工程地質(zhì)學-礦物和巖石

1、第一章礦物和巖石第一節(jié)主要造巖礦物、定義：在地質(zhì)作用下形成的具有一定化學成分和物理性質(zhì)的天然均質(zhì)體，叫礦物。、物理性質(zhì)：（一）（一）晶體形態(tài)：非晶體礦物（組成礦物 的質(zhì)點為無序排列）：火山玻璃、膠體蛋白 晶體礦物（組成礦物的 質(zhì)點為有序排列）針狀、柱狀單體片狀、板狀立方體、菱面體幾何體：纖維狀、鱗片 狀、粒狀、塊狀、土狀、鐘乳狀（二）光學性質(zhì):自色：礦物吸收某一波 長的光波后，其余光波 的混合色。1、顏色 它色：礦物中混入色素 離子的顏色。假色：礦物表面氧化反 應(yīng)后的顏色2、條痕：礦物粉末的顏色。玲心、 晶面光澤：玻璃光澤、珍珠光澤單體光澤3、光澤：礦物表面反射 光的能力：.斷口光澤：油脂光澤

2、幾何體光澤：絲絹光澤 、土狀光澤透明4、透明度：礦物透射光 的程度：半透明不透明（三）力學性質(zhì)1、硬度：抵抗外力刻劃的能力（在晶面上）摩氏硬度：滑石石膏方解石螢石磷灰石正長石石英黃玉剛玉金剛石123456789102、解理：外力敲擊下，沿結(jié)晶薄弱面平行裂開的性能。解理組數(shù)解理交角:角閃石：124 ,56輝石：87 ,93擠完全解理：解理面完全光滑解理程度:完全解理：解理面大部中等解理：解理面平整無解理：解理面肉眼難分光滑光滑較小，斷口發(fā)育見平整光滑處貝殼狀t鋸齒狀3、斷口：外力敲擊下， 沿任意方向的裂開：參差狀平坦狀 彈性撓性滑感（四）其它特殊性質(zhì)：可塑性磁性心方解石：遇稀鹽酸劇烈 氣泡化學反

3、應(yīng)： 白云石：遇鎂試劑變藍三、常見礦物的簡易鑒定1、淺色礦物：石英 正長石 斜長石 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 肉紅色 灰白色 菱面體 彎曲菱面體 薄片狀 絲絹光澤 有滑感 斷口油脂光澤 兩組解理 遇HCL起泡 遇鎂試劑變蘭 珍珠光澤 無解理白色彈性2、暗色礦物：橄欖石角閃右黑云母綠泥石硬度大硬度小顆粒狀短柱狀長柱狀薄片狀薄片狀半透明解理交角近90o解理交角124o彈性 撓性橄欖綠色多為黑色黑綠色黑色墨綠色珍珠光澤第二節(jié)巖漿巖巖石：造巖礦物的天然集合體。一、巖漿、巖漿作用、巖漿巖1、巖漿：地殼深處局部地段高溫、高壓的熔融物質(zhì)。2、巖漿作用：巖漿形成、演化、

4、運動、直到冷凝成巖的全過程。噴出巖（噴出地表面）3、巖漿巖：巖漿冷凝后 形成的巖石：口、山 淺成巖（地表面至地下 3Km） 侵入巖：深成巖（地下3Km以下）二、巖漿巖產(chǎn)狀巖漿巖產(chǎn)狀深成巖巖基巖株2100 Km.2100 Km巖床、巖盆（順著巖層 間）/又取石巖墻、巖脈（順著斷層 間）侵入巖熔巖被噴出巖：熔巖原（稀性巖漿）熔巖流火山石塊 100mm附：噴出物：火山彈2T00mm火山灰 2mm1巖基；2 巖株；3巖盤4 巖床；5巖墻；6 火山頸7 巖鐘；8巖流；9 俘虜體 三、巖漿巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造1、礦物成分:淺色礦物：石英、正長石、斜長石、白云母 暗色礦物：橄欖石、輝石、角閃石、黑云母共

