工程地質(zhì)及土力學(xué)第1章-1314課件

第1章巖石和地質(zhì)構(gòu)造工程地質(zhì)學(xué)第1章巖石和地質(zhì)構(gòu)造地球與巖石1.1造巖礦物1.2巖石1.3地質(zhì)年代表1.4地質(zhì)構(gòu)造1.5巖石與巖體的工程性質(zhì)1.6第四紀(jì)沉積物的成因、類(lèi)型與特征1.7土與土層1.8巖石是由一種或多種礦物自然組合而成的礦物集合體。按其成因可分為：巖石概述三大類(lèi)巖石占地殼體積的比例1.巖漿巖(火成巖)—原生巖石，巖漿冷卻；2.沉積巖(水成巖)—次生巖石，外力風(fēng)化；3.變質(zhì)巖—變質(zhì)巖石，內(nèi)力變質(zhì)作用。以硅酸鹽為主要成分、富含揮發(fā)性物質(zhì)、高溫高壓。一、巖漿巖的形成與產(chǎn)狀深成巖形成深度大于3km淺成巖形成深度小于3km噴出巖噴出地面凝固而成壓力減小，熱量散失，最后冷卻凝結(jié)。巖漿沿構(gòu)造薄弱帶上升按冷凝的地質(zhì)環(huán)境，巖漿巖分為一、巖漿巖的形成與產(chǎn)狀巖漿巖的產(chǎn)狀是指巖漿巖的形態(tài)、大小及其與周?chē)鷰r體間的相互關(guān)系。二、巖漿巖的礦物成分

組成巖漿巖的礦物主要是硅酸鹽類(lèi)礦物；造巖礦物主要為石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石、輝石、橄欖石等。三、巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造2.巖漿巖的構(gòu)造3.流紋狀構(gòu)造是粘度較大的火山熔巖流的流動(dòng)構(gòu)造。指巖石中礦物的空間排列和充填方式所反映出來(lái)的外貌特征。主要取決于巖漿冷凝時(shí)的環(huán)境。1.塊狀構(gòu)造侵入巖所具有的構(gòu)造。2.氣孔狀和杏仁狀構(gòu)造噴出巖所特有的構(gòu)造。流紋狀構(gòu)造氣孔狀構(gòu)造杏仁狀構(gòu)造塊狀構(gòu)造四、巖漿巖的分類(lèi)及鑒定方法分類(lèi)依據(jù)：巖漿巖的礦物成分、產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造特征四、巖漿巖的分類(lèi)及鑒定方法主要用肉眼和借助放大鏡、小刀等簡(jiǎn)單工具，對(duì)巖石標(biāo)本的外表結(jié)晶形態(tài)、顏色、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造以及某些特殊的特征，進(jìn)行觀察辨識(shí)，并利用巖漿巖的分類(lèi)特征作為指導(dǎo)，通過(guò)對(duì)于分析和辨識(shí)，作出鑒定。1）了解來(lái)源及產(chǎn)狀2）顏色辨識(shí)，確定巖石標(biāo)本的酸性或基性類(lèi)別；（基性為深色，酸性為淺色）4）觀察識(shí)別巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，確定巖石的名稱(chēng)。3）辨識(shí)礦物成分，區(qū)分巖石類(lèi)別；一、沉積巖的特點(diǎn)碎屑物質(zhì)由先成巖石經(jīng)物理風(fēng)化作用產(chǎn)生的組成。粘土礦物化學(xué)沉積礦物有機(jī)質(zhì)及生物殘骸由一些含硅酸鹽類(lèi)礦物的巖石，經(jīng)化學(xué)風(fēng)化作用形成的次生礦物。由純化學(xué)作用或生物化學(xué)作用從溶液中沉淀結(jié)晶產(chǎn)生的沉積物。由生物殘骸或有機(jī)化學(xué)變化而成的物質(zhì)。石英、長(zhǎng)石、白云母；火山灰高嶺石、微晶高嶺石及水云母等方解石、白云石、石膏、石鹽、鐵錳氧化物或氫氧化物貝殼

