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文檔簡介
1、工程地質(zhì)學第二章地質(zhì)作用和地質(zhì)構造第一節(jié) 地殼結(jié)構地球的基本 結(jié) 構地殼固體巖石地幔下地幔物態(tài)復雜分界面 (深560Km)地核外核 液態(tài)內(nèi)核 固態(tài)分界面 (深2900Km)赤道半徑=6378.4km兩極半徑=6365.9km地殼: 陸殼:15-80km 洋殼:2-11km 33km巖石圈、水圈、生物圈第二節(jié) 礦物礦物:由地質(zhì)作用形成的具有一定物理性質(zhì)和化學成分的 自然單質(zhì)和化合物,如金剛石(C)、石英(SiO2)巖石:由一種或多種礦物或巖屑組成的自然集合體。造巖礦物:指組成巖石的主要礦物(約30余種)。一、礦物的物理性質(zhì) 礦物的物理性質(zhì),決定于礦物的化學成分和內(nèi)部構造。由于不同礦物的化學成分或
2、內(nèi)部構造不同,因而反映出不同的物理性質(zhì)。所以,礦物的物理性質(zhì),是鑒別礦物的重要依據(jù)。1.形態(tài) 2.顏色 3.條痕 4.光澤5.透明度 6.硬度 7.解理、斷口8.比重礦物的物理性質(zhì)包括:(1)按組成元素 質(zhì)點的排列 顯晶質(zhì)礦物 隱晶質(zhì)礦物絕大多數(shù)非晶質(zhì)膠質(zhì)礦物(松香 瀝青)玻璃質(zhì)礦物(蛋白石 褐鐵礦)褐鐵礦Fe2O3nH2O結(jié)晶質(zhì)礦物的形態(tài)松香石榴子石的晶體形態(tài)石英的晶體形態(tài)結(jié)晶質(zhì)礦物的晶體形態(tài):綠柱石的晶體形態(tài)蛋白石的晶體形態(tài)非結(jié)晶質(zhì)礦物的形態(tài):瑪瑙石的晶體形態(tài)(2) 外觀單晶形態(tài)集合狀晶 體形態(tài)鐘乳狀纖維狀 (如石膏等)纖維狀硅酸鹽礦物的統(tǒng)稱 石棉晶簇 (石英晶簇 方解石晶簇)CaCO3方
3、解石立方體狀 (方解石 黃鐵礦等)針狀、柱狀 ( 角閃石 輝石等)(Ca,Na)2-3(Mg2+,F(xiàn)e2+,F(xiàn)e3+,Al3+)5(Al,Si)4O11 (OH)2角閃石片板狀 (云母 石膏等)XY2-3Z4O10(OH)2云母土狀 (高嶺石 蒙脫石等)石英晶簇方解石晶簇粒狀集合體簇黃鐵礦蛇文石纖維狀集合體高嶺石土狀集合體石膏纖維狀集合體赤鐵礦鮞狀集合體赤鐵礦腎狀集合體礦物的物理性質(zhì)顏色自色 礦物的顏色,是礦物對可見光波的吸收作用產(chǎn)生的。按成色原因分為:假色他色 角閃石黑云母長石自色 是礦物固有的顏色,顏色比較固定。對造巖礦物來說,由于成分復雜,顏色變化很大。一般來說,含鐵、錳多的礦物,如黑云
4、母、普通角閃石、普通輝石等,顏色較深,多呈灰綠、褐綠、黑綠以至黑色;含硅、鋁、鈣等成分多的礦物,如石英、長石、方解石等,顏色較淺,多呈白、灰白、淡紅、淡黃等各種淺色。 他色 是礦物混入了某些雜質(zhì)所引起的,與礦物的本身性質(zhì)無關。他色不固定,隨雜質(zhì)的不同而異。如純凈的石英晶體是無色透明的,混入雜質(zhì)就呈紫色、玫瑰色、煙色。由于他色不固定,對鑒定礦物沒有很大意義。假色 是由于礦物內(nèi)部的裂隙或表面的氧化薄膜對光的折射、散射所引起的。 如方解石解理面上常出現(xiàn)的虹彩;斑銅礦表面常出現(xiàn)斑駁的藍色和紫色。天津大學礦物的物理性質(zhì)條痕 礦物在條痕板上擦劃后所留下的痕跡,即礦物粉末的顏色。條痕板硬度為7礦物的物理性質(zhì)
5、光澤 礦物表面呈現(xiàn)的光亮程度(反射光的能力),稱為光澤。礦物的光澤是礦物表面的反射率的表現(xiàn),按其強弱程度,分金屬光澤、半金屬光澤和非金屬光澤。1. 玻璃光澤 造巖礦物絕大部分屬于非金屬光澤。由于礦物表面的性質(zhì)或礦物集合體的集合方式不同,又會反映出各種不同特征的光澤。 反光如鏡,如長石、方解石解理面上呈現(xiàn)的光澤。 2. 珍珠光澤 光線在解理面間發(fā)生多次折射和內(nèi)反射,在解理面上所呈現(xiàn)的像珍珠一樣的光澤,如云母、石膏等。3. 絲絹光澤 纖維狀或細鱗片狀礦物,由于光的反射互相干擾,形成絲絹般的光澤,如纖維石膏和絹云母等。4. 油脂光澤 礦物表面不平,致使光線散射,如石英斷口上呈現(xiàn)的光澤。 5. 蠟狀光
