第一章岩石及其工程性质
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中国石油大学钻井工程第1章岩石的工程力学性质
岩石名称
弹性模量 (104MPa)
泊松比
岩石名 称
弹性模量 泊松比 (104MPa)
花岗岩
5～10
O.1～0.3
页 岩
O.2～8
0.2～O.4
流纹岩
5～10
O.1～ 0.25
石灰岩
5～10
0.2～0.35
闪长岩
7～15
O.1～O.3
白云岩
5～9.4
0.15～0.35
安山岩
5～12
0.2～O.3
板岩
2～ 8
特点：矿物成分不确定，颗粒大小不等、颗粒形状多样、 颗粒分布不均匀、胶结强度有强有弱。
（2）构造特点 构造指岩石的宏观组织特征，是指岩石组分的空间分布及其 相互间的位置 。如：层理、页理、节理（裂隙）、孔隙度等。 一般，沉积岩具有明显的层理特征。
层理： 岩石一层一层叠起来的现象。倾斜的层状结构是沉积岩的主
间接测量
间接抗拉伸强度试验 内压胀裂实验： 对圆筒状岩样施以均匀内压，直到圆筒胀裂的试验方法。 通过运用拉梅厚壁圆筒应力理论，可确定岩样的抗拉伸强度。 巴西劈裂实验： 这一试验是将一个薄圆盘试件沿其直径方向上加载，在沿 着加载直径上分布着垂直于加载方向拉伸应力如图所示。
圆盘的破裂是从圆的中心开始,并沿着加载直径向上下两个方向扩展开来。当拉 应力达到岩样的抗拉强度时，试件在加载点连线上呈现清晰的破裂。岩石的抗张 强度可按下式计算(r半径，t厚度)
内压胀裂实验 巴西劈裂实验
t
P r0 t
三、复杂应力条件下的岩石强度
1. 常规三轴试验
常规三轴试验是最为常用的一种三轴应力试验方 法。首先用液压p使其四周处于三向均匀压缩的应 力状态，然后保持此压力（围压）不变，对岩样加 载，直到使其破坏。可以进行三轴压缩试验(σ 1＞ σ 2=σ 3=p)，也可以进行三轴拉伸试验。
第1章岩石的物理性质
1) 岩石的吸水性
岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性。常 用吸水率，饱和吸水率与饱水系数等指标表示。
(1）吸水率：岩石的吸水率（a）是指岩石试件在大气压力条件下自由 吸入水的质量（mw1）与岩样干质量（ms）之比，用百分数表示，岩石的 颗粒密度属实测指标，常用比重瓶法进行测定。
1.2
岩石的水理性质： 岩石的崩解性
物理性质指标
岩石的崩解性是指岩石与水相互作用时失去粘结性并变成完全丧失强度的松 散物质的性能。这种现象是由于水化过程中削弱了岩石内部的结构联络引起 的。常见于由可溶盐和粘土质胶结的沉积岩地层中。
岩石崩解性一般用岩石的耐崩解性指数表示。这项指标可以在实验室内做干 湿循环试验确定。
1.2
岩石的水理性质： 岩石的膨胀性
物理性质指标
岩石的膨胀性是指岩石浸水后体积增大的性质。 大多数结晶岩和化学岩是不具有膨胀性的，这是因为岩石中的矿物亲水性小 和结构联结力强的缘故。如果岩石中含有绢云母、石墨和绿泥石一类矿物， 由于这些矿物结晶具有片状结构的特点，水可能渗进片状层之间，同样产生 楔劈效应，有时也会引起岩石体积增大。 岩石膨胀大小一般用膨胀力和膨胀率两项指标表示，这些指标可通过室内试 验确定。目前国内大多采用土的固结仪和膨胀仪的方法测定岩石的膨胀性。
1.3
岩体的工程分类
按岩体质量指标分级： 美国伊利诺斯大学用岩体质量指标RQD来表示岩石的完整性。 采用直径为75mm的双层岩心管金刚石钻进，提取直径为54mm的岩心， 将长度小于10cm的破碎岩心及软弱物质剔除，然后测量大于或等于 10cm长柱状岩心的总长度(Lp)。用这一有效的岩心长度与采集岩心段 的钻孔总进尺(L)之比，取其百分数就是RQD。
第一章 岩石的性质及其工程分级
