状构造(图3-18c、图4-39d),但石英晶体内部变形较弱,或仅有弱的波状消光,没有动态重结晶等,因而部分样品中石英定向组构不明显。在这种情况下应属于糜棱岩化后又经历高温条件下恢复结晶作用(进变质)形成的变晶糜棱岩。
赤铁矿石3个样品中有2个样品YZ08,YZ24方位图呈交叉环带状,均为S-B构造岩。绕直立轴环带内,对于NNW—SSE向或近SN向和NE—SW向构造,二者均出现近a轴极密,属于极密I型,说明两次变形运动以近SN向褶断面和NE—SW向右行走滑及推覆构造面为滑动面,在温度高于700℃,应变率为10-5/s条件下,使石英晶格内部在a轴方向上产生柱面滑移,近SN向构造面与对应的主极密并不垂直(图4-38c),显示左旋运动,主极密的显着程度又显示以右旋运动占主导地位。绕水平轴的环带面与NW向层间滑脱构造面一致,属于该构造变形产物(图4-38a)。NE方向表现为分散的主极密,以NE向断裂构造面作ab面时,主、次极密有较好的斜方对称,属石英Ⅱ型极密,为晶内菱面滑移所致;在NNW方向发育的绕水平轴的交叉环带内,低级别等密线形态以近EW向构造面为对称面(图4-38c),据Schmidt(1981)的优选方位形式与应变图的关系图解,近EW向构造变形的应变状态为:弗林指数0<k<1,变形属压扁类型。显然,各方向构造活动对石英光轴定向产生不同的影响,相对而言,近SN向、NE-SW向构造活动作用更大。YZ08组构图中还出现有NW向的次极密,表明该处有北西向层间滑脱构造活动起重要作用。
图4-37 石碌矿区石碌群第六层条带状二透岩中透闪石矿物(310)晶面极图
图4-38 石碌矿区石碌群第六层赤铁矿石中石英(1120)和赤铁矿(1120)、硅化白云岩中白云石(1120)和方解石(1120)晶面极图
图4-39 石碌矿区北一铁矿体富铁矿石显微构造照片
综上述,近SN向构造活动总体上对矿区各处石英光轴的定向起重要作用;NW向和近NW向构造活动在YZ08,YZ24组构图中又表现有所增强,出现主要次极密。结合宏观构造研究,成矿前,SN向构造活动处于高峰期,故石英光轴极密部方位在接近矿体处的改变为岩体侵入所致;成矿期,NW向和近EW向构造活动的影响由围岩向近矿体处增强,说明NW向、近EW向层间滑脱构造与成矿作用密切相关。
(五)石碌群第六层赤铁矿石中赤铁矿组构
对“四”中赤铁矿石样品中赤铁矿(1120)面网进行了测定和投影(图4-38d,e,f)。从X射线赤铁矿(1120)极图可以看出,其基本上可分为两类:一是以大圆环带中含有一个拉长了的极密为特征(图4-38d和f),环带面的产状与野外富铁矿体产状一致(图4-40a)。环带面平行于片状赤铁矿构成的片理,代表轴面面理。采样地质环境是北一向斜南翼靠近轴部的部位,如样品YZ08取自于北一铁矿段,取样处铁矿体走向NEE—SWW向(图4-40a),因而X射线赤铁矿(1120)极图为NE—SW向,反映受NW—SE向的主压应力作用或NE—SW向的伸展作用;而样品YZ24取自南六矿体,取样处矿体走向为NNW—SSE(图4-40b),与其X射线赤铁矿(1120)极图一致,反映的是NEE—SWW向的主压应力作用或NNW—SSE向的伸展作用。环带中的极密说明在平行于环带面中的极密方向还存在拉伸作用,即相当于有限应变椭球体中的λ1,这个沿环带方向拉长的极密,推测是一个沿b轴方向拉长了的极密方向,反映在此方向的延伸作用。另一个类型具比较复杂的优选方位类型,以采自北一矿段与YZ08相同矿体的边部的样品YZ09为代表,具贫矿性质(见图4-38e),受断层影响,因而赤铁矿不具明显优选方位,或者早期形成的优选方位遭受到后期叠加的不同方式、方向变形的破坏。因此,第一类型极图定向组构清楚,且是“S”形的,即赤铁矿光轴点极密接近或平行于S面理,也平行于a线理L或b轴。这种组构类型反映赤铁矿以柱面滑移为主的变形机制发生变形,代表中高温条件下的韧性变形。据此,我们初步认为强烈的剪切变形能使成矿物质在空间上产生新的调整,矿床因而得到了变富加厚。冷盛强和李佩兰(1979)在高温、单轴外压实验中也发现,凡是在压力超过1200×105Pa、温度达到450℃时以上的样品中,都有部分鲕状赤铁矿发生塑性变形,并同时转变为鳞片状赤铁矿,鳞片的展布方向与压力轴垂直。
赤铁矿属于三方晶系矿物,常见单形有平行双面c(0001)、六方柱(1120)、菱面体γ(1011)、μ(1014)、e(0112)、六方双锥n(2243),在5.3MPa的氧压下其熔融温度为1572℃±5℃(Crouch et al.,1971)。Hennig-Michaeli(1977)、Hennig-Michaeli and Siemes(1982)对采自瑞典的Malmberget露天矿的粗粒赤铁矿矿石进行过三轴变形实验,发现具有强双晶化的颗粒中,主晶的c轴都是趋于与σ1轴平行排列、双晶的c轴趋于与σ1轴垂直;而基本上没有双晶化的赤铁矿颗粒中,c轴与σ1的方向成高角度分布。他们还同时证实,低温下主要的变形机制是γ面和c面的变形双晶滑移;在200℃时,产生<1120>(1010)柱面滑移;随温度的升高,底面双晶滑移的应力值增大,而菱面γ双晶滑移应力和柱面α滑移的临界剪切应力τc却反而减小;在600℃以上,棱面{a}<m>双晶滑移是优先滑移系统,而γ晶面生长是次要的;当温度大于800℃时,基底滑移(c)<a>变得更重要;但当温度在900℃以上时,复原和重结晶开始,更高温下,有扩散流动现象发生。Rosière et al.(2001)通过结构和微构造分析并与变形实验结果对比后认为,赤铁矿矿石的变形有三个主要机制:即基底滑移(basal slip)、扩散流动(diffusion process)和各向异性的颗粒增长(anisotropic grain growth),但构造后重结晶和次生颗粒增生并不影响先前变形阶段所形成的结构;低温时,发展{100}和(001)晶面最大优选方位,而温度从800℃开始,(001)晶面最大优选方位的发展是主要的。Siemes et al.(2003、2004、2008)则对多晶赤铁矿石在温度于600~1100℃、压力于300~400MPa、应变速度在(10-4~10-6)/s的不同条件下进一步进行了一系列三轴变形实验。他们的实验结果表明:在温度小于或等于800℃时,原先呈锯齿状颗粒边界的赤铁矿石逐渐变成叶片状边界,而γ双晶数量减少;动力重结晶温度高于800℃,而在温度大于或等900℃时,在具有粒度达150μm的赤铁矿石中有海绵状结构出现;同时,当压力平行于面理时,优选方位(结构)也发生显着的变化:①温度低于800℃时,由于{a}<m>面滑移,一个{300}最大晶面发生;②温度在800℃和900℃之间时,可能由于(c)<a>面滑移,一个最大c轴产生;③当温度大于或等于1000℃,可能由于增强的扩散流动,原始结构则优先保留,但具更低的密度。此外,他们的实验结果还表明,当压应力垂直面理时,原始结构仅有很小的改变。可见,颗粒方位、颗粒内部结构与压缩方位和温度之间存在密切的关系。然而,Pires(1995)对巴西Minas Gerais地区位于高应变域的Brucutu矿区内赤铁矿石研究认为,这些变形的矿石形成温度严格限于300~600℃之间,Rosière et al.(2001)认为可能是水解减弱的结果。
