岩石成因类型及其工程地质特征
岩石的成因和分类地质构造和地史概念
岩石的成因和分类地质构造和地史概念第九讲岩石的成因和分类、地质构造和地史概念一、内容提要：本讲主要讲述①岩石的成因和分类：主要造岩矿物—火成岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类。
常见岩石的成分、结构及其他主要特征。
②地质构造和地史概念：褶皱形态和分类、断层形态和分类、地层的各种接触关系；大地构造概念；地史演变概况和地质年代表。
二、重点、难点：火成岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类；褶皱形态和分类、断层形态和分类、地层的各种接触关系和地质年代三、内容讲解：第一节岩石的成因和分类一、主要造岩矿物(一)矿物的基本概念矿物是存在于地壳中具有一定物理性质、化学成分和形态的自然元素或化合物。
组成地壳的岩石，是一种或多种矿物的集合体。
组成岩石的矿物称为造岩矿物。
岩石的特征及其工程性质，在很大程度上取决于它的矿物成分、性质及其在各种因素影响下的变化。
已被发现的矿物有三千多种，而最主要的造岩矿物只有三十多种。
造岩矿物绝大多数是结晶质，其基本特点是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。
矿物的外形特征和许多物理性质都是矿物的化学成分和内部构造的反映。
但当外界条件改变到一定程度后，矿物原来的成分、内部构造和性质会发生变化，形成新的次生矿物。
(二)矿物的分类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、绿泥石等；或在水溶液中析出生成的，如方解石、石膏等。
(三)矿物的物理力学性质矿物的物理力学性质是鉴别矿物的重要依据，主要有形状、颜色、光泽、硬度、解理、断口等。
1.形状：指矿物的外表形态。
结晶体的大都呈规则的几何形状，非结晶体则呈不规则的形状。
2.颜色：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。
自色是矿物固有的颜色，颜色较固定。
岩土体工程地质划分
一、岩体工程地质类型及特征依据岩石成因，研究区岩体可划分为岩浆岩、沉积岩二大工程地质类型。
1．岩浆岩区内岩浆岩仅发育有侵入岩，包括变质侵入岩。
变质侵入岩也可划为变质岩类副变质岩，由于研究区内变质岩类型单一，面积小，只在侵入岩类中加以叙述其特征。
依据侵入岩工程地质结构特征、岩性组合、岩石强度，分为坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体和坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体。
（1）坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体：岩性组合为元古代二长花岗岩、正长花岗岩、黑云花岗闪长岩及中生代燕山期石英正长斑岩、角闪闪长玢岩岩脉。
岩石坚硬性脆，工程地质结构类型为块状结构。
岩石饱和单轴抗压强度大于60Mpa，抗风化能力强。
在裸露区风化残积土厚0—1m，隐伏区残积土厚1—3m，标贯击数14—30击，地基承载力标准值240—280kpa；全风化带厚0—2m，标贯击数40.9击，地基承载力标准值350—500kpa；强风化带厚0—4m，标贯击数60.2击，地基承载力标准值500—2000kpa。
该岩性综合体具低压缩性，是良好的天然地基。
（2）坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体：为晚太古代阜平期片麻状中粒黑云角闪英云闪长岩。
是经过区域变质作用的片状、片麻状变质侵入岩。
片理产状45°—65°。
岩石饱和单轴抗压强度30—60Mpa，属坚硬—较坚硬；工程地质结构类型为片状结构。
岩体全风化带厚0—5m，标贯击数35击。
地基承载力标准值300—400kpa；强风化带厚5—10m，标贯击数54击，地基承载力标准值400—1500kpa。
岩体塑性变形较大，具中低压缩性，边坡稳定性差，易引起风化、流失、边坡失稳等工程地质问题。
2．沉积岩沉积岩可划分为碳酸盐岩、碳酸盐岩夹碎屑岩、碎屑岩、碎屑岩夹碳酸盐岩四种工程地质岩组。
（1）碳酸盐岩岩组依据岩组工程地质结构特征，岩性组合，岩石强度分为坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬—较坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬中薄层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬—较坚硬薄层状碳酸盐岩岩性综合体。
第3讲第一章第二节地质岩性工程地质(2021年新版)
第一章工程地质-------第二节地质岩性一、岩石矿物特性构成岩石的矿物，称为造岩矿物。
物理性质是鉴别矿物的主要依据。
