工程地质课件分析
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2024版《工程地质》PPT课件
0102工程地质是研究工程建设与地质环境相互作用及其影响规律的学科。
为工程建设提供地质依据，预测和防治工程地质问题，保障工程建设的顺利进行。
定义任务工程地质定义与任务研究区域地质构造、地壳稳定性及地震活动对工程的影响。
地质构造与地壳稳定性研究地下水的分布、运动规律及其对工程的影响。
水文地质条件研究岩土体的物理力学性质、分类及工程特性。
岩土体性质与分类研究滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象的成因、发育规律及防治措施。
不良地质现象工程地质研究内容为土木工程建设提供地质依据，确保工程建设的安全性和经济性。
与土木工程关系为水利工程建设提供水文地质资料，预测水库渗漏、溃坝等工程地质问题。
与水利工程关系为交通线路选线、桥隧位置选择等提供地质依据，保障交通工程建设的顺利进行。
与交通工程关系预测和评估工程建设对环境的影响，提出相应的防治措施。
与环境工程关系工程地质与相关领域关系01岩浆岩由岩浆冷凝形成，包括深成岩、浅成岩和喷出岩，具有结晶质结构和块状构造。
02沉积岩由风化产物、生物遗骸和火山物质等在地表或水下沉积形成，具有层理构造和化石。
03变质岩由已形成的岩石在高温高压下发生变质作用形成，具有片理构造和变质矿物。
残积土由岩石风化后残留在原地的碎屑物质组成，结构松散，力学性质较差。
坡积土由山坡上的碎屑物质在重力作用下堆积形成，具有分选性和层理构造。
洪积土由洪水携带的碎屑物质堆积形成，具有分选性和交错层理。
冲积土由河流携带的碎屑物质堆积形成，具有层理构造和较好的力学性质。
01020304表示岩石和土体的质量和体积之间的关系，影响工程建设的荷载计算。
密度与重度描述岩石和土体中孔隙的发育程度和连通性，影响工程建设的排水设计和地基稳定性。
孔隙性与渗透性表示岩石和土体在压力作用下体积减小的性质，影响工程建设的沉降计算和地基稳定性。
压缩性与变形性描述岩石和土体抵抗剪切和压缩破坏的能力，影响工程建设的边坡稳定性和地基承载力。
抗剪强度与抗压强度岩石与土体物理力学性质03岩层在地质作用下形成的波状弯曲现象，分为背斜和向斜两种基本形态。
2024年度《工程地质学》ppt课件
《工程地质学》ppt课 件
2024/3/23
1
目录
• 工程地质学概述 • 岩石与土的物理性质 • 地质构造与工程稳定性 • 水文地质条件与工程问题 • 不良地质现象及防治措施 • 工程地质勘察方法与技术
2024/3/23
2
01
工程地质学概述
2024/3/23
3
工程地质学定义与发展
2024/3/23
土洞是发育在可溶岩的上覆土层中， 具有空洞的穴状空间。土洞的形成是 地表水和地下水在土体中潜蚀和冲刷 的结果。
软土
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉 积的天然含水量高、孔隙比大、压缩 性高、抗剪强度低的细粒土。具有天 然含水量高、天然孔隙比大、压缩性 高、抗剪强度低、固结系数小、固结 时间长、灵敏度高、扰动性大、透水 性差、土层层状分布复杂、各层之间 物理力学性质相差较大等特点。
15
地下水类型及特征
潜水
埋藏在地表以下第一个 稳定隔水层以上的重力 水，具有自由水面，无
压水。
2024/3/23
承压水
埋藏并充满两个稳定隔 水层之间的重力水，具 有承压性质，有压水。
裂隙水
赋存于基岩裂隙中的地 下水，其运动复杂，水 量变化大，与大气降水
关系密切。
16
岩溶水
赋存于可溶性岩石的溶 蚀裂隙和溶洞中的地下 水，水量丰富，运动复
地球物理勘探技术
利用物探方法，如重力、磁法、电法、地震等，间接推断地下岩 土层的性质、结构和构造。
25
工程地质原位测试技术
载荷试验
在岩土层上施加荷载，观测其变形和破坏过程，确定岩土层的承载 力和变形模量等参数。
旁压试验
利用旁压仪对岩土层施加侧向压力，观测其变形和破坏情况，了解 岩土层的侧向承载力和变形特性。
2024/3/23
1
目录
• 工程地质学概述 • 岩石与土的物理性质 • 地质构造与工程稳定性 • 水文地质条件与工程问题 • 不良地质现象及防治措施 • 工程地质勘察方法与技术
2024/3/23
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01
工程地质学概述
2024/3/23
3
工程地质学定义与发展
2024/3/23
土洞是发育在可溶岩的上覆土层中， 具有空洞的穴状空间。土洞的形成是 地表水和地下水在土体中潜蚀和冲刷 的结果。
软土
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉 积的天然含水量高、孔隙比大、压缩 性高、抗剪强度低的细粒土。具有天 然含水量高、天然孔隙比大、压缩性 高、抗剪强度低、固结系数小、固结 时间长、灵敏度高、扰动性大、透水 性差、土层层状分布复杂、各层之间 物理力学性质相差较大等特点。
15
地下水类型及特征
潜水
埋藏在地表以下第一个 稳定隔水层以上的重力 水，具有自由水面，无
压水。
2024/3/23
承压水
埋藏并充满两个稳定隔 水层之间的重力水，具 有承压性质，有压水。
裂隙水
赋存于基岩裂隙中的地 下水，其运动复杂，水 量变化大，与大气降水
关系密切。
16
岩溶水
赋存于可溶性岩石的溶 蚀裂隙和溶洞中的地下 水，水量丰富，运动复
地球物理勘探技术
利用物探方法，如重力、磁法、电法、地震等，间接推断地下岩 土层的性质、结构和构造。
25
工程地质原位测试技术
载荷试验
在岩土层上施加荷载，观测其变形和破坏过程，确定岩土层的承载 力和变形模量等参数。
旁压试验
利用旁压仪对岩土层施加侧向压力，观测其变形和破坏情况，了解 岩土层的侧向承载力和变形特性。
工程地质图PPT课件
三、 地质图的规格
图名 图例 比例尺
图例，主要是的所表达地质条件的说明，自上 而下或从左到右，地层从新到老排列。 图例的主要内容：
地层和岩性； 地质构造、地质现象的符号。
