巖漿巖的結(jié)構(gòu)課件

第二章巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)內(nèi)容提要：

一、礦物及其特征二、巖漿巖及其特征三、沉積巖及其特征四、變質(zhì)巖及其特征五、巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)第二章巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)內(nèi)容提要：1巖土體作為地基或建筑結(jié)構(gòu)本身或部分，其工程地質(zhì)性質(zhì)將直接影響工程的設(shè)計(jì)、施工和投資以及穩(wěn)定安全性，也是地質(zhì)學(xué)尤其是工程地質(zhì)學(xué)研究的重要對(duì)象。巖石是地質(zhì)作用形成礦物的集合體。

①一種巖石可由一種礦物或多種不同礦物集合而成，前者稱為單礦巖，后者稱為復(fù)礦巖。

②一種巖石也可由一種或多種礦物的集合體（稱為礦屑），或者由一種或多種巖石的集合體（稱為巖屑）再集合而成，稱為碎屑巖，如火山碎屑巖。按巖石形成原因，可分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。為了充分認(rèn)識(shí)巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)，必須首先從認(rèn)識(shí)礦物開始。

巖土體作為地基或建筑結(jié)構(gòu)本身或部分，其工程地質(zhì)性質(zhì)將直接影響2一、礦物及其特征

(一)礦物的概念礦物是指自然界中因地質(zhì)作用而形成的具有一定化學(xué)成分和物理、化學(xué)與力學(xué)性質(zhì)的天然單質(zhì)或化合物。至今已發(fā)現(xiàn)的礦物有3000多種，目前被利用的只有200多種。能夠組成巖石的礦物稱為造巖礦物；在巖石中經(jīng)常出現(xiàn)、明顯影響巖石性質(zhì)、對(duì)鑒別巖石種類起重要作用的礦物稱為主要造巖礦物，僅有20~30種。一、礦物及其特征3（二）礦物的主要物理性質(zhì)

礦物的物理性質(zhì)主要決定于其化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。礦物的物理性質(zhì)是鑒別礦物的重要依據(jù)。礦物的物理性質(zhì)多種多樣。1.礦物的形態(tài)

（1）按礦物結(jié)晶性質(zhì)劃分為結(jié)晶質(zhì)和非結(jié)晶質(zhì)礦物兩種類型。

①結(jié)晶質(zhì)礦物：組成礦物的質(zhì)點(diǎn)做規(guī)則排列，因此，在適宜的形成環(huán)境下，其外表呈現(xiàn)由一些天然平面（稱為晶面）所包圍而成的固定幾何形態(tài)。

②非結(jié)晶質(zhì)礦物：組成礦物的質(zhì)點(diǎn)不做規(guī)則排列，其外表不具有固定的幾何形態(tài)。

（二）礦物的主要物理性質(zhì)4（2）按組成同一礦物晶體的晶面形狀種類，可分為單形和聚形結(jié)晶質(zhì)礦物兩種

①單形結(jié)晶質(zhì)礦物：由單一形狀的晶面所形成的礦物。

②聚形結(jié)晶質(zhì)礦物：由兩種或以上的單形所形成的礦物。（2）按組成同一礦物晶體的晶面形狀種類，可分為單形和聚形結(jié)晶5（3）礦物在野外的形態(tài)主要包括單體和集合體的形態(tài)

①礦物單體形態(tài)：非晶質(zhì)礦物沒有規(guī)則的單體形態(tài)，而晶質(zhì)礦物具有規(guī)則的單體形態(tài)。晶質(zhì)礦物單體主要包括三種形態(tài)：一向延伸：晶體沿一個(gè)方向發(fā)育。如柱狀角閃石、針狀石膏等。兩向延伸：晶體沿平面兩個(gè)方向發(fā)育均等。如板狀重晶石、片狀云母等。三向延伸：晶體在空間三個(gè)方向發(fā)育均等。如粒狀磁鐵礦等。（3）礦物在野外的形態(tài)主要包括單體和集合體的形態(tài)6②礦物集合體形態(tài)：非晶質(zhì)礦物集合體沒有規(guī)則的形態(tài)，而晶質(zhì)礦物很少以單體形態(tài)出現(xiàn)，所以，晶質(zhì)礦物常按集合體的形態(tài)來識(shí)別。

②礦物集合體形態(tài)：非晶質(zhì)礦物集合體沒有規(guī)則的形態(tài)，而晶質(zhì)礦物72.顏色與條痕

礦物的顏色是礦物在光照下引起光學(xué)效應(yīng)的結(jié)果，不同礦物或同種礦物都會(huì)表現(xiàn)出不同的顏色。自色：礦物本身固有的顏色。它取決于礦物內(nèi)部性質(zhì)，特別是所含色素離子的類別。例如，赤鐵礦之所以呈磚紅色是因?yàn)樗現(xiàn)e3+。他色：由于礦物混入某些雜質(zhì)而引起的，與礦物本身性質(zhì)無關(guān)。假色：由于礦物的內(nèi)部結(jié)晶面或表面的氧化膜對(duì)光的內(nèi)部反射、折射、內(nèi)散射和干涉所引起。其中，由結(jié)晶面所引起的假色稱為暈色；由氧化膜所引起的假色稱為錆色。2.顏色與條痕8條痕：將礦物在素瓷板（即無釉瓷板）上擦劃而留下礦物粉末的痕跡。礦物粉末的顏色呈現(xiàn)其本身固有的顏色，礦物條痕的顏色即為自色，條痕對(duì)鑒定礦物具有重要意義。例如，赤鐵礦有紅色、鋼灰色、鐵黑色等多種顏色，但是，其條痕的顏色卻總是櫻桃紅色。條痕對(duì)于鑒定淺色的透明礦物沒有太大價(jià)值，因?yàn)檫@些礦物的條痕色幾乎都是白色或近于無色，難以區(qū)別。條痕：將礦物在素瓷板（即無釉瓷板）上擦劃而留93.光澤

礦物光澤是指礦物表面對(duì)可見光的反射能力。它的強(qiáng)弱取決于礦物的折射率、吸收系數(shù)和反射率。在礦物學(xué)中，將礦物光澤按反射率大小分為三個(gè)等級(jí)，即金屬光澤、半金屬光澤和非金屬光澤。

（1）金屬光澤：如同金屬拋光表面上的反射光，閃耀奪目。

（2）半金屬光澤：比新鮮金屬拋光面略暗一些，如同陳舊的金屬器皿表面的反射光。

（3）非金屬光澤：如同非金屬拋光表面上的反射光，光澤暗淡。它可再細(xì)分為金剛光澤和玻璃光澤。常見特殊的非金屬光澤包括珍珠光澤、油脂光澤、絲絹光澤、蠟狀光澤和土狀光澤等3.光澤104.透明度礦物透明度是指礦物透過可見光的能力，其大小可用透射系數(shù)表示。為了消除礦物厚度對(duì)透明度的影響，一般以0.03cm薄片厚度作為參考標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此，礦物透明度可分為如下三個(gè)等級(jí)：透明、半透明和不透明。礦物顏色、條痕、光澤與透明度之間存在相互消長(zhǎng)的關(guān)系。

4.透明度115.硬度

礦物的硬度：礦物抵抗外力刻劃、壓入和研磨的能力德國(guó)礦物學(xué)家FriedrichMohs提出采用10種典型礦物來衡量一般礦物相對(duì)硬度即摩氏硬度，這10種礦物的相對(duì)軟硬程度序列就構(gòu)成所謂“摩氏硬度計(jì)。

5.硬度126.解理與斷口

解理：晶質(zhì)礦物在受到外力打擊作用后沿特定方向裂開成平整光滑平面的性質(zhì)。裂開的光滑平面稱為解理面。依據(jù)礦物受打擊后是否易于沿解理面破裂以及解理面的大小和平滑程度，可將解理分成四個(gè)等級(jí)：極完全解理、完全解理、中等解理和不完全解理。6.解理與斷口13斷口：指非晶質(zhì)礦物在受到外力打擊作用后，破裂面方向隨機(jī)且極不平整光滑的性質(zhì)。裂開的不平整也不光滑的面稱為斷口面。根據(jù)斷口的形態(tài)特征，常見如下類型：①貝殼狀斷口；②平坦?fàn)顢嗫?；③參差狀斷口；④鋸齒狀斷口；⑤刀片狀斷口；⑥階梯狀斷口。值得注意：解理和斷口的性質(zhì)此消彼長(zhǎng)。

斷口：指非晶質(zhì)礦物在受到外力打擊作用后，破裂面方向隨機(jī)且極不147.密度和重度

密度：?jiǎn)挝惑w積所含礦物質(zhì)量的多少。相對(duì)密度：指礦物的密度與溫度為4℃時(shí)的純水密度之比，它是一個(gè)無量綱的量。重度：指單位體積礦物的重力大小。依據(jù)礦物相對(duì)密度d，可將礦物劃分為如下三類：

