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《煤矿地质》教案
教学模块：模块一煤地质基础知识 计划学时：22
课题
名称
课题1 矿物和岩石鉴定
计划学时
16
其中任务
任务1矿物鉴定（4学时）
任务2岩浆岩鉴定（4学时）
任务3变质岩鉴定（4学时）
任务4沉积岩鉴定（4学时）
班级
班
授课地点
教师
目标
掌握常见矿物的形态及其物理性质。常见矿物的肉眼鉴定。常见岩石的肉眼鉴别。地球上岩石的三大种类及其地球表面分布与体积的比例关系。
知
识
点
1. 矿物的概念和性质；
2. 常见矿物；
3.岩石的概念及其分类；
4.岩浆岩；
5.沉积岩；
6.变质岩。
技
能
点
1. 常见矿物的分类名称及鉴定方法；
2. 常见岩浆岩的分类名称及鉴定方法；
3.沉积岩的分类名称及鉴定方法；
4. 常见变质岩的分类名称及鉴定方法。
媒介
工作页、多媒体课件
教学方法
1．设疑引导讨论法；
2.讲解分析法
3．课外作业辅导答疑法
教学组织
模块教学介绍--任务引入及讲解--互动
任务实施步骤
一、讲解相关知识（多媒体课件）
一） 模块教学介绍、
二）任务引入及讲解相关知识（多媒体课件）
三）互动
1．设疑问题
2．组织讨论
1）分6个学习小组讨论分析，学习小组代表针对设疑问题进行陈述；
2）各小组补充陈述发言。
3．自由提问答疑
4.教师点评、答疑
效果评价
教学组织评价：
教学方法评价：
学生学习评价：
课题1 矿物和岩石鉴定
任务1 矿物鉴定
相 关 知 识 链
相 关 知 识 链
一、矿物的概念
矿物是天然产出的。它具有一定的化学成分和有序的原子排列，通常是无机作用所形成的均匀固体。如金刚石(C)、黄铁矿(FeS2)、方解石(CaCO3)、石英(SiO2)等。
二、矿物的主要性质
不同的矿物具有不同的特征与性质，在地质工作中可以根据其不同的特征与性质来识别和鉴定矿物。通常，对矿物进行肉眼鉴定的主要依据是矿物的形态、物理性质等。
(一)矿物的形态
在自然界中，矿物多呈集合体出现。矿物的形态是指矿物单体的形态和集合体的形态。其中，单体的形态是研究的基础。
1.矿物单体的形态
根据晶体在三度空间发育的程度，单体的形态可以分为三种：
(1)一向延长的。
(2)二向延展的。
(3)三向等长的。
2.矿物集合体的形态
常见的集合体形态有：
(1)柱状、针状、纤维状、放射状集合体。
(2)板状、片状、鳞片状集合体。
(3)粒状集合体。
(4)晶簇。
(5)块状集合体。
(6)其它形态：鲕状、豆状集合体、钟乳状集合体、晶腺
(二)矿物的物理性质
1.矿物的光学性质
1)颜色
矿物的颜色可以分为自色、他色和假色三种，但具有鉴定意义的主要为自色。
(1)自色。即矿物自身固有的颜色。自色一般较为固定，常可用作矿物的鉴定特征。
(2)他色。一般是由于外来的杂质包括机械混入物等所引起的颜色。一般无鉴定意义。
(3)假色。由于某些物理光学过程引起矿物呈色的现象，与矿物的化学成分与内部结构无关。
描述矿物颜色的方法有两种：即标准色谱法和实物对比法。描述时，应以新鲜干燥矿物为准。
2)条痕
3)光泽
(1)金属光泽。矿物表面如同光亮的金属器皿表面的光泽，如黄铁矿、方铅矿的光泽。
(2)半金属光泽。弱于金属光泽，象未抛光的金属面那样光亮，如磁铁矿、辰砂的光泽。
(3)金刚光泽。具有金刚石那样耀眼的光泽，如金刚石、闪锌矿的规光泽。
(4)玻璃光泽。象普通玻璃那样的光泽，如石英、方解石的光泽。
4)透明度
(1)透明。
(2)半透明。
(3)不透明
2．矿物的力学性质
1）硬度
2）解理
(1)极完全解理。
(2)完全解理。
(3)中等解理。
(4)不完全解理。
(5)极不完全解理。
3)断口
（1）贝壳状断口。（2）锯齿状断口呈尖锐的锯齿状。（3）参差状断口。
3.矿物的其它性质
（1）相对密度。
（2）磁性。
（3）弹性。
（4）挠性。
三、常见矿物
(1)自然金(Au)。完好的晶形少见，常为不规则粒状或树枝状集合体。颜色和条痕均为金黄色，强金属光泽，不透明，无解理，摩氏硬度2.5～3，相对密度15.6～18.3，强延展性。
(2)石墨(C)。完好的晶形少见，常为鳞片状、土状、块状集合体。颜色和条痕均为黑色，易污手，金属光泽，不透明，有一组极完全解理，摩氏硬度1～2，相对密度2.09～2.23，有滑感。
(3)方铅矿(PbS)。晶形常呈立方体，集合体常呈致密块状或粒状。颜色铅灰，条痕灰黑色，金属光泽，不透明，有三组完全解理，沿解理面易破裂成立方体，摩氏硬度2.5，相对密度7.5。
(4)闪锌矿(ZnS)。晶形常呈四面体(图2-8)，集合体常呈致密块状或粒状。颜色随含铁量增加由浅黄至棕黑，条痕由白色至褐色，解理完全，摩氏硬度3.5～4，相对密度3.9～4.2。
(5)黄铜矿(CuFeS2)。完好的晶形少见，常呈致密块状或分散粒状集合体。颜色铜黄色，表面常有蓝、紫褐、暗黄斑状锖色，条痕绿黑色，金属光泽，不透明，有不完全解理，摩氏硬度3.5～4，相对密度4.1～4.3。
(6)黄铁矿(FeS2)。晶形常呈立方体、五角十二面体，集合体常呈致密块状、浸染状和结核状。颜色浅铜黄色，表面常有黄褐色锖色，条痕黑色，金属光泽，不透明，无解理，断口参差状，摩氏硬度6～6.5，相对密度5.0。
(7)石英(SiO2)。晶形常呈六方柱状，集合体常呈晶簇状、粒状、致密块状。五色透明者称水晶，常因含杂质出现各种不同色调，晶面玻璃光泽、断口油脂光泽，无解理，断口贝壳状，磨氏硬度7，相对密度2.65。
隐晶质的石英称为石髓。常呈钟乳状、结核状、致密块状集合体。具有多色环状条带的石髓称为玛瑙，敲击时产生火花的黑色石髓称为燧石。
(8)赤铁矿(Fe2O3)。完好晶形少见，常呈致密块状、片状、鲕状、豆状、肾状集合体。结晶质赤铁矿为铁黑至钢灰色，隐晶质赤铁矿为暗红色，条痕樱红色，半金属至土状光泽，不透明，无解理，摩氏硬度5.5～6.5，相对密度4.9～5.3，无磁性。
(9)磁铁矿(Fe2+Fe3+O4)。晶形常呈八面体和菱形十二面体，集合体常呈粒状或致密块状。铁黑色，条痕黑色，半金属光泽。不透明，无解理，摩氏硬度5.5～6，相对密度5～5.2，具强磁性。