比例尺：在勘查设计的不同阶段，需要不同精度 的地质图。不同类型和规模的工程，其地质条件 不同的复杂程度，比照例尺的要求也会有差异。
I I
黑山寨地区综合地层柱状图
褶皱构造的识别
四、常见地质现象在地形地质图上的表现
水平岩层，倾斜岩层，岩墙和直立岩 层，褶皱，断层，深成岩浆岩体，第四系 沉积物，各种地层接触关系。
水平构造与垂直构造
❖ 水平构造：岩层界线 与地形等高线平行或 者重合
❖ 垂直构造：岩层界线为 一直线，沿走向延伸， 不受地形影响
垂直岩层露头
倾斜岩层露头线“V〞字形分布规律 岩层倾向与地表坡向相同 相反相同 ❖ 岩层倾角大于地形坡角
10 20 30
40 J
K
K J
岩层倾向与地表坡向相反－相同相 反
岩层界线的曲率小于地形等高线的曲率
40 30 20 10
S
O
S O
岩层倾向与地表坡向相同 相❖ 岩同层相界同线曲率大于地形等高线曲率
地质图：用规定的符号、线条、色彩来反映一 个地区地质条件和地质历史开展的图件，称为
一、 地质图的类型
〔1〕普通地质图： 地层岩土性质、地质构造
〔2〕地貌及第四纪地质图： 地形、第四系沉积的土性和年代、各地貌成因类型
〔3〕水文地质图：
着重描述地下水的发育情况〔地下水位，各种水文 地质现象〕。
〔4〕工程地质图：
二、地质图的内容
➢ 地形地貌：上下起伏，成因； ➢ 地层岩土性质：岩石的形成年代、类型；松
工程地质学 ppt课件
指岩层倾角为0°的岩层。绝对水平的岩层很少见， 习惯上将倾角小于5°的岩层都称为水平岩层，又称水 平构造。
岩层沉积之初顶面总是保持水平的，所以水平岩层一 般出现在构造运动轻微的地区或大范围内均匀抬升、下 降的地区，一般分布在平原、高原或盆地中部。
水平岩层中新岩层总是位于老岩层之上，当岩层受切 割时，老岩层出露在河谷低洼区，新岩层出露于高岗上 。岩层顶面在上，底面在下。在同一高程的不同地点， 出露的是同一岩层 。
图中1，2，3，4表示从老到新的地层
ppt课件
30
B
地层相对年代的确定（地层层序倒转时）
A—原始褶皱时的地层p；pt课B件—遭受剥蚀后的地层。
31
二、古生物法（生物演化律）
生物演化是由简单到复杂，由低级到高级，生物 种属由少到多，而且这种演化和发展是不可逆的。
可依据岩石中的化石种属来确定岩石的新老关系 。化石结构越简单，地层时代越老，化石结构越 复杂，地层时代越新。如寒武纪的三叶虫、奥陶 纪的珠角石、志留纪的笔石、泥盆纪的石燕、二 迭纪的大羽羊齿、侏罗纪的恐龙等。
段：段为组的组成部分，由同一岩性特征构成。组 不一定都划分出段。 层：指段中具有显著特征，可区别于相邻岩层的单 层或复层。
ppt课件
52
第四节 褶皱构造
1、基本概念 2、褶曲要素 3、褶曲的分类 4、褶皱岩层的分布与判别 5、褶皱构造的类型
ppt课件
53
1、基本概念 褶皱构造：在构造运动作用下岩层在未丧失连续
ppt课件
50
ppt课件
51
我国在区域地质调查中常采用多重地层划分原则 ，即除上述地层单位外，主要使用岩石地层单位。 岩石地层单位是以岩石学特征及其相对应的地层位 置为基础的地层单位。 群：包括两个以上的组。群以重大沉积间断或不整 合界面划分。
岩层沉积之初顶面总是保持水平的，所以水平岩层一 般出现在构造运动轻微的地区或大范围内均匀抬升、下 降的地区，一般分布在平原、高原或盆地中部。
水平岩层中新岩层总是位于老岩层之上，当岩层受切 割时，老岩层出露在河谷低洼区，新岩层出露于高岗上 。岩层顶面在上，底面在下。在同一高程的不同地点， 出露的是同一岩层 。
图中1，2，3，4表示从老到新的地层
ppt课件
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B
地层相对年代的确定（地层层序倒转时）
A—原始褶皱时的地层p；pt课B件—遭受剥蚀后的地层。
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二、古生物法（生物演化律）
生物演化是由简单到复杂，由低级到高级，生物 种属由少到多，而且这种演化和发展是不可逆的。
可依据岩石中的化石种属来确定岩石的新老关系 。化石结构越简单，地层时代越老，化石结构越 复杂，地层时代越新。如寒武纪的三叶虫、奥陶 纪的珠角石、志留纪的笔石、泥盆纪的石燕、二 迭纪的大羽羊齿、侏罗纪的恐龙等。
段：段为组的组成部分，由同一岩性特征构成。组 不一定都划分出段。 层：指段中具有显著特征，可区别于相邻岩层的单 层或复层。
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第四节 褶皱构造
1、基本概念 2、褶曲要素 3、褶曲的分类 4、褶皱岩层的分布与判别 5、褶皱构造的类型
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1、基本概念 褶皱构造：在构造运动作用下岩层在未丧失连续
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ppt课件
51
我国在区域地质调查中常采用多重地层划分原则 ，即除上述地层单位外，主要使用岩石地层单位。 岩石地层单位是以岩石学特征及其相对应的地层位 置为基础的地层单位。 群：包括两个以上的组。群以重大沉积间断或不整 合界面划分。
工程地质课件(地质学及土木工程专业)
地球物理勘探
通过研究和观测各种地球物理场 的变化来探测地层岩性、地质构 造等地质条件的方法。
工程地质评价原则和方法
1 2 3
工程地质评价原则 坚持综合性、主导性、动态性和实用性原则，对 工程建筑地区做出全面、客观、准确的评价。
工程地质评价方法 采用定性和定量相结合的方法，对工程地质条件 进行综合评价。包括专家评分法、模糊数学法、 灰色系统法等。
02
收集区域地质、地形地貌、水文地质、地震等资料，分
析区域稳定性。
遥感技术在工程地质测绘与调查中的应用
03
利用遥感图像解译地质构造、地貌形态、地层岩性、不
良地质现象等。
工程地质勘探与取样技术
工程地质钻探
利用钻探机械向地下钻孔，以采 取岩芯或进行原位测试，获取地 下深处地质信息。
工程地质坑探
用人工或机械方法进行挖掘坑、 槽、井、洞，以便直接观察岩土 层的天然状态以及各地层的地质 结构，并能取出接近实际的原状 结构土样。
