工程地質(zhì)（二）（新版）

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁3）變質(zhì)巖的成因及分類地殼中已存在的巖石，因為地殼運動和巖漿活動等造成物理化學(xué)環(huán)境的改變，處在高溫、高壓及其它化學(xué)因素作用下，使本來巖石的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)生一系列變化，所形成的新的巖石稱為變質(zhì)巖。這種改變巖石的作用，稱為變質(zhì)作用。引起變質(zhì)作用的因素有溫度、壓力及化學(xué)活動性流體。按照變質(zhì)作用的地質(zhì)成因和變質(zhì)作用因素，將變質(zhì)作用分為下列幾種類型。(1)接觸變質(zhì)作用指發(fā)生在侵入巖與圍巖之間的接觸帶上，并主要由溫度和揮發(fā)物質(zhì)所引起的變質(zhì)作用。(2)區(qū)域變質(zhì)作用是在廣大范圍內(nèi)發(fā)生，并由溫度、壓力以及化學(xué)活動性流體等多種因素引起的變質(zhì)作用。(3)動力變質(zhì)作用指在地殼構(gòu)造變動時產(chǎn)生的強烈定向壓力使巖石發(fā)生的變質(zhì)作用，也叫碎裂變質(zhì)作用。變質(zhì)巖的分類見下表所示。3.常見巖石的成分、結(jié)構(gòu)及其它主要特征1）巖石的成分⑴巖漿巖的成分巖漿巖主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O和H2O等氧化物組成，其中SiO2是最多且系最重要的。組成巖漿巖的礦物按其色彩及化學(xué)成分的特點可分為淺色礦物和深色礦物兩類。淺色礦物富含硅、鋁成分，如正長石、斜長石、石英、白云母等；深色礦物富含鐵、鎂物質(zhì)，如黑云母、輝石、角閃石、橄欖石等。⑵沉積巖的成分沉積巖的組成物質(zhì)共有四類。①碎屑礦物原巖遭遇機械風(fēng)化后破碎而成的碎屑物質(zhì)再經(jīng)機械搬運作用和沉積作用產(chǎn)生的沉積物，如石英、長石、白云母等。②粘土礦物是原巖經(jīng)風(fēng)化分解后由長石等生成的次生礦物，如高嶺石、蒙脫石、水云母等。③化學(xué)沉積礦物是從真溶液或膠體溶液中沉淀出來的或是由生物化學(xué)沉積作用形成的礦物，如方解石、白云石、石膏、巖鹽、鐵和錳的氧化或氫氧化物。⑶變質(zhì)巖的成分組成變質(zhì)巖的礦物，一部分是與巖漿巖或沉積巖所共有的，如石英、長石、云母、角閃石、輝石、方解石等。另一部分是變質(zhì)作用后產(chǎn)生的特有的變質(zhì)礦物，如石榴子石、藍(lán)晶石、硅灰石、剛玉、綠泥石、綠簾石、絹云母、滑石、葉蠟石、蛇紋石、石墨等2）巖石的結(jié)構(gòu)⑴巖漿巖的結(jié)構(gòu)巖漿巖的結(jié)構(gòu)是指組成巖石的礦物的結(jié)晶程度、晶粒的大小、形狀、及其互相結(jié)合的情況。①按巖石中礦物結(jié)晶程度劃分全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)②按巖石中礦物顆粒的絕對大小劃分顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)③按巖石中礦物顆粒的相對大小劃分等粒結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)。⑵沉積巖的結(jié)構(gòu)沉積巖的結(jié)構(gòu)主要有下列幾種。①碎屑結(jié)構(gòu)碎屑物質(zhì)被膠結(jié)物粘結(jié)起來而形成的一種結(jié)構(gòu)。按碎屑粒徑大小，將碎屑結(jié)構(gòu)分為下列幾類：礫狀結(jié)構(gòu)碎屑粒徑>2mm。砂質(zhì)結(jié)構(gòu)碎屑粒徑2.0~0.05mm。粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)碎屑粒徑為0.05~0.005mm。