工程巖石和土的鑒定和分類

工程巖石和土的鑒定和分類第1頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、地球第2頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地球的構(gòu)造：地殼、地幔、地核。地殼：地球的固體外殼。大陸上厚的70公里，海洋里薄的今10公里，平均厚度在33km左右。地幔：中間構(gòu)造層，富含鐵鎂的硅酸鹽物質(zhì)。地核：主要化學(xué)成分是鐵，鎳，所以又稱鐵鎳核心。第3頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地殼主要元素百分比元素質(zhì)量比/%元素質(zhì)量比/%氧（Ｏ）46.95鈉（Na）2.78硅（Si）27.88鉀（K）2.58鋁（Al）8.13鎂（Mg）2.06鐵（Fe）5.17鈦（Ti）0.62鈣（Ca）3.65氫（H）0.14第4頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月礦物

地殼中的化學(xué)元素，除極少數(shù)呈單質(zhì)存在，絕大多數(shù)的元素都以化合物的形態(tài)存在于地殼中。這些自然元素和化合物，稱為礦物。

巖石是天然礦物的集合體。構(gòu)成巖石的礦物，稱為造巖礦物.

第5頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、礦物的物理性質(zhì)

1.礦物的形態(tài)2.顏色

3.光澤4.透明度5.條痕

6.硬度

7.解理、斷口

第6頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月造巖礦物絕大部分是結(jié)晶質(zhì)。組成礦物的元素質(zhì)點(diǎn)在礦物內(nèi)部按一定的規(guī)律排列，形成穩(wěn)定的結(jié)晶格子構(gòu)造生成具有一定幾何外形的晶體。1.礦物的形態(tài)第7頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月片狀的云母第8頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月棱面體狀方解石第9頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常見的礦物單體形態(tài)有：片狀、鱗片狀——如云母、綠泥石等；板狀——如斜長(zhǎng)石、板狀石膏等；柱狀——如長(zhǎng)柱狀的角閃石、短柱狀的輝石等；棱面體狀——如方解石、白云石等；纖維狀——如纖維狀石膏等；晶簇——在一個(gè)共同的基面上，許多相同的晶體叢生在一起，這個(gè)晶體群稱為晶簇。粒狀、塊狀、土狀——礦物在空間三個(gè)方向上接近等長(zhǎng)的集合體形態(tài)。若顆粒邊界較明顯的則稱為粒狀，如橄欖石等；若肉眼不易分辨顆粒邊界的則稱為塊狀，如石英等；疏松的塊狀稱土狀，如高嶺土等。第10頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月礦物的物理性質(zhì)——顏色

自色

礦物的顏色，是礦物對(duì)可見光波的吸收作用產(chǎn)生的。按成色原因分為：假色

他色

第11頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）自色：由礦物的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)所形成的礦物本身的固有顏色，如黃金的金黃色、黃銅礦的赤黃色、孔雀石的翠綠色等。對(duì)造巖礦物來(lái)說(shuō)，由于成分復(fù)雜，顏色變化很大，一般來(lái)說(shuō)，含鐵、錳多的礦物，如黑云母、普通角閃石、普通輝石等，顏色較深，多呈灰綠、褐綠、黑綠以至黑色；含硅、鋁、鈣等成分多的礦物，如石英、長(zhǎng)石、方解石等，顏色較淺，多呈白、灰白、淡紅、淡黃等各種淺色。黃銅礦孔雀石第12頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）他色：是礦物混入某些雜質(zhì)所引起的顏色，與礦物的本身性質(zhì)無(wú)關(guān)，如純凈的石英是無(wú)色透明的，但含碳的微粒時(shí)呈煙灰色(即墨晶)，含錳就呈紫色(即紫水晶)，含氧化鐵則呈玫瑰色（即玫瑰石英）；由于他色不固定，對(duì)鑒定礦物沒有很大意義。（3）假色：由礦物內(nèi)部的裂隙或表面的氧化薄膜對(duì)光的折射、散射所引起的顏色，如方解石解理面上常出現(xiàn)虹彩、斑銅礦表面常出現(xiàn)斑駁的藍(lán)色和紫色。條痕是礦物粉末的顏色，通常將礦物在無(wú)釉瓷板上刻畫后進(jìn)行觀察，它對(duì)于某些金屬礦物具有重要鑒定意義，例如，赤鐵礦可呈赤紅、鐵黑或鋼灰等色，而其條痕則恒為櫻紅色；金的條痕為金黃色，而黃銅礦的條痕為綠黑色。第13頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第14頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.金屬光澤：反射很強(qiáng)，類似鍍鉻的金屬平滑表面的反光。如黃鐵礦、方鉛礦黃鐵礦礦物的物理性質(zhì)——光澤

