工程地质学-矿物和岩石

1、第一章矿物和岩石第一节主要造岩矿物、定义：在地质作用下形成的具有一定化学成分和物理性质的天然均质体，叫矿物。、物理性质：（一）（一）晶体形态：非晶体矿物（组成矿物 的质点为无序排列）：火山玻璃、胶体蛋白 晶体矿物（组成矿物的 质点为有序排列）针状、柱状单体片状、板状立方体、菱面体几何体：纤维状、鳞片 状、粒状、块状、土状、钟乳状（二）光学性质:自色：矿物吸收某一波 长的光波后，其余光波 的混合色。1、颜色 它色：矿物中混入色素 离子的颜色。假色：矿物表面氧化反 应后的颜色2、条痕：矿物粉末的颜色。玲心、 晶面光泽：玻璃光泽、珍珠光泽单体光泽3、光泽：矿物表面反射 光的能力：.断口光泽：油脂光泽

2、几何体光泽：丝绢光泽 、土状光泽透明4、透明度：矿物透射光 的程度：半透明不透明（三）力学性质1、硬度：抵抗外力刻划的能力（在晶面上）摩氏硬度：滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石123456789102、解理：外力敲击下，沿结晶薄弱面平行裂开的性能。解理组数解理交角:角闪石：124 ,56辉石：87 ,93挤完全解理：解理面完全光滑解理程度:完全解理：解理面大部中等解理：解理面平整无解理：解理面肉眼难分光滑光滑较小，断口发育见平整光滑处贝壳状t锯齿状3、断口：外力敲击下， 沿任意方向的裂开：参差状平坦状 弹性挠性滑感（四）其它特殊性质：可塑性磁性心方解石：遇稀盐酸剧烈 气泡化学反

3、应： 白云石：遇镁试剂变蓝三、常见矿物的简易鉴定1、浅色矿物：石英 正长石 斜长石 方的旱石 白云石 白云母 石膏 滑石 硬度大硬度中等硬度小半透明 肉红色 灰白色 菱面体 弯曲菱面体 薄片状 丝绢光泽 有滑感 断口油脂光泽 两组解理 遇HCL起泡 遇镁试剂变兰 珍珠光泽 无解理白色弹性2、暗色矿物：橄榄石角闪右黑云母绿泥石硬度大硬度小颗粒状短柱状长柱状薄片状薄片状半透明解理交角近90o解理交角124o弹性 挠性橄榄绿色多为黑色黑绿色黑色墨绿色珍珠光泽第二节岩浆岩岩石：造岩矿物的天然集合体。一、岩浆、岩浆作用、岩浆岩1、岩浆：地壳深处局部地段高温、高压的熔融物质。2、岩浆作用：岩浆形成、演化、

4、运动、直到冷凝成岩的全过程。喷出岩（喷出地表面）3、岩浆岩：岩浆冷凝后 形成的岩石：口、山 浅成岩（地表面至地下 3Km） 侵入岩：深成岩（地下3Km以下）二、岩浆岩产状岩浆岩产状深成岩岩基岩株2100 Km.2100 Km岩床、岩盆（顺着岩层 间）/又取石岩墙、岩脉（顺着断层 间）侵入岩熔岩被喷出岩：熔岩原（稀性岩浆）熔岩流火山石块 100mm附：喷出物：火山弹2T00mm火山灰 2mm1岩基；2 岩株；3岩盘4 岩床；5岩墙；6 火山颈7 岩钟；8岩流；9 俘虏体 三、岩浆岩的矿物成分、结构、构造1、矿物成分:浅色矿物：石英、正长石、斜长石、白云母 暗色矿物：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母共

5、占92%附：矿物的共生组合关系（美国：鲍文）1300 暗色矿物石 石母榄L衣橄辉角黑浅色矿物 岩类 一超基性岩基性斜长石=基性岩申性人长石n中性岩酸性由长石）正与石I白与母 r o酸性岩石英）2、结构：指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、相互关系全晶质结构（1）结晶程度：半晶质结构非晶质结构粗粒结构:（中粒结构: 绝对大小,、” 细粒结构:5mm1 5mm0.1 1mm（2）颗粒大小：微粒结构：0.1mm等粒结构相对大小斑状结构似斑状结构3、构造：岩石中矿物或其它组分在空间的排列与充填方式块状构造：矿物分布各向均一。流纹状构造：岩石中拉扁气孔、不同色带的平行排列气孔状构造：岩石中含 有

