第一章 岩石 岩石在地质作用下产生的,由一种或多种矿物以一定的

第一章 岩石 岩石在地质作用下产生的,由一种或多种矿物以一定的
第一章 岩石 岩石在地质作用下产生的,由一种或多种矿物以一定的

第一章岩石

岩石:在地质作用下产生的,由一种或多种矿物以一定的规律组成的自然集合体。

1、按所含矿物的种类分类:

单矿岩:有一种矿物组成的岩石。常见:石灰岩是由方解石组成的。

复矿岩:由两种或两种以上的矿物组成的岩石,称为复矿岩。如:花岗岩是由正长石、石英和云母组成的。

2、按岩石的成因分类:

岩浆岩、沉积岩和变质岩。即地壳组成的常见的三大岩类。

第一节造岩矿物

一、矿物的概念

1、(矿物是组成岩石的具有稳定物理性质和化学成分的基本单元。)定义:具有一定的化

学成分和物理性质的自然元素和化合物,称为矿物。

2、造岩矿物

在岩石中常见的矿物,称为造岩矿物。

基本特点:造岩矿物多为结晶质。(结晶质是指组成矿物的元素质点(离子、原子或分子)在矿物内按一定的规律排列,形成稳定的结晶格子结构。)

矿物的外形特性和许多物理性质,都是矿物的化学成分和内部构造的反映。

每一种矿物只是在一定的物理和化学条件下才是稳定的,当外界条件改变到一定程度后,矿物原来的成分、内部构造和性质就会发生变化,形成次生矿物。

矿物是岩石稳定的基本组成单元,也是研究岩石生成环境和演变历史的一把重要的钥匙。二、矿物的物理性质

矿物的物理性质取决于矿物的化学成分和内部构造。矿物的物理性质是鉴别矿物的重要依据。(一)颜色

矿物的颜色是对可见光波的吸收作用形成的;按颜色的成因可分为:自色、他色和假色。

自色:矿物自身的颜色,颜色比较固定,由色素离子引起。

颜色较深的:含锰、铁多的矿物,多呈灰绿、褐绿,黑绿以至于黑色,黑云母、普通的角闪石、普通的辉石。

含硅、铝、钙等成分较多的矿物,如石英、长石、方解石等,颜色都较浅,多呈白、灰白、淡红、淡黄等浅色。

他色:矿物中混入了某些杂质所引起的,与矿物本身的性质无关。

他色不固定,随着杂质的颜色而变化。例如:纯净的石英是无色透明的,但是混入杂质后,会呈现紫色、玫瑰色、烟色等。他色不固定,对于鉴别矿物没有很大的意义。

假色:是由于矿物中的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折射、散射引起的。如方解石解理面上常出现彩虹。

(二)光泽

矿物表面的光亮程度,称为光泽。光泽是矿物表面的反射率的表现;按其强弱程度可分为:金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。造岩矿物多呈现非金属光泽,其包括:

A、玻璃光泽:反光如镜。如长石、方解石、辉石、角闪石解理面上呈现光泽

B、珍珠光泽:光线在解理面上发生多次折射和内反射,解理面上呈现象珍珠一样的光泽,

如:云母、绿泥石等。

C、丝绢光泽:纤维状或细鳞片状矿物,由于反射相互干扰而形成。如绢云母、纤维石膏。

D、油脂光泽:矿物表面不平整,使光线散射,如石英断口上的光泽。

E、蜡状光泽:如蛇纹石、滑石等致密矿物表面的光泽。

F、土状光泽:矿物表面暗淡象土一样,高岭石。

(三)硬度

矿物抵抗外力刻划、研磨的能力,称为硬度。硬度是鉴定矿物的重要特征,主要是由于化学成分和内部构造的不同造成的。

通常采用两种矿物对刻的方法来确定矿物的相对硬度,以摩氏硬度来确定矿物的硬度。(四)解理、断口

解理的定义:矿物受打击后,能沿一定方向裂开成光滑平面的性质,称为解理。裂开的光滑平面称为解理面。不具有方向性的不规则破裂面,称为断口。

1根据解理面的出现方向的数目,分为:

一个方向的解理:云母、石膏、滑石

两个方向的解理:长石、辉石、橄榄石

三个方向的解理:方解石、白云石

2根据解理的完全程度

极完全解理:极易裂开,解理面大而完整:云母

完全解理:常沿解理方向开裂成小块,如方解石。

中等解理:既有解理面,又有断口,如长石

不完全解理:常出现断口,解理面很难出现。磷灰石、石英。

矿物的解理和断口是相互消长的,解理完全不显断口。解理的发育对于岩石的力学性质有很大影响。

(五)条痕、(六)透明度

三、常见的造岩矿物

(讲解书中表1-1)注意相近矿物:

1正长石、斜长石从解理的相交角度(正长石正交、斜长石斜交)。

2辉石、角闪石形状,解理的角度(辉石正交、角闪石斜交)

方解石、白云石与盐酸的反映剧烈程度

云母、绿泥石前者有弹性,后者有挠性

第二节岩浆岩

一.概述

岩浆岩是组成地壳及上地幔的三大岩类之一。出露于地表的面积达到地壳表面的25%(大部分为沉积岩)但其体积占地壳的75%以上,而且沉积岩和变质岩的大部分是经过它的变化形成的。岩浆岩是工程中的主要的建筑材料,因此有必要掌握其特性。

1、岩浆活动

(1)岩浆的概念:地壳深部或上地幔中(并不是连贯层,而仅为局部)天然产出的富有含挥发成分的高温粘稠的硅酸盐熔融体,有时还含有金属、硫化物和氧化物。(2)岩浆的生存环境