①小密度：d＜2.5，稱為輕礦物，如石鹽等。

②中密度：d=2.5~4.0，大多數(shù)礦物屬于此類，如白云石等。

③大密度：d＞4.0，稱為重礦物，如方鉛礦、黑鎢礦等。

7.密度和重度158.其它物理性質(zhì)

脆性：礦物容易被擊碎或壓碎的性質(zhì)。延性：礦物在應(yīng)力作用下易變形成薄片或細(xì)絲的性質(zhì)。彈性：礦物受力時(shí)發(fā)生變形，而外力釋放后又恢復(fù)原狀的性質(zhì)。撓性或塑性：礦物受力時(shí)發(fā)生變形，而外力釋放后不能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。磁性：礦物顆粒或粉末能為磁鐵所吸引的性質(zhì)。導(dǎo)電性：礦物導(dǎo)電的性質(zhì)。良導(dǎo)體、半導(dǎo)體、不良導(dǎo)體或絕緣體帶電性：礦物帶電的性質(zhì)。熱電性、壓電性。發(fā)光性：礦物在外部作用（如加熱、加壓以及受紫外線、陰極射線和其它短波射線等照射）下發(fā)光的性質(zhì)。所謂螢光，就是當(dāng)激化作用停止時(shí)，礦物發(fā)光現(xiàn)象隨之消失的光學(xué)現(xiàn)象；激化作用停止后，礦物繼續(xù)發(fā)光的光學(xué)現(xiàn)象，稱為磷光。放射性：含放射性元素的礦物所特有的性質(zhì)。8.其它物理性質(zhì)16（三）礦物的主要化學(xué)性質(zhì)

1.固溶體和膠體（1）固溶體：指兩種或兩種以上彼此不能化合的組分相互混溶而形成的均勻固體物質(zhì)。日常所見的合金即是最典型的實(shí)例。

①交替固溶體：其組分間具有共同的結(jié)晶構(gòu)造，即一種組分的原子或離子被另一種組分的原子或離子所替換

②侵入固溶體：一部分雜質(zhì)以機(jī)械混入物形式出現(xiàn)（三）礦物的主要化學(xué)性質(zhì)17（2）膠體指一種或幾種物質(zhì)的微細(xì)質(zhì)點(diǎn)（1~100毫微米，即10-6~10-4mm）分散在另一種物質(zhì)中而形成的不均勻分散體系。這種微細(xì)質(zhì)點(diǎn)稱為膠體顆粒，容納膠體顆粒的物質(zhì)稱為分散介質(zhì)。就膠體的形成過程而言，膠體顆粒通常是原巖或原礦的微細(xì)碎屑，而分散介質(zhì)一般是水，兩者一起便構(gòu)成膠體溶液或溶膠。膠體礦物的化學(xué)成分常常是很不穩(wěn)定的。膠體物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)是沒有規(guī)則排列的，因而屬于非晶質(zhì)。（2）膠體182.類質(zhì)同象和同質(zhì)異象（1）類質(zhì)同象:化學(xué)成分相近、結(jié)晶構(gòu)造相似的兩種或兩種以上的物質(zhì)，在不破壞結(jié)晶構(gòu)造的條件下發(fā)生相互替換的現(xiàn)象，稱為類質(zhì)同象。由其混合形成的混合晶體稱為類質(zhì)同象混合物，如果替換的量很少，則稱為類質(zhì)同象混入物。由于這種替換不破壞結(jié)晶構(gòu)造，因而替換后的晶體的形狀不發(fā)生改變。類質(zhì)同象存在完全類質(zhì)同象和有限類質(zhì)同象兩種類型：2.類質(zhì)同象和同質(zhì)異象19

①完全類質(zhì)同象：兩種組分能以任何比例相互混溶，從而形成連續(xù)的類質(zhì)同象系列。

②有限類質(zhì)同象：兩種組分不能以任何比例相互混溶。值得注意，類質(zhì)同象發(fā)生具有一定規(guī)律。例如，鎘（Cd）經(jīng)常在閃鋅礦中以類質(zhì)同象形式存在，但很少在其它礦物中出現(xiàn)，這是因?yàn)殇\和鎘的離子類型相同、大小相近和電價(jià)相等而容易發(fā)生替換的緣故。①完全類質(zhì)同象：兩種組分能以任何比例相互混溶，從而形20（2）同質(zhì)異象

同質(zhì)異象：在不同的物理化學(xué)條件下，化學(xué)成分相同的物質(zhì)可以生成不同的結(jié)晶構(gòu)造，從而形成具有不同形態(tài)和不同物理性質(zhì)的礦物。最典型的實(shí)例就是金剛石和石墨。（2）同質(zhì)異象213.礦物的雜質(zhì)（1）雜質(zhì)作為構(gòu)造單位存在于礦物結(jié)晶構(gòu)造中，它們是以類質(zhì)同象混入物的形式存在的。（2）雜質(zhì)并不參與礦物的結(jié)晶構(gòu)造，它們或以機(jī)械混入物的形式存在。（3）礦物雜質(zhì)應(yīng)予以足夠的重視，因?yàn)樗鼘?duì)礦物的綜合利用具有重要的意義。一方面，礦物中的某些雜質(zhì)往往是提取稀有元素的重要來源；另一方面，礦物中的某些雜質(zhì)又會(huì)對(duì)冶煉和利用產(chǎn)生某些不利的影響。

3.礦物的雜質(zhì)224.礦物的化學(xué)式

礦物的化學(xué)成分以化學(xué)式表示，兩種表示方法：（1）實(shí)驗(yàn)式：僅表示礦物組成元素的種類和數(shù)量比，如閃鋅礦可表示為ZnS。（2）構(gòu)造式：不僅表示組成礦物化學(xué)元素的種類和數(shù)量比，還反映各元素在分子構(gòu)造中的相互關(guān)系。采用方括號(hào)把絡(luò)合陰離子括出，以此與陽(yáng)離子相區(qū)別。例如，孔雀石可表示為Cu[CO3](OH)2。對(duì)于類質(zhì)同象混合物，將存在等價(jià)替換的原子或離子用圓括號(hào)括出，按含量多少依次排列，并以逗號(hào)分開。如黑鎢礦可表示為(Mn,Fe)[WO4]；如果是離子不等價(jià)替換的類質(zhì)同象，可將極端組分的化學(xué)式都寫出來，中間以圓點(diǎn)分開，并分別以n和（100-n）表示兩個(gè)組分的相對(duì)含量，寫在各自的化學(xué)式之前，如斜長(zhǎng)石可表示為nNa[AlSi3O8]·(100-n)Ca[AlSi3O8]。對(duì)于含水化合物的水分子，一般是寫在化學(xué)式的最后，寫出所含水分子的數(shù)量，并以圓點(diǎn)分開，如石膏可表示為CaSO42H2O；如果是膠體水，水分子數(shù)量通常以n表示，如蛋白石可表示為SiO2·nH2O。4.礦物的化學(xué)式23（四）

礦物分類及鑒定方法

1.礦物分類原則與方法

依據(jù)和原則是它們的相互關(guān)系和共性。常見分類方法：成因分類方法、形態(tài)分類方法、用途分類方法（造礦礦物和造巖礦物）等等。（四）礦物分類及鑒定方法242.礦物的鑒定方法

采用肉眼鑒定方法即礦物外表特征鑒定方法注意問題：（1）礦物的所有物理性質(zhì)在同一礦物上可能不會(huì)全部顯示出來，因此，必須善于抓住礦物的主要特征，（2）應(yīng)充分考慮礦物形成和賦存的環(huán)境，因?yàn)楦鞣N礦物的形成和賦存一般都不是孤立的，在一定地質(zhì)條件下，它們有一定的共生和伴生規(guī)律。（3）同種礦物可能表現(xiàn)部分不同的物理性質(zhì)，而不同礦物可能表現(xiàn)部分相同的物理性質(zhì)。（4）應(yīng)充分綜合考慮礦物物理性質(zhì)之間的相互關(guān)系。2.礦物的鑒定方法25

野外肉眼鑒定礦物帶有較強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性。在野外肉眼鑒定礦物時(shí)，一般按下述順序步驟進(jìn)行：

（1）觀察礦物的光澤。（2）確定礦物硬度。（3）觀察礦物的顏色。（4）觀察礦物的形態(tài)。（5）觀察其它物理性質(zhì)。3.常見礦物及其肉眼鑒定特征

略，見教材野外肉眼鑒定礦物帶有較強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性。在野外肉眼鑒定26二、巖漿巖及其特征

