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1、工程地质（复习大纲）,16.1 岩石的成因和分类 主要造岩矿物 火成岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类 常见岩石的成分、结构及其他主要特征 16.2 地质构造和地史概念 褶皱形态和分类 断层形态和分类 地层的各种接触关系 大地构造概念 地史演变概况和地质年代表 考试大论坛为您提供岩土工程师资料下载 http:/ 地貌和第四纪地质 各种地貌形态的特征和成因 第四纪分期 16.4 岩体结构和稳定分析 岩体结构面和结构体的类型和特征 赤平极射投影等结构面的图示方法 根据结构面和临空面的关系进行稳定分析,16.5 动力地质,地震的震级、烈度、近震、远震及地震波的传播等基本概念 断裂活动和地震的关系 活动

2、断裂的分类和识别及对工程的影响 岩石的风化 流水、海洋、湖泊、风的侵蚀、搬运和沉积作用 滑坡、崩塌、岩溶、土洞、塌陷、泥石流、活动砂丘等不良地质现象的成因、发育过程和规律及其对工程的影响,16.6 地下水 渗透定律 地下水的赋存、补给、径流、排泄规律 地下水埋藏分类 地下水对工程的各种作用和影响 地下水向集水构筑物运动的计算 地下水的化学成分和化学性质 水对建筑材料腐蚀性的判别,16.7 岩土工程勘察与原位测试技术 勘察分级 各类岩土工程勘察基本要求 勘探 取样 土工参数的统计分析 地基土的岩土工程评价 原位测试技术：载荷试验 十字板剪切试验 静力触探试验 圆锥动力触探试验 标准贯入试验 旁压

3、试验 扁铲侧胀试验,16.1 岩石的成因和分类,考试大纲要求 16.1 岩石的成因和分类 主要造岩矿物 火成岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类 常见岩石的成分、结构及其他主要特征,1. 主要造岩矿物,地壳中的矿物，是指在各种地质作用中所形成的天然单质元素和化合物。它们具有一定的化学成分和内部结构，从而有一定的外部形态、物理性质和化学性质。 1）矿物的形态 矿物的形态是指矿物单体及同种矿物集合体的形态而言。矿物形态受其内部结构、化学成分和生成时的环境制约。,2）矿物的物理（力学）性质,矿物物理性质是鉴别矿物的主要依据。 颜色 颜色是矿物对不同波长可见光吸收程度不同的反映。它是矿物最明显、最直观的物

4、理性质。据成色原因可分为自色、他色和假色。自色是矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色，具有鉴定意义。他色是矿物混入了某些杂质所引起的。假色则是由于矿物内部裂隙或表面的氧化膜对光的折射、散射引起的。 条痕 条痕是矿物粉末的颜色，一般是指矿物在白色无釉瓷板（条痕板）上划擦时所留下的粉末的颜色。条痕比矿物的颜色更固定，但只适用于一些深色矿物，对浅色矿物无鉴定意义。 透明度 透明度是指矿物透过可见光波的能力，即光线透过矿物的程度，肉眼鉴定矿物时，一般可分为透明、半透明、不透明三级。,光泽 光泽是矿物表面的反光能力，根据矿物表面反光程度的强弱，用类比方法常分为四个等级：金属光泽、半金属光泽、金刚光泽及玻

5、璃光泽。由于矿物表面不平，内部裂纹，或成隐晶质和非晶集合体等，可形成某种独特的光泽，如丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、珍珠光泽、土状光泽等。 解理与断口 矿物在外力作用(敲打或挤压)下，严格沿着一定方向破裂成光滑平面的性质称为解理。据解理产生的难易程度，可将矿物的解理分成五个等级：即极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理。不同种类的矿物，其解理发育程度不同，有些矿物无解理，有些矿物有一组或数组程度不同的解理。如云母有一组解理，长石有二组解理，方解石则有三组解理。如果矿物受外力作用，无固定方向破裂并呈各种凹凸不平的断面，如贝壳状、参差状等，则叫做断口。,硬度 硬度指矿物抵抗外力的刻划、压入或研

