工程岩石和土的鉴定和分类

工程岩石和土的鉴定和分类第一页，共五十四页，编辑于2023年，星期日一、地球第二页，共五十四页，编辑于2023年，星期日地球的构造：地壳、地幔、地核。地壳：地球的固体外壳。大陆上厚的70公里，海洋里薄的今10公里，平均厚度在33km左右。地幔：中间构造层，富含铁镁的硅酸盐物质。地核：主要化学成分是铁，镍，所以又称铁镍核心。第三页，共五十四页，编辑于2023年，星期日地壳主要元素百分比元素质量比/%元素质量比/%氧（Ｏ）46.95钠（Na）2.78硅（Si）27.88钾（K）2.58铝（Al）8.13镁（Mg）2.06铁（Fe）5.17钛（Ti）0.62钙（Ca）3.65氢（H）0.14第四页，共五十四页，编辑于2023年，星期日矿物

地壳中的化学元素，除极少数呈单质存在，绝大多数的元素都以化合物的形态存在于地壳中。这些自然元素和化合物，称为矿物。

岩石是天然矿物的集合体。构成岩石的矿物，称为造岩矿物.

第五页，共五十四页，编辑于2023年，星期日二、矿物的物理性质

1.矿物的形态2.颜色

3.光泽4.透明度

5.条痕6.硬度

7.解理、断口

第六页，共五十四页，编辑于2023年，星期日造岩矿物绝大部分是结晶质。组成矿物的元素质点在矿物内部按一定的规律排列，形成稳定的结晶格子构造生成具有一定几何外形的晶体。1.矿物的形态第七页，共五十四页，编辑于2023年，星期日片状的云母第八页，共五十四页，编辑于2023年，星期日棱面体状方解石第九页，共五十四页，编辑于2023年，星期日常见的矿物单体形态有：片状、鳞片状——如云母、绿泥石等；板状——如斜长石、板状石膏等；柱状——如长柱状的角闪石、短柱状的辉石等；棱面体状——如方解石、白云石等；纤维状——如纤维状石膏等；晶簇——在一个共同的基面上，许多相同的晶体丛生在一起，这个晶体群称为晶簇。粒状、块状、土状——矿物在空间三个方向上接近等长的集合体形态。若颗粒边界较明显的则称为粒状，如橄榄石等；若肉眼不易分辨颗粒边界的则称为块状，如石英等；疏松的块状称土状，如高岭土等。第十页，共五十四页，编辑于2023年，星期日矿物的物理性质——颜色

自色

矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的。按成色原因分为：假色

他色

第十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期日（1）自色：由矿物的化学成分和晶体结构所形成的矿物本身的固有颜色，如黄金的金黄色、黄铜矿的赤黄色、孔雀石的翠绿色等。对造岩矿物来说，由于成分复杂，颜色变化很大，一般来说，含铁、锰多的矿物，如黑云母、普通角闪石、普通辉石等，颜色较深，多呈灰绿、褐绿、黑绿以至黑色；含硅、铝、钙等成分多的矿物，如石英、长石、方解石等，颜色较浅，多呈白、灰白、淡红、淡黄等各种浅色。黄铜矿孔雀石第十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期日（2）他色：是矿物混入某些杂质所引起的颜色，与矿物的本身性质无关，如纯净的石英是无色透明的，但含碳的微粒时呈烟灰色(即墨晶)，含锰就呈紫色(即紫水晶)，含氧化铁则呈玫瑰色（即玫瑰石英）；由于他色不固定，对鉴定矿物没有很大意义。（3）假色：由矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折射、散射所引起的颜色，如方解石解理面上常出现虹彩、斑铜矿表面常出现斑驳的蓝色和紫色。条痕是矿物粉末的颜色，通常将矿物在无釉瓷板上刻画后进行观察，它对于某些金属矿物具有重要鉴定意义，例如，赤铁矿可呈赤红、铁黑或钢灰等色，而其条痕则恒为樱红色；金的条痕为金黄色，而黄铜矿的条痕为绿黑色。第十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期日第十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期日1.金属光泽：反射很强，类似镀铬的金属平滑表面的反光。如黄铁矿、方铅矿黄铁矿矿物的物理性质——光泽

矿物表面反射光线的能力，称为光泽。矿物的光泽是矿物表面的反射率的表现，按其强弱程度，分金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。第十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期日（2）半金属光泽：反射强，如同一般金属的反光，如磁铁矿的光泽。磁铁矿：半金属光泽第十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期日3.非金属光泽（1）金刚光泽：反射较强，如同金刚石的反光。（2）玻璃光泽：反光如镜，如长石、方解石解理面上呈现的光泽。钻石：金刚光泽托帕石：玻璃光泽第十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期日（3）珍珠光泽：光线在解理面间发生多次折射和内反射，如云母等。（4）丝绢光泽：纤维状或细鳞片状矿物，由于光的反射互相干扰，形成丝绢般的光泽，如纤维石膏和绢云母等。珍珠：珍珠光泽木变石：丝绢光泽云母第十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期日（5）油脂光泽：矿物表面不平，致使光线散射，如石英断口上呈现的光泽。（7）土状光泽：矿物表面暗淡如土，如高岭石等松细粒块体矿物表面所呈现的光泽。琥珀：油脂光泽高岭石第十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期日矿物的物理性质

——矿物的透明度

第二十页，共五十四页，编辑于2023年，星期日矿物的物理性质——条痕第二十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期日矿物的物理性质——硬度