(10)褐铁矿(Fe2O3·nH2O)。为多矿物的混合物，主要包括纤铁矿(FeOOH)、水纤铁矿(FeOOH·nH2O)、针铁矿(HFeO2)，水针铁矿(HFeO2·nH2O)以及一些杂质。常呈结核状、肾状、钟乳状、土状、疏松多孔状。褐至褐黄色，条痕黄褐色。摩氏硬度、相对密度变化较大。
(11)萤石(CaF2)。晶形常呈立方体、八面体、菱形十二面体，集合体常呈粒状、块状。颜色多样，有无色、蓝色、绿色、紫色、黄色等。玻璃光泽。透明。有完全解理。摩氏硬度4。相对密度3.18。
(12)石盐(NaCl)。晶形常呈立方体，集合体常呈粒状或块状。无色或白色，但常因含杂质呈现各种色调。玻璃光泽。透明。有三组完全解理，摩氏硬度2～2.5，相对密度2.1～2.2，易溶于水，有咸味。
(13)橄榄石((Mg，Fe)2[SiO4])。完好晶形少见，常为粒状集合体。颜色随含铁量增加由淡黄绿色变为深绿色，玻璃光泽，透明，解理不完全，断口贝壳状，摩氏硬度6～7，相对密度随铁含量的增加而增大，为3.3～4.4。
(14)石榴子石(A3B2[SiO4]3)。化学式中的A代表二价阳离子Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+等；B代表三价阳离子A13+、Fe3+、Cr3+等。晶形常呈等轴状，酷似石榴籽，集合体呈粒状、致密块状。颜色随成分而异，常见的为黄褐色、褐色、黑色。玻璃光泽，断口油脂光泽，无解理，断口贝壳状，摩氏硬度6.5～7.5，相对密度3.5—4.2。
(15)红柱石(A12 [SiO4]O)。晶形呈柱状，横断面近正方形(图2-13)，集合体常呈放射状，有“菊花石”之称。颜色为灰白、褐、肉红色。玻璃光泽，解理中等至不完全，摩氏硬度6.5～7.5，相对密度3.15～3.16。
(16)蓝晶石(A12[SiO4]O)。与红柱石同属A12SiO5的同质多象变体。晶形呈扁平长柱状。蓝灰色。玻璃光泽，解理面上呈珍珠光泽。具完全和中等两组解理。摩氏硬度因方向而异，平行长柱方向摩氏硬度为4.5，垂直长柱方向摩氏硬度为6，有二硬石之称。相对密度3.53～3.65。
(17)辉石(R2[Si2O6 ])。化学式中的 R 代表Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Na+ 等。因阳离子 不同包括若干种，如紫苏辉石、透辉石、普通辉石等。共同特征：晶形多呈断柱状，横断面为近正方形的八边形。随含铁量增加，颜色由绿、墨绿至褐黑色，玻璃光泽，沿柱面方向有两组中等解理，其交角87°，摩氏硬度5～7，相对密度3.2～3.6。
(18)角闪石(R7[Si4O11 ]2(OH)2)。化学式中的 R 代表Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Na+等。因阳离子不同包括若干种，如透闪石、阳起石、普通角闪石等。晶形多呈长柱状，集合体呈放射状、纤维状，横断面为近菱形的六边形。不含铁者白、灰白色，含铁者绿、绿黑色。玻璃光泽，沿柱面方向有两组完全解理，其交角56°，摩氏硬度5～6，相对密度3～3.5。
(19)白云母(Kal2[AlSi3O10](OH)2)。晶形呈假六方短柱状或板状，集合体呈鳞片状。无色透明，玻璃光泽，解理面具珍珠光泽，有一组极完全解理，容易撕成薄片，薄片有弹性，摩氏硬度3～4，相对密度2.76～3.1，绝缘性能极好。
(20)黑云母(K(Mg，Fe)3[AlSi3O10](OH，F)2)。晶形呈假六方板状或短柱状，集合体呈片状或鳞片状。常为黑色、深褐色，有时带浅红、绿色等。透明至不透明。玻璃光泽，解理面具珍珠光泽。有一组极完全解理，解理薄片具弹性。摩氏硬度2.5～3，相对密度2.8～3.2。
(21)绿泥石((Mg，Fe，A1)6[(Al，Si)4O10](OH)8)。完好晶形少见，常呈鳞片状集合体。一般呈绿色，随含铁量增加颜色加深。玻璃光泽，解理面具珍珠光泽。一组极完全解理，解理薄片有挠性，摩氏硬度2～3，相对密度2.6-3.4。
(22)高岭石(A14[Si4O10](OH)8)。晶体极细小，在电子显微镜下呈六方形鳞片状，常为疏松鳞片状、致密细粒状、土状集合体。质纯者白色，常因含杂质而带各种色调。土状光泽，摩氏硬度2～2.5，相对密度2.60～2.63，干燥时有吸水性(粘舌)，遇潮后有可塑性，其土状块体具粗糙感，易用手捏成粉末。
(23)蒙脱石(Nax(H2O)4{A12[AlxSi4-xO10](OH)2})。常呈隐晶质土状块体。白色、粉红、浅灰或其它浅色调。无光泽，摩氏硬度2～2.5，相对密度2～2.7，有滑感，吸水后体积急剧膨胀并成糊状。
(24)长石。分布最广的造岩矿物，约占地壳质量的50％。包括三个基本类型：钾长石(K[AlSi3O8])、 钠长石(Na[AISi3O8]) 、钙长石(Ca[Al2Si2O8])。钠长石与钙长石可以任何比例混溶，所形成的完全类质同象系列称为斜长石((Ca，Na)[(Al,Si)AlSi2O8])。斜长石晶形呈板状或板条状。颜色常为白色、灰白色。玻璃光泽。有两组近于垂直的完全解理。摩氏硬度6～6.5。相对密度2.6～2.76，随钙长石含量增高而变大。钾长石(K[AlSi3O8])中包括正长石、钾微斜长石、透长石等许多变种，其中最常见的是正长石。正长石晶形呈短柱状或板状。颜色常为肉红色、浅黄色。玻璃光泽。有两组相互垂直的完全解理。摩氏硬度6。相对密度2.5～2.6。
(25)方解石(Ca[CO]3)。晶形完好的常见，但晶形复杂，有柱状、板状、菱面体等，集合体常呈晶簇状、粒状、致密块状、鲕状、钟乳状等。通常为白色，常因含杂质而呈现不同颜色，无色透明者称为冰洲石。玻璃光泽，有三组完全解理，易沿解理方向裂开成菱面体，摩氏硬度3，相对密度2.6～2.9，遇冷稀盐酸剧烈冒泡。
(26)白云石(CaMg[CO3]2)。晶形为菱面体状，晶面常弯曲呈马鞍状；集合体常呈粒状、致密块状。一般为白色，含铁者为灰色、褐色，玻璃光泽，有三组完全解理，解理面常弯曲，摩氏硬度3.5～4，相对密度2.85～3.2，遇冷稀盐酸反应微弱。