岩石岩体岩块的特性，物理性质的概念，力学性质的几个指标，3个工程分级一、基本概念1. 岩块是指从地壳岩层中切取出来的不包含显著弱面的小块体。
2. 岩体是指地下工程周围较大范围的自然地质体。
由固、液、气三相物质组成。
3. 岩石是指不分岩块和岩体的泛称。
但多数岩石力学文献中把岩石等同于岩块。
4. 弱面又称为结构面或不连续面，是指由于各种地质作用，岩体中呈现的明显地质界面，如层理、节理、断层和裂隙面等，它们往往具有强度低、易变形等特点。
5. 层理（或层面）指岩石沉积过程中的原生成层构造。
6. 节理指由于地质构造而产生的将岩体切割成具有一定几何形状的岩块的裂隙系统。
也是岩体中未发生位移的（包括实际的或潜在的）破裂面。
7. 断层指岩体在构造应力作用下发生破裂，沿破裂面两侧的岩体发生显著的位移或失去连续性和完整性而形成的一种断裂构造。
8. 表土指覆盖在地壳上部的第四纪沉积物如黄土、粘土、流沙、淤泥、砾石等的统称。
9. 基岩指表土以下的固结性岩石，或者在土壤及其他疏松物不存在处出现于地表的岩石。
•二、岩块与岩体的关系岩体＝岩块＋结构面•不连续的，非均质的，各向异性的，非线弹性的，–四、岩体的尺寸效应–对于工程岩体而言，岩体结构类型随工程尺寸的变化而不同。
因此，岩体结构是相对的，只有在确定的地质条件和工程尺寸条件下，工程岩体结构才是唯一确定的。
–工程岩体结构不同，岩体的力学机制和工程的稳定性分析方法也就不同。
•五、影响岩石性质的因素1. 岩石的矿物组成•岩石是由一种或多种矿物组成的。
每种矿物都各有其一定的内部结构和比较固定的化学成分，因而也各具有一定的物理性质和形态。
一般来说，岩块中含硬度大的粒状和柱状矿物如石英、长石、角闪石、辉石和橄榄石等愈多，岩块的强度就愈高；含硬度小的片状矿物如云母、绿泥石、滑石、蒙脱石及高岭石等愈多，岩块的强度就愈低。
2. 岩石的结构——岩石的微观组织特征•当矿物成分一定，呈现细晶、隐晶结构时，岩块强度往往比较高。
第一章岩石的性质及其工程分级
2、影响岩石性质的因素有哪些?
3、解释岩石碎胀性的意义和表示方式。
4、三向压力作用下岩石的变形和强度特征有哪些?
5、解释岩石可钻性和可爆性。
6、岩石工程分级的目的和意义是什么?常用哪些表 示方法?
7、画出岩石在静荷载情况下单向受压应力—应变 关系示意图，并叙述其特性？
（5）岩石的膨胀性
是软岩石表现出来的特征，是指软岩石浸水后
体积增大和相应的引起压力增大的性质。
（6）岩石的崩解性
是指软岩浸水后发生的解体现象。
四、.岩石的碎胀性
岩石破碎以后的体积将比整体状态下 增大，这种性质成为岩石的碎胀性
用碎胀系数表示 K V1
V
V1—岩石破碎后处于松散状态下的体
一、岩石的变形特征
（一）静载荷作用下两个发展阶段
变形：岩石在外荷载作用下，首先是组成岩石的基本微粒之 间的相对位置的变形，可称为变形。
破坏：随着作用的荷载不断增大，或者荷载达到某一数值而 恒定保持下去，便会导致岩石的破坏。
外荷载的分类
静荷载：岩石本身周围的压力
按外荷载的作用性质{
表
二、岩石的孔隙性
岩石的孔隙性：是指岩石的裂隙和孔隙发育程度，通常用孔隙 度n和孔隙比e来表示。
岩石的孔隙度n：是指岩石试件内各种裂隙，孔隙的体积总和 与试件总体积之比。
岩石的孔隙比e：是指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和 与试件内固体矿物颗粒体积之比。
意义： 岩石的孔隙度增大 岩体本身整体性下降 强度降低 透水性增大 由于存在着孔隙 加快岩石的风化速度，从而又增大 了岩石的透水性
（四）、动荷载下岩石的变形特征
无论是冲击式凿岩机凿碎还是爆破破碎岩石，岩石承 受的外力都不是静荷载而是一种冲击荷载。
3、解释岩石碎胀性的意义和表示方式。
4、三向压力作用下岩石的变形和强度特征有哪些?
