工程地质 第二节岩层及岩层产状
第3讲第一章第二节地质岩性工程地质(2021年新版)
第一章工程地质-------第二节地质岩性一、岩石矿物特性构成岩石的矿物，称为造岩矿物。
物理性质是鉴别矿物的主要依据。
二、岩石物理力学性质(一)岩石的主要物理性质【2011】2关于地基岩石软化性的说法，正确的是（ D ,P 5 ）。
A.软化系数>0.25，工程性质良好B.软化系数<0.25，工程性质良好C.软化系数<0.75工程性质良好D.软化系数>0.75工程性质良好(二)岩石主要力学性质2009考题3．某岩石的抗压强度约为200MP a，则其抗剪强度和抗拉强度可能约为( B )。
A．100MP a和40MP aB．60 M P a和20 M P aC．10 M Pa和2 M PaD．5 M Pa和1 M Pa分析：抗压强度，抗拉强度，抗剪强度三项强度中，岩石的抗压强度最高，抗剪强度居中，抗拉强度最小。
抗剪强度约为抗压强度的10％～40％，抗拉强度仅是抗压强度的2％～16％。
岩石越坚硬，其值相差越大。
岩石的抗压强度和抗剪强度，是评价岩石(岩体)稳定性的主要指标，是对岩石(岩体)的稳定性进行定量分析的依据之一。
抗剪强度约为抗压强度的10％～40％，为：20 M Pa—80 M Pa；抗拉强度仅是抗压强度 200的2％～16％，4 MPa ---32 M Pa。
符合条件的只有B。
三、岩石成因类型及其特征组成地壳的岩石按成因可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)和变质岩三大类。
从各类岩石在地壳表面的分布面积看，沉积岩约占陆地面积的75％，变质岩和岩浆岩占25％；按质量百分比计算，岩浆岩占89％，沉积岩占地壳质量的5％，变质岩占6％。
1．岩浆岩岩浆岩又称火成岩，是岩浆通过地壳运动，沿地壳薄弱地带上升冷却凝结后形成的岩石。
分为：侵入岩和喷出岩。
（1）侵入岩侵入岩是岩浆侵入到周围岩层(简称围岩)中形成的岩浆岩。
侵入岩又分为深成岩(形成深度大于5km)和浅成岩(形成深度小于5km)。
土木工程地质 学习指南
《土木工程地质学习指南》西南交通大学2008年1月3日目录第一部分概述 (2)第二部分各章节知识点 (4)绪论 (4)第一章矿物和岩石 (4)第二章地层与地质构造 (7)第三章水的地质作用 (12)第四章岩石及特殊土的工程性质 (13)第五章不良地质现象及防治 (17)第六章地下工程地质问题 (21)第七章地基工程地质问题 (24)第八章边坡工程地质问题 (25)第九章工程地质勘察 (27)第三部分有关考试的几个问题 (29)一试卷能力层次及难易程度的比例 (29)二考题类型 (29)三其它 (30)第四部分考试复习提纲 (30)《土木工程地质学习指南》第一部分概述《土木工程地质》是土木工程专业的一门技术基础课。
土木工程地质是应用工程地质的基本理论和知识，解决土木工程建筑在勘察、设计、施工及使用过程中的工程地质问题的一门学科。
为保证土木工程建筑的安全稳定和正常使用，必须查清建筑场地及其环境的工程地质条件，对工程地质条件的优劣和发展趋势作出正确分析与评价，对可能产生的工程地质问题提出相应的工程措施。
因此，土木工程地质被列为土木工程专业的必修课程。
《土木工程地质》课由基础地质、工程地质、岩土工程地质问题、岩土工程勘察四大部分组成。
基础地质包括：矿物、岩石、地质构造、地质图、地表水和地下水的地质作用。
工程地质包括：岩石及岩体工程性质、特殊土工程性质、不良地质现象及其防治。
岩土工程地质问题包括：地下工程地质问题、地基工程地质问题、边坡工程地质问题。
岩土工程勘察包括：工程地质调查测绘内容及方法、勘探内容及方法、试验内容及方法、监测内容及方法、勘察资料整理内容及方法。
各部分自成体系又相互联系，必须相互融会贯通，全面消化和掌握。
重点应掌握基本概念、基本定义、基本分类和基本特征，并能综合应用、分析判断，才能达到比较理想的学习效果。
土木工程地质课建议应放在“高等数学”、“理论力学”、“材料力学”、“土木工程概论”、“工程测量”等基础课以后再开设为宜。
岩土基本知识—认识地质构造与地貌(工程岩土课件)
岩层是由两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性组成要素。
2. 岩层产状
岩层产状是指岩层的空间位置。包括岩层的走向、倾向、倾角。 称产状三要素。
走向：指岩层层面与水平面交线的方位角，其表示岩层在空间延
伸的方向.
注意：这里强调两端所指的方向，因此走向的方位角有２个，
碎或形成构造角砾岩带；地下水多聚积在褶皱核部，要注意岩层的坍
落、漏水及涌水问题。
2）在褶皱翼部布置建筑工程时，如果开挖边坡的走向近于平行岩层 走向，且边坡倾向与岩层倾向一致，边坡坡角大于岩层倾角，则容易 造成顺层滑动现象。在褶皱两翼形成倾斜岩层容易造成顺层滑动，特 别是当岩层倾向与临空面坡向一致且岩层倾角小于坡角，或当岩层中 有软弱夹层，如有云母片岩、滑石片岩等软弱岩层存在时应慎重对待。
四川盆地:在四川省东部，是典型的山间盆地。内部丘陵， 低山多，海拔多在500米左右。盆地在形成的过程中，周围 山地，高原的细沙和泥土被流水冲积到盆底，含铁、磷、钾 的物质经过氧化变成紫红色，所以又称“紫色盆地”。
平原
是地势低平坦荡、面积辽阔广大的陆地。根据平原的高度，把海拔0-200米的称 为低平原，如我国东北、华北、长江中下游平原。把海拔高于200米的称为高平 原，如我国成都平原。
褶皱构造中岩石的每一个弯曲(一个完整的波形)都称为一个褶曲。
褶 核部 位于褶曲中央最内部的一个岩层，是褶曲的中心部分
曲 的 组
翼
位于核部两侧，向不同方 向倾斜的部分.
