㈠ 岩石力學的形成與發展
岩石力學是從工程建設中形成，與工程建設緊密聯系的一門新興邊緣性學科，其歷史短，發展迅速，但形成過程漫長。已知公元前 2 世紀，李冰利用岩體熱脹冷縮特性，採用火烤水淋法破裂岩體，開鑿都江堰寶瓶口、劈山修渠，這屬於岩石力學的萌芽。公元 1 世紀，我國勞動人民利用沖擊破碎法，開鑿深數百米的鹽井。歷代采礦，採用支護、回填、留柱等方法，以防岩體冒頂、偏幫、壓裂破碎等地壓現象，均屬岩石力學具體運用，不過是憑直觀經驗、尚無系統理念。西方經第三次產業革命後，資本主義生產迅速發展，在人類經濟建設活動中，岩石力學隨之誕生，1878 年海姆 (A. Heim) 提出深層岩體應力處於靜水應力狀態的假說。1926 年施米德 (H. Schmid) 運用海姆假說，結合岩體彈性概念，解決洞室圍岩應力分布。同期金尼克 (A. H. Диннику) 提出岩體中天然應力狀態的公式，普魯托吉雅克諾夫 (M. M. Прутоцняконов) 提出天然平衡拱理論，這些對岩石力學的探討、為這一新興學科提供了生長點。第二次世界大戰後，各國大量興建各項工程，面臨一系列科學技術問題，促進了岩石力學的蓬勃發展。在此時期，多以連續介質、均質彈塑性理論以及極限平衡理論為主要計算原理。在試驗方面，則以室內小試塊的物理力學試驗為主，但亦結合工程進行針對性的野外大型試驗。同一期間，繆勒 (L. Müller) 等歐洲學者，開展了緊密結合實際情況的研究工作，創建了著名岩石力學奧地利學派，於 1951 年在薩爾斯堡舉行以地質力學為主題的，第一次國際岩石力學討論會。
1957 年後，有關岩石力學著作不斷涌現，標志著一門完整體系的獨立新興學科的誕生與興起。在 1957 ～1965 年，拉布舍維奇 (V. Rabcewicz) 、繆勒、帕克 (F. Pacher) 等人在總結隧道工程的經驗基礎上，研究開發新奧地利隧道施工法，簡稱新奧法。該方法是基於岩石彈塑性理論，隧洞岩體動態觀測資料有關岩體自護能力的變形時效概念以及岩體工程地質態勢分類，以確定開挖工藝與支護方法。這是科學理念與經驗融合的高超工藝，在歐洲獲得成功運用並擴及世界各國，為岩石力學做出了很大的貢獻。
1962 年國際岩石力學學會成立。1966 年在里斯本召開了國際岩石力學學會第一次大會，基於馬爾帕塞拱壩潰決、瓦央水庫庫岸巨型大滑坡的災變教訓，提出須重視工程地質岩石力學的更新知識，創造岩石力學性能定型判據。岩石力學的更新理念，多是從隧洞施工實踐經驗中總結建立。壩與邊坡工程的岩石力學，亦藉助隧洞的成果同時發展。岩石力學的發展，從初期的單一因素，發展為多因素的權值分類法，後鎖定 1976 年權值分類標準的地質力學分類法，使設計所需岩石力學參數，由定性的經驗法向科學檢測的全面量化發展。早期的分類，有泰沙基 (K. Terzaghi) 於 1946 年提出的岩石載荷分類法，後為迪爾 (V. Deere) 等人修正，此法在美國地下工程中普遍運用近 50 年。考慮到岩體缺陷與損傷，對隧洞縱橫向跨度自穩時間長短的影響，拉弗爾 (H. Laffer) 於 1958 年提出支撐時間分類法，後由帕克等人修正，形成以地層態勢定性的新奧法分類，這是一種科學的經驗尺度方法，具科學理論基礎。1967 年迪爾以修正的岩心採取率，作岩石質量指標(RQD) 的分類，現已作為鑽孔岩心記錄標准參數，並成為後期岩體權值系統———RMR 系統與岩體質量指標定量分類的 Q-系統的基本元素。當無鑽孔岩心資料時，通過沿垂直與水平方向的節理線密度統計，按 1976 年普里斯特 (Priest) 公式求各個方向的 RQD 值。據此可評價大壩基礎及邊坡的岩體質量以及與其三維空間岩石質量的變化情況。1972 年威克漢姆 (G. Wickham) 等人，考慮了多參數權值系統的定量岩體分類，稱岩石結構權值分類法 (RSR) 是針對隧洞圍岩支護設計模式的岩體分類系統。這一分類法考慮了岩體強度類型與構造損傷程度的權值系統; 岩體結構面產狀要素與洞室施工結構相關性的權值系數; 地下水對前兩因素影響的權值系統; 所得三權值評價參數之和，即為 RSR 值。RSR 分類法是為隧洞選擇鋼柱支護的一種有效方法。根據洞探等所掌握隧洞岩體質量確定 RSR 的預計值，繪制該直徑隧洞在各典型地層段的支護需求草圖，在研究隧洞支護時，引入支柱率原則。此原則必須先求泰沙基的岩石載荷支柱間距，然後除以所使用支柱尺寸的理論支護間距，得載荷支柱間距與相應所需理論間距的百分比，使 RSR值與實際支護聯系起來，辛海 (Sinha) (1988) 指出 RSR 法是泰沙基法的一種改良，而非一種獨立系統。但 RSR 分類的主要貢獻是創建岩體權值系統概念。
上述岩體分類未能全面反映岩體的復雜構造與結構、結構面狀態及其所處場勢情況，隨建設發展不斷要求岩石力學探索更新的研究方法，所以 RMR 與 Q 系統對岩體分類定量評價方法相繼產生，使岩石力學研究，起了較能符合和滿足實際要求的質的轉變與飛躍。
RMR 系統 分 類 稱 岩 體 權 值 系 統 分 類， 亦 稱 地 質 力 學 分 類， 是 比 尼 沃 斯 基(T. Bieniawski) 1973 年提出，並在後期應用中獲得很大改進。該分類考慮了岩石的單軸抗壓強度; 岩體質量指標; 損傷破裂面間距; 破裂結構面條件; 水文地質條件五個參數的分級權值、加上結構空間展布與建築物實施的相關影響所作的調整權值、由權值總數定出岩體等級，由岩體等級確定地下洞室岩體黏聚力強度 (抗拉張破壞強度) 、岩體內摩擦角及岩體平均支承時間。第六項為調整參數權值，具較具體的針對性，可在地下工程、壩基與邊坡工程中運用。1980 年霍克-布朗 (Hock-Brown) 用 RMR 分類，確定岩體破壞時應力強度的理論公式。式中將岩體受力變化程度和其內摩擦角、建立與 RMR 在受擾動與未受擾動情況下的關系式。由於 RMR 中的參數權值已經多次修正，霍克提出，當 RMR ﹥18 則採用 1976 年的規定，將 RMR76稱為 GSI 地質力學指標分類。並據以求出岩體的抗壓抗拉強度與 φ、c 值; 岩體的變形模量、則依據 RMR≈57 為界，分別採用比尼沃斯基與塞拉芬提出的相應公式求解。於是則形成建築物基礎設計所需岩體力學參數選取的工程系統。在對岩石邊坡穩定性評估方面，1985 年羅曼娜 (Romana) 根據野外資料，認識到岩石邊坡穩定性，受不連續面力學特性控制、受結構面空間展布與邊坡關系的影響，提出RMR 系統中不連續面產狀與邊坡關系之參數改正的階乘方法，刪去原 RMR 系統中結構面方向改正因素，添加開挖方法改正權值，經修正成為 SMR 法，使 RMR 分類法適用於岩石邊坡，包括軟弱岩體、嚴重節理化岩體邊坡穩定性的初步評估。這是對邊坡地質災害研究的重要貢獻。綜上所述，RMR 分類法提出，經發展中創新修正，已日臻完善。但 RMR 分類法忽視了三個重要性質，即各種節理粗糙度、充填節理的抗剪強度、地下洞室中岩石本身的荷載。