《工程地质与水文地质》课后习题答案项目2

《工程地质与水文地质》课后习题答案项目2
项目2
1.什么是矿物和岩石？
矿物具有一定化学成分和物理性质的自然元素与化合物。

岩石是在各种地质作用作用下按一定方式结合而成的矿物集合体，它是构成地壳及地幔的主要物质。

2.怎样区分石英和方解石、正长石和斜长石、方解石和白云石？
石英和方解石——最简单的方法就是用小刀刻划，可以划动的是方解石，反之则是石英（方解石硬度为3，小于小刀硬度5.5，能被小刀划出刻痕；石英硬度为7，大于小刀硬度，不能被小刀划出刻痕）。

其次用化学方法也可以区分：石英主要成分为SiO2，方解石主要成分为CaCO3，滴加稀盐酸后冒泡的是方解石。

正长石和斜长石——通过观察解理来区分：正长石解理夹角等于90度，斜长石解理夹角小于90度；正长石主要为钾长石，斜长石分了钠长石、更长石、中长石、拉长石、培长石、钙长石等，都是类质同像的混合物，从左向右钠越来越少，钙越来越多。

石云石——主要成分为CaMg[CO3]2，可以用镁试剂来鉴别，滴加镁试剂，变蓝的为白云石。

3.简述岩浆岩的颜色、矿物成分和化学性质之间的内在规律。

岩浆岩这个家族中有四个大的分支，分别为：
1）超基性岩类
在四大岩类中，超基性岩类在地表分布很少，是四大岩类中最小的一个分支，仅占岩浆岩总面积的0.4%。

超基性岩体的规模也不大，常形成外观象透镜状、扁豆状的岩体，它们好像一串大小不同的珠子一样沿着一定方向延伸，断断续续排列，有时可以追索上千公里。

超基性岩颜色比较深，大部分都是黑灰色、墨绿色，比重也很大，一般都在3.0以上，因此很坚硬，常具致密块状构造。

它的化学成分特征是酸度最低，SiO2含量小于 45%；碱度也很低，一般情况下K2O+Na2O不足1%；但铁、镁含量高，通常FeO+Fe2O3在 8-16%之间, MgO 含量范围较宽，在12-46%之间。

超基性岩基本上由暗色矿物组成，主要是橄榄石、辉石，二者含量可以超过70%。

其次为角闪石和黑云母；不含石英，长石也很少。

这类岩石最常见侵入岩是橄榄岩类，喷出岩是苦橄岩类。

2）基性岩类
基性岩类岩石颜色比超基性岩浅，比重也稍小，一般在3左右。

侵入岩很致密，喷出岩常具有气孔状和杏仁状构造。

其化学成分的特征是SiO2为45-53%，Al2O3可达15%，CaO可达10%；而铁镁含量约各占6%左右。

在矿物成分上，铁镁矿物约占40%，而且以辉石为主，其次是橄榄石、角闪石和黑云母。

基性岩和超基性岩的另一个区别是出现了大量斜长石。

这类岩石的侵入岩是辉长岩，分布较少；而喷出岩-玄武岩，却有大面积分布。

虽然玄武岩构成的火山和台地在陆地上比较多见，但是和海洋底部玄武岩的分布情况相比，就逊色得多，因为海洋底部几乎全部由玄武岩形成。

辉长岩的成分和玄武岩很相近，但是结构上差别较大。

辉长岩因为在地下深处，斜长石和辉石同时结晶，因此，矿物颗粒形态发育比较完整，大小也差不多。

玄武岩一般由斑晶矿物和基质两部分组成，斑晶主要是斜长石、辉石、橄榄石，基质就是岩浆喷发时没有来得及结晶的玻璃质或者是只有在显微镜下才能看出的隐晶质。

3）中性岩类
中性岩类岩石颜色较浅，多呈浅灰色，比重比基性岩要小。

化学成分特征是SiO2为53-65%，铁、镁、钙比基性岩低，Al2O3 16-17%，比基性岩略高，而Na2O+K2O可达5%，比基性岩明显增多。

就象这个岩类的名称一样，它是在基性岩和酸性岩中间的过渡类型。

侵入岩是闪长岩，相应的喷出岩是安山岩。

闪长岩既可以向基性岩辉长岩过渡，也可以向酸性岩花岗岩过渡。

同样，喷出岩之间也关系密切，安山岩和玄武岩、流纹岩也常常共生在一起。

4）酸性岩类
酸性岩类中以人们熟悉的花岗岩类出露最多，是在大陆壳中分布最广的一类深成岩，常形成巨大的岩体。

喷出岩是流纹岩和英安岩。

这类岩石的SiO2含量最高，一般超过66%，K2O+Na2O平均在6-8%之间，铁、钙含量不高。

矿物成分的特点是浅色矿物大量出现，主要是石英、碱性长石和酸性斜长石。

暗色矿物含量很少，大约只占10%
4.为什么说岩浆岩的结构特征是其生成环境的综合反映？
岩浆岩的结构构造综合到一起来说，其实指的就是其岩石中矿物晶体之间以及矿物颗粒之间的相互接触关系。

