第一章巖石與地質構造

1、一、地球與地殼一、地球與地殼二、造巖礦物二、造巖礦物三、巖石成因與工程性質三、巖石成因與工程性質 四、巖層與地質構造四、巖層與地質構造 五、第四紀沉積物及地貌五、第四紀沉積物及地貌 1. 1.地球內部結構地球內部結構地球面積：地球面積：5.1108 km2最高點：最高點：8848.13m（珠峰）珠峰）最低點：最低點：-11033m（馬里馬里亞納海溝）亞納海溝）海陸分布：海海陸分布：海71% 水水29%大氣圈地地球球的的結結構構地殼地幔外地核液態(tài)金屬內地核固態(tài)金屬內地核洋殼陸殼巖石圈軟流層上地幔地幔底部向內延深至外核(2) 地球的層圈構造地球的層圈構造 地球層圈構造包括地球層圈構造包括外部層圈構

2、造和內外部層圈構造和內部層圈構造。部層圈構造。1) 1) 地球外部層圈構造地球外部層圈構造 生物圈水圈大氣圈大氣圈：大氣圈：是地球以外的空間是地球以外的空間, ,它提供生物需要它提供生物需要的的COCO2 2和和O O2 2 , ,對地貌形態(tài)變化起著極大的影響對地貌形態(tài)變化起著極大的影響。按其組成和性質不同，自下而上分為對流層。按其組成和性質不同，自下而上分為對流層、平流層、中層、電離層和散逸層。、平流層、中層、電離層和散逸層。水圈：水圈：由大氣圈的水蒸氣凝結成降雨形成海由大氣圈的水蒸氣凝結成降雨形成海洋和湖泊沼澤及地下水。水與地表巖石相互作洋和湖泊沼澤及地下水。水與地表巖石相互作用，作為最活

3、躍的地質營力促進各種地質現(xiàn)象用，作為最活躍的地質營力促進各種地質現(xiàn)象的發(fā)育。的發(fā)育。生物圈：生物圈：滲透在水圈、大氣圈下層和地殼表滲透在水圈、大氣圈下層和地殼表層的范圍之中，對于改變地球的形態(tài)起著重要層的范圍之中，對于改變地球的形態(tài)起著重要的作用。的作用。2) 地球內部層圈構造地球內部層圈構造 地球的內部層圈包括：地球的內部層圈包括：地殼、地幔、地核。地殼、地幔、地核。莫霍面古登堡面地核地幔地殼地殼：地殼：由固體巖石構成由固體巖石構成, ,平均厚度平均厚度17km, 17km, 分硅鋁層分硅鋁層( (花崗巖層花崗巖層) )和硅鎂和硅鎂層層( (玄武巖層玄武巖層) )。地幔：地幔：上地幔是熔融狀

4、態(tài)物質上地幔是熔融狀態(tài)物質, , 可能是巖漿的發(fā)源地；下地幔主要可能是巖漿的發(fā)源地；下地幔主要是由鐵鎂氧化物和硫化物組成。是由鐵鎂氧化物和硫化物組成。地核：地核：由比重較大的鐵鎳合金組由比重較大的鐵鎳合金組成，平均密度大于成，平均密度大于10g/cm10g/cm。外核。外核是液態(tài)的是液態(tài)的, ,內核是固態(tài)。地殼運動內核是固態(tài)。地殼運動主要起因于地幔物質的對流。主要起因于地幔物質的對流。地地質質年年表表2、地質年代、地質年代第二節(jié)第二節(jié) 造巖礦物造巖礦物 - 巖石學基礎巖石學基礎礦物的含義：（1）礦物是在各種地質作用及自然條件下形）礦物是在各種地質作用及自然條件下形 成的成的 自然產物，如巖漿活

5、動、風化作用、自然產物，如巖漿活動、風化作用、 湖泊海洋都可形成礦物；湖泊海洋都可形成礦物；（2）礦物具有相對固定和均一的化學成分及）礦物具有相對固定和均一的化學成分及 物理性質；物理性質；（3）礦物并不是孤立存在的，而是按照一定）礦物并不是孤立存在的，而是按照一定 的規(guī)律結合形成的各種巖石。的規(guī)律結合形成的各種巖石。 礦物礦物(mineral)(mineral)是地殼中的元素在各種地質作用下，是地殼中的元素在各種地質作用下， 由一種或幾種元素結合而成的天然單質或化合物。由一種或幾種元素結合而成的天然單質或化合物。 組成巖石的礦物，通常稱為組成巖石的礦物，通常稱為造巖礦物造巖礦物見見彩圖彩圖A

6、 A； 組成礦產的常見礦物，通常稱為金屬組成礦產的常見礦物，通常稱為金屬造礦礦物造礦礦物, ,見見彩圖彩圖B B。 礦物按生成條件可分礦物按生成條件可分原生礦物原生礦物和和次生礦物次生礦物兩大類。兩大類。 原生礦物原生礦物：一般是由巖漿冷凝生成的，如石英、：一般是由巖漿冷凝生成的，如石英、長石、輝石、角閃石、云母、橄欖石、石榴石等。長石、輝石、角閃石、云母、橄欖石、石榴石等。 次生礦物次生礦物：一般是由原生礦物經風化作用直接生：一般是由原生礦物經風化作用直接生成的，如高嶺石、蒙脫石、伊里石、綠泥石等；或成的，如高嶺石、蒙脫石、伊里石、綠泥石等；或在水溶液中析出生成的，如方解石、石膏、白云石在水