6、的原状气孔杏仁状构造：岩石中原状气孔被后期物质充填四、岩浆岩的分类:酸性岩中性岩基性岩超基性岩结构构造喷出岩流纹岩安山岩玄武岩少见非品 半晶 隐晶气孔、流纹 杏仁状 块状浅成岩花岗斑岩闪长璘岩辉绿岩少见斑状 微粒块状深成岩花岗岩闪长岩辉长岩橄榄岩 辉岩细粒 中粒 粗粒块状主要矿物成分（10%以上）石英 正长石 斜长石角闪后 斜长石辉后 斜长石橄榄石 辉后第三节沉积岩、定义：沉积岩是指在地表或近地表的常温常压条件下，原岩经风化、搬运、 沉积、成岩作用形成的岩石。、沉积岩形成过程1、1、风化作用：指原岩在自然因素作用下（如：水、空气、太阳能、生物 等），产生的机械破碎和化学成分改变的过程。物理风化

7、机械破碎形成碎屑0.005mm) 碎屑岩化学风化成分改变仃胶体、细碎屑 粘土物质 粘土岩真浴服披解物质（Ca2 ,Mg2等） 化学岩生物风化生物物理风化生物化学风化2、搬运和沉积作用：指各种外营力（如：流水、风、冰川、重力、生物等）将风化产物搬到低凹地方沉积起来的过程。机械搬运和沉积流水的搬运和沉积分选性沿途重力沉积分异磨圆性搬运工程中被磨蚀球化的程度风的搬运和沉积化学搬运和沉积流水来搬运和沉积胶体 浓度和电荷改变时絮凝 。（1 100 m）真溶液取决于溶解度，过饱和时结晶（主要因湖、海蒸 发，水体浓缩）上游中游下游海口海盆地漂右、卵石、砾石为主砾石、砂为主砂、土为主盐类结晶矿物矿物成分复杂一

8、矿物成分单一沉积分异现象2、成岩作用：指松散沉积物转变为坚硬岩石的过程。压固脱水作用：上覆压 力使沉积物孔隙减小，水分排出，密度增大。松散颗粒被孔隙中化学沉淀物质或其它物质胶结在一起。胶结作用：胶结成分：SiO2、Fe2O3、FeO、CaCO3、CaSO4、C、粘土胶结类型：基底式、孔 隙式、接触式重结晶作用胶体在压力下脱水，胶真溶液：因浓度过饱和体质点重新排列成晶体，SiO2石英而析出晶体生成新矿物：沉积环境 下，一些不稳定矿物转 变成新的稳定矿物。如：文石 方解石三、沉积岩的矿物成分、结构、构造碎屑岩：石英为主，可1、矿物成分 粘土岩：粘土矿物为主 化学岩：方解石、白云有长石（正长石、斜长

9、 （高岭石、蒙脱石、伊 石、石膏、岩盐、生物石）、白云母等利石），可有白云母等 碎屑、有机质。2、结构：主要指颗粒大小和形态砾状结构角砾状结构圆砾状结构粗砂状结构碎屑结构砂状结构中砂状结构 细砂状结构2mm,棱角状2 mm,圆状2 0.5mm0.5 0.25mm0.25 0.075mm粉砂状结构0.075 0.005mm泥状结构：0.005mm结晶粒状结构化学结构：同生砾状结构显晶化学结构0.005mm隐晶化学结构0.005mm竹叶状结构酬状结构生物化学结构（指含生物化石）3、构造：指组成部分在空间的排列组合方式(1)岩层：指一个基本稳定的物理条件(沉积环境和物质来源)下，形成的沉 积单位，由

10、成分基本均匀一致的岩石组成的岩石层，层与层之间由 层面分开。巨厚层D 1m厚层D 1 0.5m岩层按厚度划分中厚层D 0.5 0.1m薄层 D 0.1 0.001m微层(纹层)D 0.001m(2)层理构造：指岩层中因成分、粒度、颜色发生变化而表现出来的纹理水平层理 单斜层理 交错层理 波状层理(3)块状构造：无层理，各向均一波痕(4)层面构造泥裂虫迹(5)化石与结核化石：生物遗体或遗迹 或遗迹被后期化学成分 置换石化 结核：成岩时，某些胶 体聚集而成。四、沉积岩分类:砾状结构角砾状结构圆砾状结构角砾岩 砾岩粗砂状结构1.碎屑岩类砂状结构中砂状结构 细砂状结构石英砂岩：石英95%粗砂岩,长后砂