6、澤 像石蠟表面呈現(xiàn)的光澤。如蛇紋石、滑石等致密塊體礦物表面的光澤。6. 土狀光澤 礦物表面暗淡如土,如高嶺石等疏松細粒塊體礦物表面所呈現(xiàn)的光澤。黃鐵礦磁鐵礦金剛石長石金屬光澤半金屬光澤金剛光澤非金屬光澤石英斷口油脂光澤石棉絲質(zhì)光澤云母珍珠光澤高嶺土土狀光澤礦物的物理性質(zhì) 透明度礦物的透明度半透明閃鋅礦ZnS不透明石墨 C透明橄欖石 R2SiO4透明度:礦物透射光線的能力礦物的物理性質(zhì)硬度 礦物抵抗外力刻劃、研磨的能力,稱為硬度。由于礦物的化學成分或內(nèi)部構造不同,所以不同的礦物常具有不同的硬度。硬度是礦物的一個重要鑒定特征。分為絕對硬度和相對硬度。 鑒別礦物硬度的方法摩氏硬度計(相對硬度)。 金
7、剛石的抗摩硬度是剛玉的140倍,超過石英的1100倍,是摩氏硬度10級的唯一的礦物。摩氏(F.Mols)硬度計滑石石膏方解石螢石磷灰石正長石石英黃玉剛玉金剛石天津大學礦物的物理性質(zhì)解理、斷口 礦物受打擊后,能沿一定方向裂開成光滑平面的性質(zhì),稱為解理。裂開的光滑平面稱為解理面。不具方向性的不規(guī)則破裂面,稱為斷口。 根據(jù)解理出現(xiàn)方向的數(shù)目,有一個方向的解理,如云母等;有兩個方向的解理,如長石等;有三個方向的解理,如方解石等。 根據(jù)解理的完全程度,可將解理分為以下幾種: (1)極完全解理 極易裂開成薄片,解理面大而完整,平滑光亮,如云母。 (2)完全解理 常沿解理方向開裂成小塊,解理面平整光亮,如方
8、解石。 (3)中等解理 既有解理面,又有斷口,如正長石。(4)不完全解理 常出現(xiàn)斷口,解理面很難出現(xiàn),如磷灰石。 云母方解石長石石英磷灰石斷口貝殼狀斷口(石英等)土狀斷口(高嶺石)參差狀斷口(黃鐵礦等)鋸齒狀斷口(自然銀) 礦物解理的完全程度和斷口是互相消長的。如不具解理的石英,則只呈現(xiàn)貝殼狀的斷口。 礦物的物理性質(zhì)比重脆性和延展性礦物受外力作用時容易破碎的性質(zhì)稱為脆性 礦物在錘擊或拉引下,容易形成薄片和細絲的性質(zhì)稱為延展性 彈性和撓性 礦物受外力作用時發(fā)生彎曲形變,但當外力作用取消后,則能使彎曲形變恢復原狀,此性質(zhì)稱為彈性。如云母、石棉等礦物。 如當外力取消后,彎曲了的形變不能恢復原狀,則此
9、性質(zhì)稱為撓性。如滑石、綠泥石、蛭石等。其它磁性和化學反應野外鑒定礦物的方法手段:肉眼觀察、簡單工具(小刀、鋼針、放大鏡、磁鐵、條 痕板)、簡易的化學分析步驟:觀察光澤確定硬度觀察顏色觀察其它物理性質(zhì)注意:要善于抓住礦物的主要特征二、常見礦物介紹 主要造巖礦物(常見礦物),就其化學成分而言,絕大多數(shù)為硅酸鹽,其余為氧化物、硫化物、鹵化物、碳酸鹽和硫酸鹽等。黃鐵礦(Pyrite)石英 (Quartz)方解石 (Calcite)橄欖石 (Olivine)斜長石 (Plagioclase)正長石 (Orthoclase)白云母 (Biotite)黑云母(Muscovite)塊狀或立體單晶顏色:淺銅黃色
10、條痕:綠黑色硬度:66.5相對密度:5黃鐵礦(Pyrite)斷口:參差狀石英 (Quartz)單晶或晶簇無色透明玻璃光澤無解理,貝殼狀斷口硬度:7相對密度:2.65方解石 (Calcite)單晶或晶簇無色透明玻璃光澤硬度:3完全解理相對密度:2.72遇稀鹽酸起泡橄欖石 (Olivine)粒狀集合體顏色:淺黃綠色、橄欖綠色玻璃光澤硬度:6-7不完全解理相對密度斜長石 (Plagioclase)板條狀顏色:白色、灰白色玻璃光澤硬度:66.52兩組中等解理相對密度:2.612.75正長石 (Orthoclase)板柱狀顏色:肉紅色玻璃光澤硬度:6兩組相互正交的解理相對密度:2.542.57黑云母 (
11、Biotite)鱗片狀及片狀顏色:棕褐色或黑色珍珠光澤硬度:2.53平行片狀方向的極完全解理,薄片有彈性相對密度:2.73.3白云母 (Muscovite)鱗片狀及片狀顏色:無色透明珍珠光澤硬度:2.53平行片狀方向的極完全解理,薄片有彈性相對密度:2.772.88本節(jié)要求掌握地球內(nèi)部的圈層結(jié)構 造巖礦物的形態(tài)及主要物理性質(zhì) 地質(zhì)年代是指地球(殼)形成、發(fā)展、變化的歷史年代。常用地層的形成時代或年代來表示。一、確定地質(zhì)年代的方法1、絕對年代法絕對年代法相對年代法絕對年代指:地質(zhì)事件發(fā)生至今的年齡據(jù)地層中放射性元素的衰變測定常用放射性同位素碳14(測最新地質(zhì)事件、考古等)鉀氬、鈾鉛(較古老巖石的
