【正文】 集合體。 167。nH2O，單斜晶系，常呈鱗片狀塊體產(chǎn)出，白色。 20． 伊利石。光澤暗淡，硬度 1，比重 2，吸水性強(qiáng)。 19． 蒙脫石；（又稱微晶高嶺石或膠嶺 石） (Na,Ca)(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2(OH)8，純凈者為白色，單斜或三斜晶系。 二、主要造巖礦物及其鑒定特征 參見教材 P8。 有些礦物如石英如上所述不表現(xiàn)解理性，且在開裂時(shí)常出現(xiàn)斷口。 （ 3） 斷口 完全不具有解理性的礦物，在錘擊后沿任意方向發(fā)生不規(guī)則斷裂，其斷裂面稱為斷口。一種礦物表現(xiàn)出解理時(shí)，可以裂成與其原樣一致的碎塊（片）。當(dāng)?shù)V物裂開的方向超過一 個(gè)時(shí)，可用解理面的數(shù)量和解理面之間的夾角來描述。由于云母在一個(gè)方向上具有極完全解理，它們可裂成平滑而薄的薄片。具有解理的礦物是由礦物裂開時(shí)產(chǎn)生平滑的面來認(rèn)定的。 根據(jù)礦物產(chǎn)生解理性能強(qiáng)弱程度的不同，一般將解理分為： ① 極完全解理 晶體可裂成薄片，解理面大而平 整、光滑，這種礦物不出現(xiàn)斷口，如云母； ② 完全解理 晶體常沿解理面裂成小塊，解理面平整但不大，這種礦物不易出現(xiàn)斷口，如方鉛礦； ③ 中等解理 晶體上既有解理又有斷口，解理面小而不光滑，如角閃石； ④ 不完全解理 晶體上常見斷口，偶見解理，如橄欖石。 玻璃片硬度 ～ 176。 滑 石 石 膏 方解石單晶 螢 石 磷灰石 正長石 石 英 黃玉 剛玉 金剛石 低碳鋼小刀硬度 ～ 176。 剛玉； 10176。 石英； 8176。 磷灰石； 6176。 方解石； 4176。 滑石 ； 2176。以實(shí)際礦物為標(biāo)準(zhǔn)，這就是摩氏硬度計(jì)。測定硬度的絕對(duì)值需要特殊裝置。例如：純凈的石英單晶體和純凈方解石組成的冰洲石（雙折射現(xiàn)象）為透明礦物；多數(shù)造巖礦物為半透明礦物，如一般石英集合體、滑石等；金屬礦 物則為不透明礦物，如黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦等。 （ 4） 透明度 礦物透光能力的大小，稱為礦物的透明度?？筛鶕?jù)反射光由強(qiáng)到弱次序?yàn)椋航饘俟鉂伞虢饘俟鉂?、非金屬光澤。例如：角閃石這黑綠色，條痕為淡綠色；輝石為黑色，條痕為淺綠色；黃鐵礦為銅黃色，條痕為黑色等。 大多數(shù)淺色礦物的條痕是無色或淺色的，某些深色礦物的條痕與顏色相同，這些礦物的條痕對(duì)鑒別礦物無用。條痕還可以幫助把金屬光澤的礦物與非金屬光澤的礦物區(qū)分開。雖然一種礦物的顏色在不同的標(biāo)本中多種多樣，但條痕卻不是，它只有一種顏色。 （ 2） 條痕 條痕是指礦物粉末的顏色。如石英常由于帶色的混入物而使之呈紫色、玫瑰色、煙灰色和黑色等。如 Fe3+使赤鐵礦呈櫻紅色； Fe2+使普通角閃石、綠泥石呈暗綠色等。 ① 自色：礦物自身所固有的顏色。 石英 需要注意的是這里的顏色是指礦物新鮮面的顏色。例如：石英礦物，純凈時(shí)無色，然而石英也確實(shí)存在著其它顏色，如粉色、金黃色、煙棕色、紫色和常見的乳白色 。礦物中顏色的變化通常是由于礦物中摻雜了對(duì)礦物基本特征成分沒有影響的少量的化學(xué)雜質(zhì)造成的。 （二） 礦物的主要物理性質(zhì) 1． 光學(xué)性質(zhì) （ 1） 顏色 顏色是礦物明顯的特性，通常也是可靠的鑒別特征，在多種標(biāo)本中有些礦物總是表現(xiàn)出同一顏色。 ② 隱晶及膠態(tài)集合體 鮞狀；豆?fàn)?；結(jié)核狀；腎狀；葡萄狀；鐘乳狀。 