2014第2章岩土类型及其工程地质性质

类型
水平层理 层理
单斜层理
交错层理
波状
①层厚类型
巨厚层( >1m);厚层(0.5-1m);中厚层(0.1-0.5m);薄层(0.1
②产状类型 正常. 夹层.变薄.尖灭. 透镜体. 互层.
在现代河床、湖滨、海滩以及干旱地 (2) 层面构造 区的沙丘表面上，常形成一种由流 水、波浪、 潮汐、风力作用产生的 波浪状构造，称为波痕。 干裂 在现代河滩、湖滨、海边等泥质沉 积物上，常可见到多角形的裂纹，称 为干裂，又称泥裂。干裂常指示海滨、 河床、湖滨等浅水环境及阳光充足的 干燥气候条件。 层面构造——波痕
2.2.1矿物的形态
2.1.1.1 单体形态 （固态 结晶矿物）
一向延长型 两向延长型 三向延长型
角闪石
云母
岩盐
2.2.1.2矿物集合体形态
2.2.2矿物的物理性质
2.2.2.1.光学性质 （1）颜色和条痕
条痕是指矿物粉末的颜色
用毛瓷板（没上釉的瓷板）刻划检 验观察的颜色.
有的矿物有好几种颜色 ,但 条痕比较固定的.
教材P12
冥古宙 太古宙 元古宙
前 寒 武 纪
显 生 宙
冥古宙/Ha GSSA——4000Ma 太古宙/Ar GSSA——2500Ma 元古宙/Pt GSSP——542Ma 显生宙/Ph
显生宙 ↓ 古生代 中生代 新生代 ↓ 三叠纪 侏罗纪 白垩纪 ↓ 早、中、晚侏罗世 ↓ 阿林期 巴柔期 …
4 个 阶 段
2.3.1.6常见岩浆岩 1花岗岩
南京六合国家地质公园
六合桂子山“石柱林"是一千万年以前火山爆发时玄武岩浆喷 到地面冷却后产生的六棱形、五棱形等不同形态的“柱状节理 "，形成现在这种鬼斧造就，利剑万箭齐发射苍穹的壮观场面
2.3.2 沉积岩(sedimentary rock)
成因：地表岩石破坏 搬运 沉积
在岩浆岩体与围岩接触 带上，主要由岩浆活动所带 来的热量及活动性流体所引 起的变质作用。
代表性岩石有大理岩、石英岩等。
（2）动力变质作用
指在构造变形、变位过程中 所产生的定向压力的作用下， 使岩石发生变形、破碎以及 伴随的重结晶等作用。 主要发生在相邻的两个岩石 块体之间发生相对错动的接 触面附近。
2)变晶结构: 是原岩在固态条件下发生重新结晶 形成的结构
斑状变晶结构
3)碎裂结构:在定向压力影响下，使岩石中的矿物 颗粒发生弯曲、破裂、断开，甚至研磨成细小的碎 屑或岩粉被胶结而成的结构。
碎裂结构
糜棱结构
（2）变质岩的构造
1）片理构造 指岩石中矿物定向排列所 显示的构造，是变质岩中最常 见、 最具有特征性的构造。 片麻状、片状、千枚状 板状、条带状构造 2）块状构造 岩石中矿物颗粒无定向排列 所表现的均一构造。
内动力 地质作 用
地表地形的 总轮廓
外动力 地质作 用
剥蚀作用 搬运作用 沉积作用 固结成岩作 用 人为地 工程地质作 质作用 用
地质营力将岩石的风化产物剥落、刻蚀带走的过程。 风化、剥蚀的产物被迁移的过程。 被搬运的物质在条件适宜的地方发生沉积的过程。 松散沉积物转变为坚硬岩石的过程。 因人类工程活动改变原来的地质条件的过程。
在沙丘间低 洼地上沉积 的富黏土沉 积物形成了 21cm干裂。 裂缝被风吹 来的沙所充 填。 美国加州死 谷，据 Raymond Siever
层面构造——干裂
(3)结核构造
石灰岩中常见的燧石结核
（4）生物构造
动 物 死 亡
迅 速 掩 埋
成 分 置 换
出 露 地 表
2.3.2.5沉积岩的分类
沉积岩分类简表
2.2.2.2力学性质
解理:矿物受外力作用时，沿晶体格架一定方向裂破成平面的 性质. 裂开的平面就是解理面 分级： 1.极完全解理: 2.完全解理: 云母 方解石
3.中等解理 长石、角闪石 4.不完全解理: 橄榄石 5.无解理: 石英
方解石的三组解理
（2）断口：矿物受外力打击后，形成的各种凹凸不 平的不规则的断裂面
岩石圈
代表性岩石有板岩、千枚岩、片岩等
2.3.3.3变质岩的成分
1、变质矿物 石榴子石、 绿泥石、 蛇纹石、滑石 2、一般矿物 石英、钾长石、钠 长石、白云母、黑 云母等。
蛇纹石
2.3.3.4变质岩的结构构造
(1)结构 1)变余结构: 变质岩中残留有原岩的结构, 变质作 用不彻底
变余砾状结构
变余砂状结构
2.3.1.2物质成份
浅色矿物:石英,正长石,斜长石,白云母; 形成酸性、中性岩浆岩.