7、溶液中析出生成的，如方解石、石膏、白云石等。等。 一、礦物與造巖礦物一、礦物與造巖礦物二、礦物的基本特性二、礦物的基本特性1、礦物的形態(tài)（分為單體、集合體兩種類型、礦物的形態(tài)（分為單體、集合體兩種類型)（1）單體形態(tài)：）單體形態(tài)： 晶質礦物晶質礦物 內部質點作規(guī)則排列，形成穩(wěn)定的內部質點作規(guī)則排列，形成穩(wěn)定的 結晶格子構造結晶格子構造. 如巖鹽（如巖鹽（NaCl）；）； 結晶質在生長過程中若無外界干擾和限制結晶質在生長過程中若無外界干擾和限制,可生成可生成規(guī)則的幾何形態(tài)規(guī)則的幾何形態(tài),即即晶體。晶體。非晶質礦物非晶質礦物 內部質點作無規(guī)律的排列，雜亂內部質點作無規(guī)律的排列，雜亂無章，外表不具備

8、固定的幾何形態(tài)無章，外表不具備固定的幾何形態(tài).如火山玻璃。如火山玻璃。二、礦物的基本特性二、礦物的基本特性圖1-1 巖鹽晶體構造礦物的外形往往是礦物化學成分和北部構造在外表的反映，常用來鑒別礦物的類別。（2）礦物集合體形態(tài)）礦物集合體形態(tài)由同種礦物多個單體聚合而成由同種礦物多個單體聚合而成, 稱為稱為礦物集合礦物集合體。體。v晶簇晶簇 在同一基底上生長出許多同類礦物在同一基底上生長出許多同類礦物 的晶體群。如石英晶簇、方解石晶簇等的晶體群。如石英晶簇、方解石晶簇等。常見礦物集合體形態(tài)常見礦物集合體形態(tài)：石英晶簇石英晶簇雄黃晶簇雄黃晶簇輝銻礦晶簇輝銻礦晶簇方解石晶簇方解石晶簇v纖維狀纖維狀 由許

9、多針狀、柱狀或毛由許多針狀、柱狀或毛發(fā)狀的同種單體礦物，發(fā)狀的同種單體礦物，平行排列成纖維狀。如平行排列成纖維狀。如石棉、纖維石膏等。石棉、纖維石膏等。 石棉石棉纖維石膏纖維石膏v粒狀粒狀 大小相近、不按一定規(guī)律排列的晶體，大小相近、不按一定規(guī)律排列的晶體，聚合在一起形成粒狀集合體。依顆粒聚合在一起形成粒狀集合體。依顆粒大小分為粗粒狀、中粒狀、細大小分為粗粒狀、中粒狀、細 粒狀。粒狀。如如橄欖石橄欖石。v鐘乳狀鐘乳狀 鈣質溶液或膠體，在巖石的孔洞鈣質溶液或膠體，在巖石的孔洞 或裂隙中，因水分蒸發(fā)，從同一或裂隙中，因水分蒸發(fā)，從同一 基底向外逐層生長而形成的圓錐基底向外逐層生長而形成的圓錐 形或

10、圓柱形礦物集合體。形或圓柱形礦物集合體。方解石鐘乳方解石鐘乳v鮞狀鮞狀 膠體物質圍繞某質點凝聚而結成一膠體物質圍繞某質點凝聚而結成一 個結核，一個個細小的結核聚合成個結核，一個個細小的結核聚合成 集合體，形似魚卵。集合體，形似魚卵。赤鐵礦赤鐵礦 顆粒大小如豆顆粒大小如豆, 稱為豆狀；稱為豆狀； 形狀如腎狀者，稱為形狀如腎狀者，稱為 腎狀集合體腎狀集合體。腎狀孔雀石腎狀孔雀石v土狀土狀 單體礦物已看不清楚，呈疏松粉末單體礦物已看不清楚，呈疏松粉末 狀聚集而成的集合體。狀聚集而成的集合體。 如如 高嶺土高嶺土v塊狀塊狀 礦物細小緊密集合在一起，無礦物細小緊密集合在一起，無 一定排列形式，如一定排列

11、形式，如 塊狀石英。塊狀石英。v鱗片狀鱗片狀 兩向發(fā)育的細小鱗片狀集合體組成，如兩向發(fā)育的細小鱗片狀集合體組成，如石墨。石墨。v 結核狀結核狀 晶質或膠體圍繞某一核心逐漸向晶質或膠體圍繞某一核心逐漸向 外生長而成，斷面上常呈同心圓外生長而成，斷面上常呈同心圓 狀或放射狀條紋。如狀或放射狀條紋。如瑪瑙瑪瑙?，旇К旇?（一）（一） 礦物的光學性質礦物的光學性質 1. 顏色顏色 1）自色）自色 礦物本身所礦物本身所固有固有的顏色。的顏色。 2）他色）他色 礦物由于外來有色物質的礦物由于外來有色物質的混入混入呈現(xiàn)呈現(xiàn)的顏色。的顏色。 3）假色）假色 由礦物表面的由礦物表面的氧化膜氧化膜或解理面所引或解

