㈠ 岩石力学的形成与发展
岩石力学是从工程建设中形成，与工程建设紧密联系的一门新兴边缘性学科，其历史短，发展迅速，但形成过程漫长。已知公元前 2 世纪，李冰利用岩体热胀冷缩特性，采用火烤水淋法破裂岩体，开凿都江堰宝瓶口、劈山修渠，这属于岩石力学的萌芽。公元 1 世纪，我国劳动人民利用冲击破碎法，开凿深数百米的盐井。历代采矿，采用支护、回填、留柱等方法，以防岩体冒顶、偏帮、压裂破碎等地压现象，均属岩石力学具体运用，不过是凭直观经验、尚无系统理念。西方经第三次产业革命后，资本主义生产迅速发展，在人类经济建设活动中，岩石力学随之诞生，1878 年海姆 (A. Heim) 提出深层岩体应力处于静水应力状态的假说。1926 年施米德 (H. Schmid) 运用海姆假说，结合岩体弹性概念，解决洞室围岩应力分布。同期金尼克 (A. H. Диннику) 提出岩体中天然应力状态的公式，普鲁托吉雅克诺夫 (M. M. Прутоцняконов) 提出天然平衡拱理论，这些对岩石力学的探讨、为这一新兴学科提供了生长点。第二次世界大战后，各国大量兴建各项工程，面临一系列科学技术问题，促进了岩石力学的蓬勃发展。在此时期，多以连续介质、均质弹塑性理论以及极限平衡理论为主要计算原理。在试验方面，则以室内小试块的物理力学试验为主，但亦结合工程进行针对性的野外大型试验。同一期间，缪勒 (L. Müller) 等欧洲学者，开展了紧密结合实际情况的研究工作，创建了著名岩石力学奥地利学派，于 1951 年在萨尔斯堡举行以地质力学为主题的，第一次国际岩石力学讨论会。
1957 年后，有关岩石力学著作不断涌现，标志着一门完整体系的独立新兴学科的诞生与兴起。在 1957 ～1965 年，拉布舍维奇 (V. Rabcewicz) 、缪勒、帕克 (F. Pacher) 等人在总结隧道工程的经验基础上，研究开发新奥地利隧道施工法，简称新奥法。该方法是基于岩石弹塑性理论，隧洞岩体动态观测资料有关岩体自护能力的变形时效概念以及岩体工程地质态势分类，以确定开挖工艺与支护方法。这是科学理念与经验融合的高超工艺，在欧洲获得成功运用并扩及世界各国，为岩石力学做出了很大的贡献。
1962 年国际岩石力学学会成立。1966 年在里斯本召开了国际岩石力学学会第一次大会，基于马尔帕塞拱坝溃决、瓦央水库库岸巨型大滑坡的灾变教训，提出须重视工程地质岩石力学的更新知识，创造岩石力学性能定型判据。岩石力学的更新理念，多是从隧洞施工实践经验中总结建立。坝与边坡工程的岩石力学，亦借助隧洞的成果同时发展。岩石力学的发展，从初期的单一因素，发展为多因素的权值分类法，后锁定 1976 年权值分类标准的地质力学分类法，使设计所需岩石力学参数，由定性的经验法向科学检测的全面量化发展。早期的分类，有泰沙基 (K. Terzaghi) 于 1946 年提出的岩石载荷分类法，后为迪尔 (V. Deere) 等人修正，此法在美国地下工程中普遍运用近 50 年。考虑到岩体缺陷与损伤，对隧洞纵横向跨度自稳时间长短的影响，拉弗尔 (H. Laffer) 于 1958 年提出支撑时间分类法，后由帕克等人修正，形成以地层态势定性的新奥法分类，这是一种科学的经验尺度方法，具科学理论基础。1967 年迪尔以修正的岩心采取率，作岩石质量指标(RQD) 的分类，现已作为钻孔岩心记录标准参数，并成为后期岩体权值系统———RMR 系统与岩体质量指标定量分类的 Q-系统的基本元素。当无钻孔岩心资料时，通过沿垂直与水平方向的节理线密度统计，按 1976 年普里斯特 (Priest) 公式求各个方向的 RQD 值。据此可评价大坝基础及边坡的岩体质量以及与其三维空间岩石质量的变化情况。1972 年威克汉姆 (G. Wickham) 等人，考虑了多参数权值系统的定量岩体分类，称岩石结构权值分类法 (RSR) 是针对隧洞围岩支护设计模式的岩体分类系统。这一分类法考虑了岩体强度类型与构造损伤程度的权值系统; 岩体结构面产状要素与洞室施工结构相关性的权值系数; 地下水对前两因素影响的权值系统; 所得三权值评价参数之和，即为 RSR 值。RSR 分类法是为隧洞选择钢柱支护的一种有效方法。根据洞探等所掌握隧洞岩体质量确定 RSR 的预计值，绘制该直径隧洞在各典型地层段的支护需求草图，在研究隧洞支护时，引入支柱率原则。此原则必须先求泰沙基的岩石载荷支柱间距，然后除以所使用支柱尺寸的理论支护间距，得载荷支柱间距与相应所需理论间距的百分比，使 RSR值与实际支护联系起来，辛海 (Sinha) (1988) 指出 RSR 法是泰沙基法的一种改良，而非一种独立系统。但 RSR 分类的主要贡献是创建岩体权值系统概念。
上述岩体分类未能全面反映岩体的复杂构造与结构、结构面状态及其所处场势情况，随建设发展不断要求岩石力学探索更新的研究方法，所以 RMR 与 Q 系统对岩体分类定量评价方法相继产生，使岩石力学研究，起了较能符合和满足实际要求的质的转变与飞跃。
RMR 系统 分 类 称 岩 体 权 值 系 统 分 类， 亦 称 地 质 力 学 分 类， 是 比 尼 沃 斯 基(T. Bieniawski) 1973 年提出，并在后期应用中获得很大改进。该分类考虑了岩石的单轴抗压强度; 岩体质量指标; 损伤破裂面间距; 破裂结构面条件; 水文地质条件五个参数的分级权值、加上结构空间展布与建筑物实施的相关影响所作的调整权值、由权值总数定出岩体等级，由岩体等级确定地下洞室岩体黏聚力强度 (抗拉张破坏强度) 、岩体内摩擦角及岩体平均支承时间。第六项为调整参数权值，具较具体的针对性，可在地下工程、坝基与边坡工程中运用。1980 年霍克-布朗 (Hock-Brown) 用 RMR 分类，确定岩体破坏时应力强度的理论公式。式中将岩体受力变化程度和其内摩擦角、建立与 RMR 在受扰动与未受扰动情况下的关系式。由于 RMR 中的参数权值已经多次修正，霍克提出，当 RMR ﹥18 则采用 1976 年的规定，将 RMR76称为 GSI 地质力学指标分类。并据以求出岩体的抗压抗拉强度与 φ、c 值; 岩体的变形模量、则依据 RMR≈57 为界，分别采用比尼沃斯基与塞拉芬提出的相应公式求解。于是则形成建筑物基础设计所需岩体力学参数选取的工程系统。在对岩石边坡稳定性评估方面，1985 年罗曼娜 (Romana) 根据野外资料，认识到岩石边坡稳定性，受不连续面力学特性控制、受结构面空间展布与边坡关系的影响，提出RMR 系统中不连续面产状与边坡关系之参数改正的阶乘方法，删去原 RMR 系统中结构面方向改正因素，添加开挖方法改正权值，经修正成为 SMR 法，使 RMR 分类法适用于岩石边坡，包括软弱岩体、严重节理化岩体边坡稳定性的初步评估。这是对边坡地质灾害研究的重要贡献。综上所述，RMR 分类法提出，经发展中创新修正，已日臻完善。但 RMR 分类法忽视了三个重要性质，即各种节理粗糙度、充填节理的抗剪强度、地下洞室中岩石本身的荷载。