12、年齡)第三節(jié) 地質(zhì)年代絕對地質(zhì)年代測定2、相對年代法相對年代指:地層相對新老關系,地質(zhì)事件發(fā)生的先后順序確定方法地層層序法生物層序法地層接觸關系法沉積巖間的接觸關系巖漿巖間的接觸關系沉積巖、巖漿巖間的接觸關系沉積巖層間的接觸關系整合接觸平行不整合接觸角度不整合接觸地層接觸關系法各地層時代連續(xù),產(chǎn)狀平行各地層時代不連續(xù),產(chǎn)狀平行各地層時代不連續(xù),產(chǎn)狀不平行地層接觸關系12341256平行不整合角度不整合巖漿巖層間的接觸關系:穿插接觸沉積巖與巖漿巖間的接觸關系沉積接觸:巖漿巖與后期覆蓋其上的沉積巖間的接觸關系侵入接觸:先期形成巖石被后期巖漿侵入地層接觸關系巖層的各種接觸關系1最早形成2侵入1,并捕
13、虜1的塊體3時代同2,晚于14切割2和3,形成晚于2和35切割1、2、4,晚于46覆蓋15,被7包裹7包裹6,最晚形成二、地質(zhì)年代表基本內(nèi)容地質(zhì)年代單位年代單位名稱絕對年齡值構造運動與地質(zhì)年代的關系全球最強烈的構造運動作為代與代的分界標志次強烈的構造運動作為紀的分界標志時間單位:地層單位:宙宇代界紀系世統(tǒng)地層層序法水平 波 痕生物層序法 地質(zhì)作用:凡是由自然動力所引起的地殼物質(zhì)成分、內(nèi)部結(jié)構以及外部形態(tài)發(fā)生變化和發(fā)展的過程稱為地質(zhì)作用。 第四節(jié) 地質(zhì)作用 按照能源來源的不同,分為內(nèi)能和外能。 內(nèi)能:地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能,放射性元素蛻變釋放的熱能,地球內(nèi)部不同密度和不同重量物質(zhì)重新分配而產(chǎn)生的重
14、力能,以及地球內(nèi)部物質(zhì)進行化學反應釋放的化學能等。 外能:太陽的輻射能,還有日、月的引力能,地表物質(zhì)在重力作用下所引起的重力能,以及隕星墜落產(chǎn)生的能等。按動力來源分為:內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用 按地質(zhì)災害成因分為: 物理地質(zhì)作用(自然地質(zhì)作用) 工程地質(zhì)作用(人為地質(zhì)作用)外動力地質(zhì)作用風化作用風的地質(zhì)作用地表水地質(zhì)作用地下水地質(zhì)作用湖海地質(zhì)作用成巖作用剝蝕搬運沉積冰川地質(zhì)作用外力地質(zhì)作用 外力地質(zhì)作用是指以太陽能以及日月引力能為能源并通過大氣,水,生物等因素引起的地質(zhì)作用,主要發(fā)生在地殼的表層。外動力地質(zhì)過程削高補低一、風化作用(weathering): 在地表條件下,自然界的巖石受大氣、
15、水、生物等因素影響,在原地發(fā)生機械崩解或化學分解,形成松散堆積物的過程,稱為風化作用。1、風化作用類型: 物理風化、化學風化、生物風化相伴而生、相互影響和促進。1)物理風化(脹縮交替)(physical weathering) 巖石和礦物主要受溫度變化等因素影響,在原地發(fā)生機械破碎而無明顯化學改變的過程。溫差風化:巖石表層溫度的周期性變化使巖石崩解,多在溫差大的干旱和半干旱地區(qū)發(fā)生。冰劈作用:巖石裂隙中的水結(jié)冰后體積膨脹,溶化后體積變小,再加入水,然后再次膨脹,長期反復作用引起巖石破裂。主要發(fā)生有高緯度及高山區(qū)。鹽類的結(jié)晶與潮解作用:與冰劈類似。鹽類結(jié)晶使體積增大,多發(fā)生在干旱及半干旱地區(qū)。釋
