文档介绍：第二节岩石的基本构成和地质分类
一、概述
二、岩石的主要物质成分
三、岩石基本构成
四、常见的岩石结构类型
五、岩石的地质成因分类
一、概述
岩石是自然界中各种矿物的集合体,是天然地质作用的产物,一般而言,大部分新鲜岩石质地均坚硬致密,空隙小而少,抗水性强,透水性弱,力学强度高。
岩石是构成岩体(岩体的基本概念将在第二章中论述)的基本组成单元。相对于岩体而言,岩石可看作是连续的、均质的、各向同性的介质。
二、岩石的主要物质成分
岩石中主要的造岩矿物有:正长石、斜长石、石英、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭石、赤铁矿等。
岩石中的矿物成分会影响岩石的抗风化能力、物理性质和强度特性。
岩石中矿物成分的相对稳定性对岩石抗风化能力有显著的影响,各矿物的相对稳定性主要与化学成分、结晶特征及形成条件有关。
通常可以将造岩矿物分为非常稳定的稳定的较稳定的和不稳定的四类。
三、岩石基本构成
抗风化稳定性
非常稳定的
稳定的
较稳定的
不稳定的
矿物名称
石
英
锆
长
石
白
云
石
正
长
石
钠
长
石
酸性斜长石
角
闪
石
辉
石
黑
云
母
基性斜长石
霞
石
橄
榄
石
黄
铁
矿
岩石的基本构成是由组成岩石的物质成分和结构两大方面来决定的。
表1-1 主要造岩矿物抗风化相对稳定性
三、岩石基本构成
新鲜岩石的力学性质主要取决于岩石的矿物成分和颗粒间的连结。对于具有结晶连结的岩石,其矿物成分的影响要大一些。应当指出,岩石中矿物的硬度和岩石的强度石两个既有联系而又不同的概念。
岩石中某些易溶物粘土矿物特殊矿物的存在,常使岩石物理力学性质复杂化。
另外,粘土岩石中的蒙脱石遇水膨胀且强度降低,凝灰石中一些不稳定的物质极易分解成斑脱土,遇水也极易膨胀和软化。还有某些玻璃质和次生矿物,如沸石等能促进岩石与磷之间的化学反应。
四、常见的岩石结构类型
岩石的结构是指岩石中矿物(及岩屑)颗粒相互之间的关系,包括颗粒的大小、性状、排列、结构连结特点及岩石中的微结构面(即内部缺陷)。其中,以结构连结和岩石中的微结构面对岩石工程性质影响最大。
岩石中结构连结的类型主要有两种,分别为:
1. 结晶连结
2. 胶结连结
1、结晶连结
岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起,如岩浆岩、大部分变质岩及部分沉积岩的结构连结。这种连结结晶颗粒之间紧密接触,故岩石强度一般较大,但随结构的不同而有一定的差异。
晶粒愈细,愈均匀,玻璃质愈少,则强度愈高。粗粒斑晶的酸性深成岩强度最低,细粒微晶而无玻璃质的基性喷出岩强度最高。
具有结晶连结的一些变质岩,如石英岩、大理岩等情况与岩浆岩类似。
沉积岩中的化学沉积岩是以可溶的结晶连结为主,连结强度较大,一般以等粒结晶的岩石强度最高。但是这种连结的缺点是抗水性差,能不同程度地溶于水中,对岩石地可溶性有一定地影响。
固结粘土岩地连结有一部分是再结晶地结晶连结,其强度比其他坚硬岩石要差得很多。
2、胶结连结
指颗粒与颗粒之间通过胶结物在一起的连结。对于这种连结的岩石,其强度主要取决于胶结物及胶结类型。从胶结物来看,硅质铁质胶结的岩石强度较高,钙质次之,而泥质胶结强度最低;从胶结类型来看,根据颗粒之间以及颗粒与胶结物间的关系,碎屑岩具有三种基本类型:
A、基质胶结类型
B、接触胶结类型
C、孔隙胶结类型
3、岩石中的微结构面
岩石中的微结构面(或称缺陷),是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合体之间微小的弱面及空隙。它包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等。
矿物的解理面指矿物晶体或晶粒受力沿一定结晶方向分裂成的光滑平面。
晶粒边界:矿物晶体内部各粒子都是由各种离子键原子键分子键等相连结。由于矿物晶粒表面电价不平衡而使矿物表面具有一定的结合力,但这种结合力一般比起矿物内部的键连结力要小,因此晶粒边界就相对软弱。
3、岩石中的微结构面
微裂隙:指发育于矿物颗粒内部及颗粒之间的多呈闭合状态的破裂迹线,这些微裂隙十分细小,肉眼难以观察,一般要在显微镜下观察,故也称显微裂隙。
粒间空隙:多在成岩过程中形成,如结晶岩中晶粒之间的小空隙,碎屑岩中由于胶结物未完全充填而留下空隙。粒间空隙对岩石的透水性和压缩性有较大影响。
晶格缺陷:有由于晶体外原子入侵结果产生的化学上的缺陷,也有由于化学比例或原子重新排列的毛病所产生的物理上的缺陷,它与岩石的塑性变形有关。