第二章岩石成因类型及其工程地质特征

结晶质：组成矿物的元素质点在矿物内部按一定的规律排列，
形成稳定的结晶格子构造，生成具有一定几何外形的晶体。
2.1.2 矿物的物理性质

矿物的物理性质，包括矿物的颜色、光泽、硬度、解理、 断口等，其决定于矿物的化学成分和内部构造，是鉴别矿 物的重要依据。
矿物的物理性质——颜色
矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的。按成 色原因分为：
玻璃质结构：喷出岩特有的结构 (2)按晶粒大小分为： 等粒结构—多见于侵入岩 不等粒结构—浅成岩中 隐晶质结构—浅成岩和一些熔岩中 斑状结构—浅成岩及部分喷出岩所特有的结构
5.岩浆岩的构造
— 指岩石中不同矿物与其它组成部分之间的排列与充填方式。 块状构造 常见于深成岩中 流纹构造 喷出岩特有的构造 气孔构造 多见于喷出岩中 杏仁构造 多见于喷出岩中
自色
他色
假色
a.自色
矿物本身固有的颜色
黄铁矿— 铜黄色
b.他色——矿物含有杂质的颜色。 如石英
c.假色——物理原因所引起的颜色
冰洲石—无色、透明无裂痕的完好方解石
矿物的物理性质——光泽
矿物的光泽是矿物表面的反射率的表现 1.金属光泽：反射很强，类似镀铬的金属平滑表面的反光。 如黄铁矿、方铅矿
泥质结构
结晶结构
生物结构
碎屑岩的胶结物： • 硅质——强度高 • 铁质——易氧化 • 钙质——易溶解 • 泥质——易软化
胶结类型：
• 基底式胶结
• 孔隙式胶结 • 接触式胶结
基底式胶结
孔隙式胶结
接触式胶结
4、沉积岩的构造 — 指沉积岩的各组成部分之间的空间分布和排列方式 层理构造： 沉积岩在形成过程中，由于沉积环境的改变，所引起沉 积

主要风化作用：氧化、溶解、水化、水解、碳酸化和硫酸 化等作用。
碎 屑 经 过 压 固 和 胶 结 变 成 沉 积 岩
2.沉积岩的物质组成
碎屑物质 粘土矿物 矿物成分 化学沉积矿物 —原生矿物碎屑，如石英、长石
—次生矿物，如高岭石、蒙脱石、水云母
—化学沉积或生物化学沉积作用形成， 如方解石、白云石、石膏、石盐
超基性岩 SiO2 <45% 基性岩 SiO2 45~52% 中性岩 SiO2 52~65% 酸性岩 SiO2 >65%
4. 岩浆岩的结构
— 指岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小、形状以及彼此间相互组合关 系。 (1)按岩石中矿物的结晶程度分为： 全晶质结构：多见于深成岩和浅成岩
半晶质结构：多见于浅成岩

化学风化：岩石在水、氧及有机体等作用下所发生的一系 列化学变化过程，引起岩石结构构造、矿物成分和化学成分的 变化。 多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上。

生物风化：既有物理风化特点，又具有化学风化特征。生 物新陈代谢产生有机质或机械破坏，如释放大量有机物酸及 CO2 ，加强水溶液溶解能力 。 多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上。
粘土 岩类
主要由粘土矿物及其他矿物的粘土粒组成的岩石， 如泥岩、页岩等。
粘土岩夹于坚硬岩层之间，形成软弱夹层，浸水后易于软化滑动。 化学及 生物化 学岩类
主要由方解石、白云石等碳酸盐类的矿物及部分有机物 组成的岩石，如石灰岩、白云岩等。
a 砾 岩
b 角 砾 岩
c 砂 岩
d 页 岩
石灰岩
白云岩
沉积岩地貌
黄铁矿
半金属光泽：反射强，如同一般金属的反光，如磁铁矿的 光泽。
磁铁矿：半金属光泽
造岩矿物绝大部分属于非金属光泽。由于矿物表面的性质 或矿物集合体的集合方式不同，又会反映出各种不同特征的 光泽。
1. 玻璃光泽 反光如镜，如长石、方 解石解理面上呈现的光 泽。
2. 珍珠光泽 光线在解理面间 发生多次折射和内 反射，在解理面上 所呈现的像珍珠一 样的光泽，如云母 等。
石灰岩地貌
四、常见的沉积岩
见书中表格
2.2.3 变质岩
变质岩是由原来的岩石（岩浆岩、沉积 岩、变质岩）在地壳中受到高温、高压及化 学成分加入的影响，在固体状态下发生矿物 成分及结构构造变化后形成的新的岩石。
变质作用的因素
1.高温 作用： 促使岩石发生重结晶，形成新的结晶结构（如 石灰岩-----大理岩） 促使矿物间的化学反应，生成变质矿物 热源：炽热的岩浆 地壳深处的高温 构造运动带来的热能
花岗岩：

