岩层及构造基础理论

岩层及构造基础理论一、岩石得分类岩石就是自然形成得产物;岩石就是由一种或几种矿物组成得固态集合体。

岩石就是由一种或多种矿物与胶结物、火山玻璃、生物遗骸等物质组成得、它们就是在地壳中形成得,就是机械作用、物理化学作用与生物作用等综合地质作用得产物,也就是地壳与上地幔顶部得重要组成部分。

岩石不包括人工合成得工艺岩石,比如陶瓷就是由含高岭石得瓷土烧制而成得,不能称为岩石;浇注混凝土里面虽然有很多大小不等得石块,也只就是建筑材料,而不就是岩石。

岩石就是有一定形状得固态集合体,有得成层状、片状;有得成块状、球状、柱状,形状各异。

换句话说,那些没有固结得得松散沉积物,如砾石、砂子、黏土、火山灰,海底沉积物等碎屑。

由于它们没有固定得形态,更没有胶结形成坚硬得岩石,因此,她们不在岩石之列、还有石油,因为它就是液体,也不能称为岩石。

在绝大多数情况下,岩石都就是由几种矿物组成得集合体、但就是在个别情况下,也有由一种矿物组成得岩石,如石灰岩只就是由方解石组成得;石英岩就是由单矿物石英组成得。

由于岩石类型不同,在很多岩石中,除了矿物之外,还有一些其她物质。

比如矿物颗粒之间得胶结物;遗留在岩石中得植物与动物遗迹(也称化石);还有由于岩石形成温度高,冷却快、来不及结晶而形成得火山玻璃,这些物质也都就是构成岩石集合体得成分。

由于其矿物组合、矿物成分与矿物含量千变万化,使形成得岩石仍然各不相同。

比如花岗岩就是酸性侵入岩,主要就是由石英、酸性斜长石与云母组成得;玄武岩就是基性喷出岩,它得主要矿物成分就是橄榄石、辉石、角闪石与基性斜长石。

矿物组合明显不一样,即使都有长石,成分也不同。

虽然岩石得面貌就是千变万化得,但就是从它们形成得环境,也就就是从成因上来划分,可以把岩石分为三大类:沉积岩、岩浆岩与变质岩。

二、各类岩石简介及其工程特性➢岩浆岩1.岩浆岩得形成地壳下部,由于放射性元素得集中,不断地蜕变而放出大量得热能,使物质处于高温(1０00”C以上)、高压(上部岩石得重量产生得巨大压力)得过热可塑状态、成分复杂,但主要就是硅酸盐,并含有大量得水汽与各种其她得气体、当地壳变动时,上部岩层压力一旦减低,过热可塑性状态得物质就立即转变为高温得熔融体,称为岩浆。

岩浆内部压力很大,不断向地壳压力低得地方移动,以致冲破地壳深部得岩层,沿着裂缝上升。

上升到一定高度,温度、压力都要减低。

当岩浆得内部压力小于上部岩层压力时,迫使岩浆停留下,冷凝成岩浆岩。

2.岩浆岩得成分及工程特性分析主要有SiＯ2、TiO2、Ａ１2０3、Fｅ２０3、FｅO、ＭｇO、ＭｎO、CaＯ、K2Ｏ、Ｎa2Ｏ等、矿物种类影响:一般硬度大得粒状与柱状矿物含量愈高,则其强度越高,如石英、长石、角闪石、辉石与橄榄石等矿物。

硬度低,解理非常发育得矿物含量越高,则岩石强度越低,如云母特别就是黑云母。

矿物化学稳定性影响:石英、白云母得化学稳定性高,特别就是石英得抗风化能力特强,而长石,特别就是黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等,在地表条件下,极易发生化学分解,形成次生得粘土矿物。

