《工程地质学教程 教学课件 ppt 作者 姜晨光 主编 唐平英 方绪华 范千 副主编第6章 岩石及土的形成与鉴别》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程地质学教程 教学课件 ppt 作者 姜晨光 主编 唐平英 方绪华 范千 副主编第6章 岩石及土的形成与鉴别（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章 岩石及土的形成与鉴别 6.1 主要的造岩矿物 矿物是天然生成的，是具有一定物理性质和一定化学成分的物质。目前自然界中已被发现的矿物多达3000余种。在岩石中经常见到的、明显影响岩石性质的、对鉴定和区别岩石种类起重要作用的矿物（约20种）称为主要造岩矿物。 6.1.1 矿物的形态 通常情况下，绝大多数矿物都呈固态表现，只有个别矿物呈液态（比如自然汞Hg）。不同的矿物常具有不同的形态和特征。同一种矿物在不同的地质条件下，在其自身晶体结构制约的范围内也常出现不同的结晶习性。矿物的形态主要可概括为矿物单体、集合体及连生体等3种。,结晶质矿物的单晶形态 白云母 绿泥石,斜长石,板状石膏 角闪石,
2、刚玉,绿柱石 辉石,方铅矿,岩盐,黄铁矿,金刚石,方解石,白云石,石榴子石,磁铁矿,6.1.2 矿物的主要物理性质 矿物的主要物理性质包括光学性质和力学性质。 矿物的光学性质主要包括颜色、条痕、光泽、透明度、等。颜色是矿物明显的特性，通常也是其可靠的鉴别特征，在多种标本中有些矿物总是表现出同一颜色。矿物的条痕是指矿物粉末的颜色，一般为矿物在其它物体上摩擦后留在此物体上的矿物粉末颜色。矿物的光泽是矿物表面对光的反射能力，可根据反射光由强到弱的次序分为金属光泽、半金属光泽、非金属光泽、等，其中非金属光泽又可进一步细分为金刚光泽、玻璃光泽、油脂光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、土状光泽、等。矿物透光能力的大
3、小称为矿物的透明度，通常分透明、半透明、不透明、等3级。 矿物的力学性质主要包括硬度、解理（劈开）断口、等。矿物的硬度是指矿物抵抗外力刻划的能力。测定硬度的绝对值需要特殊装置，目前一般采用相对硬度并以实际矿物为标准，这就是摩氏硬度计。摩氏硬度计中共有十种已知硬度的矿物，它们是1滑石、2石膏、3方解石、4萤石、5磷灰石、6长石、7石英、8黄玉、9刚玉、10金刚石。矿物晶体受外力敲击时能够沿一定方向裂开的性能称为矿物的解理性，开裂的平面称为解理面。完全不具有解理性的矿物在锤击后沿任意方向发生不规则的断裂，其断裂面称为断口。,形态各异的石英,水晶,赤铁矿 普通角闪石 绿泥石,6.1.3 主要造岩矿物
4、的识别,石英 正长石 斜长石,白云母与黑云母,普通角闪石,普通辉石,橄榄石,石榴子石,方解石 白云石,滑石,蛇纹石,绿泥石,硬石膏,石膏 黄铁矿,高岭石 蒙脱石（又称微晶高岭石或胶岭石）,6.2 岩浆岩的基本特点 岩石用通俗的话讲就是石头，它是在地壳中按一定规律，由一种或几种矿物共生组合在一起所形成的天然集合体。根据岩石的成因类型地质学家将岩石分为岩浆岩（又名火成岩）沉积岩、变质岩、等3类。岩浆岩为岩浆的炽热液体，自地下深处上升，由于温度降低，结晶而成的固体状态。沉积岩由堆积和压密作用而成，其物质来源为由于侵蚀作用原岩被分解成的碎屑、生物碎屑（比如贝壳）等，这些被地表水或地下水溶解的物质后期在
5、过饱和条件下沉淀然后堆积与压密。变质岩则是当温度上升或压力增大（或二者兼有时）由任何类型的原岩形成的。 地壳下面存在着的处于高温高压下的、溶融状态的硅酸盐物质被称为岩浆。岩浆沿地壳薄弱带侵入地表或喷出地表，然后随着温度降低，最终冷凝而成的岩石称为岩浆岩。 岩浆作用是包括岩浆活动和冷凝的全部过程。岩浆岩分为侵入岩和喷出岩2类。岩浆岩的产状是指岩浆冷凝后岩体的形态、岩体所占据的空间量以及它与围岩的相互关系。侵入岩的产状包括岩基、岩株、岩盘、岩床、岩墙和岩脉、等。喷出岩的产状主要为火山颈、岩钟（火山锥）和岩流（岩被）。岩浆岩的地质特性包括岩石的结构、构造及矿物成分。岩浆岩可按结晶程度的不同分为全晶质