1974 年巴顿 (N. Barton) 根据几百个工程实例，用 RMR 分类法优点，改进其缺陷与不足，提出隧洞围岩岩体质量指标分类法、Q--系统法。其使用岩石质量; 节理组数; 节理粗糙度值; 节理蚀变度值; 节理含水折减系数; 应力折减系数六个参数值。形成岩石质量与节理组数的商，代表岩石块体的状态; 节理粗糙度与节理蚀变度的商，代表块体间剪切强度指标; 节理含水折减系数与应力折减系数的商，是表述有效应力状态。三个商值之积即为 Q 值。由 Q 指标与工程总结建立的关系式，求围岩顶拱压力及 Q 与等效尺度之间的关系，确定合适的支护措施，并建立 Q 与 RMR 之间的关系式。Q 系统是一种定量分类系统，是促进隧洞支护设计的工程系统，在 Q 系统中，巴顿等人认为: 节理组数、糙度、蚀变度三个参数，比起节理方向来说起更重要作用，节理糙度与蚀变度，是指最不合适的节理，暗示了方向。当包含节理方向时，Q 分类就会显得通用程度不够，为避免复杂化，防止局限，使研究者主要精力集中于几个重要指标上。
在岩体分类法演进至对岩体宏观力学参数达定量化确定时，室内外试验技术，已满足高精度要求，这些现有野外地应力的压磁法、应力解除法测试、占孔水压致裂法的应力研究、平洞全断面径向千斤顶压法、水压法的岩体宏观变形模量测试、野外大三轴试验、流变试验、抗剪抗切试验以及动力法电法的探测等。关于不同粗糙度结构面的抗剪强度，在佩顿 (F. Patton) 对剪胀角研究的基础上，巴顿考虑了结构面糙度与其表面抗压强度，提出在不同应力条件下的抗剪强度公式。为配合岩体分类与抗剪强度野外定量研究，进行了野外相关物理力学性要求的快速测定。如施米特锤法、结构面糙度测量等。室内有全息性三轴试验、抗风化效应试验、结构面影响强度、变形试验、地质体模拟试验等。随电子计算机发展、数值分析法迅速发展与完善，从有限元、边界元、离散元发展为自适应有限元、仿真模拟等。但其成果决定于参数的正确及物理模型与实际的一致。
㈡ 岩石成因讨论
(一)花岗岩类的成因
花岗岩的成因历来是岩石学家争论不休的问题。目前，许多人已认识到，Ⅰ型、S型的简单分类难以反映自然界复杂的现象，因而主张放弃这种分类(Pitcher，1993)。根据新获得的大量岩石学、地球化学和Sr、Nd同位素成果资料，本次将海南岛海西-印支期花岗岩类分为三个成因大类，即壳源重熔型(C型)、壳幔混合型(H型)及A型，其中A型又分铝质A型和碱质A型两个亚类。它们的主要判别标志如表1-22所示，不同类型花岗岩中的黑云母种类见图1-20。必须说明的是，各类型之间有时并无截然的区别，因为正如Leake(1990)所指出的，花岗岩实际上可能是一种地幔源与地壳源之间的连续谱系。此外，A型花岗岩与C型、H型等成因类型的分类原则并不一致，本书将其与C型、H型并列是因为A型花岗岩具有独特的岩石地球化学性质及构造环境指示意义。
表1-22 海南海西-印支期花岗岩类成因类型及其主要特征
续表
海南海西-印支期壳源重熔型花岗岩不太发育，主要有早二叠世晚期的同逆冲期(后碰撞早期)及晚二叠世末同剪切期(同碰撞晚期)强过铝花岗岩和三叠纪后造山阶段弱过铝-强过铝花岗岩。按Barbarin(1996)的研究，壳源重熔型主要包括含堇青石过铝花岗岩(CPG)和含白云母过铝花岗岩(MPG)两类，分别代表岩浆中贫水、富水。本区除石榴石花岗岩可能属特殊的壳源重熔型花岗岩外，其他壳源型花岗岩相当于含白云母过铝花岗岩(MPG)。以前往往将壳源重熔(改造)型花岗岩类等同于S型花岗岩类，也即认为其源岩为(变)沉积岩。但测区早二叠世后碰撞强过铝花岗岩的初始锶比值比早三叠世后造山壳源花岗岩的明显低(分别为0.70809～0.71106和0.71658～0.71717)，εNd(t)则比后者高(分别为－4.17～－5.47和－7.59～－8.46)，但其铝指数A/CNK却比后者高得多(分别为1.11～1.17及0.95～1.07)，说明上述后碰撞花岗岩的源岩比后造山花岗岩的源岩更基性，表明过铝花岗岩确实并不能直接映射(image)其源区，而强烈反映了地壳部分熔融的条件及其原因(Chappell，1984)。强过铝花岗岩可以由贫铝的原岩熔融形成(Patino Douce和Beard，1995)。在花岗岩源岩判别图解上(图1-33)，海南早二叠世强过铝花岗岩除新风岭单元外，便文村和顺作单元都落入或靠近斜长角闪岩区。实际上，在琼中和胶东等地作者都曾见到过由斜长角闪岩经混合化形成过铝花岗岩的现象。海南海西-印支期壳源重熔型过铝花岗岩的T2DM平均为1628Ma，与琼中地区中元古代抱板群斜长角闪岩(变中基性岩)的TDM平均值1560Ma相近，在εNd(t)-t图解上(图1-34)也落入斜长角闪岩演化域，说明它们主要是由中元古代抱板群斜长角闪岩或其衍生物重熔而来。所以过铝花岗岩不但可以由变沉积岩重熔形成，也可由(变)火成岩甚至基性岩深熔形成。而且应该指出，本文归为壳源重熔型的花岗岩并不能说就完全没有地幔物质的加入，比如有些归为壳源重熔型的花岗岩中也可有少量微粒闪长质包体(如尖峰超单元、进岭单元)可能反映了有幔源物质的混入。
图1-33 海南早二叠世强过铝花岗岩源岩判别图解
图1-34海南海西-印支期花岗岩εNd(t)-t图解
海南岛海西-印支期时壳幔混合型花岗岩最为多见。这类岩体的最主要特点是早期单元中含有大量镁铁质微粒包体(MME)，暗色矿物析离体也较常见。MME常为浑圆状外形，有时见冷凝边或暗色矿物富集边，常见反向脉、双包体(double enclaves)，包体中见有寄主岩石的矿物捕虏晶(如眼斑石英、遭熔蚀或次生加大的长石斑晶等)并具有假粒玄结构、针状磷灰石等反映岩浆高温快速结晶的结构，包体和寄主岩中都可见到长石的环带结构、环状包裹体结构、有时见似环斑结构(rapakivi-like texture)。上述岩相学现象是岩浆混合包体的典型特征(Didier，1973;Vernon，1984;Didier and Barbarin，1991;Perugini and Poli，2000)。这类岩体的ISr和T2DM值一般比同区的壳源花岗岩的值有所降低，而εNd(t)值则稍高，其中MME的ISr和T2DM值一般与寄主花岗岩相近而略低，εNd(t)值则略高，说明除壳源物质外确实有新生地幔物质的加入。
海南印支期(三叠纪)A型花岗岩可分为碱质A型和铝质A型两类，其中碱质A型花岗岩具有富碱、贫水，REE、Zr、Hf、Zn、F含量高及Ga/Al高等特点，在各种地球化学图解中绝大多数落入A型花岗岩区(图1-31)，除深沟碱长正长岩中见有碱性暗色矿物霓辉石(钠锰辉石)外，本区其他碱质A型花岗岩未发现碱性暗色矿物，但其角闪石较富碱(碱含量一般>3%)、富铁，主要属铁浅闪石和铁浅闪石质角闪石，与西准噶尔东部A型花岗岩(杨富贵等，1999)相类似，但更加富铁。本书将海南六连岭超单元确定为铝质A型花岗岩，是首次提出华南印支期的铝质A型花岗岩。以前，这些岩体被当成是S型花岗岩。但相对于S型花岗岩，这类花岗岩具有独特的地球化学性质，即富硅、碱，贫钙、镁，准铝-弱过铝质，富碱、富F、富HFSE，Ga/Al高、FeO*/MgO高、Rb/Sr高，岩石中包体及熔融残留晶不发育，在A型花岗岩与其他类型花岗岩的各种判别图解上绝大多数落入A型花岗岩区(图1-31)。
