岩石与矿物

4.岩浆岩按SiO2 的分类
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3.4.2 岩浆岩的产状（the magmatic rocks occurrence）
岩浆岩的产状，即指岩浆岩体在地壳中产出的状况，表现为岩体的 形态、规模、同围岩的接触关系及其产出的地质构造环境等。 1.喷出岩的产状 喷出岩的产状决定于岩浆的 成分和地形等方面特征，主要有 熔岩流 、熔岩被 、火山锥。 2.浅成岩的产状 浅成岩(形成深度<3km)的产 状主要有岩床 、岩盆 、岩盘 、岩墙。 3.深成岩的产状 深成岩(形成深度>3km)的产状包括 岩株和岩基。
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学完本章后应掌握以下内容： （1）矿物的概念、分类及主要性质； （2）岩浆岩、沉积岩和变质岩的矿物成分、结构和构造特征； （3）风化岩与残积土的工程特性； （4）三大类岩石的鉴定方法； （5）岩石的物理力学性质及工程性状。 学习中应注意回答以下问题： （1）矿物的主要性质有哪些？这些特征在标本上如何认识？ （2）岩浆岩可分为哪几种类型？岩浆岩常见的矿物成分有哪些？岩浆岩的 结构、构造特征是什么？ （3）沉积岩可分为哪几种类型？沉积岩常见的矿物成分有哪些？沉积岩的 结构、构造特征是什么？ （4）什么是变质作用？变质岩的主要矿物组成、结构、构造特征是什么？ （5）三大类岩石在物质组成、结构、构造上的异同有哪些？如何进行鉴定？ （6）岩石的物理力学性状有哪些？ （7）影响岩石工程地质性质的因素有哪些？各类岩石的工程地质性质如何 评价？
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矿物
1.矿物的定义及分类 矿物(mineral)是地壳中的元素在各种地质作用下，由 一种或几种元素结合而成的天然单质或化合物。 组成岩石的矿物，通常称为造岩矿物(rock forming minerals)，见彩图A； 组成矿产的常见矿物，通常称为金属造矿矿物,见彩图 B。 矿物按生成条件可分原生矿物和次生矿物两大类。 原生矿物：一般是由岩浆冷凝生成的，如石英、长石、 辉石、角闪石、云母、橄榄石、石榴石等。 次生矿物：一般是由原生矿物经风化作用直接生成的， 如高岭石、蒙脱石、伊里石、绿泥石等；或在水溶液中析出 生成的，如方解石、石膏、白云石等。
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4）类质同象与同质多象 类质同象是指矿物中两种或两种以上的类似质点互相 替换，使矿物的化学成分和某些物理性质发生一定变化，但 不改变其晶体结构的现象。 同质多象是指同种化学成分的物质，在不同环境(温度、 压力、介质酸碱度等)条件下，可以形成两种或两种以上结 构不同，形态和性质各异的晶体的现象。
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岩石的结构
砖红色泥岩显微图
紫色粉砂质泥岩显微图
深紫色泥质粉砂岩显微图
青灰色钙长砂岩显微图
灰白长英砂岩显微图
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3.5.5 沉积岩的构造 1.沉积岩的构造 沉积岩最主要的构造是层理构造，另外还包括波痕、结核和缝合线。 2.按层系厚度可以把层理分为： 极薄层理<1cm；薄层理1～10cm；中厚层理10～50cm；厚层理50～ 100cm；块状层理>100cm。 3.由于形成层理的条件不同，层理有各种不同的形态类型，如常见的 有水平层理、斜层理、交错层理等。
4.根据层理可以推断沉积物的沉积环境和搬运介质的运动特征。
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3.5.6 沉积岩的分类及主要沉积岩特征
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3.6
变质岩
3.6.1 变质岩的定义 由原先存在的岩石(火成岩、沉积岩或早期变质岩)，在温度、压力、 应力发生改变以及物质组分加入或带出的情况下，发生矿物成分、结构 构造改变而形成的岩石即为变质岩。这种改造过程称为变质作用。 3.6.2 变质作用的控制因素 变质作用是一种地质作用，其控制因素主要包括高温 、高压 、化 学活动性流体 、构造应力作用。 3.6.3 变质作用类型 根据变质作用的因素及变质 岩形成条件，可将变质作用类型 分为接触变质作用、区域变质作 用、动力变质作用、交代变质作 用，见图3-19。
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3.5.3 沉积岩的物质成分 1.化学成分 沉积岩的平均化学成分见表3-4。
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2.矿物成分 沉积岩中已发现的矿物在160种以上，其中比较重要的 有20余种，构成了99％以上 的沉积岩物质。最常见的矿物 有氧化物，硅酸盐(长石类、黏土类矿物、云母类矿物)、碳 酸盐、硫酸盐、磷酸盐等矿物见表3-5。
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2.矿物的形态特征 矿物单体形态
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矿物集合体形态
同种矿物多个单体聚集在一起的整体就是矿物集合体。 显晶集合体形态有规则连生的双晶集合体，如接触双 晶和穿插双晶以及不规则的粒状、块状、片状、板状、纤维 状、针状、柱状、放射状、晶簇状等。其中晶簇是以岩石空 洞洞壁或裂隙壁作为共同基底而生长的晶体群。 隐晶和胶态集合体可以由溶液直接沉积或由胶体沉积 生成。主要形态有球状、土状、结核体、鲕状、豆状、分泌 体、钟乳状、笋状集合体等。
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5.矿物鉴定
抓住主要形态特征 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、条痕色瓷板等。
