工程地质hl_3(1)

1、第三章 地质年代与第四纪地质概述3.1 地质年代地质年代3.2 第四纪地质概述第四纪地质概述3.1 地质年代地质年代地质年代地质年代（geologic time）：地球上各种地质事件发生的时代 。3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代相对相对地质年代地质年代（relative Dating）：指根据岩石的相对新老关系（形成的先后顺序）建立起来的时代顺序。绝对绝对地质年代地质年代（isotope dating）：指利用岩石中残留的放射性元素的蜕变，测定岩石形成后所经历的实际年代（龄）。一、地质年代的概念 当沉积岩形成后，如未经剧烈变动，则位于当沉积岩形成后，如未经剧烈变动，则位于下面的

2、地层较老，而上面的地层较新。它是确定下面的地层较老，而上面的地层较新。它是确定地层相对年代的基本方法。地层相对年代的基本方法。3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代二、相对地质年代的确定地层层序律地层层序律地层层序法地层层序法新新 老老3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代A B地层相对年代的确定（地层层序正常时）A地层水平；地层水平；B地层倾斜；地层倾斜；图中图中1，2，3，4表示从老到新的地层表示从老到新的地层3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代B地层相对年代的确定（地层层序倒转时）A原始褶皱时的地层；B遭受剥蚀后的地层。A3.1.1 相对年代与绝对年代相对

3、年代与绝对年代示底构造示底构造3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代生物演化律生物演化律生物演化是由生物演化是由简单到复杂简单到复杂，由，由低级到高级低级到高级，生物种属由生物种属由少到多少到多，而且这种演化和发展是不，而且这种演化和发展是不可逆的。可逆的。3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代 O S D P J 在某一环境阶段，能大量繁衍、广泛分布，从发生、发在某一环境阶段，能大量繁衍、广泛分布，从发生、发展到灭绝的时间短，并且特征显著的生物，其化石称为展到灭绝的时间短，并且特征显著的生物，其化石称为标准标准化石化石3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代在不同

4、层位的岩层中包含的化石各不相同在不同层位的岩层中包含的化石各不相同在不同地区含有相同化石的地层属于同一时代在不同地区含有相同化石的地层属于同一时代3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代植物化石植物化石菊石类化石菊石类化石地球生物的演化地球生物的演化地层接触关系法地层接触关系法沉积岩沉积岩岩层间的接触关系岩层间的接触关系岩浆岩岩浆岩岩体相互穿插的关系岩体相互穿插的关系捕虏体捕虏体岩浆岩与沉积岩的接触关系岩浆岩与沉积岩的接触关系侵入接触侵入接触沉积接触沉积接触3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代不同时代的岩层或岩体常被侵入不同时代的岩层或岩体常被侵入岩穿插，就侵入岩与围岩相比

5、，岩穿插，就侵入岩与围岩相比，侵入者时代新，被侵入者时代老侵入者时代新，被侵入者时代老 3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代侵入接触3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代沉积接触3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代在同一时期、同一地质环境下形成的岩石，具有相同的颜在同一时期、同一地质环境下形成的岩石，具有相同的颜色、成分、结构、构造等岩性特征和层序规律。色、成分、结构、构造等岩性特征和层序规律。 3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代二、绝对地质年代（同位素年龄）的确定3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代1 1、1616世纪中叶世纪中叶,

6、 , 英国国教大主教，爱尔兰首领，英国国教大主教，爱尔兰首领，James James Ussher(1580-1655)Ussher(1580-1655)，估计地球年龄约有，估计地球年龄约有40044004年；年；发展背景发展背景2 2、1919世纪初，设想原始海水全部淡化。计算每年大陆带世纪初，设想原始海水全部淡化。计算每年大陆带入海水的盐量与现在海水的总含盐量，得出地球形成约入海水的盐量与现在海水的总含盐量，得出地球形成约亿年；亿年； 3 3、1919世纪中，据沉积岩总厚度估算地球的年龄约亿年：世纪中，据沉积岩总厚度估算地球的年龄约亿年：总厚度至少总厚度至少150,000m150,000m

