工程地质学课件-第二章矿物岩石及其工程地质特征
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《工程地质学》第二章矿物与岩石
矿物的形态及物理性质
形态、光学性质、力学性质和磁性
大部分矿物为晶体，部分是非晶体。
每一种矿物都有它基本的化学组成和物
理特性
几乎所有造岩矿物都是硅酸盐和氧化物， 常见的造岩矿物只有十余种，如石英、方解石 、正长石、斜长石、黑云母、白云母、角闪石 、辉石、橄榄石等。
2.1.1矿物的形态
矿物集合体的形态有
块状：细小的矿物颗粒紧密集合在一起，无一定排列形式。
2.1.1形态
矿物集合体的形态有
鲕状 : 胶体物质围绕着某质点凝聚而成一个结核，一个个细小
的结核聚合成集合体形似鱼卵。
块状集合体
2.1.2矿物的物理性质 1 颜色
自色:某些矿物所具有特定的颜色.不受外界的影响。 如石英为无色透明,硫为黄色. 他色:矿物因含有不同杂质而表现的颜色.与矿物本身的性质无关 如:石英含Mn而呈紫色,含C而呈黑色. 假色:矿物因具有裂隙、解理面及氧化膜而产生的光线干涉所呈 现出的颜色. ** 不能单凭颜色鉴定矿物.
斑状结构和似斑状结构：岩石中较大的矿物晶体被细小的晶粒
或隐晶质、玻璃质矿物所包围的一种结构。较大的晶体矿物为 斑晶；细小的晶粒或隐晶质、玻璃质为基质。若基质为显晶质 时则称似斑状结构，基质为隐晶质或玻璃质时称斑状结构。
构造:岩石中矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其它组 成部分之间的排列和充填方式。 (1)块状构造: 无定向排列,各部分均匀分布，花岗岩、闪长岩; (2)流纹构造: 岩石中有不同颜色的条纹,拉长的气孔等是熔岩 流动时物质成份作定向排列所致. 如流纹岩. (3)气孔构造: 熔岩冷却时尚末逸出的气体形成大小不一的气孔. 如玄武岩、安山岩 (4)杏仁构造: 喷出岩的气孔被后来的次生矿物所充填.
4.不完全解理: 5.无解理:
第二章岩石及其工程地质性质PPT课件
补充知识
■ 四大钻石的故事：
摄政王 光明之山 蓝色希望 南非之星
补充知识
“摄政王”的英文名称为Regent，重140.5克拉，在 世界著名钻石中排第十五位，现收藏于法国巴黎卢浮 宫阿波罗艺术馆。 传说，在1701年，印度的一个奴隶找到一颗重 约400克拉的金刚石，他为了把宝石带出矿山，忍痛 割破自己的大腿，将宝石藏在皮肉之中，然后缠上绑 带，逃出了矿区，但后来他在出海的船上被船长抢走 宝石后葬身大海。船长又将这块宝石卖给了商人。经 过几次转手宝石落到了英国总督手中，但几次战争之 后。宝石最终落户于法国。这颗特大型金刚石就是现 在的世界著名巨钻——摄政王。
Ti3+——绿色（钛金云母）
Cr6+——绿色（祖母绿、裴翠）
Mn2+——蔷薇红色（菱锰矿）
18
（2）条痕(streak)：即矿物粉末的颜色，一般指不透明矿 物在白色素瓷板上划擦后留下的条痕颜色。
特点：突现自色，抑制他色，消除假色。
举例：
赤铁矿（红色） 镜铁矿（钢灰色） 条痕一致为樱桃红色，显示化学成份一致。
丝绢光泽 珍珠光泽
土状光泽
21
3．矿物的力学性质
主要包括矿物的解理和硬度两大类特征。
云母的极完全解理
磷灰石硬度为5
22
1）*解理(Cleavage)：矿物晶体在外力作用下，严格按一定结晶 方向破裂出光滑平整面的性质。
依据解理面出现的难易程度（比例）可将解理分为五种类型：
➢①极完全解理：外力作用下极易剥裂出薄片，如云母、片状石膏
补充知识
■ 黄金品质
（1）千足金---指含金量不小于999的金称千足金。 千足金在首饰成色命名中是最高值。印记为“千 足金”“金999”“G999”“AU999”
矿物岩石讲解PPT课件
一向延长：单体在三维 空间只有一个方向特别 发育。呈柱状、针状。 如：电气石
第5页/共44页
二向延长：单体在三维空 间的发育有二个方向特别 发育。呈片状、板状。 如： 白云母
三向等长：单体在三维空 间的发育程度基本相同。 呈粒状。 如：黄铁矿
第6页/共44页
（2）矿物集合体形态：同种矿物多个单体聚集在一起 的整体叫矿物集合体。
第37页/共44页
四、变质岩：
是一种转化的岩石。地壳中已经存在的岩石（可以是沉积 岩，火成岩，乃至早先已形成的变质岩），因温度、压力 及介质条件的变化，在没有显著熔融和溶解的固体状态下 而形成的一种新的岩石。
第38页/共44页
２、变质岩的结构：岩石中矿物的粒度、形态和晶体之间的相互 关系等特征，称之为结构。
断口：贝壳状、锯齿状、参差状、土状
贝壳状
锯齿状
参差状
土状
第15页/共44页
矿物的硬度：指矿物抵抗外来刻画、压入 或研磨等机械作用的能力。矿物硬度以H 表示。常用刻画法来测定矿物硬度。
第16页/共44页
（3）矿物的其他物理性质
矿物的磁性：指矿物能被永久磁铁或磁铁吸引或排 斥的性质。
矿物的电学性质： 导电性：是矿物对电流的导电能力。根据导电
透明
半透明
不透明
第11页/共44页
