《工程地质学》第二章矿物与岩石

（2）泥状结构
主要为泥 岩，页岩 等黏土岩 所具有的 结构。
50%以上由<0.005mm粘粒组成
(3) 化学结晶结构 化学结晶结构 由化学沉淀或胶体重结晶作用形成的结构。一般包括 鲕状、结核状、纤维状、致密块状和粒状结构。 石灰岩、白云岩等化学岩的主要结构
石灰岩
白云岩
（4）生物结构 由30%以上生物遗体或碎片所组成的岩石结构。 生物碎屑结构、贝壳结构、 珊瑚结构
概念、形成、结构构造特征、典型岩石
2.2.1火成岩
概念：由岩浆侵入地下或喷出地表后冷却凝结而成 的岩石，又称岩浆岩。
1 火成岩的物质成份
浅色矿物:石英,正长石,斜长石,白云母;
形成酸性、中性岩浆岩. 石英
深色矿物:角闪石,辉石,橄榄石,黑云母; 形成基 性、超基性岩浆岩.
岩浆岩占地壳总质量的95%,在三大岩 类中，占有重要的地位。 角闪石
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ENGINEERING GEOLOGY
2.1 矿物
地壳Βιβλιοθήκη Baidu岩石（岩石-土）←矿物
岩石：由一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。
矿物的概念
矿物:是指在各种地质作用中所形成的天然单质元素或化合物. 造岩矿物: 组成岩石的主要矿物 石英（SiO2）、正长石（KAlSi3O3）、方解石（CaCO3）等
3．化学岩、生物岩:
花岗岩(granite)
深成侵入岩，多呈肉红色、灰色或白色，主要矿 物成份是石英和正长石，全晶质结构，块状构造， 分布广泛，性质均匀坚固
-花岗岩
次要矿物为黑云母、角闪石等。
正长石、石英
黑 云母
闪长岩(diorite)
中性深成岩，浅灰至深灰色， 其主要矿物成分为中性斜长 石、角闪石．其次为黑云母、 辉石及石英等。呈等粒状结 构，块状构造。
晶簇:同一基座上生长出许多同类矿物的晶体群。
纤维状：许多针状、柱状或毛发状的同种单体矿物平行排列成
纤维。如石棉，纤维石膏等
粒状：大小相近、不按一定规律排列的晶体，聚合在一起。
钟乳状：钙质溶液或胶体在岩石的孔洞或裂隙中，因水分蒸发，
从同一基底向外逐层生长而成的圆锥形或圆柱形矿物集合体。
土状：单体矿物看不清楚，常呈疏松粉末状。
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
颜色:指矿物新鲜表面的颜色.有浅色、深色之分.
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.
4.不完全解理: 5.无解理:
橄榄石
石英
方解石的三组解理
6 比重
7 弹性、延展性
2.1.3 常见的造岩矿物及其肉眼鉴定
P27表2-3
常见矿物就其化学成分而言，绝大多数为硅酸盐，其余 为氧化物、硫化物、卤化物、碳酸盐和硫酸盐等
肉眼鉴定
即借助—些简单的工具如 小刀、放大镜、条痕板等
简介几种常见矿物
多与辉长岩或花岗岩共
辉长岩(gabbro)
基性深成岩，呈黑色或 灰黑色；矿物成分以基 性斜长石和辉石为主， 3辉长岩(gabbro) 也含有少量的角闪石、 橄榄石等。呈中、粗粒 结构，块状构造。
呈黑、灰绿及暗紫等色。其主要矿物 成分与辉长岩相同，多呈细粒至隐晶 质结构，也有玻璃质结构和斑状结构。 致密块状、气孔构造及杏仁状构造较 普通，柱状节理普遍发育。
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.
气孔
杏仁构造
4 火成岩的分类
1按形成环境和深度分类
(1)侵入岩
(2)喷出岩
3km
深成岩 浅成岩
酸性岩:SiO2 >65% 多由浅色矿物组成 颜色深 颜色深 中性岩:SiO2 52--65% 颜色较深 基性岩:45-52% 超基性岩:<45%
2.按SiO2含量（酸度）分类
5 火成岩的特征
常见岩浆岩
石 英
方解石
Caco3
白云石 白云石
CaMgCO
石 膏
辉 石
角闪石
角 闪 石
斜 长 石
正 长 石
白、黑云母 黑云母
白云母
2.2 岩石
岩石：天然产出的具有一定结构和构造的矿物集合体。
花 岗 石
石英 云母
长石
岩浆岩(magmatic rock)
按成因分为
沉积岩(sedimentary rock) 变质岩(metamorphic rock)
颜色
2条痕
是指矿物粉末的颜色
用毛瓷板（没上釉的瓷板）刻划检验观察的颜色.