6、磨等机械作用的能力。在鉴定矿物时常用一些矿物互相刻划比较其相对硬度，一般用10种矿物分为10个相对等级作为标准，称为莫氏硬度计， 见下表。,其它性质 如相对密度、磁性、弹性、挠性、脆性等。此外，利用与稀盐酸的反应程度，对于鉴定方解石、白云石等矿物也是有效的手段之一。 常见造岩矿物鉴定特征见下页表。,主要造岩矿物鉴定特征表,2. 火成岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类,1）火成岩的成因及分类 岩浆岩又称火成岩，是由岩浆冷凝固结后形成的岩石。岩浆位于地幔和地壳深处，是以硅酸盐为主和一部分金属硫化物、氧化物、水蒸气及其它挥发性物质(如CO2、CO、SO2、HCl及H2S等)组成的高温、高压熔融体。 岩

7、浆主要通过地壳运动，沿地壳薄弱地带上升冷却凝结。其中侵入到周围岩层(简称围岩)中形成的岩浆岩称为侵入岩。根据形成深度，侵入岩又可分为深成岩(形成深度大于3km)和浅成岩(形成深度小于3km)。而岩浆喷出地表形成的岩浆岩则称为喷出岩，包括火山碎屑岩和熔岩(岩浆沿火山通道喷溢地表冷凝固结而形成)。火成岩的分类见下表。,岩浆岩分类表,2）沉积岩的成因及分类,沉积岩是在地壳表层常温条件下，由风化产物、有机物质和某些火山作用产生的物质，经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。沉积岩广泛分布于地表，占陆地面积的75%。 沉积岩的形成是一个长期而复杂的地质作用过程，一般可分为风化、搬运、沉积、硬

8、结成岩等四个阶段。沉积岩由于沉积的自然地理环境的不同，可分为海相、陆相及过渡相等。 根据沉积岩的组成成分、结构和形成条件，可分为碎屑岩、粘土岩、化学岩及生物化学岩等类型，见下表所示。,主要沉积岩分类表,3）变质岩的成因及分类,地壳中已存在的岩石，由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变，处在高温、高压及其它化学因素作用下，使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化，所形成的新的岩石称为变质岩。这种改变岩石的作用，称为变质作用。 引起变质作用的因素有温度、压力及化学活动性流体。 根据变质作用的地质成因和变质作用因素，将变质作用分为下列几种类型。 (1)接触变质作用 指发生在侵入岩与围岩之间

9、的接触带上，并主要由温度和挥发物质所引起的变质作用。 (2)区域变质作用 是在广大范围内发生，并由温度、压力以及化学活动性流体等多种因素引起的变质作用。 (3)动力变质作用 指在地壳构造变动时产生的强烈定向压力使岩石发生的变质作用，也叫碎裂变质作用。 变质岩的分类见下表所示。,主要变质岩分类表,3.常见岩石的成分、结构及其它主要特征,1）岩石的成分 岩浆岩的成分 岩浆岩主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O和H2O等氧化物组成，其中SiO2是最多且系最重要的。 组成岩浆岩的矿物按其颜色及化学成分的特点可分为浅色矿物和深色矿物两类。浅色矿物富含硅、铝成分，如正长

10、石、斜长石、石英、白云母等；深色矿物富含铁、镁物质，如黑云母、辉石、角闪石、橄榄石等。,沉积岩的成分,沉积岩的组成物质共有四类。 碎屑矿物 原岩遭受机械风化后破碎而成的碎屑物质再经机械搬运作用和沉积作用产生的沉积物，如石英、长石、白云母等。 粘土矿物 是原岩经风化分解后由长石等生成的次生矿物，如高岭石、蒙脱石、水云母等。 化学沉积矿物 是从真溶液或胶体溶液中沉淀出来的或是由生物化学沉积作用形成的矿物，如方解石、白云石、石膏、岩盐、铁和锰的氧化或氢氧化物。,变质岩的成分,组成变质岩的矿物，一部分是与岩浆岩或沉积岩所共有的，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石等。另一部分是变质作用后产生的特有