因此,暗色矿物含量高得岩浆岩,其工程性质要差一些。

3.岩浆岩得结构、构造及工程特性分析3、１岩浆岩得结构岩浆岩得结构,就是指组成岩石得矿物得结晶程度、晶粒得大小、形状及其相互结合得情况。

岩浆岩得结构特征,就是岩浆成分与岩浆冷凝时物理环境得综合反映。

结晶程度上可分为:①半晶质结构:岩石由结晶得矿物颗粒与部分未结晶得玻璃质组成②全晶质结构:岩石全部由结晶得矿物颗粒组成③非晶质结构:岩石全部由熔岩冷凝得玻璃质组成(玻璃质)工程特性:结晶矿物得晶粒依靠直接接触得力牢固得联结一起,结合力强,孔隙小,孔隙度低,稳定性好,强度一般较高、相对大小上可分为:①等粒结构(全晶质):同一种矿物得结晶颗粒大小近似者②似斑状结构(全晶质):岩石中得同一种主要矿物,其结晶颗粒如大小悬殊③斑状结构(半晶质):由结晶颗粒与基质组成工程特性:等粒结构比不等粒结构强度高,如细粒花岗岩抗压强度为260 ＭPa,粗粒花岗岩仅为120 MPａ,等粒花岗岩抗拉强度为18 MPa,斑状花岗岩则为4 MPａ。

３。

2岩浆岩得构造岩浆岩得构造就是指矿物在岩石中得组合方式与空间分布情况。

构造得特征主要取决于岩浆冷凝时得环境、岩浆岩最常见得构造主要有块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造。

块状构造:矿物在岩石中分布杂乱无章,不显层次,呈致密块状。

如花岗岩、花岗斑岩等一系列深成岩与浅成岩得构造。

流纹状构造:由于熔岩流动,由一些不同颜色得条纹与拉长得气孔等定向排列所形成得流动状构造。

这种构造仅出现于喷出岩中,如流纹岩所具得构造。

气孔与杏仁状构造:就是喷出岩中常见得构造。

由于岩浆迅速凝固而保留在岩石中形成得空洞,为七孔桩构造;当气孔被岩浆期后得矿物质填充时,其填充物状如杏仁,故称为杏仁状构造。

工程特性分析:构造得不均匀性与裂隙发育降低岩石强度。

喷出岩流纹构造、杏仁状构造等,使岩石呈现非均质与各向异性、一些强度低、易风化得矿物多沿一定方向富集,成条带状分布,或局部聚集。

气孔构造,各种裂隙等,均使岩石得连续性与整体性受到影响、在外力作用下,裂隙成为岩石破坏突破口。

同时,岩石裂隙与孔隙得发育,增大了岩石孔隙度,促进风化作用进行,为水得进入提供了通道,被水饱与得岩石,其粒间得联结力遭到削弱,其强度会大大降低。

另外,侵入岩矿物结晶好,颗粒之间联接牢固,多呈块状构造、因此,侵入岩抗水性强、力学强度及弹性模量高,具有较好得工程性质、但侵入岩矿物成分、结构构造不同,其工程性质有较大得差别。

喷出岩具有隐晶质结构、致密块状构造得粗面岩、安山岩、玄武岩等,工程性质良好,其强度甚至稍大于花岗岩,但当这类岩石具有明显得流纹、气孔构造或含有原生节理时,工程性质变差,孔隙度增加,抗水性降低,力学强度及弹性模量减小、所以在路基路面建设施工过程中,应充分考虑上述因素得影响。

4.常见得岩浆岩①酸性岩类花岗岩、花岗斑岩、流纹岩②。

中性岩类正长岩、正长斑岩、粗面岩、闪长岩、闪长斑岩、安山岩③基性岩类辉长岩、辉绿岩、玄武岩➢沉积岩1.沉积岩得形成露出地表得各种岩石－--－-－风化破坏-—-—--形成岩石碎屑、细粒粘土矿物、溶解物质-－-—－-被流水等运动介质搬运到河、湖、海洋等低洼得地方沉积下来－－--－-长期压密、胶结、重结晶等复杂得地质过程-—－-－－形成了沉积岩。

2.沉积岩得成分及分类沉积岩主要就是由碎屑物质、粘土矿物、化学沉积矿物等组成、有机质及生物残骸由生物残骸或有机化学变化而成得物质。

如贝壳、泥炭及其它有机质等。

3.沉积岩得结构、构造及工程特性分析３。

1沉积岩得结构结构主要就是指岩石组成物质、颗粒大小及其形状等方面得特点、沉积岩得结构包括:碎屑结构:由碎屑物质被胶结物胶结而成泥质结构:几乎全部由小于0、00５ｍｍ得粘土质点组成。