光泽：是指矿物表面对光的反射能力。光泽有四级：金属光 泽、半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽，后三者统称为非金 属光泽。
金属光泽
半金属光泽
金刚光泽
第12页/共44页
玻璃光泽
极完全解理
完全解理
中等解理
不完全解理 极不完全解理
第13页/共44页
（2）矿物的力学性质：矿物在外力作用下表现
第5页/共44页
二向延长：单体在三维空 间的发育有二个方向特别 发育。呈片状、板状。 如： 白云母
三向等长：单体在三维空 间的发育程度基本相同。 呈粒状。 如：黄铁矿
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（2）矿物集合体形态：同种矿物多个单体聚集在一起 的整体叫矿物集合体。
第37页/共44页
四、变质岩：
是一种转化的岩石。地壳中已经存在的岩石（可以是沉积 岩，火成岩，乃至早先已形成的变质岩），因温度、压力 及介质条件的变化，在没有显著熔融和溶解的固体状态下 而形成的一种新的岩石。
第38页/共44页
２、变质岩的结构：岩石中矿物的粒度、形态和晶体之间的相互 关系等特征，称之为结构。
断口：贝壳状、锯齿状、参差状、土状
贝壳状
锯齿状
参差状
土状
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矿物的硬度：指矿物抵抗外来刻画、压入 或研磨等机械作用的能力。矿物硬度以H 表示。常用刻画法来测定矿物硬度。
第16页/共44页
（3）矿物的其他物理性质
矿物的磁性：指矿物能被永久磁铁或磁铁吸引或排 斥的性质。
矿物的电学性质： 导电性：是矿物对电流的导电能力。根据导电
透明
半透明
不透明
第11页/共44页
光泽：是指矿物表面对光的反射能力。光泽有四级：金属光 泽、半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽，后三者统称为非金 属光泽。
金属光泽
半金属光泽
金刚光泽
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玻璃光泽
极完全解理
完全解理
中等解理
不完全解理 极不完全解理
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（2）矿物的力学性质：矿物在外力作用下表现
工程地质学矿物与岩石
3、矿物的力学性质 ➢ 硬度：矿物抵抗机械刻划及摩檫的能力。
（矿物的摩氏硬度表P59表3-1） ➢ 解理：矿物受敲击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质。
9
2.1 矿物
10
2.1 矿物
➢ 断口：矿物受敲击后，形成各种凹凸不平的裂开面的性质。 如锯齿状、贝壳状等。
4、其他性质 ➢ 比重 ➢ 弹性 ➢ 磁性 ➢ 脆性
块状构造---岩石中矿物颗粒分布均匀，不具有定向排列 条带状构造
40
板岩
41
片麻状构造
42
千枚状构造
43
片状构造
44
块状构造
45
2.4 变质岩
46
2.5 各类岩石的工程性状
1.岩浆岩 深成岩大多为全晶质，孔隙度小，力学强度高，基本不
透水，工程地质好；浅成岩也是较好的建筑地基，但浅成岩 易于穿插于不同的岩石中，易蚀变风化，使强度降低，透水 性增大；喷出岩可作为建筑物的地基，但是应注意其均匀性 与整体稳定性。 2.沉积岩
变质岩---地壳中的岩浆岩、沉积岩或既有变质岩，由于地壳运 动和岩浆活动等的影响，造成物理化学条件的改变，导致原 来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化而形成的新岩石
一、变质岩的矿物成分 ✓ 共有矿物---石英、长石、云母、角闪石、方解石、白云石
等 ✓ 变质特征矿物---红柱石、硅线石、石榴子石、绿泥石等
53
❖ 6、沉积岩根据的组成部分、结构、构造和形 成条件可分为_________岩、__________岩 、___________岩及___________岩。
❖ 7、沉积岩的结构有___________结构、 ___________结构、___________结构和 ___________结构等四种。
（矿物的摩氏硬度表P59表3-1） ➢ 解理：矿物受敲击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质。
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2.1 矿物
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2.1 矿物
➢ 断口：矿物受敲击后，形成各种凹凸不平的裂开面的性质。 如锯齿状、贝壳状等。
4、其他性质 ➢ 比重 ➢ 弹性 ➢ 磁性 ➢ 脆性
块状构造---岩石中矿物颗粒分布均匀，不具有定向排列 条带状构造
