工程地质岩石的成因类型及其工程地质特征教学PPT

1第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征2.2岩石2.2.1岩浆岩岩浆：地壳下部放射性元素蜕变产生大量热量，使物质处于高温高压的可塑状态而形成的高温熔融体。岩浆的成分以硅酸盐为主，含少量挥发性成份。岩浆沿着地壳薄弱带侵入地壳或喷出地表，温度、压力降低，最后冷凝形成岩浆岩。引言2根据冷凝成岩的地质环境不同，岩浆岩可分成三类：（1）深成岩：岩浆侵入地壳某深处（约距地表3km）冷凝形成的岩石。岩浆压力和温度较高，且冷却缓慢，岩石矿物结晶良好。（2）浅成岩：岩浆沿地壳裂缝上升距地表较浅处冷凝形成的岩石。岩浆压力小，温度降低较快，岩石矿物结晶较细小。（3）喷出岩：岩浆沿地表裂缝上升喷出地表，冷凝形成的岩石。温度降低迅速，矿物来不及结晶或结晶较差，肉眼不易看清楚。2.2岩石2.2.1岩浆岩第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征32.2岩石2.2.1岩浆岩岩浆岩的产状岩浆岩的产状是反映岩体空间位置与围岩的相互关系及其形态特征。受地质条件影响，岩浆岩的产状可分为如下五种：（1）岩基：深成巨大的侵入岩体，面积大于100km2，形状不规则，表面起伏不平，与围岩成不谐和接触。（2）岩株：与围岩接触较陡，面积达几平方公里或几十平方公里，其下部与岩基相连，比岩基小。第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征4（3）岩盘：岩浆冷凝成为上凸下平，透镜状侵入岩体，底部通过颈体与更大的侵入体连通，直径可达几千米。（4）岩床：岩浆沿着成层的围岩方向侵入，表面平整无凸起，范围1米至几米。（5）岩脉：沿围岩裂隙冷凝成狭长形的岩浆体，与岩层方向垂直或近于垂直；而垂直或大致垂直地面者，称为岩墙。2.2岩石2.2.1岩浆岩第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征5第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征2.2岩浆岩2.2.1岩浆岩岩浆岩的产状大规模花岗岩岩基6岩墙岩脉2.2岩浆岩2.2.1岩浆岩第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征72.2岩石2.2.1岩浆岩常见的岩浆岩矿物：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石和石英等。（1）组成岩浆岩的矿物分类：根据颜色可分为：浅色矿物：有石英、正长石、斜长石及白云母等。深色矿物：有黑云母、角闪石、辉石及橄榄石等。1、岩浆岩的矿物成分第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征8根据SiO2含量可分为：（1）酸性岩类（SiO265%）矿物成分：石英、正长石、少量黑云母和角闪石；颜色浅、比重轻。（2）中性岩类（SiO2=52~65%）矿物成分：正长石、斜长石、角闪石、少量黑云母及辉石；颜色较深、比重较大。2.2岩石2.2.1岩浆岩第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征9第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征（3）基性岩类（SiO2=45~52％）矿物成分：斜长石、辉石、少量角闪石及橄榄石；颜色深、比重较大。（4）超基性岩类（SiO245％）矿物成分：橄榄石、辉石、角闪石；颜色很深、比重大。2.2岩石2.2.1岩浆岩102.2.1岩浆岩2岩浆岩的结构和构造1）结构：指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、形状及其相互结合的情况。按结晶程度分类：（1）全晶质结构：粒度较粗，肉眼可辨不同颗粒。具有全晶质结构岩石：深成岩、浅成岩和部分喷出岩。2.2.1岩浆岩第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征112.2.1岩浆岩斑状结构（2）半晶质结构：岩石由结晶矿物颗粒和部分未结晶的玻璃质组成。结晶矿物如颗粒粗大，晶形完好，则称之为斑状结构。具有半晶质结构的岩石：浅成岩、部分喷出岩。第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征12（3）非晶质结构：又称玻璃质结构，岩石全部由熔岩冷凝的玻璃质组成。非晶质结构为部分喷出岩具有的结构。