岩土工程地质学

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图1.7层理类型示意围

a)水平层理（b）波状层理（c）斜层理（d）交错层

2.主要沉积岩的鉴定 （1）砾岩、角砾岩。碎屑岩中大于2mm的碎屑颗粒含量占50%以上的岩石，若由磨圆 度较好的砾石、卵石胶结而成则称为砾岩：而由带棱角的角研、碎石胶结而成的岩石则称为 角砾岩。砾岩和角研岩的砾石主要由岩屑组成，矿物成分多为石英和石，胶结物有硅质、 泥质、钙质或其他化学沉淀物。岩石的强度与胶结物成分及胶结类型的关系密切。 (2)砂岩。碎屑中，粒径为2一0.05mm颗粒的含量占50%以上的岩石称为砂岩。砂岩 主要由砂粒组成，砂粒成分以石英为主，其次是长石和岩屑，胶结物有硅质、铁质、钙质等。 砂岩根据其矿物成分可细分为石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩三类，根据粒度成分又可分为 巨粒、粗粒、中粒、细粒、粉粒砂岩等，砂岩是沉积岩中常见的岩石之一。 石英砂岩：碎屑物质中90%以上为石英碎屑，少数为长石、岩屑等。胶结物大多为硅 质，其次为钙质，颜色呈灰白、灰黄色，它为铁质胶结时是褐红色，石英砂岩的抗压强度很高。 长石砂岩：碎屑主要由石英和长石组成，碎屑中石英小于75%，长石大于25%，岩屑小 于10%。胶结物常为钙质、铁质或粘土质，颜色为肉红色。较易风化，强度也较低。 岩屑砂岩：岩屑含量大于25%。岩屑多为隐晶质的喷出岩、板岩、千枚岩及碳酸盐岩 等。颜色呈灰色、灰绿色或灰黑色。胶结物常为粘土质，其次为硅质、钙质。 （3）泥岩。泥岩是固结程度较高的一种粘土岩，以厚层和页状构造不发育为特征并与页 岩区别。泥岩一般为土黄色，因混入Ca质、Fe质使颜色发生变化。 （4)页岩。具片状、鳞片状构造，沿页片易于剥开，岩性致密均一，强度低，不透水，有滑 感。颜色多为土黄色或黄绿色。岩石的颜色与混入物成分有关。如铁质页岩呈红色、紫红 色等。 （5)石灰岩。简称灰岩，是以方解石为主要矿物的碳酸盐类岩石，化学成分为CaCO，颜 色呈灰、灰白、深灰、灰黑色等。有机质含量较多时呈黑色。隐晶至粗粒结晶结构，致密块 状，遇稀盐酸发生剧烈气泡。 当灰岩由50%以上的粒（直径小于2mm）组成具缅状结构时称为状灰岩。若由大 小不等、形似竹叶的灰岩扁砾组成则称为竹叶状灰岩。含有5%～25%玉髓或微粒石英的 灰岩，称之为硅质灰岩。石灰岩在我国的分布非常广泛，是良好的建筑材料。

（6）白云岩。主要由白云石组成，常含少量的方解石、石膏、斌石、粘士等矿物。颜色多 为灰白、浅灰色，含泥质时呈浅黄色。隐晶质或细晶粒状结构。以加冷稀盐酸不起泡或微起 泡与石灰岩相区别，野外特征是风化后岩石表面有纵横交错的“刀砍纹”。 （7）硅质岩。是由化学作用、生物化学作用和某些火山作用所形成的，富含SiO（70% ~90%）的岩石。矿物成分主要有非晶质的蛋白石、隐晶质的玉髓及结晶质的自生石英。此 外，还可有粘土矿物、碳酸盐矿物和氧化铁等。硅质岩的主要岩类有： 硅藻土：主要由硅藻遗体组成，硅藻壳主要由蛋白石组成。岩石呈白色或浅黄色。一般 不显层理，有时可见薄水平层理。多形成于第三系、第四系的地层中。 隧石岩：俗称“火石”，是一种最常见、最重要的致密坚硬的硅质岩，主要矿物为玉髓、微 粒石英和蛋白石。具蜡状光泽。颜色以灰、黑色为主，常成薄层、透镜体、结核条带状等夹于 碳酸盐岩或粘土岩中。 三、变质岩 组成地壳的岩石是在一定的地质作用和地质环境下形成和存在的，且处于不停的运动， 变化与发展之中。地壳中已形成的岩浆岩、沉积岩、变质岩一旦遭受地质环境的改变某省某区2011年既有建筑节能改造第一标段项目外墙保温施工组织设计，在新 的物理、化学条件下，就会发生矿物成分和结构、构造等方面的改造与转变。由地球内力作 用引起岩石改造和变化的作用，称之为“变质作用”。由变质作用所形成的新的岩石称为变 质岩。变质岩可分为正变质岩（原岩为岩浆岩）和副变质岩（原岩为沉积岩）。变质岩在我国 分布较广，从前寒武纪至新生代都有变质岩的形成，但多数分布在古老的结晶地块和构造活 动带中。它们既可成区域性的广泛出露（如秦岭），又可成局部的分布（如镇江焦山公园内）。 变质岩作为地质体，是水文地质与工程地质直接作用的对象之一。 （一）变质作用的因素和类型 1.变质作用因素 变质作用因素，主要指引起岩石发生变质作用的物理、化学方面的因素。具体地说，主 要是温度、压力以及具有化学活动性的流体。 (1)温度。温度是一个极为重要的变质作用因素。绝大部分变质作用是在温度升高的 情况下发生的。温度引起的变质作用主要表现为：①促使矿物发生重结晶；②促使组分的重 新组合；③引起混合岩化现象，促使岩石发生选择性重熔。热源主要有岩浆熔融体所带来的 热、地热及构造运动释放的热、放射性元素蜕变放出的热。 （2）压力。可分为均向压力（上覆岩层的负荷重量引起的压力，包括静水压力）、粒间流 体压力（岩石颗粒间存在的挥发成分，尤其是HO和CO引起）及定向压力（也叫应力，构造 运动或岩浆活动所引起的侧向挤压力）等。 （3）具有化学活动性的流体。是指气态或液态的水溶液，它对岩石的变质作用起着十分 重要的作用。 2.变质作用的类型 根据变质作用因素，一般可将变质作用分为以下几类： （1)接触变质作用。由岩浆散发的热量和析出的气态或液态溶液引起的变质作用。主 要发生在岩浆体与周围接触带的围岩之中。 （2）动力变质作用。又称为碎裂变质作用，构造运动所产生的定向压力使岩石发生的变 质作用。通常发生在褶皱带、断裂带附近，其结果形成构造角砾岩、碎裂岩、魔棱岩等。