5、占92%附：礦物的共生組合關(guān)系（美國：鮑文）1300 暗色礦物石 石母欖L衣橄輝角黑淺色礦物 巖類 一超基性巖基性斜長石=基性巖申性人長石n中性巖酸性由長石）正與石I白與母 r o酸性巖石英）2、結(jié)構(gòu)：指巖石中礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、晶體形態(tài)、相互關(guān)系全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)（1）結(jié)晶程度：半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)粗粒結(jié)構(gòu):（中粒結(jié)構(gòu): 絕對大小,、” 細粒結(jié)構(gòu):5mm1 5mm0.1 1mm（2）顆粒大?。何⒘＝Y(jié)構(gòu)：0.1mm等粒結(jié)構(gòu)相對大小斑狀結(jié)構(gòu)似斑狀結(jié)構(gòu)3、構(gòu)造：巖石中礦物或其它組分在空間的排列與充填方式塊狀構(gòu)造：礦物分布各向均一。流紋狀構(gòu)造：巖石中拉扁氣孔、不同色帶的平行排列氣孔狀構(gòu)造：巖石中含 有

6、的原狀氣孔杏仁狀構(gòu)造：巖石中原狀氣孔被后期物質(zhì)充填四、巖漿巖的分類:酸性巖中性巖基性巖超基性巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造噴出巖流紋巖安山巖玄武巖少見非品 半晶 隱晶氣孔、流紋 杏仁狀 塊狀淺成巖花崗斑巖閃長璘巖輝綠巖少見斑狀 微粒塊狀深成巖花崗巖閃長巖輝長巖橄欖巖 輝巖細粒 中粒 粗粒塊狀主要礦物成分（10%以上）石英 正長石 斜長石角閃后 斜長石輝后 斜長石橄欖石 輝后第三節(jié)沉積巖、定義：沉積巖是指在地表或近地表的常溫常壓條件下，原巖經(jīng)風化、搬運、 沉積、成巖作用形成的巖石。、沉積巖形成過程1、1、風化作用：指原巖在自然因素作用下（如：水、空氣、太陽能、生物 等），產(chǎn)生的機械破碎和化學成分改變的過程。物理風化

7、機械破碎形成碎屑0.005mm) 碎屑巖化學風化成分改變仃膠體、細碎屑 粘土物質(zhì) 粘土巖真浴服披解物質(zhì)（Ca2 ,Mg2等） 化學巖生物風化生物物理風化生物化學風化2、搬運和沉積作用：指各種外營力（如：流水、風、冰川、重力、生物等）將風化產(chǎn)物搬到低凹地方沉積起來的過程。機械搬運和沉積流水的搬運和沉積分選性沿途重力沉積分異磨圓性搬運工程中被磨蝕球化的程度風的搬運和沉積化學搬運和沉積流水來搬運和沉積膠體 濃度和電荷改變時絮凝 。（1 100 m）真溶液取決于溶解度，過飽和時結(jié)晶（主要因湖、海蒸 發(fā)，水體濃縮）上游中游下游?？诤Ｅ璧仄?、卵石、礫石為主礫石、砂為主砂、土為主鹽類結(jié)晶礦物礦物成分復雜一

8、礦物成分單一沉積分異現(xiàn)象2、成巖作用：指松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)閳杂矌r石的過程。壓固脫水作用：上覆壓 力使沉積物孔隙減小，水分排出，密度增大。松散顆粒被孔隙中化學沉淀物質(zhì)或其它物質(zhì)膠結(jié)在一起。膠結(jié)作用：膠結(jié)成分：SiO2、Fe2O3、FeO、CaCO3、CaSO4、C、粘土膠結(jié)類型：基底式、孔 隙式、接觸式重結(jié)晶作用膠體在壓力下脫水，膠真溶液：因濃度過飽和體質(zhì)點重新排列成晶體，SiO2石英而析出晶體生成新礦物：沉積環(huán)境 下，一些不穩(wěn)定礦物轉(zhuǎn) 變成新的穩(wěn)定礦物。如：文石 方解石三、沉積巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造碎屑巖：石英為主，可1、礦物成分 粘土巖：粘土礦物為主 化學巖：方解石、白云有長石（正長石、斜長