05
不良地质现象及防治
滑坡、崩塌、泥石流等灾害现象
滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在 重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
崩塌
崩塌是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷） 的地质现象。
工程地质分区 根据工程地质条件的差异性和相似性，将工程建 筑地区划分为不同的工程地质区，以便针对不同 区域采取不同的工程措施。
THANKS
感谢观看
与地震活动相关的构造，如地震 断裂、地震鼓包等。
地貌形态与分类
地貌形态
地球表面各种形态的总称，包括山地、 丘陵、平原、盆地、高原等。
工程地质概论ppt课件
岩石质量指标RQD分类 - 美国伊利诺斯大学提出并发展。 - 用直径75mm钻头和双层套管在岩石中钻进，连续取 芯，以此钻进所取岩芯中大于10cm的岩芯段长度之 和与该段进尺的比值作为RQD值，以百分数表示。
2019/12/21
9
工程地质概论
1.3 风化作用
风化作用
地壳表层的岩石在太阳辐射、大气、水和生 物等风化营力的作用下，发生物理和化学变 化，使岩石崩解破碎以致逐渐分解的作用， 称为风化作用（Weathering）。
第一篇 工程地质基础知识
1 工程地质概述
工程地质学
介于地质学与工程学之间的一门交叉学科， 研究土木工程中的地质问题，也就是研究在 工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合 理地处理和正确的使用自然地质条件和改造 不良地质条件等地质问题，是为了解决地质 条件与人类工程活动之间矛盾的一门实用性 很强的学科。
○ 减弱地基强度，寒冷地区易引起道路的冻胀和 翻浆。
2019/12/21
28
工程地质概论
潜水（Phreatic Water）
○ 自地表向下第一个连续稳定隔水层之上的含水 层中，具有自由水面的重力水。
成。
○ 典型
花岗岩、玄武岩。
沉积岩（Sedimentary Rock）
○ 又称水成岩（Hiydrogenic Rock）岩石经风化、 剥蚀成碎屑，经流水、风或冰川搬运至低洼处 沉积，经压密或化学作用胶结成沉积岩。
○ 典型
石灰岩、砾岩、砂岩。
2019/12/21
6
工程地质概论
2019/12/21
2019/12/21
17
工程地质概论
海积土
○ 海洋分类
滨海带、浅海区、陆坡区和深海区。
2019/12/21
9
工程地质概论
1.3 风化作用
风化作用
地壳表层的岩石在太阳辐射、大气、水和生 物等风化营力的作用下，发生物理和化学变 化，使岩石崩解破碎以致逐渐分解的作用， 称为风化作用（Weathering）。
第一篇 工程地质基础知识
1 工程地质概述
工程地质学
介于地质学与工程学之间的一门交叉学科， 研究土木工程中的地质问题，也就是研究在 工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合 理地处理和正确的使用自然地质条件和改造 不良地质条件等地质问题，是为了解决地质 条件与人类工程活动之间矛盾的一门实用性 很强的学科。
○ 减弱地基强度，寒冷地区易引起道路的冻胀和 翻浆。
2019/12/21
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工程地质概论
潜水（Phreatic Water）
○ 自地表向下第一个连续稳定隔水层之上的含水 层中，具有自由水面的重力水。
成。
○ 典型
花岗岩、玄武岩。
沉积岩（Sedimentary Rock）
○ 又称水成岩（Hiydrogenic Rock）岩石经风化、 剥蚀成碎屑，经流水、风或冰川搬运至低洼处 沉积，经压密或化学作用胶结成沉积岩。
○ 典型
石灰岩、砾岩、砂岩。
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工程地质概论
2019/12/21
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工程地质概论
海积土
○ 海洋分类
滨海带、浅海区、陆坡区和深海区。
工程地质学课件第三章岩溶工程地质研究
岩溶地区工程建设的注意事项
充分了解岩溶发育规律
加强勘察工作
在工程建设前，应充分了解岩溶发育的规 律和特征，评估其对工程的影响程度。
在工程建设前，应加强地质勘察工作，了 解岩溶发育的规模、形态、分布等特征， 为工程设计和施工提供依据。
合理选择施工方法和工艺
加强监测和预警
在施工过程中，应根据实际情况选择合理 的施工方法和工艺，避免因施工不当引发 岩溶灾害。
04
岩溶工程地质评价与防治
岩溶工程地质评价方法
1 2
岩溶发育规律分析
研究岩溶发育的规律，包括岩溶发育的时期、影 响因素、分布特征等，为工程地质评价提供基础。
岩溶工程地质勘察
通过地质勘察，了解岩溶发育的规模、形态、分 布等特征，评估岩溶对工程的影响程度。勘察资料，建立岩溶工程地质模型，预测岩 溶发育的趋势和可能对工程的影响。
地下水污染的来源
地下水污染主要来源于工业废水、农业化肥和农药、生活 污水等。这些污染物通过渗透、泄漏等方式进入地下水体， 造成水质恶化。
地下水污染的防治
为了防止地下水污染，需要采取一系列措施，包括加强污 水处理和排放管理、控制农业化肥和农药的使用、加强地 下水监测等。
岩溶地区的地震效应
岩溶地区地震效应的定义
岩溶地区地震效应是指地震对岩溶地区的影响和作用。由于岩溶地区的特殊地质结构，地 震对岩溶地区的影响更加复杂和严重。
岩溶地区地震效应的表现
地震可能导致岩溶塌陷、地下水位波动、泉水枯竭或暴涨等现象，还可能引起山体滑坡、 泥石流等次生灾害。
岩溶地区地震效应的预防
为了减轻地震对岩溶地区的危害，需要加强地震监测和预警，同时采取工程措施加强地质 结构的稳定性，提高抗震能力。
大学课程《工程地质与土力学》教学PPT课件：项目二 地质构造
• 岩层产状要素需用地质罗盘测量
• 1．测走向 • 将罗盘的长边与岩层面贴触，并使罗盘放水平（水准气泡居中），此时罗盘