1974 年巴頓 (N. Barton) 根據幾百個工程實例，用 RMR 分類法優點，改進其缺陷與不足，提出隧洞圍岩岩體質量指標分類法、Q--系統法。其使用岩石質量; 節理組數; 節理粗糙度值; 節理蝕變度值; 節理含水折減系數; 應力折減系數六個參數值。形成岩石質量與節理組數的商，代表岩石塊體的狀態; 節理粗糙度與節理蝕變度的商，代表塊體間剪切強度指標; 節理含水折減系數與應力折減系數的商，是表述有效應力狀態。三個商值之積即為 Q 值。由 Q 指標與工程總結建立的關系式，求圍岩頂拱壓力及 Q 與等效尺度之間的關系，確定合適的支護措施，並建立 Q 與 RMR 之間的關系式。Q 系統是一種定量分類系統，是促進隧洞支護設計的工程系統，在 Q 系統中，巴頓等人認為: 節理組數、糙度、蝕變度三個參數，比起節理方向來說起更重要作用，節理糙度與蝕變度，是指最不合適的節理，暗示了方向。當包含節理方向時，Q 分類就會顯得通用程度不夠，為避免復雜化，防止局限，使研究者主要精力集中於幾個重要指標上。
在岩體分類法演進至對岩體宏觀力學參數達定量化確定時，室內外試驗技術，已滿足高精度要求，這些現有野外地應力的壓磁法、應力解除法測試、占孔水壓致裂法的應力研究、平洞全斷面徑向千斤頂壓法、水壓法的岩體宏觀變形模量測試、野外大三軸試驗、流變試驗、抗剪抗切試驗以及動力法電法的探測等。關於不同粗糙度結構面的抗剪強度，在佩頓 (F. Patton) 對剪脹角研究的基礎上，巴頓考慮了結構面糙度與其表面抗壓強度，提出在不同應力條件下的抗剪強度公式。為配合岩體分類與抗剪強度野外定量研究，進行了野外相關物理力學性要求的快速測定。如施米特錘法、結構面糙度測量等。室內有全息性三軸試驗、抗風化效應試驗、結構面影響強度、變形試驗、地質體模擬試驗等。隨電子計算機發展、數值分析法迅速發展與完善，從有限元、邊界元、離散元發展為自適應有限元、模擬模擬等。但其成果決定於參數的正確及物理模型與實際的一致。
㈡ 岩石成因討論
(一)花崗岩類的成因
花崗岩的成因歷來是岩石學家爭論不休的問題。目前，許多人已認識到，Ⅰ型、S型的簡單分類難以反映自然界復雜的現象，因而主張放棄這種分類(Pitcher，1993)。根據新獲得的大量岩石學、地球化學和Sr、Nd同位素成果資料，本次將海南島海西-印支期花崗岩類分為三個成因大類，即殼源重熔型(C型)、殼幔混合型(H型)及A型，其中A型又分鋁質A型和鹼質A型兩個亞類。它們的主要判別標志如表1-22所示，不同類型花崗岩中的黑雲母種類見圖1-20。必須說明的是，各類型之間有時並無截然的區別，因為正如Leake(1990)所指出的，花崗岩實際上可能是一種地幔源與地殼源之間的連續譜系。此外，A型花崗岩與C型、H型等成因類型的分類原則並不一致，本書將其與C型、H型並列是因為A型花崗岩具有獨特的岩石地球化學性質及構造環境指示意義。
表1-22 海南海西-印支期花崗岩類成因類型及其主要特徵
續表
海南海西-印支期殼源重熔型花崗岩不太發育，主要有早二疊世晚期的同逆沖期(後碰撞早期)及晚二疊世末同剪切期(同碰撞晚期)強過鋁花崗岩和三疊紀後造山階段弱過鋁-強過鋁花崗岩。按Barbarin(1996)的研究，殼源重熔型主要包括含堇青石過鋁花崗岩(CPG)和含白雲母過鋁花崗岩(MPG)兩類，分別代表岩漿中貧水、富水。本區除石榴石花崗岩可能屬特殊的殼源重熔型花崗岩外，其他殼源型花崗岩相當於含白雲母過鋁花崗岩(MPG)。以前往往將殼源重熔(改造)型花崗岩類等同於S型花崗岩類，也即認為其源岩為(變)沉積岩。但測區早二疊世後碰撞強過鋁花崗岩的初始鍶比值比早三疊世後造山殼源花崗岩的明顯低(分別為0.70809～0.71106和0.71658～0.71717)，εNd(t)則比後者高(分別為－4.17～－5.47和－7.59～－8.46)，但其鋁指數A/CNK卻比後者高得多(分別為1.11～1.17及0.95～1.07)，說明上述後碰撞花崗岩的源岩比後造山花崗岩的源岩更基性，表明過鋁花崗岩確實並不能直接映射(image)其源區，而強烈反映了地殼部分熔融的條件及其原因(Chappell，1984)。強過鋁花崗岩可以由貧鋁的原岩熔融形成(Patino Douce和Beard，1995)。在花崗岩源岩判別圖解上(圖1-33)，海南早二疊世強過鋁花崗岩除新風嶺單元外，便文村和順作單元都落入或靠近斜長角閃岩區。實際上，在瓊中和膠東等地作者都曾見到過由斜長角閃岩經混合化形成過鋁花崗岩的現象。海南海西-印支期殼源重熔型過鋁花崗岩的T2DM平均為1628Ma，與瓊中地區中元古代抱板群斜長角閃岩(變中基性岩)的TDM平均值1560Ma相近，在εNd(t)-t圖解上(圖1-34)也落入斜長角閃岩演化域，說明它們主要是由中元古代抱板群斜長角閃岩或其衍生物重熔而來。所以過鋁花崗岩不但可以由變沉積岩重熔形成，也可由(變)火成岩甚至基性岩深熔形成。而且應該指出，本文歸為殼源重熔型的花崗岩並不能說就完全沒有地幔物質的加入，比如有些歸為殼源重熔型的花崗岩中也可有少量微粒閃長質包體(如尖峰超單元、進嶺單元)可能反映了有幔源物質的混入。
圖1-33 海南早二疊世強過鋁花崗岩源岩判別圖解
圖1-34海南海西-印支期花崗岩εNd(t)-t圖解
海南島海西-印支期時殼幔混合型花崗岩最為多見。這類岩體的最主要特點是早期單元中含有大量鎂鐵質微粒包體(MME)，暗色礦物析離體也較常見。MME常為渾圓狀外形，有時見冷凝邊或暗色礦物富集邊，常見反向脈、雙包體(double enclaves)，包體中見有寄主岩石的礦物捕虜晶(如眼斑石英、遭熔蝕或次生加大的長石斑晶等)並具有假粒玄結構、針狀磷灰石等反映岩漿高溫快速結晶的結構，包體和寄主岩中都可見到長石的環帶結構、環狀包裹體結構、有時見似環斑結構(rapakivi-like texture)。上述岩相學現象是岩漿混合包體的典型特徵(Didier，1973;Vernon，1984;Didier and Barbarin，1991;Perugini and Poli，2000)。這類岩體的ISr和T2DM值一般比同區的殼源花崗岩的值有所降低，而εNd(t)值則稍高，其中MME的ISr和T2DM值一般與寄主花崗岩相近而略低，εNd(t)值則略高，說明除殼源物質外確實有新生地幔物質的加入。
海南印支期(三疊紀)A型花崗岩可分為鹼質A型和鋁質A型兩類，其中鹼質A型花崗岩具有富鹼、貧水，REE、Zr、Hf、Zn、F含量高及Ga/Al高等特點，在各種地球化學圖解中絕大多數落入A型花崗岩區(圖1-31)，除深溝鹼長正長岩中見有鹼性暗色礦物霓輝石(鈉錳輝石)外，本區其他鹼質A型花崗岩未發現鹼性暗色礦物，但其角閃石較富鹼(鹼含量一般>3%)、富鐵，主要屬鐵淺閃石和鐵淺閃石質角閃石，與西准噶爾東部A型花崗岩(楊富貴等，1999)相類似，但更加富鐵。本書將海南六連嶺超單元確定為鋁質A型花崗岩，是首次提出華南印支期的鋁質A型花崗岩。以前，這些岩體被當成是S型花崗岩。但相對於S型花崗岩，這類花崗岩具有獨特的地球化學性質，即富硅、鹼，貧鈣、鎂，准鋁-弱過鋁質，富鹼、富F、富HFSE，Ga/Al高、FeO*/MgO高、Rb/Sr高，岩石中包體及熔融殘留晶不發育，在A型花崗岩與其他類型花崗岩的各種判別圖解上絕大多數落入A型花崗岩區(圖1-31)。
