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2 矿物与岩石
本章要点
本章主要介绍了矿物、岩石的基本概念和主要性质,认识了常见造岩矿物和常见的岩石,了解了常见岩石的鉴定方法;为岩、土工程性质的认识奠定了一定的基础。
学习目标
通过学习本章内容,能对常见造岩矿物和常见的岩石进行鉴定。
岩石是组成地壳的主要物质成分,是地壳发展过程中各种地质作用的自然产物。
岩石是矿物的集合体,是在地质作用下产生的,是由一种矿物或多种矿物以一定的规律组成的自然集合体。由于地质作用的性质和所处的环境不同,不同的岩石的矿物成分、化学成分、结构和构造等内部结构也有所不同。
自然界的岩石的种类很多,按形成原因可分为岩浆岩、沉积岩、和变质岩三大类。根据矿物组成将岩石分为单矿岩和复矿岩。矿物的成分、性质及其他各种因素的变化,都会对岩石的强度和稳定性发生影响。所以要认识岩石、分析岩石在各种自然条件下的变化,进而评价岩石的的工程地质性质,为工程建设服务,就必须先了解矿物的有关知识。
造岩矿物
矿物是组成地壳的基本物质,它是在各种地质作用条件下形成的具有一定化学成分和物理性质的单质体和化合物。其中构成岩石的主要矿物称为造岩矿物。

矿物是构成岩石的基本单元,目前自然界已发现的矿物约3300多种,其中构成岩石的矿物有30余种。
造岩矿物绝大部分施结晶质的,结晶质的基本特点施组成矿物的元素质点(离子、原子或分子)在矿物内部按一定规律重复排列,形成稳定的格子构造,在生长过程中如条件适宜,能生成被若干天然平面所包围的固定的几何形态,但绝大多数矿物在发育时受空间条件的限制往往不具有规则的形态,如蛋白石(SiO2H2O)、褐铁矿()等。自然界的矿物按其成因可分为三大类型:
(配图)
在岩石或成矿的时期内,从岩浆熔融体中经冷凝结晶过程中所形成的矿物,如石英、长石、角闪石、黑云母等。

指原生矿物遭受化学风化而形成的新矿物,如正长石经水解作用后形成的高岭石。
3变质矿物
指在变质的过程中形成的矿物,如蛇纹石、滑石、石榴子石等。

矿物的物理性质主要决定于它的内部结构和化学成分。掌握矿物的物理性质是鉴别矿物的主要依据。在实际工作中,一般用肉眼观察并借助简单的工具和试剂鉴定矿物。其物理性分为光学性质、力学性质、其它性质。
(一)矿物的光学性质
矿物的光学性质是指矿物对自然光的吸收、反射和折射所表现的各种性质。

、最直观的物理性质,常用标准色谱的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫以及白、灰、黑来说明矿物颜色,也可以依据最常见的实物颜色来描述矿物的颜色,根据形成颜色的原因分为自色、他色和假色。
自色矿物本身所含有色素离子的颜色(见表2-1),自色对矿物具有重要的鉴定意义。如孔雀石含有Cu2+呈现出绿颜色,而赤铁矿含有Fe3+呈现出红颜色。(配图)
表2-1 色素离子与矿物颜色示例表
离子
Cu2+
Ni2+
Fe3+
Fe2+、Fe3+
Mn2+
颜色
绿
绿
红
黑
玫瑰
矿物
孔雀石
镍华
赤铁矿
磁铁矿
菱锰矿
化学成分
Cu2(CO3) (OH)
Ni3(AsO4) n(OH)
Fe2O3
Fe3O4
MnCO3
他色矿物含有杂质等机械混入物所引起的,对一般矿物无鉴定意义。对特殊矿物有鉴定意义。如水晶(SiO2)本身是无色透明的,但当含有少量氧化锰杂质时呈紫色(紫水晶),含钛时呈红色(蔷薇水晶),含碳时呈褐色至深黑色(烟水晶或墨水晶)等等。(配图)
假色矿物内的某些物理原因所引起的颜色,比如光的干涉、内散射等
,对某些矿物具有鉴定意义。如斑铜矿(Cu5FeS4)风化表面呈紫蓝色,称为“锖色”现象;石英、方解石内部有细裂隙面时呈彩虹色,称为“晕色”等。(配图)
原生矿物按其自色分为浅色矿物和深色矿物两类,浅色矿物有石英、长石、白云母等,深色矿物有橄榄石、黑云母、角闪石、辉石等。

条痕是矿物粉末的颜色,一般指矿物在白色无釉瓷板(简称为条痕板)上擦划时所留下的矿物粉末痕迹。条痕对不透明、深色、金属矿物具有鉴定意义。对浅色矿物无鉴定意义。例如:黄铁矿——为绿黑色的细条痕;黄铜矿——绿黑色中显铜粉末的粗条痕;赤铁矿——不论外观何色,条痕为樱红色。(配图)

光泽是矿物对可见光的反射能力。根据矿物表面对光反射能力的强弱,用类比方法分为四级;金属光泽、半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽,绝大多数矿物呈非金属光泽。还有一些特殊的光泽如油脂光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、蜡状光泽、土状光泽等。
矿物遭风化后,光泽强度就会有不同程度的降低,