第4章礦物和巖石E-mail:wenjiexu@徐文杰清華大學(xué)水利系巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖漿巖的主要成份概述礦物特征巖漿巖的產(chǎn)狀巖漿巖種類和鑒定本章內(nèi)容地殼中主要化學(xué)元素及其重量百分含量1.概述由地質(zhì)作用形成的具有一定物理性質(zhì)和化學(xué)成份的自然單質(zhì)或化合物。礦物巖石由一種或多種礦物或巖屑組成的自然集合體，是各種地質(zhì)作用的產(chǎn)物，是構(gòu)成地殼的基礎(chǔ)。Titleinhere化學(xué)元素Titleinhere地殼造巖礦物：組成巖石的主要礦物。1.概述1.概述高溫、高壓沉積物高溫、高壓侵蝕、搬運(yùn)、沉積侵蝕、搬運(yùn)、沉積巖漿侵入巖噴出巖巖漿巖變質(zhì)巖沉積巖沉積巖三峽電站地下廠房開挖三峽電站過水船閘開挖小灣左岸邊坡石料由于各類巖石的形成條件、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等因素的差異性，不同的巖石其物理力學(xué)形成可能有很大的差別。1.概述巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖漿巖的主要成份概述礦物特征巖漿巖的產(chǎn)狀巖漿巖種類和鑒定本章內(nèi)容其它力學(xué)性質(zhì)晶體是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)(離子)按特定空間形式排列的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的礦物稱結(jié)晶礦物。物理性質(zhì)形態(tài)礦物的成份、構(gòu)造和生成環(huán)境，決定了礦物的晶體有一定規(guī)則的外形，這是鑒定礦物的重要特征之一。石鹽的晶體結(jié)構(gòu)石鹽礦物2.礦物特征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)晶體形態(tài)集合體形態(tài)一向延長型：柱狀、針狀、纖維狀、放射狀。角閃石（長柱狀）輝石（短柱狀）石棉（纖維狀）2.礦物特征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)晶體形態(tài)集合體形態(tài)云母（片狀）石膏(板狀)二向延長型：片狀、板狀、鱗片狀。石墨2.礦物特征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)晶體體形形態(tài)態(tài)集合合體體形形態(tài)態(tài)三向延長型：粒狀、球狀。方解石(菱形六面體)黃鐵礦(立方體)八面體螢石剛玉(桶形)2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)晶體體形形態(tài)態(tài)集合合體體形形態(tài)態(tài)石英晶簇方解石晶簇纖維狀石膏高嶺石2.礦物物特特征征晶簇簇：在在一個(gè)個(gè)共共同同的的基基底底面面上上，，許許多多相相同同的的晶晶體體共共同同生生長長在在一起起其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)晶體體形形態(tài)態(tài)集合合體體形形態(tài)態(tài)重晶石晶簇結(jié)核狀黃鐵礦2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度顏色色是礦礦物物對對光光波波吸吸收收后后的的補(bǔ)補(bǔ)色色，，取取決決于于礦礦物物的的化化學(xué)學(xué)成成份份和和內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)晶晶構(gòu)構(gòu)造造，，是礦礦物物最最明明顯顯的的標(biāo)標(biāo)志志之之一一。自然金角閃石方解石紅剛玉(紅寶石)2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度白色色：方方解解石石、、白白云云石石(白略略帶帶淺淺粉粉色色)、斜斜長長石石、、滑滑石石、、高高嶺嶺石石、、白白云云母母(薄片片透透明明，，厚厚片片亮亮銀銀白白色色)、石石英英(乳白白色色或或透透明明，，也也有有顯顯灰灰色色)。方解石白云石2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度白色色：方方解解石石、、白白云云石石(白略略帶帶淺淺粉粉色色)、斜斜長長石石、、滑滑石石、、高高嶺嶺石石、、白白云云母母(薄片片透透明明，，厚厚片片亮亮銀銀白白色色)、石石英英(乳白白色色或或透透明明，，也也有有顯顯灰灰色色)。滑石斜長石2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度白色色：方方解解石石、、白白云云石石(白略略帶帶淺淺粉粉色色)、斜斜長長石石、、滑滑石石、、高高嶺嶺石石、、白白云云母母(薄片片透透明明，，厚厚片片亮亮銀銀白白色色)、石石英英(乳白白色色或或透透明明，，也也有有顯顯灰灰色色)。