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1、作者：庞峻岭作者：庞峻岭 2008年年11月月工程地质工程地质第一章 岩石第一章第一章岩石岩石n第一节第一节造岩矿物造岩矿物n第二节第二节岩浆岩岩浆岩n第三节第三节沉积岩沉积岩n第四节第四节变质岩变质岩n第五节第五节岩石的工程地质性质岩石的工程地质性质一、岩石的形成一、岩石的形成n1.1岩石圈岩石圈n岩石圈是巴雷尔于岩石圈是巴雷尔于1914年年根据板块理论提出的地球根据板块理论提出的地球圈层概念圈层概念n包括地壳和上地幔的上部包括地壳和上地幔的上部n厚度不均一，大洋部分在厚度不均一，大洋部分在洋中脊的最新部分只有洋中脊的最新部分只有68千米，在最老部分则千米，在最老部分则有有100千米千米n大
2、陆岩石圈厚一些，大都大陆岩石圈厚一些，大都在在100400千米之间千米之间1.2岩石的分类岩石的分类n地质作用下产生，天然产出的具稳定外型地质作用下产生，天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体，按照一定的方式结的矿物或玻璃集合体，按照一定的方式结合而成。合而成。岩浆岩岩浆岩沉积岩沉积岩变质岩变质岩1.3三大岩类物质循环三大岩类物质循环1.3三大岩类物质循环三大岩类物质循环1.3三大岩类物质循环三大岩类物质循环沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩在地表常温、常压条件下，岩浆岩和变质岩又在地表常温、常压条件下，岩浆岩和变质岩又可以通过母岩的风、剥蚀和一系
3、列的沉积作用可以通过母岩的风、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩而形成沉积岩变质岩和沉积岩当进入地下深处后，在高温高变质岩和沉积岩当进入地下深处后，在高温高压条件下又会发生熔融形成岩浆，经结晶作用压条件下又会发生熔融形成岩浆，经结晶作用而变成岩浆岩而变成岩浆岩1.3三大岩类物质循环三大岩类物质循环1.3三大岩类物质循环三大岩类物质循环二、岩浆岩二、岩浆岩二、岩浆岩二、岩浆岩n2.1岩浆岩浆n是指地球深部产生的一种炽热的、粘度较大是指地球深部产生的一种炽热的、粘度较大的硅酸盐熔融体。的硅酸盐熔融体。n岩浆可以在上地幔或地壳深处运移，或喷出地岩浆可以在上地幔或地壳深处运移，或喷出地表，它的主要成分
4、是硅酸盐，还含有大量的挥表，它的主要成分是硅酸盐，还含有大量的挥发组分及成矿金属。发组分及成矿金属。n岩浆温度范围为岩浆温度范围为700-1200之间之间二、岩浆岩二、岩浆岩n2.2岩浆岩岩浆岩n指由地下深处炽热的岩浆（熔融指由地下深处炽热的岩浆（熔融或部分熔融物质）在地下或在地或部分熔融物质）在地下或在地表冷凝形成的岩石。火成岩和岩表冷凝形成的岩石。火成岩和岩浆成分不完全相同，它是失去了浆成分不完全相同，它是失去了大量挥发份的岩浆冷凝物。大量挥发份的岩浆冷凝物。n具有反映岩浆冷凝环境和形成过具有反映岩浆冷凝环境和形成过程所留下的特征和痕迹，与沉积程所留下的特征和痕迹，与沉积岩和变质岩有明显的
5、区别岩和变质岩有明显的区别n主要构成了深部地壳和上地幔，主要构成了深部地壳和上地幔，约占整个地壳的约占整个地壳的65%2.3岩浆岩的形成岩浆岩的形成n地下深处处于高温高压状态下的岩浆，在地壳运地下深处处于高温高压状态下的岩浆，在地壳运动的过程中沿着地壳的软弱带或深大断裂，向压动的过程中沿着地壳的软弱带或深大断裂，向压力较小的地方运移，侵入到地壳的不同部位，甚力较小的地方运移，侵入到地壳的不同部位，甚至喷出地表，形成火山，同时由于温度压力的降至喷出地表，形成火山，同时由于温度压力的降低，岩浆以不同的速度冷却凝固形成的各种岩石低，岩浆以不同的速度冷却凝固形成的各种岩石 岩浆作用（火山作用+侵入作用