沉積巖的組成物質(zhì)中，粘土礦物、方解石、白云石和有機(jī)質(zhì)等是沉積巖所特有，是區(qū)別巖漿巖的重要特征。

組成沉積巖的常見(jiàn)礦物有20多種，按成因類(lèi)型可分為：1.沉積巖的礦物成分一、沉積巖的特點(diǎn)是指沉積巖的各個(gè)組成部分的形態(tài)特點(diǎn)(如顆粒的外形、大小、表面性質(zhì)等)、填充程度、結(jié)晶程度等。碎屑結(jié)構(gòu)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)生物結(jié)構(gòu)礫狀結(jié)構(gòu)粗砂結(jié)構(gòu)中砂結(jié)構(gòu)粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)碎屑粒徑>2mm。碎屑粒徑0.25-0.5mm碎屑粒徑0.005~0.075mm由粒徑<0.005mm的粘土礦物顆粒組成，是泥巖、頁(yè)巖等粘土巖的主要結(jié)構(gòu)。由溶液中沉淀或經(jīng)重結(jié)晶所形成的結(jié)構(gòu)。由生物遺體或碎片所組成，如貝殼結(jié)構(gòu)、珊瑚結(jié)構(gòu)等。巖石中有50%以上的碎屑顆粒被膠結(jié)物所膠結(jié)，是沉積巖特有的結(jié)構(gòu)碎屑粒徑0.5-2mm。細(xì)砂結(jié)構(gòu)碎屑粒徑0.075-0.25mm2.沉積巖的結(jié)構(gòu)碎屑結(jié)構(gòu)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)晶狀結(jié)構(gòu)生物結(jié)構(gòu)硅質(zhì)膠結(jié)成分為石英及其他二氧化硅，顏色淺，強(qiáng)度高。鐵質(zhì)鈣質(zhì)泥質(zhì)膠結(jié)成分為鐵的氧化物及氫氧化物。顏色深，呈紅色，強(qiáng)度僅次于硅質(zhì)膠結(jié)。膠結(jié)成分為碳酸鈣一類(lèi)的物質(zhì)。顏色淺，強(qiáng)度低，具可溶性。膠結(jié)成分為粘土。膠結(jié)松散，強(qiáng)度低，易濕軟、風(fēng)化。石膏質(zhì)膠結(jié)成分為CaSO4。硬度小，膠結(jié)不緊密，遇水易膨脹。碎屑結(jié)構(gòu)的膠結(jié)物一、沉積巖的特點(diǎn)二、沉積巖的分類(lèi)1.按組成成分、結(jié)構(gòu)和形成條件，分為：二、沉積巖的分類(lèi)續(xù)上表碎屑巖類(lèi)粘土巖類(lèi)化學(xué)及生物化學(xué)巖類(lèi)火山碎屑巖沉積碎屑巖頁(yè)巖泥巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r礫巖及角礫巖砂巖粉砂巖二、沉積巖的分類(lèi)2.常見(jiàn)的沉積巖火山角礫巖凝灰?guī)r常見(jiàn)的沉積巖（5）頁(yè)巖是泥質(zhì)巖的一種。頁(yè)巖是分布最為廣泛的一種沉積巖，約占大陸沉積物的69%。主要由粘土礦物經(jīng)脫水固結(jié)而形成，粘土結(jié)構(gòu)，頁(yè)理構(gòu)造，富含化石。一般情況下，頁(yè)巖巖性松軟，易于風(fēng)化呈碎片狀，強(qiáng)度低，遇水易軟化而喪失其穩(wěn)定性。

（4）泥巖主要由粘土礦物經(jīng)脫水固結(jié)而形成，具粘土結(jié)構(gòu)，層理不明顯，呈塊狀構(gòu)造，固結(jié)不緊密、不牢固。強(qiáng)度較低，一般干試樣的抗壓強(qiáng)度約在5—30MPa之間。（6）石灰?guī)r主要由方解石組成，次要礦物有白云石、粘土礦物等。化學(xué)結(jié)晶結(jié)構(gòu)，生物結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。石灰?guī)r致密、性脆，一般抗壓強(qiáng)度較差。是燒制石灰和水泥的重要原材料，也是用途很廣的建筑石材。常見(jiàn)的沉積巖（7）泥灰?guī)r主要由方解石和粘土礦物(含量在25％-50％)組成，化學(xué)結(jié)晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，滴稀鹽酸劇烈起泡，留下土狀斑痕。抗壓強(qiáng)度低，遇水易軟化，可做水泥的原料。泥灰?guī)r1.3.4變質(zhì)巖地殼中的原巖受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、高溫、高壓及化學(xué)活動(dòng)性很強(qiáng)的氣體和液體影響，其礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等發(fā)生一系列的變化，這些變化稱(chēng)為變質(zhì)作用。一、變質(zhì)作用與變質(zhì)巖

溫度高溫引起巖石重結(jié)晶或使巖石中某些礦物成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。壓力靜壓力，引起礦物體積變小；定向壓力，使巖石發(fā)生柔性變形或機(jī)械破碎，或使礦物定向生長(zhǎng)。化學(xué)活潑性流體與原巖中的礦物接觸發(fā)生化學(xué)交替或分解作用，形成新的礦物。原有巖石經(jīng)變質(zhì)作用后形成的新巖石，稱(chēng)為變質(zhì)巖。1.變質(zhì)作用的影響因素