成 轴面 从褶曲顶平分两翼的面. 要
素
轴
轴面与水平面的交线；轴的方 位，表示褶曲的方位；轴的长
度，表示褶曲延伸的规模.
2. 褶皱的分类 背斜 岩层向上拱起，经风化、剥蚀后露出地面的地层，向两侧成对称出现，自核部向翼 部岩层时代依次由老到新，新地层在两侧，即两翼岩层常相背向外倾斜的称背斜。 向斜 岩层向下弯曲形成槽型褶皱，自核部向翼部岩层时代依次由新到老，两翼岩层常相 对向内倾斜的称为向斜。
工程地质课件第3章地层构造详解
中生代（ 2.5－0.7亿年前）
中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩 纪三个时期，三叶虫、腕足、笔石、 四射珊瑚等大量无脊椎动物都灭绝， 产生了以恐龙为代表的爬行类动物， 并繁盛直到衰亡。陆生植物苏铁、银 杏、松柏等棵子植物占了统治地位。 大陆面积进一步增大，各大陆的雏形
K
T T
三、地质年代表
▪ （一）地质年代的划分 ▪ 1、地质历史时期的时间单位划分：
宙、代、纪、世、期
▪ 2、地质历史时期的地层单位划分： 宇、界、系、统、阶
▪ （二）地质年代表
各地质历史时期的主要特征
前寒武纪（42－6亿年前）
38亿年前，海洋中开始有了生命的活动。 从出现最原始的原核细胞生物--蓝绿藻。
岩层倾角小于50的岩层称为水平 岩层，又称水平构造。
沉积岩层形成时的原始产出状态 大多数是水平或近于水平。如果经受 地壳运动的影响，改变了原始形成时 的位置，但仍保持水平产状的一套水 平岩层组成的构造，称为水平构造 。
水平岩层形成的地貌－平顶山
（二）倾斜岩层
岩层面与水平面有一定夹角的岩层。 它是构造挤压或大范围内均匀抬升、下 降使岩层向某个方向倾斜而成的。
角度不整合 不整合面
（2）岩浆岩间的接触关系：穿插接触。 脉体被切割者比切割者老。
由老到新：1、2、3
（3）沉积岩与岩浆岩间的接触关系： 1）侵入接触又称热接触，是由炽热的 岩浆侵入围岩后，冷凝成岩浆体而形 成的一种接触关系。
O
2）沉积接触又称冷接触，是岩浆在地下冷 凝成岩，经地壳上升，并遭受风化剥蚀而出 露地表后，其上在地壳下降时又沉积了新的 岩层所形成的一种接触关系 。
地 球 生 物 的 演 化
化石：化石是存留在岩石中的古 生物遗体或遗迹。 化石化作用是
工程地质 第二章 地质构造.
Strike：走向 Dip direction： 倾向 Dip ：倾角
岩层产状测量的记录有两种方法：
1．象限角表示法
以北或南的方向（0°）为准，一般记走向、倾向、倾角。 如N65°W/25°S，即走向北偏西65°、倾角25°、大致 向南倾斜；N30°E/27°SE，即走向北偏东30°、倾角 27°、倾向南东。
(2)对比褶皱核部和两翼岩层的时代新老关系，判断褶皱 是背斜还是向斜。若核部地层时代较老，两侧依次出现渐 新的地层，为背斜；反之，若核部地层时代较新，两侧依 次出现渐老的地层，则为向斜。
(3)根据两翼岩层的产状，判断褶皱是直立的、倾斜的还 是倒转的等等。
2-4 断裂构造Fracturing structure
Chapter 2 Geological Structure
第二章 地质构造
地质构造的概念： 由地壳运动导致组成地壳的岩层和岩体发生变形或变位 的现象，残留于地壳中的空间展布和形态特征，称为地 质构造或构造形迹。
地质构造的基本形态和分类Basic shape and
classification of geological structure ：
Recumbent 平卧的
按褶曲枢纽的产状可分为： （1）水平褶曲 枢纽水平，两翼同一岩层的走向基本 平行。 （2）倾伏褶曲 枢纽倾斜，两翼同一岩层的走向不平 行而呈弧形变化.
