岩土工程师注册：工程地质

注册岩土工程师基础考试工程地质（复习大纲）16.1岩石的成因和分类主要造岩矿物火成岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类常见岩石的成分、结构及其他主要特征•16.2地质构造和地史概念褶皱形态和分类断层形态和分类地层的各种接触关系大地构造概念地史演变概况和地质年代表16.3地貌和第四纪地质各种地貌形态的特征和成因第四纪分期16.4岩体结构和稳定分析岩体结构面和结构体的类型和特征•赤平极射投影等结构面的图示方法•根据结构面和临空面的关系进行稳定分析16.5动力地质•地震的震级、烈度、近震、远震及地震波的传播等基本概念断裂活动和地震的关系活动断裂的分类和识别及对工程的影响岩石的风化流水、海洋、湖泊、风的侵蚀、搬运和沉积作用滑坡、崩塌、岩溶、土洞、塌陷、泥石流、活动砂丘等不良地质现象的成因、发育过程和规律及其对工程的影响•16.6地下水•渗透定律地下水的赋存、补给、径流、排泄规律地下水埋藏分类地下水对工程的各种作用和影响地下水向集水构筑物运动的计算地下水的化学成分和化学性质水对建筑材料腐蚀性的判别•16.7岩土工程勘察与原位测试技术•勘察分级各类岩土工程勘察基本要求勘探取样土工参数的统计分析地基土的岩土工程评价•原位测试技术：载荷试验十字板剪切试验静力触探试验圆锥动力触探试验标准贯入试验旁压试验扁铲侧胀试验16.1岩石的成因和分类考试大纲要求16.1岩石的成因和分类主要造岩矿物火成岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类常见岩石的成分、结构及其他主要特征1.主要造岩矿物•地壳中的矿物，是指在各种地质作用中所形成的天然单质元素和化合物。它们具有一定的化学成分和内部结构，从而有一定的外部形态、物理性质和化学性质。•1）矿物的形态•矿物的形态是指矿物单体及同种矿物集合体的形态而言。矿物形态受其内部结构、化学成分和生成时的环境制约。2）矿物的物理（力学）性质•矿物物理性质是鉴别矿物的主要依据。•⑴颜色•颜色是矿物对不同波长可见光吸收程度不同的反映。它是矿物最明显、最直观的物理性质。据成色原因可分为自色、他色和假色。自色是矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色，具有鉴定意义。他色是矿物混入了某些杂质所引起的。假色则是由于矿物内部裂隙或表面的氧化膜对光的折射、散射引起的。•⑵条痕•条痕是矿物粉末的颜色，一般是指矿物在白色无釉瓷板（条痕板）上划擦时所留下的粉末的颜色。条痕比矿物的颜色更固定，但只适用于一些深色矿物，对浅色矿物无鉴定意义。•⑶透明度•透明度是指矿物透过可见光波的能力，即光线透过矿物的程度，肉眼鉴定矿物时，一般可分为透明、半透明、不透明三级。•⑷光泽•光泽是矿物表面的反光能力，根据矿物表面反光程度的强弱，用类比方法常分为四个等级：金属光泽、半金属光泽、金刚光泽及玻璃光泽。由于矿物表面不平，内部裂纹，或成隐晶质和非晶集合体等，可形成某种独特的光泽，如丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、珍珠光泽、土状光泽等。•⑸解理与断口•矿物在外力作用(敲打或挤压)下，严格沿着一定方向破裂成光滑平面的性质称为解理。据解理产生的难易程度，可将矿物的解理分成五个等级：①即极完全解理、②完全解理、③中等解理、④不完全解理。不同种类的矿物，其解理发育程度不同，有些矿物无解理，有些矿物有一组或数组程度不同的解理。如云母有一组解理，长石有二组解理，方解石则有三组解理。如果矿物受外力作用，无固定方向破裂并呈各种凹凸不平的断面，如贝壳状、参差状等，则叫做断口。硬度12345678910矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石长石石英黄玉刚玉金刚石⑹硬度硬度指矿物抵抗外力的刻划、压入或研磨等机械作用的能力。在鉴定矿物时常用一些矿物互相刻划比较其相对硬度，一般用10种矿物分为10个相对等级作为标准，称为莫氏硬度计，见下表。⑺其它性质如相对密度、磁性、弹性、挠性、脆性等。此外，利用与稀盐酸的反应程度，对于鉴定方解石、白云石等矿物也是有效的手段之一。