7、，沉积作用平均速度约为，沉积作用平均速度约为0.3m/1 0.3m/1 000a000a；4 4、1919世纪末，放射性同位素的发现，使测定岩石绝对年世纪末，放射性同位素的发现，使测定岩石绝对年龄成为可能：龄成为可能：3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代18961896年，年，天然放射性铀天然放射性铀被法国物理学家被法国物理学家H.BecquelH.Becquel（1852 1852 19081908）发现，随后英国物理学家）发现，随后英国物理学家L.Rutherford(1871L.Rutherford(18711973)1973)于于19031903年提出放射性元素的年提出放射

8、性元素的原子会裂变原子会裂变，即自行分裂为另外，即自行分裂为另外的原子，并在以后的实验中得以证实。的原子，并在以后的实验中得以证实。2020世纪世纪60-7060-70年代同位素年代学和天文学的发展才建立起地年代同位素年代学和天文学的发展才建立起地球已经存在球已经存在464610108 8年历史的概念。年历史的概念。)1ln(1NDt.放射性物质蜕变常数（放射性物质蜕变常数（g/g/年）；年）；D.D.蜕变而成的子体同位素含量；蜕变而成的子体同位素含量；N.N.放射性同位素蜕变后剩余的母体同位素含量放射性同位素蜕变后剩余的母体同位素含量3.1.1 相对年代与绝对年代相对年代与绝对年代确定方法确

9、定方法U238 Pb2064545亿年亿年C14 N1456925692年年1313亿年亿年K40 Ar40 Rb87 Sr87 500500亿年亿年 按照年代顺序排列，用来表示地史时按照年代顺序排列，用来表示地史时期的相对年代和同位素年龄值的表格，称期的相对年代和同位素年龄值的表格，称为为地质年代表地质年代表。3.1.2 地质年代表地质年代表地质年代表1 1、年代越老延续时间越长，年代越新延续时、年代越老延续时间越长，年代越新延续时 间越短；间越短；地质年代规律地质年代规律: :3.1.2 地质年代表地质年代表2 2、年代越新保留下来的地质事件记录越全；、年代越新保留下来的地质事件记录越全；

10、3 3、年代越新，生物进化速度加快。、年代越新，生物进化速度加快。 地质年代单位地质年代单位 年代地层单位年代地层单位宙宙宇宇代代界界纪纪系系世世统统3.1.2 地质年代表地质年代表国际通用国际通用3.1.2 地质年代表地质年代表3.1.2 地方性岩石地层单位地方性岩石地层单位群群：级别高于组的岩石地层单位：级别高于组的岩石地层单位组组：作为：作为基本单位基本单位，应当完全根据，应当完全根据岩性岩性来划分来划分段段： “组组”的进一步划分。的进一步划分。层层：岩石地层的：岩石地层的最小单位最小单位岩石地层单位岩石地层单位思考题：思考题：1. 1. 怎样判断岩层的形成的先后顺序？怎样判断岩层的形

11、成的先后顺序？3.1.2 地质年代表地质年代表3.2 第四纪地质概述第四纪地质概述1.在第四纪历史上发生了两大变化，即人类的出现和冰川作用2.在第四纪形成的各种沉积物通常是松散的、软弱的、多孔的，与岩石的性质有着显著的差异，有时就统称为土。 3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况 冰期时，各大陆的气候条件不同，因而冰川规模也冰期时，各大陆的气候条件不同，因而冰川规模也不同；欧洲和美洲属于海洋性气候，发育大陆冰川；不同；欧洲和美洲属于海洋性气候，发育大陆冰川；亚洲虽然气候寒冷，但非常干旱，只发育山岳冰川；亚洲虽然气候寒冷，但非常干旱，只发育山岳冰川；亚洲大陆内部风力作用盛行，发育大面积黄土。亚

