礦物岩石（shí）學基礎

礦物是指在各種地質作用（yòng）中產生和發展著（zhe）的，在一定地質和（hé）物理化學條件處（chù）於相對穩定的自然元素的單質及其化合物。礦物（wù）具有相對固定的化學組成，呈固態者還具有確定的內部（bù）結構；它是組成岩石和礦石的基本單元。隧道施工超前地質預報，就是要弄清楚隧道圍（wéi）岩的岩性、物理力學性質、不良地質現（xiàn）象的地（dì）質特征等，因此，岩石是最重要的研（yán）究對象。岩石學是專門研究地殼（ké）、地幔（màn）及其他星體產出的岩（yán）石的分布、產狀、成（chéng）分、結構、構造、分類、命名、成因、演化等方麵的科學。因此，對岩石的識別是隧道施工超前地質預報的基礎。

主要造岩礦物

已知（zhī）的礦物有4700種左右，在固態礦物中，絕大部分都屬於晶質礦物，隻有極少數（如水鋁英石）屬於非晶質礦物。下麵反（fǎn）對主要（yào）的造岩礦物作簡單介紹。

1．石英（yīng）

石英是一種（zhǒng）物理性質和化學性質均十分穩定的礦物，屬三方晶係的氧化物礦物，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（de）主要成分為Si02，常含有少量雜質成分如Al2 03、Ca0、Mg0等（děng）。石英外（wài）觀常呈白色、乳白色、灰（huī）白半透明狀態，摩氏硬度為7，斷麵具玻璃光澤（zé）或油脂光澤，密度因晶型而異（yì），變動於2. 22-2.65g/cm3之間。

2．長石

長石（shí）也是主（zhǔ）要的（de）造（zào）岩礦物，自然界中常（cháng）見的（de）為正長石和斜長石。

(1) 正長石：是不可溶鉀鹽礦物，化學組成是KAISi3 08，屬單斜晶係的架（jià）狀結構（gòu）矽酸（suān）鹽礦物（wù）(圖4 -lb)。正長（zhǎng）石是鉀長石的亞穩相變體，屬鉀長石和鈉長石不完全類質同象係列。晶體呈短柱狀（zhuàng）或厚板狀，常見卡斯巴雙晶、巴溫諾雙晶（jīng）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（jiě）理麵呈珍（zhēn）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（mó）氏硬度6，密度2. 56 -2. 58g/cm3。正長石廣泛分布於酸性和堿性成分（fèn）的岩漿岩（yán）、火山碎屑岩（yán）中，在鉀（jiǎ）長片麻岩和（hé）花崗（gǎng）混合岩，以及長石砂（shā）岩和硬砂岩中也有分布.

(2)斜長石：是長（zhǎng）石礦物中的一個係列，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）品種會在表麵產生細（xì）而且平行的（de）條紋，有的（de）還呈現藍或綠色的暈彩，這是由於它們的雙晶結構引起的。斜長石屬三斜晶（jīng）係的架狀結構矽酸鹽礦（kuàng）物，多為柱（zhù）狀或板狀，常見聚片雙晶，在晶麵或解理麵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（liǎng）組解理（lǐ）（一（yī）組完全、一組中（zhōng）等）相交成86。24，，故得名（míng）斜長石。摩氏硬度6 -6.5，密度2.6-2.76g/crri3。斜（xié）長石廣泛分布於岩漿岩、變質岩和沉積碎屑岩中。

3．雲（yún）母

(1) 白雲母：是分布很（hěn）廣的造岩礦物之一（圖4-ld），在三大岩類中（zhōng）均有產出，屬於矽酸類，單斜晶係，摩氏硬度2.5 -4，密度2。77 -2。 88g/cm3，在天然環境下常呈板狀假（jiǎ）六邊形晶體、片狀或（huò）鱗片狀。顏色（sè）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（zǔ）極完全解理。白雲母斜方柱晶類，通常呈板狀或片狀，外形（xíng）成假六邊形或菱形。柱麵有明（míng）顯的橫條紋。白雲母主（zhǔ）要出現於酸性岩漿岩；此外，還常（cháng）出現於雲英岩、片岩和片（piàn）麻岩中。

(2) )黑雲（yún）母：為矽酸鹽礦物（圖4-le）。黑雲母（mǔ）主要（yào）產出於變質岩中，在花崗岩等其他岩（yán）石也都有存在。黑雲母的（de）顏色從黑到褐、紅色或綠色都有，具有玻璃光澤。單晶體（tǐ）主（zhǔ）要為短柱狀或板（bǎn）狀，橫切麵為（wéi）六邊形，集合體為鱗片狀。棕褐色或黑（hēi）色，顏色隨含鐵量增高而變深。其他光學性質和力學性質與（yǔ）白雲母相（xiàng）似，密度2.7 -3. 3g/cm3。

4．角閃石（shí）

角（jiǎo）閃石（shí）是分（fèn）布很廣的造岩（yán）礦物(圖4 - lf)。主要有透閃石、陽起石、普通（tōng）角閃石（shí）和)閃石、藍閃石等。是（shì）含( OH)的鎂、鐵、鈣（gài）、鈉、鋁的鏈狀結構矽酸鹽，類質同象普遍。晶體呈長（zhǎng）柱狀，集合（hé）體呈粒狀、纖維狀、放射狀（zhuàng）等。一般為深色，從綠色、棕色、褐色到黑色。玻璃（lí）光澤。摩氏硬度5 -6。兩（liǎng）組發育中等的解理麵交角為124，和56。，密（mì）度3， 3.0 -3. Sg/cm。

5．方（fāng）解石

方解石是地殼最重要的造岩礦物（wù）之一(圖4 -2g)，化學成分為CaC03，三方晶係，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（wú）素呈現出淡紅、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（fāng）解（jiě）石，因此，它是（shì）一種分布很廣的礦物。方解石的晶體形狀多種多（duō）樣，其集合體可以（yǐ）是一（yī）簇（cù）簇的晶體，也可以呈粒狀、塊狀、纖維狀（zhuàng）、鍾乳狀、土狀（zhuàng）等。敲擊方解石可以得到很多方形碎塊，故名方（fāng）解石。方解石的色彩因其中含有的雜質不同而變化，如含鐵錳時（shí）為（wéi）淺黃、淺（qiǎn）紅、褐黑等，但一般多為白色或無色。

方解（jiě）石在泉水中可（kě）沉積出石灰華，在火成岩（yán）中常為次生礦物，在（zài）玄武岩流的杏仁體中

及沉積岩的（de）裂縫中常有方（fāng）解石（shí）充填而成的細脈，或通過生物（wù）作用（yòng），以貝（bèi）殼或（huò）岩礁的方式產

出。主要由（yóu）方解石組（zǔ）成的石灰岩可以形成溶洞，洞中的鍾乳石、石筍漢白玉等的主要礦物出。成分就是方解石（shí）。