二、岩石物理力学性质(一)岩石的主要物理性质【2011】2关于地基岩石软化性的说法，正确的是（ D ,P 5 ）。
A.软化系数>0.25，工程性质良好B.软化系数<0.25，工程性质良好C.软化系数<0.75工程性质良好D.软化系数>0.75工程性质良好(二)岩石主要力学性质2009考题3．某岩石的抗压强度约为200MP a，则其抗剪强度和抗拉强度可能约为( B )。
A．100MP a和40MP aB．60 M P a和20 M P aC．10 M Pa和2 M PaD．5 M Pa和1 M Pa分析：抗压强度，抗拉强度，抗剪强度三项强度中，岩石的抗压强度最高，抗剪强度居中，抗拉强度最小。
抗剪强度约为抗压强度的10％～40％，抗拉强度仅是抗压强度的2％～16％。
岩石越坚硬，其值相差越大。
岩石的抗压强度和抗剪强度，是评价岩石(岩体)稳定性的主要指标，是对岩石(岩体)的稳定性进行定量分析的依据之一。
抗剪强度约为抗压强度的10％～40％，为：20 M Pa—80 M Pa；抗拉强度仅是抗压强度 200的2％～16％，4 MPa ---32 M Pa。
符合条件的只有B。
三、岩石成因类型及其特征组成地壳的岩石按成因可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)和变质岩三大类。
从各类岩石在地壳表面的分布面积看，沉积岩约占陆地面积的75％，变质岩和岩浆岩占25％；按质量百分比计算，岩浆岩占89％，沉积岩占地壳质量的5％，变质岩占6％。
1．岩浆岩岩浆岩又称火成岩，是岩浆通过地壳运动，沿地壳薄弱地带上升冷却凝结后形成的岩石。
分为：侵入岩和喷出岩。
（1）侵入岩侵入岩是岩浆侵入到周围岩层(简称围岩)中形成的岩浆岩。
侵入岩又分为深成岩(形成深度大于5km)和浅成岩(形成深度小于5km)。
《工程地质学》孔宪立_石振明工程地质复习
第二章岩石的成因类型及其工程地质特征地球的圈层构造。
矿物的概念，结晶质的基本特点。
便于肉眼鉴别矿物的主要物理性质。
常见的造岩矿物岩浆岩的成因岩浆岩的分类，岩浆岩的产状，岩浆岩的结构和构造常见的岩浆岩沉积岩的成因沉积岩的物质成分，沉积岩的结构和构造常见的沉积岩变质岩的成因，变质作用的因素变质岩的矿物特征，变质岩的结构和构造常见的变质岩地质年代的概念（绝对、相对）岩层相对地质年代的确定方法第四纪的主要地质特征第三章地质构造及其对工程的影响地壳运动（性质和方向），板块运动的基本概念水平构造和单斜构造、岩层产状的概念。
褶皱构造的成因，摺曲的类型节理（裂隙）的成因和类型断层要素、断层的主要类型、断层的组合形式整合与不整合的概念，不整合的类型地质图的阅读与分析影响岩石工程性质的主要因素岩体的概念，岩体的结构面第四章土的工程性质与分类土的粒度成分、粒度分析方法土的矿物成分及性质，土的三相比例指标的概念无粘性土紧密状态指标，粘性土的物理特征土的成因类型特征特殊土（软土、黄土、红粘土、膨胀土、冻土）的主要工程地质性质第五章地下水地下水与含水层的概念岩土的水理性质地下水类型及其主要特征地下水对建筑工程的主要影响作用流沙和潜蚀产生的机理第六章不良地质现象的工程地质问题风化作用的类型风化带的意义流水的侵蚀作用河谷的类型及河流接地滑坡的形态特征影响滑坡的主要因素滑坡的主要治理措施泥石流的形成条件、防治措施岩溶的形成条件。
地震的基本概念，分布特征、成因。
地震波及其传播地震震级、烈度地震效应（地震力、地面破坏、地基液化）地基承载力的实质地基液化对地基稳定性的影响。
岩石的硬度、成因及工程地质性质
岩石的硬度、成因及工程地质性质
一、岩石的主要矿物
构成岩石的矿物称为造岩矿物。
矿物的成分、性质及其在各种因素影响下的变化，都会对岩石造成影响。
例如，岩石中的石英含量越多，钻孔的难度就越大，钻头、钻机等消耗量也就越多。
物理性质是鉴别矿物的主要依据。
依据颜色鉴定矿物的成分和结构，依据光泽鉴定风化程度，依据硬度鉴定矿物类别。
表1矿物硬度表
二、岩石的成因类型及其特征
三、岩浆岩、沉积岩和变质岩的地质特征
四、岩石的工程地质性质
1.岩石的物理力学性质
（1）岩石的主要物理性质
（2）岩石的主要力学性质。
工程地质学复习资料整理
工程地质学第二章岩石成因类型及其工程地质特征1.岩石按成因可分为：岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
2.存在地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自热元素和化合物，称为矿物。
其中构成岩石的矿物，称为造岩石矿物。
如常见的石英、正长石、方解石等。
3.矿物的物理性质有颜色（自色、他色、假色）、光泽（造岩矿物绝大部分属于非金属光泽）、硬度（矿物的硬度的确定，是根据两种矿物对刻时互相是否刻伤的情况而定。
）、解理和断口。
4.当岩浆的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。
5.依冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，将岩浆岩分三类：深成岩、浅成岩、喷出岩。
