6--岩石的分类与特性一

第二章-岩石的分类与特性（一）第一节 岩石的分类与特性本节主要知识点：本节的主要内容是三大岩类的分类及特征。火成岩成因及产状、成分、结构、构造和主要岩浆岩的特征。沉积岩的形成、矿物成分、结构、构造和分类及主要沉积岩特征。变质作用的因素及类型、矿物成分、结构、构造、分类及主要变质岩特征。根据成因，岩石可分三大类，即由岩浆冷凝所形成的岩浆岩；由风化产物经过搬运、沉积和固结形成的沉积岩；由变质作用形成的变质岩。一、岩浆岩（一）岩浆岩成因岩浆岩也称为“火成岩”其种类繁多，性状各异。岩浆岩是地壳深处或来自地幔的熔融岩浆，受某些地质构造的影响，侵入地壳中或上升到地表凝结而成的岩石。根据目前研究，岩浆起源于上地幔和地壳底层，并把直接来自地壳或地壳底层的岩浆叫原始岩浆。原始岩浆一般认为仅四种，即超基性（橄榄）岩浆、基性（玄武）岩浆、中性（安山）岩浆和酸性（花岗或流纹）岩浆。这几种原始岩浆是上地幔和地壳底层的固态物质在一定条件下通过局部熔融（重熔）产生的。在距地表相当深的地方开始凝结的称为“深成岩”，如橄榄岩、辉岩、花岗岩等；喷出地表或在地表附近凝结的称为“喷出岩”，如玄武岩、流纹岩等；介于深成岩和喷出岩之间的是浅成岩，如花岗岩、正长斑岩等。（二）岩浆岩的产状按照岩浆活动和冷凝成岩的情况，岩浆岩的产状（图2-1-1）一般分为两大类，即侵入岩和喷出岩。1.侵入岩体产状（1）岩基。这是大规模的深成侵入岩体，其露出地表面积一般大于100km2。由于岩体范围大，同围岩的接触面不规则。如我国秦岭、祁连山及南岭等地，主要为花岗岩的岩基。岩基在形成过程中埋藏较深，岩浆冷凝的速度慢，结晶程度好，性质均一，强度较高，因而常被选为适宜的建筑物基础。（2）岩株。其规模较岩基小，一般平面上常呈圆形或不规则形状，面积小于100km2，和围岩接触较陡直。有时是岩基的一部分，其特点与岩基相近。北京周口店花岗闪长岩体就是一个小岩株，其面积约为50km2，平面上近圆形，与围岩接触陡直。（3）岩盘。当岩浆侵入上部岩层后，使上覆岩层隆起。岩浆冷凝形成的面包状岩体，称为岩盘（岩盖）。岩盘分布范围可达数千米，如花岗斑岩岩盘、闪长岩岩盘等。（4）岩床。岩浆沿岩层层面侵入而形成的板状岩体，产状和围岩的层面一致。厚度较小，但延伸很广，多为基性岩，如辉绿岩岩盘。（5）岩脉。岩浆沿着围岩的裂隙侵入而成的厚度较小的脉状岩体称为岩脉，其产状近于直立的脉状岩称为岩墙。岩脉、岩墙与围岩的接触带，常有较多的裂隙，易于风化破碎，会使岩石强度降低，透水性增大，给工程施工带来困难。2.喷出岩的产状（1）熔岩流。岩浆喷出地表后，沿着地表面流动经冷凝固结而成熔岩流。（2）火山锥。岩浆沿着火山颈喷出地表，形成圆锥状的岩体称为火山锥，其物质由火山喷发的碎屑及熔岩组成。在我国，火山喷出岩体出露面积较大，如山西省大同地区的第四纪火山锥。河北省张家口北部的汉诺坝，在第三纪时有大量的玄武岩岩浆溢出，分布面积约1000km2，厚度约300m，构成蒙古高原的一部分。喷出地表或侵入围岩的岩浆冷凝时，由于体积收缩，会产生一些裂缝，这种裂缝称为岩浆岩的原生节理。在岩浆岩地区开采石料时，节理的存在会大大地减轻工作量，对开采石料有利。但是，作为建筑物地基时，由于岩石原生节理发育，会加速岩石的风化，降低岩体的物理力学性质，增大透水性。尤其要注意喷出岩体与下伏岩层和围岩接触带处，岩层软硬相间，沿裂隙风化，往往形成软弱带。这些都会造成不利的工程地质条件，影响建筑物的稳定。（三）岩浆岩的结构岩浆岩的结构是指岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小（相对大小和绝对大小）、晶体形状以及它们彼此间相互组合的关系。结构决定了岩石内部连接的情况，直接影响着岩石的工程地质性质。