大学地质学与工程地质T矿物和岩石162

第4章矿物和岩石E-mail:wenjiexu@徐文杰清华大学水利系岩浆岩的结构和构造岩浆岩的主要成份概述矿物特征岩浆岩的产状岩浆岩种类和鉴定本章内容地壳中主要化学元素及其重量百分含量1.概述由地质作用形成的具有一定物理性质和化学成份的自然单质或化合物。矿物岩石由一种或多种矿物或岩屑组成的自然集合体，是各种地质作用的产物，是构成地壳的基础。Titleinhere化学元素Titleinhere地壳造岩矿物：组成岩石的主要矿物。1.概述1.概述高温、高压沉积物高温、高压侵蚀、搬运、沉积侵蚀、搬运、沉积岩浆侵入岩喷出岩岩浆岩变质岩沉积岩沉积岩三峡电站地下厂房开挖三峡电站过水船闸开挖小湾左岸边坡石料由于各类岩石的形成条件、矿物成分、结构构造等因素的差异性，不同的岩石其物理力学形成可能有很大的差别。1.概述岩浆岩的结构和构造岩浆岩的主要成份概述矿物特征岩浆岩的产状岩浆岩种类和鉴定本章内容其它力学性质晶体是内部质点(离子)按特定空间形式排列的结构，相应的矿物称结晶矿物。物理性质形态矿物的成份、构造和生成环境，决定了矿物的晶体有一定规则的外形，这是鉴定矿物的重要特征之一。石盐的晶体结构石盐矿物2.矿物特征其它力学性质物理性质形态晶体形态集合体形态一向延长型：柱状、针状、纤维状、放射状。角闪石（长柱状）辉石（短柱状）石棉（纤维状）2.矿物特征其它力学性质物理性质形态晶体形态集合体形态云母（片状）石膏(板状)二向延长型：片状、板状、鳞片状。石墨2.矿物特征其它力学性质物理性质形态态晶体体形形态态集合合体体形形态态三向延长型：粒状、球状。方解石(菱形六面体)黄铁矿(立方体)八面体萤石刚玉(桶形)2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态晶体体形形态态集合合体体形形态态石英晶簇方解石晶簇纤维状石膏高岭石2.矿物物特特征征晶簇簇：在在一个个共共同同的的基基底底面面上上，，许许多多相相同同的的晶晶体体共共同同生生长长在在一起起其它力学性质物理性质形态态晶体体形形态态集合合体体形形态态重晶石晶簇结核状黄铁矿2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度颜色色是矿矿物物对对光光波波吸吸收收后后的的补补色色，，取取决决于于矿矿物物的的化化学学成成份份和和内内部部结结晶晶构构造造，，是矿矿物物最最明明显显的的标标志志之之一一。自然金角闪石方解石红刚玉(红宝石)2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度白色色：方方解解石石、、白白云云石石(白略略带带浅浅粉粉色色)、斜斜长长石石、、滑滑石石、、高高岭岭石石、、白白云云母母(薄片片透透明明，，厚厚片片亮亮银银白白色色)、石石英英(乳白白色色或或透透明明，，也也有有显显灰灰色色)。方解石白云石2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度白色色：方方解解石石、、白白云云石石(白略略带带浅浅粉粉色色)、斜斜长长石石、、滑滑石石、、高高岭岭石石、、白白云云母母(薄片片透透明明，，厚厚片片亮亮银银白白色色)、石石英英(乳白白色色或或透透明明，，也也有有显显灰灰色色)。滑石斜长石2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度白色色：方方解解石石、、白白云云石石(白略略带带浅浅粉粉色色)、斜斜长长石石、、滑滑石石、、高高岭岭石石、、白白云云母母(薄片片透透明明，，厚厚片片亮亮银银白白色色)、石石英英(乳白白色色或或透透明明，，也也有有显显灰灰色色)。