复习重点-工程地质与水文地质2014-2015

工程地质与水文地质复习重点绪论◇工程地质学：研究与工程建设有关的地质理论，研究工程活动与地质环境相互关系，应用于工程规划、设计、施工与正常使用。是地质学的一个分支。◇水文地质学：研究地下水的形成、分布、埋藏和运移的规律，为合理利用地下水和有效防治地下水的危害提供科学论据和依据。是研究地下水的科学。矿物二.自然界中的矿物•◇天然产出的、具有一定化学成分和内部晶体结构的均匀固体，通常由无机作用所形成•◇矿物的集合体称为岩石岩石是混合物请注意分清岩石和矿物矿物肉眼鉴定主要是依据矿物的☎晶体形态☎光学性质☎力学性质☎其它一些物理性质矿物的条痕实际上就是矿物粉末的颜色,一般,从瓷板上划出的线条颜色来确定。有些矿物的颜色与条痕一致，如金的颜色和条痕都是金黄色;而有些矿物的颜色同条痕不相同,如赤铁矿不管外表是暗红色还是铁黑色，但它的条痕总是樱红色;矿物光学特征－－－条痕矿物被敲打后，沿一定方向规则破裂的性质，叫做解理。这种破裂面就称为解理面。解理面一般非常平滑而有光泽。不同矿物或同一矿物的不同方向上，解理发育的程度是不一样的。矿物的解理只有一个方向，称一组解理；矿物的解理有两个方向，称二组解理；矿物甚至有三个或四个方向的解理，称多组解理。解理矿物断口贝壳状断口矿物受打击后所产生的不规则的破裂面。贝壳状断口：矿物破裂后具有弯曲的凸面或凹面和同心状构造，很象贝壳，如石英的断口岩浆岩§1概念◆◇岩浆——上地幔或地壳深处，天然产出的成分以硅酸盐为主的高温溶融物质。化学成分：ＳiＯ2为主大量Ａl2Ｏ3、ＭgO、FeO……富含挥发份：Ｈ2O、ＣＯ2、ＮＨ2、Ｈ2Ｓ物理性质：温度高（６５０°－１４００℃）压力大（几千大气压）粘稠流体岩浆类型依据SiO２含量的多少，岩浆可分为四种基本类型：●酸性岩浆（SiO２65％）●中性岩浆（SiO２65～52％）●基性岩浆（SiO２52～45％）●超基性岩浆（SiO２45％）基性岩浆——温度高、压力小、稀酸性岩浆——温度低、压力大、稠◇岩浆在地下深处形成之后，常沿着静岩压力较小的破碎带或软弱带向上运移或喷溢到地表面上来，这个作用过程就称为岩浆作用。•岩浆在向上运移、侵位后，在地壳上部某处冷凝下来，此作用过程就叫侵入作用此时冷凝而成的岩石就称为侵入岩•岩浆直接喷出地表后冷凝成岩的作用过程，称火山作用。冷凝而成的岩石称火山岩或喷出岩喷出作用浅成侵入作用深成侵入作用岩浆作用侵入作用§2喷出作用与喷出岩一、喷出活动与火山构造喷出活动（火山活动、火山爆发）岩浆喷出地表在地表冷凝的全部过程。◇活火山（activevolcano）——现代仍在活动或周期性活动。休眠火山（dormantvolcano）——人类史后喷发过，但长期以来静止死火山（extinctvolcano）——人类史前喷发过，史后从未喷发火山喷发类型•裂隙式喷发——岩浆从地表狭长的裂隙溢出。地史早期多。通常地球形成初期，地壳薄，此方式较多。（现代冰岛）•中心式喷发——岩浆沿火山通道从火山口喷出火山地形：中心式火山喷发形成的地形常呈锥状，称为火山锥。在火山锥的顶部常有低洼的部位，略呈圆形，边缘很陡，火山物质由此喷出，称为火山口。火山喷发停止后，火山口积水就成为火山口湖。与火山口相连的岩浆通道叫火山颈（也称火山喉管）。裂隙式喷发形成的地形为熔岩流和熔岩被。熔岩是熔浆流动过程中冷凝的，具各种形态（均反映出流动痕迹）：熔岩被、舌状熔岩流，绳索状溶岩，枕状熔岩，熔岩瀑布地表熔岩可组成大面积高原，如印度的德干高原，由玄武岩组成，厚3000米，面积100平方公里。地表熔浆冷凝形成的玄武岩柱(由横截面呈六边形的柱状节理造成)世界火山分布现代世界上活火山500多座，主要分布板块边界上：•环太平洋火山带——中、酸性•地中海—印尼火山带——基、酸性•洋脊火山带——基性环太平洋火山带地中海－印尼火山带洋脊火山带我国火山分布我国台湾处于环太平洋带上，有火山十六座——活火山黑龙江德都五大莲池，二百多年前仍有喷发——休眠火山南京江宁方山、六合桂子山(燕山期火山)——死火山§3.