工程地質與橋涵水文

工程地質與橋涵水文第1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第1章礦物與巖石返回總目錄第2頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一上次課復習內容緒論工程地質學的任務及在工程建設中的作用：1.地質學；2.工程地質學；3.工程地質學的任務；4.工程地質在工程建設中的作用地球概述

地球具有層圈構造，地殼是固體地球最外部的層圈。塑造地殼面貌的自然作用稱地質作用。元素、礦物、巖石是組成地殼的基本單位。1.地球的層圈構造外部圈層:大氣圈、水圈和生物圈內部圈層:地殼、地幔及地核第3頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

地球的內部圈層第4頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

喜馬拉雅山的形成第5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2.地殼物質的組成基本物質:各種化學元素,如氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂（養(yǎng)閨女貼給哪家美）基本單位：巖石和地層3.地質作用內力地質作用:(1)能量來源:地球自轉產(chǎn)生的動能和放射性元素蛻變產(chǎn)生的熱能;(2)表現(xiàn)形式:地殼運動、巖漿活動、變質作用和地震(3)作用結果:塑造山嶺與凹地，是地形變化主導因素外力地質作用:(1)能量來源:太陽輻射熱能以及重力位能、日月及天體引力(2)表現(xiàn)形式:風化、剝蝕、搬運、沉積和硬結成巖(3)作用結果:削平高山，填平凹地

第6頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第1章礦物與巖石教學目的：1.掌握礦物、造巖礦物的概念及礦物的主要物理性質；礦物的肉眼鑒定;2.掌握巖石的形成，物質組成，結構與構造。

本章重點:礦物的物理性質；巖石的礦物成分、結構和構造；肉眼鑒定礦物、巖石的方法。本章難點:

礦物的物理性質；巖石的結構和構造。

第7頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一礦物是指地殼中的化學元素在地質作用下形成的、具有一定化學成分和物理性質的單質或化合物。自然界的礦物按其成因可分為三大類型：1.原生礦物

:巖漿冷卻2.次生礦物

:外力風化3.變質礦物

:內力變質作用

第1節(jié)造巖礦物一、礦物第8頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一造巖礦物目前已發(fā)現(xiàn)的礦物在3000種以上，但構成巖石的主要成分并對巖石性質起決定性影響的礦物不過30多種，它們占巖石成分的90%。一般把這些礦物稱為造巖礦物，其中又以長石、石英、輝石、角閃石、橄欖石、黑云母、方解石、白云石最重要，它們的含量決定了巖石的名稱及主要性質。第9頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一1.晶形：單晶和集合體2.

顏色（1）自色：礦物本身所固有的顏色，如赤鐵礦多呈紅色，黃鐵礦多呈銅黃色等。（2）假色：礦物中含有雜質。如石英，一般為無色或白色，含雜質時可呈黃、紅、棕、綠等色

3.條痕：礦物粉末的顏色。如赤鐵礦，整塊的顏色可呈紅、黑、鋼灰等色，但其粉末只是櫻紅色；黃鐵礦的顏色為銅黃色，粉末為黑綠色。二、礦物的物理性質是鑒別礦物的重要依據(jù)第10頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一4.光澤：礦物表面對可見光的反射能力。依據(jù)反射的強弱可以分為金屬光澤(如金、銀、銅，輝銻礦)；半金屬光澤(如赤鐵礦，褐鐵礦)；非金屬光澤（玻璃光澤，水晶；油脂光澤，石英斷口；珍珠光澤，云母；絲絹光澤，纖維石膏及石棉；金剛光澤，閃鋅礦。5.硬度：礦物抵抗機械作用(如刻劃、壓入、研磨)的能力。德國礦物學家摩氏(F·Mobs)取自然界常見的10種礦物作為標準（表1-2）。摩氏硬度計:滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石注：為記憶這10種礦物，可用順口溜方法，即只記礦物的第一個漢字：“滑石方螢磷；長石黃剛金”。或“滑石方、螢石長、石英黃玉、剛金剛”。野外:軟鉛筆1,指甲2,小刀3-4,玻璃5,鋼刀刃6-7.第11頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一6.解理：礦物受敲擊后，常沿一定方向裂開成光滑平面，這種特性稱為解理，裂開的光滑平面稱為解理面。解理分為一組解理(如云母)、二組解理(如長石)、三組解理(如方解石)及多組解理。解理又可分為：極完全解理（云母）、完全解理(如方解石)、中等解理(正長石)、不完全解理（磷灰石）。7.斷口

