第2章礦物與巖石--蔣沖

1、1第第2 2章章 礦物與巖石礦物與巖石 n2.1 2.1 概概 述述n2.2 2.2 巖石的形成巖石的形成n2.3 2.3 礦礦 物物n2.4 2.4 巖漿巖巖漿巖n2.5 2.5 沉積巖沉積巖n2.6 2.6 變質(zhì)巖變質(zhì)巖n2.7 2.7 三大類巖石的相互轉(zhuǎn)化三大類巖石的相互轉(zhuǎn)化n2.8 2.8 風化巖與殘積土風化巖與殘積土n2.9 2.9 三大類巖石的鑒定三大類巖石的鑒定n2.10 2.10 巖石的物理力學性質(zhì)巖石的物理力學性質(zhì)n2.11 2.11 巖石的工程性狀巖石的工程性狀22.1 2.1 概概 述述 地殼是由巖石和巖體組成的。而巖石是多種多樣地殼是由巖石和巖體組成的。而巖石是多種多樣

2、的，在大陸中，地殼以硅鋁層為主，也稱花崗巖質(zhì)層，的，在大陸中，地殼以硅鋁層為主，也稱花崗巖質(zhì)層，平均密度約為平均密度約為2.7g/cm32.7g/cm3；在海洋中地殼以硅鎂層為主，；在海洋中地殼以硅鎂層為主，也稱玄武巖質(zhì)層，平均密度約為也稱玄武巖質(zhì)層，平均密度約為2.9g/cm32.9g/cm3。巖石是由。巖石是由一種或多種礦物組成的，不同的礦物和礦物組成形成一種或多種礦物組成的，不同的礦物和礦物組成形成了不同的巖石，地殼中有巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三了不同的巖石，地殼中有巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類巖石。大類巖石。 本章將重點介紹巖石的形成、礦物的形態(tài)和特性、本章將重點介紹巖石的形成、礦物的形

3、態(tài)和特性、三大類巖石（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）各自的特點、三大類巖石（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）各自的特點、風化巖與殘積土、三大類巖石的鑒定（實驗課）、巖風化巖與殘積土、三大類巖石的鑒定（實驗課）、巖石的物理力學性質(zhì)以及巖石的工程性狀等方面的內(nèi)容。石的物理力學性質(zhì)以及巖石的工程性狀等方面的內(nèi)容。 3學完本章后應(yīng)掌握以下內(nèi)容：學完本章后應(yīng)掌握以下內(nèi)容：（1 1）礦物的概念、分類及主要性質(zhì)；）礦物的概念、分類及主要性質(zhì)；（2 2）巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征；）巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征；（3 3）風化巖與殘積土的工程特性；）風化巖與殘積土的工程特性；（4

4、4）三大類巖石的鑒定方法；）三大類巖石的鑒定方法；（5 5）巖石的物理力學性質(zhì)及工程性狀。）巖石的物理力學性質(zhì)及工程性狀。學習中應(yīng)注意回答以下問題：學習中應(yīng)注意回答以下問題：（1 1）礦物的主要性質(zhì)有哪些？這些特征在標本上如何認識？）礦物的主要性質(zhì)有哪些？這些特征在標本上如何認識？（2 2）巖漿巖可分為哪幾種類型？巖漿巖常見的礦物成分有哪些？巖漿巖的）巖漿巖可分為哪幾種類型？巖漿巖常見的礦物成分有哪些？巖漿巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征是什么？結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征是什么？ （3 3）沉積巖可分為哪幾種類型？沉積巖常見的礦物成分有哪些？沉積巖的）沉積巖可分為哪幾種類型？沉積巖常見的礦物成分有哪些？沉積巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)

5、造特征是什么？結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征是什么？（4 4）什么是變質(zhì)作用？變質(zhì)巖的主要礦物組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征是什么？）什么是變質(zhì)作用？變質(zhì)巖的主要礦物組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征是什么？（5 5）三大類巖石在物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造上的異同有哪些？如何進行鑒定？）三大類巖石在物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造上的異同有哪些？如何進行鑒定？（6 6）巖石的物理力學性狀有哪些？）巖石的物理力學性狀有哪些？（7 7）影響巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的因素有哪些？各類巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)如何）影響巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的因素有哪些？各類巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)如何評價？評價？42.2 2.2 巖石的形成巖石的形成 巖石巖石(rock)(rock)是天然產(chǎn)出的由一

6、種或多種礦物按一定規(guī)律組成的自然是天然產(chǎn)出的由一種或多種礦物按一定規(guī)律組成的自然集合體，少數(shù)巖石也可包含有生物遺骸。巖石構(gòu)成地殼及上地幔的固態(tài)集合體，少數(shù)巖石也可包含有生物遺骸。巖石構(gòu)成地殼及上地幔的固態(tài)部分，是地質(zhì)作用的產(chǎn)物。部分，是地質(zhì)作用的產(chǎn)物。 巖石的形成（如圖巖石的形成（如圖3-13-1）受各種地質(zhì)作用的影響。地殼深部的液態(tài)）受各種地質(zhì)作用的影響。地殼深部的液態(tài)巖漿（如圖巖漿（如圖3-23-2）沿地殼裂縫緩慢上升，在地殼深部形成的稱為）沿地殼裂縫緩慢上升，在地殼深部形成的稱為深成巖深成巖漿巖漿巖，在地殼淺部形成的稱為，在地殼淺部形成的稱為淺成巖漿巖淺成巖漿巖，巖漿噴出地表后冷凝形成的