石榴子石 磁鐵礦 （ 4） 礦物的集合體形態(tài) 自然界的礦物大多是以集合體的形式出現(xiàn)的，在研究礦物集合體形態(tài)時(shí)，對(duì)于晶體礦物來說，仍然以礦物的單體形態(tài)做基礎(chǔ)；而對(duì)于膠體礦物來說，則以其特有的外貌為依據(jù)。白云母可用作絕緣材料；黑云母可用作高溫防護(hù)眼鏡的鏡片。 （ 3） 結(jié)晶質(zhì)礦物的單晶形態(tài) 由于礦物在生長發(fā)育過程中，在生長速度、空間方向、生長條件的不同，其形態(tài)也不相同。 ② 膠體質(zhì)礦物 由分散相和分散媒組成的不均勻分散系中膠體顆粒凝聚而成。 非晶質(zhì)礦物又可分為： ① 玻璃質(zhì)礦物 由高溫熔融狀物質(zhì)迅速冷卻而成。而礦物本身形成基本固定的規(guī)則形態(tài)。 固體礦物又可分為結(jié)晶質(zhì)礦物和非結(jié)晶質(zhì)礦物兩大類。 礦物晶體之所以具有結(jié)晶習(xí)性，主要是由它的結(jié)構(gòu)和形成條件來決定的。 在相同的生長條件下，一定成分的同種礦物，總是有著它自己特定的結(jié)晶形態(tài)。 礦物的形態(tài)，包括礦物單體、集合體及連生體的形態(tài)，我們主要介紹單體和集合體形態(tài)。 一、 礦物的形態(tài)及主要物理性質(zhì) （一） 形態(tài) 通常，絕大多數(shù)礦物呈固態(tài)表現(xiàn)，只有個(gè)別礦物呈液態(tài)（如自然汞 Hg）。 目前在自然界中已被發(fā)現(xiàn)的礦物多達(dá) 3000 余種。 圖 11 地球的內(nèi)部圈層167。其與以下部分也存在一個(gè)不連續(xù)面，叫古登堡面（ Gutenberg Discontinuily）。地殼與其下部分 的交界面稱為莫霍面（ Moho）。 地殼是地球表面很薄的一層硬殼，它的厚度從 5 公里到 40 公里不等。 由于目前勘探手段的限制，我們只能通過地震波來研究地球內(nèi)部的一些情況。研究目的是查明建設(shè)地區(qū)或建筑場地的工程地質(zhì)條件，預(yù)測和評(píng)價(jià)可能發(fā)生的工程地質(zhì)問題及對(duì)建筑物或地質(zhì)環(huán)境的影響，提出防治措施，以保證工程建設(shè)的正常進(jìn)行。 如：地震、軟土地基、巖溶洞穴、滑坡、崩塌?? 2. 人類的工程活動(dòng)又反作用于地質(zhì) 環(huán)境。 工程地質(zhì)條件與工程建設(shè)之間的矛盾問題 ： 地質(zhì)條件與人類工程活動(dòng)之間矛盾 1. 地質(zhì)環(huán)境對(duì)工程活動(dòng)的制約作用。工程地質(zhì)學(xué)是為了解決地質(zhì)條件與人類工程活動(dòng)之間矛盾的 一門實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科 。 福州大學(xué) 土木工程學(xué)院 2020 級(jí) 土木工程專業(yè) 土木工程地質(zhì)教案 （ 2020～ 2020 學(xué)年 2 學(xué)期） 授課教師 鄧 濤 巖土工程研究所 緒 論 一、主要研究內(nèi)容 工程地質(zhì)學(xué) （ engineering geology） 的基本概念 ： 是介于地學(xué)與工程學(xué)之間的一門邊緣交叉學(xué)科 。 它研究土木工程中的地質(zhì)問題，也就是研究在工程建筑設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營的實(shí)施過程中合理地處理和正確地使用自然地質(zhì)條件和改造不良地質(zhì)條件等地質(zhì)問題。 