16、重作用:上覆巖石剝?nèi)ズ?,壓力減低,下伏巖石膨脹產(chǎn)生層裂差異風化球形風化花崗巖球形風化球狀風化圖解剝離作用:由于地面上的溫度變化,以及巖石中各種礦物膨脹系數(shù)的不同,就產(chǎn)生了膨脹收縮的差異,天長日久巖石就產(chǎn)生裂隙,小裂隙串成大裂隙乃至網(wǎng)裂隙,導致表層逐層剝離的過程。2)化學風化(chemical weathering) 在大氣、水以及水中溶解物質(zhì)的作用下,巖石發(fā)生化學變化,改變其化學成分,從而使巖石分解破壞,并產(chǎn)生新的礦物,稱為化學風化。 氧化作用:低價化合物變?yōu)楦邇r。 水化作用:水分子進入吸水礦物的結(jié)晶格架中。 水解作用:礦物與水作用后形成氫氧化物。硅酸鹽礦物 主要通過此方式破壞。 溶解作用:可
17、溶性巖石被含有一定數(shù)量O2、CO2和一些酸、堿物質(zhì)的水溶解。3)生物風化(biological weathering) 生物活動對巖石造成的物理或化學破壞作用,稱為生物風化。 生物物理風化-根劈作用、穴居動物破壞作用 生物化學風化-生物新陳代謝、遺體分解產(chǎn)物根劈作用氣候:氣溫、降水量及生物繁衍等影響風化作用方式;炎熱潮濕區(qū)化學生物風化作用十分強烈,干旱、半干旱區(qū)以溫差風化為主,寒冷冰凍區(qū)以冰劈作用為主。地形:地形高低造成氣候垂直分帶;陽坡比陰坡風化作用強;高山區(qū)、背陽面以物理風化為主;低山丘陵、平原區(qū)、朝陽面以化學風化為主。巖石特征:與巖石所含礦物成分和數(shù)量有關,成分越復雜、礦物種類越多,越易
18、風化;與巖石結(jié)構、裂隙度有關,巖石越疏松多孔、節(jié)理越發(fā)育越易風化。2、影響巖石風化的因素:3、風化作用產(chǎn)物殘積物:巖石風化后在原地殘留的物質(zhì); 殘積物成分:殘留原地的碎屑物及新形成的礦物;風化殼:大陸地殼的表層由風化殘積物組成的一層不連續(xù) 的薄殼;厚度數(shù)厘米至十幾米不等;古風化殼:被較新的巖石覆蓋而保存下來的風化殼,地質(zhì) 時期形成、已經(jīng)成巖但仍保留相應特征的風化 殼; 風化殼具有垂直分帶性,根據(jù)巖石風化后的顏色、結(jié)構、礦物成分及物理力學性質(zhì)等方面的變化,將風化巖石劃分為全風化、強風化、弱風化和微風化四個帶;也可分為土壤層、殘積層和半風化層。風化殼垂直剖面土壤層:經(jīng)過生物風化作用的改造而富含腐殖
19、質(zhì)的殘積物。殘積層:經(jīng)長期物理和化學風化作用后殘留在原地的風化產(chǎn)物。半風化層:遭受初步風化作用影響、巖石的結(jié)構、構造和成分尚未發(fā)生徹底變化的巖石部分土壤殘積層半風化層基巖現(xiàn)代風化殼剖面土壤層殘積層半風化層巖體經(jīng)風化作用后,其工程性質(zhì)發(fā)生如下幾方面變化:1、親水性變大,透水性增強。表現(xiàn)出膨脹、崩解、泥化等性質(zhì)。2、力學強度降低,壓縮性變大。風化程度特征強風化中等風化微風化1)結(jié)構和構造層理不甚清晰,礦物成分已顯著變化2)巖體被節(jié)理、裂隙分割成碎石狀(2-20cm),碎 石用手可以折斷。3)用鎬可以挖掘,手搖鉆不易鉆進。1)結(jié)構和構造層理清晰2)巖體被節(jié)理、裂隙分割成塊狀(2-20cm),裂隙中填
20、充少量風化物,錘擊聲脆,且不易擊碎。3)用鎬難挖掘,巖芯鉆方可鉆進。巖質(zhì)新鮮,表面稍有風化跡象?;◢弾r全、強中風化帶攝自三峽工程左岸永久船閘邊坡風化分帶的意義: 選取工程建基面。直接影響工程選址布局、巖土體穩(wěn)定、地基處理、施工方法和工程造價。巖石風化的治理方法:挖除防治: 1)覆蓋防止風化營力入侵的材料; 2)灌注膠結(jié)和防水的材料; 3)整平地區(qū),加強排水; 4)預留基坑高程,分段開挖,快速回填;二、 陸地流水的地質(zhì)作用 陸地流水主要來自大氣降水,其次是融雪水,在地下水豐富的地區(qū)也可以有泉水形式轉(zhuǎn)為陸地流水?,F(xiàn)代地貌主要由流水地質(zhì)作用形成的。 地表流水有片流、洪流和河流3種方式:在地面匯合成的