长边（或边）与岩层的交线即为走向线，磁针（无论南针或北针）所指的度 数即为所求的走向。 • 2．测倾向 • 把罗盘的极指向岩层层面的倾斜方向，同时使罗盘的短边（或与东西方向平 行的边）与层面贴触，罗盘放水平，气泡居中，此时北针所指的度数即为所 求的倾向。 • 3．测倾角 • 将罗盘侧立，以其长边（即边）紧贴层面，并与走向线垂直，然后转动罗盘 背面的旋钮，使下刻度盘的活动水准气泡居中，倾角指针所指的度数即为倾 角大小。 • 4．岩层产状要素的表示方法 • 在野外记录或报告中，图2.4中岩层的走向、倾向、倾角可写成40°、、、 ∠38°。在地质图上，岩层的产状用符号“⊥35°”表示，长线表示走向， 短线表示倾向，数字表示倾角。长短线必须按实际方位画在图上。
造运动、岩浆活动、变质作用和地震等。
• 构造运动在内力地质作用中常起主导作用，它可分为水平运动和垂直运动。
褶皱构造与断裂构造形成示意图 (a)岩层的原始状态； (b)岩层弯曲产生褶皱构造；
展成断裂构造
(c)褶皱进一步发
任务二 地质年代
• 绝对地质年代主要是根据保存在岩层中的放射性元素蜕变的速度特征产物来 确定。
任务三 岩层产状
• 岩层产状三要素 • 1．走向：岩层面与水平面的交线称为走向线。 • 2．倾向 • 岩层面上与走向线垂直并沿倾斜面向下所引的直线称为倾斜线，
倾斜线在水平面上投影。
• 3．倾角 • 倾角是岩层面与水平面所夹的最大锐角（或二面角）。
岩层产状要素图 AOB走向线；OD倾向线； OD'倾斜线 在水平面上的投 影，箭头方向为倾向； 倾 角向表示岩层的倾斜方向。
(2024年)《工程地质学》全册配套完整教学课件pptx
9
岩石和土体物理力学性质
密度与重度
表示岩石和土体的质量分布特 征，影响工程荷载计算。
2024/3/26
孔隙率与孔隙比
反映岩石和土体的密实程度， 影响工程稳定性和渗透性。
含水量与饱和度
表示岩石和土体中水的含量及 状态，影响工程强度和稳定性 。
压缩性与抗剪强度
反映岩石和土体在受力作用下 的变形和破坏特性，是工程设
工程地质学定义
研究工程建设与地质环境相互作用关 系的科学。
研究对象
研究工程建设中遇到的各种地质问题 ，如地基稳定性、边坡稳定性、地下 洞室稳定性等。
4
工程地质学发展历史及现状
发展历史
工程地质学起源于19世纪末，随着 工程建设规模的扩大和地质环境问题 的日益突出，逐渐发展成为一门独立 的学科。
现状
目前，工程地质学已经成为土木工程 、水利工程、交通工程等工程建设领 域的重要基础学科，为保障工程建设 的安全和经济性发挥着重要作用。
工程地质勘探
包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等内容
2024/3/26
实验室或现场试验
获得工程地质设计和施工参数，定量评价工程地质条件和工程地质问 题的手段
长期观测
用专门的观测仪器对建筑区不良的地质因素进行长时期的重复测量的 工作
25
工程地质评价原则和方法探讨
区域稳定性评价
场地内岩土体的稳定性，区域环境稳 定性，区域地壳稳定性
生物措施
对于规模较大、危害严重的不良地质现象，可以采取 搬迁避让的措施来保障人民生命财产安全。
避让措施
通过植树造林、种草等生物措施来保持水土，改善生 态环境，减少水土流失和滑坡、泥石流等灾害的发生 。
2024/3/26
岩石和土体物理力学性质
密度与重度
表示岩石和土体的质量分布特 征，影响工程荷载计算。
2024/3/26
孔隙率与孔隙比
反映岩石和土体的密实程度， 影响工程稳定性和渗透性。
含水量与饱和度
表示岩石和土体中水的含量及 状态，影响工程强度和稳定性 。
压缩性与抗剪强度
反映岩石和土体在受力作用下 的变形和破坏特性，是工程设
工程地质学定义
研究工程建设与地质环境相互作用关 系的科学。
研究对象
研究工程建设中遇到的各种地质问题 ，如地基稳定性、边坡稳定性、地下 洞室稳定性等。
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工程地质学发展历史及现状
发展历史
工程地质学起源于19世纪末，随着 工程建设规模的扩大和地质环境问题 的日益突出，逐渐发展成为一门独立 的学科。
现状
目前，工程地质学已经成为土木工程 、水利工程、交通工程等工程建设领 域的重要基础学科，为保障工程建设 的安全和经济性发挥着重要作用。
工程地质勘探
包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等内容
2024/3/26
实验室或现场试验
获得工程地质设计和施工参数，定量评价工程地质条件和工程地质问 题的手段
长期观测
用专门的观测仪器对建筑区不良的地质因素进行长时期的重复测量的 工作
25
工程地质评价原则和方法探讨
区域稳定性评价
场地内岩土体的稳定性，区域环境稳 定性，区域地壳稳定性
生物措施
对于规模较大、危害严重的不良地质现象，可以采取 搬迁避让的措施来保障人民生命财产安全。
避让措施
通过植树造林、种草等生物措施来保持水土，改善生 态环境，减少水土流失和滑坡、泥石流等灾害的发生 。
2024/3/26
工程地质ppt课件
工程动力地质学实质上是结合工程建筑的特点来研究自 然地质作用和工程地质作用，并由此产生的工程地质问题。
从上述工程地质学的研究内容来看，工程地质学是属于 应用地质科学的范畴，与许多学科有密切的联系，其中与岩 石力学、土力学和水文地质学的关系特别密切。工程地质学 的基础理论课有动力地质学、矿物学、岩石学、构造地质学、 地史及古生物学、地貌学及第四纪地质学等，并与应用地球 物理、遥感测量学、基础工程学等工程技术学科有密切联系。 因此，可认为工程地质学是一门介于地质学与土木建筑、水 利工程学之间的一门边缘科学。
返回
工程地质问题的定义
人类工程活动和自然地质作用会改变地质环 境，影响工程地质条件的变化。当工程地质 条件不能满足工程建筑上稳定、安全的要求 时，亦即工程地质条件与工程建筑之间存在 矛盾时，就称为存在工程地质问题。
工程地质问题与工程建筑的类型和规模有着 密切的关系。各类工程建筑，由于其结构类 型和工作方式不同，存在着各种各样的工程 地质问题。
