石头的研究方法

⑴ 岩石学的研究方法

岩石是自然界最基本的地质体，是进行地质观察和地质研究的主要对象之一。对岩石进行研究，一般要经历野外研究和室内研究两个过程。

野外研究 一般包括地质填图、剖面测制、重点露头观察等。无论是在剖面上或在重点岩石露头上，都要研究岩石的组分、结构、构造、产状、分布、岩石组合、相变、与周围岩石的关系(包括先后形成顺序)、次生变化、形成时代、与矿产的关系等。有时，因研究工作需要，还需观察、研究其工程力学性质等。在观察研究的基础上，需采集适当的、具代表性的标本和样品，以供进一步分析测试之用。野外观察研究是全部研究工作的基础，必须详实细致，并做好记录。

室内研究 包括岩相学特征的研究，主要应用偏光显微镜、弗氏台、X射线分析、差热分析、电子显微镜等方法，详细研究岩石的矿物成分和含量，以及岩石的结构、构造、次生变化等，以获得岩石的类型、命名、成因等方面的信息。在岩相学研究的基础上，可进一步进行岩石化学和地球化学特征的研究，采用化学分析、光谱分析、电子探针分析、质谱分析、同位素分析等方法，进一步研究岩石的化学组分和成因、演化特征、形成时代等，还可了解岩石的含矿性特征。为更深入地了解岩石的形成机理，还需进行模拟实验，即应用各种高温、高压或常温、常压设备，研究不同情况下的物化平衡和转变反应，模拟岩浆熔融、结晶作用过程，变晶形成作用、变形作用，沉积成岩作用等，以使自然界的复杂现象经人为的简化后复生和重现，达到模拟自然界(温度、压力、物质成分等)的情况，使人们有可能将所得的实验结果和自然界观察的现象相验证，进而作为推理的依据和参考。

总之，岩石学的研究方法就是采用野外和室内两种互相配合使用的观察和测试的方法，即宏观和微观相结合、理论和实践相结合的方法。

⑵ 沉积岩的研究方法

7.1.2.1 沉积岩区基本层序的调查

基本程序的调查是沉积岩区野外工作的基本内容。沉积岩区的区域地质调查和填图应使用地层学与沉积学相结合的方法，即沉积地层的基本层序调查-区域地层格架调查-区域地层模型研究的方法。该方法体系的主要部分是描述性的。

（1）基本术语

基本层序（Primary sequence）基本层序是沉积地层垂向序列中按某种规律叠覆的单层组合，一般能在露头范围内观察到，代表一定地层间隔的发育特点。基本层序内各单层在沉积时不一定完全连续，但其顶、底常由更明显的侵蚀或突变界面限定。基本层序内各单层一般是有某种成因联系的，是一个沉积过程不同阶段的产物（图7.4）

图7.4 中侏罗世红层基本层序

（据贵州省区域地质调查大队资料编绘）

a、c分别为习水良村三岔场剖面上沙溪庙组42～46层和28～29层，a主要为辫状河沉积，c为曲流河与洪泛平原沉积，其基本层序顶界依明显的间断面划分（以密集钙质结核为标志），由c-a可看出河流类型的变化；b为花溪老蛇冲剖面下-上沙溪庙组60～71层，各基本层序下部兼并现象十分明显，说明更靠近盆地边缘

基本层序是具体的、包含偶然性、地方性特色的描述实体。基本层序应根据可以看到的单层叠覆规律和界面特征来划分，而不受其成因或环境解释的影响。法国人（J.布兰，1977；Ch.鲍梅罗尔，1990）把这种组合称为基本层序或层序（Sequence）。

基本层序内各单层一般是有某种成因联系的，对查明一定地层间隔的成因、形成环境和沉积作用具有重要的意义。

相（Facies）相是一种具有特定特征的岩石体（里丁，1985）。沉积地质学中的“相”具有不同含义，可以指沉积岩形成环境，如海相、北方相（古地理环境）；可以指成因，如浊积岩相、风成相；可以指构造，如地槽相、磨拉石相等。这些都是根据岩石实体的岩性、古生物组合特征等抽象出来的解释性用法。就沉积岩来说，“相”是指具体的岩石，每一种相都必须有可观察、可测量的特征，包括颜色、层理、成分、结构、沉积构造、化石和成岩变化特征等，如红色板状交错层砂岩相。