5、解释岩石可钻性和可爆性。
6、岩石工程分级的目的和意义是什么?常用哪些表 示方法?
7、画出岩石在静荷载情况下单向受压应力—应变 关系示意图，并叙述其特性？
（5）岩石的膨胀性
是软岩石表现出来的特征，是指软岩石浸水后
体积增大和相应的引起压力增大的性质。
（6）岩石的崩解性
是指软岩浸水后发生的解体现象。
四、.岩石的碎胀性
岩石破碎以后的体积将比整体状态下 增大，这种性质成为岩石的碎胀性
用碎胀系数表示 K V1
V
V1—岩石破碎后处于松散状态下的体
一、岩石的变形特征
（一）静载荷作用下两个发展阶段
变形：岩石在外荷载作用下，首先是组成岩石的基本微粒之 间的相对位置的变形，可称为变形。
破坏：随着作用的荷载不断增大，或者荷载达到某一数值而 恒定保持下去，便会导致岩石的破坏。
外荷载的分类
静荷载：岩石本身周围的压力
按外荷载的作用性质{
表
二、岩石的孔隙性
岩石的孔隙性：是指岩石的裂隙和孔隙发育程度，通常用孔隙 度n和孔隙比e来表示。
岩石的孔隙度n：是指岩石试件内各种裂隙，孔隙的体积总和 与试件总体积之比。
岩石的孔隙比e：是指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和 与试件内固体矿物颗粒体积之比。
意义： 岩石的孔隙度增大 岩体本身整体性下降 强度降低 透水性增大 由于存在着孔隙 加快岩石的风化速度，从而又增大 了岩石的透水性
（四）、动荷载下岩石的变形特征
无论是冲击式凿岩机凿碎还是爆破破碎岩石，岩石承 受的外力都不是静荷载而是一种冲击荷载。
水文地质与工程地质考试复习题精选
⽔⽂地质与⼯程地质考试复习题精选第⼀章岩⽯及其⼯程地质性质之习题⼀、名词、术语解释题1.变质作⽤2.深成岩3.岩浆岩4.沉积岩5.变质岩⼆、填充题1.地球内部的圈层构造分为____地壳、___地幔、____地核_____。
2.⾃然界中的矿物按成因可分为原⽣矿物、次⽣矿物和变质矿物三类。
3.岩⽯按成因可分为_____岩浆岩、______沉积岩和变质岩____________。
4.岩浆岩根据化学成分（SiO2）划分为__________________。
5.岩浆岩的主要造岩矿物为__⽯英、正长⽯和斜长⽯，其次是⿊云母、⾓闪⽯等。
6.喷出岩的主要构造为块状构造、流纹构造、⽓孔构造和杏仁构造_____。
7.深成岩的主要构造为__________。
块状构造8.岩浆岩的结构按结晶程度可分为_________________________。
9.沉积岩的形成可分为_____、_________、_____________阶段。
压密、胶结、低温重结晶10.沉积岩最重要的构造是_________、___________。
层理构造、层⾯构造11.变质作⽤的主要因素有___温度__ 、___压⼒__ 、__化学活动性流体。
12.写出下列岩⽯中在三⼤岩类中属于哪⼀类：花岗岩_________，流纹岩_________，⽞武岩_________，⽚⿇岩_________，千枚岩_________，⼤理岩_________，⽯灰岩_________，砂岩_________，黏⼟页岩_________。
13.三⼤类岩⽯在地表分布最⼴泛的是_______。
14.三⼤类岩⽯中常见的浅⾊矿物有______、_______、____________；15.三⼤类岩⽯中常见的暗⾊矿物有______、_________、__________。
23 风化作⽤的类型可分为________ __________ _______________。
工程地质学第1章 岩石及其工程地质性质PPT
• 〔5〕岩石的抗冻性
