第四纪沉积物和其工程地质基本特征
第四纪沉积物
根据搬运和沉积的情况不同，可分为以下几种类型： 残积层、坡积层、洪积层、冲积层、海相沉积层、湖沼沉积层。
不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律和 工程地质特性。
（三） 洪积层
定义：
由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流，具 有很大的剥蚀、搬运能力。它冲刷地表，挟带着大量碎屑物 质堆积于山谷冲口或山前倾斜平原而形成洪积层。
特点:
离山渐远，颗粒变细，分布范 围逐渐扩大。其地貌特征是靠山近 处窄而陡，离山远处宽而缓，形如 锥体，故称为洪积锥（扇）。由相 邻沟谷口的洪积扇组成洪积扇群。
平原河谷横断面
粉细砂 砾卵石
地基基础
坡积、洪积物剥蚀后搬运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积 物。
特点： 呈现明显的层理构造。由于搬运作用显著，碎屑物质由带
棱角颗粒经滚磨、碰撞逐渐形成亚圆或圆形颗粒，其搬运距离 越长，则沉积物质越细。典型的冲积物是形成于河谷内的沉积 物，可分为平原河谷冲积层和山区河谷冲积层等。
黄土 粉质黏土
中粗砂
粉土 淤泥
5.砾石层 6.石灰岩层
靠近山地或离山较远地段的洪积物的承载力高，而过度地 带由于地下水溢出地表造成沼泽地带，土质软、承载力低。
残积层：应注意不均匀沉降和土坡稳定性问题。 坡积层：应注意不均匀沉降和地基稳定性问题。 洪积层：应注意土层的尖灭和透镜体引起的不均匀沉降。
（四） 冲积层
定义： 冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的
（二）坡积物
定义：
雨雪水流的地质作用将高处岩石 风化产物缓慢地冲刷剥蚀、顺着斜坡 向下移动、沉积在较平缓的山坡上而 形成的沉积物。
第四纪地质与地貌
中型地貌：河谷及河谷之间的分水岭、山间盆地等。由
内力地质作用和外力地质作用共同作用。
小型地貌：残丘、谷坡、沙丘、小的侵蚀沟。由外力地
质20作20/4/用12 造成。
13
三、第四纪地貌
（2）地貌的形态分类
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三、第四纪地貌
（3）地貌的成因分类
内力地貌：构造地貌 火山地貌 外力地貌：风化地貌、重力地貌、水成地貌、冰川地 貌、冻土地貌、风成地貌、岩溶地貌和黄土地貌等。
作为建筑地基时，要注意尖灭 和透镜体引起的不均匀沉降及 泉水出露形成的沼泽
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4.冲积物
河流沉积物称为冲积物。根据形成条件和环境分为：河床冲 积物、河漫滩冲积物、牛轭湖冲积物和河口三角洲冲积物。
1.碎屑物质磨圆度和分选性都较好
2.具有清楚的层理构造，
3.具有良好的韵律性，表现在剖面上两种或两种以上沉积物 交替、重复出现
可作为良好的建筑场地
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8.风积物
干旱地区，地面无植被保护，岩石风化碎屑物被风吹扬，在风 力减弱时发生沉积形成风积物。最常见的是风成砂及风成黄土 。 1.风成砂，分选性好，磨圆度高，具有层理和大型交错层理 2.风成黄土具有垂直节理，均匀互层理，孔隙大，具有湿陷性
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作为建筑地基时，要注意不均 匀沉降和土坡稳定性问题
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3
2.坡积物
雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运，或由于本 身的重力作用，堆积在平缓的斜坡或坡角处，成为坡积物。
1.坡积物的成分与高处的岩石性质往往有关 2.坡积物一般不具层理，有时局部可有层理 3.碎屑物因搬运距离可以具有磨圆性和分选性 4.坡积物厚度因坡形变化较大
第3章第四纪沉积物
• 洪积土的工程特性： • 1）靠近坡脚段为较粗的碎屑土，土质均匀，地势 高、地下水位低，地基承载力高； • 2）离山区远的地带由粉土、黏土颗粒组成，受周 期性干燥及可溶盐的胶结作用，承载力高； • 3）中间段由于受前沿细颗粒的影响，常有地下水 溢出，或形成沼泽，承载力较低。 • 另外：洪积扇富水，可做水源地。