(27)石膏(Ca[SO4]·2H2O)。晶体常为板状，集合体常呈块状、粒状、纤维状。纯者无色透明，含杂质时呈灰、黄等色。玻璃光泽，解理面呈针珠光泽。有一组完全解理，解理薄片有挠性。摩氏硬度2，相对密度3，闭管中加热可放出水分。
石膏中五色透明的称为透石膏；雪白色、半透明的细晶粒块状体称为雪花石膏；纤维状集合体称为纤维石膏。
(28)硬石膏(Ca[SO4])。完好晶形少见，常呈纤维状、粒状、块状集合体。纯者无色或白色，常因含杂质微带浅灰、浅蓝等色。玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。解理好，沿三个相互垂直的解理方向可裂为长方体解理块。摩氏硬度3～3.50，相对密度2.98，易水解转变成石膏。
任务实施
任务实施
主要造岩矿物的认识与鉴定
（一）目的与要求
1、通过对造岩矿物标本的观察，熟悉常见造岩矿物的形态和物理特性。
2、学会观察描述矿物的颜色、条痕、光泽、透明度等光学性质的方法。
3、学会肉眼观测、描述矿物的解理、硬度、端口、相对密度等力学和其他性质。
4、掌握用肉眼鉴定常见造岩矿物的技能和描述矿物的方法。
5、熟练地掌握几种常见造岩矿物的鉴定特征。
（二）主要造岩矿物
滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、斜长石、石英、铝土矿?、普通角闪石、黑云母、白云母、普通辉石、高岭石、橄榄石、石榴子石、黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿
（三）观察与描述内容
1、矿物特性的观察
（1）矿物形态的观察：一定的矿物常表现为一定的晶体或集合体形态，如黄铁矿和黄铜矿的颜色和条痕很相似，但黄铁矿常成良好的六面体、五角十二面体等晶体，而黄铜矿则常成致密块状，据此则可区分二者。有些矿物是根据其形态特点而命名的，如石榴子石其晶形像石榴子一样，石棉则是纤维状集合体，像丝棉一样。因此应注意观察矿物的形态，矿物的形态有：单体形态和集合体形态。
晶面条纹的观察。有些晶体的晶面具条纹状，如：黄铁矿三个方向的晶面条纹彼此垂直，斜长石的晶纹相互平行，有的石英具横向晶纹。
（2）矿物光学性质的观察
矿物的颜色是矿物对可见光中不同波长的单色光波选择吸收的结果，许多具有白色的不透明金属矿物和部分非金属矿物，常常表现出比较固定的颜色。注意观察描述。观察对比黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿等矿物的条痕与颜色之间的关系。矿物的光泽是矿物表面对光的反射能力，拿到标本，对着光线，看其反射光线的性质来确定它属于哪种光泽。矿物的透明度是矿物透过可见光能力的大小。手拿标本，注意观察矿物碎片边缘的透明程度。
（3）矿物力学性质的观察
矿物的解理与断口。解理是矿物受到外力后自然断开的光滑平整的面，要注意在同一方向上对应侧面解理的一致性，又要观察解理面光滑平整的程度。矿物的解理与断口是互为消长的。
矿物的硬度是矿物抵抗外力作用的能力。具体测定方法是(以摩氏硬度计为例)：取摩氏硬度计中一种标准矿物，用其棱角刻划被鉴定矿物上的一个新鲜而较完整的平面，擦去粉末，若在面上留有刻痕，则说明被鉴定矿物的硬度小于选用标准矿物的硬度。反之，若未在面上留下刻痕，则说明被鉴定矿物的硬度大于或等于选用标准矿物的硬度。经过多次刻划比较，直到确定被鉴定矿物的硬度介于两个相邻标准矿物硬度之间或接近二者之一时，即已测知被鉴定矿物的硬度。若被鉴定矿物难于找出平整的面，而标准矿物上有较好的平面时，也可以用被鉴定矿物的棱角去刻划标准矿物的平面。
（4）矿物其它特性的观察
矿物常有磁性、导电性、发光性、放射性、延展性、脆性、弹性和挠性等一些性质，如云母的弹性，蒙脱土的遇水膨胀、崩解性；碳酸盐类的矿物如方解石 、白云石 ，与稀盐酸会产生化学反应，逸出二氧化碳 ，形成气泡；磁铁矿的磁性、磷铁矿的发光性等。
2、常见造岩矿物鉴定特征的综合观察
结合标本，对照教材中“常见造岩矿物特征表”，逐块逐项地进行观察。但需注意，教材中所述矿物的各项物理特性，在同一块标本上不一定能全部显示出来，所以在观察时，必须善于抓住矿物的主要特征，尤其是那些具有鉴定意义的特征。另外，还要注意相似矿物的对比分析，如石英、斜长石、方解石、石膏等矿物都是白色或乳白色，但在硬度，解理、晶形、盐酸反应方面却有较大差别。
任务2 岩浆岩鉴定
相 关 知 识 链
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一、岩石的概念
根据成因，可将岩石划分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。岩浆岩又称火成岩，主要是由高温熔融的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而形成。通常将岩浆岩分为侵入岩和喷出岩两大类，喷出岩又称火山岩。
二、岩浆岩
(一)岩浆岩的基本特征
1．岩浆岩的化学成分
地壳中的各种元素几乎都能在岩浆岩中找到，其中含量最多的是O、Si、A1、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti等，其总量约占岩浆岩总重量的98％以上，称之为主要造岩元素。
2．岩浆岩的矿物成分
组成岩浆岩的常见矿物有长石、石英、云母、角闪石、辉石、橄榄石、似长石、磁铁矿、磷灰石等十余种。除了纯橄榄岩之外，各类岩浆岩中长石分布最广，其次是石英。因此，长石和石英就成了岩浆岩的鉴别和分类的重要依据之一。
根据造岩矿物的化学成分特点，还可以将其分为二类：
（1）硅铝矿物。这些矿物颜色较浅，故又称浅色矿物。
（2）铁镁矿物。这些矿物颜色较深，通常呈黑、暗绿色，故又称暗色矿物。
4．岩浆岩的结构和构造
1)岩浆岩的结构
（1）显晶质结构。
（2）隐晶质结构。
（3）玻璃质结构。
（4）等粒结构和不等粒结构。
（5）斑状结构和似斑状结构。
