工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識之地質(zhì)作用解讀(33頁)

1、2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所1工程地質(zhì)李子生二零一四年九月Engineering Geology 2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所2第一章 地質(zhì)作用1.地質(zhì)作用（Geological Function） 促使地殼的 物質(zhì)組成 構(gòu)造 地貌等發(fā)生變化的自然作用稱為地質(zhì)作用。2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所3組成：組成地殼的化學(xué)元素（占地殼的平均重量百分比）：O49.13Fe4.20K2.35Si26.00Ca3.25Mg2.35Al7.45 Na2.40H1.00 以上合計(jì)98.13,其余元素占1.87（近百種元素）它們在一定地質(zhì)條件下結(jié)合形成礦物或巖石。第

2、一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所4礦物（具有一定化學(xué)成分、物理性質(zhì)的單質(zhì)、化合物） eg：石墨、石鹽、黃鐵礦等巖石由一種或多種礦物組成的集合體（其中含有無用礦物或成分砂石） eg：花崗巖由石英、長石、云母等組成第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所5地殼中元素在空間上分布極不均勻，且元素不斷遷移、分散、集中，形成各種有用礦物，富集成各種礦藏充填、汽化熱液礦床eg：Cu、Pb、Zn、Ag、Au礦等構(gòu)造：如層面（平、斜、彎等）、褶皺（Folds）、斷裂（Fractures，包括裂隙、斷層）等地貌：海陸變遷、火山爆發(fā)、山脈、盆地形成和變化等第一章 地質(zhì)

3、作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所6根據(jù)能源不同，地質(zhì)作用可分為外力地質(zhì)作用（簡稱外力作用）和內(nèi)力地質(zhì)作用（簡稱內(nèi)力作用）一、外力地質(zhì)作用：地球外的能源產(chǎn)生。主要來自：太陽能（熱、引力）；引力能、生物能等作用方式 ：風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)作用、沉積、成巖作用結(jié)果：削高填低，使地面趨于平坦第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所7風(fēng)化作用：地殼巖石在太陽、空氣、水等作用下，經(jīng)風(fēng)吹日曬，發(fā)生崩裂、分解等物理化學(xué)變化的作用eg：土的形成：巖石 土 花崗巖 殘積土 如越秀公園地鐵站 特點(diǎn)：普遍地表到處可見 表層作用明顯 ，隨深度逐漸減弱第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東

4、工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所8風(fēng)化作用的結(jié)果與危害：使堅(jiān)硬致密巖石松散破壞，改變礦物組分、化學(xué)成分，降低巖石強(qiáng)度和穩(wěn)定性，造成滑坡、泥石流等；形成殘積土。第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所91物理風(fēng)化：巖石風(fēng)化中只發(fā)生機(jī)械破壞，化學(xué)成分不變主要因素：巖石釋重靜壓、釋放 巖爆 裂縫，形成水、氣通道溫度溫差變化（沙漠地區(qū)可達(dá)6080） 巖石脹縮 裂隙、破壞、沖擊裂隙水凍結(jié)、融化：使巖石裂隙脹大、破壞可溶鹽溶液產(chǎn)生結(jié)晶、潮解第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所102.化學(xué)風(fēng)化：巖石在水、氧、二氧化碳等影響下發(fā)生化學(xué)變化的過程。尤其在暖、濕地區(qū)明顯作用結(jié)果：

5、使巖石成分改變，強(qiáng)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）巖溶地貌如從化、花都、清遠(yuǎn)、肇慶等地（丹霞地貌如韶關(guān)-河流沖積）第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所113.生物風(fēng)化：在生物影響下發(fā)生的破壞。多在巖石表層、土中機(jī)械破壞- 植物根系楔裂巖石崩解； 鼠、蟻等洞、穴巖石、土變碎、細(xì)化學(xué)破壞-生物代謝、遺體分解第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所12風(fēng)化巖層的分布規(guī)律：分帶性形成殘積和殘積層：巖石經(jīng)風(fēng)化，改變礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，形成與質(zhì)巖不同的風(fēng)化產(chǎn)物（一部分流失，一部分殘留質(zhì)