11、的变质矿物，如石榴子石、蓝晶石、硅灰石、刚玉、绿泥石、绿帘石、绢云母、滑石、叶蜡石、蛇纹石、石墨等。,2）岩石的结构,岩浆岩的结构 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。 按岩石中矿物结晶程度划分 全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构 按岩石中矿物颗粒的绝对大小划分 显晶质结构、隐晶质结构 按岩石中矿物颗粒的相对大小划分 等粒结构、不等粒结构、斑状结构。,沉积岩的结构,沉积岩的结构主要有下列几种。 碎屑结构 碎屑物质被胶结物粘结起来而形成的一种结构。按碎屑粒径大小，将碎屑结构分为下列几类： 砾状结构 碎屑粒径2mm。 砂质结构 碎屑粒径2.00.05mm

12、。 粉砂质结构 碎屑粒径为0.050.005mm。,泥质结构 这种结构几乎全部由小于0.005mm的粘土颗粒组成，是粘土岩的主要特征。 化学结构 由化学作用或生物化学作用从溶液中沉淀的晶粒或重结晶晶粒形成的结构。主要在石灰岩、白云岩和硅质岩中发育。 生物结构 这种结构几乎全部是由生物遗体所组成的，如生物碎屑结构、贝壳结构等。,变质岩的结构,变余结构(残余结构) 原岩在变质作用过程中，由于重结晶、变质结晶不完全，原岩的结构特征被部分保留下来，称为变余结构。如变余斑状结构、变余砂质结构、变余砾状结构、变余泥质结构等。 变晶结构 岩石在固体状态下发生重结晶、变质结晶或重组合所形成的结构称为变晶结构。

13、这是变质岩石中最常见的结构。 碎裂结构 这是由于岩石在低温下受定向压力作用，当压力超过其强度极限时发生破裂、错动，形成碎块甚至粉末状后又被胶结在一起的结构。根据破碎程度可分为碎裂结构、碎斑结构、糜棱结构等。,3）岩石的构造,岩浆岩的构造 块状构造 矿物分布比较均匀，岩石结构也较均一，是岩浆岩中最常见的一种构造。 流纹构造 它是酸性熔岩中最常见的一种构造，是由不同颜色的矿物、玻璃质和拉长的气孔等，沿熔岩流动方向作平行排列所形成的一种流动构造。 气孔构造 岩浆喷出地表后，岩浆中的气体呈气泡逸出，岩浆冷凝后在岩石中保留了气孔的形态。 杏仁状构造 熔岩流中的气孔被次生矿物充填，如方解石、石英、玉髓、绿

14、泥石等，形似杏仁，故名。,（2）沉积岩的构造,层理构造 层理是沉积岩在形成过程中，由于沉积环境的改变所引起的沉积物质的成分、颗粒大小、形状或颜色在垂直方向发生变化而显示成层的现象。层理是沉积岩最重要的一种构造特征，是沉积岩区别于岩浆岩和变质岩的最主要标志。分为：水平层理、交错层理等。,层面构造 层面构造指岩层层面上由于水流、风、生物活动、阳光曝晒等作用留下的痕迹，如波痕、泥裂、雨痕等。 结核 结核是成分、结构、构造及颜色等与周围沉积物（岩）不同的、规模不大的团块体。 生物成因构造 由于生物的生命活动和生态特征，而在沉积物中形成的构造称生物成因构造。如生物礁体，叠层构造、虫迹、虫孔等。,（3）变

15、质岩的构造,片理构造 片理构造是变质岩特有的构造，是从构造上区别于其它岩石的一个显著标志。主要的片理构造有：板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造。 块状构造 岩石中的矿物均匀分布，结构均一，无定向排列，这是大理岩和石英岩等常有的构造。,4） 常见岩石,岩浆岩 花岗岩 花岗岩是酸性深成岩，多呈肉红色、浅灰色。其主要矿物为钾长石、石英和酸性斜长石，次要矿物为黑云母、角闪石等。全晶质等粒状结构，块状构造。 流纹岩 流纹岩是酸性喷出岩，大都为灰、灰白和灰红等较浅颜色。斑状结构，细小的斑晶为正长石和石英等矿物，基质为隐晶或玻璃质，常具流纹构造。 闪长岩 闪长岩是中性深成岩，浅灰至深灰色，其主要矿物