2)岩浆岩的构造
（1）块状构造。
（2）斑杂构造。
(二)岩浆岩的主要类型
1．超基性岩类
橄榄岩：灰黑色至暗绿色。主要矿物是橄榄石(40％～90％)和辉石；次要矿物有角闪石、黑云母、基性斜长石；副矿物常为铬铁矿、磁铁矿。中——粗粒结构，块状构造。由于橄榄石、辉石易遭蚀变变为蛇纹石，使岩石变为蛇纹石化橄榄岩或蛇纹岩，所以新鲜的橄榄岩比较少见。
2．基性岩类
（1）辉长岩。灰黑至黑色。主要矿物是基性斜长石和辉石，二者近于1：1，均匀间杂分布；次要矿物有橄榄石、角闪石、黑云母；副矿物常为磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿等。中一粗粒半自形粒状结构，一般为块状构造，也有条带状构造。
（2）玄武岩。一种化学成分上与辉长岩相似的基性喷出岩。灰黑至黑色。多具斑状结构或无斑隐晶质结构，也有玻璃质或半玻璃质结构，粒度较其它喷出岩粗。斑晶为基性斜长石、橄榄石和辉石，其中的橄榄石常蚀变为红色的伊丁石。基质多为隐晶质，甚至玻璃质，肉眼难以分辨矿物成分。普遍发育气孔构造与杏仁构造，厚层玄武岩中常见六边形柱状节理，海底喷出的玄武岩有特殊的枕状构造。
3．中性岩类
（1）闪长岩。灰白至灰绿色。主要矿物是中性斜长石和普通角闪石，二者近于2∶l；次要矿物为辉石、黑云母，也可有少量石英(一般少于5%)；副矿物常为磁铁矿、磷灰石、榍石、锆石等。中一细粒半自形粒状结构，块状构造。
（2）安山岩。一种化学成分上与闪长岩相似的中性喷出岩。颜色较玄武岩浅，常呈红褐色、浅褐色、浅红色、灰绿色等。具斑状结构或隐晶质结构。斑晶为中性斜长石、角闪石、辉石和黑云母，斜长石斑晶多呈宽板状自形晶。基质多由玻璃质和斜长石微晶等组成，肉眼难以分辨。以块状构造为主，有时具气孔构造。
（3）正长岩。一种中性深成岩。浅灰、浅肉红、浅灰红等色。主要矿物是钾长石和中性斜长石，钾长石占长石总量2／3以上；次要矿物为角闪石、黑云母、辉石，暗色矿物占总量20～30%；可有少量石英，最多不超过5%。中——粗粒半自形粒状结构，也有似斑状结构。以块状构造为主。
4．酸性岩类
（1）花岗岩。酸性深成岩。肉红、灰红、灰白等色。主要矿物是钾长石、酸性斜长石和石英，钾长石占长石总量2/3以上，石英含量在20%以上；次要矿物为黑云母、角闪石，有时可有少量辉石，暗色矿物含量一般在10%以下；副矿物常为磁铁矿、锆石、榍石、电气石、磷灰石等。中一粗粒半自形粒状结构或似斑状结构。以块状构造为主。
（2）流纹岩。一种化学成分上与花岗岩相似的酸性喷出岩。灰、灰白、灰红、浅紫等色。为斑状结构，也有无斑隐晶质结构和玻璃质结构。斑晶主要是石英和透长石(无色透明的钾长石)，往往遭熔蚀呈浑圆状。基质为肉眼难以分辨的隐晶质与玻璃质。常见流纹构造，也有气孔和杏仁构造。
任务实施
任务实施
常见岩浆岩(火成岩) 的鉴定与认识
一、目的与要求
1、通过对岩浆岩标本的观察，认识常见的火成岩的结构、构造特征。
2、运用肉眼鉴定造岩矿物的方法，分析常见岩浆岩的矿物组成。
3、认识和熟悉常见的的变质岩种类的描述和肉眼宏观鉴定特征。
二、常见岩浆岩(火成岩)
观察以下标本，并做好观察记录：
超基性岩类：橄榄岩
基性岩类：辉长岩、玄武岩
中性岩类：闪长岩、安山岩
酸性岩类：花岗岩、流纹岩
三、观察与描述内容
1、岩浆岩的矿物成分与颜色观察
观察岩浆岩中矿物成分应先观察岩石中有无石英(有石英时，要观察其数量)，其次观察有无长石(含有长石时，要尽量区分是正长石还是斜长石)，继而观察有无橄榄石存在。此外，尚需注意黑云母，它经常出现在酸性岩中。火成岩常以所含主要矿物成分定名，如辉长岩(主要含辉石和斜长石)、闪长岩(主要含角闪石和斜长石)、正长斑岩(具有以正长石为主的斑晶)、闪长玢岩(具有以斜长石、角闪石为主的斑晶)等。
岩浆岩的颜色在很大程度上反映了其化学和矿物组成。岩浆岩可根据化学成分中二氧化硅的含量分为超基性岩、基性岩和酸性岩。二氧化硅的具体含量肉眼是不可能分辨的，但其含量多少往往反映在矿物成分上。一般情况下，岩浆岩的颜色根据颜色的深浅，大致可分为浅色、中色、暗色。
对于深成岩：颜色的深浅是暗色矿物相浅色矿物相对含量的反映。一般暗色——基性、超基性岩；中色——中性岩；浅色——酸性者、碱性岩。
对于浅成者：由于岩石粒度小，肉眼观察时微晶质和隐晶质岩石的颜色一般较相同成分深成岩的颜色为深。
对于喷出石：岩石成分、次生变化以及矿物结晶程度等方面不同，都可表现为不同的颜色，从化学程度上看，一般基性岩类多呈黑——黑绿色，变后成中绿——浅绿色；中性岩类呈深灰、暗紫——紫红色；酸性岩类呈浅灰——粉红色。
2 、常见岩浆岩结构的观察
岩浆岩按结晶程度分为结晶质结构和非晶质（玻璃质）结构。按颗粒绝对大小又可分为粗（>5mm）、中（5-1mm）、细粒（1-0.1mm）结构，以及微晶、隐晶等结构。其中特别应注意微晶、隐晶和玻璃质结构的区别。微晶结构用肉眼（包括放大镜）可看出矿物的颗粒，而隐晶质和玻璃质的结构，则用肉眼（包括放大镜）看不出任何颗粒来，但两者可用断口的特性相区别。隐晶质的断口粗糙，呈瓷状断口；玻璃质结构的断口平整，常具贝壳状断口。按岩石的组成矿物颗粒的相对大小又可分为等粒、不等粒、斑状和似斑状等结构。因此，观察描述结构说，应注意矿物的洁净程度、颗粒的绝对大小和相对大小等特点。
结合标本，从矿物的结晶程度、颗粒大小、颗粒间的相互关系等方面，来认识岩浆岩的结构特征。
矿物的结晶程度：全晶质结构—花岗岩；非晶质(玻璃质)结构—浮岩。
矿物颗粒大小：粗粒结构—粗粒花岗岩；中粒结构—中粒辉长岩；细粒结构—细晶岩或细粒闪长岩；隐晶质结构—辉绿岩；伟晶结构—伟晶岩。
矿物颗粒相对大小：等粒结构—花岗岩、闪长岩；斑状结构—正长斑岩、闪长玢岩；似斑状结构—花岗斑岩。
矿物间的相互关系：文象结构—文象花岗岩。石英晶体按一定方向穿插在长石中，从断面上看颇似楔形文字，这种结构称文象结构，文象结构是石英和长石同时结晶而形成的。
3、常见岩浆岩典型构造的观察
岩浆岩常见的构造为块状构造，其次为气孔、杏仁和流纹状构造等。