②泥質(zhì)結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)幾乎所有由小于0.005mm的粘土顆粒組成，是粘土巖的主要特征。③化學(xué)結(jié)構(gòu)由化學(xué)作用或生物化學(xué)作用從溶液中沉淀的晶?；蛑亟Y(jié)晶晶粒形成的結(jié)構(gòu)。主要在石灰?guī)r、白云巖和硅質(zhì)巖中發(fā)育。④生物結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)幾乎所有是由生物遺體所組成的，如生物碎屑結(jié)構(gòu)、貝殼結(jié)構(gòu)等。⑶變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)①變余結(jié)構(gòu)(殘余結(jié)構(gòu))原巖在變質(zhì)作用過程中，因為重結(jié)晶、變質(zhì)結(jié)晶不徹低，原巖的結(jié)構(gòu)特征被部分保留下來，稱為變余結(jié)構(gòu)。如變余斑狀結(jié)構(gòu)、變余砂質(zhì)結(jié)構(gòu)、變余礫狀結(jié)構(gòu)、變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)等。②變晶結(jié)構(gòu)巖石在固體狀態(tài)下發(fā)生重結(jié)晶、變質(zhì)結(jié)晶或重組合所形成的結(jié)構(gòu)稱為變晶結(jié)構(gòu)。這是變質(zhì)巖石中最常見的結(jié)構(gòu)。③碎裂結(jié)構(gòu)這是因為巖石在低溫下受定向壓力作用，當(dāng)壓力超過其強度極限時發(fā)生破碎、錯動，形成碎塊甚至粉末狀后又被膠結(jié)在一起的結(jié)構(gòu)。按照破碎程度可分為碎裂結(jié)構(gòu)、碎斑結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu)等。3）巖石的構(gòu)造⑴巖漿巖的構(gòu)造①塊狀構(gòu)造礦物分布比較勻稱，巖石結(jié)構(gòu)也較均一，是巖漿巖中最常見的一種構(gòu)造。②流紋構(gòu)造它是酸性熔巖中最常見的一種構(gòu)造，是由不同色彩的礦物、玻璃質(zhì)和拉長的氣孔等，沿熔巖流動方向作平行羅列所形成的一種流動構(gòu)造。③氣孔構(gòu)造巖漿噴出地表后，巖漿中的氣體呈氣泡逸出，巖漿冷凝后在巖石中保留了氣孔的形態(tài)。④杏仁狀構(gòu)造熔巖流中的氣孔被次生礦物充填，如方解石、石英、玉髓、綠泥石等，形似杏仁，故名。（2）沉積巖的構(gòu)造①層理構(gòu)造層理是沉積巖在形成過程中，因為沉積環(huán)境的改變所引起的沉積物質(zhì)的成分、顆粒大小、形狀或色彩在垂直方向發(fā)生變化而顯示成層的現(xiàn)象。層理是沉積巖最重要的一種構(gòu)造特征，是沉積巖區(qū)別于巖漿巖和變質(zhì)巖的最主要標(biāo)志。分為：水平層理、交錯層理等。②層面構(gòu)造層面構(gòu)造指巖層層面上因為水流、風(fēng)、生物活動、陽光曝曬等作用留下的足跡，如波痕、泥裂、雨痕等。③結(jié)核結(jié)核是成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及色彩等與周圍沉積物（巖）不同的、規(guī)模不大的團塊體。④生物成因構(gòu)造因為生物的生命活動和生態(tài)特征，而在沉積物中形成的構(gòu)造稱生物成因構(gòu)造。如生物礁體，疊層構(gòu)造、蟲跡、蟲孔等。（3）變質(zhì)巖的構(gòu)造①片理構(gòu)造片理構(gòu)造是變質(zhì)巖特有的構(gòu)造，是從構(gòu)造上區(qū)別于其它巖石的一個顯著標(biāo)志。主要的片理構(gòu)造有：板狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造。