1.按岩石中矿物的结晶程度划分（1）全晶质结构，岩石全部由结晶矿物组成，多见于深成岩和浅成岩中，如花岗岩、花岗斑岩等。（2）半晶质结构，岩石中部分矿物结晶，部分为玻璃质，多见于喷出岩中，如流纹岩。（3）玻璃质结构，岩石全部为非晶质所组成，均匀致密似玻璃，是由于岩浆急剧喷出地表，骤然冷凝，所有矿物来不及结晶，即行凝固而成的，为喷出岩所特有的结构。如黑耀岩、浮岩等。2.按岩石中矿物颗粒的相对大小划分（1）等粒结构，指岩石中的矿物全部是显晶质（肉眼或放大镜可辨别的）颗粒，主要矿物颗粒大小大致相等的结构，又按矿物颗粒大小可进一步划分为粗粒结构（5mm）、中粒结构（15mm）、细粒结构（1mm）。（2）不等粒结构，指岩石中同种主要矿物颗粒大小不等，这种结构多见于深成侵入岩边部或浅成侵入岩中。（3）隐晶质结构，即颗粒非常细小，用肉眼或放大镜都不能分辨，需在较高倍显微镜下才能辨认出结晶颗粒的结构。这种结构多见于浅成侵入岩和一些熔岩中，结构致密，抗风化能力较强。（4）斑状结构，指岩石中较大的矿物晶体被细小晶粒或隐晶质、玻璃质矿物所包围的一种结构。（四）岩浆岩的构造岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物与其他组成部分之间的排列与充填方式，常可表示岩石的外貌形态及成岩过程的变化。一般常见的构造有下列几种：（1）块状构造，指岩石中矿物分布比较均匀，无定向排列的现象。这种构造在深成岩分布最广，如花岗岩。（2）流纹构造，指岩石中不同颜色的条纹、拉长的气孔和长条形矿物，按一定方向排列形成的构造。它反映岩浆喷出地表后流动的痕迹，如流纹岩即因具有流纹构造而得名。（3）气孔构造，岩浆喷出地表后，由于压力急剧降低，岩浆中的挥发性成分呈气体状态析出，井聚集成气泡分散在岩浆中，当温度降低，岩浆凝固，气体逸出，则形成孔洞，构成气洞构造，如浮岩。（4）杏仁状构造，具有气孔构造的岩石，气孔被次生矿物，如方解石、蛋白石等所充填，形似杏仁，故称为杏仁构造。杏仁构造多见于喷出岩中，如北京三家店一带的辉绿岩就具有典型的杏仁状构造。（五）主要岩浆岩的特征1.花岗岩花岗岩属酸性深成侵入岩体，分布非常广泛，多呈肉红色，风化面呈黄色。块状构造，全晶质等粒结构。岩块的抗压强度可达120200MPa，可作良好的建筑物地基和天然建筑石料。风化后物理力学性质降低，含水量、透水性都会增大。因此，以花岗岩为地基修建工程建筑物时，需查明风化层厚度和断裂破碎带发育等情况。2.花岗斑岩花岗斑岩成分与花岗岩相同，为酸性浅成岩。斑状结构，斑晶由长石、石英组成，基质多由细小的长石、石英及其他矿物构成；块状构造，若斑晶以石英为主时则称为石英斑岩。3.流纹岩流纹岩属酸性喷出岩，呈岩流状产出，颜色一般较浅，大多是灰、灰白、浅红、浅黄褐等色。4.正长岩正长岩物理力学性质与花岗岩类似，但不如花岗岩坚硬，且易风化，常呈岩株产出。5.粗面岩一般石英含量极少，基质很细，多为隐晶质，具有细小孔隙，表面粗糙。若岩石中有石英斑晶时，可称为石英粗面岩。6.闪长岩暗色矿物在岩石中占35%左右。分布广泛，多为小型侵入体产出，岩石坚硬，不易风化，岩块抗压强度可达130-200MPa，可作为各种建筑物的地基和建筑材料。7.安山岩安山岩是岩浆岩中分布较广的中性喷出岩。基质为隐晶质或玻璃质，可具有气孔状或杏仁状构造，有不规则的板状或柱状原生节理，常呈岩流产状。8.辉长岩辉长岩属基性深成岩体，岩石多呈黑色或灰黑色。岩石坚硬，抗风化能力强，具有很高的强度，岩块抗压强度可达200250MPa。9.辉绿岩辉绿岩具有良好的物理力学性质，抗压强度也很高，但因节理往往比较发育，易风化破碎，会使强度大为降低。10.玄武岩玄武岩是岩浆岩中分布广泛的基性喷出岩。岩石致密坚硬、性脆。岩