坡积物的特点： 1)分为岩屑、矿屑、沙砾或矿质黏土。 2)碎屑颗粒大小混杂，棱角分明、分选性差，层理不明显。 坡积物质随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选现象。其成份与坡上的残积土 基本一致。与下卧基岩没有直接关系，这是它与残积物明显的区别。 由于坡积物形成于山坡，常常发生沿下卧基岩倾斜面滑动，还由于组成物质 粗细颗粒混杂，土质不均匀，且其厚度变化很大(上部有时不足一米，下部可 达几十米)，尤其是新近堆积的坡积物，土质疏松，压缩性较高。 坡积土上建设应注意的问题： ①注意下卧基岩表面的坡度及形态，分析坡积物稳定性。 ②坡积土含较多细颗粒，吸水性强，注意雨季的稳定性。 ③坡积物粗细混杂，土质不均匀，厚度不均匀，注意差异沉降。
1、残积物
岩石－（物理、化学）风化－ 残留在原地
残积物－残积土－残积层
壳风 化
土壤层 残积物 化岩石 新鲜岩石
残积物成分与 母岩有关 残积物厚度与 地形有关
强风化
半风 中风化
弱风化
• 2、坡积层 • 坡积物是残积物经水流搬运，顺坡移动堆积而成的土。即 是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥 蚀，顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形 成的沉积物。其成份与坡上的残积土基本一致。由于地形 的不同，其厚度变化大，新近堆积的坡积土，土质疏松， 压缩性较高。它一般分布在坡腰上或坡脚下，其上部与残 积物相接。坡积物底部的倾斜度决定于基岩的倾斜程度， 而表面倾斜度则与生成的时间有关，时间越长，搬运、沉 积在山坡下部的物质就越厚，表面倾斜度就越小。 • 片流（坡流、面流）——在降雨或融雪时，地表水一部分 渗入地下，其余的沿坡面向下运动。这种暂时性的无固定 流槽的地面薄层状、网状细流称为片流。片流搬运的物体 在坡麓堆积下来，形成坡积土。
工程地质第4章 第四纪地质与地貌
第四纪地质与地貌
概述 第四纪地貌的分级与分类 山岭地貌 风化地貌 水成地貌
4.1 概述
一、地形与地貌 地形 ：专指地表既有形态的某些外部特征，如 高低起伏、坡度大小和空间分布等，用地形等 高线表达。 地貌 ：不仅包括地表形态的全部外部特征，还 要分析和研究这些形态的成因和发展 ，用地 貌图表达。
4.1 概述
三、地貌的成因分类 1.内力地貌：构造地貌、火山地貌 2.外力地貌：风化地貌、重力地貌、水成地貌、 冰川地貌、冻土地貌、风成地貌、 岩溶地貌、黄土地貌
4.3
山岭地貌
一、山岭地貌的类型与特征 山岭地貌具有山顶（山脊、垭口）、山坡、山脚等 明显的形态要素 。 1.山岭地貌的类型： 按地貌成因分构造变动形成的山岭（平顶山、单面 山、褶皱山、断块山、褶皱断块山 ）、火山作用形成 的山岭、剥蚀作用形成的山岭。
第4章
第四纪地质与地貌
基本术语： • 1． 第四纪地质学——以第四纪沉积物为研究 对象，对第四纪沉积物的形成、第四纪地层的 划分对比、第四纪有机界的发展变化起着重要 作用。 • 2． 地貌学——研究地壳表面各种起伏形态的 形成、发展和空间分布规律的学科。
第4章
• • • • • 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
二、地貌形成和发展的动力 地貌的形成和发展是内、外力共同作用的结果。 1.内力地质作用形成了地壳表面的基本起伏，对地貌 的形成和发展起决定性作用。 2.外力地质作用把由内力地质作用所造成的隆起部分 进行剥蚀破坏，同时把破坏所形成的碎屑物质搬运 堆积到由内力地质作用所造成的低地和海洋中去。
4.1 概述
4积物特征及沉积环境 4.海相沉积环境——近岸沉积物的特征 ① 从海岸到海底受波浪作用显著的水下岸坡部分。 ② 岩石海岸沉积带数十米， ③ 泥岸可达数十公里。 ④ 沉积物成分复杂，有砾石、砂、淤泥、泥碳和生 物贝壳等。 ⑤ 碎屑物主要来自陆地。
残积土及其工程地质特征
（1）河流的侵蚀作用
➢ 河流的侵蚀作用：河水冲刷河床与岸坡，使河 床降低、河岸坍塌、河谷拓宽的作用。
➢ 按其破坏方式可分为溶蚀和机械侵蚀： ✓ 溶蚀：是指河水在流动过程中溶解岩石，使之
逐渐随水流失。河流的溶蚀作用在石灰岩、白云 岩等可溶性岩类分布地区比较显著。此外，溶蚀 作用使岩石结构松散破坏，有利于机械侵蚀作用 的进行。 ✓ 机械侵蚀：可分为冲蚀和磨蚀。冲蚀为流动的 河水对河床组成物质的直接冲击，而磨蚀为夹带 的砂砾、卵石等固体物质对河床的摩擦破坏。 ➢ 河流的侵蚀作用按侵蚀方向可分为下蚀作用和 侧蚀作用。
（四）残积土及其工程地质特征
➢ 残积土是岩石风化后未被搬运而残留在原地的松散岩屑 和土形成的堆积物。
➢ 残积层向上逐渐过渡为土壤层，向下逐渐过渡为半风化 岩石的弱风化层。
➢ 土壤层、残积层和风化岩层形成完整的风化壳。
1. 分布特征
➢ 残积土的分布主要受地形控制，分布在地表岩石暴露、 风化作用强烈和地表径流速度小的分水岭地带、平缓斜 坡地带和剥蚀平原等地区。
（三）岩石风化防治措施
➢ 挖除法：当风化层较薄时，可将风化岩石全部挖除， 采用新鲜岩石作为建筑物地基；当风化层厚度较大时， 视岩层地质特性与工程建设要求，可将严重影响建筑 物稳定的岩石风化部分挖除。
