第04讲岩石 (1)

1、第二章第二章 岩石成因类岩石成因类型及其工程地质特征型及其工程地质特征一、火成岩一、火成岩 岩浆岩浆是指地球深部产生的一种炽热的、粘度较是指地球深部产生的一种炽热的、粘度较大的硅酸盐熔融体。岩浆可以在上地幔或地壳深大的硅酸盐熔融体。岩浆可以在上地幔或地壳深处运移，或喷出地表，它的主要成分是硅酸盐，处运移，或喷出地表，它的主要成分是硅酸盐，还含有大量的挥发组分及成矿金属。岩浆温度范还含有大量的挥发组分及成矿金属。岩浆温度范围为围为700-1200之间。之间。 火成岩火成岩 指由地下深处炽热的岩浆（熔融或部指由地下深处炽热的岩浆（熔融或部分熔融物质）在地下或在地表冷凝形成的岩石。分熔融物质）在地下

2、或在地表冷凝形成的岩石。日本休火山正在喷发白烟日本休火山正在喷发白烟1963年冰岛以南大年冰岛以南大西洋中脊上的火山西洋中脊上的火山爆发导致一座新火爆发导致一座新火山岛山岛火山分布火山分布火火成成岩岩常常见见的的矿矿物物2. 火成岩矿物成分火成岩矿物成分 岩石是有由矿物组成的，矿物成分可以反映岩石是有由矿物组成的，矿物成分可以反映岩石的特征和成因。岩石的特征和成因。 组成火成岩的矿物，常见的约二十多种，主组成火成岩的矿物，常见的约二十多种，主要由要由长石、石英、云母、角闪石、辉石和橄榄长石、石英、云母、角闪石、辉石和橄榄石石等硅酸盐矿物，及少量的等硅酸盐矿物，及少量的磁铁矿、钛铁矿、磁铁矿、钛

3、铁矿、锆石、磷灰石和榍石锆石、磷灰石和榍石等副矿物组成。这些构成等副矿物组成。这些构成岩石的矿物被称为造岩矿物。岩石的矿物被称为造岩矿物。火火成成岩岩常常见见的的矿矿物物按化学成分的特点和颜色，造岩矿物可分为两按化学成分的特点和颜色，造岩矿物可分为两类：类： 硅铝矿物硅铝矿物 SiO2与与Al2O3的含量较高，不含铁、的含量较高，不含铁、镁的铝硅酸盐矿物。如石英，长石和似长石类镁的铝硅酸盐矿物。如石英，长石和似长石类矿物。由于它们的颜色浅，故也被称为浅色或矿物。由于它们的颜色浅，故也被称为浅色或淡色矿物。淡色矿物。 铁镁矿物铁镁矿物 为富镁、铁、钛、铬的硅酸盐和氧为富镁、铁、钛、铬的硅酸盐和氧

4、化物矿物，如橄榄石、辉石、角闪石和黑云母化物矿物，如橄榄石、辉石、角闪石和黑云母类等。由于颜色深，故被称为深色或暗色矿物。类等。由于颜色深，故被称为深色或暗色矿物。 浅色矿物和暗色矿物在火成岩中含量的比例浅色矿物和暗色矿物在火成岩中含量的比例是火成岩鉴定和分类的重要标志之一。火成岩是火成岩鉴定和分类的重要标志之一。火成岩中暗色矿物的百分含量（体积中暗色矿物的百分含量（体积%），通常称为），通常称为色率色率。根据火成岩中色率的大小，可大致推断。根据火成岩中色率的大小，可大致推断岩石的化学成分和性质特征。岩石的化学成分和性质特征。 岩石全部由矿物的晶体组成，不含玻璃质。全晶质结构岩石全部由矿物的晶

