工程地质实习报告--峨眉山玄武岩的基本特征及用途意义

1、

峨眉山玄武岩

(1)

玄武岩

玄武岩它属于一种基性喷出岩，它的化学成分与辉长岩很相似，SiO2含量变化于45%～52%之间，K2O+

Na2O的含量较侵入岩略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。它的成份主要由基性长石和辉石组成，次要的矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等，岩石均为暗色，一般为黑色，有时呈灰绿以及暗紫色等。呈斑状结构。气孔构造和杏仁构造普遍。玄武岩体积密度为2.8～3.3g/cm3，致密者压缩强度很大，可高达300MPa，有时更高，存在玻璃质及气孔时则强度有所降低。

（2）

玄武岩的形成

玄武岩，它是由于火山喷发出的岩浆冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石。火山爆发流出的岩浆温度高达摄氏一千二百度，因此岩浆有一定的粘度，在地势平缓时，岩浆流动很慢，每分钟只能流动几米远；而当遇到陡坡的时候，其速度便大大地加快。它在流动过程中，携带着大量水蒸汽和气泡，冷却后，便形成了各种变异的形状。

（3）峨眉山玄武岩

图1峨眉山玄武岩

峨眉山玄武岩（Emeishan

Basalt，Omeishan

Basalt）其形成时代属中二叠世晚期至晚二叠世早期。分布于西南各省，如川西、滇、黔西及昌都地区等。命名地点在四川峨眉山。主要为陆相裂隙式或裂隙—中心式溢出的基性岩流，以玄武岩为主，局部地区有粗面岩、安山岩、流纹岩及松脂岩等。常具拉斑玄武岩结构、气孔及杏仁状结构。在云南、四川会理及金沙江流域，近似呈菱形分布，厚达1000～2000米，露头面积约3.8×104

km2，岩流覆盖面积达30~50×104

km2，火山堆积总量接近28×104

km3。与下伏茅口组呈假整合或不整合接触，与上覆宣威组呈整合或假整合接触。在昆阳石龙坝附近玄武岩组底部发现有孔虫、腕足类及珊瑚等海相化石。在贵州威宁玄武岩下部夹凸镜状灰岩层，即峨眉山玄武岩就是指下二叠统茅口组灰岩（含筳科化石）之上的玄武岩。

摘自网络资料

（3）

有关于峨眉山玄武岩的地质灾害

图2峨眉山玄武岩

965年11月22日23时，云南昆明禄劝县马鹿塘公社普福及老木德大队所在的烂泥沟发生特大山体滑坡，造成444人死亡，1265亩农田被毁，1157头牲畜失踪，成为解放以来我国人员损失最为惨重的单一特大型滑坡灾害事件。烂泥沟滑坡在下游白水河上形成的滑坡坝堆积方量达2×108

m3，连同沿程堆积，累计方量超过2.14×108

m3；滑坡后缘到堆积前缘直线平距6.31

km，折线平距6.53

km；后缘最高点标高3120

m，主堆积区-白水河标高1350

m，垂直落差1770

m。1991年9月17日16时，烂泥沟古滑坡后缘再次发生滑坡，形成沿烂泥沟分布的斜长3200

m、宽1700

m，厚30~50

m，方量约2.18×108

m3，垂直滑距1100

m的碎屑流堆积，整个过程历时3

min，造成在沟内放牧、耕作的10人死亡，21头牛及219只羊被掩埋，沿途树木、耕地全部被毁灭。1991年9月23日18时10分，云南昭通市东北约30

km的盘河乡头寨沟村发生远程山体滑坡，造成216人死亡，系我国上世纪90年代以来人员损失最为惨重的重大滑坡灾害事件。头寨滑坡方量约900×104

m3，其中400×104

m3滑离源区；后缘到堆积体前缘的斜长、水平投影及高差分别为3423、3330和763

m峨眉山玄武岩除以高陡斜坡等天然地貌单元出现外，还经常成为大型工程的工程边坡，如雅砻江官地、金沙江白鹤滩及金沙江溪洛渡等大型水电站的库岸边坡。因此，对峨眉山玄武岩大规模灾难性滑坡事件的发生机理进行深入研究是重要的。

