《第2章岩石的成因类型及其工程地质特征(第一讲)ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章岩石的成因类型及其工程地质特征(第一讲)ppt课件.ppt（83页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第2章 岩石的成因类型及其工 程地质特征,冯晓新道桥工程系,序言 2.1主要造岩矿物 2.2岩石 2.3地质年代及其特征,本章节目录,序 言,一、地球的圈层构造,地壳：地球的固体外壳。大陆上厚的70公里，海洋里薄的仅10公里，平均厚度在33km左右。地幔：中间构造层，富含铁镁的硅酸盐物质。地核：主要化学成分是铁，镍，所以又称铁镍核心。,内圈层,序 言,地壳(crust)：由固体岩石构成,平均厚度16km,分硅铝层(花岗岩层)和硅镁层(玄武岩层)。地幔(mantle)：上地幔是熔融状态物质,可能是岩浆的发源地；下地幔主要是由铁镁氧化物和硫化物组成。地核(core)：由比重较大的铁镍合金组成，平均
2、密度大于10g/cm3。外核是液态的,内核是固态。地壳运动主要起因于地幔物质的对流。,序 言,一、地球的圈层构造,外圈层,序 言,大气圈(atmosphere)：是地球以外的空间,它提供生物需要的CO2和O2,对地貌形态变化起着极大的影响。水圈(hydrosphere)：由大气圈的水蒸气凝结成降雨形成海洋和湖泊沼泽及地下水。水与地表岩石相互作用，作为最活跃的地质营力促进各种地质现象的发育。生物圈(biosphere)：渗透在水圈、大气圈下层和地壳表层的范围之中，对于改变地球的形态起着重要的作用。,序 言,二、地质作用,由自然动力引起地壳的物质组成、内部结构和地表形态发生变化和发展的作用称为地质
3、作用。按动力来源分为：内力地质作用(endogenic geological process)外力地质作用(exogenic geological process),序 言,1.内力地质作用：,由地球内部的能源（旋转能、重力能、辐射热能）引起。,序 言,地壳运动：水平和升降运动。,岩浆作用：,岩浆形成、运动、演化、冷凝。,侵入作用 侵入岩：深成岩、浅成岩火山作用 喷出岩,序 言,序 言,变质作用,在高温、高压并有化学物质参与下，岩石发生成分、结构构造的变化。,序 言,地震作用,地内机械能突然释放，以弹性波的形式传播到地表引起猛烈冲击,序 言,各种内力地质作用是相互关连的,构造运动形成断裂，引起
4、地震，并为岩浆活动创造通道。构造运动和岩浆活动引起变质作用。地壳运动在内力地质作用中起主导地位。,序 言,2.外力地质作用,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。,序 言,河流的侵蚀；地下水的潜蚀；风的吹蚀；冰川的刨蚀；湖泊海洋的冲蚀等。,外力地质作用的营力：,序 言,河流的侵蚀,序 言,地下水的潜蚀,潜蚀作用增强,与溶洞溶隙接 触部位的土粒被逐渐带入溶洞而引起地面塌陷变形。,序 言,风的吹蚀,冰川的刨蚀,序 言,冰斗是山地冰川重要的冰蚀地貌之一一般形成于雪线附近它是由冰川侵蚀作用形成的具三面陡壁的围椅状洼地,出口处为一岩槛在冰川的冰劈、刨蚀、磨蚀及
5、重力崩塌共同作用下洼地不断加深，后壁及两侧不断后退，变陡原来的洼地就不断扩大形成冰斗,湖泊海洋的冲蚀,序 言,一般按风化剥蚀搬运沉积硬结成岩的程序进行：,风化作用：在地表环境下，由于大气、水、生物等作用，岩石在原地分解和破坏。,剥蚀作用：各种地质营力，在运动过程中对地表岩石产生破坏，并把破碎分解了的产物剥离原地。,序 言,搬运作用：拖曳搬运悬浮搬运溶解搬运,沉积作用：机械沉积化学沉积生物化学沉积,序 言,成岩作用：压实胶结重结晶,序 言,外力地质作用主要影响因素是：气候和地形。,序 言,序 言,潮湿气候区：河流、湖泊、地下水发育，风化彻底。如东南沿海。干旱气候区：暴雨，风力强，咸水湖。如西北高
6、原。冰冻气候区：气温低，蒸发量小，生物稀少，冰川盘踞。如两极和高山地区。,序 言,大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。,序 言,内力和外力地质作用的关系：,内力地质作用决定地表的基本形态和内部构造地表形态的塑造者。外力地质作用破坏和重塑地表形态 地表形态的雕刻者。地壳上升时，遭受剥蚀。地壳下降时，接受沉积。,序 言,2.1主要造岩矿物,造岩矿物：固体，无机元素或元素化合物,岩石：岩浆岩、沉积岩和变质岩,岩石圈,2.1主要造岩矿物,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
