《岩石构成与特性》课件

岩石构成与特性地球外壳的基础组成部分构成自然界的重要无机物质课程概述岩石的定义自然聚集体岩石的分类三大类型岩石循环什么是岩石？自然聚集体地球外壳组成由一种或多种矿物组成构成地壳的主要物质地质记录岩石的主要类型沉积岩沉积物固结而成火成岩岩浆冷却形成变质岩火成岩岩浆冷却产物侵入岩地球内部物质熔融后固化地下缓慢冷却形成喷出岩侵入岩形成过程特点典型例子岩浆在地下缓慢冷却•颗粒粗大•花岗岩•矿物晶体完整•闪长岩完全结晶•结构致密•辉长岩喷出岩岩浆喷出火山活动将岩浆喷至地表快速冷却温度急剧下降导致结晶不完全形成特征颗粒细小，常含气孔常见火成岩花岗岩1侵入岩，颗粒粗大安山岩2喷出岩，中等成分玄武岩3喷出岩，基性成分流纹岩4喷出岩，酸性成分花岗岩石英长石云母透明或白色晶体白色或粉色晶体黑色或银白色片状玄武岩沉积岩成岩作用压实胶结沉积作用物质堆积搬运作用物质迁移风化作用岩石破碎沉积岩的分类70%20%碎屑岩化学沉积岩由岩石碎屑组成化学沉淀形成10%生物沉积岩生物作用形成碎屑岩砾岩粒径大于2mm砂岩粒径

0.05-2mm泥岩粒径小于

0.05mm化学沉积岩岩石类型化学成分形成环境石膏硫酸钙蒸发湖盆岩盐氯化钠蒸发湖盆硅质岩二氧化硅热液环境生物沉积岩石灰岩煤硅藻土由钙质生物残骸组成植物残体变质形成硅质生物遗骸聚集变质岩高温作用高压作用促进矿物重结晶改变原岩结构矿物转变化学作用形成新矿物组合引起成分变化变质岩的分类区域变质岩接触变质岩大范围变质作用形成岩浆接触热效应形成片麻岩角岩••片岩大理岩••千枚岩•斑状变晶岩•常见变质岩片麻岩高级变质产物，具条带构造大理岩石灰岩变质形成，结晶发达板岩泥岩低级变质产物，具劈理千枚岩中级变质产物，丝绢光泽岩石循环岩浆活动风化剥蚀形成火成岩分解岩石变质作用搬运沉积形成变质岩形成沉积岩矿物定义与岩石的关系自然形成的无机物质岩石由矿物组成具有一定化学成分和物理性质矿物是岩石的基本单元特性晶体结构特定物理化学性质常见造岩矿物石英化学成分硬度特点二氧化硅莫氏硬度级无解理，贝壳状断7口分布几乎所有酸性岩石中长石种类特征分布•钾长石•颜色多样地壳中最丰富的矿物•斜长石•有两组解理几乎存在于所有岩石中莫氏硬度•6-

