土木工程地质第1章

1、第一节概述地球结构示意图第一节概述6371km1 -地壳；2 -地幔;5-固态内部地核;3-地核；4-液态外部地核;6-软流圈;7_J1ZTESI石右圍第一节概述$地球的构造地核.地朴主要化学成分是铁、银，所以又称铁镖核心。地球的固体外壳.大陆最厚处达70公里，海 洋最薄处仅为10公里，平均厚度在33km左右。地壳中含有100多种元素，其中氧、硅、铝三 种元素占98%以上。中间构造层，富含铁镁的硅酸盐物质。第一节概述心软流圈：位于地幔顶部约50250k处，8B内约有5%的 物质为熔融状态，易于发生塑性流动；心岩石圈：位于软流圈以上，圈内物质均为固态；岩石圈 具有较强的刚性，被分裂成若干板块驮于

2、软流圈之上，并 随之产生板块运动（德国科学家馥格纳1912年提出大陆漂 移假说）,它是地壳构造运动发生的根源。地売主要元素百分比M（%）元亲049.13S126. 00CiA17.45Na戒分t%）元康戒分（%34. 20Mg2. 353. 45BC2. 352. 40H1.00第二节矿物一、矿物形态及主要物理性质:地壳是由岩石（按成因分为岩浆岩、沉积岩、变履岩） 组成的。而岩石是由一种或多种矿物自然组合而成的矿 物集合体，因此评价岩石的工程性质必须先了解矿物的 性质。矿物：存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。构成岩石的矿物，成为造岩矿物, 其绝大部分是结晶质。第二节矿

3、物M(6)(c)(d)(c)（a）食盐晶体（b）石英晶体（c）金刚石晶体（d）绿柱石聚形晶体（e） 石榴子石聚形晶体（f）板钛矿聚形晶体（g）红柱石放射状集合体（h）方解石钟乳状集合体（i）玛瑙晶腺6第二节矿物（二）矿物的物理性质（光学性质、力学性质） 0矿物的物理性质：包括矿物的颜色、条痕、光泽、透明 度、硬氐解理.断口等,取决于矿物的化学成务和内部 构造，是鉴别矿物的重要依据。1、颜色矿物对可见光波的吸收作用产生的。按成色原因，分为自色、他色、假色三种。第二节矿物1）自色：由矿物的化学成分和晶体结构所形成的矿物本身的 固有颜色.如：黄金的金黄色、黄铜矿的赤黄色、孔雀石的翠 绿色等。0含铁、

4、铿多的矿物，颜色较深.多呈灰绿、褐録、黒绿以至 黒色.如黑云母、普通角闪石、普通辉石等。0含硅、铝、钙等成分多的矿物，颜色较浅.多呈白、灰白、 淡如、淡黄等各种浅色器如石英、长石、方解石等。第二节矿物2）他色：矿物混入某些杂质所引起的颜色，与矿物本身 性质无关。如：纯净的石英为无色透明体，而含微碳粒时呈烟灰 色（即墨晶），含儘时呈紫色（即紫水晶），含氧化铁时呈玫 瑰色（即玫瑰石英）等。由于他色不固定，对鉴定矿物没有很大意义.3）假色：由矿物内部裂隙或表面氧化薄膜对光的折射、 散射所引起的颜色。如：方解石解理面出现的虹彩、斑铜矿表面斑驳的蓝色和紫色等。第一章：岩石和土第二节矿物2、条痕矿物粉末的

5、颜色.通常将矿物在无釉瓷板上刻 画后进行观察，它对于鉴定某些金属矿物具有重要意义.例如：赤铁矿可星赤红、铁黒或锅灰等色，而其条痕则均为樱红色；金的条鴉为金黃色；黄铜矿的条痕为绿黑 色等。第二节矿物3、光泽二矿物表面反射光线的能力（光亮程度）。1）金属光泽：反射很强，类似镀洛的金属平滑表面的 反光。如黄铁矿、方铅矿。方铅矿黄铁矿第二节矿物2）半金属光泽二反射强，如同一般金属的反光，如磁铁矿的光泽。3）非金属光泽：绝大多数造岩矿物属于此类。金刚光泽二反射较强，如同金刚石的反光。b玻璃光泽，反光如镜，如长石、方解石解理面上呈现的光泽。第二节矿物C珍珠光泽二光线在解理面间发生多次折射和内反射，如云母等