引自2010级工程地质实习教程

二、玄武岩腐岩

（1）

什么是玄武岩腐岩

玄武岩腐岩：腐岩是由岩浆岩、沉积岩及

变质岩经等容风化形成的一种风化软岩，一般具有下列特征：

（a）除碳酸盐岩腐岩外，腐岩多呈土黄色，保留有原岩的结构和构造特征。

（b）矿物成分上，含有较多的粘土矿物及氧化物，但必须含有源矿物被溶蚀后残留的晶体骨架或碎片。

（c）次生孔隙十分发育，孔隙度大，容水度大、持水度大。

（d）保留原岩的部分强度，也就是说，其比土硬、比原岩软。

（2）

玄武岩腐岩的分类

（a）

羽状节理玄武岩腐岩

是脆性岩石中常见的破裂面形式（相当于断口），实习区玄武岩腐岩，也即全风化玄武岩中残留有这种节理。尽管这种节理被残留，但其质地十分松软，用手即可捏碎。观察：羽状节理表面形态、光滑程度，发育环境（是否在柱状节理玄武岩的节理柱体上）；敲开后的断面颜色、结构、密度、硬度等。

（b）柱状节理玄武岩腐岩

观察剖面分层与外观形态，识别柱状节理构造。观察测量柱状节理的形态、尺度、节理柱体上的裂隙方向、开度（隙宽）与迹长。敲打柱体，体验其硬度、密度，观察腐岩柱体的颜色、结构、构造与矿物组成。

引自2010级工程地质实习教程

三、玄武岩的柱状节理、层间错动带及断层

（1）

什么是节理

节理是岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明显的位移。地壳上部岩石中最广泛发育的一种断裂构造。通常，受风化作用后易于识别，在石灰岩地区，节理和水溶作用形成喀斯特。岩石中的裂隙，是没有明显位移的断裂。节理是地壳上部岩石中最广泛发育的一种断裂构造。按成因节理可分为：①原生节理，成岩过程中形成，如沉积岩中因缩水而造成的泥裂或火成岩冷却收缩而成的柱状节理；②构造节理，由构造变形而成；③非构造节理，由外动力作用形成的，如风化作用、山崩或地滑等引起的节理，常局限于地表浅处。

引自百度百科

（2）

玄武岩的柱状解理

形成原因

图4

层间错动带节理

图3

玄武岩柱状节理

层间错动带

图片来自2010级工程地质实习教程

玄武岩属基性喷出岩，不含石英，一般厚度不大，产状呈岩被、岩脉的居多，由于铁镁矿物含量多，岩石致密、坚硬、易碎、易风化，受地质构造作用后，挤压破碎发育，于是就形成了典型的柱状节理，也就是破劈理，属于地壳运动（构造运动）的迹象。

（3）

断层

断层是岩体在构造应力作用下发生破裂，沿破裂面两侧的岩体发生显著的位移或失去连续性和完整性而形成的一种构造形迹。

全国科学技术名词审定委员会审定公布

（a）成因

地壳运动中产生强大的压力和张力，超过岩层本身的强度对岩石产生破坏作用而形成的。岩层断裂错开的面称断层面。两条断层中间的岩块相对上升，两边岩块相对下降时，相对上升的岩块叫地垒；常常形成块状山地，如我国的庐山、泰山等。而两条断层中间的岩块相对下降、两侧岩块相对上升时，形成地堑，即狭长的凹陷地带。我国的汾河平原和渭河谷地都是地堑。