Horizontal fold
Inclined fold
四、褶皱的识别：
(1)根据岩层是否有对称重复的出露，可判断是否有褶皱 存在。若在某一时代的岩层两侧，有其他时代的岩层对称 重复出现，则可确定有褶皱存在。若岩层虽有重复出露现 象，但并不对称分布，则可能是断层形成的，不能误认为 褶皱。
岩层及岩层产状课件
表示方法
在地质图上，水平岩层通常用与 水平面平行的直线来表示。
适用情况
适用于沉积岩地层和部分变质岩 地层。
倾斜岩层在地质图上的表示方法
倾斜岩层 表示方法 适用情况
直立岩层在地质图上的表示方法
直立岩层 表示方法 适用情况
04
岩层产状的实际应用
工程地质勘查中的应用
总结词
不同层位的岩层。
火山活动则通过火山喷发和熔岩 流等过程，形成火山岩层。
岩层的分类
02
岩层产状
走向
01
走向的定义
02 走向的测定
03 走向的表示方法
倾向
倾向的定义
倾向的测定
倾向的表示方法
倾角
倾角的定义
倾角的测定 倾角的表示方法
03
岩层产状在地质图上的表示方法
水平岩层在地质图上的表示方法
水平岩层
岩层及岩层产状课件
contents
目录
• 岩层概述 • 岩层产状 • 岩层产状在地质图上的表示方法 • 岩层产状的实际应用 • 岩层产状的测量方法 • 岩层产状在工程设计中的应用
01
岩层概述
岩层的定义
岩层的形成
岩层形成的主要原因是地壳运动 和火山活动。
地壳运动包括地壳隆起、沉降和 水平运动等，这些运动导致地壳 物质重新分布，形成不同类型和
隧道工程设计中的应用
总结词
详细描述
水电工程设计中的应用
总结词
详细描述
THANKS
感谢观看
05
岩层产状的测量方法
罗盘仪测量法
01
准备工作
02
测量步骤
03
数据处理
工程地质(课件)第三章地质构造全篇
内力和外力地质作用的关系：
内力地质作用决定地表的基本形态和内部 构造——地表形态的塑造者
外力地质作用破坏和重塑地表形态——地表 形态的雕刻者 地壳上升时，遭受剥蚀。 地壳下降时，接受沉积。
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第二节 地质年代
• 绝对年龄：通过放射性元素蜕变周期测定。适用
于岩浆岩、变质岩地区。钾-氩、铀-铅和碳-14。
走向(strike)：岩层面和 任一假想水平面交线的延 伸方向。
倾向(dip)：岩层的倾斜 方向。与走向线垂直。只 有一个。
倾角(dip angle)：岩层层 面与水平面的最大锐角。
35/63
产状三要素(elements of attitude)
表示方法 ： 岩层产状一般用方位角表
示，通常格式是： 走向南西200°，倾角南东
15/63
我国干湿地区划分图 16/63
潮湿气候区：河流、湖泊、地下水发育，风化 彻底。如东南沿海。
干旱气候区：暴雨，风力强，咸水湖。 如西北高原。
冰冻气候区：气温低，蒸发量小，生物稀少， 冰川盘踞。如两极和高山地区。
17/63
中国地势分布示意图
18/63
大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。 山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。
地震作用(earthquake)
地内机械能突 然释放，以弹性 波的形式传播到 地表引起猛烈冲 击。
汶川地震
7/63
岩浆作用（magmatism）
岩浆形成、运动、 演化、冷凝。
8/63
变质作用(metamorphism)
在高温、高压并有化学物质参与下，岩石发 生成分、结构构造的变化，生成新的岩石。
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2. 岩浆岩与围岩接触关系
岩层产状表示的方法
岩层产状表示的方法岩层产状是地质学中用来描述岩石的形态、组成、结构和分布特征的方法。
岩层产状对于研究地质历史、构造演化以及资源勘探具有重要意义。
本文将介绍几种常见的以岩层产状表示的方法。
一、岩层产状的描述方法1. 厚度：岩层厚度是指岩石从上至下的垂直距离，可用米或厘米表示。
岩层厚度的测量可以通过地质测量仪器或者地质剖面图上的比例尺进行。
2. 颜色：岩层的颜色可以提供关于岩石成分和沉积环境的信息。
常见的颜色有灰色、黑色、红色、黄色等，可以用颜色标准卡进行描述。
3. 成分：岩层的成分是指岩石中各种矿物质的组合。
成分的描述可以通过显微镜观察矿物颗粒的形态、晶体结构以及化学成分等来进行。
4. 结构：岩层的结构是指岩石中各种构造特征的分布和形态。
常见的结构包括层理、节理、褶皱、断层等，可以通过地质剖面图、地质构造图以及实地观察来描述。
5. 排列方式：岩层的排列方式是指岩石中不同岩层之间的相互关系。
常见的排列方式有层状、交错状、倾斜状、错层状等，可以通过地质剖面图和地质构造图来描述。
二、岩层产状的应用1. 地质历史研究：通过对岩层产状的观察和分析，可以推断出岩石的沉积环境、地质历史以及构造演化过程。
例如，通过分析岩层的颜色、成分和结构可以判断出古地理环境的变化，推断出古地壳的构造演化过程。
2. 矿产资源勘探：岩层产状对于矿产资源的勘探具有重要意义。
通过观察岩层的厚度、颜色和成分等特征，可以判断出矿床的分布范围以及矿石的质量和含量，为矿产资源的开发提供依据。
3. 工程地质勘察：岩层产状对于工程地质勘察和工程设计具有重要作用。
通过观察岩层的结构、排列方式和稳定性等特征，可以评估岩石的工程性质，为工程设计和施工提供参考。
4. 地震灾害研究：岩层产状对于地震灾害的研究也具有重要意义。