玻璃质结构2.2.1岩浆岩第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征132.2.1岩浆岩流纹状构造2）构造指矿物在岩石中的组合方式和空间分布，即岩石外表的整体特征。主要取决于岩浆的冷凝环境。岩浆岩常见的构造：(1)块状构造：矿物在岩石中分布杂乱无章，呈致密块状。花岗岩、花岗斑岩等深成岩与浅成岩的具有块状构造。(2)流纹状构造：由于熔岩流动，不同颜色的条纹和拉长的气孔等定向排列所形成的流动状构造。流纹状构造仅为喷出岩所特有，如流纹岩等。第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征142.2.1岩浆岩（3）气孔状构造：岩浆凝固时，挥发性的气体未能及时逸出，而在岩石中留下的圆形、椭圆形或长管形的孔洞。玄武岩等喷出岩常具有气孔状构造。（4）杏仁状构造：岩石中的气孔为后期矿物(如方解石、石英等)充填所形成的一种形似杏仁的构造。玄武岩和安山岩常具有杏仁状构造。气孔状构造和杏仁状构造，多分布于熔岩的表层。第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征15化学成分含Si、Al为主含Fe、Mg为主产状酸基性酸性中性基性超基性颜色浅色的(浅灰、浅红、黄色)深色(深灰、绿色、黑色)矿物成分成因及结构含正长石含斜长石不含长石石英、云母、角闪石黑云母、角闪石、辉石角闪石、辉石、黑云母辉石、角闪石、橄榄石橄榄石、辉石深成的等粒状，有时为斑状，所有矿物能用肉眼鉴别花岗岩正长岩闪长岩辉长岩橄榄岩、辉石岩基、岩株浅成的斑状（斑晶较大且可辨出矿物名称）花岩斑岩正长斑岩玢岩辉绿岩未遇到岩脉、岩床、岩盘喷出的玻璃状，有时为细粒斑状，矿物难有肉眼鉴别流纹岩粗面岩安山岩玄武岩未遇到熔岩流玻璃状或碎屑状黑曜岩、浮石、火山凝灰岩、火山碎屑岩、火山玻璃火山喷出的堆积物2.2岩石2.2.1岩浆岩3、常见的岩浆岩第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征16第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征2.2岩石2.2.1岩浆岩闪长岩：中性深成侵入岩。矿物成份：斜长石、角闪石、黑云母。颜色：深灰色、灰绿色。结构：全晶质粒状结构。闪长岩与花岗岩的差别：石英含量少，暗色矿物含量高，颜色深。17第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征2.2岩石2.2.1岩浆岩花岗岩：地球上分布最广的结晶粒状深成岩，由石英、长石和云母组成。颜色：呈灰白、灰、肉红等颜色。取决于长石的种类和颜色。分类：粗粒、中粒、细粒花岗岩和花岗伟晶岩。性质：致密坚硬、强度高，属良好的建筑材料。18第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征2.2岩石2.2.1岩浆岩常见的岩浆岩基性侵入岩辉长岩酸性流纹岩辉长岩：基性深成侵入岩。矿物成分：辉石、斜长石。颜色：深灰至灰黑色。结构：中粗粒全晶质等粒结构。性质：强度较高，属良好的建筑材料。流纹岩：酸性火山喷出岩。颜色：灰红、灰黑色和紫色。矿物成分：石英、正长石和斜长石。结构构造：斑状结构、流纹构造；性质：不如深成侵入岩。192.2岩石2.2.1岩浆岩常见的岩浆岩玄武岩：地球上分布最广泛的岩浆岩。矿物成份：斜长石、辉石，有时含橄榄石、火山玻璃。颜色：暗灰色至黑色；结构构造：隐晶质结构或斑状结构，气孔和杏仁构造。性质：力学强度高，是很好的地基和建筑材料。第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征20第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征2.2岩石2.2.1岩浆岩常见的岩浆岩安山岩：中性喷出岩。结构：斑状结构，基质多为隐晶质，矿物成份：角闪石、辉石、黑云母和斜长石。颜色：灰、灰褐、紫色；性质：强度较高，可用作建筑材料。辉绿岩：浅成侵入岩。矿物成份：斜长石、辉石；颜色：灰黑至灰色。结构：中粒至粗粒全晶质结构。性质：力学强度高，良好的地基和建筑材料。212.2.2沉积岩沉积岩：由松散堆积物经长期压密、胶结、重结晶等复杂地质过程而形成的岩石。是三大类岩石中在地表分布最广的，占地壳表面积的75％。1．沉积岩的物质组成和分类沉积岩的物质组成碎屑物质粘土矿物化学沉积矿物有机质及生物残骸由先成岩石经物理风化作用产生的碎屑物质组成。大部分为化学性质稳定、难溶于水的原生矿物的碎屑，如石英、长石、白云母等。主要由含铝硅酸盐类矿物的岩石，经化学风化作用形成的次生矿物（如高岭石、水云母等）。矿物颗粒细，具有很强的亲水性、可塑性及膨胀性。由纯化学作用或生物化学作用沉淀结晶产生的沉积矿物，如方解石、白云石、石膏的氧化物或氢氧化物等。