巖漿巖是巖漿作用的結(jié)果，占地殼總質(zhì)量約95%。巖漿是存在于上地幔和地殼深處、以硅酸鹽為主要成分、富含揮發(fā)性物質(zhì)（如H2O、CO2等）、處于高溫（700~1300℃）和高壓（高達(dá)數(shù)千MPa）狀態(tài)下的熔融體。由于侵入和噴出作用，巖漿總是沿地殼薄弱處上升或噴出地表，致使其溫度與壓力急劇下降，揮發(fā)性成分逸出，從而使巖漿冷卻凝固形成巖石，這類巖石被稱為巖漿巖。由于它是巖漿作用（包括火山活動(dòng)）的產(chǎn)物，因此，亦可稱為火成巖。巖漿巖可分為侵入巖和噴出巖兩大類：（1）侵入巖：巖漿侵入到地表以下一定深度（一般小于3km）冷凝而形成的巖漿巖。依據(jù)巖漿侵入深度的不同，它又可分為淺成侵入巖和深成侵入巖。（2）噴出巖：巖漿噴出地表冷凝而形成的巖漿巖。二、巖漿巖及其特征271.巖漿巖的野外產(chǎn)狀巖漿巖的野外產(chǎn)狀是指位于野外的巖漿巖體的幾何形態(tài)及其與圍巖的關(guān)系。由于野外巖漿巖的形成條件和所處地質(zhì)環(huán)境的差異，巖漿巖的野外產(chǎn)狀形形色色，多種多樣。（1）侵入巖產(chǎn)狀主要包括巖基、巖株、巖盤、巖盆、巖床、巖墻等。埋深會(huì)影響巖漿巖的形成，影響它的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。1.巖漿巖的野外產(chǎn)狀（1）侵入巖產(chǎn)狀28（2）噴出巖產(chǎn)狀野外的噴出巖往往呈層狀的熔巖被或熔巖流以及由火山碎屑物形成的火山錐。熔巖被是熔巖大量涌出地表時(shí)覆蓋在廣大地面上的巖漿巖體；熔巖流是熔巖涌出火山口向外流動(dòng)的舌狀巖漿巖體；火山錐是巖漿噴出或溢流出火山口冷凝而成的錐體狀巖漿巖體。溫度和壓力迅速下降，巖漿幾乎來不及結(jié)晶就已冷凝成巖漿巖，所以，噴出巖幾乎都是非晶質(zhì)巖漿巖。由于噴出巖是巖漿在流動(dòng)過程中冷凝形成的，因此，流紋狀構(gòu)造是噴出巖較典型的構(gòu)造。（2）噴出巖產(chǎn)狀292.巖漿巖的物質(zhì)成分

（1）

化學(xué)成分O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Ti和Na等元素在巖漿巖中普遍存在，它們占巖漿巖總量約99.25%，其次為P、H、Mn和Ba等。巖漿巖的化學(xué)成分常用氧化物表示，其中，SiO2的平均含量約為59.14%，其次為Al2O3，約為15.34%。通常根據(jù)SiO2含量將巖漿巖劃分為四類，即超基性巖（SiO2＜45%）、基性巖（45%≤SiO2≤52%）、中性巖（52%≤SiO2≤65%）和酸性巖（SiO2＞65%）。2.巖漿巖的物質(zhì)成分30（2）礦物成分

①硅鋁礦物：礦物中SiO2和Al2O3的含量較高，不含鐵與鎂的氧化物或含量很少，包括石英與長(zhǎng)石類礦物，它們的顏色通常較淺，因此，又稱為淺色礦物。

②硅鎂礦物：礦物中含F(xiàn)eO和MgO較多，SiO2和Al2O3較少，包括橄欖石、輝石、角閃石及黑云母等類礦物，它們的顏色通常較深或暗，因此，又稱為深色或暗色礦物。（2）礦物成分313.巖漿巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

(1)巖漿巖的結(jié)構(gòu):巖漿巖的結(jié)構(gòu)是指組成巖漿巖的礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、形態(tài)及其相互關(guān)系的特征。從不同角度來看，巖漿巖的結(jié)構(gòu)具有不同的分類方法。①按礦物結(jié)晶程度，可分為：全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖漿巖全部由晶體礦物集合而成，它是巖漿在溫度和壓力降低緩慢，結(jié)晶充分的條件下形成的，因此，這種結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在侵入巖，尤其是深成侵入巖中。非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：又稱為玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖漿巖全部由沒有結(jié)晶的礦物集合而成，它是巖漿在溫度和壓力迅速下降時(shí)冷凝形成的，因此，這種結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在噴出巖中，也可出現(xiàn)在淺成侵入巖的上部邊緣。半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖漿巖由結(jié)晶和未結(jié)晶的礦物共同集合而成，多見于噴出巖和淺成侵入巖接觸帶附近。3.巖漿巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造32②按礦物顆粒大小與均勻程度，可分為：

等粒結(jié)構(gòu)組成巖漿巖的礦物全部為晶質(zhì)礦物，呈現(xiàn)粒狀，而且，主要礦物顆粒大小較均勻。在巖漿溫度和壓力較高且緩慢下降的條件下形成的，常出現(xiàn)在深成侵入巖中?？蛇M(jìn)一步分為顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)還可分為粗粒結(jié)構(gòu)（粒徑＞5mm）、中粒結(jié)構(gòu)（粒徑2~5mm）和細(xì)粒結(jié)構(gòu)（粒徑＜2mm）。

②按礦物顆粒大小與均勻程度，可分為：33②按礦物顆粒大小與均勻程度，可分為：

不等粒結(jié)構(gòu)或斑狀結(jié)構(gòu)巖漿巖中較大晶體散布于較細(xì)物質(zhì)之間的結(jié)構(gòu)。如果基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)，則稱為斑狀結(jié)構(gòu)；如果基質(zhì)為顯晶質(zhì)，而且，斑晶與基質(zhì)成分基本相同，則稱為似斑狀結(jié)構(gòu)。斑狀結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在淺成侵入巖中，而似斑狀結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在淺成侵入巖和深成侵入巖上部邊緣中。②按礦物顆粒大小與均勻程度，可分為：34(2)巖漿巖的構(gòu)造：巖漿巖的構(gòu)造是指組成巖漿巖礦物的排列和充填方式引起的巖漿巖外貌特征。常見的有：①塊狀構(gòu)造：礦物沒有一定的排列方向，均勻分布于巖漿巖中，呈致密塊狀。它常出現(xiàn)在侵入巖特別是深成侵入巖中。②流紋狀構(gòu)造：被拉長(zhǎng)的氣孔與長(zhǎng)條狀礦物沿流動(dòng)方向排列，流紋保留在巖漿巖中，常出現(xiàn)在噴出巖中。③氣孔狀構(gòu)造：揮發(fā)性氣體未能及時(shí)逸出，以致在巖漿巖中留下許多球形、橢球形或長(zhǎng)管形的孔洞。常出現(xiàn)在噴出巖中。④杏仁狀構(gòu)造：孔洞（主要由巖漿冷凝時(shí)揮發(fā)性氣體未能及時(shí)逸出而引起的）被后期礦物充填，形似杏仁。常出現(xiàn)噴出巖中。⑤條帶狀構(gòu)造：不同顏色礦物呈現(xiàn)條帶相間分布，常出現(xiàn)在超基性巖和偉晶巖中。值得注意，流紋狀、氣孔狀和杏仁狀構(gòu)造是巖漿巖特有的構(gòu)造，是鑒別巖漿巖的重要標(biāo)志。(2)巖漿巖的構(gòu)造：巖漿巖的構(gòu)造是指組成巖漿巖礦物的排列和充35巖漿巖的結(jié)構(gòu)課件364.巖漿巖分類與命名方法

4.巖漿巖分類與命名方法37巖漿巖命名方法巖漿巖的名稱大體包括基本名稱和附加名稱兩部分：（1）基本名稱：它是巖漿巖命名不可缺少的部分，由巖漿巖中主要礦物決定，反映巖漿巖的基本物質(zhì)組成，也是巖漿巖命名的基本單元，如“花崗巖”、“閃長(zhǎng)巖”等。（2）附加名稱：它是說明巖漿巖不同特征（包括顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及次要礦物）的限定詞，一般置于基本名稱前。按礦物在巖漿巖分類和命名中的作用，可將巖漿巖中礦物分為三類：（1）主要礦物：它是劃分巖漿巖大類和確定巖漿巖基本名稱的依據(jù)。（2）次要礦物：它是劃分巖石類別和確定巖漿巖附加名稱的依據(jù)。（3）副礦物：其含量甚少，通常不足1%，納入命名時(shí)，不受含量限制。巖漿巖命名方法38三、沉積巖及其特征