通过观察岩层的断裂、褶皱和错动等结构特征，可以判断地壳的构造应力状态，进而预测地震活动的规模和分布。
三、岩层产状描述的注意事项1. 观察准确性：岩层产状的描述需要进行准确的观察和测量，避免主观判断和误差。
工程地质学之岩层及岩层产状(PPT207页)
岩层的产状
一、水平岩层
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。
工程地质学之岩层及岩层产状(PPT207页)
第二节岩层及岩层产状
地质构造：
构造运动引起地壳岩石变形和变位，这种变形、变位被保
留下来的形态被称为地质构造。
地质构造有四种主要类型：
水平岩层、倾斜岩层、褶皱和断裂 岩层：是指由同一岩性组成的，有两个平行或近于平行的界
面所限制的层状岩石。
岩层产状：岩层的空间分布状态，是以岩层面的空间方位及
水平岩层一般出现在地壳运动影响轻微的地区
二、倾斜岩层
指岩层面与水平面有一定夹角的岩层。自然界绝 大多数岩层是倾斜岩层，倾斜岩层是构造挤压或大 区域内不均匀抬升、下降，使岩层向某个方向倾斜 而成的。
缓倾岩层，a＜30˚
陡倾岩层，30˚≤a＜60˚
陡立岩层，a≥60˚
倾斜岩层往往是某种构造形态的一部分
确定地层新、老关系的方法有两种，即绝对年代 法和相对年代法。
绝对年代法
通过确定地层形成时的准确时间，依此排列出各 地层新、老关系的方法称为绝对年代法。 该法主要是通过测定地层中的放射性同位素年龄来 确定。用于测定地质年代的主要放射性同位素的蜕变 常数，见下表。
当测定岩石中所含放射性同位素的质量m1，以 及它蜕变产物的质量m2后，就可利用蜕变常数λ， 按下式计算其形成年龄
地质名词解释答案
答案1一．工程地质学p1工程地质学是地质学的一个分支，是研究与工程建设有关地质问题的学科，发展至今工程地质学已经成为一门独立的学科。
二．矿物和岩石1.矿物：矿物是天然生成的，具有一定物理性质和化学成分的物质，是组成地壳的基本物质单位。
2.岩石：矿物在地壳中按一定的规律共生组合在一起，形成由一种或几种矿物组成的天然集合体。
3.层理：是指一个岩层中，大小，形状，成分和颜色不同的层交替时显示出来的纹理。
4.岩层：在地质特性上与相邻层不同的沉积层称为一个岩层。
岩层可以是一个单层，也可以是一个组层。
5.片理：岩石中矿物呈定向排列的构造称片理构造。
它是大多数变质岩区别于岩浆岩和沉积岩的重要特征。
三．地质构造1.地质构造：构造运动引起的地壳岩石变形和变位，这种变形、变位被保留下来的形态被称为地质构造。
常见的地质构造有三种类型：倾斜岩层，褶皱和断裂。
2.岩层产状：岩层的空间分布状态被称为岩层产状。
可分为水平岩层，倾斜岩层和直立岩层。
3.褶曲：在构造运动作用下，岩层产生的连续弯曲变形形态，被称为褶皱构造。
4.节理：节理是指岩层受力断开后，断裂面两侧岩层沿断裂面没有明显的相对位移的断裂的构造。
5.断层：断层是指岩层受力断开后，断裂面两侧岩层沿断裂面有明显的相对位移的断裂的构造。
6.地层：地史学中，将各个地质历史时期形成的岩石，称为该时代的地层。
7.地质图：地质图是把一个地区的各种地质现象，如地层、地质构造等，按一定比例缩小，用规定的符号、颜色和各种花纹、线条表示在地形图上的一种图件。
8.岩石结构：岩石颗粒形态特征及其相互关系。
四．水的地质作用1.河流（谷）阶地：河谷内河流侵蚀或沉积作用形成的阶梯状地形称阶地或台地。
2.隔水层：不能透水（或透水性很弱）且不能给重力水的岩土层。
3.含水层：能透水且含有重力水的岩土层。
4.残积层：经淋滤作用后，残留在原地的松散破碎物质称残积层。
5.地下水的硬度是指水中所含钙、镁离子的数量。
工程地质学复习资料整理
工程地质学第二章岩石成因类型及其工程地质特征1.岩石按成因可分为：岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
2.存在地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自热元素和化合物，称为矿物。
其中构成岩石的矿物，称为造岩石矿物。
如常见的石英、正长石、方解石等。
3.矿物的物理性质有颜色（自色、他色、假色）、光泽（造岩矿物绝大部分属于非金属光泽）、硬度（矿物的硬度的确定，是根据两种矿物对刻时互相是否刻伤的情况而定。
）、解理和断口。
4.当岩浆的内部压力小于上部岩层压力时，迫使岩浆停留下，冷凝成岩浆岩。
5.依冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，将岩浆岩分三类：深成岩、浅成岩、喷出岩。
6.岩浆岩的产状有：岩基、岩株、岩盘、岩床、岩脉。
7.岩浆岩的结构，是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒的大小、形状及其相互结合的情况。
8.岩浆岩的结构分为：全晶质结构（粗粒结构、中粒结构、细粒结构、微粒结构）、半晶质结构、非晶质结构。
9.岩浆岩的构造，是指矿物在岩石中的组合方式和空间分布情况。
常见构造主要有：块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造。
12.沉积岩主要由碎屑物质、粘土矿物、化学沉积矿物、有机质及生物残骸组成。
13.在沉积岩的组成物质中，粘土矿物、方解石、白云石、有机质等，是沉积岩所特有的，是物质组成上区别于岩浆岩的一个重要特征。
14.沉积岩分类：碎屑岩类、粘土岩类、化学及生物化学岩类。
15.沉积岩的结构：碎屑结构、泥质结构、结晶结构、生物结构。
16.沉积岩最主要的构造是层理构造。