有的矿物有好几种颜色 ,但条痕比较固定的 .可以作为鉴别 矿物的重要标志。
赤铁矿Fe2O3:
块状—铁黑色
土状—多为暗红色
条痕为砖红色
磁铁矿Fe3O4:条痕是黑色的
3光泽
概念:指矿物表面对可见光的反射能力.即新鲜面上的光亮 程度。 根据反射能力自强而弱分为: 1.金属光泽： 方铅矿、黄铁矿 2.半金属光泽：赤铁矿 3.金刚光泽: 金刚石 4.玻璃光泽：长石、石英 （水晶） 5.油脂(脂肪)光泽：滑石或石英断口 6. 丝绢光泽:纤维石膏 7.珍珠光泽:云母 8.土状光泽:高岭土
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
a.硅质胶结物： 胶结成分为 岩石呈灰或灰白色，岩性坚固、抗压强度高， 抗风化及抗水性强。 b.铁质胶结物： 胶结成分为 或 ；多呈红色或棕色，岩石强度高，强 度仅次于硅质胶结，岩石软弱，易风化。 c.钙质胶结物： 胶结成分为 、 的碳酸盐，呈白色、青灰色，岩石较坚固，但 性脆具有可溶性。 d.泥质胶结物： 胶结物为黏土物质，多呈黄褐色，胶结的岩石硬度小、强度低易 碎、易湿软、断面呈土状。
由于岩浆急剧喷出地表，骤然冷凝，所有矿物来不及结晶就凝
固而成，为喷出岩特有的结构。
(3)玻璃质结构
结构:是指矿物的结晶程度,颗粒大小,形状及矿物间 组合方式所反应出来的特征. 按晶粒颗粒大小
显晶质结构 : 矿物颗粒在肉眼下可以分辨，常见于深成岩中，
如花岗岩。
隐晶质结构：矿物颗粒非常细小，肉眼不可分辨，显微镜下可
分辨常见于浅成岩和喷出岩中，结构致密，抗风化能力较强。
非晶质结构：显微镜下也观察不到矿物晶粒的一种结构，常见
于火山熔岩中。
结构:是指矿物的结晶程度,颗粒大小,形状及矿物间 组合方式所反应出来的特征. 按晶粒相对颗粒大小
等粒结构 : 岩石中的矿物全部为显晶质颗粒，主要矿物颗粒大
小大致相等。
不等粒结构：组成岩石的主要矿物晶粒大小不等，相差悬殊。
胶结类型 胶结物与碎屑颗粒之间的相对含量和颗粒之间的相互关系。
基底式胶结
沉积岩常见胶结方式
孔隙式胶结
接触式胶结
2 沉积岩的结构与构造
碎屑结构 泥质结构 化学结晶结构 生物结构
沉积岩的结构
(1)碎屑结构 按颗粒大小: 砾状结构（>2mm）；砂状结构（2~0.05mm）；粉砂 状结构（0.05~0.005mm）。 按形状分(磨圆程度) : 园状.棱角状.结核状、鲕状
2 火成岩的产状
岩浆岩体产出的形状、规模，与围岩 的接触关系、分布特点及其产出的地 质构造环境等有关。一般分为侵入岩 体产状和喷出岩体产状。
侵入岩岩体的产状
喷出岩岩体的产状
吉林白头山火山口湖——天池
溶岩流
火山颈
火山口
3 火成岩的结构和构造
结构:是指矿物的结晶程度,颗粒大小,形状及矿物间组合方式所反应 出来的特征. 按结晶程度
a.水平层理： 当层理与层面延长方向相互平行时，称为平行层理。其中层理 面平直时，称水平层理。 b.波状层理： 当层理面波状起伏时，称波状层理。 c.单斜层理： 层理与层面斜交时，称单斜层理。 d.交错层理： 多组不同方向的斜交层理相互交错时，称为交错层理。
类型
水平层理
波状层理
斜层理
交错层理
（2）层面构造 含义 指岩层层面上的构造特征，常见有波痕、雨痕及泥裂等。 波痕 沉积过程中，沉积物由于受风力或水流的的波浪作用， 在沉积岩层面上遗留下来的波浪的痕迹。
泥裂 黏土沉积物表面由于失水收缩而形成不规则的多边形裂 缝，裂缝内常被泥沙、石膏等物质充填。
雨痕 沉积物表面经受雨点、冰雹打击后遗留下来的痕迹。
3 沉积岩的分类
1. 碎屑岩：火山碎屑岩、沉积碎屑岩； 砾岩、砂岩、粉砂岩
基底胶结
孔隙胶结 如石灰岩、白云岩.
