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文檔簡介
1、第二章第二章 礦物與巖石礦物與巖石 巖石(土)與礦物的關系及其作用巖石(土)與礦物的關系及其作用 人類的工程活動與地殼的組成物質人類的工程活動與地殼的組成物質巖、巖、土密切相關。當巖石作為地基或建筑材料時,土密切相關。當巖石作為地基或建筑材料時,其其強度和穩定性強度和穩定性影響工程建影響工程建(構構)筑物的造價、筑物的造價、正常使用與安全。正常使用與安全。 礦物是構成巖石的最基本物質。礦物是構成巖石的最基本物質。 對巖石的工程地質評價要從礦物開始。對巖石的工程地質評價要從礦物開始。 圖:冰島議會玄武巖建筑 第一節 礦物礦物:組成巖石的基本單位,它是在各種地質作用下形成的具有一定化學成分和物理性
2、質的單質或化合物。構成巖石的礦物稱為造巖礦物。一、礦物的一般知識一、礦物的一般知識目前已經發現的礦物大約目前已經發現的礦物大約3300多種,其中造多種,其中造巖礦物,大約有二十多種,其中以硅酸鹽礦巖礦物,大約有二十多種,其中以硅酸鹽礦物(斜長石、鉀長石、輝石、角閃石、云母、物(斜長石、鉀長石、輝石、角閃石、云母、橄欖石和粘土礦物等)及石英最多,約占地橄欖石和粘土礦物等)及石英最多,約占地球上礦物總量的球上礦物總量的90%以上。以上。礦物按其成因可分為三大類:1.原生礦物2.次生礦物3.變質礦物二、礦物的物理性質二、礦物的物理性質2.1礦物形態礦物形態造巖礦物絕大多數是結晶質,少數為非晶質。造巖
3、礦物絕大多數是結晶質,少數為非晶質。結晶質的基本特點是組成礦物的原子、離子、結晶質的基本特點是組成礦物的原子、離子、分子等基本質點在礦物內部按一定的規律排分子等基本質點在礦物內部按一定的規律排列,形成穩定的結晶格子構造。列,形成穩定的結晶格子構造。 圖:石英晶體結構 圖:玻璃非晶體結構晶體與非晶體區別:晶體是內部質點在三維空間成周期性重復排列的固體,具有長程有序,并成周期性重復排列。 非晶體是內部在三維空間不成周期性重復排列的固體,具有近程有序,但不具有長程有序。 造巖礦物多為晶體結構:礦物由于質點有規造巖礦物多為晶體結構:礦物由于質點有規律的排列形成晶格,造成礦物的各向異性,律的排列形成晶格
4、,造成礦物的各向異性,幾乎所有礦物的物理特征(導熱性、導電性、幾乎所有礦物的物理特征(導熱性、導電性、硬度、光性等)都會表現出某一個方向的各硬度、光性等)都會表現出某一個方向的各向異性,不同方向具有不同性質,被認為是向異性,不同方向具有不同性質,被認為是非均質體。在生長過程中如果條件適宜,能非均質體。在生長過程中如果條件適宜,能生成具有一定幾何外形的晶體。生成具有一定幾何外形的晶體。各種礦物都有其獨特的晶形,它是鑒定礦物各種礦物都有其獨特的晶形,它是鑒定礦物的重要依據之一,如食鹽是正立方體晶體,的重要依據之一,如食鹽是正立方體晶體,石英是六方雙錐晶體,方解石多為菱面體,石英是六方雙錐晶體,方解