6、地）。這種風(fēng)化層即為殘積層?；◢弾r殘積土： 風(fēng)化巖石 成分、結(jié)構(gòu)改變 風(fēng)化產(chǎn)物層 殘積層第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所13殘積層的特點(diǎn)：殘積層有較多孔、裂隙，易受沖刷，強(qiáng)度、穩(wěn)定性差。作建筑地基時要考慮： a.承載力 b.可能產(chǎn)生不均勻沉降（因孔隙、成分、厚度不均勻）作路坡時要考慮： a.坍塌（結(jié)構(gòu)松散） b.沖刷第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所14剝蝕作用：將風(fēng)化產(chǎn)物從巖石上剝離下來，并對未風(fēng)化巖石進(jìn)行破壞，不斷改變巖石面貌的作用。由風(fēng)、流水、海浪、冰川等引起在地形起伏、潮濕、雨大地區(qū)，主要是流水沖刷、侵蝕使巖石破壞；如河流：其流水動

7、能挾帶砂、礫石破壞河床巖石，并把破壞下來的物質(zhì)帶走。 第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所15按力作用方向分為： a.下蝕作用沖刷底層巖石，使河床降低（上游為主)-丹霞地貌 b.側(cè)蝕作用彎曲河道，凹岸被水流侵蝕后退，凸岸沉積。 (下游為主)在干旱沙漠地區(qū)，主要是風(fēng)對巖石的破壞：a.吹揚(yáng)：帶走松散、風(fēng)化產(chǎn)物b.磨蝕：風(fēng)、沙粒磨蝕巖石（風(fēng)蝕地貌）第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所16剝蝕、風(fēng)化作用的關(guān)系:1、區(qū)別：前者在各種地質(zhì)營力的運(yùn)動中引起。2、聯(lián)系：風(fēng)化為剝蝕提供易剝離的表層松散物質(zhì)；剝蝕為風(fēng)化提供裸露的新鮮巖面、有利的風(fēng)化條件。 第一章 地

8、質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所17搬運(yùn)作用：風(fēng)化、剝蝕產(chǎn)物被水、風(fēng)等搬運(yùn)至其它地方。搬運(yùn)方式：拖曳搬運(yùn)：粒大，滾動、跳躍式前進(jìn)，漸停于低洼處懸浮搬運(yùn)：粒細(xì)、浮于風(fēng)、水中前進(jìn)，運(yùn)距遠(yuǎn)溶解搬運(yùn)：溶于水中，被運(yùn)至湖、海中長距搬運(yùn) 良好分選 機(jī)械碎屑物遭受磨圓。eg：卵石、河沙等第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所18(四)沉積作用：被搬運(yùn)物質(zhì)因搬運(yùn)介質(zhì)搬運(yùn)能力減弱(風(fēng)、水流速降低)，或物化條件變化，或在生物作用下,被從搬運(yùn)介質(zhì)中分離出來,形成沉積物的過程。 作用方式：（1）機(jī)械沉積作用：力物按顆粒、形狀、比重依次沉積。（2）化學(xué)沉積作用：液狀被搬運(yùn)物因化學(xué)

9、作用發(fā)生沉積。（3）生物沉積作用：生化作用如PH值改變;遺體堆積。第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所19(五)成巖作用：使松散沉積物變?yōu)槌练e巖的過程。外力作用結(jié)果之一1、壓固作用：堆積壓實(shí)排水沉積巖。2、膠結(jié)作用：碎屑沉積、真溶液、膠體沉積，充填壓實(shí)碎屑巖。3、重結(jié)晶作用：沉積礦物成分壓力溫度，物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)重新排列組合，顆粒增大，形成粘土巖、化學(xué)巖等。外力作用的結(jié)果：削高填低，使地面趨于平坦。 第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所20二、內(nèi)力地質(zhì)作用：由地球轉(zhuǎn)動能、重力能和放射性元素的熱能引起。表現(xiàn)方式： 地殼運(yùn)動 巖漿作用 變質(zhì)作用產(chǎn)生巖漿巖、變