7、(sedimentary rock)、变质岩(Metamorphic rock)三大类。,sio2,含Fe元素的sio2,2.1主要造岩矿物,2.1.1 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或 化合物。构成岩石的矿物，称为造岩矿物，其绝大部分是结晶质。,结晶质：组成矿物的元素质点在矿物内部按一定的规律排列，形成稳定的结晶格子构造，生成具有一定几何外形的晶体。,2.1主要造岩矿物,2.1.1 矿物的基本概念,2.1主要造岩矿物,2.1.1 矿物的基本概念,矿物的外形特征和许多物理性质，都是矿物的化学成分和内部构造的反映。,2.1主要造岩矿物,2.1.2 矿物的
8、形态特征,非晶质（组成矿物的质点为无序排列）：火山玻璃，蛋白石，玛瑙等，无固定几何外形（晶质前面已讲述）,晶形单体：针状、柱状、片状、板状、立方体、菱面体集合体：晶簇、纤维状、粒状、钟乳状、鲕状、土状、块状,2.1主要造岩矿物,晶簇：指在同一基座上生长出许多同类矿物的晶体群，如石英晶簇，方解石晶簇等。,白水晶石英晶簇,2.1.2 矿物的形态特征,2.1主要造岩矿物,方解石是一种碳酸钙矿物，天然碳酸钙中最常见的就是它。（上图为柱状方解石）,2.1.2 矿物的形态特征,2.1主要造岩矿物,纤维状：由许多针状、柱状或毛发状的同种单体矿物，平行排列成纤维状。如石棉、纤维石膏等。,纤维石膏,2.1.2
9、矿物的形态特征,2.1主要造岩矿物,粒状：大小相近，不按一定规律排列的晶体，聚合在一起形成粒状集合体。如橄榄石。,2.1.2 矿物的形态特征,2.1主要造岩矿物,钟乳状：指钙质溶液或胶体在岩石的的孔洞或裂隙中，因水分蒸发，从同一基底向外逐层生长而成的圆锥形或圆柱形矿物集合体。这种矿物集合体最常见于石灰岩溶洞中，如由洞顶向下生长而形成下垂的钟乳体，称为石钟乳；由下向上逐渐生长的称为石笋；石钟乳和石笋相互连接时，就形成了石柱。,2.1.2 矿物的形态特征,2.1主要造岩矿物,鲕状：胶体物质围绕着某质点凝聚而成一个结核，一个个细小的结核聚合成集合体，形似鱼卵，故称鲕状。如赤铁矿。,2.1.2 矿物的
10、形态特征,2.1主要造岩矿物,土状：单体矿物已看不清楚，常呈疏松粉末状，由此类矿物聚集而成的集合体称为土状集合体，如高岭石。,2.1.2 矿物的形态特征,2.1主要造岩矿物,块状：细小的矿物颗粒紧密集合在一起，无一定的排列形式，形成块状集合体。如蛋白石，块状石英等。,块状石英,蛋白石,2.1.2 矿物的形态特征,2.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,矿物的物理性质，包括矿物的颜色、条痕、光泽、硬度、解理、断口等，其决定于矿物的化学成分和内部构造，是鉴别矿物的重要依据。,自色：矿物固有的颜色，颜色比较固定深色矿物：含铁、锰多的矿物灰绿、褐绿、黑绿、黑色。如：黑云母（黑色）、角闪石（绿黑
11、色、黑色）、辉石（黑绿色、黑色）、橄榄石（浅黄绿、橄榄绿色）浅色矿物：含硅、铝、钙多的矿物白色、灰白、淡红、淡黄。如：石英（乳白、无色）、斜长石（灰白色）、方解石（白色、无色）他色：矿物混入某些杂质所引起的，与矿物的本身性质无关如：石英，含铁后呈现紫色、含碳后呈现黑色。方解石，因杂质渗入而常呈白、黄、浅红、绿、蓝等色假色：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（解理面的彩虹）、斑铜矿（表面班驳的蓝色、紫色）,1.矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的,2.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,由于他色不固定，不能用他色来鉴定矿物,2.1主要造岩矿物,2
12、.1.3 矿物的物理性质,2、条痕（streak）,条痕：是矿物的粉末颜色，避免了他色和假色的干扰更稳定范围：透明矿物的粉末多因为反射而呈现白色，鉴定意义不大；因此常用于鉴定不透明物质方法：将矿物在白色无釉瓷板划擦所留下的粉末颜色,矿物颜色与条痕不一定相同如：黄铁矿黄色，条痕为黑色。赤铁矿赤红、铁黑、钢灰，条痕为樱红色。,2.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,3、光泽（luster）,矿物的光泽是矿物表面的反射率的表现。,（1）金属光泽：反射很强，类似镀铬的金属平滑表面的反光。如黄铁矿、方铅矿（2）半金属光泽：反射强，如同一般金属的反光，如磁铁矿的光泽。,（3）造岩矿物绝大部分属于非