地球表面或淺層原有巖石經(jīng)過風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)和沉積等外力地質(zhì)作用而在地殼表面低處形成松散沉積物，并在壓力和生物及物理化學(xué)過程影響下，它們通過壓密、固結(jié)、膠結(jié)和重結(jié)晶等成巖作用而形成的一種新巖石，它是地殼表層分布最廣的一種巖石，雖然其只占地殼總量的約5%，但其出露面積卻占地表的約75%。由于土木等工程建設(shè)幾乎都在地表或地殼淺層進(jìn)行，因此，研究沉積巖及其特征具有重要的實(shí)際意義。三、沉積巖及其特征391.沉積巖的物質(zhì)組成（1）礦物組成

①原有礦物：原巖（包括巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖）中已有礦物。

②新生礦物：在沉積巖形成過程中新形成的礦物。（2）松散顆粒組成

按照松散物質(zhì)顆粒的大小及其作用不同，可將沉積巖的組成物質(zhì)分為巖屑和膠結(jié)物。

①巖屑：組成沉積巖的粗顆粒物質(zhì)，一般為原巖的碎屑，是沉積巖組成物質(zhì)的主要部分。1.沉積巖的物質(zhì)組成40

②膠結(jié)物：組成沉積巖的細(xì)顆粒物質(zhì)，把粗顆粒物質(zhì)聯(lián)接起來，使沉積巖成為一個(gè)有機(jī)的整體。按膠結(jié)物成分主要可分為：

a.泥質(zhì)膠結(jié)物：如泥土或粘土，由其膠結(jié)成的沉積巖一般堅(jiān)硬程度小，易碎，斷面呈土狀，與泥土的顏色相近。

b.鈣質(zhì)膠結(jié)物：主要成分為鈣質(zhì)，由其膠結(jié)成的沉積巖的堅(jiān)硬程度較泥質(zhì)膠結(jié)的大些，呈現(xiàn)灰白色，遇鹽酸起泡。

c.硅質(zhì)膠結(jié)物：主要物質(zhì)成分為二氧化硅，由其膠結(jié)成的沉積巖的堅(jiān)硬程度較泥質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)的都大，顏色呈現(xiàn)灰黑色。

d.鐵質(zhì)膠結(jié)物：主要成分為氫氧化鐵或三氧化二鐵，由其膠結(jié)成的沉積巖的堅(jiān)硬程度較大，常呈現(xiàn)黃褐色或磚紅色。②膠結(jié)物：組成沉積巖的細(xì)顆粒物質(zhì)，把粗顆粒物質(zhì)聯(lián)接起來，使412.沉積巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

（1）沉積巖的結(jié)構(gòu)：根據(jù)其成因，沉積巖的結(jié)構(gòu)主要可分為碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)四大類。

①碎屑結(jié)構(gòu)：由碎屑物質(zhì)被膠結(jié)起來而形成，是碎屑沉積巖所具有的結(jié)構(gòu)。按照碎屑顆粒大小和形狀可細(xì)分為如下三小類：

a.礫狀結(jié)構(gòu)：粒徑大于2.0mm，磨圓度較好，無明顯棱角。若磨圓度較差而具有明顯棱角的，則稱為角礫狀結(jié)構(gòu)。

b.砂狀結(jié)構(gòu)：粒徑在0.05~2.0mm之間?？稍偌?xì)分為粗砂結(jié)構(gòu)（粒徑0.5~2.0mm）、中砂結(jié)構(gòu)（粒徑0.25~0.5mm）和細(xì)砂結(jié)構(gòu)（粒徑0.05~0.25mm）

c.粉砂狀結(jié)構(gòu)：粒徑在0.05~0.005mm之間。

2.沉積巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造42②泥質(zhì)結(jié)構(gòu)：由粒直徑小于0.005mm的粘土礦物顆粒組成，它為泥巖和頁(yè)巖等粘土巖類所具有的結(jié)構(gòu)。③結(jié)晶結(jié)構(gòu)：沉積巖組成物質(zhì)從真溶液或膠體溶液中沉淀時(shí)的結(jié)晶作用以及非晶質(zhì)與隱晶質(zhì)的重結(jié)晶作用和交代作用所產(chǎn)生的?？稍偌?xì)分為粒狀結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和膠狀結(jié)構(gòu)。④生物結(jié)構(gòu)：由生物遺骸或碎片所組成，系生物化學(xué)巖類所具有的結(jié)構(gòu)，如介殼結(jié)構(gòu)、珊瑚結(jié)構(gòu)等。生物結(jié)構(gòu)是沉積巖區(qū)別于巖漿巖和變質(zhì)巖最為明顯的標(biāo)志之一。②泥質(zhì)結(jié)構(gòu)：由粒直徑小于0.005mm的粘土礦物顆粒組成，它43（2）沉積巖的構(gòu)造：沉積巖的構(gòu)造是指其組成部分的空間分布及其相互之間的排列關(guān)系。最常見的沉積巖構(gòu)造包括層理構(gòu)造和層面構(gòu)造。

①層理構(gòu)造：沉積環(huán)境的改變使先后沉積的物質(zhì)在顆粒大小、形狀、顏色和物質(zhì)成分上發(fā)生變化，從而顯示出沉積巖的成層現(xiàn)象。可分為水平層理、斜層理和波狀層理。（2）沉積巖的構(gòu)造：沉積巖的構(gòu)造是指其組成部分的空間分布及其44

②層面構(gòu)造：在沉積巖層面上往往保留有反映沉積巖形成時(shí)流體運(yùn)動(dòng)、自然條件變化而遺留下來的痕跡或特征（如波痕、雨痕和泥裂等）。它同樣反映了沉積巖形成條件和環(huán)境的特殊性。

②層面構(gòu)造：在沉積巖層面上往往保留有反映沉積巖形成時(shí)流體453.沉積巖的分類

3.沉積巖的分類46四、變質(zhì)巖及其特征

變質(zhì)巖是母巖（包括原來已有的巖漿巖和沉積巖，甚至變質(zhì)巖）受到高溫高壓以及外來化學(xué)成分加入的影響，在固體狀態(tài)下發(fā)生劇烈變化后形成的新巖石。由巖漿巖變質(zhì)形成的變質(zhì)巖稱為正變質(zhì)巖，而由沉積巖變質(zhì)形成的變質(zhì)巖稱為負(fù)變質(zhì)巖。由于不同變質(zhì)巖形成的原因是不同的，因此，按其成因可將變質(zhì)巖分為區(qū)域變質(zhì)巖、接觸變質(zhì)巖和動(dòng)力變質(zhì)巖三類。變質(zhì)巖在地球表面分布面積約占陸地面積的20%。四、變質(zhì)巖及其特征471.變質(zhì)巖的礦物組成及特征

組成變質(zhì)巖的礦物分為共有礦物和特有礦物兩類：（1）共有礦物：它是與巖漿巖和沉積巖共同擁有的礦物，主要包括石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石、輝石、方解石和白云石等。（2）特有礦物：它是變質(zhì)巖所特有的礦物，在巖漿巖和沉積巖中是找不到的，主要包括石榴子石、紅柱石、藍(lán)晶石、陽(yáng)起石、硅灰石、透輝石、透閃石、矽線石、十字石、蛇紋石、滑石和綠泥石等，這些特有變質(zhì)礦物往往是鑒定變質(zhì)巖的標(biāo)志。1.變質(zhì)巖的礦物組成及特征482.變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

（1）變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)：可分為變余結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)和壓碎結(jié)構(gòu)三種類型。

①變余結(jié)構(gòu)：它是一種過渡型結(jié)構(gòu)。由于變質(zhì)作用不完全，在變質(zhì)巖的個(gè)別部分還殘留著母巖的結(jié)構(gòu)。變余結(jié)構(gòu)一般常見于變質(zhì)較輕的巖石中。