6.5云母片状结构可分离成薄片种类白云母、黑云母光学特性具有金属光泽解理特征完全解理岩石的物理性质颜色反映矿物组成结构矿物的大小形状构造矿物的空间排列密度单位体积质量孔隙度空隙占比岩石的颜色岩石的结构颗粒结构结晶程度颗粒大小与形状全晶质、隐晶质粗粒、细粒、斑状玻璃质、半晶质矿物关系自形、半自形、他形嵌晶、交生岩石的构造层状构造块状构造片状构造特殊构造•沉积岩常见•火成岩常见•变质岩常见•气孔构造•物质分层堆积•矿物均匀分布定向排列•杏仁构造••流纹构造岩石的力学性质强度抗压能力单轴压缩强度弹性变形恢复弹性模量硬度抗刮擦能力表面抵抗力韧性抗断裂能力破裂前吸收能量岩石的强度岩石的硬度莫氏硬度标准级划分矿物硬度1-10硬度测定方法用已知硬度物质划擦岩石整体硬度组成矿物硬度综合表现岩石的韧性定义1抵抗裂纹扩展和断裂的能力影响因素2矿物组成、结构构造、温度压力测试方法3冲击韧性试验、断裂韧性试验工程意义4影响开挖方式和支护设计岩石的热学性质热膨胀热传导比热容温度升高导致体积增大热能在岩石中传递能力升高单位温度所需热量不同矿物膨胀系数不同影响地温梯度分布影响岩石热量储存能力可导致岩石开裂与矿物成分相关岩石的电学性质电阻率介电常数电化学活性阻碍电流通过的能力储存电荷的能力与水溶液接触产生电化学反应不同岩石差异大与矿物组成相关影响岩石风化岩石的磁学性质磁化率剩磁磁极性被外磁场磁化的程保留的磁性记录记录地磁场反转度古地磁学应用研究地壳运动岩石的风化作用化学风化化学反应分解物理风化1机械破碎过程生物风化生物活动影响物理风化温度变化热胀冷缩导致岩石开裂冻融作用水冻结膨胀使岩石破裂盐分结晶盐结晶产生膨胀压力根系楔入植物根系扩张岩石裂隙化学风化溶解作用水溶解矿物成分氧化作用矿物与氧气反应水解作用矿物与水反应碳化作用碳酸与矿物反应生物风化植物作用地衣作用微生物作用根系机械力和分泌物化学作用分泌有机酸溶解矿物参与化学反应促进分解岩石的工程应用建筑材料路基材料装饰材料结构、装饰和基础地基加固和道路建饰面板和雕刻艺术设工业原料水泥生产和冶金熔剂岩石作为建筑材料常用岩石优点应用领域•花岗岩•强度高•建筑基础大理岩耐久性好•墙体结构••砂岩•维护成本低•地面铺设•石灰岩防火•装饰构件••岩石作为路基材料常用岩石必要性能石灰岩、玄武岩、花岗岩强度高、耐磨、抗冻加工方式应用形式破碎、筛分、级配处理碎石、卵石、砂砾岩石作为装饰材料材料选择基于美观性和功能性加工处理切割、抛光、雕刻应用场景室内外墙面、地面、艺术品岩石与矿产资源矿产富集形成有价值矿床成矿作用2热液、沉积、风化母岩作用提供元素来源地质环境控制矿产分布金属矿产矿产种类主要矿石赋存岩石铁矿磁铁矿、赤铁矿变质岩、火成岩铜矿黄铜矿、斑铜矿火成岩金矿自然金、金矿脉石英脉、砂岩铝矿铝土矿风化壳非金属矿产能源矿产67%33%煤炭储量石油天然气全球化石能源占比液态气态碳氢化合物12%铀矿核能原料全球能源贡献岩石与地质灾害滑坡1岩土体沿斜坡滑动崩塌岩石快速垂直掉落地裂缝地表岩土体断裂泥石流含碎石泥浆快速流动滑坡水分渗入重力作用降低岩体强度提供下滑驱动力滑动发生结构面发育3整体快速位移形成潜在滑动面崩塌成因特点•岩石节理发育•突发性强•陡坡重力不稳定速度快••地震触发破坏力大•预防措施危岩体加固••坡体防护网•监测预警地裂缝形成机制地应力释放或土体收缩常见类型构造性、干缩性、沉降性危害影响建筑损坏、农田破坏防治措施灌浆充填、排水系统岩石与环境保护岩石风化岩石污染岩石保护土壤形成基础酸雨侵蚀地质遗迹保护生态系统支撑重金属释放岩石景观维护酸雨对岩石的影响化学反应酸与碳酸盐反应表面溶解形成溶蚀坑和沟槽强度降低结构完整性被破坏长期影响加速风化和崩塌岩石风化与土壤形成物理破碎1岩石变成碎屑化学改变矿物转化为黏土有机质混入生物活动增加肥力土壤层次形成4形成不同土壤层次岩石与生态系统栖息地功能地貌塑造营养元素源提供多样微环境形成特殊生态系统提供植物生长所需元素岩石学研究方法显微观察化学分析研究微观结构确定元素组成野外考察同位素测定观察产状和采样确定年龄和来源1野外考察目的工具方法•观察岩石产状•地质锤•剖面测量•记录地质现象罗盘•露头描述••采集岩石样品•放大镜•系统采样•GPS定位仪•照片记录显微镜观察制作薄片切割磨制岩石至厚

0.03mm显微观察偏光显微镜下观察矿物特征图像分析记录并量化矿物组成和结构化学分析射线荧光分析X确定主量元素组成质谱分析测定微量元素含量电子探针分析单矿物成分高精度测定湿化学分析传统化学分析方法总结未来发展方向新技术应用与跨学科研究资源可持续利用平衡开发与保护地球系统核心组成3支撑生命与文明。