②塊狀構(gòu)造巖石中的礦物勻稱分布，結(jié)構(gòu)均一，無定向羅列，這是大理巖和石英巖等常有的構(gòu)造。4）常見巖石⑴巖漿巖①花崗巖花崗巖是酸性深成巖，多呈肉紅色、淺灰色。其主要礦物為鉀長石、石英和酸性斜長石，次要礦物為黑云母、角閃石等。全晶質(zhì)等粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。②流紋巖流紋巖是酸性噴出巖，大都為灰、灰白和灰紅等較淺色彩。斑狀結(jié)構(gòu)，細(xì)小的斑晶為正長石和石英等礦物，基質(zhì)為隱晶或玻璃質(zhì)，常具流紋構(gòu)造。③閃長巖閃長巖是中性深成巖，淺灰至深灰色，其主要礦物成分為中性斜長石、角閃石，第二為黑云母、輝石及石英等。呈等粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。④安山巖安山巖是中性噴出巖。呈灰、紅褐或淺褐色。常呈斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為斜長石、角閃石和輝石，基質(zhì)為隱晶或玻璃質(zhì)，也常呈隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。常為塊狀和藹孔構(gòu)造。⑤輝長巖輝長巖是基性深成巖，呈黑色或灰黑色，礦物成分以基性斜長石和輝石為主，也含有少量的角閃石、橄欖石等。呈中、粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。⑥輝綠巖輝綠巖是基性淺成巖，呈暗綠或黑色，礦物成分與輝長巖相同。呈細(xì)粒結(jié)構(gòu)或輝綠結(jié)構(gòu)。雖塊狀或杏仁狀構(gòu)造。⑦玄武巖玄武巖是分布較廣的基性噴出巖，呈黑、灰綠及暗紫等色，其主要礦物成分與輝長巖相同，多呈細(xì)粒至隱晶結(jié)構(gòu)，也有玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)和斑狀結(jié)構(gòu)。致密塊狀、氣孔構(gòu)造及杏仁狀構(gòu)造較普遍，柱狀節(jié)理普遍發(fā)育。⑵沉積巖①礫巖及角礫巖礫巖及角礫巖由50％以上大于2mm的碎屑顆粒膠結(jié)而成。由磨圓較好的礫石膠結(jié)而成的稱為礫巖；由帶棱角的角礫膠結(jié)而成的稱為角礫巖。礫石成分可能是礦物碎屑，但主要是巖屑。按礫石成分礫巖可分為單成分礫巖和復(fù)成分礫巖。②砂巖及粉砂巖砂巖是由50％以上2～0.05mm粒級的顆粒膠結(jié)而成的。按粒度大小可細(xì)分為粗粒、中粒、細(xì)粒及粉粒砂巖。按照其主要碎屑成分又可分為石英砂巖、長石砂巖和巖屑砂巖。粉砂巖是0.05～0.005mm粒級的顆粒含量>50％的巖石，碎屑成分以石英為主，長石次之，碎屑的磨圓度差，分選好，膠結(jié)物常為粘土、鈣質(zhì)和鐵質(zhì)。常見色彩為棕紅色或暗褐色，常具有薄的水平層理。粉砂巖的性質(zhì)介于砂巖與粘土巖之間。③粘土巖類粘土巖是粒徑<0.005mm，主要由粘土礦物組成的巖石。常見的粘土礦物有高嶺石、蒙脫石、水云母等。粘土巖中的其它成分有石英、長石、云母、褐鐵礦等。粘土巖性質(zhì)剛強，強度低，易產(chǎn)生壓縮變形，抗風(fēng)化能力較低，尤其是含蒙脫石等礦物的粘土巖，遇水后具有膨脹、崩解等特性。主要的粘土巖有以下兩大類。(a)泥巖泥巖是由粘土經(jīng)脫水固結(jié)而形成的，其特點是：固結(jié)不緊密、不結(jié)實；層理不發(fā)育，常呈厚層狀、塊狀；強度較低，普通干試樣的抗壓強度約在5～35MPa之間，遇水易泥化，強度顯著降低，飽水試樣的抗壓強度可降低50％左右；泥巖多形成于較新的地質(zhì)時期。(b)頁巖頁巖也是由粘土脫水膠結(jié)而成，大部分有顯然的薄層理，能沿層理分成薄片，這種特征也稱頁理，風(fēng)化后多成碎片狀或泥土狀。