6、。 d丝绢光泽：纤维状或细鳞片状矿物，由于光的反射互相干扰， 形成丝绢般的光泽，如纤维石膏和绢云母等。珍珠：珍珠光泽云母 木变石：丝绢光泽纤维石膏第二节矿物、油脂光泽：矿物表面不平，致使光线散射，如石英断口上呈 现的光泽。化蜡状光泽：像石蜡表面呈现的光泽。如蛇纹石、滑石等致密 x矿物am的光泽 土状光泽：矿物表面暗淡如土，如高岭石等松细粒块体矿物 表面所呈现的光泽。高岭石第二节矿物4、透明度矿物能够被光线穿透的程度。透明 透明度：半透明I不透明第二节矿物5、硬度硬度：矿物抵抗外力机械作用（刻划、研唐）的强度. 是矿物的一个重11鉴定特征。nil矿物硬度鉴别：摩氏硬度计法（十种标准矿物），用 两

7、种矿物对刻的方法确定矿物的相对硬度。十种标准矿物（由软到硬）:-滑石；2-石膏；3-方 解石；4-萤石；5-磷灰石；6-正长石；7-石英；8-黄玉； 9 -刚玉；10-金刚石第二节矿物:常见造矿物的硬度为26. 5左右，6. 5以上的只有石英、 橄榄石、石榴子等少数几种。玻璃:野外常用指甲（22.5）、铁刀刃（35.5）（55.5） 钢刀刃（66. 5）鉴别矿物的硬度。第二节矿物6、解理解理：矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的 性质，称为解理1）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。2）完全解理：常沿解理方向开裂成小块，解理面平整光 滑，如方解石。3）中等解理

8、：既有解理面，又有断口，如正长石4）不完全解理：常出现断口，解理面很难出现，如磷灰 石夸解理是造岩矿物的另一个鉴定特征第二节矿物7、断口解理：矿物受打击后，裂开的不具方向性的不规则破裂面，称为断口。外力敲击下，沿任意方向的裂开贝壳状 锯齿状 参差状 平坦状第二节矿物矿物鉴定1）鉴定依据：矿物形态和物理性质（光学、物理及其他性 质）O如颜色、光泽、硬度、解理等。2）硬度鉴定：采用矿物硬度计（标准硬度矿物）进行。3）注意事项：鉴定时必须依据矿物的新鲜面而不是风化面。第二节矿物二、常见的主要造岩矿辆*石英：Si02 ,呈单晶或晶簇，致密或 粒状集合体；纯净的石英无色透明，称水晶；石英晶面为玻璃光泽，

9、断口为油脂光泽；硬度7.0；无解理，贝壳状断 口;相对密度2. 65 o第二节矿物0正长石：KAlSi3O8,单晶体常为柱状 或板柱状；常为肉红色，有时具有较 浅的色调；玻璃光泽；硬度6；有两 组相互正交的解理；相对密度2. 54-2. 57o斜长石：NaAlSi3O8, Ca、Al2Si208； 单晶体为板状或板条状；常为白色或 灰白色；玻璃光泽；硬度66.5；两 组中等解理，近于正交；相对密度 2. 61 2. 75；第二节矿物0白云KAl2AISi3Olo (OH)2 ,单晶 体为短柱状及板状；集合体为鳞片状，晶体细微者称绢云母；有平行片状方极完全解理；薄片为无色透明；具 珍珠光泽；硬度