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板岩
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片麻状构造
42
千枚状构造
43
片状构造
44
块状构造
45
2.4 变质岩
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2.5 各类岩石的工程性状
1.岩浆岩 深成岩大多为全晶质，孔隙度小，力学强度高，基本不
透水，工程地质好；浅成岩也是较好的建筑地基，但浅成岩 易于穿插于不同的岩石中，易蚀变风化，使强度降低，透水 性增大；喷出岩可作为建筑物的地基，但是应注意其均匀性 与整体稳定性。 2.沉积岩
变质岩---地壳中的岩浆岩、沉积岩或既有变质岩，由于地壳运 动和岩浆活动等的影响，造成物理化学条件的改变，导致原 来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化而形成的新岩石
一、变质岩的矿物成分 ✓ 共有矿物---石英、长石、云母、角闪石、方解石、白云石
等 ✓ 变质特征矿物---红柱石、硅线石、石榴子石、绿泥石等
53
❖ 6、沉积岩根据的组成部分、结构、构造和形 成条件可分为_________岩、__________岩 、___________岩及___________岩。
❖ 7、沉积岩的结构有___________结构、 ___________结构、___________结构和 ___________结构等四种。
31工程地质学第二章矿物岩石及其工程地质特征PPT课件
第二章 矿物、岩石及其工程地质特征
2.1 概述 矿物是自然产出且内部质点（原子、离 子）排列有序的均匀固体。 岩石（rock）---- 固态矿物或矿物的 混合物按照一定的方式结合而成。是构 成地壳和上地幔的物质基础。 岩石按成因分成岩浆岩（火成岩）、沉积 岩和变质岩三大类。
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
4
矿物的形态
5
6
长期以来，人们根据物理性质来识别矿物，如颜 色﹑光泽﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是矿物 肉眼鉴定的重要标志。
颜色：矿物的颜色多种多样。呈色的原因，一类 是白色光通过矿物时，内部发生电子跃迁过程而 引起对不同色光的选择性吸收所致；另一类则是 物理光学过程所致。
7
不同颜色的绿柱石
苦橄玢岩 金伯利岩
玄武岩
安山岩
流纹岩
苦橄玢岩
辉绿岩
闪长玢岩
花岗斑岩
橄榄岩
辉长岩
闪长岩
花 岗34岩
按照岩浆岩的产状划分： 喷出岩extrusive rock----
岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石 侵入岩intrusive rocks----
未喷出地表，在地下深处冷凝固结的岩石
35
岩浆岩的基本特怔
岩浆岩是由岩浆直接冷凝形成的岩石，因此， 具有反映岩浆冷凝环境和形成过程所留下的特 征和痕迹，与沉积岩和变质岩有明显的区别。
14
发光性: 一些矿物受外来能量激发能发出可见光。 加热﹑摩擦以及阴极射线﹑紫外线﹑X 射线的照 射都是激发矿物发光的因素。激发停止，发光即 停止的称为萤光；激发停止发光仍可持续一段时 间的称为燐光。矿物发光性可用于矿物鉴定﹑找 矿和选矿。
2.1 概述 矿物是自然产出且内部质点（原子、离 子）排列有序的均匀固体。 岩石（rock）---- 固态矿物或矿物的 混合物按照一定的方式结合而成。是构 成地壳和上地幔的物质基础。 岩石按成因分成岩浆岩（火成岩）、沉积 岩和变质岩三大类。
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
4
矿物的形态
5
6
长期以来，人们根据物理性质来识别矿物，如颜 色﹑光泽﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是矿物 肉眼鉴定的重要标志。
颜色：矿物的颜色多种多样。呈色的原因，一类 是白色光通过矿物时，内部发生电子跃迁过程而 引起对不同色光的选择性吸收所致；另一类则是 物理光学过程所致。
7
不同颜色的绿柱石
苦橄玢岩 金伯利岩
玄武岩
安山岩
流纹岩
苦橄玢岩
辉绿岩
闪长玢岩
花岗斑岩
橄榄岩
辉长岩
闪长岩
花 岗34岩
按照岩浆岩的产状划分： 喷出岩extrusive rock----
岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石 侵入岩intrusive rocks----
未喷出地表，在地下深处冷凝固结的岩石
35
岩浆岩的基本特怔
岩浆岩是由岩浆直接冷凝形成的岩石，因此， 具有反映岩浆冷凝环境和形成过程所留下的特 征和痕迹，与沉积岩和变质岩有明显的区别。
