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1、第二章 岩 石,河海大学地球科学与工程学院,二一年三月,矿物定义,在地壳中由地质作用形成的具有一定化学成分和物理性质的单质或自然化合物，是构成地壳岩石的物质基础,矿物的物理性质,1. 形态,绝大部分为固态,有结晶质和非结晶质矿物。结晶矿物单体形态有柱状、针状、片状、板状等，集合体形态有纤维状、粒状、放射状、鳞片状、晶簇等。非晶质矿物可具块状、土状、钟乳状、豆状、结核状等,造岩矿物的物理性质,2. 颜色,自色矿物本身固有的颜色。 他色混入杂质而呈现出的颜色。 假色某些物理因素引起的颜色，称为假色。如氧化膜的颜色。,3. 条痕,白色无釉瓷板上摩擦而留下的粉末的颜色,造岩矿物的物理性质,4. 光泽,
2、金属光泽、半金属光泽和非金属光泽 造岩矿物一般呈非金属光泽，如玻璃光泽、油脂光泽、珍珠光泽、丝绢光泽,5. 解理,矿物晶体或晶粒在外力打击下，能沿一定方向裂开的性质，开裂平面为解理面,解理可能一个方向或几个方向，解理面发育的完善程度可分为极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理,造岩矿物的物理性质,6. 断口,矿物受外力打击出现的不规则断裂面,造岩矿物的物理性质,锯齿状断口贝壳状断口参差状断口,7. 硬度,矿物抵抗外力作用的能力，德国矿物学家F.Mohs定义十种矿物硬度为1-10度,岩石的循环过程,岩石分类及其相互关系,火成岩,火成岩的产状, 岩基：大规模的深成侵入岩形成的岩体，下部直接与岩
3、浆相连，分布面激广, 岩株：出露面积不超过100km2的深成侵入岩体, 岩墙与岩脉：岩浆沿岩石裂隙侵入并切割岩体形成的板状岩体，宽度数厘米至数十米，长度几米至上千米, 岩床：流动性较大的岩浆顺着岩层层面侵入冷却形成的与围岩层理平行的板状岩体, 岩盘和岩盆：岩浆顺岩层侵入并将上覆岩层扶起而形成上凸下平的穹隆状岩体，若中央凹下，四周高起，则称为岩盆, 造岩元素主要为 O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti等，约占岩浆岩总重量的99.25%， 氧的含量最高，占岩浆岩重量的46.59%，占体积的94.2%,火成岩的化学成分及矿物成分,火成岩, 火成岩中的氧化物主要为SiO2、Al2O3、Fe
4、2O3、FeO、MgO、CaO、K2O,Na2O和H2O等9种，占岩浆岩平均化学成分的98%左右, 火成岩的造岩矿物主要为石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石等, 硅铝矿物：SiO2和Al2O3含量较高，不含铁镁。如石英、长石类及似长石类。这些矿物颜色均较浅，所以又叫浅色矿物, 铁镁矿物：FeO与MgO含量较高，SiO2含量较低。如橄榄石、辉石类、角闪石类和黑云母类。这些矿物颜色一般较深，所以又叫暗色矿物,火成岩的结构,火成岩, 全晶质结构：岩石全部由结晶的矿物组成。多见于深成侵入岩中，结晶条件好，缓慢结晶的产物, 玻璃质结构：岩石几乎全部由未结晶的火山玻璃所组成。多见于火山岩中，是快速冷凝
5、结晶的产物, 半晶质结构：岩石由部分晶体和部分玻璃质组成。多见于浅成岩和火山岩中, 显晶质结构：肉眼观察时基本上能分辨矿物颗粒者,1. 结晶程度划分,2. 晶粒大小划分, 隐晶质结构：肉眼无法分辨出矿物颗粒，在显微镜下可以看清矿物颗粒,3. 晶粒相对大小划分, 等粒结构：岩石中不同种主要矿物颗粒大小大致相等, 不等粒结构：岩石中不同种主要矿物颗粒大小不等, 斑状及似斑状结构：岩石中所有矿物颗粒可分为大小截然不同的两群，大的称为斑晶，小的称为基质，其中没有中等大小的颗粒。如果基质为隐晶质或玻璃质，则称斑状结构；如果基质为显晶质，则称似斑状结构,火成岩的构造,火成岩,火成岩的分类,火成岩,沉积岩的
6、形成过程,沉积岩,沉积岩是由成层沉积的松散沉积物固结而成的岩石。,岩石遭受风化剥蚀,流水、风、冰川等外力搬运,在地表浅洼的地方（海洋、湖泊、低地）沉积,复杂的成岩作用，形成沉积岩,沉积岩的物质组成,沉积岩, 碎屑物质：主要是原岩风化的产物，原岩经破坏后的残留下来的抗风化能力较强的矿物碎屑，如石英、长石、白云母等, 粘土矿物：主要是含铝硅酸盐岩石经强烈化学风化后所形成的粒径小于0.005mm的矿物，如高岭石、蒙脱石、水云母等, 化学沉积物质：原岩中的成分被水溶解后被带入湖泊、海洋内，当达到一定浓度后，又从水溶液中析出或结晶而形成的新矿物，如方解石、白云石、岩盐、石膏等, 有机物质：由生物作用或生