关于A型花岗岩的成因已有多种模式。Collins et al.(1982)和Clemens et al.(1986)提出A型花岗岩可能是由原来曾产生过Ⅰ型花岗岩的基本无水的残余长英质麻粒岩部分熔融派生的。Anderson et al.(1985)认为铝质A型花岗岩的源岩可以是抽提了S型花岗岩熔体的变沉积岩。Creaser et al.(1991)则批判了残余源岩模式，并提出英云闪长质到花岗闪长质成分的地壳火成源岩经部分熔融作用可以派生出偏铝质A型花岗岩。Skjerlie et al.(1992)的实验研究也证实A型花岗岩源区物质不一定经历过早期的熔融抽提作用。King et al.(1997)认为铝质A型花岗岩与碱性花岗岩具有不同的成因，前者起源于具正常水含量的长英质下地壳的部分熔融，其源区应是经过地幔流体交代而成为饱满型(fertile)源区，即富集碱质和HFSE，最理想的源区岩石应是饱满型长英质麻粒岩;而碱性花岗岩则为相对“干”的幔源镁铁质岩浆分异的产物。Poitrasson et al.(1994，1995)也主张铝质A型花岗岩起源于下部地壳物质的部分熔融，但他们认为下地壳源区的成分应主要是镁铁质的，而碱性花岗岩则为幔源岩浆与下地壳物质相互作用的产物。邱检生et al.(2000)认为福建沿海铝质A型花岗岩与碱性花岗岩有相似的岩浆源区，两者均为幔壳物质混熔的产物，由于岩浆体系中F、Cl含量的差异而引起岩浆分异演化途径的不同可能是导致两类岩石具有不同地球化学特征的主要原因，因为Whalen(1986)、Clemens et al.(1986)、Charoy et al.(1994)的研究表明，A型岩浆富F，则有利于角闪石的分离结晶而使岩浆向过铝质方向演化;如果富Cl，则有利于斜长石的分离结晶而使岩浆向过碱性方向演化。刘昌实等(2003)认为南昆山铝质A型花岗岩的源区位于幔-壳边界相互作用带内，由饱满型长英质麻粒岩低度部分熔融作用所形成。由上可见，绝大多数研究者认为铝质A型花岗岩来源于下地壳的部分熔融，争论的焦点在于源岩是变火成岩还是变沉积岩，是熔融残余源岩还是经历过幔源流体交代富集的源岩。华南不同时代不同地区的铝质A型花岗岩从未见到具有亲缘演化关系的其它侵入岩与其直接共生，所以它们不是其它岩浆分异演化的产物。这些岩体岩性均一、地球化学特点非常相似，其εNd(t)值高于、ISr值低于同区变沉积岩源的花岗岩，其成因有两种可能:一是其源岩不是或不全是变沉积岩;另一种可能是变沉积源岩受到了地幔物质的混合。我们倾向于认为它们是由长英质(变沉积)麻粒岩部分熔融作用所形成，但其源岩熔融前受到过地幔富卤素(F)流体的交代作用，从而富集重稀土及Ta、Nb、Hf、Ga等高场强元素，并使其εNd值升高，ISr值降低。海南三叠纪碱质A型花岗岩属于正长岩-花岗岩套，其中各单元岩石的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网图型式也很相似，说明它们是同源岩浆演化系列，其花岗岩类是石英正长岩浆结晶分异的产物。但正长质岩浆的来源则尚需探讨。海南三叠纪正长岩类的ISr值、εNd(t)值和T2DM值都和同时代的基性岩类相似，所以，它们至少有三种可能的成因。一是由基性岩浆分异形成;二是底侵的基性岩浆再重熔;三是直接来源于与基性岩同源的富集地幔。由于与正长岩类伴生的基性岩类出露很少，基本可以排除第一种可能。一些研究者(如邓晋福等，1996)认为，正长岩是加厚地壳条件下下地壳部分熔融的产物;另一些研究者(如Litvinovsky等，2002;Harris等，1999;陈斌等，2005)则认为正长质岩浆起源于富集地幔或形成于幔源玄武质岩浆和壳源物质的混合过程。最近的实验岩石学数据似乎支持后一种认识:Litvinovsky等(2000)的实验表明，在加厚地壳条件下长英质岩石发生部分熔融将产生花岗质岩浆(SiO2含量72%～73%)，而不是正长质岩浆。与之类似，Montel和Vielzeuf(1997)对各种成分的下地壳岩石进行的熔融实验也表明正长质岩浆不可能直接形成于地壳岩石的深熔作用。Conceicao和Green(2004)的实验则表明，交代地幔的减压低度熔融可产生钾质正长岩浆。所以，我们倾向于认为，海南三叠纪正长岩类来源于EMⅡ型富集地幔的减压熔融，侵位过程中可能有少量地壳物质的混染。
(二)铁镁质侵入岩的成因与地幔源区性质
海南岛海西-印支期铁镁质侵入岩虽然出露面积不大(不到侵入岩总面积的2%)，但具有比较重要的构造环境和成因指示意义。其岩石类型主要为辉长岩、闪长岩、石英闪长岩、二长闪长岩，少量二长岩、石英二长岩。这些铁镁质岩石分别属于钾玄岩、钙碱性玄武岩、拉斑玄武岩系列。现主要对早二叠世的钾玄质侵入岩和中三叠世的拉斑质镁铁侵入岩的成因做一讨论。
1.早二叠世钾玄质侵入岩
为了解释钾玄质岩石所具有的富集LILE和LREE的特征，已提出多种源区模式，如地幔交代或(古)俯冲带变沉积组分再循环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);壳、幔边界附近橄榄岩、角闪岩、变泥质岩混合源(López-Moro ＆ López-Plaza，2004);软流圈与富集岩石圈的混合(李献华等，1999)等。一般认为，多数钾玄质岩石起源于与俯冲作用有关的富钾和大离子亲石元素交代岩石圈地幔(Foley和Peccerillo，1992;Turner et al.，1996)。琼中钾玄质侵入岩系中最基性岩石(D3092-1)的SiO2含量较低，V、Ni、Co、Cr、Sc的含量较高，Mg#值较高，为57.6，接近于洋中脊拉斑玄武岩的Mg#值(60左右)(Beard和Lofgren)，表明其起源于地幔，并近似代表该岩系的原始岩浆。据其高初始锶比值、较低的εNd(t)以及明显富集LILE和LREE，其源区为富集岩石圈地幔(EMⅡ)(Zinder和Hart，1986)。一般认为EMⅡ型地幔是俯冲带陆源物质进入上地幔再循环的结果，因为大陆沉积物的同位素特征对于EMⅡ的形成最为理想(Zinder ＆ Hart，1986;Tommasini ＆ Poli，1995;Beccaluva et al.，2004)。与此相符的是，在εNd(t)-Nb/Th，εNd(t)-La/Nb和εNd(t)-Ba/Nb图上(李曙光等，1993，1997)(图1-35)，样品D3092-1落入洋中脊型亏损地幔、陆源沉积物和俯冲洋壳析出流体三个端元之间的岛弧火山岩源区或者说俯冲交代富集型地幔源区，并且很靠近后两个端元一侧(具有低Nb特征)，显示地幔源区中后两种组分加入量增多。