17.沉积岩的层理构造、层面特征和含有化石，是沉积岩在构造上区别于岩浆岩的重要特征。
18.常见沉积岩：19.变质岩是由原来的岩石在地壳中受到高温、高压及化学成分加入的影响，在固体状态下发生矿物成分及结构构造变化后形成的新岩石。
20.变质岩变质作用的因素：高温、高压、新的化学成分的加入。
21.变质岩特有的矿物（石滑绿蛇）22.变质岩的结构（变晶变余）23.变质岩的构造，主要的是片理构造和块状构造。
工程地质学 复习资料
第 2 章岩石的成因类型及其工程地质特征地球的内部构造：依各圈层的特点可分为：地壳、地幔、地核。
地壳：地球的固体外壳叫做地壳。
地幔：处于地壳和地核中间，也称中间层或过渡层。
根据化学成分的不同分两层：地幔上层和地幔下层地核: 主要化学成分是铁、镍，所以又称铁镍核心岩石:在一定的地质条件下，由一种或几种矿物自然组合而成的矿物结合体。
矿物:存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物，称为矿物。
矿物的物理力学性质主要有：光学性质、力学性质和形态特征等。
（一）光学性质－颜色、光泽、条痕1．颜色：矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的。
2．光泽：矿物表面呈现的光亮程度，称为光泽。
它是矿物表面的反射率的表现。
按其反射强弱程度，分金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。
非金属光泽有：玻璃光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、土状光泽。
3．条痕：矿物在无釉瓷板上摩擦时所留下的粉末痕迹，它是指矿物粉末的颜色。
（二）力学性质1．硬度摩氏硬度计：是硬度对比的标准，从软到硬依次由下列10种矿物组成称为摩氏硬度计。
（1）滑石（2）石膏（3）方解石（4）萤石（5）磷灰石（6）正长石（7）石英（8）黄玉（9）刚玉（10）金刚石2．解理、断口矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质，称为解理。
裂开的光滑平面称为解理面。
不具方向性的不规则破裂面，称为断口。
据解理的完全程度，可将解理分为以下几种：极完全解理：易裂开成薄片，解理面大而完整，平滑光亮，如云母。
完全解理：沿解理方向开裂成小块，解理面平整光亮，如方解石。
中等解理：既有解理面，又有断口，如正长石。
不完全解理：常出现断口，解理面很难出现，如磷灰石。
（三）形态特征1．单体矿物形态：单向延长类型、双向延长类型、三向延长类型。
2．集合体的形态有：晶簇、纤维状、粒状、鲕状、钟乳状、土状、块状。
（四）其他性质如滑石的滑腻感，方解石遇盐酸起泡等，都可作为鉴别这种矿物的特征。
工程地质电子教材(基础地质部分)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版第三章 矿物和岩石第一节 矿物一、定义：在地质作用下形成的具有一定化学成分和物理性质的天然均质体，叫矿物。
二、物理性质： （一）晶体形态：⎩⎨⎧质点为有序排列）晶体矿物（组成矿物的火山玻璃、胶体蛋白的质点为无序排列）：非晶体矿物（组成矿物⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧、钟乳状状、粒状、块状、土状几何体：纤维状、鳞片立方体、菱面体片状、板状针状、柱状单体 （二）光学性质：⎪⎩⎪⎨⎧应后的颜色假色：矿物表面氧化反离子的颜色。
它色：矿物中混入色素的混合色。
长的光波后，其余光波自色：矿物吸收某一波、颜色12、条痕：矿物粉末的颜色。
⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧、土状光泽几何体光泽：丝绢光泽断口光泽：油脂光泽珍珠光泽晶面光泽：玻璃光泽、单体光泽：光的能力：、光泽：矿物表面反射3 ⎪⎩⎪⎨⎧不透明半透明透明的程度：、透明度：矿物透射光4（三）力学性质1、硬度：抵抗外力刻划的能力（在晶面上）摩氏硬度：滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石1 2 3 4 5 6 7 8 9 102、解理：外力敲击下，沿结晶薄弱面平行裂开的性能。
⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧︒︒︒︒见平整光滑处无解理：解理面肉眼难光滑较小，断口发育中等解理：解理面平整分光滑完全解理：解理面大部全光滑挤完全解理：解理面完解理程度：，辉石：，角闪石：解理交角：解理组数938756124⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧平坦状参差状锯齿状贝壳状沿任意方向的裂开：、断口：外力敲击下，3⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧白云石：遇镁试剂变蓝气泡方解石：遇稀盐酸剧烈化学反应：磁性可塑性滑感挠性弹性（四）其它特殊性质：三、常见矿物的简易鉴定1、浅色矿物：石英 正长石 斜长石 方解石 白云石 白云母 石膏 滑石 硬度大 硬度中等 硬度小半透明 肉红色 灰白色 菱面体 弯曲菱面体 薄片状 丝绢光泽 有滑感 断口油脂光泽 两组解理 遇HCL 起泡 遇镁试剂变兰 珍珠光泽 无解理 白色弹性2、暗色矿物：橄榄石 辉石 角闪石 黑云母 绿泥石 硬度大 硬度小颗粒状 短柱状 长柱状 薄片状 薄片状 半透明 解理交角近90º 解理交角124 º 弹性 挠性橄榄绿色 多为黑色 黑绿色 黑色 墨绿色珍珠光泽第二节 岩浆岩岩石：造岩矿物的天然集合体。
