岩土多少拾碎

上一篇 / 下一篇  2007-03-17 07:58:39 / 天气: 晴朗 / 心情: 高兴 / 置顶(2)

如何区分火成岩 沉积岩与变质岩

 

火成岩(IgneousRock)由岩浆(Magma)直接凝固而成。高温之岩浆在从液态冷却中结品成多种矿物,矿物再紧密结合成火成岩。化学成分各异之岩浆,最后成为矿物成分各异之火成岩,种类繁多,细分之有数百种。如依其含矽量之高低做最简明之分类,火成岩有酸性(Acidic)、中性(Intermediate)、基性(Basic),及超基性(Ultrabasic)四大类。同时火成岩之晶体,因结晶时在地下之深度不一亦有粗细之别;将此分别代表深浅之粗细做为矿物成分以外之另一分类依据,火成岩可分成如次之种类:晶体粗大之酸性火成岩为花冈岩(Granite),细小至肉眼不能辨识者为流纹岩(Rhyolite);晶体粗大之中性火成岩为闪长岩(Diorite)细小者为安山岩(Andesite);晶体粗大之基性火成岩为辉长(Gabbro),细小者为玄武岩(Basalt);晶体粗大之超基性火成岩为橄榄岩(Peridotite),此种火成岩无晶体细小者。晶体特大之火成岩统称伟晶岩(Pegmatite),但应指明其为伟晶花冈岩、伟晶闪长岩,或伟晶辉长岩。此外,不论其成分如何,岩浆在地面凝固时通常不暇结晶。此等不结晶火成岩均为火山岩,或成块状无结构之玻璃,酸性及中性者成黑耀石(Obsidian)或浮石(Pumice),基性者成玻璃质玄武岩(BasalticGlass),或在喷发时破碎成火山角砾岩(VolcanicBreccia)或凝灰岩(Tuff)。

火成岩以岩基或岩脉形体侵入较古岩层,倘再穿至地面,则成火山。火成岩不仅为一切其他岩石之原料及多种矿产之母体,且为全球水分之来源。不论在深处或浅处,火成岩通常仅在地壳正有犟烈活动之时之地出现,并非一时处处或一处时时有为火成岩前身之岩浆活跃。




沉积岩是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体。它是在常温常压条件下,由风化作用,生物作用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形成的。

沉积岩的体积只占岩石圈的5%,但其分布面积却占陆地的75%,大洋底部几乎全部为沉积岩或沉积物所覆盖。沉积岩不仅分布极为广泛,而且记录着地壳演变的漫长过程。目前已知,地壳上最老的岩石,其年龄为46亿年,而沉积岩圈中年龄最老的岩石就36亿年(苏联克拉半岛)。沉积岩中蕴藏着大量的沉积矿产,如煤,石油,天然气,盐类等,而且铁 锰 铝 铜 铅 锌等矿产中 沉积类型的也占有很大的比重。同时,沉积岩分布地区又是水文地质和工程地质的主要场所。因此,研究沉积岩,对发展地质科学的理论 寻找丰富的沉积矿产以及水文地质和工程地质工作均具有重要意义。



沉积岩:是地面即成岩石在外力作用下,经过风化、搬运、沉积固结等沉积而成,其主要特征是:①层理构造显著;②沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石;③有的具有干裂、孔隙、结核等。常见的沉积岩有:直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩,由2毫米到0.05毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩,由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩,由方解石为其主要成分,硬度不大的石灰岩等。




变质岩是在地球内力作用,引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。这些力量包括温度、压力、应力的变化、化学成分。固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下,发生物质成分的迁移和重结晶,形成新的矿物组合。如普通石灰石由于重结晶变成大理石。

变质岩是组成地壳的主要成分,一般变质岩是在地下深处的高温(要大于150摄氏度)高压下产生的,后来由于地壳运动而出露地表。

一般变质岩分为两大类,一类是变质作用作用于岩浆岩(火成岩),形成的变质岩成为正变质岩;另一类是作用于沉积岩,生成的变质岩为副变质岩。

大面积变质的岩石为区域性的,但也有局部性的,局部性的如果是因为岩浆涌出造成周围岩石的变质称为接触变质岩;如果是因为地壳构造错动造成的岩石变质为动力变质岩。

原岩受变质作用的程度不同,变质情况也不同,一般分为低级变质、中级和高级变质。变质级别越高,变质程度越深。如沉积岩粘土质岩石在低级作用下,形成板岩;在中级变质时形成云母片岩;在高级变质作用下形成片麻岩。

岩石在变质过程中形成新的矿物,所以变质过程也是一种重要的成矿过程,中国鞍山的铁矿就是一种前寒武纪火成岩形成的一种变质岩,这种铁矿占全世界铁矿储量的70%。此外如锰钴铀共生矿、金铀共生矿、云母矿、石墨矿、石棉矿都是变质作用造成的。


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林杭 --- 中南大学 引用 删除 csuroylin   /   2007-12-12 21:00:47
基质吸力(matric    suction)主要是指土中毛细作用,在土中,基质吸力与土的饱和度有关,它与饱和度或含水量的关系曲线叫做土水特征曲线,或称水分特征曲线。一般认为如果土的相对湿度等于100%时,即饱和土,吸力为零,在低饱和度时,这个吸力可达近万kPa。