从目前的资料来看，海南岛尚无在加里东期或更早时期发生过俯冲事件的证据。而在海南西北部产出了海西期典型的岛弧-活动大陆边缘型高钾钙碱性辉长岩-闪长岩-石英闪长岩-英云闪长岩-花岗闪长岩岩石组合，其全岩Rb-Sr等时线年龄为(299±10)Ma(马大铨等，1991)及(287±11)Ma，在广东梅县-福建龙岩也见有可能属洋岛和岛弧环境的石炭-二叠纪拉斑质玄武岩和玄武安山岩(王尔康和刘聪，1993)，福建前坪花岗闪长岩体全岩Rb-Sr等时线年龄为312.8Ma(高天钧等，1999)。因此推测这一地幔富集事件与石炭纪-早二叠世华南板块向印支-南海板块俯冲时，洋壳及陆源沉积物在深部(榴辉岩相)产生的大量流体-熔体对亏损地幔的交代有关，榴辉岩相条件下，金红石、石榴子石的残留使交代物强烈亏损Nb、Ti、HREE(李曙光等，1997)。此外，俯冲时可能处于张性环境(马里亚纳型)，有利于洋壳和沉积物的俯冲，且类似于小安德列斯南端的海沟，沉积物供应量大(Uyeda和Subction，1982;凌洪飞和蒋少涌，2004)。
图1-35 琼中钾玄质侵入岩的εNd(t)-Nb/Th，εNd(t)-La/Nb和εNd(t)-Ba/Nb图
与俯冲相关的地幔交代的特点是形成金云母和/或角闪石等含水相(Beccaluva et al.，2004)。依据不相容元素在金云母和角闪石中相容性的差异，利用一些不相容元素的比值可以判断熔融的岩石圈源区是含金云母或是含角闪石(Furman ＆ Graham，1999;Yang et al.，2004)。近似代表原始岩浆的D3092-1样品的Rb/Sr值较高(0.07)而Ba/Rb和Nb/Th值低(分别为16.56和0.62)，因此其源区含金云母而不含角闪石。此外，石榴子石强烈富集HREE及Y，角闪石相对富集中稀土(MREE)(Green，1994)，而尖晶石强烈亏损REE及Y(Glaser and Foley，1999)，所以，当石榴子石为主要残留相时，熔体表现为强烈亏损HREE，其Y/Yb>10，(Ho/Yb)N>1.2(葛小月等，2002;吴福元等，2002)。D3092-1样明显亏损重稀土(图1-3a)，Y/Yb=14.32，(Ho/Yb)N=1.53，表明源区残留相主要是石榴子石而不是角闪石或尖晶石，即来源于石榴子石相地幔的部分熔融。由于地幔中角闪石稳定下限约为80km，石榴子石稳定上限为70～80km(Wendlant ＆ Egg-ler，1980;Olafsson ＆ Eggler，1983)，综合判断，熔融源区深度>80km，成分为含金云母石榴子石橄榄岩。
图1-36 琼中钾玄质侵入岩的εNd(t)-SiO2和ISr-SiO2图
琼中钾玄质侵入岩随着样品的SiO2含量的增加或MgO、Ni、Co、Cr的减少，总体上ISr相应升高而εNd(t)降低(图1-36)，暗示幔源岩浆上侵定位过程中发生了地壳混染或混染伴随结晶分离(AFC)(Li et al.，2004;夏萍和徐义刚，2004;Yang et al.，2005)，从图1-36还可看出，幔源原始岩浆与不同的地壳物质发生了AFC过程，形成该岩系的不同岩石。此外，绝大多数样品的87Sr/86Sr与1/Sr具有良好的正相关性(图略)以及图1-35中SiO2含量较高的样品较靠近陆源沉积物或下地壳端元也支持岩浆在上侵过程中发生了地壳混染;而SiO2含量较高的岩石具明显的Sr、Eu负异常则支持岩浆发生过分离结晶特别是斜长石的分离结晶。
2.中三叠世拉斑质镁铁侵入岩
如前所述，海南发育了中三叠世拉斑系列镁铁质侵入岩。广西十万大山也产出了三叠纪拉斑系列的玄武安山岩(汪洋和邓晋福，2003)，湖南道县发现了晚三叠世拉斑系列辉长岩包体(郭锋等，1997)。DePaolo et al.(2000)认为拉斑玄武岩的起源深度在50km左右，如果其εNd值显示出亏损的特征，则表明软流圈的上涌达到50km深的程度，相应的岩石圈厚度小于50km;而如果εNd值显示出富集的特征，则熔融作用发生于岩石圈地幔，岩石圈的厚度>50km。但由于富集岩石圈地幔的熔融一般发生于其底部，所以，此时岩石圈的厚度也应接近50km。海南三叠纪拉斑系列镁铁质岩的εNd值为较小的负值，说明此时岩石圈厚度大于并接近于50km。谢才富等(2005)根据海南三亚霓辉石正长岩的特征曾推导出其熔融深度<60km，这与此是相一致的。而湖南道县辉长岩包体的εNd值为正值，具有亏损地幔的特征，说明其源于软流圈，其岩石圈厚度小于50km。从(87Sr/86Sr)i-εNd(t)图上(图1-32)可看出，海南海西-印支期的镁铁质侵入岩基本都与富集岩石圈地幔Ⅱ型(EMⅡ)源区具亲缘性。个别样品同位素组成介于富集岩石圈地幔Ⅱ型及OIB之间，可能是软流圈岩浆与EMⅡ地幔混合的结果。但海南三叠纪时的拉斑质镁铁侵入岩及正长岩类相对二叠纪的镁铁质为什么具有略高的ISr和低得多的εNd(t)，是三叠纪幔源岩石来源于更古老的富集地幔或是其他原因还有待研究。
㈢ 哪位朋友帮忙写一篇关于岩石的研究性学习结题报告急,谢谢了
岩石学是研究岩石的成分、结构构造、产状、分布、成因、演化历史和它与成矿作用的关系等的学科。地质学的分支。陨石、月岩等宇宙来源的岩石，也是岩石学的研究对象。岩石学常被分为岩理学和岩类学。前者主要研究岩石的成因，在早期多指与火成岩有关的成因研究；后者主要是鉴定岩石的成分和结构构造，进行岩石特征的描述和分类，又称描述岩石学或岩相学。
在古代，岩石和矿物统称为“石”。最早有关矿物岩石性状的记载是中国的《山海经》和古希腊泰奥弗拉斯托斯的《石头论》。古希腊哲学家泰勒斯的“一切都来自于水，又复归于水”论断，可以看作关于沉积岩思想的萌芽。
18世纪后半叶至19世纪初，德国地质学家维尔纳为首的弗莱堡学派倡导水成说，认为所有岩石都是浑沌水的沉淀物。最早沉积花岗岩和片麻岩，其次为片岩、大理岩等，后期为页岩、砂岩、砾岩等。英国自然科学家赫顿于1788年提出了火成说，认为在地下热的影响下，形成的熔融物可经火山活动形成火山岩，或在深部结晶形成花岗质岩石。
两派各以自己的观点排除对方，把所有的岩石基本看成是同一成因。1830年英国自然科学家莱伊尔提出岩石的成因分类，分为水成岩类、火山岩类、深成岩类和变质岩类，深成岩类包括花岗岩和片麻岩类。从“水火之争”到莱伊尔以多种成因观点代替单一成因观点的岩石分类，是岩石学孕育阶段的主要标志。
现代岩石学形成于19世纪中期至20世纪50年代。在这一阶段，野外地质调查和区域性地质制图有了较大的发展，使得历史对比法在岩石学的各个领域都得到广泛的应用，确定了各类岩石组合与其形成地质环境的联系，加深了对岩石成因的了解。
现代的显微岩石学，是英国地质学家索比把偏光显微镜运用于砂岩、石灰岩和粘板岩的观察而开始的。德国齐克尔在1866年《描述岩石学教科书》，对岩石的许多亚类作详细阐述。齐克尔1873年出版的《矿物和岩石在显微镜下特征》和罗森布施的《岩相学主要矿物在显微镜下结构》，奠定了显微岩石学的基础。