地球上分布最广的结晶粒状深成岩； 由石英、长石和云母组成； 具有多种颜色，如灰白色、灰色、肉红色等， 主要由长石的种类和颜色而定； 根据组成花岗岩矿物粒径的大小分成粗粒、 中粒、细粒花岗岩，长石与石英晶体特别粗 大的称为伟晶岩； 花岗岩常呈规模巨大的岩基或岩株产出； 花岗岩密度2.7，致密坚硬、孔隙度小、强度 大，是良好的建筑材料，尤其细粒均匀的花 岗岩可以承担任何工程荷载，但一些粗粒以 及含黑云母等暗色矿物，甚至含黄铁矿的花 岗岩，因易于风化而大大降低了其强度。
矿物的物理性质——硬度
矿物抵抗外力刻划、研磨的能力，称为硬度 硬度是矿物的一个重要鉴定特征。 鉴别矿物硬度的方法——摩氏硬度计（相对硬度）。
国际摩氏硬度计以常见的10种矿物作为标准
野外常用判断方法
矿物的物理性质——解理、断口
矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质，称为 解理。裂开的光滑平面称为解理面。不具方向性的不规则破 裂面，称为断口。
有机质及生物残骸
在沉积岩的组成物质中，粘土矿物、方解石、白云石、有机质等， 是沉积岩所特有的，是物质组成上区别于岩浆岩的一个重要特征。
3.沉积岩的结构
— 指沉积岩的组成物质、颗粒大小、形状、胶结特性及其结晶程度
碎屑结构 沉 积 岩 的 结 构
由碎屑物质被胶结物胶结而成。按碎屑粒径的大小，可分为 砾状结构、砂质结构及粉砂质结构三类；按胶结物的成分又 可分为硅质胶结、铁质胶结、钙质胶结和泥质胶结四类。 几乎全部由小于0.005mm的粘土质点组成，是泥岩、页岩 等粘土岩的主要结构。 由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构，由沉淀生成的晶 粒极细，经重结晶作用晶粒变粗，但一般多小于lmm，肉眼 不易分辨，是石灰岩、白云岩等化学岩的主要结构。 由生物遗体或碎片所组成，如贝壳结构、珊瑚结构等，是 生物化学岩所具有的结构。
机械搬运、沉积、固结成岩
由风化作用或火山作用的产物经以 这种方式形成的沉积岩称碎屑岩。
化学沉积成岩 在地表常温、常压条件下由水溶液 沉淀而形成化学岩，然而自然界大 多盆地化学沉淀过程中都有生物参 与，所以通常又称为生物化学岩。
风化：岩石在各种风化营力作用下，发生的物理和化学变 化过程。 物理风化：由于温度变化、水的冻融、盐类结晶、植物根 劈等力的作用下，引起岩石的机械破碎，而不伴随有化学成分 和矿物成分明显变化的现象。 主要发生在干旱寒冷的地区，风化深度相对较小。
岩脉为狭长、不规则的板状岩体，岩床则为整合的席状。
大规模花岗岩岩基
岩墙
岩脉
2）喷出岩体产状
3.岩浆岩的物质成分
化学成分：SiO2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、FeO、MgO、CaO、K2 O和Na2O
矿 物 成 分
浅色矿物(富含Si、Al成分):正长石、斜长石、 石英、白云母等
暗色矿物(富含Fe、Mg成分）：黑云母、辉石、 角闪石、橄榄石等。
2.高压 压力的来源： 上覆岩层重量产生的静压力 构造运动或岩浆活动产生的横向挤压力 高压的作用：空隙减小，变得致密 塑性增强，比重变大 岩石发生变形破裂（碎裂结构） 形成片理构造
3.新的化学成分的加入 作用：形成新的变质矿物 来源：岩浆活动的热液和挥发性气体
硅铝层（花岗质层） 硅镁层（玄武质层）
岩 石 圈
地 幔
60km
地 幔
软流圈
250km 地 幔
岩软 石流 圈圈 之 上 地 幔 顶 层 加 上 地 壳 合 称
2.1 主要造岩矿物
岩石圈
岩石：岩浆岩、沉积岩和变质岩
造岩矿物：固体，无机元素或元素化合物
2.1.1 矿物的基本概念
地壳主要元素百分比
矿物：存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元 素和化合物。 构成岩石的矿物，成为造岩矿物，其绝大部分是结晶质。
极完全解理 按解理的发育 完全解理 程度分为 中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ解理 不完全解理
矿物解理的完全程度和断口是互相消长的。如不具解理的石英， 则只呈现贝壳状的断口。
2.1.3 常见的主要造岩矿物
抓住主要特征 综合考虑颜色、晶形、光泽、解 理、硬度 考虑矿物生成条件及共生矿物 工具：小钢刀、放大镜、稀盐酸等。
本节要求掌握
水 的 流 痕 鱼化石 泥岩中的恐龙足迹
化石
结核
砂 岩 上 的 波 痕
注意：沉积岩的层理构造、层面 特征和含化石是沉积岩区别于其 它岩类的一个重要特征。
5.沉积岩的分类及鉴定
火山集块岩
火山碎 屑 岩
火山角砾岩 凝灰岩 砾岩及角砾石
沉 积 岩 的 分 类
碎屑 岩类
沉积碎 屑 岩
砂岩 粉砂岩
石英砾岩
气孔构造（玄武岩）
流纹状构造
6.分类及代表性岩浆岩
观察岩石的颜色 观察岩石的矿物成分 观察岩石的结构和构造 查表定名
含Si、Al为主 酸性 中性 含Fe、Mg为主 基性 超基性 产状 浅色的(浅灰、浅红、黄色) 含正长石 深色(深灰、绿色、黑 色) 不含长石
化学成分 酸基性 颜色
含斜长石
矿物成分 成因及结构 石英、 云母、 角闪石 黑云母、 角闪石、 角闪石、 辉石、黑 辉石 云母 辉石、 橄榄石、辉 角闪石、 石 橄榄石 橄榄岩、辉 石 未遇到 岩基、 岩株 岩脉、 岩床、 岩盘 熔岩流 火山喷 出的堆 积物
第 2 章 岩石的成因类型 及其工程地质特征
序言 主要造岩矿物 岩石 地质年代及其特征
地球的构造：地壳、地幔、地核 地壳：地球的固体外壳。大陆上厚的70公里，海洋里薄的仅10公里，平 均厚度在33km左右。 地幔：中间构造层，富含铁镁的硅酸盐物质。 地核：主要化学成分是铁，镍，所以又称铁镍核心 。
地球内部的圈层结构 造岩矿物的形态及主要物理性质 12种左右主要的造岩矿物