工程地質(zhì)條件 ： 由于地質(zhì)因素對(duì)工程建筑的利用和改造有影響，因而把這些地質(zhì)因素綜合稱為工程地質(zhì)條件，建筑場地及其鄰近地區(qū)的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、自然地質(zhì)作用與現(xiàn)象等都是工程地質(zhì)條件所包含的因素。 即地質(zhì)條件以一定的作用方式影響工程建設(shè)。 如：大量抽取地下水引起地面沉降、海水入侵； 水庫修建誘發(fā)地震；人工開挖引起邊坡破壞； 工程地質(zhì)學(xué) 是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科 ， 應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的理論和方法，調(diào)查研究和解決工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問題的科學(xué)。 工程地質(zhì)問題解決的途徑和方法： 工程地質(zhì)工作的三大支柱： (1)構(gòu)造地質(zhì)與巖體結(jié)構(gòu) (2)工程地質(zhì)力學(xué) (3)地質(zhì)技術(shù) 工程地質(zhì)學(xué)的主要研究方法： (1)地質(zhì) 學(xué)方法 (2)實(shí)驗(yàn)和測試方法 (3)計(jì)算方法 (4)模擬方法 工程地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容 巖土體的分布規(guī)律及其工程地質(zhì)性質(zhì)研究 不良地質(zhì)作用 (地質(zhì)災(zāi)害 )及其防治研究 工程地質(zhì)勘察技術(shù)研究 區(qū)域工程地質(zhì)研究 二 、工程地質(zhì)學(xué)的 作用及其 發(fā)展 第一階段：第二次世界大戰(zhàn)到 60 年代 第二階段：到 60年代末 第三階段： 80 年代以來 第 1 章 礦物和巖石 概述 地 殼 （ Crust） 地球是一個(gè)實(shí)心的橢球體， 兩極稍扁平，赤道部分略向外突出，極半徑（ Polar radius）約為 6365km，赤道半徑（ Eguatorial radius）約為 6378km，平均半徑（ Average radius）約為 6371km。根據(jù)地震波在地球內(nèi)部各部位傳播速度的變化，一般將地球內(nèi)部分為三個(gè)基本圈層。一般認(rèn)為平均厚度為 33km，人類工程活動(dòng)都是在地殼表層進(jìn)行的，一般都不超過 1km。 地幔（ Mantle） 地殼向下是地幔部分，其厚度約為 2885km。 地核（ Core ） 地幔以下的部分稱之為地核。 主要造巖礦物 礦物 : 是天然 生成的，具有一定物理性質(zhì)和一定化學(xué)成分的物質(zhì)。 主要造巖礦物 :在巖石中經(jīng)常見到 并 明顯影響巖石性質(zhì)，對(duì)鑒定和區(qū)別巖石種類起重要作用的礦物（約 20種） 。 不同的礦物常具有不同的形態(tài)和特征；同一種礦物在不同的地質(zhì)條件下，在其自身晶體結(jié)構(gòu)制約的范圍內(nèi)，又常出現(xiàn)不同的結(jié)晶習(xí)性。 1． 單體形態(tài) 礦物單 體的形態(tài)主要從礦物單體的結(jié)晶習(xí)性來認(rèn)識(shí)。礦物晶體的這種性質(zhì)，就叫做該礦物的結(jié)晶習(xí)性。由于礦物在形成過程中，所處的物理、化學(xué)條件變化幅度大，再加上相鄰各晶體對(duì)空間的相互爭奪，所以很難成為理想的結(jié)晶形態(tài)。 （ 1） 結(jié)晶質(zhì)礦物 礦物內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)呈有規(guī)律的周期性排列，形成空間結(jié)晶格子構(gòu)造。 （ 2） 非晶質(zhì)礦物 礦物內(nèi) 部質(zhì)點(diǎn)的排列沒有規(guī)律性，因而不具有規(guī)則的幾何外形。如火山玻璃。如蛋白石。 ① 片狀、鱗片狀，如 云母 、 綠泥石 等。 白云母 綠泥石 ② 板狀，如斜長石、板狀石膏等； 斜長石 板狀石膏 ③ 柱狀，如角閃石、綠柱石、輝石 等； 角閃石 綠柱石 輝石 ④ 立方體狀，如巖鹽、方鉛礦、黃鐵礦等； 巖鹽 黃鐵礦 ⑤ 菱面體狀，如方解石、白云石等； 方解石 白云石 ⑥ 菱形十二面體狀，如石榴子石、磁鐵礦等。 ① 顯晶集合體 粒狀；片狀或鱗片狀；柱狀；針狀；纖維狀；枚 射狀。 此外，還有塊狀、土狀。當(dāng)一種礦物顯示出多種顏色時(shí)，我們把這種現(xiàn)象稱為具有異常色彩。當(dāng)純凈礦物為淺色或無色時(shí)，顏色變種現(xiàn)象比較普遍。很明顯，石英并不能總是依據(jù)它自身的顏色來鑒別。根據(jù)礦物顏色產(chǎn)生的原因，可分為自色、他色和假色三種。自色產(chǎn)生的原因，主要與礦物成分中某些色素離子的存在有關(guān)。 赤鐵礦 普通角閃石 綠泥石 ② 他色：礦物因含外來帶色雜質(zhì)（一般也與色素離子有關(guān)）而引起的顏色。 ③ 假色：由某些物理化學(xué)因素引 起的呈色現(xiàn)象，如黃鐵礦表面因氧化薄膜引起的錆色（蘭紫混雜的斑駁色彩）。一般是礦物在其它物體上摩擦后，留在此物體上的礦物粉末顏色。因而成為更可靠的鑒別特征。金屬礦物一般具有濃而暗的條痕，而非金屬礦物并沒有這一特征。只有礦物的條痕與其顏色不同的某些深色礦物才 是有用的鑒別礦物的特征。 （ 3） 光澤 礦物表面對(duì)光的反射能力稱光澤。 其中非金屬光澤又可分為：金剛光澤、玻璃光澤、油脂光澤、珍珠光澤、絲絹光澤、土狀光澤。分為三級(jí)：透明、半透明、不透明。 冰洲石 2． 力學(xué)性質(zhì) （ 1） 硬度 礦物的硬度是指礦物抵抗外力刻劃的能力。一般應(yīng)用相對(duì)硬度。摩氏硬度計(jì)中共有十種已知硬度的礦物，它們是： 1176。 石膏； 3176。 螢石； 5176。 長石； 7176。 黃玉； 9176。 金剛石。 指甲硬度 ～ 176。 （ 2） 解理（劈開） 礦物晶體受外力敲擊時(shí)，能夠沿一定方向裂開的性能稱為礦物的解理性，開裂的平面稱為解理面。 解理是沿礦物軟弱結(jié)合面裂開的趨向性。最簡單的解理實(shí)例莫過于云母。有些礦物具有幾個(gè)解理面，有些礦物表現(xiàn)為缺乏解理，而另一些礦物完全沒有解理。 解理不要與晶形混淆。作為對(duì)比，無解理的石英，在其裂開時(shí)，不可能裂成與原晶體一樣的形狀。 根據(jù)斷口形態(tài)可分為： ① 貝殼狀斷口，如石英； ② 參差狀斷口； ③ 平坦?fàn)顢嗫冢? ④ 鋸齒狀斷口； ⑤ 土狀斷口。那些裂成平滑而彎曲的面，類似于碎玻璃具有的貝殼狀斷口；另一些礦物裂成尖片 狀 纖 維，但大多數(shù)礦物的斷口則是不規(guī)則的。 1． 石英； 2． 正長石； 3． 斜長石； 4． 白云母； 5． 黑云母； 6． 普通角閃石； 7． 普通輝石； 8． 橄欖石； 9． 石榴子石； 10． 方解石； 11． 白云石； 12． 滑石； 13． 蛇紋石； 14． 綠泥石； 15． 硬石膏； 16． 石膏； 17． 黃鐵礦； 18． 高嶺石； Al4[Si4O10]一般呈土狀塊體產(chǎn)出，硬度近于 1，斷口平坦，比重為 左右，干燥時(shí)粘舌，用手易搓成粉末，潮濕時(shí)具有可塑性。nH2O，單斜晶系，水的含量變化大，通常呈土狀塊體產(chǎn)出，白色，有時(shí)帶淺紅、淺綠色。吸水后其體積能膨脹增大幾倍到十幾倍。 K1Al2[(Al,Si)Si3O10](OH)2水的含量變化大，并具有膨脹性和可塑性，有滑