地层学中的“相”常指岩石地层单位横向变化或穿插时，某一有限部分的岩性与古生物等的综合特征，如砂质相、泥质相、钙质相、笔石页岩相、壳灰岩相等。泥质相可体现为泥岩占优势的一套岩石组合，而非仅限于泥岩（图7.5）。

图7.5 地层学中常用的“相”概念示意图

（据Wheeler and Mallory，1956；转引自Krumbein and Sloss，1963，略有修改）

图示两个岩石地层单位，其一由灰岩组成，另一由页岩及砂岩组成。页岩及砂岩单位又分两个“相”：c-e与d-f之间砂岩（＞50%）为主，称砂质相；其外侧以页岩（＞50%）为主，称泥质相。泥质相与砂质相分界在平面上的投影为c-d，与具体的岩石分界线a-b不同

相模式（Faciesmodel）相模式是对特定沉积环境或沉积作用或其产物普遍特征的概括和简化的表达形式。常见的相模式有直观的环境模式，理想化的作用 -产物模式（垂向相模式）等。

基本层序与理想相模式之间的共同点，可以帮助解释该层序的沉积环境和形成作用机制，预测其相邻的环境与产物，以减少盲目性，增强预见性。

旋回（Cycle）地质学中，把按一定顺序变化并且反复重现的过程、产物或完成该过程经历的时间称作旋回。一般认为，旋回过程的条件演变是大体对称的，其终点应有恢复到起点的条件。但也常有终点与起点条件极不相同的，如侵蚀旋回、浊流旋回等。可见按一定顺序变化，并反复重现（不一定连续重现）是旋回的主要鉴定依据。在沉积岩序列中，常有一系列岩层或不同级别的层序按一定顺序叠覆且反复重现的现象，岩层的叠置顺序多不对称，也有少数对称的，从而显示出不同等级的非对称或对称旋回（Asymmetri⁃cal /Symmetrical cycle）（图7.6）。

韵律（Rhythm）“韵律”和“旋回”常被当作同义词。但严格地讲，两者含义不完全相同。韵律主要指一、两种过程或岩石按一定间隔（常较小）和顺序，稳定而频繁的重现。如米兰柯维奇韵律指页岩-灰岩、泥灰岩-灰岩、泥灰岩-白垩或灰岩-白云岩等层对（Bed couplet）；而由4～6个层对组成的层束（Bundle），则应称为旋回。韵律的规律性叠覆可构成旋回。

图7.6 德国西南盆地中三叠世上壳灰岩上部层序

（据T.Aigner，1985，略有修改）

a—一次风暴作用产生的自旋回性向上变细层序，底为强烈侵蚀面，顶为生物扰动层；b—一系列低级风暴向上变细层序叠置成高一级的向上变粗层序，相当该地层间隔的不对称他旋回性基本层序，其上部兼并现象十分明显；c—一系列不对称的向上变粗层序叠置成两个再高一级的他旋回性层序，一为向上变细的退积型层序，另一为向上变粗的进积型层序，它们又构成更高级的对称他旋回性层序。1—泥灰岩及生物潜穴；2—丘状交错层-砂纹层理的颗粒灰岩；3—平行层理颗粒灰岩；4—递变层理颗粒灰岩；5—腕足类及海百合

《沉积学网络全书》建议：把两种不同单层的交互称“韵律”；而反复出现的、至少由三种不同单元组成的层序叫“旋回”（R.W.Fairbridge and J.Bourgeois，1978）。

韵律沉积可能成为新的有效的高分辨率测年工具（A.G.Fischer et al.，1990）。

（2）基本层序的类型

A.旋回性基本层序

由于沉积作用本身具有自旋回性，只要外界随机因素的干扰不过分强大，沉积作用产物就会呈现旋回性特点，所以沉积序列多带有旋回性。这也是识别、划分基本层序的主要依据之一。旋回性基本层序是由三个以上的单层按一定顺序依次叠置而成的（图7.7），多在一定地层间隔内反复重现（图7.4）。因此，可以用基本层序的个数及代表性的单层组合来表示该地层间隔的组成与结构特征。