熱液變質(zhì)作用接觸變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用動(dòng)力變質(zhì)作用由于巖漿的侵入，在巖漿高溫的條件下，使接觸帶的圍巖產(chǎn)生重結(jié)晶或產(chǎn)生新的礦物。大規(guī)模地殼運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)使地下深處廣大地區(qū)巖石發(fā)生變質(zhì)。巖石因構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的變質(zhì)作用，成動(dòng)力變質(zhì)作用。常與較大的斷層帶伴生，產(chǎn)生的巖石有斷層角礫巖和糜棱巖。巖漿侵入地殼時(shí)巖漿與圍巖相互作用，揮發(fā)出氣體和分離出熱液，在高溫高壓條件下，使圍巖的化學(xué)成分改變，形成新的礦物。2.變質(zhì)作用的類(lèi)型

一、變質(zhì)作用與變質(zhì)巖1.變質(zhì)巖的礦物成分二、變質(zhì)巖的特點(diǎn)巖漿巖殘留：石英、長(zhǎng)石、角閃石、黑云母等；沉積巖殘留：方解石、白云石、粘土礦物等。原巖殘留的礦物變質(zhì)作用產(chǎn)生的新礦物絹云母、紅柱石、硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、陽(yáng)起石、蛇紋石、石墨等。 為變質(zhì)巖所特有二、主要變質(zhì)巖簡(jiǎn)介三、變質(zhì)巖分類(lèi)及主要變質(zhì)巖（1）片巖具有片狀構(gòu)造，鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)。主要由片狀或柱狀礦物(云母、綠泥石、滑石、角閃石等)呈定向排列構(gòu)成。很多片巖都具有平行的皺紋，這是因?yàn)楦鱾€(gè)方向的作用力不同引起的。

（3）板巖板塊構(gòu)造，隱晶變晶結(jié)構(gòu)。主要礦物成分為粘土礦物及絹云母、石英、綠泥石等，晶粒極細(xì)，不易肉眼辨識(shí)，片理厚。（2）片麻巖具典型的片麻狀構(gòu)造，粒狀變晶或變余結(jié)構(gòu)，晶粒粗大，肉眼可辨識(shí)。片麻巖可做建筑石材和鋪路原料。片麻巖上的條狀是由巖石中不同比例的礦物分布形成的，另外，顆粒大小也可產(chǎn)生條帶狀。

片巖

片麻巖板巖二、主要變質(zhì)巖簡(jiǎn)介（5）大理巖塊狀構(gòu)造，等粒狀變晶結(jié)構(gòu)。主要成分為方解石、白云石等碳酸鹽類(lèi)礦物，其方解石和白云石含量在50%以上。因云南大理盛產(chǎn)此巖石而得名。大理巖具有各種美麗的顏色和花紋，常見(jiàn)的顏色有淺灰、淺紅、淺黃、蘭色、褐色、黑色等，產(chǎn)生不同顏色和花紋的主要原因是大理巖中含有少量的有色礦物和雜質(zhì)。

（6）石英巖塊狀構(gòu)造，粒狀變晶結(jié)構(gòu)。主要由石英組成的變質(zhì)巖。是石英砂巖及硅質(zhì)巖經(jīng)變質(zhì)作用形成。質(zhì)地堅(jiān)硬，強(qiáng)度很高，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，是良好的建筑石料。

（4）千枚巖顯微變晶片理發(fā)育面上呈絹絲光澤的低級(jí)變質(zhì)巖。典型的礦物組合為絹云母、綠泥石和石英，可含少量長(zhǎng)石及碳質(zhì)、鐵質(zhì)等物質(zhì)。千枚巖大理巖石英巖BACK1.3.5三大類(lèi)巖石的關(guān)系一、三大類(lèi)巖的轉(zhuǎn)換關(guān)系二、三大類(lèi)巖的異同1.4地質(zhì)年代表一、地質(zhì)年代及劃分原則地球形成至今已有46億年，對(duì)整個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期，地球的發(fā)展演化及地質(zhì)事件記述需要一套相應(yīng)的時(shí)間的概念，即地質(zhì)年代。

工程地質(zhì)及土力學(xué)1.4地質(zhì)年代表

地質(zhì)年代的表示方法相對(duì)地質(zhì)年代絕對(duì)地質(zhì)年代

確定方法：一般根據(jù)放射性同位素的蛻變規(guī)律，來(lái)測(cè)定巖石和礦物的年齡。地層層序法生物層序法地層接觸關(guān)系工程地質(zhì)及土力學(xué)1.4地質(zhì)年代表二、地質(zhì)年代表地質(zhì)年代單位地層年代單位宙、代、