關於A型花崗岩的成因已有多種模式。Collins et al.(1982)和Clemens et al.(1986)提出A型花崗岩可能是由原來曾產生過Ⅰ型花崗岩的基本無水的殘余長英質麻粒岩部分熔融派生的。Anderson et al.(1985)認為鋁質A型花崗岩的源岩可以是抽提了S型花崗岩熔體的變沉積岩。Creaser et al.(1991)則批判了殘余源岩模式，並提出英雲閃長質到花崗閃長質成分的地殼火成源岩經部分熔融作用可以派生出偏鋁質A型花崗岩。Skjerlie et al.(1992)的實驗研究也證實A型花崗岩源區物質不一定經歷過早期的熔融抽提作用。King et al.(1997)認為鋁質A型花崗岩與鹼性花崗岩具有不同的成因，前者起源於具正常水含量的長英質下地殼的部分熔融，其源區應是經過地幔流體交代而成為飽滿型(fertile)源區，即富集鹼質和HFSE，最理想的源區岩石應是飽滿型長英質麻粒岩;而鹼性花崗岩則為相對「干」的幔源鎂鐵質岩漿分異的產物。Poitrasson et al.(1994，1995)也主張鋁質A型花崗岩起源於下部地殼物質的部分熔融，但他們認為下地殼源區的成分應主要是鎂鐵質的，而鹼性花崗岩則為幔源岩漿與下地殼物質相互作用的產物。邱檢生et al.(2000)認為福建沿海鋁質A型花崗岩與鹼性花崗岩有相似的岩漿源區，兩者均為幔殼物質混熔的產物，由於岩漿體系中F、Cl含量的差異而引起岩漿分異演化途徑的不同可能是導致兩類岩石具有不同地球化學特徵的主要原因，因為Whalen(1986)、Clemens et al.(1986)、Charoy et al.(1994)的研究表明，A型岩漿富F，則有利於角閃石的分離結晶而使岩漿向過鋁質方向演化;如果富Cl，則有利於斜長石的分離結晶而使岩漿向過鹼性方向演化。劉昌實等(2003)認為南崑山鋁質A型花崗岩的源區位於幔-殼邊界相互作用帶內，由飽滿型長英質麻粒岩低度部分熔融作用所形成。由上可見，絕大多數研究者認為鋁質A型花崗岩來源於下地殼的部分熔融，爭論的焦點在於源岩是變火成岩還是變沉積岩，是熔融殘余源岩還是經歷過幔源流體交代富集的源岩。華南不同時代不同地區的鋁質A型花崗岩從未見到具有親緣演化關系的其它侵入岩與其直接共生，所以它們不是其它岩漿分異演化的產物。這些岩體岩性均一、地球化學特點非常相似，其εNd(t)值高於、ISr值低於同區變沉積岩源的花崗岩，其成因有兩種可能:一是其源岩不是或不全是變沉積岩;另一種可能是變沉積源岩受到了地幔物質的混合。我們傾向於認為它們是由長英質(變沉積)麻粒岩部分熔融作用所形成，但其源岩熔融前受到過地幔富鹵素(F)流體的交代作用，從而富集重稀土及Ta、Nb、Hf、Ga等高場強元素，並使其εNd值升高，ISr值降低。海南三疊紀鹼質A型花崗岩屬於正長岩-花崗岩套，其中各單元岩石的ISr值、εNd(t)值和T2DM值都基本一致，稀土元素配分模式及微量元素蛛網圖型式也很相似，說明它們是同源岩漿演化系列，其花崗岩類是石英正長岩漿結晶分異的產物。但正長質岩漿的來源則尚需探討。海南三疊紀正長岩類的ISr值、εNd(t)值和T2DM值都和同時代的基性岩類相似，所以，它們至少有三種可能的成因。一是由基性岩漿分異形成;二是底侵的基性岩漿再重熔;三是直接來源於與基性岩同源的富集地幔。由於與正長岩類伴生的基性岩類出露很少，基本可以排除第一種可能。一些研究者(如鄧晉福等，1996)認為，正長岩是加厚地殼條件下下地殼部分熔融的產物;另一些研究者(如Litvinovsky等，2002;Harris等，1999;陳斌等，2005)則認為正長質岩漿起源於富集地幔或形成於幔源玄武質岩漿和殼源物質的混合過程。最近的實驗岩石學數據似乎支持後一種認識:Litvinovsky等(2000)的實驗表明，在加厚地殼條件下長英質岩石發生部分熔融將產生花崗質岩漿(SiO2含量72%～73%)，而不是正長質岩漿。與之類似，Montel和Vielzeuf(1997)對各種成分的下地殼岩石進行的熔融實驗也表明正長質岩漿不可能直接形成於地殼岩石的深熔作用。Conceicao和Green(2004)的實驗則表明，交代地幔的減壓低度熔融可產生鉀質正長岩漿。所以，我們傾向於認為，海南三疊紀正長岩類來源於EMⅡ型富集地幔的減壓熔融，侵位過程中可能有少量地殼物質的混染。
(二)鐵鎂質侵入岩的成因與地幔源區性質
海南島海西-印支期鐵鎂質侵入岩雖然出露面積不大(不到侵入岩總面積的2%)，但具有比較重要的構造環境和成因指示意義。其岩石類型主要為輝長岩、閃長岩、石英閃長岩、二長閃長岩，少量二長岩、石英二長岩。這些鐵鎂質岩石分別屬於鉀玄岩、鈣鹼性玄武岩、拉斑玄武岩系列。現主要對早二疊世的鉀玄質侵入岩和中三疊世的拉斑質鎂鐵侵入岩的成因做一討論。
1.早二疊世鉀玄質侵入岩
為了解釋鉀玄質岩石所具有的富集LILE和LREE的特徵，已提出多種源區模式，如地幔交代或(古)俯沖帶變沉積組分再循環所富集的岩石圈地幔(Turner et al.，1996;Eklund et al.，1998;Feldstein ＆ Lange，1999;Janou?ek et al.，2000);殼、幔邊界附近橄欖岩、角閃岩、變泥質岩混合源(López-Moro ＆ López-Plaza，2004);軟流圈與富集岩石圈的混合(李獻華等，1999)等。一般認為，多數鉀玄質岩石起源於與俯沖作用有關的富鉀和大離子親石元素交代岩石圈地幔(Foley和Peccerillo，1992;Turner et al.，1996)。瓊中鉀玄質侵入岩系中最基性岩石(D3092-1)的SiO2含量較低，V、Ni、Co、Cr、Sc的含量較高，Mg#值較高，為57.6，接近於洋中脊拉斑玄武岩的Mg#值(60左右)(Beard和Lofgren)，表明其起源於地幔，並近似代表該岩系的原始岩漿。據其高初始鍶比值、較低的εNd(t)以及明顯富集LILE和LREE，其源區為富集岩石圈地幔(EMⅡ)(Zinder和Hart，1986)。一般認為EMⅡ型地幔是俯沖帶陸源物質進入上地幔再循環的結果，因為大陸沉積物的同位素特徵對於EMⅡ的形成最為理想(Zinder ＆ Hart，1986;Tommasini ＆ Poli，1995;Beccaluva et al.，2004)。