6.岩浆岩的产状有：岩基、岩株、岩盘、岩床、岩脉。
7.岩浆岩的结构，是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒的大小、形状及其相互结合的情况。
8.岩浆岩的结构分为：全晶质结构（粗粒结构、中粒结构、细粒结构、微粒结构）、半晶质结构、非晶质结构。
9.岩浆岩的构造，是指矿物在岩石中的组合方式和空间分布情况。
常见构造主要有：块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造。
10.常见的岩浆岩有酸性岩类、中性岩类、基性岩类。
酸性岩类中性岩类基性岩类深成的花岗岩正长石、闪长岩辉长岩浅成的花岗斑岩正长斑石、闪长玢岩辉绿岩喷出的流纹岩粗面岩、安山岩玄武岩11.沉积岩是在地表和地表下不太深的地方，由松散堆积物在温度不高和压力不大的条件下形成的。
12.沉积岩主要由碎屑物质、粘土矿物、化学沉积矿物、有机质及生物残骸组成。
13.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。
14.沉积岩分类：碎屑岩类、粘土岩类、化学及生物化学岩类。
15.沉积岩的结构：碎屑结构、泥质结构、结晶结构、生物结构。
16.沉积岩最主要的构造是层理构造。
17.沉积岩的层理构造、层面特征和含有化石，是沉积岩在构造上区别于岩浆岩的重要特征。
18.常见沉积岩：碎屑岩类火山集块岩、火山角砾岩、凝灰岩、砾岩、砂岩、粉砂岩粘土岩类泥岩、页岩化学及生物化学岩类石灰岩、白云岩19.变质岩是由原来的岩石在地壳中受到高温、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岩石。
1.5岩石的工程地质性质
在风干状态下极限抗压强度的比。用小数表示。其值越小， 表明岩石在水作用下的强度和稳定性越差。
岩石的软化性决定于岩石的矿物成分、结构和构造特征。 岩浆岩和变质岩的软化系数大都接近于1.0；粘土矿物含量 高、孔隙度大、吸水率高的岩石，软化系数越小，如泥灰 岩和页岩。
降低岩石的强度。在工程中应当重视岩石中这些低强度 矿物含量的增长对岩石强度的降低作用。
但也不能简单地认为，含有高强度矿物的岩石，其强度一定就 高。因为岩石受力作用后，内部应力是通过矿物颗粒的直接接 触来传递的，如果强度较高的矿物在岩石中互不接触，则应力 的传递必然会受中间低强度矿物的影响，岩石不一定就能显示 出高的强度。
180~300
岩石名称 辉绿岩
抗压强度 （MPa）
200~350
岩石名称 页岩
抗压强度 （MPa）
10~100
100~250
玄武岩
150~300
砂岩
20~200
180~300
石英岩
150~350
砾岩
10~150
100~250 100~250 80~250
大理岩 片麻岩 灰岩
100~250 50~200 20~200
岩体 = 结构面 + 结构体
岩块的强度高，岩体的强度不一定高。
结构面的发育程度、性质、充填情况以 及连通程度等，对岩体的工程性质有很 大的影响。
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1. 结构面
结构面：存在于岩体中的各种地质界面。
（1）结构面类型： 原生结构面：成岩时形成
沉积结构面：层面、层理、夹层等 火成结构面：原生节理、流纹面、接触面等等 变质结构面：片麻理、片理等等
岩石及其工程地质性质
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二、地质作用
外力地质作用：由地球外部的能量引起的
由太阳辐射能引起，产生大气环流，形成水的循 环，动植物生长，在运动的过程中改造地表。
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二、地质作用
外力地质作用的营力：
河流的侵蚀； 地下水的潜蚀； 湖泊海洋的冲蚀;
风的吹蚀；
冰川的刨蚀等。
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二、地质作用
河流的侵蚀
亚马逊河流域
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三、矿物的物理力学性质
力学性质
硬度(hardness)：矿物新鲜面抵抗外力刻划的能 力，分为摩氏十级。 “滑石方，萤磷长，石英黄玉刚金刚”。
矿物硬度表
硬度 1 2 3 4 5 6 7 石英 8 黄玉 9 10
矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 长石
刚玉 金刚石
一般用摩氏硬度计来决定矿物的相对硬度 野外调查时，常用指甲（2～2.5）、铅笔刀（5～5.5）、 玻璃（5.5～6）、钢刀刃（6～7）鉴别矿物的强度。
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一、岩浆岩
岩浆岩的产状：岩浆岩的空间位置、形态和岩体大
