岩石的成因类型及其工程地质特征.ppt
第 2 章岩石的成因类型及其工程地质特征,南京工程高等职业学校地质工程系 李方,序言,地球 是宇宙间沿着近似圆形的轨道绕太阳公转的一个行星。根据现有资料知道：地球的赤道半径（a）为6378.4km，两极半径（b）为6365.9km。地球的扁平率为1/297,地球的内部构造：是由化学成分、密度、压力、温度等不同的圈层所组成，具有同心圆状的圈层构造。依各圈层的特点可分为：地壳、地幔、地核（如图1-1）。,地壳：地球的固体外壳叫做地壳。厚度：大陆上厚的70多km，海洋里薄的仅10多km，平均厚度在33km左右。化学组成：组成地壳的化学成分有100多种，其中含量最多的是如表所列几种：硅铝主要分布在地壳上部，即为硅铝层，其厚度不一，大陆上厚，海洋底薄，太平洋底大部缺失。硅镁成分主要分布在地壳下部，即为硅镁层，其中铁的成分有所增加，铝的成分有所减少。,地幔：处于地壳和地核中间，也称中间层或过渡层，根据化学成分的不同分两层：地幔上层-化学成分主要是硅氧，其中铁、镁、钙显著增加，硅铝的成分有所减少，也称橄榄层。地幔下层-主要是金属氧化物和硫化物组成。地核:主要化学成分是铁、镍，所以又称铁镍核心,2.1 主要造岩矿物,矿物的基本概念矿物的物理力学性质常见的造岩矿物,矿物的基本概念,矿物:存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物，称为矿物。造岩矿物:构成岩石的矿物，称为造岩矿物。结晶质:组成矿物的元素质点（离子、原子或分子），在矿物内部按一定的规律排列，形成稳定的结晶格子构造，在生长过程中如条件适宜，能生成具有一定几何外形的晶体。次生矿物: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，形成新的矿物称为次生矿物。,矿物的物理力学性质,矿物的物理力学性质，决定于矿物的化学成分和内部构造。由于不同矿物的化学成分或内部构造不同，因而反映出不同的物理力学性质。所以，矿物的物理力学性质，是鉴别矿物的重要依据。,（一）光学性质 1颜色 矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的。按成色原因，有自色、他色、假色之分。自色：是矿物固有的颜色，颜色比较固定。一般来说，含铁，锰多的矿物，如黑云母、普通角闪石、普通辉石等，颜色较深；含硅、铝、钙等成分多的矿物，如石英、长石、方解石等，颜色较浅。,他色：是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿物的本身性质无关。他色不固定，对鉴定矿物没有很大意义。假色：是由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折射、散射所引起的。如方解石解理面上常出现的虹彩；斑铜矿表面常出现斑驳的蓝色和紫色。,2光泽 矿物表面呈现的光亮程度，称为光泽。它是矿物表面的反射率的表现。按其反射强弱程度，分金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。造岩矿物绝大部分属于非金属光泽。玻璃光泽：反光如镜，如长石、方解石解理面上呈现的光泽。珍珠光泽：象珍珠一样的光泽，如云母等。丝绢光泽：纤维状或细鳞片状矿物，形成丝绢般的光泽，如纤维石膏和绢云母等。油脂光泽：矿物表面不平，致使光线散射，如石英断口上呈现的光泽。蜡状光泽：石蜡表面呈现的光泽，如蛇纹石、滑石等致密块体矿物表面的光泽。土状光泽：矿物表面暗淡如土，如高岭石等松细粒块体矿物表面所呈现的光泽。,3条痕 矿物在无釉瓷板上摩擦时所留下的粉末痕迹，它是指矿物粉末的颜色。对不透明矿物的鉴定很重要。,（二）力学性质 1硬度 矿物抵抗外力刻划、研磨的能力，称为硬度。硬度是矿物的一个重要鉴定特征。在鉴别矿物的硬度时，是用两种矿物对刻的方法来确定矿物的相对硬度。摩氏硬度计：是硬度对比的标准，从软到硬依次由下列10种矿物组成，称为摩氏硬度计。（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,2 解理、断口 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。不具方向性的不规则破裂面，称为断口。不同的晶质矿物，由于其内部构造不同，在受力作用后开裂的难易程度、解理数目以及解理面的完全程度也有差别。根据解理出现方向的数目，有一个方向的解理，如云母等；有两个方向的解理，如长石等；有三个方向的解理，如方解石等。,据解理的完全程度，可将解理分为以下几种：极完全解理极：易裂开成薄片，解理面大而完整，平滑光亮，如云母。完全解理：沿解理方向开裂成小块，解理面平整光亮，如方解石。中等解理：既有解理面，又有断口，如正长石。不完全解理：常出现断口，解理面很难出现，如磷灰石。矿物解理的完全程度和断口是互相消长的，解理完全时则不显断口。,（三）形态特征 由于矿物的化学成分、内部排列构造不同，其外形特征也不同。1单体矿物形态：单向延长类型：晶体向一个方向发育，形成柱状、针状、纤维状。如纤维状石膏、角闪石等；双向延长类型：晶体向两个方向发育，形成板状、片状。如板状石膏、云母、重晶石等；三向延长类型：晶体向三个方向发育，形成立方体、八面体等。如黄铁矿、橄榄石。,2 集合体的形态：晶簇：在岩石空洞或裂隙中以共同的基底生长许多单晶。如石英晶簇、方解石晶簇；纤维状：由许多针状矿物或柱状矿物平行排列。如纤维石膏；粒状：大小略等，不具一定规律，聚合而成的形状。鲕状：胶体围绕一个质点凝聚而成一个结核，形似鱼卵。如鲕状赤铁矿；钟乳状：石钟乳、石笋等；土状：细小颗粒聚集体的形状。如高龄土；块状：无特征；如蛋白石等。,（四）其他性质如滑石的滑腻感，方解石遇盐酸起泡等，都可作为鉴别这种矿物的特征。,常见的造岩矿物,见P9页表矿物的鉴定方法：1.主要是运用矿物的形态以及矿物的物理性质等特征来鉴定的。一般可以先从形态着手、然后再进行光学性质、力学性质及其他性质的鉴别。2.对矿物的物理性质进行测定时，应找矿物的新鲜面，这样试验的结果才会正确，因风化面上的物理性质已改变了原来矿物的性质，不能反映真实情况。3.在使用矿物硬度计鉴定矿物硬度时，可以先用小刀（其硬度在5度左右），如果矿物的硬度大于小刀，这时再用硬度大于小刀的标准硬度矿物来刻划被测定的矿物，以便能较快的进行。4.在自然界中也有许多矿物，它们之间在形态、颜色、光泽等方面有相同之处，但一种矿物确具有它自己的特点，鉴别时应利用这个特点，即可较正确地鉴别矿物。,
