工程巖石和土的鑒定和分類

1、任務(wù)一工程巖石和土的鑒定和分類情景一造巖礦物的認(rèn)識(shí)與鑒定1一、地球2地球的構(gòu)造：地殼、地幔、地核。地殼：地球的固體外殼。大陸上厚的70公里，海洋里薄的今10公里，平均厚度在33km左右。 地幔：中間構(gòu)造層，富含鐵鎂的硅酸鹽物質(zhì)。地核：主要化學(xué)成分是鐵，鎳，所以又稱鐵鎳核心 。3地殼主要元素百分比元素質(zhì)量比/%元素質(zhì)量比/%氧（）46.95鈉（Na）2.78硅（Si）27.88鉀（K）2.58鋁（Al）8.13鎂（Mg）2.06鐵（Fe）5.17鈦（Ti）0.62鈣（Ca）3.65氫（H）0.144礦 物 地殼中的化學(xué)元素，除極少數(shù)呈單質(zhì)存在，絕大多數(shù)的元素都以化合物的形態(tài)存在于地殼中。這些自然

2、元素和化合物，稱為礦物。 巖石是天然礦物的集合體。 構(gòu)成巖石的礦物，稱為造巖礦物. 5二、礦物的物理性質(zhì) 1.礦物的形態(tài)2.顏色 3.光澤 4.透明度 5.條痕 6.硬度 7.解理、斷口 6造巖礦物絕大部分是結(jié)晶質(zhì)。組成礦物的元素質(zhì)點(diǎn)在礦物內(nèi)部按一定的規(guī)律排列，形成穩(wěn)定的結(jié)晶格子構(gòu)造生成具有一定幾何外形的晶體。1. 礦物的形態(tài)7 片狀的云母8 棱面體狀方解石9常見的礦物單體形態(tài)有： 片狀、鱗片狀如云母、綠泥石等； 板狀如斜長(zhǎng)石、板狀石膏等； 柱狀如長(zhǎng)柱狀的角閃石、短柱狀的輝石等； 棱面體狀如方解石、白云石等； 纖維狀如纖維狀石膏等； 晶簇在一個(gè)共同的基面上，許多相同的晶體叢生在一起，這個(gè)晶體群

3、稱為晶簇。 粒狀、塊狀、土狀礦物在空間三個(gè)方向上接近等長(zhǎng)的集合體形態(tài)。若顆粒邊界較明顯的則稱為粒狀，如橄欖石等；若肉眼不易分辨顆粒邊界的則稱為塊狀，如石英等；疏松的塊狀稱土狀，如高嶺土等。10礦物的物理性質(zhì)顏色自色 礦物的顏色，是礦物對(duì)可見光波的吸收作用產(chǎn)生的。按成色原因分為：假色 他色 11（1）自色：由礦物的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)所形成的礦物本身的固有顏色，如黃金的金黃色、黃銅礦的赤黃色、孔雀石的翠綠色等。對(duì)造巖礦物來說，由于成分復(fù)雜，顏色變化很大，一般來說，含鐵、錳多的礦物，如黑云母、普通角閃石、普通輝石等，顏色較深，多呈灰綠、褐綠、黑綠以至黑色；含硅、鋁、鈣等成分多的礦物，如石英、長(zhǎng)石、方

4、解石等，顏色較淺，多呈白、灰白、淡紅、淡黃等各種淺色。黃銅礦孔雀石12（2）他色：是礦物混入某些雜質(zhì)所引起的顏色，與礦物的本身性質(zhì)無關(guān)，如純凈的石英是無色透明的，但含碳的微粒時(shí)呈煙灰色(即墨晶)，含錳就呈紫色(即紫水晶)，含氧化鐵則呈玫瑰色（即玫瑰石英）；由于他色不固定，對(duì)鑒定礦物沒有很大意義。（3）假色：由礦物內(nèi)部的裂隙或表面的氧化薄膜對(duì)光的折射、散射所引起的顏色，如方解石解理面上常出現(xiàn)虹彩、斑銅礦表面常出現(xiàn)斑駁的藍(lán)色和紫色。條痕是礦物粉末的顏色，通常將礦物在無釉瓷板上刻畫后進(jìn)行觀察，它對(duì)于某些金屬礦物具有重要鑒定意義，例如，赤鐵礦可呈赤紅、鐵黑或鋼灰等色，而其條痕則恒為櫻紅色；金的條痕為金