传统的自然历史分析法（地质学方法）、室内和现场试 验、原位测试方法和经验判断法。
研
有限元法、边界元法及离散元法等数值方法
究 概率论和数理统计、模糊数学、灰色系统理论、分形几 方 何等
法 系统科学的思维方法，包括系统论、控制论和信息论及 其派生的新理论
地理信息系统（GIS）、遥感信息系统（RS）、计算机 网络系统
工程地质条件因地而异，千变万化
平原地区与山区的工程地质条件就差异很大。
在平原地区，一般土层较厚，且简单和均匀。 建筑物一般均匀沉降，当建筑物发生较大的沉 降量时，只要建筑物荷重不超过地基土层的承 载能力，地基仍是稳定的，不会导致建筑物的 灾难性破坏。但若建筑物的荷重大大超出土层 的承载能力，则地基将会破坏，土体从基础下 挤出，建筑物的安全就受到威胁。
从上述工程地质学的研究内容来看，工程地质学是属于 应用地质科学的范畴，与许多学科有密切的联系，其中与岩 石力学、土力学和水文地质学的关系特别密切。工程地质学 的基础理论课有动力地质学、矿物学、岩石学、构造地质学、 地史及古生物学、地貌学及第四纪地质学等，并与应用地球 物理、遥感测量学、基础工程学等工程技术学科有密切联系。 因此，可认为工程地质学是一门介于地质学与土木建筑、水 利工程学之间的一门边缘科学。
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工程地质问题的定义
人类工程活动和自然地质作用会改变地质环 境，影响工程地质条件的变化。当工程地质 条件不能满足工程建筑上稳定、安全的要求 时，亦即工程地质条件与工程建筑之间存在 矛盾时，就称为存在工程地质问题。
工程地质问题与工程建筑的类型和规模有着 密切的关系。各类工程建筑，由于其结构类 型和工作方式不同，存在着各种各样的工程 地质问题。
传统的自然历史分析法（地质学方法）、室内和现场试 验、原位测试方法和经验判断法。
研
有限元法、边界元法及离散元法等数值方法
究 概率论和数理统计、模糊数学、灰色系统理论、分形几 方 何等
法 系统科学的思维方法，包括系统论、控制论和信息论及 其派生的新理论
地理信息系统（GIS）、遥感信息系统（RS）、计算机 网络系统
工程地质条件因地而异，千变万化
平原地区与山区的工程地质条件就差异很大。
在平原地区，一般土层较厚，且简单和均匀。 建筑物一般均匀沉降，当建筑物发生较大的沉 降量时，只要建筑物荷重不超过地基土层的承 载能力，地基仍是稳定的，不会导致建筑物的 灾难性破坏。但若建筑物的荷重大大超出土层 的承载能力，则地基将会破坏，土体从基础下 挤出，建筑物的安全就受到威胁。
工程地质 地质图 PPT课件
地形地貌 总体西北高（最高550米在图区的西北角），东南低（最 低100米在图区的东南角），有2条NNW走向的山沟在图区 的东西两半。
地层岩性
古生代地层泥盆系D为石灰岩、页岩和石英砂岩，石炭系C 为页岩和石灰岩。古生代地层分布在图区东南部地势较低 处。条带状分布，总体走向NEE方向，中间有两处被断层 切断，成为3部分，每一部分都明显表现出地层的对称重 复，从而判断为褶皱。东部古生代地层中有一个花岗岩体 侵入。
沉积接触 -- 冷接触
5
3
4
3
1
2
1
地层接触关系
5．地质图的阅读分析
方法和步骤： 图名、 比例尺和图例， 地形地貌， 地层的分布及产状， 地质构造分析。
黑山寨地区地质图的阅读分析
比例尺 图上1cm=实际100m。这个11cm×8.5cm印刷图幅的地质图 相当于实际1100m×850m。
图例 主要看地层图例。最古老地层为下泥盆系D1，最年轻地层 为第三系R。中间地层存在不连续，缺失二叠系P和侏罗系 J。这两个时段可能存在地层不整合。
4．常见地质现象在地形地质图上的表现
水平岩层，倾斜岩层，岩墙和直立岩层，褶皱，断层， 深成岩浆岩体，第四系沉积物，各种地层接触关系。
1）水平岩层
地层分界线与地形等高线平 行或者重合。
2）倾斜岩层 地层分界线的形态随地形等高线有规律地变化。
2）倾斜岩层 地层分界线的形态随地形等高线有规律地变化 。
2）倾斜岩层 地层分界线的形态随地形等高线有规律地变化
3） 褶皱 不同时代的地层对称地重复分布： 向斜，中间地层新，两侧地层老； 背斜，中间地层老，两侧地层新。
5 43 2 1 2 3 4
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地层岩性
古生代地层泥盆系D为石灰岩、页岩和石英砂岩，石炭系C 为页岩和石灰岩。古生代地层分布在图区东南部地势较低 处。条带状分布，总体走向NEE方向，中间有两处被断层 切断，成为3部分，每一部分都明显表现出地层的对称重 复，从而判断为褶皱。东部古生代地层中有一个花岗岩体 侵入。
沉积接触 -- 冷接触
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地层接触关系
5．地质图的阅读分析
方法和步骤： 图名、 比例尺和图例， 地形地貌， 地层的分布及产状， 地质构造分析。
黑山寨地区地质图的阅读分析
比例尺 图上1cm=实际100m。这个11cm×8.5cm印刷图幅的地质图 相当于实际1100m×850m。
图例 主要看地层图例。最古老地层为下泥盆系D1，最年轻地层 为第三系R。中间地层存在不连续，缺失二叠系P和侏罗系 J。这两个时段可能存在地层不整合。
4．常见地质现象在地形地质图上的表现
水平岩层，倾斜岩层，岩墙和直立岩层，褶皱，断层， 深成岩浆岩体，第四系沉积物，各种地层接触关系。
1）水平岩层
地层分界线与地形等高线平 行或者重合。
2）倾斜岩层 地层分界线的形态随地形等高线有规律地变化。
2）倾斜岩层 地层分界线的形态随地形等高线有规律地变化 。
2）倾斜岩层 地层分界线的形态随地形等高线有规律地变化
3） 褶皱 不同时代的地层对称地重复分布： 向斜，中间地层新，两侧地层老； 背斜，中间地层老，两侧地层新。
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工程地质学课件PPT
2、力学强度降低，压缩性变大。
12
风化壳垂直剖面
岩石风化后的产物在地 表形成的个不连续的岩土层 称为风化壳(crust of weathering).