5、石多為菱面體,云母則為片狀等。云母則為片狀等。 2.2礦物的光學性質礦物的光學性質 礦物的物理性質取決于礦物的化學成分和晶體結構特點。礦物的物理性質取決于礦物的化學成分和晶體結構特點。 1顏色顏色礦物的顏色是指礦物對可見光的吸收作用引起的。礦物的顏色是指礦物對可見光的吸收作用引起的。 (1)自色:礦物本身所固有的顏色。如黃鐵礦呈現銅黃色、自色:礦物本身所固有的顏色。如黃鐵礦呈現銅黃色、方解石為白色或無色。方解石為白色或無色。 (2)他色:礦物混入某些雜質所引起的顏色,與礦物的本身他色:礦物混入某些雜質所引起的顏色,與礦物的本身性質無關。如純凈的石英晶體是無色透明的,常因有色的雜性質無關。如純凈
6、的石英晶體是無色透明的,常因有色的雜質混入而呈現紫色(含質混入而呈現紫色(含Fe3+,Mn2)、淺黃色(含氧化)、淺黃色(含氧化鐵)、淺紅色(含鐵)、淺紅色(含Mn2,Ti4+)等。)等。(3)假色:當礦物具有裂隙、表面的氧化膜和假色:當礦物具有裂隙、表面的氧化膜和解理面或對某些礦物轉動觀察時,由于光的解理面或對某些礦物轉動觀察時,由于光的干涉而造成的與礦物本質無關的顏色。如方干涉而造成的與礦物本質無關的顏色。如方解石解理面上常出現的虹彩;斑銅礦表面常解石解理面上常出現的虹彩;斑銅礦表面常出現斑駁的藍色和紫色。出現斑駁的藍色和紫色。(4)條痕)條痕-礦物粉末的顏色。 比礦物顏色更穩定,如赤鐵礦
7、表面可呈紅色、鋼灰色,但條痕總是櫻桃紅色。一般在白瓷板上擦劃。 2透明度透明度 透明度是指光線透過礦物的程度,它與礦透明度是指光線透過礦物的程度,它與礦物吸收可見光的能力、礦物的化學性質與晶物吸收可見光的能力、礦物的化學性質與晶體構造和厚度有關。一般以體構造和厚度有關。一般以0.3mm厚度作為厚度作為標準進行對比,根據透明度不同礦物可以分標準進行對比,根據透明度不同礦物可以分為:為:(1)透明礦物:如無色水晶、冰洲石透明礦物:如無色水晶、冰洲石(透明的方透明的方解石解石)等。等。 (2)半透明礦物:如閃鋅礦、辰砂等。半透明礦物:如閃鋅礦、辰砂等。(3)不透明礦物:光線幾乎不能透過礦物,如不透明
8、礦物:光線幾乎不能透過礦物,如黃鐵礦、磁鐵礦、石墨等。黃鐵礦、磁鐵礦、石墨等。3光澤光澤光澤是指礦物表面對可見光反射的能力。其光澤是指礦物表面對可見光反射的能力。其強弱取決于礦物的反射率、折射率或吸收系強弱取決于礦物的反射率、折射率或吸收系數。根據礦物光澤的強弱一般分為金屬光澤數。根據礦物光澤的強弱一般分為金屬光澤和非金屬光澤。和非金屬光澤。 2.2礦物的力學性質礦物的力學性質1硬度硬度硬度是礦物抵抗外來機械作用硬度是礦物抵抗外來機械作用(如刻劃、壓入如刻劃、壓入或研磨等或研磨等)的能力。礦物的硬度一般采用相對的能力。礦物的硬度一般采用相對硬度來衡量。硬度來衡量。 硬度對比的標準一直沿用摩氏硬
9、度計硬度對比的標準一直沿用摩氏硬度計(Friedrich Mohs,1882),即選用),即選用10種不種不同硬度的標準礦物,按其軟硬程度排列成十同硬度的標準礦物,按其軟硬程度排列成十級用以對比。級用以對比。1度滑石度滑石 2度石膏度石膏 3度方解石度方解石 4度螢石度螢石 5度磷度磷灰石灰石 6度正長石度正長石 7度石英度石英 8度黃玉度黃玉 9度剛玉度剛玉 10度金剛石度金剛石注意:礦物的硬度對巖石的強度有明顯的影注意:礦物的硬度對巖石的強度有明顯的影響。風化、裂隙、雜質等因素會影響礦物的響。風化、裂隙、雜質等因素會影響礦物的硬度,因此在鑒定礦物的硬度時,要注意在硬度,因此在鑒定礦物的硬度