6、结构、玻璃质结构、半晶质结构。全晶质结构的岩石全部由结晶质矿物组成。玻璃质结构的岩石全部由非晶质或玻璃质矿物组成。半晶质结构为结晶质、非晶质矿物各半组成的岩石。岩浆岩可按矿物颗粒的绝对大小分为显晶质结构、粗粒结构、中粒结构、细粒结构、微粒结构、伟晶结构、等。,岩浆岩还可按矿物颗粒的相对大小分为等粒结构、不等粒结构、斑状及似斑状结构、等。岩浆岩按构造可分为块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造、层状构造、等。岩浆岩的矿物成分中最常见的是石英、正长石、斜长石、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石、等几种矿物。岩浆岩通常可根据其产状、结构、构造、矿物成分及其共生规律等特征进行分类。常见的岩浆岩包括闪长
7、岩、辉长岩、橄榄岩、正长岩、花岗斑岩、闪长玢岩、辉绿岩、流纹岩、安山岩、玄武岩、伟晶岩、黑曜岩、浮岩、等。,花岗岩,花岗岩,花岗岩,岩浆岩体的产状示意,6.3 沉积岩的基本特点 沉积物是指一种沉积在陆地或水盆地中的松散矿物颗粒或有机物质（比如砾石、砂、粘土、灰泥、生物残骸、等），其主要来源是母岩风化的产物，其次为火山喷发物、有机物和宇宙物质、等。沉积作用是指形成及堆积层状沉积物的作用，包括沉积物物质供给区的母岩的离解，已离解出来的颗粒（有时包括火山物质等）及搬运到沉积场所发生的化学变化及其它成岩变化，以及沉积物最终固结为坚硬的岩石的作用。沉积岩是指在地表及地表附近、温度不高（-70200）压力
8、不大（1几十个大气压）的条件下，由风化作用、生物作用和某种火山作用的产物，经搬运、沉积和成岩等作用而形成的岩石。 沉积岩的形成可概括为沉积物质的形成（母岩的风化破碎作用）沉积物的搬运作用、沉积物的沉积作用、沉积物的成岩作用和沉积岩的后生作用、等几个过程。岩石的风化产物按其性质可分为碎屑物质、粘土物质、溶解物质、等3类。母岩的风化产物除了少数部分残留原地组成风化壳堆积外，大部分被搬运走，并在新的、适当的地方沉积下来。三种风化产物的性质不同，它们的搬运、沉积方式也不同。通常按其搬运的方式的不同将其归纳为机械搬运、化学搬运、生物搬运、等3类。沉积物被埋置以后直至固结为岩石以前所发生的作用称为沉积物的
9、成岩作用。沉积物固结为岩石以后至变质作用以前所发生的作用称为沉积岩的后生作用。沉积岩的结构是指沉积岩组成成分的颗粒形态、大小和连结形式。常见的有碎屑结构、化学结构、生物化学结构、等几种。沉积岩的构造是指沉积岩形成时期（主要是沉积期，部分为成岩后生期）所形成的构造，是沉积岩的重要特征之一。,沉积岩的岩层是在一个基本稳定的物理条件下所形成的沉积单位，是由成分上基本一致的岩石组成，层与层之间有层面分开，层的厚度变化可以很大，通常可按岩层的厚度将沉积岩分为巨厚层（厚度1.0m）厚层（厚度0.51.0m）中厚层（厚度0.10.5m）薄层（厚度0.001m0.1m）微层（厚度0.001m）。沉积岩的夹层是
10、指夹在厚层中间的薄层。若岩层在横向延伸方向不大的范围内，一侧逐渐变薄而消失则称为层的尖灭，若两侧均尖灭则称为层的透镜体。在沉积岩岩层层面上往往保留有反映沉积岩形成时的流体运动及自然条件变化遗留下来的痕迹，称为层面构造。根据沉积岩的成因、物质成分和结构等特征人们通常将沉积岩分为碎屑岩、粘土岩、化学与生物化学岩、等3大类型。,页岩,砾岩,砂岩,碎屑岩由碎屑和胶结物两部分组成，碎屑岩的名称一般前面为胶结物成分、后面是碎屑的大小和形状（比如硅质粗砂岩、铁质细砂岩、等），根据碎屑颗粒的大小可把碎屑岩进一步细分为角砾岩、砾岩、砂岩、等。 粘土岩类主要由粘土矿物组成，粘土矿物含量50%且颗粒直径常小于0.0
11、05mm，在沉积方式上粘土物质属于机械沉积与化学沉积的过渡类型，多为胶体沉积，也有机械沉积的（比如页岩、泥岩、等）。 化学与生物化学岩是由各种母岩经强烈的化学风化所形成的真溶液或胶体溶液，搬运至水盆地中沉淀而成的。化学与生物化学岩定名的主要依据是矿物成分，最常见的有石灰岩（遇稀HCl剧烈起泡）白云岩（遇冷HCl不易起泡，滴Mg试剂由紫变蓝）泥灰岩（点稀HCl起泡后表面残留下粘土物质）燧石岩、等。 沉积岩的矿物成分与岩浆岩的相比有以下一些特点：（1）岩浆岩中大量存在的橄榄石、辉石、角闪石和黑云母等铁镁矿物在沉积岩中很少见；（2）长石、石英、白云母等矿物在岩浆岩和沉积岩中都比较多，但钾长石和石英在