摘自百度百科

4、

杏仁状玄武岩及其风化状况

（1）

杏仁状构造

杏仁状构造即岩石中有气孔，为后期产物（如方解石、石英等）充填所形成的一种形似杏仁的构造。如某些玄武岩和安山岩的构造。杏仁状构造多分布于熔岩的表面。

摘自《工程地质学》

（2）

峨眉山玄武岩杏仁体成因及结构成分

图中绿色矿物为绿泥石

图5

峨眉山玄武岩杏仁状构造

峨眉山玄武岩出露的地层主要为晚古生代二叠系上统的峨眉山玄武岩组P2β在出露的玄武岩中混杂有部分的火山碎屑岩，并且在玄武岩和火山碎屑岩中均包含有较多的杏仁体

峨眉山玄武岩为“蚀变玄武岩”，在玄武岩浆后期热液中形成了大量的绿泥石、绿纤石、伊丁石等蚀变矿物，并且玄武岩中的杏仁体主要由蚀变矿物绿泥石和绿纤石共生构成而混杂的火山碎屑岩主要由火山喷发物、碎屑物组成，另外还包括火山后期热液矿物绿帘石和石英，以及大量的气孔和杏仁体其中的火山喷发物为凝灰级物质，主要为由火山通道直接喷发地下深处的玄武质岩浆而形成的火山灰、火山粒、浆屑及部分的火山渣和玻屑等碎屑物为早期形成的玄武质熔岩和斑晶矿物在火山喷发时崩碎形成的产物，主要包括岩屑、斜长石晶屑等在火山后期热液中，处于低温和富含大量的A1

3+、Ca

2+、Fe

3+、Si

4+

等离子的条件下，形成了大量的绿帘石和石英矿物，当绿帘石围绕着热液中的气泡进行结晶时便构成了杏仁壳，而杏仁孔被后期形成的石英、玉髓、氧化铁矿物等进行充填时便形成了杏仁体美姑火山碎屑岩为“富含杏仁体的玄武质凝灰岩”

火山碎屑岩中杏仁体的大小为0.05mm～1.75mm，其中80％以上杏仁体的大小集中于0.3mm～0.6mm，体积总体偏小杏仁体主要形成于火山后期热液中，其形成过程具有“以同心环状生长并且生长方向由杏仁体的边缘向中心生长”的特点，这一特点形成了岩石中杏仁体多样的圈层结构随着各个圈层的矿物成分从外圈到内圈的不同，杏仁体存在着十余种不同的圈层结构，其中以“绿帘石→石英圈→玉髓、氧化铁矿物→石英、绿帘石后期产物、绿泥石”最为普遍杏仁体的圈层结构反应了火山后期热液中热液成分的变化情况，而杏仁体多样的圈层结构则反应了所有杏仁体是在火山后期热液中不同时期形成的。

摘自四川火山碎屑岩杏仁体矿物成分特征玄武岩

（3）

风化

（a）

岩石风化定义

岩石风化

（rock

weathering）

岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。导致上述现象的作用称风化作用。按风化作用类型可分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。

（b）

球状风化

岩石出露地表接受风化时，由于棱角突出，易受风化（角部受三个方向的风化，棱边受两个方向的风

化，而面上只受一个方向的风化），故棱角逐渐缩减，最终趋向球形。这样的风化过程称球状风化。球状风化是花岗岩地段比较突出的一个不良地质现象。如果不能在勘察阶置充分的了解其分布特点.很可能在工程施工和线路运营过程中导致施工困难(断桩、增加施工成本)、上部结构失稳(不均匀沉降)等问题”。

摘自百度百科

图6

峨眉山玄武岩球状风化

5、

灰岩和玄武岩的联系

图7来自网络

（1）灰岩

图7

灰岩

灰岩

(Limestone)，俗称灰岩，以方解石为主要成分的碳酸盐岩。石灰岩是一种沉积岩。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物，有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色，硬度一般不大，与稀盐酸反应剧烈。结构较为复杂，有碎屑结构和晶粒结构两种。碎屑结构多由颗粒、泥晶基质和亮晶胶结物构成。颗粒又称粒屑，主要有内碎屑、生物碎屑和鲕粒等，泥晶基质是由碳酸钙细屑或晶体组成的灰泥，质点大多小于0.05毫米，亮晶胶结物是充填于岩石颗粒之间孔隙中的化学沉淀物，是直径大于0.01毫米的方解石晶体颗粒；晶粒结构是由化学及生物化学作用沉淀而成的晶体颗粒。