16、成分为中性斜长石、角闪石，其次为黑云母、辉石及石英等。呈等粒状结构，块状构造。,安山岩 安山岩是中性喷出岩。呈灰、红褐或浅褐色。常呈斑状结构，斑晶为斜长石、角闪石和辉石，基质为隐晶或玻璃质，也常呈隐晶质结构。常为块状和气孔构造。 辉长岩 辉长岩是基性深成岩，呈黑色或灰黑色，矿物成分以基性斜长石和辉石为主，也含有少量的角闪石、橄榄石等。呈中、粗粒结构，块状构造。 辉绿岩 辉绿岩是基性浅成岩，呈暗绿或黑色，矿物成分与辉长岩相同。呈细粒结构或辉绿结构。虽块状或杏仁状构造。 玄武岩 玄武岩是分布较广的基性喷出岩，呈黑、灰绿及暗紫等色，其主要矿物成分与辉长岩相同，多呈细粒至隐晶结构，也有玻璃质结构和斑状

17、结构。致密块状、气孔构造及杏仁状构造较普遍，柱状节理普遍发育。,沉积岩,砾岩及角砾岩 砾岩及角砾岩由50以上大于2mm的碎屑颗粒胶结而成。由磨圆较好的砾石胶结而成的称为砾岩；由带棱角的角砾胶结而成的称为角砾岩。砾石成分可能是矿物碎屑，但主要是岩屑。按砾石成分砾岩可分为单成分砾岩和复成分砾岩。 砂岩及粉砂岩 砂岩是由50以上20.05mm粒级的颗粒胶结而成的。按粒度大小可细分为粗粒、中粒、细粒及粉粒砂岩。根据其主要碎屑成分又可分为石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩。粉砂岩是0.050.005mm粒级的颗粒含量50的岩石，碎屑成分以石英为主，长石次之，碎屑的磨圆度差，分选好，胶结物常为粘土、钙质和铁质。

18、常见颜色为棕红色或暗褐色，常具有薄的水平层理。粉砂岩的性质介于砂岩与粘土岩之间。,粘土岩类 粘土岩是粒径0.005mm，主要由粘土矿物组成的岩石。常见的粘土矿物有高岭石、蒙脱石、水云母等。粘土岩中的其它成分有石英、长石、云母、褐铁矿等。粘土岩性质软弱，强度低，易产生压缩变形，抗风化能力较低，尤其是含蒙脱石等矿物的粘土岩，遇水后具有膨胀、崩解等特性。主要的粘土岩有以下两大类。 (a)泥岩 泥岩是由粘土经脱水固结而形成的，其特点是：固结不紧密、不牢固；层理不发育，常呈厚层状、块状；强度较低，一般干试样的抗压强度约在535MPa之间，遇水易泥化，强度显著降低，饱水试样的抗压强度可降低50左右；泥岩多

19、形成于较新的地质时期。 (b)页岩 页岩也是由粘土脱水胶结而成，大部分有明显的薄层理，能沿层理分成薄片，这种特征也称页理，风化后多成碎片状或泥土状。,石灰岩 石灰岩简称灰岩，在深海或浅海环境中形成，矿物成分以方解石为主，有时还可含有白云石、燧石等硅质矿物和粘土矿物等。常呈深灰、浅灰色，纯质灰岩呈白色。多呈致密状，叫做结晶灰岩。石灰岩在常温下遇稀盐酸剧烈起泡。 白云岩 其矿物成分主要为白云石，其次含有少量的方解石等。形成环境同灰岩，常为浅灰色、灰白色，呈隐晶质或细晶粒状结构。硬度较灰岩略大。白云岩在常温下遇稀盐酸不起泡，但加热或研成粉末后则起泡。 泥灰岩 当石灰岩中粘土矿物含量达2550时，称为

