岩石的成因类型及其工程地质特征-课件

《岩石的成因类型及其工程地质特征-课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《岩石的成因类型及其工程地质特征-课件（104页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第二章第二章 岩石的成因类型及其工程地质特征岩石的成因类型及其工程地质特征 地壳是地质学研究的主要对象。地壳是由岩石组成，岩岩石石是在一定的地质条件下，一定的地质条件下，由一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。矿物集合体。矿物是组成地壳的基本物质单元，矿物是组成地壳的基本物质单元，矿物是由元素组成。 到2007年为止，总共有118种元素被发现。其中94种存在于地球上，但最常见的仅十余种。 1889年，克拉克（美国）研究计算出厚16km的地壳内50种元素的平均含量与总质量的比值，称为地壳元素丰度地壳元素丰度（克拉克值克拉克值）。）。 导言导言 导言导言 导言导言地壳中的主要元素含量地壳中的主要

2、元素含量整个地球中的元素含量整个地球中的元素含量 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 2.1.1 矿物的基本概念矿物的基本概念 矿物矿物是由地质作用地质作用所形成的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。 主要造岩矿物主要造岩矿物是指在岩石中经常出现的、明显影响岩石的物理力学性质的、对鉴定岩石种类起重要作用的矿物。 造岩矿物绝大部分是结晶质。结晶质。结晶质的特点是组成矿物的元素质点（离子、原子或分子）在矿物内部按一定的规律规律排列，排列，形成稳定结晶格子构造。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 2.1.2 矿物手标本的鉴定特征矿物手标本的鉴定特征 1. 矿物的形态矿物的形态 矿

3、物的形态是指固态矿物单个晶体单个晶体的形态，或矿物晶体聚集在一起的集合体形态。集合体形态。每一种矿物都具有一定的形态，取决于矿物的化学成分和内部构造。因此，矿物的形态是鉴矿物的形态是鉴定矿物的重要特征之一。定矿物的重要特征之一。如石盐的正立方晶体、石英的六方双锥晶体等。 （1）矿物单体的形态矿物单体的形态 矿物的单体在三维空间相对发育的比例不同，可将晶体形态特征分为一向延长、二向延长和三向等长一向延长、二向延长和三向等长三种。 一向延长型晶体：柱状、针状、纤维状等。如石英、角闪石、绿柱石、电气石、石棉等。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物石石英英角角闪闪石石 二向延长型晶体：片状、鳞片状

4、、板状等。如云母、石墨、重晶石等。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 云云 母母 重晶石重晶石 三向等长型晶体：粒状、立方体或八面体等。如石榴子石、黄铁矿、方铅矿等 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 石榴子石石榴子石 黄铁矿黄铁矿 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 （2）矿物集合体的形态矿物集合体的形态 由矿物单体组成的聚集体，称为集合体。自然界中绝大多数矿物是以集合体的形态出现的。集合体分为显晶质集合体、隐晶和胶态集合体。柱状、针状、纤维状集合体：由一向延长的柱状、针状、纤维状晶体颗粒组成。板状、片状集合体：由二向延长的板状、片状晶体颗粒组成。粒状集合体：由三向等长的粒状晶

5、体颗粒组成。晶簇状集合体：以岩石的孔洞壁或裂隙壁为基底生长的单晶体群组成。显晶质集合体 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 隐晶集合体隐晶集合体是只有在显微镜下才可分辨矿物单体的集合体；胶态集合体胶态集合体是在显微镜下也不能辨别出单体的界限的集合体，实际上并不存在单体。 隐晶及胶态集合体可由溶液直接结晶或由胶体生成。由溶液直接结晶或由胶体生成。 结结 核核 鲕状、豆状鲕状、豆状 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物肾状肾状 葡萄状葡萄状 钟乳状钟乳状 土土 状状 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物纤维状集合体：石膏纤维状集合体：石膏 2. 矿物的光学性质矿物的光学性质 矿物的光学性质

6、是指矿物在可见光作用下所表现的性质。包括颜色、条痕、光泽和透明度。颜色、条痕、光泽和透明度。 （1）颜色颜色 矿物的颜色是矿物对可见光的吸收作用吸收作用所产生的。按成色原因分为自色、他色和假色。自色、他色和假色。 自色自色是矿物固有的颜色，颜色比较固定 他色他色是矿物混入某些杂质杂质引起的颜色。纯净的石英为无色，含杂质时，呈现不同颜色，紫晶（Fe多）、烟水晶（含Mn）。 假色假色是由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折折射、散射射、散射所引起的。石英晶簇石英晶簇 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 颜色描述方法颜色描述方法 标准色谱法：用标准色谱红、橙、黄、绿、青、蓝、紫及白、灰、黑来