➢ 胶结灌浆法：将水泥、水玻璃、沥青或粘土浆等材料 通过高压将其灌入岩石的裂隙内或喷射于表面，不仅 能起到隔绝作用，而且能提高岩石的强度和稳定性。
➢ 母岩的岩性影响残积土的粒度成分和矿物成分。残积 土与母岩之间逐渐过渡而无明显界限，其成分与母岩 成分及所受风化作用的类型有密切关系。
3. 工程地质性质
➢ 残积土的工程地质性质主要取决于矿物成分、结构和 构造等因素。
工程地质及土力学17第四纪沉积物的成因、类型与特征
1.8 土与土层
土与土层的特点：
1
土与土层是自然地质环境下形成的产物，按其
成因的不同分别形成不同的土类和土层。
2
土按其成因不同，分别形成由一种或多种矿物颗粒， 一组不同颗粒粒径和不同结构性能所组成的集合体，
分别具有明显不同的应力应变特性。
3
土层按其成因不同，分别形成由一种或多种土构成 层状构造的复合体，分别具有程度不同的不均匀性、
1.7 第四纪沉积物的成因、类型与特征
第四纪沉积物是由地壳的岩石风化后，在风、地表流水、 湖泊、海洋等地质作用下形成的松散沉积物。
岩石
风化产物，即残积物
风化作用
搬运、沉积
坡洪 积积 物物
冲
海
积
积
物
物
湖 风冰 积 积碛 物 物物
建筑场地一般涉及的都是第四纪沉积物。
1.7.1 残积土层（eluvium）
1.7.6 湖泊沉积土层（Ql）
湖泊 含水量极高 淤塞
沼泽
透水性很低 沉积物
沼泽
压缩性很高 且不均匀， 承载力很低
1.7.7 风积土层（Ql）
风积土层是指在干旱的气候条件下，岩石的风化破碎物被风 吹扬，搬运一段距离后，在有利条件下堆积起来的一类土。
由粉土粒或砂粒组成，含可溶
黄土
盐，土质均匀，质纯，具大孔
1.7.1 残积土层（Qel）
具有一定的结 构强度；易产生 不均匀沉降
孔隙度↑
松散、富水
工程性质
强度↓
均质性差
压缩性↑
1.7.2 坡积土层（Qdl）
雨雪水流将山坡高处的风化 碎屑物缓慢地顺坡冲洗，堆积在 较平缓的山坡脚处而形成的沉积 物。
地貌上称坡积裙。
第四章 第四纪沉积物及其工程地质特征(1)
河谷地貌
上游地区，由于坡度陡，流速大， 上游地区，由于坡度陡，流速大， 垂直侵蚀作用强。 在中游地区，一般两岸受侧方侵 在中游地区，一般两岸受侧方侵 蚀作用的冲刷较强，因而河谷斜 坡的形状比较开展，谷底比较宽 阔。 在下游地区，冲刷作用弱而沉积 在下游地区，冲刷作用弱而沉积 作用强，河谷开展，成宽广的平 谷。泥砂类的沉积物多，成广大 平原，洪水容易泛滥。
洪积土： 洪积土：当山洪急流携带大量石块泥砂在山口以外
的平缓地带沉积下来便形成洪积土。
洪积土的特征： 洪积土的特征：
物质大小混杂，分选性差，颗粒多带有棱角。 洪积扇顶部以粗大块石为多；中部地带颗粒变细，多 为砂砾粘土交错；扇的边缘则以粉砂和粘性土为主。 洪积物质随近山到远山 呈现由粗到细的分选作用， 但碎屑物质的磨圆度由于 搬运距离短而仍不佳。山 洪大小交替的分选作用， 常呈不规则的交错层状构 造，交错层状构造往往形 成夹层、尖灭及透镜体等 产状。
第四章
第四纪沉积物及其工程地质特征
内容提要： 内容提要：
一、风化作用及残积土 二、地表流水的地质作用 三、海洋的地质作用 四、湖泊的地质作用 五、冰川的地质作用 六、风的地质作用
第四纪地质Quarternary 第四纪地质Quarternary Geology
第四纪沉积物
第四纪沉积物一、第四纪的时间范围最初，人们把地壳的发展历史分为第一纪（原始纪）、第二纪和第三纪3个大阶段。
1829年，法国学者J.德努瓦耶在研究巴黎盆地的地层时，把第三系上部的松散沉积物划分出来命名为第四系，其时代为第四纪。
随着地质科学的发展，第一纪和第二纪因细分成若干个纪被废弃了，仅保留下第三纪和第四纪的名称，这两个时代合称为新生代。
第四纪是地球发展史的最新阶段，时间范围从上新世末（距今 248万年）直到现在。
第四纪分为更新世和全新世两个阶段。
第四纪一词是J.德努瓦耶于1829年提出的。
第四纪形成的地层称第四系，再分为更新统和全新统。
更新世是1839年提出的，他把巴黎盆地含软体动物化石70％为现生种的地层称为更新世地层。
全新世和近代为同义词。
近代(Recent)一词是1833年由莱伊尔引进地质学中，含义是从此地球被人类所居住。
全新世是1850年P.热尔韦提出的，1885年正式通过。
第四系下界的确定是一个重大的基本理论问题，至今仍有不同意见。
1948年第18届国际地质大会确定，以真马、真牛、真象的出现作为划分更新世的标志。
陆相地层以意大利北部维拉弗朗层，海相以意大利南部的卡拉布里层的底界作为更新世的开始。
中国相当于维拉弗朗层的泥河湾层作为早更新世的标准地层。
其后，应用测定了法国和非洲相当于维拉弗朗层的地层底界年龄，约为180万年。
因此，许多学者认为第四纪下限应为距今180万年。
1977年，国际第四纪会议建议，以意大利的弗利卡 (Vrica)剖面作为上新世与更新世的分界，其地质年龄为170万年左右。