• 岩石空隙中有水存在时，水一结冰，体积 膨胀，就产生巨大的膨胀力，使岩石的构 造和联结受到破坏，假设岩石经反复循环 冻融，那么会导致其强度降低。岩石抵抗 冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。
• 一些常见岩石的物理性质的主要指标，见 表1.3。
• 〔1〕岩石的变形特性
应力-应变曲线
• 1.2 岩石的类型及其特征
• 〔1〕岩浆岩的矿物成分 • 〔2〕岩浆岩的构造与构造 • ①岩浆岩的构造 • 按结晶程度，岩浆岩的构造可分为： • a.全晶质构造〔crystalline〕 • b.非晶质构造〔glassy〕 • c.半晶质构造〔subcrystalline〕
• 按矿物颗粒大小，岩浆岩的构造可分为： • a．等粒构造〔equigranular〕
• 〔1〕变质岩的矿物成分 • 〔2〕变质岩的构造与构造 • ①变质岩的构造 • a.变晶构造〔crystalloblastic〕 • b.变余构造〔palimpsest〕 • ②变质岩的构造 • a.板状构造〔platy〕 • b.千枚状构造〔phyllitic〕 • c.片状构造〔schistose〕 • d.片麻状构造〔gneissic〕
• 可将岩石变形过程划分为4个阶段： • ①微裂隙压密阶段（图中的Oa段）
• ab段〕
• bc段〕
• c点以后〕
• 〔2〕岩石的强度
• 岩石抵抗外力破坏的能力，称为岩石的强 度〔strength〕。岩石的强度单位用Pa表示。 岩石的强度和应变形式有很大关系。岩石 受力作用破坏，有压碎、拉断和剪断等形 式，所以其强度可分为抗压强度、抗拉强 度和抗剪强度等。
• ①珍珠光泽 • ②丝绢光泽
• ③油脂光泽 • ④蜡状光泽 • ⑤土状光泽 • 〔4〕矿物的解理与断口 • 矿物受力后沿一定方向规那么裂开的性质称
• 岩石空隙中有水存在时，水一结冰，体积 膨胀，就产生巨大的膨胀力，使岩石的构 造和联结受到破坏，假设岩石经反复循环 冻融，那么会导致其强度降低。岩石抵抗 冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。
• 一些常见岩石的物理性质的主要指标，见 表1.3。
• 〔1〕岩石的变形特性
应力-应变曲线
• 1.2 岩石的类型及其特征
• 〔1〕岩浆岩的矿物成分 • 〔2〕岩浆岩的构造与构造 • ①岩浆岩的构造 • 按结晶程度，岩浆岩的构造可分为： • a.全晶质构造〔crystalline〕 • b.非晶质构造〔glassy〕 • c.半晶质构造〔subcrystalline〕
• 按矿物颗粒大小，岩浆岩的构造可分为： • a．等粒构造〔equigranular〕
• 〔1〕变质岩的矿物成分 • 〔2〕变质岩的构造与构造 • ①变质岩的构造 • a.变晶构造〔crystalloblastic〕 • b.变余构造〔palimpsest〕 • ②变质岩的构造 • a.板状构造〔platy〕 • b.千枚状构造〔phyllitic〕 • c.片状构造〔schistose〕 • d.片麻状构造〔gneissic〕
• 可将岩石变形过程划分为4个阶段： • ①微裂隙压密阶段（图中的Oa段）
• ab段〕
• bc段〕
• c点以后〕
• 〔2〕岩石的强度
• 岩石抵抗外力破坏的能力，称为岩石的强 度〔strength〕。岩石的强度单位用Pa表示。 岩石的强度和应变形式有很大关系。岩石 受力作用破坏，有压碎、拉断和剪断等形 式，所以其强度可分为抗压强度、抗拉强 度和抗剪强度等。
• ①珍珠光泽 • ②丝绢光泽
• ③油脂光泽 • ④蜡状光泽 • ⑤土状光泽 • 〔4〕矿物的解理与断口 • 矿物受力后沿一定方向规那么裂开的性质称
