岩石及其工程地质性质
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岩石的工程地质性质
第五节 岩石的工程地质性质
一、岩石的工程地质性质指标
物理性质 密度，孔隙率，吸水性 力学性质 强度，变形 水理性质 透水性，溶解性，软化性，抗冻性
(一)物理性质
1.密度 岩石单位体积的质量。
2.相对密度 固体岩石的质量与同体积4℃水的质量的比值。
3.岩石的孔隙率 岩石中孔隙、裂隙的体积与岩石总体积的比值。
2.变形模量 应力与总应变的比值。
3.泊松比 轴向压力作用下的模向应变和纵向应变的比值。
(三)水理性质
1.透水性 2.溶解ห้องสมุดไป่ตู้ 3.软化性 4. 抗冻性
二、影响岩石工程性质的因素
1. 矿物成分 2. 结构
岩石按结构分类：结晶联结、胶结物联结 强度上的一般规律：
结构：结晶联结＞胶结物联结 胶结物：
硅质胶结＞铁质胶结＞钙质胶结＞泥质胶结 胶结方式(图1-4)：
接触胶结＞孔隙胶结＞基底胶结
二、影响岩石工程性质的因素
3. 构造 一些强度底、易风化的矿物，多沿一定的
方向富集，或成条带状风布，或成局部的聚集体， 从而使岩石的强度在这些部位出现弱化。
4. 水的作用
5. 风化
4.吸水率 指在常压条件下岩石所吸水分质量与干燥岩石质量 的比值。
(二)力学性质
强度指标
1.抗压强度 岩石在单向压力作用下，抵抗压碎破坏的能力。
2.抗拉强度 岩石单向拉伸时，抵抗拉断破坏的能力。
3.抗剪强度 岩石抵抗剪切破坏的能力。可分为抗剪断强度、抗 剪强度和抗切强度。
(二)力学性质
变形指标
1.弹性模量 应力与弹性应变的比值。
一、岩石的工程地质性质指标
物理性质 密度，孔隙率，吸水性 力学性质 强度，变形 水理性质 透水性，溶解性，软化性，抗冻性
(一)物理性质
1.密度 岩石单位体积的质量。
2.相对密度 固体岩石的质量与同体积4℃水的质量的比值。
3.岩石的孔隙率 岩石中孔隙、裂隙的体积与岩石总体积的比值。
2.变形模量 应力与总应变的比值。
3.泊松比 轴向压力作用下的模向应变和纵向应变的比值。
(三)水理性质
1.透水性 2.溶解ห้องสมุดไป่ตู้ 3.软化性 4. 抗冻性
二、影响岩石工程性质的因素
1. 矿物成分 2. 结构
岩石按结构分类：结晶联结、胶结物联结 强度上的一般规律：
结构：结晶联结＞胶结物联结 胶结物：
硅质胶结＞铁质胶结＞钙质胶结＞泥质胶结 胶结方式(图1-4)：
接触胶结＞孔隙胶结＞基底胶结
二、影响岩石工程性质的因素
3. 构造 一些强度底、易风化的矿物，多沿一定的
方向富集，或成条带状风布，或成局部的聚集体， 从而使岩石的强度在这些部位出现弱化。
4. 水的作用
5. 风化
4.吸水率 指在常压条件下岩石所吸水分质量与干燥岩石质量 的比值。
(二)力学性质
强度指标
1.抗压强度 岩石在单向压力作用下，抵抗压碎破坏的能力。
2.抗拉强度 岩石单向拉伸时，抵抗拉断破坏的能力。
3.抗剪强度 岩石抵抗剪切破坏的能力。可分为抗剪断强度、抗 剪强度和抗切强度。
(二)力学性质
变形指标
1.弹性模量 应力与弹性应变的比值。
岩石的工程地质性质
1、岩石矿物成分 2、岩石结构、构造（矿物颗粒间的连结、颗粒大 小与形状、空隙性等） 3、岩石含水状态 4、实验条件：如试件形状、大小、高径比、加荷 速率
(2)岩石的抗拉强度——岩石单向受拉时，能承受的最 大拉应力。 用于岩体稳定性评价
①直接拉伸试验
②劈裂法
t
2Pt
d l
③岩点石荷载的试抗验拉强度远低于其抗压强度
1/10
P64表5-6
(3)岩石的剪切强度——岩石受剪力作用时抵抗剪切破坏 的最大剪应力。岩体稳定性计算必需的参数:C和φ
①抗剪断强度
泊松比μ 工程上，常采用应力—应变曲线上抗压强度50%的应变点
的横向应变与轴向应变之比。
二、单向受力条件下的岩石强度
根据外力的性质
岩石的抗压强度 岩石的抗拉强度 岩石 剪断破坏
为什么岩石破坏的类型只有拉断和剪断 两种，而没有“压坏”的说法？
答： 岩石的破坏实质上是由于岩石内部的某个(些)面
．． ．．
非稳定裂隙扩展至岩石结构破坏阶段：
微裂隙迅速增加和不断扩展，形成局部拉裂或剪裂 面。体积变形由压缩变为膨胀，最终导致岩石结构完全 破坏，但仍具有整体性。
．．
上界应力称为峰值强度（单轴抗压强度）