白云母石英2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度黑色色：輝輝石石、、角角閃閃石石、、黑云云母母。。角閃石輝石黑云母2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度黃色色：黃黃鐵鐵礦礦(銅黃黃色色)、自自然然金金(金黃黃)、自自然然硫硫(淺黃黃)。黃鐵礦自然硫自然金2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度紅色色：正正長長石石(肉紅紅色色)、紅紅剛剛玉玉(紅寶寶石石)、辰辰砂砂(鮮紅紅色色)、石石榴榴石石、、粉粉紅紅色色電電氣氣石石。。正長石石榴石紅剛玉(紅寶石)2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度綠色：蛇蛇紋紋石石、橄橄欖欖石石、、綠綠泥泥石石(暗綠綠色色)、綠綠柱柱石石、、孔孔雀雀石石、、磷磷綠綠鉛鉛礦礦。。蛇紋石橄欖石孔雀石2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度藍(lán)色色：藍(lán)藍(lán)晶晶石石、、藍(lán)藍(lán)銅銅礦礦、海海藍(lán)藍(lán)寶寶石石。。藍(lán)銅礦藍(lán)晶石海蘭寶石2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度紫色色：紫紫水水晶晶。。2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度礦物物粉粉末末的的顏顏色色稱稱條痕痕。。礦物物粉粉末末的的顏顏色色比比較較固固定定，，也也是是鑒鑒別別礦礦物物的的重重要要標(biāo)標(biāo)志志。。2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度礦物物表表面面反反光光的的性性質(zhì)質(zhì)稱稱光澤澤。。黃鐵礦（金屬光澤）方解石（玻璃光澤）云母（珍珠光澤）2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)滑石（蠟狀光澤）顏色色條痕痕光澤澤透明明度度石棉（絲絹光澤）金剛石（金剛光澤）高嶺石（土狀）石英斷口（油脂光澤）2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)顏色色條痕痕光澤澤透明明度度礦物物透透光光的的能能力力稱稱為為透明明度度。。透明明的的、、半半透透明明的的、、不不透透明明的的。。水晶（透明）閃鋅礦（半透明）黃鐵礦（不透明）2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)硬度度解理理和和斷斷口口礦物物抵抵抗抗機(jī)機(jī)械械刻刻劃劃及及摩摩擦擦的的能能力力稱稱硬度度。硬度度是是礦礦物物軟軟硬硬程程度度的的標(biāo)標(biāo)志志。。礦物摩氏硬度計(jì)指甲2.5鑰匙3玻璃5.5鐵釘3-3.5鋼刀6.52.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)硬度度解理理和和斷斷口口礦物物受受敲敲擊擊后后，，常常沿沿一一定定結(jié)結(jié)晶晶方方向向裂裂開開成成平平滑滑光光面面，，這這種種特特性性稱稱解理理。裂裂開開的的光光滑滑平平面面稱稱解理理面面。。據(jù)解解理理面面的的方方向向數(shù)數(shù)目目可可以以分分一組組解解理理（如如云云母母））、、二組組解解理理（如如長長石石））、、三組組解解理理（如如方方解解石石））、、多組組解解理理（如如螢螢石石四四組組解解理理））。。2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)硬度度解理理和和斷斷口口石墨的晶體結(jié)構(gòu)和天然標(biāo)本解理理是是由由晶晶體體內(nèi)內(nèi)部部格格架架構(gòu)構(gòu)造造所所決決定定的的。。2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)硬度度解理理和和斷斷口口云母（一組節(jié)理）正長石（二組解理）方解石三組解理（規(guī)則菱面體）2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)硬度度解理理和和斷斷口口礦物物受受敲敲擊擊后沿任任意意方向向裂裂開開成成凹凹凸凸不不平平的的斷面面稱稱斷口口。石英貝殼狀斷口火山玻璃貝殼狀斷口2.礦物物特特征征其它力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)形態(tài)態(tài)鹽酸酸反反應(yīng)應(yīng)：方方解解石石（（CaCO3）遇遇稀稀鹽鹽酸酸會會明明顯顯地地反反應(yīng)應(yīng)起泡泡；；白云云石石不不能能直直接接和和鹽鹽酸酸反反應(yīng)應(yīng)起起泡泡，，但粉粉末末可以以和和鹽鹽酸酸反反應(yīng)應(yīng)起起泡泡。。