侵入作用及侵入岩侵入作用——岩浆由地下深处向上运移，未达到地表而在地下占居一定空间并冷凝成岩的过程。侵入作用形成的岩浆岩称侵入岩体侵入岩体的产状是指岩体的形态、大小、与围岩的接触关系以及它形成时所处的深度与环境。侵入体产状（按形态、大小、与围岩的关系等划成）：岩墙（岩脉）：狭长板状侵入体。岩床：板状侵入体。延展方向与围岩层理平行岩盆与岩盖：中凹边凸延展方向与水平层理一致岩株及岩基：规模大侵入体产状岩浆岩产状岩墙岩床岩基岩株岩墙岩基岩床火山口火山颈熔岩流剥蚀作用使侵入体露出地表成分生成环境超基性岩浆岩SiO245%基性岩浆岩45-52%中性岩浆岩45-65%酸性岩浆岩SiO245%喷出岩科马提岩玄武岩安山岩流纹岩浅成岩苦橄玢岩辉绿岩闪长玢岩花岗斑岩深成岩橄榄岩辉长石闪长岩花岗岩岩浆岩类型沉积岩外动力地质作用的定义大气、水和生物在太阳辐射下能、重力能和日月引力能的影响下产生的动力，对地表所进行的各种作用。能量来源：地球外部作用范围：地表结果：减小地表起伏、夷平高差。外动力地质作用的类型▶风化作用▶剥蚀作用▶搬运作用▶沉积作用▶固结成岩作用风化作用：组成地壳的岩石在地表的常温、常压下，由于气温变化、气体、水容液及生物的共同作用，在原地遭受破坏的过程。剥蚀作用岩石受外力作用而破坏，破坏产物同时被搬走。•搬运作用将风化、剥蚀物搬运到它处。•沉积作用搬运物在条件适宜的地方堆积沉淀下来。•固结成岩作用松散沉积物（任何动力搬来的机械的或化学的）转变为坚硬的沉积岩。沉积岩•◇松散的沉积物经过压实、胶结或重结晶形成的坚硬的岩石叫沉积岩•沉积岩一般只保存在温度低于200℃，静岩压力在200MPa以下的环境中分选性——岩石中碎屑颗粒粗细均匀程度好75%;差50%磨圆度——碎屑颗粒棱角的磨损程度。圆状次圆状次棱角状棱角状◇分选性、磨圆度反映了搬运介质的性质及距离的远近。以结构成熟度的高低来综合描述。通常成熟度高说明分选性、磨圆度好搬运距离远；成熟度低说明分选性、磨圆度不好搬运距离近。沉积岩的类型火山碎屑沉积岩：火山角砾岩、凝灰岩等。碎屑沉积岩：砾岩、砂岩、泥岩、页岩等。化学及生物化学沉积岩：灰岩、硅质岩、磷质岩等。生物沉积岩：生物碎屑灰岩、煤等。◇概念——指由沉积物的成分、结构、颜色及颗粒形状等沿垂向的变化而显示出来的成层现象。层与层的差异，是由于不同时期沉积作用的，环境及性质的变化而造成的，每一层为同时、同沉积条件下形成的，所以表现为层内的均一性，而层间由于条件变化，表现为层间差异性。层理构造变质岩岩浆岩占地壳总体积的64.7%；沉积岩占地壳总体积的7.9%，占陆地表面积的75%；变质岩占地壳总体积的27.4%。变质作用——岩石基本上在固态下，由于温度、压力及化学活动性流体的作用,而使岩石成分、结构、构造等发生变化的地质作用。由变质作用形成的岩石变质岩。原岩变质作用变质岩岩浆岩正变质岩沉积岩负变质岩在变质作用过程中温度、压力和化学活动性流体等各种因素是相互配合的，而在不同的地质条件下，主导因素不同，显出不同的变质特征。（２）动力变质作用（３）区域变质作用（１）接触变质作用变质作用的基本类型：（４）混合岩化作用变质作用的类型与在地壳中发生的部位◇当原已形成的岩石，一旦改变其所处的形成时的环境，岩石将随之发生改造，而转化为其它类型岩石。§4、三大类岩石的互相转化三大类岩石的分布状况为：岩石圈表层大陆面积，沉积岩70％，岩浆岩20％，变质岩10％岩石圈表层总面积岩浆岩占总面积的76％，沉积岩20％，变质岩不足4％。岩石圈的总体积沉积岩约占总体积的5％，岩浆岩35％，变质岩60％。地质作用与三大岩类的形成变质作用岩浆作用沉积作用沉积岩变质岩岩浆岩三大岩类的相互转化◇出露到地表面的岩浆岩、变质岩与沉积岩，在大气圈、水圈与生物圈的共同作用下，可以经过风化、剥蚀、搬运作用而变成沉积物，沉积物埋到地下浅处就硬结成岩--重新形成沉积岩。