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第三章矿物和岩石的概念矿物：是地壳中的元素在各种地质作用下，由一种或几种元素结合而成的天然单质或化合物。
岩石：天然产出的由一种或多种矿物按一定规律组成的自然集合体。
造岩矿物、原生矿物、此生矿物的概念和主要类型造岩矿物：组成岩石的矿物，如正长石、斜长石，黑、白云母，辉石，角闪石，橄榄石，绿泥石，滑石，高岭石，石英，方解石，白云石，石膏，黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿等等。
原生矿物：由岩浆冷凝生成，如石英、长石、辉石、角闪石、云母、橄榄石、石榴石等。
次生矿物：由原生矿物经风化作用直接生成，如高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等；或在水溶液中析出生成，如方解石、石膏、白云石等。
矿物的物理性质形状：指矿物的外表形状。
结晶体大都呈规则的几何形状，非结晶体则呈不规则的形状。
颜色：是矿物对不同波长可见光吸收程度的不同反映。
它是指矿物新鲜外表呈现的颜色，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〔矿物固有的颜色〕、他色〔矿物混入了某些杂质所引起的，与矿物本身性质无关〕、假色〔矿物内部裂隙或外表的氧化薄膜对光的折射、散射所引起的〕之分。
条痕：是指矿物粉末的颜色，通常使用粗瓷板摩擦时留下的痕迹，它可消除假色，减弱他色，是一种鉴别不透明矿物的主要标志，适用于深色矿物。
光泽：矿物外表反射光线的能力。
根据所有矿物平滑外表反射光的强弱，分为：金属光泽〔方铅矿、不锈钢〕、半金属光泽〔磁铁矿、未磨光的铁器外表〕、非金属光泽〔石英、滑石〕；非金属光泽按矿物外表性质与矿物集合体的结合方式不同又可划分为：金刚光泽〔钻石、金刚石〕、玻璃光泽〔石英晶体外表〕、油脂光泽〔石英断口〕、珍珠光泽〔白云母薄片〕、丝绢光泽〔石棉、绢云母〕、土状光泽〔高岭石、铝土矿〕。
硬度：矿物抵抗外力刻化、研磨的能力。
摩氏硬度解理：矿物晶体在外力作用下沿一定方向发生破裂并裂成光滑平面的性质，光滑的平面称为解理面。
如受外力作用，在任意方向破裂并呈各种凹凸不平的断面，则这样的断面称为断口。
作为岩石组分的粘土矿物其含量、种类及其分布、产状等对地层伤害有着非常密切的关系。
由于粘土矿物颗粒细小（<0.01mm），比表面极大，并具有特殊的结构组成，因此它们对外来作业流体如注入水、压裂液、酸化液、压井液等的侵入极为敏感。
当与外来流体接触时，粘土矿物往往会发生膨胀、微粒运移、生成某种沉淀等从而堵塞储层油气流动的孔隙通道，造成储层渗流能力的下降，损害油气层。
因此了解粘土矿物的性质对油田开发十分重要。
通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜技术可以确定岩石中粘土矿物的含量、分布及产状等。
选取了西泉5井的部分岩石样品进行了上述测定，测定结果见表1。
表1 西泉5井区三叠系储层粘土矿物含量统计表根据X衍射和扫描电镜分析，韭菜园子组砂层以蒙皂石（包括蒙脱石和皂石两个亚族）为主，63％～98％，平均87.8％；其次为伊/蒙混层（20％～99％，平均72.76％），绿泥石（1％～55％，平均9.33％），另有高岭石（1％～12％，平均5.74％）和伊利石（2％～16％，平均6.24％）（见表1）。
对韭菜园子组敏感性的简单分析：（供参考）韭菜园子组伊/蒙混层和绿/蒙混层含量较多，伊/蒙混层和绿/蒙混层是遇水易膨胀的矿物，易发生粘土膨胀和分散造成地层伤害。
韭菜园子组绿泥石含量相对较高（平均9.33％），绿泥石是酸敏性矿物，酸化时易造成氢氧化铁胶体沉淀（酸敏）。
另外伊利石和高岭石是速敏性矿物，易造成颗粒运移堵塞地层。
粘土矿物分析在储层潜在敏感性评价中的应用一、粘土矿物类型粘土矿物(clay minerals)是粘土和粘土岩中晶体一般小于2微米，主要是含水的铝、铁和镁的层状结构硅酸盐矿物。
有的在其成分中还有某些碱金属或碱土金属存在。