微裂隙聚结与扩展阶段：
裂隙扩展成分叉状，并相互联合形成宏 观断裂面，应力随应变增加而降低。
． ．
弹性极限（比例极限） 屈服极限 峰值强度（单轴抗压强度） 残余强度
微裂隙及孔隙闭合阶段 A
可恢复弹性变形阶段 B
部分弹性变形至微裂隙 扩展阶段 C 非稳定裂隙扩展至岩石结 构破坏阶段 D 微裂隙聚结与扩展阶段 E
沿破断面滑移阶段 F
微裂隙及孔隙闭合阶段： 裂隙及孔隙逐渐被压密。非线性变形，曲线上凹
(2)岩石的抗拉强度——岩石单向受拉时，能承受的最 大拉应力。 用于岩体稳定性评价
①直接拉伸试验
②劈裂法
t
2Pt
d l
③岩点石荷载的试抗验拉强度远低于其抗压强度
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P64表5-6
(3)岩石的剪切强度——岩石受剪力作用时抵抗剪切破坏 的最大剪应力。岩体稳定性计算必需的参数:C和φ
①抗剪断强度
泊松比μ 工程上，常采用应力—应变曲线上抗压强度50%的应变点
的横向应变与轴向应变之比。
二、单向受力条件下的岩石强度
根据外力的性质
岩石的抗压强度 岩石的抗拉强度 岩石 剪断破坏
为什么岩石破坏的类型只有拉断和剪断 两种，而没有“压坏”的说法？
答： 岩石的破坏实质上是由于岩石内部的某个(些)面
．． ．．
非稳定裂隙扩展至岩石结构破坏阶段：
微裂隙迅速增加和不断扩展，形成局部拉裂或剪裂 面。体积变形由压缩变为膨胀，最终导致岩石结构完全 破坏，但仍具有整体性。
．．
上界应力称为峰值强度（单轴抗压强度）
微裂隙聚结与扩展阶段：
裂隙扩展成分叉状，并相互联合形成宏 观断裂面，应力随应变增加而降低。
． ．
弹性极限（比例极限） 屈服极限 峰值强度（单轴抗压强度） 残余强度
微裂隙及孔隙闭合阶段 A
可恢复弹性变形阶段 B
部分弹性变形至微裂隙 扩展阶段 C 非稳定裂隙扩展至岩石结 构破坏阶段 D 微裂隙聚结与扩展阶段 E
沿破断面滑移阶段 F
微裂隙及孔隙闭合阶段： 裂隙及孔隙逐渐被压密。非线性变形，曲线上凹
工程地质学第1章 岩石及其工程地质性质PPT
• 〔5〕岩石的抗冻性
• 岩石空隙中有水存在时，水一结冰，体积 膨胀，就产生巨大的膨胀力，使岩石的构 造和联结受到破坏，假设岩石经反复循环 冻融，那么会导致其强度降低。岩石抵抗 冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。
• 一些常见岩石的物理性质的主要指标，见 表1.3。
• 〔1〕岩石的变形特性
应力-应变曲线
• 1.2 岩石的类型及其特征
• 〔1〕岩浆岩的矿物成分 • 〔2〕岩浆岩的构造与构造 • ①岩浆岩的构造 • 按结晶程度，岩浆岩的构造可分为： • a.全晶质构造〔crystalline〕 • b.非晶质构造〔glassy〕 • c.半晶质构造〔subcrystalline〕
• 按矿物颗粒大小，岩浆岩的构造可分为： • a．等粒构造〔equigranular〕
• 〔1〕变质岩的矿物成分 • 〔2〕变质岩的构造与构造 • ①变质岩的构造 • a.变晶构造〔crystalloblastic〕 • b.变余构造〔palimpsest〕 • ②变质岩的构造 • a.板状构造〔platy〕 • b.千枚状构造〔phyllitic〕 • c.片状构造〔schistose〕 • d.片麻状构造〔gneissic〕
• 可将岩石变形过程划分为4个阶段： • ①微裂隙压密阶段（图中的Oa段）
• ab段〕
• bc段〕
• c点以后〕
• 〔2〕岩石的强度
• 岩石抵抗外力破坏的能力，称为岩石的强 度〔strength〕。岩石的强度单位用Pa表示。 岩石的强度和应变形式有很大关系。岩石 受力作用破坏，有压碎、拉断和剪断等形 式，所以其强度可分为抗压强度、抗拉强 度和抗剪强度等。
• ①珍珠光泽 • ②丝绢光泽
• ③油脂光泽 • ④蜡状光泽 • ⑤土状光泽 • 〔4〕矿物的解理与断口 • 矿物受力后沿一定方向规那么裂开的性质称
• 岩石空隙中有水存在时，水一结冰，体积 膨胀，就产生巨大的膨胀力，使岩石的构 造和联结受到破坏，假设岩石经反复循环 冻融，那么会导致其强度降低。岩石抵抗 冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。