观察标本的典型构造特征：块状构造—花岗岩、闪长岩、辉长岩；流纹构造—流纹岩；气孔构造—浮岩、粗面岩；杏仁状构造—玄武岩。
任务3 变质岩鉴定
相 关 知 识 链
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(一)变质岩的基本特征
1．变质岩的化学成分
变质岩的主要造岩氧化物仍是SiO2、A12O3、F2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na20、H20、CO2及TiO2、P2O5等，但在不同的变质岩中其含量变化很大。
2．变质岩的矿物成分
变质岩中的矿物可分为两类：一类是在岩浆岩、沉积岩中经常出现的矿物，如长石、石英、云母等；另一类是在变质作用下新产生的矿物，如石榴子石、红柱石、蓝晶石、十字石、夕线石、滑石、刚玉等，这些矿物称为特征变质矿物，它们对指示原岩成分和变质作用性质、强度有特殊意义。因此，常把变质矿物的出现作为识别变质岩的重要标志。
3．变质岩的结构和构造
1)变质岩的结构
根据成因，变质岩的结构一般可分为四类：碎裂结构、变晶结构、变余结构、交代结构。
（1）碎裂结构。
（2）变晶结构。
（3）变余结构。
（4）交代结构。
2)变质岩的构造
根据成因，变质岩的构造可分为两类：变余构造与变成构造。
(1)变余构造。
(2)变成构造。肉眼观察时，常见的构造有：
①板状构造。
②千枚状构造。
③片状构造。
④片麻状构造。
⑤条带状构造。
⑥块状构造。
(二)变质岩的主要类型
①板岩。具板状构造，是由泥岩、粉砂岩等经轻微变质作用形成的。重结晶作用不明显，主要矿物是石英、绢云母、绿泥石等。隐晶质结构，常具有变余泥状结构和变余层理构造。
②千枚岩。具千枚状构造，片理面有丝绢光泽。原岩与板岩相同，但变质程度较板岩高。重结晶程度较高，基本上已全部结晶，主要矿物是绢云母、绿泥石及石英等。隐晶质结构，在岩石的片理面或横断面常见微细皱纹。
③片岩。具片状构造，原岩已全部重结晶，主要由片状、柱状及粒状矿物缉成。片状、柱状矿物主要是白云母、黑云母、绿泥石、滑石、角闪石、阳起石等，粒状矿物为石榴子石、十字石、石英等。常见鳞片变晶结构、纤状变晶结构、粒状变晶结构及斑状变晶结构。
④片麻岩。具片麻状构造，结构较片岩粗，为中一粗粒变晶结构。主要矿物为长石、石英、黑云母、角闪石，其中长石和石英含量超过一半，且长石含量多于石英。片麻岩是泥岩、长石砂岩、中一酸性岩浆岩等经中～高级变质作用的产物。
⑤糜棱岩。原岩经过强烈塑性变形作用形成的岩石。岩石由极细的破碎颗粒组成，致密坚硬。主要矿物是石英、长石，也常见呈定向排列的绿泥石、绢云母、滑石、蛇纹石等。糜棱岩往往分布在断裂带两侧。
⑥石英岩。石英砂岩经热接触变质作用或区域变质作用形成的。主要矿物为石英，可出现极少量长石。具粒状变晶结构，块状构造。
⑦大理岩。由碳酸盐类的岩石经过再结晶作用形成。具粒状变晶结构。块状或条带状构造。颜色有纯白、浅灰、浅红等色。大理岩分布广泛，云南大理点苍山以盛产美丽花纹的大理岩而闻名。
⑧夕卡岩。是中、酸性岩浆岩侵入碳酸盐岩间发生交代作用形成的岩石。主要矿物是石榴子石、绿帘石、透闪石、透辉石、阳起石、硅灰石等。粒状或不等粒变晶结构，块状构造。夕卡岩是重要的含矿岩石，其中常见的有铁、铜、铅、锌、钨等矿产。
任务实施
任务实施
常见变质岩的认识与鉴定
一、目的与要求
1、通过对变质岩标本的观察，认识常见变质岩的构造、结构和矿物的组成特征。
2、掌握沉积岩和变质岩的观察、鉴定和描述方法，熟悉沉积岩和变质岩的命名方法。
3、认识和掌握见变质岩种类的描述和肉眼鉴定特征。认识变质岩并且学会观察和描述变质岩。
二、常见变质岩
大理岩、石英岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩
三、观察与描述内容
1、颜色 变质岩的颜色比较复杂，它既与原岩有关又与变质矿物成分有关。因此，颜色虽可帮助鉴定矿物成分，但与其它两大类岩石相比，则重要性较差。变质岩的颜色常不均一，应注意观察其总体色调。
2、结构构造 区域变质岩的结构主要为变晶结构，仅少数为变余结构。变晶结构在肉眼下很难与结晶质结构相区别。描述变晶结构时同样应注意矿物的结晶程度、颗粒大小、形状等特点。
3、观察变质岩的构造：区域变质岩最特征的构造是由矿物具一定方向排列而构成的定向构造，即片理。具有片理的构造包括板状、千枚状、片状和片麻状四种构造类型。区域变质岩中亦有块状构造。板状构造，如板岩；千枚状构造，如千枚岩；片状构造，如结晶片岩(云母片岩，滑石片岩、石榴子石片岩，绿泥石片岩等)；片麻状构造，如片麻岩(正、副片麻岩)； 块状构造，如石英岩、大理岩。
4、矿物成分 描述变质岩的成分时，应注意主要矿物，次要矿物和特征变质矿物。一般按矿物含量从多到少的顺序进行描述。
5、岩石的命名 区域变质岩中具有定向构造的岩石，以定向构造为其基本名称。若肉眼可识别出主要矿物或特征变质矿物时，亦应作为定名内容。
一般命名原则可概括为：颜色十（矿物成分）十基本名称。如蓝灰色蓝晶石片岩。角闪石斜长片麻岩，黑云母变粒岩。
任务4 沉积岩鉴定
相 关 知 识 链
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(一)沉积岩的基本特征
1．沉积岩的化学成分
由于沉积岩的原始物质主要来自岩浆岩，故其平均化学成分与岩浆岩的总平均化学成分十分接近。但由于沉积物质在风化、搬运和沉积过程中发生了分异，故各类沉积岩间的化学成分相差很大，如碳酸盐岩以钙镁氧化物和CO2占优势；砂岩以SiO2为主。
由于沉积岩是在地表环境下形成的，故其Fe2O3＞FeO，富含H2O、O2、CO2及有机质；沉积岩碱金属含量比岩浆岩低，但K2O＞Na2O。
2．沉积岩的矿物成分
沉积岩中主要矿物约20种，如石英类、长石类、粘土矿物、碳酸盐矿物、硫酸盐矿物以及Fe、Mn、A1的氧化物和氢氧化物矿物。
3．沉积岩的结构
根据沉积岩的成因，主要的结构类型有：
1)碎屑结构
2)泥状结构
3)生物骨架结构
4)晶粒结构
4．沉积岩的构造
沉积岩最具特征的构造是层理构造，其次是层面构造，如波痕、泥裂、印模等。