这种基本层序多是某种周期性过程中他旋回与自旋回机制联合作用（以前者为主）的产物，它不仅是解开沉积作用和环境之谜的钥匙，而且其中一部分还可能成为详细测时的工具。当然可以出现自旋回性沉积，如一次风暴作用或一次沉积物重力流的产物等。

图7.7 安徽巢湖地区寒武纪基本层序

（据安徽省区域地质调查队资料编绘）

a—山凹丁组；b—冷泉王组；c—半汤组①具鸟眼藻纹层白云层；②交错层白云岩；③波状层理白云岩；④砂屑白云岩；⑤纹层状白云岩；⑥砂砾屑白云岩；⑦鲕粒白云岩；⑧含盐假晶的白云岩

单调的中、薄层状韵律（如页岩-灰岩，泥灰岩-灰岩，砂岩-页岩等反复重现）沉积层序，可根据其中单层的特征，如粒度、厚度、层理特征、颜色、砂泥钙质的富集趋势、生物含量及活动遗迹和成岩特征等的变化规律识别出旋回性的基本层序（图7.8）。

图7.8 新疆尼勒克北于赞下石炭世阿克沙克组代表性基本层序

（据李永军等，2014）

旋回性基本层序还可以根据其单层宏观叠覆特征划分：向上变细或向上变薄型（图7.4），向上变粗或向上变厚型（图7.9a）以及混合型（向上变粗再变细）等（图7.9b）。

B.非旋回性基本层序

凡肉眼看不出旋回性特征的地层间隔，如岩性均一的沉积、韵律性沉积和具有某种随机重复出现的夹层的沉积等，均为非旋回性地层序列。

图7.9 苏皖早石炭世高骊山组的基本层序

（据安徽省区域地质调查队资料编绘）

a—向上变粗层序，安徽巢湖；b—1为向上变粗（浅滩化）层序，2为向上变粗（2a）又变细（2b）的混合型层序，南京孔山；c—基本层序1，2与b类似，3～5为向上变细（河相）层序，安徽宣城王胡村。其中a为浅海内陆棚沉积，b为河口附近的沉积，c为滨海平原沉积

识别和调查该类基本层序时，可遵循下述原则和方法：在理想的情况下，岩性均一的黏土页岩、泥岩、某些礁灰岩等，以及非旋回性的韵律沉积等，应以其中明显的水下沉积间断、冲刷面或陆表暴露面等为界来划分基本层序。如其中的沉积间断难以辨认，亦可采用一种变通办法，即任取一段厚度不大的地层柱作为其基本层序，这样也能较好地表示该地层间隔的组成及结构特征。

具有某种随机重复出现的夹层的地层间隔应根据较明显的特殊沉积层，如沉积物重力流沉积、生物富集层或特殊岩性夹层的重复出现分出基本层序。

由上可见，“基本层序”与沉积学术语“相组合”（Facies association）在某些情况下是大体相当的，但比相组合的含义更广。

（3）基本层序调查

A.调查内容

基本层序调查的目的是为了较准确、客观地了解沉积序列的组成和结构，在此基础上进行形成环境、沉积作用及其时空发展变化规律的研究。基本层序调查必须坚持客观性和描述性原则，其野外调查一般应包括下列内容：

（a）单层成分：对于野外调查来说，这主要指各单层的岩石类型、特殊成分（如有用金属矿物，磷、铁、锰结核，海绿石，蒸发岩矿物等），以及古生物内容（包括实体化石和生物屑的类别与大致含量等，不能只对实体化石感兴趣而忽略了对生物屑的观察研究）。必要时，应在室内对岩石的矿物、常（微）量元素、稳定同位素和化学成分等做进一步研究。

（b）鉴别地层序列中特殊成分或成因的夹层：特殊成分或成因的夹层有生物化石富集层、地球化学异常层、含矿层、古风化壳、古土壤碳酸盐岩序列中的石英砂岩或黏土岩夹层、随机出现的块体流沉积夹层、陆相沉积中的海相夹层、风暴沉积夹层、火山灰夹层等。后两者往往还是重要的等时对比标志，有时可利用它们对地层剖面进行定量的时间对比（图7.10）。