小，以及与周围岩石相接触的关系。
深成岩 侵入岩 岩 浆 岩 喷出岩 浅成岩 中心式喷发 裂隙式喷发
岩基、岩株、岩盖 和岩盆（盘）、岩 床、岩脉、岩墙等 火山锥、熔岩流、 熔岩被
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一、岩浆岩
岩浆岩的产状示意图
①岩基； ②岩株； ③岩盘； ④岩床； ⑤岩墙； ⑥火山颈； ⑦岩脉； ⑧岩被； ⑨火山锥； ⑩熔岩流； ⑪破火山口
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二、地质作用
地震作用(earthquake)
由于地壳运 动引起地球内部 机械能突然释放 时，以弹性波的
形式传播到地表
引起猛烈冲击。
浅谈三大岩及其在工程地质上特性
三大岩及其在工程地质上特性专业：土木工程班级：12301701 姓名：严豪江学号：201230170121 摘要：岩石是天然产出的由一种或多种矿物组成的，具有一定结构构造的集合体，也有少数包含有生物的化石。
按其成因分类主要分为三大类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。
在地球结构和人类生活创造中，岩石处于重要的地位。
关键词：三大岩类工程地质特性1．引言地球，人类赖以生存的地方，表面约71%是海洋，剩下的部分被分成洲和岛屿。
岛屿和陆地的形成离不开岩石的形成，地球的形状和地表形态既是其内部物质状态及其运动的结果，又受到地球表层的水和大气的运动以及生物生命活动的影响。
岩石是由矿物形成的，要认识岩石，就必须先认识矿物。
地质学家不但把矿物看做是岩石的组成单元，而且把矿物看做是研究岩石生成环境和随后历史的一把重要钥匙。
岩石按不同的成因又可以分为三大岩类：岩浆岩、沉积岩和变质岩，在不同的工程方面都占有一席之地。
2．三大岩2.1岩浆岩2.1.1岩浆岩的概念及特性岩浆岩是由地壳深处的岩浆沿地壳构造薄弱带上升侵入地壳或喷出地面冷却凝固后形成的岩石，约占地壳总质量的95%，岩浆是熔化的岩石，也可以叫做硅酸盐熔融体，通常位于地表之下的岩浆房中。
主要成分是SiO2，也可以含有挥发性物质及部分固体物质。
岩浆是各种火成岩的前身，可以侵入邻近的地壳岩石或是冒出地表，经常处于活动状态，具有流动性。
岩浆存在于650℃到1200℃的温度中。
可低至650℃，高至1400℃。
熔岩中含有1~8%的挥发性物质。
岩浆处于高压之中，有时会经由火山道（或译火山管、火山流口）以熔岩流或是以火山碎屑物的火山喷出物的形式冒出。
这些火山喷发的产物通常包括了从没到过地表的液体、结晶体及溶解气体等。
岩浆会在地壳中各自分离的岩浆库内集结，不同地方的岩浆组成成份会稍有不同。
当地壳发生变动或受到其他内力作用时，承受巨大压力的岩浆就会沿着构造薄弱带上升，侵入地壳或喷出地面，经复杂的物理化学过程，最后冷却凝结就形成了岩浆岩。
岩石的地质力学特征
岩石的地质力学特征岩石是地球上最常见的物质之一，其地质力学特征对于了解地球内部的构造和地质活动具有重要的意义。
在本文中，我将介绍岩石的地质力学特征，包括岩石的类型、力学性质、破裂与变形等方面。
首先，让我们来了解一下岩石的类型。
岩石可以分为三种主要类型：火成岩、沉积岩和变质岩。
火成岩是由地壳或地幔中的熔融岩浆冷却所形成的，例如花岗岩和玄武岩。
沉积岩是由岩屑、有机物或溶解物质在地表沉积并经过压实而形成的，例如砂岩和石灰岩。
变质岩是由原有岩石在高温和高压下发生变化而形成的，例如片麻岩和云母片岩。
接下来，我们来了解一下岩石的力学性质。
岩石的力学性质可以通过一些实验来测试。
其中，最常用的是强度测试和弹性模量测试。
强度测试可以用来评估岩石的破裂和破坏的能力。
弹性模量测试则可以用来评估岩石的变形和回弹能力。
这些测试结果可以帮助我们对岩石的力学性质有更深入的了解。
岩石在地质过程中会发生各种破裂和变形。
其中，最常见的是岩石的断裂和褶皱。
断裂是指岩石在外力作用下发生断裂并形成断层。
断层可以是平行于地层的走向、顺层倾向或垂直于地层的倾角。
褶皱则是指岩石在外力作用下发生挤压并形成褶皱。
褶皱可以是正褶皱或逆褶皱，取决于褶皱的折叠方向。
除了断裂和褶皱，岩石还可以发生岩浆侵入和岩石变形等现象。
岩浆侵入是指岩浆从地壳或地幔中向上运动并进入岩石中的过程。
岩浆侵入的形式有很多，常见的有岩浆柱、岩浆包裹体和岩浆岩等。
岩石变形是指岩石在外力作用下发生形状和体积的变化。
岩石变形可以是弹性变形或塑性变形，取决于岩石的力学性质和外力的大小。
总结起来，岩石的地质力学特征包括其类型、力学性质、破裂和变形等方面。
了解和掌握这些特征对于地质研究和工程建设具有重要的意义。
我们可以通过实验和观察来深入了解岩石的地质力学特征，并将其应用于实际的工程项目中。
随着科技的不断发展，我们对岩石的了解也会越来越深入，为地球科学的进一步发展提供更多的支持。
岩体的组成及工程地质特征
岩体的组成及工程地质特征一、岩体的概念岩体：可能由一种或多种岩石组合，且在形成现实岩体的过程中经受了构造变动、风化作用、卸荷作用等各种内力和外力地质作用的破坏及改造。