土壤 残积层
半风化 岩石
基岩
13
岩石风化程度划分：
岩土工程勘察规范（GB 50021—2001） 和《 建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）的 划分方案：全、强、中、微、未风化带.
时间增长强度能部分恢复的性能。
51
52
膨胀土(expansive soil)：
是种富含亲水性黏土矿 物,且随含水量的增减体积 发生显著胀缩变形的硬塑性 黏土.
分布：
全国。云南、广西、贵州、 湖北最具代表性。一般位于 山前丘陵地区或河谷高阶地 上。
图 3-27 因外墙基土收缩、基础 向外扭转,墙体呈水平裂缝
洪积层外围的细碎屑沉积地段， 在沉积过程中受到周期性的干燥， 粘土颗粒凝聚并析出可溶岩时， 则洪积层结构较牢固承载力比较 高。上述两地段之间过度地带， 由于经常有地下水溢出，土质弱， 承载力低，作为建筑物地基时应 慎重对待。
山前洪积扇剖面图
4
26
河流侵蚀作用方式：以机械磨蚀为主, 化学蚀为辅.
河流侵蚀作用方向： 下蚀
4
第节 风化作用及残积土
风化作用(weathering)：在地表条件下,自然界的岩
石受大气、水、生物等因素影响，在原地发生机械崩解 或化学分解，形成松散堆积物的过程.
风化类型：
物理风化 化学风化 生物风化
5
物理风化 (physical weathering)
• 温差风化
球状风化图解
6
摄于三峡工程工区
46
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风化壳垂直剖面
岩石风化后的产物在地 表形成的个不连续的岩土层 称为风化壳(crust of weathering).
土壤 残积层
半风化 岩石
基岩
13
岩石风化程度划分：
岩土工程勘察规范（GB 50021—2001） 和《 建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）的 划分方案：全、强、中、微、未风化带.
时间增长强度能部分恢复的性能。
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膨胀土(expansive soil)：
是种富含亲水性黏土矿 物,且随含水量的增减体积 发生显著胀缩变形的硬塑性 黏土.
分布：
全国。云南、广西、贵州、 湖北最具代表性。一般位于 山前丘陵地区或河谷高阶地 上。
图 3-27 因外墙基土收缩、基础 向外扭转,墙体呈水平裂缝
洪积层外围的细碎屑沉积地段， 在沉积过程中受到周期性的干燥， 粘土颗粒凝聚并析出可溶岩时， 则洪积层结构较牢固承载力比较 高。上述两地段之间过度地带， 由于经常有地下水溢出，土质弱， 承载力低，作为建筑物地基时应 慎重对待。
山前洪积扇剖面图
4
26
河流侵蚀作用方式：以机械磨蚀为主, 化学蚀为辅.
河流侵蚀作用方向： 下蚀
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第节 风化作用及残积土
风化作用(weathering)：在地表条件下,自然界的岩
石受大气、水、生物等因素影响，在原地发生机械崩解 或化学分解，形成松散堆积物的过程.
风化类型：
物理风化 化学风化 生物风化
5
物理风化 (physical weathering)
• 温差风化
球状风化图解
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摄于三峡工程工区
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工程地质学
盖玉龙
青岛农业大学大学 建筑工程学院
绪论
• 一、工程地质学的研究对象
• 工程地质学主要是用来研究各种建筑区 域的工程地质条件，解决工程地质问题， 以及人类的工程活动对地质环境的影响。
• 工程地质学是介于地质学与工程学之间 的一门独立的边缘交叉学科。是地质学的 一个分支。
• 工程地质学包括工程岩土学、工程地质 分析、工程地质勘察三个基本部分。
起的。
• （1）自色：是矿物本身固有的颜色。 • （2）他色：是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿
物的本身性质无关。
• （3）假色：由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜 对光的折射、散色所引起的。（条痕）
• 2.光泽：是矿物表面对可见光的反射能力。 • （1）金属光泽： • （2）半金属光泽： • （3）非金属光泽： • 3.透明度
图1-3 石英的贝壳状断口
• 3.断口
• 矿物在外力打击下，沿任意方向发生的不 规则裂口称为断口。
• 除具有以上性质外，有些矿物还具有一些 特性，如方铅矿具有脆性；自然银具有延展 性；云母具有弹性，磁铁矿具有磁性等。
•
黑钨和毒砂共生
黑钨和水晶共生
重晶石梯华和水晶共生
水晶重叠石毒砂黄铁矿共生
• 工程活动也会以各种方式影响地质环境。如房屋 引起地基土的压密沉降，桥梁使局部河段冲刷淤积 发生变化等。在城市过量抽取地下水，可能导致大 规模的地面沉降。
• 三、工程地质学的研究方法
• 1.地质法：
• 2.试验方法：
• 3.计算方法：
第一章 造岩矿物与岩石
地壳由各种各样坚硬的岩石组成，矿物是构成各种 岩石的最基本物质。矿物的成分、性质及其在各种因 素作用下所发生的变化，都会对岩石的强度和稳定性 产生影响。要分析了解岩石在各种自然条件下的变 化，进而对岩石的工程性质作出评价，就必须首先从 矿物开始。
•
图1-5 岩浆岩按结晶程度划分的三种结构