②變晶結(jié)構(gòu)：它是變質(zhì)巖最重要的一種結(jié)構(gòu)形式，由于其是母巖中各種礦物同時(shí)再結(jié)晶所形成的，因此，礦物晶體相互嵌生，晶形的發(fā)育程度并不取決于礦物結(jié)晶的順序，而取決于礦物的結(jié)晶能力。常見的變晶結(jié)構(gòu)包括如下幾種形式：a.等粒變晶結(jié)構(gòu)：石英巖和大理巖常具此種結(jié)構(gòu)。b.斑狀變晶結(jié)構(gòu)：片巖和片麻巖常具此種結(jié)構(gòu)。c.鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)：云母片巖常具此種結(jié)構(gòu)。③壓碎結(jié)構(gòu)：由于動(dòng)力變質(zhì)作用，使巖石發(fā)生破碎而形成的結(jié)構(gòu)。若母巖碎裂成塊狀，稱為碎裂結(jié)構(gòu)；若壓力極大，母巖破碎成細(xì)微顆粒，稱為糜棱結(jié)構(gòu)。碎裂巖和糜棱巖常具有此種結(jié)構(gòu)。2.變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造49（2）變質(zhì)巖的構(gòu)造①片理構(gòu)造：常見的片理構(gòu)造包括如下幾種形式：a.片麻狀構(gòu)造：深色礦物和淺色礦物相間呈斷續(xù)條帶狀分布，在外觀上構(gòu)成一種深淺或黑白相間的斷續(xù)層帶狀構(gòu)造，如片麻巖等。b.眼球狀構(gòu)造：常有某種顆粒粗大的礦物呈透鏡狀或扁豆?fàn)?，沿片理方向排列，形似眼球，因此而得名。c.片狀構(gòu)造：由一些片狀、柱狀、針狀礦物作平行排列而成。d.千枚狀構(gòu)造：片理面上有許多細(xì)小的絹云母鱗片作有規(guī)律的分布，呈現(xiàn)絲絹光澤。它是千枚巖所具有的構(gòu)造。e.板狀構(gòu)造：柔軟的泥質(zhì)巖石受擠壓后形成平整的板狀，沿構(gòu)造方向易于劈開，劈開的面稱為板理面，它是板巖具有的構(gòu)造。（2）變質(zhì)巖的構(gòu)造50巖漿巖的結(jié)構(gòu)課件51②塊狀構(gòu)造：礦物無定向排列，其分布大致均勻。石英巖和大理巖常具有此種構(gòu)造。③條帶狀構(gòu)造：礦物成分分布不均勻，某些礦物相對(duì)集中而呈現(xiàn)寬窄不等和相間排列的條帶。混合巖常具此種構(gòu)造。④斑點(diǎn)構(gòu)造：當(dāng)溫度升高時(shí)，母巖中的某些成分（如炭質(zhì)等）首先集中凝結(jié)或產(chǎn)生化學(xué)變化，形成斑點(diǎn)狀的小礦物晶體，其形狀和大小可能不同。某些板巖具有此種構(gòu)造。②塊狀構(gòu)造：礦物無定向排列，其分布大致均勻。石英巖和大理巖常523.變質(zhì)巖分類

變質(zhì)巖主要有成因和構(gòu)造兩種分類方法。3.變質(zhì)巖分類53巖漿巖的結(jié)構(gòu)課件54五、巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)

1.土的工程地質(zhì)性質(zhì)（1）土的一般工程地質(zhì)性質(zhì)

三相特性顆粒級(jí)配特性密度或重力性質(zhì)孔隙性含水性滲透性壓縮性結(jié)構(gòu)性與觸變性天然土的應(yīng)力性質(zhì)固結(jié)性變形特性剪脹性強(qiáng)度特性五、巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)55（2）特殊土的工程地質(zhì)性質(zhì)

①軟土：泛指淤泥及淤泥質(zhì)土，是湖相和沖洪積沼澤相等在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟粘土。

②黃土：第四紀(jì)干旱和半干旱條件下形成的一種特殊沉積物。

③紅粘土：在亞熱帶氣候條件下，碳酸鹽類巖石及其中所夾的其它巖石經(jīng)過紅土化作用所形成的高塑性粘土。

④膨脹土：含有大量的強(qiáng)親水性粘土礦物成分，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮的性質(zhì)，是脹縮變形往復(fù)可逆的高塑性粘性土。

⑤凍土：高緯度、高海拔等高寒地區(qū)的土由于溫度在0℃以下，致使其中孔隙水被凍結(jié)而形成的。

⑥鹽漬土：在地表不深的土層中，平均易溶鹽含量超過0.5%且具有吸濕和松脹等性質(zhì)的土。

（2）特殊土的工程地質(zhì)性質(zhì)562.巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)

（1）巖石的物理性質(zhì)

空隙性密度和重力性質(zhì)吸水性軟化性抗凍性滲透性滲透性碎脹性

（2）巖石的力學(xué)性質(zhì)

變形特性強(qiáng)度特性2.巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)57第二章巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)內(nèi)容提要：

一、礦物及其特征二、巖漿巖及其特征三、沉積巖及其特征四、變質(zhì)巖及其特征五、巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)第二章巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)內(nèi)容提要：58巖土體作為地基或建筑結(jié)構(gòu)本身或部分，其工程地質(zhì)性質(zhì)將直接影響工程的設(shè)計(jì)、施工和投資以及穩(wěn)定安全性，也是地質(zhì)學(xué)尤其是工程地質(zhì)學(xué)研究的重要對(duì)象。巖石是地質(zhì)作用形成礦物的集合體。

①一種巖石可由一種礦物或多種不同礦物集合而成，前者稱為單礦巖，后者稱為復(fù)礦巖。

②一種巖石也可由一種或多種礦物的集合體（稱為礦屑），或者由一種或多種巖石的集合體（稱為巖屑）再集合而成，稱為碎屑巖，如火山碎屑巖。按巖石形成原因，可分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。為了充分認(rèn)識(shí)巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)，必須首先從認(rèn)識(shí)礦物開始。

巖土體作為地基或建筑結(jié)構(gòu)本身或部分，其工程地質(zhì)性質(zhì)將直接影響59一、礦物及其特征

(一)礦物的概念礦物是指自然界中因地質(zhì)作用而形成的具有一定化學(xué)成分和物理、化學(xué)與力學(xué)性質(zhì)的天然單質(zhì)或化合物。至今已發(fā)現(xiàn)的礦物有3000多種，目前被利用的只有200多種。能夠組成巖石的礦物稱為造巖礦物；在巖石中經(jīng)常出現(xiàn)、明顯影響巖石性質(zhì)、對(duì)鑒別巖石種類起重要作用的礦物稱為主要造巖礦物，僅有20~30種。一、礦物及其特征60（二）礦物的主要物理性質(zhì)

礦物的物理性質(zhì)主要決定于其化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。礦物的物理性質(zhì)是鑒別礦物的重要依據(jù)。礦物的物理性質(zhì)多種多樣。1.礦物的形態(tài)

（1）按礦物結(jié)晶性質(zhì)劃分為結(jié)晶質(zhì)和非結(jié)晶質(zhì)礦物兩種類型。

①結(jié)晶質(zhì)礦物：組成礦物的質(zhì)點(diǎn)做規(guī)則排列，因此，在適宜的形成環(huán)境下，其外表呈現(xiàn)由一些天然平面（稱為晶面）所包圍而成的固定幾何形態(tài)。

②非結(jié)晶質(zhì)礦物：組成礦物的質(zhì)點(diǎn)不做規(guī)則排列，其外表不具有固定的幾何形態(tài)。

（二）礦物的主要物理性質(zhì)61（2）按組成同一礦物晶體的晶面形狀種類，可分為單形和聚形結(jié)晶質(zhì)礦物兩種

①單形結(jié)晶質(zhì)礦物：由單一形狀的晶面所形成的礦物。

②聚形結(jié)晶質(zhì)礦物：由兩種或以上的單形所形成的礦物。（2）按組成同一礦物晶體的晶面形狀種類，可分為單形和聚形結(jié)晶62（3）礦物在野外的形態(tài)主要包括單體和集合體的形態(tài)

①礦物單體形態(tài)：非晶質(zhì)礦物沒有規(guī)則的單體形態(tài)，而晶質(zhì)礦物具有規(guī)則的單體形態(tài)。晶質(zhì)礦物單體主要包括三種形態(tài)：一向延伸：晶體沿一個(gè)方向發(fā)育。如柱狀角閃石、針狀石膏等。兩向延伸：晶體沿平面兩個(gè)方向發(fā)育均等。如板狀重晶石、片狀云母等。三向延伸：晶體在空間三個(gè)方向發(fā)育均等。如粒狀磁鐵礦等。（3）礦物在野外的形態(tài)主要包括單體和集合體的形態(tài)63②礦物集合體形態(tài)：非晶質(zhì)礦物集合體沒有規(guī)則的形態(tài)，而晶質(zhì)礦物很少以單體形態(tài)出現(xiàn)，所以，晶質(zhì)礦物常按集合體的形態(tài)來識(shí)別。