10、時,要注意在礦物的新鮮面晶面或解理面上進行。礦物的新鮮面晶面或解理面上進行。 2解理和斷口解理和斷口礦物受外力打擊后會沿一定的方向裂開而形礦物受外力打擊后會沿一定的方向裂開而形成光滑面的特性稱為成光滑面的特性稱為礦物的解理礦物的解理,光滑的平,光滑的平面稱為解理面。另外一些礦物受外力打擊后面稱為解理面。另外一些礦物受外力打擊后在任意方向破裂并呈各種凹凸不平的斷面在任意方向破裂并呈各種凹凸不平的斷面(如貝殼狀、鋸齒狀等),(如貝殼狀、鋸齒狀等),稱為斷口稱為斷口。解理原因與分類:解理原因與分類:礦物之所以能產生解理,是由于礦物內部質礦物之所以能產生解理,是由于礦物內部質點按某種特殊規則排列,并形
11、成一些薄弱面,點按某種特殊規則排列,并形成一些薄弱面,因此解理僅發生在晶質礦物中。因此解理僅發生在晶質礦物中。不同的晶質礦物,由于其內部構造不同,在不同的晶質礦物,由于其內部構造不同,在受力作用后開裂的受力作用后開裂的難易程度難易程度、解理組數解理組數以及以及解理面的完全程度解理面的完全程度也有差別。也有差別。根據礦物解理組數不同可分為:具有一個方根據礦物解理組數不同可分為:具有一個方向的解理稱一組解理(如云母等)、具有兩向的解理稱一組解理(如云母等)、具有兩個方向的解理二組解理(如長石等)、具有個方向的解理二組解理(如長石等)、具有三個方向的解理三組解理(如方解石等)。三個方向的解理三組解理
12、(如方解石等)。 根據解理發育的程度將解理分為四種:根據解理發育的程度將解理分為四種:(1)極完全解理極完全解理 礦物在外力作用下極易裂成礦物在外力作用下極易裂成薄片,解理光滑平整,很難發生斷口。如云薄片,解理光滑平整,很難發生斷口。如云母、石墨等;母、石墨等;(2)完全解理完全解理 礦物在外力作用下易沿解理方礦物在外力作用下易沿解理方向分裂成平面(不成薄片),向分裂成平面(不成薄片),解理面平滑解理面平滑,較難發生斷口。如方解石、瑩石等;較難發生斷口。如方解石、瑩石等;(3)中等解理中等解理 礦物在外力作用下可以沿解理礦物在外力作用下可以沿解理方向分裂成平面,解理面不甚平滑,斷口較方向分裂成
13、平面,解理面不甚平滑,斷口較易出現。如普通輝石、角閃石等;易出現。如普通輝石、角閃石等;(4)不完全解理不完全解理 礦物在外力作用下,不易裂礦物在外力作用下,不易裂出解理面,易成斷口。如磷灰石等。出解理面,易成斷口。如磷灰石等。礦物解理的完全程度和斷口互為消長。在容礦物解理的完全程度和斷口互為消長。在容易出現解理的方向上一般不易出現斷口;解易出現解理的方向上一般不易出現斷口;解理不完全或無解理時,則斷口發育。斷口在理不完全或無解理時,則斷口發育。斷口在晶質或非晶質礦物上均可發生,并且斷口常晶質或非晶質礦物上均可發生,并且斷口常具有一定的形態,可作為鑒定礦物的一種輔具有一定的形態,可作為鑒定礦物
