【科普专栏】探索岩石与岩体奥秘，低场核磁技术下的岩石新视角

矿物组成

岩石的矿物组成决定了其物理和化学性质，如硬度、颜色和密度。超基性岩主要由橄榄石和辉石组成，而酸性岩如花岗岩则富含石英和长石。石英的高硬度使得富含石英的岩石更耐磨。

结构和构造

岩石的结构涉及矿物颗粒的大小、形状、结晶程度和相互关系，如岩浆岩中的等粒结构。构造则指矿物集合体的形状、大小和相互关系，如沉积岩的层理构造，反映了沉积环境的变化。

物理性质

密度：岩石密度因矿物成分和孔隙度而异，从多孔火山凝灰岩的小于2g/cm³到致密铁矿石的超过3g/cm³。

孔隙度：影响岩石的渗透性和吸水性，如砂岩的高孔隙度使其能储存和传输地下水。

硬度：摩氏硬度计是衡量标准，从硬度1的滑石到硬度10的钻石。石英硬度为7，能刻划硬度为3的方解石。

力学性质

抗压强度：花岗岩可达100-250MPa，而页岩在10-100MPa之间，对评估承载能力至关重要。

抗拉强度：通常只有抗压强度的1/10-1/50，因为岩石在受拉时易开裂。

抗剪强度：与内摩擦角和黏聚力有关，不足时可能导致岩石沿某个平面滑动。

结构类型

整体块状结构：岩石块体较大，结构面间距大于1m，完整性好，强度高，如大型水坝基础的岩体。

层状结构：由沉积岩或部分变质岩形成，层间结合力较弱，容易发生顺层滑动。

碎裂结构：岩体被破碎成许多小块，结构面发育，完整性差，需要加强支护。

散体结构：由风化作用产生的松散堆积物组成，几乎没有内聚力，稳定性极差。

力学性质 

岩体的强度和变形特性受岩石块体强度和结构面强度共同影响。结构面的存在会降低岩体的强度，增加变形的复杂性。