與此相符的是，在εNd(t)-Nb/Th，εNd(t)-La/Nb和εNd(t)-Ba/Nb圖上(李曙光等，1993，1997)(圖1-35)，樣品D3092-1落入洋中脊型虧損地幔、陸源沉積物和俯沖洋殼析出流體三個端元之間的島弧火山岩源區或者說俯沖交代富集型地幔源區，並且很靠近後兩個端元一側(具有低Nb特徵)，顯示地幔源區中後兩種組分加入量增多。從目前的資料來看，海南島尚無在加里東期或更早時期發生過俯沖事件的證據。而在海南西北部產出了海西期典型的島弧-活動大陸邊緣型高鉀鈣鹼性輝長岩-閃長岩-石英閃長岩-英雲閃長岩-花崗閃長岩岩石組合，其全岩Rb-Sr等時線年齡為(299±10)Ma(馬大銓等，1991)及(287±11)Ma，在廣東梅縣-福建龍岩也見有可能屬洋島和島弧環境的石炭-二疊紀拉斑質玄武岩和玄武安山岩(王爾康和劉聰，1993)，福建前坪花崗閃長岩體全岩Rb-Sr等時線年齡為312.8Ma(高天鈞等，1999)。因此推測這一地幔富集事件與石炭紀-早二疊世華南板塊向印支-南海板塊俯沖時，洋殼及陸源沉積物在深部(榴輝岩相)產生的大量流體-熔體對虧損地幔的交代有關，榴輝岩相條件下，金紅石、石榴子石的殘留使交代物強烈虧損Nb、Ti、HREE(李曙光等，1997)。此外，俯沖時可能處於張性環境(馬里亞納型)，有利於洋殼和沉積物的俯沖，且類似於小安德列斯南端的海溝，沉積物供應量大(Uyeda和Subction，1982;凌洪飛和蔣少涌，2004)。
圖1-35 瓊中鉀玄質侵入岩的εNd(t)-Nb/Th，εNd(t)-La/Nb和εNd(t)-Ba/Nb圖
與俯沖相關的地幔交代的特點是形成金雲母和/或角閃石等含水相(Beccaluva et al.，2004)。依據不相容元素在金雲母和角閃石中相容性的差異，利用一些不相容元素的比值可以判斷熔融的岩石圈源區是含金雲母或是含角閃石(Furman ＆ Graham，1999;Yang et al.，2004)。近似代表原始岩漿的D3092-1樣品的Rb/Sr值較高(0.07)而Ba/Rb和Nb/Th值低(分別為16.56和0.62)，因此其源區含金雲母而不含角閃石。此外，石榴子石強烈富集HREE及Y，角閃石相對富集中稀土(MREE)(Green，1994)，而尖晶石強烈虧損REE及Y(Glaser and Foley，1999)，所以，當石榴子石為主要殘留相時，熔體表現為強烈虧損HREE，其Y/Yb>10，(Ho/Yb)N>1.2(葛小月等，2002;吳福元等，2002)。D3092-1樣明顯虧損重稀土(圖1-3a)，Y/Yb=14.32，(Ho/Yb)N=1.53，表明源區殘留相主要是石榴子石而不是角閃石或尖晶石，即來源於石榴子石相地幔的部分熔融。由於地幔中角閃石穩定下限約為80km，石榴子石穩定上限為70～80km(Wendlant ＆ Egg-ler，1980;Olafsson ＆ Eggler，1983)，綜合判斷，熔融源區深度>80km，成分為含金雲母石榴子石橄欖岩。
圖1-36 瓊中鉀玄質侵入岩的εNd(t)-SiO2和ISr-SiO2圖
瓊中鉀玄質侵入岩隨著樣品的SiO2含量的增加或MgO、Ni、Co、Cr的減少，總體上ISr相應升高而εNd(t)降低(圖1-36)，暗示幔源岩漿上侵定位過程中發生了地殼混染或混染伴隨結晶分離(AFC)(Li et al.，2004;夏萍和徐義剛，2004;Yang et al.，2005)，從圖1-36還可看出，幔源原始岩漿與不同的地殼物質發生了AFC過程，形成該岩系的不同岩石。此外，絕大多數樣品的87Sr/86Sr與1/Sr具有良好的正相關性(圖略)以及圖1-35中SiO2含量較高的樣品較靠近陸源沉積物或下地殼端元也支持岩漿在上侵過程中發生了地殼混染;而SiO2含量較高的岩石具明顯的Sr、Eu負異常則支持岩漿發生過分離結晶特別是斜長石的分離結晶。
2.中三疊世拉斑質鎂鐵侵入岩
如前所述，海南發育了中三疊世拉斑系列鎂鐵質侵入岩。廣西十萬大山也產出了三疊紀拉斑系列的玄武安山岩(汪洋和鄧晉福，2003)，湖南道縣發現了晚三疊世拉斑系列輝長岩包體(郭鋒等，1997)。DePaolo et al.(2000)認為拉斑玄武岩的起源深度在50km左右，如果其εNd值顯示出虧損的特徵，則表明軟流圈的上涌達到50km深的程度，相應的岩石圈厚度小於50km;而如果εNd值顯示出富集的特徵，則熔融作用發生於岩石圈地幔，岩石圈的厚度>50km。但由於富集岩石圈地幔的熔融一般發生於其底部，所以，此時岩石圈的厚度也應接近50km。海南三疊紀拉斑系列鎂鐵質岩的εNd值為較小的負值，說明此時岩石圈厚度大於並接近於50km。謝才富等(2005)根據海南三亞霓輝石正長岩的特徵曾推導出其熔融深度<60km，這與此是相一致的。而湖南道縣輝長岩包體的εNd值為正值，具有虧損地幔的特徵，說明其源於軟流圈，其岩石圈厚度小於50km。從(87Sr/86Sr)i-εNd(t)圖上(圖1-32)可看出，海南海西-印支期的鎂鐵質侵入岩基本都與富集岩石圈地幔Ⅱ型(EMⅡ)源區具親緣性。個別樣品同位素組成介於富集岩石圈地幔Ⅱ型及OIB之間，可能是軟流圈岩漿與EMⅡ地幔混合的結果。但海南三疊紀時的拉斑質鎂鐵侵入岩及正長岩類相對二疊紀的鎂鐵質為什麼具有略高的ISr和低得多的εNd(t)，是三疊紀幔源岩石來源於更古老的富集地幔或是其他原因還有待研究。
㈢ 哪位朋友幫忙寫一篇關於岩石的研究性學習結題報告急,謝謝了
岩石學是研究岩石的成分、結構構造、產狀、分布、成因、演化歷史和它與成礦作用的關系等的學科。地質學的分支。隕石、月岩等宇宙來源的岩石，也是岩石學的研究對象。岩石學常被分為岩理學和岩類學。前者主要研究岩石的成因，在早期多指與火成岩有關的成因研究；後者主要是鑒定岩石的成分和結構構造，進行岩石特徵的描述和分類，又稱描述岩石學或岩相學。
在古代，岩石和礦物統稱為「石」。最早有關礦物岩石性狀的記載是中國的《山海經》和古希臘泰奧弗拉斯托斯的《石頭論》。古希臘哲學家泰勒斯的「一切都來自於水，又復歸於水」論斷，可以看作關於沉積岩思想的萌芽。
18世紀後半葉至19世紀初，德國地質學家維爾納為首的弗萊堡學派倡導水成說，認為所有岩石都是渾沌水的沉澱物。最早沉積花崗岩和片麻岩，其次為片岩、大理岩等，後期為頁岩、砂岩、礫岩等。英國自然科學家赫頓於1788年提出了火成說，認為在地下熱的影響下，形成的熔融物可經火山活動形成火山岩，或在深部結晶形成花崗質岩石。
兩派各以自己的觀點排除對方，把所有的岩石基本看成是同一成因。1830年英國自然科學家萊伊爾提出岩石的成因分類，分為水成岩類、火山岩類、深成岩類和變質岩類，深成岩類包括花崗岩和片麻岩類。從「水火之爭」到萊伊爾以多種成因觀點代替單一成因觀點的岩石分類，是岩石學孕育階段的主要標志。
現代岩石學形成於19世紀中期至20世紀50年代。在這一階段，野外地質調查和區域性地質制圖有了較大的發展，使得歷史對比法在岩石學的各個領域都得到廣泛的應用，確定了各類岩石組合與其形成地質環境的聯系，加深了對岩石成因的了解。