②礦物集合體形態(tài)：非晶質(zhì)礦物集合體沒有規(guī)則的形態(tài)，而晶質(zhì)礦物642.顏色與條痕

礦物的顏色是礦物在光照下引起光學(xué)效應(yīng)的結(jié)果，不同礦物或同種礦物都會(huì)表現(xiàn)出不同的顏色。自色：礦物本身固有的顏色。它取決于礦物內(nèi)部性質(zhì)，特別是所含色素離子的類別。例如，赤鐵礦之所以呈磚紅色是因?yàn)樗現(xiàn)e3+。他色：由于礦物混入某些雜質(zhì)而引起的，與礦物本身性質(zhì)無關(guān)。假色：由于礦物的內(nèi)部結(jié)晶面或表面的氧化膜對(duì)光的內(nèi)部反射、折射、內(nèi)散射和干涉所引起。其中，由結(jié)晶面所引起的假色稱為暈色；由氧化膜所引起的假色稱為錆色。2.顏色與條痕65條痕：將礦物在素瓷板（即無釉瓷板）上擦劃而留下礦物粉末的痕跡。礦物粉末的顏色呈現(xiàn)其本身固有的顏色，礦物條痕的顏色即為自色，條痕對(duì)鑒定礦物具有重要意義。例如，赤鐵礦有紅色、鋼灰色、鐵黑色等多種顏色，但是，其條痕的顏色卻總是櫻桃紅色。條痕對(duì)于鑒定淺色的透明礦物沒有太大價(jià)值，因?yàn)檫@些礦物的條痕色幾乎都是白色或近于無色，難以區(qū)別。條痕：將礦物在素瓷板（即無釉瓷板）上擦劃而留663.光澤

礦物光澤是指礦物表面對(duì)可見光的反射能力。它的強(qiáng)弱取決于礦物的折射率、吸收系數(shù)和反射率。在礦物學(xué)中，將礦物光澤按反射率大小分為三個(gè)等級(jí)，即金屬光澤、半金屬光澤和非金屬光澤。

（1）金屬光澤：如同金屬拋光表面上的反射光，閃耀奪目。

（2）半金屬光澤：比新鮮金屬拋光面略暗一些，如同陳舊的金屬器皿表面的反射光。

（3）非金屬光澤：如同非金屬拋光表面上的反射光，光澤暗淡。它可再細(xì)分為金剛光澤和玻璃光澤。常見特殊的非金屬光澤包括珍珠光澤、油脂光澤、絲絹光澤、蠟狀光澤和土狀光澤等3.光澤674.透明度礦物透明度是指礦物透過可見光的能力，其大小可用透射系數(shù)表示。為了消除礦物厚度對(duì)透明度的影響，一般以0.03cm薄片厚度作為參考標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此，礦物透明度可分為如下三個(gè)等級(jí)：透明、半透明和不透明。礦物顏色、條痕、光澤與透明度之間存在相互消長(zhǎng)的關(guān)系。

4.透明度685.硬度

礦物的硬度：礦物抵抗外力刻劃、壓入和研磨的能力德國(guó)礦物學(xué)家FriedrichMohs提出采用10種典型礦物來衡量一般礦物相對(duì)硬度即摩氏硬度，這10種礦物的相對(duì)軟硬程度序列就構(gòu)成所謂“摩氏硬度計(jì)。

5.硬度696.解理與斷口

解理：晶質(zhì)礦物在受到外力打擊作用后沿特定方向裂開成平整光滑平面的性質(zhì)。裂開的光滑平面稱為解理面。依據(jù)礦物受打擊后是否易于沿解理面破裂以及解理面的大小和平滑程度，可將解理分成四個(gè)等級(jí)：極完全解理、完全解理、中等解理和不完全解理。6.解理與斷口70斷口：指非晶質(zhì)礦物在受到外力打擊作用后，破裂面方向隨機(jī)且極不平整光滑的性質(zhì)。裂開的不平整也不光滑的面稱為斷口面。根據(jù)斷口的形態(tài)特征，常見如下類型：①貝殼狀斷口；②平坦?fàn)顢嗫?；③參差狀斷口；④鋸齒狀斷口；⑤刀片狀斷口；⑥階梯狀斷口。值得注意：解理和斷口的性質(zhì)此消彼長(zhǎng)。

斷口：指非晶質(zhì)礦物在受到外力打擊作用后，破裂面方向隨機(jī)且極不717.密度和重度

密度：?jiǎn)挝惑w積所含礦物質(zhì)量的多少。相對(duì)密度：指礦物的密度與溫度為4℃時(shí)的純水密度之比，它是一個(gè)無量綱的量。重度：指單位體積礦物的重力大小。依據(jù)礦物相對(duì)密度d，可將礦物劃分為如下三類：

①小密度：d＜2.5，稱為輕礦物，如石鹽等。

②中密度：d=2.5~4.0，大多數(shù)礦物屬于此類，如白云石等。

③大密度：d＞4.0，稱為重礦物，如方鉛礦、黑鎢礦等。

7.密度和重度728.其它物理性質(zhì)

脆性：礦物容易被擊碎或壓碎的性質(zhì)。延性：礦物在應(yīng)力作用下易變形成薄片或細(xì)絲的性質(zhì)。彈性：礦物受力時(shí)發(fā)生變形，而外力釋放后又恢復(fù)原狀的性質(zhì)。撓性或塑性：礦物受力時(shí)發(fā)生變形，而外力釋放后不能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。磁性：礦物顆粒或粉末能為磁鐵所吸引的性質(zhì)。導(dǎo)電性：礦物導(dǎo)電的性質(zhì)。良導(dǎo)體、半導(dǎo)體、不良導(dǎo)體或絕緣體帶電性：礦物帶電的性質(zhì)。熱電性、壓電性。發(fā)光性：礦物在外部作用（如加熱、加壓以及受紫外線、陰極射線和其它短波射線等照射）下發(fā)光的性質(zhì)。所謂螢光，就是當(dāng)激化作用停止時(shí)，礦物發(fā)光現(xiàn)象隨之消失的光學(xué)現(xiàn)象；激化作用停止后，礦物繼續(xù)發(fā)光的光學(xué)現(xiàn)象，稱為磷光。放射性：含放射性元素的礦物所特有的性質(zhì)。8.其它物理性質(zhì)73（三）礦物的主要化學(xué)性質(zhì)

1.固溶體和膠體（1）固溶體：指兩種或兩種以上彼此不能化合的組分相互混溶而形成的均勻固體物質(zhì)。日常所見的合金即是最典型的實(shí)例。

①交替固溶體：其組分間具有共同的結(jié)晶構(gòu)造，即一種組分的原子或離子被另一種組分的原子或離子所替換

②侵入固溶體：一部分雜質(zhì)以機(jī)械混入物形式出現(xiàn)（三）礦物的主要化學(xué)性質(zhì)74（2）膠體指一種或幾種物質(zhì)的微細(xì)質(zhì)點(diǎn)（1~100毫微米，即10-6~10-4mm）分散在另一種物質(zhì)中而形成的不均勻分散體系。這種微細(xì)質(zhì)點(diǎn)稱為膠體顆粒，容納膠體顆粒的物質(zhì)稱為分散介質(zhì)。就膠體的形成過程而言，膠體顆粒通常是原巖或原礦的微細(xì)碎屑，而分散介質(zhì)一般是水，兩者一起便構(gòu)成膠體溶液或溶膠。膠體礦物的化學(xué)成分常常是很不穩(wěn)定的。膠體物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)是沒有規(guī)則排列的，因而屬于非晶質(zhì)。（2）膠體752.類質(zhì)同象和同質(zhì)異象（1）類質(zhì)同象:化學(xué)成分相近、結(jié)晶構(gòu)造相似的兩種或兩種以上的物質(zhì)，在不破壞結(jié)晶構(gòu)造的條件下發(fā)生相互替換的現(xiàn)象，稱為類質(zhì)同象。由其混合形成的混合晶體稱為類質(zhì)同象混合物，如果替換的量很少，則稱為類質(zhì)同象混入物。由于這種替換不破壞結(jié)晶構(gòu)造，因而替換后的晶體的形狀不發(fā)生改變。類質(zhì)同象存在完全類質(zhì)同象和有限類質(zhì)同象兩種類型：2.類質(zhì)同象和同質(zhì)異象76

①完全類質(zhì)同象：兩種組分能以任何比例相互混溶，從而形成連續(xù)的類質(zhì)同象系列。

②有限類質(zhì)同象：兩種組分不能以任何比例相互混溶。值得注意，類質(zhì)同象發(fā)生具有一定規(guī)律。例如，鎘（Cd）經(jīng)常在閃鋅礦中以類質(zhì)同象形式存在，但很少在其它礦物中出現(xiàn)，這是因?yàn)殇\和鎘的離子類型相同、大小相近和電價(jià)相等而容易發(fā)生替換的緣故。①完全類質(zhì)同象：兩種組分能以任何比例相互混溶，從而形77（2）同質(zhì)異象