地质构造(3-1)
水文地质标志：水呈线形或格子状分布；河流河谷突然
错断或拐弯
地震标志：有历史和现代地震、震中呈线形分布
图 4-22
2 3
山东郯城窑上村活动 断层剖面
3 4
K₂W-上白垩系砂岩夹页岩； Q₁-下更新统泥质砂岩； Q₂– ₃-中、上更新统粉土； Q₃–₄-上更新统及全新统洪坡积 物
11/63
第二节 岩层产状
岩层产状是指岩层在空间中分布状态， 是研究地质构造的基础。
12/63
产状三要素(elements of attitude)
走向：岩层面和任一假想水平面交线的延伸方 向。用方位角表示。如走向北东（NE）300 倾向：岩层的倾斜方向(与走向线垂直)。是岩 层面上最大倾斜线在水平面上投影所指的方向。 如上述岩层，向南东倾斜，表示为SE1200
• 两翼(limb)：核部两侧出露的岩层 • 枢纽(hinge)：褶曲在同一层面上最大弯曲
点的连线；或褶曲中层面与轴面的交线
• 轴面(axial plane )：连接各层枢纽构
成的面；或褶曲顶平分两翼的面
• 轴线(axial line)：轴面与水平面的交线
• 转折端（transition
sector）：褶曲从一 翼转到另一翼的过度弯曲部分
73/63
练习：
地质图分析
水平岩层和倾斜岩层地质图
74/63
褶皱在地质图上的表现：
水平褶曲 倾伏褶曲
75/63
断层构造在地质图上的表现：
（b）
76/63
地层接触关系在地质图上的表现:
图 4-28 不整合
E与Q – 平行不整合；T与E – 角度不整合
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图例：
工程地质学教学大纲
《工程地质学》课程教学大纲总学时：60 （其中讲授45 学时，实验15学时）一、本课程的性质、地位和任务《工程地质学》课程是高等学校资源环境与城乡规划类本科专业第一学年必修的专业基础课。
其课程性质为工程技术基础类课程，学科性质属应用地质学类。
本课程的任务是使学生通过学习掌握修建土木工程建（构）筑物的场地的工程地质条件的评价和各种建（构）筑物的建造对地质条件发生变化的影响，以及选择在相应的地质条件下保证建筑物稳定和正常使用的措施。
本课程与城市规划和土地管理等专业知识结合紧密，是高等学校资源环境与城乡规划类本科专业必须掌握的专业基础与基本技能课程。
二、课程教学的基本要求通过本课程的学习，要求学生掌握工程地质学的基本知识和具备解决工程中遇到的工程地质问题的能力。
了解工程与地质的关系，并对地质条件做出评价。
本课程具体要求如下：1．掌握工程地质学中的基本概念、基本理论、了解解决工程地质问题的过程和方法。
2．了解各种工程地质的基本要素，系统掌握岩土类型及其工程性质，地形地貌，地质构造，水文地质等方面的知识。
3．了解并初步掌握对工程地质问题的分析方法及对不良地质条件应采取的措施，对常见地质作用的形成机理、影响因素和对工程的影响和治理方法以及土木工程中可能遇到的工程地质问题做出分析评价。
三、各章主要内容、学时分配及教学要求第一章绪论（4学时）第一节工程地质学在土木工程建设中的作用地质学的研究内容及其工程地质学的分科研究内容及研究方法、工程地质条件、工程地质问题、工程地质学的主要任务。
第二节课程的主要内容及学习要求应用科学、基础地质部分（地质作用、岩石矿物和风化物、地质构造与特征、水文地质、地质条件与环境）、工程地质部分（工程地质材料的类型、地基承载力、工程地质条件、工程地质问题、工程地质勘察）、学习要求。
第二章岩石和土及其工程地质性质（10学时）第一节地球的圈层构造与地质作用地球的内部圈层构造（地壳、地幔与地核）、地质作用、地壳的物质组成（岩石、矿物、风化物——土）。
岩层产状
第四节、地质构造的基本类型由于地壳中存在有很大的应力，组成地壳的上部岩层，在地应力的长期作用下就会发生变形，形成构造变动的形迹，我们把构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹，称为地质构造。
地质构造的规模，有大有小。
大的如构造带，可以纵横数千公里，小的则如前边讲过的岩石的片理等。
尽管规模大小不同，但它们都是地壳运动造成的永久变形和岩石发生相对位移的踪迹，因而它们在形成、发展和空间分布上，都存在有密切的内部联系。
本节着重就一些简单的和典型的基本构造形态进行讨论。
一、水平构造和单斜构造水平构造未经构造变动的沉积岩层，其形成时的原始产状是水平的，先沉积的老岩层在下，后沉积的新岩层在上，称为水平构造。
分布：只是局限于受地壳运动影响轻微的地区。
单斜构造原来水平的岩层，在受到地壳运动的影响后，产状发生变动，当岩层向同一个方向倾斜，形成单斜构造（图1-11）。
分布：单斜构造往往是褶曲的一翼、断层的一盘或者是局部地层不均匀的上升或下降所引起。
（一）岩层产状产状定义：岩层在空间的位置，称为岩层产状。
产状三要素：岩层层面的走向、倾向和倾角（图1-12）。
走向：岩层层面与水平面交线的方位角，称为岩层的走向。
岩层的走向表示岩层在空间延伸的方向。
倾向：垂直走向顺倾斜面向下引出一条直线，此直线在水平面的投影的方位角，称为岩层的倾向。
岩层的倾向，表示岩层在空间的倾斜方向。
倾角：岩层层面与水平面所夹的锐角，称为岩层的倾角。
岩层的倾角表示岩层在空间倾斜角度的大小。
用岩层产状的三个要素，能表达经过构造变动后的构造形态在空间的位置。
（二）岩层产状的测定及表示方法测定方法：岩层产状测量，是地质调查中的一项重要工作，在野外是用地质罗盘直接在岩层的层面上测量的。