現代的顯微岩石學，是英國地質學家索比把偏光顯微鏡運用於砂岩、石灰岩和粘板岩的觀察而開始的。德國齊克爾在1866年《描述岩石學教科書》，對岩石的許多亞類作詳細闡述。齊克爾1873年出版的《礦物和岩石在顯微鏡下特徵》和羅森布施的《岩相學主要礦物在顯微鏡下結構》，奠定了顯微岩石學的基礎。
19世紀末至20世紀早期，是岩石化學的形成時期。美國的克拉克和德國的奧桑都是這方面的創始人。克拉克與華盛頓等人合作研究從地表至十英里深處物質平均成分，發表了《火成岩平均成分》、《地殼成分》等重要著作，創造了CIPW岩石化學計演算法；挪威岩石學家福格特用礦渣作材料進行高溫熔融實驗，說明硅酸鹽中的共熔關系，確定礦物的結晶順序並把它運用於天然岩石；美國岩石學家鮑溫在1928年發表《火成岩的演化》，提出了鈣鹼性岩漿中礦物析出的反應系列及其原理，習稱「鮑溫反應原理」，奠定了岩漿分異作用理論基礎。在變質岩岩石學方面，挪威地球化學家戈爾德施密特和芬蘭岩石學家埃斯克拉，將物理化學中的相律運用於岩石學，創立了變質相的概念。
第二次世界大戰結束以後，特別是50年代以來，通過國際性多學科地學研究活動的開展，板塊學說興起並不斷發展，作為地質學科分支的岩石學進入了新的發展時期。
X光及電子顯微技術的發展，使岩石、礦物內部結構研究進入微區領域；微量分析技術如光譜、X光熒光分析等的發展，使稀土和微量元素定量成為可能，為某些成岩作用的過程的研究提供了定量依據；質譜分析可以測定岩石和礦物中同位素組成，不僅提供了有關成岩作用的時間信息，對示蹤岩漿演化、岩漿起源、岩石變質等原岩及其形成過程也都提供重要信息；高溫高壓實驗，能測定的壓力達到數百億帕，約合深度600公里以下，可以模擬上地幔某些岩石的形成。
上述新技術、新方法的應用為地殼早期岩石，洋底和深部地幔岩石的研究，積累了大量資料，推動了現代岩石學理論的完善化。地震研究使過去的一元或二元原始岩漿論，已轉變為受大地構造環境控制而形成的多元岩漿的觀點，洋中脊、裂谷帶、活動大陸邊緣和陸內環境都有不同的岩漿組合。
關於岩漿演化除了岩漿分異作用、岩漿同化作用之外，岩漿混合的觀點，也日益受到重視。板塊構造理論對沉積岩岩石學也有顯著影響，現代沉積岩石學理論認為：大型沉積盆地和它們的沉積中心與板塊運動有關，板塊的相互作用和板塊構造環境是沉積盆地演化和各種沉積相形成分布的關鍵。
用現代沉積作用和水動力學環境的實驗模擬資料來解決古沉積環境問題，是沉積岩石學研究的生長點。變質相和變質相系的研究初步奠定了變質作用和大地構造的聯系，而地幔與地殼的相互作用而產生的熱流是區域變質的根本原因。80年代以來變質作用的溫度-壓力-時間軌跡的研究揭示了變質作用歷史與地殼構造演化之間的關系。
岩石學的分支學科
火成岩岩石學是研究主要由岩漿作用形成的岩石的成分、結構構造，及其形成條件和演化歷史的學科。其運用現代實驗技術、物理化學、流體動力學等理論，闡明各類岩漿的演化運移和冷卻結晶等過程，依據岩漿岩區域地質分布結合大地構造單元，總結各類岩漿岩自然組合的時空分布規律。
沉積岩岩石學是研究沉積物和沉積岩的組成、結構、構造和成因的學科。其主要內容包括沉積物和沉積岩物質成分、粒度及其生物化石群落等的研究；判定沉積環境和沉積物的源區，闡明古地理條件和恢復古構造；根據碎屑物和基質的比例，根據礦物顆粒和有機組分的分選性，進行沉積物和沉積岩的分類；根據化學沉積物的特點判定水體化學性質和海水深度等。
變質岩岩石學是研究地殼內部發生的變質作用，和變質岩的形成特點及其演變歷史的學科，天體隕石的沖擊變質亦屬這一研究范疇。
在地殼演化過程中，地幔、地殼的相互作用，引起區域熱流和構造環境的變化，發生了一系列屬於不同變質相、變質相系和不同形變程度的變質岩石。它們是變質作用在自然界的記錄，因而也是變質岩岩石學的研究對象。變質岩石學又可分為兩個方向：變質地質學和變質實驗岩石學。
工業岩石學是用硅酸鹽工藝學的方法來研究和開發與硅酸鹽礦物有關的資源，又稱工藝岩石學。
其它的還有宇宙岩石學、化學岩石學、實驗岩石學、地幔岩石學、構造岩石學等。
岩石的形成與形成時的地質環境密不可分，岩石建造是地質環境的一種表現。因此為了闡明地質環境，區域地質學、大地構造學、構造地質學和地層學的研究是必不可少的知識；礦物學和地球化學可以闡明岩石中主要造岩礦物和元素遷移變化的規律，它們與化學熱力學和化學反應動力學相結合，可以說明岩石形成過程中可能的物理化學作用過程，以及岩漿發生的可能原岩。
宇宙岩石學可以看作岩石學與天文學之間的聯系環節，而地幔岩石學可以看作岩石學與地球物理學之間的橋梁，這兩個分支學科擴大了岩石學研究的時空范圍，所研究的深度可達600公里的地幔，時間可以上溯到40億年左右，其研究成果為研究地球早期演化提供了基礎資料。
作為自然體系的岩石組合，其成因是復雜的，受諸多因素所制約，並且與地殼演化有著密切的聯系。有成效的岩石學研究，一方面要擺脫傳統觀點的束縛，從單純岩石的描述中解放出來；另一方面也要防止簡單化的趨向，把復雜的成因問題納入簡單的成因模式。
岩石學的研究要掌握更多的岩相學、區域地質學資料，充分搞清各種岩石之間野外關系，加強岩石組合和岩石的物質組分(包括礦物學和地球化學)的研究，從而進一步引出客觀存在的形成條件和岩石構造歷史，並從物理化學基礎理論來闡明其內在聯系和發生的根本原因。此外，從全球構造觀點，總結分析岩漿建造、變質建造和沉積建造的時空分布規律，這些將是岩石學的基本任務。
美國科學家在最新一期英國《自然》雜志上報告說，通過分析古老硫酸鹽岩石里氧同位素含量比例，有可能獲得寶貴的信息以研究古代大氣狀況、地球氣候變遷史和物種滅絕等問題。
科學家一般通過鑽取南極和北極冰蓋中的古老冰芯來探究古代的大氣狀況。美國加利福尼亞大學聖迭戈分校的科學家說，他們對距今幾百萬乃至數千萬年前的岩石進行分析，發現其中氧同位素含量比例異常。這些岩石分別來自非洲納米布沙漠及美國西部的火山灰岩床，岩石中富含硫酸鹽。據認為，當這些岩石還處於熔融狀態時，其中的硫元素與大氣中的氧發生反應，從而記錄下了當時地球大氣中的氧同位素含量特徵，所以通過分析古老硫酸鹽岩石里氧同位素含量比例，可對數百萬年前的地球大氣成分進行推斷。
據科學家說，這一方法還可用於分析含硫量較高的火星岩石，從而研究火星大氣的歷史。
岩石是天然產出的具一定結構構造的礦物集合體，是構成地殼和上地幔的物質基礎。按成因分為岩漿岩、沉積岩和變質岩。其中岩漿岩是由高溫熔融的岩漿在地表或地下冷凝所形成的岩石，也稱火成岩；沉積岩是在地表條件下由風化作用、生物作用和火山作用的產物經水、空氣和冰川等外力的搬運、沉積和成岩固結而形成的岩石；變質岩是由先成的岩漿岩、沉積岩或變質岩，由於其所處地質環境的改變經變質作用而形成的岩石。
地殼深處和上地幔的上部主要由火成岩和變質岩組成。從地表向下16公里范圍內火成岩和變質岩的體積佔95%。地殼表面以沉積岩為主，它們約佔大陸面積的75%，洋底幾乎全部為沉積物所覆蓋。