12、洲大陆内部风力作用盛行，发育大面积黄土。 3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况冰期冰期（glacial periodglacial period） 指第四纪期间，全球气候显著变冷，冰川规指第四纪期间，全球气候显著变冷，冰川规模扩大和增厚的时期。模扩大和增厚的时期。这一时期，空气湿度相对增大，高纬度和两极地区这一时期，空气湿度相对增大，高纬度和两极地区降雪增加，超过消融量，形成大陆冰盖，中纬度地降雪增加，超过消融量，形成大陆冰盖，中纬度地区形成山岳冰川。区形成山岳冰川。 指两次冰期之间气候变暖，冰川消融的时期。指两次冰期之间气候变暖，冰川消融的时期。冰川从中纬度地区开始退缩，冰盖缩小，最后消

13、失。冰川从中纬度地区开始退缩，冰盖缩小，最后消失。一次冰期和一次间冰期构一次冰期和一次间冰期构成一个完整的古气候周期成一个完整的古气候周期间冰期间冰期（interglacial periodinterglacial period）3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况世界地图世界地图3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况 “ “如果两片撕碎了如果两片撕碎了的报纸按其参差的毛边的报纸按其参差的毛边可以拼接起来，且其上可以拼接起来，且其上的印刷文字也可以相互的印刷文字也可以相互连接，我们就不得不承连接，我们就不得不

14、承认，这两片破报纸是由认，这两片破报纸是由完整的一张撕开得来完整的一张撕开得来的。的。” 魏格纳魏格纳 3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况问题的提出新的发现新的发现3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况海底扩张学说海底扩张学说岩石圈板块整个地幔软流层上像传送带那岩石圈板块整个地幔软流层上像传送带那样移动着，大陆只是传送带上的样移动着，大陆只是传送带上的“乘客乘客”。3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况（洋中脊）海底扩张示意图海底扩张示意图3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况转换断层转换断层3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况板块构造学

15、说板块构造学说 1968 1968年在一次学术交流会上，以勒比年在一次学术交流会上，以勒比雄（雄（Le Pichon Le Pichon ）为代表的几位青年地质）为代表的几位青年地质学家不约而同地提出了板块构造学说。学家不约而同地提出了板块构造学说。3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况3.2.1 第四纪地质概况第四纪地质概况 第四纪沉积物沉积历史较短，一般未经固结硬化成岩作用，因此通常为松散、软弱、多孔的土，但是又由于其广泛分布于地球表面，是工程中作为地基的部分，因此研究第四纪沉积物的形成、物理力学性能对于土木工程的设计施工是十分重要的，这也是本课程相对于土木工程专业的重点所在。3.2.2

16、 第四纪沉积物第四纪沉积物1. 1.残积物残积物（eluvium; residual depositeluvium; residual deposit ）岩石经物理、化学风化后残留在岩石经物理、化学风化后残留在原地原地的碎屑物称为残积物或残的碎屑物称为残积物或残积土，因其成层覆盖在地表，故又称残积层。积土，因其成层覆盖在地表，故又称残积层。3.2.2 第四纪沉积物第四纪沉积物3.2.2 第四纪沉积物第四纪沉积物3.2.2 第四纪沉积物第四纪沉积物 3.2.2 第四纪沉积物第四纪沉积物 1.1.湖边沉积物以粗颗粒土为主；湖边沉积物以粗颗粒土为主；2.2.湖心沉积物以细颗粒土为主，包括淤泥和粘土，

17、一般湖心沉积物以细颗粒土为主，包括淤泥和粘土，一般压缩性高、强度很低；压缩性高、强度很低；3.3.湖岸沉积物以近岸带土的承载力高，远岸带较差；湖岸沉积物以近岸带土的承载力高，远岸带较差；4.4.沼泽沉积物，承载力低，不宜作天然地基。沼泽沉积物，承载力低，不宜作天然地基。3.2.2 第四纪沉积物第四纪沉积物 1.1.滨海带沉积物都具有良好的层理和交错层理。一般都具有滨海带沉积物都具有良好的层理和交错层理。一般都具有高承载力，但透水性强高承载力，但透水性强2.2.浅海带水平层理和交错层理十分发育。浅海沉积物较滨海浅海带水平层理和交错层理十分发育。浅海沉积物较滨海疏松、含水量高、压缩性大而强度低疏松