• 一些常见岩石的物理性质的主要指标，见 表1.3。
• 〔1〕岩石的变形特性
应力-应变曲线
• 1.2 岩石的类型及其特征
• 〔1〕岩浆岩的矿物成分 • 〔2〕岩浆岩的构造与构造 • ①岩浆岩的构造 • 按结晶程度，岩浆岩的构造可分为： • a.全晶质构造〔crystalline〕 • b.非晶质构造〔glassy〕 • c.半晶质构造〔subcrystalline〕
• 按矿物颗粒大小，岩浆岩的构造可分为： • a．等粒构造〔equigranular〕
• 〔1〕变质岩的矿物成分 • 〔2〕变质岩的构造与构造 • ①变质岩的构造 • a.变晶构造〔crystalloblastic〕 • b.变余构造〔palimpsest〕 • ②变质岩的构造 • a.板状构造〔platy〕 • b.千枚状构造〔phyllitic〕 • c.片状构造〔schistose〕 • d.片麻状构造〔gneissic〕
• 可将岩石变形过程划分为4个阶段： • ①微裂隙压密阶段（图中的Oa段）
• ab段〕
• bc段〕
• c点以后〕
• 〔2〕岩石的强度
• 岩石抵抗外力破坏的能力，称为岩石的强 度〔strength〕。岩石的强度单位用Pa表示。 岩石的强度和应变形式有很大关系。岩石 受力作用破坏，有压碎、拉断和剪断等形 式，所以其强度可分为抗压强度、抗拉强 度和抗剪强度等。
• ①珍珠光泽 • ②丝绢光泽
• ③油脂光泽 • ④蜡状光泽 • ⑤土状光泽 • 〔4〕矿物的解理与断口 • 矿物受力后沿一定方向规那么裂开的性质称
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。
1.5岩石的工程地质性质
软化系数表示。 软化系数kd：等于岩石在饱和状态下的极限抗压强度与
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。
29/35
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
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）
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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
工程地质学2第二章岩石及其组成精品PPT课件
假色：由矿物表面的氧化膜或解理面所引起的光线
干涉作用造成的颜色。
b.条痕（streak）
矿物粉末的颜色称为矿物的条痕。一般是看 矿物在白色无釉的瓷板上划出的线条的颜色。 矿物的条痕色比矿物表面颜色更固定，如赤 铁矿块体表面可呈现红、钢灰色，但条痕总 是樱桃红色，因而更具有鉴定意义。矿物的 条痕呈现矿物的自色。
（2）岩石成因分类
根据其成因可分三大类:
✓
岩浆岩（火成岩）
✓
沉积岩✓变质岩1. 矿物的基本概念矿物（mineral）是地质作用形成的天然单质或化合物，它具 有一定的化学成分和物理性质。固体矿物按其内部构造分为结 晶质矿物和非结晶质矿物。 （1）结晶质矿物（crystalline mineral）
指矿物不仅具有一定的化学成分，而且组成矿物的质点（原 子或离子）按一定方式作规则排列，并可反映出固定的几何外 形。 （2）非结晶质矿物（amorphous mineral）
（1）矿物的形态
形态是矿物的重要外表特征，它与矿物的 化学成分和内部结构以及生长环境有关，是鉴 定矿物和研究矿物成因的重要标志之一。单体 和集合体形态各有差异。
a. 矿物单体形态
一向延伸：沿一个方向特别发育，呈柱状、 针状或纤维状晶形，如石英、辉锑矿、纤维石膏 等；
二向延伸：沿两个方向特别发育，呈片状、 板状，如云母、石膏等；
矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力，称为硬度。 通常是指矿物相对软硬程度。德国矿物学家德里 克·摩斯（Friedrich Mohs）选择10种软硬不同的 矿物作为标准，组成1～10度的相对硬度系列，称 为“摩氏硬度计”。
野外工作中我们常用指甲和小刀来判断矿物的硬度， 并将其分为三级：软矿物（指甲能刻划）；中等硬 度矿物（硬度介于指甲与小刀之间）；硬矿物（小 刀不能刻划）。