白云母石英2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度黑色色：辉辉石石、、角角闪闪石石、、黑云云母母。。角闪石辉石黑云母2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度黄色色：黄黄铁铁矿矿(铜黄黄色色)、自自然然金金(金黄黄)、自自然然硫硫(浅黄黄)。黄铁矿自然硫自然金2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度红色色：正正长长石石(肉红红色色)、红红刚刚玉玉(红宝宝石石)、辰辰砂砂(鲜红红色色)、石石榴榴石石、、粉粉红红色色电电气气石石。。正长石石榴石红刚玉(红宝石)2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度绿色：蛇蛇纹纹石石、橄橄榄榄石石、、绿绿泥泥石石(暗绿绿色色)、绿绿柱柱石石、、孔孔雀雀石石、、磷磷绿绿铅铅矿矿。。蛇纹石橄榄石孔雀石2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度蓝色色：蓝蓝晶晶石石、、蓝蓝铜铜矿矿、海海蓝蓝宝宝石石。。蓝铜矿蓝晶石海兰宝石2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度紫色色：紫紫水水晶晶。。2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度矿物物粉粉末末的的颜颜色色称称条痕痕。。矿物物粉粉末末的的颜颜色色比比较较固固定定，，也也是是鉴鉴别别矿矿物物的的重重要要标标志志。。2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度矿物物表表面面反反光光的的性性质质称称光泽泽。。黄铁矿（金属光泽）方解石（玻璃光泽）云母（珍珠光泽）2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态滑石（蜡状光泽）颜色色条痕痕光泽泽透明明度度石棉（丝绢光泽）金刚石（金刚光泽）高岭石（土状）石英断口（油脂光泽）2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态颜色色条痕痕光泽泽透明明度度矿物物透透光光的的能能力力称称为为透明明度度。。透明明的的、、半半透透明明的的、、不不透透明明的的。。水晶（透明）闪锌矿（半透明）黄铁矿（不透明）2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态硬度度解理理和和断断口口矿物物抵抵抗抗机机械械刻刻划划及及摩摩擦擦的的能能力力称称硬度度。硬度度是是矿矿物物软软硬硬程程度度的的标标志志。。矿物摩氏硬度计指甲2.5钥匙3玻璃5.5铁钉3-3.5钢刀6.52.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态硬度度解理理和和断断口口矿物物受受敲敲击击后后，，常常沿沿一一定定结结晶晶方方向向裂裂开开成成平平滑滑光光面面，，这这种种特特性性称称解理理。裂裂开开的的光光滑滑平平面面称称解理理面面。。据解解理理面面的的方方向向数数目目可可以以分分一组组解解理理（如如云云母母））、、二组组解解理理（如如长长石石））、、三组组解解理理（如如方方解解石石））、、多组组解解理理（如如萤萤石石四四组组解解理理））。。