7、，巖漿噴出地表后冷凝形成的稱為稱為噴出巖漿巖噴出巖漿巖?；鹕交页练e以及巖石風化以后經(jīng)搬運沉積成巖作用形?；鹕交页练e以及巖石風化以后經(jīng)搬運沉積成巖作用形成的稱為成的稱為沉積巖沉積巖。巖漿巖或沉積巖經(jīng)過變質(zhì)作用形成的稱為。巖漿巖或沉積巖經(jīng)過變質(zhì)作用形成的稱為變質(zhì)巖變質(zhì)巖。這。這就是地殼中形成的三大類巖石，而巖石是由各種礦物組成的。就是地殼中形成的三大類巖石，而巖石是由各種礦物組成的。 52.3 2.3 礦物礦物 1.1.礦物的定義及分類礦物的定義及分類 礦物礦物(mineral)(mineral)是地殼中的元素在各種地質(zhì)作用下，由是地殼中的元素在各種地質(zhì)作用下，由一種或幾種元素結(jié)合而成的天然單質(zhì)或

8、化合物。一種或幾種元素結(jié)合而成的天然單質(zhì)或化合物。 組成巖石的礦物，通常稱為組成巖石的礦物，通常稱為造巖礦物造巖礦物(rock forming (rock forming minerals)minerals)，見彩圖，見彩圖A A； 組成礦產(chǎn)的常見礦物，通常稱為金屬組成礦產(chǎn)的常見礦物，通常稱為金屬造礦礦物造礦礦物, ,見彩圖見彩圖B B。 礦物按生成條件可分礦物按生成條件可分原生礦物原生礦物和和次生礦物次生礦物兩大類。兩大類。 原生礦物原生礦物：一般是由巖漿冷凝生成的，如石英、長石、：一般是由巖漿冷凝生成的，如石英、長石、輝石、角閃石、云母、橄欖石、石榴石等。輝石、角閃石、云母、橄欖石、石榴石

9、等。 次生礦物次生礦物：一般是由原生礦物經(jīng)風化作用直接生成的，：一般是由原生礦物經(jīng)風化作用直接生成的，如高嶺石、蒙脫石、伊里石、綠泥石等；或在水溶液中析出如高嶺石、蒙脫石、伊里石、綠泥石等；或在水溶液中析出生成的，如方解石、石膏、白云石等。生成的，如方解石、石膏、白云石等。 67892.2.礦物的形態(tài)特征礦物的形態(tài)特征 礦物單體形態(tài)礦物單體形態(tài)10 礦物集合體形態(tài)礦物集合體形態(tài) 同種礦物多個單體聚集在一起的整體就是同種礦物多個單體聚集在一起的整體就是礦物集合體礦物集合體。 顯晶集合體形態(tài)顯晶集合體形態(tài)有規(guī)則連生的雙晶集合體，如接觸雙有規(guī)則連生的雙晶集合體，如接觸雙晶和穿插雙晶以及不規(guī)則的粒狀、

10、塊狀、片狀、板狀、纖維晶和穿插雙晶以及不規(guī)則的粒狀、塊狀、片狀、板狀、纖維狀、針狀、柱狀、放射狀、晶簇狀等。其中晶簇是以巖石空狀、針狀、柱狀、放射狀、晶簇狀等。其中晶簇是以巖石空洞洞壁或裂隙壁作為共同基底而生長的晶體群。洞洞壁或裂隙壁作為共同基底而生長的晶體群。 隱晶和膠態(tài)集合體隱晶和膠態(tài)集合體可以由溶液直接沉積或由膠體沉積可以由溶液直接沉積或由膠體沉積生成。主要形態(tài)有球狀、土狀、結(jié)核體、鮞狀、豆狀、分泌生成。主要形態(tài)有球狀、土狀、結(jié)核體、鮞狀、豆狀、分泌體、鐘乳狀、筍狀集合體等。體、鐘乳狀、筍狀集合體等。11集合體形態(tài)集合體形態(tài)123.3.礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì) 形狀形狀: :指礦物的

11、外表形狀。結(jié)晶體大都呈規(guī)則的幾何形狀，指礦物的外表形狀。結(jié)晶體大都呈規(guī)則的幾何形狀， 非結(jié)晶體則呈不規(guī)則的形狀。非結(jié)晶體則呈不規(guī)則的形狀。 礦物的顏色礦物的顏色: :是礦物對不同波長可見光吸收程度的不同反是礦物對不同波長可見光吸收程度的不同反 映。它是指礦物新鮮表面呈現(xiàn)的顏色，取決于礦物的映。它是指礦物新鮮表面呈現(xiàn)的顏色，取決于礦物的 化學成分及其所含的雜質(zhì)。按成色原因，有自色、他化學成分及其所含的雜質(zhì)。按成色原因，有自色、他 色、假色之分。色、假色之分。 條痕條痕: :礦物在白色無釉的瓷板上劃擦時留下的粉末的顏色，礦物在白色無釉的瓷板上劃擦時留下的粉末的顏色， 稱為條痕。稱為條痕。 光澤光澤