显然，深成岩、浅成岩和喷出岩的结构构造是存在明显差别的，最起码，深成岩的矿物结晶粒度会比较粗，而浅成岩和喷出岩的结晶粒度就会相对较细甚至为隐晶质，其原因是他们所处的形成环境不同、冷
却时间与结晶时间长短不同。

另一方面，从岩浆成分入手，由于其所处生成环境不同故而成分也不同，深成岩比浅成岩和喷出岩更偏向于基性，其岩浆的粘度会更大，因此粘度问题也影响到岩石形成后的结构构造。

5.简述沉积岩的形成过程。

沉积岩是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体。

它是在地表或接近地表常温常压条件下（-70－200℃，一至十几大气压），由风化作用，生物作用和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用形成的。

沉积岩：是地面即成岩石在外力作用下，经过风化、搬运、沉积固结等沉积而成，其主要特征是：①层理构造显著；②沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石；③有的具有干裂、孔隙、结核等。

常见的沉积岩有：直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩，由2毫米到0.05毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩，由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩，由方解石为其主要成分，硬度不大的石灰岩等。

已经形成的岩石露出地表后,由于风化作用而遭到破坏,,变成碎屑等,经过流水、风、冰川及其它外力搬运，最后在海洋、低地或海陆之间的过渡地带沉积下来，在经受亿万年的压缩、变化之后，胶结在一起，
又变成一层一层的坚硬的岩石。

这样形成的岩石叫做沉积岩。

6.沉积岩区别于岩浆岩和变质岩的重要特征有哪些？为什么？
沉积岩有化石，其他两者没有。

岩浆岩：分为侵入岩和喷出岩。

侵入岩下面有描述。

喷出岩简单一些：会夹在沉积岩地层中，容易被误认
为是沉积岩。

但是有时能见气孔或气孔被充填（具体地如何判断气孔需要经验），有时有岩浆流动产生的特征（流纹构造、绳状熔岩），有时有熔岩冷却收缩的痕迹（柱状节理）；没有化石、有机质侵入岩：岩石都结晶了（能肉眼看到矿物颗粒大小）；没有成层性（虽然有时有板状侵入岩，但不会连续成层）；野外形态不稳定；与周围岩石界限明显，并且接触带内有周围岩石的大碎块（称为捕虏体）沉积岩：稳定的成层性，通常情况下层内还发育有层理构造（成层的纹理）；有化石（含有机质）；有特殊的矿物（粘土矿物、海绿石等）；大部分有碎屑结构；高价铁离子含量多于低价的。

变质岩：有时也有成层性，但层不稳定，且变化多端；大部分有典型的片理构造（矿物定向排列）；有典型的变质矿物（石榴子石、十字石、红柱石等等）；岩石组成都是结晶的矿物（虽然有时肉眼分辨不了）；没有化石、有机质。

7.分析变质岩在其矿物成分和结构上有何特性？
原岩在变质过程中，既能保留部分原有矿物，也能生成一些变质岩特有的新矿物。

变质岩的结构和岩浆岩类似，全部是结晶结构。

但由于变质岩的过重结晶作用形成的，因此在描述变质岩的结构时，一般应加变晶二字以示区别，如粗过重变晶结构、斑状变晶结构等。

变质岩的结构一般分为变晶结构、压碎结构和变余结构。

8.试说明三大岩类常见岩石的类型和主要的工程性质。

岩浆岩（以晶状，斑状结构为主），沉积岩（以碎屑、泥质及生物碎屑结构为特征，部分为成分单一的结晶结构，但肉眼不易分辨），变质岩（以变晶结构等为特征）。

9.表征岩石物理性质的指标有哪些？
1）密度和重度2）颗粒比重和密度3）孔隙率与裂隙率4）孔隙
比5）吸水性
10.什么叫岩石的软化性？研究它有何意义？
岩石的软化性质是指岩石在水的作用下，强度及其稳定性下降的一种性质。

岩石软化性的指标是软化指数。

他等于岩石在饱和水状态下极限抗压强度与岩石在风干状态下极限抗压强度的比值。

其值越小，表示岩石在水作用下的强度和稳定性越差。

11.试分析影响岩石工程性质的因素。

1）矿物成分，岩石是由矿物组成的，岩石的矿物成分对岩石的物理力学性质会产生直接的影响。

2)岩石的结构，岩石的结构特征是影响岩石物理、力学性质的一个重要因素。

一类是结晶联接的岩石，如岩浆岩另一类是胶结连接的岩石，如大部分的沉积岩。

3)岩石的构造
4)水的影响作用
5)风化作用。