第一章公路工程地质

第一章岩石，教育内容，造岩矿物岩浆岩沉积岩变质岩岩石的工程地质性质，第一节由造岩矿物、岩石在地质作用下产生的一个或多个矿物或岩屑构成的自然集合体称为岩石。 矿物是具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物，被称为矿物。 其中构成岩石的矿物被称为造岩矿物。 矿物的物理性质，颜色：自色：矿物本身的颜色，颜色比较固定，取决于色素离子。 其颜色：由于矿物中混入了某种杂质而引起的，与矿物本身的性质无关。 假色：矿物中的裂缝和表面的氧化膜起因于光的折射、散射。 光泽：矿物表面出现的光泽程度称为光泽。 金属光泽玻璃光泽半金属光泽珍珠光泽非金属光泽光泽润滑脂光泽蜡状光泽土状光泽，矿物的物理性质，硬度：矿物抵抗外力划线，研磨的能力叫做硬度。 硬度比较的标准称为莫氏硬度。 劈开、切口：矿物受到打击后，在一定方向上裂开成光滑平面的性质称为劈开。 裂开的光滑平面叫劈开面。 没有方向性的不规则破裂面被称为切口。 石英、正长石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、石膏、高岭石、滑石、绿泥石、蛇纹石、石榴石、黄铁矿、第二节岩浆岩、岩浆岩：岩浆凝结而成的岩石。 岩浆岩的化学成分中，自然界的所有自然元素几乎都存在于岩浆岩中，主要为o、s、Ag、a、Fe、Ca、Na、k等，约占99.5%。 多以氧化物的形式表现，其中二氧化硅最多，其次是氧化铝。 岩浆岩的矿物成分、深色矿物：黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等浅色矿物：石英、正长石、斜长石、白云母等岩浆岩的矿物成分是其分类和命名的依据，也是决定工程地质性质的主要因素。 主要矿物：含量超过10%时，划分岩浆岩大分类的依据。 次要矿物：含量小于10%，反映岩浆岩种据、矿物共生的组合规律鲍文反应序列，深色矿物浅色矿物岩石种橄榄石超基性岩辉石基性斜长石角闪石中性斜云母酸性斜长石酸性岩正长石石英，矿物共生：石英与斜长石、橄榄石不共生。 反映矿物的耐风性：后结晶化的矿物比先结晶化的矿物耐风性好。 岩浆岩按产出部位分类，侵入岩深成(侵入)岩：岩浆上升侵入围岩，在地壳深处结晶形成的岩石。 浅成(侵入)岩：岩浆上升侵入周围的岩石，在地下的浅处形成的岩石。 根据喷出的地面熔岩凝固而成的岩石、岩浆岩的分类SiO2的含量，石材的化学成分组成与道路工程石材的使用效果直接相关，沥青和碱性石材的密合性好，与酸性石材的密合性差。 酸性岩类、中性岩类、基性岩类、5245%、超基性岩类、岩类、SiO2含量、65%、6552%、5245%、岩浆岩的构造是指构成岩石的矿物的结晶程度、晶粒的大小、结晶的形状及其相互结合。 结晶：指岩石中矿物丰富聚集的大粒子(与化学的结晶概念不同)。 岩浆岩的结构反映了岩浆岩的生成环境。 岩浆岩的结构根据矿物的结晶程度来分类，全结晶结构：岩石都由结晶矿物构成。 岩浆温度逐渐下降凝结，是侵入岩特有的。 半结晶结构：岩石见于由结晶矿物和非结晶矿物组成的浅成岩和部分喷出岩。 非晶质结构：也称为玻璃质结构，由非结晶矿物构成，在岩浆喷出地表迅速凝结，来不及结晶的情况下形成，是喷出岩特有的。全晶结构、半晶结构、非晶结构、岩浆岩结构-矿物晶粒大小、结晶结构：岩石由结晶大的矿物构成，用肉眼或放大镜能看到矿物。非晶质结构：岩石中矿物的结晶微小，用显微镜可以看到矿物的玻璃质结构：岩石由非晶质构成，均匀致密。 岩浆岩的结构-矿物晶粒的相对大小，等粒结构：矿物都是结晶质，同种主要矿物的晶粒大小几乎相等。 深成侵入岩特有。 类型：粗粒结构中的粒结构细粒结构不均匀粒结构：主要矿物结晶粒子大小不同，差异大。 形状好，粒子粗大的叫斑晶，小的叫石基类型：斑状构造：石基是非晶质或玻璃质。 类似于斑状结构：石基是结晶质。 