第105讲第十九章第一节 岩石的成因和分类.docx

第105讲第十九章第一节 岩石的成因和分类.docx

《第105讲第十九章第一节 岩石的成因和分类.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第105讲第十九章第一节 岩石的成因和分类.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第105讲第十九章第一节岩石的成因和分类

◆第十九章工程地质

复习指导

二、复习指导

考生在复习“工程地质”这部分内容时，应熟悉“考试大纲”的基本要求，全面理解、重点掌握基本概念、基本地质现象、基本工程地质勘察要求及试验方法。

其具体要求如下：

第一节重点掌握常见的主要造岩矿物及三大类岩石的特征及识别。

第二节主要掌握各类地质构造的特征和分类；熟记地质年代顺序。

第三节重点掌握各种地貌形态的特征及形成原因。

第四节掌握岩体结构面的类型、特征；搞清赤平极射投影的原理、作图方法及在边坡稳定中的应用。

第五节掌握地震基本概念、有关活断裂与地震的关系等：

掌握风化作用的概念、暂时性流水、河流、海、湖水、风的概念及地质作用。

掌握滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、土洞、塌陷、沙丘的概念、成因及对工程建筑的影响。

第六节掌握地下水埋藏分类，各种地下水对建筑物的影响。

第七节掌握有关岩土工程勘察分级、各种勘探方法的基本特点。

第八节掌握各种原位测试技术的基本试验原理、适用的范围和目的。

三、例题

【例19-1】下列各种岩石构造中哪项属于沉积岩类的构造：

A.流纹构造

B．杏仁构造

C．片理构造

D．层理构造

解岩石的构造是指岩石中各种矿物在空间排列及充填方式形成的外部特征。

选项A，流纹构造是岩石中不同颜色的条纹、拉长的气孔或长条形矿物，按一定方向排列形成的构造。

它反映岩浆喷出地表后流动的痕迹。

选项B，杏仁构造是某些喷出岩中的气孔构造被次生矿物如方解石、蛋白石等所充填形成的。

选项C，片理构造是在定向压力长期作用下，岩石中含有大量的片状、板状、纤维状矿物互相平行排列形成的构造。

选项D，层理构造是岩石在形成过程中，由于沉积环境的改变，引起沉积物质成分、颗粒大小、形状或颜色沿垂直方向发生变化而显示的成层现象。

答案：

D

【例19-2】如图所示，为四种结构面与边坡关系的赤平极射投影图，试分析其中下列哪个属于不稳定边坡？

（AMC为边坡的投影，1、2、3、4为结构面投影）

A．A1C

B．A2C

C．A3C

D．A4C

解从赤平极射投影图可知，四种结构面的走向与边坡走向一致，其中A3C结构面的倾

向与边坡AMC倾向相反，属于最稳定的边坡。

A2C结构面的倾向与边坡AMC倾向相同，但

结构面的投影弧位于边坡投影弧的内侧，说明结构面的倾角大于边坡坡角属于稳定边坡。

A4C与AMC的倾向和倾角大小都相同，说明边坡面就是结构面，属于稳定边坡，A1C与AMC的倾向相同，其结构面投影弧在边坡投影弧的外侧说明结构面的倾角小于AMC边坡坡角，则结构面上的岩土体易沿结构面滑动，属于不稳定边坡。

答案：

A

第一节岩石的成因和分类

一、主要造岩矿物

矿物是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。

目前已发现

的矿物约有3000多种，而在岩石中经常见到、明显影响岩石性质、对鉴定和区分岩石种类起重要作用的矿物约有30多种，这些矿物被称为主要造岩矿物。

它们是岩石的基本组成单元。

（一）矿物的物理性质

1．形态

形态是指矿物单体和矿物集合体的形态。

可分为结晶质矿物（如石盐）和非晶质矿物（如蛋白石）。

2．颜色

颜色是指矿物新鲜面显示的颜色，如黄铁矿成铜黄色。

3．矿物的条痕

条痕是指矿物粉末的颜色，如黄铁矿为黑色。

4.光泽

光泽是指矿物表面反光的能力。

按其强弱可分为金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。

造岩矿物绝大多数属于非金属光泽，如金刚光泽、玻璃光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、油脂光泽、蜡状光泽、土状光泽等。

5．硬度

硬度是指矿物抵抗外力刻划、压入或研磨等作用的能力。

一般使用摩氏硬度表示，即采用10种矿物：

滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石，从软到硬分为10个等级作为标准来测定矿物的相对硬度。

