工程地質(zhì)學(xué)課件 第二章礦物巖石及其工程地質(zhì)特征

第二章礦物、巖石及其工程地質(zhì)特征2.1概述礦物是自然產(chǎn)出且內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（原子、離子）排列有序的均勻固體。巖石（rock）---- 固態(tài)礦物或礦物的混合物按照一定的方式結(jié)合而成。是構(gòu)成地殼和上地幔的物質(zhì)基礎(chǔ)。

巖石按成因分成巖漿巖（火成巖）、沉積巖和變質(zhì)巖三大類(lèi)。第二章礦物、巖石及其工程地質(zhì)特征2.1概述巖石按成12.2礦物礦物是自然產(chǎn)出且內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（原子、離子）排列有序的均勻固體。所謂自然產(chǎn)出是指地球中的礦物都是由地質(zhì)作用形成的。所謂內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列有序的均勻固體，即晶體2.2礦物礦物是自然產(chǎn)出且內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（原子、離子）排列有序的均2礦物的形態(tài)及主要物理性質(zhì)形態(tài)：礦物千姿百態(tài)，就其單體而言，它們的大小懸殊，有的肉眼或用一般的放大鏡可見(jiàn)（顯晶），有的需藉助顯微鏡或電子顯微鏡辨認(rèn)（隱晶）；有的晶形完好，呈規(guī)則的幾何多面體形態(tài)；有的呈不規(guī)則的顆粒，存在于巖石或土壤之中。礦物單體形態(tài)大體上可分為三向等長(zhǎng)（如粒狀）、二向延展（如板狀﹑片狀）和一向伸長(zhǎng)（如柱狀﹑針狀﹑纖維狀）3種類(lèi)型。礦物的形態(tài)及主要物理性質(zhì)形態(tài)：礦物千姿百態(tài)，就其單體而言，它3礦物的形態(tài)礦物的形態(tài)4工程地質(zhì)學(xué)課件第二章礦物巖石及其工程地質(zhì)特征5長(zhǎng)期以來(lái)，人們根據(jù)物理性質(zhì)來(lái)識(shí)別礦物，如顏色﹑光澤﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是礦物肉眼鑒定的重要標(biāo)志。顏色：礦物的顏色多種多樣。呈色的原因，一類(lèi)是白色光通過(guò)礦物時(shí)，內(nèi)部發(fā)生電子躍遷過(guò)程而引起對(duì)不同色光的選擇性吸收所致；另一類(lèi)則是物理光學(xué)過(guò)程所致。長(zhǎng)期以來(lái)，人們根據(jù)物理性質(zhì)來(lái)識(shí)別礦物，如顏色﹑光澤﹑硬度﹑解6不同顏色的綠柱石不同顏色的綠柱石7不同顏色的水晶不同顏色的水晶8條痕：指礦物在白色無(wú)釉的瓷板上劃擦?xí)r所留下的粉末痕跡。條痕色可消除假色，減弱他色，通常用于礦物鑒定。條痕：指礦物在白色無(wú)釉的瓷板上劃擦?xí)r所留下的粉末痕跡。條痕色9光澤：指礦物表面反射可見(jiàn)光的能力透明度：指礦物透過(guò)可見(jiàn)光的程度。光澤：指礦物表面反射可見(jiàn)光的能力10斷口﹑解理與裂理：礦物在外力作用如敲打下，沿任意方向產(chǎn)生的各種斷面稱為斷口。在外力作用下，礦物晶體沿著一定的結(jié)晶學(xué)平面破裂的固有特性稱為解理。裂理也稱裂開(kāi)，是礦物晶體在外力作用下，沿一定的結(jié)晶學(xué)平面破裂的非固有性質(zhì)斷口﹑解理與裂理：礦物在外力作用如敲打下，沿任意方向產(chǎn)生的各11硬度：是指礦物抵抗外力作用（如刻劃﹑壓入﹑研磨)）的機(jī)械強(qiáng)度硬度：是指礦物抵抗外力作用（如刻劃﹑壓入﹑研磨)）的機(jī)械強(qiáng)度12比重：指礦物與同體積水在4℃時(shí)重量之比四性：彈性、撓性、脆性、延性磁性：根據(jù)礦物在被外磁場(chǎng)所磁化時(shí)表現(xiàn)的性質(zhì)也不相同，可分為抗磁性（如石鹽）﹑順磁性（如黑云母）﹑反鐵磁性（如赤鐵礦）﹑鐵磁性（如自然鐵）和亞鐵磁性（如磁鐵礦）比重：指礦物與同體積水在4℃時(shí)重量之比13發(fā)光性: 一些礦物受外來(lái)能量激發(fā)能發(fā)出可見(jiàn)光。加熱﹑摩擦以及陰極射線﹑紫外線﹑X射線的照射都是激發(fā)礦物發(fā)光的因素。激發(fā)停止，發(fā)光即停止的稱為螢光；激發(fā)停止發(fā)光仍可持續(xù)一段時(shí)間的稱為燐光。礦物發(fā)光性可用于礦物鑒定﹑找礦和選礦。發(fā)光性: 一些礦物受外來(lái)能量激發(fā)能發(fā)出可見(jiàn)光。加熱﹑摩擦以及14常見(jiàn)的造巖礦物構(gòu)成巖石主要成分的礦物，稱造巖礦物。自然界中的礦物種類(lèi)極多，但造巖礦物種類(lèi)卻少，僅有二、三十種。其中最重要的有七種造巖礦物：正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石（二者又統(tǒng)稱長(zhǎng)石類(lèi)礦物）、石英、角閃石類(lèi)礦物（主要是普通角閃石）、輝石類(lèi)礦物（主要是普通輝石）、橄欖石、方解石。