12、: :指礦物表面反射光線的能力，它是用來鑒定礦物的重指礦物表面反射光線的能力，它是用來鑒定礦物的重要要 標志之一。標志之一。 13礦物光澤礦物光澤 14 硬度：硬度：指礦物抵抗外力刻劃、研磨的能力。指礦物抵抗外力刻劃、研磨的能力。 硬度對比的標準，從軟到硬依次由十種礦物組成，稱硬度對比的標準，從軟到硬依次由十種礦物組成，稱之為之為摩氏硬度計摩氏硬度計。 15 解理解理(cleavage)(cleavage) 礦物晶體在外力作用下礦物晶體在外力作用下( (如敲打、擠壓等如敲打、擠壓等) )下沿著一定下沿著一定方向發(fā)生破裂并裂成光滑平面的性質(zhì)稱為方向發(fā)生破裂并裂成光滑平面的性質(zhì)稱為解理解理，這些光

13、滑的，這些光滑的平面稱為解理面。平面稱為解理面。 斷口斷口(fracture)(fracture) 礦物受外力作用，在任意方向破裂并呈各種凹凸不平礦物受外力作用，在任意方向破裂并呈各種凹凸不平的斷面的斷面( (如貝殼狀、鋸齒狀等如貝殼狀、鋸齒狀等) )，稱為，稱為斷口斷口。 相對密度相對密度(relative density)(relative density) 礦物都有其特有的物質(zhì)組成，因而各自具有不同的相礦物都有其特有的物質(zhì)組成，因而各自具有不同的相對密度。對密度。 其他性質(zhì)其他性質(zhì) 除上述的礦物性質(zhì)外，還有一些礦物具有獨特的性質(zhì)，除上述的礦物性質(zhì)外，還有一些礦物具有獨特的性質(zhì)，這些性質(zhì)同

14、樣是鑒定礦物的可靠依據(jù)，如這些性質(zhì)同樣是鑒定礦物的可靠依據(jù)，如導(dǎo)電性導(dǎo)電性、磁性磁性、彈彈性性、撓性撓性、脆性脆性、放射性放射性等等。礦物的一些簡單化學性質(zhì)，等等。礦物的一些簡單化學性質(zhì)，對于鑒定某些礦物也是十分重要的。對于鑒定某些礦物也是十分重要的。 1617184.4.礦物的化學成分和結(jié)晶構(gòu)造礦物的化學成分和結(jié)晶構(gòu)造 礦物的化學成分和結(jié)晶構(gòu)造在一定地質(zhì)條件下綜合反礦物的化學成分和結(jié)晶構(gòu)造在一定地質(zhì)條件下綜合反映了礦物的形態(tài)和物理性質(zhì)。因此，研究礦物的化學成分和映了礦物的形態(tài)和物理性質(zhì)。因此，研究礦物的化學成分和結(jié)晶構(gòu)造對于鑒定礦物，利用礦物和分析礦物的形成條件等結(jié)晶構(gòu)造對于鑒定礦物，利用礦

15、物和分析礦物的形成條件等方面都是很重要的。方面都是很重要的。 1 1）地殼中元素的分布特點）地殼中元素的分布特點: : 含氧的礦物種占礦物總種數(shù)的含氧的礦物種占礦物總種數(shù)的8080；含硅的礦物占；含硅的礦物占2525。但也有些重量百分比小的元素反而比重量百分比大的元。但也有些重量百分比小的元素反而比重量百分比大的元素形成的礦物種數(shù)多。素形成的礦物種數(shù)多。 2 2）離子類型）離子類型: : 惰性氣體型離子、銅型離子、過渡型離子。惰性氣體型離子、銅型離子、過渡型離子。 3 3）晶格類型與化學鍵：）晶格類型與化學鍵： 質(zhì)點有規(guī)律的排布成格子狀構(gòu)造是礦物晶體的共同規(guī)質(zhì)點有規(guī)律的排布成格子狀構(gòu)造是礦物晶

16、體的共同規(guī)律。結(jié)晶構(gòu)造中質(zhì)點之間的作用力或者聯(lián)結(jié)力稱為律。結(jié)晶構(gòu)造中質(zhì)點之間的作用力或者聯(lián)結(jié)力稱為化學鍵化學鍵?；瘜W鍵的差異對礦物物理性質(zhì)有明顯的影響?；瘜W鍵的差異對礦物物理性質(zhì)有明顯的影響。 194 4）類質(zhì)同象與同質(zhì)多象）類質(zhì)同象與同質(zhì)多象 類質(zhì)同象類質(zhì)同象是指礦物中兩種或兩種以上的類似質(zhì)點互相是指礦物中兩種或兩種以上的類似質(zhì)點互相替換，使礦物的化學成分和某些物理性質(zhì)發(fā)生一定變化，但替換，使礦物的化學成分和某些物理性質(zhì)發(fā)生一定變化，但不改變其晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。不改變其晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。 同質(zhì)多象同質(zhì)多象是指同種化學成分的物質(zhì)，在不同環(huán)境是指同種化學成分的物質(zhì)，在不同環(huán)境( (溫度、溫度、壓力、

