Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｅｏｌｏｇｙ 工程地质学报 １００４—９６６５／２００７／１５（０４）－０５５９－０５
陕南公路软弱变质岩边坡变形破坏特征的研究
于德海① 彭建兵①②③
（①长安大学地质工程与测绘学院西安７１００５４）
（②西部地质资源与地质工程教育部重点实验室西安７１００５４）
（③国土资源部岩土工程开放研究实验室西安７１００５４）
摘要陕西省是软弱变质岩分布广泛的省份之一。近年来，随着工程建设数量的增多和规模的加大，软弱变质岩斜坡灾害
频繁发生，造成的损失也逐年增加。本文通过对陕南３１６国道早阳一蜀河段的实地调查，归纳了该路段软弱变质岩边坡的变
形破坏特征，总结出顺层滑动、弯曲一倾倒、楔形体滑动、溃曲破坏以及滑移一拉裂５种典型的病害模式，并对每种变形破坏模
式进行了具体的实例分析，从而为边坡成灾预警和选择经济有效的治理对策奠定基础。
关键词 陕南软弱变质岩斜坡灾害变形破坏模式
中图分类号：Ｐ６４２．２２ 文献标识码：Ａ
ＳＴＵＤＹ ｏＮ ＤＥＦｏＩ ＡＴＩｏＮ ＡＮＤ ＦＡＩＬＵＲＥ ＰＲｏＰＥＲＴＹ ｏＦ ＴＨＥ ＣＵＴ．
ＴＩＮＧ ＳＬｏＰＥ ＩＮ ＴＨＥ ＳｏＵＴＨＥＲＮ ＳＨＡＡＮＸＩ ＰＲｏＶＩＮＣＥ
ＹＵ ＤｅｈａｉＱ ＰＥＮＧ Ｊｉａｎｂｉｎｇ①②③
（①Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＧｅｏｌｏｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ，Ｃｈａｎｇ ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ａｎ ７１００５４）
（（￣Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ Ｓ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｘｉ ａｎ ７１００５４）
（￣Ｏｐｅｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆＬａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｘｉ ａｎ ７１００５４）
一、岩浆岩、沉积岩和变质岩的主要特征和类型 （1） 岩浆岩：是由地壳内部上升的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的，又称火成岩。岩浆主要来源于地幔上部的软流层，那里温度高达1300℃，压力约数千个大气压，使岩浆具有极大的活动性和能量，按其活动又分为喷出岩和侵入岩。未达到地表的岩浆冷凝而成的岩石叫侵入岩。深成侵入岩颗粒较粗。浅成侵入岩颗粒细小或大小不均。喷出岩是在岩浆喷出地表的条件下形成，温度低，冷却快，常成玻璃质、半晶质或隐晶质结构，具有气孔、流纹等构造等。岩浆岩常见的如在地壳中分布很广的中粗粒结构的侵入岩——花岗岩， 气孔构造发育，黑色致密的玄武岩，流纹构造显著的酸性喷出岩——流纹岩等。 沉积岩：是地面即成岩石在外力作用下，经过风化、搬运、沉积固结等沉积而成。 岩浆岩主要特征是：①层理构造显著；②沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石；③有的具有干裂、孔隙、结核等。常见的沉积岩有：直径大于3 毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩，由2 毫米到0.05 毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩，由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩，由方解石为其主要成分，硬度不大的石灰岩等。 岩浆岩的主要类型，可以分为以下四类： 1、超基性岩类：二氧化硅含量小于45%，多铁、镁而少钾、钠，基本上由暗色矿物组成，主要是橄榄石、辉石，二者含量可以超过70%。其次为角闪石和黑云母；不含石英，长石也很少。这类岩石最常见侵入岩是橄榄岩类，喷出岩是苦橄岩类。 2、 基性岩类：化学成分的特征是SiO2为45-53%，Al2O3可达15%，CaO可达10%；而铁镁含量约各占6%左右。岩石颜色比超基性岩浅，比重也稍小，一般在3左右。侵入岩很致密，喷出岩常具有气孔状和杏仁状构造。。在矿物成分上，铁镁矿物约占40%，而且以辉石为主，其次是橄榄石、角闪石和黑云母。基性岩和超基性岩的另一个区别是出现了大量斜长石。这类岩石的侵入岩是辉长岩，分布较少；而喷出岩-玄武岩，却有大面积分布。 3、 中性岩类：化学成分特征是SiO2为53-65%，铁、镁、钙比基性岩低，Al2O3 16-17%，比基性岩略高，而Na2O+K2O可达5%，比基性岩明显增多。中性岩类岩石颜色较浅，多呈浅灰色，比重比基性岩要小。主要矿物为角闪石与长石，兼有少量石英、辉石、黑云母等。代表性岩石为闪长石、安山岩、正长岩与粗面岩。 4、酸性岩类：这类岩石的SiO2含量最高，一般超过66%，K2O+Na2O平均在6-8%之间，铁、钙含量不高。矿物成分的特点是浅色矿物大量出现，主要是石英、碱性长石和酸性斜长石，还有云母。暗色矿物含量很少，大约只占10%。代表性岩石为花岗岩与流纹岩。 二、沉积岩，又称为水成岩，是由成层堆积于陆地或海洋中的碎屑、胶体和有机物等疏松沉积物团结而成的岩石。