图7.10 美国西部内陆盆地白垩纪地层的等时对比图解

（据 E.G.Kauffman et al.，1988）

根据火山灰层（×）、生物化石的首、未现（○）和某些气候旋回层对（断线）建立的等时对比；H表示间断

（c）单层的结构、构造：包括单层的厚度、形态，岩石的沉积结构（主要是颗粒形态、大小及支撑结构等）与沉积构造，遗迹化石，古生态，古流向和成岩结构与构造（如帐篷构造、干裂、内沉积物、窗格构造、各种成岩变化及胶结结构等）的研究。

（d）基本层序内各单层与基本层序间的叠覆特征和接触关系：查明基本层序内各单层间有无优选的叠覆方向，是否存在侵蚀兼并和沉积间断等，以及基本层序之间的叠覆特点。单层界面的规律性分布，很可能指示具有一定时间含义的规律性过程的存在。

（e）基本层序的纵横向变化：基本层序的纵横向变化可以明确地指示环境变化（图7.9）和高级别的旋回特征（图7.6）。横向延伸十分稳定的旋回性基本层序还可能作为地层对比的物理标志来使用。在沉积岩区的区调工作中，查明各岩石地层单位基本层序的区域性纵横向变化特征是必不可少的。

（f）与理想的相模式对比：基本层序包含着各种局部环境、作用因素和随机因素产物的自然层序，将其与理想相模式对比是非常重要的。与理想相模式的共同点可以帮助认识形成基本层序的沉积作用和环境特点，并起到预测作用；而与理想相模式的差异则说明这里还有地区性或随机性的特殊地质作用、环境和过程需要进一步研究。

B.调查方法

实测地层剖面时调查基本层序的方法是定量研究各岩石地层单位基本层序的主要方法。在图幅设计阶段实测主干地层剖面时要逐层描述，现场计算厚度，逐层做实测柱状剖面图，并以不同的符号、花纹、数据将各项调查内容准确地标注在柱状图上。柱状图的比例尺可以逐层任意选定。还要随时注意与理想相模式对比，以提高野外调查研究的预见性，及时发现问题，补充采集必要的样品和收集必要的野外资料。这样才能在现场查明各岩石地层单位的基本层序的组成、结构、类型、厚度、数量、特殊夹层、重要间断及它们的纵向变化特点，取全、取准第一手资料，为路线调查打好基础。在填图工作的后期如发现了新的情况，有必要测制辅助地层剖面时，对基本层序的调查研究方法与要求同上。

基本层序的路线调查方法是要查明实测主干剖面中已知基本层序的空间变化情况，包括其组成、结构、类型、厚度及特殊夹层与重要间断面的变化情况。发现并补充收集新类型的基本层序资料等，是路线调查时应完成的任务。填图路线有主干路线与辅助路线之分，两类路线对基本层序的调查方法和要求略有差异。主干路线应尽可能详细观察描述，对各岩石地层单位中发育最好的、新发现的、不同类型的代表性基本层序，均应现场做好柱状剖面图，并记录其他必要的测量数据。记录要图表化，特殊夹层、重要间断等要准确标定于野外手图上。辅助路线只要求作最典型的、新的基本层序柱状图。

7.1.2.2 沉积岩的野外观察与描述

（1）碎屑岩的野外观察

A.成分

对复成分砾岩可选择1～2m²的良好露头，统计100～200 个粒径3～4cm的砾石成分，计算其百分含量，以确定砾岩成分。并观察其砾石大小在垂向上的变化及砂岩夹层，用以指示沉积旋回和层理特征。

对砂岩主要观察砂级碎屑主要物质组分和岩石类型。

B.结构

观察碎屑岩的颗粒形态，主要对圆度、球度和形态进行观察。砾石颗粒形态判别方法是测定一定量砾石的长（A）、中（B）、短（C）轴，求砾石的等轴性指数（A+C）/2B，砾石的扁平系数（A+B）/2C。砾石的形状用A、B、C三者的比例关系确定（图7.11）。

