第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件

第二章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征第二章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征一、地球的圈層構(gòu)造

地殼地幔地核地球的內(nèi)圈層:上地幔下地幔外核內(nèi)核康拉德界面一、地球的圈層構(gòu)造

地殼地幔地核地球的內(nèi)圈層:上地幔下地幔外1.地球的內(nèi)圈層1.地球的內(nèi)圈層地殼(crust)：由固體巖石構(gòu)成,平均厚度16km,分硅鋁層(花崗巖層)和硅鎂層(玄武巖層)。地幔(mantle)：上地幔是熔融狀態(tài)物質(zhì),可能是巖漿的發(fā)源地；下地幔主要是由鐵鎂氧化物和硫化物組成。地核(core)：由比重較大的鐵鎳合金組成，平均密度大于10g/cm3。外核是液態(tài)的,內(nèi)核是固態(tài)。地殼運(yùn)動(dòng)主要起因于地幔物質(zhì)的對(duì)流。地殼(crust)：由固體巖石構(gòu)成,平均厚度16km2.地球的外圈層2.地球的外圈層大氣圈(atmosphere)：是地球以外的空間,它提供生物需要的CO2和O2,對(duì)地貌形態(tài)變化起著極大的影響。水圈(hydrosphere)：由大氣圈的水蒸氣凝結(jié)成降雨形成海洋和湖泊沼澤及地下水。水與地表巖石相互作用，作為最活躍的地質(zhì)營(yíng)力促進(jìn)各種地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育。生物圈(biosphere)：滲透在水圈、大氣圈下層和地殼表層的范圍之中，對(duì)于改變地球的形態(tài)起著重要的作用。大氣圈(atmosphere)：是地球以外的空間,它提供生物二、地質(zhì)作用(Geologicalprocess）由自然動(dòng)力引起地殼的物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)發(fā)生變化和發(fā)展的作用稱(chēng)為地質(zhì)作用。按動(dòng)力來(lái)源分為：內(nèi)力地質(zhì)作用(endogenicgeologicalprocess)外力地質(zhì)作用(exogenicgeologicalprocess)二、地質(zhì)作用(Geologicalprocess）由自然動(dòng)1.內(nèi)力地質(zhì)作用：由地球內(nèi)部的能源（旋轉(zhuǎn)能、重力能、輻射熱能）引起。1.內(nèi)力地質(zhì)作用：由地球內(nèi)部的能源（旋轉(zhuǎn)能、重力能、輻射熱地殼運(yùn)動(dòng)：水平和升降運(yùn)動(dòng)。地殼運(yùn)動(dòng)：水平和升降運(yùn)動(dòng)。巖漿作用：巖漿形成、運(yùn)動(dòng)、演化、冷凝。侵入作用侵入巖：深成巖、淺成巖火山作用噴出巖巖漿作用：巖漿形成、運(yùn)動(dòng)、演化、冷凝。侵入作用侵入巖變質(zhì)作用在高溫、高壓并有化學(xué)物質(zhì)參與下，巖石發(fā)生成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化變質(zhì)作用在高溫、高壓并有化學(xué)物質(zhì)參與下，巖石發(fā)生成分、結(jié)地震作用地內(nèi)機(jī)械能突然釋放，以彈性波的形式傳播到地表引起猛烈沖擊地震作用地內(nèi)機(jī)械能突然釋放，以彈性波的形式傳播到地表引起各種內(nèi)力地質(zhì)作用是相互關(guān)連的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成斷裂，引起地震，并為巖漿活動(dòng)創(chuàng)造通道。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)引起變質(zhì)作用。地殼運(yùn)動(dòng)在內(nèi)力地質(zhì)作用中起主導(dǎo)地位。各種內(nèi)力地質(zhì)作用是相互關(guān)連的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成斷裂，引起地震，并為2.外力地質(zhì)作用