图4 -40 石碌矿区石碌群赤铁矿矿体和赋矿围岩组构图也)北一矿体280 台阶剖面(详见图4-3b); (b)南六矿体剖面饼见图4-5b)L 和s 分别代表线理和片理; Sc 和Ss 代表S-C 组构
构造变形与变质条带状铁建造(BIF)中富铁矿的富集关系(如巴西Quadrilátero Ferrífero地区富赤铁矿省)长期困惑着地质学家们(Rosière et al.,2001),主要是由于未能将赤铁矿内部显微构造分析与区域构造变形有机结合起来,以正确理解其变形机制。事实上,构造变形和变质过程中,将会导致氧化条件、并引起赤铁矿含量的增加,以及结晶优选方位(CPO:Crystallographic Preferred Orientation)的发育,条带状铁建造的柔性化则强烈地受到变形过程中因温度、压力、应变速度和流体含量的改变导致赤铁矿结晶优选方位的发展的影响,而赤铁矿的结构不仅与晶体塑性变形有关,而且与替代磁铁矿后的板状镜铁矿的同构造变形增长有关(Lagoeiro,1998;Rosière et al.,2001;Siemes et al.,2003)。根据石碌矿区赤铁矿显微组构观察,结合上述岩石组构分析,进一步反映出石碌富铁矿体是受构造应力控制的变形体,最可能的形成因素是在定向剪切应力和高温控制下,具特征结晶方位和形体特征的赤铁矿集合晶出、变形和重结晶效应。这个过程不仅对矿石结构构造的形成起控制作用,也使石碌铁矿在初始贫富分布的基础上,进一步分异富集,并成为赤铁矿多晶集合体发育为强优选方位的主导因素。
(六)石碌群第六层其他岩石矿物组构
在矿区北一铁矿段280m标高台阶剖面采取了1个白云岩样品(详见图4-3b),切面产状可见表4-1,所测矿物及面网分别为白云石(1120)、方解石(1120)。白云石属三方晶系,具有<1011>三组完全解理,常见f(0221),双晶滑移和平移滑移,其X射线(1120)极图表现裂开式环带(图4-38g),环带中又显示极密和次极密,为R+S型复合组构、三斜对称。该白云岩显示条带状构造特征,因此,它们是在构造动力作用下形成的相变。
方解石X射线(1120)极图表现平行切面的大圆环带(图4-38h),环带轴与叶理面和颗粒拉伸方向b轴基本一致,但可能属轴对称引张作用结果。
❸ 岩石的自然极化
岩石的自然极化是一种重要的岩石电学现象。1928年,法国地球物理学家Schlumberg-er在野外试验中发现当外电场不存在时,在测量电极上仍会观测到一定数量的电位差。这种现象被称为岩石的自然极化。在此之后,以Doll为代表的一些岩石物理学家对岩石的自然极化现象进行了深入的研究,证实岩石的自然极化现象主要与岩石中发生的动电效应和电化学过程有关。在数值上,自然电场的幅度在几十毫伏到几百毫伏之间变动。
由于自然电场是地壳中一种自然产生的电化学现象,所以在对其进行观测时不需要向地下供电。这使得自然电场法的观测设备轻便简单,因而有很高的工作效率。在地面电法勘探的历史上,基于岩石自然极化现象的自然电场法是最早获得实际应用的勘探方法,在寻找电子导电型的金属和非金属矿床,确定地下水流速、流向,以及在解决某些地质填图问题上得到了广泛的应用并取得了较好的地质效果。在金属矿地球物理测井中,利用井中自然电位观测可以配合其他测井曲线确定矿层和划分观测井段的地质剖面,并帮助了解矿层的性质。在石油天然气测井中,利用自然电位测井曲线可以划分地层、区分岩性、求地层水电阻率以及估计泥质含量。
1.动电电位
动电电位也称为流动电位,是具有一定黏滞性的流体在外力的作用下通过毛细管或孔隙性介质时产生的。当具有一定含盐度的流体通过岩石进行渗透时,岩石颗粒将有选择地吸附溶液中的正、负离子,因而引起正、负离子分布的不均匀,形成了自然电位。在地面电法中,流体即可以从地表向岩石中渗透,也可以在岩石中沿着水平方向进行渗流。在测井当中,流动电位主要是由于井液在压力的作用下通过泥饼向地层中侵入而产生的。
Lynch在1962年提出,在流体流动的路径两端由动电效应产生的动电电位满足下列公式:
岩石物理学基础
式中:Δp为流体通道两端的压力差;ε为流体的介电常数;ζ为吸附电位(zeta电位);σ为流体的电导率;η为流体的黏度。
动电效应产生的动电电位一般远小于由于电化学效应产生的电化学电位。但动电效应在某些特殊条件下会引起相当可观的自然电位异常。
2.扩散电位
当两种浓度不同的溶液相接触时,溶质要从浓度大的溶液迁移到浓度小的溶液里以达到均匀的浓度分布,这种现象叫做扩散。在溶质移动的过程中,溶液中的正、负离子将随溶质一起移动,但其运动速度(迁移率)不同。因而在两种不同浓度的溶液中分别出现了剩余的(过量的)正离子或负离子,形成电动势。这种由扩散现象所引起的电位被称为扩散电位,由此而产生的电场是扩散电场。
例如,在钻井附近的地层中,经过泥饼过滤后的侵入水和地层中的原生水之间存在有一个接触面。在该面两边水的含盐(NaCl)浓度不同,因而要发生扩散。由于钠离子(Na+)的迁移速率小于氯离子(Cl-)的迁移速率,在浓度小的一方将出现剩余的氯离子,获得负电位;而在浓度大的一方将出现剩余的钠离子,获得正电位。当由扩散作用产生的电动势形成后,由此而产生的电场将阻止氯离子的进一步积累,达到了一种动平衡的状态。
扩散电位满足下列关系式:
岩石物理学基础
式中:R=8.31 J/℃为气体常数;Ff=9.65×104C/mol为法拉第常数;T为绝对温度;n为原子价;I+和I-分别为正离子和负离子的迁移率;C1和C2分别为溶液的浓度。对于氯化钠溶液,I+/I-=1.49,当温度为25℃时,以毫伏为单位的扩散电位是:
Ud=-11.6 lg(C1/C2) (5-8-3)