20、泥灰岩。颜色有灰色、黄色、褐色、红色。强度低、易风化。,变质岩,片麻岩 一般具片麻状构造，鳞片粒状变晶结构。矿物为长石、石英、黑云母、角闪石等，片麻岩可根据成分进一步分类和命名，如花岗片麻岩、角闪斜长片麻岩、黑云母钾长片麻岩等。 片岩 其特征是有片理构造，一般为鳞片变晶结构、斑状变晶结构、纤状变晶结构。常见矿物有云母、绿泥石、滑石、角闪石等片状、柱状矿物(含量大于30)，粒状矿物以石英为主，长石很少或不含。,板岩 其特征是岩石较致密，具板状构造。主要由页岩、泥质粉砂岩、中酸性凝灰岩等变质而成，变质程度较轻。常具变余泥质结构等，重结晶不明显，板理面上可见绢云母、绿泥石等。沿劈理易于裂开成薄板状。

21、 千枚岩 其特征是岩石细密，具千枚状构造，重结晶程度比板岩高，矿物成分主要有绢云母、绿泥石、石英等，具显微变晶结构。片理面具强丝绢光泽。,石英岩 主要由石英组成(85)，一般为块状构造，呈粒状变晶结构。岩石坚硬，抗风化能力强。 大理岩 由钙、镁碳酸盐类沉积岩变质形成。主要矿物成分为方解石、白云石。具粒状变晶结构、斑状变晶结构，块状构造。,16.2 地质构造和地史概念,大纲要求： 16.2 地质构造和地史概念 褶皱形态和分类 断层形态和分类 地层的各种接触关系 大地构造概念 地史演变概况和地质年代表,1. 褶皱的形态及分类,褶皱构造是岩层在构造运动中受力形成的连续弯曲变形。 1）褶皱的基本类型

22、褶皱的基本类型有两种，即背斜和向斜。 背斜 它在外形上是岩层向上拱的弯曲，核心部位的岩层时代较老，外侧的岩层时代依次渐新。 向斜 是岩层向下拗陷的一个弯曲，核心部位的岩层时代较新，而两侧岩层依次渐老。,向斜与背斜立体图,岩层的产状要素 ab走向线；cd倾向线；ce倾斜线；倾角,2）褶曲要素 单个弯曲叫做褶曲。褶曲要素主要有核、翼、转折端、轴面和枢纽等。 核 指组成褶曲中心部分的岩层。背斜的核是最老的岩层，向斜的核是最新的岩层。 翼 指核部两侧对称出露的岩层，当背斜与向斜相连时，翼是公用的。 转折端 是从一翼转到另一翼的过渡的弯曲部分，即两翼的汇合部分。 轴面 是大致平分褶皱两翼的假想面。轴面可

23、能是平面，也可能是曲面。 枢纽 指褶皱中同一层面与轴面的交线，枢纽可以是直线，也可以是曲线或折线。其空间方位由测得的倾伏向和倾伏角确定。,褶曲形态要素,核：B,A,B,C,D,F,G,倾伏端：C,翼：EF、EG,轴面：ABCD,枢纽：EC,轴：BC,E,3）褶皱的形态分类,(1) 按褶皱轴面和两翼产状分类 直立褶皱 轴面直立，两翼岩层倾向相反，倾角大致相等。 倾斜褶皱 轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不相等。轴面与褶皱平缓翼倾向相同。 倒转褶皱 轴面倾斜，两翼倾斜，两翼岩层倾向相同，倾角相等或不相等，一翼岩层层序正常，另一翼层序倒转。 平卧褶皱 轴面水平，两翼岩层近于水平重叠，一翼层序正常，另