5、黃色，而黃銅礦的條痕為綠黑色。13141.金屬光澤：反射很強(qiáng)，類似鍍鉻的金屬平滑表面的反光。如黃鐵礦、方鉛礦黃鐵礦礦物的物理性質(zhì)光澤 礦物表面反射光線的能力，稱為光澤。礦物的光澤是礦物表面的反射率的表現(xiàn)，按其強(qiáng)弱程度，分金屬光澤、半金屬光澤和非金屬光澤。15（2）半金屬光澤：反射強(qiáng)，如同一般金屬的反光，如磁鐵礦的光澤。 磁鐵礦：半金屬光澤163.非金屬光澤 （1）金剛光澤：反射較強(qiáng)，如同金剛石的反光。（2）玻璃光澤：反光如鏡，如長(zhǎng)石、方解石解理面上呈現(xiàn)的光澤。鉆石：金剛光澤托帕石：玻璃光澤17（3）珍珠光澤：光線在解理面間發(fā)生多次折射和內(nèi)反射，如云母等。（4）絲絹光澤：纖維狀或細(xì)鱗片狀礦物，由

6、于光的反射互相干擾，形成絲絹般的光澤，如纖維石膏和絹云母等。珍 珠： 珍珠光澤木變石：絲絹光澤云母18（5）油脂光澤：礦物表面不平，致使光線散射，如石英斷口上呈現(xiàn)的光澤。（7）土狀光澤：礦物表面暗淡如土，如高嶺石等松細(xì)粒塊體礦物表面所呈現(xiàn)的光澤。琥 珀：油脂光澤高嶺石19礦物的物理性質(zhì) 礦物的透明度 20礦物的物理性質(zhì)條痕21礦物的物理性質(zhì)硬度 礦物抵抗外力刻劃、研磨的能力，稱為硬度。由于礦物的化學(xué)成分或內(nèi)部構(gòu)造不同，所以不同的礦物常具有不同的硬度。硬度是礦物的一個(gè)重要鑒定特征。 鑒別礦物硬度的方法摩氏硬度計(jì)（相對(duì)硬度）。野外工作中，常用指甲（22.5）、鐵刀刃（35.5）、玻璃（55.5）、

7、鋼刀刃（66.5）鑒別礦物的硬度22礦物的物理性質(zhì)解理、斷口 礦物受打擊后，能沿一定方向裂開成光滑平面的性質(zhì)，稱為解理。裂開的光滑平面稱為解理面。不具方向性的不規(guī)則破裂面，稱為斷口。 根據(jù)解理出現(xiàn)方向的數(shù)目，有一個(gè)方向的解理，如云母等；有兩個(gè)方向的解理，如長(zhǎng)石等；有三個(gè)方向的解理，如方解石等。 根據(jù)解理的完全程度，可將解理分為以下幾種： (1)極完全解理 極易裂開成薄片，解理面大而完整，平滑光亮，如云母。 (2)完全解理 常沿解理方向開裂成小塊，解理面平整光亮，如方解石。 (3)中等解理 既有解理面，又有斷口，如正長(zhǎng)石。 (4)不完全解理 常出現(xiàn)斷口，解理面很難出現(xiàn)，如磷灰石。 23天津大學(xué)2