3.薄膜电位
当两种浓度不同的溶液被叶片状泥质分开时,带电离子要从浓度高的一方通过泥质向浓度低的一方进行扩散。由于以片状泥质存在的粘土矿物主要由铝、硅、氧等形成的晶格组成,负2价的氧(O2-)离子占据了最外层的末端。由此产生的后果是:溶液中带正电的钠离子被这些带负电的氧离子所吸引,通过泥片而达到低浓度一方;而溶液中带负电的氯离子将被排斥而不能通过泥饼。这样一来,钠离子将可以在两种不同浓度的溶液之间进行迁移,在浓度低的一方有净流入量,而在浓度高的一方有净流出量。由于在泥饼两面钠离子浓度的不平衡所产生的电位被称为薄膜电位或泥饼电位:
岩石物理学基础
4.电化学电位
电化学电位是薄膜电位和扩散电位之和:
Uc=Um+Ud (5-8-5)
对于氯化钠,在摄氏温度Tc下,有
岩石物理学基础
5.电极电位及氧化-还原电位
除上述几种自然极化电位外,还有电极电位、氧化-还原电位及其他类型的自然极化电位。这里,我们只介绍在金属矿区常见的电极电位和氧化-还原电位。
(1)电极电位:当某种金属(电极)处于本身的盐类电解液中时,它本身的金属离子可以离开电极进入溶液成为离子状态,这时,电极由于失去正离子而带负电。另一方面,溶液中的金属离子在处于金属电极附近时,可以沉淀到电极表面上,这时电极便带正电。当进入和沉淀这两种运动达到动态平衡时,在金属电极和溶液的交界面处将出现电位跳跃。此时电极相对于溶液的电位被称为电极电位。一般来讲,地下流体或钻井液中不会含有金属离子,所以金属矿体中的金属离子会进入到其周围的流体中而使金属矿体带负电。目前,电极电位的绝对值还无法测出,人们只能测量电极电位相对于某种金属电极的电极电位差。
(2)氧化-还原电位:氧化-还原电位是在矿体和围岩的界面上由于氧化还原作用所形成的电位跃变。当金属矿体被氧化时,由于失去电子而带正电。反之,当金属矿体被还原时,则会由于得到电子而带负电。产生氧化-还原电位的典型例子是内部彼此连通的电子导体被潜水面所切割。由于潜水面上方为渗透带,其中富含氧气,所以矿体在潜水面上方的部分是处在氧化环境之中。与此相反,潜水面下部由于含氧较少而相对呈还原的环境,所以,在金属矿体的上方可以观测到明显的负电位异常。另外,从地面上看,自然极化电流是从远处流向矿体,电流的方向在矿体内是由上到下,而在矿体外则是由下到上。自然电位的极小点出现在矿体的最顶端。
在自然状态下,在金属矿体周围要同时产生电极电位和氧化-还原电位。至于哪种机制的电位占有优势,要视具体的地质和地球化学情况而定。在一般的硫化物矿床和磁铁矿上,可以观测到几十到500mV的负电位异常;在石墨矿或石墨化程度较高的岩层上,可以观测到最高达900mV的负电位异常。
❹ 实物地质资料岩石薄片的数字化方式及利用
苏桂芬冯俊岭刘晓文
(国土资源实物地质资料中心三河065201)
摘要通过对实物地质资料岩石薄片的生产过程、保存利用现状的简介,指出了开展岩石薄片显微图像数字化的意义及必要性;着重论述了岩石薄片数字化的常用方法,并对岩石薄片全面数字化工作方式、岩石薄片数字化的三维重建进行探讨。图像采集后形成岩石薄片显微图像数据管理,其成果产品可服务于地质及相关行业生产、研究和大专院校教学、地学科普等。
关键词实物地质资料岩石薄片数字化方式显微图像数据管理利用
岩石薄片作为实物地质资料的一部分,与其他原始地质资料一样,是客观的、唯一的、不可复制的。是反映全国各地区地质现象或重要矿产地质特征等的地质成果基础,信息内涵丰富、覆盖面宽,具有重要的保管意义和开发利用价值。岩石薄片数字化,是把野外作业采集的岩石手标本切制的薄片,利用偏光显微镜观察和数码摄像技术,采集显微图片,经过图像处理、整理说明,建立岩石薄片显微图像数据系统,进行数字化规范管理和科学利用。通过网络传播,实现信息共享,为地质、石油、煤田等相关行业科研生产服务,为高校教学、地学科普等,为社会公众提供实物地质资料数字化信息服务。
1 岩石薄片的产生过程、保存利用现状
岩石薄片是把岩石标本按需要的方位,用切片机切成厚0.5~0.8cm,长4~5cm、宽3cm的薄块,在磨片机上粗磨、细磨,磨平一面。进行抛光,再用水洗,并烘干,用加拿大树胶粘贴在载玻片上;然后将另一面进行研磨,先用金刚砂和水研磨,磨至0.03mm厚左右,再在盖玻片上放少量树胶,加热盖在薄片上即成。
我国原地矿部自建国到1998年底概略调查显示,光薄片已达301.2万件;1999年国土资源地质大调查以来,到2005年统计薄片也有6.2万多件;截至2009年12月15日,国家实物地质资料库房接收的青藏高原1:25万区调薄片21791件。大量的岩石薄片急须保护、利用,其存在的根本问题是显微镜下观察图像与鉴定报告是脱节的,给使用者带来诸多不便。
2 岩石薄片开展数字化的意义和必要性
岩石薄片数字化是实物资料馆藏形式的一种转换,它涉及信息管理、信息保存、信息服务和信息研究等方面的一系列变化和发展,作为实物地质信息资源建设的重要工作内容,具有重要的意义。数字化后的岩石薄片也为使用者打开了利用的方便之门。
2.1 岩石薄片数字化有利于保护实物薄片
玻璃制成的岩石薄片具有脆弱易碎、胶质时间长发黄等缺点,转换成数字文件,避免或减少用户直接使用,在胶质失效之前储存,延长实物薄片使用寿命。通过岩石薄片显微图像数字化,改变利用方式,利于实物岩石薄片储存,可以降低实物丢失的风险和损坏的几率,扩大实物薄片的利用范围。
2.2 岩石薄片数字化有利于提高实物薄片的利用率
岩石薄片数字化后,形成的岩石薄片显微图像数据系统能满足用户共享资源与及时提取资料。同一个岩石薄片,可以多个用户使用,用于不同方向研究,如区域地质调查注重的是矿物组合、结构构造、岩石定名。一个用户也可以观察多个薄片,通过在线资料浏览,不受时间和图书馆限制,在几秒钟之内来检索它们,通过内嵌资料的链接,进行对比应用。对数字化后的岩石薄片使用,扩大了实物资料的应用范围,提高实物薄片的使用效果和利用率。
2.3 岩石薄片数字化利于研究工作
薄片数字化的图片(或影像)及其说明、文本、图件等,经过编辑储存管理。利于使用者按照自己研究角度应用或科学探索,从而扩大实物薄片的利用范围。岩石薄片数字化后的影像可以支持长达几分钟的定格观察,使人们可以利用软件放大功能在屏幕上仔细地鉴别图片,这使得极小的可视资源图像(如岩石照片、矿物图形等)能被浏览开发。
2.4 岩石薄片数字化有利于科学管理