常見(jiàn)的造巖礦物構(gòu)成巖石主要成分的礦物，稱造巖礦物。自然界中的15斜長(zhǎng)石斜長(zhǎng)石16鉀鹽正長(zhǎng)石鉀鹽正長(zhǎng)石17鈣長(zhǎng)石鈣長(zhǎng)石18石英當(dāng)二氧化硅結(jié)晶完美時(shí)就是水晶；結(jié)晶不完美的就是石英：二氧化硅膠化脫水后就是瑪瑙；二氧化硅含水的膠體凝固后就成為蛋白石；二氧化硅晶粒小于幾微米時(shí)，就組成玉髓、燧石、次生石英巖。石英當(dāng)二氧化硅結(jié)晶完美時(shí)就是水晶；結(jié)晶不完美的就是石英：二氧19 普通角閃石 普通角閃石20 普通輝石 普通輝石21 橄欖石 橄欖石22方解石方解石232.3巖石2.3巖石24巖漿與巖漿巖 巖漿主要由硅酸巖和一些揮發(fā)份組成。SiO2是硅酸鹽的主要成分，它與Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O等其他氧化物結(jié)合，組成各種不同的硅酸鹽礦物。其中，SiO2的含量是劃分巖漿巖大類(lèi)的主要因素。SiO2含量高，酸性程度也隨之升高。巖漿與巖漿巖 巖漿主要由硅酸巖和一些揮發(fā)份組成。SiO2是硅25巖漿巖漿26巖漿冷卻后的痕跡巖漿冷卻后的痕跡272.3.1巖漿巖2.3.1巖漿巖28巖漿巖巖漿巖29巖漿巖巖漿巖30 巖漿巖家族的劃分第一種分類(lèi)方法：把巖漿巖按酸度分成四大類(lèi)，然后再按堿度把每大類(lèi)巖石分出幾個(gè)巖類(lèi)第二種分類(lèi)方法：根據(jù)產(chǎn)狀，也就是根據(jù)巖石侵入到地下還是噴出到地表，巖漿巖又可以分為侵入巖和噴出巖。 巖漿巖家族的劃分第一種分類(lèi)方法：把巖漿巖按酸度分成四大類(lèi)，31一般按巖石中SiO2的含量將其分為：

酸性、中性、基性、超基性巖漿巖酸性巖漿巖，SiO2大于65％，淺色礦物為主；中性巖漿巖，SiO2=52—65％，一般淺色礦物稍多于暗色礦物，或大致相等；基性巖漿巖，SiO2=45—52％，一般暗色礦物與淺色礦物大致相等或前者稍多；超基性巖漿巖，SiO2小于45％，一般無(wú)淺色礦物或極少，主要由暗色礦物組成。少數(shù)巖石鉀、鈉含量特高，稱堿性巖一般按巖石中SiO2的含量將其分為：酸性巖漿巖，SiO2大32工程地質(zhì)學(xué)課件第二章礦物巖石及其工程地質(zhì)特征33按照巖漿巖的產(chǎn)狀劃分：噴出巖extrusiverock----

巖漿噴出地表后冷凝形成的巖石侵入巖intrusiverocks----

未噴出地表，在地下深處冷凝固結(jié)的巖石按照巖漿巖的產(chǎn)狀劃分：噴出巖extrusiverock--34 巖漿巖的基本特怔巖漿巖是由巖漿直接冷凝形成的巖石，因此，具有反映巖漿冷凝環(huán)境和形成過(guò)程所留下的特征和痕跡，與沉積巖和變質(zhì)巖有明顯的區(qū)別。 巖漿巖的基本特怔巖漿巖是由巖漿直接冷凝形成的巖石，因此，具35巖漿巖的基本特怔大部分巖漿巖都是塊狀結(jié)晶的巖石，只有少數(shù)急速冷卻形成的玻璃質(zhì)巖石，如黑耀巖，外貌象瀝青，就是完全由玻璃質(zhì)組成的，這種玻璃質(zhì)巖石一般只形成在巖漿巖中。巖漿巖中有一些自己特有的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征，比如：氣孔狀構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造、流紋構(gòu)造、繩狀構(gòu)造、枕狀構(gòu)造，這些特殊的構(gòu)造只存在于巖漿巖中。巖漿巖的基本特怔大部分巖漿巖都是塊狀結(jié)晶的巖石，只有少數(shù)急速36巖漿巖的基本特怔巖漿巖中除了具有特有的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造之外，還有一些特有的礦物， 如霞石、白榴石等只有在偏堿性的巖漿巖中才能見(jiàn)到。巖漿巖不論侵入到地下，還是噴出到地表，它們和周?chē)膸r石之間都有明顯的界限。包括整合侵入和不整合侵入。圍巖的碎塊常被帶到巖漿中，成為巖漿的捕虜體。但是生物化石和生物活動(dòng)遺跡在巖漿巖中是不存在的。巖漿巖的基本特怔巖漿巖中除了具有特有的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造之外，還有一37火山災(zāi)害火山災(zāi)害38火山災(zāi)害火山災(zāi)害有兩大類(lèi)，一類(lèi)是由于火山噴發(fā)本身造成直接災(zāi)害，另一類(lèi)是由于火山噴發(fā)而引起的間接災(zāi)害，實(shí)際上，在火山噴發(fā)時(shí)，這兩類(lèi)災(zāi)害常常是兼而有之?；鹕綖?zāi)害火山災(zāi)害有兩大類(lèi)，一類(lèi)是由于火山噴發(fā)本身造成直接災(zāi)害39火山災(zāi)害火山碎屑流災(zāi)害火山熔巖流災(zāi)害火山碎屑和火山灰災(zāi)火山引發(fā)泥石流災(zāi)害火山噴氣災(zāi)害火山災(zāi)害火山碎屑流災(zāi)害402.3.2沉積巖沉積巖是指成層堆積的松散沉積物固結(jié)而成的巖石。曾稱水成巖。是組成地殼的三大巖類(lèi)(火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖)之一。