14、的一種輔助特征。助特征。四、常見造巖礦物鎂鐵質礦物長英質礦物副長石類礦物碳酸鹽類礦物粘土類礦物副礦物鎂鐵質礦物:鎂鐵質礦物:橄欖石輝石角閃石云母類輝石輝石類礦物是自然界分布最廣、最主要的造巖礦物之一,屬單鏈硅酸鹽類。主要見于火成巖和深變質巖。通常為短柱狀,巖漿巖中一般為等粒狀,少數為略扁的板狀晶體,橫斷面一般為八邊形。由于各軸面發育程度不同,也可以為四邊形。大多數具綠黑、綠褐、黑褐等色,少量具翠綠色(產于超基性巖中含鉻透輝石)、灰、灰綠色(透輝石),古銅輝石具古銅色、紫蘇輝石呈褐紫色。光澤半金屬光澤或玻璃、金剛光澤,這是和一些粒狀暗色礦物的重要區別角閃石角閃石角閃石是自然界分布最廣的造巖礦物之
15、一,是巖漿巖和變質巖中的主要造巖礦物。顏色呈暗綠色,很少有褐色,一般呈長柱狀,斷面呈菱形或六邊形,玻璃光澤,硬度5.5-6。角閃石的條痕(粉末)帶綠色色條,而輝石(除無色透輝石外)的條痕多帶褐色色條。 角閃石 與 輝石 的異同晶形: 長柱狀 短柱狀顏色: 深色 淺色條痕色:綠色 褐色斜長石鉀長石石英長英質礦物長英質礦物斜長石為暗灰色-白色,有時偶見肉紅色。玻璃光澤,風化或遭受蝕變的斜長石呈土狀光澤。硬度6-6.5,呈板狀或長條狀,基性斜長石多呈厚板狀,斷面接近正方形,中性斜長石板狀,斷面接近長方形,酸性斜長石多為長板條狀。鉀長石是正長石和微斜長石的總稱,條紋長石是富鈉的斜長石與鉀長石的交生變種
16、,高溫下為透長石。通常為肉紅色、褐黃色、灰紫色、灰白色等,由于肉紅色是鉀長石最常見的,所以誤認為鉀長石就是肉紅色,又如斜長石多數為灰白色一樣,這并不可靠,富鈉的斜長石可呈現淡紅、肉紅色,鉀長石呈白色也是常見的,有些白色鉀長石風化后呈肉紅色,所以顏色只是區分兩類長石的輔助標志。碳酸鹽類礦物碳酸鹽類礦物方解石白云石方解石:顏色為白色、無色、灰色、紅色、棕色、綠色和黑色,條痕白色到灰色。主要成分為碳酸鈣,透明到半透明,玻璃到珍珠或黯淡光澤。形成于很多巖石中,石灰巖和大理巖主要由方解石組成。溶于冷的稀鹽酸中劇烈起泡白云石:顏色為無色、白色、灰色、粉紅色或棕色,條痕為白色。主要成分為碳酸鎂,透明到半透明
17、,玻璃至珍珠光澤。形成于熱液礦脈和含鎂石灰巖。溶于冷的稀鹽酸中起泡反應不強烈。礦物鑒定:肉眼鑒定礦物是一種粗略的方法,一般是野肉眼鑒定礦物是一種粗略的方法,一般是野外工作中常用,要精確地給礦物定名,需取外工作中常用,要精確地給礦物定名,需取樣進行室內鑒定,一般常把試樣切成薄片樣進行室內鑒定,一般常把試樣切成薄片(0.03mm),在偏光顯微鏡下進行鑒定。,在偏光顯微鏡下進行鑒定。1.2巖石基本概念:基本概念:巖石巖石由礦物組成的自然集合體。由礦物組成的自然集合體。巖石分類(按成因)巖石分類(按成因) 巖漿巖巖漿巖 沉積巖沉積巖 變質巖變質巖 巖石結構巖石結構巖石中礦物的結晶程度、顆粒大巖石中礦物
18、的結晶程度、顆粒大小與形狀、顆粒之間的組合方式。小與形狀、顆粒之間的組合方式。巖石構造巖石構造巖石中礦物集合體之間(或與其巖石中礦物集合體之間(或與其它組分之間它組分之間)的排列、組合方式。的排列、組合方式。一、巖漿巖一、巖漿巖(magmatic rock):巖漿巖巖漿巖由巖漿冷凝形成。由巖漿冷凝形成。(1)按形成條件分為:)按形成條件分為:侵入巖侵入巖巖漿侵入地殼深部結晶巖漿侵入地殼深部結晶 (深成巖)(深成巖) 巖漿侵入地殼淺部結晶巖漿侵入地殼淺部結晶 (淺成巖)(淺成巖)噴出巖噴出巖巖漿噴出地表凝固。巖漿噴出地表凝固。 (2)按結構分類:)按結構分類:全晶質結構全晶質結構由全結晶礦物組成