由太陽(yáng)輻射能引起，產(chǎn)生大氣環(huán)流，形成水的循環(huán)，動(dòng)植物生長(zhǎng)，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中改造地表.2.外力地質(zhì)作用由太陽(yáng)輻射能引起，產(chǎn)生大氣環(huán)流，形成外力地質(zhì)作用的營(yíng)力：河流的侵蝕；地下水的潛蝕；風(fēng)的吹蝕；冰川的刨蝕；湖泊海洋的沖蝕等。外力地質(zhì)作用的營(yíng)力：河流的侵蝕；河流的侵蝕河流的侵蝕地下水的潛蝕地下水的潛蝕風(fēng)的吹蝕風(fēng)的吹蝕冰川的刨蝕冰川的刨蝕湖泊海洋的沖蝕湖泊海洋的沖蝕一般按風(fēng)化→剝蝕→搬運(yùn)→沉積→硬結(jié)成巖的程序進(jìn)行風(fēng)化作用：在地表環(huán)境下，由于大氣、水、生物等作用，巖石在原地分解和破壞。剝蝕作用：

各種地質(zhì)營(yíng)力，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)地表巖石產(chǎn)生破壞，并把破碎分解了的產(chǎn)物剝離原地。一般按風(fēng)化→剝蝕→搬運(yùn)→沉積→硬結(jié)成巖的程序進(jìn)行風(fēng)化作用：剝搬運(yùn)作用:拖曳搬運(yùn)懸浮搬運(yùn)溶解搬運(yùn)沉積作用:機(jī)械沉積化學(xué)沉積生物化學(xué)沉積搬運(yùn)作用:沉積作用:成巖作用:壓實(shí)膠結(jié)重結(jié)晶成巖作用:外力地質(zhì)作用主要影響因素是：氣候和地形。我國(guó)溫度帶的劃分圖外力地質(zhì)作用主要影響因素是：氣候和地形。我國(guó)溫度帶的劃分圖我國(guó)干濕地區(qū)劃分圖我國(guó)干濕地區(qū)劃分圖潮濕氣候區(qū)：河流、湖泊、地下水發(fā)育，風(fēng)化徹底。如東南沿海。干旱氣候區(qū)：暴雨，風(fēng)力強(qiáng)，咸水湖。如西北高原。冰凍氣候區(qū)：氣溫低，蒸發(fā)量小，生物稀少，冰川盤(pán)踞。如兩極和高山地區(qū)。潮濕氣候區(qū)：河流、湖泊、地下水發(fā)育，風(fēng)化徹底。如東南沿海中國(guó)地勢(shì)分布示意圖中國(guó)地勢(shì)分布示意圖大陸以剝蝕為主，海洋以沉積為主。

山區(qū)以剝蝕為主，平原以沉積為主。大陸以剝蝕為主，海洋以沉積為主。

山區(qū)以剝蝕為主，平原以沉積內(nèi)力和外力地質(zhì)作用的關(guān)系：內(nèi)力地質(zhì)作用決定地表的基本形態(tài)和內(nèi)部構(gòu)造?！乇硇螒B(tài)的塑造者。外力地質(zhì)作用破壞和重塑地表形態(tài)?！乇硇螒B(tài)的雕刻者。地殼上升時(shí)，遭受剝蝕。地殼下降時(shí)，接受沉積。內(nèi)力和外力地質(zhì)作用的關(guān)系：內(nèi)力地質(zhì)作用決定地表的基本形態(tài)和內(nèi)§2.1

主要造巖礦物§2.1主要造巖礦物地殼由巖石組成，巖石由礦物組成。礦物(mineral)：具一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的自然元素和化合物。常見(jiàn)的幾種礦物石英方解石云母地殼由巖石組成，巖石由礦物組成。常見(jiàn)的幾種礦物石英方解石云母一、礦物的形態(tài)：