10、2. 53；薄片有弹性；相对密度2. 772. 88第二节矿物0黑云J其形态及其它光学及力学性质同K(MgFe)3(AlSi3Olo) (0H)2,棕褐 色或黑色；相对密度2.733；第二节矿物* 角闪石：Ca2Na(Mg Fe) 4(A1Fe) (Si , Al)40n)2(0H)2?单晶体 为长柱状、针状；绿黑色或黑色；玻 璃光泽；硬度56；有平行柱面两组 解理；相对密度3. 023. 12心辉石：Ca(Mg, Fe, AI)(Si,A1)2O6,单晶体为短柱状，集合体为 粒状；绿黑色或黑色；玻璃光泽；硬 度556；有平行柱面的两组解理；相 对密度323356。第二节矿物0橄榄石二(MgF

11、e)2SiO4,常为粒状集合 体；浅黄绿到橄榄绿色，随含铁量增 高而加深；玻璃光泽；硬度67；不完 全解理；相对密度3.24.4。橄榄石0方解石二CaCO3,呈单晶或晶簇；粒 状.块状.纤维状或钟乳状集合体; 纯净的方解石无色透明；玻璃光泽； 完全解理；硬度30相对密度2.7；遇 冷稀盐酸强烈起泡。第二节矿物白云石：Ca CO3MgCO3,单晶为菱面体，常 为块状或粒状集合体；一般为白色，因含Fe常呈褐色;玻璃光泽;硬度3. 54；解理完全；相对密度2.白色，有时透明；玻璃光泽，纤维状石膏*石膏：CaS04-2H20,单晶体常为板状，集 合体为块状、粒状及纤维状等；呈无色或 为丝绢光泽；硬度2

12、；有极好解理，易沿 解理面劈开成薄片，相对密度2. 30-2. 37第二节矿物* 高岭石：Al4Si4Olo (0H)2, 土状或块 状集合体；白色，常因含杂质而呈其 它色调；土状者光泽，块状者具蜡状 光泽；硬度2；相对密度2. 61-2. 68； 具可塑性。白色蒙脱石紫红色蒙脱石密度23；具可塑性，遇水剧烈膨胀。蒙脱石：(Al2Mg3) Si4O10 (0H)2, 土状 或显微鳞片状集合体；白色或灰白色 因含杂质染有黄、浅玫瑰红、蓝或绿 色；土状者光泽暗淡；硬度12；相对第二节矿物0 绿泥石：（Mg、Al、Fe）（Si、 ai）4o1o（oh）8,常呈鳞片状集合体； 绿色，深浅随含铁量的变化

13、而不同； 解理面上为珍珠光泽；有平行片状方 向的解理；硬度23；相对密度 2.63.3；薄片具挠性。蛇纹石0 蛇纹石：Mg6Si4Olo （0H）8 ,细鳞片 状、显微鳞片状以及致密块状集合体; 黄绿色；块状者具油脂光泽，纤维状 者为丝绢光泽；硬度2.53.5；相对密 度2. 83 o第二节矿物石楠子石:Mg3Al2(SiO4)3,常形成等 轴状单晶体；集合体成粒状和块状； 浅黄白、深褐到黑色；玻璃光泽；硬 度67.5；无解理；断口油脂光泽，为 贝壳状或参差状；相对密度4左右。石榴子石滑石0滑石：Mg3Si4Olo (0H)2,单晶体为片 状，通常为鳞片状、放射状、纤维状、 块状等集合体；无色或白色；解理面 为珍珠光泽；硬度1;相对密度为 2. 58-2. 55 o第二节矿物sfiQ黄铁矿：FeS2,块状集合体；颜色为浅 铜黄色，条痕为绿黑色；硬度6-6.5；性 脆，断口参差不齐；相对密度5.0。Q赤铁矿：Fe203 ,致密块状及土状集合 体；铁黑色或暗红色，条痕呈樱红色； 金属、半金属至土状光泽；无解理；硬 度56；相对密度4.05.3。黄铁矿st褐铁矿：FeO(OH),含有泥质及二氧 化硅等；褐至黄褐色，条痕黄褐色；常 呈土块状、葡萄状；硬度不一。第二节矿物三、造岩矿物的简易鉴定方法石英 正长石斜长石 方解石 白云石 白云母 石