同質(zhì)異象：在不同的物理化學(xué)條件下，化學(xué)成分相同的物質(zhì)可以生成不同的結(jié)晶構(gòu)造，從而形成具有不同形態(tài)和不同物理性質(zhì)的礦物。最典型的實(shí)例就是金剛石和石墨。（2）同質(zhì)異象783.礦物的雜質(zhì)（1）雜質(zhì)作為構(gòu)造單位存在于礦物結(jié)晶構(gòu)造中，它們是以類質(zhì)同象混入物的形式存在的。（2）雜質(zhì)并不參與礦物的結(jié)晶構(gòu)造，它們或以機(jī)械混入物的形式存在。（3）礦物雜質(zhì)應(yīng)予以足夠的重視，因?yàn)樗鼘?duì)礦物的綜合利用具有重要的意義。一方面，礦物中的某些雜質(zhì)往往是提取稀有元素的重要來源；另一方面，礦物中的某些雜質(zhì)又會(huì)對(duì)冶煉和利用產(chǎn)生某些不利的影響。

3.礦物的雜質(zhì)794.礦物的化學(xué)式

礦物的化學(xué)成分以化學(xué)式表示，兩種表示方法：（1）實(shí)驗(yàn)式：僅表示礦物組成元素的種類和數(shù)量比，如閃鋅礦可表示為ZnS。（2）構(gòu)造式：不僅表示組成礦物化學(xué)元素的種類和數(shù)量比，還反映各元素在分子構(gòu)造中的相互關(guān)系。采用方括號(hào)把絡(luò)合陰離子括出，以此與陽(yáng)離子相區(qū)別。例如，孔雀石可表示為Cu[CO3](OH)2。對(duì)于類質(zhì)同象混合物，將存在等價(jià)替換的原子或離子用圓括號(hào)括出，按含量多少依次排列，并以逗號(hào)分開。如黑鎢礦可表示為(Mn,Fe)[WO4]；如果是離子不等價(jià)替換的類質(zhì)同象，可將極端組分的化學(xué)式都寫出來，中間以圓點(diǎn)分開，并分別以n和（100-n）表示兩個(gè)組分的相對(duì)含量，寫在各自的化學(xué)式之前，如斜長(zhǎng)石可表示為nNa[AlSi3O8]·(100-n)Ca[AlSi3O8]。對(duì)于含水化合物的水分子，一般是寫在化學(xué)式的最后，寫出所含水分子的數(shù)量，并以圓點(diǎn)分開，如石膏可表示為CaSO42H2O；如果是膠體水，水分子數(shù)量通常以n表示，如蛋白石可表示為SiO2·nH2O。4.礦物的化學(xué)式80（四）

礦物分類及鑒定方法

1.礦物分類原則與方法

依據(jù)和原則是它們的相互關(guān)系和共性。常見分類方法：成因分類方法、形態(tài)分類方法、用途分類方法（造礦礦物和造巖礦物）等等。（四）礦物分類及鑒定方法812.礦物的鑒定方法

采用肉眼鑒定方法即礦物外表特征鑒定方法注意問題：（1）礦物的所有物理性質(zhì)在同一礦物上可能不會(huì)全部顯示出來，因此，必須善于抓住礦物的主要特征，（2）應(yīng)充分考慮礦物形成和賦存的環(huán)境，因?yàn)楦鞣N礦物的形成和賦存一般都不是孤立的，在一定地質(zhì)條件下，它們有一定的共生和伴生規(guī)律。（3）同種礦物可能表現(xiàn)部分不同的物理性質(zhì)，而不同礦物可能表現(xiàn)部分相同的物理性質(zhì)。（4）應(yīng)充分綜合考慮礦物物理性質(zhì)之間的相互關(guān)系。2.礦物的鑒定方法82

野外肉眼鑒定礦物帶有較強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性。在野外肉眼鑒定礦物時(shí)，一般按下述順序步驟進(jìn)行：

（1）觀察礦物的光澤。（2）確定礦物硬度。（3）觀察礦物的顏色。（4）觀察礦物的形態(tài)。（5）觀察其它物理性質(zhì)。3.常見礦物及其肉眼鑒定特征

略，見教材野外肉眼鑒定礦物帶有較強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性。在野外肉眼鑒定83二、巖漿巖及其特征

巖漿巖是巖漿作用的結(jié)果，占地殼總質(zhì)量約95%。巖漿是存在于上地幔和地殼深處、以硅酸鹽為主要成分、富含揮發(fā)性物質(zhì)（如H2O、CO2等）、處于高溫（700~1300℃）和高壓（高達(dá)數(shù)千MPa）狀態(tài)下的熔融體。由于侵入和噴出作用，巖漿總是沿地殼薄弱處上升或噴出地表，致使其溫度與壓力急劇下降，揮發(fā)性成分逸出，從而使巖漿冷卻凝固形成巖石，這類巖石被稱為巖漿巖。由于它是巖漿作用（包括火山活動(dòng)）的產(chǎn)物，因此，亦可稱為火成巖。巖漿巖可分為侵入巖和噴出巖兩大類：（1）侵入巖：巖漿侵入到地表以下一定深度（一般小于3km）冷凝而形成的巖漿巖。依據(jù)巖漿侵入深度的不同，它又可分為淺成侵入巖和深成侵入巖。（2）噴出巖：巖漿噴出地表冷凝而形成的巖漿巖。二、巖漿巖及其特征841.巖漿巖的野外產(chǎn)狀巖漿巖的野外產(chǎn)狀是指位于野外的巖漿巖體的幾何形態(tài)及其與圍巖的關(guān)系。由于野外巖漿巖的形成條件和所處地質(zhì)環(huán)境的差異，巖漿巖的野外產(chǎn)狀形形色色，多種多樣。（1）侵入巖產(chǎn)狀主要包括巖基、巖株、巖盤、巖盆、巖床、巖墻等。埋深會(huì)影響巖漿巖的形成，影響它的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。1.巖漿巖的野外產(chǎn)狀（1）侵入巖產(chǎn)狀85（2）噴出巖產(chǎn)狀野外的噴出巖往往呈層狀的熔巖被或熔巖流以及由火山碎屑物形成的火山錐。熔巖被是熔巖大量涌出地表時(shí)覆蓋在廣大地面上的巖漿巖體；熔巖流是熔巖涌出火山口向外流動(dòng)的舌狀巖漿巖體；火山錐是巖漿噴出或溢流出火山口冷凝而成的錐體狀巖漿巖體。溫度和壓力迅速下降，巖漿幾乎來不及結(jié)晶就已冷凝成巖漿巖，所以，噴出巖幾乎都是非晶質(zhì)巖漿巖。由于噴出巖是巖漿在流動(dòng)過程中冷凝形成的，因此，流紋狀構(gòu)造是噴出巖較典型的構(gòu)造。（2）噴出巖產(chǎn)狀862.巖漿巖的物質(zhì)成分

（1）

化學(xué)成分O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Ti和Na等元素在巖漿巖中普遍存在，它們占巖漿巖總量約99.25%，其次為P、H、Mn和Ba等。巖漿巖的化學(xué)成分常用氧化物表示，其中，SiO2的平均含量約為59.14%，其次為Al2O3，約為15.34%。通常根據(jù)SiO2含量將巖漿巖劃分為四類，即超基性巖（SiO2＜45%）、基性巖（45%≤SiO2≤52%）、中性巖（52%≤SiO2≤65%）和酸性巖（SiO2＞65%）。2.巖漿巖的物質(zhì)成分87（2）礦物成分

①硅鋁礦物：礦物中SiO2和Al2O3的含量較高，不含鐵與鎂的氧化物或含量很少，包括石英與長(zhǎng)石類礦物，它們的顏色通常較淺，因此，又稱為淺色礦物。

②硅鎂礦物：礦物中含F(xiàn)eO和MgO較多，SiO2和Al2O3較少，包括橄欖石、輝石、角閃石及黑云母等類礦物，它們的顏色通常較深或暗，因此，又稱為深色或暗色礦物。（2）礦物成分883.巖漿巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

(1)巖漿巖的結(jié)構(gòu):巖漿巖的結(jié)構(gòu)是指組成巖漿巖的礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、形態(tài)及其相互關(guān)系的特征。從不同角度來看，巖漿巖的結(jié)構(gòu)具有不同的分類方法。①按礦物結(jié)晶程度，可分為：全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖漿巖全部由晶體礦物集合而成，它是巖漿在溫度和壓力降低緩慢，結(jié)晶充分的條件下形成的，因此，這種結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在侵入巖，尤其是深成侵入巖中。非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：又稱為玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖漿巖全部由沒有結(jié)晶的礦物集合而成，它是巖漿在溫度和壓力迅速下降時(shí)冷凝形成的，因此，這種結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在噴出巖中，也可出現(xiàn)在淺成侵入巖的上部邊緣。半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖漿巖由結(jié)晶和未結(jié)晶的礦物共同集合而成，多見于噴出巖和淺成侵入巖接觸帶附近。3.巖漿巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造89②按礦物顆粒大小與均勻程度，可分為：