1.5岩石的工程地质性质
软化系数表示。 软化系数kd：等于岩石在饱和状态下的极限抗压强度与
在风干状态下极限抗压强度的比。用小数表示。其值越小， 表明岩石在水作用下的强度和稳定性越差。
岩石的软化性决定于岩石的矿物成分、结构和构造特征。 岩浆岩和变质岩的软化系数大都接近于1.0；粘土矿物含量 高、孔隙度大、吸水率高的岩石，软化系数越小，如泥灰 岩和页岩。
降低岩石的强度。在工程中应当重视岩石中这些低强度 矿物含量的增长对岩石强度的降低作用。
但也不能简单地认为，含有高强度矿物的岩石，其强度一定就 高。因为岩石受力作用后，内部应力是通过矿物颗粒的直接接 触来传递的，如果强度较高的矿物在岩石中互不接触，则应力 的传递必然会受中间低强度矿物的影响，岩石不一定就能显示 出高的强度。
180~300
岩石名称 辉绿岩
抗压强度 （MPa）
200~350
岩石名称 页岩
抗压强度 （MPa）
10~100
100~250
玄武岩
150~300
砂岩
20~200
180~300
石英岩
150~350
砾岩
10~150
100~250 100~250 80~250
大理岩 片麻岩 灰岩
100~250 50~200 20~200
岩体 = 结构面 + 结构体
岩块的强度高，岩体的强度不一定高。
结构面的发育程度、性质、充填情况以 及连通程度等，对岩体的工程性质有很 大的影响。
29/35
1. 结构面
结构面：存在于岩体中的各种地质界面。
（1）结构面类型： 原生结构面：成岩时形成
沉积结构面：层面、层理、夹层等 火成结构面：原生节理、流纹面、接触面等等 变质结构面：片麻理、片理等等
在风干状态下极限抗压强度的比。用小数表示。其值越小， 表明岩石在水作用下的强度和稳定性越差。
岩石的软化性决定于岩石的矿物成分、结构和构造特征。 岩浆岩和变质岩的软化系数大都接近于1.0；粘土矿物含量 高、孔隙度大、吸水率高的岩石，软化系数越小，如泥灰 岩和页岩。
降低岩石的强度。在工程中应当重视岩石中这些低强度 矿物含量的增长对岩石强度的降低作用。
但也不能简单地认为，含有高强度矿物的岩石，其强度一定就 高。因为岩石受力作用后，内部应力是通过矿物颗粒的直接接 触来传递的，如果强度较高的矿物在岩石中互不接触，则应力 的传递必然会受中间低强度矿物的影响，岩石不一定就能显示 出高的强度。
180~300
岩石名称 辉绿岩
抗压强度 （MPa）
200~350
岩石名称 页岩
抗压强度 （MPa）
10~100
100~250
玄武岩
150~300
砂岩
20~200
180~300
石英岩
150~350
砾岩
10~150
100~250 100~250 80~250
大理岩 片麻岩 灰岩
100~250 50~200 20~200
岩体 = 结构面 + 结构体
岩块的强度高，岩体的强度不一定高。
结构面的发育程度、性质、充填情况以 及连通程度等，对岩体的工程性质有很 大的影响。
29/35
1. 结构面
结构面：存在于岩体中的各种地质界面。
（1）结构面类型： 原生结构面：成岩时形成
沉积结构面：层面、层理、夹层等 火成结构面：原生节理、流纹面、接触面等等 变质结构面：片麻理、片理等等
第一章.岩石
变质岩 工程性质与其原岩密切相关。 •动力变质岩的力学强度和抗水性均较差。 •片理构造使岩石具有各向异性特征。
四. 岩石按工程特性的划分
工民建： 按岩石的坚固性分
硬质岩石: 抗压强度 30MPa 软质岩石: 抗压强度 30MPa
地下工程： 抗压强度 80MPa为A级硬质岩 按抗压强度分 抗压强度30 80MPa为B级中等硬质岩