24、一翼倒转。,按轴面和两翼产状分类,根据纵剖面上枢纽产状分类,水平褶皱 枢纽近于水平延伸，两翼岩层走向大致平行并对称分布。 倾伏褶皱 枢纽向一端倾伏，两翼岩层走向发生弧形合围。对于背斜，合围的尖端指向倾伏方向；对于向斜，合围的开口指向枢纽的倾伏方向。,褶皱按枢纽产状分类,此外，穹隆、构造盆地，复向斜、复背斜等,2.断层的形态和分类,节理按力学性质分类,节理按其形成时的力学性质，主要分为由张应力形成的张节理和由剪应力形成的剪节理。 张节理 其主要特征是产状不很稳定，在平面上和剖面上的延展均不远；节理面粗糙不平，擦痕不发育，节理两壁裂开距离较大，且裂缝的宽度变化也较大，节理内常充填有呈脉状的方解石、

25、石英，以及松散或已胶结的粘性土和岩屑等；当张节理发育于碎屑岩中时，常绕过较大的碎屑颗粒或砾石，而不是切穿砾石；张节理一般发育稀疏，节理间的距离较大，分布不均匀。 剪节理 剪节理的特征是产状稳定，在平面和剖面上延续均较长；节理面光滑，常具擦痕、镜面等现象，节理两壁之间紧密闭合，发育于碎屑岩中的剪节理，常切割较大的碎屑颗粒或砾石；一般发育较密，且常有等间距分布的特点；常成对出现，呈两组共轭剪节理。,1 ） 断层要素示意图,断层基本要素表,2）断 层 基 本 类 型,逆断层 正断层 平移断层,3）断层组合类型,正断层（阶梯状断层）,地堑,地垒,地堑,3. 地层的各种接触关系,地层的接触关系有沉积岩之

26、间的整合接触、平行不整合接触和角度不整合接触以及岩浆岩与围岩之间的沉积接触和侵入接触 。,地层接触关系示意剖面图 AB沉积接触；BC侵入接触；闪长岩；花岗岩,(1)整合接触 指相邻的新、老两套地层产状一致，它们的岩石性质与生物演化连续而渐变，沉积作用没有间断。 (2)平行不整合接触 又叫假整合接触。指相邻的新、老地层产状基本相同，但两套地层之间发生了较长期的沉积间断，其间缺失了部分时代的地层。两套地层之间的界面叫做剥蚀面，也叫不整合面，它与相邻的上、下地层产状一致，并有一定程度的起伏。 (3)角度不整合接触 相邻的新、老地层之间缺失了部分地层，且彼此之间的产状也不相同，成角度相交。 (4)侵入

27、接触 这是由岩浆侵入于先形成的岩层中形成的接触关系。 (5)沉积接触 地层覆盖于侵入体之上，其间有剥蚀面相分隔，剥蚀面上堆积有由该侵入体被风化剥蚀形成的碎屑物质。,整合与平行不整合,整合,平行不整合,平行不整合,角度不整合,侵入接触与沉积接触,4. 大地构造概念,大地构造是指大范围甚至是全球性地壳运动的作用及其所导致的地壳构造和形态，即整个岩石圈的地质构造。专门研究大范围地壳构造的地质学分支，称为大地构造学。它主要研究区域地质构造的发生、发展、特征、分布、组合关系、历史演化以及动力来源等。地震活动及区域构造稳定性是受地壳的大型地质构造所控制。 目前大地构造学说很多，下面仅介绍三种主要的学说。,

28、1）地槽地台学说,从地壳升降运动的强弱出发、按地壳活动性大小在岩石圈内分出地槽、地台两类不同的构造单元，研究其发生发展过程的运动形式和规律的学说，称为地槽地台学说，简称槽台说。其基本观点是地壳运动以垂直升降为主，水平运动是由垂直运动派生的。 地槽是指地壳上的强烈活动地带，长可达数百至数千公里，宽几十至几百公里，构造运动强烈，地震活动频繁，升降幅度和速度大，沉积岩层的厚度可达数千米，有大规模的岩浆活动，变质作用强烈。 地台是大陆地壳相对稳定地区，多呈不规则外形，直径可达数千公里，升降运动幅度小、速度慢，褶皱、断裂活动微弱，岩浆活动少，无区域变质作用。,2）板块构造学说,板块构造学说，是根据“大陆

