第一章 岩石 岩石在地质作用下产生的,由一种或多种矿物以一定的

第一章岩石岩石：在地质作用下产生的，由一种或多种矿物以一定的规律组成的自然集合体。

1、按所含矿物的种类分类：单矿岩：有一种矿物组成的岩石。

常见：石灰岩是由方解石组成的。

复矿岩：由两种或两种以上的矿物组成的岩石，称为复矿岩。

如：花岗岩是由正长石、石英和云母组成的。

2、按岩石的成因分类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。

即地壳组成的常见的三大岩类。

第一节造岩矿物一、矿物的概念1、（矿物是组成岩石的具有稳定物理性质和化学成分的基本单元。

）定义：具有一定的化学成分和物理性质的自然元素和化合物，称为矿物。

2、造岩矿物在岩石中常见的矿物，称为造岩矿物。

基本特点：造岩矿物多为结晶质。

（结晶质是指组成矿物的元素质点（离子、原子或分子）在矿物内按一定的规律排列，形成稳定的结晶格子结构。

）矿物的外形特性和许多物理性质，都是矿物的化学成分和内部构造的反映。

每一种矿物只是在一定的物理和化学条件下才是稳定的，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，形成次生矿物。

矿物是岩石稳定的基本组成单元，也是研究岩石生成环境和演变历史的一把重要的钥匙。

二、矿物的物理性质矿物的物理性质取决于矿物的化学成分和内部构造。

矿物的物理性质是鉴别矿物的重要依据。

（一）颜色矿物的颜色是对可见光波的吸收作用形成的；按颜色的成因可分为：自色、他色和假色。

自色：矿物自身的颜色，颜色比较固定，由色素离子引起。

颜色较深的：含锰、铁多的矿物，多呈灰绿、褐绿，黑绿以至于黑色，黑云母、普通的角闪石、普通的辉石。

含硅、铝、钙等成分较多的矿物，如石英、长石、方解石等，颜色都较浅，多呈白、灰白、淡红、淡黄等浅色。

他色：矿物中混入了某些杂质所引起的，与矿物本身的性质无关。

他色不固定，随着杂质的颜色而变化。

例如：纯净的石英是无色透明的，但是混入杂质后，会呈现紫色、玫瑰色、烟色等。

他色不固定，对于鉴别矿物没有很大的意义。

假色：是由于矿物中的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折射、散射引起的。

如方解石解理面上常出现彩虹。

（二）光泽矿物表面的光亮程度，称为光泽。

光泽是矿物表面的反射率的表现；按其强弱程度可分为：金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。

造岩矿物多呈现非金属光泽，其包括：A、玻璃光泽：反光如镜。

如长石、方解石、辉石、角闪石解理面上呈现光泽B、珍珠光泽：光线在解理面上发生多次折射和内反射，解理面上呈现象珍珠一样的光泽，如：云母、绿泥石等。

C、丝绢光泽：纤维状或细鳞片状矿物，由于反射相互干扰而形成。

如绢云母、纤维石膏。

D、油脂光泽：矿物表面不平整，使光线散射，如石英断口上的光泽。

E、蜡状光泽：如蛇纹石、滑石等致密矿物表面的光泽。

F、土状光泽：矿物表面暗淡象土一样，高岭石。

（三）硬度矿物抵抗外力刻划、研磨的能力，称为硬度。

硬度是鉴定矿物的重要特征，主要是由于化学成分和内部构造的不同造成的。

通常采用两种矿物对刻的方法来确定矿物的相对硬度，以摩氏硬度来确定矿物的硬度。

（四）解理、断口解理的定义：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。

不具有方向性的不规则破裂面，称为断口。

1根据解理面的出现方向的数目，分为：一个方向的解理：云母、石膏、滑石两个方向的解理：长石、辉石、橄榄石三个方向的解理：方解石、白云石2根据解理的完全程度极完全解理：极易裂开，解理面大而完整：云母完全解理：常沿解理方向开裂成小块，如方解石。

中等解理：既有解理面，又有断口，如长石不完全解理：常出现断口，解理面很难出现。

磷灰石、石英。

矿物的解理和断口是相互消长的，解理完全不显断口。

解理的发育对于岩石的力学性质有很大影响。

（五）条痕、（六）透明度三、常见的造岩矿物（讲解书中表1-1）注意相近矿物：1正长石、斜长石从解理的相交角度（正长石正交、斜长石斜交）。

2辉石、角闪石形状，解理的角度（辉石正交、角闪石斜交）方解石、白云石与盐酸的反映剧烈程度云母、绿泥石前者有弹性，后者有挠性第二节岩浆岩一．概述岩浆岩是组成地壳及上地幔的三大岩类之一。

