工程地質(zhì)學(xué)礦物與巖石(ppt)課件

1、工程地質(zhì)學(xué)礦物與巖石(ppt)地殼巖石（巖石-土）礦物巖石：由一種或幾種礦物自然組合而成的礦物集合體。 礦物的概念 礦物的形態(tài)及物理性質(zhì) 形態(tài)、光學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和磁性 石英（SiO2）、正長(zhǎng)石（KAlSi3O3）、方解石（CaCO3）等礦物:是指在各種地質(zhì)作用中所形成的天然單質(zhì)元素或化合物.造巖礦物: 組成巖石的主要礦物2.1 礦物大部分礦物為晶體，部分是非晶體。每一種礦物都有它基本的化學(xué)組成和物理特性至今發(fā)現(xiàn)的礦物已達(dá)三千余種 幾乎所有造巖礦物都是硅酸鹽和氧化物，常見(jiàn)的造巖礦物只有十余種，如石英、方解石、正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、黑云母、白云母、角閃石、輝石、橄欖石等。2.1.1礦物的形態(tài) 礦物集合

2、體的形態(tài)有晶簇:同一基座上生長(zhǎng)出許多同類(lèi)礦物的晶體群。纖維狀：許多針狀、柱狀或毛發(fā)狀的同種單體礦物平行排列成纖維。如石棉，纖維石膏等粒狀：大小相近、不按一定規(guī)律排列的晶體，聚合在一起。鐘乳狀：鈣質(zhì)溶液或膠體在巖石的孔洞或裂隙中，因水分蒸發(fā)，從同一基底向外逐層生長(zhǎng)而成的圓錐形或圓柱形礦物集合體。土狀：?jiǎn)误w礦物看不清楚，常呈疏松粉末狀。塊狀：細(xì)小的礦物顆粒緊密集合在一起，無(wú)一定排列形式。2.1.1形態(tài) 礦物集合體的形態(tài)有鮞狀:膠體物質(zhì)圍繞著某質(zhì)點(diǎn)凝聚而成一個(gè)結(jié)核，一個(gè)個(gè)細(xì)小的結(jié)核聚合成集合體形似魚(yú)卵。塊狀集合體顏色:指礦物新鮮表面的顏色.有淺色、深色之分.* 不能單憑顏色鑒定礦物.自色:某些礦物所

3、具有特定的顏色.不受外界的影響。 如石英為無(wú)色透明,硫?yàn)辄S色.他色:礦物因含有不同雜質(zhì)而表現(xiàn)的顏色.與礦物本身的性質(zhì)無(wú)關(guān) 如:石英含Mn而呈紫色,含C而呈黑色.假色:礦物因具有裂隙、解理面及氧化膜而產(chǎn)生的光線干涉所呈現(xiàn)出的顏色.2.1.2礦物的物理性質(zhì)1 顏色顏色是指礦物粉末的顏色 用毛瓷板（沒(méi)上釉的瓷板）刻劃?rùn)z驗(yàn)觀察的顏色.有的礦物有好幾種顏色,但條痕比較固定的.可以作為鑒別礦物的重要標(biāo)志。 塊狀鐵黑色土狀多為暗紅色條痕為磚紅色赤鐵礦Fe2O3:磁鐵礦Fe3O4:條痕是黑色的2條痕概念:指礦物表面對(duì)可見(jiàn)光的反射能力.即新鮮面上的光亮程度。 根據(jù)反射能力自強(qiáng)而弱分為:1.金屬光澤： 方鉛礦、黃

4、鐵礦2.半金屬光澤：赤鐵礦3.金剛光澤: 金剛石4.玻璃光澤：長(zhǎng)石、石英 （水晶） 5.油脂(脂肪)光澤：滑石或石英斷口 6. 絲絹光澤:纖維石膏 7.珍珠光澤:云母 8.土狀光澤:高嶺土 3光澤4 硬度 概念:礦物抵抗外力機(jī)械作用的強(qiáng)度。是礦物軟硬程度的標(biāo)志選取十種不同硬度的礦物為標(biāo)準(zhǔn)，按其軟硬程度將礦物分為十級(jí)，即摩氏硬度。它指的是礦物的相對(duì)硬度，并不是絕對(duì)硬度。5解理與斷口解理:礦物受外力作用時(shí)，沿一定方向裂破成平面的性質(zhì).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，稱為斷口。以解理面的完整程度分級(jí)：方解石的三組解理1.極完全解理:2.完全解理:方解石3.中等解理長(zhǎng)石、角閃石