图7.11 颗粒或碎屑形态划分

（据M.E.图克尔，1984）

观察碎屑岩的组构要选择露头良好点，测量数十个砾石长轴方位、扁平面倾向、倾角及砾岩层面产状。砂岩可采集定向标本，测定砂粒的长轴方位，以研究其组构特征。

C.构造

具有交错层理的砂岩层主要测定层系组厚度、细层厚度、交错层细层的最大倾角及倾向，层系组的产状，以确定古流向，确定是交错层还是交错纹层（按层系厚度确定）。

交错纹理主要观察研究前积层的形态（板状或槽状）；爬升交错纹理，要查明逆流一侧是侵蚀面还是未侵蚀面；区分水流沙波还是浪成沙波交错纹理；观察有无构成脉状层理的泥质覆盖物，波状层理的泥质覆盖层。

交错层理主要观察交错层系的形态（槽状、板状或楔状）；前积层与层系底界面的交切关系（角度接触或切线过渡）；在底积层内查找交错纹层（顺流或逆流）；在鱼骨状交错层中查找水流改向证据；在交错层中查找内部侵蚀面，分析是否为再作用面，找低角度层面，分析是否为侧向加积作用面；分析交错层是风成（交错层系厚度大、细层倾角陡），还是海滩-前滨处形成的（削顶层系中的低角度交错层），或小三角洲的推进所形成。

D.古流向的观测

主要测定交错层理的古流向，不对称波痕较陡一侧指示水流方向；槽模呈辐射状散开一端指示水流方向；冲蚀槽可指示水流方向；长形砾石（延长率（A/B）至少为3：1）和化石常平行或垂直主流方向排列，其叠瓦状分布也可指示水流方向。

（2）碳酸盐岩的野外观察

对碳酸盐岩岩石，野外主要观察岩石颜色、单层厚度、碳酸盐岩中颗粒与泥灰岩的相对含量、颗粒类型（成因类型）及含量，沉积构造和层序特征等。主要观察风化面和新鲜面的颜色，加HCl的反应情况，岩石结构，尽快区分出是石灰岩还是白云岩（白云岩风化面呈灰黄-黑色，并有刀砍纹）；岩层构造、层理类型（厚薄、明显程度）；区分喀斯特角砾和原生角砾岩；地质形态特征，是层状还是不规则状，后者多为礁块灰岩（白云岩）；根据岩性特征、构造特征和生物化石等确定成因标志。

碳酸盐岩野外调查中，要分别对含非生物屑颗粒的碳酸盐岩及含生物屑颗粒和生物化石的碳酸盐岩、礁灰岩、结晶碳酸盐岩进行不同方法和内容的观测。

碳酸盐岩手标本的鉴定与描述要求如下：

（a）颜色：一般以灰色、灰白色为主，但由于混入物成分及含量不同，则可形成不同的颜色。如深灰色或黑色为混入有机质、黄铁矿；紫红、褐红等色为混入含水氧化铁物质；很多白云岩呈米黄色或褐色系，为含铁白云石所致，观察描述要求与碎屑岩相同。

（b）矿物成分：碳酸盐岩包括石灰岩（方解石含量＞50%）和白云岩（白云石含量＞50%）两大类，故确定矿物成分意义极大。在标本上主要是根据加稀盐酸（5%）试验确定：①加稀盐酸立即剧烈起泡并嘶嘶作响，说明岩石主要由方解石组成，应为石灰岩类；②若加稀盐酸不起泡或粉末缓慢起泡，且条痕加镁试剂变蓝说明含镁，应为白云岩类；③若加稀盐酸起泡反应后留下泥质物，则为泥灰岩类。其他如陆源矿物和自生矿物也应描述，并说明其赋存状态。

（c）结构、构造：由于碳酸盐岩的结构与岩石的成因有密切的关系，故不同成因的碳酸盐岩就具有不同的结构特征，在标本上观察碳酸盐岩的结构应先用稀盐酸或水打湿后进行。若岩石断口粗糙，并明显看出由颗粒和填隙物两部分组成，则岩石具粒屑（颗粒）结构，再进一步根据颗粒的特征，确定颗粒的类型。若断口致密，平坦光滑，或呈贝壳状，用放大镜可见晶粒，则为微晶（泥晶）结构。如由群体生物骨架和其他共生生物组成的岩石，孔洞经常发育，并为粒屑沉积物、灰泥或亮晶，胶结物充填，则为生物骨架结构。若断口呈“砂糖状”，晶粒较粗者为晶粒结构，晶粒按其大小可进一步细分为巨晶、粗晶、中晶、细晶、极细（或粉）晶、微晶等结构。