6．解理

解理是指矿物在外力作用下，沿着一定方向破裂成光滑平面的性质。

按解理产生难易程度分为极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、无解理（只有断口）。

7.断口

断口是指矿物在受外力作用后，产生的不规则断裂面。

常见的断口形态有贝壳状、参差状、锯齿状、平坦状等。

二、火成岩、沉积岩及变质岩的成因及其分类

地壳中有各种各样的岩石，按成因可分为火成岩、沉积岩及变质岩三大类。

（一）火成岩的成因及其分类

1．成因

火成岩又称岩浆岩，它是由岩浆冷凝固结后形成的岩石。

2．火成岩的分类

自然界中的火成岩种类繁多，主要根据其化学成分、矿物组成、结构和构造、形成地质环境等因素进行分类（见表19-2）。

（1）火成岩的化学成分及矿物组成

火成岩的化学成分很复杂，但对岩石矿物成分影响最大的是二氧化硅（SiO2）。

根据Si02

的含量，可将火成岩分为酸性、中性、基性及超基性岩石四种类型。

前两种类型富含Si、Al成分的矿物，后两种类型富含Fe、Mg成分的矿物。

其岩石的颜色从酸性到超基性为由浅至深。

（2）火成岩的结构和构造

①结构：

是指组成岩石的矿物颗粒大小、结晶程度、形状及它们的相互组合关系。

火成岩的结构特征是岩浆冷凝环境及岩浆成分的综合反映。

结构反映了岩石内部连接情况，直接影响岩石的工程地质性质。

按结晶程度可分为以下几种。

a．全晶质结构：

岩石全部由结晶矿物所组成，多见于深成岩和浅成岩中，如花岗岩。

b．半晶质结构：

岩石由结晶矿物和玻璃质所组成，多见于浅成岩，如闪长玢岩。

c．非晶质结构：

又称玻璃质结构，多见于喷出岩。

按结晶颗粒的绝对大小可分为显晶质与隐晶质结构。

显晶质结构又分为粗粒结构（颗粒直径大于5mm）、中粒结构（直径1～|5mm）、细粒结构

（直径小于1mm）、隐晶质结构（颗粒直径小于0.1mm）。

按结晶颗粒的相对大小可分为等粒结构、不等粒结构和斑状结构。

a．等粒结构：

岩石中的矿物颗粒大小大致相同。

b．不等粒结构：

岩石中的矿物颗粒大小不等，但粒径相差不很大。

c．斑状结构：

岩石中的两种矿物颗粒大小相差悬殊。

大晶粒矿物分布在大量细小颗粒中，大晶粒矿物称为斑晶，小颗粒称为基质。

具有斑状结构的岩石，一般抗风化能力较差。

②构造：

是指岩石中的各种矿物在空间排列、充填方式、冷凝环境中所形成的外部特征。

火成岩最常见的构造有：

块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造。

a．块状构造：

矿物在岩石中分布杂乱无章，呈致密块状，多见于深成岩和浅成岩，如花岗岩。

b．流纹状构造：

因熔岩流动，由一些不同颜色的物质形成的条纹及拉长的气泡定向排列形成的流动构造，见于喷出岩，如流纹岩。

c．气孔状构造：

岩浆凝固时挥发性的气体未能及时排除，在岩石中留下许多圆形、椭圆形或管状孔洞，见于喷出岩，如玄武岩。

d．杏仁状构造：

岩石中的气孔为后期矿物（如方解石、石英等）充填所形成的构造，见于喷出岩，如某些玄武岩。

【例19-3】与深成岩岩石相比，浅成岩岩石的：

A．颜色相对较浅

B．颜色相对较深

C．颗粒相对较粗

D．颗粒相对较细

解浅成岩由于位于地表以下较浅（小于3km），岩浆冷凝成岩过程快，致使矿物结晶不充分，颗粒较细小；深成岩浆冷却速度缓慢，使得各类矿物均匀生长，颗粒相对较粗大。

答案：

D

（二）沉积岩的成因及分类

沉积岩是地球表面分布最广的岩类，约有70%为沉积岩。

1．沉积岩的成因

沉积岩是地壳表层岩石在常温常压条件下，经过风化剥蚀、搬运、沉积和硬结成岩等一系列地质作用而形成的岩石。

【例19-4】陆地地表分布最多的岩石是：

A．岩浆岩

B．沉积岩

C．变质岩

D．石灰岩

解陆地表面由于地壳抬升，造成接受沉积的海洋底部出露，因此使得海洋沉积物固结成岩形成的沉积岩在地表分布面积大。

答案：

B

（1）沉积岩的物质组成

沉积岩主要由下面一些物质组成。