石英
深色矿物:角闪石,辉石,橄榄石,黑云母; 形成基 性、超基性岩浆岩. 主要矿物:>10% 次要矿物： 1~10%.
角闪石
2.3.1.4产状
侵入岩 喷出岩
火山锥
岩流
岩被 岩床 岩株 岩脉 岩基
2.3.1.5结构构造
2.1地壳及地质作用
2.1.1地壳
地壳是当前地质 学的主要研究对象， 构成地壳的岩土的 性质和特征是工程 地质学最基本的知 识。
2.1.2地质作用
引起地壳或岩石圈，甚至地球的物质组成、内部结构和地 表形态变化和发展的作用
类型
含义 构造运动 指地壳的机械运动，又称为地壳运动。
岩浆作用 岩浆的形成、运移、冷凝固结成岩浆岩的全过程。 地震作用 地下深处地壳快速振动的作用。 变质作用 先成岩石 发生成分、结构、构造变化的地质作用。 风化作用 地表岩石发生机械崩解或化学分解而变成松散物的过程。
即借助—些简单的工具如 小刀、放大镜、条痕板等
1黄铁矿
详 实 验 室
2.2.4 常见矿物的鉴定方法
晶形 颜色
光泽
硬度
解理 三组 完全 解理 无
盐酸 反应 起泡
定名
甲矿物 规则
白
玻璃 光泽 玻璃 光泽
3
？
？
乙矿物 规则
白
7
无
2.3 岩石成因类型及其工程地质性质
岩石:天然产出的,具有一定结构和构造的矿物集 合体。
（2）光泽
指矿物表面对可见光的反射能力.即新鲜面上的光亮程度。 根据反射能力自强而弱分为: 1.金属光泽： 方铅矿、黄铁矿 2.半金属光泽：赤铁矿 3.非金属光泽: 金刚光泽: 金刚石 玻璃光泽：长石、石英 （水晶） 油脂(脂肪)光泽：滑石或石英断口 丝绢光泽:纤维石膏 珍珠光泽:云母 土状光泽:高岭石
(4)杏仁构造: 喷出岩的气孔被后来的次生矿物所充填.
basalt Fig-构造
杏仁构造
气孔构造
2.3.1.3分类
1按形成环境和深度 (1)侵入岩 (2)喷出岩
深成岩
浅成岩
酸性岩>65% 多由浅色矿物组成
2.按SiO2含量（酸度）
中性岩: 52-65% 颜色较深
基性岩:45-52% 超基性岩:<45% 颜色深 颜色深
第2 章
岩土类型及其工程地质性质
本章知识点
【知识点】地质作用及类型，地质年代的概念、相对年代与绝对年代的确 定方法；常见矿物的性质；三大岩类的形成、结构和构造，常 见岩石的鉴别；岩石的工程地质性质及影响因素，岩石的工程 类型，风化岩的概念及工程地质性质，风化作用类型，风化带 划分；土体分类及其工程地质性质、特殊土的主要工程地质性 质。 【重点】 矿物及岩石的鉴别，岩石的工程地质性质及影响因素，风化岩的 工程性质。 【难点】常见矿物及岩石的鉴别、岩土的工程地质性质。 【导读问题】岩土从何而来？沉睡亿年仍会说话的石头是什么东东？岩土 的工程性质是先天注定的吗？岩与土为何要分家？特殊性土到 底特殊在哪？
(3) 结晶结构
由化学沉积物质的结晶颗粒组成的岩石结构
石灰岩、白云岩等化学岩的主要结构
（4）生物结构 由30%以上生物遗体或碎片所组成的岩石结构 生物碎屑结构、贝壳结构、 珊瑚结构
2.3.2.4沉积岩的构造
沉积岩的构造，是指沉积岩各个组成部分的空间分布和排列方式。
（1）层理构造
含义 指岩石各组成部分在颜色、矿物成分、碎屑颗 粒大小等方面的差异变化所形成的成层性。
塑造出各式 各样的地貌
2.1.3 地质年代
地质年代: 地球形成、发展、变化的历史年代
地质年代的确定方法
2.1.3.1绝对年代的确定 同位素的年龄
2.1.3.2相对年代的确定方法
地壳下降，接受沉积
角度不整合块状形成过 程
开始发生褶皱
隆起为山
遭受侵蚀 地形夷平
地壳再次下降，接受沉积
角度不整合 美国亚利桑那州大峡谷
贝壳状：石英 土状：高岭土、铝钒土 参差、锯齿状：黄铁矿、自然铜
贝壳状
锯齿状
参差状
土状
（3）硬度
概念:矿物抵抗外 力机械作用的强度。
通常以十种矿物为 标准，来标定矿物 相对硬度的大小， 称之为摩氏硬度
2.2.3常见矿物及其主要特征 造岩矿物
常见矿物就其化学成分而言，绝大多数为硅酸盐，其余 为氧化物、硫化物、卤化物、碳酸盐和硫酸盐等 肉眼鉴定