12、理面所引起的起的光線干涉光線干涉作用造成的顏色。作用造成的顏色。三、礦物的物理性質三、礦物的物理性質紫水晶紫水晶煙水晶煙水晶 2. 條痕條痕 礦物礦物粉末粉末的顏色。的顏色。 可以消除假色，減弱他色，比礦物的顏色更固定可以消除假色，減弱他色，比礦物的顏色更固定 3. 光澤光澤 礦物表面對可見光反射的能力。分為：礦物表面對可見光反射的能力。分為： 金屬光澤金屬光澤 如黃鐵礦如黃鐵礦(最強最強) 半金屬光澤半金屬光澤 如磁鐵礦（次強）如磁鐵礦（次強） 非金屬光澤非金屬光澤 金剛光澤（金剛石）、玻璃光金剛光澤（金剛石）、玻璃光澤（石英晶體）、油脂光澤（石英斷口）、絲絹光澤（石英晶體）、油脂光澤（石英

13、斷口）、絲絹光澤（石棉、娟云母）、土狀光澤（高嶺石）、珍珠澤（石棉、娟云母）、土狀光澤（高嶺石）、珍珠光澤（白云母薄片）光澤（白云母薄片）礦物光澤礦物光澤 4. 透明度透明度 礦物容許可見光礦物容許可見光透過透過的能力。的能力。0.001mm厚的礦物薄片厚的礦物薄片透過光的程度為標準透過光的程度為標準. 透明度可分為：透明度可分為： 透明透明 半透明半透明 不透明不透明 指礦物抵抗外力指礦物抵抗外力刻劃、壓入刻劃、壓入或或研磨研磨的能力。的能力。5. 硬度硬度 （二）（二） 礦物的物理力學性質礦物的物理力學性質 6. 解理解理礦物在外力作用下，能沿礦物在外力作用下，能沿一定一定方向方向裂開成裂

14、開成光滑光滑平面的性質，稱為平面的性質，稱為解理解理?？煞譃榭煞譃?級：級： 極完全解理、完全解理、中等解理、極完全解理、完全解理、中等解理、 不完全解理、極不完全解理。不完全解理、極不完全解理。 礦物受打擊后，沿任意方向發(fā)生礦物受打擊后，沿任意方向發(fā)生不規(guī)則不規(guī)則的斷裂，的斷裂，其凹凸不平的斷裂面稱其為斷口?？煞譃椋浩浒纪共黄降臄嗔衙娣Q其為斷口?？煞譃椋?貝殼狀斷口（如石英斷口）、鋸齒狀斷貝殼狀斷口（如石英斷口）、鋸齒狀斷 口、纖維狀斷口、土狀斷口等?？凇⒗w維狀斷口、土狀斷口等。 解理的完全程度和斷口互相消長含義：解理的完全程度和斷口互相消長含義：7. 斷口斷口四、主要造巖礦物的肉眼鑒定方法

15、四、主要造巖礦物的肉眼鑒定方法v鑒別方法：直觀鑒別法、化學分析法、鑒別方法：直觀鑒別法、化學分析法、 差熱分析法、差熱分析法、顯微法顯微法v直觀鑒別法：直觀鑒別法：首先看顏色，再按形狀、光澤、硬度首先看顏色，再按形狀、光澤、硬度縮小被鑒定的礦物范圍，最后根據解理、斷口以及縮小被鑒定的礦物范圍，最后根據解理、斷口以及其它特征定出礦物名稱。其它特征定出礦物名稱。 認真觀察、仔細分析、認真觀察、仔細分析、 相互比較、反復練習。相互比較、反復練習。判定金屬礦物，非金屬礦物觀察光澤確定硬度觀察形態(tài)及其物理性質借助指甲、小刀、鋼刀比較借助放大鏡、條痕板觀測領會 識別主要造巖礦物；三大類巖石的分類原則和主要

16、鑒別方法。幾種主要的造巖礦物及其特征；巖漿巖、沉積巖和變質巖的主要種類及幾種主要巖樣的名稱和特征。識記1.1-1.2 知識點總結知識點總結第三節(jié)第三節(jié) 巖石成因與工程性質巖石成因與工程性質v巖石的定義巖石的定義v巖石成因類型巖石成因類型v如何識別巖石類型如何識別巖石類型v巖石的主要物理力學性質巖石的主要物理力學性質v巖體及其工程性質巖體及其工程性質巖石：巖石： 巖石的識別可由其巖石的識別可由其產狀、構造、結產狀、構造、結構構和和礦物成分礦物成分四個方面著手。四個方面著手。巖石是在各種地質作用下，按一定方巖石是在各種地質作用下，按一定方式結合而成的礦物集合體。組成地殼式結合而成的礦物集合體。組成