14
发光性: 一些矿物受外来能量激发能发出可见光。 加热﹑摩擦以及阴极射线﹑紫外线﹑X 射线的照 射都是激发矿物发光的因素。激发停止，发光即 停止的称为萤光；激发停止发光仍可持续一段时 间的称为燐光。矿物发光性可用于矿物鉴定﹑找 矿和选矿。
工程地质课件——第二章 岩石的成因类型及其工程地质特征
绝对年代：通过放射性元素蜕变周期测定。适用于岩浆岩、变 质岩地区。
相对年代：通过地层层序、古生物、岩性对比测定。适用于 沉积岩地区。
地质年代单位：宙、代、纪、世、期(从大到小)
地层单位：宇、界、系、统、阶(从大到小)
1. 绝对地质年代的确定
一般根据放射性同位素的蜕变规律来测定岩 石和矿物年龄。目前测定同位素年龄广泛采用 的方法有： 钾→氩（K40→Ar40）、 铷→锶（Rb87→Sr87）、 铀—铅（U235→Pb207） 碳法（C14→N14）。其中，前三者主要用以测 定较古老岩石的地质年龄，而碳法专用于测定 最新的地质事件和地质体的年龄。
食盐晶体
石英
• 矿物的物理性质
颜色 光泽 硬度：矿物抵抗机械刻划及摩擦的能力。
矿物硬度的十度标准表
解理、断口： 1.极完全解理 2.完全解理 3.中等解理 4.不完全解理
• 常见的主要造岩矿物 黄铁矿
云母
第二节 岩石
• 岩浆岩的形成 • 岩浆岩分类
• 岩浆岩的产状 岩浆岩体产出的形态、规模，与围岩的
• 玄武岩（岩浆岩）
•
基性火山岩的代表，
• 是地球洋壳和月球月海
• 的最主要组• 育气孔构造和杏仁构造。按SiO2饱和程度和碱性 强弱可为：拉斑玄武岩和碱性玄武岩 。陆上形成
的常呈绳状构造、块状构造和柱状节理；水下形 成的常具枕状构造。
• 辉长岩（岩浆岩） 暗色的深成基性岩，分为浅色
• 常见的岩浆岩 1.岩浆岩的分类及其鉴定 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
沉积岩
变质岩
• 变质作用的因素 变质作用——地球内力引起岩石产生结构、构造以 及 矿物成分改变而形成新岩石的过程称为变质作用， 在变质 作用下形成的岩石称为变质岩。
相对年代：通过地层层序、古生物、岩性对比测定。适用于 沉积岩地区。
地质年代单位：宙、代、纪、世、期(从大到小)
地层单位：宇、界、系、统、阶(从大到小)
1. 绝对地质年代的确定
一般根据放射性同位素的蜕变规律来测定岩 石和矿物年龄。目前测定同位素年龄广泛采用 的方法有： 钾→氩（K40→Ar40）、 铷→锶（Rb87→Sr87）、 铀—铅（U235→Pb207） 碳法（C14→N14）。其中，前三者主要用以测 定较古老岩石的地质年龄，而碳法专用于测定 最新的地质事件和地质体的年龄。
食盐晶体
石英
• 矿物的物理性质
颜色 光泽 硬度：矿物抵抗机械刻划及摩擦的能力。
矿物硬度的十度标准表
解理、断口： 1.极完全解理 2.完全解理 3.中等解理 4.不完全解理
• 常见的主要造岩矿物 黄铁矿
云母
第二节 岩石
• 岩浆岩的形成 • 岩浆岩分类
• 岩浆岩的产状 岩浆岩体产出的形态、规模，与围岩的
• 玄武岩（岩浆岩）
•
基性火山岩的代表，
• 是地球洋壳和月球月海
• 的最主要组• 育气孔构造和杏仁构造。按SiO2饱和程度和碱性 强弱可为：拉斑玄武岩和碱性玄武岩 。陆上形成
的常呈绳状构造、块状构造和柱状节理；水下形 成的常具枕状构造。
• 辉长岩（岩浆岩） 暗色的深成基性岩，分为浅色
• 常见的岩浆岩 1.岩浆岩的分类及其鉴定 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
沉积岩
变质岩
• 变质作用的因素 变质作用——地球内力引起岩石产生结构、构造以 及 矿物成分改变而形成新岩石的过程称为变质作用， 在变质 作用下形成的岩石称为变质岩。
岩石的成因类型及其工程地质特征 PPT课件
第一节 主要造岩矿物
摩氏硬度计— 以选出的10种硬度不同的矿物，按硬度小 到硬度大排序，作为测定比较其他矿物硬度的标准。 野外工作中，常用指甲（2～2.5）、铁刀刃（3～3.5）、 玻璃刀（5～5.5）、钢刀刃（6～6.5）鉴别矿物的硬度。在 进行鉴别时，应在矿物的新鲜晶面或解理面上进行。
第一节 主要造岩矿物
第一节 主要造岩矿物
颜色描述方法 标准色谱法：用标准色谱红、橙、黄、绿、青、蓝、紫 及白、灰、黑来描述。 ·当颜色有深浅差别时可加上深、浅，如浅灰色。 ·当矿物颜色介于标准色谱两种颜色之间时，将次要颜
色写在主要颜色之前，如黄绿色。
类比法：用生活中常见的实物颜色来描述。如正长石的 肉红色、橄榄石的橄榄绿色。
第一节 主要造岩矿物
隐晶集合体是只有在显微镜下才可分辨矿物单体的集合 体；胶态集合体是在显微镜下也不能辨别出单体的界限的集 合体，实际上并不存在单体。 隐晶及胶态集合体可由溶液直接结晶或由胶体生成。
结
核
鲕状、豆状
肾状
葡萄状
第一节 主要造岩矿物
钟乳状
土 状
第一节 主要造岩矿物