19世纪末至20世纪早期，是岩石化学的形成时期。美国的克拉克和德国的奥桑都是这方面的创始人。克拉克与华盛顿等人合作研究从地表至十英里深处物质平均成分，发表了《火成岩平均成分》、《地壳成分》等重要著作，创造了CIPW岩石化学计算法；挪威岩石学家福格特用矿渣作材料进行高温熔融实验，说明硅酸盐中的共熔关系，确定矿物的结晶顺序并把它运用于天然岩石；美国岩石学家鲍温在1928年发表《火成岩的演化》，提出了钙碱性岩浆中矿物析出的反应系列及其原理，习称“鲍温反应原理”，奠定了岩浆分异作用理论基础。在变质岩岩石学方面，挪威地球化学家戈尔德施密特和芬兰岩石学家埃斯克拉，将物理化学中的相律运用于岩石学，创立了变质相的概念。
第二次世界大战结束以后，特别是50年代以来，通过国际性多学科地学研究活动的开展，板块学说兴起并不断发展，作为地质学科分支的岩石学进入了新的发展时期。
X光及电子显微技术的发展，使岩石、矿物内部结构研究进入微区领域；微量分析技术如光谱、X光荧光分析等的发展，使稀土和微量元素定量成为可能，为某些成岩作用的过程的研究提供了定量依据；质谱分析可以测定岩石和矿物中同位素组成，不仅提供了有关成岩作用的时间信息，对示踪岩浆演化、岩浆起源、岩石变质等原岩及其形成过程也都提供重要信息；高温高压实验，能测定的压力达到数百亿帕，约合深度600公里以下，可以模拟上地幔某些岩石的形成。
上述新技术、新方法的应用为地壳早期岩石，洋底和深部地幔岩石的研究，积累了大量资料，推动了现代岩石学理论的完善化。地震研究使过去的一元或二元原始岩浆论，已转变为受大地构造环境控制而形成的多元岩浆的观点，洋中脊、裂谷带、活动大陆边缘和陆内环境都有不同的岩浆组合。
关于岩浆演化除了岩浆分异作用、岩浆同化作用之外，岩浆混合的观点，也日益受到重视。板块构造理论对沉积岩岩石学也有显著影响，现代沉积岩石学理论认为：大型沉积盆地和它们的沉积中心与板块运动有关，板块的相互作用和板块构造环境是沉积盆地演化和各种沉积相形成分布的关键。
用现代沉积作用和水动力学环境的实验模拟资料来解决古沉积环境问题，是沉积岩石学研究的生长点。变质相和变质相系的研究初步奠定了变质作用和大地构造的联系，而地幔与地壳的相互作用而产生的热流是区域变质的根本原因。80年代以来变质作用的温度-压力-时间轨迹的研究揭示了变质作用历史与地壳构造演化之间的关系。
岩石学的分支学科
火成岩岩石学是研究主要由岩浆作用形成的岩石的成分、结构构造，及其形成条件和演化历史的学科。其运用现代实验技术、物理化学、流体动力学等理论，阐明各类岩浆的演化运移和冷却结晶等过程，依据岩浆岩区域地质分布结合大地构造单元，总结各类岩浆岩自然组合的时空分布规律。
沉积岩岩石学是研究沉积物和沉积岩的组成、结构、构造和成因的学科。其主要内容包括沉积物和沉积岩物质成分、粒度及其生物化石群落等的研究；判定沉积环境和沉积物的源区，阐明古地理条件和恢复古构造；根据碎屑物和基质的比例，根据矿物颗粒和有机组分的分选性，进行沉积物和沉积岩的分类；根据化学沉积物的特点判定水体化学性质和海水深度等。
变质岩岩石学是研究地壳内部发生的变质作用，和变质岩的形成特点及其演变历史的学科，天体陨石的冲击变质亦属这一研究范畴。
在地壳演化过程中，地幔、地壳的相互作用，引起区域热流和构造环境的变化，发生了一系列属于不同变质相、变质相系和不同形变程度的变质岩石。它们是变质作用在自然界的记录，因而也是变质岩岩石学的研究对象。变质岩石学又可分为两个方向：变质地质学和变质实验岩石学。
工业岩石学是用硅酸盐工艺学的方法来研究和开发与硅酸盐矿物有关的资源，又称工艺岩石学。
其它的还有宇宙岩石学、化学岩石学、实验岩石学、地幔岩石学、构造岩石学等。
岩石的形成与形成时的地质环境密不可分，岩石建造是地质环境的一种表现。因此为了阐明地质环境，区域地质学、大地构造学、构造地质学和地层学的研究是必不可少的知识；矿物学和地球化学可以阐明岩石中主要造岩矿物和元素迁移变化的规律，它们与化学热力学和化学反应动力学相结合，可以说明岩石形成过程中可能的物理化学作用过程，以及岩浆发生的可能原岩。
宇宙岩石学可以看作岩石学与天文学之间的联系环节，而地幔岩石学可以看作岩石学与地球物理学之间的桥梁，这两个分支学科扩大了岩石学研究的时空范围，所研究的深度可达600公里的地幔，时间可以上溯到40亿年左右，其研究成果为研究地球早期演化提供了基础资料。
作为自然体系的岩石组合，其成因是复杂的，受诸多因素所制约，并且与地壳演化有着密切的联系。有成效的岩石学研究，一方面要摆脱传统观点的束缚，从单纯岩石的描述中解放出来；另一方面也要防止简单化的趋向，把复杂的成因问题纳入简单的成因模式。
岩石学的研究要掌握更多的岩相学、区域地质学资料，充分搞清各种岩石之间野外关系，加强岩石组合和岩石的物质组分(包括矿物学和地球化学)的研究，从而进一步引出客观存在的形成条件和岩石构造历史，并从物理化学基础理论来阐明其内在联系和发生的根本原因。此外，从全球构造观点，总结分析岩浆建造、变质建造和沉积建造的时空分布规律，这些将是岩石学的基本任务。
美国科学家在最新一期英国《自然》杂志上报告说，通过分析古老硫酸盐岩石里氧同位素含量比例，有可能获得宝贵的信息以研究古代大气状况、地球气候变迁史和物种灭绝等问题。
科学家一般通过钻取南极和北极冰盖中的古老冰芯来探究古代的大气状况。美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的科学家说，他们对距今几百万乃至数千万年前的岩石进行分析，发现其中氧同位素含量比例异常。这些岩石分别来自非洲纳米布沙漠及美国西部的火山灰岩床，岩石中富含硫酸盐。据认为，当这些岩石还处于熔融状态时，其中的硫元素与大气中的氧发生反应，从而记录下了当时地球大气中的氧同位素含量特征，所以通过分析古老硫酸盐岩石里氧同位素含量比例，可对数百万年前的地球大气成分进行推断。
据科学家说，这一方法还可用于分析含硫量较高的火星岩石，从而研究火星大气的历史。
岩石是天然产出的具一定结构构造的矿物集合体，是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。其中岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石，也称火成岩；沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石；变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩，由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。