地壳底部和上地幔中(h>30km)高温大于750度,高压大于8400大气压状态。

(3)岩浆的成分、特性

挥发物质(H2O、Hcl、HF、H2S、H2、N2);金属硫化物;主要硅酸盐物质。

岩浆是熔融体,一般处于一定的热力学平衡条件下,呈准平衡状态,当由于温度、压力的改变而破坏了平衡,它就由高压处向低压处运动。当地壳中存在裂隙等薄弱的环节时,它就在压力下沿着裂隙移动侵入地壳中或喷出地表,但其粘滞性限制了其速度。

2、岩浆岩

(1)定义:岩浆岩是岩浆冷凝固化后形成的岩石。

(2)岩浆岩的产出部位和产状(岩浆岩的产出部位不同,其产状和结构、构造可能都不相同)。

侵入岩:深成岩:地表以下3km以下,岩浆上升侵入围岩,在地壳深处结晶形成的岩石。

浅成岩:地表下3km以内,地面以下较浅处形成的岩石。

喷出岩:喷出地表的熔岩凝固形成的岩石。

图1-3说明侵入岩与喷出岩的区别。

二、岩浆岩的成分

岩浆岩的矿物成分是其分类和命名的依据,也是决定工程地质性质的主要因素(其矿物成分及其变化受岩浆岩的化学成分制约)。

1、岩浆岩的化学成分

自然界中所有的自然元素几乎在岩浆岩中都存在,主要是O、S、Ag、A、Fe、Ca、Na、K 等,约占99.5%,多以氧化物的形式表现出来,其中最多的二氧化硅,其次三氧化二铝。

2、岩浆岩的矿物成分

(1)矿物的颜色

A、浅色矿物:石英、正长石、斜长石及白云母

B、深色矿物:黑云母、角闪石、辉石及橄榄石。

(2)矿物在岩石中的含量

主要矿物:含量大于10%的,划分岩浆岩大类的依据。

次要矿物:含量小于10%,划分岩浆岩种属的依据

如花岗岩可进一步分为黑云母花岗岩、角闪石花岗岩。

(3)矿物的共生组合规律――鲍文反应系列

深色矿物(结晶顺序)浅色矿物(结晶顺序)岩石种类

橄榄石超基性岩

辉石基性斜长石基性岩

角闪石中性斜长石中性岩

黑云母酸性斜长石酸性岩

正长石

白云母

石英

反映矿物的共生;矿物的抗风化性。

3、岩浆岩分类(以SiO2的含量):比重、颜色、性质等均有所不同

SiO2的含量岩石的颜色比重Fe、Mg的含量岩性

>65% 浅小小酸性

(以石英、正长石为主)

65-52%中性

(正长石、斜长石为主)

52-45%基性

(斜长石、辉石为主)

<52% 超基性

橄榄石、辉石为主

一般不含硅铝矿物深大多

三、岩浆岩的结构和构造

(一)结构

1、定义:组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的情况。

2、类型:

(1)按矿物的结晶程度划分:

全晶质结构:岩石全部由结晶的矿物组成。岩浆在温度缓慢的降低的情况下形成,是侵入岩所特有的。

半晶质结构:岩石由结晶的矿物和非结晶的矿物组成,是浅成岩和部分喷出岩中可见。

非晶质结构:岩石全部由非晶质矿物组成,又称为玻璃质结构。岩浆喷出地表迅速冷凝来不及结晶的情况下形成的,为喷出岩特有。

(2)岩石中矿物晶粒的大小

A、显晶质:岩石全部由结晶较大的矿物组成。用肉眼和放大镜可见。

B、隐晶质:结晶微小的矿物,在显微镜下可见

C、玻璃质结构:由非晶质构成,均匀致密。

(3)矿物晶粒的相对大小

A、等粒结构:岩石中矿物全部是显晶质,同种主要矿物的结晶颗粒大小大致相等。(深

成岩特有)

分为:粗粒结构、中粒结构、细粒结构。

B、不等粒结构:主要矿物结晶颗粒的大小不同,相差悬殊。晶形完好、颗粒粗大的称

为斑晶,小的为石基。

斑状结构:石基为隐晶质或玻璃质。浅成岩和喷出岩中可见。

似斑状结构:石基为显晶质。这种结构为深成岩体边缘可见。

(二)构造

1、定义:指矿物在岩石中排列和充填的方式所反映出来的外貌特征。

(1)块状构造:矿物在岩石中分布比较均匀,无一定的排列方向。常见:花岗岩、闪长岩、辉长岩等侵入岩构造

(2)流纹岩构造

岩石中不同颜色的条纹,拉长了的气孔以及长条形矿物沿一定方向排列所形成的流动状态构

造。流纹岩的构造;反映岩浆喷出的流动状态。

(3)气孔状构造

岩浆凝固,挥发的气体未能及时逸出,以至在岩石中留下许多圆形、椭圆形或长管形的孔洞。多为玄武岩等喷出岩所具有。

(4)杏仁状构造

岩石中的气孔,为后期矿物(方解石、石英)充填所形成的一种形似杏仁的构造。在玄武岩和安山岩中可见。

四、岩浆岩的分类

1、分类依据

以成分(化学、矿物)为主,兼顾结构、构造及产出部分。

2、命名

(1)原则:简练,明了反映岩石的特征

(2)方法:

A、主要矿物名称组合命名,如正长岩

B、以矿物的多少顺序命名“前少后多”,如闪长岩

C、颜色-特殊结构-矿物-基本名称,如辉绿岩

3、主要类型表1-2

第三节沉积岩

一、概述

(一)沉积岩的概念

在地壳地表常温常压条件下,由风化产物、有机质和某些火山作用产生的物质,经搬运、沉积、和成岩等一系列地质作用形成的层状岩石。

(二)沉积岩的分布

沉积岩为组成地壳的三大岩类之一,体积占地壳的5%,但出露地表的占陆地75%。沉积岩是研究地质科学的基础,而且对其我们的工程实践有着十分重要的意义。沉积岩是主要的建筑材料或原料。