礦物表面反射光線的能力，稱為光澤。礦物的光澤是礦物表面的反射率的表現(xiàn)，按其強(qiáng)弱程度，分金屬光澤、半金屬光澤和非金屬光澤。第15頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）半金屬光澤：反射強(qiáng)，如同一般金屬的反光，如磁鐵礦的光澤。磁鐵礦：半金屬光澤第16頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.非金屬光澤（1）金剛光澤：反射較強(qiáng)，如同金剛石的反光。（2）玻璃光澤：反光如鏡，如長(zhǎng)石、方解石解理面上呈現(xiàn)的光澤。鉆石：金剛光澤托帕石：玻璃光澤第17頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）珍珠光澤：光線在解理面間發(fā)生多次折射和內(nèi)反射，如云母等。（4）絲絹光澤：纖維狀或細(xì)鱗片狀礦物，由于光的反射互相干擾，形成絲絹般的光澤，如纖維石膏和絹云母等。珍珠：珍珠光澤木變石：絲絹光澤云母第18頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（5）油脂光澤：礦物表面不平，致使光線散射，如石英斷口上呈現(xiàn)的光澤。（7）土狀光澤：礦物表面暗淡如土，如高嶺石等松細(xì)粒塊體礦物表面所呈現(xiàn)的光澤。琥珀：油脂光澤高嶺石第19頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月礦物的物理性質(zhì)

——礦物的透明度

第20頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月礦物的物理性質(zhì)——條痕第21頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月礦物的物理性質(zhì)——硬度

礦物抵抗外力刻劃、研磨的能力，稱為硬度。由于礦物的化學(xué)成分或內(nèi)部構(gòu)造不同，所以不同的礦物常具有不同的硬度。硬度是礦物的一個(gè)重要鑒定特征。

鑒別礦物硬度的方法——摩氏硬度計(jì)（相對(duì)硬度）。野外工作中，常用指甲（2～2.5）、鐵刀刃（3～5.5）、玻璃（5～5.5）、鋼刀刃（6～6.5）鑒別礦物的硬度第22頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月礦物的物理性質(zhì)——解理、斷口

礦物受打擊后，能沿一定方向裂開成光滑平面的性質(zhì)，稱為解理。裂開的光滑平面稱為解理面。不具方向性的不規(guī)則破裂面，稱為斷口。根據(jù)解理出現(xiàn)方向的數(shù)目，有一個(gè)方向的解理，如云母等；有兩個(gè)方向的解理，如長(zhǎng)石等；有三個(gè)方向的解理，如方解石等。根據(jù)解理的完全程度，可將解理分為以下幾種：(1)極完全解理極易裂開成薄片，解理面大而完整，平滑光亮，如云母。(2)完全解理常沿解理方向開裂成小塊，解理面平整光亮，如方解石。(3)中等解理既有解理面，又有斷口，如正長(zhǎng)石。(4)不完全解理常出現(xiàn)斷口，解理面很難出現(xiàn)，如磷灰石。第23頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月天津大學(xué)第24頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月礦物解理的完全程度和斷口是互相消長(zhǎng)的。如不具解理的石英，則只呈現(xiàn)貝殼狀的斷口。第25頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月石英：Si02，常發(fā)育成單晶并形成晶簇，或成致密狀或粒狀集合體；純凈的石英無(wú)色透明，稱水晶；含有細(xì)小分散的氣態(tài)或液態(tài)物質(zhì)呈乳白色者，稱乳石英；石英晶面為玻璃光澤，斷口為油脂光澤；硬度7；無(wú)解理，貝殼狀斷口；相對(duì)密度2.65。三、常見的造巖礦物及其鑒定特征