17、介質(zhì)酸堿度等壓力、介質(zhì)酸堿度等) )條件下，可以形成兩種或兩種以上結(jié)條件下，可以形成兩種或兩種以上結(jié)構(gòu)不同，形態(tài)和性質(zhì)各異的晶體的現(xiàn)象。構(gòu)不同，形態(tài)和性質(zhì)各異的晶體的現(xiàn)象。 205.5.礦物鑒定礦物鑒定 抓住主要形態(tài)特征 綜合考慮顏色、晶形、光澤、解理、硬度 考慮礦物生成條件及共生礦物工具：工具：小鋼刀、放大鏡、稀鹽酸、條痕色瓷板等。212.4 2.4 巖漿巖巖漿巖 2.4.1 2.4.1 巖漿巖概念巖漿巖概念 1.1.巖漿巖的定義巖漿巖的定義 巖漿巖巖漿巖(magmatic(magmatic rock) rock)亦稱火成巖亦稱火成巖(igneous rock)(igneous rock)，

18、它是由熾熱，它是由熾熱的巖漿在地下或噴出地表后冷凝形成的巖石。的巖漿在地下或噴出地表后冷凝形成的巖石。 巖漿巖按產(chǎn)出位置通常可分為巖漿巖按產(chǎn)出位置通?？煞譃樯畛蓭r深成巖、淺成巖淺成巖和和噴出巖噴出巖。 2.2.巖漿的主要化學成分巖漿的主要化學成分 巖漿（硅酸鹽巖漿）的化學成分，主要是氧、硅、鋁、鎂、鐵、鈣、巖漿（硅酸鹽巖漿）的化學成分，主要是氧、硅、鋁、鎂、鐵、鈣、鈉、鉀、錳、鈦、磷、氫等元素，稱為鈉、鉀、錳、鈦、磷、氫等元素，稱為“主要造巖元素主要造巖元素”。其中以氧最。其中以氧最多，約占總重量的多，約占總重量的58586565，其次是硅。，其次是硅。 3.3.巖漿中的揮發(fā)分巖漿中的揮發(fā)分

19、揮發(fā)分揮發(fā)分是指在低壓下容易析出呈氣體，溫度降低可呈液體的成分。是指在低壓下容易析出呈氣體，溫度降低可呈液體的成分。 4. 4.巖漿巖按巖漿巖按SiOSiO2 2 的分類的分類 22 2.4.2 2.4.2 巖漿巖的產(chǎn)狀（巖漿巖的產(chǎn)狀（the magmaticthe magmatic rocks occurrence rocks occurrence） 巖漿巖的產(chǎn)狀巖漿巖的產(chǎn)狀，即指巖漿巖體在地殼中產(chǎn)出的狀況，表現(xiàn)為巖體的，即指巖漿巖體在地殼中產(chǎn)出的狀況，表現(xiàn)為巖體的形態(tài)、規(guī)模、同圍巖的接觸關(guān)系及其產(chǎn)出的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境等。形態(tài)、規(guī)模、同圍巖的接觸關(guān)系及其產(chǎn)出的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境等。 1.1.噴出巖的產(chǎn)

20、狀噴出巖的產(chǎn)狀 噴出巖的產(chǎn)狀決定于巖漿的噴出巖的產(chǎn)狀決定于巖漿的 成分和地形等方面特征，主要有成分和地形等方面特征，主要有 熔巖流熔巖流 、熔巖被、熔巖被 、火山錐。、火山錐。 2.2.淺成巖的產(chǎn)狀淺成巖的產(chǎn)狀 淺成巖淺成巖( (形成深度形成深度3km)3km)3km)的產(chǎn)狀包括的產(chǎn)狀包括 巖株和巖基。巖株和巖基。 232.4.3 2.4.3 巖漿巖的結(jié)構(gòu)巖漿巖的結(jié)構(gòu) 巖漿巖的結(jié)構(gòu)巖漿巖的結(jié)構(gòu)（texture of magmatitetexture of magmatite）是指巖石中）是指巖石中（單體）礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、形狀以及它們的相互（單體）礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、形狀以及它們

21、的相互組合關(guān)系。組合關(guān)系。 1.1.按巖石中礦物結(jié)晶程度劃分按巖石中礦物結(jié)晶程度劃分 全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。 2.2.按巖石中礦物顆粒的絕對大小劃分按巖石中礦物顆粒的絕對大小劃分 顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。 3.3.按巖石中礦物顆粒的相對大小劃分按巖石中礦物顆粒的相對大小劃分 等粒結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu)等粒結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu) 、斑狀結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)。、斑狀結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)。 242.4.4 2.4.4 巖漿巖的構(gòu)造巖漿巖的構(gòu)造 巖漿巖的構(gòu)造巖漿巖的構(gòu)造(structure of magmatite(stru