:若礦物受敲擊后，裂開面無一定方向，呈各種凹凸不平的形狀，如鋸齒狀(石膏)、貝殼狀(石英)、平坦狀（石引石）、土狀（鋁土礦）、粒狀（大理石）等，則稱為斷口。8.特性:如磁性(磁鐵礦)、彈性(云母)、撓性(綠泥石)、滑感(滑石)、咸味(巖鹽)、比重大（重晶石）、嗅味（硫磺）等物理性質以及與冷稀鹽酸發(fā)生化學反應而產(chǎn)生氣泡(CO２)(如方解石、白云石)等現(xiàn)象。第12頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一常見造巖礦物：

1.石英第13頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2.長石斜長石正長石第14頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一3.角閃石角閃石第15頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一4.輝石輝石第16頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一5.滑石6.橄欖石第17頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一7.云母第18頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

第2節(jié)巖石自然界巖石的種類很多，根據(jù)成因可分為三大類，即：巖漿巖(火成巖)、沉積巖(水成巖)和變質巖。一、巖漿巖的概念及產(chǎn)狀第19頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一巖石:是在地質作用下產(chǎn)生的，由一種礦物或多種礦物以一定的規(guī)律組成的自然集合體。由于地質作用的性質和所處環(huán)境不同，不同的巖石的礦物成分、化學成分、結構和構造等內部特征也有所不同。巖漿巖沉積巖變質巖巖石第20頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一一、巖漿巖

巖漿巖,又稱火成巖，是由巖漿侵入地殼上部或噴出地表凝固而成的巖石。巖漿是熔融體，具有流動性。巖漿沿斷裂帶或地殼薄弱地帶侵入到地殼上部稱為侵入作用；巖漿噴出地表，稱為噴出作用。在地殼較深的地方(一般是距地表3km以下)由侵入作用形成的巖石稱為深成巖；在地表由噴出作用形成的巖石稱為噴出巖；在地殼淺處(通常是地表以下3km以內)形成的巖石稱為淺成巖。

第21頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一巖漿巖是怎樣形成的第22頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一（一）巖漿巖的礦物成分淺色礦物和暗色礦物兩類。淺色礦物富含硅、鋁，如正長石、斜長石、石英、白云母等；暗色礦物富含鐵、鎂，如黑云母、輝石、角閃石、橄欖石等。

（二）巖漿巖的結構和構造1.結構：指構成巖石的(單個)礦物的結晶程度、顆粒的大小和形態(tài)及彼此之間的組合方式。按顆粒大?。航^對大小，粗，中，細；相對大小，等粒，不等粒按結晶程度：全晶質、半晶質、隱晶質、非晶質2.構造：指構成巖石的礦物集合體之間或礦物集合體與巖石的其他組成部分之間的排列及充填方式，反映出巖石的外貌特征。塊狀；流紋、氣孔、杏仁(三)巖漿巖的分類（雙向）橫方向：按sio2含量（酸性65、中性65-50、基性50-45、超基性45）；縱方向：按形成環(huán)境產(chǎn)狀：深成巖（巖基、巖株），淺成巖（巖盤、巖床、巖脈與巖墻），噴出巖（火山錐、熔巖流）第23頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一(四)、常見巖漿巖（1）花崗巖，（2）流紋巖，（3）閃長巖，（4）輝長巖，（5）玄武巖，（6）橄欖巖。第24頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一花崗巖第25頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一流紋巖流紋巖第26頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一安山巖安山巖安山巖第27頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一玄武巖第28頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一黑耀巖第29頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一浮石第30頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一二、沉積巖

沉積巖是指在地表或接近于地表的巖石遭受風化剝蝕破壞的產(chǎn)物，經(jīng)搬運、沉積和固結成巖作用而形成的巖石。沉積巖在地表分布極廣，出露面積約占陸地表面積的75%。沉積巖的形成過程是一個長期而復雜的外力地質作用過程，一般可分為四個階段：1.松散破碎階段；2.搬運作用階段；