11、岩：石英50%中砂岩再分“二长石25%细砂岩岩屑砂岩：石英50%岩屑25%粉砂状结构粉砂岩2.粘土岩类:泥状结构无层理有层理泥岩页岩结晶粒状结构白云岩、泥质白云岩（含泥） 石灰岩、泥灰岩（含泥）3化学岩类:同生砾状结构竹叶状结构竹叶状灰岩酗状结构鲍状灰岩生物化学结构生物碎屑灰岩第四节变质岩、定义：变质岩：指在变质作用下形成的新岩石变质作用：指变质因素作用下，岩石性质发生改变的过程。、变质作用因素:1、温度：150c地热增温 岩浆活动 断层运动700C-900C成岩作用变质作用融化成岩浆非品质结晶质温度变质结果矿物重结晶隐品质 显品质细晶 粗晶生成新矿物：如：高岭石红柱石静压力：由上覆岩层压 力

12、形成。12千巴1万巴（1巴=2.7Kg/cm2）2、压力：深:4 7Km35Km,如：红柱石（比重3.1） 兰晶石（比重3.6）定向压力：由构造运动 和岩浆侵入引起的具有一定方向的压力。地壳浅层：静压力小，岩石相对脆性。一定向压力造成岩石、矿物变形、破碎 地壳深层：静压力大，岩石相对塑性。一定向压力造成岩石中矿物平行定向排 列，形成片理构造。即：矿物在平行压力方向溶解（压溶），在垂直压力方向重结晶，并平行定向 排列。例如：角闪石的排列 於於闪长岩闪长片麻岩3 、化学活泼性流体：主要为岩浆中逸出的热水溶液和汽体一与围岩产生化学反应，生成新矿物。如：3MgCO3+4SiO2+H2O-MgSi4OO

13、H 2+3CO热接触变质作用 交代变质作用 三、变质作用类型： 动力变质作用区域变质作用 混合岩化作用主要有岩浆的温度引起主要有岩浆逸出的化学流体引起。主要有地壳浅层的定向 压力引起。主要有地壳深层的定向 压力、地温及热水溶液 引起。局部岩浆侵入变质岩引起的进一步变质作用。特征变质矿物：滑石、八 红柱石、兰晶石、阳起1、矿物成分：r r 一 r t t岩浆岩、沉积岩中常见白云石、角闪石、辉石绿泥石、绢云母、石榴子石、石、绿帘石、透闪石等矿物：石英、长石、云 母、方解石、四、变质岩的矿物成分、结构和构造变余结构：指仍保留原 岩颗粒大小和形态，但 有成分改变。变晶结构:矿物成分、颗粒大小和形态均变

14、化2、结构粗粒变晶,（中粒变晶 大小：，、一 细粒变晶 显微变晶斑状变晶3mm3 1mm1mm（肉眼不可见）形态：鳞片状变晶柱状变晶碎裂结构：压力使原岩碎裂的结构糜棱结构：原岩破碎成小于0.25mmW微粒。出现在断层破碎带片理构造：岩石中的片、柱、针状矿物的平行 排列现象。板状构造：平行薄板状。千枚状构造：波状起伏，丝绢光泽。3、构造片状构造：三-二二三=片柱状矿物平行排列延伸长，粒状矿物少。片麻状构造：悭1片柱状矿物平行排列延伸短、粒状矿物多块状构造：矿物无平行定向排列。（受温度、化学流体影响）混合岩化构造条子受?浆体:变质中呈条带丫布。眼球状构造 岩浆体在变质岩中呈透镜状分布。五、变质岩分类：（按成因分类）1、热接触变质岩大理岩石英岩云英岩2、交代变质岩块状构造蛇纹岩3、动力变质岩断层角砾岩 糜棱岩板岩千枚岩滑石片岩小山绿泥石片岩 片石一Ez山4、区域变质石：玄母片石角闪石片岩 片理构造花岗片麻岩片麻岩闪长片麻岩辉长片麻岩5、混合变质岩条带状变质岩眼球状变质岩三大岩类简易区别岩浆岩花岗岩石英、长石显晶质按矿物共生组合关系分类正长石斜长