常见造岩矿物鉴定特征见下页表。序号矿物名称形态颜色光泽解理、断口硬度1石英粒状、块状、晶体六棱柱状纯者无色透明，乳白色玻璃光泽，断口油脂光泽无解理、偶见贝壳状断口72正长石短柱状或厚板状肉红、褐黄、浅黄色玻璃光泽两组解理，正交63斜长石晶体常呈板状或板柱状白色或灰白色玻璃光泽两组解理，交角8664普通角闪石晶体常呈长柱状暗绿色或绿黑色玻璃光泽两组解理，中等或完全5.5~65普通辉石短柱状、常呈粒状集合体深黑、褐黑、紫黑、褐色等玻璃光泽两组解理，中等或完全5~66橄榄石晶体为短柱体橄榄绿、淡黄绿色至黑绿色断口油脂光泽，晶面玻璃光泽无解理、可见贝壳状断口6.5~77云母多呈片状或鳞片状集合体黑色，深褐色，浅灰，浅黄晶面为玻璃光泽，解理面珍珠光泽一组极完全解理2.5~38方解石常见单形为菱面体白色或无色透明玻璃光泽三组完全解理39白云石晶体呈菱面体状白、灰白或浅黄、淡粉红色玻璃光泽三组完全解理，斜交呈菱面体3.5~4.010石膏板状、粒状、致密块状、土状或纤维状白色玻璃光泽三组解理，一组完全，两组中等1.5~211高岭石鳞片状、土状集合体纯者白色，含杂质时颜色各异土状光泽一组完全解理。土状断口2.0~3.5主要造岩矿物鉴定特征表2.火成岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类•1）火成岩的成因及分类•岩浆岩又称火成岩，是由岩浆冷凝固结后形成的岩石。岩浆位于地幔和地壳深处，是以硅酸盐为主和一部分金属硫化物、氧化物、水蒸气及其它挥发性物质(如CO2、CO、SO2、HCl及H2S等)组成的高温、高压熔融体。•岩浆主要通过地壳运动，沿地壳薄弱地带上升冷却凝结。其中侵入到周围岩层(简称围岩)中形成的岩浆岩称为侵入岩。根据形成深度，侵入岩又可分为深成岩(形成深度大于3km)和浅成岩(形成深度小于3km)。而岩浆喷出地表形成的岩浆岩则称为喷出岩，包括火山碎屑岩和熔岩(岩浆沿火山通道喷溢地表冷凝固结而形成)。火成岩的分类见下表。岩石类型酸性中性基性超基性富含Si、Al富含Fe、Mg化学成分SiO2含量(%)6565~5252~4545颜色浅色（灰白、浅红、褐等）→深色（深灰、黑、暗绿等）矿物成分成构结因造构正长石石英黑云母角闪石正长石角闪石黑云母斜长石角闪石辉石黑云母斜长石辉石角闪石橄榄石辉石橄榄石角闪石黑曜岩、浮岩、火山凝灰岩、火山角砾岩、火山集块岩喷出岩流纹状气孔状杏仁状块状玻璃质隐晶质火山碎屑斑状流纹岩粗面岩安山岩玄武岩少见伟晶岩、细晶岩煌斑岩浅成岩块状斑状全晶质细粒状花岗斑岩正长斑岩闪长玢岩辉绿岩少见侵入岩深成岩块状全晶质中、粗粒状花岗岩正长岩闪长岩辉长岩橄榄岩辉岩岩浆岩分类表2）沉积岩的成因及分类•沉积岩是在地壳表层常温条件下，由风化产物、有机物质和某些火山作用产生的物质，经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。沉积岩广泛分布于地表，占陆地面积的75%。•沉积岩的形成是一个长期而复杂的地质作用过程，一般可分为风化、搬运、沉积、硬结成岩等四个阶段。沉积岩由于沉积的自然地理环境的不同，可分为海相、陆相及过渡相等。•根据沉积岩的组成成分、结构和形成条件，可分为碎屑岩、粘土岩、化学岩及生物化学岩等类型，见下表所示。主要沉积岩分类表岩类结构主要矿物成分主要岩石角砾岩砾状结构（2mm）岩石碎屑或岩块砾岩砂质结构（2~0.05mm）石英、长石、云母、角闪石、辉石、磁铁矿等石英砂岩、长石砂岩碎屑岩粉砂质结构（0.05~0.005mm）石英、长石、粘土矿物、碳酸盐矿物粉砂岩粘土岩泥质结构（0.005mm）粘土矿物为主，含少量石英、云母等泥岩页岩方解石，白云石，粘土矿物泥灰岩石灰岩致密状粒状鲕状白云石，方解石白云质灰岩、白云岩石英、蛋白石、玉髄、燧石燧石岩、硅藻岩钾、钠、镁的硫酸盐及氯化物石膏、石盐岩、钾盐岩化学岩及生物化学岩化学结构及生物结构结核状鲕状纤维状致密状炭、碳氢化合物，有机质煤、油页岩3）变质岩的成因及分类•地壳中已存在的岩石，由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变，处在高温、高压及其它化学因素作用下，使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化，所形成的新的岩石称为变质岩。