由生物残骸或有机化学变化形成的物质，如贝壳、泥炭及其他有机质等。第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征22粘土岩类由方解石、白云石等碳酸盐类的矿物及部分有机物组成的岩石。如：石灰岩、白云岩等。2.2.2沉积岩碎屑岩类化学及生物化学岩类注意：粘土矿物、方解石、白云石、有机质等为沉积岩所特有，是物质成分上区别于其它岩类的一个重要特征。由粘土矿物和其它矿物粘粒组成的岩石。如：泥岩、页岩等。由碎屑物质组成的岩石。沉积碎屑岩：由先成岩石经风化作用产生的碎屑物质组成。如砾岩、砂岩及粉砂岩等；火山碎屑岩：由火山喷出的碎屑物质组成。如火山角砾岩、凝灰岩等。沉积岩的分类沉积岩的分类第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征23由碎屑物质胶结组合而成。按碎屑粒径分类：砾状结构、砂质结构、粉砂质结构。按胶结成份分类：硅质胶结、铁质胶结、钙质胶结、泥质胶结。2.2.2沉积岩2．沉积岩的结构和构造沉积岩的结构：指沉积岩颗粒组成、大小、形态及其相互关系沉积岩的结构由小于0.005mm的粘土质点组成。属泥岩、页岩等粘土岩的主要结构。由溶液沉淀或重结晶所形成的结构。属石灰岩、白云岩等化学岩的主要结构。由生物遗体或碎片所组成。如贝壳结构、珊瑚结构。属生物化学岩所具有的结构。生物结构结晶结构泥质结构碎屑结构第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征242.2.2沉积岩沉积岩的构造（重点）沉积岩构造：指其组成部分的空间分布及其相互间的排列关系。层理是沉积岩最基本、最特别的构造。层理构造：岩石各组成部分在颜色、矿物成分、碎屑颗粒大小等方面的差异变化所形成的成层现象。常见层理构造：水平层理、斜层理、交错层理。第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征252.2.2沉积岩层理构造、层面特征和化石特征是沉积岩区别于其它岩类的一个重要特征。沉积岩的特征（1）层面特征：波痕、雨痕与泥面干裂痕迹。波痕：层面呈波状起伏现象，由流水或风引起。泥裂：由滨海或滨湖地带泥质沉积物暴露水面失水收缩而成。（2）化石特征：经石化作用保存下来的动植物遗骸和遗迹。如三叶虫、树叶等。根据化石可以推断岩石形成的地理环境，确定岩层的地质年代。第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征26水的流痕砂岩上的波痕鱼化石泥岩中的恐龙足迹2.2.2沉积岩沉积岩的特征贵州龙化石贵州龙化石第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征27砂岩中的蛤壳化石，有的保留了原来的白色外壳，有的溶蚀掉了，形成打开的铸模。2.2.2沉积岩沉积岩的特征第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征28沉积碎屑岩2.2.2沉积岩由火山喷发的碎屑物质在地表短距离搬运或就地沉积而成。属于喷出岩和沉积岩之间的过渡类型。火山集块岩：由粒径大于100mm的粗火山碎屑物质组成。火山角砾岩：由粒径为2～l00mm熔岩碎屑、晶屑等组成。凝灰岩：由粒经小于2mm的火山灰及细碎屑组成。沉积岩按物质组成分类：火山碎屑岩碎屑岩类由先成岩石风化剥蚀的碎屑物质经搬运、沉积、胶结而成的岩石。砾岩：由粒径大于2mm的碎屑胶结而成。可分为石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩。砂岩：由粒径介于0.05~2mm的砂粒胶结而成。粉砂岩：由石英、长石的粉粘粒及粘土矿物胶结而成。常见的沉积岩第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征292.2.2沉积岩粘土岩类粘土类岩石夹于坚硬岩层之间，形成软弱夹层，浸水后易于软化滑动。泥岩页岩成分与页岩相似，厚层状构造。工程性质：呈灰白、黄白、玫瑰色或浅绿色。吸水性强，遇水后易软化；吸水后体积急剧膨胀。常见的沉积岩由粘土脱水胶结而成。页岩分类：硅质页岩、粘土质页岩、砂质页岩、钙质页岩和碳质页岩；工程性质：除硅质页岩强度稍高外，其余岩性软弱，易风化，强度低，遇水易软化、丧失稳定性。第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征30第二章：岩石的成因类型及其工程地质特征化学及生物化学岩类石灰岩白云岩矿物成分：方解石、含少量白云石和粘土矿物。颜色：深灰、浅灰及白色。特征：纯化学作用生成的石灰岩具有结晶结构；生物化学作用生成的石灰岩，常含有丰富的有机物残骸。石灰岩分布广泛、岩性均一