17、地殼的巖石按成因不同分為三大類：的巖石按成因不同分為三大類：火成巖（巖漿巖）、沉積巖、變質巖火成巖（巖漿巖）、沉積巖、變質巖一、巖漿巖（火成巖）一、巖漿巖（火成巖） 成因成因 由巖漿冷凝固化后形成的巖石。由巖漿冷凝固化后形成的巖石。 巖漿巖占地殼巖漿巖占地殼 總重的總重的65%。 按成巖深度不同可分為：按成巖深度不同可分為： 侵入巖侵入巖 （深成巖、淺成巖）、（深成巖、淺成巖）、噴出巖（火山巖）噴出巖（火山巖） 按化學成分（按化學成分（SiO2）含量不同分為；）含量不同分為； 酸酸性巖、性巖、 中性巖、基性巖、超基性巖中性巖、基性巖、超基性巖 （一）巖漿巖的形成于產狀（一）巖漿巖的形成于產狀產

18、狀產狀 指巖漿巖體的形狀、大小、指巖漿巖體的形狀、大小、 深度以及與圍巖的關系。深度以及與圍巖的關系。巖基巖基巖株巖株巖盤、巖蓋巖盤、巖蓋巖床巖床巖墻、巖脈巖墻、巖脈熔巖流、熔巖被、火山錐熔巖流、熔巖被、火山錐噴出巖噴出巖 深成巖深成巖淺成巖淺成巖巖漿巖的巖漿巖的產狀產狀 物質成分：包括化學成分和礦物成分。物質成分：包括化學成分和礦物成分。主要化學成分為硅酸鹽組成的熔融體。（主要化學成分為硅酸鹽組成的熔融體。（SiO2）主要礦物包括：主要礦物包括： 淺色礦物淺色礦物(硅鋁礦物硅鋁礦物)： 正長石、斜長石、石英、正長石、斜長石、石英、 白云母白云母 暗色礦物暗色礦物(硅鎂礦物硅鎂礦物) ： 輝石

19、、角閃石、橄欖石、輝石、角閃石、橄欖石、 黑云母黑云母礦物成分是巖漿巖分類命名的主要依據礦物成分是巖漿巖分類命名的主要依據.（二）巖漿巖的礦物成分（二）巖漿巖的礦物成分等粒結構等粒結構斑狀結構斑狀結構 構造構造 指巖石中的礦物在空間的排列指巖石中的礦物在空間的排列 和充填方式。常見以下幾種：和充填方式。常見以下幾種：常見的火成巖及其肉眼鑒定常見的火成巖及其肉眼鑒定 v常見的火成巖有常見的火成巖有 :酸性巖：花崗巖、花崗斑巖、流紋巖酸性巖：花崗巖、花崗斑巖、流紋巖中性巖：正長巖、正長斑巖、粗面巖、閃長巖、中性巖：正長巖、正長斑巖、粗面巖、閃長巖、 閃長玢巖、安山巖閃長玢巖、安山巖 基性巖：輝長巖

20、、輝綠巖、玄武基性巖：輝長巖、輝綠巖、玄武 結合表結合表13了解它們的產狀、顏色、成分、了解它們的產狀、顏色、成分、結構、構造的變化采用表觀鑒定方法鑒定。結構、構造的變化采用表觀鑒定方法鑒定。（1 1）了解來源及野外產狀）了解來源及野外產狀 （2 2）辨別顏色，確定）辨別顏色，確定酸性或基性。（酸性或基性。（3 3）辨別礦物成分，區(qū)分巖石類）辨別礦物成分，區(qū)分巖石類別。（別。（4 4）識別結構和構造，確定巖石名稱）識別結構和構造，確定巖石名稱。二、沉積巖二、沉積巖 成因成因 由地表沉積物經過由地表沉積物經過壓固、脫水、膠壓固、脫水、膠結及重結晶結及重結晶作用變成的堅硬巖石，形成沉積作用變成的堅

21、硬巖石，形成沉積巖。巖。 定義：地表沉積物常溫常壓下發(fā)生物理、化定義：地表沉積物常溫常壓下發(fā)生物理、化學變化，經硬結成巖作用，形成學變化，經硬結成巖作用，形成沉積巖。沉積巖。 特征：層理構造、生物化石特征：層理構造、生物化石 2. 沉積巖的結構沉積巖的結構角礫狀角礫狀 粒徑粒徑 2mm礫狀礫狀 粒徑粒徑20.5mm砂質砂質 粒徑粒徑0.50.05mm粉砂質粉砂質 粒徑粒徑0.050.005mm泥質泥質 粒徑粒徑2mm礫巖、粗砂巖礫巖、粗砂巖 粒徑粒徑20.5mm中砂巖中砂巖 粒徑粒徑0.50.25mm細砂巖細砂巖 粒徑粒徑0.250.05mm粉砂巖粉砂巖 粒徑粒徑0.050.005mm黏土巖黏

22、土巖 粒徑粒徑0.005mm膠結的巖石膠結的巖石碎屑結構碎屑結構 3. 沉積巖的構造：沉積巖的構造： （1）層理構造）層理構造水平層理水平層理 波狀層理（交錯層理）波狀層理（交錯層理）斜層理斜層理 3. 沉積巖的構造：沉積巖的構造：（2）層面構造：在沉積巖層面上常保留有）層面構造：在沉積巖層面上常保留有 自然作用的一些痕跡；自然作用的一些痕跡；（3）結核：在沉積巖中常含有與圍巖成分）結核：在沉積巖中常含有與圍巖成分 有明顯區(qū)別的某些礦物質團塊；有明顯區(qū)別的某些礦物質團塊； 常見的有球狀、橢球狀、透鏡體狀等常見的有球狀、橢球狀、透鏡體狀等（4）生物遺跡構造）生物遺跡構造（二）沉積巖分類（二）沉積