生物圈(biosphere)：渗透在水圈、大气圈下层 和地壳表层的范围之中，对于改变地球的形态 起着重要的作用。
造岩矿物
地壳由岩石组成，岩石由矿物组成。 矿物(mineral)：具一定化学成分和物理 性质的自然元素和天然化合物。 各元素在地壳中的含量为“克拉克”值。 （1889年美国学者克拉克提出）
二 . 影响岩石工程性质的因素 内部因素（岩石的地质特征） •矿物成分 •结构 •构造 外部因素 •水的作用 •风化作用
三. 岩石的工程性质评述 岩浆岩
•深成侵入岩具结晶结构，晶粒粗大均匀，力学强 度高。一般是良好的建筑地基和天然建筑石材。 但由于多种矿物结晶组成，抗风化能力较差。 •浅成侵入岩特别是脉状岩体穿插于不同的岩石中， 易蚀变风化，使其强度降低、透水性增大。 •喷出岩若具有气孔构造、流纹构造及发育有原生 裂隙，透水性较大。多呈岩流状产出，岩体厚度 小，岩相变化大，对地基均一性和稳定性影响大。
泥质结构 结晶结构 生物结构
沉积岩的构造：
•层理构造(stratification)（水平层理、波状层理、斜层 理、序粒层理等） •层面构造(bedding plane)（波痕、雨痕、泥裂等）
沉积岩的分类 根据组成的物质成分和结构特征分： •碎屑岩：碎屑物被压紧胶结而成的岩石，由
物质组成、颗粒大小和结构分砾岩、角砾岩、 砂岩和粉砂岩等。
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镁12.7％
硅15.2％ 氧29.5％ 铁34.6％
钙3.29％
铁4.70％ 铝7.51% 硅25.75％ 氧49.52％
氧84.6％
碳39.4％
氧52.4％
其它 氩 氮 碳 氯 钾 钠 钙 铝 硫 钙铝 镍 镁 硅 氧 铁 氦 氢
不同元素的克拉克值相差悬殊。O、Si、Al、Fe、Ca、Na、Mg、K、H等9种元素占地 壳总重量的98%以上，其余的80多种元素不足2%
矿 物 成 分
SiO2的百分含量
45％
52％
65％
岩浆岩 的类型
超基性岩 矿物成分以橄 榄石、辉石为 主，其次有角 闪石，岩石颜 色深，比重大
基性岩 石颜色深， 比重较大
中性岩 酸性岩 矿物成分以正 矿物成分以石 长石、斜长石、 英、正长石为 角闪石为主， 主，少量黑云 少量黑云母和 母和角闪石， 辉石，岩石颜 岩石颜色浅， 色较深，比重 比重轻 较大
二、中性岩类
主要矿物为正长石
极完全解理 按解理的发育 完全解理 程度分为 中等解理 不完全解理
矿物解理的完全程度和断口是互相消长的。如不具解理的石英， 则只呈现贝壳状的断口。
1.1.3 常见的主要造岩矿物
抓住主要特征 综合考虑颜色、晶形、光泽、解理、硬度 考虑矿物生成条件及共生矿物
工具：小钢刀、放大镜、稀盐酸等。
方解石
由于他色不固定， 不能用他色来鉴 定矿物
b.他色——矿物含有杂质的颜色。 如石英
如：石英，含铁后呈现紫色、含碳后呈现黑 色。 方解石，因杂质渗入而常呈白、黄、浅 红、绿、蓝等色
c.假色——物理原因所引起的颜色(由于矿物内部的裂隙 或表面的氧化薄膜对光的折射、散射所引起的)
冰洲石—无色、透明无裂痕的 完好方解石
若气孔被后 期矿物填充 所形成的一 种形似杏仁 的构造（喷 出岩）
6.分类及代表性岩浆岩
观察岩石的颜色 观察岩石的矿物成分 观察岩石的结构和构造 查表定名
含Si、Al为主 酸性 中性 含Fe、Mg为主 基性 超基性 产状
化学成分 酸基性 颜色
浅色的(浅灰、浅红、黄色) 含正长石
深色(深灰、绿色、黑 色) 不含长石
国际摩氏硬度计以常见的10种矿物作为标准
野外常用判断方法
矿物的物理性质——解理、断口