9、 （高嶺石、蒙脫石、伊 石、石膏、巖鹽、生物石）、白云母等利石），可有白云母等 碎屑、有機質(zhì)。2、結(jié)構(gòu)：主要指顆粒大小和形態(tài)礫狀結(jié)構(gòu)角礫狀結(jié)構(gòu)圓礫狀結(jié)構(gòu)粗砂狀結(jié)構(gòu)碎屑結(jié)構(gòu)砂狀結(jié)構(gòu)中砂狀結(jié)構(gòu) 細砂狀結(jié)構(gòu)2mm,棱角狀2 mm,圓狀2 0.5mm0.5 0.25mm0.25 0.075mm粉砂狀結(jié)構(gòu)0.075 0.005mm泥狀結(jié)構(gòu)：0.005mm結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)化學結(jié)構(gòu)：同生礫狀結(jié)構(gòu)顯晶化學結(jié)構(gòu)0.005mm隱晶化學結(jié)構(gòu)0.005mm竹葉狀結(jié)構(gòu)酬狀結(jié)構(gòu)生物化學結(jié)構(gòu)（指含生物化石）3、構(gòu)造：指組成部分在空間的排列組合方式(1)巖層：指一個基本穩(wěn)定的物理條件(沉積環(huán)境和物質(zhì)來源)下，形成的沉 積單位，由

10、成分基本均勻一致的巖石組成的巖石層，層與層之間由 層面分開。巨厚層D 1m厚層D 1 0.5m巖層按厚度劃分中厚層D 0.5 0.1m薄層 D 0.1 0.001m微層(紋層)D 0.001m(2)層理構(gòu)造：指巖層中因成分、粒度、顏色發(fā)生變化而表現(xiàn)出來的紋理水平層理 單斜層理 交錯層理 波狀層理(3)塊狀構(gòu)造：無層理，各向均一波痕(4)層面構(gòu)造泥裂蟲跡(5)化石與結(jié)核化石：生物遺體或遺跡 或遺跡被后期化學成分 置換石化 結(jié)核：成巖時，某些膠 體聚集而成。四、沉積巖分類:礫狀結(jié)構(gòu)角礫狀結(jié)構(gòu)圓礫狀結(jié)構(gòu)角礫巖 礫巖粗砂狀結(jié)構(gòu)1.碎屑巖類砂狀結(jié)構(gòu)中砂狀結(jié)構(gòu) 細砂狀結(jié)構(gòu)石英砂巖：石英95%粗砂巖,長后砂

11、巖：石英50%中砂巖再分“二長石25%細砂巖巖屑砂巖：石英50%巖屑25%粉砂狀結(jié)構(gòu)粉砂巖2.粘土巖類:泥狀結(jié)構(gòu)無層理有層理泥巖頁巖結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)白云巖、泥質(zhì)白云巖（含泥） 石灰?guī)r、泥灰?guī)r（含泥）3化學巖類:同生礫狀結(jié)構(gòu)竹葉狀結(jié)構(gòu)竹葉狀灰?guī)r酗狀結(jié)構(gòu)鮑狀灰?guī)r生物化學結(jié)構(gòu)生物碎屑灰?guī)r第四節(jié)變質(zhì)巖、定義：變質(zhì)巖：指在變質(zhì)作用下形成的新巖石變質(zhì)作用：指變質(zhì)因素作用下，巖石性質(zhì)發(fā)生改變的過程。、變質(zhì)作用因素:1、溫度：150c地熱增溫 巖漿活動 斷層運動700C-900C成巖作用變質(zhì)作用融化成巖漿非品質(zhì)結(jié)晶質(zhì)溫度變質(zhì)結(jié)果礦物重結(jié)晶隱品質(zhì) 顯品質(zhì)細晶 粗晶生成新礦物：如：高嶺石紅柱石靜壓力：由上覆巖層壓 力