23、巖分類 (三三)沉積巖的鑒別方法沉積巖的鑒別方法v 1.1.首先區(qū)分巖石類別。首先區(qū)分巖石類別。 沉積巖與其他巖類區(qū)別的特沉積巖與其他巖類區(qū)別的特點為點為: : (1)(1)沉積巖主要的組成成分為沉積巖礦物。如巖石碎屑、沉積巖主要的組成成分為沉積巖礦物。如巖石碎屑、礫石、砂、粘土及粘土礦物。方解石和白云石等。礫石、砂、粘土及粘土礦物。方解石和白云石等。 (2) (2)具有明顯的層理構造，層面光滑清晰，易辨認。具有明顯的層理構造，層面光滑清晰，易辨認。 （3)3)具有碎屑結構、泥質結構和單一全晶質結構。非以具有碎屑結構、泥質結構和單一全晶質結構。非以上者為其他巖類。上者為其他巖類。v 2.2.區(qū)

24、分沉積巖的結構特征，確定沉積巖類型。區(qū)分沉積巖的結構特征，確定沉積巖類型。 一般分為碎屑結構、泥質結構、結晶結構和生物結構一般分為碎屑結構、泥質結構、結晶結構和生物結構等四種。等四種。v 3.3.按照組成巖石的礦物成分和顆粒大小，確定按照組成巖石的礦物成分和顆粒大小，確定巖石的名稱。巖石的名稱。 茌碎屑結構巖類中。主要成分為礫石者為礫巖，主茌碎屑結構巖類中。主要成分為礫石者為礫巖，主要成分為石英，砂者則為石英砂巖。茌泥質結構巖類中，粘要成分為石英，砂者則為石英砂巖。茌泥質結構巖類中，粘土礦物為主膠結而成者為頁巖，在化學生物巖類中，以方解土礦物為主膠結而成者為頁巖，在化學生物巖類中，以方解石為主

25、要成分者為石灰?guī)r。石為主要成分者為石灰?guī)r。典型沉積巖肉眼鑒別特點典型沉積巖肉眼鑒別特點 v1）膠結成分膠結成分（硅質、鐵質、鈣質、泥質）對沉積巖物理力（硅質、鐵質、鈣質、泥質）對沉積巖物理力學性質有較大影響；學性質有較大影響；v 2）頁巖頁巖具明顯微層理，沿層可分裂成薄片；具明顯微層理，沿層可分裂成薄片；v 3）泥巖泥巖以粘土礦物為主，侵水后易發(fā)生泥化現(xiàn)象，抗滑能以粘土礦物為主，侵水后易發(fā)生泥化現(xiàn)象，抗滑能力很低，常夾在堅硬巖層之間形成軟弱夾層力很低，常夾在堅硬巖層之間形成軟弱夾層;有些泥灰?guī)r很有些泥灰?guī)r很易風化，有遇大氣崩解的現(xiàn)象；易風化，有遇大氣崩解的現(xiàn)象；v 4）石灰?guī)r石灰?guī)r地區(qū)易形成巖

26、溶，對工程不利；但石灰?guī)r可做水地區(qū)易形成巖溶，對工程不利；但石灰?guī)r可做水泥和石灰的原料，或作建筑材料；泥和石灰的原料，或作建筑材料；v 5）白云巖白云巖常含有石膏，含石膏時巖石強度降低。常含有石膏，含石膏時巖石強度降低。 沉積巖與巖漿巖主要區(qū)別有沉積巖與巖漿巖主要區(qū)別有：v巖漿巖中富含鐵鎂礦物，在沉積巖中罕見；巖漿巖中富含鐵鎂礦物，在沉積巖中罕見；vSiO2在火成巖中以石英出現(xiàn)，在沉積巖中除在火成巖中以石英出現(xiàn)，在沉積巖中除此之外還有石髓、蛋白石等變種；此之外還有石髓、蛋白石等變種；v次生礦物在沉積巖中占主導地位。次生礦物在沉積巖中占主導地位。v沉積巖中常有生物化石。沉積巖中常有生物化石。三、

27、變質巖三、變質巖 成因 ： 地殼內部原有的巖石，由于受到高溫、高壓及其它化學因素作用，在固體狀態(tài)下，發(fā)生劇烈變化后形成的新巖石，稱為變質巖。這種作用稱為變質作用 （一）變質巖（一）變質巖（1）一部分是在其他巖石（巖漿巖、沉積巖）共）一部分是在其他巖石（巖漿巖、沉積巖）共有的，有的， 如如石英、長石、云母、輝石、方解石等；石英、長石、云母、輝石、方解石等；（2）另一部分是變質過程中產生的新礦物，）另一部分是變質過程中產生的新礦物， 主要有主要有石榴子石、紅柱石、藍閃石、綠泥石、石榴子石、紅柱石、藍閃石、綠泥石、絹云母、蛇紋石、石墨等。絹云母、蛇紋石、石墨等。1. 變質巖的礦物變質巖的礦物（二）變