2.2岩石
岩 石
岩浆岩
沉积岩
变质岩
2.2 .1岩浆岩(magmatic rock)
成因类型：
由地下深处的高温高压熔融
的岩浆以侵入或喷出方式直接
冷凝而成。
1.成 因 2.产 状
1. 岩浆岩的成因
依冷凝成岩浆岩的地 质环境的不同，可将岩浆 岩分为三大类：
物质的成分、颗粒大小、形状或颜色沿垂直方向发生变 化 而显示出的成层现象
平行层理
斜层理
交错层理
层面：层与层之间的界面 特征：波痕、雨痕、泥裂等 生物化石 岩层：两个层面间成分基本均匀一致的岩 石。 岩层的形态：正常层、夹层、变薄、尖灭、 透镜体
层面构造 — 沉积岩层层面上遗留的痕迹
波痕 泥裂 雨痕


2.2.2 沉积岩
沉积岩是由沉积物固结变硬而形成的，其占地壳岩石总体积的7.9%，是 三大类岩石中在地表分布最广的，占地壳表面积的75％。
成岩环境：地表
温度不高
压力不大
成岩过程：岩石----风化---分解成碎屑或粘
土矿物-----搬运----沉积---压密、胶结、重结 晶-----成岩
1.沉积岩的成因
(2)浅成岩：岩浆沿地壳裂缝上 升距地表较浅处冷凝而成的岩石。 由于岩浆压力小，温度降低较快， 组成岩石的矿物结晶较细小。
2.岩浆岩的产状
岩浆岩的产状是反映岩体空间位臵与围岩的相互关系及其形态特征。 1）侵入岩体产状 由于岩浆本身成分的不同，受地质条件的影响，岩浆岩的产状大致有下列几 种：岩基 、岩株、岩盘 、岩床、脉 。
3. 丝绢光泽 纤维状或细鳞片状矿物，由于光的反射互相干扰，形成丝绢 般的光泽，如纤维石膏和绢云母等。
4. 油脂光泽 矿物表面不平，致使 光线散射，如石英断口 上呈现的光泽。
5. 蜡状光泽 像石蜡表面呈现的光泽。如蛇纹石、滑 石等致密块体矿物表面的光泽。
蛇纹石
6. 土状光泽 矿物表面暗淡如土，如高岭石等疏松细粒块体矿物表面 所呈现的光泽。
深成的
等粒状，有时为斑状，所有矿物能用 肉眼鉴别 斑状（斑晶较大且可辨出矿物名称） 玻璃状，有时为细粒斑状，矿物难有 肉眼鉴别
花岗岩 花岩斑 岩 流纹岩
正长岩 正长斑 岩 粗面岩
闪长岩
辉长岩
浅成的
玢岩
辉绿岩
安山岩
玄武岩
未遇到
喷出的 玻璃状或碎屑状 黑曜岩、浮石、火山凝灰岩、火山碎屑岩、火山玻璃

闪长岩：中性深成侵入 岩，主要由斜长石和普 通角闪石组成，可有少 量黑云母。颜色较深， 为深灰色及灰绿色。全 晶质粒状结构。闪长岩 与花岗岩的差别是其石 英含量少而暗色矿物含 量高，所以颜色深。