《工程地質(zhì)與水文地質(zhì)》課后習(xí)題答案項(xiàng)目2

項(xiàng)目2

1.什么是礦物和巖石？

礦物具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然元素與化合物。巖石是在各

種地質(zhì)作用作用下按一定方式結(jié)合而成的礦物集合體，它是構(gòu)成地殼

及地幔的主要物質(zhì)。

2.怎樣區(qū)分石英和方解石、正長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石、方解石和白云石？

石英和方解石一一最簡(jiǎn)單的方法就是用小刀刻戈小可以劃動(dòng)的是方解

石，反之則是石英（方解石硬度為3,小于小刀硬度5.5,能被小刀

劃出刻痕；石英硬度為7,大于小刀硬度，不能被小刀劃出刻痕）。

其次用化學(xué)方法也可以區(qū)分：石英主要成分為Si02,方解石主要成

分為CaC03,滴加稀鹽酸后冒泡的是方解石。正長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石一一通

過(guò)觀察解理來(lái)區(qū)分：正長(zhǎng)石解理夾角等于90度，斜長(zhǎng)石解理夾角小

于90度；正長(zhǎng)石主要為鉀長(zhǎng)石，斜長(zhǎng)石分了鈉長(zhǎng)石、更長(zhǎng)石、中長(zhǎng)