④石灰?guī)r石灰?guī)r簡稱灰?guī)r，在深海或淺海環(huán)境中形成，礦物成分以方解石為主，偶爾還可含有白云石、燧石等硅質(zhì)礦物和粘土礦物等。常呈深灰、淺灰色，純質(zhì)灰?guī)r呈白色。多呈致密狀，叫做結(jié)晶灰?guī)r。石灰?guī)r在常溫下遇稀鹽酸強烈起泡。⑤白云巖其礦物成分主要為白云石，第二含有少量的方解石等。形成環(huán)境同灰?guī)r，常為淺灰色、灰白色，呈隱晶質(zhì)或細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu)。硬度較灰?guī)r略大。白云巖在常溫下遇稀鹽酸不起泡，但加熱或研成粉末后則起泡。⑥泥灰?guī)r當(dāng)石灰?guī)r中粘土礦物含量達(dá)25％～50％時，稱為泥灰?guī)r。色彩有灰色、黃色、褐色、紅色。強度低、易風(fēng)化。⑶變質(zhì)巖①片麻巖普通具片麻狀構(gòu)造，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)。礦物為長石、石英、黑云母、角閃石等，片麻巖可按照成分進(jìn)一步分類和命名，如花崗片麻巖、角閃斜長片麻巖、黑云母鉀長片麻巖等。②片巖其特征是有片理構(gòu)造，普通為鱗片變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)、纖狀變晶結(jié)構(gòu)。常見礦物有云母、綠泥石、滑石、角閃石等片狀、柱狀礦物(含量大于30％)，粒狀礦物以石英為主，長石很少或不含。③板巖其特征是巖石較致密，具板狀構(gòu)造。主要由頁巖、泥質(zhì)粉砂巖、中—酸性凝灰?guī)r等變質(zhì)而成，變質(zhì)程度較輕。常具變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)等，重結(jié)晶不顯然，板理面上可見絹云母、綠泥石等。沿劈理易于迸裂成薄板狀。④千枚巖其特征是巖石細(xì)密，具千枚狀構(gòu)造，重結(jié)晶程度比板巖高，礦物成分主要有絹云母、綠泥石、石英等，具顯微變晶結(jié)構(gòu)。片理面具強絲絹光澤。⑤石英巖主要由石英組成(>85％)，普通為塊狀構(gòu)造，呈粒狀變晶結(jié)構(gòu)。巖石堅硬，抗風(fēng)化能力強。⑥大理巖由鈣、鎂碳酸鹽類沉積巖變質(zhì)形成。主要礦物成分為方解石、白云石。具粒狀變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。18.2地質(zhì)構(gòu)造和地史概念大綱要求：褶皺形態(tài)和分類斷層形態(tài)和分類地層的各種接觸關(guān)系大地構(gòu)造概念地史演變概況和地質(zhì)年代表1.褶皺的形態(tài)及分類褶皺構(gòu)造是巖層在構(gòu)造運動中受力形成的延續(xù)彎曲變形。1）褶皺的基本類型褶皺的基本類型有兩種，即背斜和向斜。⑴背斜它在形狀上是巖層向上拱的彎曲，核心部位的巖層時代較老，外側(cè)的巖層時代依次漸新。⑵向斜是巖層向下拗陷的一個彎曲，核心部位的巖層時代較新，而兩側(cè)巖層依次漸老。向斜與背斜立體圖2）褶曲要素單個彎曲叫做褶曲。褶曲要素主要有核、翼、轉(zhuǎn)折端、軸面和樞紐等。核指組成褶曲中央部分的巖層。背斜的核是最老的巖層，向斜的核是最新的巖層。翼指核部兩側(cè)對稱出露的巖層，當(dāng)背斜與向斜相連時，翼是公用的。轉(zhuǎn)折端是從一翼轉(zhuǎn)到另一翼的過渡的彎曲部分，即兩翼的匯集部分。軸面是大致平分褶皺兩翼的假想面。軸面可能是平面，也可能是曲面。樞紐指褶皺中同一層面與軸面的交線，樞紐可以是直線，也可以是曲線或折線。其空間方位由測得的傾伏向和傾伏角決定。褶曲形態(tài)要素3）褶皺的形態(tài)分類(1)按褶皺軸面和兩翼產(chǎn)狀分類①豎立褶皺軸面豎立，兩翼巖層傾向相反，傾角大致相等。②傾斜褶皺軸面傾斜，兩翼巖層傾向相反，傾角不相等。軸面與褶皺平緩