对中国黄土的研究表明，大约距今248万年黄土开始沉积，反映了气候和环境的明显变化。
还有部分学者认为，第四纪下限应定在距今350～330万年。
总之，第四纪下限尚未最后确定，本文暂以距今248万年作为第四纪的开始。
二、第四纪沉积物成因及工程性质第四纪沉积物的是沉积在陆地或水盆地中的松散的矿物质颗粒或有机物质，如砾石、砂、粘土、灰泥、生物残骸等。
地貌学及第纪地质学-重点题及答案
第一章绪论一．名词概念解释：1．地貌学：是研究地表地貌形态特征、成因、分布和形成发展规律的学科。
2．第四纪地质学：是研究距今二三百万年内第四纪的沉积物、生物、气候、地层、构造运动和地壳发展历史规律的学科。
3. 第四纪沉积物的概念：沉积在陆地或海洋中的松散的矿物质颗粒与有机物质第四纪沉积物特征：（1）松散性：习称“松散堆积物”，也有胶结或固结的，如玄武岩掩盖下的变质残积物、泉华、钙板等。
（2）可移动性：在其形成过程中和形成之后，不断进行着破坏、搬运、再沉积作用和各种各样的变化。
（3）岩相变化快：同期沉积物可在短距离内发生相变，如洪积扇，因而地层划分对比困难，研究难度大。
（4）成因多样（5）不同程度地风化（6）哺乳动物化石丰富并特含古人类化石4. 地质作用结果：削高，补低。
5. 判断沉积物成因类型的标志（1）沉积学标志A.岩性①砾石，②砂和粘土B.结构（流动营力结构，非流动）C.沉积构造(层理,楔状体,结核,网纹)D.产状E.沉积体形状（2）地貌标志 A.直接地貌标志河流阶地，洪积扇等…B.间接地貌标志（3）环境标志A、有机环境标志B、无机气候标志第二章第四纪、地貌和地球环境变化动因概述概率积累曲线（细切点、粗切点）一．名词概念解释：1．地貌：就是地表（地球表面）形态。
2．地貌的形态：主要是由形状和坡度不同的地形面、地形线（地形面相交）和地形点等形态基本要素构成一定几何形态特征的地表高低起伏。
3．谷中谷：指在地貌发展中，老的谷地被切割形成更小的、新的谷地。
4．地貌的基本形态：指那些成因单纯、体积小、单个分布的地貌形态；一个地貌基本形态是由一个单一的地貌过程形成的。
5．地貌的形态组合：在空间分布上有一定的规律、在成因上有联系、在形态上无联系的地貌组合在一起。
6．准平原：是规模较大的残留地貌，它是在地壳处于长期稳定和气候比较湿润条件下风化剥蚀作用的结果，致使岩性、地质构造的地貌差异逐渐缩小，形成向海洋水准面趋近的平缓（或波状）地形。
浅谈淮北平原第四纪地层沉积物及地貌特征
浅谈淮北平原第四纪地层沉积物及地貌特征论文以安徽省北部城市亳州市为例，说明了淮北平原第四纪地层沉积物的划分，并讨论了淮北平原典型的地质地貌及其他自然地理特征。
在文章的最后，讨论了淮北平原以旱涝灾害为主的自然灾害的影响。
标签淮北平原；亳州；第四纪沉积物；地貌特征引言淮北平原，即淮河干流以以北，沙颍河以南的地区。
淮北平原是由黄河泛滥和淮河冲积形成的，气温高，水源充沛，由于以前黄河泛滥，淤积淮河干道，造成这一带经常性灾荒，淮河经过疏通治理后，淮北平原成为中国水稻的主产区之一。
亳州市是安徽省省辖市，位于皖西北边陲，淮北平原腹地，下面着重介绍亳州市第四纪以来的地层沉积物和地质地貌特征。
以此来分析得出淮北平原的相关情况1 亳州地区第四纪地层亳州地区第四纪地层厚约160~200m，岩性特征自老到新描述如下：1.1 早更新世地层：分上、中、下三段。
下段岩性以棕红、棕黄及灰绿色粘土、粉质粘土为主，夹薄层浅黄色细砂、粉砂，局部钙块富集；中段为棕黄色粉质粘土、深灰色淤泥质粉质粘土于灰黄色泥质粉砂、细砂、粉土互层，底部铁锰质结核富集；上段主要为灰黄色细砂、粉砂、中细砂、含砾中粗砂与棕红、青黄色粉质粘土互层，富含钙质结核。
厚度60m左右。
1.2 中更新世地层：分上、下两段。
下段以棕黄、浅棕红色粉质粘土为主，夹灰黄、青黄色粉质粘土、粉土；上段以青黄色、棕黄色粉质粘土与灰黄色粉土互层，夹薄层分细砂。
厚度40m左右。
1.3 晚更新世地层：分上、下两段。
下段：上部为灰黄、黄灰色粉质粘土及灰黑色淤泥质粉质粘土；下部为黄色细砂、粉细砂及粉砂。
上段：下部为灰黄色细粉砂，含较多的铁锰质结核；中部为灰黄色粉土、粉细砂；顶部为青黄色粉质粘土。
厚度50m左右。
1.4 全新世地层：为灰黄色薄层粉砂和粉质粘土互层，水平层理发育。
厚度10m左右。
主要分布有古近、新近纪和第四纪地层，第四纪地层覆盖全区。
[1]2 亳州地区地质地貌及土壤2.1 地质构造亳州市地处中朝准地台的淮河台坳二级构造单元中，褶皱、断裂构造均较为发育。
第四纪沉积物(层)