岩浆岩的构造、非晶质构造、斑装构造、晶粒的绝对大小、晶粒的相对大小、矿物的结晶程度、斑装构造、岩浆岩的构造、岩浆岩的构造：反映了矿物在岩石中并列填充的情况的特征。 岩浆岩的结构特征取决于岩浆凝结时的环境。 岩浆岩常见结构：块状结构：矿物在岩石中分布比较均匀，没有一定的排列方向。 流纹状结构：岩石中不同颜色的条纹是延伸的气孔和长矿物沿一定方向排列形成的流动状态结构。 气孔状构造：岩浆凝固，挥发的气体无法迅速逃跑，岩石中残留有很多圆形、椭圆形或长管状的孔。 杏仁状结构：岩石中的气孔与后期矿物(方解石、石英)填充形成的杏仁相似。 岩浆岩的结构、气孔状结构、流纹状结构、杏仁状结构、岩浆岩的分类、命名、分类：以成分(化学、矿物)为主要依据，结构、结构与产出部位并存。 命名：简单地反映了岩石的特征。 1、主要矿物名称组合，如正长岩一样命名2，以矿物的几个顺序命名，前少后多，如闪绿岩3，颜色-特殊构造-矿物-基本名称，如辉绿岩、地质学对岩浆岩的分类、岩浆岩的鉴定和识别、颜色、名称、名称流纹岩、主要矿物成分：石英、正长石、中性岩浆岩、正长岩、正长斑岩、粗面岩主要矿物成分：正长石、中性岩浆岩、闪长岩、闪长杰岩、安山岩、主要矿物成分：角闪石、斜长石、基性岩浆岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩、主要矿物成分：辉石、斜长石、超基性岩浆第二阶段：风化产物的运输和堆积阶段-利用风力、冰河、重力、流水和生物等的运输运营力，以机械、化学、生物运输等方式运输。 第三阶段：沉积物成岩阶段-脱水、压缩、胶着、再结晶等一系列复杂反应形成坚固的岩石。 沉积岩的化学成分，1 )其综合化学成分与岩浆岩相似，来源于岩浆岩。 2 )各种沉积岩的化学成分差异很大：化学岩：钙、镁氧化物为主砂岩：以二氧化硅为主砂岩。 3 )多价金属离子以高价的氧化物出现在沉积岩中。 4)K、H2O、C2O的成分增加。 5 )含有有机质物质。 沉积岩的矿物成分(物质组成)、沉积岩的矿物成分(物质组成)根据其来源分为两种。 一种是继承岩浆岩中明亮的矿物，如石英、长石等；另一种是在沉积岩成岩过程中形成的，如方解石、石膏等。粘土矿物：高岭石、蒙脱土化学沉积矿物：方解石、白云石、石膏等有机质和生物残骸：贝壳、化石和其他有机质屑物质：沉积屑、火山屑、沉积岩的结构、沉积岩的结构：根据物质组成、粒子的大小和形状等特征，一般为屑结构、泥质结构、结晶结构沉积岩的结构、泥质结构：由粒径0.005mm的粘土矿物组成，是泥岩和页岩的主要结构。 结晶结构由溶液中的沉淀和再结晶形成的结构是白云岩、石灰岩等化学岩类的主要结构。 生物结构：由生物的遗体和碎片构成，是生物化学岩所具有的结构。 沉积岩的结构、沉积岩的结构是指其构成部分的空间分布及其相互之间的排列关系。 层理结构：沉积岩在形成过程中根据沉积环境的变化，使颗粒的大小、形状、颜色和成分发生变化，表现出成层现象。 等级结构：等级上有时会残留反映沉积岩形成时的特征的波痕、泥裂等。 化石：通过石化作用保存的动植物遗骨和遗迹，如蚌壳、三叶虫、树叶等，总是沿层理面平行分布。 堆积岩的层理结构、层面特征和含有化石是从结构上区别堆积岩的重要特征。 层理构造、泥裂、化石、沉积岩的分类：沉积岩-火山碎屑岩、火山角砾岩、凝灰岩、火山集块岩、沉积岩-沉积岩、砾岩、砂岩、粉砂岩、沉积岩-泥质构造岩类、泥岩、页岩、沉积岩-结晶构造岩类、石灰岩、白云岩、第四节变质岩、地壳内部的岩石(岩体) 变质作用是使岩石的矿物成分、岩石的结构和结构的面或几个面变化，引起变质作用的因素，1温度：影响变质作用的最基本的因素150/180800/900源：地热、岩浆热、岩石的破坏压迫。 升温可以得到新能源，矿物中的质点活性增强，原来的非晶质变成结晶质，原来的小结晶粒变成大结晶粒。 2压力：由于静压力上霸岩的自重，各方向相同。 静压是各向同性的，作用结果变成了岩石中的矿物密度大、体积小的新矿物。 