就是泥岩、页岩等粘土岩得主要结构结晶结构:由溶液中沉淀或经重结晶所形成得结构。

由沉淀生成得晶粒极细,经重结晶作用晶粒变粗,但一般多小于1mm,肉眼不易分辨。

结晶结构为石灰岩、白云岩等化学岩得主要结构。

生物结构:由生物遗体或碎片所组成,如贝壳结构、珊瑚结构等。

就是生物化学岩所具有得结构。

在工程上,常见得煤层及与之共生得煤系地层,工程性质较差,要注意地下工程中常常遇到得瓦斯问题与煤层突出问题。

３、2沉积岩得构造岩石得构造就是指其组成部分得空间分布及其相互间得排列关系。

沉积岩最主要得构造就是层理构造。

由于季节性气候得变化,沉积环境得改变,使先后沉积得物质在颗粒大小、形状、颜色与成分上发生相应变化,从而显示出来得成层现象,称为层理构造。

层理分为:水平层理、斜层理、交错层理工程特性分析:层理与层面构造及岩相变化:如缝合线构造、泥裂、波纹、交错层理及层间角砾岩块等,使得岩层层面参差不齐,上下相邻岩层相互咬合很牢,利于碎屑岩层得稳定。

垂直层理方向,薄层泥灰岩与或页岩等软弱夹层,或岩性软硬相间,往往导致层间滑动及层间扭曲,并伴有渗水,对岩体稳定不利,顺层滑坡多与此有关。

在水平方向上,岩性岩相变化非常复杂,岩层厚度常因相变尖来而形成透镜体、扁豆体,构成船形滑移体。

岩体在垂直方向与水平方向不均匀性与各向异性,在适宜得构造与地貌条件下可产生各种各样得工程地质问题、4.常见得沉积岩①粘土岩类主要由粘土矿物及其她矿物得粘土粒组成得岩石,如页岩、泥岩等、②碎屑岩类主要由碎屑物质组成得岩石。

其中由先成岩石风化破坏产生得碎屑物质形成得,称为沉积碎屑岩,如砾岩、砂岩及粉砂岩等;由火山喷出得碎屑物质形成得,称为火山碎屑岩,如火山角砾岩、凝灰岩等。

5.与岩浆岩得区别沉积岩得层理构造、层面特征与含有化石,就是沉积岩在构造上区别于岩浆岩得重要特征。

在沉积岩得组成物质中,粘土矿物、方解石、白云石、有机质等,就是沉积岩所特有得,就是物质组成上区别于岩浆岩得一个重要特征。

➢变质岩1.变质岩得形成变质岩就是由原来得岩石(岩浆岩、沉积岩与变质岩)在地壳中受到高温、高压及化学成分加入得影响,在固体状态下发生矿物成分及结构构造变化后形成得新得岩石。

在变质因素得影响下,促使岩石在固体状态下改变其成分、结构与构造得作用,称为变质作用。

变质作用得因素主要包括:高温:因为温度升高后,一方面能促使岩石发生重结晶,形成新得结晶结构,如石灰岩发生重结晶作用后晶粒增大,成为大理岩;另一方面还能促进矿物间得化学反应,产生新得变质矿物、高压:在静压力长期作用下,岩石得孔隙性减小,使岩石变得更加致密坚硬; 会使岩石得塑性增强,比重增大,形成石榴子石等比重大得变质矿物; 使岩石与矿物发生变形与破裂,形成各种破碎构造; 有利于片状、柱状矿物定向生长; 促进新得矿物组合与发生重结晶作用,而形成变质岩特有得片理构造。

新得化学成分得加入:在温度与压力得综合作用下,这些具有化学活动性得成分, 容易与围岩发生反应,产生各种新得变质矿物,甚至会使岩石得化学成分发生深刻得变化。

2.变质岩得成分除原来岩石得矿物,如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云石等外,变质岩还多了变质矿物,如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等。

(变质岩特有得变质矿物)3.变质岩得结构、构造及工程特性分析3、1变质岩得结构与岩浆岩类似,几乎全部就是结晶结构。

但变质岩得结晶结构主要就是经过重结晶作用形成得,所以在描述变质岩得结构时,一般应加”变晶”二字以示区别。

如粗粒变晶结构,斑状变晶结构等。

3.2变质岩得构造主要得就是片理构造与块状构造。

(片理构造就是变质岩所特有得)。

比较典型得片理构造有下面几种:①板状构造:片理厚,片理面平直,重结晶作用不明显,颗粒细密,光泽微弱,沿片理面裂开则呈厚度一致得板状,如板岩、②千枚状构造:片理薄,片理面较平直,颗粒细密,沿片理面有绢云母出现,容易裂开呈千枚状,呈丝绢光泽,如千枚岩。