这种改变岩石的作用，称为变质作用。引起变质作用的因素有温度、压力及化学活动性流体。•根据变质作用的地质成因和变质作用因素，将变质作用分为下列几种类型。•(1)接触变质作用•指发生在侵入岩与围岩之间的接触带上，并主要由温度和挥发物质所引起的变质作用。•(2)区域变质作用•是在广大范围内发生，并由温度、压力以及化学活动性流体等多种因素引起的变质作用。•(3)动力变质作用•指在地壳构造变动时产生的强烈定向压力使岩石发生的变质作用，也叫碎裂变质作用。•变质岩的分类见下表所示。变质作用构造、结构岩石名称主要矿物成分片麻状构造片麻岩石英、长石、云母、角闪石等片状构造片岩云母、滑石、绿泥石、石英等千枚状构造千枚岩绢云母、石英、绿泥石等区域变质板状构造板岩粘土矿物、绢云母、绿泥石、石英等石英岩石英为主，有时含绢云母区域变质接触变质变晶结构大理岩方解石、白云石碎裂结构碎裂岩原岩岩块动力变质块状构造糜棱结构糜棱岩原岩碎屑主要变质岩分类表3.常见岩石的成分、结构及其它主要特征•1）岩石的成分•⑴岩浆岩的成分•岩浆岩主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O和H2O等氧化物组成，其中SiO2是最多且系最重要的。•组成岩浆岩的矿物按其颜色及化学成分的特点可分为浅色矿物和深色矿物两类。浅色矿物富含硅、铝成分，如正长石、斜长石、石英、白云母等；深色矿物富含铁、镁物质，如黑云母、辉石、角闪石、橄榄石等。⑵沉积岩的成分•沉积岩的组成物质共有四类。•①碎屑矿物原岩遭受机械风化后破碎而成的碎屑物质再经机械搬运作用和沉积作用产生的沉积物，如石英、长石、白云母等。•②粘土矿物是原岩经风化分解后由长石等生成的次生矿物，如高岭石、蒙脱石、水云母等。•③化学沉积矿物是从真溶液或胶体溶液中沉淀出来的或是由生物化学沉积作用形成的矿物，如方解石、白云石、石膏、岩盐、铁和锰的氧化或氢氧化物。⑶变质岩的成分•组成变质岩的矿物，一部分是与岩浆岩或沉积岩所共有的，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石等。另一部分是变质作用后产生的特有的变质矿物，如石榴子石、蓝晶石、硅灰石、刚玉、绿泥石、绿帘石、绢云母、滑石、叶蜡石、蛇纹石、石墨等。2）岩石的结构•⑴岩浆岩的结构•岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒的大小、形状、及其相互结合的情况。•①按岩石中矿物结晶程度划分•全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构•②按岩石中矿物颗粒的绝对大小划分•显晶质结构、隐晶质结构•③按岩石中矿物颗粒的相对大小划分•等粒结构、不等粒结构、斑状结构。⑵沉积岩的结构•沉积岩的结构主要有下列几种。•①碎屑结构•碎屑物质被胶结物粘结起来而形成的一种结构。按碎屑粒径大小，将碎屑结构分为下列几类：•砾状结构碎屑粒径2mm。•砂质结构碎屑粒径2.0~0.05mm。•粉砂质结构碎屑粒径为0.05~0.005mm。•②泥质结构•这种结构几乎全部由小于0.005mm的粘土颗粒组成，是粘土岩的主要特征。•③化学结构•由化学作用或生物化学作用从溶液中沉淀的晶粒或重结晶晶粒形成的结构。主要在石灰岩、白云岩和硅质岩中发育。•④生物结构•这种结构几乎全部是由生物遗体所组成的，如生物碎屑结构、贝壳结构等。⑶变质岩的结构•①变余结构(残余结构)•原岩在变质作用过程中，由于重结晶、变质结晶不完全，原岩的结构特征被部分保留下来，称为变余结构。如变余斑状结构、变余砂质结构、变余砾状结构、变余泥质结构等。•②变晶结构•岩石在固体状态下发生重结晶、变质结晶或重组合所形成的结构称为变晶结构。这是变质岩石中最常见的结构。•③碎裂结构•这是由于岩石在低温下受定向压力作用，当压力超过其强度极限时发生破裂、错动，形成碎块甚至粉末状后又被胶结在一起的结构。根据破碎程度可分为碎裂结构、碎斑结构、糜棱结构等。3）岩石的构造•⑴岩浆岩的构造•①块状构造•矿物分布比较均匀，岩石结构也较均一，是岩浆岩中最常见的一种构造。•②流纹构造•它是酸性熔岩中最常见的一种构造，是由不同颜色的矿物、玻