定向压力作用于地壳岩石的侧向压力，有定向性，主要靠结构力的作用。 定向压力的作用结果使岩石中的片、柱状矿物定向排列。 3化学活性流体：以H2O、CO2为主，含有容易挥发的物质。 来源：岩石颗粒在孔隙和裂隙中以水为主的液体结构水含有矿物H2O、co2； 从岩浆中逃脱的热气、热水地壳深处的热水被代入各种元素。 参与变质作用的各化学反应控制反应过程，使部分元素扩散、移动，改变化学成分，分类变质作用，接触变质作用发生于火成岩和围岩之间的接触带。区域变质作用：广泛发生，且混合岩化作用(超深变质作用)、动变质作用(破碎变质作用)类似于断层角砾岩，在区域变质岩中，同一种类的原岩在不同的变质条件下形成不同变质岩的现象常见变质岩的矿物成分，1、岩浆岩、沉积岩的矿物：岩浆岩变质矿物：变质作用产生的变质岩特有的矿物：石墨、滑石、蛇纹石、石榴石、绿泥石、绢云母、硅灰石、橄榄石、莫来石等。 变质岩的结构、结晶结构：岩石在变质作用过程中再结晶的结构。 粒状结晶结构石英、鳞片结晶结构云母、绿泥石、纤维状结晶结构阳起石、硅灰石、变馀结构：的部分岩石变质后，再结晶作用不完全，残留原岩部分的结构特征，变馀花岗岩结构、变馀砂状结构。 破裂结构：岩石受到力，矿物弯曲或破裂，进一步破碎后，粘结的结构，如糜烂结构。 变质岩的构造、片理构造、板状构造、千片状构造、片状构造、片麻状构造、块状构造、肉眼看不到矿物，片理构造是变质岩特有的，是识别变质岩的显着标志。 肉眼可见矿物，以板状矿物为主，粒状矿物为主，变质岩的分类、变质岩的鉴定和识别、结构/结构、片麻岩、岩石的分类依据、片麻状结构、片岩、板状结构、千片状结构、千片片岩、板岩、矿物成分、板状结构、板岩、块状结构、大理岩、石英岩，1 硅质板岩常见变质岩片麻状构造，花冈片麻岩，角闪石片麻岩，常见变质岩片状构造，云母片岩，滑石片岩，绿泥石片岩，常见变质岩千枚状构造，千枚岩，常见变质岩板状构造，板岩，常见变质岩块状构造，大理岩，石主要由岩体内部裂隙系统的性质和分布情况决定，但也有岩体本身的性质，如气孔率、影响岩石工程地质性质的因素、岩石是一定环境条件下的产物。 岩石的工程性质随着条件的变化而变化。 这种变化受到岩石自身特征(成分、结构、结构)的影响和控制。 也伴随着外部条件的水、风化作用的影响。 矿物成分，决定其比重的矿物，岩石的比重越大风化越强-岩浆岩和变质岩中先形成的矿物的容易风化的强度-硬质矿物的含量越高溶解性越高-根据胶着物或胶着类型变化的特殊矿物-低硬度节理发育，容易风化(黑云母)，结构，(1)结晶结构：三大特性：一般致密，容量大，接触水不易软化。 粒子越细，越均匀，玻璃质越少，强度越高。 (2)粘着结构：沉积岩的碎屑岩类。 特性：取决于胶着物的成分和胶着形式。 胶着物的强度：从大到小：硅质、铁质、钙质、泥质基因型：强度取决于胶着物的胶着类型：接触型：空隙大、容积小、容易透水、强度低的空隙型：强度和透水性取决于胶着物和填充状况，结构、层理、裂缝越发达外部因素、风化作用：可以形成扩大旧裂纹、破坏新裂纹的岩石结构、结构、完整性的粘土矿物。 温度：温度是影响风化的重要因素，温度上升，能使岩石脆变形，增大变形。水：在裂隙壁上产生静水压力，改变扩大裂隙的有效应力，强度降低的软化岩石，强度降低，稳定性降低，岩石工程地质定性分类，工程地质性质好，所有岩浆岩、沉积岩、石灰岩、白云岩等晶体结构的沉积岩，硅质、钙、铁质粘着的碎屑岩类，变质岩、大理岩工程地质性质差，沉积岩，泥粘的碎屑岩类，变质岩，泥岩，页岩，片岩，千枚岩板岩处于好坏之间，5岩石的主要物理力学特性1岩石的主要物理性质密度相对密度(d )气孔率(n )吸水性吸水率，1岩石的主要物理性质密度岩石密度(g/cm3 ) :样品质量m(g ) 的比，天然密度2.32.8干密度d含水量w(% )重度(kN/m3 ) :单位体积岩石受到的重力密度的关系是1岩石的主要物理性质相对密度(比重) Gs干样品质量m(g )与4时的同体积纯水质量(岩石固体体积和水