2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态硬度度解理理和和断断口口石墨的晶体结构和天然标本解理理是是由由晶晶体体内内部部格格架架构构造造所所决决定定的的。。2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态硬度度解理理和和断断口口云母（一组节理）正长石（二组解理）方解石三组解理（规则菱面体）2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态硬度度解理理和和断断口口矿物物受受敲敲击击后沿任任意意方向向裂裂开开成成凹凹凸凸不不平平的的断面面称称断口口。石英贝壳状断口火山玻璃贝壳状断口2.矿物物特特征征其它力学性质物理性质形态态盐酸酸反反应应：方方解解石石（（CaCO3）遇遇稀稀盐盐酸酸会会明明显显地地反反应应起泡泡；；白云云石石不不能能直直接接和和盐盐酸酸反反应应起起泡泡，，但粉粉末末可以以和和盐盐酸酸反反应应起起泡泡。。比重重：金金属属氧化化物物、、硫硫化化物物矿矿物物比比重重较较大大，，通通常常在在4.0以上上。。而而大大部部分分造造岩岩矿矿物物的的比比重重在在2.7-3.0以下下。。磁性性：磁磁铁铁矿矿具有有磁磁性性。弹性性：云云母母片片有弹弹性性。。2.矿物物特特征征岩浆岩的结构和构造岩浆岩的主要成份概述述矿物物特特征征岩浆浆岩岩的的产产状状岩浆浆岩岩种种类类和和鉴鉴定定本章章内内容容岩浆浆岩岩：生生成成于于地地壳壳深深部部或或地地壳壳之之下下的的高高温温熔熔融融硅硅酸酸盐盐物物质质（（岩岩浆浆））沿沿地地壳壳中中的的薄薄弱弱地地带带上上升升侵侵入入地地壳壳浅浅部部或或喷喷出出地地表表冷冷凝凝成成为为岩岩石石，，又又称称火火成成岩岩。。侵入岩岩浆岩喷出岩浅成深成3~5km3.岩浆浆岩岩的产产状状地质质上上常常把把岩岩浆浆岩岩体体产产出出的的形形态态、、规规模模、、与与围围岩岩的的接接触触关关系系、、分分布布特特点点及及产产出出的的地地质质构构造造环环境境等等要要素素称称岩浆浆岩岩的的产产状状。3.岩浆浆岩岩的产产状状岩基基岩床床岩墙墙岩盖盖3.岩浆浆岩岩的产产状状-侵入入岩岩产产状状3.岩浆浆岩岩的产产状状-侵入入岩岩产产状状火山山锥锥岩熔流3.岩浆浆岩岩的产产状状-喷出出岩岩产产状状岩浆岩的结构和构造岩浆岩的主要成份概述述矿物物特特征征岩浆浆岩岩的的产产状状岩浆浆岩岩种种类类和和鉴鉴定定本章章内内容容岩浆浆岩岩的化化学学成成份份中中,O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg，占占组组成成岩岩浆浆岩岩化化学学元元素素总总量量的的99%以上上。。主要要以以SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O及Na2O等氧氧化化物物的的形形式式存存在在。。当岩石石中SiO2含量多多（比比如>65%）时，，成分分中金金属元元素K，Na含量偏偏高而而Fe、Mg及Ca偏少；；岩石石中的的石英英、长长石等等浅色矿矿物多多，角闪闪石、、辉石石及橄橄榄石石等暗色矿矿物少少；SiO2含量少少(比如<52%)时，成成分中中金属属元素素Fe、Mg及Ca偏高而而K、Na偏少；；岩石石中的的浅色矿矿物就就少、以角角闪石石、辉辉石及及橄榄榄石等等暗色矿矿物为为主。SiO2是岩浆浆岩中最主主要的的化学学组分分，SiO2的含量量与其其矿物物组合合有十十分密密切的的关系：：4.岩浆岩岩的主要要成份份花岗岩正长岩橄榄岩SiO2>65%（石英、、正长长石）酸性岩中性岩岩浆岩超基性岩基性岩SiO2=45~52%（斜长石石、辉辉石）SiO2<45%（辉石、、橄榄榄石）辉长岩岩闪长岩SiO2=52~65%（斜长石石、正正长石石、角角闪石石）4.