岩石學主要研究岩石的物質成分、結構、構造、分類命名、形成條件、分布規律、成因、成礦關系以及岩石的演化過程等。它屬地質科學中的重要的基礎學科。
十八世紀末岩石學從礦物學中脫胎出來而發展成一門獨立的學科。在岩石學發展的初期，主要研究的是火成岩，到了十九世紀中葉才開始系統地研究變質岩，而沉積岩直到二十世紀初才引起人們的注意。目前岩石學正沿著岩漿岩石學、沉積岩石學和變質岩石學三個主要的分支方向發展。
㈣ （一）岩石物性
統計研究區主要岩石種類的重、磁參數（表3-1）可以看出：沉積岩的密度變化范圍為（2.29～2.75）×103kg/m3，由新到老逐漸增大，沉積岩的磁性都十分微弱，一般可視為無磁性層。變質岩類總體上具有密度高、磁性強、變化范圍大的特徵。岩漿岩的密度值ρ一般在（2.85～3.10）×103kg/m3，其在重力場中反映為重力高異常；而磁化率κ＝（655～2060）×10-64πSI，航磁圖上表現為較強的以正為主、正負相間的磁異常。火山岩的磁性大於侵入岩，密度稍低。
表3-1 山東省魯西北地區岩石重、磁參數統計表
註：資料來源於《山東省北部地區區域重力調查成果報告》，1990，山東省地礦局物化探大隊。
山東省重、磁場以沂沭斷裂帶為界分為魯東、魯西兩部分。本次研究工作區位於沂沭斷裂帶以西，齊河-廣饒斷裂以北的魯西北平原區，重、磁場的主要特徵是：重力場條塊分割，磁場變化復雜。重、磁場的分布特徵反映了該地區的基本構造格架及地層、岩漿岩的發育情況。
㈤ 研究性學習 關於岩石的觀察 700字以內
各種各樣的岩石》是教科版《科學》四下第四單元《岩石和礦物》的第一課，它屬於「科學探究」的目標系列，本課主要是讓學生通過多種感官、多種方法探究常見岩石的特徵，培養學生觀察岩石、研究岩石的興趣，培養學生的觀察能力、分類能力和創新能力。本課教材共2頁，分為2個部分。第一部分：開個石頭展覽會，是對岩石個性特徵的觀察，重點是對「我的岩石」的觀察活動，引導學生採用多樣的方法觀察岩石，並遵循「觀察方法－觀察結果」的邏輯關系交流探究結果。第二部分給岩石分類，是第一部分的延續，目的在於讓學生們研究一群岩石的共性特徵，給岩石分類要學會根據岩石的某個特點確定分類標准。本課既有讓學生對已有岩石認知的了解和交流，更是指導學生運用觀察器官和觀察工具觀察研究岩石的過程。通過收集岩石、觀察岩石、比較岩石、給岩石分類，發展學生的觀察和分類水平。
二、說學情
四年級學生對岩石已有一定了解：他們知道在哪兒可以找到岩石，在家觀察過放在水裡的岩石，有的從課外科普書籍上了解了許多關於岩石的知識。這些都成為本課的學習的基礎。本課以岩石為話題，引導學生開展各種研究活動。學生對岩石並不陌生，對岩石是各種各樣的也早就心知肚明，但有時越是熟悉的事物學生越不容易產生關注，學生並不會花很多的時間去探究岩石更多的奧秘，這恰是我們教學有價值的地方。學生對收集岩石一般比較感興趣，而對岩石細致的觀察和切實有效的分類則需要教師精心的設計和指導。
三、說教法
「各種各樣的岩石」一課屬於「科學探究」的目標系列，從教學流程來分析，本課的教學重在對岩石的觀察、比較，不斷挖掘學生觀察、比較、分類的潛能，重視學生在對岩石研究過程中的信息的收集和整理，力求通過多種活動將學生對岩石的零散的發現如珍珠項鏈一樣串起來，形成自己對岩石的科學概念。而對於四年級的學生的認知水平來說，這種觀察又不適合大步子、粗線條教學，四年級的學生從接觸科學到現在，他們經歷的觀察活動雖然比較多，但教學期望往往與實際效果有一定距離，為此，本課仍宜採用層層推進的方式設計教學，對學生觀察能力、科學探究能力的要求不能過高，必須符合四年級學生的年齡特點，由扶到放，逐步培養。
四、說教學目標
科學概念
1．誘發學生對岩石的原有認識，建立岩石的初步概念：岩石是各種各樣的，在顏色、花紋、軟硬、輕重、顆粒大小、手感等方面有各自的特點。
2．岩石可以按照不同的特點分成不同的類別。
3．不同的分類標准其分類的結果也可能不同。
過程與方法
1．學生能夠以個人參與或小組參與為形式，獲得在附近尋找岩石的親身經歷。
2．在課堂中能夠綜合運用感官對岩石進行直接的觀察,讓孩子經歷觀察岩石特點的活動過程,獲得觀察岩石的基本方法及技能。
3．能以岩石的某種特點為分類標准給岩石分類。
·情感態度與價值觀
1．養成良好的實驗習慣，願意與他人合作並交流。
2．從欣賞自然界中的石頭美景獲得美的體驗，從而熱愛大自然。
3．讓孩子獲得豐富的研究岩石的愉悅情感。
五、說教學設計理念和特色
本節課我設計的理念是將學生定位於觀察者和科學探究者，突出學生的主體地位，根據學生的已有經驗和興趣，直接用三個卡通問號板貼和小布袋創設問題情境導入新課，通過讓學生猜、看、摸、聞等方式，喚起學生對一些常用觀察方法的回憶，並期望通過本環節的教學，讓學生能在生活中撿到一塊岩石時，不會隨便看過後就隨手扔掉，而會運用各種觀察方法對它進行研究。在隨後的教學中，我為學生創設了便於學生探究的教學場景，圍繞「各種各樣的岩石」這個課題，由淺入深，分別設計了三個教學環節，「提供有結構的材料供學生觀察研究岩石」、「尋寶總動員」和「給岩石分類」，取材簡單、結構嚴謹，邏輯線索清晰。整節課緊緊圍繞以培養學生的科學探索意識和科學研究習慣為中心，以使用多樣的方法對岩石進行觀察為主線，通過分類展示板等輔助手段，引導學生最終順利到達成功的彼岸——學會利用各種標准給岩石進行分類。
本節課我設計的特色是力爭以探究為核心，為學生提供大量的觀察探究岩石的機會，鼓勵學生在課堂中能夠綜合運用感官對岩石進行直接的觀察,讓孩子經歷觀察岩石特點的活動過程,獲得觀察岩石的基本方法及技能，並能以岩石的某種特點為分類標准給岩石分類。通過運用學生喜聞樂見的形式：實驗、游戲、比賽、獎勵等，讓孩子獲得豐富的研究岩石的愉悅情感。整節課嘗試運用科學的探究方法，讓學生充分經歷探究過程，逐步形成科學地看問題、想問題、解決問題的習慣和能力，從而培養學生的科學素養，體現小學科學新課程以探究為核心的基本理念。
六、說授課效果
這節課上完後，聽了兄弟地市同行的評價，自我感覺還好。主要從學生學習效果來看，學生學習熱情很高，全班所有學生都投入到了學習活動中，都能採用多種觀察方法認真觀察岩石，都有新的發現，都能提出有一定質量的問題。教學中，學生的思維至始至終是活躍的，發言踴躍，他們以生動活潑的語言方式表述自己的想法和做法，不僅感動了我，也征服了所有的聽課老師。通過本課教學，學生除了較好地完成了我預設的各項教學目標外，在科學興趣、語言、思維、動手操作能力以及諸多心理品質上都有所促進，這是我所期待的，也是我永遠追求的課堂教學目標和價值。
七、說課後反思
這是我參加安徽省2007年小學科學優質課評選的一節參賽課，臨時抽簽，第二天上課，時間緊任務重，賽前雖有準備，也難免有些顧此失彼，課後細細品味，得失盡在其中。