12、形成。12千巴1萬巴（1巴=2.7Kg/cm2）2、壓力：深:4 7Km35Km,如：紅柱石（比重3.1） 蘭晶石（比重3.6）定向壓力：由構(gòu)造運動 和巖漿侵入引起的具有一定方向的壓力。地殼淺層：靜壓力小，巖石相對脆性。一定向壓力造成巖石、礦物變形、破碎 地殼深層：靜壓力大，巖石相對塑性。一定向壓力造成巖石中礦物平行定向排 列，形成片理構(gòu)造。即：礦物在平行壓力方向溶解（壓溶），在垂直壓力方向重結(jié)晶，并平行定向 排列。例如：角閃石的排列 於於閃長巖閃長片麻巖3 、化學活潑性流體：主要為巖漿中逸出的熱水溶液和汽體一與圍巖產(chǎn)生化學反應(yīng)，生成新礦物。如：3MgCO3+4SiO2+H2O-MgSi4OO

13、H 2+3CO熱接觸變質(zhì)作用 交代變質(zhì)作用 三、變質(zhì)作用類型： 動力變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用 混合巖化作用主要有巖漿的溫度引起主要有巖漿逸出的化學流體引起。主要有地殼淺層的定向 壓力引起。主要有地殼深層的定向 壓力、地溫及熱水溶液 引起。局部巖漿侵入變質(zhì)巖引起的進一步變質(zhì)作用。特征變質(zhì)礦物：滑石、八 紅柱石、蘭晶石、陽起1、礦物成分：r r 一 r t t巖漿巖、沉積巖中常見白云石、角閃石、輝石綠泥石、絹云母、石榴子石、石、綠簾石、透閃石等礦物：石英、長石、云 母、方解石、四、變質(zhì)巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造變余結(jié)構(gòu)：指仍保留原 巖顆粒大小和形態(tài)，但 有成分改變。變晶結(jié)構(gòu):礦物成分、顆粒大小和形態(tài)均變

14、化2、結(jié)構(gòu)粗粒變晶,（中粒變晶 大?。海?、一 細粒變晶 顯微變晶斑狀變晶3mm3 1mm1mm（肉眼不可見）形態(tài)：鱗片狀變晶柱狀變晶碎裂結(jié)構(gòu)：壓力使原巖碎裂的結(jié)構(gòu)糜棱結(jié)構(gòu)：原巖破碎成小于0.25mmW微粒。出現(xiàn)在斷層破碎帶片理構(gòu)造：巖石中的片、柱、針狀礦物的平行 排列現(xiàn)象。板狀構(gòu)造：平行薄板狀。千枚狀構(gòu)造：波狀起伏，絲絹光澤。3、構(gòu)造片狀構(gòu)造：三-二二三=片柱狀礦物平行排列延伸長，粒狀礦物少。片麻狀構(gòu)造：慳1片柱狀礦物平行排列延伸短、粒狀礦物多塊狀構(gòu)造：礦物無平行定向排列。（受溫度、化學流體影響）混合巖化構(gòu)造條子受?漿體:變質(zhì)中呈條帶丫布。眼球狀構(gòu)造 巖漿體在變質(zhì)巖中呈透鏡狀分布。五、變質(zhì)巖分類：（按成因分類）1、熱接觸變質(zhì)巖大理巖石英巖云英巖2、交代變質(zhì)巖塊狀構(gòu)造蛇紋巖3、動力變質(zhì)巖斷層角礫巖 糜棱巖板巖千枚巖滑石片巖小山綠泥石片巖 片石一Ez山4、區(qū)域變質(zhì)石：玄母片石角閃石片巖 片理構(gòu)造花崗片麻巖片麻巖閃長片麻巖輝長片麻巖5、混合變質(zhì)巖條帶狀變質(zhì)巖眼球狀變質(zhì)巖三大巖類簡易區(qū)別巖漿巖花崗巖石英、長石顯晶質(zhì)按礦物共生組合關(guān)系分類正長石斜長