7、物遗骸堆积经地质变化而成的物质，如贝壳、石油、泥炭等,沉积岩的结构,沉积岩, 碎屑结构：由50%以上的粒径大于0.005mm的碎屑物质被胶结物黏结起来而形成的结构。可以分为砾状结构和砂质结构。, 泥质结构：由50%以上的粒径小于0.005mm的细小碎屑和黏土矿物组成的结构, 结晶状结构：由岩石中的颗粒在水溶液中结晶或呈胶结体形态凝结沉淀形成的岩石结构，可以分为鲕状、结核状、纤维状、致密块状和晶粒结构等, 生物结构：由30%以上的生物遗体组成的岩石结构，如生物碎屑结构、贝壳结构等,层理构造,沉积岩,层面构造,波痕,泥痕,结核,化石,沉积岩的分类,沉积岩, 碎屑岩：由碎屑物质经压紧、胶结而成的，可
8、分为沉积碎屑岩和火山碎屑岩。, 黏土岩：由50%以上的粒径小于0.005mm的细小碎屑和黏土矿物组成的结构, 化学岩及生物化学岩：岩石风化产物中的溶解物质经过化学作用形成的岩石称为化学岩，由生物化学作用和生物遗体直接堆积而成的岩石称为生物化学岩,黏土岩,化学岩及生物化学岩,变质岩,变质作用,地球内力作用引起岩石改造和变化的作用。变质作用一方面是在地下一定深处于较高温度、较大压力条件下进行的，区别于在常温常压条件下进行的外动力地质作用；另一方面，是在固态下进行，也区别于岩浆作用,变质岩,变质作用形成的新的岩石，可分为正变质岩（原岩为岩浆岩）和副变质岩（原岩为沉积岩）,变质岩,变质岩的成因, 引起
9、变质作用的因素包括温度、压力以及化学活动性流体, 岩石在高温作用下矿物发生重结晶，质点重新排列，晶粒变粗, 岩石在高温作用下矿物成分之间发生反应，形成新的高温变质矿物, 引起岩石变质的压力包括上覆岩层重量、构造运动、岩浆活动形成的压力, 引起岩石变质的化学活动性流体包括岩浆、H2O、CO2以及其它易挥发、流动的物质,接触变质作用,变质岩,岩浆活动引起，发生在岩浆体与围岩的接触带内的变质作用。作用因素为高温、热液及挥发份。,亦称热力变质作用，是由于岩浆侵入体释放的热能，使接触带附近围岩的矿物成分和结构、构造发生变化的一种变质作用。如石灰岩变成大理岩、砂岩变为石英岩等。, 热接触变质作用, 接触交
10、代变质作用,是由于岩浆成分结晶晚期析出的大量挥发分和热液，通过交代作用使接触带附近的侵入岩和围岩，在岩性和化学成分上均发生变化的一种变质作用，石灰岩形成矽卡岩。,动力变质作用,变质岩, 又称碎裂变质作用，是在构造运动产生的强应力作用下，使原岩及其组成矿物发生变形、机械破碎及轻微的重结晶现象的一种变质作用，可形成断层角砾岩、破碎岩等。, 代表性岩石包括断层角砾岩、糜棱岩、并可伴生蛇纹石、叶蜡石、绿泥石等,区域变质作用,变质岩,由于区域性的地壳活动，在大范围内发生的变质作用，称为区域变质作用。在区域变质作用过程中，温度、压力和溶液等物理化学因素的变化都比较复杂，实际上是各种变质因素综合影响的结果，
11、如片麻岩、片岩、千枚岩、板岩等,云台山,嵩山,变质岩的矿物成分,变质岩, 与原岩矿物相同：长石、石英、云母、方解石、角闪石、黏土矿物等, 变质矿物：滑石、绢云母、绿泥石、蛇纹石、红柱石等,变质岩的结构,变质岩, 变晶结构：原岩在固态条件下经重结晶作用而形成的新的结晶质结构。其标志为：比周围矿物具较完好的结晶形态；往往沿裂隙分布，具链状展布的特征；“代晶”中，常有周围矿物的残余物, 变余结构：亦称残留结构。由于原岩矿物成分重结晶作用不完全，使变质岩仍残留有原岩的结构特征, 碎裂结构：岩石的矿物颗粒被破碎成不规则的、带棱角的碎屑，甚至粉末，又被胶结而形成新的结构，称为碎裂结构,变质岩的构造, 变余
12、构造：原岩变质后仍残留有原岩的部分特征，如变余层理、变余气孔, 变成构造：变质作用完全改变了原岩的构造特征，形成新的构造, 板状构造：岩石受应力作用达到一定程度常出现一组平行、密接且平坦的破裂面，沿此面岩石易于分裂成板状体, 千枚状构造：岩石成薄板状，一般具有细粒鳞片变晶结构，表面具有丝绢光泽,变质岩, 片状构造：岩石中有大量重结晶的片状、柱状矿物，成定向排列，矿物全部重结晶, 片麻状构造：以长石、石英等粒状变晶矿物为主，呈大致平行的断续带状分布, 块状构造：岩石中矿物分布均匀，结构均一、无定向排列,变余层理构造,板状构造,千枚状构造,片状构造,片麻状构造,块状构造,岩石的工程地质及水文地质评述,火成岩的工程地质及水文地质性质评述, 力学强度高, 抗风化能力差, 岩石的结构和构造对工程地质及水文地质性质影响,沉积岩的工程地质及水文地质性质评述, 碎屑岩工程性质较好，受胶结物成分和胶结类型影响显著, 黏土岩力学强度低，遇水易软化, 化学岩和生物碎屑岩具有可溶性,变质岩的工程地质及水文地质性质评述, 工程性质与原岩性质相近或相似, 变质作用对其工程地质、水文地质特性影响较大,