出露于地表的面积达到地壳表面的25％（大部分为沉积岩）但其体积占地壳的75％以上，而且沉积岩和变质岩的大部分是经过它的变化形成的。

岩浆岩是工程中的主要的建筑材料，因此有必要掌握其特性。

1、岩浆活动（1）岩浆的概念：地壳深部或上地幔中（并不是连贯层，而仅为局部）天然产出的富有含挥发成分的高温粘稠的硅酸盐熔融体，有时还含有金属、硫化物和氧化物。

（2）岩浆的生存环境地壳底部和上地幔中（h>30km）高温大于750度，高压大于8400大气压状态。

（3）岩浆的成分、特性挥发物质（H2O、Hcl、HF、H2S、H2、N2）；金属硫化物；主要硅酸盐物质。

岩浆是熔融体，一般处于一定的热力学平衡条件下，呈准平衡状态，当由于温度、压力的改变而破坏了平衡，它就由高压处向低压处运动。

当地壳中存在裂隙等薄弱的环节时，它就在压力下沿着裂隙移动侵入地壳中或喷出地表，但其粘滞性限制了其速度。

2、岩浆岩（1）定义：岩浆岩是岩浆冷凝固化后形成的岩石。

（2）岩浆岩的产出部位和产状（岩浆岩的产出部位不同，其产状和结构、构造可能都不相同）。

侵入岩：深成岩：地表以下3km以下，岩浆上升侵入围岩，在地壳深处结晶形成的岩石。

浅成岩：地表下3km以内，地面以下较浅处形成的岩石。

喷出岩：喷出地表的熔岩凝固形成的岩石。

图1－3说明侵入岩与喷出岩的区别。

二、岩浆岩的成分岩浆岩的矿物成分是其分类和命名的依据，也是决定工程地质性质的主要因素（其矿物成分及其变化受岩浆岩的化学成分制约）。

1、岩浆岩的化学成分自然界中所有的自然元素几乎在岩浆岩中都存在，主要是O、S、Ag、A、Fe、Ca、Na、K 等，约占99.5％，多以氧化物的形式表现出来，其中最多的二氧化硅，其次三氧化二铝。

2、岩浆岩的矿物成分（1）矿物的颜色A、浅色矿物：石英、正长石、斜长石及白云母B、深色矿物：黑云母、角闪石、辉石及橄榄石。

（2）矿物在岩石中的含量主要矿物：含量大于10％的，划分岩浆岩大类的依据。

次要矿物：含量小于10％，划分岩浆岩种属的依据如花岗岩可进一步分为黑云母花岗岩、角闪石花岗岩。

（3）矿物的共生组合规律――鲍文反应系列深色矿物（结晶顺序）浅色矿物（结晶顺序）岩石种类橄榄石超基性岩辉石基性斜长石基性岩角闪石中性斜长石中性岩黑云母酸性斜长石酸性岩正长石白云母石英反映矿物的共生；矿物的抗风化性。

3、岩浆岩分类（以SiO2的含量）：比重、颜色、性质等均有所不同SiO2的含量岩石的颜色比重Fe、Mg的含量岩性>65% 浅小小酸性(以石英、正长石为主)65－52％中性（正长石、斜长石为主）52－45％基性（斜长石、辉石为主）<52% 超基性橄榄石、辉石为主一般不含硅铝矿物深大多三、岩浆岩的结构和构造（一）结构1、定义：组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的情况。