比重重：金金屬屬氧化化物物、、硫硫化化物物礦礦物物比比重重較較大大，，通通常常在在4.0以上上。。而而大大部部分分造造巖巖礦礦物物的的比比重重在在2.7-3.0以下下。。磁性性：磁磁鐵鐵礦礦具有有磁磁性性。彈性性：云云母母片片有彈彈性性。。2.礦物物特特征征巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖漿巖的主要成份概述述礦物物特特征征巖漿漿巖巖的的產(chǎn)產(chǎn)狀狀巖漿漿巖巖種種類類和和鑒鑒定定本章章內(nèi)內(nèi)容容巖漿漿巖巖：生生成成于于地地殼殼深深部部或或地地殼殼之之下下的的高高溫溫熔熔融融硅硅酸酸鹽鹽物物質(zhì)質(zhì)（（巖巖漿漿））沿沿地地殼殼中中的的薄薄弱弱地地帶帶上上升升侵侵入入地地殼殼淺淺部部或或噴噴出出地地表表冷冷凝凝成成為為巖巖石石，，又又稱稱火火成成巖巖。。侵入巖巖漿巖噴出巖淺成深成3~5km3.巖漿漿巖巖的產(chǎn)產(chǎn)狀狀地質(zhì)質(zhì)上上常常把把巖巖漿漿巖巖體體產(chǎn)產(chǎn)出出的的形形態(tài)態(tài)、、規(guī)規(guī)模模、、與與圍圍巖巖的的接接觸觸關(guān)關(guān)系系、、分分布布特特點(diǎn)點(diǎn)及及產(chǎn)產(chǎn)出出的的地地質(zhì)質(zhì)構(gòu)構(gòu)造造環(huán)環(huán)境境等等要要素素稱稱巖漿漿巖巖的的產(chǎn)產(chǎn)狀狀。3.巖漿漿巖巖的產(chǎn)產(chǎn)狀狀巖基基巖床床巖墻墻巖蓋蓋3.巖漿漿巖巖的產(chǎn)產(chǎn)狀狀-侵入入巖巖產(chǎn)產(chǎn)狀狀3.巖漿漿巖巖的產(chǎn)產(chǎn)狀狀-侵入入巖巖產(chǎn)產(chǎn)狀狀火山山錐錐巖熔流3.巖漿漿巖巖的產(chǎn)產(chǎn)狀狀-噴出出巖巖產(chǎn)產(chǎn)狀狀巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖漿巖的主要成份概述述礦物物特特征征巖漿漿巖巖的的產(chǎn)產(chǎn)狀狀巖漿漿巖巖種種類類和和鑒鑒定定本章章內(nèi)內(nèi)容容巖漿漿巖巖的化化學(xué)學(xué)成成份份中中,O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg，占占組組成成巖巖漿漿巖巖化化學(xué)學(xué)元元素素總總量量的的99%以上上。。主要要以以SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O及Na2O等氧氧化化物物的的形形式式存存在在。。當(dāng)巖石石中SiO2含量多多（比比如>65%）時(shí)，，成分分中金金屬元元素K，Na含量偏偏高而而Fe、Mg及Ca偏少；；巖石石中的的石英英、長長石等等淺色礦礦物多多，角閃閃石、、輝石石及橄橄欖石石等暗色礦礦物少少；SiO2含量少少(比如<52%)時(shí)，成成分中中金屬屬元素素Fe、Mg及Ca偏高而而K、Na偏少；；巖石石中的的淺色礦礦物就就少、以角角閃石石、輝輝石及及橄欖欖石等等暗色礦礦物為為主。SiO2是巖漿漿巖中最主主要的的化學(xué)學(xué)組分分，SiO2的含量量與其其礦物物組合合有十十分密密切的的關(guān)系：：4.巖漿巖巖的主要要成份份花崗巖正長巖橄欖巖SiO2>65%（石英、、正長長石）酸性巖中性巖巖漿巖超基性巖基性巖SiO2=45~52%（斜長石石、輝輝石）SiO2<45%（輝石、、橄欖欖石）輝長巖巖閃長巖SiO2=52~65%（斜長石石、正正長石石、角角閃石石）4.巖漿巖巖的主要要成份份巖漿巖巖的礦礦物成成分不不但可可以反反映巖巖石的的化學(xué)學(xué)成分分，而而且可可以反反映巖巖石的的生成成條件件和成成因；；淺色礦物：富含硅、鋁（正長石、斜長石、石英、白云母）暗色礦物：富含鐵、鎂（黑云母、輝石、角閃石、橄欖石）主要造巖礦物斜長石正長石石英角閃石輝石最重要造巖礦物巖漿巖巖的礦礦物種種類及及相對對含量量，是是巖石石分類類和定定名的的主要要依據(jù)據(jù)，也也是直直接影影響巖巖石強(qiáng)強(qiáng)度和和穩(wěn)定定性的的重要要因素素之一一。4.巖漿巖巖的主要要成份份巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖漿巖的主要成份概述述礦物特特征巖漿巖巖的產(chǎn)產(chǎn)狀本章內(nèi)內(nèi)容巖漿巖巖種類類和鑒鑒定大規(guī)模模的深深成巖巖，冷冷凝過過程長長，能能充分分結(jié)晶晶，全全部形形成較較大的的晶體體；淺淺成巖巖和噴噴出巖巖，由由于冷冷凝迅迅速，，常常常結(jié)晶晶不充充分，，甚至至完全全來不不及結(jié)結(jié)晶。。成分相相同的的巖漿漿，在在不同同的冷冷凝環(huán)環(huán)境下下，可可以形形成具具有不不同外外部特特征的的巖石石：黑耀巖5.