28、質巖的特征（二）變質巖的特征紅柱石紅柱石藍晶石藍晶石十字石十字石方柱石方柱石藍閃石藍閃石蛇紋石蛇紋石v礦物特征礦物特征 結構結構: 變余結構：變余結構：重結晶作用不徹底重結晶作用不徹底 變晶結構：變晶結構：重結晶形成的全晶質結構重結晶形成的全晶質結構 碎裂結構：碎裂結構：動力變質作用形成動力變質作用形成壓碎角礫結構、糜棱結構壓碎角礫結構、糜棱結構2. 變質巖的結構變質巖的結構余變粉砂結構余變粉砂結構余變輝綠結構余變輝綠結構碎裂結構碎裂結構糜棱結構糜棱結構 3.變質巖的構造變質巖的構造 板狀構造板狀構造：板巖：板巖 千枚狀構造：千枚巖，絹云母礦物千枚狀構造：千枚巖，絹云母礦物 片理狀構造：片巖（

29、最常見）片理狀構造：片巖（最常見） 片麻狀構造：片麻巖片麻狀構造：片麻巖 塊狀構造：大理巖塊狀構造：大理巖 變余構造：變余層理構造變余構造：變余層理構造變質作用可分為： 動力變質作用 接觸變質作用 區(qū)域變質作用 區(qū)域混合巖化作用 （三）變質作用（三）變質作用（四）變質巖的鑒定方法 變質巖主要特征具有變質巖片理構造和塊狀構造，變晶結構，特別含有變質巖特有礦物。1.首先區(qū)分變質巖類型。（外觀構造與結構）2.進一步觀察變質巖構造類型。3.辨別巖樣礦物成分及變晶結構，確定巖石名稱。三大巖類的肉眼鑒別三大巖類的肉眼鑒別v整體外觀整體外觀v主要礦物主要礦物v結構特征結構特征v構造特征構造特征v成因成因88

30、三大類巖石的相互轉化三大類巖石的相互轉化 3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響（1 1）巖石的密度）巖石的密度密度：密度：單位體積巖石（包括巖石孔隙體積）的質量。單位體積巖石（包括巖石孔隙體積）的質量。巖石密度可分為濕密度（天然密度）巖石密度可分為濕密度（天然密度）?、飽和密度、飽和密度?s及干密度及干密度?d天然密度：天然密度：未說明含水狀態(tài)時的密度；未說明含水狀態(tài)時的密度；飽和密度：飽和密度：巖石中的孔隙都被水充填后，單位體積的質量；巖石中的孔隙都被水充填后，單位體積的質量；干密度：干密度： 巖石孔隙中的水全部被蒸發(fā)后，其單位體積的質量巖石孔隙中的水全部被蒸發(fā)后，其單位

31、體積的質量四、巖石的主要物理力學性質四、巖石的主要物理力學性質3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響（2 2）巖石的比重及孔隙性）巖石的比重及孔隙性比重：比重：巖石的干比重除以巖石實體體積（不包括孔隙），再與巖石的干比重除以巖石實體體積（不包括孔隙），再與4 4C C時水的密度相比。時水的密度相比。巖石的孔隙性：巖石的孔隙性：反映巖石中裂隙發(fā)育程度的指標；反映巖石中裂隙發(fā)育程度的指標；巖石的孔隙率：巖石的孔隙率：孔隙的體積與巖石總體積的比值；孔隙的體積與巖石總體積的比值；孔隙比：孔隙比：孔隙的體積和固體的體積之比；孔隙的體積和固體的體積之比；四、巖石的主要物理力學性質四、巖石

32、的主要物理力學性質3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響四、巖石的主要物理力學性質四、巖石的主要物理力學性質（3 3）巖石的水理性質：）巖石的水理性質：巖石含水量巖石含水量: :巖石孔隙中水的質量與固體質量巖石孔隙中水的質量與固體質量 之比的百分數(shù)之比的百分數(shù)巖石吸水率巖石吸水率: :巖石試樣吸入水的質量與巖石試巖石試樣吸入水的質量與巖石試 樣固體質量之比樣固體質量之比巖石軟化性巖石軟化性: :巖石浸水后剛度和強度發(fā)生不同巖石浸水后剛度和強度發(fā)生不同 程度降低的現(xiàn)象程度降低的現(xiàn)象3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響（4 4）巖石的力學性質）巖石的力學性質

33、巖石受力，產生變形，繼續(xù)，發(fā)生破壞，巖石的巖石受力，產生變形，繼續(xù)，發(fā)生破壞，巖石的變形特變形特性性、強度特性強度特性。1)1)巖石的變形巖石的變形 在彈性變形范圍內，巖石的變形能用彈性模量和泊松比在彈性變形范圍內，巖石的變形能用彈性模量和泊松比指標表示。指標表示。彈性模量彈性模量E E：應力與應變之比，單位帕斯卡，應力與應變之比，單位帕斯卡，Pa(N/mPa(N/m2 2) ) E E大，巖石變形小，巖石抵抗變形能力強。大，巖石變形小，巖石抵抗變形能力強。泊松比：泊松比：巖石橫向應變與縱向應變之比，小數(shù)表示。巖石橫向應變與縱向應變之比，小數(shù)表示。 實際上，巖石并非理想的彈性體，只是一定條件下