沉积岩变质岩岩浆岩◇埋到地下深处的沉积岩或岩浆岩，在温度不太高的条件下，可以以固态的形式发生变质，变成变质岩.沉积岩变质岩岩浆岩◇不管什么岩石，一旦进入高温（大于700～800℃）状态，岩石就将逐渐熔融成岩浆。岩浆在地下浅处冷凝成侵入岩，或喷出地表而形成火山岩。沉积岩变质岩岩浆岩三大岩类的相互转化三大岩类的形成与转化正如论述人类社会的发展历史，可以社会发展的主要事件，作为时间的概念。类似于社会年代，对整个地球发展演化的历史，对地质历史中发生的地质事件的论述、记述、研究也需要一套相应的地质年代。地质年代相对年代（地质事件发生的先后顺序）绝对年代（地质事件发生距今多少年）怎样知道地球的过去？岩层——层状岩石（包括沉积岩、层状变质岩、层状火山岩）。◇地层——在一定地质时期内所形成的岩层地层＝岩层＋时间（年代）•地球的历史就记录在岩石中§１.相对年代的确定相对年代的确定就是要判断一些地质事件发生的先后关系。这些地质事件保留在地质历史留下的物质纪录中。可根据几个基本原则来判断：地层层序律生物层序律切割穿插定律☞地层层序律——◇原始产出的地层具有下老上新的层序规律。◇由于后期地壳运动经常使地层发生变动（倾斜、倒转等）改变了原始的地层层序，§１.相对年代的确定相对年代的确定就是要判断一些地质事件发生的先后关系。这些地质事件保留在地质历史留下的物质纪录中。可根据几个基本原则来判断地层层序律☞生物层序律切割穿插定律化石——◇埋藏在岩层中的地历史时期的生物遗体或遗迹。（壳、骨、蛋等硬体及活动痕迹）。人类对现代生物及古生物的研究，认识到生物的演化是从简单到复杂、从低级到高级不断发展。具有不可逆的生物演化规律。生物层序律年代越老的地层中所含生物越原始，越简单、越低级；年代越新的地层所含生物越进步、越复杂、越高级。不同时期地层中含有不同类型的化石及其组合，而相同时期且在相同相通的地理环境下所形成的地层（只要原先海或陆相通，无论相距多远）都含有相同的化石及其组合。不同地区的地层对比生物化石使不同地区的岩层划分与对比成为可能不同地区的地层对比地层层序律和生物层序律为不同地区的岩层划分与对比提供了依据。标准化石地质历史中，演化快，延续时间短，特征显著，数量多，分布广的生物化石。如，三叶虫、笔石、腕足动物对用于地层划分与对比的生物化石要求有一定的条件：对于侵入体之间或侵入体与围岩之间的相对年代（顺序）的确定，可使用切割定律。切割穿插定律——侵入者年代新，被侵入者年代老，切割者年代新，被切割者年代老。§2.绝对年龄的确定人们很早就一直在探索测定岩石年龄（绝对年代）的方法，直到放射性元素发现之后，才能找到了令人信服的有科学依据的测年方法————同位素测年卢瑟福1903年提出放射性元素的原子会蜕变，即自行分裂为另外的原子，并在以后的实验中得到证实。编年单位编年首先确定年代的单位，然后编制出年代表地质年代单位年代地层单位宙———宇代————界纪————系世—————统期—————阶同位素年龄(百万年）第四纪(系)Q0新生代(界)新近纪(系)古近纪(系)R65白垩纪(系)K中生代（界）侏罗纪(系)J三迭纪(系)T245二叠纪(系)P石炭纪(系)C泥盆纪(系)D古生代(界)志留纪(系)S奥陶纪(系)O寒武纪(系)C540地质年代表显生宙(宇)元古代(界)震旦纪(系)800太古代(界)隐生宙同位素年龄(百万年）(宇)岩石地层单位(地方性地层单位)地层的物质组成是岩石（岩层），在地层划分对比中，对一个地区首先根据岩石特征把地层分层，分层的单位为岩石地层单位：群组——最基本的岩石地层单位段层大家已有了岩石的概念：岩浆、沉积岩、变质岩，它们是不同的地质环境和不同的地质作用下形成的。侵入岩是在地下形成，但现在大量突出地表，甚至形成高山，如五台山、黄山等由侵入岩或其变质岩组成；沉积岩，原始应水平沉积，地表大量倾斜、弯曲、断裂。这些说明地壳上岩石发生了运动，发生变形、变位，改变了原来的状态。§1概念•◇地质构造是地壳运动的产物，其规模有大有小，大