5、4.不完全解理:5.無(wú)解理:石英云母橄欖石7 彈性、延展性6 比重2.1.3 常見(jiàn)的造巖礦物及其肉眼鑒定P27表2-3 肉眼鑒定即借助些簡(jiǎn)單的工具如小刀、放大鏡、條痕板等常見(jiàn)礦物就其化學(xué)成分而言，絕大多數(shù)為硅酸鹽，其余為氧化物、硫化物、鹵化物、碳酸鹽和硫酸鹽等簡(jiǎn)介幾種常見(jiàn)礦物石英SiO2石英方解石Caco3Return白云石白云石CaMgCO3(OH)2石膏輝石角閃石角閃石斜長(zhǎng)石Return正長(zhǎng)石白、黑云母白云母黑云母Return2.2 巖石石英長(zhǎng)石云母花崗石巖石：天然產(chǎn)出的具有一定結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的礦物集合體。按成因分為巖漿巖(magmatic rock)沉積巖(sedimentary rock)

6、變質(zhì)巖(metamorphic rock)概念、形成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征、典型巖石2.2.1火成巖 概念：由巖漿侵入地下或噴出地表后冷卻凝結(jié)而成的巖石，又稱巖漿巖。淺色礦物:石英,正長(zhǎng)石,斜長(zhǎng)石,白云母; 形成酸性、中性巖漿巖.深色礦物:角閃石,輝石,橄欖石,黑云母; 形成基 性、超基性巖漿巖.巖漿巖占地殼總質(zhì)量的95%,在三大巖類(lèi)中，占有重要的地位。 角閃石石英1 火成巖的物質(zhì)成份2 火成巖的產(chǎn)狀巖漿巖體產(chǎn)出的形狀、規(guī)模，與圍巖的接觸關(guān)系、分布特點(diǎn)及其產(chǎn)出的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境等有關(guān)。一般分為侵入巖體產(chǎn)狀和噴出巖體產(chǎn)狀。侵入巖巖體的產(chǎn)狀噴出巖巖體的產(chǎn)狀吉林白頭山火山口湖天池溶巖流火山頸火山口結(jié)構(gòu):是指礦物

7、的結(jié)晶程度,顆粒大小,形狀及礦物間組合方式所反應(yīng)出來(lái)的特征.按結(jié)晶程度(1)全晶質(zhì)全晶質(zhì)結(jié)構(gòu):巖石全部由結(jié)晶礦物組成的一種結(jié)構(gòu)，多見(jiàn)于深成巖和淺成巖中，如花崗巖、花崗斑巖。半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石中既有礦物結(jié)晶體，又有玻璃質(zhì)物質(zhì)，多見(jiàn)于噴出巖中，如流紋巖。3 火成巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造結(jié)構(gòu):是指礦物的結(jié)晶程度,顆粒大小,形狀及礦物間組合方式所反應(yīng)出來(lái)的特征.按結(jié)晶程度(2)半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)(3)玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石全部由非晶質(zhì)所組成，均勻致密似玻璃，是由于巖漿急劇噴出地表，驟然冷凝，所有礦物來(lái)不及結(jié)晶就凝固而成，為噴出巖特有的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu):是指礦物的結(jié)晶程度,顆粒大小,形狀及礦物間組合方式所反應(yīng)出來(lái)的特征.按晶

8、粒顆粒大小顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu):礦物顆粒在肉眼下可以分辨，常見(jiàn)于深成巖中，如花崗巖。隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：礦物顆粒非常細(xì)小，肉眼不可分辨，顯微鏡下可分辨常見(jiàn)于淺成巖和噴出巖中，結(jié)構(gòu)致密，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)。非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：顯微鏡下也觀察不到礦物晶粒的一種結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)于火山熔巖中。結(jié)構(gòu):是指礦物的結(jié)晶程度,顆粒大小,形狀及礦物間組合方式所反應(yīng)出來(lái)的特征.按晶粒相對(duì)顆粒大小等粒結(jié)構(gòu):巖石中的礦物全部為顯晶質(zhì)顆粒，主要礦物顆粒大小大致相等。不等粒結(jié)構(gòu)：組成巖石的主要礦物晶粒大小不等，相差懸殊。斑狀結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)：巖石中較大的礦物晶體被細(xì)小的晶粒或隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì)礦物所包圍的一種結(jié)構(gòu)。較大的晶體礦物為斑晶；細(xì)小的晶粒或隱晶質(zhì)、玻璃