测量走向时，使罗盘的长边紧贴层面，将罗盘放平，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的走向。
测量倾向时，将罗盘的短边紧贴层面，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的倾向。
岩层产状
张节理——
由张应力产生 的破裂面。
246-71
张节理特征
1.裂口是张开的，剖面呈上宽下窄的楔形， 常被后期物质或岩脉填充； 2.节理面粗糙不平，一般无滑动擦痕和磨擦 镜面； 3.产状不稳定，沿其走向和倾向都延伸不远 即行尖灭,尾端尖灭处常呈树枝分叉状； 4.在砾岩或砂岩中发育的张节理常常绕过砾 石、结核或粗砂粒，其张裂面明显凹凸不平 或弯曲；
246-23
倾向与坡向关系
露 头 线 口诀 与 等 高 线关系 相同
备注
相反 相 同
相 反 相 同 常见 宽图4.4 相同相反 图4.5 常见
倾角＞坡角 相反
倾角＜坡角 相同
相 同 相 同 少见 窄图4.6(a)
246-24
四、地层的接触关系
地层 —— 在一定地质时代内形成的一套岩 层统称为那个时代的地层。
槽线——向斜弯曲最低点的连线。
246-41
三、褶曲分类
（一）根据褶曲轴面产状，结合两翼产状特点， 可将褶曲分为：
直立褶曲
倾斜褶曲
倒转褶曲
平卧褶曲
246-42
直立褶曲
轴面直立，两 翼倾向相反，倾 角近于相等
246-43
倾斜褶曲
轴面倾斜，两翼岩层 倾向相反，倾角不等
246-44
倒转褶曲
轴面倾斜，两 翼向同一方向倾 斜，有一翼地层 层序倒转。
节理3组以上，杂乱，以风化和构造型为主，多数间 距小于 0.2m ，以张开节理为主，有个别宽张节理， 一般均有充填物。岩体切割成碎裂状。
246-78
节理发育
节理很发育
（三）节理调查研究的内容
1. 节理的成因类型、力学性质； 2. 节理的组数、密度和产状； 3. 节理的张开度、长度和节理面壁的粗糙度；
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新 老
A
B
地层相对年代的确定（地层层序正常时）
A—地层水平；B—地层倾斜；
图中1，2，3，4表示从老到新的地层
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；B—遭受剥蚀后的地层。
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。
走向指岩层面与水平面的交线所指的方向（OB和 OA），该交线是一条直线，被称为走向线。它有两 个方向，相差180°
倾向指岩层面上最大倾斜线在水平面上投影所指的 方向（OD’）。该投影线是一条射线，称为倾向线， 只有一个方向。倾向线与走向线互为垂直关系。
倾角指岩层面与水平面的交角。一般指最大倾斜线 与倾向线之间的夹角，又称真倾角。
水平岩层、倾斜岩层和直立岩层。
在地质时代形成的各种岩层，其原始产状绝大多数是水 平的或近于水平的，原始倾斜的产状则是局部的。如在比较 广阔而平坦的沉积盆地（如：海洋、湖泊）中，一层层堆积 起来的沉积岩，其原始产状大都水平或近于水平。但在沉积 盆地边缘、岛屿周围或水下隆起等处沉积的岩层，由于古地 形的影响，常出现岩层厚度向地形高起方向变薄或尖灭，层 面也呈一定倾斜，即原始倾斜。生物礁及其围岩也常具一定 的原始倾斜。
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 。
脊线
背斜横剖面上弯曲的最高点称为顶，背斜中同一岩层 面上最高点的连线称为脊线。
槽线
向斜横剖面上弯曲的最低点称为槽，向斜中同一岩层 面上最低点的连线称为槽线。
轴面
轴线
翼
核
翼
3、褶曲的分类
1.按褶曲横剖面形态分类
轴面直立， 两翼倾向相 反，倾角近 于相等（差 值小于5˚）
轴面倾斜， 两翼岩层产 状倾向相反 ，倾角不相 等
二、产状要素的测量、记录和图示
1.产状要素的测量 岩层各产状要素的具体数值，一般在野外用地质
罗盘仪在岩层面上直接测量和读取。
2．产状要素的记录
由地质罗盘仪测得的数据，一般有两种记录方法 ，即象限角法和方位角法。
（1)象限角法
以东、南、西、北为标志，将水平面划分为四个象限，以 正北或正南方向为0°，正东或正西方向为90°。再将岩层产 状投影在该水平面上，将走向线和倾向线所在的象限以及它 们与正北或正南方向所夹的锐角记录下来。一般按走向、倾 角、倾向的顺序记录。N45°E∠30°SE，表示该岩层产状走向 N45°E，倾角30°，倾向SE。
水平岩层一般出现在地壳运动影响轻微的地区
二、倾斜岩层
指岩层面与水平面有一定夹角的岩层。自然界绝 大多数岩层是倾斜岩层，倾斜岩层是构造挤压或大 区域内不均匀抬升、下降，使岩层向某个方向倾斜 而成的。
缓倾岩层，a＜30˚
陡倾岩层，30˚≤a＜60˚
陡立岩层，a≥60˚
倾斜岩层往往是某种构造形态的一部分
(2）方位角法
将水平面按顺时针方向划分为360°。，以正北方向为0°， 再将岩层产状投影到该水平面上，将倾向线与正北方向所夹 的角度记录下来，一般按倾向、倾角的顺序记录。例如
135°∠30°
表示该岩层产状为N倾向距正北方向135°，倾角为30。
N
45°
W
E
30° S
135° 30°
3．产状要素的图示
3.沉积岩与岩浆岩之间的接触关系 （1）侵入接触 （2）沉积接触
侵入接触
沉积接触
地质年代表