3.沉積作用階段；4.固結成巖階段。第31頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

沉積巖是怎樣形成的第32頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一(一)沉積巖的成分

1.碎屑礦物(石英、長石)2.粘土礦物（高嶺石、蒙脫石、伊利石）

3.化學沉積礦物（方解石、白云石、石膏）（二）沉積巖的結構和構造

1.結構

礫狀>2mm(1)碎屑結構：砂質2~0.05mm

粉砂質0.05mm~0.005mm膠結類型：硅質泥質鐵質鈣質(2)泥質結構(<0.005mm)(3)結晶結構(4)生物結構第33頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一沉積巖的結構特征砂粒粉粒粘粒砂?？紫赌z結物第34頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2.構造平行層理斜層理波狀層理印模粒序層理交叉層理沉積巖的層理構造第35頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一3.沉積巖的其它構造層面構造

化石結核(黃土鈣質結核、石灰?guī)r硅質結核）第36頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一(三)沉積巖分類

1.碎屑巖：2.砂巖、礫巖3.粘土巖：泥巖、頁巖4.化學巖及生物化學巖：石灰?guī)r、白云巖、生物屑灰?guī)r常見巖石礫巖第37頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一砂巖

(d=2-0.05mm)第38頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一頁巖(d<0.005mm)第39頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一石灰?guī)r第40頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一白云巖第41頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一三、變質巖

地殼中先成巖石，由于構造運動和巖漿活動等所造成的物理、化學條件的變化，使原來巖石的成分、結構、構造等發(fā)生一系列改變而形成的新巖石，稱為變質巖。這種使巖石發(fā)生質的變化的過程，稱為變質作用。

引起變質作用的因素有溫度、壓力及化學活動性流體。第42頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

根據(jù)變質作用的地質成因和變質作用因素，變質作用分為：1、接觸變質作用巖漿活動的侵入，使接觸帶的圍巖發(fā)生重結晶或產(chǎn)生新礦物。2、動力變質作用（又稱碎裂變質作用)構造運動使原巖及其組成礦物發(fā)生變形、機械破碎及輕微的重結晶。3、區(qū)域變質作用大規(guī)模地殼運動和巖漿活動使地下深處廣大地區(qū)巖石發(fā)生變質。第43頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一變質巖的礦物成分：變質礦物有：滑石、石榴子石、十字石、藍晶石、紅柱石等。除變質礦物外，變質巖的主要造巖礦物是長石、石英、云母、輝石和角閃石等。有時，綠泥石、絹云母、剛玉、蛇紋石和石墨等礦物能在變質巖中大量出現(xiàn)，這也是變質巖的一個鑒定特征。第44頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一變質巖的結構：按成因可分為變晶結構、變余結構、碎裂結構。變質巖的構造：片理構造指構成變質巖的片狀、板狀及柱狀礦物在定向壓力作用下呈相互平行排列，沿此排列方向易使巖石裂開成薄片的特性。根據(jù)片理面特征、變質程度等特點，分為：片麻狀構造、片狀構造、千枚狀構造和板狀構造。

第45頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一變質巖的形成第46頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一接觸變質侵入變質侵入變質接觸變質巖的形成第47頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一按成因分為接觸變質巖、動力變質巖和區(qū)域變質巖。區(qū)域變質巖再按構造、礦物成分定名。如具片狀構造的巖石叫片巖，若片巖中含綠泥石較多，可定名為綠泥石片巖。具有塊狀構造和變晶結構的巖石，按礦物成分命名，如石英巖。也有按地名命名的，如大理巖。變質巖分類歸納于表1-9。變質巖分類第48頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一主要的變質巖(1)片麻巖；(2)片巖；(3)千枚巖；(4)板巖；(5)石英巖；(6)大理巖。

大理巖第49頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一石英巖第50頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一巖漿巖、沉積巖和變質巖三大類巖石的肉眼鑒定，應結合巖石標本在實習課中進行。綜上所述，地殼是由各種各樣的巖石組成的，巖石是在地殼發(fā)展過程中內、外動力地質作用的必然產(chǎn)物。由于各類巖石形成條件不同，它們在產(chǎn)狀、礦物組成、結構、構造等方面也各具特點。據(jù)此，可對三大類巖石進行屬性比較和分類鑒定(表1-8)。第51頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一小結地球具有圈層構造，地殼是固體地球最外部的圈層。塑造地殼面貌的自然作用稱地質作用。元素、礦物、巖石是組成地殼的基本單位。火成巖是巖漿作用的產(chǎn)物，變質巖是變質作用的產(chǎn)物，沉積巖是沉積作用的產(chǎn)物，它們都有各不相同的礦物成分、結構構造特征和代表性巖石。外部：大氣圈、水圈和生物圈1