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。不具方向性的不规则破 裂面，称为断口。 解理的完全程度和断口是互相消长的，解理完全时不显断口
云母的一组完全平行解理
石盐的三组近直交解理
矿物的物理性质——颜色
矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生 的。按成色原因分为：
自色 他色
假色
a.自色
矿物本身固有的颜色
黄铁矿— 铜黄色
①深色矿物：含铁、锰多的矿物→灰绿、 褐绿、黑绿、黑色。 如：黑云母（黑色）、角闪石（绿黑色、 黑色）、辉石（黑绿色、黑色）、橄榄 石（浅黄绿、橄榄绿色） ②浅色矿物：含硅、铝、钙多的矿物→ 白色、灰白、淡红、淡黄。 如：石英（乳白、无色）、斜长石（灰 白色）、方解石（白色、无色）
1.2 .1 岩浆岩(magmatic rock)
成因类型：
由地下深处的高温高压熔融
的岩浆以侵入或喷出方式直接
冷凝而成,也称火成岩。
1.成因
2.产状
1. 岩浆岩的成因
(1)深成岩：岩浆侵入地壳某深 处(约距地表5km)冷凝而成的岩 石。岩浆压力和温度较高，温度 降低缓慢，组成岩石的矿物结晶 良好。 (2)浅成岩：岩浆沿地壳裂缝上 升距地表较浅处冷凝而成的岩石。 由于岩浆压力小，温度降低较快， 组成岩石的矿物结晶较细小。
如：方解石（解理面的彩虹）、斑铜矿（表面班驳的蓝色、紫色）
矿物的物理性质——光泽
矿物的光泽是矿物表面的反射率的表现 1.金属光泽：反射很强，类似镀铬的金属平滑表面的反光。 如黄铁矿、方铅矿
黄铁矿
半金属光泽：反射强，如同一般金属的反光，如磁铁矿的 光泽。
磁铁矿：半金属光泽
造岩矿物绝大部分属于非金属光泽。由于矿物表面的性质或矿物集 合体的集合方式不同，又会反映出各种不同特征的光泽。
花岗岩 花岩斑 岩 流纹岩
正长岩 正长斑 岩 粗面岩
闪长岩
辉长岩
浅成的
玢岩
辉绿岩
安山岩
玄武岩
未遇到
喷出的 玻璃状或碎屑状 黑曜岩、浮石、火山凝灰岩、火山碎屑岩、火山玻璃
闪长岩：中性深成侵入 岩，主要由斜长石和普 通角闪石组成，可有少 量黑云母。颜色较深， 为深灰色及灰绿色。全 晶质粒状结构。闪长岩 与花岗岩的差别是其石 英含量少而暗色矿物含 量高，所以颜色深。
4. 岩浆岩的结构
— 指岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小、形状以及彼此间相互组合关 系。 (1)按岩石中矿物的结晶程度分为： 全晶质结构：多见于深成岩和浅成岩
半晶质结构：多见于浅成岩
玻璃质结构：喷出岩特有的结构 (2)按晶粒大小分为： 等粒结构—多见于侵入岩 不等粒结构—浅成岩中 隐晶质结构—浅成岩和一些熔岩中 斑状结构—浅成岩及部分喷出岩所特有的结构
5. 蜡状光泽 像石蜡表面呈现的光泽。如蛇纹石、滑 石等致密块体矿物表面的光泽。
蛇纹石
6. 土状光泽 矿物表面暗淡如土，如高岭石等疏松细粒块体矿物表面 所呈现的光泽。
矿物的物理性质——硬度
矿物抵抗外力刻划、研磨的能力，称为硬度 硬度是矿物的一个重要鉴定特征。 鉴别矿物硬度的方法——摩氏硬度计（相对硬度）。
气孔构造（玄武岩）
流纹状构造
块状构造
流纹构造
矿物在岩石中分 布杂乱无章，不 显层次，呈致密
由一些不同颜 色的条纹和拉 长的气孔等定 向排列所形成 的流动构造(主 要喷出岩）
块状（全部侵入
岩和部分喷出岩）
岩浆凝固时，挥发 性的气体未能及时 逸出，以致在岩石 中留下许多圆形、 椭圆形或长管形的 孔洞（喷出岩）
太阳系
其它3％ 氦27％ 氢70％
地球
其它1.5％ 硫1.9％ 钙铝2.2％ 镍2.4％
地壳
其它＜2％ 镁1.94％ 钾2.4％ 钠2.64％
水圈