巖漿巖巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)構(gòu)造大規(guī)模模的深深成巖巖，冷冷凝過過程長長，能能充分分結(jié)晶晶，全全部形形成較較大的的晶體體；淺淺成巖巖和噴噴出巖巖，由由于冷冷凝迅迅速，，常常常結(jié)晶晶不充充分，，甚至至完全全來不不及結(jié)結(jié)晶。。成分相相同的的巖漿漿，在在不同同的冷冷凝環(huán)環(huán)境下下，可可以形形成具具有不不同外外部特特征的的巖石石：在同一一花崗崗巖的的不同同部位位，雖雖然礦礦物成成分相相似，，但是是在巖巖體中中心部部位結(jié)結(jié)晶較較好，，形成成較大大的礦礦物晶晶體；；而巖巖體邊邊緣結(jié)結(jié)晶相相對較較差，，形成成的礦礦物顆顆粒較較小。。巖漿巖巖的結(jié)構(gòu)和和構(gòu)造造，反映映了巖巖石形形成環(huán)環(huán)境和和物質(zhì)質(zhì)成分分的變變化規(guī)規(guī)律，，是區(qū)分分和鑒鑒定巖巖漿巖巖的重重要標(biāo)標(biāo)志，，也是是巖漿漿巖分分類和和定名名的重重要依依據(jù)之之一。巖漿巖巖的結(jié)構(gòu)和和構(gòu)造造特征也也是影影響巖巖石強(qiáng)強(qiáng)度的的一個(gè)個(gè)重要要因素素。5.巖漿巖巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)構(gòu)造-結(jié)構(gòu)巖漿巖巖的結(jié)結(jié)構(gòu)：指巖巖石中中礦物物的結(jié)結(jié)晶程程度、、晶粒粒大小小、晶晶體形形態(tài)及及它們們彼此此間的的相互互組合合關(guān)系系。顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)斑狀結(jié)構(gòu)巖石的的結(jié)構(gòu)構(gòu)決定定了巖巖石內(nèi)內(nèi)部礦礦物顆顆粒的的連接接情況況，它它直接接影響響著巖巖石的的工程程地質(zhì)質(zhì)性質(zhì)質(zhì)。5.巖漿巖巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)構(gòu)造-結(jié)構(gòu)（1）顯晶晶質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)：可以以通過過肉眼眼觀察察或者者借助助放大大鏡能能分辨辨出礦礦物顆顆粒的的大小小及形形態(tài)。。這是深深成侵侵入巖巖的典典型結(jié)結(jié)構(gòu)。花崗巖巖5.巖漿巖巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)構(gòu)造-結(jié)構(gòu)（2）隱晶晶質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)：礦物物顆粒粒很細(xì)細(xì)，憑憑肉眼眼或放放大鏡鏡無法法辨認(rèn)認(rèn)，只只有在在顯微微鏡下下才能能鑒別別。是部分分淺成成巖和和噴出出巖常常見的的結(jié)構(gòu)構(gòu)。輝綠巖玄武巖5.巖漿巖巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)構(gòu)造-結(jié)構(gòu)（3）玻璃璃質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)：巖漿漿急劇劇噴出出地表表、驟驟然冷冷凝，，所有有礦物物來不不及結(jié)結(jié)晶，，在顯顯微鏡鏡下也也看不不到結(jié)結(jié)晶顆顆粒。。是噴出出巖特特有的的結(jié)構(gòu)構(gòu)。黑耀巖5.巖漿巖巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)構(gòu)造-結(jié)構(gòu)（4）斑狀結(jié)構(gòu)：巖石中較大大的礦物晶體體被細(xì)小的晶晶粒或隱晶質(zhì)質(zhì)、玻璃質(zhì)礦礦物所包圍的的一種結(jié)構(gòu)。。是部分淺成巖巖和噴出巖常常見結(jié)構(gòu)。基質(zhì)斑晶5.巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造造-結(jié)構(gòu)巖漿巖的構(gòu)造造：指巖石中不不同礦物集合合體之間或礦礦物集合體與與其它組成部部分之間的排排列與填充方方式，它常可可以表示巖石石的外貌形態(tài)態(tài)及成巖過程程的變化。構(gòu)造特征不涉涉及礦物顆粒粒的大小，只只關(guān)系到它們們的排列分布布特征。塊狀

構(gòu)造流紋構(gòu)造氣孔構(gòu)造杏仁構(gòu)造5.巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造造-構(gòu)造（1）塊狀構(gòu)造：巖石中礦物物分布比較均均勻，無定