干涉作用造成的颜色。
b.条痕（streak）
矿物粉末的颜色称为矿物的条痕。一般是看 矿物在白色无釉的瓷板上划出的线条的颜色。 矿物的条痕色比矿物表面颜色更固定，如赤 铁矿块体表面可呈现红、钢灰色，但条痕总 是樱桃红色，因而更具有鉴定意义。矿物的 条痕呈现矿物的自色。
（2）岩石成因分类
根据其成因可分三大类:
✓
岩浆岩（火成岩）
✓
沉积岩✓变质岩1. 矿物的基本概念矿物（mineral）是地质作用形成的天然单质或化合物，它具 有一定的化学成分和物理性质。固体矿物按其内部构造分为结 晶质矿物和非结晶质矿物。 （1）结晶质矿物（crystalline mineral）
指矿物不仅具有一定的化学成分，而且组成矿物的质点（原 子或离子）按一定方式作规则排列，并可反映出固定的几何外 形。 （2）非结晶质矿物（amorphous mineral）
（1）矿物的形态
形态是矿物的重要外表特征，它与矿物的 化学成分和内部结构以及生长环境有关，是鉴 定矿物和研究矿物成因的重要标志之一。单体 和集合体形态各有差异。
a. 矿物单体形态
一向延伸：沿一个方向特别发育，呈柱状、 针状或纤维状晶形，如石英、辉锑矿、纤维石膏 等；
二向延伸：沿两个方向特别发育，呈片状、 板状，如云母、石膏等；
矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力，称为硬度。 通常是指矿物相对软硬程度。德国矿物学家德里 克·摩斯（Friedrich Mohs）选择10种软硬不同的 矿物作为标准，组成1～10度的相对硬度系列，称 为“摩氏硬度计”。
野外工作中我们常用指甲和小刀来判断矿物的硬度， 并将其分为三级：软矿物（指甲能刻划）；中等硬 度矿物（硬度介于指甲与小刀之间）；硬矿物（小 刀不能刻划）。
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。
工程地质第2章岩石及工程地质性质.
（5）矿物的硬度
矿物的硬度：是矿物抵抗外力刻划的能力。
野外工作中我们常用指甲和小刀来判断矿物的硬度，并将其分为
三级：软矿物（指甲能刻划）；中等硬度矿物（硬度介于指甲与
小刀之间）；硬矿物（小刀不能刻划）。
摩氏硬度只反
在矿的同的鉴 物 硬别的度矿矿相，物对 并代物的 密 将表硬 度 矿，度，物称矿的为时，物硬摩是学度氏用中分硬常为两度种用计十矿。摩级物氏，对硬分刻度别映度是的用计度矿的矿方十来的物顺物法种测相等序绝来硬量对级，对硬不硬确度矿定不物
二、岩浆岩的构造
——指岩石中不同矿物集合体之间 的排列方式及其在空间填充方式所表 现出来的特点。
常见构造
常见于岩石
块状构造
各类侵入岩
流纹构造
气孔构造 杏仁构造 枕状构造
酸性喷出岩（流纹岩）
基性喷出岩（玄武岩）
海底基性喷出岩（玄武 岩）
• 闪长岩：中性深成侵入岩， 主要由斜长石和普通角 闪石组成，可有少量黑 云母。颜色较深，为深 灰色及灰绿色。全晶质 粒状结构。闪长岩与花 岗岩的差别是其石英含 量少而暗色矿物含量高， 所以颜色深。
非晶质结构：又称玻璃质结 构，岩石全部由熔岩冷凝的 玻璃质组成；非晶质结构为 部分喷出岩具有的结构。
似斑状结构与斑状结构同为 颗粒较大的“斑晶”分布于 颗粒较小的“基质”上，但 斑状结构的基质为隐晶质或 玻璃质；而似斑状结构的基 质为显晶质，是比斑晶颗粒 小的晶体。
和斑状结构不同，似斑 状结构斑晶和基质是同时形 成的，只是一种物质过剩而 形成斑晶，另一种物质较少 形成基质。
形态特征。
1－火山锥；2－熔岩流；3 －熔岩被；4－岩基；5－岩株; 6－岩墙；7－岩床；
8－岩盘；9－岩盆；10－ 捕虏体
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根据变质作用的主要因素和地质条件分：
1.接触变质
2.区域变质
3.混合岩化作用
4.动力变质作用
2.6 变质岩
2.6.2 变质岩的矿物成分
共有矿物：石英、长石、云母、角闪石、 辉石、方解石等； 变质矿物：红柱石、绿泥石、滑石、蛇 纹石、石榴子石、石墨等。
2.6 变质岩
2.5.3 变质岩的结构
1.变余结构 2.变晶结构
滑石 1
石膏 2
方解石 3
萤石 4
夜明珠
磷灰石 5
正长石 6
石英 7
黄玉 8