工程岩体的分类为：地基岩体、边坡岩体、地下工程围岩。
二、岩体的结构岩体是由岩块或土构成的，岩体的性质取决于岩石或土和结构面的性质。
岩体的结构面结构面的特征是影响结构面强度及其他性能的重要因素。
结构面的产状由走向、倾向和倾角三个要素。
岩体的地质构造（1）地质构造的几种类型（1）不利情况 （2）最不利情况（3）有利情况（岩层走向与边坡垂直） （4）有利情况（岩层倾向与边坡相反）（2）断裂构造①裂隙发育程度分级及对工程的影响①裂隙的分类③断层的组成及类型三、岩体结构特征1.岩体结构类型四、岩体的力学特性（一）岩体的变形特征岩体的变形通常包括结构面变形和结构体变形两个部分。
设计人员所关心的主要是岩体的变形特性。
岩体变形参数是由变形模量或弹性模量来反映的。
不同岩体具有不同的流变特性。
一般有蠕变和松弛两种表现形式。
试验和工程实践表明，岩石和岩体均具有流变性。
特别是软弱岩石、软弱夹层、碎裂及散体结构岩体，其变形的时间效应明显，蠕变特征显著。
（二）岩体的强度性质由于岩体是由结构面和各种形状岩石块体组成的，所以，其强度同时受二者性质的控制。
如当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，岩石的强度可视为岩体强度。
如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控制。
四、岩体的工程地质性质结构面的工程地质性质对岩体影响较大的结构面的物理力学性质，主要是结构面的产状、延续性和抗剪强度。
延伸长度为5-10m的平直结构面，对地下工程围岩的稳定就有很大的影响，对边坡的稳定影响一般不大。
结构面的规模是结构面影响工程建设的重要性质。
结构面的规模分为I-V级：①级指大断层或区域性断层，控制工程建设地区的稳定性，直接影响工程岩体稳定性。
Ⅱ、Ⅱ级结构面往往是对工程岩体力学和对岩体破坏方式有控制意义的边界条件，它们的组合往往构成可能滑移岩体的边界面，直接威胁工程安全稳定性。
工程地质与水文地质作业及答案
工程地质与水文地质第一章绪论一、名词解释1.地质环境：以岩石圈为主，与大气圈、生物圈、水圈的相互作用中形成和演化的，影响人类生活、生存和工程建设活动的岩土介质，是一个开放的、演化的动态系统。
2.岩石圈：从上地幔软流层向上至地表的由岩石组成的空间3.工程地质条件：客观存在的地质环境中与工程建筑有关的地质因素的综合。
4.地质作用：由于受到某种能量（外力、内力）的作用，从而引起地壳物质组成、地壳结构和地表形态等不断发生变化的作用。
5.构造运动：由地球内动力引起的地壳岩石发生变形、变位的机械运动。
6.岩浆作用：地壳运动的影响下，地球内部的岩浆向外部压力减小的方向移动，上升侵入地壳或喷出地面，冷却凝固成为岩石的全过程。
7.变质作用：在地壳中岩石基本处于固体状态下，受到温度、压力和化学活动性流体作用，改变其成分、结构和构造，形成新的岩石的地质作用。
8.地震作用：地内机械能突然释放，以弹性波的形式传播的地表引起地表猛烈冲击。
9.工程地质问题：已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题。
二、思考题1.简述工程地质学的主要任务。
答：（1）阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利和不利的因素；（2）论证与建筑有关的工程地质问题，进行定性评价和定量评价，做出确切的结论；（3）选择工程地质条件优良的建筑场址；（4）根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求；（5）研究工程兴建后对地质环境的影响，预测期发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议；（6）为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。
2.论述工程建设与地质环境之间的相互关系。
答：地质环境对工程建设具有制约作用体现在：以一定作用影响工程建设活动的安全；某些地质条件不具备而提高了工程的造价；影响工程建筑物的稳定和正常使用。
岩体的工程地质性质及岩体工程分类
▪第一节 岩体的结构特征 ▪第二节 岩体的力学性质 ▪第三节 岩体的工程分类
第一节 岩体的结构特征
一、结构面的成因类型
(一)地质成因类型 ❖ 原生结构面 ❖ 构造结构面 ❖ 次生结构面 (二)力学成因类型 ❖ 张性结构面 ❖ 剪性结构面
结 构 面
岩体结构面的类型及其特征
结构面组合关系的分析可用赤平投影、立体投影 和三角几何计算法等进行。
四、结构体特征
• 结构体(structural element)指岩体中被结构面切 割围限的岩石块体。它不同于岩块的概念。
• 结构体的规模取决于结构面的密度，密度愈小，结 构体的规模愈大,与结构面对应,划分为五级。
• 常用块度模数（单位体积内的Ⅳ级结构体数) 或结 构体体积来表示结构体规模。
13(12(tC gjj ct3gt)gsij)n2