34、的平均值。實際上，巖石并非理想的彈性體，只是一定條件下的平均值。四、巖石的主要物理力學性質四、巖石的主要物理力學性質3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響2)2)巖石的強度巖石的強度巖石破壞形式：巖石破壞形式：壓碎、拉斷、剪斷。壓碎、拉斷、剪斷。巖石強度：巖石強度：抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度?？箟簭姸取⒖估瓘姸?、抗剪強度?？箟簭姸龋嚎箟簭姸龋簬r石試件在巖石試件在單軸壓力下抵抗破壞的極限能力，或極單軸壓力下抵抗破壞的極限能力，或極 限強度在數(shù)值上等于破壞時的最大壓力。限強度在數(shù)值上等于破壞時的最大壓力。影響因素：影響因素：巖石結構構造、礦物成分、巖石生成條件等。巖石結構構造、

35、礦物成分、巖石生成條件等。 四、巖石的主要物理力學性質四、巖石的主要物理力學性質指在外力的作用下巖石抵抗破壞的能力指在外力的作用下巖石抵抗破壞的能力3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響四、巖石的主要物理力學性四、巖石的主要物理力學性質質抗拉強度：抗拉強度：巖石試件在單軸拉力作用下巖石試件在單軸拉力作用下抵抗破壞的極限能力或極限強度抵抗破壞的極限能力或極限強度抗剪強度：抗剪強度：巖石抵抗剪切破壞的極限巖石抵抗剪切破壞的極限能力，是巖石力學中重要的指標之一能力，是巖石力學中重要的指標之一抗剪強度一般由直剪實驗和三軸壓縮剪切抗剪強度一般由直剪實驗和三軸壓縮剪切實驗測定實驗測定3.

36、3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響 巖體：巖體：指在實際工程中將在一定范圍內包含巖石塊體、節(jié)指在實際工程中將在一定范圍內包含巖石塊體、節(jié)理、斷層等結構的自然地質體，即理、斷層等結構的自然地質體，即某一地點一種或多種巖石中某一地點一種或多種巖石中的各種結構面、結構體的總體的各種結構面、結構體的總體。 巖體中結構面巖體中結構面的發(fā)育程度、性質、填充情況以及連通程度的發(fā)育程度、性質、填充情況以及連通程度等，對巖土的工程地質特性有很大的影響。等，對巖土的工程地質特性有很大的影響。 影響巖體穩(wěn)定性的主要因素影響巖體穩(wěn)定性的主要因素有：區(qū)域穩(wěn)定性、巖體結構特有：區(qū)域穩(wěn)定性、巖體結構特征、

37、巖體變形特性與承載力、地質構造及巖體風化程度等。征、巖體變形特性與承載力、地質構造及巖體風化程度等。五、巖石及其工程性質五、巖石及其工程性質1 1、定義、定義3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響五、巖石及其工程性質五、巖石及其工程性質2 2、巖體結構分析、巖體結構分析1)1)結構面結構面 各種地質界面，片理面、物質分異面、軟弱夾層（帶）、各種地質界面，片理面、物質分異面、軟弱夾層（帶）、構造巖、泥化夾層、充填夾泥層等。構造巖、泥化夾層、充填夾泥層等。 按地質成因分為：按地質成因分為：原生結構面原生結構面構造結構面構造結構面變質結構面變質結構面次生結構面次生結構面3.3.地質

38、構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響2 2、巖體結構分析、巖體結構分析1)1)結構面結構面 各種地質界面，片理面、物質分異面、軟弱夾層（帶）、各種地質界面，片理面、物質分異面、軟弱夾層（帶）、構造巖、泥化夾層、充填夾泥層等。構造巖、泥化夾層、充填夾泥層等。 按性質分為：按性質分為： 原生軟弱夾層原生軟弱夾層 斷層和層間錯動破碎帶斷層和層間錯動破碎帶 軟弱泥化帶軟弱泥化帶 五、巖石及其工程性質五、巖石及其工程性質3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響2 2、巖體結構分析、巖體結構分析2)2)結構體結構體各種成因結構面組合形成不同形狀的結構體，柱狀、塊狀、各種成因結構面組

39、合形成不同形狀的結構體，柱狀、塊狀、板狀、楔形、菱形、錐形等，也可片狀、碎塊狀、鱗片狀等。板狀、楔形、菱形、錐形等，也可片狀、碎塊狀、鱗片狀等。平緩產狀巖層與平緩產狀巖層與X X型節(jié)理組合：型節(jié)理組合：方塊體、三角形柱體等；方塊體、三角形柱體等；陡立巖層與陡立巖層與X X型節(jié)理組合：型節(jié)理組合：方柱塊體、菱形柱體、三棱柱體、方柱塊體、菱形柱體、三棱柱體、錐形體等。錐形體等。五、巖石及其工程性五、巖石及其工程性質質3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響2 2、巖體結構分析、巖體結構分析3)3)巖體結構的基本類巖體結構的基本類型型巖體結構巖體結構指巖體中結構面與結構體的組合方式，