5、体组成，不含玻璃质。全晶质结构是岩浆在温度变化缓慢的条件下结晶而成，主要见于侵入是岩浆在温度变化缓慢的条件下结晶而成，主要见于侵入岩，特别是深成岩中。岩，特别是深成岩中。 全晶质结构全晶质结构 偏偏光光显显微微镜镜下下看看 岩石由结晶物质和少量玻璃质组成，多见于浅岩石由结晶物质和少量玻璃质组成，多见于浅成岩或部分喷出岩中成岩或部分喷出岩中 半晶质结构半晶质结构偏偏光光显显微微镜镜下下看看 岩石几乎全部由天然玻璃质组成，玻璃质结构岩石几乎全部由天然玻璃质组成，玻璃质结构是由于岩浆温度快速下降，各种组分来不及结晶即是由于岩浆温度快速下降，各种组分来不及结晶即冷凝而形成，主要见于喷出岩或部分超浅成侵

6、入岩冷凝而形成，主要见于喷出岩或部分超浅成侵入岩中。中。 玻璃质结构玻璃质结构 偏偏光光显显微微镜镜下下看看矿物结晶顺序矿物结晶顺序 块状构造块状构造 条带状构造条带状构造 晶洞构造晶洞构造球状构造球状构造气孔状构造气孔状构造杏仁状构造杏仁状构造枕状构造枕状构造绳状绳状构造构造流纹状流纹状构造构造 柱状节理柱状节理 常见于厚层基性熔岩中，常构成规则的多边形长柱体，常见于厚层基性熔岩中，常构成规则的多边形长柱体，柱体垂直熔岩层面（冷却面）。一般认为是在岩浆均匀冷却柱体垂直熔岩层面（冷却面）。一般认为是在岩浆均匀冷却条件下收缩形成的。条件下收缩形成的。 柱状节理柱状节理雷琼地区是华雷琼地区是华南沿

7、海新生代南沿海新生代火山火山日本富士山日本富士山中心式喷发中心式喷发破火山口破火山口长白山天池长白山天池(2) 喷出产物喷出产物渣块熔岩渣块熔岩火山熔岩火山熔岩火山浮岩火山浮岩火山砾火山砾喷出产物喷出产物火山弹火山弹火山块火山块火山灰火山灰火山渣火山渣二、沉积岩二、沉积岩 白浪茫茫与海连，白浪茫茫与海连， 平沙浩浩四无边。平沙浩浩四无边。 暮去朝来淘不住，暮去朝来淘不住， 遂令东海变桑田。遂令东海变桑田。 自然界中存在的岩石，在阳光雨水的长期自然界中存在的岩石，在阳光雨水的长期作用下，必然发生风化分解，直至变成砂粒和作用下，必然发生风化分解，直至变成砂粒和泥土，这些风化产物通过流水、风和冰川等

8、沉泥土，这些风化产物通过流水、风和冰川等沉积介质搬运到山麓、沙漠、湖滨、河岸、三角积介质搬运到山麓、沙漠、湖滨、河岸、三角洲和海滩等适当的场所沉积下来，最终形成洲和海滩等适当的场所沉积下来，最终形成沉沉积岩。积岩。 “高山石中犹有螺蚌高山石中犹有螺蚌壳，或以为桑田所变。壳，或以为桑田所变。” 含古生物化石是沉积含古生物化石是沉积岩的特点之一。古代的岩的特点之一。古代的生物死亡以后，其遗体生物死亡以后，其遗体被埋藏在沉积物中保存被埋藏在沉积物中保存下来逐渐固结成岩，就下来逐渐固结成岩，就形成了化石；形成了化石； 沉积岩都是层状产出沉积岩都是层状产出的，具有明显的成层构的，具有明显的成层构造。造。