（3）区域变质作用。指大面积分布的、作用因素复杂的一种变质作用，由温度、均向压 力、定向压力和具有化学活动性的流体的综合作用所造成。区域变质作用与构造运动和岩 浆活动有密切关系，主要分布在古老的结晶地块和造山带中（如我国陕西的秦岭山脉）。 （二）变质岩的物质成分 1.变质岩的化学成分 变质岩既继承了原岩的化学成分，又具有多样性，主要造岩氧化物仍是SiO、AlO FeO、MnO、MgO、CaO、NaO、KO、HO、CO及TiO、PO等。 2.变质岩的矿物成分 变质岩的矿物成分具有两种类型，一类是和岩浆岩、沉积岩共有的矿物、如长石、石英、 云母、辉石、角闪石、磷灰石、磁铁矿等；另一类是变质岩特有的矿物，常见的有红柱石、蓝晶 石、十字石、阳起石、滑石、蛇纹石、叶蜡石、绿泥石、方柱石等，如果岩石中这些矿物出现较 多，说明了原岩已经发生变质。变质矿物对变质岩的鉴别具有指导作用。 （三）变质岩的结构和构造 1.变质岩的结构 变质岩的结构是指组成变质岩矿物的形状、大小和相互关系等反映的岩石构成方式，主 要是矿物个体的性质和特征，通常包括以下三种类型： (1）碎裂结构。原岩受定向压力作用超过矿物弹性极限时，即会发生矿物的弯曲和变 形。如压力进一步增加，超过其极限强度，则发生破裂和粒化现象，使矿物颗粒呈现出不规 则棱角状、锯齿状，形成各种碎裂结构。根据破碎程度可分为碎裂结构、碎斑结构、糜棱结构 等。 （2）变晶结构。岩石在固体状态下物质发生重结晶称为变晶作用，由变晶作用形成的结 构称为变晶结构，是变质岩中最常见的结构类型。变晶结构的主要特点是：①矿物的自形程 度不高，多数为它形或半自形：②矿物自形程度只反映矿物结晶力的大小，而不能反映结晶 的次序；③变晶矿物中常含有较多的包体。按矿物晶体的大小和形态特征分为粒状变晶结 构、斑状变晶结构、鳞片状变晶结构等。 （3）变余结构。变余结构又称残余结构，是变质重结晶作用不彻底而保留母岩结构特征 的一种结构。如原来沉积岩中的砾质结构和砂质结构，经变质后仍保留原岩的部分结构时， 则可分别称之为变余砾质结构、变余砂质结构。 2.变质岩的构造 变质岩的构造是指岩石组分在空间上的排列方式和分布特征，主要是指矿物个体在方 向和分布上的特征。变质岩的构造主要有以下几种： (1）板状构造。岩石受应力作用产生一组密集平行的破裂面即劈理构造，劈理面光滑平 整。并可伴有轻微的重结晶，但肉眼不能分辨出颗粒。 (2）千枚状构造。岩石组分基本上发生重结晶并形成定向排列，使岩石皇薄片状，片理 面上具丝绢光泽。通常见有小挠曲和小褶皱，如北京八宝山的千枚岩具有此种构造类型。 (3)片状构造。岩石主要由鳞片状、薄片状、柱状变晶矿物组成，作定向排列和分布，沿 片理面劈开成不平整薄板状。 （4）片麻状构造。岩石具变晶结构，粒状、鳞片状、柱状变晶矿物呈断续的定向排列和分

(6)大理岩。是由碳酸盐类岩石重结晶而成，具有细粒、中粒和粗粒结构。主要矿物为 方解石、白云石、菱镁矿。纯大理岩呈白色（汉白玉）。含有杂质时带有灰色，具美丽花纹。 大理岩分布广泛，以云南大理县点花山美丽花纹的大理岩而定名，是良好的建筑及装饰材料。

三节土的成因类型及其工程特