根据地层形成先后顺序、生物演化阶段、构 造运动、古地理特征以及同位素年龄测定，对全 球地层进行划分和对比。最后按照年代顺序排列 ，用来表示地史时期的相对年代和同位素年龄值 的表格，称为地质年代表。
地质年代单位：宙、代、纪、世 (从大到小)
角度不整合接触的形成过程
不整合面
2．岩浆岩间的接触关系 主要表现为岩浆岩间的穿插接触关系
6
1
3
4
5
2
运用切割律确定各种岩石形成顺序示意图
1-石灰岩，形成最早；2-花岗岩，形成晚于石灰岩； 3-矽卡岩，形成时代同花岗岩；4-闪长岩，形成晚于花岗岩； 5-辉绿岩，形成晚于闪长岩；6-砾岩，形成最晚
三、地层接触关系法
地层间的接触关系，是构造运动、岩浆活动和地 质发展历史的记录。沉积岩、岩浆岩及其相互间 均有不同的接触类型，据此可判别地层间的新老 关系。
沉积岩
岩层间的接触关系
岩浆岩
岩体相互穿插的关系 捕虏体
侵入接触 岩浆岩与沉积岩的接触关系 沉积接触
1．沉积岩间的接触关系
（1）整合接触： 沉积时代连续，上下岩层产状基本一致，地质界线呈平 行带状分布。沉积环境持续稳定，各地层依次沉积，彼 此平行。 （2）不整合接触：地层有明显间断，沉积时间不连续。 平行不整合（假整合）：上下两套地层有沉积间断，岩 层产状仍彼此平行。地壳先下降接受稳定沉积，后上升 到侵蚀基准面以上接受风化剥蚀，再后地壳均匀下降接 受稳定沉积。时代不连续，地质界线呈平行带状分布。
轴面倾斜， 两翼岩层产 状倾向相同 ，其中一翼 为倒转岩层
轴面近水平 ，两翼岩层 产状近水平 ，其中一翼 为倒转岩层
直立褶曲 倾斜褶曲 倒转褶曲 平卧褶曲
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
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
性的情况下产生的弯曲变形形态。
褶皱形成过程
南石门褶皱形态
灞源南石门，太华群多期叠加褶皱远照
褶曲
褶皱构造 中一个单 独的弯曲, 基本的组
相对年代法
相对年代法是通过比较各地层的沉积顺序，古 生物特征和地层接触关系来确定其形成先后顺序的 一种方法。因无需精密仪器，故被广泛采用。
一、地层层序法 二、古生物法 三、地层接触关系法
一、地层层序法
沉积岩能清楚地反映岩层的叠置关系。一般情况 下，先沉积的老岩层在下，后沉积的新岩层在上。 只要把一个地区所有地层按由下向上的顺序衔接起 来，就可确定其新老关系。当地层挤压使地层倒转 时，新老关系相反，见下图。
在地质图上，产状要素用符号表示。
30°——长线代表走向，短线代表倾向，数 字是倾角。（长短线必须按实际方 位标绘在图上）；
—— 岩层水平（0˚～5˚）； —— 岩层直立（箭头指向较新岩层）；
——岩层倒转（箭头指向倒转后的倾向，
30°
即指向老岩层，数字是倾角)
第三节 地层及地层间的接触关系
地史学中，将各个地质历史时期形成的岩石，称 为该时代的地层。地层的接触关系——指上下地层之 间在空间上的接触形式和时间上的发展状况。
确定地层新、老关系的方法有两种，即绝对年代 法和相对年代法。
绝对年代法
通过确定地层形成时的准确时间，依此排列出各 地层新、老关系的方法称为绝对年代法。 该法主要是通过测定地层中的放射性同位素年龄来 确定。用于测定地质年代的主要放射性同位素的蜕变 常数，见下表。
当测定岩石中所含放射性同位素的质量m1，以 及它蜕变产物的质量m2后，就可利用蜕变常数λ， 按下式计算其形成年龄
角度不整合接触：上下两套地层有沉积间断，岩层产 状彼此角度相交。地壳先下降接受稳定沉积，后挤 压变形和上升剥蚀，再后下降接受沉积。
不整合面
常见底砾岩
平行不整合接触的形成过程
特征：
①上下岩层的产状不 平行；
②在两套地层之间缺 失了一些时代的地层， 存在沉积间断。
这一地史时期内曾发生过 显著的水平运动和升降运动
岩层形成后，在地壳构造运动影响下发生变形，其原始 产状会发生不同程度的改变：有的还基本上保持水平产状； 有些形成倾斜岩层，或者形成直立，甚至倒转岩层。在某些 情况下，由于重力、流水、岩溶、冰川等与地壳运动无直接 关系的地质作用的影响，也会使岩层产状发生改变。
岩层的产状
一、水平岩层
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。
成单元。
背斜：岩层向上弯曲凸出，正常情况下 两翼地层相背倾斜。经剥蚀后核部地层 时代老，两翼地层时代新。背中老。
向斜: 岩层弯曲向下凹陷，正常情况下 ，两翼地层相向倾斜。经剥蚀后核部 地层时代新，两翼地层时代老。
向斜 背斜
向斜 背斜
背斜
新 老 新
向斜
老
新
老
向斜和背斜剖面示意图
地形倒置：向斜成山，背斜成谷。
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。
菊石类化石
★在不同层位的岩层中包含的化石各不相同 ★在不同地区含有相同化石的地层属于同一时代
地层单位：宇、界、系、统 (从大到小)。
对每个地质时期形成的地层所赋予的相应地层单位。
国际通用：
地质年代单位
地层单位
宙……………………………宇
代……………………………界
纪……………………………系
世……………………………统
我国还使用岩石地层单位：群、组、段、层。
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。 组：以同一岩相，或某一岩相为主，夹有其他岩相 ，或不同岩相交互构成。其中，岩相是指岩石形成 环境，如海相、陆相、泻湖相、河流相等。 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。