• 1—全晶质结构；2—半晶质结构；3—非晶质结构
• 岩石中的同一种主要矿物，其结晶颗粒如大小悬殊， 则称为似斑状结构。
• （2）半晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗粒和部 分细晶的玻璃质组成（如图1-5所示）。
• （3）非晶质结构 ：
• 二、工程活动与地质环境
• 人类的工程活动都是在一定的地质环境中进行的。 • 工程活动的地质环境，亦称为工程地质条件，是
指各项地质因素的综合。 • ①土和岩石的工程性质： • ②地质构造： • ③地形地貌： • ④水文地质条件： • ⑤不良的地质现象：
• ⑥天然建筑材料：
• 地质环境对工程活动的制约是多方面的。如在 开挖高边坡时，忽视地质条件，可能引起大规模的 崩塌或滑坡，在岩溶地区修建水库，如不查明岩溶 情况并采取适当措施，轻则蓄水大量漏失，重则完 全不能蓄水，使建筑物不能正常使用。
•
•
•
图1-1 常见矿物的晶体形态
• a）正长石；b）斜长石；c）石英；d）角闪石；e）辉石；f）橄榄石；g）方解
石；h）白云母；i）石膏；j）绿泥石；k）云母；l）黄铁矿；m）石榴子石
•
金刚石
•
石墨
3、集合体外形
• 钟乳状
• 钟乳状
• 晶簇桩
• （二）矿物的光学性质 • 1.颜色 • 矿物的颜色是指矿物对可见光波的吸收作用所引
• （1）酸性岩类： • （2）中性岩类： • （3）基性岩类： • （4）超基性岩类： • （二）岩浆岩的结构与构造 • 1.结构
• 岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶 粒大小、形状及其相互结合的情况。
• （1）全晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗粒组 成（如图1-5所示）。
• 粗粒结构(>5mm) • 中粒结构(5-2mm) • 细粒结构(2-0.2mm) • 微粒结构(<0.2mm)
猫眼石
祖母绿宝石（绿柱石）
毒砂和水晶
毒砂
镜铁矿和水晶
电气石 柱状单晶
黑钨和白水晶包黑色皮
金刚石
黄金矿块
黄铁矿和水晶
闪锌矿
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
黄铁矿
方铅矿
自然金
自然铂
自然硫
自然砷
自然铜
•
第二节 岩石
• 岩石是地壳发展过程中，由一种或多种矿物组成的， 具有一定规律的集合体。 （见下页图）有单矿岩和 复矿岩。
• 第一节 造岩矿物
• 矿物是组成岩石的基本单位，也是组成地壳的基本 • 物质，它是在各种地质作用下形成的具有一定的化
学成分和物理性质的单质和化合物。
• 一、矿物的一般知识
• （1）原生矿物： （2）次生矿物： （3）变质矿物：
• 二、矿物的物理性质
• （一）矿物的形状 • 1、有规则的外形和 无规则的外形 • 2、单个晶体的外形
• 透明度是指矿物透过可见光波的能力， • （1）透明的： • （2）半透明的： • （3）不透明的： • （三）矿物的力学性质 • 1.硬度 • 硬度是指矿物抵抗刻划、研磨的能力。 • 2.解理 • 解理是指矿物受打击后常沿一定方向裂开，并形成光
华平面的性质。
•
•
• 图1-2 方解石的三组解理
• 按其成因可将地壳的岩石分为三大类：岩浆岩、沉 积岩和变质岩。
• 一、岩浆岩（火成岩）
• 岩浆岩是由岩浆冷凝形成的岩石 。 （见下页图）
• 依冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，将岩浆岩分三 大类：
• （1）深成岩： • （2）浅成岩：
• （3）喷出岩：
• 岩浆岩的产状可以反映岩体空间位置与围岩 的相互关系及其形态特征。岩浆岩产状大致 有下列几种（如图1-4所示）。
•
• •
•
•
图1-4 岩浆岩的产状
• （1）岩基： • （2）岩株： • （3）岩盘： • （4）岩床： • （5）岩脉： • （一）岩浆岩的矿物成分及化学成分
• 组成岩浆岩的矿物根据颜色可分为浅色矿物和深色矿 物两类
• 岩浆岩的矿物成分是岩浆化学成分的反映。岩浆的化 学成分相当复杂，但含量高，对岩石的矿物成分影响 最大的是SiO2，根据SiO2的含量，岩浆岩可分下面 几类：
紫色萤石和水晶共生
水晶黑钨黄铁矿和萤石共生
紫色萤石和毒砂共生
水晶和紫色萤石共生
绿萤石方解石和黄铁矿共生
水晶与黑钨共生
镜铁矿和水晶
绿色萤石和方解石
苦瓜皮状萤石伴有方铅矿
白色绒毛状石英晶体上生成葡萄状紫色 萤石
镜铁矿和水晶
镜铁矿和水晶
辰砂
水晶和闪锌矿
八面体绿萤石表面呈细水重晶状
盖玉龙
青岛农业大学大学 建筑工程学院
绪论
• 一、工程地质学的研究对象
• 工程地质学主要是用来研究各种建筑区 域的工程地质条件，解决工程地质问题， 以及人类的工程活动对地质环境的影响。
• 工程地质学是介于地质学与工程学之间 的一门独立的边缘交叉学科。是地质学的 一个分支。
• 工程地质学包括工程岩土学、工程地质 分析、工程地质勘察三个基本部分。
起的。
• （1）自色：是矿物本身固有的颜色。 • （2）他色：是矿物混入了某些杂质所引起的，与矿
物的本身性质无关。
• （3）假色：由于矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜 对光的折射、散色所引起的。（条痕）
• 2.光泽：是矿物表面对可见光的反射能力。 • （1）金属光泽： • （2）半金属光泽： • （3）非金属光泽： • 3.透明度
图1-3 石英的贝壳状断口
• 3.断口
• 矿物在外力打击下，沿任意方向发生的不 规则裂口称为断口。