13、金属光泽。由于矿物表面的性质或矿物集合体的集合方式不同，又会反映出各种不同特征的光泽。,2.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,（1）玻璃光泽 反光如镜，如长石、方解石解理面上呈现的光泽。,2.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,（2）珍珠光泽 光线在解理面间发生多次折射和内反射，在解理面上所呈现的像珍珠一样的光泽，如云母等。,中国青海省小荣旦的透石膏(Selenite)的标本照片。无色，略带黄。条痕：白色。光泽：玻璃光泽，解理面珍珠光泽。透明。解理：010极完全解理，100、011中等。硬度：1.5-2。比重：2.3。其它：解理薄片有挠性，性脆，遇酸不起泡。,2.1主要造岩矿
14、物,2.1.3 矿物的物理性质,（3）丝绢光泽 纤维状或细鳞片状矿物，由于光的反射互相干扰，形成丝绢般的光泽，如纤维石膏和绢云母等。,纤维石膏,具有丝绢光泽,2.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,（4）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。,带光细料黄玉鸡油黄呈油脂光泽,2.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,（5）蜡状光泽 像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。,蛇纹石,带光细料戈壁粉玉呈蜡状光泽,2.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,（6）土状光泽 矿物表面暗淡如土，如高岭石等疏松细粒块体矿物表面所呈现的光泽。,2
15、.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,国际摩氏硬度计以常见的10种矿物作为标准,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。鉴别矿物硬度的方法摩氏硬度计（相对硬度）。,4.矿物的物理性质硬度（hardness）,2.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,指甲刻画石膏晶体表面测定其硬度，可知约为22.5,常用指甲（22.5)、铁刀刃(33.5)、玻璃(55.5)、钢刀刃(66.5)来鉴别矿物的硬度,矿物硬度确定：根据两种矿物对刻时相互是否刻伤的情况而定,2.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,5、解理（cleavage）、断口（fracture）,云
16、母的一组完全平行解理,石盐的三组近直交解理,矿物受打击后，能沿着一定方向裂开成光滑平面的性质，称解理，裂开的光滑平面成为解理面，解理面一般平行于晶体格架中质点最紧密、联结力最强的面，因为垂直这种面的联结力最弱，晶粒易于平行此面破裂。不具方向性的不规则破裂面，称断口解理的完全程度和断口是互相消长的，解理完全时不显断口,如不具解理的石英，则只呈现贝壳状的断口。,2.1主要造岩矿物,2.1.3 矿物的物理性质,2.1主要造岩矿物,2.1.4 常见的主要造岩矿物,方解石,方铅矿,橄榄石,辉石,角闪石,斜长石,正长石,石 英,云 母,黄铜矿,2.1主要造岩矿物,2.1.4 常见的主要造岩矿物,赤铁矿,褐
17、铁矿,磁铁矿,白云石,高岭土,红柱石,抓住主要特征 综合考虑颜色、晶形、光泽、解理、硬度 考虑矿物生成条件及共生矿物工具：小钢刀、放大镜、稀盐酸等。,2.1主要造岩矿物,2.1.4 常见的主要造岩矿物,地球内部的圈层结构造岩矿物的形态及主要物理性质12种左右主要的造岩矿物,本小节结束,自色矿物本身固有的颜色,他色矿物含有杂质的颜色。如石英,冰洲石无色、透明无裂痕的完好方解石,假色物理原因所引起的颜色,角闪石,辉石,橄榄石,黑云母,深色矿物,石英,斜长石,方解石,浅色矿物,方解石：因杂质渗入而常呈白、黄、浅红、绿、蓝等色。,石英：含锰后呈现紫色、含碳后呈现黑色。,黄铁矿,金属光泽,闪锌矿,半金属光泽,方铅矿,玻璃光泽,斜长石,方解石,丝绢光泽,石膏,云母,珍珠光泽,油脂光泽,石英,滑石,蜡状光泽,土样光泽,高岭石,斑铜矿表面带有班驳的蓝色和紫色,假色,