21、暫時性的無固定流槽的陸地薄層狀、網(wǎng)狀細流稱片流。由暴雨或融雪形成的暫時性山洪急流稱洪流。在固定溝谷中長年流動的水流稱河流。片流對山坡起沖刷作用,在坡腳堆積形成坡積物。坡積物特點: 成分與坡土基巖密切相關,主要為巖屑、礦屑、砂礫或粉質(zhì)黏土; 分選差,層理不明顯。1、片流地質(zhì)作用2、洪流地質(zhì)作用 洪流攜帶碎屑物質(zhì)在山溝出口處或山前傾斜平原堆積形成洪積物(地貌上稱洪積扇)洪積物特點:在溝口扇頂部位,沉積物厚度大,顆粒粗,通常由礫和 沙組成;在扇邊緣處,沉積物厚度小,顆粒細,多由泥、沙組成;從扇頂?shù)缴冗吘?,粒徑呈現(xiàn)出由大到小帶狀分布的特點;磨圓度差,分選差。3、河流地質(zhì)作用河流侵蝕作用河流搬運作用河流
22、沉積作用 河流以河水及其所攜帶的碎屑物質(zhì),在河水流動過程中沖刷破壞河谷、加深加寬河床的作用。 河流將其所攜帶的碎屑物質(zhì)和化學溶解物質(zhì),向下游輸送的過程。 在搬運過程中,由于流速和流量減小,搬運能力降低等使部分碎屑物質(zhì)和化學溶解物質(zhì)從水中沉積下來的過程。其沉積物稱沖積物,具磨圓度良好、分選好、層理清晰的特點。1)河流侵蝕作用 方式:以機械磨蝕為主,化學溶蝕為輔。 河流侵蝕作用方向分為: 下蝕(垂直侵蝕):使河谷變深,谷坡變陡; 側(cè)蝕(側(cè)方侵蝕):加寬河床、谷底,使河谷形態(tài)復 雜化,形成河曲、凸岸、古河床和牛軛湖; 源蝕(向源侵蝕):河流加長,擴大河流流域面積、 改造分水嶺的地形和發(fā)生河流襲奪。下
23、蝕(長江三峽)側(cè)蝕(長江中下游平原)側(cè)蝕作用原理:a- 河流橫向環(huán)流;b-河曲處橫向環(huán)流斷面圖凹岸侵蝕凸岸堆積 a-彎曲河道 b-蛇曲 c-牛軛湖向源源蝕(長江源頭)向源侵蝕作用示意圖:2)河流搬運作用 指河流將其攜帶的大量碎屑物質(zhì)和化學溶解物質(zhì),不停地向下游方向輸送的過程。搬運方式: 拖運上游流速大,土石顆粒沿河床滾動、滑動; 懸運中下游泥沙大小和數(shù)量隨流速改變; 溶運在可溶性物質(zhì)的河流里。3)河流沉積作用 在搬運過程中,由于搬運能力降低,而使部分碎屑從水中沉積下來的過程。由此形成的堆積物,稱河流的沖積物。沖積物特征:磨圓良好、分選性好、層理清晰。河床河谷谷底谷肩谷坡階地坡麓河漫灘河漫灘平水
24、位洪水位河谷橫剖面形態(tài)新疆烏魯木齊河階地照片(1)階地I階地II新疆烏魯木齊河階地照片(2)階地 I階地II三、海洋與湖泊地質(zhì)作用1、海洋地質(zhì)作用 海水四種運動形式波浪、潮汐、洋流和濁流1)波浪 沖蝕作用:海浪不僅以其巨大的沖擊力破壞巖石,而且將巖石裂隙中的空氣壓縮,海水退卻時,壓力驟減,形成一種爆破力量,如此往復使巖壁破碎、崩解。一般發(fā)生在海岸。海蝕地貌:海蝕穴、海蝕崖、海蝕柱、海蝕橋和海蝕階 磨蝕作用:拍岸浪破壞的巖塊隨著退流帶到濱海底部來回滾動,對海底進行磨蝕。形成海底平臺;巖塊成為磨圓很好的礫石和砂粒。 陡岸激浪淺灘洗浪 基巖海岸的特點:海底地形坡度大,海浪的能量未耗損,可形成動能強大
25、的拍岸浪,機械侵蝕作用十分強烈,是海蝕作用最強烈的地區(qū)。波筑臺波切臺海蝕崖海蝕礁海蝕洞海蝕柱基巖海岸的海蝕作用 搬運作用引起近岸帶沉積物的搬運和再沉積。A、進流將水下的砂、礫向岸上搬運,形成礫灘、沙灘或砂壩B、回流將一部分砂礫搬回水下,在離岸一定距離的水下沉積,成長為平行海岸的砂堤或砂壩。C、波浪斜擊海岸,形成砂咀或砂壩,將近陸的部分水域與外海隔開,轉(zhuǎn)化為湖泊,稱為瀉湖。沙嘴,瀉湖,堡島和連島沙壩2)潮汐由月球和太陽的引潮力作用引起的海面周期性升降現(xiàn)象平坦海岸帶,反復侵蝕、搬運和再沉積狹窄河口地帶,侵蝕、搬運作用強烈,河口向外海呈漏斗狀展開,稱為三角港。3)洋流海水沿一定方向作大規(guī)模有規(guī)律的流
26、動。 表層洋流:有定期而來的信風產(chǎn)生的,其次由海水溫差產(chǎn)生暖流和寒流; 深部洋流:由海水密度差引起的密度流,流向可水平可垂直環(huán)流。地質(zhì)作用:搬運作用和輕微的海底侵蝕作用。4)濁流 含大量懸浮物(砂、粉礫、泥質(zhì)物質(zhì)),并以較高速度向下流動的水體。在海底進行侵蝕、搬運、沉積等地質(zhì)作用;大陸坡上形成深海沖積扇,為濁流侵蝕、搬運作用形 成;深海平原上的沉積物由濁流搬運而來。不同海域海水運動形式:濱海區(qū):以波浪為主,潮汐輔之; 淺海區(qū):以流向海洋的潮流為主要搬運介質(zhì);半深海-深海區(qū):以洋流搬運為主,因遠離陸地碎屑物少,且洋流流速緩慢,僅能搬運懸浮物質(zhì)。海洋的環(huán)境分區(qū)1.濱海區(qū):低潮線與最大高潮線之間的海