19、。如花崗由全結晶礦物組成。如花崗巖、正長巖等,在溫度緩慢降低條件下生成,巖、正長巖等,在溫度緩慢降低條件下生成,為侵入巖特征。為侵入巖特征。半晶質結構半晶質結構由部分結晶、部分非結晶礦由部分結晶、部分非結晶礦物組成。如花崗斑巖、閃長玢巖等,為淺成物組成。如花崗斑巖、閃長玢巖等,為淺成巖特征。巖特征。非晶質結構非晶質結構亦稱玻璃質結構。如流紋巖、亦稱玻璃質結構。如流紋巖、安山巖等,為噴出巖特征。安山巖等,為噴出巖特征。(3)按構造分類:)按構造分類:1.塊狀構造:礦物分布均勻的構造,如花崗塊狀構造:礦物分布均勻的構造,如花崗巖、花崗斑巖等侵入巖。巖、花崗斑巖等侵入巖。2.流紋狀構造:具流紋狀噴出
20、巖特征的構造。流紋狀構造:具流紋狀噴出巖特征的構造。3.氣孔狀構造:含有孔洞的噴出巖構造,如氣孔狀構造:含有孔洞的噴出巖構造,如玄武巖等。玄武巖等。4.杏仁狀構造:氣孔被后期礦物充填,形成杏仁狀構造:氣孔被后期礦物充填,形成杏仁狀構造,如玄武巖、安山巖等構造杏仁狀構造,如玄武巖、安山巖等構造 。成因:巖漿巖中有一些自己特有的結構和構造特征,比如噴出巖是在溫度、壓力驟然降低的條件下形成的,造成溶解在巖漿中的揮發份以氣體形式大量逸出,形成氣孔狀構造。當氣孔十分發育時,巖石會變得很輕,甚至可以漂在水面,形成浮巖。如果這些氣孔形成的空洞被后來的物質充填,就形成了杏仁狀構造。巖漿噴出到地表,熔巖在流動的
21、過程中其表面常留下流動的痕跡,有時好像幾股繩子擰在一起,巖石學家稱之為流紋構造、繩狀構造。圖:塊狀構造、氣孔狀構造 圖:流紋狀構造、杏仁狀構造(4)按)按SiO2含量劃分為:含量劃分為: 1.酸性巖類酸性巖類(65):花崗巖、花崗斑巖等花崗巖、花崗斑巖等 2.中性巖類中性巖類(5265):正長巖、正長斑巖正長巖、正長斑巖等等 3.基性巖類基性巖類(4552):輝長巖、玄武巖等輝長巖、玄武巖等 4.超基性巖類超基性巖類(45):橄欖巖等橄欖巖等(5)按產狀劃分巖基、巖株、巖墻、巖脈、巖床、巖盤 二、沉積巖二、沉積巖(sedimentary rock):沉積物(先成巖的風化產物)經過壓固、脫水、膠
22、沉積物(先成巖的風化產物)經過壓固、脫水、膠結、重結晶作用變成的堅硬巖石。結、重結晶作用變成的堅硬巖石。(一)物質組成:(一)物質組成:1.巖屑:母巖的機械風化產物,如石英、長石、云巖屑:母巖的機械風化產物,如石英、長石、云母、火山灰等。母、火山灰等。2.特有礦物:特有礦物:(1)高嶺石等粘土礦物;)高嶺石等粘土礦物;(2)方解石、白云石等化學礦物。)方解石、白云石等化學礦物。3.有機質:有機質:(1)貝殼等;)貝殼等;(2)膠結物:泥質、鈣質、硅質、鐵質等。)膠結物:泥質、鈣質、硅質、鐵質等。 (二)結構:(二)結構:1.碎屑結構:是沉積巖的特有結構之一,大碎屑結構:是沉積巖的特有結構之一,