刚玉 9
金刚石 10 —— 有色钻石
5、解理和断口：
解理：矿物受外力打击后，按
一定方向裂开成光滑平面的性质。 解理面、解理等级、解理组数； 断口：如矿物受外力打击后， 无固定方向的破裂并呈各种凹凸
不平的断面（如贝壳、参差状 Nhomakorabea3.碎裂结构
2.6 变质岩
2.6.4 变质岩的构造
1.变余构造 2.变成构造：（1）板状构造；（2）千枚构
造；（3）片状构造；（4）片麻状构造；
（5）块状构造。
2.6 变质岩
◈大理岩 Marble
2.6 变质岩
◈ 石英岩Quartzite
2.7 岩石的工程地质性质 2.7.1 岩石工程性质的常用指标
2.4 沉积岩
◈ 页岩(d<0.005mm)
2.4 沉积岩
◈ 石灰岩lime stone
2.4 沉积岩
◈ 白云岩
2.4 沉积岩
砂岩
2.4 沉积岩
泥岩
2.6 变质岩
由地球内力作用促使岩石发生矿物成分
及结构构造变化的作用称为变质作用。
由变质作用形成的岩石称为变质岩。
2.6 变质岩
2.6.1 变质作用的因素及类型
2.2 造岩矿物
岩石(rock)是在地质作用下产生的由 一种或多种矿物以一定规律组成的自然集 合体。岩石按成因分为：岩浆岩(igneous rock )、沉积岩(sedimentary rock)、变 质岩(Metamorphic rock)三大类。
2.2.1 矿物定义
具有一定化学成分和物理性质的自然 单质和化合物。是组成岩石的基本单位。
1.碎屑物质 2.粘土物质 3.化学沉积物质 4.有机质及生物残骸
2.4 沉积岩
2.4.3 沉积岩的结构
沉积岩的结构是指沉积岩的组成物质、
颗粒大小、形状及结晶程度。
1.碎屑结构：砾状、砂质、粉砂质结构 2.泥质结构 3.结晶结构 4.生物结构
2.4 沉积岩
2.4 沉积岩
2.4.4 沉积岩的构造
等）。解理和断口互为消长。
云母的极完全解理
璞 玉 的 贝 壳 状 断 口
燧 石 的 贝 壳 状 断 口
燧石为玉髓的隐晶结构
黄 铁 矿
墨 绿 色 樱红色
赤 铁 矿
其它：条痕、透明度、密度、弹性、挠性， 如滑石的滑腻感、方解石遇盐酸起泡，石墨染手、 磁性等。
2.3 岩浆岩
三 大 类 岩 石 的 分 布
1.岩石的物理性质：
重度、孔隙性
2.岩石的水理性质：
吸水性、透水性、溶解性、软化性、抗冻性
2.7 岩石的工程地质性质
3.岩石的力学性质：
（1）岩石的坚硬程度：硬质岩石、软质岩石
（2）岩石的变形：弹性模量、变形模量和泊松比
（3）岩石的强度：抗剪断强度、抗剪强度、抗切强
度、抗拉强度
2.7 岩石的工程地质性质
2.4 沉积岩
2.5.6 常见的沉积岩
1、碎屑岩类： 火山碎屑岩、沉积碎屑岩（砾岩及角砾岩、 砂岩、粉砂岩） 2、粘土岩类：
泥岩、页岩
3、化学岩及生物化学岩： 石灰岩、白云岩、泥灰岩
2.4 沉积岩
石灰岩
2.4 沉积岩
◈ 砾岩d >2mm
2.4 沉积岩
◈砂岩sand stone (d=2-0.05mm)
合体分布与排列的特征。
1.块状构造
2.流纹状构造
3.气孔构造
4.杏仁构造
2.3 岩浆岩
2.3.4 岩浆岩的构造
岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物颗
粒集合体分布与排列的特征。
1.块状构造
2.流纹状构造
3.气孔构造
4.杏仁构造
2.3 岩浆岩
2.3.4 岩浆岩的构造
岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物颗
粒集合体分布与排列的特征。
2.3 岩浆岩
三大类岩石的分布
分布 出露面积 （占大陆表面积%） 与变质岩合占25% 75 与岩浆岩合占25% 体积 （占地壳体积） 65 5 30
岩石
岩浆岩 沉积岩 变质岩
2.3 岩浆岩
2.3.1 岩浆岩
岩浆岩是由岩 浆冷凝固结而形成 的岩石。
1 、岩浆岩的成因： 侵入岩（深成岩、 浅成岩）、喷出岩
2.3 岩浆岩
火山活动与岩浆岩
2.3 岩浆岩
火山活动与岩浆岩
2.3 岩浆岩
2、岩浆岩的产状
• • • • • • 岩基 岩株 岩盖和岩盆 岩床 岩脉 火山锥
2.3 岩浆岩
岩浆岩产状
2.3 岩浆岩
火山熔岩形成的岩被
2.3 岩浆岩
2.3.2岩浆岩的矿物成分
