巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)課件

2.1地球的總體特性

地球是一個不標準的旋轉(zhuǎn)橢球體。赤道半徑6378.14KM，兩極半徑為6356.779KM。陸地面積占29.2%，海洋占70.8%。巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)2.1.1地球的內(nèi)部圈層構(gòu)造外圈：大氣圈水圈生物圈內(nèi)圈：地殼地幔地核地殼：

平均厚度33KM，一般厚度15~40KM，洋殼最薄，平均僅5~6KM。地幔：地球莫霍面以下、古登堡面以上的部分，厚度約為2900KM，主要由固體物質(zhì)組成。分為上地幔和下地幔。地核：地核是地球內(nèi)部古登堡面以下至地心的部分，厚度為3500KM。分為外核和內(nèi)核。2.2造巖礦物

巖石(rock)是在地質(zhì)作用下產(chǎn)生的由一種或多種礦物以一定規(guī)律組成的自然集合體。巖石按成因分為：巖漿巖(igneousrock)、沉積巖(sedimentaryrock)、變質(zhì)巖(Metamorphicrock)三大類。2.2.1礦物定義

具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然單質(zhì)和化合物。是組成巖石的基本單位。2.2.2礦物的（肉眼）鑒定

1、礦物的形態(tài)：礦物單體及同種礦物集合體的形態(tài)

石英1粒狀的礦物粒狀的礦物結(jié)核狀腎狀鐘乳狀樹枝狀葡萄狀的赤鐵礦墨晶晶簇鮞狀赤鐵礦放射狀花瓣狀針狀葡萄狀的瑪瑙石英（紫水晶洞）石棉2、礦物的顏色：

深色礦物、淺色礦物。

黃銅礦的銅黃色自然金的金黃色abcdefghijklmnop孔雀石【翠綠色】孔雀石的翠綠色辰砂【朱紅色】辰砂的朱紅色硫化汞磁鐵礦的鐵黑色3、礦物的光澤：

〔強弱等級〕金屬、半金屬、金剛和玻璃。其它如：絲絹、油脂、蠟狀、珍珠和土狀。

自然金【金屬光澤】自然金的金屬光澤黃鐵礦“愚人金”【金屬光澤】黃鐵礦（愚人金）的金屬光澤赤鐵礦【半金屬光澤】赤鐵礦的半金屬光澤金剛石的金剛光澤鉆石水晶的玻璃光澤晶簇葉臘石的油脂光澤青田石的油脂光澤葉臘石花好月圓高嶺石的土狀光澤4、礦物的硬度：礦物抵抗刻劃、研磨的能力。

摩氏硬度計1,滑石;2,石膏;3,方解石;4,螢石;5,磷灰石;6,正長石;7,石英;8,黃玉;9,剛玉;10,金剛石.軟鉛筆（1）；指甲（2-2.5）；小鐵刀（3-5.5）；玻璃片（5-5.5）；鋼刀（6-6.5）。滑石1石膏2方解石3螢石4夜明珠磷灰石5正長石6石英7黃玉8剛玉9

金剛石10——

有色鉆石5、解理和斷口：

解理：礦物受外力打擊后，按一定方向裂開成光滑平面的性質(zhì)。解理面、解理等級、解理組數(shù)；

斷口：如礦物受外力打擊后，無固定方向的破裂并呈各種凹凸不平的斷面（如貝殼、參差狀等）。解理和斷口互為消長。

云母的極完全解理璞玉的貝殼狀斷口燧石的貝殼狀斷口燧石為玉髓的隱晶結(jié)構(gòu)

其它：條痕、透明度、密度、彈性、撓性，如滑石的滑膩感、方解石遇鹽酸起泡，石墨染手、磁性等。

黃

鐵

礦墨綠色櫻紅色赤

鐵

礦2.3巖漿巖三大類巖石的分布三大類巖石的分布

分布巖石出露面積（占大陸表面積%）體積（占地殼體積）巖漿巖與變質(zhì)巖合占25%65沉積巖755變質(zhì)巖與巖漿巖合占25%302.3巖漿巖2.3巖漿巖2.3.1巖漿巖巖漿巖是由巖漿冷凝固結(jié)而形成的巖石。

1、巖漿巖的成因：侵入巖（深成巖、淺成巖）、噴出巖火山活動與巖漿巖2.3巖漿巖火山活動與巖漿巖2.3巖漿巖2、巖漿巖的產(chǎn)狀巖基巖株巖蓋和巖盆巖床巖脈火山錐2.3巖漿巖巖漿巖產(chǎn)狀2.3巖漿巖火山熔巖形成的巖被2.3巖漿巖2.3.2巖漿巖的礦物成分

按礦物顏色分：

深色礦物:黑云母、角閃石、輝石、橄欖石

淺色礦物：石英、正長石、斜長石、白云母

按SiO2含量分為：酸性、中性、基性和超基性2.3巖漿巖2.3.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)

巖漿巖的結(jié)構(gòu)是指組成巖石的礦物的結(jié)晶程度、晶粒大小、晶體形狀及其相互結(jié)合的方式。1.結(jié)晶程度全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。2.3巖漿巖2.3.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)2.晶粒相對大小

等粒、不等粒（斑狀、似斑狀）結(jié)構(gòu)2.3巖漿巖2.3.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)3.晶粒絕對大小粗粒（粒徑大于5mm）中粒（粒徑5~1mm）細粒（粒徑1~0.1mm）2.3巖漿巖2.3.4巖漿巖的構(gòu)造巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中不同礦物顆粒集合體分布與排列的特征。1.塊狀構(gòu)造2.流紋狀構(gòu)造3.氣孔構(gòu)造4.杏仁構(gòu)造2.3巖漿巖2.3.4巖漿巖的構(gòu)造

巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中不同礦物顆粒集合體分布與排列的特征。1.塊狀構(gòu)造2.流紋狀構(gòu)造3.氣孔構(gòu)造4.杏仁構(gòu)造2.3巖漿巖2.3.4巖漿巖的構(gòu)造

巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中不同礦物顆粒集合體分布與排列的特征。1.塊狀構(gòu)造2.流紋狀構(gòu)造3.氣孔構(gòu)造4.杏仁構(gòu)造2.3巖漿巖2.3.4巖漿巖的構(gòu)造

巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中不同礦物顆粒集合體分布與排列的特征。1.塊狀構(gòu)造2.流紋狀構(gòu)造3.氣孔構(gòu)造4.杏仁構(gòu)造2.3巖漿巖常見的巖漿巖2.3巖漿巖?花崗巖2.3巖漿巖?流紋巖2.3巖漿巖?安山巖Dacite安山巖Dacite2.3巖漿巖?玄武巖basalt玄武巖2.3巖漿巖?黑曜巖Obsidian黑曜巖2.3巖漿巖?Pumice（浮石）2.3巖漿巖噴出巖2.3巖漿巖2.4沉積巖巖石循環(huán)圈2.4.1沉積巖的形成1.風(fēng)化、剝蝕階段2.搬運階段3.沉積階段4.硬結(jié)成巖階段2.4沉積巖2.4.1沉積巖的形成1.風(fēng)化、剝蝕階段2.搬運階段3.沉積階段4.硬結(jié)成巖階段2.4沉積巖2.4.2沉積巖的礦物組成1.碎屑物質(zhì)2.粘土物質(zhì)3.化學(xué)沉積物質(zhì)4.有機質(zhì)及生物殘骸2.4沉積巖2.4.3沉積巖的結(jié)構(gòu)沉積巖的結(jié)構(gòu)是指沉積巖的組成物質(zhì)、顆粒大小、形狀及結(jié)晶程度。1.碎屑結(jié)構(gòu)：礫狀、砂質(zhì)、粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)2.泥質(zhì)結(jié)構(gòu)3.結(jié)晶結(jié)構(gòu)4.生物結(jié)構(gòu)2.4沉積巖2.4沉積巖2.4.4沉積巖的構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造是指沉積巖各個組成部分的空間分布和排列方式。1.層理構(gòu)造：水平、單斜、交錯層理2.層面構(gòu)造：波痕、泥裂、雨痕等3.結(jié)核4.生物成因構(gòu)造2.4沉積巖2.4沉積巖層理層理2.4沉積巖2.4.5沉積巖的分類1.沉積巖的分類根據(jù)沉積巖的組成成分、結(jié)構(gòu)和形成條件分為：碎屑巖、粘土巖、化學(xué)巖及生物化學(xué)巖。2.4沉積巖2.5.6常見的沉積巖1、碎屑巖類：火山碎屑巖、沉積碎屑巖（礫巖及角礫巖、砂巖、粉砂巖）2、粘土巖類：泥巖、頁巖3、化學(xué)巖及生物化學(xué)巖：石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r2.4沉積巖石灰?guī)r2.4沉積巖?礫巖d>2mm2.4沉積巖?砂巖sandstone(d=2-0.05mm)2.4沉積巖?頁巖(d<0.005mm)2.4沉積巖?石灰?guī)rlimestone2.4沉積巖?白云巖2.4沉積巖砂巖2.4沉積巖泥巖2.4沉積巖2.6變質(zhì)巖

由地球內(nèi)力作用促使巖石發(fā)生礦物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造變化的作用稱為變質(zhì)作用。由變質(zhì)作用形成的巖石稱為變質(zhì)巖。2.6.1變質(zhì)作用的因素及類型根據(jù)變質(zhì)作用的主要因素和地質(zhì)條件分：1.接觸變質(zhì)2.區(qū)域變質(zhì)3.混合巖化作用4.動力變質(zhì)作用2.6變質(zhì)巖2.6.2變質(zhì)巖的礦物成分

共有礦物：石英、長石、云母、角閃石、輝石、方解石等；

變質(zhì)礦物：紅柱石、綠泥石、滑石、蛇紋石、石榴子石、石墨等。2.6變質(zhì)巖2.5.3變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)1.變余結(jié)構(gòu)2.變晶結(jié)構(gòu)3.碎裂結(jié)構(gòu)2.6變質(zhì)巖2.6.4變質(zhì)巖的構(gòu)造1.變余構(gòu)造2.變成構(gòu)造：（1）板狀構(gòu)造；（2）千枚構(gòu)造；（3）片狀構(gòu)造；（4）片麻狀構(gòu)造；（5）塊狀構(gòu)造。2.6變質(zhì)巖?大理巖Marble2.6變質(zhì)巖?石英巖Quartzite2.6變質(zhì)巖2.7巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)2.7.1巖石工程性質(zhì)的常用指標1.巖石的物理性質(zhì)：重度、孔隙性2.巖石的水理性質(zhì)：吸水性、透水性、溶解性、軟化性、抗凍性3.巖石的力學(xué)性質(zhì)：（1）巖石的堅硬程度：硬質(zhì)巖石、軟質(zhì)巖石（2）巖石的變形：彈性模量、變形模量和泊松比（3）巖石的強度：抗剪斷強度、抗剪強度、抗切強度、抗拉強度2.7巖石的工