(三)沉积岩形成过程

1、沉积物的形成――母岩(岩浆岩、变质岩及原有的沉积岩)的风化、剥蚀作用阶段:(1)地表和接近地表的岩石在水、空气、温度变化、生物的作用和影响下,发生风化:物理风化:化学成分不变,岩石发生机械破碎,其产物为碎屑、矿物和部分黏土物质。

化学风化:在氧气、水及溶于水的各种酸液的作用下,使岩石氧化、水解和溶解的化学变化。其产物为氧化物或氢氧化物。

(2)提供沉积岩的组成物质

碎屑物质:碎屑岩类

粘土物质:黏土岩类

溶解物质:化学岩类

2、风化产物的搬运和沉积阶段

搬运营力有:风力、冰川、重力、流水

搬运方式:机械搬运、化学搬运(胶体溶液、真溶液;某些离子的加入;分选沉积。)、生物

搬运

3、沉积物的成岩阶段

脱水、压缩、胶结、重结晶等一系列复杂反应至形成坚固岩石。

二、沉积岩的成分

(一)沉积岩的化学成分的总体特征

1、其总的化学成分与岩浆岩相似,来源于岩浆岩。

2、各类沉积岩的化学成分差异很大:

化学岩:以钙、镁的氧化物为主。

砂岩以二氧化硅为主。

3、多价金属离子以高价氧化物在沉积岩中出现。

4、K、H2O、C2O的成分增加

5、含有机质物质,其他岩类无。

(二)矿物(广义)成分

沉积岩的矿物成分非常复杂,不同的岩类,甚至不同的亚类其成分也不同。

1、矿物成分

(1)黏土矿物:高岭石、水云母、蒙脱石,具有柔水性、可塑性、膨胀性

(2)化学沉积矿物:方解石、白云石、石膏、石岩等

(3)有机质及生物残骸:贝壳、泥岩及其他有机质

以上三种是沉积岩所特有的。

(4)碎屑物质:沉积碎屑、火山碎屑

2、沉积岩矿物成分的总特征

(1)在岩浆岩中大量出现的橄榄石、辉石、角闪石、黑云母少见(易吸热而被风化)(2)有些原生矿物仍大量出现,石英多于长石。

(3)出现大量特有矿物:白云石、方解石、石膏、黏土矿物、铁钙等氧化物和氢氧化物。

三、沉积岩的结构与构造

(一)结构

1、定义:指组成沉积岩的物质、颗粒及形状等方面的特点。

2、类型

(1)碎屑结构:碎屑物质被胶结而成,根据碎屑的大小可分为:

砾状结构:碎屑粒径大于2mm 角砾结构未经搬运

砾状结构经搬运

砂质结构:碎屑粒径在2到0.05mm中间。

粗粒结构:2-0.5mm;粗粒砂岩;

中粒结构:0.5-0.25mm;中粒砂岩

细粒结构:0.25-0.05mm;细粒砂岩

粉砂质结构:粒径由0.05-0.005mm组成,粉砂岩。

(2)泥质结构:粒径小于0.005mm的黏土矿物组成,泥岩、页岩等。

(3)结晶质结构:由溶液中沉淀或经重新结晶所形成的结构。结晶结构为石灰岩、白云岩等化学岩的主要特征。

(4)生物结构:由生物遗体或碎片组成,是生物化学岩的特有结构。

(二)构造

1、定义

指其组成部分的空间分布及其相互间的排列关系。

2、类型:

主要层理构造、层面构造和化石。

(1)层理构造

A、基本定义:沉积岩在形成的过程中由于沉积环境的改变,使先后沉积的物质在颗粒大小、形状、颜色和成分上发生变化,从而显示出来的成层现象,称为层理构造。

B、类型:

平行层理:层与层之间彼此平行

斜层理:上下主层面之间有许多细层与主层面呈一角度。

交错层理:细层倾向变化相互交错。

波形层理:细层呈波状,但总体趋势平行层面。

见图例。

C:基本知识

细层:在一定条件同一时间形成。

层细:是由一组在成分、结构、厚度和产状上都相似的同类型的在相同条件下形成的细层。层面:层与层之间的界面,称为层面。层面是由于较短的沉积间断造成的。

岩层:上下两个层面间连续不断沉积所形成的岩石,称为岩层。是一个基本稳定的物理条件下形成的成分上基本均匀一致的岩石组成。

按厚度可分为:

块状层厚度大于1m;厚层:厚度在0.5-1.0m;中厚层:厚度在0.1-0.5m;薄层,厚度小于0.1m。

D:特殊层

夹层:大厚层中所夹薄层

尖灭层:岩层的一端逐渐变薄以至消灭。

透镜体:岩层的两端在不大距离内逐渐变薄以至消失。

(2)层面构造

A:定义:层面上保留着反映沉积岩形成时特征的现象。

B:类型:

波痕:沉积过程中,沉积物由于受到风力或水流的波浪作用,在沉积层面上留下来的波浪痕迹。

泥裂:粘土沉积物表面,由于失水收缩而形成不规则的多边形裂缝。

(3)化石:是沉积岩中经石化作用而保留下来的动、植物的遗迹和遗体及残体。根据化石确定岩石形成的环境和确定岩石的地质年代。

五、沉积岩的分类和命名

1、分类依据

以结构为主(划分大类)兼顾其矿物成分和构造(划分亚类或种属)。

碎屑结构火山碎屑结构

沉积碎屑结构

沉积岩

(结构)粘土岩类泥岩

页岩

化学及生物化学岩类石灰岩

白云岩

第四节变质岩

一、概述

变质岩为组成地壳三大岩类之一,由于其所具有的特性,使其成为地质科学研究的重点之一。变质岩含有远古代地球演化的历史痕迹,是研究地球演化的重要对象,宝石、汉白玉等都是属于变质岩的。变质岩中具有一些片理构造的岩石,在工程建设中,是属于软弱地带,应予以重视。