按矿物颜色分： 深色矿物:黑云母、角闪石、辉石、橄榄石 浅色矿物：石英、正长石、斜长石、白云母 按SiO2含量分为：酸性、中性、基性和超基性
2.7.2 影响岩石工程地质性质因素
1.岩石的地质特征： （1）岩石的矿物成分 （2）岩石的结构 （3）岩石的构造 2.外部因素 （1）水 （2）风化程度
思考题
1、肉眼如何鉴别矿物？
2、三大类岩石各自特有的矿物、结 构和构造？ 3、岩石工程地质性质的影响因素？ 4、常见岩石的工程性质？
◈ Pumice（浮石）
2.3 岩浆岩
喷出岩
2.4 沉积岩
岩石循环圈
2.4 沉积岩
2.4.1 沉积岩的形成
1.风化、剥蚀阶段
2.搬运阶段 3.沉积阶段 4.硬结成岩阶段
2.4 沉积岩
2.4.1 沉积岩的形成
1.风化、剥蚀阶段
2.搬运阶段
3.沉积阶段 4.硬结成岩阶段
2.4 沉积岩
2.4.2 沉积岩的矿物组成
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。
1.层理构造：水平、单斜、交错层理
2.层面构造：波痕、泥裂、雨痕等
3.结核
4.生物成因构造
2.4 沉积岩
层理
2.4 沉积岩
层理
2.4 沉积岩
2.4.5 沉积岩的分类
1.沉积岩的分类
根据沉积岩的组成成分、结构和形成条件 分为：碎屑岩、粘土岩、化学岩及生物化学岩。
钻 石
水 晶 的 玻 璃 光 泽
晶簇
叶 腊 石 的 油 脂 光 泽
叶 腊 石
花好月圆
高岭石的土状光泽
4、矿物的硬度： 矿物抵抗刻划、研磨的能力。 •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. •软铅笔（1）；指甲（22.5）；小铁刀（3-5.5）； 玻璃片（5-5.5）；钢刀 （6-6.5）。
1.块状构造
2.流纹状构造
3.气孔构造
4.杏仁构造
2.3 岩浆岩
常 见 的 岩 浆 岩
2.3 岩浆岩
◈ 花岗岩
2.3 岩浆岩
◈ 流纹岩
2.3 岩浆岩
◈ 安山岩 Dacite
安山岩
Dacite
2.3 岩浆岩
◈ 玄武岩basalt
玄武岩
2.3 岩浆岩
◈ 黑曜岩Obsidian
黑曜岩
2.3 岩浆岩
2.3 岩浆岩
2.3.3 岩浆岩的结构
岩浆岩的结构是指组
成岩石的矿物的结晶程
度、晶粒大小、晶体形 状及其相互结合的方式。
1.结晶程度
全晶质结构、隐晶质
结构、玻璃质结构。
2.3 岩浆岩
2.3.3 岩浆岩的结构
2.晶粒相对大小
等粒、不等粒（斑 状、似斑状）结构
2.3 岩浆岩
2.3.3 岩浆岩的结构
2.2.2 矿物的（肉眼）鉴定
1、矿物的形态：矿物单体及同种矿物集 合体的形态
石英1
粒状的矿物
结核状
肾状
钟 乳 状
树枝状
葡萄状的赤铁矿
墨晶晶簇
鲕状赤铁矿
放射状
花瓣状 针状
葡 萄 状 的 玛 瑙
石英（紫水晶洞）
石棉
2、矿物的颜色： 深色矿物、浅色矿物。
黄 铜 矿 的 铜 黄 色
3.晶粒绝对大小
粗粒（粒径大于5mm） 中粒（粒径5~1mm） 细粒（粒径1~0.1mm）
2.3 岩浆岩
2.3.4 岩浆岩的构造
岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物颗粒集 合体分布与排列的特征。 1.块状构造 2.流纹状构造 3.气孔构造
4.杏仁构造
2.3 岩浆岩
2.3.4 岩浆岩的构造
岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物颗粒集
abcdefghijklmnop
自 然 金 的 金 黄 色
孔雀石【翠绿色】
辰砂【朱红色】
硫化汞
磁 铁 矿 的 铁 黑 色
3、矿物的光泽：
〔强弱等级〕金属、半金属、金刚和玻璃。其它如：丝 绢、油脂、蜡状、珍珠和土状。
自然金【金属光泽】
黄铁矿“愚人金”【金属光泽】
赤铁矿【半金属光泽】
金 刚 石 的 金 刚 光 泽
第二章 岩石及其工程地质性质 2.1 地球的总体特性
地球是一个不标准 的旋转椭球体。 赤道半径6378.14KM， 两极半径 为6356.779KM。 陆地面积占29.2%， 海洋占70.8%。
1.接触变质
2.区域变质
3.混合岩化作用
4.动力变质作用
2.6 变质岩
2.6.2 变质岩的矿物成分
共有矿物：石英、长石、云母、角闪石、 辉石、方解石等； 变质矿物：红柱石、绿泥石、滑石、蛇 纹石、石榴子石、石墨等。