岩石薄片数字化可以提升实物地质资料的管理效率和水平,更好开展服务。把岩石薄片数字化信息存贮在磁盘或光盘等电磁介质上,提取整理编辑形成图册,如《岩浆岩典型岩石、特殊类型岩石显微图册》等,作为行业生产、科研应用、教学参辅等,也可以商业发行给社会公众;或制作成网络版放在服务器上供远程检索服务,便于开展有偿使用,提高经济效益,有利于的科学化管理和维护,创造出有经济效益和社会影响的信息产品品牌,推进岩石薄片实物资料的开发利用。
3 岩石薄片数字化方式
笔者认为岩石薄片显微图像数字化可以有3种方式,即岩石薄片图像截取采集、薄片图像全面录制和岩石薄片的三维重建。第一种是传统的岩石薄片下显微图像信息采集方式,后两种方式则为结合当前实物地质数据的信息整体数字化探索和利用软件技术开拓立体模式的尝试性设想。这里重点介绍常用的岩石薄片显微图像截取采集的工作方法。
3.1 岩石薄片数字化截取采集过程
选取岩石薄片中与鉴定报告相符、有代表性及与定名密切相关的、具有普遍意义和特有性部位,对其进行显微镜下多视域、多角度的图像采集,形成具有重要地质特征的系列数字照片,达到清晰反映矿物组合、形成期次、结构构造等鉴定特征,满足印刷出版薄片图册要求及科研、教学需求等。
3.1.1 岩石薄片鉴定报告的分析
每一个地质调查实物岩石薄片都对应有一份鉴定报告。鉴定报告是数字化采集的依据,充分研究鉴定报告所描述的显微镜下的内容,即矿物组合、含量、结构构造等相关描述信息,才能分清主次、突出重点,准确选取、正确采集。
3.1.2 岩石薄片数字化图像的选取
通过对岩石薄片鉴定报告信息的了解,对岩石薄片显微镜下所反映的图像进行观察选取:有视域大小,即高倍镜、低倍镜的选择;有光性的选择,即正交偏光、单偏光色彩的选择;还有特殊情况下如对多色性矿物或正交偏光镜下干涉色变化等进行影像录制。不同岩石类型具有各自风格,应系统化、条理化选择,准确清晰、内容丰富。
3.1.3 显微图像文字说明
把不同岩石类型薄片下所采集的不同显微图片进行编辑、整理,按照视域大小、光性选择及特殊情况截取等,进行附加矿物代号标注和地质说明、内容描述。一个岩石薄片对应有多个显微照片,各个显微图像均配有特征注解,既独具特色,又相互关联。
3.1.4 图像的综合整理
对显微照片的数据处理,是在微机上应用相关软件,进行显微照片的剪切、修编整形;对每一个显微照片进行对应编号;对系统薄片全面编排,把整理后的图像信息以数字化的形式储存集中、分类管理。
3.2 岩石薄片数字化全面录制设想
整体思路是把岩石薄片的全部内容在低倍镜、大视域下,以线或者面的连续形式,通过光学显微成像或扫描电镜图像等的方法获取岩石薄片图像,利用分析系统的常规图像分析功能,对获取的岩石切片多视场图像进行背景校正、剪切、拼接、图像说明链接等处理,形成完整的图像录制并集成储存。
每个岩石薄片作为采集对象,所反映的内容是不同的,大的方面有所在项目名称、位置、岩石类型,具体的为岩石薄片鉴定名称、岩石矿物组合、结构构造,还有矿物含量、接触关系具体描述等。通过分层归类、详略得当,全面反映实物资料富含地质信息,以便于满足不同用户检索信息的需求。
3.3 岩石薄片数字化岩石图像的三维重建尝试
在岩石薄片二维图像基础上,利用二维图像的特征信息重建三维结构,提供直观的视觉信息。通过虚拟现实技术,将岩石薄片下矿物三维图像真实地展现出来,使使用者能够从各种方位、各个层面以及各种旋转角度观察三维结构。为普查勘探与开发、地质找矿等提供更研究模拟实物基础;为分析研究岩石的微观结构提供了有效、简便、经济的方法;为高校教学、科普教育提供特色服务产品。
4 岩石薄片数字化利用
4.1 快速查询与检索的基础
根据用户检索的习惯和检索的内容,设置多个检索点,编制诸如地区卡、专业卡、岩性卡等多种组织形式,并将相同内容的查询卡片按不同的组织形式分别放在不同的系列之中。建立卡片查询体系,使用户能够快速查询与检索。
从信息组织方式上不仅有上述传统的固定分类组合,还采取按问题分层次动态分类组合与固定组合相结合的方式。例如,通过客户信息需求和搜寻行为的分析,可以编制如“全国变质岩岩性资料索引”、“青藏高原1:25万革吉幅系列剖面岩石索引”等不同层次、不同级别的实物岩石资料检索,不同的岩石配有相应的数字化图片及说明。需要指出的是,所编制的信息集成,不会改变原有实物资料的排架和信息,如所保管的西藏110幅区域地质调查资料,按图幅分剖面储存在实物地质资料库固定货位上,根据采集的信息利用计算机技术编制西藏物玛地区系列岩石资料,用户就可以了解物玛地区工作过的图幅、岩性种类、剖面数量、岩石特征及图片等情况,同时也可找到这些岩石薄片的存放位置。
4.2 避免重复工作,为地矿工作服务
实物岩石薄片资料赋载了大量的原始信息。作为地质成果的一部分,对实物岩石薄片数字化资料进行编研,是开发利用实物地质资料信息的重要手段。
在编研所形成的地区或图幅相关的岩石薄片显微图册中,为地质技术人员了解地区工作程度服务。通过对图像认识和说明了解,具体认识岩性特征及分布等,就可以不再重复取样,减少不必要的制作浪费;为专家学者研究某个地质事件、某项地质活动等提供第一手资料,从中取得新的重要发现或重大突破,从而为地质勘查和科学研究提供基础依据,避免重复工作,提高工作效率和工作水平。
4.3 特色编研,促进地质市场和地质工作发展
在选择有代表性的地区地质现象、系统剖面和重要矿山时,根据地质理论及实际资料,广泛查阅资料,收集补充完善地区、矿床(区)内地层、构造、成因等,逐步提高对区域或矿区地质、矿产等情况认识,进行编研。
还可以按照代表地质科学理论、反映中国地质条件与突出特点、显示中国地矿工作重要成果等方向,利用或收集馆藏实物薄片,进行广泛了解、深入研究综合系统阐述。采集岩石薄片数据,配合显微结构构造等特色,图文并茂地整理出来,使实物薄片灵动起来,提供给基础地质、农业地质、医学地质、环境地质、专题成果调查评价等领域作为参考,为地质工作发展和地质市场服务。
4.4 为辅助教学服务,达到知识传承的目的
地质实验教学的重点之一,是显微镜下各类岩石薄片的鉴定认识。实物薄片资料可以系统编辑,如三大岩系岩石结构构造、不同种属矿物组合总结等,作为显微示教系统的一部分,在数码透反射偏光显微镜下将显微图像从镜下解放出来,使师生共用图像,在岩矿教学中起到直观的作用,加强高校学生的实践能力培养。
4.5 科学开发,为培养青少年地学兴趣和社会公众服务
从趣味性出发,对显微镜下一些象形的组构、微构造组合等,经过筛选、整理,以欣赏角度,例如鸟眼构造、草莓结构、书斜式构造等,编研出一套有科学价值的显微岩画。作为地质科普教育中精神副食品,把专业知识形象化、卡通化,广开思路、旁征博引,增强青少年的兴趣,提高他们主动学习的积极性,培养其对地学爱好。