9、質(zhì)為基質(zhì)。若基質(zhì)為顯晶質(zhì)時(shí)則稱似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)時(shí)稱斑狀結(jié)構(gòu)。（P34）(1)塊狀構(gòu)造: 無(wú)定向排列,各部分均勻分布，花崗巖、閃長(zhǎng)巖;(2)流紋構(gòu)造: 巖石中有不同顏色的條紋,拉長(zhǎng)的氣孔等是熔巖流動(dòng)時(shí)物質(zhì)成份作定向排列所致. 如流紋巖.(3)氣孔構(gòu)造: 熔巖冷卻時(shí)尚末逸出的氣體形成大小不一的氣孔.如玄武巖、安山巖(4)杏仁構(gòu)造: 噴出巖的氣孔被后來(lái)的次生礦物所充填.構(gòu)造:巖石中礦物集合體之間或礦物集合體與巖石其它組成部分之間的排列和充填方式。氣孔構(gòu)造杏仁構(gòu)造致密構(gòu)造1按形成環(huán)境和深度分類(lèi)(1)侵入巖深成巖淺成巖(2)噴出巖 2.按SiO2含量（酸度）分類(lèi)酸性巖:SiO2 65%

10、多由淺色礦物組成中性巖:SiO2 52-65% 顏色較深基性巖:45-52% 顏色深超基性巖:2mm）；砂狀結(jié)構(gòu)（20.05mm）；粉砂狀結(jié)構(gòu)（0.050.005mm）。按形狀分(磨圓程度) : 園狀.棱角狀.結(jié)核狀、鮞狀(1)碎屑結(jié)構(gòu)（2）泥狀結(jié)構(gòu)50%以上由0.005mm粘粒組成主要為泥巖，頁(yè)巖等黏土巖所具有的結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)結(jié)晶結(jié)構(gòu)由化學(xué)沉淀或膠體重結(jié)晶作用形成的結(jié)構(gòu)。一般包括鮞狀、結(jié)核狀、纖維狀、致密塊狀和粒狀結(jié)構(gòu)。石灰?guī)r、白云巖等化學(xué)巖的主要結(jié)構(gòu)(3) 化學(xué)結(jié)晶結(jié)構(gòu)石灰?guī)r白云巖（4）生物結(jié)構(gòu)由30%以上生物遺體或碎片所組成的巖石結(jié)構(gòu)。生物碎屑結(jié)構(gòu)、貝殼結(jié)構(gòu)、 珊瑚結(jié)構(gòu)沉積巖的構(gòu)造，是指沉積

11、巖各個(gè)組成部分的空間分布和排列方式。指形成過(guò)程中，由于沉積環(huán)境的變化，先后沉積的物質(zhì)組分在顏色、礦物成分、碎屑顆粒大小等方面沿垂直方向發(fā)生變化而顯示出的成層現(xiàn)象。（1）層理構(gòu)造含義沉積巖的構(gòu)造沉積巖的層理構(gòu)造和層面構(gòu)造是沉積巖最重要的特征。層沉積物在一個(gè)基本穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境下，連續(xù)不斷地沉積所形成的單元巖層。是沉積巖中層狀構(gòu)造的一個(gè)基本單位，同一層內(nèi)巖石的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及顏色基本相同。層面層與層之間明顯的接觸面a.水平層理：b.波狀層理：c.單斜層理：d.交錯(cuò)層理： 當(dāng)層理面波狀起伏時(shí)，稱波狀層理。層理與層面斜交時(shí)，稱單斜層理。多組不同方向的斜交層理相互交錯(cuò)時(shí)，稱為交錯(cuò)層理。當(dāng)層理與層面延長(zhǎng)方

12、向相互平行時(shí)，稱為平行層理。其中層理面平直時(shí)，稱水平層理。類(lèi)型水平層理 波狀層理 斜層理 交錯(cuò)層理指巖層層面上的構(gòu)造特征，常見(jiàn)有波痕、雨痕及泥裂等。（2）層面構(gòu)造含義波痕沉積過(guò)程中，沉積物由于受風(fēng)力或水流的的波浪作用，在沉積巖層面上遺留下來(lái)的波浪的痕跡。泥裂黏土沉積物表面由于失水收縮而形成不規(guī)則的多邊形裂縫，裂縫內(nèi)常被泥沙、石膏等物質(zhì)充填。雨痕沉積物表面經(jīng)受雨點(diǎn)、冰雹打擊后遺留下來(lái)的痕跡。 1. 碎屑巖：火山碎屑巖、沉積碎屑巖；礫巖、砂巖、粉砂巖基底膠結(jié) 孔隙膠結(jié) 接觸膠結(jié)2.粘土巖: 如泥巖、頁(yè)巖、粘土等。3化學(xué)巖、生物巖: 如石灰?guī)r、白云巖.3 沉積巖的分類(lèi)4 常見(jiàn)的沉積巖 碎屑巖礫巖及角