wk.baidu.com
黏土岩
黏
2.3.2.6常见的沉积岩 1）碎屑岩 砾岩
红色砂岩，由 于肉红色钾长 石而呈红色
2.3.3 变质岩
2.3.3.1概念 地壳中原来的岩石，由于地壳运动和岩浆活动等的影响，在 高温、高压及化学活动性很强的气体和液体作用后，在固体 状态下，导致原来岩石的矿物成分、结构和构造发生一系列 变化而形成的新岩石。
硬结成岩
2.3.2.1 形成
2.3.2.2 成分
a.碎屑物质： 原生矿物(石英、长石、 白云母)及岩石的碎屑 b.粘土矿物： 高岭石、蒙脱石、水云母 c.化学沉积矿物： 方解石、白云石、石膏、岩盐、铁和锰的氧化物或氢氧化物等。
d.有机物质或生物遗骸
如贝壳、石油等
2.3.2.3结构
(1)碎屑结构 a. 按颗粒大小: 砾状.（>2mm）砂质（2~0.05）.粉砂质 （0.05~0.005） b. 按形状分(磨圆程度) : 园状.棱角状.结核状、鲕状 c. 按紧密程度分:致密的.松散的. 半胶结的
火成岩岩与围岩接触关系
侵入接触 沉积接触 侵入与沉积接触
2.1.3.3 地质年代单位及年代地层单位
地质年代单位： 指地质时期中的时间划分单位，又称 “地质时间单位”。 年代地层单位：各个地质年代时间段落中所形成的地层 也相应划分为若干地层单位。
2.1.3.4地质年代表
地质年代表(Geological Time Scale)指按 时代早晚顺序表示地史时期的相对地质年代 和同位素年龄值的表格
如糜棱岩中保留了挤压和扭曲的痕迹
（3）区域变质作用 在大区域范围内 发生，并由温度、压 力及化学活动性很强 的流体等多种因素， 共同引起的一种变质 作用。
区域变质作用影响的范 围可达数千至数万km２ 以上，影响深度可达30 km以上，温度在200800℃之间。
高温低压带
高温高压带
低温高压带 洋壳 大陆壳
长石 石英 云母
2.3岩石
岩浆岩(magmatic rock) 按成因分为 沉积岩(sedimentary rock)
变质岩(metamorphic rock) 概念、形成、结构构造特征、典型岩石
2.3.1岩浆岩
概念：由岩浆侵入地下或喷出地表后冷却凝结而成 的岩石，又称火成岩。
2.3.1.1形成
d．按胶结物的成份：硅质、铁质、钙质 泥质、石膏质胶结
怎么胶结?(1)
碎屑岩的胶结类型
碎屑岩的胶结物：
• 硅质——强度高 • 铁质——易氧化 • 钙质——易溶解 • 泥质——易软化
胶结类型：
• 基底式胶结(a) • 孔隙式胶结(b) • 接触式胶结(c)
(a)
(b)
(c)
(2)泥质结构
50%以上由<0.005mm粘粒组成
变质作用的因素： （1）高温（岩浆、地壳深处、构造运动的热）-重结晶、 化学反应 如石灰岩—大理岩（重结晶） （2）高压（上覆岩层的压力、构造运动或岩浆活动的挤 压力）-如石榴子石 （3）新的化学成分的加入（热液和挥发性气体）-产生新 的变质矿物
2.3.3.2变质作用的类型及代表性岩石
（1）接触变质作用
结构:是指矿物的结晶程度,颗粒大小,形状及矿物间 组合方式所反应出来的特征.
按结晶程度、 晶粒大小进行分类
2.3.1.5 结构构造
构造:岩石中矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其它组 成部分之间的排列和充填方式。 (1)块状构造: 无定向排列,各部份均匀分布，花岗岩、闪 长岩; (2)流纹构造: 岩石中有不同颜色的条纹,是熔岩流动时物 质成份作定向排列所致. 如流纹岩. (3)气孔构造:熔岩冷却时尚末逸出的气体形成大小不一 的气孔.如玄武岩、安山岩
5 个 层 次
2.1.3.5 我国地史概况
太古界——华北（片岩、片麻岩） 元古界——华北及长江 流域（沉积－砂 岩灰岩白云岩等） 古生界——海相沉积－灰岩白云岩碎屑岩 中生界——我国大部分为陆地 新生界——第三系主为陆相红色碎屑岩
2.2 矿物
地壳←岩石（岩石-土）←矿物←化学元素
构成地壳物质的基本单元就是化学元素。 矿物：在各种地质作用中所形成的天然单质元素或化合物