18、、含水量高、压缩性大而强度低3.3.大陆斜坡和深海沉积以生物软泥、粘土及粉细砂为主大陆斜坡和深海沉积以生物软泥、粘土及粉细砂为主3.2.2 第四纪沉积物第四纪沉积物 3.2.2 第四纪沉积物第四纪沉积物干旱地区，地面无植被保护，岩石风化碎屑物被风吹扬，在风干旱地区，地面无植被保护，岩石风化碎屑物被风吹扬，在风力减弱时发生沉积形成风积物。力减弱时发生沉积形成风积物。1.1.风积物中最常见的是风成砂与黄土，分选性好，磨圆度高，风积物中最常见的是风成砂与黄土，分选性好，磨圆度高，具有层理和大型交错层理具有层理和大型交错层理2.2.风成黄土具有垂直节理，均匀互层理，孔隙大，具有湿陷性风成黄土具有垂直节

19、理，均匀互层理，孔隙大，具有湿陷性3.2.2 第四纪沉积物第四纪沉积物2022-5-23562022-5-23571. 下列地质作用不是内力地质作用的是（ ）。 A. 地震作用 B变质作用 C. 成岩作用 D地壳运动 2.条痕是指矿物的（ ）。 A.固有颜色 B. 粉末的颜色 C.杂质的颜色 D.表面氧化物的颜色3.断口是矿物受锤击后沿（ ）方向产生的断裂。 A.不规则方向 B.平行所有晶面方向 C. 平行某一晶面方向 D.锤击方向4.解理是指（ ）。 A.岩石受力后形成的平行破裂面 B.岩石中不规则的裂隙 C.矿物受力后沿不规则方向裂开的性质 D.矿物受力后沿一定方向平行裂开的性质 2022

20、-5-23585. 某矿物呈板状，黑色，珍珠光泽，一组极完全解理，硬度2.53。 该矿物可定名（ ）。 A. 辉石 B. 角闪石 C. 橄榄石 D黑云母6. 某矿物呈短柱状，黑色，玻璃光泽，两组中等到完全解理，硬度5. 56。该矿物可定名( )。 A. 辉石 B. 角闪石 C. 橄榄石 D黑云母7. 肉红色是（ ）的固有颜色。 A. 石英 B. 滑石 C. 方解石 D正长石8. 在下列矿物中，硬度最高的是（ ）。 A. 石英 B. 长石 C.滑石 D. 方解石2022-5-23599. 某种岩浆岩中SiO2的含量为大于65，则该岩石属于（ ）。 A.超基性岩 B.中性岩 C.酸性岩 D.基性岩

21、 10. 以下哪一项是沉积岩区别于岩浆岩和变质岩的主要构造特征是（ ）。 A.层理构造 B.气孔构造 C.片理构造 D.块状构造11. 以下全部为沉积岩结构类型的选项是（ ）。 A.结晶结构、变晶结构、变余结构 B.全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构 C.斑状结构、泥质结构、生物结构 D.碎屑结构、泥质结构、生物结构12. 有一岩石呈灰白色，可见结晶颗粒，遇稀盐酸起泡但不剧烈，岩石 中还可见生物碎屑遗骸、层理构造，定名为（ ）。 A.板岩 B.白云岩 C.玄武岩 D.石灰岩 2022-5-236013. 以下岩石中，不属于沉积岩的是（ ）。 A. 砂岩 B. 泥岩 C. 石灰岩 D. 石英岩14. 泥岩与页岩的主要区别在于（ ）。 A. 矿物成分 B. 结构 C. 构造 D. 胶结物15. 具有砾状结构的沉积岩成为（ ）。 A. 砾岩 B. 角砾岩 C. 砂岩 D. 白云岩16. 石灰岩的主要矿物成分是（ ）。 A. 石英 B. 长石 C. 方解石 D. 白云石17. 泥裂构造是一种（ ）。 A. 层间构造 B. 层面构造 C. 层理构造 D. 成层构造2022-5-236118. 大理岩是由（ ）变质而来的矿物。 A石灰岩 B. 石英砂岩 C. 泥岩 D. 花岗岩 19. 花岗岩的主要矿物成分是（ ）。 A. 石