10、質(zhì)巖及其有關(guān)礦產(chǎn)。 地震第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所21內(nèi)力地質(zhì)作用總趨勢： 形成地殼基本構(gòu)造褶皺、斷裂； 產(chǎn)生地表高低起伏。第一章 地質(zhì)作用2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所22地殼運(yùn)動：因地球自轉(zhuǎn)速度改變等原因，使地殼物質(zhì)（巖石）不斷運(yùn)動，并改變其內(nèi)部構(gòu)造和相對位置。是改變地殼地貎的主導(dǎo)作用。主要包括：升降運(yùn)動地殼演變中較緩的運(yùn)動形式局部隆起、局部沉降。水平運(yùn)動地殼演變中較激烈的運(yùn)動形式加里福尼亞沿岸18681908年間，每年向北移動52mm，形成褶皺、斷層和山脈地殼運(yùn)動2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所23芬蘭南海岸：每年上升14mm。

11、丹麥西部沿岸：每年沉降1mm。珠峰：每年上升3mm。據(jù)此推算近100萬年內(nèi)升高3000m荷蘭海岸：每年下沉2mm。廣州七星崗古海岸（海珠石榴崗）南移100千米地殼運(yùn)動結(jié)果：產(chǎn)生地震、巖漿作用、變質(zhì)作用，且三者之間相互密切聯(lián)系。地殼運(yùn)動2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所24七星崗古海岸2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所25廣州地區(qū)北部從震旦紀(jì)至石炭紀(jì)，是華夏古陸的一部分。南部珠江三角州一帶原是一個大海灣。6000年以前冰后期海侵時期以來， 廣州市區(qū)至黃埔一帶為一東西向的溺谷灣，這個古海岸地貌的海灣東寬西狹。在20003000年前，海浪可直到越秀山南麓的中山紀(jì)念堂附近。在一千年

12、前宋代，廣州城下被稱為“小海”，黃埔一帶被稱為“大海”。幾千年來， 由于珠江流域各江河帶來泥沙沉積，海灣逐漸淤小，淺海變成陸地，廣州地形發(fā)生淪海桑田的巨大變化。廣州河南石榴崗附近的七星崗，1937年發(fā)現(xiàn)海蝕崖及海蝕平臺的“古海遺跡”。七星崗海蝕地貌的存在，證明廣州地區(qū)由淺海變?yōu)殛懙氐淖兓?，其海岸線向南推移了一百公里以外。據(jù)分析，廣州地區(qū)陸地形成分為兩大地區(qū)，一是陸相沉積為主的北部平原地區(qū)；二是下層以陸相沉積為主，上層為海相沉積為主地區(qū)， 即南部“沙田”地區(qū)，是屬河海合力淤積而成。七星崗古海岸2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所26巖漿作用巖漿作用：在地殼運(yùn)動影響下，巖漿向外部壓力減少的

13、方向移動，上升侵入地殼上部或噴出地表冷卻凝固成為巖石、巖漿石的過程。作用結(jié)果： 形成巖漿巖 圍巖變質(zhì) 地形改變火山地貎2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所27變質(zhì)作用變質(zhì)作用:地殼運(yùn)動、巖漿作用物理、化學(xué)條件變化巖石在固態(tài)下改變成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的作用影響變質(zhì)作用的因素 ：溫度基本因素： 礦物分子運(yùn)動化學(xué)活性重結(jié)晶、重組壓力靜壓力作用改變巖石密度；動壓力作用改變巖石破裂、變形、變質(zhì)的方向性化學(xué)成分加入來自巖漿2022/7/25廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所28變質(zhì)作用類型2、變質(zhì)作用類型接觸變質(zhì)作用：熱、氣、液巖石變化 溫度-重結(jié)晶：eg. 砂巖石英巖 石灰?guī)r大理巖 化學(xué)成分滲入裂隙中，如石灰?guī)r矽卡巖動力變質(zhì)作用（局部）壓力為主，溫度為次巖石破裂產(chǎn)生斷層角礫巖、糜棱巖等或重