2.6 变质岩
2.5.3 变质岩的结构
1.变余结构 2.变晶结构
滑石 1
石膏 2
方解石 3
萤石 4
夜明珠
磷灰石 5
正长石 6
石英 7
黄玉 8
刚玉 9
金刚石 10 —— 有色钻石
5、解理和断口：
解理：矿物受外力打击后，按
一定方向裂开成光滑平面的性质。 解理面、解理等级、解理组数； 断口：如矿物受外力打击后， 无固定方向的破裂并呈各种凹凸
不平的断面（如贝壳、参差状 Nhomakorabea3.碎裂结构
2.6 变质岩
2.6.4 变质岩的构造
1.变余构造 2.变成构造：（1）板状构造；（2）千枚构
造；（3）片状构造；（4）片麻状构造；
（5）块状构造。
2.6 变质岩
◈大理岩 Marble
2.6 变质岩
◈ 石英岩Quartzite
2.7 岩石的工程地质性质 2.7.1 岩石工程性质的常用指标
2.4 沉积岩
◈ 页岩(d<0.005mm)
2.4 沉积岩
◈ 石灰岩lime stone
2.4 沉积岩
◈ 白云岩
2.4 沉积岩
砂岩
2.4 沉积岩
泥岩
2.6 变质岩
由地球内力作用促使岩石发生矿物成分
及结构构造变化的作用称为变质作用。
由变质作用形成的岩石称为变质岩。
2.6 变质岩
2.6.1 变质作用的因素及类型
2.2 造岩矿物
岩石(rock)是在地质作用下产生的由 一种或多种矿物以一定规律组成的自然集 合体。岩石按成因分为：岩浆岩(igneous rock )、沉积岩(sedimentary rock)、变 质岩(Metamorphic rock)三大类。
2.2.1 矿物定义
具有一定化学成分和物理性质的自然 单质和化合物。是组成岩石的基本单位。
1.碎屑物质 2.粘土物质 3.化学沉积物质 4.有机质及生物残骸
2.4 沉积岩
2.4.3 沉积岩的结构
沉积岩的结构是指沉积岩的组成物质、
颗粒大小、形状及结晶程度。
1.碎屑结构：砾状、砂质、粉砂质结构 2.泥质结构 3.结晶结构 4.生物结构
2.4 沉积岩
2.4 沉积岩
2.4.4 沉积岩的构造
等）。解理和断口互为消长。
云母的极完全解理
璞 玉 的 贝 壳 状 断 口
燧 石 的 贝 壳 状 断 口
燧石为玉髓的隐晶结构
黄 铁 矿
墨 绿 色 樱红色
赤 铁 矿
其它：条痕、透明度、密度、弹性、挠性， 如滑石的滑腻感、方解石遇盐酸起泡，石墨染手、 磁性等。
2.3 岩浆岩
三 大 类 岩 石 的 分 布
1.岩石的物理性质：
重度、孔隙性
2.岩石的水理性质：
吸水性、透水性、溶解性、软化性、抗冻性
2.7 岩石的工程地质性质
3.岩石的力学性质：
（1）岩石的坚硬程度：硬质岩石、软质岩石
（2）岩石的变形：弹性模量、变形模量和泊松比
（3）岩石的强度：抗剪断强度、抗剪强度、抗切强
度、抗拉强度
2.7 岩石的工程地质性质
2.4 沉积岩
2.5.6 常见的沉积岩
1、碎屑岩类： 火山碎屑岩、沉积碎屑岩（砾岩及角砾岩、 砂岩、粉砂岩） 2、粘土岩类：
泥岩、页岩
3、化学岩及生物化学岩： 石灰岩、白云岩、泥灰岩
2.4 沉积岩
石灰岩
2.4 沉积岩
◈ 砾岩d >2mm
2.4 沉积岩
◈砂岩sand stone (d=2-0.05mm)
合体分布与排列的特征。
1.块状构造
2.流纹状构造
3.气孔构造
4.杏仁构造
2.3 岩浆岩
2.3.4 岩浆岩的构造
岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物颗
粒集合体分布与排列的特征。
1.块状构造
2.流纹状构造
3.气孔构造
4.杏仁构造
2.3 岩浆岩
2.3.4 岩浆岩的构造
岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物颗
粒集合体分布与排列的特征。
2.3 岩浆岩
三大类岩石的分布
分布 出露面积 （占大陆表面积%） 与变质岩合占25% 75 与岩浆岩合占25% 体积 （占地壳体积） 65 5 30
岩石
岩浆岩 沉积岩 变质岩
2.3 岩浆岩
2.3.1 岩浆岩
岩浆岩是由岩 浆冷凝固结而形成 的岩石。
1 、岩浆岩的成因： 侵入岩（深成岩、 浅成岩）、喷出岩
2.3 岩浆岩
火山活动与岩浆岩
2.3 岩浆岩
火山活动与岩浆岩
2.3 岩浆岩
2、岩浆岩的产状