27、陸交互地帶。2.淺海區(qū),低潮線至水深200米地帶。3.半深海區(qū),200-2000米的地帶。4.深海區(qū),大于2000米的地帶。 海洋共分為濱海(潮上,間,下帶)、淺海、半深海、深海四種類型的環(huán)境空間。它們的水動力條件與運動方式;地形;水溫、光照與生態(tài)特征都有所不同,因此其地質(zhì)作用的過程和產(chǎn)物也各有差異。水動力地 形物 源濱海區(qū)波浪,潮汐復雜多變陸源,內(nèi)源及其它兼有淺海區(qū)海流,波浪平緩開闊碎屑、化學及生物源半深海區(qū)海流,弱陡而狹窄泥質(zhì)深海區(qū)基本靜止開闊有起伏生物與化學源波浪、潮流和洋流是海洋搬運作用的主要動力。 湖泊地質(zhì)作用主要表現(xiàn)在沉積作用上。 機械沉積 化學沉積:鹽湖 生物沉積:石油、天然氣湖
28、泊沉積物:常具環(huán)狀分帶現(xiàn)象、良好的水平層理和動植物化石。 湖泊地質(zhì)作用的發(fā)展趨勢因為規(guī)模小而速率快,最終結(jié)果是枯竭干涸、變?yōu)闈竦囟А?2、湖泊地質(zhì)作用四、風的地質(zhì)作用 風能剝蝕破壞基巖,也能搬運、堆積砂和塵土。1、風的剝蝕作用吹蝕作用:風將地表松散物質(zhì)吹離原地的過程。 對象主要為粘土 粉砂級的松散物質(zhì)。磨蝕作用:風攜帶的沙粒對地表巖石的沖擊、磨擦使其破壞的作用。 風蝕作用強弱與風力大小及表面巖石性質(zhì)有關。風的磨蝕作用主要發(fā)生在30cm的高度內(nèi)。 風蝕作用形成的地貌:風棱石、蜂窩石、風蝕柱、風蝕蘑菇、風蝕谷、風蝕殘丘和風蝕城、風蝕洼地等。風棱石定義:風將碎屑物攜帶至它處的過程。 有懸移、跳移
29、、蠕移三種方式。 懸移:細而輕的顆粒在風的吹揚作用下,懸移在空中進行搬運的方式; 跳移:砂礫在風力的作用下以跳躍的方式被搬運,70%80%的砂礫以跳移方式被搬運; 蠕移:較粗大的砂粒在風的作用下沿地表滾動或滑動。2、風的搬運作用 風的沉積作用:當風速的降低,沙粒和塵土便堆積下來形成的風積物的過程。 風積物包括風成沙(2-0.05mm)堆積和風成黃土(0.05mm)堆積。1)風成沙特點: 分選性極好,大多數(shù)顆粒直徑為0.1-1mm; 磨圓度好,顆粒基本上無棱角,石英顆粒表面常呈毛玻璃狀; 成分穩(wěn)定,多以石英為主,云母等片狀礦物少見; 常具板狀斜層理和風成交錯層理; 較粗的沙表面上常有氧化錳和氧化
30、鐵薄膜,俗稱“沙漠漆”; 一般不含生物遺體和遺跡。4、風的堆積作用風積地貌:沙堆、沙丘、特點: 灰黃、棕黃色,疏松多孔,孔隙度高達44-55,垂直裂隙 發(fā)育; 分選性良好,大部分顆粒直徑為0.5-0.05mm; 磨圓度差,一般呈次棱角狀-棱角狀; 礦物成分以石英和長石為主; 無層理。2)風成黃土 在干旱條件下隨風的停息沉積下來的黃色粉土沉積物稱風成黃土。黃土地貌: 千溝萬壑,地面破碎,溝谷深切; 侵蝕迅速,造成陷穴、盲溝、天然橋、土柱、蝶形洼地等稱為“假卡斯特”; 黃土塬(頂面平坦寬闊的黃土高地)、梁(長條形的黃土丘陵)、峁是穹狀的黃土丘陵。五、冰川的地質(zhì)作用1、冰川的形成條件與類型 1)形成
31、條件:豐富的降雪、具有大量冰雪堆積場所、年 平均溫度零度以下。 2)冰川分類大陸冰川:高緯度極地區(qū),分布面積大,厚度可達3411米山岳冰川:中、低緯度高山地區(qū)的冰川。主要分布于雪線以上地區(qū),規(guī)模小、冰層薄,受地形控制,沿溝谷呈線狀分布2、冰川的刨蝕作用 冰川及其挾帶的碎屑物對冰道基巖的破壞作用。是一種純機械作用,分為挖掘與磨蝕作用。挖掘作用:運動中的冰川將與之凍結(jié)在一起的冰床基巖碎塊帶走的過程。冰床底部基巖在冰川巨大的壓力下極易破碎并產(chǎn)生裂隙。裂隙在溶水反復凍結(jié)下松動而被冰川帶走。挖掘作用使冰床加深、變寬。磨蝕作用:冰川攜帶的碎屑物對冰床的銼磨作用。在冰道上可形成冰溜面、丁字型檫痕、挖掘作用與