（二）结构面的连续性
• 结构面的连续性反映结构面的贯通程度。 • 1、线连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面各
段长度之和(Σa)与测线长度的比值。
a K1
a b
K1变化在0～1之间，K1值愈大说明结构面的连续性愈
好，当K1＝1时，结构面完全贯通。 2、面连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面面
程度有关 • 结构面的剪切刚度，
随法向应力的增大 而增大，随结构面 的规模增大而降低。
二、岩体变形参数的测定及变形曲线类型
原位岩体 变形试验
静力法 动力法
承压板法 钻孔变形法 狭缝法 水压洞室法 单(双)轴压缩试验法 声波法 地震波法
• 静力法的基本原理：在选定的岩体表面、 槽壁或钻孔壁面上施加法向荷载，并测 定其岩体的变形值；然后绘制出压力-变 形关系曲线，计算出岩体的变形参数。
工程地质学 复习资料
第 2 章岩石的成因类型及其工程地质特征地球的内部构造：依各圈层的特点可分为：地壳、地幔、地核。
地壳：地球的固体外壳叫做地壳。
地幔：处于地壳和地核中间，也称中间层或过渡层。
根据化学成分的不同分两层：地幔上层和地幔下层地核: 主要化学成分是铁、镍，所以又称铁镍核心岩石:在一定的地质条件下，由一种或几种矿物自然组合而成的矿物结合体。
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，称为矿物。
矿物的物理力学性质主要有：光学性质、力学性质和形态特征等。
（一）光学性质－颜色、光泽、条痕1．颜色：矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的。
2．光泽：矿物表面呈现的光亮程度，称为光泽。
它是矿物表面的反射率的表现。
按其反射强弱程度，分金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。
非金属光泽有：玻璃光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、土状光泽。
3．条痕：矿物在无釉瓷板上摩擦时所留下的粉末痕迹，它是指矿物粉末的颜色。
（二）力学性质1．硬度摩氏硬度计：是硬度对比的标准，从软到硬依次由下列10种矿物组成称为摩氏硬度计。
（1）滑石（2）石膏（3）方解石（4）萤石（5）磷灰石（6）正长石（7）石英（8）黄玉（9）刚玉（10）金刚石2．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。
据解理的完全程度，可将解理分为以下几种：极完全解理：易裂开成薄片，解理面大而完整，平滑光亮，如云母。
完全解理：沿解理方向开裂成小块，解理面平整光亮，如方解石。
中等解理：既有解理面，又有断口，如正长石。
不完全解理：常出现断口，解理面很难出现，如磷灰石。
（三）形态特征1．单体矿物形态：单向延长类型、双向延长类型、三向延长类型。
2．集合体的形态有：晶簇、纤维状、粒状、鲕状、钟乳状、土状、块状。
（四）其他性质如滑石的滑腻感，方解石遇盐酸起泡等，都可作为鉴别这种矿物的特征。
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第二章岩石的成因类型及其工程地质特征1．矿物硬度的概念及其判定方法？答：（1）硬度的概念硬度是指矿物抵抗外力刻划、研磨的能力。
由于矿物的化学成分或内部构造不同，不同的矿物常具有不同的硬度。
硬度是矿物的一个重要鉴定特征。
（2）判定方法①用两种矿物对刻的方法来确定矿物的相对硬度。
②在野外工作中，常用指甲（2～2.5）、铁刀刃（3～5.5）、玻璃（5～5.5）、钢刀刃（6～6.5）鉴别矿物的硬度。
③在鉴别矿物的硬度时，要注意在矿物的新鲜晶面或解理面上进行。
2．解理与断口的概念及其关系？答：（1）解理解理是指矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质。
解理面是指裂开的光滑平面。
根据解理的完全程度，可将解理分为：极完全解理极、完全解理、中等解理、不完全解理。
解理是造岩矿物的另一个鉴定特征。
矿物解理的发育程度，对岩石的力学强度产生影响。
（2）断口断口是指不具方向性的不规则破裂面。
（3）二者的关系矿物解理的完全程度和断口是互相消长的，解理完全时则不显断口。
反之，解理不完全或无解理时，则断口显著。
如不具解理的石英，则只呈现贝壳状的断口。
3．如何从矿物的形态、矿物的物理性质特征去鉴定和掌握常见的主要造岩矿物？答：（1）矿物形态、物理性质鉴别①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，可分为自色、他色、假色：自色是矿物固有的颜色，颜色比较固定。
他色是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿物的本身性质无关。
他色不固定，对鉴定矿物没有很大意义。
