工程地质基础知识之地质作用解读(33页)

1、2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所1工程地质李子生二零一四年九月Engineering Geology 2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所2第一章 地质作用1.地质作用（Geological Function） 促使地壳的 物质组成 构造 地貌等发生变化的自然作用称为地质作用。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所3组成：组成地壳的化学元素（占地壳的平均重量百分比）：O49.13Fe4.20K2.35Si26.00Ca3.25Mg2.35Al7.45 Na2.40H1.00 以上合计98.13,其余元素占1.87（近百种元素）它们在一定地质条件下结合形成矿物或岩石。第

2、一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所4矿物（具有一定化学成分、物理性质的单质、化合物） eg：石墨、石盐、黄铁矿等岩石由一种或多种矿物组成的集合体（其中含有无用矿物或成分砂石） eg：花岗岩由石英、长石、云母等组成第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所5地壳中元素在空间上分布极不均匀，且元素不断迁移、分散、集中，形成各种有用矿物，富集成各种矿藏充填、汽化热液矿床eg：Cu、Pb、Zn、Ag、Au矿等构造：如层面（平、斜、弯等）、褶皱（Folds）、断裂（Fractures，包括裂隙、断层）等地貌：海陆变迁、火山爆发、山脉、盆地形成和变化等第一章 地质

3、作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所6根据能源不同，地质作用可分为外力地质作用（简称外力作用）和内力地质作用（简称内力作用）一、外力地质作用：地球外的能源产生。主要来自：太阳能（热、引力）；引力能、生物能等作用方式 ：风化、剥蚀、搬运作用、沉积、成岩作用结果：削高填低，使地面趋于平坦第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所7风化作用：地壳岩石在太阳、空气、水等作用下，经风吹日晒，发生崩裂、分解等物理化学变化的作用eg：土的形成：岩石 土 花岗岩 残积土 如越秀公园地铁站 特点：普遍地表到处可见 表层作用明显 ，随深度逐渐减弱第一章 地质作用2022/7/25广东

4、工业大学岩土工程研究所8风化作用的结果与危害：使坚硬致密岩石松散破坏，改变矿物组分、化学成分，降低岩石强度和稳定性，造成滑坡、泥石流等；形成残积土。第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所91物理风化：岩石风化中只发生机械破坏，化学成分不变主要因素：岩石释重静压、释放 岩爆 裂缝，形成水、气通道温度温差变化（沙漠地区可达6080） 岩石胀缩 裂隙、破坏、冲击裂隙水冻结、融化：使岩石裂隙胀大、破坏可溶盐溶液产生结晶、潮解第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所102.化学风化：岩石在水、氧、二氧化碳等影响下发生化学变化的过程。尤其在暖、湿地区明显作用结果：

5、使岩石成分改变，强度降低例如：氧化、水溶液的溶解、水化、水解、碳酸化等作用FeS2Fe2O3.nH2O溶解喀斯特（Karst）岩溶地貌如从化、花都、清远、肇庆等地（丹霞地貌如韶关-河流冲积）第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所113.生物风化：在生物影响下发生的破坏。多在岩石表层、土中机械破坏- 植物根系楔裂岩石崩解； 鼠、蚁等洞、穴岩石、土变碎、细化学破坏-生物代谢、遗体分解第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所12风化岩层的分布规律：分带性形成残积和残积层：岩石经风化，改变矿物成分、结构、构造，形成与质岩不同的风化产物（一部分流失，一部分残留质

6、地）。这种风化层即为残积层。花岗岩残积土： 风化岩石 成分、结构改变 风化产物层 残积层第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所13残积层的特点：残积层有较多孔、裂隙，易受冲刷，强度、稳定性差。作建筑地基时要考虑： a.承载力 b.可能产生不均匀沉降（因孔隙、成分、厚度不均匀）作路坡时要考虑： a.坍塌（结构松散） b.冲刷第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所14剥蚀作用：将风化产物从岩石上剥离下来，并对未风化岩石进行破坏，不断改变岩石面貌的作用。由风、流水、海浪、冰川等引起在地形起伏、潮湿、雨大地区，主要是流水冲刷、侵蚀使岩石破坏；如河流：其流水动

7、能挟带砂、砾石破坏河床岩石，并把破坏下来的物质带走。 第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所15按力作用方向分为： a.下蚀作用冲刷底层岩石，使河床降低（上游为主)-丹霞地貌 b.侧蚀作用弯曲河道，凹岸被水流侵蚀后退，凸岸沉积。 (下游为主)在干旱沙漠地区，主要是风对岩石的破坏：a.吹扬：带走松散、风化产物b.磨蚀：风、沙粒磨蚀岩石（风蚀地貌）第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所16剥蚀、风化作用的关系:1、区别：前者在各种地质营力的运动中引起。2、联系：风化为剥蚀提供易剥离的表层松散物质；剥蚀为风化提供裸露的新鲜岩面、有利的风化条件。 第一章 地