23、大多沉積巖具此結構,如砂巖、角礫巖等。多沉積巖具此結構,如砂巖、角礫巖等。A)礫質結構礫質結構 粒徑粒徑2mm B)砂質結構砂質結構 2 0 .05mm 2、泥質結構、泥質結構0.05mm:由粘土礦物組成的:由粘土礦物組成的粘土巖結構,如泥巖、頁巖等。粘土巖結構,如泥巖、頁巖等。3.結晶結構:為化學巖的結構特征,如石灰結晶結構:為化學巖的結構特征,如石灰巖、白云巖等。巖、白云巖等。4.生物結構:為生物化學巖的結構特征,如生物結構:為生物化學巖的結構特征,如貝殼、珊瑚結構等。貝殼、珊瑚結構等。 圖:碎屑結構(三)構造:(三)構造:1.層理構造:不同顆粒、形狀、顏色、成分的沉積層理構造:不同顆粒、
24、形狀、顏色、成分的沉積物成層分布的特征,含層面、層厚、夾層等。物成層分布的特征,含層面、層厚、夾層等。2.層面構造:層面保留波痕、泥痕等沉積特征的構層面構造:層面保留波痕、泥痕等沉積特征的構造。造。3.結核構造:巖層內含有一些物質團塊,其成分或結核構造:巖層內含有一些物質團塊,其成分或顏色等均與所在巖層有明顯的差別,這種團塊就叫顏色等均與所在巖層有明顯的差別,這種團塊就叫巖層內的結核。巖層內的結核。3.化石構造:動植物遺體保留在沉積巖中的構造特化石構造:動植物遺體保留在沉積巖中的構造特征。征。(四)常見沉積巖:火山碎屑巖、角礫巖、砂巖、(四)常見沉積巖:火山碎屑巖、角礫巖、砂巖、泥巖、頁巖、石
25、灰巖、白云巖等。詳見表泥巖、頁巖、石灰巖、白云巖等。詳見表2-4中所中所列的列的 圖: 沉積巖的層理構造圖:層理構造 圖:層面構造圖:結核構造 圖:化石三、變質巖原巖受溫度、壓力、化學作用形成新的巖石。(一)礦物成分:(一)礦物成分:1.原巖礦物:為巖漿巖、沉積巖內礦物,如原巖礦物:為巖漿巖、沉積巖內礦物,如石英、長石、白云石等石英、長石、白云石等2.變質礦物:如石墨、滑石、蛇紋石、石榴變質礦物:如石墨、滑石、蛇紋石、石榴子石、綠泥石等,是鑒別變質巖的標志性礦子石、綠泥石等,是鑒別變質巖的標志性礦物。物。(二)結構:(二)結構:1.變余結構:變質過程中原巖的成分、結構變余結構:變質過程中原巖的
26、成分、結構被部分保留的特征,如泥質膠結物絹云母、被部分保留的特征,如泥質膠結物絹云母、綠泥石等。綠泥石等。2.變晶結構:變質過程中由重結晶作用形成變晶結構:變質過程中由重結晶作用形成的巖石結構。如石英等。與巖漿巖的結晶不的巖石結構。如石英等。與巖漿巖的結晶不完全相同,是變質巖的主要結構。完全相同,是變質巖的主要結構。3.碎裂結構:變質過程中受壓力作用破碎之碎裂結構:變質過程中受壓力作用破碎之后又膠結形成的結構。后又膠結形成的結構。(三)構造:(三)構造:1.片理構造:在定向壓力下經重結晶形成平片理構造:在定向壓力下經重結晶形成平行排列的片理面,沿此面可將巖石劈成片狀。行排列的片理面,沿此面可將
27、巖石劈成片狀。是變質巖的主要構造標志。是變質巖的主要構造標志。2.塊狀構造:有粒狀結晶礦物組成,無定向塊狀構造:有粒狀結晶礦物組成,無定向排列,難以定向劈裂開,如大理巖、石英巖排列,難以定向劈裂開,如大理巖、石英巖等。等。 結構: 和巖漿巖類似,幾乎全部是結晶結構。但變質巖的結晶結構主要是經過重結晶經過重結晶作用形成的,所以在描述變質巖的結構時,一般應加加 變晶變晶 、 變余變余 二字以示區別。如粗粒變晶結構,斑狀變晶結構等。變余結構:變余礫狀和角礫狀結構、變余砂狀結構、變余花崗結構等。變晶結構:花崗變晶結構、鱗片變晶結構等。 構造: 主要的是片理構造和塊狀構造。片理構造是變質巖所特有的特有的