粘土矿物包括高岭石族矿物、蒙皂石、蛭石、粘土级云母、伊利石、海绿石、绿泥石和膨胀绿泥石以及有关的混层结构矿物，此外还包括具过渡性的层链状结构的坡缕石（凹凸棒石）和海泡石以及非晶质的水铝英石。
最主要的造岩矿物造岩矿物是指组成岩石的矿物，大部分为硅酸盐及碳酸盐矿物。
七种最主要的造岩矿物，四种铁镁矿物（橄榄石、辉石、角闪石、云母），三种硅铝矿物（斜长石、钾长石、石英）。
第一节橄榄石类一橄榄石类矿物的分类橄榄石类矿物属斜方晶系，岛状硅酸盐，具有典型的孤立硅氧四面体结构。
三组类质同像系列：镁—铁橄榄石锰—铁橄榄石钙镁—钙铁橄榄石自然界分布最广泛的是Fo—Fa系列（镁—铁橄榄石）。
根据镁—铁含量不同，可分如下六个亚种：镁贵透铁镁铁低镁富铁铁Mg 100—90 90—70 70—50 50—30 30—10 10—0Fe 0—10 10—30 30—50 50—70 70—90 90—100二橄榄石类的光学特征橄榄石类均属于斜方晶系，晶体沿C轴呈短柱状，在集合体中多为粒状，可能有{010}{100}解理，但不完全。
偶见双晶。
颜色为黄绿色至墨绿色，随铁含量的增加而逐渐变深。
薄片中富镁的橄榄石为无色透明，富铁的呈淡黄色；橄榄石类一般呈等轴的自形半自形，为正高突起，边缘较宽，具有明显的糙面；多数情况下见不到解理；干涉色Ⅱ级至Ⅲ级；平行消光；2V大，接近90°；富镁的变种为正光性，大致在镁小于88％之后，即变为负光性；在不同的切面上，有时为正延性，有时为负延性。
橄榄石的变形以位错滑动为主，常形成波状消光，变形纹和扭折带通常显带状消光。
第二节辉石类一辉石矿物的分类按晶系可以分斜方辉石和单斜辉石两大亚类，属单链状结构的硅酸盐。
二斜方辉石亚类斜方辉石亚类是由顽火辉石（En）和斜方铁辉石（Fs）两种独立端员组分组成的连续固溶体，自然界最常见的斜方辉石为顽火辉石（En100—88，Fs0—12）和紫苏辉石（En70—50，Fs30—50）。
斜方辉石为斜方晶系，晶体呈短柱状，横切面可见两组近于正交的解理；正高突起；双折率低，干涉色级序为Ⅰ级；柱状切面为平行消光。
三单斜辉石亚类成分复杂，单斜辉石的共同特点：镜下常为无色透明或带有极浅的色调，多色性一般不显著（钛辉石和碱性辉石除外）；斜消光，Ⅱ级干涉色。
地质学与地貌学一、名词解释1.矿物：是天然形成的单质或化合物，具有一定的化学成分，绝大多数为晶质固态的无机物，稳定于一定的物理化学条件。
2.原生矿物：指在内生条件下的造岩作用和成矿作用过程中，同所形成的岩石或矿石同时期形成的矿物，其具有的化学组成和结晶构造均未改变。
3.次生矿物：在岩石或矿石形成之后，其中的矿物遭受化学变化而改造成的新生矿物，其化学组成和构造都经过改变而不同于原生矿物。
4.类质同象〔同晶置换〕：晶体中某种质点被类似质点所顶替〔置换或取代〕而能保持原有晶体构造类型，之稍微改变其晶格常数的现象。
5.造岩矿物：构成岩石主要成分的矿物。
6.粘土矿物：组成粘土岩和土壤的主要矿物。
7.斜长石：晶体属三斜晶系的架状结构硅酸盐矿物，晶形呈柱状、厚板状，常为粒状或块状；颜色多呈灰白色，有时微带浅棕、浅蓝及浅红色；硬度6～6.5；相对密度2.61～2.76；玻璃光泽；两组解理。
8.钾长石：也称正长石，属单斜晶系，通常呈肉红色、白色或灰色。
密度2.54～2.57g/cm3，比重2.56～2.59g/cm3，硬度6.具有熔点低，熔融间隔时间长，熔融粘度高等特点。
9.基性斜长石/中性斜长石/酸性斜长石：斜长石是由钠长石和钙长石所组成的混合物，二者可按任意比例混合，根据不同比例可分为酸性斜长石、中性斜长石和基性斜长石。
10.碱性长石：是富含碱金属钾、钠的长石的总称。
是钠铝硅酸盐〔NaAlSi3O8〕和钾铝硅酸盐〔KAlSi3O8〕的混合物。
11.岩石：是地壳中由地质作用形成的固态物质，是矿物或岩屑的集合体，有一定的结构、构造和变化规律。
12.岩浆：是形成与地壳深处或上地幔，以硅酸盐为主的高温熔融物质。
13.熔岩：液体喷发物。
14.岩浆作用：是指岩浆的发育运动及其固结成岩的作用。
15.侵入作用：深部岩浆向上运移，侵入周围岩石而为到达地表。
16.火山作用：岩浆喷出地表的作用称为喷出作用。