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3.4
岩浆岩
3.4.1 岩浆岩概念 1.岩浆岩的定义 岩浆岩(magmatic rock)亦称火成岩(igneous rock)，它是由炽热 的岩浆在地下或喷出地表后冷凝形成的岩石。 岩浆岩按产出位置通常可分为深成岩、浅成岩和喷出岩。 2.岩浆的主要化学成分 岩浆（硅酸盐岩浆）的化学成分，主要是氧、硅、铝、镁、铁、钙、 钠、钾、锰、钛、磷、氢等元素，称为“主要造岩元素”。其中以氧最 多，约占总重量的58～65％，其次是硅。 3.岩浆中的挥发分 挥发分是指在低压下容易析出呈气体，温度降低可呈液体的成分。
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矿物光泽
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硬度：指矿物抵抗外力刻划、研磨的能力。 硬度对比的标准，从软到硬依次由十种矿物组成，称 之为摩氏硬度计。
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解理(cleavage) 矿物晶体在外力作用下(如敲打、挤压等)下沿着一定 方向发生破裂并裂成光滑平面的性质称为解理，这些光滑的 平面称为解理面。 断口(fracture) 矿物受外力作用，在任意方向破裂并呈各种凹凸不平 的断面(如贝壳状、锯齿状等)，称为断口。 相对密度(relative density) 矿物都有其特有的物质组成，因而各自具有不同的相 对密度。 其他性质 除上述的矿物性质外，还有一些矿物具有独特的性质， 这些性质同样是鉴定矿物的可靠依据，如导电性、磁性、弹 性、挠性、脆性、放射性等等。矿物的一些简单化学性质， 15 对于鉴定某些矿物也是十分重要的。
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4.矿物的化学成分和结晶构造 矿物的化学成分和结晶构造在一定地质条件下综合反 映了矿物的形态和物理性质。因此，研究矿物的化学成分和 结晶构造对于鉴定矿物，利用矿物和分析矿物的形成条件等 方面都是很重要的。 1）地壳中元素的分布特点: 含氧的矿物种占矿物总种数的80％；含硅的矿物占25 ％。但也有些重量百分比小的元素反而比重量百分比大的元 素形成的矿物种数多。 2）离子类型: 惰性气体型离子、铜型离子、过渡型离子。 3）晶格类型与化学键： 质点有规律的排布成格子状构造是矿物晶体的共同规 律。结晶构造中质点之间的作用力或者联结力称为化学键。 化学键的差异对矿物物理性质有明显的影响。
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3.4.4 岩浆岩的构造 岩浆岩的构造(structure of magmatite)是指（集合 体）矿物在岩石中排列的顺序和填充的方式所反映出来岩石的 外貌特征。
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3.4.5 岩浆岩的分类
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3.5
沉积岩
3.5.1 沉积岩的定义 沉积岩(sedimentary rock)是在地表和地下不太深的地方形成的地 质体，它是在常温常压下，由风化作用，生物作用和某些火山作用所形 成的松散沉积层，经过成岩作用形成的。 3.5.2 沉积岩的形成 沉积岩的形成一般经过了先成岩石(岩浆岩、沉积岩或变质岩)遭受 风化、剥蚀破坏，破坏产物被搬运至一定场所沉积下来，再固结成岩的 过程。具体经过风化作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用四个阶段。 1.风化作用(weathering) 分为物理风化、化学风化和生物风化三类。 2.搬运作用的方式有三种，即拖曳搬运、悬浮搬运和溶液搬运。 3.沉积作用可分为机械沉积、化学沉积、生物和生物化学沉积三种类型。 4.成岩作用主要表现在压固作用 、胶结作用 、脱水作用 、重结晶作 用。
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3.6.4 变质岩的化学成分 变质岩的化学成分在相当大的程度上取决于原岩的化 学成分。但是，如果变质过程中有交代作用，由于物质的带 入和带出，就会使原岩的化学成分产生相应的变化。 3.6.5 变质岩矿物成分 变质岩是原岩受变质作用而成，因此变质岩的化学成 分及矿物成分具一定的继承性，另一方面变质作用与岩浆作 用、沉积作用又有所不同，所以变质岩的矿物成分又具有自 己的独特性。 3.6.6 变质岩的结构 变质岩的结构是指构成岩石的各矿物颗粒的大小、形 状以及它们之间的相互关系。变质岩的结构有变余结构、变 晶结构和碎裂结构三种。 3.6.7 变质岩的构造 变质岩的构造是鉴定变质岩主要特征，也是区别于其 他岩石的特有标志。一般按成因变质岩的构造可分为片麻状 构造、片状构造、板状构造、块状构造、千枚状构造五种。
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3.4.3
岩浆岩的结构 岩浆岩的结构（texture of magmatite）是指岩石中 （单体）矿物的结晶程度、颗粒大小、形状以及它们的相互 组合关系。 1.按岩石中矿物结晶程度划分 全晶质结构、半晶质结构、非晶质结构。 2.按岩石中矿物颗粒的绝对大小划分 显晶质结构、隐晶质结构、玻璃质结构。 3.按岩石中矿物颗粒的相对大小划分 等粒结构、不等粒结构 、斑状结构和似斑状结构。
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集合体形态
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3.矿物的物理性质 形状:指矿物的外表形状。结晶体大都呈规则的几何形状， 非结晶体则呈不规则的形状。 矿物的颜色:是矿物对不同波长可见光吸收程度的不同反 映。它是指矿物新鲜表面呈现的颜色，取决于矿物的 化学成分及其所含的杂质。按成色原因，有自色、他 色、假色之分。 条痕:矿物在白色无釉的瓷板上划擦时留下的粉末的颜色， 称为条痕。 光泽:指矿物表面反射光线的能力，它是用来鉴定矿物的重 要 标志之一。