9、笔石笔石腕足类腕足类1.1.沉积物来源沉积物来源 （1）母岩碎屑）母岩碎屑 各类岩石经风化各类岩石经风化作用的破碎而形成作用的破碎而形成碎屑，构成沉积岩碎屑，构成沉积岩形成的主要物质来形成的主要物质来源。源。风化作用风化作用（2）粘土矿物：）粘土矿物：岩石经化学风化作用形成的次生岩石经化学风化作用形成的次生矿物。颗粒极细，具有亲水性、可塑性、膨胀性矿物。颗粒极细，具有亲水性、可塑性、膨胀性。（3）生物碎屑）生物碎屑 生物通过新陈代谢，生物通过新陈代谢，在其生命过程中不断在其生命过程中不断从周围介质中吸取成从周围介质中吸取成分，分泌出碳酸钙、分，分泌出碳酸钙、二氧化硅、磷酸钙等二氧化硅、磷酸钙等

10、矿物质骨骼。当生物矿物质骨骼。当生物死亡后，这些骨骼可死亡后，这些骨骼可直接堆积成岩。直接堆积成岩。煤煤则则是植物遗体在生物化是植物遗体在生物化学作用下，发生分解学作用下，发生分解形成泥炭，然后被埋形成泥炭，然后被埋藏，在地质因素影响藏，在地质因素影响下发生泥炭化作用而下发生泥炭化作用而形成的。形成的。植物化石植物化石腕足类化石腕足类化石（4）火山碎屑）火山碎屑 火山活动为沉积作用所提供的主要物质是火火山活动为沉积作用所提供的主要物质是火山碎屑物。山碎屑物。刚刚果果尼尼拉拉贡贡戈戈火火山山喷喷发发后后（5）地下水的沉积作用）地下水的沉积作用化学沉积矿物化学沉积矿物 地下水的活动也会源源不断地将

11、地下物质带入地下水的活动也会源源不断地将地下物质带入地表地表 。美美国国黄黄石石公公园园（6）天体物质）天体物质 陨石是小天体进入地球陨石是小天体进入地球轨道后经过大气层烧蚀后轨道后经过大气层烧蚀后的残体。大部分物质在烧的残体。大部分物质在烧蚀过程中呈细尘状弥散于蚀过程中呈细尘状弥散于大气之中。它们和一些其大气之中。它们和一些其它宇宙质点最终都要进入它宇宙质点最终都要进入地表，有人估计，每年约地表，有人估计，每年约有五百万吨陨尘落到地表。有五百万吨陨尘落到地表。 流星雨流星雨沉积物沉积沉积物沉积沉积物沉积沉积物沉积黄河从这里入海黄河从这里入海据遥感影像数据研究表据遥感影像数据研究表明，自从明，

12、自从1976年年5月黄河月黄河改道清水沟流路后，到改道清水沟流路后，到2000年为止，黄河所携年为止，黄河所携带泥沙在黄河口地区共带泥沙在黄河口地区共造陆约造陆约330平方公里，平平方公里，平均每年造陆约均每年造陆约13.8平方平方公里。公里。黄河三角洲形成黄河三角洲形成黄河口地区黄河口地区海岸线演化海岸线演化（卫星遥感（卫星遥感影像图）影像图）1986年年1976年年1996年年2000年年沉积岩的结构沉积岩的结构 沉积岩的结构一般分为碎屑结构、泥质结构、沉积岩的结构一般分为碎屑结构、泥质结构、结晶结构及生物结构四种。结晶结构及生物结构四种。 1、碎屑结构、碎屑结构： 碎屑物质被胶结物胶结碎

13、屑物质被胶结物胶结起来的一种结构是沉起来的一种结构是沉积岩所特有的结构。积岩所特有的结构。 碎屑结构碎屑结构2. 泥质结构泥质结构 粘土矿物组成的结粘土矿物组成的结构，矿物颗粒粒径构，矿物颗粒粒径小于小于0.005mm。是。是泥岩、页岩等粘土泥岩、页岩等粘土岩的主要结构。岩的主要结构。 粘土岩粘土岩 3. 结晶结构结晶结构 是化学沉淀的结晶矿物组成的结构。又可分为结晶粒状结构是化学沉淀的结晶矿物组成的结构。又可分为结晶粒状结构和隐晶质致密结构。结晶结构是化学岩的主要结构。和隐晶质致密结构。结晶结构是化学岩的主要结构。 硬石膏在镜下呈各种色彩硬石膏在镜下呈各种色彩 4. 生物结构生物结构 由生物