接触胶结
2.粘土岩:
如泥岩、页岩、粘土等。
c.化学沉积矿物：
由纯化学作用或生物化学作用从真溶液和胶体溶液中沉淀出来的矿 物。方解石、白云石、石膏、岩盐、铁和锰的氧化物或氢氧化物等。
d.有机物质或生物遗骸
如贝壳、石油等
沉积岩的胶结物组成
在沉积岩矿物颗粒之间还有胶结物质， 就是把松散沉积物联结起来的物质。
a.硅质胶结物： b.铁质胶结物： c.钙质胶结物： d.泥质胶结物：
沉积岩的构造
沉积岩的构造，是指沉积岩各个组成部分的空间分布和排列方式。 沉积岩的层理构造和层面构造是沉积岩最重要的特征。 （1）层理构造
含义 指形成过程中，由于沉积环境的变化，先后沉积的物质 组分在颜色、矿物成分、碎屑颗粒大小等方面沿垂直方 向发生变化而显示出的成层现象。
层 沉积物在一个基本稳定的地质环境下，连续不断地沉积 所形成的单元岩层。是沉积岩中层状构造的一个基本单 位，同一层内岩石的成分、结构、构造及颜色基本相同。 层面 层与层之间明显的接触面
基性喷出岩
流纹岩
安山岩
玄武岩(basalt)
岩石致密坚硬、性脆，抗压强度高
2.2.2 沉积岩
概念:在地表或接近地表的常温常压环境下，各种既有岩石 遭受外力地质作用，又有经过风化、剥蚀、搬运、沉积和 固结成岩过程而形成的岩石。 沉积岩广泛分 布于地表，覆 盖面积约占陆 地面积的75%， 质量约占地壳 总质量的5%。
全晶质结构 : 岩石全部由结晶矿物组成的一种结构，多见于深
成岩和浅成岩中，如花岗岩、花岗斑岩。
半晶质结构：岩石中既有矿物结晶体，又有玻璃质物质，多见 (1)全晶质 于喷出岩中，如流纹岩。
结构:是指矿物的结晶程度,颗粒大小,形状及矿物间 组合方式所反应出来的特征. 按结晶程度
(2)半晶质结构
玻璃质结构：岩石全部由非晶质所组成，均匀致密似玻璃，是
4 硬度
概念:矿物抵抗 外力机械作用的 强度。是矿物软 硬程度的标志 选取十种不同硬 度的矿物为标准 ，按其软硬程度 将矿物分为十级 ，即摩氏硬度。 它指的是矿物的 相对硬度，并不 是绝对硬度。
5解理与断口
解理:矿物受外力作用时，沿一定方向裂破成平面的性质. 矿物受外力打击后，在任意方向破裂并呈各种凹凸不平的断 面，称为断口。 以解理面的完整程度分级： 1.极完全解理: 2.完全解理: 3.中等解理 云母 方解石 长石、角闪石
1 形成
常温常压
风化剥蚀 破坏产物 原地或经外力搬运 成岩作用
先前岩石
形成过程分为三个阶段: 1.母岩在地表经风化作用破坏,形成碎屑或残余产物; 2.风化产物被各种外营力剥蚀搬运至低处或海洋里 沉积下来;
3.松散沉积物经压缩、化学物质的胶结、重结晶等 作用固结成岩
沉积岩的物质组成
1.按成因分为 a.碎屑矿物： 原生矿物(石英、长石、 白云母) b.粘土矿物： 主要是由含铝硅酸盐类的母岩,经化学风化作用形成的新的不溶 矿物。高岭石、蒙脱石、水云母；颗粒细、亲水性及可塑性强。