結(jié)晶質(zhì)（組成礦物的質(zhì)點(diǎn)為有序排列）一、礦物的形態(tài)：結(jié)晶質(zhì)（組成礦物的質(zhì)點(diǎn)為有序排列）非晶質(zhì)（組成礦物的質(zhì)點(diǎn)為無(wú)序排列）：火山玻璃，蛋白石，瑪瑙等，無(wú)固定幾何外形晶形單體：針狀、柱狀、片狀、板狀、立方體、菱面體集合體：晶簇、纖維狀、粒狀、鐘乳狀、鮞狀、土狀、塊狀非晶質(zhì)（組成礦物的質(zhì)點(diǎn)為無(wú)序排列）：火山玻璃，蛋白石，瑪瑙等晶簇：指在同一基座上生長(zhǎng)出許多同類(lèi)礦物的晶體群，如石英晶簇，方解石晶簇等。白水晶石英晶簇晶簇：指在同一基座上生長(zhǎng)出許多同類(lèi)礦物的晶體群，如石英晶簇，纖維狀：由許多針狀、柱狀或毛發(fā)狀的同種單體礦物，平行排列成纖維狀。如石棉、纖維石膏等。纖維石膏纖維狀：由許多針狀、柱狀或毛發(fā)狀的同種單體礦物，平行排列成纖粒狀：大小相近，不按一定規(guī)律排列的晶體，聚合在一起形成粒狀集合體。如橄欖石。粒狀：大小相近，不按一定規(guī)律排列的晶體，聚合在一起形成粒狀集鐘乳狀：指鈣質(zhì)溶液或膠體在巖石的的孔洞或裂隙中，因水分蒸發(fā)，從同一基底向外逐層生長(zhǎng)而成的圓錐形或圓柱形礦物集合體。這種礦物集合體最常見(jiàn)于石灰?guī)r溶洞中，如由洞頂向下生長(zhǎng)而形成下垂的鐘乳體，稱(chēng)為石鐘乳；由下向上逐漸生長(zhǎng)的稱(chēng)為石筍；石鐘乳和石筍相互連接時(shí)，就形成了石柱。鐘乳狀：指鈣質(zhì)溶液或膠體在巖石的的孔洞或裂隙中，因水分蒸發(fā)，第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件鮞狀：膠體物質(zhì)圍繞著某質(zhì)點(diǎn)凝聚而成一個(gè)結(jié)核，一個(gè)個(gè)細(xì)小的結(jié)核聚合成集合體，形似魚(yú)卵，故稱(chēng)鮞狀。如赤鐵礦。鮞狀：膠體物質(zhì)圍繞著某質(zhì)點(diǎn)凝聚而成一個(gè)結(jié)核，一個(gè)個(gè)細(xì)小的結(jié)核土狀：?jiǎn)误w礦物已看不清楚，常呈疏松粉末狀，由此類(lèi)礦物聚集而成的集合體稱(chēng)為土狀集合體，如高嶺石。土狀：?jiǎn)误w礦物已看不清楚，常呈疏松粉末狀，由此類(lèi)礦物聚集而成塊狀：細(xì)小的礦物顆粒緊密集合在一起，無(wú)一定的排列形式，形成塊狀集合體。如蛋白石，塊狀石英等。塊狀：細(xì)小的礦物顆粒緊密集合在一起，無(wú)一定的排列形式，形成塊二、礦物的物理力學(xué)性質(zhì)1.礦物的光學(xué)性質(zhì)礦物對(duì)自然光的反射、折射和吸收等所呈現(xiàn)的光學(xué)現(xiàn)象。主要有：顏色、條痕、光澤和透明度。顏色(color)：礦物新鮮表面的顏色。

自色：礦物吸收某一波長(zhǎng)的光波后，其余光波的混合色。

他色：礦物中混入色素離子的顏色。

假色：礦物表面氧化反應(yīng)后的顏色。二、礦物的物理力學(xué)性質(zhì)1.礦物的光學(xué)性質(zhì)條痕(streak)：礦物粉末的顏色。光澤(luster)：礦物表面反射光線的強(qiáng)弱強(qiáng)度。金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤、玻璃光澤、油脂光澤、珍珠光澤、蠟狀光澤、土狀光澤。透明度(transparency)：光線透過(guò)礦物的程度。透明、半透明、不透明。條痕(streak)：礦物粉末的顏色。2.礦物的力學(xué)性質(zhì)礦物抵抗外力作用（刻劃、打擊、壓拉等）所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)。包括礦物的解理、斷口、硬度。解理(cleavage)：礦物受敲擊后裂開(kāi)成光滑平面的性質(zhì)。斷口(fracture)：與解理相反沒(méi)有光滑平面。硬度(hardness)：礦物新鮮面抵抗外力刻劃的能力，分為摩氏十級(jí)。2.礦物的力學(xué)性質(zhì)礦物抵抗外力作用（刻劃、打擊、壓拉等）其它性質(zhì)石墨導(dǎo)電，石棉絕緣，螢石發(fā)光，毒砂有嗅覺(jué)，自然硫可燃燒，方解石遇鹽酸起泡，白云石遇鎂試劑變藍(lán)等。其它性質(zhì)石墨導(dǎo)電，石棉絕緣，螢石發(fā)光，毒砂有嗅覺(jué)，自然硫可燃三、常見(jiàn)造巖礦物的肉眼鑒定抓住主要特征。綜合考慮顏色、晶形、光澤、解理、硬度?？紤]礦物生成條件及共生礦物。工具：小鋼刀、放大鏡、稀鹽酸等。三、常見(jiàn)造巖礦物的肉眼鑒定抓住主要特征。1、淺色礦物：石英正長(zhǎng)石斜長(zhǎng)石