14、遗体或碎片所组成的结构，是生物化由生物遗体或碎片所组成的结构，是生物化学岩所具有的结构。学岩所具有的结构。 碳碳酸酸盐盐岩岩的的结结构构构构造造丹霞山丹霞山 层理构造层理构造按照单层的厚薄，沉积岩分为块状（层厚按照单层的厚薄，沉积岩分为块状（层厚 1米）、厚层米）、厚层（0.5-1米）、中厚层（米）、中厚层（0.5-0.1米）和薄层（米）和薄层（ 0.1米）等构造米）等构造类型。类型。层理构造层理构造层理类型：层理类型： 按形态层理可分为按形态层理可分为水平层理、斜层理、波水平层理、斜层理、波状层理状层理等。根据层理可以推断沉积物的沉积环等。根据层理可以推断沉积物的沉积环境和搬运介质的运功特征

15、。境和搬运介质的运功特征。水水平平层层理理斜层理斜层理澜澜沧沧江江边边（2）沉积岩的岩石类型）沉积岩的岩石类型a. 陆源碎屑岩陆源碎屑岩b. 粘土岩粘土岩c. 火山碎屑岩火山碎屑岩d. 碳酸盐岩碳酸盐岩e. 其他沉积岩其他沉积岩 页岩常保存完整化石页岩常保存完整化石b.b.粘土岩粘土岩高龄土高龄土钙质页岩钙质页岩膨润土膨润土c.c.火山碎屑岩火山碎屑岩火山角砾岩火山角砾岩晶屑凝灰岩晶屑凝灰岩d.d.碳酸盐岩碳酸盐岩介壳灰岩介壳灰岩结晶白云岩结晶白云岩泥晶灰岩泥晶灰岩n石灰岩石灰岩 n简称灰岩，一般呈灰色、简称灰岩，一般呈灰色、灰白色，并可因杂质染成灰白色，并可因杂质染成其它颜色。其它颜色。n

16、遇稀盐酸起泡。遇稀盐酸起泡。n 许多灰岩具特殊的碎屑许多灰岩具特殊的碎屑结构，碎屑本身仍为生物结构，碎屑本身仍为生物或化学成因的或化学成因的CaCO3物质，物质，或者是原来灰岩质的碎屑，或者是原来灰岩质的碎屑，n 灰岩灰岩白云岩白云岩三、变质岩三、变质岩 1.变质作用变质作用 变质作用是指与地壳形成和发展密切相关变质作用是指与地壳形成和发展密切相关的一种地质作用，它是在的一种地质作用，它是在高温、高压与具化学活高温、高压与具化学活动性的流体动性的流体使原来的火成岩或沉积岩使原来的火成岩或沉积岩在基本保持在基本保持固态固态的条件下，矿物成分、化学成分或岩石结构的条件下，矿物成分、化学成分或岩石结

17、构方面发生变化，形成新矿物组合和结构构造。变方面发生变化，形成新矿物组合和结构构造。变质作用大多发生在地下深部，与地球内部的因素质作用大多发生在地下深部，与地球内部的因素有关，仅少数发生在近地表或地表，如上侵或喷有关，仅少数发生在近地表或地表，如上侵或喷发熔岩使围岩发生变质，强烈构造运动、断裂两发熔岩使围岩发生变质，强烈构造运动、断裂两侧强摩擦变质作用、和陨石坠落撞击产生冲击变侧强摩擦变质作用、和陨石坠落撞击产生冲击变质等。质等。 变质岩约占地壳岩石体积的变质岩约占地壳岩石体积的27.4%。变质过程变质过程 变质作用所需高温源于地热增温、熔岩或断裂两侧的强摩变质作用所需高温源于地热增温、熔岩或