22、cture of magmatite) )是指（集合是指（集合體）礦物在巖石中排列的順序和填充的方式所反映出來巖石的體）礦物在巖石中排列的順序和填充的方式所反映出來巖石的外貌特征。外貌特征。252.4.5 2.4.5 巖漿巖的分類巖漿巖的分類 26272.5 2.5 沉積巖沉積巖 2.5.1 2.5.1 沉積巖的定義沉積巖的定義 沉積巖沉積巖(sedimentary rock)(sedimentary rock)是在地表和地下不太深的地方形成的地是在地表和地下不太深的地方形成的地質(zhì)體，它是在常溫常壓下，由風化作用，生物作用和某些火山作用所形質(zhì)體，它是在常溫常壓下，由風化作用，生物作用和某些火山

23、作用所形成的松散沉積層，經(jīng)過成巖作用形成的。成的松散沉積層，經(jīng)過成巖作用形成的。2.5.2 2.5.2 沉積巖的形成沉積巖的形成 沉積巖的形成一般經(jīng)過了先成巖石沉積巖的形成一般經(jīng)過了先成巖石( (巖漿巖、沉積巖或變質(zhì)巖巖漿巖、沉積巖或變質(zhì)巖) )遭受遭受風化、剝蝕破壞，破壞產(chǎn)物被搬運至一定場所沉積下來，再固結(jié)成巖的風化、剝蝕破壞，破壞產(chǎn)物被搬運至一定場所沉積下來，再固結(jié)成巖的 過程。具體經(jīng)過過程。具體經(jīng)過風化作用風化作用、搬運作用搬運作用、沉積作用沉積作用和和成巖作用成巖作用四個階段。四個階段。 1.1.風化作用風化作用(weathering)(weathering) 分為物理風化、化學風化和

24、生物風化三類。分為物理風化、化學風化和生物風化三類。 2.2.搬運作用搬運作用的方式有三種，即拖曳搬運、懸浮搬運和溶液搬運。的方式有三種，即拖曳搬運、懸浮搬運和溶液搬運。 3.3.沉積作用沉積作用可分為機械沉積、化學沉積、生物和生物化學沉積三種類型?？煞譃闄C械沉積、化學沉積、生物和生物化學沉積三種類型。 4.4.成巖作用成巖作用主要表現(xiàn)在壓固作用主要表現(xiàn)在壓固作用 、膠結(jié)作用、膠結(jié)作用 、脫水作用、脫水作用 、重結(jié)晶作、重結(jié)晶作用。用。 28292.5.3 2.5.3 沉積巖的物質(zhì)成分沉積巖的物質(zhì)成分 1.1.化學成分化學成分 沉積巖的平均化學成分見表沉積巖的平均化學成分見表3-43-4。 3

25、0 2.2.礦物成分礦物成分 沉積巖中已發(fā)現(xiàn)的礦物在沉積巖中已發(fā)現(xiàn)的礦物在160160種以上，其中比較重要的種以上，其中比較重要的有有2020余種，構(gòu)成了余種，構(gòu)成了9999以上以上 的沉積巖物質(zhì)。最常見的礦物的沉積巖物質(zhì)。最常見的礦物有氧化物，硅酸鹽有氧化物，硅酸鹽( (長石類、黏土類礦物、云母類礦物長石類、黏土類礦物、云母類礦物) )、碳、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等礦物見表酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等礦物見表3-53-5。312.5.4 2.5.4 沉積巖的結(jié)構(gòu)沉積巖的結(jié)構(gòu) 沉積巖的結(jié)構(gòu)按成因可將沉積巖的結(jié)構(gòu)分為碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、沉積巖的結(jié)構(gòu)按成因可將沉積巖的結(jié)構(gòu)分為碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、 結(jié)晶結(jié)

26、構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)。結(jié)晶結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)。 1.碎屑結(jié)構(gòu)碎屑結(jié)構(gòu)(clastic) 特征為碎屑顆粒由膠結(jié)物黏結(jié)起來形成巖石。碎屑粒度的形狀有棱特征為碎屑顆粒由膠結(jié)物黏結(jié)起來形成巖石。碎屑粒度的形狀有棱角狀、次棱角狀、次圓狀和圓狀四種，如圖角狀、次棱角狀、次圓狀和圓狀四種，如圖3-16。 按主要碎屑粒度大小，可將碎屑結(jié)構(gòu)分為三種：按主要碎屑粒度大小，可將碎屑結(jié)構(gòu)分為三種： 1）礫狀結(jié)構(gòu)（碎屑粒徑）礫狀結(jié)構(gòu)（碎屑粒徑2mm），相應(yīng)沉積巖為礫巖；），相應(yīng)沉積巖為礫巖； 2）砂狀結(jié)構(gòu)（碎屑粒徑為）砂狀結(jié)構(gòu)（碎屑粒徑為0.052mm），相應(yīng)沉積巖為砂巖；），相應(yīng)沉積巖為砂巖； 3）粉砂狀結(jié)構(gòu)（碎屑粒徑為）粉砂狀