在地质公园中结合当地山容水貌,配以生动的岩石、矿物的显微特征图像,使人们在畅游之余,了解地学岩石显微常识。
❺ 岩石类型成荫是什么
岩石类型简介:
1.岩浆岩
岩浆岩是火山喷发后形成的岩石。这种岩石属于地球内部,属于熔融物质。岩浆岩是由岩浆溶解和冷却形成的岩石,在火山爆发的地方更为常见。岩浆岩的形成不需要时间,只需要火山。
2.沉积岩
沉积岩也称为沉积岩,通常在表面常温和大气压条件下形成。沉积岩是由风化和沉积形成的。主要物质是火山碎屑和一些有机物。沉积岩也可以细分为多种类型。沉积岩是地球上最多的岩石,通常是分层和结构的。更着名的沉积岩是我们通常称之为的化石。
3.变质岩
变质岩是由变质作用形成的岩石。它们可分为五类:动态变质岩,区域变质岩,接触变质岩,变质变质岩和混合岩。这种岩石是由火成岩和变质岩组合而成,可以相互转化。
4.萤石
这种岩石是我们通常所说的水晶石,水晶石也叫萤石。萤石是一种具有多种颜色的岩石,通常是有光泽的。这种岩石是一种装饰宝石,可以通过加工和抛光制成各种装饰品。
5.孔雀石
孔雀石也是一种岩石,它是绿色和有光泽的。这块岩石的石头表面有一些孔雀状图案。它非常惊人,通常用于制作手镯和项链。孔雀石也沉淀,是天然矿物宝石。
以上是岩石的类型。岩石的类型是不够的,但岩石的类型可以分为许多,因此有数千块岩石,几乎无数。我们习惯性地将岩石划分为三类,即沉积岩,火山岩和变质岩。这些类型的岩石是地球上最常见的岩石类型,几乎所有岩石都与这三种方式不可分割。此外,宝石的宝石属于岩石,并在过去的千年中发展。
❻ 岩石的弹性模型
岩石由固态矿物颗粒和流体状态的孔隙流体构成,故可以简化为二相体来研究。按由简到繁的顺序,首先来研究规则的等粒球体堆积模型,然后处理裂纹和孔洞模型,在介绍了有效弹性模量上、下限的常用估计方法的基础上,最后介绍常用的Gassmann模型和Biot模型,以及喷射流动和比奥喷射(BISQ)模型。
1.粒状岩石的球体堆积模型
(1)等粒球体立方堆积模型
对于等粒的球状颗粒立方堆积,见本书第一章图1-5a,平行于球体排列选取三个坐标轴。假设颗粒球的半径为a,沿三个坐标轴方向预先施加有大小为珚p的应力,地层条件下,岩石都会处于类似的应力状态下。在应力作用下,球体在相互接触部位附近发生形变,相邻的两球心相互接近,并增加接触面积,形成圆形接触区域,称接触圆。Hertz在1881年就解决了这个问题(参见铁摩辛柯的《弹性理论》),得出接触圆半径b、两层相邻球体相互靠近的距离s以及接触圆上的应力分布等,如图3-13所示。
储层岩石物理学
Biot模型中,多孔体是由骨架或矿物集合体组成的,它在统计意义上是各向同性的。骨架是弹性体,其内部孔隙充满液体。定义作用于体积元的平均应力等于作用于固体和液体部分上的力的和除以体积元的面积。应变定义由骨架和流体的位移来确定。需要指出的是体积元内部的能量可由应变分量的二次函数来表示,从而导出多孔体的应力-应变关系。与此类似,动能可由固体和流体中质点运动速度的二次函数来表示。固体和流体部分的速度乘积(标积)给出了直观上不明显的质量耦合项。体积元上相等的力导致一对位移耦合微分方程。然后将它分成一对只含有膨胀、另一对只含有旋转的方程。对于非黏滞流体,也已证明有两种类型的膨胀波和一种旋转波在多孔介质中传播,而且无频散和衰减。对于黏滞性流体,其黏滞性通过耗散函数来引入,并假设它与固体和流体相对速度的平方成正比。比例系数与黏度及渗透率有关。耗散函数是每个波动方程中的一项,它引起频散和衰减。
8.喷射流动和比奥喷射(BISQ)模型
Gassmann模型和Biot模型所描述的都属于宏观模型,即流体的流动是均匀的,或称全局流,没有考虑流动的不均匀性,或局部流。这只能适应频率较低(波长较大)的情况,而对于频率较高的问题会出现偏差。为处理这类问题,要研究孔隙的微观结构,Mavko等人提出了喷射流动模型,来描述不均匀的局部流动。该模型认为,细小孔隙因弹性波传播而发生变形,例如发生挤压,使细小孔隙中流体向粗大孔隙挤出,形成喷射流动。Dvorkin和Nur将之于Biot理论结合起来,建立了比奥-喷射(BISQ)统一模型。实际岩石中孔隙内可能含有气体,由于气体的易压缩性,弹性波在岩石中传播时,液体就会发生局部流动,需要用喷射流模型来描述。
❼ 认识几种常见的岩石(一次修改稿) 详细�0�3
1 认识几种常见的岩石 执教老师:台州市临海大洋小学 徐寒英 教学目标: 科学概念: 1、初步认识板岩、砂岩、花岗岩、大理岩、石灰岩、砾岩等几种常见的显着特征。 2、不同种类的岩石在结构和构造上有不同的特征。 过程与方法: 1、观察、记录、描述几种常见岩石的颜色、结构、构造。 2、根据岩石的特征对照有关资料识别岩石。 3、根据需要对岩石进行观察、比较、及查阅相关资料。 情感态度价值观: 1、认识到认真细致的观察、比较、记录和描述的重要。 2、通过说说猜猜的组织形式,培养学生科学交流的质疑意识和互动有效性。 3、培养收集、研究岩石的兴趣。 重点:观察、记录、描述几种岩石的特征。 难点:1、描述岩石。2、根据岩石的特征对照资料识别岩石。 分组实验:1 号花岗岩、2 号大理岩、3 号石灰岩、4 号板岩、5 号砂岩、6 号砾岩、镊子、滴管、滴瓶、稀盐酸、放大镜、水杯、湿毛巾、玻璃皿。 演示实验:岩石标本、滴管、稀盐酸、滴瓶、玻璃皿、相关课件 课前游戏: 师:我们先来玩一个说说猜猜的游戏,老师描述出我们班某一位同学的体貌特征,请大家猜猜他是谁。他黑头发、两只眼睛、二只耳朵、一个鼻子、一张嘴,他是谁? 师:也就是说我们无法说出他具体是谁!那你觉得老师应该怎样描述?是啊!只有描述出这位同学区别于其他同学的,最好是独一无二的明显特征,别人才容易猜出来。 师:哪位同学能描述出某位同学的明显特征。 生:描述(2 个) 师:(你成功了!说明你已经描述出这位同学的明显特征了,或是:这位同学还有没有最最明显的特点)现在改变一下方式,谁来描述让老师来猜,我能猜出来,你们就成功了!谁来描述? 生:描述。 师:说实话,老师还真不能一下子猜出来!能不能把这位同学最最明显的特点描述出来?看来说说猜猜的游戏,说的人一定要抓住明显的特征来描述。猜的人一定要熟悉、认识被猜的对象。 教学过程: 一、引入课题 (1 分) 有请今天说说猜猜的主角闪亮登场(出示:几种常见的岩石图片)它们是我们生活中常见的岩石,要说说猜猜这些岩石,首先得认识它们。