1、变质岩

(1)定义:地壳内部原有的岩石(岩浆岩、沉积岩和原有变质岩),由于受到高温、高压及化学成分加入的影响,改变原有矿物的成分和结构、构造形成新的岩石,

称――。

(2)形成环境

形成部位地表下不太深(几十米至几百米)的地壳内部。

物理条件:高温(200-300度)

高压(13000-14000大气压)

化学条件氧化、还原环境的变化-互换及大量其他化学成分的参入。

2、变质作用

(1)定义:由于岩浆作用,地壳运动等引起的物理和化学条件发生变化,促使岩石在固体状态下改变其成分、结构和构造。

(2)促使变质作用的发生和进行的因素:温度、压力和具有化学活动的流体。

温度的作用方式:促使矿物重结晶,改变原岩的结构;促使组分的重新结合,促进化学反应,改变岩石的矿物成分。温度的来源:岩浆带来的热;构造运动产生的热;地热;

地壳中物质相变释放的热;岩石中含有放射性元素蜕变放出的热。

压力:上覆岩层的自重产生压力;由于构造运动和岩浆作用产生定向压力。

具有化学活动性的留题-新化学成分的加入。

(3)变质作用的种类

接触变质作用:岩浆从地球深处上升到地壳中,带着很大热能,使与之接触的岩石温度急剧升高,由于这种热的影响所引起的变质作用,称为接触变质作用

区域变质作用:在大规模区域性地壳变动影响下,使大面积岩体处于高温、高压、岩浆活动因素的综合作用下所引起的变质作用。

二、变质岩的矿物成分

岩浆岩、沉积岩原有:石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石

变质矿物:石墨、滑石、蛇纹石、石榴子石等

矿物成分总体特征

A、出现大量的变质矿物

B、广泛发育纤维状

C、矿物颗粒大多为全晶质。

三、变质岩的结构和构造

(一)结构

1、定义:同岩浆岩。

2、类型

(1)变余结构:变质程度浅,重结晶作用不完全,原岩的矿物成分和结构特征一部分被保留下来,如变余花岗结构、变余砂状结构。

(2)变晶结构:在变质作用过程中重结晶所形成的结构,是变质岩最主要的结构

(3)碎裂结构:由形状不规则带棱角的矿物小碎粒组成的构造结构。如糜棱结构

(二)构造

主要呈片理构造,岩石经变质作用形成的在颜色、成分上呈层排列的现象称为片理构造。与沉积岩的层理构造相比,其延伸范围很小,且常呈现曲面状。

分类:

1、板状构造:可沿片理面裂成厚度一致的板状;矿物颗粒细小,肉眼不能分辨;

片理厚,面平直,颗粒细小。

2、千枚状构造:可裂成千枚状,片理薄,沿片理面上由绢云母,出现丝绢光泽。矿物颗粒

细小,肉眼难以分辨。

3、片麻状构造:矿物颗粒较粗大,片理不规则,粒状矿物带状分布。

4、片状构造:大量柱状矿物平行排列。

5、块状构造:岩石由粒状结晶矿物组成,无定向排列,不能定向裂开。

四、变质岩的分类

(1)分类依据:以构造为主要依据。

(2)分类方法:根据构造将变质岩分成大类,再根据主要矿物成分分亚类。

如片麻岩进一步分为角闪石片麻岩、斜长石片麻岩

第五节岩石的工程地质性质

前面介绍了三大岩类的外表特征,及对其识别鉴定的要点。我们这门课程的要点是将工程特性与当地的地质体的特性结合起来。使得工程经济、安全、美观。因此对于岩石的工程地质性质要加以介绍。后续的课程,建材、土力都会介绍相关的内容。

一、概述

1、岩石与岩体

岩石:是由一种或多种矿物自然组成的矿物集合体。

由岩石组成了岩层,组成了地壳。但地壳中的岩层由于受到各种力的作用,而产生了裂缝(如层理、节理、裂隙、断层等),这些裂隙的存在改变了原来完整岩石的特性,这时这样的组合体称之为岩体。