假色是由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折射、散射所引起的。
②条痕色条痕色或条痕是指矿物在白色无釉的瓷板上划擦时留下的粉末的颜色。
可消除假色，减弱他色，常用于矿物鉴定。
③光泽光泽是指矿物表面呈现的光亮程度。
按矿物表面的反射率强弱程度，分金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。
非金属光泽的矿物，由于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：玻璃光泽，反光如镜，如长石、方解石解理面上呈现的光泽。
工程地质习题集答案
第一章绪论名词：工程地质学、不良地质现象1、工程地质条件包括哪些因素2、什么是工程地质问题就土木工程而言主要包括哪几个方面的问题3、举例说明地质环境如何影响制约工程活动。
4、举例说明工程活动如何影响地质环境。
第二章岩石的成因类型及其工程地质特征一、名词解释（8）1、矿物、2、岩石、3、解理、4、断口、5、岩石结构、6、岩石构造、7、变质岩、8、条痕二、单项选择题（39）1、某矿物呈黑色，玻璃光泽，一组极完全解理、板状，该矿物可定名为（ D ）。
A 角闪石B 辉石C 石榴子石D 黑云母2、某矿物呈白色，玻璃光泽，一组极完全解理、板状，该矿物可定名为（ D ）。
A 角闪石B 辉石C 石榴子石D白云母3、某矿物呈乳白色粒状，玻璃光泽，贝壳状断口，钢刀不能划动，则该矿物定名为：( C ) 。
A 斜长石B 白云石C石英 D 蛇纹石4、某矿物呈灰白色，菱面体，三组完全解理，小刀能刻划动，遇稀盐酸强烈起泡。
该矿物可定名为：（ C ）。
A 石膏B 食盐C方解石 D 白云石5、某矿物呈褐色、短柱状、玻璃光泽、两组近正交的中等解理，小刀不能刻划动。
该矿物可定名为：（ A ）。
A 辉石B 角闪石C 黑云母D 蛇纹石6、某矿物呈绿黑色、长柱状、玻璃光泽、两组124°相交的中等解理，小刀不能刻划动。
该矿物可定名为：（ B ）。
A辉石B角闪石 C 黑云母 D 蛇纹石7、某矿物呈灰白色、板状、柱状、玻璃光泽、中等解理，小刀能刻划动。
该矿物可定名为：（ D ）。
A辉石 B 角闪石 C 黑云母D斜长石8、某矿物呈肉红色、板状、柱状、玻璃光泽、中等解理，解理面成直角。
该矿物可定名为：（ B ）。
A辉石B正长石 C 黑云母 D 斜长石9、某矿物呈白、黄色、土状光泽。
该矿物可定名为：（ D ）。
A辉石 B 角闪石 C 黑云母D高岭石10、下列矿物中遇冷稀盐酸剧烈起泡的是( B )。
A. 石英B.方解石C. 黑云母D. 正长石11、矿物受力后常沿一定方向裂开成光滑平面的特性称为( D ) 。
第六章 岩体的工程地质性质及其分类
由以上试验结果可知：
（1）岩体的变形模量比岩块的小，而且受结构面发育 程度及风化程度等因素影响十分明显。
（2）不同地质条件下的同一类型的岩体，其变形模量 相差较大。
（3）试验方法不同、压力大小不同，得到的岩体变形 模量不同。 岩体与岩块比：弹性摸量E小，峰值强度低，残余强度低， 各向异性显著，相同荷载下的变形大。
岩体的变形是岩块变形和结构变形的总和。结构变形通 常包括结构面闭合、充填物的压密及结构体转动和滑动等变 形。
岩体变形=岩块变形+结构面闭合+充填物压缩+其他变形 在一般情况下，岩体的结构变形起着控制作用。 一、岩体变形试验及其变形参数确定
岩体的变形试验包括静力法和动力法两大类：
1. 基本方法 （1）静力法
β
据单结构面理论，岩体中存在一组结构面时，岩体的 极限强度与结构面倾角β间的关系为：
由上式可知：当围压σ3不变时，岩体强度(σ1－σ3) 随结构面倾角β变化而变化。
四 连续性 结构面的连续性反映结构面的贯通程度。 1、线连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面各段长度 之和(Σa)与测线长度的比值。如下图所示，可按下式计算。
（1）抗剪断强度 ——是指在任一法向应力下，岩体沿新鲜岩石剪 切破坏时能抵抗的最大剪应力。 （2）抗剪强度 ——是指在任一法向应力下，岩体沿已有破裂面 剪切破坏时的最大应力。 （3）抗切强度 ——是指剪切面上的法向应力为零时的抗剪断强 度。
五 密度 结构面的密度反映结构面发育的密集程度。 1、线密度(Kd) 指结构面法线方向单位测线长度上交切结 构面的条数(条/m)。 2、间距(d) 指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的 平均距离。
Kd与d互为倒数关系
结构面间距分级表
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
详细的岩土特征基本知识分享
详细的岩土特征基本知识分享从岩石建造类型、结构面特征及其组成岩石的岩性和强度等特征分析，岩体可分为岩浆岩、变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩和特殊岩石等5个工程地质岩类。
