哈工大工程地质第2章 地壳及其物质组成

Ch2地壳及其物质组成,第二章地壳及其物质组成,教学内容,地球的层圈构造地质作用的概念及其分类矿物的概念、物理力学性质及常见矿物岩石的成因类型和常见岩石及其特点,学习要求,了解地球的层圈构造；掌握地质作用的概念及其分类掌握矿物的概念及其基本性质熟练掌握岩石的三大成因类型的主要特征了解三大类岩石的分类和代表性岩石的特征及其工程地质性质,2.1.1地球的层圈构造,外部层圈:大气圈水圈生物圈,2.1地壳是固体地球的外部圈层,地球,外部层圈,固体地球,按高程和起伏状况,冲沟、河谷、溶洞、沙丘等地表外貌各种形态的总称，称为地形或地貌，建筑地区的地形地貌特征，是影响工程稳定与安全的重要条件之一。,地球的表面形态,2.1.2地质作用,概念:塑造地壳表面的自然作用,物理地质作用,内力地质作用,外力地质作用,构造运动岩浆作用变质作用地震,风化作用剥蚀作用搬运作用沉积作用固结成岩作用,工程地质作用（人为地质作用）,地壳岩石（岩石-土）矿物,岩石：由一种或几种矿物自然组合而成的矿物集合体。,矿物的概念,矿物的物理性质,形态、光学性质和力学性质,石英（SiO2）、正长石（KAlSi3O8）、方解石（CaCO3）等,矿物:是指在各种地质作用中所形成的天然单质元素或化合物.造岩矿物:组成岩石的主要矿物,2.2矿物,2.2.1形态,矿物单体形态和集合体形态,矿物集合体形态,石英晶簇,颜色:指矿物新鲜表面的颜色.有自色、他色之分.,*不能单凭颜色鉴定矿物.,自色:某些矿物所具有特定的颜色.如石英为无色透明,硫为黄色.,他色:矿物因含有不同杂质而表现的颜色.如:石英含Mn而呈紫色,含C而呈黑色.,假色:矿物因氧化膜产生的光线干涉而呈现出的颜色.,2.2.2矿物的物理性质,2.2.2.1颜色和条痕(color形成酸性、中性岩浆岩.,深色矿物:角闪石,辉石,橄榄石,黑云母;形成基性、超基性岩浆岩.,主要矿物:10%次要矿物：110%.,角闪石,石英,2.3.1.2火成岩的物质成份,O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti99%，质量的75%，体积的93%。,1按形成环境和深度分类,(1)侵入岩,深成岩,浅成岩,脉岩,(2)喷出岩,3km,2.按SiO2含量（酸度）分类,酸性岩:SiO265%多由浅色矿物组成中性岩:SiO253-65%颜色较深基性岩:45-52%颜色深超基性岩:2mm）砂质（20.05）.粉砂质（0.050.005）粘粒b.按形状分(磨圆程度):园状.棱角状.结核状、鲕状c.按紧密程度分:致密的.松散的.半胶结的d按胶结物的成份：硅质、铁质、钙质泥质、石膏质胶结,2.3.2.2沉积岩的结构,(1)碎屑结构,(2)泥质结构,50%以上由1m);厚层(0.5-1m);中厚层(0.1-0.5m);薄层(0.1m),产状类型,正常.夹层.变薄.尖灭.透镜体.互层.,层状,(2)递变层理,同一层内碎屑颗粒逐渐变细,(3)层面构造,在现代河床、湖滨、海滩以及干旱地区的沙丘表面上，常形成一种由流水、波浪、潮汐、风力作用产生的波浪状构造，称为波痕。,干裂在现代河滩、湖滨、海边等泥质沉积物上，常可见到多角形的裂纹，称为干裂，又称泥裂。干裂常指示海滨、河床、湖滨等浅水环境及阳光充足的干燥气候条件。,层面构造波痕,层面构造干裂,在沙丘间低洼地上沉积的富黏土沉积物形成了21cm干裂。裂缝被风吹来的沙所充填。美国加州死谷，据RaymondSiever,(4)生物成因构造,“合川马门溪龙”化石,全长22米，高3.5米，产于1.4亿年前的侏罗纪晚期岩层中，为目前中国已知最大、较完整的一具蜥脚类恐龙化石真品。,“大竹重庆鱼”化石珍品,完整无缺1.4亿年前,石灰岩中常见的燧石结核,燧石结核,1.碎屑岩,胶结类型,砾岩、砂岩、粉砂岩,基底胶结孔隙胶结接触胶结,胶结物与碎屑颗粒之间的相对含量和颗粒之间的相互关系。,2.粘土岩:如泥岩、页岩等。