27、結(jié)構(gòu)（碎屑粒徑為0.0050.05mm），相應(yīng)的沉積巖為），相應(yīng)的沉積巖為粉砂巖。粉砂巖。32 2. 2.泥質(zhì)結(jié)構(gòu)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)(clayey)(clayey) 泥質(zhì)結(jié)構(gòu)由粒徑泥質(zhì)結(jié)構(gòu)由粒徑0.005mm0.005mm的黏土礦物顆粒組成，如泥巖、頁巖。的黏土礦物顆粒組成，如泥巖、頁巖。 3.3.結(jié)晶結(jié)構(gòu)（結(jié)晶結(jié)構(gòu)（crystallinecrystalline） 結(jié)晶結(jié)構(gòu)是由化學沉淀或膠體重結(jié)晶所形成的結(jié)構(gòu)，又稱化學結(jié)構(gòu)，結(jié)晶結(jié)構(gòu)是由化學沉淀或膠體重結(jié)晶所形成的結(jié)構(gòu)，又稱化學結(jié)構(gòu)， 如石灰?guī)r、白云巖。如石灰?guī)r、白云巖。 4.4.生物結(jié)構(gòu)生物結(jié)構(gòu)(organic)(organic) 生物結(jié)構(gòu)是由生物遺體

28、或碎片所形成的結(jié)構(gòu)，如珊瑚結(jié)構(gòu)、貝殼結(jié)構(gòu)生物結(jié)構(gòu)是由生物遺體或碎片所形成的結(jié)構(gòu)，如珊瑚結(jié)構(gòu)、貝殼結(jié)構(gòu) 等。等。 33巖石的結(jié)構(gòu)巖石的結(jié)構(gòu)磚紅色泥巖顯微圖 紫色粉砂質(zhì)泥巖顯微圖 深紫色泥質(zhì)粉砂巖顯微圖 青灰色鈣長砂巖顯微圖 灰白長英砂巖顯微圖 34352.5.5 2.5.5 沉積巖的構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造 1.1.沉積巖的構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造 沉積巖最主要的構(gòu)造是層理構(gòu)造，另外還包括沉積巖最主要的構(gòu)造是層理構(gòu)造，另外還包括波痕波痕、結(jié)核結(jié)核和和縫合線縫合線。 2.2.按層系厚度可以把層理分為：按層系厚度可以把層理分為： 極薄層理極薄層理1cm100cm100cm。 3.3.由于形成層理的條件不同，層理有各

29、種不同的形態(tài)類型，如常見的由于形成層理的條件不同，層理有各種不同的形態(tài)類型，如常見的 有水平層理、斜層理、交錯層理等。有水平層理、斜層理、交錯層理等。 4.4.根據(jù)層理可以推斷沉積物的沉積環(huán)境和搬運介質(zhì)的運動特征。根據(jù)層理可以推斷沉積物的沉積環(huán)境和搬運介質(zhì)的運動特征。 362.5.6 2.5.6 沉積巖的分類及主要沉積巖特征沉積巖的分類及主要沉積巖特征 37382.6 2.6 變質(zhì)巖變質(zhì)巖 2.6.1 2.6.1 變質(zhì)巖的定義變質(zhì)巖的定義 由原先存在的巖石由原先存在的巖石( (火成巖、沉積巖或早期變質(zhì)巖火成巖、沉積巖或早期變質(zhì)巖) )，在溫度、壓力、，在溫度、壓力、應(yīng)力發(fā)生改變以及物質(zhì)組分加入

30、或帶出的情況下，發(fā)生礦物成分、結(jié)構(gòu)應(yīng)力發(fā)生改變以及物質(zhì)組分加入或帶出的情況下，發(fā)生礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造改變而形成的巖石即為構(gòu)造改變而形成的巖石即為變質(zhì)巖變質(zhì)巖。這種改造過程稱為。這種改造過程稱為變質(zhì)作用變質(zhì)作用。 2.6.2 2.6.2 變質(zhì)作用的控制因素變質(zhì)作用的控制因素 變質(zhì)作用是一種地質(zhì)作用，其控制因素主要包括變質(zhì)作用是一種地質(zhì)作用，其控制因素主要包括高溫高溫 、高壓高壓 、化化學活動性流體學活動性流體 、構(gòu)造應(yīng)力作用構(gòu)造應(yīng)力作用。2.6.3 2.6.3 變質(zhì)作用類型變質(zhì)作用類型 根據(jù)變質(zhì)作用的因素及變質(zhì)根據(jù)變質(zhì)作用的因素及變質(zhì) 巖形成條件，可將變質(zhì)作用類型巖形成條件，可將變質(zhì)作用類型 分