28、 圖: 片理構造三 大 巖 類 鑒 定 特 征 二、三大類巖石野外肉眼鑒別的基本方法二、三大類巖石野外肉眼鑒別的基本方法鑒別巖石有各種不同的方法,但最基本的是根據巖石的外觀特征,用肉眼和簡單工具(如小刀、放大鏡、鹽酸點滴等)進行的鑒別方法。 野外三大類巖石的鑒定步驟如下:1. 首先首先遠觀巖層的產狀: 來辨別是哪一類巖石。不同巖類產狀不同。(1)巖漿巖產狀常為:巖基、巖株、巖墻、巖脈、巖床、巖盤等。(2)沉積巖產狀常為:層狀。(3)變質巖產狀常為:帶狀(沿斷裂帶、斷裂面)、面狀(區域變質)、環狀(沿侵入巖體)2. 其次其次觀察巖石的構造:來辨別是哪一類巖石。不同巖類成因不同則構造不同。 巖漿巖
29、構造:塊狀構造;條帶狀構造(礦物晶體冷凝分異形成,假層理);流動構造;氣孔、杏仁構造;最為常見。 沉積巖構造:交錯層理;斜層理;波狀層理;水平層理;平行層理;最為常見。 變質巖構造:變余構造(變余層狀、波狀、杏仁、流紋等);板狀構造;千枚狀構造;片狀構造;片麻狀構造;眼球狀構造;斑點構造;最為常見。3. 再次再次觀察巖石的顏色:巖石最為醒目的特征之一。不同巖類顏色與組成巖石的礦物、碎屑和環境有關。 巖漿巖的顏色:取決于“色率”即暗色礦物的比率。(暗色礦物的含量多少)。超基性巖:深色 色率高(暗色礦物含量高高)基性巖: 過渡色率中性巖:過渡色率酸性巖: 色淺 色率低(暗色礦物含量低低) 沉積巖的
30、顏色:取決于收集的碎屑、形成的環境、風化的程度。A. 繼承色:被搬運堆積礦物的顏色。如 淺肉紅色:長石砂巖 白色:石英砂巖灰色:巖屑砂巖B. 原生色:沉積時介質物理化學條件的反映。i. 白色或很淺色調:巖石不含色元素(如鐵、錳、有機質),或含鈣量很高。ii. 灰色和黑色:巖石含有機質(碳、瀝青質)或分散狀黃鐵礦、白鐵礦顆粒,含量多呈黑色,少呈灰色。沉積時為還原強還原環境。iii. 紅黃色:巖石含鐵的氧化物或氫氧化物雜色的結果。沉積時為氧化環境,熱帶或亞熱帶干燥地區。iv. 綠色:多為含鐵低氧自身礦物顏色所致。如海綠石、鮞綠泥石等。v. 一般為氧化還原環境。vi. 紫紅色、紅色、褐紅色、黃棕色:
31、均由三價鐵離子所致。強氧化環境。黃色常見于炎熱干燥陸相陸相沉積;紅色為炎熱潮濕的陸相或海相陸相或海相沉積。C. 次生色:巖石風化后的顏色。 變質巖的顏色:指巖石總體的顏色。如:灰色、淺綠色、白色等。4. 然后觀察巖石的結構:結構是組成一個巖石物質的自身特點。如:巖漿巖 顯晶結晶礦物、隱晶礦物、玻璃質礦物自身特點。沉積巖 其搬運的碎屑(巖屑、礦屑)、火山物質、生物殘骸、宇宙物質自身特點。 變質巖 被變質巖石、礦物自身特點。5.觀察各類巖石組成礦物:進一步提供證實論據。觀察巖石結構的過程中,也鑒定了組成巖石的各種礦物。A.如為巖漿巖:四大類巖漿巖礦物組成符合鮑文系列a.巖屑:三大母巖的碎塊,風化產