岩体定义:就是由岩石(块)和各种裂隙(结构面)所组成的地质体。

2.岩石(体)工程地质性质的决定因素

决定于岩体中裂隙系统的性质及其分布组合。

二、岩石的物理性质

1岩石的密度或容重:岩石的单位体积的质量,称为密度。决定因素:矿物的密度、孔隙特性和含水率

特例:干密度:岩石孔隙中不含水的密度。

饱和密度:岩石中孔隙全部被水填充的密度

2岩石的相对密度或比重。

岩石的相对密度:固体岩石的质量与同体积的4℃水的质量的比值。在数值上,等于固体岩石的单位体积的质量。其为无因次的量。

决定因素:组成矿物的比重,及其在岩石中的相对含量。

岩石的重量可以引起自重产生的工程问题。常见:滑坡,崩塌等。

3孔隙率

岩石的孔隙率是指岩石中孔隙、裂隙的体积与岩石的总体积之比。

决定因素:受结构、构造的影响,决定于构造运动和风化的情况。

决定工程的稳定性

4岩石的吸水性

以吸水率表示,常压条件下,岩石的吸水能力,该条件下岩石吸水的质量与干燥岩石质量的比值。

决定因素:岩石的孔隙的大小、张开的程度。

水对于岩石的浸蚀、软化作用,会使得岩石的强度下降、稳定性下降。

三、岩石的水理性质

指岩石与水作用时表现出来的性质。

1.透水性:岩石允许水通过的能力,指标:渗透系数;决定因素:孔隙的大小,连通情况,反映孔隙的情况及岩石融解及潜蚀提供条件,破坏岩石的完整性。

2、溶解性:岩石溶解于水的能力,指标:溶解度,溶解速率。影响因素:可溶岩(成分)、孔隙、流动的水

3、软化性:岩石与水作用后强度和稳定性显著降低的性质。指标:软化系数:岩石在饱水状态下的极限抗压强度与干燥状态下极限抗压强度的比。

易软化的岩类:泥岩、片理状岩石、泥质胶结碎屑岩、强风化岩

结果:岩石的强度和稳定性降低,产生滑坡、泥石流。

4、抗冻性:岩石抵抗由于孔隙中水冻胀而使岩石破坏的能力;决定因素:岩石的成分、结构。构造,孔隙情况,含水、气温

结果:岩石破裂,强度稳定性显著降低。

四、岩石的力学性质

1、强度指标

岩石的破坏种类:压碎、拉断和剪断

抗压强度:岩石在单向压力的作用下,抵抗压碎破坏的能力。

抗拉强度:岩石单向拉伸,抵抗抗拉破坏的能力。

抗剪强度:岩石抵抗剪切破坏的能力。抗剪断强度、抗剪强度、抗切强度

抗剪断强度:指在垂直压力作用下的岩石剪断强度

抗剪强度:沿已有的破裂面发生剪切滑动时的指标

抗剪强度远远低于抗剪断强度。

抗切强度:压应力等于零时的抗剪断强度。

抗压强度最高,抗剪强度居中、抗拉强度最小。

2、岩石的变形指标

弹性模量、变形模量和泊松比

(1)弹性模量:应力与弹性应变的比值成为岩石的-。

(2)变形模量:应力与总应变的比值,称岩石变形-

(3)泊松比:岩石在轴向压力的作用下的横向应变和纵向应变的比值,成为泊松比。

五、影响岩石工程地质性质的因素

岩石的工程性质时在一定环境条件下的产物,随条件的变化而变化,这种变化受岩石本身特征(成分、结构、构造)的影响和控制,也随外部条件水、风化作用的影响。

(一)内因

1、矿物成分

决定其比重(大比重的矿物其岩石比重也越大);抗风化性能(岩浆岩和变质岩中先形成的矿物易风化);强度(硬质矿物含量越高其强度越高);溶解性(随胶结物或胶结类型而变化);特殊矿物:低硬度、节理发育,易风化(黑云母)

2、结构

(1)结晶结构:三大岩类均有

特性:一般致密、容重大、遇水不宜软化

颗粒越细、越均匀、玻璃质越少、强度越高。

(3)胶结结构:沉积岩的碎屑岩类

特性:取决于胶结物成分或胶结形式

胶结物的强度:由大到小:硅质、铁质、钙质、泥质

胶结类型:基底型:强度取决于胶结成分

接触型:孔隙大、容重小、易透水、强度低

孔隙型:强度及透水性视胶结物和充填情况而定。

3、构造:层理、裂隙越发育,其工程性能越差

(二)外因

1、水:对裂隙壁产生静水压力,扩展裂隙;改变有效应力,强度降低;软化岩石、

强度降低、稳定性降低。

2、风化作用:扩展旧裂隙,产生新裂隙;破坏岩石的结构,构造、完整性;产生黏土

矿物

3、温度:温度是影响风化的一个重要因素,温度升高,可以使岩石由脆变塑,变形增

大。

矿物和岩石练习题

第一章矿物和岩石练习题 1、岩石圈是由和的固体岩石组成。 2、新生代的第三纪又分为和。第四纪又分为和。 3、矿物的光学性质有、、和。矿物的力学性质有 和。 4、石英的相对硬度为___,_______矿物的相对硬度为3。 5、片理构造根据片理面特征、变质程度等特点又分为、、、。 6、组成岩浆岩最主要七种矿物是、、、、、 和。 7、地质学确定岩石新老顺序主要依据下列基本规律:、 和。 8、沉积岩中的碎屑岩,按碎屑颗粒大小可分为、和。 9、按成因沉积岩可分为、、三大类。 10、化石是指保存在沉积岩中的古生物的和。 11、自然界的岩石按成因可以分为三类,它们是:、和; 其中大理岩属于,石英岩属于;玄武岩是属于,石灰岩是属于。 12、地球具有圈层构造。以地表为界总的分为和两个圈层。 13、摩氏硬度计中,硬度为3、4、6、7的矿物依次为:、、、和。 在野外,通常用小刀、指甲来粗略测试矿物硬度,小刀的硬度是左右, 指甲的硬度是左右。 14、三大类岩石在地表分布最广泛的是_____占地壳重量百分比最多的是_____ 。 15、云母有____组_______解理,方解石有___组完全解理 16、石英的晶面为_______光泽,而断口为_______光泽 17、碎屑岩的胶结物主要有_____、______ 、_____和_____四种。 18、.碎屑岩的胶结方式有_____、______ 、_____三种方式。 19、岩浆岩根据化学成分(SiO2)和矿物组成划分为_____、______ 、_____和_____四种。 20、.沉积岩的形成可分为_____、______ 、_____和_____四阶段。 21、变质作用的类型有_____、______ 、_____和_____四种。 22、岩石中较大的矿物晶体被细小晶粒或隐晶质、玻璃质矿物所包围的结构叫_________,较大的晶体矿物叫__________;细粒的微小晶粒或隐晶质、玻璃质叫___________。 23、在下列物质中,请指出: 高岭石、玄武岩、砂岩、人造金刚石、片岩,黄铁矿、大理岩、花岗岩、化石、方解石、白云岩、流纹岩、石膏、石灰岩、片麻岩、绿泥石、黏土岩、闪长玢岩、凝灰岩、断层角砾岩 ①矿物是:; ②喷出岩是:; ③侵入岩是:; ④沉积岩是:; ⑤变质岩是:; ⑥可溶(于自然界水中)的矿物和岩石是:; ⑦遇水可能易于泥化的岩石是:;