在陸地上出露的面積約占75%，火成巖和變質(zhì)巖只有25%。但是在地殼中沉積巖的體積只占5%左右，其余兩類(lèi)巖石約占95%。沉積巖種類(lèi)很多，其中最常見(jiàn)的是頁(yè)巖、砂巖和石灰?guī)r，它們占沉積巖總數(shù)的95%。2.3.2沉積巖沉積巖是指成層堆積的松散沉積物固結(jié)而成的巖石41沉積巖沉積巖42沉積巖的礦物成分沉積巖中已發(fā)現(xiàn)的礦物達(dá)160種以上，但常見(jiàn)的只有20余種。沉積巖對(duì)巖漿巖的礦物成分而言，既存在著繼承性，又有差異性（表1）。（1）橄欖石、普通輝石和普通角閃石等暗色鐵鎂礦物，在巖漿巖中大量存在，但在沉積巖中含量極少。（2）石英、鉀長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石和白云母等淺色礦物在巖漿巖和沉積巖中均廣泛存在。（3）在沉積作用過(guò)程中新生成的自生礦物，如某些氧化物和氫氧化物、粘土礦物、鹽類(lèi)礦物、碳酸鹽礦物，它們是沉積巖的主要礦物成分，但在巖漿巖中極少或缺乏。沉積巖的礦物成分沉積巖中已發(fā)現(xiàn)的礦物達(dá)160種以上，但常見(jiàn)的43工程地質(zhì)學(xué)課件第二章礦物巖石及其工程地質(zhì)特征44 沉積巖結(jié)構(gòu) 沉積巖的結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成沉積巖顆粒的性質(zhì)、大小、形態(tài)及相互關(guān)系。沉積巖的主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型有：碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、粒屑結(jié)構(gòu)、晶粒結(jié)構(gòu)、生物骨架結(jié)構(gòu)和火山碎屑結(jié)構(gòu)。 沉積巖結(jié)構(gòu) 沉積巖的結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成沉積巖顆粒的性質(zhì)、大小、形45沉積巖的構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造是指沉積物沉積時(shí)或沉積后，由于物理、化學(xué)和生物作用形成，顯示巖石各組成部分分布和排列方式的各種宏觀特征。固結(jié)成巖前形成的構(gòu)造為原生構(gòu)造，固結(jié)成巖之后形成的構(gòu)造為次生構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造是指沉積物沉積時(shí)或沉積后，由于物理46（一）層理構(gòu)造層理由沉積物的成分、結(jié)構(gòu)、顏色、層的厚度以及形態(tài)沿垂向上的變化而顯示出來(lái)。層理構(gòu)造是沉積巖中最重要的一種構(gòu)造。（一）層理構(gòu)造層理由沉積物的成分、結(jié)構(gòu)、顏色、層的厚度以及形47美國(guó)猶他州拱門(mén)國(guó)家公園，拱門(mén)，粗砂巖的平行層理美國(guó)猶他州拱門(mén)國(guó)家公園，拱門(mén)，粗砂巖的平行層理48山東山旺硅藻土頁(yè)巖中的水平層理山東山旺硅藻土頁(yè)巖中的水平層理49東昆侖湖相沉積物的水平層理東昆侖湖相沉積物的水平層理50砂巖中板狀交錯(cuò)層砂巖中板狀交錯(cuò)層51四川威遠(yuǎn)三疊系砂礫巖大型板狀交錯(cuò)層四川威遠(yuǎn)三疊系砂礫巖大型板狀交錯(cuò)層52楔狀交錯(cuò)層楔狀交錯(cuò)層53槽狀交錯(cuò)層槽狀交錯(cuò)層54波狀交錯(cuò)層波狀交錯(cuò)層55

1板狀交錯(cuò)層；2楔狀交錯(cuò)層；3，4，槽狀交錯(cuò)層；5波狀交錯(cuò)層；小箭頭指向上層面，大箭頭表示水流流向1板狀交錯(cuò)層；2楔狀交錯(cuò)層；3，4，槽狀交錯(cuò)層；5波狀交錯(cuò)56粒序?qū)永砹Ｐ驅(qū)永?7二、層面構(gòu)造層面構(gòu)造包括發(fā)育在沉積巖層頂面和底面的構(gòu)造。二、層面構(gòu)造層面構(gòu)造包括發(fā)育在沉積巖層頂面和底面的構(gòu)造。58波痕波痕59波痕波痕60浪成雙脊槽模浪成雙脊槽模61三、暴露成因的構(gòu)造1．泥裂未固結(jié)的沉積物露出水面，受暴曬發(fā)生收縮和裂開(kāi)，形成的裂縫稱泥裂。2．雨痕和冰雹痕雨滴或冰雹落在濕潤(rùn)而松軟的泥質(zhì)或砂質(zhì)沉積物表面所形成的圓形或橢圓形凹坑。三、暴露成因的構(gòu)造1．泥裂未固結(jié)的沉積物露出水面，受暴62泥裂泥裂63雨痕雨痕64四、化學(xué)成因的構(gòu)造鳥(niǎo)眼構(gòu)造是灰?guī)r或白云巖中，一種形似鳥(niǎo)眼的空洞，其長(zhǎng)軸平行層面排列，空洞內(nèi)充填有清亮、結(jié)晶好的方解石或石膏結(jié)核結(jié)核是一種成分、顏色、結(jié)構(gòu)等方面與圍巖有顯著區(qū)別的自生礦物集合體。