3化学岩、生物岩:如石灰岩、白云岩.,2.3.2.4沉积岩的分类,(四)常见的沉积岩1碎屑岩,砾岩及角砾岩,50%以上大于2mm的粗大碎屑,砂岩:,砾岩,红色砂岩,红色砂岩，由于肉红色钾长石而呈红色,2粘土岩页岩,砂岩泥岩互层,3化学及生物岩-灰岩,巴黎圣母院,太湖石,上海蒋氏奇石馆,太湖石就是石灰岩浸没于水中，经过长期的波浪冲击和溶蚀，被大自然雕刻成嵌空的石块。,白云岩,变质作用的因素：,（1）高温（岩浆、地壳深处、构造运动的热）-重结晶、化学反应如石灰岩大理岩（重结晶）、（2）高压（上覆岩层的压力、构造运动或岩浆活动的挤压力）-如石榴子石、（3）新的化学成分的加入（热液和挥发性气体）-产生新的变质矿物,变质作用的类型,(1)接触变质作用(2)动力变质作用(3)区域变质作用,2.3.3变质岩,岩浆侵入,糜棱岩,1、特殊矿物,石榴子石、绿泥石、蛇纹石、滑石,蛇纹石,2.3.3.1变质岩的矿物成分,2、石英、钾长石、钠长石、白云母、黑云母等。,石榴石云母片岩薄片,石榴子石-黑色石英长石-灰色,片麻岩,2.3.3.2变质岩的结构,变晶结构,变余结构,2.3.3.3变质岩的构造,（一）片理构造指岩石中矿物定向排列所显示的构造，是变质岩中最常见、最带有特征性的构造。片麻状、片状、千枚状板状、条带状构造（二）块状构造岩石中矿物颗粒无定向排列所表现的均一构造。（三）变余构造又称残留构造，为变质作用后保留下来的原岩构造。,片麻状构造,板状构造,片理构造的形成,典型的片理构造,(1)板状构造:平整板状,薄板状，如板岩(2)片状：云母片岩(3)千枚状：千枚岩(4)片麻状：片麻岩,片岩,大理岩,大理岩2,注意：,三大岩类的造景特征,岩浆岩：大面积玄武岩熔岩流常构成阶梯状的熔岩台地，如长白山、内蒙古南部和海南岛北部等。,地层和岩石是构成地貌景观的物质基础,构成地层的三大类岩石，由于其成分、结构和构造不同，在地表形成各自有别的地貌类型，从而展示出不同形式、不同风格、不同体态和不同组合的风景景观。,三大岩类的造景特征-岩浆岩,大面积玄武岩熔岩台地：长白山,长白山-老虎背,玄武岩在岩浆冷凝成岩时，因其收缩均匀，可形成多组垂直节理，将岩石切割成高而规则的六边形、三边形等。,浙江桃渚火山岩岩柱,大堪头火山约1500万根石柱。石柱五边形和六边形几何形态十分规则，犹如人工雕刻开凿。石柱垂直延深300-500米，出露高度不等。石柱排列有序或直立或斜卧，层层叠叠、宏伟壮观，气势非凡，可谓万柱石林。,玄武岩,位于英国北爱尔兰安特里姆郡北海岸的“巨人之路”和“巨人之路海岸”,列入世界遗产名录,这条海岸线上拥有约4万多根玄武岩节理石柱,石柱的典型宽度约为0.45米左右,延续约6公里。大部分石柱为匀称的六边形、直径38厘米50厘米；也有四边、五边或八边的。,鬼斧神工巨人之路,三大岩类的造景特征-沉积岩,沉积岩区:比较复杂。碳酸盐岩（灰岩）发育的地区，岩溶地貌发育，多奇峰异洞，或怪石嶙峋，体态生动活泼；砂岩质地相对比较坚硬，其轮廓清晰，气魄显得豪放，以正规的方正线条为特征，在垂直节理影响下，若岩层产状平缓，则可形成奇特的砂岩峰林景观，如湖南武陵源的砂岩景观；,湖南武陵源的砂岩景观,沉积岩区:比较复杂。泥质岩类和粉砂岩类质地软弱，容易风化成缓坡，其造景特征是线条轮廓平滑、舒展、形成低洼地形。中生代的红层则多为粉砂质岩类和泥质岩类互层，易于风化或被侵蚀，其造景多为波状起伏的丘陵，或形成小型的孤峰、丛山，如华南地区的丹霞地貌；新生代的黄土地层，由于疏松质软，易被雨水冲刷和流水切割，沟壑十分发育，地表被分割得支离破碎，形成形形色色的地形，如源、垣、墚、峁、岗、垭等,三大岩类的造景特征-沉积岩,三大岩类的造景特征-沉积岩,华南地区的丹霞地貌,它是指红色砂岩经长期风化剥离和流水侵蚀，形成孤立的山峰和陡峭的奇岩怪石，是巨厚红色砂、砾岩层中沿垂直节理发育的各种丹霞奇峰的总称。主要发育于侏罗纪至第三纪的水平或缓倾的红色地层中，以中国广东省北部丹霞山最为典型，故名。炎热气候氧化铁质砂石成红色,三大岩类的造景特征-变质岩,变质岩:(古老的变质岩经受过高温高压，多已结晶,质地也比较坚硬，线形特征明显、棱角分明，多陡