7、描述。 当颜色有深浅差别时可加上深、浅，如浅灰色。 当矿物颜色介于标准色谱两种颜色之间时，将次要颜色写在主要颜色之前，如黄绿色。 类比法：用生活中常见的实物颜色来描述。如正长石的肉红色、橄榄石的橄榄绿色。石英晶簇石英晶簇 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 （2）条痕条痕 矿物在较硬的白色瓷板上刻划后所留下的粉末颜色。只有硬度比白瓷板软的矿物才能刻划条痕。 条痕色与矿物颜色可以一致也可以不一致。 矿物条痕可以消除假色，减弱他色。比颜色更为可靠的鉴定标志。是鉴定矿物的重要是鉴定矿物的重要依据之一。依据之一。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 （3）光泽光泽 矿物新鲜表面对可见光的反射能

8、力。根据其反光强弱和特征分为： 金属光泽金属光泽 反射强，象金属磨光面那样反光，如方铅矿、黄铁矿。 半金属光泽半金属光泽 反射较强，象未磨光的金属表面那样反光，如磁铁矿等。 金属光泽和半金属光泽是不透明矿物的重要鉴定特征。 非金属光泽非金属光泽 分为：玻璃光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽和土状光泽。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 黄铁矿金属光泽黄铁矿金属光泽 磁铁矿半金属光泽磁铁矿半金属光泽 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 石英玻璃光泽石英玻璃光泽 云母珍珠光泽云母珍珠光泽 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 石膏丝绢光泽石膏丝绢光泽 蛇纹石油脂光泽蛇纹石油脂

9、光泽 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 叶蜡石蜡状光泽叶蜡石蜡状光泽 高岭石土状光泽高岭石土状光泽 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 （4）透明度透明度 矿物透过可见光的程度，以0.03mm为标准，通常在矿物碎片边缘观察。分为透明、半透明和不透明透明、半透明和不透明三级。 一般而言，呈金属色金属色的矿物，其条痕为深色、具金属或半金属光泽、不透明；反之，呈非金属色非金属色的矿物，其条痕一般为浅色，具非金属光泽，透明度较高。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 3. 矿物的力学性质矿物的力学性质 矿物抵抗外力作用抵抗外力作用（刻划、打击、压拉等刻划、打击、压拉等）所表现出来的性质。

10、包括矿物的硬度、解理和断口。矿物的硬度、解理和断口。（1）硬度硬度 矿物抵抗外力刻划、研磨的能力。是鉴定矿物的重要依据之一。 矿物学上的硬度是由奥地利矿物学家摩氏（Mohs）设立的，故称为摩氏硬度计。摩氏硬度计。摩氏硬度反映的是矿物相对硬度的相对硬度的顺序。顺序。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 摩氏硬度计摩氏硬度计 以选出的10种硬度不同的矿物，按硬度小到硬度大排序，作为测定比较其他矿物硬度的标准。标准。 野外工作中，常用指甲（22.5）、铁刀刃（33.5）、玻璃刀（55.5）、钢刀刃（66.5）鉴别矿物的硬度。在进行鉴别时，应在矿物的新鲜晶面或解理面上进行。 第一节第一节 主要造岩

11、矿物主要造岩矿物 （2）解理解理 矿物受打击后，能沿一定结晶方向裂开成光滑平面的性质，称为解理。解理。裂开的光滑平面称为解理面。解理面。 根据解理的完全程度，可将解理分为五级：根据解理的完全程度，可将解理分为五级： 极完全解理：极完全解理：极易裂开成薄片，解理面大而完整，平滑光亮，如云母。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 完全解理：完全解理：常沿解理方向裂开成小块，解理面平整光亮，如方解石。 中等解理：中等解理：解理面往往不能一劈到底，不很光滑，且不连续，常呈现小阶梯状，如角闪石、辉石。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 不完全解理：不完全解理：常出现断口，解理面很难出现。如磷灰

12、石。 极不完全解理：极不完全解理：无解理，如石英。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 不同的晶质矿物，由于其内部构造不同，在受力作用后开裂的难易程度、解理面的完整程度及解理数目开裂的难易程度、解理面的完整程度及解理数目有差别。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 （3）断口断口 断口是矿物受力打击后不沿固定的结晶方向裂开而形成的断裂面。断裂面方向是任意的，断口的形态是不平滑的。 根据矿物受力后不规则裂开的形态，可分为： 贝壳状断口贝壳状断口 断口呈圆形的光滑曲面，面上常出现不规则的同心条纹，如石英。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 锯齿状断口锯齿状断口 断口呈尖锐的锯齿状，延