石、拉長(zhǎng)石、培長(zhǎng)石、鈣長(zhǎng)石等，都是類質(zhì)同像的混合物，從左向右

鈉越來(lái)越少，鈣越來(lái)越多。石云石一一主要成分為CaMg[C03]2,可

以用鎂試劑來(lái)鑒別，滴加鎂試劑，變藍(lán)的為白云石。

3.簡(jiǎn)述巖漿巖的顏色、礦物成分和化學(xué)性質(zhì)之間的內(nèi)在規(guī)律。

巖漿巖這個(gè)家族中有四個(gè)大的分支，分別為：

1）超基性巖類

在四大巖類中，超基性巖類在地表分布很少，是四大巖類中最小

的一個(gè)分支，僅占巖漿巖總面積的0.4%。超基性巖體的規(guī)模也不大,

常形成外觀象透鏡狀、扁豆?fàn)畹膸r體，它們好像一串大小不同的珠子

一樣沿著一定方向延伸，斷斷續(xù)續(xù)排列，有時(shí)可以追索上千公里。

超基性巖顏色比較深，大部分都是黑灰色、墨綠色，比重也很大,

一般都在3.0以上，因此很堅(jiān)硬，常具致密塊狀構(gòu)造。它的化學(xué)成分

特征是酸度最低，Si02含量小于45%；堿度也很低，一般情況下

K20+Na20不足1%；但鐵、鎂含量高，通常Fe0+Fe203在8T6%之間，

MgO含量范圍較寬，在12-46%之間。

超基性巖基本上由暗色礦物組成，主要是橄欖石、輝石，二者含

量可以超過(guò)70%。其次為角閃石和黑云母；不含石英，長(zhǎng)石也很少。

這類巖石最常見(jiàn)侵入巖是橄欖巖類，噴出巖是苦橄巖類。

2）基性巖類

基性巖類巖石顏色比超基性巖淺，比重也稍小，一般在3左右。

侵入巖很致密，噴出巖常具有氣孔狀和杏仁狀構(gòu)造。其化學(xué)成分的特

征是Si02為45-53%,A1203可達(dá)15%,CaO可達(dá)10%；而鐵鎂含量約

各占6%左右。在礦物成分上，鐵鎂礦物約占40%,而且以輝石為主，

其次是橄欖石、角閃石和黑云母?；詭r和超基性巖的另一個(gè)區(qū)別是

出現(xiàn)了大量斜長(zhǎng)石。

這類巖石的侵入巖是輝長(zhǎng)巖，分布較少；而噴出巖-玄武巖，卻

有大面積分布。雖然玄武巖構(gòu)成的火山和臺(tái)地在陸地上比較多見(jiàn)，但

是和海洋底部玄武巖的分布情況相比，就遜色得多，因?yàn)楹Ｑ蟮撞糠?/p>

乎全部由玄武巖形成。

輝長(zhǎng)巖的成分和玄武巖很相近，但是結(jié)構(gòu)上差別較大。輝長(zhǎng)巖因

為在地下深處，斜長(zhǎng)石和輝石同時(shí)結(jié)晶，因此，礦物顆粒形態(tài)發(fā)育比

較完整，大小也差不多。玄武巖一般由斑晶礦物和基質(zhì)兩部分組成，

斑晶主要是斜長(zhǎng)石、輝石、橄欖石，基質(zhì)就是巖漿噴發(fā)時(shí)沒(méi)有來(lái)得及

結(jié)晶的玻璃質(zhì)或者是只有在顯微鏡下才能看出的隱晶質(zhì)。

3）中性巖類

中性巖類巖石顏色較淺，多呈淺灰色，比重比基性巖要小。化學(xué)

成分特征是SiO2為53-65臨鐵、鎂、鈣比基性巖低，A120316-17%,

比基性巖略高，而Na20+K20可達(dá)5%,比基性巖明顯增多。

就象這個(gè)巖類的名稱一樣，它是在基性巖和酸性巖中間的過(guò)渡類

型。侵入巖是閃長(zhǎng)巖，相應(yīng)的噴出巖是安山巖。閃長(zhǎng)巖既可以向基性

巖輝長(zhǎng)巖過(guò)渡，也可以向酸性巖花崗巖過(guò)渡。同樣，噴出巖之間也關(guān)

系密切，安山巖和玄武巖、流紋巖也常常共生在一起。

4）酸性巖類

酸性巖類中以人們熟悉的花崗巖類出露最多，是在大陸殼中分布

最廣的一類深成巖，常形成巨大的巖體。噴出巖是流紋巖和英安巖。

這類巖石的SiO2含量最高，一般超過(guò)66%,K20+Na20平均在6-8%之

間，鐵、鈣含量不高。

礦物成分的特點(diǎn)是淺色礦物大量出現(xiàn)，主要是石英、堿性長(zhǎng)石和

酸性斜長(zhǎng)石。暗色礦物含量很少，大約只占10%

4.為什么說(shuō)巖漿巖的結(jié)構(gòu)特征是其生成環(huán)境的綜合反映？

巖漿巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造綜合到一起來(lái)說(shuō)，其實(shí)指的就是其巖石中礦物晶體

之間以及礦物顆粒之間的相互接觸關(guān)系。

顯然，深成巖、淺成巖和噴出巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造是存在明顯差別的，最起

碼，深成巖的礦物結(jié)晶粒度會(huì)比較粗，而淺成巖和噴出巖的結(jié)晶粒度

就會(huì)相對(duì)較細(xì)甚至為隱晶質(zhì)，其原因是他們所處的形成環(huán)境不同、冷

卻時(shí)間與結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)短不同。

另一方面，從巖漿成分入手，由于其所處生成環(huán)境不同故而成分也不

同，深成巖比淺成巖和噴出巖更偏向于基性，其巖漿的粘度會(huì)更大，

因此粘度問(wèn)題也影響到巖石形成后的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

5.簡(jiǎn)述沉積巖的形成過(guò)程。

沉積巖是在地表和地表下不太深的地方形成的地質(zhì)體。它是在地表或

接近地表常溫常壓條件下（-70-200℃,一至十幾大氣壓），由風(fēng)化

作用，生物作用和某些火山作用產(chǎn)生的物質(zhì)經(jīng)搬運(yùn)、沉積和成巖等一

系列地質(zhì)作用形成的。

沉積巖：是地面即成巖石在外力作用下，經(jīng)過(guò)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積固結(jié)

等沉積而成，其主要特征是：①層理構(gòu)造顯著；②沉積巖中常含古代

生物遺跡，經(jīng)石化作用即成化石；③有的具有干裂、孔隙、結(jié)核等。

常見(jiàn)的沉積巖有：直徑大于3毫米的礫和磨圓的卵石及被其它物質(zhì)膠

結(jié)而形成的礫巖，由2毫米到0.05毫米直徑的砂粒膠結(jié)而成的砂巖,

由顆粒細(xì)小的粘土礦物組成的頁(yè)巖，由方解石為其主要成分，硬度不

大的石灰?guī)r等。

已經(jīng)形成的巖石露出地表后，由于風(fēng)化作用而遭到破壞,，變成碎

屑等，經(jīng)過(guò)流水、風(fēng)、冰川及其它外力搬運(yùn)，最后在海洋、低地或海

陸之間的過(guò)渡地帶沉積下來(lái)，在經(jīng)受億萬(wàn)年的壓縮、變化之后，膠結(jié)