6、）喷出岩、浅成侵入岩、深成侵入岩（3km下）2.3岩浆岩的形成岩浆岩的形成n大部分岩浆岩都是块状结晶的岩石大部分岩浆岩都是块状结晶的岩石n部分为玻璃质岩石部分为玻璃质岩石n主要有侵入和喷出两种产出情况主要有侵入和喷出两种产出情况侵入岩侵入岩侵入在地壳一定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石侵入在地壳一定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石 侵入岩固结成岩需要的时间很长侵入岩固结成岩需要的时间很长深成岩位于地下深处，岩石多为全晶质、矿物结晶颗深成岩位于地下深处，岩石多为全晶质、矿物结晶颗粒也比较大，常常形成大的斑晶粒也比较大，常常形成大的斑晶浅成岩靠近地表，常具细粒结构和斑状结构，颗粒细浅成岩靠近地
7、表，常具细粒结构和斑状结构，颗粒细小或大小不均小或大小不均2.3岩浆岩的形成岩浆岩的形成n大部分岩浆岩都是块状结晶的岩石大部分岩浆岩都是块状结晶的岩石n部分为玻璃质岩石部分为玻璃质岩石n主要有侵入和喷出两种产出情况主要有侵入和喷出两种产出情况喷出岩喷出岩岩浆喷出或者溢流到地表，冷凝形成的岩石岩浆喷出或者溢流到地表，冷凝形成的岩石喷出岩固结成岩时间相对较短喷出岩固结成岩时间相对较短常成玻璃质、半晶质或隐晶质结构，具有气孔、常成玻璃质、半晶质或隐晶质结构，具有气孔、流纹等构造流纹等构造2.4岩浆岩的矿物成分岩浆岩的矿物成分n矿物成分可以反映岩石的特征和成因矿物成分可以反映岩石的特征和成因n实际为一
8、种硅酸盐岩石实际为一种硅酸盐岩石n组成火成岩的矿物，常见的约二十多种组成火成岩的矿物，常见的约二十多种n硅酸盐矿物硅酸盐矿物n长石、石英、云母、角闪石、辉石和橄榄石长石、石英、云母、角闪石、辉石和橄榄石n副矿物副矿物n磁铁矿、钛铁矿、锆石、磷灰石等组成磁铁矿、钛铁矿、锆石、磷灰石等组成n矿物成分和含量由于岩石类型不同而随之矿物成分和含量由于岩石类型不同而随之发生有规律的变化发生有规律的变化2.4岩浆岩的矿物成分岩浆岩的矿物成分n浅色矿物（硅酸铝矿物）浅色矿物（硅酸铝矿物）nSiO2与与Al2O3的含量较高，含钾、钠成分较的含量较高，含钾、钠成分较多，不含铁、镁的铝硅酸盐矿物多，不含铁、镁的铝硅
9、酸盐矿物n石英、正长石、斜长石、白云母等石英、正长石、斜长石、白云母等n其颜色浅，比重小其颜色浅，比重小花岗岩花岗岩2.4岩浆岩的矿物成分岩浆岩的矿物成分n深色矿物（铁镁矿物）深色矿物（铁镁矿物）n富镁、铁、钛、铬的硅酸盐和氧化物矿物富镁、铁、钛、铬的硅酸盐和氧化物矿物n橄榄石、辉石、角闪石和黑云母类橄榄石、辉石、角闪石和黑云母类n其颜色深，比重较大铁镁矿物其颜色深，比重较大铁镁矿物橄榄岩橄榄岩2.4岩浆岩的矿物成分岩浆岩的矿物成分nSiO2是岩浆岩中最主要的一种氧化物，它的是岩浆岩中最主要的一种氧化物，它的含量有规律的变化是岩浆岩分类的主要基础含量有规律的变化是岩浆岩分类的主要基础n根据根据
10、SiO2的含量，岩浆岩分为的含量，岩浆岩分为n酸性岩类（酸性岩类（SiO266%）：正长石、石英：正长石、石英n中性岩类（中性岩类（SiO253-66%）：正长石、斜长石、：正长石、斜长石、角闪石角闪石n基性岩类（基性岩类（SiO245-53%）：斜长石、辉石：斜长石、辉石n超基性岩类（超基性岩类（SiO25mm）中粒中粒（颗粒直径（颗粒直径1-5mm）细粒细粒（颗粒直径（颗粒直径1mm）微粒微粒（颗粒直径（颗粒直径0.1mm）2.6岩浆岩的结构岩浆岩的结构n2）根据矿物颗粒大小划分）根据矿物颗粒大小划分隐晶质结构隐晶质结构 矿物颗粒非常细小矿物颗粒非常细小 肉眼和放大镜下不能肉眼和放大镜下不