32、磨蝕作用可以同時進行,當冰床底部有凸起基巖時,迎冰面以磨蝕為主,背冰面以挖掘為主,形成羊背石。羊背石3、冰川的搬運作用 冰川以固態(tài)的形式運動,在其搬運過程中有載運和推運兩種主要的方式。 在所有地質(zhì)營力中,冰川搬運的能力是最大的。歐洲斯堪的納維亞半島就是一塊被第四紀冰川搬運的巨大漂礫,厚1KM,面積約數(shù)百KM2。 大陸冰川范圍廣,搬運距離長; 山岳冰川搬運距離不長,但搬運能力很強。4、冰川的堆積作用 冰川運動至雪線以下(雪融區(qū)),因冰川融化造成搬運物沉積的過程。冰川沉積物統(tǒng)稱冰磧物。冰磧物的特點:大小混雜,無分選,無磨圓,較大的礫石有擦痕。六、成巖地質(zhì)作用 成巖作用是指自然界的各種松散沉積物變?yōu)?/p>
33、堅固巖石的作用。 影響成巖作用的因素主要有:沉積巖的原始成分和結(jié)構;壓力、溫度、水、水溶液中的物質(zhì)成分及微生物和有機物。 成巖作用主要有壓固脫水作用、膠結(jié)作用、重結(jié)晶作用、微生物及有機質(zhì)的作用等。壓固脫水作用:下部沉積物在上部沉積物重力作用下發(fā)生排水固結(jié)現(xiàn)象;是泥質(zhì)沉積物成巖過程中的主要作用。膠結(jié)作用:膠結(jié)物質(zhì)把碎屑沉積物粘起來變?yōu)閳怨處r石的作用;主要是碎屑沉積物的成巖作用。 重結(jié)晶作用:沉積物中的礦物成分因壓溶和固體擴散等作用,使礦物晶體質(zhì)點重新排列組合的作用;可使小的晶粒變成大的晶粒,非晶質(zhì)沉積物變?yōu)榫з|(zhì)體。微生物及有機質(zhì)的作用 微生物活動常改變?nèi)芤旱乃釅A度和氧化還原環(huán)境,使溶液中某些物質(zhì)
34、沉淀或結(jié)晶形成巖石。七 沉積巖 在地表條件下(常溫常壓),由母巖(巖漿巖、變質(zhì)巖和早期已形成的沉積巖)風化剝蝕的產(chǎn)物經(jīng)搬運、沉積和硬結(jié)成巖作用所形成的巖石。石英礫巖 它是地殼表面分布最廣的一種層狀的巖石。1. 沉積巖的構造 巖石各組成部分在顏色、礦物成分、碎屑顆粒大小等方面沿垂方向顯示出的成層現(xiàn)象,是沉積巖區(qū)別于其他巖類的最為典型的構造特征。基本類別斜層理平行層理交錯層理透鏡體層理構造層:在一個基本穩(wěn)定的物理條件下所形成的沉積單位,由成分、結(jié)構、內(nèi)部構造和顏色基本均一的巖石組成,是層理的最大組成單位。常用于確定沉積環(huán)境、劃分地層次序。石灰?guī)r中的層理和條帶層面構造層面上由于水流、風、生物活動等作
35、用留下的痕跡。常見層面構造泥裂波痕 結(jié)核(成分、結(jié)構、構造及顏色與周圍沉積物(巖)不同的、 規(guī)模不大的團塊體) 生物成因構造(生物礁體、化石等)2. 沉積巖的結(jié)構沉積巖顆粒的性質(zhì)、形狀、大小及其相互關系碎屑 結(jié)構指:碎屑物質(zhì)被膠結(jié)物粘結(jié)起來的一種結(jié)構,是沉積巖最為典型的結(jié)構分為砂質(zhì)結(jié)構 粗砂結(jié)構(碎屑粒徑為2.05.0mm) 粗砂巖 中砂結(jié)構(碎屑粒徑為0.50.25mm) 中砂巖 細砂結(jié)構(碎屑粒徑為0.250.05mm) 細砂巖粉砂質(zhì)結(jié)構(碎屑粒徑為0.050.005mm) 粉砂巖砂巖膠結(jié)物膠結(jié)物類 別硅 質(zhì)膠結(jié)物成分為SiO2鈣 質(zhì)膠結(jié)物成分為Ca、Mg的碳酸鹽鐵 質(zhì)膠結(jié)物成分為鐵的氧化
36、物和氫氧化物泥 質(zhì)膠結(jié)物成分為粘土石膏質(zhì)膠結(jié)物成分為CaSO4巖石強度降低膠 結(jié)類 型膠結(jié)物含 量減 少礫狀結(jié)構(碎屑粒徑2mm)礫巖或角礫巖基底式膠結(jié)孔隙式膠結(jié)接觸式膠結(jié)泥狀結(jié)構指:巖石幾乎全部是由小于0.005mm的粘土礦物顆粒組成的結(jié)構具有這種結(jié)構的巖石統(tǒng)稱粘土巖,按構造的不同又分為 泥巖頁巖化學結(jié)構指:巖石中的顆粒主要是由化學沉淀或膠體重結(jié)晶過程形成的結(jié)構常見巖石:灰?guī)r、白云巖、燧石巖等生物結(jié)構指:巖石幾乎全部是由生物遺體所組成的結(jié)構常見巖石:礁灰?guī)r3. 沉積巖的主要巖類(碎屑巖、粘土巖、化學巖及生物化學巖)水平層理與斜層理砂巖中的交錯層理波 痕砂巖中的波痕礫狀結(jié)構(角)礫狀結(jié)構砂狀結(jié)