在一起，又變成一層一層的堅(jiān)硬的巖石。這樣形成的巖石叫做沉積巖。

6.沉積巖區(qū)別于巖漿巖和變質(zhì)巖的重要特征有哪些？為什么？

沉積巖有化石，其他兩者沒(méi)有。巖漿巖：分為侵入巖和噴出巖。侵入

巖下面有描述。噴出巖簡(jiǎn)單一些：會(huì)夾在沉積巖地層中，容易被誤認(rèn)

為是沉積巖。但是有時(shí)能見(jiàn)氣孔或氣孔被充填（具體地如何判斷氣孔

需要經(jīng)驗(yàn)），有時(shí)有巖漿流動(dòng)產(chǎn)生的特征（流紋構(gòu)造、繩狀熔巖），

有時(shí)有熔巖冷卻收縮的痕跡（柱狀節(jié)理）；沒(méi)有化石、有機(jī)質(zhì)侵入

巖：巖石都結(jié)晶了（能肉眼看到礦物顆粒大?。?；沒(méi)有成層性（雖然

有時(shí)有板狀侵入巖，但不會(huì)連續(xù)成層）；野外形態(tài)不穩(wěn)定；與周圍巖

石界限明顯，并且接觸帶內(nèi)有周圍巖石的大碎塊（稱為捕虜體）沉

積巖：穩(wěn)定的成層性，通常情況下層內(nèi)還發(fā)育有層理構(gòu)造（成層的紋

理）；有化石（含有機(jī)質(zhì)）；有特殊的礦物（粘土礦物、海綠石等）；

大部分有碎屑結(jié)構(gòu)；高價(jià)鐵離子含量多于低價(jià)的。變質(zhì)巖：有時(shí)也

有成層性，但層不穩(wěn)定，且變化多端；大部分有典型的片理構(gòu)造（礦

物定向排列）；有典型的變質(zhì)礦物（石榴子石、十字石、紅柱石等等）；

巖石組成都是結(jié)晶的礦物（雖然有時(shí)肉眼分辨不了）；沒(méi)有化石、有

機(jī)質(zhì)。

7.分析變質(zhì)巖在其礦物成分和結(jié)構(gòu)上有何特性？

原巖在變質(zhì)過(guò)程中，既能保留部分原有礦物，也能生成一些變質(zhì)巖特

有的新礦物。變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)和巖漿巖類似，全部是結(jié)晶結(jié)構(gòu)。但由于

變質(zhì)巖的過(guò)重結(jié)晶作用形成的，因此在描述變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)時(shí)，一般應(yīng)

加變晶二字以示區(qū)別，如粗過(guò)重變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)等。變質(zhì)巖

的結(jié)構(gòu)一般分為變晶結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)和變余結(jié)構(gòu)。

8.試說(shuō)明三大巖類常見(jiàn)巖石的類型和主要的工程性質(zhì)。

巖漿巖（以晶狀，斑狀結(jié)構(gòu)為主），沉積巖（以碎屑、泥質(zhì)及生物碎

屑結(jié)構(gòu)為特征，部分為成分單一的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，但肉眼不易分辨），變

質(zhì)巖（以變晶結(jié)構(gòu)等為特征）。

9.表征巖石物理性質(zhì)的指標(biāo)有哪些？

1）密度和重度2）顆粒比重和密度3）孔隙率與裂隙率4）孔隙比5）

吸水性

10.什么叫巖石的軟化性？研究它有何意義？

巖石的軟化性質(zhì)是指巖石在水的作用下，強(qiáng)度及其穩(wěn)定性下降的一種

性質(zhì)。巖石軟化性的指標(biāo)是軟化指數(shù)。他等于巖石在飽和水狀態(tài)下極

限抗壓強(qiáng)度與巖石