(板书:认识几种常见的岩石) 二、观察岩石实验(9 分) 1、讨论观察方法 2 (出示:花岗岩、砾岩)我们已经学过了用自己的感官来观察岩石,现在,你们打算用什么方法观察岩石?想观察岩石的什么? 2、交流反馈 ★看:看什么?(颜色、形状、条纹等) 随机出示条纹、生物痕迹等图片(板:看) 除了用眼睛看,我们还可以借助放大镜或显微镜来观察。(板:放大镜) 猜一猜利用放大镜还可以观察到什么?(随机出示岩石的条纹、斑点、生物痕迹等) ★摸:摸什么?(粗糙还是光滑)(板:摸) 追问:为什么有的岩石摸上去会感觉很粗糙呢?导出:因为有的岩石上面有一颗一颗的东西。(这一颗一颗的东西叫颗粒,(板:颗粒)出示颗粒图片,(大的颗粒既可以摸出来,也可以看到)专家把岩石颗粒分为三级,即粗粒、中粒、细粒,比芝麻大的颗粒为粗粒,比芝麻小比面粉粒大的为中粒,肉眼看不见的为细粒。颗粒和颗粒组合在一起有的比较紧密,有的比较松散,如果用手一捏或指甲一划颗粒就掉出来的,一定是属于比较松散的) ★听:听什么?(板:听) (岩石互相敲击听声音,有的听起来比较清脆,有的比较混浊) ★闻:闻什么?(闻气味)(板:闻) 3、指导滴稀盐酸的方法 除了这些观察方法外,我们再来学习一个观察方法,那就是滴稀盐酸看反应。(板:滴稀盐酸) 教师边演示边简介:实验时,首先把所有岩石都放在玻璃皿里,然后轻轻捏一下滴管,稀盐酸就吸上来了,再同时在每一块岩石上滴一滴稀盐酸,看看岩石的反应,最后把滴管放回滴瓶。稀盐酸和你们桌上的这杯水不一样,它有很强的腐蚀性,沾到皮肤和眼睛上就会被腐蚀,所以操作时要小心、谨慎。 4、学习观察记录表(其实利用这些方法还可以观察到岩石的很多内容。) ★(出示观察记录表)请看这张观察记录表,还有不明白的吗?(随机出示各种图片帮助理解岩石的层理、气孔、斑点、生物痕迹等) ★记录员请注意,选择了哪块岩石先把这块岩石编号写上,其中,岩石颜色和颗粒颜色需要描述填写,其他的特点如果有的或符合的在格子里打“√”就行。 5、出示温馨提示,学习提示 在实验前,还有几个提醒: A、选择喜欢的岩石(至少4 块),仔细地观察它们的主要特征; B、滴稀盐酸时,要小心谨慎,滴过稀盐酸的岩石要用镊子夹住岩石放在清水中清洗; C、把滴稀盐酸的实验放在所有观察活动的最后进行; D、观察记录结束,请整理好实验材料,准备用自己的话来描述岩石的特征。 三、学生观察实验(13 分) 1、开始观察实验,大约过8 分钟后,请材料员来领取稀盐酸。 3 岩石观察记录表 第 实验小组 实验员: 岩 石 编 号 岩石的显着特征 新的观察方法 颜色 敲击听声音 岩石构造 岩石颗粒的形态 滴稀盐酸 的反应 层理 气孔 斑点 条纹 生物 痕迹 颗粒 颜色 颗粒粗细 颗粒 结构 粗粒 中粒 细粒 松散 紧密 冒气泡 不冒气泡 混浊 清脆 有的打“√” 符合的打“√” 2、教师巡视指导,选择有代表性的三组实验记录单打☆。(中、好、好、好) 3、(音乐声响起)请材料员整理实验材料。 四、实验汇报(8 分) ★刚才同学们观察得这么认真,一定有不少发现吧?选择自己喜欢的岩石,在小组内试着描述一下岩石的特征,教师巡视指导描述。选择(中、好、好、好的同学)打☆ ★指名1 位学生上台描述,其他同学拿出记录单边听边对照。 集体评议(问:其他同学有没有不同发现?) ★谁能借助记录表,用自己的话描述出你们的发现呢? ★(幻灯片随机出示岩石)(指名2 位学生描述) 激励性评价:你的发现可真不少!我想这跟你的仔细观察是分不开的。或是:我想如果你观察得更仔细点,一定能描述得更完美! ★(出示3 号和4 号两块岩石)这两块岩石看上去差不多,老师总是分不清!谁来比较着描述出这两块岩石的异同。 ★学生描述 ★评议 (听出来了吗?这两块岩石最明显的区别就是?) 激励性评价:你能把两块看似相同的岩石区分得这么清楚,真能干!这块岩石奖给——未来的地质专家。 五、鉴别岩石(6 分) 1、刚才同学们对岩石进行了描述,接下来,我们来看一看地质学家是怎样描述岩石的?(出示68 页岩石资料)同学们可以看大屏幕,也可以看书本68 页的岩石资料, 2、学生阅读 3、请同学们根据这些资料,来鉴别一下我们刚才观察的这 6 块岩石分别叫什么名字?(出示连线题) 你是根据什么来识别的?说说理由(一定要说出它区别于其他岩石的显着特 4 征。) 4、是啊!我们可以根据岩石的显着特征来识别岩石,那我们的判断是否正确呢?我们来玩一个给岩石找家的游戏,(出示:给岩石找家)来验证我们的判断!第1、2、3 组拿起2 号岩石,第4、5、6 组拿起4 号岩石,第7、8、9 组拿起5 号岩石,第10、11、12 组拿起6 号岩石,知道手上这块岩石的名字吗? 咱们就从这里开始出发吧!请顺着符合岩石特点的箭头走。(分步出示泡泡图,边点击边介绍) 都找到家了吗?有没有迷路的?这说明刚才我们的鉴别是正确的。 5、好,我们已经认识了这些岩石,现在我们来做一个说说猜猜的游戏。 游戏规则:描述岩石1 个或2 个明显的特征(不能超过2 个),让其他同学一下子就猜出这块岩石的名称,大家能猜出来就说明你的描述成功了!(掌声) 谁来描述?谁来猜? 六、总结谈话(2 分) 1、岩石在生活中随处可见,请同学们留心观察,识别一下它们属于什么岩石? 2、这些形态万千的岩石究竟是怎样形成的呢?课后请大家仔细阅读书本第81 页有关岩石的成因。 板书设计: 摸 颗粒 颜色 认 (放大镜) 条纹 识 看 �6�7�6�7 几 (滴稀盐酸) 种 常 见 闻 的 岩 石 听 5 让探究的天空更蔚蓝 ——《认识几种常见的岩石》试教体会 一、巧铺搭石——建构结构性材料是有效探究的前提 首先,活动材料是小学科学教学中学生进行科学学习的基础和关键,教师精心设计、选择、提供有结构的材料是探究式教学得以开展的根本,是学生参与实践,自行探究的前提,也是促进学生形成科学素养的关键。因此,我根据教材的要求、本课教学的目标以及学生的年龄特点等具体情况精心选择具有典型性、启发性、可操作性的六块岩石。比如:在选取板岩、石灰岩和页岩的时候,教材上说敲击板岩有清脆的声音,而敲击页岩没有砰声,经过反复实践,发现敲击板岩和页岩发出的声音没有明显的区别,所以板岩和页岩只能选取其中的一种。如果选取板岩和石灰岩的话,这两块岩石在颗粒颜色、颗粒粗细、颗粒的结构上比较相似,在视觉上会造成模糊的感觉,然后就会促使学生进一步认真仔细地去探究它们的不同点。