縫合線這是在垂直或大體垂直層面的斷面上表現(xiàn)出來(lái)的一種波曲形的線狀細(xì)縫，它實(shí)際是發(fā)育在三度空間中的某個(gè)呈復(fù)雜曲面狀展布的狹窄縫隙與巖層斷面的交線四、化學(xué)成因的構(gòu)造鳥(niǎo)眼構(gòu)造是灰?guī)r或白云巖中，一種形似鳥(niǎo)65鳥(niǎo)眼構(gòu)造鳥(niǎo)眼構(gòu)造66北戴河亮甲山燧石結(jié)核灰?guī)r北戴河亮甲山燧石結(jié)核灰?guī)r67鄂西峽口,燧石結(jié)核鄂西峽口,燧石結(jié)核68鄂西鈣質(zhì)結(jié)核鄂西鈣質(zhì)結(jié)核69鄂西鐵質(zhì)結(jié)核鄂西鐵質(zhì)結(jié)核70縫合線縫合線71五、生物成因構(gòu)造疊層石構(gòu)造痕跡構(gòu)造五、生物成因構(gòu)造疊層石構(gòu)造72疊層石疊層石73痕跡構(gòu)造痕跡構(gòu)造74沉積巖的物質(zhì)成分、顏色物質(zhì)成分：礦物、巖屑、化學(xué)沉淀物、有機(jī)質(zhì)和膠結(jié)物。顏色：決定于沉積顆粒成分，膠結(jié)物成分，沉積環(huán)境。沉積巖的物質(zhì)成分、顏色75沉積巖的分類(lèi)沉積巖的分類(lèi)762.3.3變質(zhì)巖變質(zhì)巖是指受到地球內(nèi)部力量改造而成的新型巖石。這些力量包括溫度、壓力、應(yīng)力的變化、化學(xué)成分。固態(tài)的巖石在地球內(nèi)部的壓力和溫度作用下，發(fā)生物質(zhì)成分的遷移和重結(jié)晶，形成新的礦物組合。2.3.3變質(zhì)巖變質(zhì)巖是指受到地球內(nèi)部力量改造而成的新型巖石77變質(zhì)巖一般變質(zhì)巖分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是變質(zhì)作用作用于巖漿巖（火成巖），形成的變質(zhì)巖成為正變質(zhì)巖；另一類(lèi)是作用于沉積巖，生成的變質(zhì)巖為副變質(zhì)巖。在變質(zhì)作用中，由于溫度、壓力、應(yīng)力和具有化學(xué)活動(dòng)性流體的影響,在基本保持固態(tài)條件下,原巖的化學(xué)成分、成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生不同程度的變化。變質(zhì)巖的主要特征是這類(lèi)巖石大多數(shù)具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)、定向構(gòu)造(如片理、片麻理等)和由變質(zhì)作用形成的特征變質(zhì)礦物如硬柱石等。變質(zhì)巖一般變質(zhì)巖分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是變質(zhì)作用作用于巖漿巖（火成78變質(zhì)巖形成示意圖變質(zhì)巖形成示意圖79 變質(zhì)巖中的片理結(jié)構(gòu) 變質(zhì)巖中的片理結(jié)構(gòu)80

變質(zhì)巖的化學(xué)成分變質(zhì)巖的化學(xué)成分與原巖的化學(xué)成分有密切關(guān)系，同時(shí)與變質(zhì)作用的特點(diǎn)有關(guān)。在變質(zhì)巖的形成過(guò)程中，如無(wú)交代作用（變質(zhì)過(guò)程中，巖石與周?chē)镔|(zhì)（巖漿或其它巖石）發(fā)生物質(zhì)交換。）,除H2O和CO2外，變質(zhì)巖的化學(xué)成分基本取決于原巖的化學(xué)成分;如有交代作用,則既決定于原巖的化學(xué)成，也決定于交代作用的類(lèi)型和強(qiáng)度。變質(zhì)巖的化學(xué)成分變化范圍往往較大。例如,在巖漿巖（超基性巖-酸性巖）形成的變質(zhì)巖中，SiO2含量多為35～78％；在（石英砂巖、硅質(zhì)巖）形成的變質(zhì)巖中，SiO2含量可大于80％；而原巖為純石灰?guī)r時(shí)，則可降低至零 變質(zhì)巖的化學(xué)成分變質(zhì)巖的化學(xué)成分與原巖的化學(xué)成分有密切關(guān)系81變質(zhì)巖的礦物成分變質(zhì)巖除含有角閃石、碳酸鹽類(lèi)等主要造巖礦物外，與巖漿巖和沉積巖相比，變質(zhì)巖中常出現(xiàn)鋁的（紅柱石、藍(lán)晶石、）；不含鐵的鎂硅酸鹽礦物；復(fù)雜的鈣鎂鐵錳鋁的硅酸鹽礦物；鐵鎂鋁的鋁硅酸鹽礦物(堇青石、十字石等)；純鈣的硅酸鹽礦物等；以及主要造巖礦物中的某些特殊礦物（藍(lán)閃石、綠輝石、、硬玉、硬柱石等）。這是變質(zhì)巖礦物成分的主要特點(diǎn)變質(zhì)巖的礦物成分變質(zhì)巖除含有角閃石、碳酸鹽類(lèi)等主要造巖礦物外82變質(zhì)巖的礦物成分變質(zhì)巖的礦物成分，決定于原巖成分和變質(zhì)條件。在變質(zhì)巖中，把具有同一原始化學(xué)成分而礦物共生組合不同的所有變質(zhì)巖，稱為等化學(xué)系列；而把在同一變質(zhì)條件下形成的具有不同礦物共生組合的所有變質(zhì)巖，稱為等物理系列。變質(zhì)巖的礦物成分變質(zhì)巖的礦物成分，決定于原巖成分和變質(zhì)條件。