11、能分辨的结构分辨的结构显微镜下尚可观察显微镜下尚可观察岩浆溢出地表岩浆溢出地表迅速冷却形成迅速冷却形成2.6岩浆岩的结构岩浆岩的结构n2）根据矿物颗粒大小划分）根据矿物颗粒大小划分不等粒结构不等粒结构岩石中主要造岩矿物颗岩石中主要造岩矿物颗粒大小不等粒大小不等多见于浅成岩及部分喷多见于浅成岩及部分喷出岩中出岩中 连续不等粒结构连续不等粒结构斑状结构（似斑状）斑状结构（似斑状）岩石中同种矿物颗粒大小不同，形成连续的系列岩石中同种矿物颗粒大小不同，形成连续的系列岩石中矿物颗粒分岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的为大小截然不同的两类，大颗粒散布两类，大颗粒散布在小颗粒或玻璃中。在小颗粒或玻璃中。2.6
12、岩浆岩的结构岩浆岩的结构n2）根据结晶程度划分）根据结晶程度划分斑状结构（似斑状）斑状结构（似斑状）较大颗粒为斑晶较大颗粒为斑晶较细的颗粒为基质较细的颗粒为基质基质为隐晶质或玻基质为隐晶质或玻璃质的称为斑状构璃质的称为斑状构基质为显晶质的称基质为显晶质的称为似斑状结构为似斑状结构2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征1）侵入岩构造）侵入岩构造 块状构造块状构造一种不均匀的构造，表现一种不均匀的构造，表现为颜色或看粒度不同的矿为颜色或看粒度不同的矿物相间排列，成带出现，物相间排列，成带出现，多见于基性岩中，是
13、由于多见于基性岩中，是由于结晶条件周期性变化或由结晶条件周期性变化或由于同化混染而成于同化混染而成斑杂构造斑杂构造 一种不均匀构造，岩石的不一种不均匀构造，岩石的不同组成部会在结构和成分上同组成部会在结构和成分上有显著差异，主要是由于岩有显著差异，主要是由于岩浆与围岩之间不彻底同化混浆与围岩之间不彻底同化混染作用或与另一种成分不同染作用或与另一种成分不同的岩浆发生岩浆混合作用以的岩浆发生岩浆混合作用以及各种成因岩石包体、残留及各种成因岩石包体、残留体、残留晶的存在所造成的体、残留晶的存在所造成的 2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排
14、列和填充方式所反映出来的特征1）侵入岩构造）侵入岩构造 带状构造带状构造 一种不均匀的构造，表现一种不均匀的构造，表现为颜色或看粒度不同的矿为颜色或看粒度不同的矿物相间排列，成带出现，物相间排列，成带出现，多见于基性岩中，是由于多见于基性岩中，是由于结晶条件周期性变化或由结晶条件周期性变化或由于同化混染而成于同化混染而成 2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征1）侵入岩构造）侵入岩构造 球状构造球状构造 侵入岩中分布有球状或椭侵入岩中分布有球状或椭球状体，是由不同成分矿球状体，是由不同成分矿物围绕某些中心呈
15、的韵律物围绕某些中心呈的韵律式同心层状分布而成式同心层状分布而成 2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征1）侵入岩构造）侵入岩构造 晶洞构造晶洞构造 侵入岩中发育原生的近圆侵入岩中发育原生的近圆形的或不规用的孔洞，在形的或不规用的孔洞，在晶洞壁上常生长着晶形良晶洞壁上常生长着晶形良好的矿物好的矿物 2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征2）喷出岩构造）喷出岩构造 气孔构造气孔构造 由于熔岩冷凝后，尚未逸由于熔岩冷凝后，尚
