工程地质学课件 第1章 地质作用

2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所1工程地质李子生二零一五年三月EngineeringGeology2023/3/16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（GeologicalFunction）

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。2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所3㈠组成：组成地壳的化学元素（占地壳的平均重量百分比）：O——49.13 Fe——4.20 K——2.35Si——26.00 Ca——3.25 Mg——2.35Al——7.45 Na——2.40 H——1.00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。第一章地质作用2023/3/16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2023/3/16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㈡构造：如层面（平、斜、弯等）、褶皱（Folds）、断裂（Fractures，包括裂隙、断层）等㈢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作用2023/3/16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2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所7㈠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：①普遍――地表到处可见②表层作用明显，随深度逐渐减弱第一章地质作用2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所8风化作用的结果与危害：①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；②形成残积土。第一章地质作用2023/3/16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：①岩石释重――静压、释放岩爆裂缝，形成水、气通道②温度――温差变化（沙漠地区可达60～80℃）岩石胀缩裂隙、破坏、冲击③裂隙水冻结、融化：使岩石裂隙胀大、破坏④可溶盐溶液产生结晶、潮解第一章地质作用2023/3/16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：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FeS2→Fe2O3.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2023/3/16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2023/3/16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2023/3/16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2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所14㈡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2023/3/16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2023/3/16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。第一章地质作用2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所17㈢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：⑴拖曳搬运：粒大，滚动、跳跃式前进，渐停于低洼处⑵悬浮搬运：粒细、浮于风、水中前进，运距远⑶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2023/3/16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2023/3/16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2023/3/16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：

①地壳运动②岩浆作用③变质作用→产生岩浆岩、变质岩及其有关矿产。④地震第一章地质作用2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所21内力地质作用总趋势：

①形成地壳基本构造褶皱、断裂；②产生地表高低起伏。第一章地质作用2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所22㈠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：⑴升降运动－地壳演变中较缓的运动形式－局部隆起、局部沉降。⑵水平运动－地壳演变中较激烈的运动形式加里福尼亚沿岸1868－1908年间，每年向北移动52mm，形成褶皱、断层和山脉地壳运动2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所23芬兰南海岸：每年上升1～4mm。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2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所24七星岗古海岸2023/3/16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2000～3000年前，海浪可直到越秀山南麓的中山纪念堂附近。在一千年前宋代，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2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所26岩浆作用㈡岩浆作用：在地壳运动影响下，岩浆向外部压力减少的方向移动，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：

①形成岩浆岩②围岩变质③地形改变→火山地貎2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所27变质作用㈢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：①温度——基本因素：

矿物分子运动化学活性↑→重结晶、重组②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③化学成分加入——来自岩浆2023/3/16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①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②动力变质作用（局部）压力为主，温度为次岩