83變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)是指變質(zhì)巖中礦物的粒度、形態(tài)及晶體之間的相互關(guān)系，而構(gòu)造則指變質(zhì)巖中各種礦物的空間分布和排列方式。變質(zhì)巖結(jié)構(gòu)按成因可劃分為:變余結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、變形結(jié)構(gòu)變質(zhì)巖的構(gòu)造，主要有兩大類(lèi)型：塊狀構(gòu)造和定向性構(gòu)造。變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)是指變質(zhì)巖中礦物的粒度、形態(tài)及晶84工程地質(zhì)學(xué)課件第二章礦物巖石及其工程地質(zhì)特征85工程地質(zhì)學(xué)課件第二章礦物巖石及其工程地質(zhì)特征86 變質(zhì)巖分類(lèi) 各種變質(zhì)巖的存在條件，幾乎跟它們的變質(zhì)作用的類(lèi)型有密切關(guān)系，換句話說(shuō)，如果在野外工作時(shí)，能識(shí)別出變質(zhì)作用的類(lèi)型，那么也就大體上能估計(jì)出其中有哪些具體的變質(zhì)巖的種類(lèi)了。 變質(zhì)巖分類(lèi) 各種變質(zhì)巖的存在條件，幾乎跟它們的變質(zhì)作用的類(lèi)87變質(zhì)巖分類(lèi)接觸變質(zhì)作用動(dòng)力變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用混合巖化作用變質(zhì)巖分類(lèi)接觸變質(zhì)作用88常見(jiàn)變質(zhì)巖-板巖常見(jiàn)變質(zhì)巖-板巖89常見(jiàn)變質(zhì)巖-千枚巖常見(jiàn)變質(zhì)巖-千枚巖90常見(jiàn)變質(zhì)巖-片巖常見(jiàn)變質(zhì)巖-片巖91常見(jiàn)變質(zhì)巖-片麻巖常見(jiàn)變質(zhì)巖-片麻巖92常見(jiàn)變質(zhì)巖-角閃巖常見(jiàn)變質(zhì)巖-角閃巖93常見(jiàn)變質(zhì)巖-麻粒巖常見(jiàn)變質(zhì)巖-麻粒巖94常見(jiàn)變質(zhì)巖-石英巖常見(jiàn)變質(zhì)巖-石英巖95常見(jiàn)變質(zhì)巖-大理巖常見(jiàn)變質(zhì)巖-大理巖96常見(jiàn)變質(zhì)巖-角巖常見(jiàn)變質(zhì)巖-角巖97常見(jiàn)變質(zhì)巖-混合巖常見(jiàn)變質(zhì)巖-混合巖98第二章礦物、巖石及其工程地質(zhì)特征2.1概述礦物是自然產(chǎn)出且內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（原子、離子）排列有序的均勻固體。巖石（rock）---- 固態(tài)礦物或礦物的混合物按照一定的方式結(jié)合而成。是構(gòu)成地殼和上地幔的物質(zhì)基礎(chǔ)。

巖石按成因分成巖漿巖（火成巖）、沉積巖和變質(zhì)巖三大類(lèi)。第二章礦物、巖石及其工程地質(zhì)特征2.1概述巖石按成992.2礦物礦物是自然產(chǎn)出且內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（原子、離子）排列有序的均勻固體。所謂自然產(chǎn)出是指地球中的礦物都是由地質(zhì)作用形成的。所謂內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列有序的均勻固體，即晶體2.2礦物礦物是自然產(chǎn)出且內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（原子、離子）排列有序的均100礦物的形態(tài)及主要物理性質(zhì)形態(tài)：礦物千姿百態(tài)，就其單體而言，它們的大小懸殊，有的肉眼或用一般的放大鏡可見(jiàn)（顯晶），有的需藉助顯微鏡或電子顯微鏡辨認(rèn)（隱晶）；有的晶形完好，呈規(guī)則的幾何多面體形態(tài)；有的呈不規(guī)則的顆粒，存在于巖石或土壤之中。礦物單體形態(tài)大體上可分為三向等長(zhǎng)（如粒狀）、二向延展（如板狀﹑片狀）和一向伸長(zhǎng)（如柱狀﹑針狀﹑纖維狀）3種類(lèi)型。礦物的形態(tài)及主要物理性質(zhì)形態(tài)：礦物千姿百態(tài)，就其單體而言，它101礦物的形態(tài)礦物的形態(tài)102工程地質(zhì)學(xué)課件第二章礦物巖石及其工程地質(zhì)特征103長(zhǎng)期以來(lái)，人們根據(jù)物理性質(zhì)來(lái)識(shí)別礦物，如顏色﹑光澤﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是礦物肉眼鑒定的重要標(biāo)志。顏色：礦物的顏色多種多樣。呈色的原因，一類(lèi)是白色光通過(guò)礦物時(shí)，內(nèi)部發(fā)生電子躍遷過(guò)程而引起對(duì)不同色光的選擇性吸收所致；另一類(lèi)則是物理光學(xué)過(guò)程所致。