2. 矿物的光学性质 矿物的光学性质是指矿物在可见光作用下所表现的性质。 包括颜色、条痕、光泽和透明度。 （1）颜色 矿物的颜色是矿物对可见光的吸收作用所产生的。按成 色原因分为自色、他色和假色。 自色是矿物固有的颜色，颜色比较固定 他色是矿物混入某些杂质引起的颜色。纯净的石英为无 色，含杂质时，呈现不同颜色，紫晶（Fe多）、烟水晶（含 Mn）。 假色是由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折 纤维状集合体：石膏 射、散射所引起的。
（2）解理 矿物受打击后，能沿一定结晶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。 根据解理的完全程度，可将解理分为五级： ·极完全解理：极易裂开成薄片，解理面大而完整，平 滑光亮，如云母。
工程地质 第2章 矿物和岩石
中等解理— 破裂面不甚光滑，往往不连续，如辉石
不完全解理 — 一般难发现解理面，偶尔可见小而粗糙 的解理面 无解理— 极难出现解理，多形成断口。
断口：矿物受敲击后，形成各种凹凸不平的裂开面的 性质。如锯齿状、贝壳状等。
4、其他性质 比重、弹性、磁性、脆性
矿物的解理：一组极完全解理，云母
矿物的解理：三组完全解理，方解石
矿物成分 化学沉积矿物 —化学沉积或生物化学沉积作用形 成，如方解石、石膏 有机质及生物残骸 硅质 (SiO2) 铁质 (Fe2O3或FeO) 胶结物质 钙质 (CaCO3 、MgCO3) 泥质 (粘土) 石膏质 (CaSO4)
沉积岩
基底式胶结：碎屑颗粒互不接触，散布于胶结物中
胶结方式
孔隙式胶结：颗粒互相接触，胶结物充满颗粒间空隙 接触式胶结：颗粒相互接触，胶结物只存在于颗粒接触处
^ ^
^ ^
^ ^
^ ^ ^ ^
^ ^ ^ ^
^ ^
玄武岩的柱状节理
原生节理-喷出
地表或侵入围岩的 岩浆冷凝，体积收 缩产生的裂缝
花岗岩的 枕状节理
岩浆岩
二、岩浆岩的物质成分
• 化学成分 ：SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O
和Na2O 超基性岩
基性岩 SiO2 <45% SiO2 45~52%
2[SiO4]。随着橄榄石中铁， 镁的含量的比例变化，分为 镁橄榄石和铁橄榄石两大系 列。
四、云 母 类
（一）黑云母
薄片状，无色透明，玻璃光泽，一 组极完全解理，硬度小于指甲。根据矿 物中铁含量的不同，可将云母分为黑云 母、白云母和普通云母。化学成分为 K{(Mg ，Fe)3[AlSi3O10](OH)2}。
工程地质课件——第二章 岩石的成因类型及其工程地质特征
辉长岩、辉长岩和深色辉长岩。
辉长岩具辉长结构、次辉绿结
构、反应边结构和出溶结构，为块状构造。产于 各种构造环境，常构成大小不等的岩盆、岩盖、 岩床状侵入体，相关矿产有铜、镍、钒、钛、铁 等。是良好的建筑材料。
• 花岗斑岩（岩浆岩） 酸性浅成岩，具有花岗斑 状结构。斑晶含量一般为 15-20%，通常被基质熔 蚀，基质呈微花岗结构。花岗斑岩通常以 小岩株、岩瘤、岩盘、岩墙产出
第二章 岩石的成因类型 及其工程地质特征
认识地球
地球的形状
• 地球的主要数据(1975年) • 赤道半径(a) 6,378.160 km • 两极半径(c) 6,356.755 km • 平均半径(a2c)1/36,371.017 km • 扁平率(a-c)/a 1/298.257 • 赤道周长40,075.7 km • 子午线周长40,008.08 k32×1012km3
• 大理岩（变质岩） 由石灰岩或白云岩 经重结晶变质而成 等粒变晶结构，块 状构造。
• 云英岩（岩浆岩） 由酸性侵入岩受气成-高 温热液交代作用蚀变所
形成的岩石，颜色较浅，
一般为浅灰、浅灰绿色。
花岗变晶结构或鳞片花岗变晶结构。块状构 造。主要发育于中等深度的花岗岩穹窿体 顶部和边缘，或在矿脉两侧呈脉状、网状 等
• 花岗岩（岩浆岩） 显晶质酸性深成岩，呈肉
红色至浅灰色。半自形等
粒结构，有时具有特征的
文象结构。广泛分布于不
同时代的褶皱带和前寒武纪地盾区。花岗岩 常见的产状有花岗岩穹窿、岩基、岩株、 岩盖和岩墙等，多分布于大陆地壳的上层， 而且常包裹数量不等的岩石包体。
• 云母片岩（变质岩） 其原岩主要为泥质岩和中
动性大、透水性差、土层层状分布复杂、 各层之间物 理力学性质相差较大等特点。
辉长岩具辉长结构、次辉绿结
构、反应边结构和出溶结构，为块状构造。产于 各种构造环境，常构成大小不等的岩盆、岩盖、 岩床状侵入体，相关矿产有铜、镍、钒、钛、铁 等。是良好的建筑材料。
• 花岗斑岩（岩浆岩） 酸性浅成岩，具有花岗斑 状结构。斑晶含量一般为 15-20%，通常被基质熔 蚀，基质呈微花岗结构。花岗斑岩通常以 小岩株、岩瘤、岩盘、岩墙产出
第二章 岩石的成因类型 及其工程地质特征
认识地球
地球的形状