工程地质学——矿物和岩石

第一章 矿物和岩石 第一节 主要造岩矿物 一、定义:在地质作用下形成的具有一定化学成分和物理性质的天然均质体,叫 矿物。 二、物理性质: (一)(一)晶体形态: ?? ?质点为有序排列)晶体矿物(组成矿物的火山玻璃、胶体蛋白的质点为无序排列):非晶体矿物(组成矿物 ?? ? ?????????、钟乳状状、粒状、块状、土状几何体:纤维状、鳞片立方体、菱面体 片状、板状针状、柱状 单体 (二)光学性质: ??? ?? 应后的颜色假色:矿物表面氧化反离子的颜色。 它色:矿物中混入色素的混合色。长的光波后,其余光波自色:矿物吸收某一波、颜色1 2、条痕:矿物粉末的颜色。 ? ?????? ?、土状光泽 几何体光泽:丝绢光泽断口光泽:油脂光泽 珍珠光泽 晶面光泽:玻璃光泽、单体光泽:光的能力:、光泽:矿物表面反射3 ?? ? ??不透明半透明 透明的程度:、透明度:矿物透射光4 (三)力学性质 1、硬度:抵抗外力刻划的能力(在晶面上) 摩氏硬度:滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2、解理:外力敲击下,沿结晶薄弱面平行裂开的性能。

????? ??????? ??????? ??? ?????见平整光滑处无解理:解理面肉眼难光滑较小,断口发育中等解理:解理面平整 分光滑完全解理:解理面大部全光滑挤完全解理:解理面完解理程度:,辉石: ,角闪石:解理交角:解理组数938756124 ????? ? ?平坦状参差状锯齿状 贝壳状 沿任意方向的裂开:、断口:外力敲击下,3 ??????? ???? ?????白云石:遇镁试剂变蓝气泡方解石:遇稀盐酸剧烈化学反应:磁性可塑性 滑感挠性弹性 (四)其它特殊性质: 三、常见矿物的简易鉴定 1、浅色矿物: 石英 正长石 斜长石 方解石 白云石 白云母 石膏 滑石 硬度大 硬度中等 硬度小 半透明 肉红色 灰白色 菱面体 弯曲菱面体 薄片状 丝绢光泽 有滑感 断口油脂光泽 两组解理 遇HCL 起泡 遇镁试剂变兰 珍珠光泽 无解理 白色弹性 2、暗色矿物:橄榄石 辉石 角闪石 黑云母 绿泥石 硬度大 硬度小 颗粒状 短柱状 长柱状 薄片状 薄片状 半透明 解理交角近90o 解理交角124 o 弹性 挠性 橄榄绿色 多为黑色 黑绿色 黑色 墨绿色 珍珠光泽

矿物和岩石培训资料

矿物和岩石

第一章矿物和岩石 Ⅰ.名词解释 (6道) 矿物岩石磨圆度层理岩性岩石结构流纹状构造片理构造 矿物:矿物是天然生成的、具有一定物理性质和一定化学成分的自然元素或化合物,是组成地壳的基本物质单位。P3 岩石:矿物在地壳中按一定的规律共生组合在一起,形成由一种或几种矿物或火山玻璃组成的天然集合体。P4 磨圆度:碎块、颗粒圆滑的程度称磨圆度。P13 层理:层理是指岩层中物质的成分、颗粒大小、形状和颜色在垂直方向发生改变时产生的纹理。P14 岩性:岩石的地质特性简称岩性,包括岩石的结构、构造和矿物成分。P10 岩石结构:岩石颗粒形态特征及其相互关系。P10 片理构造:岩石中矿物呈定向平行排列的构造称片理构造。P20 流纹状构造:岩石中柱状、针状矿物、拉长的气孔、不同颜色的条带,相互平行、定向排列,形成流纹状构造。它是喷出岩构造,是酸性喷出岩流纹岩的特有构造。P10 Ⅱ.单项选择题(在下列各题中选最佳答案,将其代码填在括号中)(23道) 1.方解石的晶体形态是()。 P5 A.短柱状 B.板状 C.立方体D.菱面体 2.条痕是指矿物的()。 P5 A.固有颜色B.粉末的颜色 C.杂质的颜色 D.表面氧化物的颜色 3.肉红色是()的固有颜色。 P7 A.石英 B.滑石 C.方解石D.正长石 4.解理是指()。 P6 A.岩石受力后形成的平行破裂面 B.岩石中不规则的裂隙 C.矿物受力后沿不规则方向裂开的性质 D.矿物受力后沿一定方向平行裂开的性质 5.断口是矿物受锤击后沿()方向产生的断裂。P6 A.不规则方向 B.平行所有晶面方向 C.平行某一晶面方向 D.锤击方向 6.在下列矿物中,硬度最高的是()。 P6 A.石英 B.长石 C.滑石 D.方解石