37、構砂狀結(jié)構長石砂巖頁巖泥巖石灰質(zhì)凝灰?guī)r白云巖內(nèi)力地質(zhì)作用變質(zhì)作用巖漿作用構造運動地震作用一、地殼運動:又稱構造運動,系指由地球內(nèi)動力引起的地殼物質(zhì)發(fā)生變位、變形的機械運動。地殼運動基本形式垂直運動:沿地球半徑方向即垂直于地表方向 的運動,表現(xiàn)為地殼的上升和下降。 造成隆起與拗陷,引起地勢高低變 化和海陸變遷。水平運動:沿地球表面切線方向即平行于地表 方向的運動,表現(xiàn)為相鄰兩區(qū)相互 分離拉開,或相向靠攏擠壓,或是 兩者平行錯動 。 主導作用第一節(jié) 內(nèi)力地質(zhì)作用地殼運動的起因地質(zhì)力學觀點:地殼運動以水平運動為主,包括徑向和緯向水平運動;垂直運動是派生的。徑向由高緯度向低緯度運動,緯向是東西向的運動
38、。產(chǎn)生這種運動方式和方向的原因是是地球自轉(zhuǎn)速度的變化引起的。板塊構造學說:在海底擴張及大陸漂移理論基礎上提出的。它認為地殼運動主要表現(xiàn)為各板塊之間的相對運動。六大板塊:美洲、太平洋、歐亞、非洲、印度洋和南極洲板塊。 地殼運動的證據(jù)(1)我國舟山群島、臺灣島和海南島在第四紀早期(距今約300萬年) 與大陸是連在一起的,后來由于臺灣海峽地區(qū)下沉才分開的。(2)意大利那不勒斯灣海邊的古羅馬廟宇前的三根大理 石柱,每根柱子高12m,它們保留有同樣的地質(zhì)遺跡:(1)升降運動(垂直運動) 是組成地殼的物質(zhì)沿地球半徑方向上的上升和下降交替運動。那不勒斯古廟 它主要引起地表海洋陸地的變化、地勢高低的改變、巖體
39、的垂直位移以及層狀巖層中大型的平緩彎曲的形成等。 (2)水平運動 水平運動是組成地殼的物質(zhì)沿著地球表面方向(地球的切線方向)的運動?!按箨戯h移說” 這種運動使地殼受到擠壓、拉伸或平移甚至旋轉(zhuǎn),致使地殼巖層產(chǎn)生彎曲或斷裂,在地形上形成山脈或盆地。 (3)地殼運動的速度與幅度 地殼運動的速度有快有慢并且快慢也是互相交替的。 地殼運動的幅度也是有大有小、交替發(fā)生的。(4)升降運動與水平運動的關系垂直運動表現(xiàn)形式 地表升、降意大利那不勒斯塞拉比斯古廟: 3根12米高大理石柱 (1749年考古發(fā)掘) 03.6米:柱面光滑3.66.3米:柱面為海生 動物蛀蝕6.3 12米:柱面不光滑 風化嚴重內(nèi)力地質(zhì)作用
40、地殼運動二、巖漿作用:指巖漿形成、巖漿活動至冷凝成巖石的全部過程。巖漿作用的類型侵入作用:侵入巖、侵入體、圍巖、侵入體產(chǎn)狀。深成侵入作用:3 千米以下的巖漿侵入作用,深成巖,產(chǎn)狀為巖基和巖株。淺成侵入作用:3 千米以上的巖漿侵入作用,淺成巖,產(chǎn)狀為巖床、巖盤、巖墻和巖脈。噴出作用:指巖漿沿地殼中的破裂帶上升,噴出地表并形成巖石的過程。噴發(fā)類型分裂隙式和中心式噴發(fā)(爆裂、寧靜、中間)。巖漿的概念:是地下深部天然形成的,富含揮發(fā)分,具有高溫高壓粘稠的復雜硅酸鹽熔融體。根據(jù)二氧化硅含量分基性、酸性、中性巖漿。內(nèi)力地質(zhì)作用火山作用 巖漿巖巖 石 沉積巖 變質(zhì)巖一、 巖漿巖的定義巖漿:地殼下面存在著的高
41、溫高壓熔融狀態(tài)的硅酸鹽物質(zhì), 主要成分是SiO2,還有其他元素、化合物及揮發(fā)組分。巖漿巖 :巖漿侵入地殼或噴出地表冷卻后形成的巖石。1.成因3.礦物成分4.結(jié)構5.構造6.分類及代表性巖漿巖2.產(chǎn)狀二、 巖漿巖的成因依冷凝成巖漿的地質(zhì)作用,可將巖漿巖分為三大類:1、侵入作用深成巖(形成深度在地表以下3km)淺成巖(形成深度在3km以內(nèi))2、噴出作用噴出巖三、巖漿巖的產(chǎn)狀 巖漿巖體的形態(tài)、規(guī)模、與圍巖接觸關系、形成時所處地質(zhì)構造環(huán)境及距離當時地表的深度。侵入巖:巖基 、巖株、巖盤 、巖床、巖脈巖株(形體較巖基小的巖體,分布面積小于60Km2)巖盤(中心厚度較大,底部較平的層間侵入體)巖床(巖原有巖層面侵入、延伸分布且厚度穩(wěn)定)巖脈(沿巖層裂隙侵入形成的狹長形的巖漿巖體)巖基(規(guī)模龐大的巖體,分布面積大于60K
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