• 地球的主要数据(1975年) • 赤道半径(a) 6,378.160 km • 两极半径(c) 6,356.755 km • 平均半径(a2c)1/36,371.017 km • 扁平率(a-c)/a 1/298.257 • 赤道周长40,075.7 km • 子午线周长40,008.08 k32×1012km3
• 大理岩（变质岩） 由石灰岩或白云岩 经重结晶变质而成 等粒变晶结构，块 状构造。
• 云英岩（岩浆岩） 由酸性侵入岩受气成-高 温热液交代作用蚀变所
形成的岩石，颜色较浅，
一般为浅灰、浅灰绿色。
花岗变晶结构或鳞片花岗变晶结构。块状构 造。主要发育于中等深度的花岗岩穹窿体 顶部和边缘，或在矿脉两侧呈脉状、网状 等
• 花岗岩（岩浆岩） 显晶质酸性深成岩，呈肉
红色至浅灰色。半自形等
粒结构，有时具有特征的
文象结构。广泛分布于不
同时代的褶皱带和前寒武纪地盾区。花岗岩 常见的产状有花岗岩穹窿、岩基、岩株、 岩盖和岩墙等，多分布于大陆地壳的上层， 而且常包裹数量不等的岩石包体。
• 云母片岩（变质岩） 其原岩主要为泥质岩和中
动性大、透水性差、土层层状分布复杂、 各层之间物 理力学性质相差较大等特点。
第二章岩石与岩体的工程地质性质-课件
工程地质勘察是运用地质学、岩土力学、工 程地 质学的理论，按照科学的勘察程序与方法， 利用有效的测试仪器和技术，调查工程地质条件， 评价存在的工程地质问题，为工程的规划、设计、 施工和运营提供地质资料。
区域工程地质学研究区域性工程地质条件形 成的特点和规律，预报这些条件在人类活动影响下 的变化，评价区域稳定性，阐述工程地质分区和编 制区域工程地质图的原则，为国民经济建设规划及 环境的开发、利用和保护提供依据。
工程地质条件的定义
▪ 在工程地质学中，对人类工程活动的地质环境常 用工程地质条件来描述。
▪ 工程地质条件是一个综合性概念，可理解为与工 程建筑有关的地质条件的总称。
▪ 一般认为，它包括工程建设地区的：地层岩性； 地质构造；水文地质条件；地表地质作用；地形 地貌等。
对于山区的建筑场址，地质条件就比较 复杂。对于图示情形，将出现三个问题： （1）建筑物基础的不均匀沉降问题，将导 致 建筑物倾斜或开裂； （2）粘土层在基岩面上的稳定问题； （3）基岩滑坡问题。
工程地质学是地质学的分支，主要研究人类工程活动和 地质环境之间的关系。
二、工程地Байду номын сангаас的研究的内容和任务
（1）岩土体工程地质性质方面的研究：
建筑物地基是离不开地表岩土体。
（2）工程动力地质作用方面的研究：
地质作用对建筑物的建设、稳定性和安 全使用有巨大的影响。
（3）岩土工程勘查方面的研究：
为工程建筑的规划、设计、施工和安全 使用提供所需的地质资料。
四、本书内容及学习方法
本书是地质等相关专业学生开设的综合性工 程地质教材。 第一、二、三章是：关于岩土体工程地质性质
方面的研究； 第四、五、六章：是关于工程动力地质作用方面
2 岩石的成因类型及其工程地质特征
2.2.2 矿物的物理力学性质
c.形态特征
由于矿物的化学成分、内部排列构造不同， 其外形特征也不同。单体矿物形态和集合体矿 物形态。
2.2.2 矿物的物理力学性质
单体矿物形态
单向延长类型：晶体向一个方向发 育，形成柱状、针状、纤维状。如 纤维状石膏、角闪石等； 双向延长类型：晶体向两个方向发 育，形成板状、片状。如板状石膏、 云母、重晶石等；
沉积岩
岩石
岩浆岩
变质岩
2.3.1 岩浆岩
2.3.1.1 概述 2.3.1.2 岩浆岩的产状 2.3.1.3 岩浆岩的矿物成分 2.3.1.4 岩浆岩的结构、构造 2.3.1.5 常见的岩浆岩
2.3.1.1 概 述
岩 浆 岩 的 形 成
地壳下部放射 性元素蜕变
<上覆岩层压力时 冷凝成岩浆岩
工程地质学 Engineering Geology
土木工程学院 地下建筑与工程系
第2章 岩石的成因类型及其 工程地质特征
2.1 前言 2.2 主要造岩矿物 2.3 岩石 2.4 地质年代及其特征
2.1 前 言
地球
是宇宙间沿着近似圆形的轨道绕太阳公转的一个 行星。
地 球 的 赤 道 半 径 为 6378.4km ， 两 极 半 径 为 6365.9km。扁平率为1/297。
2.2.1 矿物的基本概念
造岩矿物
构成岩石的矿物，称为造岩矿物。如常见 的石英（SiO2）、正长石（KA1Si303）、方解 石（CaCO3）等。造岩矿物绝大部分是结晶质。
次生矿物
当外界条件改变到一定程度后，矿物原来 的成分、内部构造和性质就会发生变化，形成 的新的矿物。
2.2.1 矿物的基本概念
工程地质学-第二章矿物与岩石
◈ 中性岩 SiO2 52-65% ，矿物以正长 石、斜长石、角闪石为主。
◈基性岩 SiO2 45- 52%，矿物以斜长 石、辉石为主
◈超基性岩 SiO2〈45% ，矿物以橄榄石、 辉石为主。
3、岩浆岩的结构
结构：组成岩浆岩的矿物结晶程度、 晶粒的大小、形状及其相互结合的 情况。是岩浆岩形成时的物理环境 的综合反映。分为：
公园里的花岗岩装饰
◈ （porphyritic granite）花岗斑岩 浅成侵入岩，斑状结构（斑晶为石英和正长石