17.变质作用：地壳中的岩石，当其所处的环境变化时，岩石的成分、结构和构造等常常也会随之变化，而到达新的平衡关系的过程。
地质与地貌学试卷一、名词解释（每小题3分，共15分）1．风化壳2．地下水3．石灰岩4．断层三角面山5．洪积扇二、填空题（共15分）1．百望山的岩性主要为（）和（）；十渡峰丛地貌的岩性为（）；周口店采石场的岩性为（）。
（2分）2．黄土中多层埋藏古土壤的存在常标志着（），说明在黄土沉积的漫长时期内气候有多次（）的变化。
（1.5分）3．下列各符号为地层代号，请写出各代号的中文名称：J2（），J x（）, Q3（）,Q b（）。
（1分）4.地质作用普遍存在于自然界，有长期持续缓慢进行的，如（）、（）、（）等，有短暂而猛烈的，如（）、（）、（）等。
（2分）5．岩层产状160︒∠30︒中，160︒和30︒分别表示岩层的（）和（）。
（1分）6．岩溶发育的基本条件有（）、（）、（）、（）四个。
（2分）7．根据三角洲的形态特征和形成过程把三角洲分为以下几种类型：（）、（）、（）、（）。
（1分）8．冲积平原是指（）。
（1.5分）9．根据河流阶地的构造和形态特征，可分为（）、（）、（）三种类型。
（1.5分）10．全球地震分布具有规律性，主要集中在3个带，分别是（）、（）和（）。
（1.5分）三、选择题（前10题单选，后10题多选，共20分，）1．安山岩的矿物成分相似于（）。
A、花岗岩B、辉长岩C、橄榄岩D、闪长岩2．在下列几种岩石中：玄武岩、安山岩、花岗闪长岩、砂岩、页岩、片麻岩、石灰岩、石英岩，属于沉积岩的是（）；A、花岗闪长岩、玄武岩、页岩、B、石灰岩、页岩、砂岩C、片麻岩、花岗闪长岩D、玄武岩、安山岩、石英岩3．河漫滩形成于河流的（）A、凸岸B、凹岸A、黄土墚B、黄土塬C、黄土峁D、黄土碟5．岩溶（喀斯特）地貌出露在（）。
A、碳酸盐岩地区B、硫酸盐岩地区C、卤化物盐类地区D、以上岩性均可6．（）是表示地震对地面和建筑物的破坏程度A、烈度B、震级7．下面哪个湖属于断陷湖（），哪个属于向斜凹陷湖, 哪个属于火山口湖（）。
简答题1、地质体和岩体在概念上有哪些区别?答:(1) 岩体和地质体是同一物体在不同场合的两个名词。
(2) 就具体问题研究而言,岩体即为地质体的一部分。
(3) 岩体是工程地质学和岩体力学的专有名词。
有时将土地作为一种特殊岩体对待。
2、岩体和岩石的各自特征是什么?两者有何区别和联系?答:特征: 岩体: 不连续性、非均匀性、各向异性、有条件转化性; 岩石:是一种地质材料,是组成岩体的固相基质, 是连续、均匀、各向同性或正交各向同性的力学介质;区别联系::(1) 岩体赋存于一定地质环境之中, 地应力、地温、地下水等因素对其物理力学性质有很大影响, 而岩石试件只是为实验而加工的岩块, 已完全脱离了原有的地质环境。
(2) 岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程, 其中存在着各种地质构造面,如不整合、褶皱、断层、节理,裂隙等而岩石相对完整。
(3) 一定数量的岩石组成岩体,且岩体无特定的自然边界, 只能根据解决问题的需要来圈定范围。
(4) 岩体是地质体的一部分, 并且是由处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体, 也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组的。
3、岩体力学的一般工作程序(步骤) 和主要研究方法?答:工作程序:岩体工程地质信息采集—岩体工程地质力学模型—岩体稳定性评价—岩体工程设计—岩体工程施工—岩体性态监测; 主要研究方法: 工程地质法、测试试验法、理论研究法、综合研究法4、岩体的组成要素是什么?答:物质成分(岩石) 、结构(结构体、结构面) 、赋存环境(应力场、温度场、渗流场、其他物理场)5、从工程地质研究的角度, 简述岩石的主要造岩矿物及其基本性质?答:1 、可溶性矿物, 如岩盐、石膏、芒硝等, 在适宜条件下可溶解于水, 减少岩石的固相成分增加空隙比, 使岩石结构变松、力学性能降低、渗透性提高。
2、易风化矿物, 其稳定性取决于矿物的化学成分迁移活动性、矿物结晶特征、矿物生成条件。