基质吸力的概念并不是在土力学中诞生的,基质吸力是岩土工程师从土壤学中引入来的一个概念。由于土体毛细管的作用,干土会对水分具有吸引作用,这个吸力就是非饱和土的基质吸力,简言之,基质吸力就是非饱和土吸水能力,由于饱和土体所有孔隙都已经被水占据,因此没有吸水的能力,故基质吸力也为0。
在非饱和土中,由于毛细管作用,而毛细管内的水总是成“凹”液面(表面张力引起),弯液面以下水的压力就要低于大气压力。这个压差称为毛管压力,在土壤学中经常把毛细管压力的负值称为吸力或基质吸力。
引用 删除 Guest   /   2007-11-18 09:30:14
5
引用 删除 Guest   /   2007-11-18 09:30:05
林杭 --- 中南大学 引用 删除 csuroylin   /   2007-10-15 22:54:07
在水库、河岸岸坡靠近坡面1m左右范围为非饱和区,存在负孔隙水压力,在负孔隙水压力作用下岸坡处于稳定状态(负孔隙水压力使得土的有效应力增加,抗减强度增大),但不断受到波浪冲刷和暴雨侵蚀浅沟,水的侵入使得负孔隙水压力消失,使得岸坡崩塌。

膨胀土边坡中,地下水位一般埋藏较深,靠近地面的土具有负孔隙水压力,负孔隙水压力使土颗粒间产生的吸力,加大了土体的抗剪强度,这对保持土坡稳定起着重要的作用。但连续暴雨可能使较大深度范围内的土体含水量增大达到饱和,而负孔隙水压力减小甚至消失,导致土体强度迅速降低从而造成土坡失稳。
林杭 --- 中南大学 引用 删除 csuroylin   /   2007-10-15 22:52:14
动水压力不是超静孔隙水压力。
超静孔隙水压力是由荷载引起的超过静水压力的那部分孔隙水压力,土的总应力等于有效应力与孔隙水压力之和,σ=σ'+u,如果σ突然增大,这一瞬间增加的那部分有孔隙水承担,这个有外力引起的附加的孔隙水压即使超静孔隙水压力,但超静孔隙水压力一般都不太稳定,随着土中渗流的发生而逐渐减小,这就是孔隙水压力的消散。
动水压力是相对与静水压力的一个概念,是由于水的流动产生的压力。

正负孔隙水压力应该是和材料力学对轴力有拉正压负的规定差不多吧。孔隙水压力这个压字表明孔隙水一般是压力情况,所以以压力为正,如果出现孔隙水拉力,就是负的孔隙水压力了。
土体中的孔隙水压力会减小颗粒间的压力,使得有效应力减小;而负的孔隙水压力,使土骨架受孔隙水的拉力作用,颗粒间压力增大,有效应力增加。
至于负的孔隙水压力与正的孔隙水压力相比较的大小问题也同杆件受的拉压轴力一样,没法比较的。
林杭 --- 中南大学 引用 删除 csuroylin   /   2007-10-15 22:45:00
动水压力不是超静孔隙水压力。
超静孔隙水压力是由荷载引起的超过静水压力的那部分孔隙水压力,土的总应力等于有效应力与孔隙水压力之和,σ=σ'+u,如果σ突然增大,这一瞬间增加的那部分有孔隙水承担,这个有外力引起的附加的孔隙水压即使超静孔隙水压力,但超静孔隙水压力一般都不太稳定,随着土中渗流的发生而逐渐减小,这就是孔隙水压力的消散。
动水压力是相对与静水压力的一个概念,是由于水的流动产生的压力。
林杭 --- 中南大学 引用 删除 csuroylin   /   2007-10-15 22:40:04
地下水有两种不同的埋藏类型,即埋藏在第一个稳定隔水层之上的潜水和埋藏在上下两个稳定隔水层之间的承压水。潜水和承压水除了埋藏条件不同外,还有一定的区别。
潜水的补给主要是当地的大气降水和部分河湖水。承压水则是依靠大气降水与河湖水通过潜水补给的。
潜水受重力影响,具有一个自由水面(即随潜水量的多少上下浮动),一般由高处向低处渗流。承压水受隔水顶板的限制,承受静水压力,有一个受隔水层顶板限制的承压水面和一个高于隔水层顶板的承压水位(即补给区和排泄区水位的连线)。承压水是由静水压力大的地方流向静水压力小的地方。
潜水埋藏较浅,受气候特别是降水的影响较大,流量不稳定,容易受污染,水质较差;承压水埋藏较深,直接受气候的影响较小,流量稳定,不易受污染,水质比较好。
潜水以地面蒸发或出露为地表水和泉水的方式排泄;承压水则转化为潜水,主要以泉水的形式排泄。
钻到潜水中的井是潜水井。潜水井的水位一般应该是和当地的潜水位一致的,如过量抽取,潜水井的水位就会逐渐低于当地的潜水位,形成地下水漏斗区。打穿隔水层顶板,钻到承压水中的井叫承压井,承压井中的水因受到静水压力的影响,可以沿钻孔上涌至相当于当地承压水位的高度。在有利的地形条件下,即地面低于承压水位时,承压水会涌出地表,形成自流井。虽有上涌,但不能喷出地面者叫半自流井。
引用 删除 Guest   /   2007-07-03 10:23:39
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引用 删除 Guest   /   2007-07-03 10:23:14
 

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