地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占95%。地壳表面以沉积岩为主，它们约占大陆面积的75%，洋底几乎全部为沉积物所覆盖。
岩石学主要研究岩石的物质成分、结构、构造、分类命名、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化过程等。它属地质科学中的重要的基础学科。
十八世纪末岩石学从矿物学中脱胎出来而发展成一门独立的学科。在岩石学发展的初期，主要研究的是火成岩，到了十九世纪中叶才开始系统地研究变质岩，而沉积岩直到二十世纪初才引起人们的注意。目前岩石学正沿着岩浆岩石学、沉积岩石学和变质岩石学三个主要的分支方向发展。
㈣ （一）岩石物性
统计研究区主要岩石种类的重、磁参数（表3-1）可以看出：沉积岩的密度变化范围为（2.29～2.75）×103kg/m3，由新到老逐渐增大，沉积岩的磁性都十分微弱，一般可视为无磁性层。变质岩类总体上具有密度高、磁性强、变化范围大的特征。岩浆岩的密度值ρ一般在（2.85～3.10）×103kg/m3，其在重力场中反映为重力高异常；而磁化率κ＝（655～2060）×10-64πSI，航磁图上表现为较强的以正为主、正负相间的磁异常。火山岩的磁性大于侵入岩，密度稍低。
表3-1 山东省鲁西北地区岩石重、磁参数统计表
注：资料来源于《山东省北部地区区域重力调查成果报告》，1990，山东省地矿局物化探大队。
山东省重、磁场以沂沭断裂带为界分为鲁东、鲁西两部分。本次研究工作区位于沂沭断裂带以西，齐河-广饶断裂以北的鲁西北平原区，重、磁场的主要特征是：重力场条块分割，磁场变化复杂。重、磁场的分布特征反映了该地区的基本构造格架及地层、岩浆岩的发育情况。
㈤ 研究性学习 关于岩石的观察 700字以内
各种各样的岩石》是教科版《科学》四下第四单元《岩石和矿物》的第一课，它属于“科学探究”的目标系列，本课主要是让学生通过多种感官、多种方法探究常见岩石的特征，培养学生观察岩石、研究岩石的兴趣，培养学生的观察能力、分类能力和创新能力。本课教材共2页，分为2个部分。第一部分：开个石头展览会，是对岩石个性特征的观察，重点是对“我的岩石”的观察活动，引导学生采用多样的方法观察岩石，并遵循“观察方法－观察结果”的逻辑关系交流探究结果。第二部分给岩石分类，是第一部分的延续，目的在于让学生们研究一群岩石的共性特征，给岩石分类要学会根据岩石的某个特点确定分类标准。本课既有让学生对已有岩石认知的了解和交流，更是指导学生运用观察器官和观察工具观察研究岩石的过程。通过收集岩石、观察岩石、比较岩石、给岩石分类，发展学生的观察和分类水平。
二、说学情
四年级学生对岩石已有一定了解：他们知道在哪儿可以找到岩石，在家观察过放在水里的岩石，有的从课外科普书籍上了解了许多关于岩石的知识。这些都成为本课的学习的基础。本课以岩石为话题，引导学生开展各种研究活动。学生对岩石并不陌生，对岩石是各种各样的也早就心知肚明，但有时越是熟悉的事物学生越不容易产生关注，学生并不会花很多的时间去探究岩石更多的奥秘，这恰是我们教学有价值的地方。学生对收集岩石一般比较感兴趣，而对岩石细致的观察和切实有效的分类则需要教师精心的设计和指导。
三、说教法
“各种各样的岩石”一课属于“科学探究”的目标系列，从教学流程来分析，本课的教学重在对岩石的观察、比较，不断挖掘学生观察、比较、分类的潜能，重视学生在对岩石研究过程中的信息的收集和整理，力求通过多种活动将学生对岩石的零散的发现如珍珠项链一样串起来，形成自己对岩石的科学概念。而对于四年级的学生的认知水平来说，这种观察又不适合大步子、粗线条教学，四年级的学生从接触科学到现在，他们经历的观察活动虽然比较多，但教学期望往往与实际效果有一定距离，为此，本课仍宜采用层层推进的方式设计教学，对学生观察能力、科学探究能力的要求不能过高，必须符合四年级学生的年龄特点，由扶到放，逐步培养。
四、说教学目标
科学概念
1．诱发学生对岩石的原有认识，建立岩石的初步概念：岩石是各种各样的，在颜色、花纹、软硬、轻重、颗粒大小、手感等方面有各自的特点。
2．岩石可以按照不同的特点分成不同的类别。
3．不同的分类标准其分类的结果也可能不同。
过程与方法
1．学生能够以个人参与或小组参与为形式，获得在附近寻找岩石的亲身经历。
2．在课堂中能够综合运用感官对岩石进行直接的观察,让孩子经历观察岩石特点的活动过程,获得观察岩石的基本方法及技能。
3．能以岩石的某种特点为分类标准给岩石分类。
·情感态度与价值观
1．养成良好的实验习惯，愿意与他人合作并交流。
2．从欣赏自然界中的石头美景获得美的体验，从而热爱大自然。
3．让孩子获得丰富的研究岩石的愉悦情感。
五、说教学设计理念和特色
本节课我设计的理念是将学生定位于观察者和科学探究者，突出学生的主体地位，根据学生的已有经验和兴趣，直接用三个卡通问号板贴和小布袋创设问题情境导入新课，通过让学生猜、看、摸、闻等方式，唤起学生对一些常用观察方法的回忆，并期望通过本环节的教学，让学生能在生活中捡到一块岩石时，不会随便看过后就随手扔掉，而会运用各种观察方法对它进行研究。在随后的教学中，我为学生创设了便于学生探究的教学场景，围绕“各种各样的岩石”这个课题，由浅入深，分别设计了三个教学环节，“提供有结构的材料供学生观察研究岩石”、“寻宝总动员”和“给岩石分类”，取材简单、结构严谨，逻辑线索清晰。整节课紧紧围绕以培养学生的科学探索意识和科学研究习惯为中心，以使用多样的方法对岩石进行观察为主线，通过分类展示板等辅助手段，引导学生最终顺利到达成功的彼岸——学会利用各种标准给岩石进行分类。
本节课我设计的特色是力争以探究为核心，为学生提供大量的观察探究岩石的机会，鼓励学生在课堂中能够综合运用感官对岩石进行直接的观察,让孩子经历观察岩石特点的活动过程,获得观察岩石的基本方法及技能，并能以岩石的某种特点为分类标准给岩石分类。通过运用学生喜闻乐见的形式：实验、游戏、比赛、奖励等，让孩子获得丰富的研究岩石的愉悦情感。整节课尝试运用科学的探究方法，让学生充分经历探究过程，逐步形成科学地看问题、想问题、解决问题的习惯和能力，从而培养学生的科学素养，体现小学科学新课程以探究为核心的基本理念。
六、说授课效果
这节课上完后，听了兄弟地市同行的评价，自我感觉还好。主要从学生学习效果来看，学生学习热情很高，全班所有学生都投入到了学习活动中，都能采用多种观察方法认真观察岩石，都有新的发现，都能提出有一定质量的问题。教学中，学生的思维至始至终是活跃的，发言踊跃，他们以生动活泼的语言方式表述自己的想法和做法，不仅感动了我，也征服了所有的听课老师。通过本课教学，学生除了较好地完成了我预设的各项教学目标外，在科学兴趣、语言、思维、动手操作能力以及诸多心理品质上都有所促进，这是我所期待的，也是我永远追求的课堂教学目标和价值。
七、说课后反思
这是我参加安徽省2007年小学科学优质课评选的一节参赛课，临时抽签，第二天上课，时间紧任务重，赛前虽有准备，也难免有些顾此失彼，课后细细品味，得失尽在其中。