等粒結(jié)構(gòu)組成巖漿巖的礦物全部為晶質(zhì)礦物，呈現(xiàn)粒狀，而且，主要礦物顆粒大小較均勻。在巖漿溫度和壓力較高且緩慢下降的條件下形成的，常出現(xiàn)在深成侵入巖中。可進(jìn)一步分為顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)還可分為粗粒結(jié)構(gòu)（粒徑＞5mm）、中粒結(jié)構(gòu)（粒徑2~5mm）和細(xì)粒結(jié)構(gòu)（粒徑＜2mm）。

②按礦物顆粒大小與均勻程度，可分為：90②按礦物顆粒大小與均勻程度，可分為：

不等粒結(jié)構(gòu)或斑狀結(jié)構(gòu)巖漿巖中較大晶體散布于較細(xì)物質(zhì)之間的結(jié)構(gòu)。如果基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)，則稱為斑狀結(jié)構(gòu)；如果基質(zhì)為顯晶質(zhì)，而且，斑晶與基質(zhì)成分基本相同，則稱為似斑狀結(jié)構(gòu)。斑狀結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在淺成侵入巖中，而似斑狀結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在淺成侵入巖和深成侵入巖上部邊緣中。②按礦物顆粒大小與均勻程度，可分為：91(2)巖漿巖的構(gòu)造：巖漿巖的構(gòu)造是指組成巖漿巖礦物的排列和充填方式引起的巖漿巖外貌特征。常見的有：①塊狀構(gòu)造：礦物沒有一定的排列方向，均勻分布于巖漿巖中，呈致密塊狀。它常出現(xiàn)在侵入巖特別是深成侵入巖中。②流紋狀構(gòu)造：被拉長(zhǎng)的氣孔與長(zhǎng)條狀礦物沿流動(dòng)方向排列，流紋保留在巖漿巖中，常出現(xiàn)在噴出巖中。③氣孔狀構(gòu)造：揮發(fā)性氣體未能及時(shí)逸出，以致在巖漿巖中留下許多球形、橢球形或長(zhǎng)管形的孔洞。常出現(xiàn)在噴出巖中。④杏仁狀構(gòu)造：孔洞（主要由巖漿冷凝時(shí)揮發(fā)性氣體未能及時(shí)逸出而引起的）被后期礦物充填，形似杏仁。常出現(xiàn)噴出巖中。⑤條帶狀構(gòu)造：不同顏色礦物呈現(xiàn)條帶相間分布，常出現(xiàn)在超基性巖和偉晶巖中。值得注意，流紋狀、氣孔狀和杏仁狀構(gòu)造是巖漿巖特有的構(gòu)造，是鑒別巖漿巖的重要標(biāo)志。(2)巖漿巖的構(gòu)造：巖漿巖的構(gòu)造是指組成巖漿巖礦物的排列和充92巖漿巖的結(jié)構(gòu)課件934.巖漿巖分類與命名方法

4.巖漿巖分類與命名方法94巖漿巖命名方法巖漿巖的名稱大體包括基本名稱和附加名稱兩部分：（1）基本名稱：它是巖漿巖命名不可缺少的部分，由巖漿巖中主要礦物決定，反映巖漿巖的基本物質(zhì)組成，也是巖漿巖命名的基本單元，如“花崗巖”、“閃長(zhǎng)巖”等。（2）附加名稱：它是說明巖漿巖不同特征（包括顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及次要礦物）的限定詞，一般置于基本名稱前。按礦物在巖漿巖分類和命名中的作用，可將巖漿巖中礦物分為三類：（1）主要礦物：它是劃分巖漿巖大類和確定巖漿巖基本名稱的依據(jù)。（2）次要礦物：它是劃分巖石類別和確定巖漿巖附加名稱的依據(jù)。（3）副礦物：其含量甚少，通常不足1%，納入命名時(shí)，不受含量限制。巖漿巖命名方法95三、沉積巖及其特征

地球表面或淺層原有巖石經(jīng)過風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)和沉積等外力地質(zhì)作用而在地殼表面低處形成松散沉積物，并在壓力和生物及物理化學(xué)過程影響下，它們通過壓密、固結(jié)、膠結(jié)和重結(jié)晶等成巖作用而形成的一種新巖石，它是地殼表層分布最廣的一種巖石，雖然其只占地殼總量的約5%，但其出露面積卻占地表的約75%。由于土木等工程建設(shè)幾乎都在地表或地殼淺層進(jìn)行，因此，研究沉積巖及其特征具有重要的實(shí)際意義。三、沉積巖及其特征961.沉積巖的物質(zhì)組成（1）礦物組成

①原有礦物：原巖（包括巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖）中已有礦物。

②新生礦物：在沉積巖形成過程中新形成的礦物。（2）松散顆粒組成

按照松散物質(zhì)顆粒的大小及其作用不同，可將沉積巖的組成物質(zhì)分為巖屑和膠結(jié)物。

①巖屑：組成沉積巖的粗顆粒物質(zhì)，一般為原巖的碎屑，是沉積巖組成物質(zhì)的主要部分。1.沉積巖的物質(zhì)組成97

②膠結(jié)物：組成沉積巖的細(xì)顆粒物質(zhì)，把粗顆粒物質(zhì)聯(lián)接起來，使沉積巖成為一個(gè)有機(jī)的整體。按膠結(jié)物成分主要可分為：

a.泥質(zhì)膠結(jié)物：如泥土或粘土，由其膠結(jié)成的沉積巖一般堅(jiān)硬程度小，易碎，斷面呈土狀，與泥土的顏色相近。

b.鈣質(zhì)膠結(jié)物：主要成分為鈣質(zhì)，由其膠結(jié)成的沉積巖的堅(jiān)硬程度較泥質(zhì)膠結(jié)的大些，呈現(xiàn)灰白色，遇鹽酸起泡。

c.硅質(zhì)膠結(jié)物：主要物質(zhì)成分為二氧化硅，由其膠結(jié)成的沉積巖的堅(jiān)硬程度較泥質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)的都大，顏色呈現(xiàn)灰黑色。

d.鐵質(zhì)膠結(jié)物：主要成分為氫氧化鐵或三氧化二鐵，由其膠結(jié)成的沉積巖的堅(jiān)硬程度較大，常呈現(xiàn)黃褐色或磚紅色。②膠結(jié)物：組成沉積巖的細(xì)顆粒物質(zhì)，把粗顆粒物質(zhì)聯(lián)接起來，使982.沉積巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

（1）沉積巖的結(jié)構(gòu)：根據(jù)其成因，沉積巖的結(jié)構(gòu)主要可分為碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)四大類。

①碎屑結(jié)構(gòu)：由碎屑物質(zhì)被膠結(jié)起來而形成，是碎屑沉積巖所具有的結(jié)構(gòu)。按照碎屑顆粒大小和形狀可細(xì)分為如下三小類：

a.礫狀結(jié)構(gòu)：粒徑大于2.0mm，磨圓度較好，無明顯棱角。若磨圓度較差而具有明顯棱角的，則稱為角礫狀結(jié)構(gòu)。

b.砂狀結(jié)構(gòu)：粒徑在0.05~2.0mm之間。可再細(xì)分為粗砂結(jié)構(gòu)（粒徑0.5~2.0mm）、中砂結(jié)構(gòu)（粒徑0.25~0.5mm）和細(xì)砂結(jié)構(gòu)（粒徑0.05~0.25mm）

c.粉砂狀結(jié)構(gòu)：粒徑在0.05~0.005mm之間。

2.沉積巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造99②泥質(zhì)結(jié)構(gòu)：由粒直徑小于0.005mm的粘土礦物顆粒組成，它為泥巖和頁(yè)巖等粘土巖類所具有的結(jié)構(gòu)。③結(jié)晶結(jié)構(gòu)：沉積巖組成物質(zhì)從真溶液或膠體溶液中沉淀時(shí)的結(jié)晶作用以及非晶質(zhì)與隱晶質(zhì)的重結(jié)晶作用和交代作用所產(chǎn)生的?？稍偌?xì)分為粒狀結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和膠狀結(jié)構(gòu)。④生物結(jié)構(gòu)：由生物遺骸或碎片所組成，系生物化學(xué)巖類所具有的結(jié)構(gòu)，如介殼結(jié)構(gòu)、珊瑚結(jié)構(gòu)等。生物結(jié)構(gòu)是沉積巖區(qū)別于巖漿巖和變質(zhì)巖最為明顯的標(biāo)志之一。②泥質(zhì)結(jié)構(gòu)：由粒直徑小于0.005mm的粘土礦物顆粒組成，它100（2）沉積巖的構(gòu)造：沉積巖的構(gòu)造是指其組成部分的空間分布及其相互之間的排列關(guān)