(1)层理
层理是指岩石的成分、结构、颜色沿垂直方向变化而表现出来的层状构造。
层理中各细层相互平行者称为水平层理(主要见于泥岩、细粉砂岩、泥晶灰岩中)或平行层理(主要见于砂岩中)；细层与层面或层系界面相交者称为交错层理。碎屑物的粒径从底到顶由粗向细或由细向粗逐渐变化显示的层理称为递变层理。
(2)波痕
(3)泥裂
(4)印模
5．颜色
(二)沉积岩的分类
根据沉积岩的物质来源、成因和物质成分等特征，首先可将沉积岩划分为外源的和内源的两大类。
1．外源沉积岩类
外源沉积岩类是指沉积物质来源于沉积盆地之外，包括：
（1）陆源碎屑岩类。
（2）火山碎屑岩类。
2．内源沉积岩类
是指沉积物质主要来自原地或沉积盆地之中，是由沉积盆地内的溶解物质通过化学或生物化学作用沉淀生成的。
（三)沉积岩的主要类型
1．砾岩与角砾岩
砾石(粒径＞2mm)含量＞50%的岩石。砾石以岩屑为主，其成分或单一，或复杂，主要取决于母岩的性质。砾间空隙由砂、泥或化学沉淀物充填，化学沉淀物可能为硅质、钙质、铁质等。如果砾石呈圆状或次圆状，称为砾岩；如果砾石呈棱角状，称为角砾岩。
2．砂岩
砂粒(粒径2～0.0625mm)含量＞50%的岩石。砂粒为矿屑或岩屑，矿屑成分主要是石英、长石、白云母等，岩屑成分取决于母岩的性质。砂岩中的填隙物除粘土杂质外，还常见硅质、钙质、铁质等胶结物。
砂岩按砂粒粒径大小可进一步分为巨粒砂岩(粒径2～1mm)、粗粒砂岩(粒径1～0.5mm)、中粒砂岩(粒径0.5～0.25mm)、细粒砂岩(粒径0.25～0.0625mm)；按砂粒成分可以分为石英砂岩(石英含量>90%)、长石砂岩(长石含量>25%)、岩屑砂岩(岩屑含量>25%)等。
3．粉砂岩
粉砂(粒径0.0625～0.0039mm)含量＞50%的岩石。粉砂成分以石英为主，其次为白云母，岩屑和长石较少见，常混入砂和粘土。填隙物以泥质最多，其次为钙质与铁质。我国西北和华北广泛分布的黄土，是一种半固结的泥质粉砂岩。
4．泥岩与页岩
泥质岩亦称粘土岩，主要由粒径小于0.0039 mm的细颗粒组成，其主要成分为粘土矿物，其次为石英、白云母及少量长石。常见的粘土矿物有高岭石、水云母、蒙脱石等。泥质岩中的层理均为水平层理。单层厚度＜1mm 者称页理。页理发育的泥质岩叫页岩，无页理或页理不发育者叫泥岩。
5．火山碎屑岩
由火山碎屑物质和胶结物两部分组成的岩石。火山碎屑物质包括岩屑、晶屑、玻屑。岩屑是火山基底的岩石和火山通道周围的岩石以及原有的熔岩和火山碎屑岩在火山爆发时形成的岩石碎块；晶屑是火山爆发时形成的矿物晶体碎片，常见的有石英、长石、角闪石、辉石、黑云母等；玻屑是火山爆发时形成的玻璃质碎片，形态多样，一般＜2mm。胶结物或为火山灰分解产物，或为化学沉淀物，或为熔岩。火山碎屑岩通常按火山碎屑颗粒大小分为集块岩(粒径＞64mm的火山碎屑占50%以上)、火山角砾岩(粒径64～2mm的火山碎屑占50％以上)、凝灰岩(粒径＜2mm的火山碎屑为主)。
6．石灰岩
主要成分是方解石。按其结构特征可划分为碎屑石灰岩类、晶粒石灰岩类与生物礁石灰岩类。碎屑石灰岩类按碎屑物的不同，又分为内碎屑石灰岩、生物屑石灰岩、鲕粒石灰岩、球粒石灰岩、团块石灰岩等类型。晶粒石灰岩类按晶体粒径又分为巨晶(粒径＞2mm)石灰岩、粗晶(粒径2～0.5mm)石灰岩、中晶(粒径0.5～0.25mm)石灰岩、细晶(粒径0.25～0.062)石灰岩、粉晶(粒径0.062～0.031)石灰岩、微晶(粒径0.031～0.004mm)石灰岩、泥晶(粒径＜0.004)石灰岩。生物礁石灰岩类具有原地生长的生物骨架结构，多为块状，无层理,厚度大于同期沉积物。按造礁生物不同，生物礁石灰岩类又分为珊瑚礁石灰岩、海绵礁石灰岩、层孔虫礁石灰岩等类型。石灰岩的颜色呈灰～灰黑色，硬度低于小刀，遇冷的稀盐酸剧烈冒泡。
7．白云岩
主要成分是白云石。原生的白云岩很少见，一般是因石灰岩中的方解石在成岩或后生过程中被白云石交代而形成。白云岩的颜色呈灰一浅棕色，遇冷的稀盐酸反映微弱。在石灰岩与白云岩之间存在一系列过渡类型，根据方解石和白云石的相对含量可细分为石灰岩、含白云质石灰岩、白云质石灰岩、灰质白云岩、含灰质白云岩、白云岩等。
8．硅质岩
是由化学作用、生物作用和某些火山作用所形成的富含SiO2的岩石，由机械的粘土矿物、碳酸盐矿物等。多为胶状结构、隐晶质结构。主要由硅藻遗体堆积形成的硅质岩称为硅藻土，疏松多孔，吸附性强。灰黑色、致密坚硬、击之起火星的硅质岩称为燧石岩，多呈结核状、透镜状或条带状产于碳酸盐岩或泥岩中。富含氧化铁、颜色较鲜艳的硅质岩称为碧玉岩，碧玉岩常与火山岩系共生。
9．可燃性有机岩
由含碳、氢、氧、氮的有机化合物组成的岩石，称为可燃性有机岩。主要有煤、油页岩、石油及天然气等。
任务实施
任务实施
常见沉积岩的认识与鉴定
一、 目的与要求
1、通过对沉积岩标本的观察，掌握其典型结构、构造及物质组成特征；
2、学会沉积岩的命名方法
3、掌握常见沉积岩的基本分类和肉眼鉴定特征。
二、常见沉积岩
砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩、石灰岩、白云岩、硅质岩
三、观察与描述内容
1、沉积岩典型结构的认识
泥质结构：观察页岩、黏土岩，注意其致密状的特点。碎屑结构：观察砾岩、角砾岩、砂岩的组成物质的颗粒大小与形状等特征。化学结构及生物化学结构：观察石灰岩(或结晶石灰岩)、白云岩、介壳灰岩(或珊瑚灰岩)、鲕状灰岩、竹叶状灰岩、燧石岩等。
2、沉积岩典型构造的认识
层理构造：观察页岩、条带状灰岩等标本上的层理，观察具有交错层理的标本。层面构造：观察具有泥裂、波痕构造的标本。化石：观察完整的动、植物化石标本各1～2块。结核：观察鲕状灰岩标本和一块较大型的结核标本。
3 、碎屑岩的胶结类型和胶结物成分的认识
观察砾岩、角砾岩、砂岩(石英砂岩、长石砂岩、铁质砂岩)的胶结类型和胶结物。对于一块标本而言，可能是一种胶结类型和单一的胶结物，也可能同时存在两种或三种胶结类型和一种以上的胶结物，需仔细观察、予以区分。
《煤矿地质》教案