第26頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月石英第27頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正長(zhǎng)石：?jiǎn)尉w常為柱狀或板柱狀；常為肉紅色，有時(shí)具有較淺的色調(diào)；玻璃光澤；硬度6；有兩組相互正交的解理；相對(duì)密度2.54~2.57；正長(zhǎng)石與鉀微斜長(zhǎng)石、透長(zhǎng)石等一起構(gòu)成鉀長(zhǎng)石的不同變種。斜長(zhǎng)石：?jiǎn)尉w為板狀或板條狀；常為白色或灰白色；玻璃光澤；硬度6~6.52；兩組中等解理，近于正交；相對(duì)密度2.61～2.75；斜長(zhǎng)石是鈉長(zhǎng)石與鈣長(zhǎng)石的固溶體。第28頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石第29頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月白云母白云母：KAl2[[AISi3O10](OH)2，單晶體為短柱狀及板狀，橫切面常為六邊形；集合體為鱗片狀，其中晶體細(xì)微者稱絹云母；有平行片狀方向的極完全解理；薄片為無(wú)色透明；具珍珠光澤；硬度2.5~3；薄片有彈性；相對(duì)密度2.77~2.88。第30頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月黑云母：K(MgFe)3(A1Si3O10)(OH)2，棕褐色或黑色；相對(duì)密度2.7~3.3；其形態(tài)及其它光學(xué)及力學(xué)性質(zhì)同白云母。第31頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

普通角閃石：(Ca，Na)2~3(Mg，F(xiàn)e，Al)5[Si6(Si,A1)2O22)](OH，F(xiàn))2，單晶體為長(zhǎng)柱狀，常見針狀；綠黑色或黑色；玻璃光澤；硬度5~6；有平行柱面兩組解理，交角為124°。第32頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月普通角閃石第33頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第34頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月普通角閃石第35頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

輝石：(Ca，Mg，F(xiàn)e，Al)2[(Si，Al)2O6]，單晶體為短柱狀，集合體為粒狀；綠黑色或黑色；玻璃光澤；硬度5.5~6；有平行柱面的兩組解理，其交角為87°；相對(duì)密度3.2~2.4。第36頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月普通輝石第37頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

橄欖石：(MgFe)2SiO4，常為粒狀集合體；淺黃綠到橄欖綠色，隨含鐵量增高而加深；玻璃光澤；硬度6~7；不完全解理；相對(duì)密度為3.2~4.4，隨含鐵量增高而增大。第38頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月橄欖石第39頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月橄欖石第40頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方解石：CaCO3，常發(fā)育成單晶或晶簇；粒狀、塊狀、纖維狀或鐘乳狀集合體；純凈的方解石無(wú)色透明，因雜質(zhì)滲入而常呈白、灰、黃、淺紅、綠、藍(lán)等色；玻璃光澤；硬度3；完全解理；相對(duì)密度2.72；遇冷稀鹽酸強(qiáng)烈起泡。第41頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方解石第42頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方解石第43頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方解石第44頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方解石第45頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

白云石：CaCO3MgCO3，單晶為菱面體，通常為塊狀或粒狀集合體；一般為白色，因含F(xiàn)e常呈褐色；玻璃光澤；硬度3.5~4；解理完全；相對(duì)密度2.85~3.1，隨含鐵量增高而增大。第46頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滑石：Mg3[Si4O10](OH)2，單晶體為片狀，通常為鱗片狀、放射狀、纖維狀、塊狀等集合體；無(wú)色或白色；解理面為珍珠光澤；硬度1；平行片狀方向有一組中等解理；薄片具撓性；相對(duì)密度為2.58~2.55?；?7頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蛇紋石：Mg6[Si4O10](OH)8，一般為細(xì)鱗片狀、顯微鱗片狀以及致密塊狀集合體，呈纖維狀集合體者稱蛇紋石石棉；黃綠色，或深或淺；塊狀者常具油脂光澤，纖維狀者為絲絹光澤；硬度2.5~3.5；相對(duì)密度2.83。第48頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蛇紋石第49頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月綠泥石：常呈鱗片狀集合體；綠色，深淺隨含鐵量的變化而不同；解理面上為珍珠光澤；有平行片狀方向的解理；硬度2~3；相對(duì)密度2.6~3.3；薄片具撓性。第50頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月綠泥石第51頁(yè)，課件共54頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

石膏：CaSO4·2H2