中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
礦物巖石學(xué)基礎(chǔ)
礦物是指在各種地質(zhì)作用中產(chǎn)生和發(fā)展著的，在一定地質(zhì)和物理化學(xué)條件處于相對穩(wěn)定的自然元素的單質(zhì)及其化合物。礦物具有相對固定的化學(xué)組成，呈固態(tài)者還具有確定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；它是組成巖石和礦石的基本單元。隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報，就是要弄清楚隧道圍巖的巖性、物理力學(xué)性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象的地質(zhì)特征等，因此，巖石是最重要的研究對象。巖石學(xué)是專門研究地殼、地幔及其他星體產(chǎn)出的巖石的分布、產(chǎn)狀、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分類、命名、成因、演化等方面的科學(xué)。因此，對巖石的識別是隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報的基礎(chǔ)。
主要造巖礦物
已知的礦物有4700種左右，在固態(tài)礦物中，絕大部分都屬于晶質(zhì)礦物，只有極少數(shù)（如水鋁英石）屬于非晶質(zhì)礦物。下面反對主要的造巖礦物作簡單介紹。
1．石英
石英是一種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均十分穩(wěn)定的礦物，屬三方晶系的氧化物礦物，即低溫石英（o -石英），是石英族礦物中分布最廣的一個礦物種（圖4-la）。石英的主要成分為Si02，常含有少量雜質(zhì)成分如Al2 03、Ca0、Mg0等。石英外觀常呈白色、乳白色、灰白半透明狀態(tài)，摩氏硬度為7，斷面具玻璃光澤或油脂光澤，密度因晶型而異，變動于2. 22-2.65g/cm3之間。
2．長石
長石也是主要的造巖礦物，自然界中常見的為正長石和斜長石。
(1) 正長石：是不可溶鉀鹽礦物，化學(xué)組成是KAISi3 08，屬單斜晶系的架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物(圖4 -lb)。正長石是鉀長石的亞穩(wěn)相變體，屬鉀長石和鈉長石不完全類質(zhì)同象系列。晶體呈短柱狀或厚板狀，常見卡斯巴雙晶、巴溫諾雙晶和曼尼巴雙晶，集合體為致密塊狀。肉紅或淺黃、淺黃白色，玻璃光澤，解理面呈珍珠光澤，半透明。兩組解理（一組完全、一組中等）相交成90。，由此得正長石。摩氏硬度6，密度2. 56 -2. 58g/cm3。正長石廣泛分布于酸性和堿性成分的巖漿巖、火山碎屑巖中，在鉀長片麻巖和花崗混合巖，以及長石砂巖和硬砂巖中也有分布.
(2)斜長石：是長石礦物中的一個系列，龜：括鈉長石(圖4-lc)、奧長石、中長石、拉長石、培長石和鈣長石。斜長石中的大多數(shù)品種會在表面產(chǎn)生細而且平行的條紋，有的還呈現(xiàn)藍或綠色的暈彩，這是由于它們的雙晶結(jié)構(gòu)引起的。斜長石屬三斜晶系的架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，多為柱狀或板狀，常見聚片雙晶，在晶面或解理面上可見細而平行的雙晶紋。白至灰白色，有些呈微淺藍或淺綠色，玻璃光澤，半透明。兩組解理（一組完全、一組中等）相交成86。24，，故得名斜長石。摩氏硬度6 -6.5，密度2.6-2.76g/crri3。斜長石廣泛分布于巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積碎屑巖中。
3．云母