長(zhǎng)期以來(lái)，人們根據(jù)物理性質(zhì)來(lái)識(shí)別礦物，如顏色﹑光澤﹑硬度﹑解104不同顏色的綠柱石不同顏色的綠柱石105不同顏色的水晶不同顏色的水晶106條痕：指礦物在白色無(wú)釉的瓷板上劃擦?xí)r所留下的粉末痕跡。條痕色可消除假色，減弱他色，通常用于礦物鑒定。條痕：指礦物在白色無(wú)釉的瓷板上劃擦?xí)r所留下的粉末痕跡。條痕色107光澤：指礦物表面反射可見(jiàn)光的能力透明度：指礦物透過(guò)可見(jiàn)光的程度。光澤：指礦物表面反射可見(jiàn)光的能力108斷口﹑解理與裂理：礦物在外力作用如敲打下，沿任意方向產(chǎn)生的各種斷面稱為斷口。在外力作用下，礦物晶體沿著一定的結(jié)晶學(xué)平面破裂的固有特性稱為解理。裂理也稱裂開(kāi)，是礦物晶體在外力作用下，沿一定的結(jié)晶學(xué)平面破裂的非固有性質(zhì)斷口﹑解理與裂理：礦物在外力作用如敲打下，沿任意方向產(chǎn)生的各109硬度：是指礦物抵抗外力作用（如刻劃﹑壓入﹑研磨)）的機(jī)械強(qiáng)度硬度：是指礦物抵抗外力作用（如刻劃﹑壓入﹑研磨)）的機(jī)械強(qiáng)度110比重：指礦物與同體積水在4℃時(shí)重量之比四性：彈性、撓性、脆性、延性磁性：根據(jù)礦物在被外磁場(chǎng)所磁化時(shí)表現(xiàn)的性質(zhì)也不相同，可分為抗磁性（如石鹽）﹑順磁性（如黑云母）﹑反鐵磁性（如赤鐵礦）﹑鐵磁性（如自然鐵）和亞鐵磁性（如磁鐵礦）比重：指礦物與同體積水在4℃時(shí)重量之比111發(fā)光性: 一些礦物受外來(lái)能量激發(fā)能發(fā)出可見(jiàn)光。加熱﹑摩擦以及陰極射線﹑紫外線﹑X射線的照射都是激發(fā)礦物發(fā)光的因素。激發(fā)停止，發(fā)光即停止的稱為螢光；激發(fā)停止發(fā)光仍可持續(xù)一段時(shí)間的稱為燐光。礦物發(fā)光性可用于礦物鑒定﹑找礦和選礦。發(fā)光性: 一些礦物受外來(lái)能量激發(fā)能發(fā)出可見(jiàn)光。加熱﹑摩擦以及112常見(jiàn)的造巖礦物構(gòu)成巖石主要成分的礦物，稱造巖礦物。自然界中的礦物種類(lèi)極多，但造巖礦物種類(lèi)卻少，僅有二、三十種。其中最重要的有七種造巖礦物：正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石（二者又統(tǒng)稱長(zhǎng)石類(lèi)礦物）、石英、角閃石類(lèi)礦物（主要是普通角閃石）、輝石類(lèi)礦物（主要是普通輝石）、橄欖石、方解石。常見(jiàn)的造巖礦物構(gòu)成巖石主要成分的礦物，稱造巖礦物。自然界中的113斜長(zhǎng)石斜長(zhǎng)石114鉀鹽正長(zhǎng)石鉀鹽正長(zhǎng)石115鈣長(zhǎng)石鈣長(zhǎng)石116石英當(dāng)二氧化硅結(jié)晶完美時(shí)就是水晶；結(jié)晶不完美的就是石英：二氧化硅膠化脫水后就是瑪瑙；二氧化硅含水的膠體凝固后就成為蛋白石；二氧化硅晶粒小于幾微米時(shí)，就組成玉髓、燧石、次生石英巖。石英當(dāng)二氧化硅結(jié)晶完美時(shí)就是水晶；結(jié)晶不完美的就是石英：二氧117 普通角閃石 普通角閃石118 普通輝石 普通輝石119 橄欖石 橄欖石120方解石方解石1212.3巖石2.3巖石122巖漿與巖漿巖 巖漿主要由硅酸巖和一些揮發(fā)份組成。SiO2是硅酸鹽的主要成分，它與Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O等其他氧化物結(jié)合，組成各種不同的硅酸鹽礦物。其中，SiO2的含量是劃分巖漿巖大類(lèi)的主要因素。SiO2含量高，酸性程度也隨之升高。巖漿與巖漿巖 巖漿主要由硅酸巖和一些揮發(fā)份組成。SiO2是硅123巖漿巖漿124巖漿冷卻后的痕跡巖漿冷卻后的痕跡1252.3.1巖漿巖2.3.1巖漿巖126巖漿巖巖漿巖127巖漿巖巖漿巖128 巖漿巖家族的劃分第一種分類(lèi)方法：把巖漿巖按酸度分成四大類(lèi)，然后再按堿度把每大類(lèi)巖石分出幾個(gè)巖類(lèi)第二種分類(lèi)方法：根據(jù)產(chǎn)狀，也就是根據(jù)巖石侵入到地下還是噴出到地表，巖漿巖又可以分為侵入巖和噴出巖。 巖漿巖家族的劃分第一種分類(lèi)方法：把巖漿巖按酸度分成四大類(lèi)，129一般按巖石中SiO2的含量將其分為：

酸性、中性、基性、超基性巖漿巖酸性巖漿巖，SiO2大于65％，淺色礦物為主；中性巖漿巖，SiO2=52—65％，一般淺色礦物稍多于暗色礦物，或大致相等；基性巖漿巖，SiO2=45—52％，一般暗色礦物與淺色礦物大致相等或前者稍多；超基性巖漿巖，SiO2小于45％，一般無(wú)淺色礦物或極少，主要由暗色礦物組成。少數(shù)巖石鉀、鈉含量特高，稱堿性巖一般按巖石中SiO2的含量將其分為：酸性巖漿巖，SiO2大130工程地質(zhì)學(xué)課件第二章礦物巖石及其工程地質(zhì)特征131按照巖漿巖的產(chǎn)狀劃分：噴出巖extrusiverock----

巖漿噴出地表后冷凝形成的巖石侵入巖intrusiverocks----