1．精心设计“有结构的材料”是学生观察成功的保证。我为学生准备的5块岩石，不但从颜色、软硬度、光滑度、成因等方面考虑，而且特别重视各自的典型性和代表性，尽量让学生一目了然，便于观察、便于分类。对于学生收集的岩石，在呈现时间上我也做了一定的考虑，教材上是先观察学生自己收集的岩石，以“岩石展览会”活动为切入点，积极鼓励学生寻找身边的岩石，交流自己从小溪边、房前屋后、校园内、公园里收集的岩石，但由于学生自己收集的岩石随意性很大，给学生随后的观察、分类活动都带来了麻烦。我在教学中是先为学生提供具有典型特征的岩石让学生充分观察研究，然后再让学生交流自己收集的岩石，开“岩石展览会”，最后进行分类。虽然只是对教材的顺序进行了小小的调整，但比较符合学生的认知发展水平，学生易于接受和认同。在观察工具上，我也做了一些拓展，增加了学生比较熟悉的直尺和铁钉等，为学生的观察研究提供了更广阔的空间。
2．游戏活动——“寻宝总动员”，设计巧妙，为学生从“对岩石观察”到“给岩石分类”过渡架起了桥梁。设计“寻宝总动员”，目的是把“对岩石的观察”和“给岩石分类”贯穿起来，使整个课堂教学结构紧凑、过渡自然，学生的研究活动环环相扣，一气呵成。先让学生选择一个自己喜欢的岩石进行观察，比一比哪位同学发现的岩石特征多，然后通过全班汇报、交流，把学生零碎的发现组合起来，形成对一种岩石整体的认识，进而扩展为对某几种岩石的整体认识。而“寻宝总动员”既是对前面岩石观察成果的巩固，有利于学生第二次全面运用多种方法对岩石进行观察，又在不知不觉中，对自己小组研究的岩石在全班范围内进行了一次分类，为下一个活动“给岩石分类”做了铺垫和知识上的准备，一举多得、一箭双雕。
3．对学生的探究活动进行有效地指导非常必要。在进行“观察岩石”的活动之前，为了能使学生从更多方面来观察岩石的特点、特征，我设计了一个小问题：当我们面对一块陌生的岩石时，我们可以采取哪些方法来观察研究它呢？教师根据学生的回答适时点拨。
如当学生提出用眼睛看时，教师及时肯定好的，进一步追问：看什么，怎么看（看花纹、大小、形状、粗糙、光滑等）。当学生提出用手摸时，教师及时指导：用手摸，摸什么？用手还可以干什么？（光滑、粗糙、用手掂掂轻重）等。实践证明这样的设计为学生后面综合运用感官对岩石进行直接的观察,扫清了障碍，同时为学生利用工具进行观察打下了基础。
4．课堂教学机智不够，影响了学生观察的深度和广度。由于这是一节参赛课，从功利的角度，我比较重视节奏的紧凑和时间的把握，从事后的“录像”中可以看到，我在一些教学细节上处理得比较粗糙，课的发展虽然比较顺畅和有趣，但结果只是简单地演习了一个由“观察方法——观察结果”的过程。从整理“实录”的过程中，我非常吃惊学生观察的细致和思维发展的活跃。不得不承认，这个班的学生实在是太优秀了，他们只经过一年多的观察、描述培养，就能非常熟练地综合运用各种感官观察事物的各方面特征，表达能力也令我赞叹不已。特别是学生对岩石放到水里产生气泡的研究，气泡究竟是岩石里的还是水里本身就有的，这个问题具有很高的观察训练价值！而我在课堂中没有及时抓住这一点加以引导，所以造成学生观察面的浅显，非常可惜。再如学生提出可用“放大镜帮助观察研究岩石”，我及时给予肯定，一带而过，如果我再追问：“你打算用放大镜观察岩石的什么？”，相信这个班的学生会很自然地把观察重点转移到岩石的纹路或颗粒上来，那样这节课的观察就有深度了。关注课堂细节将是我今后教学中一个值得不断深究的课题。
5．注重了对学生观察方法的指导，但对岩石进行有序观察要求不够。针对教师提供的有结构的材料，学生讨论提出许多观察方法（用眼看岩石上的颜色、花纹、形状、大小、有没有气孔，用手摸岩石表面是光滑还是粗糙、掂一掂岩石的轻重，用鼻子闻一闻岩石的气味，用耳朵听一听敲打等），由于我没有强调观察要有顺序，所以当学生自己实际观察时，有的学生在等工具、有的在水里洗岩石，造成一定的时间浪费和混乱，学生汇报时，就出现了说不清、说不全的现象。有听课老师建议：可以在学生说完观察方法后补充问一问“你打算按什么顺序观察？为什么要按这个顺序？”这样通过讨论学生明确了观察目的、认识到观察顺序的重要性，然后再按预定的顺序观察、汇报。这样在分组交流观察记录时，会节省较多的交流时间，而且在汇报观察到的现象时，学生会说得有条理且全面、准确。这个建议是否可行和必要，我将在今后的教学实践中进一步进行尝试和研究。
6．给岩石分类的难点还需进一步突破。对于教材安排的“给岩石分类”活动，我有一些想法。给岩石分类活动是让学生按照不同的标准给自己手中的岩石进行分类，由于标准不同我们分类的方法也不同。通常的情况下，学生能够想到了主要有以下几种不同的分类方法：颜色、手感（粗糙光滑度）、透明度、气味、花纹、轻重、厚度、硬度、大小、出处、密度等，粗略看来都可以进行分类，但如果我们仔细想想有些分类方法其实比较勉强，如大小、厚度、轻重这些分类，不是非常合理，即使你能分出来，也没有什么价值，对于轻重要在体积相同的情况下才具有可比性，我们在课堂中如何体现这种科学性？可以说有些分类标准虽然从理论上是成立的，但实际结果学生根本无法操作，在这节课中，我都没能圆满解决，但对四年级学生而言也许有这样的分类经历也就足够了。记得在教参中有这么一句话：让学生尽可能多地提出给岩石分类的标准，并尽可能多地给学生时间，让他们充分求证自己“分类标准”的正确性，我想在尽可能多的标准里，有必要尽可能的做到分类方法的科学性。
㈥ 修编成果
本次共应用19个图幅的1:5万区调和矿调资料，对区内1:20万地质图进行了修编成图。其中应用1:5万区调、矿调资料面积约占全区85%，几乎覆盖主要成矿区段。除此之外，还引用了安徽省及邻省地质志、地层志和岩石地层等资料。修编的主要内容是地层、侵入岩、构造等。
1.岩石地层
新建的岩石地层单位系统是在原1:20万区域地质调查，安徽及邻省地质志、安徽及邻省岩石地层单位清理和1:5万区域地质调查成果的基础上综合整理而成。新编排的岩石地层单位表共划分出中元古代、青白口纪、南华纪、震旦纪，古生代寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪，中生代三叠纪、侏罗纪、白垩纪，新生代古近纪—新近纪、第四纪等15个纪级地质时代沉积单位（系）、76个地层组（群）级单位。根据评价区前震旦纪基底的特征，以北区、西区和南（东）区分别建立地层系统。
2.侵入岩
新建立的侵入岩体的地质时代及期次主要在参照原1:20万区域地质调查、安徽及邻省地质志和1:5万区域地质调查成果的基础上，运用同源岩浆演化理论，根据岩浆构造区（带）、岩石及岩石地球化学特征、岩浆成矿专属性等相关特征综合整理而成。共划分中元古代、青白口纪、侏罗纪、白垩纪、白垩纪末—古近纪初等5个地质时代、2个侵入期、4个侵入阶段、21个侵入期次（数）。
3.脉岩