（2）

灰岩和玄武岩的联系

峨眉山玄武岩从地层学角度讲就是指下二叠统茅口组灰岩（含筳科化石）之上的玄武岩。两种岩性的接触带一般都是地学意义上的软弱单元，尤其是经历构造运动后，由于两者的不协调变形，容易形成错动带，在地表水流的侵蚀下形成负地形。

摘自2010级工程地质实习教程

六、玄武岩的用途及意义

玄武岩，是生产“铸石“的好原料。“铸石“是将玄武岩经过熔化铸造、结晶处理，退火而成的材料。它比合金钢坚硬而耐磨，比铅和橡胶抗腐蚀。玄武岩还在一种铸钢先进工艺中，起到“润滑剂“的作用，可以延长铸膜寿命。同时，玄武岩还可以抽成玻璃丝，比一般玻璃丝布抗碱性强，耐高温性能好。

多气孔状的玄武岩（浮石），因为它气孔多，又相当坚硬，因此，将它搀在混凝土里，可以使混凝土重量减轻，但仍很坚固，同时有隔音、隔热等特点，是高层建筑轻质混凝土的良好骨料。浮石还是很好的研磨材料，可用来磨金属、磨石料；在工业上还可做过滤器、干燥器、催化剂等。

玄武岩是修理公路、铁路、机场跑道所用石料中最好的材料，具有抗压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、沥青粘附性玄武石，玄武石具有耐磨、吃水量少、导电性能差、抗压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、沥青粘附性等优点，并被国际认可，是发展铁路运输及公路运输最好的基石。

一些艺术家，根据浮石多孔和皱、漏的特点。用来建造园林中的假山，或雕成小巧玲珑的盆景。是由火山喷发出的岩浆冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石。它在地质学的岩石分类中，属于岩浆岩（也叫火成岩）。火山爆发流出的岩浆温度高达摄氏一千二百度，因有一定的粘度，在地势平缓时，岩浆流动很慢，每分钟只流动几米远；遇到陡坡时，速度便大大加快。它在流动过程中，携带着大量水蒸汽和气泡，冷却后，便形成了各种变异的形状。

摘自网络

七、总结

峨眉山玄武岩从地层学角度讲就是指下二叠统茅口组灰岩（含筳科化石）之上的玄武岩。峨眉山玄武岩（Emeishan

Basalt，Omeishan

Basalt）时代属中二叠世晚期至晚二叠世早期。分布于西南各省，如川西、滇、黔西及昌都地区等。命名地点在四川峨眉山。主要为陆相裂隙式或裂隙—中心式溢出的基性岩流，以玄武岩为主，局部地区有粗面岩、安山岩、流纹岩及松脂岩等。常具拉斑玄武岩结构、气孔及杏仁状结构。在云南、四川会理及金沙江流域，厚达1000～2000米。与下伏茅口组呈假整合或不整合接触，与上覆宣威组呈整合或假整合接触。在昆阳石龙坝附近玄武岩组底部发现有孔虫、腕足类及珊瑚等海相化石。在贵州威宁玄武岩下部夹凸镜状灰岩层。

在此次的工程地质实习中我们沿观察路线依次观察了峨眉山玄武岩的腐岩、柱状节理、其地质结构的断层面和玄武岩的杏仁体构造和球状风化，对玄武岩的结构和性质以及玄武岩和灰岩的关系有了一定了解。通过此次的工程地质实习，我从中学习到了许多关于地质方面的知识，收获丰富。

最后，感谢老师们几天的辛苦教育！谢谢！

参考资料：

①2010级工程地质实习教程；②《工程地质学》（孔宪立、石振明编）；③百度百科玄武岩、断层、杏仁状构造、风化、灰岩等词条；④《四川火山碎屑岩杏仁体矿物成分特征玄武岩》；⑥网络资料

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