岩层与构造基础理论.docx

岩层与构造基础理论
岩层与构造基础理论
岩层与构造基础理论
岩层及构造基础理论
一、 岩石的分类
岩石是自然形成的产物； 岩石是由一种或几种矿物组成的固态集合体。 岩石是由一种或多种矿物和胶结物、 火山玻璃、 生物遗骸等物质组成的。 它们是在地壳中形成的， 是机械作用、 物理化学作用和生物作用等综合地质作用的产物， 也是地壳和上地幔顶部的重要组成部分。 岩石不包括人工合成的工艺岩石， 比如瓷是由含高岭石的瓷土烧制而成的， 不能称为岩石； 浇注混凝土里面虽然有很多大小不等的石块，也只是建筑材料，而不是岩石。
岩石是有一定形状的固态集合体，有的成层状、片状；有的成块状、球状、柱状，形状各异。换句话说，那些没有固结的的松散沉积物，如砾石、砂子、黏土、火山灰，海底沉积物等碎屑。由于它们没有固定的形态，更没有胶结形成坚硬的岩石，因此，他们不在岩石之列。还有石油，因为它是液体，也不能称为岩石。
在绝大多数情况下，岩石都是由几种矿物组成的集合体。 但是在个别情况下，也有由一种矿物组成的岩石， 如石灰岩只是由方解石组成的； 石英岩是由单矿物石英组成的。由于岩石类型不同，在很多岩石中，除了矿物之外，还有一些其他
物质。比如矿物颗粒之间的胶结物； 遗留在岩石中的植物和动物遗迹 （也称化石）；还有由于岩石形成温度高， 冷却快、来不及结晶而形成的火山玻璃， 这些物质也都是构成岩石集合体的成分。
由于其矿物组合、矿物成分和矿物含量千变万化， 使形成的岩石仍然各不相同。比如花岗岩是酸性侵入岩， 主要是由石英、 酸性斜长石和云母组成的； 玄武岩是基性喷出岩，它的主要矿物成分是橄榄石、辉石、角闪石和基性斜长石。矿物组合明显不一样，即使都有长石，成分也不同。
虽然岩石的面貌是千变万化的，但是从它们形成的环境，也就是从成因上来划分，可以把岩石分为三大类：沉积岩、岩浆岩和变质岩。
二、 各类岩石简介及其工程特性
岩浆岩
岩浆岩的形成
地壳下部，由于放射性元素的集中，不断地蜕变而放出大量的热能，使物质处于高温（ 1000"C 以上）、高压（上部岩石的重量产生的巨大压力）的过热可塑状态。成分复杂，但主要是硅酸盐，并含有大量的水汽和各种其他的气体。当地壳变动时，上部岩层压力一旦减低， 过热可塑性状态的物质就立即转变为高温的熔融体，称为岩浆。岩浆部压力很大，不断向地壳压力低的地方移动，以致冲破地壳深部的岩层，沿着裂缝上升。上升到一定高度，温度、压力都要减低。当岩浆的部压力小于上部岩层压力时，迫使岩浆停留下，冷凝成岩浆岩。
岩浆岩的成分及工程特性分析
主要有 SiO2、TiO2、A1203、 Fe203、FeO、 MgO、 MnO、 CaO、K2O、Na2O等。
矿物种类影响 ：一般硬度大的粒状和柱状矿物含量愈高， 则其强度越高， 如石英、长石、角闪石、辉石和橄榄石等矿物。硬度低，解理非常发育的矿物含量越高，则岩石强度越低，如云母特别是黑云母。
矿物化学稳定性影响： 石英、白云母的化学稳定性高， 特别是石英的抗风化能力特强，而长石，特别是黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等，在地表条件下，极易发生化学分解，形成次生的粘土矿物。因此，暗色矿物含量高的岩浆岩，其工程性质要差一些。
岩浆岩的结构、构造及工程特性分析
岩浆岩的结构
岩浆岩的结构， 是指组成岩石的矿物的结晶程度、 晶粒的大小、 形状及其相互结合的情况。 岩浆岩的结构特征， 是岩浆成分和岩浆冷凝时物理环境的综合反映。
结晶程度上可分为：
①半晶质结构：岩石由结晶的矿物颗粒和部分未结晶的玻璃质组成②全晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗粒组成③非晶质结构：岩石全部由熔岩冷凝的玻璃质组成（玻璃质）
岩层与构造基础理论
岩层与构造基础理论
岩层与构造基础理论
工程特性：结晶矿物的晶粒依靠直接接触的力牢固的联结一起， 结合力强，孔隙小，孔隙度低，稳定性好，强度一般较高。
相对大小上可分为：
①等粒结构（全晶质）：同一种矿物的结晶颗粒大小近似者②似斑状结构（全晶质） ：岩石中的同一种主要矿物，其结晶颗粒如大小悬殊③斑状结构（半晶质）：由结晶颗粒和基质组成