40、形成多種多指巖體中結構面與結構體的組合方式，形成多種多樣的巖體結構類型，具有不同的工程地質性質（承載力、變樣的巖體結構類型，具有不同的工程地質性質（承載力、變形、抗風化能力、滲透性）形、抗風化能力、滲透性）基本類型：基本類型：整體結構、塊狀結構、菱塊狀結構、層狀結構、整體結構、塊狀結構、菱塊狀結構、層狀結構、（包括薄層板狀）、碎裂結構（鑲嵌、層狀碎裂、碎（包括薄層板狀）、碎裂結構（鑲嵌、層狀碎裂、碎 裂）、散體結構（松散松軟）。裂）、散體結構（松散松軟）。P54P54，表，表1 11111。五、巖石及其工程性質五、巖石及其工程性質第四節(jié)第四節(jié) 巖層與地質構造巖層與地質構造v巖層的相關概念巖層的

41、相關概念v褶皺褶皺v斷層斷層3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響巖層巖層: :指由有兩個平行的或近于平行的界面所限制的巖 性相同或近似的層狀巖石。巖層的產狀巖層的產狀: :指巖層在地殼中的空間方位。是以巖層面 的空間方位及其與水平面的關系來確定的。按按產狀產狀可分為可分為水平巖層水平巖層傾角傾角5 5傾傾斜巖層斜巖層 傾角傾角5 58585直直立巖層立巖層傾角傾角8585倒倒轉巖層轉巖層第四節(jié)第四節(jié) 巖層與地質構造巖層與地質構造一、巖層的產狀一、巖層的產狀3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響 ab-走向線走向線 ce-傾斜線傾斜線 cd-傾向傾向 -傾角

42、傾角水平面水平面ceabda a 走向走向 ：巖層面與水平面的交線即走向線兩端所指的方向。巖層面與水平面的交線即走向線兩端所指的方向。（以一、四象限方位角表示）（以一、四象限方位角表示）產狀三要素產狀三要素傾向傾向 ：垂直于走向線沿層面向下所引的直線（傾斜線）在水平面垂直于走向線沿層面向下所引的直線（傾斜線）在水平面 上的投影所指方向。上的投影所指方向。走向走向 = = 傾向傾向 90 90傾角：傾角：巖層面與水平面的夾角巖層面與水平面的夾角。 (0(09090）第四節(jié)第四節(jié) 巖層與地質構造巖層與地質構造二、巖層產狀要素二、巖層產狀要素3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響

43、褶皺：褶皺：巖層在構造運動或者地應力作用下，巖層巖層在構造運動或者地應力作用下，巖層的原始產狀發(fā)生改變，其中構造運動使巖層發(fā)生傾的原始產狀發(fā)生改變，其中構造運動使巖層發(fā)生傾斜或形成各式各樣的彎曲，斜或形成各式各樣的彎曲，通常把巖層的彎曲現(xiàn)象通常把巖層的彎曲現(xiàn)象稱為褶皺稱為褶皺。褶皺形成過程褶皺形成過程第四節(jié)第四節(jié) 巖層與地質構造巖層與地質構造三、褶皺三、褶皺3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響軸面軸面軸線軸線核核翼翼翼翼 褶曲要素褶曲要素核部核部泛指褶皺彎曲的核心部位。泛指褶皺彎曲的核心部位。翼部翼部泛指褶皺核部兩側的巖層，向泛指褶皺核部兩側的巖層，向不同方向傾斜。不同方向

44、傾斜。軸面軸面通過褶皺核部，平分褶皺的一通過褶皺核部，平分褶皺的一個假想面。平面曲面，直立、個假想面。平面曲面，直立、傾斜、平臥。傾斜、平臥。軸線軸線軸面與包括地面在內的任何水軸面與包括地面在內的任何水平面的交線。表示褶曲的方平面的交線。表示褶曲的方位和規(guī)模。位和規(guī)模。第四節(jié)第四節(jié) 巖層與地質構造巖層與地質構造3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響斷層：斷層：是指巖石在構造應力作用下發(fā)生斷裂，沿斷是指巖石在構造應力作用下發(fā)生斷裂，沿斷裂面兩側的巖塊裂面兩側的巖塊發(fā)生明顯的相對位移發(fā)生明顯的相對位移的斷裂構造。的斷裂構造。第四節(jié)第四節(jié) 巖層與地質構造巖層與地質構造四、斷層四、斷

45、層3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響l 斷層的幾何要素斷層的幾何要素1 1斷層面斷層面指斷層中兩側巖體指斷層中兩側巖體沿斷裂面發(fā)生顯著位移。沿斷裂面發(fā)生顯著位移。2 2斷層線：斷層線：斷層面與地面的交線。斷層面與地面的交線。1.斷層面斷層面 2.斷層線斷層線 3.上盤上盤 4下盤下盤3 3斷盤：斷盤：斷層面兩側發(fā)生顯著位移的巖塊。斷層面兩側發(fā)生顯著位移的巖塊。第四節(jié)第四節(jié) 巖層與地質構造巖層與地質構造3.3.地質構造及其對工程的影響地質構造及其對工程的影響l 斷層的幾何要素斷層的幾何要素1.斷層面斷層面 2.斷層線斷層線 3.上盤上盤 4下盤下盤4 4斷距斷距指巖層中同一點被斷指巖層中同一點被斷層斷開后的位移量。層斷開后的位移量。水平斷距水平斷距(am)重直斷距重直斷距(bm)總斷距總斷距(ab)第四節(jié)第四節(jié) 巖層與地質