碳酸盐岩的构造除具有和碎屑岩相同的层理、波痕、干裂等构造外，还有一些碳酸盐岩所特有的构造，如叠层构造、鸟眼构造、缝合线构造及生物扰动构造等。

（d）岩石中含生物化石或生物碎屑的情况。

（e）填隙物特征及含量：填隙物包括泥晶（灰泥）基质及亮晶胶结物。泥晶（微晶）基质是与颗粒同时沉积的直径﹤0.031mm的碳酸盐微细粒屑，为充填于格架颗粒之间的填隙物，也可起固结作用，泥晶基质在标本中呈污浊、浑暗、微晶泥状；亮晶是干净透明的方解石晶体，充填于粒间孔隙之中，对粒屑起胶结作用。若岩石全部由泥晶（微晶）组成，即具泥晶（微晶）结构，为泥晶（微晶）灰岩。

（f）胶结类型：指颗粒（屑）碳酸盐岩，描述同碎屑岩。

（g）岩石命名：按结构成因分类命名原则确定岩石基本名称。即颗粒含量＞50%者为颗粒（屑）灰岩（白云岩）；颗粒含量＜50%者为微晶灰岩（白云岩）。再根据颜色，填隙物或特殊的自生矿物等综合命名。对白云岩可按白云化强度及残余的结构特征进行命名。

⑶ 岩石力学的研究方法

岩石力学的研究方法主要是：科学实验和理论分析。科学实验包括室内试验、野外试验和原型观测（监控）。室内试验一般分为岩块（或称岩石材料，即不包括明显不连续面的岩石单元）试验和模型试验（主要是地质力学模型试验和大工程模拟试验）。野外试验和原型观测是在天然条件下，研究包括有不连续面的岩体的性状，是岩石力学研究的重要手段，也是理论研究的主要依据。理论分析是对岩石的变形、强度、破坏准则及其在工程上的应用等课题进行探讨。在这方面，长期以来沿用弹性理论、塑性理论和松散介质理论进行研究。由于岩石力学性质十分复杂，所以这些理论的适用范围总是有限的。近年来，虽然发展了一些新的理论（如非连续介质理论），但都不够成熟。1960年代以来，数值分析方法和大型电子计算机的应用给岩石力学的发展创造了有利条件。用这种方法和计算设备可以考虑岩石的非均质性，各向异性，应力－应变的非线性和流变性，粘、弹、塑性，等等。但是由于当前岩石力学的试验方法较落后，还无法为计算提供准确的参数及合适的边界条件，使计算技术的应用受到影响。
在研究中，一般应注意以下三个基本问题：①岩石是一种复杂的地质介质，研究工作都须在地质分析，尤其是在岩体结构分析的基础上进行；②研究岩石力学的电要目的是解决工程实际问题，由于在工程实践中岩石力学涉及地球物理学、构造地质学、实验技术、计算技术、施工技术等学科，因此有关学科的研究人员以及工程勘测设计，施工人员的密切合作至关重要；③岩石性质十分复杂，目前使用的理论和方法还不能完全描述自然条件，因此强调在现场对岩石的性状进行原型观测，并利用获得的资料验证或修改理论分析结果和设计方案。对工程实践而言，岩体中的非连续面和软弱夹层往往是控制岩体稳定的主导因素。它们的力学特性，特别是流变性及其对建筑物的影响，日益受到重视。

⑷ 岩石物理学的研究方法

实验是岩石物理的基本研究方法。
主要步骤
采样——制样——测试——分析——结论与认识。
主要测量方法和物理性质 测量方法：地核法、力法、震热法等。 岩石物理性质：磁化率、磁导率、密度、电阻（导）率、介电常数、波速、衰减、各向异性、热导率、比热、热扩散系数、放射性等。