• • • • • • 岩基 岩株 岩盖和岩盆 岩床 岩脉 火山锥
2.3 岩浆岩
岩浆岩产状
2.3 岩浆岩
火山熔岩形成的岩被
2.3 岩浆岩
2.3.2岩浆岩的矿物成分
按矿物颜色分： 深色矿物:黑云母、角闪石、辉石、橄榄石 浅色矿物：石英、正长石、斜长石、白云母 按SiO2含量分为：酸性、中性、基性和超基性
2.7.2 影响岩石工程地质性质因素
1.岩石的地质特征： （1）岩石的矿物成分 （2）岩石的结构 （3）岩石的构造 2.外部因素 （1）水 （2）风化程度
思考题
1、肉眼如何鉴别矿物？
2、三大类岩石各自特有的矿物、结 构和构造？ 3、岩石工程地质性质的影响因素？ 4、常见岩石的工程性质？
◈ Pumice（浮石）
2.3 岩浆岩
喷出岩
2.4 沉积岩
岩石循环圈
2.4 沉积岩
2.4.1 沉积岩的形成
1.风化、剥蚀阶段
2.搬运阶段 3.沉积阶段 4.硬结成岩阶段
2.4 沉积岩
2.4.1 沉积岩的形成
1.风化、剥蚀阶段
2.搬运阶段
3.沉积阶段 4.硬结成岩阶段
2.4 沉积岩
2.4.2 沉积岩的矿物组成
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。
1.层理构造：水平、单斜、交错层理
2.层面构造：波痕、泥裂、雨痕等
3.结核
4.生物成因构造
2.4 沉积岩
层理
2.4 沉积岩
层理
2.4 沉积岩
2.4.5 沉积岩的分类
1.沉积岩的分类
根据沉积岩的组成成分、结构和形成条件 分为：碎屑岩、粘土岩、化学岩及生物化学岩。
钻 石
水 晶 的 玻 璃 光 泽
晶簇
叶 腊 石 的 油 脂 光 泽
叶 腊 石
花好月圆
高岭石的土状光泽
4、矿物的硬度： 矿物抵抗刻划、研磨的能力。 •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. •软铅笔（1）；指甲（22.5）；小铁刀（3-5.5）； 玻璃片（5-5.5）；钢刀 （6-6.5）。
1.块状构造
2.流纹状构造
3.气孔构造
4.杏仁构造
2.3 岩浆岩
常 见 的 岩 浆 岩
2.3 岩浆岩
◈ 花岗岩
2.3 岩浆岩
◈ 流纹岩
2.3 岩浆岩
◈ 安山岩 Dacite
安山岩
Dacite
2.3 岩浆岩
◈ 玄武岩basalt
玄武岩
2.3 岩浆岩
◈ 黑曜岩Obsidian
黑曜岩
2.3 岩浆岩
2.3 岩浆岩
2.3.3 岩浆岩的结构
岩浆岩的结构是指组
成岩石的矿物的结晶程
度、晶粒大小、晶体形 状及其相互结合的方式。
1.结晶程度
全晶质结构、隐晶质
结构、玻璃质结构。
2.3 岩浆岩
2.3.3 岩浆岩的结构
2.晶粒相对大小
等粒、不等粒（斑 状、似斑状）结构
2.3 岩浆岩
2.3.3 岩浆岩的结构
2.2.2 矿物的（肉眼）鉴定
1、矿物的形态：矿物单体及同种矿物集 合体的形态
石英1
粒状的矿物
结核状
肾状
钟 乳 状
树枝状
葡萄状的赤铁矿
墨晶晶簇
鲕状赤铁矿
放射状
花瓣状 针状
葡 萄 状 的 玛 瑙
石英（紫水晶洞）
石棉
2、矿物的颜色： 深色矿物、浅色矿物。
黄 铜 矿 的 铜 黄 色
3.晶粒绝对大小
粗粒（粒径大于5mm） 中粒（粒径5~1mm） 细粒（粒径1~0.1mm）
2.3 岩浆岩
2.3.4 岩浆岩的构造
岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物颗粒集 合体分布与排列的特征。 1.块状构造 2.流纹状构造 3.气孔构造
4.杏仁构造
2.3 岩浆岩
2.3.4 岩浆岩的构造
岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物颗粒集
abcdefghijklmnop
自 然 金 的 金 黄 色
孔雀石【翠绿色】
辰砂【朱红色】
硫化汞
磁 铁 矿 的 铁 黑 色
3、矿物的光泽：
〔强弱等级〕金属、半金属、金刚和玻璃。其它如：丝 绢、油脂、蜡状、珍珠和土状。
自然金【金属光泽】
黄铁矿“愚人金”【金属光泽】
赤铁矿【半金属光泽】
金 刚 石 的 金 刚 光 泽
第二章 岩石及其工程地质性质 2.1 地球的总体特性
地球是一个不标准 的旋转椭球体。 赤道半径6378.14KM， 两极半径 为6356.779KM。 陆地面积占29.2%， 海洋占70.8%。