矿物抵抗外力刻划、研磨的能力，称为硬度。由于矿物的化学成分或内部构造不同，所以不同的矿物常具有不同的硬度。硬度是矿物的一个重要鉴定特征。

鉴别矿物硬度的方法——摩氏硬度计（相对硬度）。野外工作中，常用指甲（2～2.5）、铁刀刃（3～5.5）、玻璃（5～5.5）、钢刀刃（6～6.5）鉴别矿物的硬度第二十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期日矿物的物理性质——解理、断口

矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质，称为解理。裂开的光滑平面称为解理面。不具方向性的不规则破裂面，称为断口。根据解理出现方向的数目，有一个方向的解理，如云母等；有两个方向的解理，如长石等；有三个方向的解理，如方解石等。根据解理的完全程度，可将解理分为以下几种：(1)极完全解理极易裂开成薄片，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开裂成小块，解理面平整光亮，如方解石。(3)中等解理既有解理面，又有断口，如正长石。(4)不完全解理常出现断口，解理面很难出现，如磷灰石。第二十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期日天津大学第二十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期日矿物解理的完全程度和断口是互相消长的。如不具解理的石英，则只呈现贝壳状的断口。第二十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期日石英：Si02，常发育成单晶并形成晶簇，或成致密状或粒状集合体；纯净的石英无色透明，称水晶；含有细小分散的气态或液态物质呈乳白色者，称乳石英；石英晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽；硬度7；无解理，贝壳状断口；相对密度2.65。三、常见的造岩矿物及其鉴定特征

第二十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期日石英第二十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期日正长石：单晶体常为柱状或板柱状；常为肉红色，有时具有较浅的色调；玻璃光泽；硬度6；有两组相互正交的解理；相对密度2.54~2.57；正长石与钾微斜长石、透长石等一起构成钾长石的不同变种。斜长石：单晶体为板状或板条状；常为白色或灰白色；玻璃光泽；硬度6~6.52；两组中等解理，近于正交；相对密度2.61～2.75；斜长石是钠长石与钙长石的固溶体。第二十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期日正长石和斜长石第二十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期日白云母白云母：KAl2[[AISi3O10](OH)2，单晶体为短柱状及板状，横切面常为六边形；集合体为鳞片状，其中晶体细微者称绢云母；有平行片状方向的极完全解理；薄片为无色透明；具珍珠光泽；硬度2.5~3；薄片有弹性；相对密度2.77~2.88。第三十页，共五十四页，编辑于2023年，星期日黑云母：K(MgFe)3(A1Si3O10)(OH)2，棕褐色或黑色；相对密度2.7~3.3；其形态及其它光学及力学性质同白云母。第三十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

普通角闪石：(Ca，Na)2~3(Mg，Fe，Al)5[Si6(Si,A1)2O22)](OH，F)2，单晶体为长柱状，常见针状；绿黑色或黑色；玻璃光泽；硬度5~6；有平行柱面两组解理，交角为124°。第三十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期日普通角闪石第三十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期日第三十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期日普通角闪石第三十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

辉石：(Ca，Mg，Fe，Al)2[(Si，Al)2O6]，单晶体为短柱状，集合体为粒状；绿黑色或黑色；玻璃光泽；硬度5.5~6；有平行柱面的两组解理，其交角为87°；相对密度3.2~2.4。第三十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期日普通辉石第三十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

橄榄石：(MgFe)2SiO4，常为粒状集合体；浅黄绿到橄榄绿色，随含铁量增高而加深；玻璃光泽；硬度6~7；不完全解理；相对密度为3.2~4.4，随含铁量增高而增大。第三十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期日橄榄石第三十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期日橄榄石第四十页，共五十四页，编辑于2023年，星期日方解石：CaCO3，常发育成单晶或晶簇；粒状、块状、纤维状或钟乳状集合体；纯净的方解石无色透明，因杂质渗入而常呈白、灰、黄、浅红、绿、蓝等色；玻璃光泽；硬度3；完全解理；相对密度2.72；遇冷稀盐酸强烈起泡。第四十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期日方解石第四十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期日方解石第四十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期日方解石第四十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期日方解石第四十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

白云石：CaCO3MgCO3，单晶为菱面体，通常为块状或粒状集合体；一般为白色，因含Fe常呈褐色；玻璃光泽；硬度3.5~4；解理完全；相对密度2.85~3.1，随含铁量增高而增大。第四十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期日滑石：Mg3[Si4O10](OH)2，单晶体为片状，通常为鳞片状、放射状、纤维状、块状等集合体；无色或白色；解理面为珍珠光泽；硬度1；平行片状方向有一组中等解理；薄片具挠性；相对密度为2.58~2.55。滑石第四十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期日蛇纹石：Mg6[Si4O10](OH)8，一般为细鳞片状、显微鳞片状以及致密块状集合体，呈纤维状集合体者称蛇纹石石棉；黄绿色，或深或浅；块状者常具油脂光泽，纤维状者为丝绢光泽；硬度2.5~3.5；相对密度2.83。第四十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期日蛇纹石第四十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期日绿泥石：常呈鳞片状集合体；绿色，深浅随含铁量的变化而不同；解理面上为珍珠光泽；有平行片状方向的解理；硬度2~3；相对密度2.6~3.3；薄片具挠性。第五十页，共五十四页，编辑于2023年，星期日绿泥石第五十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期日

石膏：CaSO4·2H2O