第四纪沉积物(层)1. ml--人工填土2. pd--植物层3. al--冲击层4. pl--洪积层5. dl--坡积层6. el--残积层7. eol--风积层8. l--湖积层9. h--沼泽沉积层10. m--海相沉积层11. mc--海陆交互相沉积层12. gl--冰积层13. fgl--冰水沉积层14. b--火山堆积层15. col--崩积层16. del--滑坡堆积层17. set--泥石流堆积层18. o--生物堆积19. ch--化学堆积物20. pr--成因不明沉积注：上述每类符号前加Q，并以上标符号的形式显示，表示完整的地层符号由原岩风化产物经各种外力地质作用而成的沉积物，至今其沉积历史不长，所以只能形成未经胶结硬化的沉积物，也就是通常所说的“第四纪沉积物”或“土”。
不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律和工程地质特征，以下分别介绍其中主要的几种成因类型。
残积物、坡积物和洪积物残积物（Qel ）（Qel为第四纪地层的成因类型符号）残积物是由岩石风化后，未经搬运而残留于原地的土，而另一部分则被风和降水所带走。
它处于岩石风化壳的上部，是风化壳中的剧风化带，向下则逐渐变为半风化的岩石。
它的分布主要受地形的控制，在宽广的分水岭上，由雨水产生地表径流速度小，风化产物易于保留的地方，残积物就比较厚。
在平缓的山坡上也常有残积物覆盖。
在不同的气候条件下、不同的原岩，将产生不同矿物成份、不同物理力学性质的残积土。
由于风化剥蚀产物是未经搬运的，颗粒不可能被磨圆或分选，没有层理构造。
残积物与基岩之间没有明显的界限，通常经过一个基岩风化层(带)而直接过渡到新鲜岩石。
残积物有时与强风化层很难区分。
一般说来，残积物是由于雨雪水流将细颗粒带走后残留的较粗颗粒的堆积物。
风化层则虽受风化作用的影响，但它是未被剥蚀搬运的基岩风化产物。
残积物中残留碎屑的矿物成分很大程度上与下卧基岩相一致，这是鉴定残积物的主要根据。
地质地貌与第四纪地质(工程地质课件)
相对高度 （m）
＞5000
主要特征
其界线大致与现代冰川位 置和雪线相符
3500~5000 ＞1000 以构造作用为主，具有强 500~1000 烈的冰川刨蚀切割作用
200~500
1000~3500
＞1000 500~1000
200~500
以构造作用为主，具有强 烈的剥蚀切割作用和部分 的冰川刨蚀作用
第四纪气候多变，曾多次出现大规模冰川。
二、第四纪沉积物
2.第四纪沉积物
1).残积物 2).坡积物 3).洪积物 4).冲积物 5).淤积物 6).冰碛物与冰水沉积物 7).风积物 8).混合成因的沉积物
2 剥蚀平原
3 堆积平原
1.构造平原
2.剥蚀平原
3.剥蚀平原
三、平原按外力作用性质分类
按外力作用性质不同分类 （1）
河流冲积平原
（2）山前洪积冲积平原 （3）湖积平原
河谷地貌
一、河流的地质作用
1 侵蚀作用
2 搬运作用
3 沉积作用
二、河谷形态
河床、河漫滩、牛轭湖、阶地、河间地块等小的地貌单元。
地貌概述
一、地貌概述
由于内、外力地质作用的长期进行，在地壳表面形成的各种不同成因、 不同类型、不同规模的起伏形态，称为地貌。
地貌形态大小不等、千姿万态、成因复杂，总体来说，地貌形态是内、外 地质应力相互作用的结果。
洋中脊等海底地貌
二、地貌的形成与发展
1.地貌形成过程
内动力地质作用中的地壳运动和岩浆活动。 外动力地质作用总在把内力地质作用所造成的隆起部分进行剥蚀破坏。 由于内、外力地质作用始终处于对立统一的发展过程之中，因而在地壳表面 便形成了各种各样的地貌形态。
第3章第四纪沉积物
坡积物的特点： 1)分为岩屑、矿屑、沙砾或矿质黏土。 2)碎屑颗粒大小混杂，棱角分明、分选性差，层理不明显。 坡积物质随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选现象。其成份与坡上的残积土 基本一致。与下卧基岩没有直接关系，这是它与残积物明显的区别。
由于坡积物形成于山坡，常常发生沿下卧基岩倾斜面滑动，还由于组成物质 粗细颗粒混杂，土质不均匀，且其厚度变化很大(上部有时不足一米，下部可 达几十米)，尤其是新近堆积的坡积物，土质疏松，压缩性较高。 坡积土上建设应注意的问题： ①注意下卧基岩表面的坡度及形态，分析坡积物稳定性。 ②坡积土含较多细颗粒，吸水性强，注意雨季的稳定性。 ③坡积物粗细混杂，土质不均匀，厚度不均匀，注意差异沉降。
• 它以人类的出现为开始，哺乳动物兴盛， 气候波动剧烈，各种陆相沉积发育。
• 有冰期和间冰期之分，更替达20多次。
二、第四纪沉积环境
• 1.沉积环境：指形成松散碎屑物的地形、地 貌、动力、生物、无力、化学等因素的总 和。
• 2.沉积环境对沉积物特征的影响： • （1）动力愈强，搬运颗粒越粗； • （2）距离越远，颗粒磨圆程度越好； • （3）颗粒越粗，沉积物越易成单粒结构； • （4）搬运越远，沉积物分选性越好。
• 3.第四纪沉积物的总体特征：
• （1）岩性松散： • ——习称“松散堆积物”，也有胶结甚至固结的。是确定
第四纪沉积物的重要特征。除海滩岩、火山岩、强钙质胶 结的沉积物外。
• （2）富含生物化石 • （3）地层对比较困难 • （4）人类活动迹象明显
• 4成因类型：
三、第四纪沉积层