2、类型：（1）按矿物的结晶程度划分：全晶质结构：岩石全部由结晶的矿物组成。

岩浆在温度缓慢的降低的情况下形成，是侵入岩所特有的。

半晶质结构：岩石由结晶的矿物和非结晶的矿物组成，是浅成岩和部分喷出岩中可见。

非晶质结构：岩石全部由非晶质矿物组成，又称为玻璃质结构。

岩浆喷出地表迅速冷凝来不及结晶的情况下形成的，为喷出岩特有。

（2）岩石中矿物晶粒的大小A、显晶质：岩石全部由结晶较大的矿物组成。

用肉眼和放大镜可见。

B、隐晶质：结晶微小的矿物，在显微镜下可见C、玻璃质结构：由非晶质构成，均匀致密。

（3）矿物晶粒的相对大小A、等粒结构：岩石中矿物全部是显晶质，同种主要矿物的结晶颗粒大小大致相等。

（深成岩特有）分为：粗粒结构、中粒结构、细粒结构。

B、不等粒结构：主要矿物结晶颗粒的大小不同，相差悬殊。

晶形完好、颗粒粗大的称为斑晶，小的为石基。

斑状结构：石基为隐晶质或玻璃质。

浅成岩和喷出岩中可见。

似斑状结构：石基为显晶质。

这种结构为深成岩体边缘可见。

（二）构造1、定义：指矿物在岩石中排列和充填的方式所反映出来的外貌特征。

（1）块状构造：矿物在岩石中分布比较均匀，无一定的排列方向。

常见：花岗岩、闪长岩、辉长岩等侵入岩构造（2）流纹岩构造岩石中不同颜色的条纹，拉长了的气孔以及长条形矿物沿一定方向排列所形成的流动状态构造。

流纹岩的构造；反映岩浆喷出的流动状态。

（3）气孔状构造岩浆凝固，挥发的气体未能及时逸出，以至在岩石中留下许多圆形、椭圆形或长管形的孔洞。

多为玄武岩等喷出岩所具有。

（4）杏仁状构造岩石中的气孔，为后期矿物（方解石、石英）充填所形成的一种形似杏仁的构造。

在玄武岩和安山岩中可见。

四、岩浆岩的分类1、分类依据以成分（化学、矿物）为主，兼顾结构、构造及产出部分。

2、命名（1）原则：简练，明了反映岩石的特征（2）方法：A、主要矿物名称组合命名，如正长岩B、以矿物的多少顺序命名“前少后多”，如闪长岩C、颜色－特殊结构－矿物－基本名称，如辉绿岩3、主要类型表1-2第三节沉积岩一、概述（一）沉积岩的概念在地壳地表常温常压条件下，由风化产物、有机质和某些火山作用产生的物质，经搬运、沉积、和成岩等一系列地质作用形成的层状岩石。

（二）沉积岩的分布沉积岩为组成地壳的三大岩类之一，体积占地壳的5％，但出露地表的占陆地75%。

沉积岩是研究地质科学的基础，而且对其我们的工程实践有着十分重要的意义。

沉积岩是主要的建筑材料或原料。

（三）沉积岩形成过程1、沉积物的形成――母岩（岩浆岩、变质岩及原有的沉积岩）的风化、剥蚀作用阶段：（1）地表和接近地表的岩石在水、空气、温度变化、生物的作用和影响下，发生风化：物理风化：化学成分不变，岩石发生机械破碎，其产物为碎屑、矿物和部分黏土物质。

化学风化：在氧气、水及溶于水的各种酸液的作用下，使岩石氧化、水解和溶解的化学变化。

其产物为氧化物或氢氧化物。

（2）提供沉积岩的组成物质碎屑物质：碎屑岩类粘土物质：黏土岩类溶解物质：化学岩类2、风化产物的搬运和沉积阶段搬运营力有：风力、冰川、重力、流水搬运方式：机械搬运、化学搬运（胶体溶液、真溶液；某些离子的加入；分选沉积。

）、生物搬运3、沉积物的成岩阶段脱水、压缩、胶结、重结晶等一系列复杂反应至形成坚固岩石。

二、沉积岩的成分（一）沉积岩的化学成分的总体特征1、其总的化学成分与岩浆岩相似，来源于岩浆岩。

2、各类沉积岩的化学成分差异很大：化学岩：以钙、镁的氧化物为主。

砂岩以二氧化硅为主。

3、多价金属离子以高价氧化物在沉积岩中出现。

4、K、H2O、C2O的成分增加5、含有机质物质，其他岩类无。

(二)矿物（广义）成分沉积岩的矿物成分非常复杂，不同的岩类，甚至不同的亚类其成分也不同。

1、矿物成分（1）黏土矿物：高岭石、水云母、蒙脱石，具有柔水性、可塑性、膨胀性（2）化学沉积矿物：方解石、白云石、石膏、石岩等（3）有机质及生物残骸：贝壳、泥岩及其他有机质以上三种是沉积岩所特有的。