每个岩类再划分为若干岩组，共计18个岩组。
根据土体的成因类型、物质组成及工程特征，土体划分为两类11个组。
具体内容如下：岩体工程地质特征1、岩浆岩类（1）坚硬—软弱块—层状基性喷出岩。
火山熔岩为块状，较坚硬—坚硬，干抗压强度48.0—193.0兆帕，软化系数0.64—0.99，岩体稳定性较好；火山碎屑岩为似层状或层状，软弱—较坚硬，干抗压强度10.9—56.0兆帕，软化系数0.43—0.54，岩体稳定性差。
力学强度的高低与岩石的节理裂隙发育和风化程度有关。
中等风化玄武岩强度为微风化—新鲜的20—50%；火山碎屑岩易受风化，中等风化的锤击易碎。
（2）坚硬—较坚硬层状中—酸性喷出岩。
岩石干抗压强度多大于108兆帕。
流纹岩垂直和水平方向上的力学强度变化较大，在一定条件下可成为岩组中相对软弱的夹层。
使岩体稳定性变差。
（3）坚硬块状侵入岩。
岩石以中—粗粒或斑状结构为主，块状构造，新鲜者致密坚硬，裂隙不发育，力学强度普遍较高，尤其是新鲜花岗岩，抗压强度一般大于98兆帕。
2、变质岩类（1）软硬相间薄—中厚层状变质砂页岩。
岩层厚薄不等，软硬相间，岩石的完整性和抗风化能力差异很大，力学强度各向异性。
片岩、千枚岩、板岩等软弱岩石，节理裂隙较发育，垂直干抗压强度12.0—113兆帕；石英岩、变质砂岩、硅质岩等硬质岩石，较坚硬—坚硬，垂直干抗压强度43.0—260兆帕，最高达338兆帕。
风化岩石干抗压强仅40—90兆帕。
（2）坚硬块状混合岩类。
岩石呈块状，完整性好，坚硬，干抗压强度59—196兆帕，强风化者为22兆帕。
（3）软弱碎裂状构造岩。
岩石破碎，透水性强，压碎花岗岩垂直饱和抗压强度为73兆帕，部分小于20兆帕。
3、碎屑岩（1）软弱—较坚硬，中—厚层状红色砂泥岩。
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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
按解理的发育 程度分为
极完全解理 完全解理 中等解理 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
流纹状构造
气孔构造（玄武岩）
6.分类及代表性岩浆岩
化学成分 酸基性 颜色
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
含Fe、Mg为主
酸性
中性
浅色的(浅灰、浅红、黄色)
基性
ห้องสมุดไป่ตู้超基性
深色(深灰、绿色、黑 色)
产状
含正长石
含斜长石
不含长石
矿物成分 成因及结构
石英、 云母、 角闪石
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
浅色矿物(富含Si、Al成分):正长石、斜长石、 石英、白云母等
物
成
分
暗色矿物(富含Fe、Mg成分）：黑云母、辉石、 角闪石、橄榄石等。
黑云母、 角闪石、 角闪石、 辉石、黑 辉石 云母
辉石、 角闪石、 橄榄石
橄榄石、辉 石
深成的 浅成的
喷出的
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
玻璃状或碎屑状
花岗岩 正长岩
花岩斑 正长斑
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。
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 。
所呈现的光泽。
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。
硅铝层（花岗质层）
硅镁层（玄武质层）
地幔
岩 石 圈
60km
地幔
软流圈
地幔
250km
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。
❖ 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：
(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置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 。
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：
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
构成岩石的矿物，成为造岩矿物，其绝大部分是结晶质。
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。
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 玻璃质结构：喷出岩特有的结构
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