• 1、沉积层 • 残积物是由岩石风化后，未经搬运而残留于原地的土，而
1、残积物
岩石－（物理、化学）风化－ 残留在原地
第四纪沉积物
1、残积物：①定义：岩石经风化后残留在原地的碎屑物②特征：不具层理；粒度和成分受气候条件和母岩岩性制；厚度往往与地形条件有关；表部土壤层孔隙率大、压缩性高、强度低；残积物一般透水性强，一般无地下水。
③工程地质特性：残积物表部土壤层孔隙率大、压缩性高、强度低；而其下部残积层常常是夹碎石或砂粒的粘性土或是被粘性土充填的碎石土、砂砾土，其强度较高。
④不均匀沉降，土坡稳定性。
2、坡积物：①定义：风化碎屑物由雨水或雪水沿斜坡搬运，或由于本身重力作用，堆积在斜坡上或坡脚处而成②特征：碎屑物从上往下逐渐变细；分选性差，层理不明显;多由碎石和粘性土组成，其成分与下伏基岩无关，而与山坡上部基岩成分有关；厚度变化较大，在斜坡较陡较薄，坡脚地段较厚③工程地质特性：坡积层松散、富水，作为建筑物地基强度较低。
由于坡积物形成于山坡，常发生沿下卧基岩倾斜面滑动的现象。
作为建筑物地基，应注意不均匀沉降和稳定性问题。
3、洪积物：①定义：由暂时性洪流将山区或高地的大量风化碎屑物携带至沟口或平缓地带堆积而成。
②特性：具有一定程度的分选和磨圆；常具有较明显的层理以及夹层、透镜体等。
③工程地质特性：洪积扇一般可分为上中下三部分，它们具有不同的工程地质特征。
⑴上部：多以砾石、卵石为主要成分；强度高、压缩性小，可作为工业、民用建筑的良好地基。
孔隙大，透水性强，不易建坝。
⑵中部以砂土为主，下部以粘性土为主，一般都是良好地基。
4、冲积物：①定义：由长期的地表水流搬运，在河流阶地冲积平原、三角洲地带堆积而成。
②特性：冲积层分选性好，层理明显，磨圆度高，有良好的韵律性。
③工程地质特性：古河床冲积物的压缩性较低、强度较高，是良好的建筑地基。
现代河床冲积物密实度较差、透水性强，尤其不利于作为水工建筑物地基。
河漫滩及阶地冲积物一般都是较好的地基，但要注意其中的软弱夹层以及粉细砂的振动液化问题。
牛轭湖冲积物常是一些压缩性很高而承载力很低的软弱土层，不宜作为建筑物天然地基。
第四纪沉积物的基本特征
第四纪沉积物的基本特征第四纪沉积物是指地质年代为第四纪的沉积物，其时代范围为距今约250万年至现在。
第四纪沉积物具有以下的基本特征。
1. 厚度和广布性第四纪沉积物通常具有较大的厚度和广布性。
在全球范围内，第四纪沉积物几乎分布于所有大陆及其周边海域。
这是因为第四纪是全球气候剧烈波动的时期，气候变化导致了大规模的沉积物堆积。
2. 多样的岩性第四纪沉积物的岩性多样，包括粉砂、砂、砾石、泥、黏土等。
这是由于第四纪时期的气候变化和海平面变化导致了沉积物的多样性。
例如，冰川期间的冰川作用会产生大量的碎石和砾石沉积物，而间冰期和暖期的海平面上升会导致沉积物的粉砂和砂质成分增加。
3. 含有丰富的古生物化石第四纪沉积物中常含有丰富的古生物化石，这些化石记录了过去的生物演化和环境变化。
例如，在第四纪的海洋沉积物中可以找到各种贝类、藻类、浮游生物等化石，这些化石可以用来研究古海洋环境和气候变化。
4. 明显的层序特征第四纪沉积物往往具有明显的层序特征，即不同时期的沉积物形成了一系列层状结构。
这些层序特征可以用来划分地层和研究地质历史。
例如，沉积物中的层序特征可以用来确定冰川期和间冰期的时代，以及气候变化的周期性。
5. 高含水量和可压缩性第四纪沉积物具有高含水量和可压缩性的特点，这是由于其主要成分为粉砂、砂和泥等细颗粒物质。
这些细颗粒物质可以吸收大量的水分，导致沉积物具有较高的含水量。
同时，沉积物的可压缩性也较高，即当施加压力时，沉积物会发生较大的体积变化。
6. 地貌特征丰富多样第四纪沉积物形成的地貌特征丰富多样。
例如，冰川作用形成了冰川地貌，如冰川谷、冰川湖等；风力作用形成了风成地貌，如沙丘、沙漠等；水力作用形成了河流地貌，如河谷、河滩等。
这些地貌特征是第四纪沉积物的重要标志，可以用来研究古地理环境和古气候。
第四纪沉积物具有厚度和广布性、多样的岩性、含有丰富的古生物化石、明显的层序特征、高含水量和可压缩性以及丰富多样的地貌特征等基本特征。
第四纪地质学复习资料
第四纪地质学和第四纪地貌学。
一、名词解释1洪流地貌洪积物2滑坡堆积物泥流堆积物。
崩塌：陡坡上的岩体、土体、块石或碎屑层，在重力作用下，突然发生急剧的快速下移（崩落、翻转和滚落），在坡角形成倒石堆或岩屑堆，这种现象称为崩塌。
3顺构造地貌—背斜或地垒形成正地貌。
一般来讲时代较新的褶皱，往往形成顺构造地貌，即地貌形态与岩石的构造形态是一致的，如背斜成山，向斜成谷。
逆构造地貌—背斜成副地貌，向斜成正地形，时代较老的褶皱，往往形成逆构造地貌，即地貌形态与岩石的构造形态是相反的，如向斜成山，背斜成谷.4、干旱期：当高纬区冰期时，冰盖上空冷高压反气旋往中低纬度移动，降水带南移，季风萎缩，使中低纬度大部分气候变干变冷，降水量相对减少的时期。