，基石为细小石英、正长石和其他矿物）
◈ （ rhyolite ）流纹岩
喷出岩，灰色或紫灰或浅黄褐色，斑状结构（细小 斑晶为石英和正长石组成），流纹构造，主要矿物 成分为石英和正长石。
1)全晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗 粒组成。 粗粒：粒径大于5mm 中粒：2—5mm 细粒：0.2---5mm 微粒：<0.2mm 如结晶颗粒大小悬殊，则称为斑状结构， 结晶较好的粗大颗粒叫斑晶，小的结晶 颗粒叫石基。
2)半晶质：岩石由结晶的矿物颗粒和部分 未结晶的玻璃质但组成。
3)非晶质结构：全部由熔岩冷凝的玻璃质 组成，又叫玻璃质结构。
Plagioclase 斜长石
Orthoclase 正长石
3 （hornblende）角闪石
形状为长柱状、 绿黑色、玻璃光 泽、硬度6、条痕 为淡绿色、两组 解理（124度）、 锯齿状断口
角闪石
5 Talc（滑石）
Talc occurs in granular（粒状的） or foliated（片状的） masses sometimes known as soapstone （皂石）. It is white to green, sometimes grey or brownish. It is very soft and will be scratched by a finger nail. It has a greasy feel（滑 感）
◈基性岩 SiO2 45- 52%，矿物以斜长 石、辉石为主
◈超基性岩 SiO2〈45% ，矿物以橄榄石、 辉石为主。
3、岩浆岩的结构
结构：组成岩浆岩的矿物结晶程度、 晶粒的大小、形状及其相互结合的 情况。是岩浆岩形成时的物理环境 的综合反映。分为：
公园里的花岗岩装饰
◈ （porphyritic granite）花岗斑岩 浅成侵入岩，斑状结构（斑晶为石英和正长石
，基石为细小石英、正长石和其他矿物）
◈ （ rhyolite ）流纹岩
喷出岩，灰色或紫灰或浅黄褐色，斑状结构（细小 斑晶为石英和正长石组成），流纹构造，主要矿物 成分为石英和正长石。
1)全晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗 粒组成。 粗粒：粒径大于5mm 中粒：2—5mm 细粒：0.2---5mm 微粒：<0.2mm 如结晶颗粒大小悬殊，则称为斑状结构， 结晶较好的粗大颗粒叫斑晶，小的结晶 颗粒叫石基。
2)半晶质：岩石由结晶的矿物颗粒和部分 未结晶的玻璃质但组成。
3)非晶质结构：全部由熔岩冷凝的玻璃质 组成，又叫玻璃质结构。
Plagioclase 斜长石
Orthoclase 正长石
3 （hornblende）角闪石
形状为长柱状、 绿黑色、玻璃光 泽、硬度6、条痕 为淡绿色、两组 解理（124度）、 锯齿状断口
角闪石
5 Talc（滑石）
Talc occurs in granular（粒状的） or foliated（片状的） masses sometimes known as soapstone （皂石）. It is white to green, sometimes grey or brownish. It is very soft and will be scratched by a finger nail. It has a greasy feel（滑 感）
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矿物的形态
长期以来，人们根据物理性质来识别矿物，如颜
色﹑光泽﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是矿物 肉眼鉴定的重要标志。 颜色：矿物的颜色多种多样。呈色的原因，一类 是白色光通过矿物时，内部发生电子跃迁过程而 引起对不同色光的选择性吸收所致；另一类则是 物理光学过程所致。
不 同 颜 色 的 绿 柱 石
第二章 矿物、岩石及其工程地质特 征
2.1 概述 矿物是自然产出且内部质点（原子、离 子）排列有序的均匀固体。 岩石（rock）---- 固态矿物或矿物的 混合物按照一定的方式结合而成。是构 成地壳和上地幔的物质基础。 岩石按成因分成岩浆岩（火成岩）、沉积 岩和变质岩三大类。
2.2矿物
矿物是自然产出且内部质点（原子、离子）排
硬度：是指矿物抵抗外
力作用（如刻划﹑压入 ﹑研磨)）的机械强度
比重：指矿物与同体积水在4℃时重量之比 四性：弹性、挠性、脆性、延性 磁性：根据矿物在被外磁场所磁化时表现的性
质也不相同，可分为抗磁性（如石盐）﹑顺磁 性（如黑云母）﹑反铁磁性（如赤铁矿）﹑铁 磁性（如自然铁）和亚铁磁性（如磁铁矿）