在选取石灰岩时发现许多石灰岩上有很多白色的杂质,看上去像是白色条纹,试教的时候,学生往往把这些杂质当作石灰岩的显着特征来描述,于是,我又对每一块岩石作了精心地挑选。 其次,在学生对某个感兴趣的问题进行深入探讨时,要保证学生有足够的探究时间,如试教时,在观察实验的一开始就给学生提供了稀盐酸的滴瓶、滴管,学生对这新鲜事物很感兴趣,把老师布置的所有观察任务抛到了脑后,再加上我老是担心完不成“任务”,给学生 12 分钟时间去观察 6 块岩石,可想而知,学生对岩石的观察只有草草收场!造成让学生描述这一环节一团糟。于是,我在岩石的数量上作了调整,让学生自主选择4 块岩石进行仔细地观察,又留给学生对所收集的事实进行交流、梳理、思考、完善的时间。所以学生对自己选择的岩石描述得非常到位,收到了预期的效果。 二、勾兑融合——善于捕捉动态生成是有效探究的关键 精心选择活动材料的目的是为了更好的服务课堂教学,服务于学生,使他们有效地进行科学探究,如何使这些结构性材料发挥它的最大效用呢?这跟教师是否能及时捕捉到课堂上动态生成的宝贵信息,灵活机动地勾兑融合是密不可分的。 试教前,学生对于岩石及观察岩石的方法究竟掌握到何种程度是个未知数,于是对观察岩石的方法及观察岩石的什么内容的指导是盲目的。结果是花费了大量的时间,收效却不大,学生对于层理、条纹、颗粒结构等众多的新名词新概念还是一筹莫展。因此,让四年级学生在有限的时间里完成对岩石特征的观察、记录,简直比登天还难!要解决这个难题,我首先想到的是源头问题——我们的学生对岩石及观察岩石的方法等等的前概念究竟有多少?在反复钻研教材及参考资料后,发现了第四单元可分两块内容“岩石”和“矿物”,前三节课主要探究“岩石”后三节课主要探究“矿物”,前三节探究“岩石”课是相互联系,逐步深入的。第一课“各种各样的岩石”就是让学生基于生活经验和已有知识水平,运用多种感官方法对岩石进行观察,获取岩石在表面的信息和一些有关岩石外部的特征,能根据一定的特点对岩石进行简单的分类。第二课“认识几种常见的岩石”是在学生学会运用多种方法观察岩石外部特征基础上深入观察岩石的结构和颗粒,能够初步认识常见的几种岩石的显着特征,并利用这些显着的特征,根据资料能够对岩石进行识别,初步了解构成岩石的颗粒,为第三课“岩石的组成”打下学习基础,第三课则更深入地让学生分析构成岩石的颗粒即岩石构成岩石的矿物。基于以上的认识,我对教案又作了全新的设计。现在的教学设计是这样的:首先在试教班级先上了第一课,因为这是开展第二课教学的基本前提。第一环节初步观察岩石删掉,因为是属于第一课的内容。本课主要围绕着两个探究活动展开:一是学生自主探究,进一步观察岩石。在观察、记录、描述岩石特征的基础上进一步概括、提炼岩石的显着特征。二是识别岩石,根据岩石的显着特征,借助资料,来分析、判断、鉴别岩石的种类。在指导 6 观察时,我把重心落在指导观测岩石的颗粒及滴稀盐酸看反应上,对于难以理解的概念辅以形象的感性图片来降低学生的认知难度,又对观察记录表作适当的调整,用打“√”的方法来降低学生记录的难度。在学生观察岩石时,又发现学生观察这6 块岩石杂乱无序、不能深入。再加上过早的发放稀盐酸,学生特别热衷对新鲜事物的研究,整个探究活动费时而无效。因此,我让学生在观察岩石7 分钟后再来领取稀盐酸,在温馨提示里特别强调自主选择喜欢的 4 块岩石,分工合作,一块一块地观察。这样每个学生都能潜心、细致地观察岩石。学生在汇报时,允许借助观察记录表描述岩石的特征,然后给学生时间整理、完善,用自己的话来描述,接着出示两块看上去比较相似的岩石比较着描述出它们的异同。在学习了岩石专家对岩石特征的描述后,让学生提炼每块岩石的显着特征来辨别岩石,这样循序渐进、水到渠成。学生对岩石的描述非常到位,这是对学生有效探究最好地诠释! 二、动态调控是有效探究的关键 三、 ——游戏激情激趣是有效探究的法宝 兴趣是最好的老师,如果能变枯燥乏味的科学知识为学生喜闻乐见的游戏,定会收到事半功的效果。娱乐电视经常有说说猜猜这一挡节目,我将这一活动在课前作为游戏形式引入课堂,通过学生描述猜测本班同学,使学生深刻地领悟到只有善于抓住人物显着特征进行描述方能获取成功的道理,又为下面岩石教学中说说猜猜环节,作了很好的铺垫作用,实属一举两得!在引题环节,把六块岩石做成卡通人物,以有请今天说说猜猜的主角闪亮登场切入主题,激发了学生学习探究的兴趣。在根据岩石颗粒情况鉴别观察结果这一环节中,泡派泡图使人眼花缭乱,显得很复杂,学生很难理清头绪,与前面探究岩石特征时那股认真专心的劲头比较,热情高涨的情绪早已飘到了九霄云外,因此让学生用心鉴别结果只能是纸上谈兵。于是,我将这一环节改为:人人手拿岩石,为岩石找家的游戏,学生探究的热情又被激活了,纷纷举起岩石,目不转睛地跟着大屏幕上的箭头寻找岩石的家。然后问学生为岩石找到家了吗?当看到为岩石找到家的学生一脸的兴奋,我就知道不仅是学生对岩石的明显特征有了进一步的加深,更重要的是他们已经经历了认认真真鉴别岩石的过程。在学生全面认识了岩石之后,我又设计了说说猜猜的环节,明确的游戏规则实际上是在强调要抓住岩石的显着特征来描述。描述的同学兴致勃勃,猜的同学兴趣盎然。学生学得轻松,学得扎实,何乐而不为呢? 内容多:首先,由于观察的内容是全新的,而且出现许多新的难以区分和理解的概念:如层理、纹理、条纹,颗粒粗细的划分,颗粒紧密和松散的区分等等需要细致地讲解。其次新的观察方法需要指导,要让学生明白然后在岩石观察中执行,有一定的难度,这里要求教师的指导要细致又省时高效。我尝试实行了图片辅助指导,由于要快速完成指导任务,图片又太小,学生浏览过后,还是不明白,操作中,学生对层理、条纹、气孔还是一筹莫展, 第一次试教超时12 分钟 应当让学生明确:我是用什么方法对岩石进行观察的?我观察到了岩石的哪些特点?我怎样描述岩石的特点。这三个问题是有逻辑联系的,第一句话强调科学课对探究方法的培养,要引导学生采用多样的方法全面地观察岩石,如手摸、鼻闻、轻轻敲打等;第二句话则是要求学生把感觉和自己的经验结合起来,思考观察的结果;第三句话要求学生在观察的基础上选择恰当的词汇记录和描述岩石的特征。 备注: 在“观察、描述岩石的特点”这一活动中,为什么要这么关注学生如何描述呢,因为描述可以促进学生思维、深化观察结果,更好地把握岩石的特征,以及去比较各种各样岩石的不 7 同。这不仅是观察活动本身的需要,更是对学生思维能力和科学态度的培养。 教科书第65 页的泡泡图,其周围的圆圈是留给学生填写的,要求学生把想到的描述岩石特点的词语填进去。