同时也是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一（另外两种是岩浆岩和变质岩）。在地球地表，有70%的岩石是沉积岩，但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算，沉积岩只占 5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产，占全部世界矿产蕴藏量的80% （2）沉积岩的主要特征： ①层理构造显著，富含次生矿物、有机质；②沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石，即是生物化石；③具有碎屑结构于非碎屑结构之分，有的具有干裂、孔隙、结核等。通常情况下沉积岩由岩石碎屑、矿物碎屑、火山碎屑及生物碎屑等构成，其中包括砾、砂、粉砂和泥等不同粒级的物质。各粒级沉积物使沉积岩具有砾状结构、砂状结构、粉状结构或泥状结构。④沉积岩层面呈波状起伏，或残留波痕、雨痕、干裂、槽模、沟模等印模，或层内出现锯齿状缝合线或结核，均属沉积岩的原生构造特征。 沉积岩的主要类型：1、碎屑岩类主要指母岩风化碎屑经搬运再堆积后胶结而成的岩石，包括①砾岩与角砾岩；②砂岩在沉积岩中分布仅次于黏土岩。它是由粒度在2～0.1毫米范围内的碎屑物质组成的岩石。在砂岩中，砂含量通常大于50%，其余是基质和胶结物。碎
岩浆岩、沉积岩、变质岩的主要特征、类型及转化
试述岩浆岩、沉积岩、变质岩的主要特征与类型，简述三大岩石的相互转化过程
一、(一)岩浆岩
主要特征:
1.气孔状构造:岩石在温度、压力骤然降低的条件下，造成溶解在岩浆中的挥发份以气体形式大量逸出，形成气孔状构造。
2.与周围的岩石之间都有明显的界限
3.冷凝特征: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。
类型:
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。
1.超基性岩大类:钙碱性系列的岩石是橄榄岩-苦橄岩类;偏碱性的岩石是含金刚石的金伯利岩;过碱性岩石为霓霞岩-霞石岩类和碳酸岩类。
2.基性岩大类:钙碱性系列的岩石是辉长岩-玄武岩类;相应的碱性岩类是碱性辉长岩和碱性玄武岩。
3.中性岩大类:钙碱性系列为闪长岩-安山岩类;碱性系列为正长岩-粗面岩类;过碱性岩石为霞石正长岩-响岩类。
4.酸性岩类:主要为钙碱性系列的花岗岩-流纹岩类。
(二)沉积岩
主要特征:
1.层理构造显著，富含次生矿物、有机质;
2.沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石，即是生物化石; 3.具有碎屑结构于非碎屑结构之分，有的具有干裂、孔隙、结核等。通常情况下沉积岩由岩石碎屑、矿物碎屑、火山碎屑及生物碎屑等构成，其中包括砾、砂、粉砂和泥等不同粒级的物质。各粒级沉积物使沉积岩具有砾状结构、砂状结构、粉状结构或泥状结构;
4.沉积岩层面呈波状起伏，或残留波痕、雨痕、干裂、槽模、沟模等印模，或层内出现锯齿状缝合线或结核，均属沉积岩的原生构造特征。
类型:
1.火山碎石岩类:火山碎屑岩是火山剧烈爆发中产生的还是碎屑堆积物经压实、固结以后形成的岩石。包括:?砾岩与角砾岩;?砂岩在沉积岩中分布仅次于黏土岩。?粉砂岩，以石英为主，常含较多的白云母，钾长石和酸性斜长石含量较少，岩屑极少见到。黏土基质含量较高。
（一）变质岩的基本特征
1、变质岩的矿物
变质岩既然是由火成岩或沉积岩等岩石变化而来的，那么其矿物成分一方面保留有原岩成分，另一方面也出现了一些新的矿物。如火成岩中的石英、钾长石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石及辉石等，由于本身是在高温、高压条件下形成的，所以在变质作用下依然保存。在常温常压下形成于沉积岩中的特有矿物，特别是岩盐类矿物，除碳酸盐矿物（方解石、白云石）外，一般很难保存在变质岩中。
变质岩除了保存着上述火成岩和沉积岩中的共有继承矿物外，变质岩中还有它特有的矿物，如石榴石、红柱石、兰晶石、矽线石、硅灰石、石墨、金云母、透闪石、阳起石、透辉石、蛇纹石、绿泥石、绿帘石、滑石等。
2、变质岩的常见结构
变质岩的结构是指组成矿物的粒度、形态和它们之间的关系，常见类型如下：
变余结构 指变质岩中保留了原岩结构的一种结构。如变余砾状结构、变余砂状结构、变余斑状结构等。常见于变质较浅的岩石中，可借此了解原岩性质。
变晶结构 是指在变质作用过程中由重结晶作用所形成的结构。是变质岩中最重要的一种结构类型。按矿物颗粒大小可划分为：
粗粒变晶结构 粒径＞3
中粒变晶结构 粒径3～1 细粒变晶结构 粒径＜1
如果按矿物的形态和颗粒的相对大小可分为：
粒状变晶结构 岩石主要由粒状矿物（如石英、方解石等）组成，无明显的定向排列，如大理岩、石英岩等。
纤状变晶结构 岩石主要由针状、柱状矿物组成，有些呈放射状、束状，常具定向排列，如角闪片岩、阳起石片岩。
鳞片变晶结构 岩石主要由片状矿物（云母、绿泥石）组成，而且呈平行排列，如云母片岩。
斑状变晶结构 岩石中主要由于矿物结晶能力的差异和颗粒大小的不同而形成的结构，其中结晶能力强的矿物形成了较大的变斑晶，如兰晶石片岩或石榴石片岩中的兰晶石、石榴石。
3、变质岩中的常见构造
变质岩的构造系指各种矿物的空间分布和排列特点。按其成因可分为三类：
变成构造 主要是指变质作用过程中已形成的构造。这类构造是变质岩中最重要的。常见者有：