矿物和岩石

第一章矿物和岩石 Ⅰ.名词解释(6道) 矿物岩石磨圆度层理岩性岩石结构流纹状构造片理构造 矿物:矿物是天然生成的、具有一定物理性质和一定化学成分的自然元素或化合物,是组成地壳的基本物质单位。P3 岩石:矿物在地壳中按一定的规律共生组合在一起,形成由一种或几种矿物或火山玻璃组成的天然集合体。P4 磨圆度:碎块、颗粒圆滑的程度称磨圆度。P13 层理:层理是指岩层中物质的成分、颗粒大小、形状和颜色在垂直方向发生改变时产生的纹理。P14 岩性:岩石的地质特性简称岩性,包括岩石的结构、构造和矿物成分。P10 岩石结构:岩石颗粒形态特征及其相互关系。P10 片理构造:岩石中矿物呈定向平行排列的构造称片理构造。P20 流纹状构造:岩石中柱状、针状矿物、拉长的气孔、不同颜色的条带,相互平行、定向排列,形成流纹状构造。它是喷出岩构造,是酸性喷出岩流纹岩的特有构造。P10 Ⅱ.单项选择题(在下列各题中选最佳答案,将其代码填在括号中)(23道) 1.方解石的晶体形态是()。P5 A.短柱状B.板状C.立方体D.菱面体 2.条痕是指矿物的()。P5 A.固有颜色B.粉末的颜色C.杂质的颜色D.表面氧化物的颜色 3.肉红色是()的固有颜色。P7 A.石英B.滑石C.方解石D.正长石 4.解理是指()。P6 A.岩石受力后形成的平行破裂面B.岩石中不规则的裂隙 C.矿物受力后沿不规则方向裂开的性质 D.矿物受力后沿一定方向平行裂开的性质 5.断口是矿物受锤击后沿()方向产生的断裂。P6 A.不规则方向B.平行所有晶面方向C.平行某一晶面方向D.锤击方向 6.在下列矿物中,硬度最高的是()。P6 A.石英B.长石C.滑石D.方解石

矿物和岩石

第一章矿物与岩石 Ⅰ.名词解释(6道) 矿物岩石磨圆度层理岩性岩石结构流纹状构造片理构造 矿物:矿物就是天然生成的、具有一定物理性质与一定化学成分的自然元素或化合物,就是组成地壳的基本物质单位。P3 岩石:矿物在地壳中按一定的规律共生组合在一起,形成由一种或几种矿物或火山玻璃组成的天然集合体。P4 磨圆度:碎块、颗粒圆滑的程度称磨圆度。P13 层理:层理就是指岩层中物质的成分、颗粒大小、形状与颜色在垂直方向发生改变时产生的纹理。P14 岩性:岩石的地质特性简称岩性,包括岩石的结构、构造与矿物成分。P10 岩石结构:岩石颗粒形态特征及其相互关系。P10 片理构造:岩石中矿物呈定向平行排列的构造称片理构造。P20 流纹状构造:岩石中柱状、针状矿物、拉长的气孔、不同颜色的条带,相互平行、定向排列,形成流纹状构造。它就是喷出岩构造,就是酸性喷出岩流纹岩的特有构造。P10 Ⅱ.单项选择题(在下列各题中选最佳答案,将其代码填在括号中)(23道) 1.方解石的晶体形态就是( )。P5 A.短柱状 B.板状 C.立方体 D.菱面体 2.条痕就是指矿物的( )。P5 A.固有颜色 B.粉末的颜色 C.杂质的颜色 D.表面氧化物的颜色 3.肉红色就是( )的固有颜色。P7 A.石英 B.滑石 C.方解石 D.正长石 4.解理就是指( )。P6 A.岩石受力后形成的平行破裂面 B.岩石中不规则的裂隙 C.矿物受力后沿不规则方向裂开的性质 D.矿物受力后沿一定方向平行裂开的性质 5.断口就是矿物受锤击后沿( )方向产生的断裂。P6 A.不规则方向 B.平行所有晶面方向 C.平行某一晶面方向 D.锤击方向 6.在下列矿物中,硬度最高的就是( )。P6 A.石英 B.长石 C.滑石 D.方解石

矿物和岩石

第一章 矿物和岩石 第一节 概 述 地球的形状被称为旋转椭球体,赤道半径约 6 378 km ,极地半径约6 357 km ,平均半径约6 371 km 。地球的表面积约 5 亿 平方千米,其中陆地占 29.3%,海洋占 70.7%。地球的体积约 1 万亿立方千米。根据地球物理测量资料分析,地球内部具有分层的构造特点,可称为地球内部圈层构造(见图 1-1),从地心到地表可分为地核、地幔和地壳三个圈层。地心至地表以下2 900 km 为地核,主要由铁、镍等金属物质组成,推测地核中压力可达 3.6×105 MPa ,温度约3 000~5 000 ?C ,密度为16~18 g/cm 3;地表以下33~2 900 km 为地幔,也称中间层,主要由铁、镁硅酸盐物质组成,压力由几千兆帕到 1.4×104 MPa ,温度为1 500~3 000 ?C ,密度为 3.32~5.66 g/cm 3;地壳是指地球表面由岩石组成的一层坚硬壳体。地壳厚度各处不同,大陆地壳较厚,我国西藏高原地区地壳厚达 70~80 km ,洋底地壳较薄,太平洋西部马里亚纳海沟处地壳仅 5~6 km ,平均地壳厚度为 33 km 。人类工程活动大都是在地壳表层进行的,一般都不超过 1~3 km 深,最深的金矿矿井超过4 km ,最深的科研钻孔深度超过12 km 。 图1-1 地球内部圈层构造