⑸ 观察研究岩石的方法有哪些

观察岩石的方法有（1）肉眼观察（2）显微镜观察
（1）肉眼观察：就是用眼睛去看岩石，观察内容包括颜色（表面风化后颜色和断开面新鲜颜色）、结构、构造、颗粒或矿物成分及大致含量
（2）显微镜观察：特别是颗粒非常细的岩石，肉眼无法看出有什么矿物，显微镜下可以用不同放大倍数来观察，确定矿物组成及每种矿物的含量，确定矿物颗粒的大小与形状、岩浆岩和变质岩中矿物的自行结晶程度或沉积碎屑岩中颗粒的磨圆度等

⑹ 晶体光学与岩石学的研究方法和研究意义

一、晶体光学与岩石学的研究方法

晶体光学包括晶体光学原理和光性矿物学两部分，其研究基础是结晶学和矿物学。晶体光学的研究主要在室内进行。

在掌握结晶学和矿物学的基础知识之后，以偏光显微镜为主要工具，利用岩石薄片，通过可见光研究透明矿物晶体所产生的光学效应；在此基础上分析掌握组成岩石的各类矿物在偏光显微镜下的光学性质和鉴别特征。

根据晶体光学原理，不同矿物在偏光显微镜下具有不同的光学性质和鉴别特征。因此，利用偏光显微镜对岩石薄片中的透明矿物进行鉴定，并分析各类矿物的大小、相对含量等特征。

沉积岩、岩浆岩和变质岩的研究方法分为野外和室内两个方面。

1.野外研究方法

岩石是各类地质体的组成部分，在野外要研究各类岩石的物质成分、结构、构造、岩体产状、岩体与围岩的接触关系、沉积岩的岩层厚度和岩浆岩及变质岩岩体的规模、岩性组合等特征，查明岩体在时间和空间上的分布和演化特点，系统测量岩体岩相剖面，进行区域对比和分析。野外观察和描述可以初步分析岩石的岩性特征，观察原生结构和构造，并对观察的内容做详细记录，同时进行相关的素描、拍照、录像和岩石样品的采集。

在盆地研究区，目的层岩石被覆盖，这就需要对钻井取心进行观察和描述，对岩石的重要现象和成矿标志进行素描和拍照，选取重点井段进行岩心取样。由于取心段有限，因此将岩心资料和测井资料、录井资料以及地震资料充分结合，进行岩性、电性、物性和含油气性分析。在上述研究的基础上，综合分析岩体的成因、形成条件和含矿性。

2.室内研究方法

在室内研究中，显微镜薄片鉴定是研究岩石的最基本、最简单、最有效的方法，是地质工作者必须熟练掌握的方法。

此外，岩石的室内研究方法还有重矿物分析、化学分析、热分析、光谱分析、阴极发光分析、铸体薄片图像分析、同位素分析、扫描电镜分析、电子探针分析、X射线衍射分析、气相色谱分析、测年分析及古地磁分析等。

在岩石化验分析中，新技术和新方法是推进晶体光学与岩石学研究的重要因素。裂变径迹、包裹体测温、真实砂岩微观模型等方法的应用对油气田的勘探开发具有重要意义。

二、晶体光学与岩石学的研究意义

目前，石油及天然气等资源是影响我国国民经济发展的重要因素之一，也是制约世界经济的重要因素。一般来讲，只要具有孔隙性和渗透性，能储集石油及天然气的岩石都可作为油气储集岩，常见的主要油气储集岩是沉积岩中的碎屑岩和碳酸盐岩。此外，沉积岩中的泥质岩、岩浆岩和变质岩也可作为油气储集岩。近年来，石油及天然气地质勘探与开发在岩石学领域的研究取得重要的新进展表明，不仅岩浆岩和变质岩是石油及天然气富集的储集岩类型，而且有些地区深源流体对油气藏的形成起着至关重要的作用。在我国多个油气田中，火山岩油气藏和变质岩油气藏已经是石油及天然气勘探与开发的油气藏类型之一。因此，晶体光学与岩石学的研究对石油及天然气勘探与开发具有重要意义。晶体光学与岩石学是石油及天然气等资源勘探与开发的重要基础知识，晶体光学与岩石学的基本原理、基础知识和基本技能是石油及天然气类等专业学生和石油地质工作者必须掌握的内容。