教学模块：模块一煤矿地质基础知识 计划学时：22
课题
名称
课题2地层划分与古生物简介
计划学时
4
其中任务
任务1古生物的地质意义
任务2地层划分对比及地质年代
任务3地壳演化简史
班级
班
授课地 点
教师
目标
掌握常见的古生物以及从常见的古生物中所含的地史信息。
学会地层的划分与对比方法，熟记地质年代表。
知
识
点
1. 年代地层表与地质年代表；
2.地壳演化简史；
3.一些特殊地层及我国主要的聚煤期。
技
能
点
1. 熟记掌握地质年代表；
2．明确地壳演化简史；
3．掌握华北地区煤系地层。
媒介
工作页、多媒体课件
教学方法
设疑引导讨论法；
讲解分析法
3．课外作业辅导答疑法
教学组织
模块教学介绍--任务引入及讲解--互动
任务实施步骤
一、讲解相关知识（多媒体课件）
一） 模块教学介绍、
二）任务引入及讲解相关知识（多媒体课件）
三）互动
1．设疑问题
2．组织讨论
1）分6个学习小组讨论分析，学习小组代表针对设疑问题进行陈述；
2）各小组补充陈述发言。
3．自由提问答疑
4.教师点评、答疑
效果评价
教学组织评价：
教学方法评价：
学生学习评价：
课题3 地层划分与古生物简介
任务1 古生物的地质意义
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一、古生物及古生物信息
(一)古生物与化石
古生物是指生存于地质历史时期，至今绝大部分已绝灭的生物。地球上大量出现高等生物，特别是大量出现硬壳动物的出现始于距今约6亿年，在这以前的生物主要是海生菌藻类。地球上的生物界在演化发展过程中，不断进化，新的属种不断出现，旧的属种不断淘汰，大多数属种只存在于地史上的一定时间内，形成生物发展的阶段性。一般来说，生物演化的总趋势是由简单到复杂、由低级到高级，呈现阶段性、上升进步性及不可逆性，给地层划分对比提供了依据。
化石是指保存在地层中的古生物遗体和遗迹，遗体指生物体的本身部分，如植物的根、茎、叶和动物的骨骼、甲壳等，由遗体形成的化石称遗体化石；遗迹是被保存下来的生物生活活动的痕迹，如足迹、爬痕、粪便等，由遗迹形成的化石称遗迹化石。化石根据石化程度分为明显石化化石、部分石化化石和没有石化化石(例西伯利亚冻土层中发现的猛犸象化石)三类。
(二)常见的古动物和古植物
1．蜓类
蜓 类为原生动物门的一个目，称蜓目。又称纺锤虫。蜓类最早出现在早石炭世后期，演化极快，至二叠纪末期完全灭绝。因此，其化石成为划分石炭统及二叠统地层的重要标准化石(图1)。
2．珊瑚类
珊瑚类为腔肠动物门中的一个纲，称珊瑚纲。化石多保存于浅海形成的石灰岩和泥灰岩中。
3．腕足类
腕足类属腕足动物门。腕足类最早出现于寒武纪，在整个古生代都很繁盛，中生代开始衰退，现代海洋中仍有少数遗存。
4．瓣鳃类
瓣鳃类属软体动物门中的一个纲，称瓣鳃纲，又称双壳纲。瓣鳃类最早见于晚寒武世。中生代至现在为繁盛期。
5．头足类
头足类属软体动物门中发育最完善、最高级的一个纲，称为头足纲。头足类化石最早见于寒武纪，以后有两次繁盛时期，第一次是奥陶纪，第二次是中生代。
6．三叶虫类
三叶虫属节肢动物门中的一个纲，称三叶虫纲。这是一种完全灭绝了的海生动物。始见于早寒武世，其化石在古生代海相地层中均有发现，寒武纪为极盛时期，志留纪以后衰退，二叠纪末全部灭绝。由于演化极快，故为寒武纪的重要化石。图2。
7．菌类、藻类植物
菌、藻类为低等植物。它们与石煤、石油、天然气和油页岩的形成有密切关系。菌、藻类化石最早见于32~35亿年前的太古代地层中(始细菌和古球藻)，在中、晚元古代的地层中大量出现。常见的叠层石是具有叠层状结构的藻类沉积物。
8．蕨类植物
蕨类植物是高等陆生孢子植物。主要包括裸蕨植物、石松植物、楔叶植物和真蕨植物。
9．裸子植物
裸子植物是种子植物中的一类。最早出现于泥盆世，石炭、二叠纪时，其原始类型曾一度繁盛；至中生代达到极度发育，在当时的植物界占统治地位，故称中生代为裸子植物时代。
10．被子植物
被子植物是植物界中最高等的一个门类。出现于早白垩世，晚白垩世开始繁盛，在新生代植物界中占有绝对优势，故新生代称为被子植物时代。
(三)古生物信息
保存在地层中的化石不仅可以用来鉴定地质时代，在环境以及古地理分析中也具有重要的意义。由于生物的生存依赖于环境，因此可以根据生物的类别、丰度(古生物化石个体的数量)、分异度(古生物化石属种的多少)、保存状况判别其生活环境，进而判别沉积环境和古地理类型。古生物的发展演化也是地壳运动发展史的重要表现。在地质历史时期，地壳经历了几次大的地壳运动，这些地壳运动改变了环境，同时也使一大批生物绝灭，使一大批新的生物出现，没有绝灭的生物其内部结构或多或少的都发生了改变。特别是在距今6亿年内，生物界产生几次质和量的大飞跃，为古生物证明地壳运动发展起了重要作用；研究生物在纵向(时间)上的发展和在横向(空间)上的变化有助于分析地壳运动古地理的变迁。地壳存在有垂直方向的和水平方向的构造运动。大陆整体水平移动，即大陆漂移是大型水平运动的证据，而大陆发生分裂、漂移，都可以从古生物化石研究中得到证实。例如现代被大洋分隔的南美洲、非洲、印度、澳大利亚和南极洲在距今2亿年以前地层中保存有相同的动物化石，特别是丰富的爬行动物化石，这些陆栖四足动物是不可能越过大洋到另一个大陆上去的，唯一合理的解释是上述各大陆在当时曾经连结在一起。而在距今2亿年以来的地史发展过程中，大陆不断分裂、漂移，逐渐移动到现在位置的。
任务实施
任务实施
化石的认识
一、目的与要求
1、通过对实际标本的观察，掌握化石的各种保存类型、各种类型化石的特点及含义。
2、通过认识标准化石，明确化石在鉴定岩层时代上的作用、意义。
二、动植物化石标本
1．古植物：鳞木、芦木、、苏铁、银杏、科达树。
2．古动物：三叶虫、笔石、腕足类、头足类、珊瑚
三、观察与描述
结合观察标本对照参考书上的图片及说明，进行辩认和记忆。
任务2 地层划分、对比及地质年代
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一、地层划分与对比的概念
(一)地层划分