16、未逸出的气体留下的孔洞构造，出的气体留下的孔洞构造，多集中在岩流的上部，形多集中在岩流的上部，形状多为圆形或椭圆形和管状多为圆形或椭圆形和管状等不规则形状状等不规则形状 2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征2）喷出岩构造）喷出岩构造 杏仁构造杏仁构造 如气孔被岩浆期后的一如气孔被岩浆期后的一些次生矿物（如石英、些次生矿物（如石英、方解石等）所充填，则方解石等）所充填，则形成杏仁构造形成杏仁构造 2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排列和填充方式所
17、反映出来的特征2）喷出岩构造）喷出岩构造 枕状构造枕状构造熔浆自海底溢出或流入海熔浆自海底溢出或流入海底，与海水作用常形成枕底，与海水作用常形成枕体。枕体与枕体之间常被体。枕体与枕体之间常被海洋沉积物所充填。这种海洋沉积物所充填。这种构浩多见于拉斑玄武岩及构浩多见于拉斑玄武岩及细碧岩中细碧岩中 2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征2）喷出岩构造）喷出岩构造 绳状构造绳状构造一种粘度较小易流动的熔一种粘度较小易流动的熔岩流，在流动中扭曲成绳岩流，在流动中扭曲成绳索状的熔岩，表面往往比索状的熔岩，表面往往比较
18、光滑，这种熔岩构造称较光滑，这种熔岩构造称为绳状熔岩构造为绳状熔岩构造 2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征2）喷出岩构造）喷出岩构造 流纹构造流纹构造表现为不同颜色和结构表现为不同颜色和结构的条带以及浆屑和斑晶的条带以及浆屑和斑晶或拉长气孔等的定向排或拉长气孔等的定向排列。常见于流纹岩中列。常见于流纹岩中 2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征2）喷出岩构造）喷出岩构造 假流纹构造假流纹构造在火山灰流中，塑性或半塑性
19、在火山灰流中，塑性或半塑性状态的浆屑及玻屑在流动过程状态的浆屑及玻屑在流动过程中或在上覆物质的重力作用下中或在上覆物质的重力作用下被压扁和变形，并绕过岩屑和被压扁和变形，并绕过岩屑和晶屑呈定向排列，其特征似流晶屑呈定向排列，其特征似流纹构造，故称假流纹构造，为纹构造，故称假流纹构造，为熔结凝灰岩所特有的典型构造熔结凝灰岩所特有的典型构造 2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征2）喷出岩构造）喷出岩构造 柱状节理构造柱状节理构造厚层基性熔岩中，常构成规则厚层基性熔岩中，常构成规则的多边形长柱体，柱体垂直熔的多
20、边形长柱体，柱体垂直熔岩层面（冷却面）。也见于熔岩层面（冷却面）。也见于熔结凝灰岩中。一般认为是在岩结凝灰岩中。一般认为是在岩浆均匀冷却条件下收缩形成的浆均匀冷却条件下收缩形成的 2.7岩浆岩的构造岩浆岩的构造n定义定义n矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征矿物在岩石中排列和填充方式所反映出来的特征2）喷出岩构造）喷出岩构造 珍珠构造珍珠构造火山玻璃冷凝收缩而形成的一火山玻璃冷凝收缩而形成的一种裂隙构造，其特征是呈一系种裂隙构造，其特征是呈一系列破裂的断断续续的同心球面列破裂的断断续续的同心球面（断面上呈弯曲的段续同心圆（断面上呈弯曲的段续同心圆弧），呈类似珍珠状集合物的弧），呈类似珍珠