31、為分為接觸變質(zhì)作用接觸變質(zhì)作用、區(qū)域變質(zhì)作區(qū)域變質(zhì)作 用用、動力變質(zhì)作用動力變質(zhì)作用、交代變質(zhì)作交代變質(zhì)作 用用，見圖，見圖3-193-19。 392.6.4 2.6.4 變質(zhì)巖的化學成分變質(zhì)巖的化學成分 變質(zhì)巖的化學成分在相當大的程度上取決于原巖的化變質(zhì)巖的化學成分在相當大的程度上取決于原巖的化學成分。但是，如果變質(zhì)過程中有交代作用，由于物質(zhì)的帶學成分。但是，如果變質(zhì)過程中有交代作用，由于物質(zhì)的帶入和帶出，就會使原巖的化學成分產(chǎn)生相應(yīng)的變化。入和帶出，就會使原巖的化學成分產(chǎn)生相應(yīng)的變化。2.6.5 2.6.5 變質(zhì)巖礦物成分變質(zhì)巖礦物成分 變質(zhì)巖是原巖受變質(zhì)作用而成，因此變質(zhì)巖的化學成變質(zhì)巖

32、是原巖受變質(zhì)作用而成，因此變質(zhì)巖的化學成分及礦物成分具一定的繼承性，另一方面變質(zhì)作用與巖漿作分及礦物成分具一定的繼承性，另一方面變質(zhì)作用與巖漿作用、沉積作用又有所不同，所以變質(zhì)巖的礦物成分又具有自用、沉積作用又有所不同，所以變質(zhì)巖的礦物成分又具有自己的獨特性。己的獨特性。2.6.6 2.6.6 變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu) 變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成巖石的各礦物顆粒的大小、形變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成巖石的各礦物顆粒的大小、形狀以及它們之間的相互關(guān)系。變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)有狀以及它們之間的相互關(guān)系。變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)有變余結(jié)構(gòu)變余結(jié)構(gòu)、變變晶結(jié)構(gòu)晶結(jié)構(gòu)和和碎裂結(jié)構(gòu)碎裂結(jié)構(gòu)三種。三種。2.6.7 2.6.7 變質(zhì)巖的構(gòu)造變質(zhì)

33、巖的構(gòu)造 變質(zhì)巖的構(gòu)造是鑒定變質(zhì)巖主要特征，也是區(qū)別于其變質(zhì)巖的構(gòu)造是鑒定變質(zhì)巖主要特征，也是區(qū)別于其他巖石的特有標志。一般按成因變質(zhì)巖的構(gòu)造可分為他巖石的特有標志。一般按成因變質(zhì)巖的構(gòu)造可分為片麻狀片麻狀構(gòu)造構(gòu)造、片狀構(gòu)造片狀構(gòu)造、板狀構(gòu)造板狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造塊狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)千枚狀構(gòu)造五種。造五種。 40412.6.8 2.6.8 變質(zhì)巖的分類變質(zhì)巖的分類 42432.7 2.7 三大類巖石的相互轉(zhuǎn)化三大類巖石的相互轉(zhuǎn)化 4445462.8 2.8 風化巖與殘積土風化巖與殘積土 2.8.1 2.8.1 風化巖與殘積土的定義風化巖與殘積土的定義 地殼淺表層的巖石，在太陽輻射、大氣、水和生物等風

34、化營力作用地殼淺表層的巖石，在太陽輻射、大氣、水和生物等風化營力作用下，其結(jié)構(gòu)、成分和性質(zhì)已產(chǎn)生不同程度的變異的巖石稱為下，其結(jié)構(gòu)、成分和性質(zhì)已產(chǎn)生不同程度的變異的巖石稱為風化巖風化巖，已，已完全風化成土而未經(jīng)搬運殘留在原地的土則定名為完全風化成土而未經(jīng)搬運殘留在原地的土則定名為殘積土殘積土。2.8.2 2.8.2 巖石按照堅硬程度分類巖石按照堅硬程度分類 巖石按照堅硬程度可分為硬質(zhì)巖石和軟質(zhì)巖石，見下表巖石按照堅硬程度可分為硬質(zhì)巖石和軟質(zhì)巖石，見下表3-83-8。 472.8.3 2.8.3 按照巖石風化殼的垂直分帶分類按照巖石風化殼的垂直分帶分類 48492.8.4 2.8.4 風化巖與殘

35、積土的工程特性及對策風化巖與殘積土的工程特性及對策1.1.巖石風化后的工程特性變化，巖石風化后，其成分、結(jié)構(gòu)和巖石風化后的工程特性變化，巖石風化后，其成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造都發(fā)生了不同程度的變化，從而改變了巖石的工程特性。構(gòu)造都發(fā)生了不同程度的變化，從而改變了巖石的工程特性。2.2.風化巖邊坡中暴雨季節(jié)容易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。風化巖邊坡中暴雨季節(jié)容易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。因此，要進行邊坡穩(wěn)定性驗算。因此，要進行邊坡穩(wěn)定性驗算。3.3.在大型水壩工程或核電工程中，其地基一般要挖除風化巖再在大型水壩工程或核電工程中，其地基一般要挖除風化巖再做基礎(chǔ)。做基礎(chǔ)。4.4.在高層建筑樁基工程中，樁基