地层的划分是地层学的一项基础任务，也是地质工作的基础。其目的在于确定区域地层层序和建立相应的地质年代系统。我们把一个地区的岩层，按其形成的先后顺序、岩性、化石等特征归纳成不同级别的地层单位，建立区域地层层序，了解该区域地层在时间上的变化规律，称为地层划分。如果地层形成以后，一直保持其原始生成顺序，即老地层在下，新地层在上，属正常层序。但在地壳发生过强烈运动的地区，由于岩层遭受褶皱和断裂的影响，使原始地层产状发生变动，甚至倒转，使早期形成的岩层覆盖于晚期形成的岩层之上。因此地层划分首先要判定地层的正反顺序，建立正常层序。
目前常用的有岩石地层单位、生物地层单位和年代地层单位三种。
(二)地层对比
在地层划分的基础上，将不同地区(或剖面)的地层进行比较，论证其地质时代、地层特征和地层层位的对应关系，即为地层对比。
二、地层划分与对比的方法
(一)岩石地层学方法
1．岩性及岩石组合分析法
岩性包括组成地层各种岩石的颜色、矿物成分、结构、构造、化石特点等，它是岩石特征中最主要、最基本的内容。岩石组合指一个地质剖面中，自下而上岩性的变化，它反映沉积环境的演变，它可作为用岩石地层学法划分对比地层的基本依据。
2．标志层法
标志层是地层中厚度不大、岩性稳定、特征明显、容易识别的岩层或矿层。如含煤地层中常见的灰岩、砂砾岩、砾岩、凝灰岩及厚煤层等。
3．旋回结构法
地层剖面中，特别是含煤地层常具有旋回结构特征。旋回结构是指在地层垂直剖面上一套岩性或岩相相多次有规律的交替。
岩石地层学方法是地层划分对比中应用广泛、行之有效的方法，但它的使用范围仅限于同一沉积盆地，只能确定地层的相对新老关系而不能确地层时代。
(二)生物地层学方法
1．标准化石法
在地史时期，生物界的各门类生物中，那些演化迅速、地质历程短、地理分布广、数量丰富、易于鉴别的古生物化石称为标准化石，如笔石、菊石、牙形石等。利用这些标准化石有效地划分地层，进行广泛的区域地层对比的方法，即为标准化石法。标准化石法的优点是简便、易行、经济，是生物地层划分最常用的方法；但标准化石并非到处都有，也未必每层都能发现，其标准性也是相对的，因此标准化石法的运用有时会受到限制。
2．生物组合法
在实际工作中常采用综合分析地层中所含生物群特征的方法，对地层进行划分对比，这称为生物组合分析法。具体作法是对地层中的生物化石进行全面采集，详细研究各门类化石出现情况并进行综合分析，根据生物群总体及其在地层中的变化，对地层进行研究和对比地层。
(三)接触关系分析法
不同时代形成的地层间接触关系也分为三种：整合、假整合、不整合。这几种接触关系，在划分对比地层方面起着十分重要的作用。
(四)古地磁学方法
某些能基本保持剩余磁性的岩石，只要通过地质研究，可以求当时的原始剩余磁性的方向，还可以依据磁倾角与纬度的关系，求得该时期古地磁的位置和当时的古地磁特征。通过对比不同时期的古地磁个位置，可以了地壳不同部分相对位移的情况，以及根据古地磁场反转周期来确定岩石形成时代。
(五)放射性同位素地质年龄测定法
利用岩石中放射性同位素衰变产物的含量，来计算各种岩石、矿物形成的实际年龄。例如，若岩石中含有某一放射性元素，开始时有N0个原子，由于衰变，现只剩下N个原子，则产生出新的原子数D=N0-N。如果测出岩石中某一放射性元素的原子数N及其衰变产物——终极元素的原子数D, 则岩石形成的年龄t可按下式计算：
?
式中：t——岩石生成的地质年龄，Ma 年；
λ——衰变常数，λ=0.6931/T，T为半衰期；
D——产生的终极元素原子数；
N——测得的放射性元素原子数；
岩石同位素地质年龄的测定，对地质时代的确定，特别是很少含化石或不含化石的古老变质岩系年代划分对比是十分有用的方法。
(六)事件地层学方法
地外事件，如陨星撞击等形成的灾变。事件地层学方法的重要性在于其全球同时性特征，以多学科综合研究为手段，用于地层对比与划分的研究，提高了准确性，也促进了地层学研究的全面发展。
三、地层单位的分类
(一)岩石地层单位
在划分地壳岩层层序时，根据岩石所具有的特征或属性的差异，把单独一个地层，或若干个有关地层划分出来，看作是一个地层体，这就是一个地层单位。以地层的岩石的岩性、岩相和变质程度均一的岩石构成的三度空间岩层体作为划分依据的地层单位，称为岩石地层单位。岩石地层单位包括群、组、段、层四个级别。
1．群
群是最大的岩石地层单位。
2．组
组是划分岩石地层的基本单位。
3．段
段是组次一级的岩石地层单位，段代表组的一部分，并以明显的岩石特征区别于组的其它部分，可以作为次一级单位。
4．层
层是最小的岩石地层单位。
(二)年代地层单位
年代地层单位是在特定的地质时间间隔内形成的岩石体。代表地史中一定时间范围内形成的全部地层，而且只代表这段时间内所形成的岩石。与年代地层单位相对应的是地质年代单位，它是一特定的地质时间间隔划分的时间单位，代表地史中一定时间范围。
年代地层单位以地层的地质年代归属为主要研究内容，分别是：宇、界、系、统、阶、时间带。相对应的地质年代单位是宙、代、纪、世、期、时。
1．宇
宇是最大的年代地层单位，是宙的期间内形成的地层。按地史中生物演化将年代地层分为：隐生宇和显生宇。
2．界
界是大于系，小于宇的年代地层单位．是在一个代的期间内形成的全部地层。例如按生物演化的重大阶段，把显生宇分为古生界，中生界和新生界。对应的地质年代单位为代。
3．系
系是大于统，小于界的年代地层单位，是在一个纪的期间内形成的全部地层。例如中生界可以划分为三个系，即三叠系、侏罗系及白垩系。是纪内形成的地层。
4．统
统是小于系的年代地层单位，是在一个世的期间内形成的全部地层。一个系可分为两个或两个以上的统。如寒武系分为三个统，即下寒武统、中寒武统及上寒武统，石炭系分为两个统，即下石炭统，上石炭统。
5．阶
阶是比统小一级，是统的再划分，阶是在一个期的时间内形成的全地层。阶一般适用于一个大区。例如我国华北地区上寒武统由下到上划分为崮山阶、长山阶和风山阶。阶又是世界标准年代地层单位中最小的单位，由于阶能满足于一个地区内年代地层划分
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