中南大学工程地质学复习资料

工程地质学复习概述

第一章岩石和地质结构

第一节主要造岩矿物

矿物——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。（一）矿物的分类

结晶质矿物、非结晶质矿物（玻璃质矿物、胶体质矿物）

（二）矿物的形态

单体形态：

①片状、鳞片状，如云母、绿泥石等。②板状；③柱状；④立方体状；⑤菱面体状；⑥菱形十二面体状。另有多面体状和针状。

集合体形态：显晶集合体；隐晶、胶态集合体

（三）矿物的光学性质

颜色是矿物对光线吸收和反射的物理性能。

条痕是指矿物粉末的颜色。

光泽矿物表面对光的反射能力。

金属光泽；半金属光泽；非金属光泽

透明度矿物透光能力的大小。

（四）矿物的力学性质

硬度矿物的硬度是指矿物抵抗外力刻划的能力。

解理矿物被敲打后，沿一定方向规则破裂的性质

断口完全不具有解理性的矿物，在锤击后沿任意方向发生不规则断裂，其断裂面称为断口。

第二节岩石

岩石是在地壳中按一定规律，由一种或几种矿物共生组合在一起所形成的天然集合体。根据岩石的成因类型，岩石可以分为三类：

岩浆岩炽热的岩浆液体，自地下深处上升，由于温度降低，结晶而成的固体。

沉积岩由堆积和压密作用而形成的岩石。

变质岩当温度上升或压力增大，或二者兼有时，可由任何类型的原岩形成。

2.1 岩浆岩

一、岩浆岩的形成过程

岩浆：地壳下面存在着的处于高温高压下的，以硅酸盐为主的熔融状态的物质。

岩浆岩：岩浆沿着地壳薄弱带侵入地表或喷出地表，随着温度降低，最终冷凝而成的岩石。岩浆作用：受地壳运动的影响，岩浆沿着地壳中薄弱、开裂的地带向地表方向运动的作用。

侵入作用岩浆上升未达地表，在地壳中逐渐冷凝的作用

喷出作用岩浆上升，冲出地表而冷凝的作用

岩浆岩的基本类型

侵入岩：深成岩（＞3km）一般具有粗粒结构；浅成岩（≤3km）一般具有中粒结构喷出岩：一般为细粒结构、微晶结构或隐晶结构

二、岩浆岩的地质特性

（一）岩浆岩的结构

1.按结晶程度可分为：全晶质结构、玻璃质结构、半晶质结构

2.按矿物颗粒绝对大小可分为：显晶质结构（伟晶结构，粒径＞10mm；粗粒结构，粒径＞5mm；中粒结构，粒径2～5mm；细粒结构，粒径0.2～2mm；微粒结构，粒径＜0.2mm）隐晶质结构

3.按矿物颗粒的相对大小可分为：等粒结构、不等粒结构、斑状及似斑状结构

（二）岩浆岩的构造：块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造、珍珠构造、绳状构造、枕状构造

（三）岩浆岩的矿物成分：最常见的是石英、正长石、斜长石、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等几种矿物。

2.2 沉积岩

一、概念：指在地表或接近地表的常温、常压条件下，由原岩经风化破碎、搬运、沉积和成岩等作用而形成的岩石。

二、沉积岩的形成过程

母岩的风化破碎作用、沉积物的搬运作用和沉积作用、沉积物的成岩作用

三、沉积岩的地质特性

（一）沉积岩的结构

碎屑结构、泥状结构、化学结构、生物化学结构

（二）沉积岩的构造

岩层：在地质特性上与相邻层不同的沉积层。

夹层：夹在厚层中间的薄层称为夹层。

层的尖灭与透镜体：若岩层在横向延伸方向不大的范围内，一侧逐渐变薄而消失，称为层的尖灭；若两侧均尖灭时，则称为层的透镜体。

层面：分隔不同性质岩层的分界面。可以是平面，但大多是曲面。

层的厚度：上下层面之间的垂直距离为层的厚度。（巨厚层＞1.0m 厚层 0.5～1.0m

中厚层0.1～0.5m 薄层0.001m～0.1m 微层＜0.001m ）

层理：指一个岩层中矿物或岩屑的颗粒大小、形状、成分和颜色不同的层交替时显示出来的纹理。（水平层理、单斜层理、交错层理、波状层理）

层面构造：在沉积岩岩层层面上往往保留有反映沉积岩形成时的流体运动，自然条件的变化所遗留下来的痕迹，称为层面构造。

顶面构造（波痕、泥裂、鸟足迹、虫痕、雨痕、脚印）

底面构造（底冲刷、槽模）

结核：指包裹在沉积岩体中某些矿物集合体的团块。其成分、结构、颜色等一般与围岩不同。化石：指埋置在沉积岩中的各地质时期古生物的遗体和遗迹，是沉积岩独有的构造特征，是研究地史、生物进化的重要依据。

（三）沉积岩的矿物成分

常见矿物：石英、长石、白云母

特有矿物：盐类矿物、碳酸盐矿物、粘土矿物、生物组分

几乎无：橄榄石、辉石、角闪石和黑云母

四、沉积岩分类：碎屑岩类（碎屑＋胶结物＋杂质）：角砾岩、砾岩、砂岩

粘土岩类（主要是粘土矿物组成，粘土矿物颗粒直径常小于0.005mm，含量＞50%）

化学岩及生物化学岩

2.3 变质岩

一、变质岩的形成过程

变质作用——指原岩基本上在固态下，主要由于温度、压力及化学活动性流体的作用，而使其成分、结构、构造等发生变化的地质作用。

变质作用的影响因素：温度（一般在150～900℃）压力（上百GPa到上千Gpa）化学活泼性流体（发生化学交替或分解作用，形成新矿物）

变质作用的主要类型：接触变质作用、交代变质作用、动力变质作用、区域变质作用

二、变质岩的地质特性

（一）变质岩的结构

压碎结构：碎裂结构、碎斑结构、糜棱结构

变晶结构（变质程度较深，矿物重结晶较好，基本为显晶，是多数变质岩的结构特征）

变余结构（变质程度浅，重结晶作用不完全，原岩的结构特征，可部分残留下来）

（二）变质岩的构造

片理构造（板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造）、块状构造

三、变质岩分类：动力变质岩类、接触变质岩类、区域变质岩类、交代变质岩类

第三节地质年代

一、绝对年代法

二、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。

三、相对年代的确定方法

地层层序法、生物演化律法（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）、地层接触关系法

第四节地质构造

地质构造就是指缓慢而长期的地壳运动使岩石发生变形，产生相对位移，形变后所表现出来的种种形态。

４．１地壳运动及地质作用

地壳运动——主要是指由地球内力引起岩石圈的变形、变位以及洋底的增生和消亡的作用。

地质作用——是指由自然动力引起地球的物质组成、内部结构和地表形态发生变化的作用。主要表现为对地球的矿物、岩石、地质构造和地表形态等进行的破坏和建造作用。

各种地质作用（内、外）：

一方面不断地破坏原有的物质成分（矿、岩），地质构造和地表形态。另一方面又不断地形成新的物质成分（矿、岩），地质构造和地表形态。破坏→建设→再破坏→再建设，循环反复，促使地壳不断的变化和发展。

４．２岩层及岩层的产状

一、岩层：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。

二、岩层产状：岩层在地壳中的空间方位。是以岩层面的空间方位及其与水平面的关系来确定的。

三、岩层的露头形态和宽度：决定于岩层产状、地形及二者的相互关系。

水平岩层的露头分布形态，完全受地形的影响，在地质图上，其地质界线与地形等高线平行或重合。