岩浆岩岩的主要要成份份岩浆岩岩的矿矿物成成分不不但可可以反反映岩岩石的的化学学成分分，而而且可可以反反映岩岩石的的生成成条件件和成成因；；浅色矿物：富含硅、铝（正长石、斜长石、石英、白云母）暗色矿物：富含铁、镁（黑云母、辉石、角闪石、橄榄石）主要造岩矿物斜长石正长石石英角闪石辉石最重要造岩矿物岩浆岩岩的矿矿物种种类及及相对对含量量，是是岩石石分类类和定定名的的主要要依据据，也也是直直接影影响岩岩石强强度和和稳定定性的的重要要因素素之一一。4.岩浆岩岩的主要要成份份岩浆岩的结构和构造岩浆岩的主要成份概述述矿物特特征岩浆岩岩的产产状本章内内容岩浆岩岩种类类和鉴鉴定大规模模的深深成岩岩，冷冷凝过过程长长，能能充分分结晶晶，全全部形形成较较大的的晶体体；浅浅成岩岩和喷喷出岩岩，由由于冷冷凝迅迅速，，常常常结晶晶不充充分，，甚至至完全全来不不及结结晶。。成分相相同的的岩浆浆，在在不同同的冷冷凝环环境下下，可可以形形成具具有不不同外外部特特征的的岩石石：黑耀岩5.岩浆岩岩的结构构和构构造大规模模的深深成岩岩，冷冷凝过过程长长，能能充分分结晶晶，全全部形形成较较大的的晶体体；浅浅成岩岩和喷喷出岩岩，由由于冷冷凝迅迅速，，常常常结晶晶不充充分，，甚至至完全全来不不及结结晶。。成分相相同的的岩浆浆，在在不同同的冷冷凝环环境下下，可可以形形成具具有不不同外外部特特征的的岩石石：在同一一花岗岗岩的的不同同部位位，虽虽然矿矿物成成分相相似，，但是是在岩岩体中中心部部位结结晶较较好，，形成成较大大的矿矿物晶晶体；；而岩岩体边边缘结结晶相相对较较差，，形成成的矿矿物颗颗粒较较小。。岩浆岩岩的结构和和构造造，反映映了岩岩石形形成环环境和和物质质成分分的变变化规规律，，是区分分和鉴鉴定岩岩浆岩岩的重重要标标志，，也是是岩浆浆岩分分类和和定名名的重重要依依据之之一。岩浆岩岩的结构和和构造造特征也也是影影响岩岩石强强度的的一个个重要要因素素。5.岩浆岩岩的结构构和构构造-结构岩浆岩岩的结结构：指岩岩石中中矿物物的结结晶程程度、、晶粒粒大小小、晶晶体形形态及及它们们彼此此间的的相互互组合合关系系。显晶质结构隐晶质结构玻璃质结构斑状结构岩石的的结构构决定定了岩岩石内内部矿矿物颗颗粒的的连接接情况况，它它直接接影响响着岩岩石的的工程程地质质性质质。5.岩浆岩岩的结构构和构构造-结构（1）显晶晶质结结构：可以以通过过肉眼眼观察察或者者借助助放大大镜能能分辨辨出矿矿物颗颗粒的的大小小及形形态。。这是深深成侵侵入岩岩的典典型结结构。花岗岩岩5.岩浆岩岩的结构构和构构造-结构（2）隐晶晶质结结构：矿物物颗粒粒很细细，凭凭肉眼眼或放放大镜镜无法法辨认认，只只有在在显微微镜下下才能能鉴别别。是部分分浅成成岩和和喷出出岩常常见的的结构构。辉绿岩玄武岩5.岩浆岩岩的结构构和构构造-结构（3）玻璃璃质结结构：岩浆浆急剧剧喷出出地表表、骤骤然冷冷凝，，所有有矿物物来不不及结结晶，，在显显微镜镜下也也看不不到结结晶颗颗粒。。是喷出出岩特特有的的结构构。黑耀岩5.岩浆岩岩的结构构和构构造-结构（4）斑状结构：岩石中较大大的矿物晶体体被细小的晶晶粒或隐晶质质、玻璃质矿矿物所包围的的一种结构。。是部分浅成岩岩和喷出岩常常见结构。基质斑晶5.岩浆岩的结构和构造造-结构岩浆岩的构造造：指岩石中不不同矿物集合合体之间或矿矿物集合体与与其它组成部部分之间的排排列与填充方方式，它常可可以表示岩石石的外貌形态态及成岩过程程的变化。构造特征不涉涉及矿物颗粒粒的大小，只只关系到它们们的排列分布布特征。块状

构造流纹构造气孔构造杏仁构造5.岩浆岩的结构和构造造-构造（1）块状构造：岩石中矿物物分布比较均均匀，无定