普通地质学ecit18第十七章-环境(灾害)地质学

第十七章环境（灾害）地质学

第一节块体运动第二节人类社会与地质环境第三节人体健康与地质环境第四节废物处置的地质环境第五节人为地质作用

一、控制块体运动发生的因素重力、斜面和水是运动发生的直接因素,地震、爆破则是触发因素。

块体运动:地表的岩石或松散沉积物在自身重量作用下而发生的运动。第一节块体运动

（一）重力作用：促使块体从高向低处运动

由于岩石性质、块体大小、破裂方位容易获知，因此可以用计算机模拟等各种方法将块体上力的作用方式与大小搞清楚，从而采取防范措施，使块体在触发因素作用下仍然不运动。

（二）斜面的作用：超过临界角(劣势面),块体将下滑。

（三）水的作用：可减小块体间的摩擦力及内部质点的凝聚力，促使块体运动发生。F

N

f

Q

（一）滑坡、崩落、崩滑

1.滑坡：整个山体向下滑动的作用，时间几分钟到七、八年。

●原因:滑坡体之下存在滑动面。

滑坡体移动最快的线为主滑线；

F重力，可分解成：N正压力、Q下滑力；

f为摩擦力、内部质点聚合力或植物根固结力；

Q>f，剪切应力大于抗剪力，块体就沿斜面向下滑动。

Q<f，不发生滑坡。

二、块体运动的类型

2.崩落：基岩的一部分突然坠落的现象。其碎屑落在山麓的堆积体呈顶端朝上的锥形，称倒石锥。如杭州牛皋庙倒石锥。

3.崩滑：岩块沿滑面快速下滑的现象。滑坡、崩落与崩滑示意图倒石锥(杭州牛皋庙)滑坡-广西桂林

水下滑积岩（新疆白杨沟，二叠纪）

水下滑脱褶皱（新疆白杨沟，二叠纪）

滑脱的第三系（新疆库车）（二）沉积物流

1.泥石流debrisflow：滑坡形成的碎屑与水混合而成的流动体。稠度大者如混凝土，稠度小者如泥浆水，可从滑坡体演变而来，破坏性极大。

●形成区(泥石流上游)：三面山一面出口、地形陡、山坡不稳定、碎屑和水的集中区。

●流通区(泥石流中游)：凹处侵蚀、凸处堆积，猛烈刻蚀沟床。

●堆积区(泥石流下游)：位于山口开阔处，堆积体呈扇形，可具粗略的层理。

●泥石流可携带巨石，1963年西藏古乡泥石流,巨石364m3,重940吨。

●1717年，法意边境MontBlanc山发生的泥石流从3601m高处倾泻而下，时速超过125km，2-4分钟滑移了7200m。

●1980年美国圣海伦斯火山喷发引发泥石流，覆盖面积达60km2

。

2.粒流granularflow：不含水或含水少的碎屑物流，其它特征同泥石流。两并无不严格区分。

3.蠕移creep：运动速度极其缓慢的块体运动，发生在山坡的表层。

●原因：反复冻融、干湿与冷暖交替等。山坡的蠕移环境、人口及能源是当代世界面临的三大难题。人类的生存环境本质上是地质环境，其包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈四个相互联系和制约的统一整体。第二节人类社会与地质环境

南极上空的臭氧层空洞是人类生存环境恶化的标志，温室(greenhouse)效应导致了全球气温和海平面的升高，频繁的地震和火山活动，洪灾与干旱，已经对人类的生存环境构成了严重威胁。臭氧层空洞特征：

1.面积大；2.太空紫外线长驱直入，是构成生命威胁的巨大污染源；3.出现在每年春季，持续时间约2周；4.规模和形状可变化，一般为一个不规整的园洞，但02年出现双洞；5.成因机理尚未搞清楚。温室(greenhouse)效应：

1.已经使近年全球气温上升了1-2度；2.和剧增的人类城市化及其工厂烟囱的热体排放、车辆尾气排放、人口剧增、人类用气用电等有关；3.是人类生存环境恶化的一个主要的人为因素。中国一号冰川的后退数字以及全球海平面变化规律表明，显著的全球温室效应是从77年或78年开始的，一直持续到今天。全球大气中SO4成分监测表明，北纬区人口多，大气污染严重且持续上升；南纬区人口少，大气污染不明显，平滑稳定。必须高度重视环境恶化问题，善待地球就是善待人类自己。乌鲁木齐南“中国一号冰川”

(25年来已经退缩25米)土地沙漠化:不断扩大的砂山(新疆托克逊)洁净的能源：亚洲最大的乌鲁木齐风力发电站新疆哈密市三道岭露天煤矿侏罗系背斜新疆富蕴县可可托海露天伟晶铍矿

一、环境地质学的一般概念

（一）环境与地质环境环境(environment)是指人类赖以生存的周围事物——大气、水、土地、岩石、矿产、森林、山脉、动物和植物等的总称。

地质环境(geologicalenvironment)是指大气圈、水圈、生物圈和科学技术研究可及的岩石圈之总称，又称为自然环境。（二）环境地质学的研究内容环境地质学是研究人类经济活动与地质环境之间相互作用、相互影响的学科。环境地质学研究的主要内容：

1）主要由自然地质作用引起的原生地质环境(originalgeologicalenvironment)(或第一地质环境)；2）主要由人类活动造成的次生地质环境(secondarygeologicalenvironment)(或第二地质环境问题)。环境地质学的分支学科和研究方向：