8、质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所17搬运作用：风化、剥蚀产物被水、风等搬运至其它地方。搬运方式：拖曳搬运：粒大，滚动、跳跃式前进，渐停于低洼处悬浮搬运：粒细、浮于风、水中前进，运距远溶解搬运：溶于水中，被运至湖、海中长距搬运 良好分选 机械碎屑物遭受磨圆。eg：卵石、河沙等第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所18(四)沉积作用：被搬运物质因搬运介质搬运能力减弱(风、水流速降低)，或物化条件变化，或在生物作用下,被从搬运介质中分离出来,形成沉积物的过程。 作用方式：（1）机械沉积作用：力物按颗粒、形状、比重依次沉积。（2）化学沉积作用：液状被搬运物因化学

9、作用发生沉积。（3）生物沉积作用：生化作用如PH值改变;遗体堆积。第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所19(五)成岩作用：使松散沉积物变为沉积岩的过程。外力作用结果之一1、压固作用：堆积压实排水沉积岩。2、胶结作用：碎屑沉积、真溶液、胶体沉积，充填压实碎屑岩。3、重结晶作用：沉积矿物成分压力温度，物质质点重新排列组合，颗粒增大，形成粘土岩、化学岩等。外力作用的结果：削高填低，使地面趋于平坦。 第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所20二、内力地质作用：由地球转动能、重力能和放射性元素的热能引起。表现方式： 地壳运动 岩浆作用 变质作用产生岩浆岩、变

10、质岩及其有关矿产。 地震第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所21内力地质作用总趋势： 形成地壳基本构造褶皱、断裂； 产生地表高低起伏。第一章 地质作用2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所22地壳运动：因地球自转速度改变等原因，使地壳物质（岩石）不断运动，并改变其内部构造和相对位置。是改变地壳地貎的主导作用。主要包括：升降运动地壳演变中较缓的运动形式局部隆起、局部沉降。水平运动地壳演变中较激烈的运动形式加里福尼亚沿岸18681908年间，每年向北移动52mm，形成褶皱、断层和山脉地壳运动2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所23芬兰南海岸：每年上升14mm。

11、丹麦西部沿岸：每年沉降1mm。珠峰：每年上升3mm。据此推算近100万年内升高3000m荷兰海岸：每年下沉2mm。广州七星岗古海岸（海珠石榴岗）南移100千米地壳运动结果：产生地震、岩浆作用、变质作用，且三者之间相互密切联系。地壳运动2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所24七星岗古海岸2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所25广州地区北部从震旦纪至石炭纪，是华夏古陆的一部分。南部珠江三角州一带原是一个大海湾。6000年以前冰后期海侵时期以来， 广州市区至黄埔一带为一东西向的溺谷湾，这个古海岸地貌的海湾东宽西狭。在20003000年前，海浪可直到越秀山南麓的中山纪念堂附近。在一千年

12、前宋代，广州城下被称为“小海”，黄埔一带被称为“大海”。几千年来， 由于珠江流域各江河带来泥沙沉积，海湾逐渐淤小，浅海变成陆地，广州地形发生沦海桑田的巨大变化。广州河南石榴岗附近的七星岗，1937年发现海蚀崖及海蚀平台的“古海遗迹”。七星岗海蚀地貌的存在，证明广州地区由浅海变为陆地的变化，其海岸线向南推移了一百公里以外。据分析，广州地区陆地形成分为两大地区，一是陆相沉积为主的北部平原地区；二是下层以陆相沉积为主，上层为海相沉积为主地区， 即南部“沙田”地区，是属河海合力淤积而成。七星岗古海岸2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所26岩浆作用岩浆作用：在地壳运动影响下，岩浆向外部压力减少的

13、方向移动，上升侵入地壳上部或喷出地表冷却凝固成为岩石、岩浆石的过程。作用结果： 形成岩浆岩 围岩变质 地形改变火山地貎2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所27变质作用变质作用:地壳运动、岩浆作用物理、化学条件变化岩石在固态下改变成分、结构、构造的作用影响变质作用的因素 ：温度基本因素： 矿物分子运动化学活性重结晶、重组压力静压力作用改变岩石密度；动压力作用改变岩石破裂、变形、变质的方向性化学成分加入来自岩浆2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所28变质作用类型2、变质作用类型接触变质作用：热、气、液岩石变化 温度-重结晶：eg. 砂岩石英岩 石灰岩大理岩 化学成分渗入裂隙中，如石灰岩矽卡岩动力变质作用（局部）压力为主，温度为次岩石破裂产生断层角砾岩、糜棱岩等或重