8、4 礦物解理的完全程度和斷口是互相消長(zhǎng)的。如不具解理的石英，則只呈現(xiàn)貝殼狀的斷口。 25石 英：Si02 ，常發(fā)育成單晶并形成晶簇，或成致密狀或粒狀集合體；純凈的石英無色透明，稱水晶；含有細(xì)小分散的氣態(tài)或液態(tài)物質(zhì)呈乳白色者，稱乳石英；石英晶面為玻璃光澤，斷口為油脂光澤；硬度7；無解理，貝殼狀斷口；相對(duì)密度2.65。三、常見的造巖礦物及其鑒定特征 26石英27正長(zhǎng)石：?jiǎn)尉w常為柱狀或板柱狀；常為肉紅色，有時(shí)具有較淺的色調(diào)；玻璃光澤；硬度6；有兩組相互正交的解理；相對(duì)密度2.542.57；正長(zhǎng)石與鉀微斜長(zhǎng)石、透長(zhǎng)石等一起構(gòu)成鉀長(zhǎng)石的不同變種。斜長(zhǎng)石：?jiǎn)尉w為板狀或板條狀；常為白色或灰白色；玻璃光澤

9、；硬度66.52；兩組中等解理，近于正交；相對(duì)密度2.612.75；斜長(zhǎng)石是鈉長(zhǎng)石與鈣長(zhǎng)石的固溶體。28正長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石29白云母白云母：KAl2AISi3O10(OH)2 ，單晶體為短柱狀及板狀，橫切面常為六邊形；集合體為鱗片狀，其中晶體細(xì)微者稱絹云母；有平行片狀方向的極完全解理；薄片為無色透明；具珍珠光澤；硬度2.53；薄片有彈性；相對(duì)密度2.772.88。30黑云母：K(MgFe)3(A1Si3O10)(OH)2，棕褐色或黑色；相對(duì)密度2.73.3；其形態(tài)及其它光學(xué)及力學(xué)性質(zhì)同白云母。31 普通角閃石：(Ca，Na)23(Mg，F(xiàn)e，Al)5Si6(Si , A1)2O22)(OH，F(xiàn))2

10、，單晶體為長(zhǎng)柱狀，常見針狀；綠黑色或黑色；玻璃光澤；硬度56；有平行柱面兩組解理，交角為124。32普通角閃石3334普通角閃石35 輝 石：(Ca，Mg，F(xiàn)e，Al)2(Si，Al)2O6，單晶體為短柱狀，集合體為粒狀；綠黑色或黑色；玻璃光澤；硬度5.56；有平行柱面的兩組解理，其交角為87；相對(duì)密度3.22.4。36普通輝石37 橄欖石：(MgFe)2SiO4，常為粒狀集合體；淺黃綠到橄欖綠色，隨含鐵量增高而加深；玻璃光澤；硬度67；不完全解理；相對(duì)密度為3.24.4，隨含鐵量增高而增大。38橄欖石39橄欖石40方解石：CaCO3，常發(fā)育成單晶或晶簇；粒狀、塊狀、纖維狀或鐘乳狀集合體；純凈

11、的方解石無色透明，因雜質(zhì)滲入而常呈白、灰、黃、淺紅、綠、藍(lán)等色；玻璃光澤；硬度3；完全解理；相對(duì)密度2.72；遇冷稀鹽酸強(qiáng)烈起泡。41 方解石42 方解石43方解石44方解石45 白云石：Ca CO3MgCO3，單晶為菱面體，通常為塊狀或粒狀集合體；一般為白色，因含F(xiàn)e常呈褐色；玻璃光澤；硬度3.54；解理完全；相對(duì)密度2.853.1，隨含鐵量增高而增大。46滑 石：Mg3Si4O10(OH)2，單晶體為片狀，通常為鱗片狀、放射狀、纖維狀、塊狀等集合體；無色或白色；解理面為珍珠光澤；硬度1；平行片狀方向有一組中等解理；薄片具撓性；相對(duì)密度為2.582.55?；?石47蛇紋石：Mg6Si4O10(OH)8 ，一般為細(xì)鱗片狀、顯微鱗片狀以及致密塊狀集合體，呈纖維狀集合體者稱蛇紋石石棉；黃綠色，或深或淺；塊狀者常具油脂光澤，纖維狀者為絲絹光澤；硬度2.53.5；相對(duì)密度2.83。48蛇紋石49綠泥石： 常呈鱗片狀集合體；綠色，深淺隨含鐵量的變化而不同；解理面上為珍珠光澤；有平行片狀方向的解理；硬度23；相對(duì)密度2.63.3；薄片具撓性。50綠泥石51 石 膏：CaSO42H2O，