主要岩浆岩分类简表 分类 主要矿物 结 构 产状 橄榄石 玻璃质结构 斑状、隐晶 质、细粒结构 浅成侵 斑状、细粒、 入体 隐晶质结构 深成侵 显晶质结构、 入体 似斑状结构 喷出 岩 黑曜岩、珍珠岩、橙玄玻璃等火山玻璃 苦橄玢岩 金伯利岩 苦橄玢岩 橄榄岩 玄武岩 辉绿岩 辉长岩 安山岩 闪长玢岩 闪长岩 流纹岩 花岗斑岩 花岗岩 辉石 富钙斜长石 角闪石 超基性岩 小于 45% 基性岩 45-52% 中性岩 52-65% 酸性岩 65-75% 钾长石 石英 富钠斜长石 黑云母
酸性岩浆岩，SiO2大于65％，浅色矿物为主； 中性岩浆岩，SiO2 = 52—65％，一般浅色矿物 稍多于暗色矿物，或大致相等； 基性岩浆岩，SiO2 = 45—52％，一般暗色矿物 与浅色矿物大致相等或前者稍多；
超基性岩浆岩，SiO2小于45％，一般无浅色矿
物或极少，主要由暗色矿物组成。 少数岩石钾、钠含量特高，称碱性岩
岩浆
岩浆冷却后的痕迹
2.3.1岩浆岩
岩浆岩
岩浆岩
岩浆岩家族的划分
第一种分类方法：把岩浆岩按酸度分成四大类，
然后再按碱度把每大类岩石分出几个岩类 第二种分类方法：根据产状，也就是根据岩石 侵入到地下还是喷出到地表，岩浆岩又可以分 为侵入岩和喷出岩。
一般按岩石中 SiO2的含量将其分为： 酸性、中性、基性、超基性岩浆岩
发光性: 一些矿物受外来能量激发能发出可见光。
加热﹑摩擦以及阴极射线﹑紫外线﹑X 射线的照 射都是激发矿物发光的因素。激发停止，发光即 停止的称为萤光；激发停止发光仍可持续一段时 间的称为燐光。矿物发光性可用于矿物鉴定﹑找 矿和选矿。
常见的造岩矿物
构成岩石主要成分的矿物，称造岩矿物。自然
普通角闪石
普通辉石
橄榄石
方解石
2.3 岩石
岩浆与岩浆岩
岩浆主要由硅酸岩和一些挥发份组成。 SiO2是硅酸盐的主要成分，它与Al2O3、 Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O等 其他氧化物结合，组成各种不同的硅酸盐矿物。 其中，SiO2的含量是划分岩浆岩大类的主要因 素。SiO2含量高，酸性程度也随之升高。
界中的矿物种类极多，但造岩矿物种类却少， 仅有二、三十种。其中最重要的有七种造岩矿 物：正长石、斜长石（二者又统称长石类矿 物）、石英、角闪石类矿物（主要是普通角闪 石）、辉石类矿物（主要是普通辉石）、橄榄 石、方解石。
斜长石
钾盐正长石
钙长石
石英
当二氧化硅结晶完美时就是水晶；结晶 不完美的就是石英：二氧化硅胶化脱水 后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固 后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几 微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英 岩。
不同颜色的水晶
条痕：指矿物在白色无
釉的瓷板上划擦时所留 下的粉末痕迹。条痕色 可消除假色，减弱他色， 通常用于矿物鉴定。
光泽：指矿物表面反射
可见光的能力 透明度：指矿物透过可 见光的程度。
断口﹑解理与裂理：矿
物在外力作用如敲打下， 沿任意方向产生的各种 断面称为断口。在外力 作用下，矿物晶体沿着 一定的结晶学平面破裂 的固有特性称为解理。 裂理也称裂开，是矿物 晶体在外力作用下，沿 一定的结晶学平面破裂 的非固有性质
岩浆岩的基本特怔
岩浆岩中除了具有特有的结构、构造之外，还
有一些特有的矿物， 如霞石、白榴石等只有在 偏碱性的岩浆岩中才能见到。 岩浆岩不论侵入到地下，还是喷出到地表，它 们和周围的岩石之间都有明显的界限。包括整 合侵入和不整合侵入。 围岩的碎块常被带到岩浆中，成为岩浆的捕虏 体。但是生物化石和生物活动遗迹在岩浆岩中 是不存在的。
按照岩浆岩的产状划分：
喷出岩extrusive rock----
岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石
侵入岩intrusive rocks----
未喷出地表，在地下深处冷凝固结的岩石
岩浆岩的基本特怔
岩浆岩是由岩程所留下的特 征和痕迹，与沉积岩和变质岩有明显的区别。
列有序的均匀固体。 所谓自然产出是指地球中的矿物都是由地质作 用形成的。 所谓内部质点排列有序的均匀固体，即晶体
矿物的形态及主要物理性质
形态：矿物千姿百态，就其单体而言，它们的
大小悬殊，有的肉眼或用一般的放大镜可见 （显晶），有的需藉助显微镜或电子显微镜辨 认（隐晶）；有的晶形完好，呈规则的几何多 面体形态；有的呈不规则的颗粒，存在于岩石 或土壤之中。矿物单体形态大体上可分为三向 等长（如粒状）、二向延展（如板状﹑片状） 和一向伸长（如柱状﹑针状﹑纤维状）3种类 型。
岩浆岩的基本特怔
大部分岩浆岩都是块状结晶的岩石，只有少数
急速冷却形成的玻璃质岩石，如黑耀岩，外貌 象沥青，就是完全由玻璃质组成的，这种玻璃 质岩石一般只形成在岩浆岩中。 岩浆岩中有一些自己特有的结构和构造特征， 比如：气孔状构造、杏仁状构造、流纹构造、 绳状构造、枕状构造，这些特殊的构造只存在 于岩浆岩中。