18、断裂两侧的强摩擦等，但一般在擦等，但一般在800-900以下，以下，150-180以上，更高了将以上，更高了将使原岩发生熔融，成为岩浆及火成岩；所需的高压来自深埋使原岩发生熔融，成为岩浆及火成岩；所需的高压来自深埋情况下的静压力、彼此沟通裂隙中的流体压力以及与构造活情况下的静压力、彼此沟通裂隙中的流体压力以及与构造活动有关的定向压力；动有关的定向压力； 具化学活动性的流体是与高温、高压环境相匹配的引起具化学活动性的流体是与高温、高压环境相匹配的引起原岩的物质成分发生变化的流体，它以原岩的物质成分发生变化的流体，它以H2O与与CO2为主，并为主，并含有易挥发、易流动的物质。含有易挥发、易流动的物

19、质。三大类岩石之间的关系三大类岩石之间的关系2.变质岩的化学成分变质岩的化学成分 由于变质岩是一种转化岩石，所以其成分与原由于变质岩是一种转化岩石，所以其成分与原岩的总化学成分和变质作用的类型、强度戚戚相关。岩的总化学成分和变质作用的类型、强度戚戚相关。在变质岩中的主要造岩氧化物仍为在变质岩中的主要造岩氧化物仍为SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、K2O、Na2O、H2O以以及及P2O5等，但在不同的变质岩中其含量变化很大。等，但在不同的变质岩中其含量变化很大。当原岩是当原岩是火成岩火成岩时，常称其为时，常称其为正变质岩正变质岩，原岩是，原岩是沉沉积岩积岩时，常称其为时，

20、常称其为副变质岩副变质岩。 对变质岩的化学成分进行研究，是恢复变质岩对变质岩的化学成分进行研究，是恢复变质岩原岩性质的重要依据。原岩性质的重要依据。 主要变质矿物主要变质矿物主要变质矿物主要变质矿物 红柱石、蓝晶石、堇青石、夕线石、硅灰石、红柱石、蓝晶石、堇青石、夕线石、硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、透闪石、阳起石、蓝石榴子石、滑石、十字石、透闪石、阳起石、蓝闪石、透辉石、蛇纹石、石墨等。闪石、透辉石、蛇纹石、石墨等。斑点状构造斑点状构造板状构造板状构造变变成成构构造造网脉状构造。网脉状构造。 混混合合岩岩构构造造条带状构造条带状构造: 组成条带的是淡组成条带的是淡红色或灰白色长英红色或灰白

21、色长英质成分，常呈定向质成分，常呈定向分布，在岩石上深分布，在岩石上深浅条带相间出现，浅条带相间出现，其界线清楚，条带其界线清楚，条带宽窄不定。当条带宽窄不定。当条带脉体与基体的互层脉体与基体的互层极薄且交代作用较极薄且交代作用较好，可逐步过渡到好，可逐步过渡到片麻状构造。片麻状构造。混混合合岩岩构构造造混合片麻状构造混合片麻状构造: : 由于较强烈的混由于较强烈的混合交代作用，基体合交代作用，基体和脉体的界线已不和脉体的界线已不清楚，成为较均匀清楚，成为较均匀略具方向性构造的略具方向性构造的岩石。在野外，经岩石。在野外，经常见到具有片麻状常见到具有片麻状构造的混合岩可向构造的混合岩可向条痕状混合岩或向条痕状混合岩或向混合花岗岩过渡。混合花岗岩过渡。这常是一种以渗透这常是一种以渗透交代为主的岩石类交代为主的岩石类型。型。 混混合合岩岩构构造造和田玉和田玉由含阳起石或由含阳起石或透闪石纤维状透闪石纤维状微晶集合体组微晶集合体组成，是一种接成，是一种接触交代相成的触交代相成的变质岩变质岩角角闪岩。闪岩。和田玉和田玉是一种珍贵的是一种珍贵的玉石。玉石。蓝田玉蓝田玉蓝