方解石白云石

白云母石膏滑石硬度大硬度中等硬度小半透明肉紅色灰白色菱面體彎曲菱面體薄片狀絲絹光澤有滑感斷口油脂光澤兩組解理遇HCL起泡遇鎂試劑變蘭珍珠光澤無(wú)解理白色彈性1、淺色礦物：2、暗色礦物：橄欖石輝石角閃石

黑云母綠泥石硬度大硬度小顆粒狀短柱狀長(zhǎng)柱狀薄片狀薄片狀半透明解理交角近90o

解理交角124o

彈性撓性橄欖綠色多為黑色黑綠色黑色墨綠色珍珠光澤2、暗色礦物：第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件§2.2

巖石§2.2巖石巖石(rock)：一種或多種礦物組成的自然集合體。按成因分為三大類(lèi)：

巖漿巖(magmaticrock)：在地殼上分布面積約占7％。沉積巖(sedimentaryrock)：在地殼上分布面積約占75％。變質(zhì)巖(metamorphicrock)：在地殼上分布面積約占18％。巖石(rock)：一種或多種礦物組成的自然集合體。按成因分為一、巖漿巖(magmaticrock)1.成因類(lèi)型及產(chǎn)狀：

由地下深處的高溫高壓熔融的巖漿以侵入(intrusiverock)或噴出(effusiverock)方式直接冷凝而成。一、巖漿巖(magmaticrock)1.成因類(lèi)型及產(chǎn)狀巖漿巖的產(chǎn)狀巖漿巖的產(chǎn)狀第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件2.巖漿巖物質(zhì)成分：主要是硅酸鹽礦物，還有一部分金屬硫化物、氧化物及揮發(fā)性物質(zhì)。

按sio2含量分為：基性巖和酸性巖等。

按礦物成分分為：硅鋁礦物和鐵鎂礦物。

花崗巖的礦物成份2.巖漿巖物質(zhì)成分：主要是硅酸鹽礦物，3.巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖漿巖的結(jié)構(gòu)(texture)指組成巖石的礦物結(jié)晶程度、晶粒大小、形狀及組合關(guān)系?？煞从硯r漿冷凝時(shí)的物理環(huán)境。按礦物結(jié)晶程度分：

全晶質(zhì)是深成侵入巖結(jié)構(gòu)特征半晶質(zhì)是淺成侵入巖結(jié)構(gòu)特征非晶質(zhì)是噴出巖結(jié)構(gòu)特征按晶粒大小分：粗晶、中晶、細(xì)晶、微晶按晶粒相對(duì)大小分：等粒、不等粒、斑狀3.巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖漿巖的結(jié)構(gòu)(texture)巖漿巖的構(gòu)造(structure):指礦物在巖石中的排列和充填方式。塊狀構(gòu)造流紋狀構(gòu)造氣孔狀構(gòu)造杏仁狀構(gòu)造巖漿巖的構(gòu)造(structure):指礦物在巖石中的排列和充第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件4.巖漿巖的分類(lèi)及常見(jiàn)的巖漿巖4.巖漿巖的分類(lèi)及常見(jiàn)的巖漿巖二、沉積巖(sedimentaryrock)