对于脉岩的划分主要依其岩性，总体上以原1:20万区域地质调查资料为基础，仅对少量脉岩按新规则要求作了新调整。
4.区域断裂
在前人工作和研究基础上，通过本次综合整理和研究，厘定了祁门－三阳、章家渡（江南）、宁国墩－五城深断裂，铜山－平里、榔桥－里东坑、旌德－漳前、兰花岭－月潭、岭南－小川等大断裂，城安－镇头、江湾－街口逆冲－滑覆构造带，以及包村、西岭脚（棉花岭）、银峰、逍遥－后山庵、岭脚等断裂，厘定出障公山、大阜和白际岭等多条韧性剪切带。
对于与成矿关系密切的中生代斑岩侵入体中的隐爆角砾岩筒，主要有祁门三宝、歙县金谷山和苏村等地。
总之，此次修编处理后的1:20万地质图，较好地体现和反映了当今该地区的研究水平和认识水平。主要成矿区段的地质研究程度，达到了1:10万比例尺精度要求。为矿产资源评价有效提取数据和合理建立评价模型，提供了翔实丰富的信息，从而进一步提高了评价预测的科学性和可信度。
㈦ 取得的主要研究成果
研究期间，先后参阅了大量涉及区内的科研论文、相关的地质理论和基础的地质资料，在汲取前人资料中丰富营养的同时，通过大量野外地质调查研究、样品采集、剖面测制和室内研究工作，对研究区内所存在的重大的、基础性的科研问题，如各阶段的构造环境、构造变形及演化、岩浆岩的侵位机制等，进行了研究，尤其对研究区内东西向召河庙—四子王旗—大滩构造岩浆岩带的研究取得了如下几点认识:
第一，通过对比研究认为，原1∶20万区调在耳营地—大脑包山等地所划分的震旦纪地层的岩石组合特征、变质特征、变形特征等，可与发育于色尔腾山地区的色尔腾山岩群对比，自下而上构成了一套较完整的火山岩—沉积岩的沉积组合，经历了绿片岩—角闪岩相变质作用的改造，具有绿岩特征。
第二，首次在原1∶20万区调划分为海西期的花岗岩中识别出侵位于色尔腾山岩群的同构造期太古宙岩体，与研究区内新识别出的色尔腾山岩群共同经历了新太古代晚期—早元古代变形变质作用的改造，二者构成较典型的花岗岩-绿岩带。
第三，首次在伊和乌苏、大脑包山、大苏吉北发现了韧性剪切带。并将召河庙—四子王旗—大滩隆起带作为晚太古-早元古代构造岩浆岩带提出，认为构造带是早前寒武纪华北陆块北缘的增生带，经历了岛弧环境火山沉积、构造变形及构造隆升阶段，最终奠定了华北北缘早前寒武纪结晶基底的构造格局，并据地质体分布特征及剪切变形将其划分为北带、中带和南带。
㈧ 科学家通过对岩石的研究发现什么的话实在比较古老的岩层中就出现了而什么和什
病句:地质学家科学家通过对岩石的研究指引石油挖掘者 病因是什么分析：属于搭配不当的病句类型。应改为：地质学家科学家利用对岩石的研究成果指引石油挖掘者。
㈨ 岩石地球化学测量成果
对区内7km2范围做了1∶2.5万岩石地球化学测量，共取岩石样品95件，分析其Au、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、Mo等10个元素，其特征如表3-7所示，其中Cu最高值为0.13×10-2，Pb最高为0.007×10-2，Zn最高值达0.018×10-2，而均值Cu为88.8×10-6，Zn为59.9×10-6。从标准差看出，Cu、Zn和Au的标准差分别达238.6、26.1和10.6，特别是Cu，其标准差达238.6，说明上述元素在地质演化过程中，具有明显的活化、分异、富集之特征，对这些成矿元素的活化迁移、富集十分有利。
表3-7 莫依勒特铜矿点岩石化探特征值表
对上述10个元素的相关系数计算，其相关系数矩阵如表3-8所示。由上述元素相关矩阵可知，Cu与Ag、Sb、Bi关系密切，为高正相关，Pb与As、Mo正相关，Au与Ag、Bi之相关系数达0.6以上，与Cu也达0.52，而Ag与Au、Cu、Sb、Bi的相关系数也分别达0.86，0.61，0.45和0.79，Sb与Cu、Au、Ag、Bi正相关明显。上述元素的正相关关系反映在来源及运移、演化和富集过程中的化学行为的相似性。
表3-8 成矿元素相关系数矩阵
从元素聚类谱系图（图3-14）可以看出，元素被明显地分为两类，一类为Cu、Ag、Au、Bi、Sb，另一类为Pb、Mo、As、Hg，反映这两类元素在来源方面及其在活化、迁移和沉淀过程中存在差异，前者可能主要来自震旦系莫依勒特组碎屑岩，后者可能与莫迪什克黑云二长花岗岩体有关，而Zn元素相对独立。
图3-14 成矿元素R-型聚类谱系图
图3-15、图3-16为7.7km2的1∶2.5万岩石化探平面异常图和立体异常图。
以50×10-6为下限，在区内共圈出3个Cu异常，这3个Cu异常均由2个等轴状异常组成，呈北西向和近南北向展布，北西向带状排列，其中Cu1、Cu2异常位于同一北西向带中。3个Cu异常中均有1个相对高异常中心，其中最高值达134×10-6。其他元素如Pb、Au、Ag、Bi、Mo等也多为近等轴状异常，唯As、Sb、Hg 3个元素异常显示出呈北东向展布的特征。以20×10-6为下限圈出5个铅异常，这5个异常均为近等轴状。其中Pb1、Pb2和Pb3异常强度相对较高，面积也相对较大。Pb2和Pb3异常的峰值均达55×10-6。上述3个Pb异常呈北西向带状分布。Pb异常与Cu异常略有位移，Pb异常稍偏至北东侧。Au以10×10-9为下限圈出3个异常，也为近等轴状，最高值达73×10-9，其中Au2和Au3异常分别与Cu3、Cu1和Pb5异常套合。特别是Au3异常还与As、Sb、Bi、Mo异常有较好的套合，反映该点具有较好的找矿前景（图3-11）。
㈩ 对巨石的研究李四光发现了什么重大成果
李四光(1889～1971)中国地质学家,地质力学的创始人.于本世纪20年代创立了地质力学,为地质理论作出了巨大贡献.他运用力学观点来研究地壳运动现象,将各种构造形迹看作地应力活动的结果,建立了“构造体系”这一地质力学的基本概念,为探索地质自然现象提供了新方法,为研究地壳运动规律开辟了新途径,开创了地质科学的新局面,在国际上享有崇高声誉.
他的理论为我国石油勘探作出巨大贡献.例如他运用地质力学分析我国东部地区地质构造特点,认为新华夏构造体系的三个沉降带具有广阔的找油远景,从理论上否定了“中国贫油”论.大庆、胜利、大港等油田的相继发现证实了他的科学预见.在地震地质工作方面,他强调在研究地质构造活动性的基础上,观察地应力的变化,为实现地震预报指出了方向.
此外,李四光早在20年代初,实地考察了我国太行山麓、大同盆地、庐山和黄山等地,先后发现第四纪冰川遗迹,推翻了国际上许多冰川学权威断言中国无第四纪冰川的错误结论.李四光长期从事古生物学、冰川学和地质力学的研究,在鉴定古生物蜒科化石、发现中国第四纪冰川和创立地质力学诸多方面建立了卓越的功勋.
他著有《地质力学概念》一书,认为地壳运动中发生岩石变形是由于地应力作用的结果.1947年7月,他代表中国出席第
18届国际地质大会,第一次应用他创立的地质力学理论,作了题为《新华夏海之起源》的学术报告,引起了强烈反响.从此,地质力学这一由中国人创立的新学科正式载入史册.