1．精心設計「有結構的材料」是學生觀察成功的保證。我為學生准備的5塊岩石，不但從顏色、軟硬度、光滑度、成因等方面考慮，而且特別重視各自的典型性和代表性，盡量讓學生一目瞭然，便於觀察、便於分類。對於學生收集的岩石，在呈現時間上我也做了一定的考慮，教材上是先觀察學生自己收集的岩石，以「岩石展覽會」活動為切入點，積極鼓勵學生尋找身邊的岩石，交流自己從小溪邊、房前屋後、校園內、公園里收集的岩石，但由於學生自己收集的岩石隨意性很大，給學生隨後的觀察、分類活動都帶來了麻煩。我在教學中是先為學生提供具有典型特徵的岩石讓學生充分觀察研究，然後再讓學生交流自己收集的岩石，開「岩石展覽會」，最後進行分類。雖然只是對教材的順序進行了小小的調整，但比較符合學生的認知發展水平，學生易於接受和認同。在觀察工具上，我也做了一些拓展，增加了學生比較熟悉的直尺和鐵釘等，為學生的觀察研究提供了更廣闊的空間。
2．游戲活動——「尋寶總動員」，設計巧妙，為學生從「對岩石觀察」到「給岩石分類」過渡架起了橋梁。設計「尋寶總動員」，目的是把「對岩石的觀察」和「給岩石分類」貫穿起來，使整個課堂教學結構緊湊、過渡自然，學生的研究活動環環相扣，一氣呵成。先讓學生選擇一個自己喜歡的岩石進行觀察，比一比哪位同學發現的岩石特徵多，然後通過全班匯報、交流，把學生零碎的發現組合起來，形成對一種岩石整體的認識，進而擴展為對某幾種岩石的整體認識。而「尋寶總動員」既是對前面岩石觀察成果的鞏固，有利於學生第二次全面運用多種方法對岩石進行觀察，又在不知不覺中，對自己小組研究的岩石在全班范圍內進行了一次分類，為下一個活動「給岩石分類」做了鋪墊和知識上的准備，一舉多得、一箭雙雕。
3．對學生的探究活動進行有效地指導非常必要。在進行「觀察岩石」的活動之前，為了能使學生從更多方面來觀察岩石的特點、特徵，我設計了一個小問題：當我們面對一塊陌生的岩石時，我們可以採取哪些方法來觀察研究它呢？教師根據學生的回答適時點撥。
如當學生提出用眼睛看時，教師及時肯定好的，進一步追問：看什麼，怎麼看（看花紋、大小、形狀、粗糙、光滑等）。當學生提出用手摸時，教師及時指導：用手摸，摸什麼？用手還可以干什麼？（光滑、粗糙、用手掂掂輕重）等。實踐證明這樣的設計為學生後面綜合運用感官對岩石進行直接的觀察,掃清了障礙，同時為學生利用工具進行觀察打下了基礎。
4．課堂教學機智不夠，影響了學生觀察的深度和廣度。由於這是一節參賽課，從功利的角度，我比較重視節奏的緊湊和時間的把握，從事後的「錄像」中可以看到，我在一些教學細節上處理得比較粗糙，課的發展雖然比較順暢和有趣，但結果只是簡單地演習了一個由「觀察方法——觀察結果」的過程。從整理「實錄」的過程中，我非常吃驚學生觀察的細致和思維發展的活躍。不得不承認，這個班的學生實在是太優秀了，他們只經過一年多的觀察、描述培養，就能非常熟練地綜合運用各種感官觀察事物的各方面特徵，表達能力也令我贊嘆不已。特別是學生對岩石放到水裡產生氣泡的研究，氣泡究竟是岩石里的還是水裡本身就有的，這個問題具有很高的觀察訓練價值！而我在課堂中沒有及時抓住這一點加以引導，所以造成學生觀察面的淺顯，非常可惜。再如學生提出可用「放大鏡幫助觀察研究岩石」，我及時給予肯定，一帶而過，如果我再追問：「你打算用放大鏡觀察岩石的什麼？」，相信這個班的學生會很自然地把觀察重點轉移到岩石的紋路或顆粒上來，那樣這節課的觀察就有深度了。關注課堂細節將是我今後教學中一個值得不斷深究的課題。
5．注重了對學生觀察方法的指導，但對岩石進行有序觀察要求不夠。針對教師提供的有結構的材料，學生討論提出許多觀察方法（用眼看岩石上的顏色、花紋、形狀、大小、有沒有氣孔，用手摸岩石表面是光滑還是粗糙、掂一掂岩石的輕重，用鼻子聞一聞岩石的氣味，用耳朵聽一聽敲打等），由於我沒有強調觀察要有順序，所以當學生自己實際觀察時，有的學生在等工具、有的在水裡洗岩石，造成一定的時間浪費和混亂，學生匯報時，就出現了說不清、說不全的現象。有聽課老師建議：可以在學生說完觀察方法後補充問一問「你打算按什麼順序觀察？為什麼要按這個順序？」這樣通過討論學生明確了觀察目的、認識到觀察順序的重要性，然後再按預定的順序觀察、匯報。這樣在分組交流觀察記錄時，會節省較多的交流時間，而且在匯報觀察到的現象時，學生會說得有條理且全面、准確。這個建議是否可行和必要，我將在今後的教學實踐中進一步進行嘗試和研究。
6．給岩石分類的難點還需進一步突破。對於教材安排的「給岩石分類」活動，我有一些想法。給岩石分類活動是讓學生按照不同的標准給自己手中的岩石進行分類，由於標准不同我們分類的方法也不同。通常的情況下，學生能夠想到了主要有以下幾種不同的分類方法：顏色、手感（粗糙光滑度）、透明度、氣味、花紋、輕重、厚度、硬度、大小、出處、密度等，粗略看來都可以進行分類，但如果我們仔細想想有些分類方法其實比較勉強，如大小、厚度、輕重這些分類，不是非常合理，即使你能分出來，也沒有什麼價值，對於輕重要在體積相同的情況下才具有可比性，我們在課堂中如何體現這種科學性？可以說有些分類標准雖然從理論上是成立的，但實際結果學生根本無法操作，在這節課中，我都沒能圓滿解決，但對四年級學生而言也許有這樣的分類經歷也就足夠了。記得在教參中有這么一句話：讓學生盡可能多地提出給岩石分類的標准，並盡可能多地給學生時間，讓他們充分求證自己「分類標准」的正確性，我想在盡可能多的標准里，有必要盡可能的做到分類方法的科學性。
㈥ 修編成果
本次共應用19個圖幅的1:5萬區調和礦調資料，對區內1:20萬地質圖進行了修編成圖。其中應用1:5萬區調、礦調資料面積約佔全區85%，幾乎覆蓋主要成礦區段。除此之外，還引用了安徽省及鄰省地質志、地層志和岩石地層等資料。修編的主要內容是地層、侵入岩、構造等。
1.岩石地層
新建的岩石地層單位系統是在原1:20萬區域地質調查，安徽及鄰省地質志、安徽及鄰省岩石地層單位清理和1:5萬區域地質調查成果的基礎上綜合整理而成。新編排的岩石地層單位表共劃分出中元古代、青白口紀、南華紀、震旦紀，古生代寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀、二疊紀，中生代三疊紀、侏羅紀、白堊紀，新生代古近紀—新近紀、第四紀等15個紀級地質時代沉積單位（系）、76個地層組（群）級單位。根據評價區前震旦紀基底的特徵，以北區、西區和南（東）區分別建立地層系統。
2.侵入岩
新建立的侵入岩體的地質時代及期次主要在參照原1:20萬區域地質調查、安徽及鄰省地質志和1:5萬區域地質調查成果的基礎上，運用同源岩漿演化理論，根據岩漿構造區（帶）、岩石及岩石地球化學特徵、岩漿成礦專屬性等相關特徵綜合整理而成。共劃分中元古代、青白口紀、侏羅紀、白堊紀、白堊紀末—古近紀初等5個地質時代、2個侵入期、4個侵入階段、21個侵入期次（數）。
3.脈岩
對於脈岩的劃分主要依其岩性，總體上以原1:20萬區域地質調查資料為基礎，僅對少量脈岩按新規則要求作了新調整。