①碎屑物质，由先成岩石经物理风化作用产生的碎屑组成，如化学性质比较稳定的石英、

长石、云母及岩石的碎屑、火山灰等。

②黏土矿物，主要是一些由含铝硅酸盐矿物的岩石，经化学风化作用形成的次生矿物所组成，如高岭石、水云母等。

③化学沉积矿物，如方解石、白云石、石盐、铁锰的氧化物或氢氧化物。

④有机质及生物残核，如贝壳、泥炭等。

（2）沉积岩的结构和构造

①沉积岩的结构。

按组成物质、颗粒大小及形状等特点，沉积岩一般分为碎屑结构、泥质结构、化学结构及生物结构。

其中碎屑结构是由碎屑物质被胶结物胶结而成，其胶结物成分主要有：

硅质、铁质、泥质、钙质、石膏质。

1积岩的构造。

沉积岩最主要的构造是层理构造。

层理是由于季节气候的变化、沉积

环境的改变使沉积物在颗粒大小、形状、颜色和成分上发生变化，而显示成层的现象，称层理构造。

常见的有水平层理、单斜层理、交错层理等。

沉积岩的层理构造、层面特征和含有生物化石的特点，是区别手火成岩和变质岩的最主要的标志。

【例19-5】具有交错层理的岩石通常是：

A.砂岩

B．页岩

C．燧石条带石灰岩

D．流纹岩

解砂岩属于沉积岩，沉积岩最主要的构造是层理构造，层理构造包括水平层理、单斜层理和交错层理，它是沉积岩区别于变质岩、火成岩的最主要标志，砂岩表明沉积时动水条件剧烈，特别是在海岸潮起潮落带，易形成交错层理，故选项A正确；页岩、燧石条带石灰岩尽管也为沉积岩，但反映出明显的静水沉积特征，故选项B、C不如选项A合适；流纹岩是火成岩，不会形成交错层理，选项D错误。

答案：

A

2．沉积岩的分类

根据沉积岩的物质成分和结构构造，可将沉积岩分为碎屑岩、黏土岩、化学及生物化学岩等，见表19-3。

（三）变质岩的成因及分类

1．变质岩的成因

地壳中原来的各种岩石，由于地壳运动和岩浆活动等作用，导致物理化学条件（温度、压力、化学成分）改变，在固体状态下矿物成分、岩石结构和构造发生变化，形成的新岩石称为变质岩。

（1）变质岩形成的变质作用

变质作用主要有接触变质作用、交代变质作用、动力变质作用和区域变质作用四种类型。

①接触变质作用主要由于高温使岩石变质，又称热力变质作用。

通常是岩浆侵入，由于高温使围岩变质。

②交代变质作用是岩石与化学活泼性流体接触而产生交代作用，产生新矿物，取代原矿物，如花岗岩岩浆与石灰岩接触，由于汽化热液的接触交代作用，可以产生含Ca、Fe、Al的硅卡岩。

③动力变质作用是由于地质构造涌动产生巨大的定向压力，而温度不很高，使原岩的结构和构造发生变化，甚至产生片理构造。

④区域变质作用是在地壳地质构造和岩浆活动都很强烈的地区，由于高温、高压及化学活泼性流体的共同作用，在大范围深埋地下的岩石受到变质作用，称为区域变质作用。

其范围可达数千甚至数万平方公里，大部分变质岩属于此类。

（2）变质岩的矿物成分

变质岩的矿物成分除与火成岩或沉积岩所共有的石英、长石、云母、角闪石、方解石等之外，还具有许多新的变质矿物，如滑石、石榴子石、绿泥石、蛇纹石、硅灰石、蓝晶石、刚玉、绢云母、绿帘石、石墨等。

（3）变质岩的结构

①变晶结构：

岩石在固体状态下发生重结晶形成的结构。

这是变质岩中最为常见的结构。

②变余结构（残余结构）：

在变质过程中原岩的部分结构被保留下来称为变余结构，如变余花岗结构，变余砾状结构等。

③压碎结构：

主要是在动力变质作用下，岩石变形、破坏、变质而成的结构。

原岩碎裂成块状称碎裂结构。

若被碾成微粒状，并有一定的定向排列，则称糜棱结构。

（4）变质岩的构造

变质岩的典型构造是片理构造，可分为板状、千枚状、片状、片麻状、眼球状构造等，是区别于其他岩石的特有标志。

2．变质岩的分类

变质岩一般按变质作用类型和结构、构造特点进行分类，如表19-4。

变质岩分类表表19—4

类别

岩石名称

变质作用

结构构造

主要矿物成分

片理状岩类

板岩

千枚岩

片岩

片麻岩

区域变质

板状构造

千枚状构造

片状构造

片麻状构造

黏土矿物、石英、长石、绢云母、绿泥石等

绢云