13、礫巖50%以上大于2mm 的粗大碎屑砂巖50%以上20.05mm 的碎屑礫巖黏土巖 頁(yè)巖一般由黏土脫水膠結(jié)而成，是介于碎屑巖與化學(xué)巖之間的過(guò)度類(lèi)型。砂巖泥巖互層化學(xué)及生物巖-灰?guī)r主要化學(xué)成分為碳酸鈣，巖性均一，易于開(kāi)采加工，是用途很廣的建筑石料，但石灰?guī)r具有可溶性，易被地下水溶蝕，形成溶洞，對(duì)工程建筑地基滲漏和穩(wěn)定性影響較大。巴黎圣母院白云巖純白云巖為白色，礦物成分主要是細(xì)小的白云石，強(qiáng)度比石灰?guī)r高，是一種良好的建筑材料。概念:地殼中已形成的巖石（巖漿巖、沉積巖或變質(zhì)巖），由于地殼運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)等造成物理化學(xué)環(huán)境的改變，在高溫、高壓以及其他化學(xué)因素的作用下，使原來(lái)的巖石成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)生改變

14、再造所形成的新巖石稱為變質(zhì)巖。2.2.3 變質(zhì)巖變質(zhì)巖巖性一方面受原巖的控制，保留原來(lái)巖石的某些特點(diǎn)；另一方面由于變質(zhì)作用的某些成因特點(diǎn)，其又與原巖有不同的成分和結(jié)構(gòu)特征。變質(zhì)作用的因素：（1）高溫（巖漿、地殼深處、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的熱）-重結(jié)晶、化學(xué)反應(yīng) 如石灰?guī)r大理巖（重結(jié)晶）、（2）高壓（上覆巖層的壓力、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)或巖漿活動(dòng)的擠壓力）-如石榴子石、（3）新的化學(xué)成分的加入（熱液和揮發(fā)性氣體）-產(chǎn)生新的變質(zhì)礦物變質(zhì)作用的類(lèi)型(1)接觸變質(zhì)作用 (2)動(dòng)力變質(zhì)作用 (3)區(qū)域變質(zhì)作用 巖漿侵入（1）、變質(zhì)作用后所特征礦物石榴子石、 綠泥石、蛇紋石、滑石1變質(zhì)巖的礦物成分（2）、與巖漿巖或沉積巖共有的礦

15、物： 石英、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、白云母、黑云母等。石榴石云母片巖薄片石榴子石-黑色石英 長(zhǎng)石-灰色片麻巖2 變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造概念:變質(zhì)巖的變質(zhì)程度、顆粒大小和連接方式。變余結(jié)構(gòu)是一種過(guò)渡結(jié)構(gòu)，巖石結(jié)構(gòu)變質(zhì)以后，重結(jié)晶作用不完全，原巖的礦物成分和結(jié)構(gòu)特征一部分被保留下來(lái)。變晶結(jié)構(gòu)變質(zhì)巖最重要的結(jié)構(gòu)，巖石在變質(zhì)作用過(guò)程中重結(jié)晶所形成的結(jié)構(gòu)。碎裂結(jié)構(gòu)巖石受擠壓應(yīng)力作用，礦物發(fā)生彎曲、破裂，甚至成碎塊或粉末狀后，又被粘結(jié)在一起所形成的結(jié)構(gòu)。變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)變質(zhì)巖的構(gòu)造變質(zhì)巖的構(gòu)造是識(shí)別各種變質(zhì)巖的重要標(biāo)志。變質(zhì)巖 的構(gòu)造片理構(gòu)造塊狀構(gòu)造板狀構(gòu)造千枚狀構(gòu)造片狀構(gòu)造片麻狀構(gòu)造板狀構(gòu)造頁(yè)巖等柔性巖石在應(yīng)力作用下產(chǎn)生一組密集平行的破裂面。片理面光滑平整，易沿片理面裂開(kāi)成厚度均勻的薄板。千枚狀構(gòu)造巖石中各組分基本已重結(jié)晶并呈定向排列，片理清晰，使巖石呈薄片狀，片理上有許多細(xì)小的絹云母鱗片，呈現(xiàn)絲絹光澤。片狀構(gòu)造巖石主要由大量鱗片狀、針狀或柱狀礦物做定向排列和分布片理特別清楚，沿片理面劈開(kāi)成不平整薄板狀。片麻狀構(gòu)造巖石中的深色礦物和淺色礦物相間呈條帶狀分布，構(gòu)成黑白相間的斷續(xù)條帶。巖石沿片理面不宜劈開(kāi)。