其它＜2％ 钠1.1％ 氯1.9％ 氢10.8％
生物圈
其它＜0.8 ％ 钙0.3％ 氮0.5％ 氢6.6％
大气圈
其它0.04％ 氩0.94％ 氧20.94％ 氮78.08％
地幔：中间构造层，富含铁镁的硅酸盐物质。
地核：主要化学成分是铁，镍，所以又称铁镍核心 。
硅铝层（花岗质层） 硅镁层（玄武质层）
岩 石 圈
地 幔
60km
地 幔
软流圈
250km 地 幔
软 流 圈 之 上 地 幔 顶 层 加 上 地 壳 合 称 岩 石 圈
元 素 在 地 球 中 的 分 布
宇宙
其它1.9％ 氦20.9％ 氢77.2％
1.1 主要造岩矿物
岩石圈
岩石：岩浆岩、沉积岩和变质岩
造岩矿物：固体，无机元素或元素化合物
1.1.1 矿物的基本概念
地壳主要元素百分比
矿物：存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元 素和化合物。 构成岩石的矿物，成为造岩矿物，其绝大部分是结晶质。
结晶质：组成矿物的元素质点在矿物内部按一定的规律排列， 形成稳定的结晶格子构造，生成具有一定几何外形的晶体。
岩脉为狭长、不规则的板状岩体，岩床则为整合的席状。
大规模花岗岩岩基
岩墙
岩脉
2）喷出岩体产状
3.岩浆岩的物质成分
化学成分：SiO2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、FeO、MgO、CaO、K2 O和Na2O 浅色矿物(富含Si、Al成分) （硅铝质矿物） : 正长石、斜长石、 石英、白云母等 深色矿物(富含Fe、Mg成分） （铁镁质矿物）： 黑云母、辉石、 角闪石、橄榄石等。
地壳：平均厚度33KM，大陆厚70多KM，海洋仅10KM，主要分为硅铝 层和硅镁层。 地幔：厚度约为2900KM，分为上地幔和下地幔，上地幔是熔融状态物 质，可能是岩浆的发源地；下地幔主要是铁镁氧化物和硫化物。 地核：厚度为3500KM，由比重较大的铁镍成分组成。
地球的构造： 地壳、地幔、地核
地壳：地球的固体外壳。大陆上厚的70公里，海洋里薄的仅 10公里，平均厚度在33km左右。
依冷凝成岩浆岩的 地质环境的不同，可 将岩浆岩分为三大类：
(3)喷出岩(火山岩)：岩浆沿地表 裂缝一直上升喷出地表，这种活 动叫火山喷发，对地表产生的一 切影响叫火山作用，形成的岩石 叫喷出岩。在地表的条件下，温 度降低迅速，矿物来不及结晶或 结晶较差。肉眼不易看清楚。
2.岩浆岩的产状
岩浆岩的产状是反映岩体空间位臵与围岩的相互关系及其形态特征。 1）侵入岩体产状 由于岩浆本身成分的不同，受地质条件的影响，岩浆岩的产状大致有下列几 种：岩基 、岩株、岩盘 、岩床、脉 。
花岗岩：
地球上分布最广的结晶粒状深成岩； 由石英、长石和云母组成； 具有多种颜色，如灰白色、灰色、肉红色等， 主要由长石的种类和颜色而定； 根据组成花岗岩矿物粒径的大小分成粗粒、 中粒、细粒花岗岩，长石与石英晶体特别粗 大的称为伟晶岩； 花岗岩常呈规模巨大的岩基或岩株产出； 花岗岩密度2.7，致密坚硬、孔隙度小、强度 大，是良好的建筑材料，尤其细粒均匀的花 岗岩可以承担任何工程荷载，但一些粗粒以 及含黑云母等暗色矿物，甚至含黄铁矿的花 岗岩，因易于风化而大大降低了其强度。
1. 玻璃光泽 反光如镜，如长石、方 解石解理面上呈现的光 泽。
2. 珍珠光泽 光线在解理面间 发生多次折射和内 反射，在解理面上 所呈现的像珍珠一 样的光泽，如云母 等。
3. 丝绢光泽 纤维状或细鳞片状矿物，由于光的反射互相干扰，形成丝绢 般的光泽，如纤维石膏和绢云母等。
4. 油脂光泽 矿物表面不平，致使 光线散射，如石英断口 上呈现的光泽。