36、持力層一般要求選擇到中風化在高層建筑樁基工程中，樁基持力層一般要求選擇到中風化巖。巖。 502.9 2.9 三大類巖石的鑒定（實驗課）三大類巖石的鑒定（實驗課） 2.9.1 2.9.1 巖石鑒定的基本方法巖石鑒定的基本方法 巖石鑒定的基本方法是顏色巖石鑒定的基本方法是顏色+ +物理性質(zhì)（光澤、條痕色、硬度、解理、物理性質(zhì)（光澤、條痕色、硬度、解理、斷口）斷口）+ +力學性質(zhì)力學性質(zhì)+ +結(jié)構(gòu)構(gòu)造結(jié)構(gòu)構(gòu)造+ +其他性質(zhì)。要求學生在觀察上百種三大類其他性質(zhì)。要求學生在觀察上百種三大類巖石礦物標本的基礎(chǔ)上，寫出巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖巖石中各三種巖巖石礦物標本的基礎(chǔ)上，寫出巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖巖石中

37、各三種巖石的鑒定特征（如巖漿巖選擇花崗巖、玄武巖、安山巖等）。要求在課石的鑒定特征（如巖漿巖選擇花崗巖、玄武巖、安山巖等）。要求在課堂中寫出巖石標本鑒定報告。堂中寫出巖石標本鑒定報告。2.9.2 2.9.2 巖石標本具體鑒定方法巖石標本具體鑒定方法 第一步第一步，判斷巖石是巖漿巖、變質(zhì)巖還是沉積巖。，判斷巖石是巖漿巖、變質(zhì)巖還是沉積巖。 第二步第二步，確定巖石成因類別之后，就根據(jù)顆粒的大小進行劃分。這里指，確定巖石成因類別之后，就根據(jù)顆粒的大小進行劃分。這里指的是組成巖石的顆粒的大小，而不是嵌生于其中的個別晶體的大小。的是組成巖石的顆粒的大小，而不是嵌生于其中的個別晶體的大小。 第三步第三步，

38、必須考慮巖石的其他特征，必須考慮巖石的其他特征( (顏色、構(gòu)造、礦物組合顏色、構(gòu)造、礦物組合) )。通過上兩。通過上兩步確定標本屬于巖漿巖、沉積巖還是變質(zhì)巖，并已確定其顆粒的大小。步確定標本屬于巖漿巖、沉積巖還是變質(zhì)巖，并已確定其顆粒的大小。 第四步第四步，確定巖石標本的具體巖石名稱，此時按顏色，確定巖石標本的具體巖石名稱，此時按顏色+ +物理性質(zhì)（光澤、物理性質(zhì)（光澤、條痕色、硬度、解理、斷口）條痕色、硬度、解理、斷口）+ +力學性質(zhì)力學性質(zhì)+ +結(jié)構(gòu)構(gòu)造結(jié)構(gòu)構(gòu)造+ +其他性質(zhì)來鑒別。其他性質(zhì)來鑒別。 51522.10 2.10 巖石的物理力學性質(zhì)巖石的物理力學性質(zhì) 2.10.1 2.10.

39、1 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì) 巖石的物理性質(zhì)包括巖石比重、巖石重度巖石的物理性質(zhì)包括巖石比重、巖石重度 、孔隙率。、孔隙率。2.10.2 2.10.2 巖石水理性質(zhì)巖石水理性質(zhì) 巖石水理性質(zhì)系指巖石與水相互作用時所表現(xiàn)的性質(zhì)，通常包括巖巖石水理性質(zhì)系指巖石與水相互作用時所表現(xiàn)的性質(zhì)，通常包括巖石吸水性、透水性、軟化性和抗凍性等。石吸水性、透水性、軟化性和抗凍性等。2.10.3 2.10.3 巖石的主要力學性質(zhì)巖石的主要力學性質(zhì) 巖石應(yīng)力應(yīng)變特性可以將其力學屬性劃分為彈性、塑性、黏性、脆巖石應(yīng)力應(yīng)變特性可以將其力學屬性劃分為彈性、塑性、黏性、脆性和延性。性和延性。 53 1. 1.單向無側(cè)限

40、巖石抗壓試驗的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系單向無側(cè)限巖石抗壓試驗的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系 54 巖石抗壓變形試驗方法一般有單向逐級維持荷載法、單向單循環(huán)荷巖石抗壓變形試驗方法一般有單向逐級維持荷載法、單向單循環(huán)荷載法、單向多循環(huán)荷載法。載法、單向多循環(huán)荷載法。 5556 2. 2.巖石在三向壓力作用下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系巖石在三向壓力作用下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 57 3. 3.抗剪強度抗剪強度 58 4. 4.巖石的物理力學參數(shù)及強度相互關(guān)系巖石的物理力學參數(shù)及強度相互關(guān)系 592.11 2.11 巖石的工程性狀巖石的工程性狀 2.11.1 2.11.1 影響巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的因素影響巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的因素 影響巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的因素主要有礦物成分影響巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的因素主要有礦物成分 、結(jié)、結(jié)構(gòu)構(gòu) 、構(gòu)造