13、展性很强的矿物具有此种断口，如自然铜。 参差状断口参差状断口 断口面粗糙不平，参差起伏。如黄铁矿，大多数矿物具有此种断口。 土状断口土状断口断口面呈细粉状，断口粗糙，为土状矿物所特有，如高岭石。 第一节第一节 主要造岩矿物主要造岩矿物 4. 矿物的其他性质矿物的其他性质 （1）相对密度相对密度 在肉眼鉴定矿物时，一般凭经验用手掂量大致估计。分为三段： 轻矿物轻矿物 相对密度小于2.5，如石膏、高岭石。 中等密度矿物中等密度矿物 相对密度2.54，如正长石、角闪石。 重密度矿物重密度矿物 相对密度大于4，如磁铁矿、黄铁矿。 （2）磁性：能被普通磁铁吸引。磁性：能被普通磁铁吸引。 第二节第二节 岩

14、岩 石石 自然界中各种各样的岩石，按成因分为：岩浆岩、沉岩浆岩、沉积岩和变质岩积岩和变质岩三大类。 2.2.1 岩浆岩岩浆岩 岩浆岩岩浆岩是由岩浆侵入地下或喷出地表后冷却凝结而成的岩石。 地球内部的岩浆是一种炽热的熔融体，炽热的熔融体，温度很高，大约为7001300，成分以硅酸盐硅酸盐为主，含有大量的H20、C02、H2S、HCL等挥发性气体，并具有一定的粘度。处在地壳深处或上地幔的岩浆，常常伴随着地壳的运动，沿着 第二节第二节 岩岩 石石压力较低的地壳薄弱带或破碎带运移上升，侵入到地壳上部或直接喷溢出地表，然后冷却成岩。这种包括岩浆活动和冷凝成为岩石的整个过程称为岩浆作用。岩浆作用。 按照冷

15、凝形成岩浆岩的地质环境分类按照冷凝形成岩浆岩的地质环境分类 深成岩 岩浆侵入地壳某深处（3km）冷凝形成。 浅成岩 岩浆侵入地壳浅处（3km）冷凝形成 喷出岩 岩浆喷出地表冷凝形成 1. 岩浆岩产状岩浆岩产状 岩浆岩产状岩浆岩产状是反映岩体空间位置与围岩的相互关系及其形态特征，是指岩浆岩体的形态、规模、与围岩接触关系、形成时所处的地质构造环境及距离当时地表的深度等。 第二节第二节 岩岩 石石 岩浆岩的产状可分为两大类：侵入岩岩体的产状和喷出侵入岩岩体的产状和喷出岩岩体的产状。岩岩体的产状。 （1）侵入岩岩体的产状侵入岩岩体的产状 岩基：岩基：岩基是一种规模庞大的岩体，其分布面积一般大于60km

16、2往往呈长圆形。与围岩接触面不规则。构成岩基的岩石多是花岗岩或花岗闪长岩等，花岗岩或花岗闪长岩等，岩性均匀稳定，是良好的建筑地基，如三峡坝址区就是选定在面积约200km2花岗岩花岗岩闪长岩岩基闪长岩岩基的南部。 岩株：岩株：岩株是一种形体较岩基小的岩体，平面上成圆形或不规则状，面积小于60km2，围岩的接触面较陡直，有时是岩基的一部分，也常是岩性均一的良好地基。主要成分为酸性和中性岩。酸性和中性岩。 第二节第二节 岩岩 石石 岩盘岩盘（岩盖岩盖）和岩盆和岩盆 岩盘岩盘是一种中心厚度较大，底部较平，顶部穹隆状的层间侵入体，分布范围可达数平方公里，多由酸性、中性岩石酸性、中性岩石组成。 岩盆岩盆中心下凹形如蝶或浅盆的层间侵入体，组成岩盆的岩石以基性岩基性岩为主。 岩床：岩床：岩床是一种沿原有岩层层面侵原有岩层层面侵入、延伸分布且厚度稳定的层状侵入体。层状侵入体。常见的厚度多为几十厘米至几米，延伸长度多为几百米至几千米。组成岩床的岩石以基性岩基性岩为主。 第二节第二节 岩岩 石石 岩脉：岩脉：岩脉是沿岩层裂隙侵入形成的狭长形狭长形的岩浆岩体，与围岩成层方向相交成垂直或近于垂直。其中比较规则而