描述岩石的词汇可以是闪亮、暗淡;光滑、粗糙;重的、轻的;透明、不透明等,通过这个环节的教学还希望能促进学生反复观察,从中能想到更多更恰当的词语。 “再次观察,我们还能有新的发现吗?”是指学生应该在交流活动中,如果注意倾听别人的描述,可能会给自己在观察内容和方法上一些启迪,产生再次观察的欲望。在再次观察的活动中,学习别人的观察方法,可能会有新的发现。 石灰岩:一般为浅灰、深灰色等,纯石灰岩为无色或白色。主要成分为方解石,有时含少量白云石,常混入石英、长石、云母和粘土矿物等。石灰岩性脆,硬度较小,用铁器易划出擦痕,遇5%的稀盐酸能剧烈起泡,易于辩别。 砾岩:与砂岩的区别是颗粒较粗,沉积物的颗粒大于 2 公厘称为砾岩,新鲜的颜色-基质多为白色、黄色、灰色. 风化后的颜色-黄褐色 板岩:颗粒很细,颗粒大小颜色相等,组合很紧密. 砂石:的颗粒均匀,质地细腻,结构疏松 花岗岩:通常为灰色、红色、蔷微色或灰、红相间的颜色,在加工磨光后,便形成色泽深浅不同的美丽斑点状花纹 大理岩:通常白色和灰色大理岩居多。其中 ,质地均匀、细粒、白色者,又称汉白玉 96 年参加工作,本科学历,小学一级教师。从教科学五年来,注重课堂教学中有效探究的研究,现任台州学院附属小学科学教师。 8
❽ 构造片岩及其特征
构造片岩是一种以片状矿物为主,呈带状展布且产于以粒状、柱状矿物为主的岩石中的特殊构造岩,不少人称其为片糜岩或糜棱片岩。实际上构造片岩是特定条件下经过强烈的构造变形使块状岩石或以粒状、柱状矿物为主的岩石,或者沉积碎屑岩,转化为以片状、纤状矿物为主的岩石,它并不以粒度减小为主要特征,尽管有时具双峰组构(既有新生片理,又有残余的糜棱叶理),但总体特征与糜棱岩的定义和特征仍有很大差别,称之为片糜岩不合适,也很容易与以片状矿物为主的岩石糜棱岩化的产物相混淆。
1.构造片岩的产出特征
构造片岩的原岩主要有两种不同类型:其一为岩浆岩,以粒状、柱状矿物为主的岩石,构造片岩的类型往往与围岩密切相关,如围岩为花岗质岩石,则形成白云母(绢云)石英片岩、绿泥白云(绢云)石英片岩;如产于中基性岩浆岩中,则形成绿泥阳起片岩、阳起石片岩、绿泥片岩;其二为碎屑沉积岩,经韧性变形作用之后形成了各种类型的片岩(如二云母石英片岩、黑云母片岩、白云母片岩等),并形成片理理和线理构造。所以,构造片岩及其变形带具有如下特征:
(1)构造片岩多发育在一些规模较大的、长期活动的线性构造带中,多叠加在早期构造片麻岩和糜棱岩之上(图4-2-4),或者发育在超糜棱岩中,或者产于初糜棱岩中,与早期糜棱岩带或构造片麻岩带的变形强度无关。大量研究结果表明,构造片岩在前寒武纪岩石中比较发育,在显生宙以来的造山带或构造活动带中也可形成。
(2)构造片岩带往往规模较小,宽几米至近百米,长度可达千米,在一些规模较大的线性构造带中,往往表现多条构造片岩带断续、平行分布,其走向与早期糜棱岩带或构造片麻岩带近于平行,但倾角与早期构造带稍有差别。
图4-2-5 构造片岩形成演化过程示意图
Qtz—石英;Pl—斜长石;Ab—钠长石;Chl—绿泥石;Srt—绢云母;Cal—方解石
在构造片岩中,显微穿晶裂隙和显微粒间裂隙是其边部岩石中的主要构造特征,这些裂隙明显切割不同类型和方位的矿物,破裂开始都属于剪切和张性破裂,随着应变增强,它们不断聚合、增大,在剖面上和平面上形成网状图案,并被新生的绿泥石、绢云母和石英充填。实际上,这些显微裂隙完全是由穿过不同矿物颗粒或颗粒之间的新生矿物带反映出来的,镜下观察表明,显微裂隙与新生矿物几乎同时形成。之外,在一些初始的显微裂隙中,新生成的石英表现出强烈的应变组构,反映出新生矿物形成的同构造性,这种特征与脆性断裂中的碎裂岩系和韧性剪切带中的糜棱岩系有明显的差异。
扩散物质迁移是构造片岩形成的另一种主要变形机制,扩散物质迁移导致的岩石变形是通过高应力部位物质的溶解和低应力部位物质的沉淀而进行的。在构造片岩形成的过程中,物质扩散迁移是在流体的参加下进行的。在此情况下,物质的扩散沿着显微裂隙中的流体薄膜产生,它不仅表现为晶体内部物质的迁出,而且也是流体中某些物质向晶体迁入,由此导致晶体结构发生变化,形成新的矿物相。晶内迁出的物质被流动的流体携带,产生物质的渗透,并在一些扩容带发生沉淀。构造片岩中新生矿物网带不断扩大、合并,透镜状原岩残块不断减小并消失,以及构造片岩带中某些石英脉、钠长石脉和方解石脉的形成即是物质扩散迁移的产物。
颗粒边界滑移是一种重要的变形机制。构造片岩中,很多新颗粒粒度较细,并保持等轴状,构成颗粒边界滑移的条件,特别是层状硅酸盐岩的存在,沿着这些矿物底面粒间滑动变形就更重要了。构造片岩中,片状矿物定向逐渐强烈,并呈明显的片状矿物带和粒状矿物带,显然是颗粒边界滑移的结果。构造片岩形成过程中,大量流体的加入减小了颗粒之间的黏结力和摩擦力,促进了这种变形机制的发生。构造片岩发育晚期,岩石中石英颗粒内应变组构不发育,也明显说明了这一点。
总之,构造片岩的形成不同于构造片麻岩、糜棱岩和碎裂岩,是高级变质岩从地壳深部构造层次上抬升到中浅部构造层次上,在构造带中有流体参加的情况下,由于不稳定显微破裂作用、物质扩散迁移和颗粒边界滑移共同作用的结果。
❾ 耗资1亿的冒险电影,总票房8千多万,全靠巨石强森撑起吗
美国的冒险电影只能算是一般,只是有些演员还是挺不错的。曾经一部耗资约1亿的美国冒险电影《宙斯之子:赫拉克勒斯》,最终票房才8千多万,还是靠巨石强森撑起。2年前道恩·强森以6,450万美元(约5亿港元),成为2016年吸金力最强的男星。道恩强森为什么也叫巨石强森?因为rock是强森进入WWE的艺名,rock有岩石的意思,所以道恩强森也叫巨石强森。
对于这种电影就不需要说剧情不剧情的,毕竟那是侮辱智商的行为。男主角选得很好,岩石非常适合这类角色。但片子着实比预料的好看,是一部勉强能看看的古装动作片,没有什么亮点没有什么值得回忆的,娱乐性虽足,但结尾没能激起什么太高的火花,甚至一场仗都没打,总之,这部耗资约1亿的美国冒险大片,最后却收到8千多万的票房,也是情理之中的事!
❿ 地球的板壳是如何运动的
地球板块运动学说的发展主要经历了三个阶段:大陆漂移学说、海底扩张学说和板块构造学说。请看三个学说如何解释板块运动:
地球本身就是在不断运动的,加之地球本身又是个水球,地球上板块时刻都是在动,只是我们察觉不到而已!地球的大气没有像金星那样充满致命的二氧化碳,根本原因就在于板块运动。火山喷发会向大气释放二氧化碳,造山运动暴露出来的岩石会大量吸收二氧化碳。