地壳是由岩石组成的,岩石是由矿物组成的,矿物是由各种化合物或化学元素组成的。地壳中已发现的化学元素有90多种,但它们在地壳中的含量和分布很不均衡,其中氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛和氢十种元素按质量计占元素总质量的 99.96%,而氧、硅、铝三种元素就占82.96%(见表1-1)。这些元素在地壳中多以化合物状态出现,少数以单质元素状态存在。 表1-1 地壳主要元素质量百分比 元素质量比/(%)元素质量比/(%) 氧(O)46.95 钠(Na) 2.78 硅(Si)27.88 钾(K) 2.58 铝(Al)8.13 镁(Mg) 2.06 铁(Fe) 5.17 钛(Ti)0.62 钙(Ca) 3.65 氢(H)0.14 注:本表引自《Scientific American》,1970。 矿物是天然生成的、具有一定物理性质和一定化学成分的自然元素或化合物,是组成地壳的基本物质单位。多数矿物由化合物构成,例如石英(SiO2)、方解石(CaCO3)和正长石[K(AlSi3O8)]等;少数矿物由单质元素组成,例如石墨(C)和天然硫(S)等。 岩石是矿物或火山玻璃的天然集合体。矿物在地壳中按一定的规律共生、组合在一起,形成由一种或几种矿物或火山玻璃组成的天然集合体。主要由一种矿物组成的集合体称为单矿岩,例如由石英组成的石英岩和由方解石组成的石灰岩等;由多种矿物组成的集合体称多矿岩或复矿岩,例如由石英、正长石组成的花岗岩等。按照岩石形成过程的不同,可将地壳中的岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类型。 第二节主要造岩矿物

矿物和岩石

第一章矿物和岩石 Ⅰ.名词解释 (6道) 矿物岩石磨圆度层理岩性岩石结构流纹状构造片理构造 矿物:矿物是天然生成的、具有一定物理性质和一定化学成分的自然元素或化合物,是组成地壳的基本物质单位。P3 岩石:矿物在地壳中按一定的规律共生组合在一起,形成由一种或几种矿物或火山玻璃组成的天然集合体。P4 磨圆度:碎块、颗粒圆滑的程度称磨圆度。P13 层理:层理是指岩层中物质的成分、颗粒大小、形状和颜色在垂直方向发生改变时产生的纹理。P14 岩性:岩石的地质特性简称岩性,包括岩石的结构、构造和矿物成分。P10 岩石结构:岩石颗粒形态特征及其相互关系。P10 片理构造:岩石中矿物呈定向平行排列的构造称片理构造。P20 流纹状构造:岩石中柱状、针状矿物、拉长的气孔、不同颜色的条带,相互平行、定向排列,形成流纹状构造。它是喷出岩构造,是酸性喷出岩流纹岩的特有构造。P10 Ⅱ.单项选择题(在下列各题中选最佳答案,将其代码填在括号中)(23道) 1.方解石的晶体形态是()。 P5 A.短柱状 B.板状 C.立方体 D.菱面体 2.条痕是指矿物的()。 P5 A.固有颜色 B.粉末的颜色 C.杂质的颜色 D.表面氧化物的颜色 3.肉红色是()的固有颜色。 P7 A.石英 B.滑石 C.方解石 D.正长石 4.解理是指()。 P6 A.岩石受力后形成的平行破裂面 B.岩石中不规则的裂隙 C.矿物受力后沿不规则方向裂开的性质 D.矿物受力后沿一定方向平行裂开的性质 5.断口是矿物受锤击后沿()方向产生的断裂。P6 A.不规则方向 B.平行所有晶面方向 C.平行某一晶面方向 D.锤击方向 6.在下列矿物中,硬度最高的是()。 P6 A.石英 B.长石 C.滑石 D.方解石

第一章 岩石矿物风化与土壤形成

第一章土壤学中的地质学基础 主要教学目标: 本章是土壤学的基础,内容始终贯穿于整个土壤学课程。主要要求学生掌握主要造岩矿物和常见岩石,且对地质作用有一定的了解。由于本章名词多且内容抽象枯燥,因此在教学过程中必须借助多媒体教学和实习实验来完成。 那么为什么要研究地质学基础呢? 地质学主要研究地球的组成、构造、发展历史和演变规律。在当前阶段主要研究固体地球的最外层即岩石层。土壤学中地质学基础主要学习造岩矿物、岩石和地质作用。 地壳是地球外部由固体岩层所构成的外壳,而岩石是构成整个地壳的基本物质,土壤矿物质是由各种矿物所组成的岩石风化而来的。因此地壳的组成、运动和地貌的产生与土壤矿物质有密切的关系。而土壤矿物质的成分和性质又对土壤的形成过程、理化和生物学性质,以及养分状况和肥力水平等有很大的影响。 主要内容: 第一节矿物学知识 第二节岩石学知识 第三节地质作用 主要讲解内容 第一节矿物学知识 一、概述 矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源之一。合成纤维由石灰岩加工制成,而石灰岩是由方解石这种矿物组成的。盐湖中产出的石盐,入药的辰砂、磁石、石膏,做香皂、牙膏用的滑石,栽花用的蛭石,冶炼成钢的赤铁矿也是矿物。 二、矿物的概念 矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下所形成的自然均质体。 地质作用指火山爆发,地震,岩石风化等。 1、类型 根据矿物形成原因可分为: 原生矿物——由地壳内部岩浆冷却后形成的矿物。 次生矿物——由原生矿物进一步风化形成的新的矿物。如方解石是有碳酸钙溶液沉淀而来的;高岭石是由钾长石风化来的。 2、矿物数量 世界上矿物有3000多种,常见的有50多种,而和土壤形成有关的造岩矿物有20~30多种 三、矿物的主要特征 主要根据矿物的一些物理性质来区分,这是最简单最实用的方法,也是土壤工作者常用的方法。 1、颜色矿物的颜色是最容易引起注意的。 分为三种: 自色——矿物本身所固有的颜色 它色——矿物中混入杂质,带色的气泡所导致的颜色。 假色——由矿物表面氧化膜、光线干涉等作用引起的颜色。 2、条痕:矿物粉末的颜色。 它可以消除假色,减弱他色,保存自色。比颜色更具有意义。赤铁矿颜色可能有赤红、黑灰等色,但其条痕为樱红色;黄金和黄铁矿,颜色大体相同,但黄金条痕为金黄色,黄铁

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