湿润期：当高纬区间冰期时，冷高压反气旋往极地方向收缩的同时，降水带北移，季风活动势力强，使中低纬度大部分地区气候变暖变湿，降水量相对增加时期。
5滑坡：斜坡上的大量土体、岩体或其他碎屑堆积物，主要在重力和水的作用下，沿一定的滑动面做整体下滑的现象，称为滑坡。
滑坡要素：①滑坡体②滑动面与滑动带③滑坡床泥石流：是洪水夹带大量固体碎屑物质沿着陡峻的山间沟谷下泻而成的特殊洪流。
其中粘性泥石流是高粘度、高密度和高速运动的重力流6、正形态—高出周围地貌。
如阶地，垅，丘。
负形态—比周围地貌低。
如谷地，洼地，坑，穴。
7、现代地貌——指全新世(≤1万年)的地貌，和当地的气候一致。
古地貌——指地质历史上形成的地貌，参与现代地形，和当时的古气候一致8、夷平面：是规模较大的残留地貌，它是在地壳处于长期相对稳定和气候比较湿润条件下，风化剥蚀作用的结果，致使岩性、地质构造的地貌差异逐渐缩小，形成向海洋水准面趋近的平缓（或波状）地形。
剥蚀面：内、外营力相近条件下剥蚀削平的有限地面。
如山足剥蚀面、冻融剥蚀面。
（是一个笼统的概念）侵蚀面：限于河流地质作用9、冰期－第四纪时期全球性的降温期，此期内发生大规模的冰川活动，在大陆冰川作用区，大陆冰川从高纬向中纬扩大，引起生物群从极地向赤道迁移；在高山区，高山上部的山岳冰川向山下或向山外围扩大，生物群垂直分带向下迁移间冰期－两次冰期之间全球性的增温期，地表大量的冰雪消融以致消失，大陆冰川消失或向高纬后退，高山区由山下向山上后退，但有大量的新生种产生。
称为洪积土
（四）残积土及其工程地质特征
残积土是岩石风化后未被搬运而残留在原地的松散岩屑 和土形成的堆积物。 残积层向上逐渐过渡为土壤层，向下逐渐过渡为半风化 岩石的弱风化层。 土壤层、残积层和风化岩层形成完整的风化壳。
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1. 分布特征
残积土的分布主要受地形控制，分布在地表岩石暴露、 风化作用强烈和地表径流速度小的分水岭地带、平缓斜 坡地带和剥蚀平原等地区。 残积土从地表向深处颗粒由细变粗，一般不具层理，碎 块呈棱角状，土质不均，孔隙率大、强度低、压缩性高， 透水性较强。在山坡顶部较薄，低洼处较厚。 山区原始地形变化较大和岩石风化程度不一，残积土厚 度变化很大，要注意地基土的不均匀性。
坡积土工程地质特征
坡积土可分为山地坡积土和山麓平原坡积土两类，并 随斜坡自上而下逐渐变缓，厚度变化较大，一般是中 下部较厚，山坡上部及远离山脚方向均逐渐变薄而尖 灭。 坡积土多由碎石和粘性土组成，矿物成分与下伏基岩 无关，没有直接过渡关系，这是与残积土明显区别之 处。山地坡积土一般以粉质粘土夹碎石为主，而山麓 平原坡积土则以粉质粘土为主，夹有少量的碎石。 坡积土是搬运距离不远的风化产物，由于雨、雪水搬 运能力不大，故大小颗粒混杂，层理不明显，碎石棱 角清楚。 坡积土松散、富水，作为建筑物地基强度很差，且坡 积土很容易产生滑动。
（二）岩石风化程度和风化带
地壳表层岩石由于裸露于空气中而被风化，从而形成 地表风化壳。 随着岩石埋深的增加，岩石风化程度由强变弱直至消 失，故野外岩石随埋深变化具有分带性。 在整个风化剖面上，从上至下一般为地表残积土、全 风化岩石、强风化岩石、弱风化岩石、微风化岩石和 未风化新鲜岩石。 根据岩石的矿物颜色、结构、破碎程度和坚硬程度等 定性描述或采用纵波波速、波速比、风化系数等量化 指标确定岩石风化程度和风化分带。 《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2009)根据岩石的颜 色与光泽、矿物变异、破碎程度、强度变化和可钻性 等评价因素将风化程度划分为全风化、强风化、中风 化、微风化和未风化。
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创造了条件。地下水的渗入，又促进岩石进一步风化。如有些岩
石直接暴露在大气中一、二天就开始风化崩解。岩石不同，其在
相同条件下的风化情况不同，岩石相同，风化作用性质不同、经
受的风化程度不同、沉积环境不同，其生成物的性质也不尽相同。
显然，一般情况下不宜将建筑物设置在风化严重的岩层上，但 是工程中又往往不可能完全避开风化岩层。如隧道进出口地段的 岩层，大多有不同程度的风化，施工中如不注意加强支护，易造 成崩塌。对有些易风化的岩层，在隧道施工开挖后，要及时作支 护，防止岩石继续风化失稳增加山体压力，否则会引起坍塌。风 化岩层中的路堑边坡不宜太陡，同时还要采取防护措施。风化的 岩石更不宜作建筑材料。因此，从工程建筑观点来研究岩石的风 化特性、分布规律，对选择建筑物的合理位置，如隧道的进出口 位置，路堑边坡坡度，隧道的支护方法及衬砌厚度，大型建筑物 的地基承载力和开挖深度以及合理的选择施工方法等有着重要的 意义。
岩石风化后，其物质状态、物理力学性质和化学性质等均发
生了剧烈的变化。很多情况下，风化能使岩石破碎，形成细小颗