4.區域斷裂
在前人工作和研究基礎上，通過本次綜合整理和研究，釐定了祁門－三陽、章家渡（江南）、寧國墩－五城深斷裂，銅山－平里、榔橋－里東坑、旌德－漳前、蘭花嶺－月潭、嶺南－小川等大斷裂，城安－鎮頭、江灣－街口逆沖－滑覆構造帶，以及包村、西嶺腳（棉花嶺）、銀峰、逍遙－後山庵、嶺腳等斷裂，釐定出障公山、大阜和白際嶺等多條韌性剪切帶。
對於與成礦關系密切的中生代斑岩侵入體中的隱爆角礫岩筒，主要有祁門三寶、歙縣金谷山和蘇村等地。
總之，此次修編處理後的1:20萬地質圖，較好地體現和反映了當今該地區的研究水平和認識水平。主要成礦區段的地質研究程度，達到了1:10萬比例尺精度要求。為礦產資源評價有效提取數據和合理建立評價模型，提供了翔實豐富的信息，從而進一步提高了評價預測的科學性和可信度。
㈦ 取得的主要研究成果
研究期間，先後參閱了大量涉及區內的科研論文、相關的地質理論和基礎的地質資料，在汲取前人資料中豐富營養的同時，通過大量野外地質調查研究、樣品採集、剖面測制和室內研究工作，對研究區內所存在的重大的、基礎性的科研問題，如各階段的構造環境、構造變形及演化、岩漿岩的侵位機制等，進行了研究，尤其對研究區內東西向召河廟—四子王旗—大灘構造岩漿岩帶的研究取得了如下幾點認識:
第一，通過對比研究認為，原1∶20萬區調在耳營地—大腦包山等地所劃分的震旦紀地層的岩石組合特徵、變質特徵、變形特徵等，可與發育於色爾騰山地區的色爾騰山岩群對比，自下而上構成了一套較完整的火山岩—沉積岩的沉積組合，經歷了綠片岩—角閃岩相變質作用的改造，具有綠岩特徵。
第二，首次在原1∶20萬區調劃分為海西期的花崗岩中識別出侵位於色爾騰山岩群的同構造期太古宙岩體，與研究區內新識別出的色爾騰山岩群共同經歷了新太古代晚期—早元古代變形變質作用的改造，二者構成較典型的花崗岩-綠岩帶。
第三，首次在伊和烏蘇、大腦包山、大蘇吉北發現了韌性剪切帶。並將召河廟—四子王旗—大灘隆起帶作為晚太古-早元古代構造岩漿岩帶提出，認為構造帶是早前寒武紀華北陸塊北緣的增生帶，經歷了島弧環境火山沉積、構造變形及構造隆升階段，最終奠定了華北北緣早前寒武紀結晶基底的構造格局，並據地質體分布特徵及剪切變形將其劃分為北帶、中帶和南帶。
㈧ 科學家通過對岩石的研究發現什麼的話實在比較古老的岩層中就出現了而什麼和什
病句:地質學家科學家通過對岩石的研究指引石油挖掘者 病因是什麼分析：屬於搭配不當的病句類型。應改為：地質學家科學家利用對岩石的研究成果指引石油挖掘者。
㈨ 岩石地球化學測量成果
對區內7km2范圍做了1∶2.5萬岩石地球化學測量，共取岩石樣品95件，分析其Au、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、Mo等10個元素，其特徵如表3-7所示，其中Cu最高值為0.13×10-2，Pb最高為0.007×10-2，Zn最高值達0.018×10-2，而均值Cu為88.8×10-6，Zn為59.9×10-6。從標准差看出，Cu、Zn和Au的標准差分別達238.6、26.1和10.6，特別是Cu，其標准差達238.6，說明上述元素在地質演化過程中，具有明顯的活化、分異、富集之特徵，對這些成礦元素的活化遷移、富集十分有利。
表3-7 莫依勒特銅礦點岩石化探特徵值表
對上述10個元素的相關系數計算，其相關系數矩陣如表3-8所示。由上述元素相關矩陣可知，Cu與Ag、Sb、Bi關系密切，為高正相關，Pb與As、Mo正相關，Au與Ag、Bi之相關系數達0.6以上，與Cu也達0.52，而Ag與Au、Cu、Sb、Bi的相關系數也分別達0.86，0.61，0.45和0.79，Sb與Cu、Au、Ag、Bi正相關明顯。上述元素的正相關關系反映在來源及運移、演化和富集過程中的化學行為的相似性。
表3-8 成礦元素相關系數矩陣
從元素聚類譜系圖（圖3-14）可以看出，元素被明顯地分為兩類，一類為Cu、Ag、Au、Bi、Sb，另一類為Pb、Mo、As、Hg，反映這兩類元素在來源方面及其在活化、遷移和沉澱過程中存在差異，前者可能主要來自震旦系莫依勒特組碎屑岩，後者可能與莫迪什克黑雲二長花崗岩體有關，而Zn元素相對獨立。
圖3-14 成礦元素R-型聚類譜系圖
圖3-15、圖3-16為7.7km2的1∶2.5萬岩石化探平面異常圖和立體異常圖。
以50×10-6為下限，在區內共圈出3個Cu異常，這3個Cu異常均由2個等軸狀異常組成，呈北西向和近南北向展布，北西向帶狀排列，其中Cu1、Cu2異常位於同一北西向帶中。3個Cu異常中均有1個相對高異常中心，其中最高值達134×10-6。其他元素如Pb、Au、Ag、Bi、Mo等也多為近等軸狀異常，唯As、Sb、Hg 3個元素異常顯示出呈北東向展布的特徵。以20×10-6為下限圈出5個鉛異常，這5個異常均為近等軸狀。其中Pb1、Pb2和Pb3異常強度相對較高，面積也相對較大。Pb2和Pb3異常的峰值均達55×10-6。上述3個Pb異常呈北西向帶狀分布。Pb異常與Cu異常略有位移，Pb異常稍偏至北東側。Au以10×10-9為下限圈出3個異常，也為近等軸狀，最高值達73×10-9，其中Au2和Au3異常分別與Cu3、Cu1和Pb5異常套合。特別是Au3異常還與As、Sb、Bi、Mo異常有較好的套合，反映該點具有較好的找礦前景（圖3-11）。
㈩ 對巨石的研究李四光發現了什麼重大成果
李四光(1889～1971)中國地質學家,地質力學的創始人.於本世紀20年代創立了地質力學,為地質理論作出了巨大貢獻.他運用力學觀點來研究地殼運動現象,將各種構造形跡看作地應力活動的結果,建立了「構造體系」這一地質力學的基本概念,為探索地質自然現象提供了新方法,為研究地殼運動規律開辟了新途徑,開創了地質科學的新局面,在國際上享有崇高聲譽.
他的理論為我國石油勘探作出巨大貢獻.例如他運用地質力學分析我國東部地區地質構造特點,認為新華夏構造體系的三個沉降帶具有廣闊的找油遠景,從理論上否定了「中國貧油」論.大慶、勝利、大港等油田的相繼發現證實了他的科學預見.在地震地質工作方面,他強調在研究地質構造活動性的基礎上,觀察地應力的變化,為實現地震預報指出了方向.
此外,李四光早在20年代初,實地考察了我國太行山麓、大同盆地、廬山和黃山等地,先後發現第四紀冰川遺跡,推翻了國際上許多冰川學權威斷言中國無第四紀冰川的錯誤結論.李四光長期從事古生物學、冰川學和地質力學的研究,在鑒定古生物蜒科化石、發現中國第四紀冰川和創立地質力學諸多方面建立了卓越的功勛.
他著有《地質力學概念》一書,認為地殼運動中發生岩石變形是由於地應力作用的結果.1947年7月,他代表中國出席第
18屆國際地質大會,第一次應用他創立的地質力學理論,作了題為《新華夏海之起源》的學術報告,引起了強烈反響.從此,地質力學這一由中國人創立的新學科正式載入史冊.