(1) 白云母：是分布很廣的造巖礦物之一（圖4-ld），在三大巖類中均有產(chǎn)出，屬于硅酸類，單斜晶系，摩氏硬度2.5 -4，密度2。77 -2。 88g/cm3，在天然環(huán)境下常呈板狀假六邊形晶體、片狀或鱗片狀。顏色從無色到白色，有時也會呈綠色、棕色等，條痕為無色，具有一組極完全解理。白云母斜方柱晶類，通常呈板狀或片狀，外形成假六邊形或菱形。柱面有明顯的橫條紋。白云母主要出現(xiàn)于酸性巖漿巖；此外，還常出現(xiàn)于云英巖、片巖和片麻巖中。
(2) )黑云母：為硅酸鹽礦物（圖4-le）。黑云母主要產(chǎn)出于變質(zhì)巖中，在花崗巖等其他巖石也都有存在。黑云母的顏色從黑到褐、紅色或綠色都有，具有玻璃光澤。單晶體主要為短柱狀或板狀，橫切面為六邊形，集合體為鱗片狀。棕褐色或黑色，顏色隨含鐵量增高而變深。其他光學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)與白云母相似，密度2.7 -3. 3g/cm3。
4．角閃石
角閃石是分布很廣的造巖礦物(圖4 - lf)。主要有透閃石、陽起石、普通角閃石和)閃石、藍閃石等。是含( OH)的鎂、鐵、鈣、鈉、鋁的鏈狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽，類質(zhì)同象普遍。晶體呈長柱狀，集合體呈粒狀、纖維狀、放射狀等。一般為深色，從綠色、棕色、褐色到黑色。玻璃光澤。摩氏硬度5 -6。兩組發(fā)育中等的解理面交角為124，和56。，密度3， 3.0 -3. Sg/cm。
5．方解石
方解石是地殼最重要的造巖礦物之一(圖4 -2g)，化學(xué)成分為CaC03，三方晶系，三組完全解理，斷口呈玻璃光澤，透明至半透明，一般為白色或無色，因含有其他致色無素呈現(xiàn)出淡紅、淡黃、淡茶、玫紅、紫等多種顏色，條痕白色，摩氏硬度2。7 -3.0，密度2.6-2. 8g/cm3，遇稀鹽酸劇烈起泡。
方解石是一種碳酸鈣礦物，天然碳酸鈣中最常見的就是方解石，因此，它是一種分布很廣的礦物。方解石的晶體形狀多種多樣，其集合體可以是一簇簇的晶體，也可以呈粒狀、塊狀、纖維狀、鐘乳狀、土狀等。敲擊方解石可以得到很多方形碎塊，故名方解石。方解石的色彩因其中含有的雜質(zhì)不同而變化，如含鐵錳時為淺黃、淺紅、褐黑等，但一般多為白色或無色。
方解石在泉水中可沉積出石灰華，在火成巖中常為次生礦物，在玄武巖流的杏仁體中
及沉積巖的裂縫中常有方解石充填而成的細脈，或通過生物作用，以貝殼或巖礁的方式產(chǎn)
出。主要由方解石組成的石灰?guī)r可以形成溶洞，洞中的鐘乳石、石筍漢白玉等的主要礦物出。成分就是方解石。
6．輝石
渾石為超基性巖和基性巖中最主要的礦物（圖4 -lh），另外在安山巖中常以斑晶出硼--大多數(shù)輝石呈深綠色，少量輝石呈灰綠色（如透輝石）。產(chǎn)于侵入巖中的輝石一般呈，等軸的粒狀。輝石具兩組近于垂直的解理，常構(gòu)成不整齊的階梯狀斷口。輝石最常見的次生變化是蛇紋石化和纖閃石化。蛇紋石交代輝石常形成具絲絹光澤的“絹石”。
7．橄欖石
橄欖石是組成上地幔的主要礦物（圖4 - li），在隕石和月巖中，橄欖石也是其中的主要礦物成分。它常呈橄欖綠色，因此得名。自然界常見的鎂橄欖石呈綠色至黃色，鐵橄欖石呈淺綠黃至黃琥珀色，其他橄欖石大都具有玻璃光澤。橄欖石是巖漿冷卻時首先晶出的礦物，富含鐵的橄欖石在正長巖中很普遍，偶爾也存在于花崗巖中。較純的鎂橄欖石存在于變質(zhì)的石灰?guī)r和白云巖中。在低溫有水存在的情況下，它會受水熱蝕變，變成蛇紋石、綠泥石、磁鐵礦或滑石。
8．霞石
霞石僅出現(xiàn)在Si02：不飽和的堿性巖中（圖4-lj）。侵入巖中的霞石常呈他形粒狀，顏色為肉紅色或灰白色，解理不完全，常具油脂光澤，易與石英混淆。與石英的區(qū)別是，石英一般呈煙灰色，在風(fēng)化面上呈凸起狀，而霞石一般呈肉紅色，抗風(fēng)化能力弱，常有風(fēng)化產(chǎn)物存在。另外石英一般與富鉀的堿性長石、酸性斜長石、黑云母共生，而霞石常與富鈉的堿性長石（如歪長石）、堿性輝石共生。根據(jù)解理不發(fā)育、油脂光澤，可與正長石區(qū)分。