粒的次生粘土矿物—高岭石、蒙脱石及伊利石等，改变了岩石的
矿物成分。同时，在风化带中常有可溶盐的富集，如碳酸钙及石
膏。由于岩石风化后，节理、裂隙发育，使岩石整体性降低，孔
隙度增加，抗剪、抗压强度降低，透水性增大，这为地下水活动
被剥离的岩石碎块、岩屑等在雨、雪水流、风力等的夹带下向别处搬运， 并在地壳相对下降的地方堆积起来。在搬运过程中，土颗粒进一步破碎 分散，并使其中较大的颗粒变得浑圆光滑。与此同时，空气中的二氧化 碳、氧气、二氧化流及地表水和地下水还会在与岩石及岩石颗粒的直接 接触过程中发生一系列的化学反应，从而生成新的矿物。上述作用会使 已经破碎的岩石颗粒变得更加细小甚至非常细小。以上就是岩石风化成 土的过程。
图5-1 温度作用引起的岩石崩解过程示意
图5-2 山体表面岩石的崩解碎裂
（2）裂隙中的冰以及其他结晶体产生的膨胀应力引起的劈裂作用 （除冰以外，硫酸钙结晶体也有很强的膨胀作用）。一旦岩石中出 现了细微裂隙，大气降水就会渗入其中，水分的进入或者会在低温 时形成冰楔体沿裂缝两侧挤压岩石，或者与岩石中的某些物质反应 形成结晶膨胀体挤压岩石，使岩石中原有的裂缝加宽、增长，并为 更多水分进入岩体内部创造了条件，逐步使岩石风化崩解。
岩石遭受风化作用的时间愈长，岩石破坏得就愈严重。另
外，从不同岩石的风化速度来看，有的岩石风化过程进行得很
缓慢，其风化特征只有经过长期暴露地表以后才能显示出来；
而有的岩石则相反，如泥岩、页岩及某些片岩等，当基坑开挖
后不久，很快就风化破碎，所以在施工中必须采取相应的工程
防护措施。根据岩石风化的自然因素和风化物质的性质，可将
第四纪沉积物和其 工程地质基本特征
第四纪（Quaternary）是地质年代中新近的 一个纪，第四纪沉积物（diposit）是指第四 纪所形成的各种堆积物。它是由地壳的岩石 风化后，经风、地表流水、湖泊、海洋、冰 川等地质作用的破坏，搬运和堆积而形成的 现代沉积层。其沉积历史不长，硬结成岩作 用较低，是一种松散的沉积物。由于沉积环 境比较复杂，沉积物的性质、结构、厚度在 水平方向或垂直方向都具有很大的差异性。
二、物理风化作用的类型
通过对物理风化的进一步研究可以得到，物理风化作用可被细 分为以下类型：
（1）温度应力引起的胀缩作用。位于我国西北的大青山、天 山山脉，其山体表面多覆盖有一定厚度的碎裂岩石块体和岩屑 物质，这些主要是基岩在反复的胀缩循环中发生碎裂的产物。 考古工作者在我国山西峙峪发现了距今2～3万年前旧石器时代 的一个古采石场，在没有其它工具的情况下，我们的先祖根据 观察得到的岩石胀缩破碎现象，用火烤、水激的方法，使岩石 碎裂，再用木棍撬下，用以制作狩猎和生活所需的石器、工具。 图5-1示意了温度作用下岩石的崩解过程；图5-2所示为暴露于 地表的山体岩石风化崩解情况。
风化作用
土的形成经历了漫长的地质历史过程。裸露于地表的岩石在温度和湿度 不断发生变化的过程中反复产生不均匀的膨胀和收缩，并在此过程中产 生了大量的裂隙。裂隙的产生为大气水和植物根系进入岩体内部提供了 可能。进入岩体裂隙的大气水或凝结水在气温进一步下降时结冰膨胀， 加之植物根系的生长、发育，劈裂作用使裂隙进一步扩展，并最终使原 来完整的岩石崩解、碎裂。风、霜、雨、雪的侵蚀和重力作用使已经变 得十分破碎的表面岩石剥离，上述作用进一步向内部岩体中发展。
我们将裸露于地壳表面的基岩或裂隙面附近的岩石在各种外力地质作用 下产生的崩解、碎裂和变质通称为岩石的风化；将被风化的岩石在风、 雨及重力等的作用下从岩石母体上剥落成为破碎状的岩石块体或者岩屑 的过程称之为剥蚀。
物理风化作用
风化促使岩石的状态或性质发生了改变，并形成了一种与原 来岩石的形态、结构、构造、物质成分等不完全相同甚至可以说 完全不同的新物质。
风化作用的实质是矿物、岩石在地表附近新的物理化学条件
下所产生的演化过程。如前所述，自然界中不同的岩石，在不同
的自然环境里其反应亦不同；在相同的自然环境条件下，岩石种
类不同，其对环境变化的反应亦不同。因为各种岩石在生成时，
各具有其特殊性。如岩浆岩是高温熔融的岩浆在地壳中或地面上
冷却凝固而成；沉积岩是地面上堆积起来的沉积物，经过脱水、
压密、胶结及硬化而形成；而变质岩则是经高温高压以及活动性
化学元素参与下形成的岩石。
因此，当各种岩石由于地壳运动使其长期暴露在地表以后，就 改变了岩石原来的条件，在地表的温度和压力，大气、水、 生物活动的长期作用下，改变了原来的性质，变成了新的疏松 物质，或物质成分发生了变化。
风化划分为物理风化（机械风化）、化学风化和生物风化作用
三种类型，其中生物风化可或者归结为物理风化、或者归结为
化学风化，即风化作用中的两种最基本类型为物理风化和化学
风化。
一、物理风化作用
一切只改变岩石的完整性或改变已碎裂的岩石颗粒大小和形状， 而未能产生新矿物的风化作用（含植物根系的劈裂作用以及搬 运过程中的破碎、磨圆过程）称为物理风化作用或机械风化作 用。