未噴出地表，在地下深處冷凝固結(jié)的巖石按照巖漿巖的產(chǎn)狀劃分：噴出巖extrusiverock--132 巖漿巖的基本特怔巖漿巖是由巖漿直接冷凝形成的巖石，因此，具有反映巖漿冷凝環(huán)境和形成過(guò)程所留下的特征和痕跡，與沉積巖和變質(zhì)巖有明顯的區(qū)別。 巖漿巖的基本特怔巖漿巖是由巖漿直接冷凝形成的巖石，因此，具133巖漿巖的基本特怔大部分巖漿巖都是塊狀結(jié)晶的巖石，只有少數(shù)急速冷卻形成的玻璃質(zhì)巖石，如黑耀巖，外貌象瀝青，就是完全由玻璃質(zhì)組成的，這種玻璃質(zhì)巖石一般只形成在巖漿巖中。巖漿巖中有一些自己特有的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征，比如：氣孔狀構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造、流紋構(gòu)造、繩狀構(gòu)造、枕狀構(gòu)造，這些特殊的構(gòu)造只存在于巖漿巖中。巖漿巖的基本特怔大部分巖漿巖都是塊狀結(jié)晶的巖石，只有少數(shù)急速134巖漿巖的基本特怔巖漿巖中除了具有特有的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造之外，還有一些特有的礦物， 如霞石、白榴石等只有在偏堿性的巖漿巖中才能見(jiàn)到。巖漿巖不論侵入到地下，還是噴出到地表，它們和周?chē)膸r石之間都有明顯的界限。包括整合侵入和不整合侵入。圍巖的碎塊常被帶到巖漿中，成為巖漿的捕虜體。但是生物化石和生物活動(dòng)遺跡在巖漿巖中是不存在的。巖漿巖的基本特怔巖漿巖中除了具有特有的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造之外，還有一135火山災(zāi)害火山災(zāi)害136火山災(zāi)害火山災(zāi)害有兩大類(lèi)，一類(lèi)是由于火山噴發(fā)本身造成直接災(zāi)害，另一類(lèi)是由于火山噴發(fā)而引起的間接災(zāi)害，實(shí)際上，在火山噴發(fā)時(shí)，這兩類(lèi)災(zāi)害常常是兼而有之?；鹕綖?zāi)害火山災(zāi)害有兩大類(lèi)，一類(lèi)是由于火山噴發(fā)本身造成直接災(zāi)害137火山災(zāi)害火山碎屑流災(zāi)害火山熔巖流災(zāi)害火山碎屑和火山灰災(zāi)火山引發(fā)泥石流災(zāi)害火山噴氣災(zāi)害火山災(zāi)害火山碎屑流災(zāi)害1382.3.2沉積巖沉積巖是指成層堆積的松散沉積物固結(jié)而成的巖石。曾稱水成巖。是組成地殼的三大巖類(lèi)(火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖)之一。在陸地上出露的面積約占75%，火成巖和變質(zhì)巖只有25%。但是在地殼中沉積巖的體積只占5%左右，其余兩類(lèi)巖石約占95%。沉積巖種類(lèi)很多，其中最常見(jiàn)的是頁(yè)巖、砂巖和石灰?guī)r，它們占沉積巖總數(shù)的95%。2.3.2沉積巖沉積巖是指成層堆積的松散沉積物固結(jié)而成的巖石139沉積巖沉積巖140沉積巖的礦物成分沉積巖中已發(fā)現(xiàn)的礦物達(dá)160種以上，但常見(jiàn)的只有20余種。沉積巖對(duì)巖漿巖的礦物成分而言，既存在著繼承性，又有差異性（表1）。（1）橄欖石、普通輝石和普通角閃石等暗色鐵鎂礦物，在巖漿巖中大量存在，但在沉積巖中含量極少。（2）石英、鉀長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石和白云母等淺色礦物在巖漿巖和沉積巖中均廣泛存在。（3）在沉積作用過(guò)程中新生成的自生礦物，如某些氧化物和氫氧化物、粘土礦物、鹽類(lèi)礦物、碳酸鹽礦物，它們是沉積巖的主要礦物成分，但在巖漿巖中極少或缺乏。沉積巖的礦物成分沉積巖中已發(fā)現(xiàn)的礦物達(dá)160種以上，但常見(jiàn)的141工程地質(zhì)學(xué)課件第二章礦物巖石及其工程地質(zhì)特征142 沉積巖結(jié)構(gòu) 沉積巖的結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成沉積巖顆粒的性質(zhì)、大小、形態(tài)及相互關(guān)系。沉積巖的主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型有：碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、粒屑結(jié)構(gòu)、晶粒結(jié)構(gòu)、生物骨架結(jié)構(gòu)和火山碎屑結(jié)構(gòu)。 沉積巖結(jié)構(gòu) 沉積巖的結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成沉積巖顆粒的性質(zhì)、大小、形143沉積巖的構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造是指沉積物沉積時(shí)或沉積后，由于物理、化學(xué)和生物作用形成，顯示巖石各組成部分分布和排列方式的各種宏觀特征。