工程地质教学辅导.doc

工程地质教学辅导（2）根据本课程的教学大纲，学习第2章之后，同学们应该理解掌握如下几个主要问题：1地球的内部圈层构造1） 地壳：莫霍面以上固体地球的表层部分，平均厚度约为33km，大陆地壳厚度较大，大洋地壳厚度较小2） 地幔：莫霍面以下、古登堡面以上部分，厚度约2900km，是地球的主体部分，主要由固态物质组成3） 地核：地球内古登堡面以下至地心的部分，厚度为3500km2地质作用在自然界中所发生的一切可以改变固体地球的物质组成、构造和地表形态的作用3内力地质作用由地球内部能如地球的旋转能、重力能、放射性元素蜕变的热能等产生的地质应力所引起的地质作用即内力地质作用，主要在地下深处进行，并可波及地表。内力地质作用包括：地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用。岩浆岩、变质岩等便是内力地质作用的产物4外力地质作用由地球范围以外的能源，如太阳得辐射能、日月的引力能等为主要能源在地表或地表附近进行的地质作用，称为外动力地质作用。外力作用是地壳表层的水、大气、生物以外部能为能源，改造雕塑地壳（主要是地壳表面）的过程，外力作用的主要类型有：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用5岩石在地质作用下产生的，由一种或多种矿物以一定的规律组成的自然集合体称为岩石。它构成了地球的固体部分。按成因岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类6矿物天然形成的元素单质和无机化合物称为矿物，矿物的化学成分和物理性质相对均一和固定，一般为结晶质。自然界中的矿物，都是在一定的地质环境中形成的，随后并因经受各种地质作用而不断的发生变化。每一种矿物只是在一定的物理和化学条件下才是相对稳定的，当外界条件改变到一定程度后，矿物原来的成分、内部构造和性质就会发生变化，形成新的次生矿物7矿物的主要物理性质（肉眼鉴定矿物时涉及的）1） 颜色：矿物对不同波长可见光吸收程度不同的反映2） 光泽：矿物表面的反射光感。决定其折光率，折光率愈大，反射率愈高，光泽愈强3） 硬度：矿物抵抗刻划、研磨的能力4） 解理和断口：矿物受外力打击后，严格按一定方向裂开成光滑平面的性质称为解理，破裂形成的平面叫解理面；无固定方向的破裂并呈各种凹凸不平的断面称为断口（如，贝壳状、参差状等）8岩浆岩及其成因岩浆岩又称火成岩，是由岩浆冷凝固结所形成的岩石。岩浆位于上地幔和地壳深处，以硅酸岩为主要成分和一部分金属硫化物、氧化物、水蒸气及其它挥发性物质（CO、CO2、H2S等）组成的高温、高压熔融体。岩浆上升侵入周围岩层中所所形成岩石称为侵入岩。根据其规模及形成深度，侵入岩又可分为深成岩和浅成岩两大类。岩浆喷出地表形成的岩浆岩称为喷出岩9岩浆岩的矿物成分组成岩浆岩的矿物，根据颜色，可分为浅色矿物和深色矿物两类：浅色矿物包括石英、正长石、斜长石、白云母等；深色矿物有角闪石、辉石、橄榄石、黑云母等。根据SiO2的含量，岩浆岩可分为：酸性岩类、中性岩类、 基性岩类和超基性岩类10岩浆岩的构造岩石中不同矿物颗粒集合体分布与排列的特征称为岩浆岩的构造。岩浆岩的主要构造有： 块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造等11沉积岩的形成过程沉积岩的形成是一个长期而复杂的地质作用过程，一般可分为四个阶段：1） 风化、剥蚀阶段2） 搬运阶段3） 沉积阶段4） 硬结成岩阶段12沉积岩的矿物组成1） 碎屑物质：先成岩石物理风化作用的产物，其中大部分是化学性质比较稳定，难溶于水的原生矿物的碎屑2） 粘土矿物：主要是一些由含铝硅酸盐类矿物的岩石，经化学风化作用形成的次生矿物。如高岭石，微晶高岭石及水云母等。这类矿物的颗粒极细（0.005mm），具有很大的亲水性、可塑性及膨胀性3） 化学沉积矿物：由纯化学作用或生物化学作用从溶液中沉淀结晶产生的沉积矿物。如方解石、白云石、石膏、石盐、铁和锰的氧化物或氢氧化物等4） 有机质及生物残骸 由生物残骸或有机化学化而成的物质。如贝壳、泥岩及其他有机质等13沉积岩的结构是指沉积岩的组成物质、颗粒大小、形状及结晶程度。它不仅决定于岩性特征，也反映了形成条件，沉积岩的结构可分为四种：1） 碎屑结构：由碎屑物质被胶结物胶结而成。是沉积岩所特有的结构2） 泥质结构：由粒径0.005mm的粘土矿物颗粒组成。是泥岩、页岩等粘土岩的主要结构。特征是手摸有滑感，用刀切成平滑切面，断口成贝壳状3） 结晶结构：由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构。结晶结构为石灰岩、白云岩等化学岩的主要结构4） 生物结构：由生物遗体或碎片所组成，贝壳结构、珊瑚结构等。是生物化学岩所具有的结构14沉积岩的构造沉积岩各个组成部分的空间分布和排列方式称为沉积岩的构造。它主要包括：1） 层理构造：沉积岩在形成过程中，由于沉积环境的改变所引起的沉积物质的成分、颗粒大小、形状或颜色在垂直方向发生变化而显示成层的现象。层理是沉积岩最重要的一种构造特征，是沉积岩区别于岩浆岩和变质的最主要标志2） 层面构造：岩层层面上由于水流、风、生物活动、阳光曝晒等作用留下的痕迹，如波痕、泥裂、雨痕等3） 结核：成分、结构、构造及颜色等与周围沉积物（岩）不同的、规模不大的团块体。结核形态很多，有球状、不规则团块状等4） 生物成因构造：由于生物的生命活动和生态特征，而在沉积物中形成的构造称生物成因构造。如生物礁体、叠层构造、虫迹、虫孔等15沉积岩的分类根据组成成分，结构和形成条件，沉积岩分为：1） 碎屑岩2） 粘土岩3） 化学岩4） 生物化学岩16变质岩地壳中已形成的岩石（岩石浆岩、沉积岩、变质岩），由于地壳运动和岩浆活动等造成地质环境和物理化学条件的改变，处在高温高压和其它化学因素作用下，使岩石的成分、结构、构造发生一系列变化。由地球内力作用促使岩石发生矿物成分及结构构造变化的作用称为变质作用。由变质作用形成的岩石称为变质岩17变质岩的结构1） 变余结构：由于变质重结晶进行得不完全，原来岩石的矿物成分和结构特征被部分地保留下来，这样形成的结构称为变余结构2） 变晶结构：岩石在固态条件下由重结晶和变质结晶作用形成的结构3） 碎裂结构：由于岩石在低温下受定向压力作用，当压力超过其强度极限时发生破裂、错动，形成碎块甚至粉末后又被胶结在一起的结构18变质岩的构造1） 变余构造：岩石经变质后仍保留有原岩部分的构造特征，这种构造称为变余构造2） 变成构造：由变质作用所形成的新构造称为变成构造，主要包括：板状构造、千枚状构造、片状构造、 片麻状构造和块状构造等19岩石的工程地质性质1） 物理性质：岩石的基本工程地质性质，主要是重度和空隙性2） 水理性质：岩石与水作用时的性质，包括吸水性、透水性、溶解性、软化性、抗冻性等3） 力学性质：岩石在各种静力、动力作用下所表