成因：地表巖石破壞搬運(yùn)沉積

硬結(jié)成巖1.物質(zhì)組成：巖石碎屑粘土礦物化學(xué)沉積礦物有機(jī)質(zhì)及生物殘骸二、沉積巖(sedimentaryrock)成因：地表巖2.沉積巖的結(jié)構(gòu)碎屑結(jié)構(gòu)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)生物結(jié)構(gòu)2.沉積巖的結(jié)構(gòu)3.沉積巖的構(gòu)造層理構(gòu)造(stratification)（水平層理、波狀層理、斜層理等）層面構(gòu)造(beddingplane)（雨痕、泥裂等）3.沉積巖的構(gòu)造層理構(gòu)造(stratification)4.沉積巖的分類(lèi)及常見(jiàn)沉積巖碎屑巖粘土巖化學(xué)及生物化學(xué)沉積巖4.沉積巖的分類(lèi)及常見(jiàn)沉積巖碎屑巖碎屑巖的膠結(jié)物：硅質(zhì)－強(qiáng)度高鐵質(zhì)－易氧化鈣質(zhì)－易溶解泥質(zhì)－易軟化膠結(jié)類(lèi)型：基底式膠結(jié)（a）孔隙式膠結(jié)（b）接觸式膠結(jié)（c）碎屑巖的膠結(jié)物：膠結(jié)類(lèi)型：第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件常見(jiàn)的沉積巖1.碎屑巖類(lèi)火山碎屑巖：火山集塊巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r。沉積碎屑巖：砂巖和角礫巖、砂巖、粉砂巖。2.粘土巖類(lèi)頁(yè)巖、泥巖。3.化學(xué)及生物化學(xué)巖類(lèi)石灰?guī)r、白云巖、硅質(zhì)巖。常見(jiàn)的沉積巖1.碎屑巖類(lèi)三、變質(zhì)巖(metamorphicrock)成因：巖石受地殼運(yùn)動(dòng)及巖漿入侵的高溫高壓作用和化學(xué)成分的加入，改變?cè)Y(jié)構(gòu)構(gòu)造而形成。變質(zhì)作用類(lèi)型接觸變質(zhì)作用動(dòng)力變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用接觸變質(zhì)帶示意圖三、變質(zhì)巖(metamorphicrock)成因：巖石受地

物質(zhì)組成：除原有礦物外，特有變質(zhì)礦物結(jié)構(gòu)：變余結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)構(gòu)造：片理構(gòu)造：

片狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造、板狀構(gòu)造

塊狀構(gòu)造物質(zhì)組成：除原有礦物外，特有變質(zhì)礦物變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)變質(zhì)巖的構(gòu)造變質(zhì)巖的構(gòu)造變質(zhì)巖的分類(lèi)和常見(jiàn)的變質(zhì)巖變質(zhì)巖的分類(lèi)和常見(jiàn)的變質(zhì)巖第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件四、三大類(lèi)巖石的肉眼鑒別巖漿巖的鑒別方法

先看顏色,再看結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,然后看礦物成分.沉積巖的鑒別方法

先看結(jié)構(gòu),再看成分.變質(zhì)巖的鑒別方法

先看構(gòu)造,再看成分.四、三大類(lèi)巖石的肉眼鑒別巖漿巖的鑒別方法三大類(lèi)巖石特征對(duì)比表三大類(lèi)巖石特征對(duì)比表巖漿巖花崗巖流紋巖玄武巖黑曜巖巖漿巖花崗巖流紋巖玄武巖黑曜巖沉積巖砂巖頁(yè)巖石灰?guī)r白云巖沉積巖砂巖頁(yè)巖石灰?guī)r白云巖變質(zhì)巖大理巖石英巖變質(zhì)巖大理巖石英巖第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件第2章巖石的成因類(lèi)型及其工程地質(zhì)特征課件§2.3

地質(zhì)年代§2.3地質(zhì)年代地質(zhì)年代(geologicage)絕對(duì)年齡：組成地殼的巖層從形成到現(xiàn)在的準(zhǔn)確時(shí)間，通過(guò)放射性元素蛻變周期測(cè)定。相對(duì)年代：通過(guò)地層層序、古生物、巖性對(duì)比測(cè)定，說(shuō)明巖層形成的先后順序及其相對(duì)的新老關(guān)系。地質(zhì)年代(geologicage)絕對(duì)年齡：組成地殼的巖一、地質(zhì)年代的確定方法1.絕對(duì)地質(zhì)年代確定方法又稱(chēng)同位素地質(zhì)年齡用巖石中放射性同位素蛻變規(guī)律來(lái)確定巖石形成時(shí)間。它是