(1)城市地质学(urbangeology)，(2)灾害地质学(hazardousgeology)，(3)资源地质学，(4)废物处置地质学，(5)医学地质学(medicalgeology;geomedicine)，(6)旅游地质学，(7)军事地质学(militarygeology)，(8)环境法规(environmentallaw)二、城市兴衰与地质环境

（一）城市兴衰的地质因素城市的兴衰与地质环境有着密切的关系1）地质环境变化较小，稳定兴盛的城市2）随地质环境演变而变迁的城市3）随地质环境变化多次兴衰并重建的城市4）因地质环境巨变而衰亡的城市5）因发现丰富的地质资源而诞生的现代化城市选择新城址要考虑到新城址的区域地质稳定性、资源供给以及地形地貌因生存环境恶化而废弃的女儿国遗址(新疆库车)

克孜尔千佛洞（新疆库车）烽火台遗迹（新疆玛纳斯）（二）城市规划的地质因素

城市用地选择是城市规划地重要工作内容，地质环境又是决定城市用地选择的主要因素：

1）岩、土体类型

2）水文地质条件

3）地形及地貌条件

4）城市地质作用（三）城市建设的地质因素

1）地基选择，2）城市地下空间的开发利用，3）城市地质灾害防治，4）城市废物处置，5）城市供水，6）建筑材料供给。广东仁化县垮塌构造现象新疆玛纳斯第四系中逆断层

虎丘斜塔（959-961）7层8面，重6000吨。残高47.7m,NE斜2.34m（2049’,最大3049’）比萨斜塔（1174-1283）8层圆形，塔高55.863m。8层底48.552m处，塔东偏4.545m(5021’),8层顶56.705m处,东偏6.785m(6049’).第三节人体健康与地质环境

一、人体的元素组成

构造人体生命的元素可分三类：1)生命机体不可缺少的宏量元素：氧、碳、氢、钾、钠、钙、镁、硫、磷和氯，占人体重量99.95％2)生命机体所必需，稍有过剩或不足将有损健康的元素(主要是微量元素)(<0.01%)：钼、铁、锌、铜、锰、钴、碘、钒、铬、氟、硅、硒、溴、铝、锗、镓、锡等。3）生命机体不需要，但易被人体吸收的有害元素：镉、汞、铅、钛、铀、钍等。二、微量元素的生理功能

1）某些微量元素可以协组给人体输送宏量元素。

2）微量元素是构成人体多种酶的组分或激活剂，一旦失去或缺乏，酶就丧失活力。

3）某学微量元素是构成人体激素和维生素的重要成分和活性组分，一旦缺少，这些激素和维生素就难以合成。

4）影响核酸代谢

三、地方病的环境地质致因

地方病又称水土病，其分布具有鲜明的区域性，与一定的地质环境有关。克山病及大骨节病：以心肌坏死和骨骼关节病变为主要症状，跟土壤和主粮中贫Sc贫Mo有关。

甲状腺肿(粗脖子)病：人体缺碘或过量摄取碘所造成。氟病：过量吸收氟元素引起的一种全身慢性中毒症。心血管病：其发病受环境水文地球化学因素制约，此外还与气候、经纬度、社会经济因素、血型以及工业污染等诸多因素有关。癌症：环境地质致因，1）岩石类型玄武岩、安山岩及富腐殖质岩土分布区内居民的食管癌发病率高，石灰岩分布区肝癌高。2）地貌由山区向平原，食管癌发病率逐渐降低。3）环境水文地质特征饮用富含腐殖质及有机质的沟、塘水可致癌。四、地质药物

包括古生物药物、矿物药物和岩石药物三类。古生物药物：由化石构成，如哺乳动物的骨骼化石。矿物药物：由天然矿物构成，如朱砂(辰砂)、雄黄(雄黄)、自然铜(黄铁矿)、赭石(赤铁矿)、磁石(磁铁矿)、白石英(石英)、紫石英(萤石)、大青盐(石盐)等。岩石药物：由岩石构成，如钟乳石(钙华)、花蕊石(含蛇纹石大理岩)、海浮石(多孔状喷出岩)等。第四节废物处置的地质环境一、废物定义与分类

废物：工农业生产或生活中的废弃物，俗称垃圾。废物按物理状态可分为：固体、液体、气体；按来源分：城市废物、矿石选冶废物、工业废物、农业废物、疏浚废物等；按危险性分：危险性废物和非危险性废物；按有无放射性分：放射性废物和非放射性废物。

废物处置场址的合理选择是安全处置的首要因素，如何选择就是环境地质学的研究课题。核废物的分类：按放射性比活度核毒性大小，低放废物、中放废物、高放废物；按物理状态，固体、液体、气载废物。处置方法：将气载及液体废物转为固体废物，再加以陆地浅埋或深埋处置。核废陆地处置场的选址原则：1）地质构造稳定，2）处置介质的透水性差，3）场地的地下水不丰富，4）处置场远离供水水源、地表水体核地下含水层，5）远离城镇和人口聚居地。高放核废海洋处置海域的要求：海底地质构造稳定、海底粘土沉积厚度较大、海水较深（>4000m），此外还要注意人类活动、洋流方向、流速、海浪、风力、风向等因素。二、放射性废物处置的地质环境

第五节人为地质作用

由人类地质活动造成的环境恶化。

一、地面沉降局部地表的缓慢降低，主要是过量抽取地下水以及地下矿藏采空后，地下静压力失去平衡而造成上覆岩层下层。

二、咸水入侵(saltwaterintrusion)因地下水位下降或咸水侵入地下淡水层，使地下淡水咸化，称为咸水入侵，包括地下淡