固結(jié)成巖前形成的構(gòu)造為原生構(gòu)造，固結(jié)成巖之后形成的構(gòu)造為次生構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造是指沉積物沉積時(shí)或沉積后，由于物理144（一）層理構(gòu)造層理由沉積物的成分、結(jié)構(gòu)、顏色、層的厚度以及形態(tài)沿垂向上的變化而顯示出來(lái)。層理構(gòu)造是沉積巖中最重要的一種構(gòu)造。（一）層理構(gòu)造層理由沉積物的成分、結(jié)構(gòu)、顏色、層的厚度以及形145美國(guó)猶他州拱門(mén)國(guó)家公園，拱門(mén)，粗砂巖的平行層理美國(guó)猶他州拱門(mén)國(guó)家公園，拱門(mén)，粗砂巖的平行層理146山東山旺硅藻土頁(yè)巖中的水平層理山東山旺硅藻土頁(yè)巖中的水平層理147東昆侖湖相沉積物的水平層理東昆侖湖相沉積物的水平層理148砂巖中板狀交錯(cuò)層砂巖中板狀交錯(cuò)層149四川威遠(yuǎn)三疊系砂礫巖大型板狀交錯(cuò)層四川威遠(yuǎn)三疊系砂礫巖大型板狀交錯(cuò)層150楔狀交錯(cuò)層楔狀交錯(cuò)層151槽狀交錯(cuò)層槽狀交錯(cuò)層152波狀交錯(cuò)層波狀交錯(cuò)層153

1板狀交錯(cuò)層；2楔狀交錯(cuò)層；3，4，槽狀交錯(cuò)層；5波狀交錯(cuò)層；小箭頭指向上層面，大箭頭表示水流流向1板狀交錯(cuò)層；2楔狀交錯(cuò)層；3，4，槽狀交錯(cuò)層；5波狀交錯(cuò)154粒序?qū)永砹Ｐ驅(qū)永?55二、層面構(gòu)造層面構(gòu)造包括發(fā)育在沉積巖層頂面和底面的構(gòu)造。二、層面構(gòu)造層面構(gòu)造包括發(fā)育在沉積巖層頂面和底面的構(gòu)造。156波痕波痕157波痕波痕158浪成雙脊槽模浪成雙脊槽模159三、暴露成因的構(gòu)造1．泥裂未固結(jié)的沉積物露出水面，受暴曬發(fā)生收縮和裂開(kāi)，形成的裂縫稱泥裂。2．雨痕和冰雹痕雨滴或冰雹落在濕潤(rùn)而松軟的泥質(zhì)或砂質(zhì)沉積物表面所形成的圓形或橢圓形凹坑。三、暴露成因的構(gòu)造1．泥裂未固結(jié)的沉積物露出水面，受暴160泥裂泥裂161雨痕雨痕162四、化學(xué)成因的構(gòu)造鳥(niǎo)眼構(gòu)造是灰?guī)r或白云巖中，一種形似鳥(niǎo)眼的空洞，其長(zhǎng)軸平行層面排列，空洞內(nèi)充填有清亮、結(jié)晶好的方解石或石膏結(jié)核結(jié)核是一種成分、顏色、結(jié)構(gòu)等方面與圍巖有顯著區(qū)別的自生礦物集合體。縫合線這是在垂直或大體垂直層面的斷面上表現(xiàn)出來(lái)的一種波曲形的線狀細(xì)縫，它實(shí)際是發(fā)育在三度空間中的某個(gè)呈復(fù)雜曲面狀展布的狹窄縫隙與巖層斷面的交線四、化學(xué)成因的構(gòu)造鳥(niǎo)眼構(gòu)造是灰?guī)r或白云巖中，一種形似鳥(niǎo)163鳥(niǎo)眼構(gòu)造鳥(niǎo)眼構(gòu)造164北戴河亮甲山燧石結(jié)核灰?guī)r北戴河亮甲山燧石結(jié)核灰?guī)r165鄂西峽口,燧石結(jié)核鄂西峽口,燧石結(jié)核166鄂西鈣質(zhì)結(jié)核鄂西鈣質(zhì)結(jié)核167鄂西鐵質(zhì)結(jié)核鄂西鐵質(zhì)結(jié)核168縫合線縫合線169五、生物成因構(gòu)造疊層石構(gòu)造痕跡構(gòu)造五、生物成因構(gòu)造疊層石構(gòu)造170疊層石疊層石171痕跡構(gòu)造痕跡構(gòu)造172沉積巖的物質(zhì)成分、顏色物質(zhì)成分：礦物、巖屑、化學(xué)沉淀物、有機(jī)質(zhì)和膠結(jié)物。顏色：決定于沉積顆粒成分，膠結(jié)物成分，沉積環(huán)境。沉積巖的物質(zhì)成分、顏色173沉積巖的分類(lèi)沉積巖的分類(lèi)1742.3.3變質(zhì)巖變質(zhì)巖是指受到地球內(nèi)部力量改造而成的新型巖石。這些力量包括溫度、壓力、應(yīng)力的變化、化學(xué)成分。固態(tài)的巖石在地球內(nèi)部的壓力和溫度作用下，發(fā)生物質(zhì)成分的遷移和重結(jié)晶，形成新的礦物組合。2.3.3變質(zhì)巖變質(zhì)巖是指受到地球內(nèi)部力量改造而成的新型巖石175變質(zhì)巖一般變質(zhì)巖分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是變質(zhì)作用作用于巖漿巖（火成巖），形成的變質(zhì)巖成為正變質(zhì)巖；另一類(lèi)是作用于沉積巖，生成的變質(zhì)巖為副變質(zhì)巖。在變質(zhì)作用中，由于溫度、壓力、應(yīng)力和具有化學(xué)活動(dòng)性流體的影響,在基本保持固態(tài)條件下,原巖的化學(xué)成分、成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生不同程度的變化。變質(zhì)巖的主要特征是這類(lèi)巖石大多數(shù)具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)、定向構(gòu)造(