32、物之一。A) 碎屑 b.礦屑:石英、長石、粘土礦物、云母等。B.如為沉積巖:組成物質分為 B) 溶解物質 三大母巖中的可溶元素,風化產物之一。C)填隙物 泥、膠結物物、粘土礦物、細小的砂和巖屑等D)注意自生礦物: 海綠石、方解石、白云石、石膏、巖鹽、鮞狀赤鐵礦等。C.如為變質巖:為各種變質礦物通有礦物:石英、長石、云母、角閃石、輝石等變質特征礦物:石榴子石、紅柱石、藍晶石、石墨等6.最后綜合總結、分析確定巖類例如例如:有一巖層為灰黑色;墻狀產出;塊狀構造;組成巖石的物質,為肉眼可見的礦物粗粒晶體;暗色礦物為輝石,含量約占90%左右,淺色礦物為長石,含量約占10%左右。礦物分為大小不同的兩群;暗
33、色礦物晶形為較好的自形晶。未見風化。巖石硬度較大。分析分析:據野外巖石產狀判斷大致為巖漿巖;再據其構造、結構進一步分析,該巖石全為肉眼可見的粗粒礦物晶體,且礦物具似斑狀結構(斑晶、基質全為顯晶質顯晶質),礦物成分為輝石和斜長石組合;最后得出結論:該巖石為巖漿巖,且是巖漿巖中的基性“輝長巖輝長巖”。例如例如:有一巖層為灰白色;層狀產出;組成巖石的物質,為石英顆粒,含量約占97%,鋯英石1%,其他為硅質膠結物;礦物顆粒為22.5mm左右,次圓狀,球度較好,分選好;層中可見,不太清晰的大型槽狀交錯層理;巖石硬度大。分析分析:據野外巖石產狀判斷大致為沉積巖;再據其構造、結構進一步分析,該巖石為碎屑物質
34、組成,基本上全為石英礦物碎屑,其結構(粒度、圓度、球度、分選性)表明,這些碎屑經過介質搬運,其構造形態更是說明了這一點。最后得出結論:該巖石為沉積巖,且是沉積巖中的“礫巖礫巖”。四、影響巖石工程地質性質的因素四、影響巖石工程地質性質的因素:巖石的工程地質性質包括:巖石的工程地質性質包括:1.物理性質物理性質:如密度、孔隙等如密度、孔隙等2.水理性質水理性質:巖石與水作用的性質,如透水、巖石與水作用的性質,如透水、溶解、軟化等性質。溶解、軟化等性質。透水性透水性水通過巖石的能力,與裂隙、孔隙水通過巖石的能力,與裂隙、孔隙的大小及連通程度有關。用滲透系數表示。的大小及連通程度有關。用滲透系數表示。
35、軟化軟化巖石受水作用強度降低的現象。與礦巖石受水作用強度降低的現象。與礦物成分、結構、構造有關,用飽水、風干巖物成分、結構、構造有關,用飽水、風干巖石的強度之比表示軟化系數。石的強度之比表示軟化系數。3.力學性質力學性質:巖石的強度、變形性質,如強度巖石的強度、變形性質,如強度高低、變形大小等特性。高低、變形大小等特性。影響巖石工程地質性質的因素主要有影響巖石工程地質性質的因素主要有:1.礦物成分礦物成分基本因素基本因素礦物成分不同礦物成分不同,則巖石性質不同。則巖石性質不同。eg.云母、粘土類礦物含量高,則巖石強度和云母、粘土類礦物含量高,則巖石強度和穩定性低,變形大。穩定性低,變形大。2.巖石結構巖石結構重要因素重要因素結晶聯結巖石:晶粒粗,則強度低;反之,結晶聯結巖石:晶粒粗,則強度低;反之,則強度高。則強度高。膠結聯結巖石,強度比結晶聯結巖石低。膠結聯結巖石,強度比結晶聯結巖石低。且其強度按下列次序降低:碎屑且其強度按下列次序降低:碎屑硅質膠結硅質膠結鐵、鈣質膠結鐵、鈣質膠結泥質膠結泥質膠結3.巖石構造:巖石構造:礦物成分分布不均勻,巖石性質變化大。礦物成分分布不均勻,巖石性質變化大。層理、裂隙
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