21、状集合物的形态形态 2.8岩浆岩的产状岩浆岩的产状n主要指岩浆岩岩体的形态，大小及其与围主要指岩浆岩岩体的形态，大小及其与围岩接触关系以及形成时所处的深度和构造岩接触关系以及形成时所处的深度和构造环境等特征环境等特征n认识岩浆岩产状和相可以了解岩浆岩岩体认识岩浆岩产状和相可以了解岩浆岩岩体形成的地质条件形成的地质条件n判断岩浆岩的成因判断岩浆岩的成因n分为分为n喷出岩产状喷出岩产状n侵入岩产状侵入岩产状2.8岩浆岩的产状岩浆岩的产状2.8.1喷出岩的产状喷出岩的产状1）熔岩被）熔岩被裂隙式喷发裂隙式喷发 岩浆沿某一方向的大断裂或断岩浆沿某一方向的大断裂或断裂带上升至地表。常见者以岩裂带上升至地
22、表。常见者以岩浆粘度小、流动性大的基性熔浆粘度小、流动性大的基性熔岩为主，火山口常呈带状或串岩为主，火山口常呈带状或串珠状分布，向下则连成岩墙状珠状分布，向下则连成岩墙状通道。喷出的玄武岩浆向四周通道。喷出的玄武岩浆向四周广泛流动而形成熔岩被，面积广泛流动而形成熔岩被，面积达几千至几万平方公里，形成达几千至几万平方公里，形成熔岩高原熔岩高原 2.8.1喷出岩的产状喷出岩的产状2）火山锥）火山锥 中心式喷发中心式喷发 岩浆沿颈状通道喷发的一种产岩浆沿颈状通道喷发的一种产状形式。这种产状的火成岩体状形式。这种产状的火成岩体在地表常有一个上陡下缓的火在地表常有一个上陡下缓的火山锥，由熔岩构成的称为熔
23、岩山锥，由熔岩构成的称为熔岩锥，由火山碎屑物构成的称为锥，由火山碎屑物构成的称为碎屑锥，由熔岩和火山碎属物碎屑锥，由熔岩和火山碎属物互层构成的称为复合锥。火山互层构成的称为复合锥。火山锥中间有一个盆状的凹陷，称锥中间有一个盆状的凹陷，称为火山口为火山口2.8.1喷出岩的产状喷出岩的产状3）破火山口）破火山口 多次喷发多次喷发 由于大量火山物质喷出，岩浆房空虚及上覆岩层的由于大量火山物质喷出，岩浆房空虚及上覆岩层的压力，火山口周围岩层沿环状断裂向下塌陷，形成压力，火山口周围岩层沿环状断裂向下塌陷，形成破火山口。破火山口也可由于火山猛烈喷发破坏或破火山口。破火山口也可由于火山猛烈喷发破坏或侵蚀扩大
24、而成。塌陷的破火山口最常见，一般呈圆侵蚀扩大而成。塌陷的破火山口最常见，一般呈圆形或椭圆形，直径大于形或椭圆形，直径大于1.51.5公里，多数为公里，多数为 10-1510-15公里，公里，个别可达个别可达2 0-302 0-30公里，常形成火山洼地。有的火山公里，常形成火山洼地。有的火山口中蓄水，称为火山湖口中蓄水，称为火山湖 2.8.2侵入岩的产状侵入岩的产状n指侵入体产出的形态指侵入体产出的形态n由于侵入体形成后受构造运动和剥蚀的影由于侵入体形成后受构造运动和剥蚀的影响，多已不能完整保存，只能根据它在地响，多已不能完整保存，只能根据它在地表的出露情况来判断起产状表的出露情况来判断起产状n根据侵入体与围岩的接触关系根据侵入体与围岩的接触关系n整合侵入体整合侵入体n指侵入体与围岩的接触面平于围岩的层理或片理，指侵入体与围岩的接触面平于围岩的层理或片理，是岩浆沿层理或片理贯入而形成是岩浆沿层理或片理贯入而形成n不整合侵入体不整合侵入体n指那些切过围岩层理或片理的侵入体，是岩浆沿斜指那些切过围岩层理或片理的侵入体，是岩浆沿斜交层理或片理的裂隙侵入而成，有些则是岩浆熔融交层理或片理的裂隙侵入而成，有些则是岩浆熔融交代作用形成的交代作用形成的2.8.2侵入岩的产状侵入岩的产状2.9岩浆岩的分类岩浆岩的分类