12、沉积岩中可以更多一些；（3）盐类矿物、碳酸盐矿物和粘土矿物是沉积岩所特有的矿物，岩浆岩中很少或者没有；（4）生物组分是沉积岩所特有的。,6.4 变质岩的基本特点 由地球内力作用引起岩石改造和变化的作用称之为变质作用。变质作用的发生范围主要是固态岩石中矿物的变质重结晶（即矿物的重新成长长大、物质成分的迁移或形成新的矿物组合）以及部分岩石的选择性重熔等，因此，岩石的风化作用和沉积岩的成岩与后生作用不属于变质作用的范畴。由变质作用形成的新的岩石称为变质岩，由岩浆岩形成的变质岩为正变质岩，由沉积岩形成的变质岩为副变质岩。变质岩的产状为残余产状。引起变质作用的主要因素有温度、压力、化学活泼性流体、等3个
13、方面。 在变质作用中，温度是一个极为重要的因素，大部分变质作用是在温度升高的情况下发生的，温度所引起的变质作用主要表现为2点：（1）促使矿物重结晶，从而使原岩的结构、构造发生改变，而岩石组分基本不变；（2）促使组分的重新组合，因而矿物成分和结构、构造都发生改变。变质作用中的压力可分为均向压力（静压力）粒间流体压力和定向压力。人们通常根据变质作用的地质成因和变质作用因素将变质作用分为接触变质作用（热力变质作用）交代变质作用（气化热液变质作用）动力变质作用、区域变质作用、混合变质作用、复变质作用、埋置变质作用、洋底变质作用、等几种类型。,变质作用及变质岩的类型示意,变质岩的形成过程决定了其化学成分
14、与原岩之间既有继承性又具有多样性。变质岩的矿物成分既决定于原岩的化学成分，也和形成时的物理化学条件密切相关。原岩的化学成分是形成变质岩的物质基础，而物理化学条件则是变质岩出现什么矿物或矿物组合的决定条件。在一般情况下，变质岩的矿物成分较之岩浆岩和沉积岩更为复杂多样。 变质岩的特征矿物主要有绢云母、红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、阳起石、透闪石、滑石、叶蜡石、蛇纹石、绿泥石、方柱石、硅灰石、符山石、石榴子石、石墨、等，这些只在变质岩中分布，如果这些矿物在岩石中较多出现则反映原岩已经变质（应归属变质岩类）。质岩中广泛发育有纤维状、鳞片状、长柱状、针状矿物，且常见它们作有规律地定向排列。变质岩中含O
15、H的矿物与岩浆岩相比更为发育。变质岩中的石英、长石等矿物常具波状消失、裂纹也较发育。 变质岩的结构是指岩石组分的形状、大小和相互关系等反映的岩石构成方式。它着重于矿物个体的性质和特征。人们一般根据成分将变质岩结构分为压碎结构、变晶结构、变余结构、交代结构、等4大类。,变质岩的构造是指岩石组分在空间上的排列和分布所反映的岩石构成方式，着重于矿物个体在方向和分布上的特征。变质岩的构造大致可分为变成构造和变余构造。变成构造是指经变质作用后形成的构造，包括板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、斑点状构造、条带状构造、块状构造、等（其中前4种称为片理构造，是区别于岩浆岩与沉积岩的重要特征）。变余构
16、造是指岩石变质后仍保留有原岩的构造特征（比如变余气孔构造、变余杏仁状构造、变余层理构造、等）。 人们根据变质作用类型的不同将变质岩分为动力变质岩类、接触变质岩类、区域变质岩类、交代变质岩类、混合岩类、等5大类。常见的变质岩有板岩、千枚岩、片岩类、片麻岩类、混合岩类、大理岩、石英岩、云英岩、蛇纹岩、构造角砾岩、糜棱岩、等。 变质岩具有一系列特点，一般说来变质岩和岩浆岩一样都具有结晶结构，这是它们的相似之处（因为它们都是在较高的温度下经受结晶作用而形成的）。但是变质岩不同于岩浆岩，其变质作用是在固体状态下进行的（一般由低温逐渐向高温），而岩浆岩则是从高温的液体状态逐渐冷凝为固体的。在许多情况下，经受变质的原岩的结构、构造还没有完全被改造，而且多少保留了一点，这就使得变质岩具有明显的双重性，一方面表现为变质岩的特征，一方面保留着一定程度的原岩特
