岩层及构造基本理论.doc

岩层及构造基础理论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,比如陶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。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。岩浆内部压力很大,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。当岩浆的内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、,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)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工程特性:等粒结构比不等粒结构强度高,如细粒花岗岩抗压强度为260MPa,粗粒花岗岩仅为120MPa,等粒花岗岩抗拉强度为18MPa,斑状花岗岩则为4MPa。。构造的特征主要取决于岩浆冷凝时的环境。岩浆岩最常见的构造主要有块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造。块状构造:矿物在岩石中分布杂乱无章,不显层次,呈致密块状。如花岗岩、花岗斑岩等一系列深成岩与浅成岩的构造。流纹状构造:由于熔岩流动,由一些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。这种构造仅出现于喷出岩中,如流纹岩所具的构造。气孔和杏仁状构造:是喷出岩中常见的构造。由于岩浆迅速凝固而保留在岩石中形成的空洞,为七孔桩构造;当气孔被岩浆期后的矿物质填充时,其填充物状如杏仁,故称为杏仁状构造。工程特性分析:构造的不均匀性和裂隙发育降低岩石强度。喷出岩流纹构造、杏仁状构造等,使岩石呈现非均质和各向异