• 除具有以上性质外，有些矿物还具有一些 特性，如方铅矿具有脆性；自然银具有延展 性；云母具有弹性，磁铁矿具有磁性等。
•
黑钨和毒砂共生
黑钨和水晶共生
重晶石梯华和水晶共生
水晶重叠石毒砂黄铁矿共生
• 工程活动也会以各种方式影响地质环境。如房屋 引起地基土的压密沉降，桥梁使局部河段冲刷淤积 发生变化等。在城市过量抽取地下水，可能导致大 规模的地面沉降。
• 三、工程地质学的研究方法
• 1.地质法：
• 2.试验方法：
• 3.计算方法：
第一章 造岩矿物与岩石
地壳由各种各样坚硬的岩石组成，矿物是构成各种 岩石的最基本物质。矿物的成分、性质及其在各种因 素作用下所发生的变化，都会对岩石的强度和稳定性 产生影响。要分析了解岩石在各种自然条件下的变 化，进而对岩石的工程性质作出评价，就必须首先从 矿物开始。
•
图1-5 岩浆岩按结晶程度划分的三种结构
• 1—全晶质结构；2—半晶质结构；3—非晶质结构
• 岩石中的同一种主要矿物，其结晶颗粒如大小悬殊， 则称为似斑状结构。
• （2）半晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗粒和部 分细晶的玻璃质组成（如图1-5所示）。
• （3）非晶质结构 ：
• 二、工程活动与地质环境
• 人类的工程活动都是在一定的地质环境中进行的。 • 工程活动的地质环境，亦称为工程地质条件，是
指各项地质因素的综合。 • ①土和岩石的工程性质： • ②地质构造： • ③地形地貌： • ④水文地质条件： • ⑤不良的地质现象：
• ⑥天然建筑材料：
• 地质环境对工程活动的制约是多方面的。如在 开挖高边坡时，忽视地质条件，可能引起大规模的 崩塌或滑坡，在岩溶地区修建水库，如不查明岩溶 情况并采取适当措施，轻则蓄水大量漏失，重则完 全不能蓄水，使建筑物不能正常使用。
•
•
•
图1-1 常见矿物的晶体形态
• a）正长石；b）斜长石；c）石英；d）角闪石；e）辉石；f）橄榄石；g）方解
石；h）白云母；i）石膏；j）绿泥石；k）云母；l）黄铁矿；m）石榴子石
•
金刚石
•
石墨
3、集合体外形
• 钟乳状
• 钟乳状
• 晶簇桩
• （二）矿物的光学性质 • 1.颜色 • 矿物的颜色是指矿物对可见光波的吸收作用所引
• （1）酸性岩类： • （2）中性岩类： • （3）基性岩类： • （4）超基性岩类： • （二）岩浆岩的结构与构造 • 1.结构
• 岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶 粒大小、形状及其相互结合的情况。
• （1）全晶质结构：岩石全部由结晶的矿物颗粒组 成（如图1-5所示）。
• 粗粒结构(>5mm) • 中粒结构(5-2mm) • 细粒结构(2-0.2mm) • 微粒结构(<0.2mm)
猫眼石
祖母绿宝石（绿柱石）
毒砂和水晶
毒砂
镜铁矿和水晶
电气石 柱状单晶
黑钨和白水晶包黑色皮
金刚石
黄金矿块
黄铁矿和水晶
闪锌矿
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
黄铁矿
方铅矿
自然金
自然铂
自然硫
自然砷
自然铜
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第二节 岩石
• 岩石是地壳发展过程中，由一种或多种矿物组成的， 具有一定规律的集合体。 （见下页图）有单矿岩和 复矿岩。
• 第一节 造岩矿物
• 矿物是组成岩石的基本单位，也是组成地壳的基本 • 物质，它是在各种地质作用下形成的具有一定的化
学成分和物理性质的单质和化合物。
• 一、矿物的一般知识
• （1）原生矿物： （2）次生矿物： （3）变质矿物：
• 二、矿物的物理性质
• （一）矿物的形状 • 1、有规则的外形和 无规则的外形 • 2、单个晶体的外形
• 透明度是指矿物透过可见光波的能力， • （1）透明的： • （2）半透明的： • （3）不透明的： • （三）矿物的力学性质 • 1.硬度 • 硬度是指矿物抵抗刻划、研磨的能力。 • 2.解理 • 解理是指矿物受打击后常沿一定方向裂开，并形成光
华平面的性质。
•
•
• 图1-2 方解石的三组解理
• 按其成因可将地壳的岩石分为三大类：岩浆岩、沉 积岩和变质岩。
• 一、岩浆岩（火成岩）
• 岩浆岩是由岩浆冷凝形成的岩石 。 （见下页图）
• 依冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，将岩浆岩分三 大类：
• （1）深成岩： • （2）浅成岩：
• （3）喷出岩：
• 岩浆岩的产状可以反映岩体空间位置与围岩 的相互关系及其形态特征。岩浆岩产状大致 有下列几种（如图1-4所示）。
•
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图1-4 岩浆岩的产状
• （1）岩基： • （2）岩株： • （3）岩盘： • （4）岩床： • （5）岩脉： • （一）岩浆岩的矿物成分及化学成分
• 组成岩浆岩的矿物根据颜色可分为浅色矿物和深色矿 物两类
• 岩浆岩的矿物成分是岩浆化学成分的反映。岩浆的化 学成分相当复杂，但含量高，对岩石的矿物成分影响 最大的是SiO2，根据SiO2的含量，岩浆岩可分下面 几类：
紫色萤石和水晶共生
水晶黑钨黄铁矿和萤石共生
紫色萤石和毒砂共生
水晶和紫色萤石共生
绿萤石方解石和黄铁矿共生
水晶与黑钨共生
镜铁矿和水晶
绿色萤石和方解石
苦瓜皮状萤石伴有方铅矿
白色绒毛状石英晶体上生成葡萄状紫色 萤石
镜铁矿和水晶
镜铁矿和水晶
辰砂
水晶和闪锌矿
八面体绿萤石表面呈细水重晶状