29、漂移说”、“地幔对流说”和“海底扩张说”等理论为基础，综合大量海洋地质、海底地貌、地球物理(古地磁、地震和地热方面)的资料基础上建立起来的。板块构造学说认为，岩石圈是由若干刚性的块体结合而成，这些块体称为板块。板块彼此相互作用的过程及其所形成的各种构造，称为板块构造。洋脊、海沟、岛弧、转换断层和地缝合线，是板块的边界。板块内部是相对稳定的区域。各板块间的接合地带是相对活动的区域，这些地区具有频繁的地震、火山活动、强烈岩浆侵入和造山运动等特征。 板块构造学说将全球划分为六大板块：即太平洋板块、欧亚板块、印度板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。,3）地质力学学说,地质力学是我国著名地质学家李四光

30、教授创立发展起来的。它是用力学的原理研究地壳构造与地壳运动规律的一门科学。 地质力学的观点认为，地壳的构造运动主要是水平运动，垂直运动是由水平运动所引起的。在水平运动的挤压、拉张作用下，形成各种构造形迹(压、张、扭结构面等)，它们之间有着内在的力学成因上的联系(成生联系)。构造体系是许多不同形态、不同力学性质、不同级别和序次，但有成生联系的构造形迹所组成的构造带。构造体系有三种大的类型：纬向构造体系、经向构造体系、扭动构造体系（多字形构造 、山字形构造等）。,5. 地史演变概况和地质年代表,1）地质年代的确定方法 地壳发展演变的历史叫做地质历史，简称地史。据科学推算，地球的年龄至少已有46亿年

31、。在这漫长的地质历史中，地壳经历了许多次强烈的构造运动、岩浆活动、海陆变迁、剥蚀和沉积作用等各种地质事件，形成了不同的地质体。查明地质事件发生或地质体形成的时代和先后顺序是十分重要的。前者称为绝对地质年代，后者称为相对地质年代。,绝对地质年代的确定,一般根据放射性同位素的蜕变规律，来测定岩石和矿物年龄。 目前测定同位素年龄广泛采用的方法有：钾氩(K40Ar40)、铷锶(Rb87Sr87)、铀铅(U235Pb207)和碳法(C14N14)。其中，前三者主要用以测定较古老岩石的地质年龄，而碳法专用于测定最新的地质事件和地质体的年龄。 相对地质年代的确定 地层层序法。地层是指在一定地质年代内形成的层

32、状岩石。在一个地区内原始产出的地层具有下老上新的规律。有时，因发生构造变动，地层层序倒转，就须利用沉积岩的泥裂、波痕、雨痕、交错层等构造特征，来恢复原始地层的层序，以便确定其新老关系。,生物层序法。地质历史上的生物称为古生物。其遗体和遗迹可保存在沉积岩层中，一般被钙质、硅质充填或交代，形成化石。生物的演变从简单到复杂，从低级到高级不可逆地不断发展。每个地质历史阶段都有其特殊的生物组合。同一地质历史时期，在相同的地理环境下，形成的岩层常含有相同的化石或化石组合。故可以根据生物的演化阶段来划分地壳发展演化的阶段。 （3）岩性对比法。一般在同一时期、同一地质环境下形成的岩石，具有相同的颜色、成分、结

33、构、构造等岩性特征和层序规律。因此，可根据岩性及层序特征对比来确定某一地区岩石地层的时代。 （4）地层接触关系法。岩层的接触关系有沉积岩之间的整合接触、平行不整合接触和角度不整合接触以及岩浆岩与沉积岩之间的沉积接触和侵入接触。,地层切割律,2）地质年代单位和地层年代单位,根据地壳运动和生物演化等特征，将地质历史划分为若干个大小级别不同的时间段落。地质年代按时间的长短依次是宙、代、纪、世、期。 在地质历史上每个地质年代都有相应的地层形成，与宙、代、纪、世、期一一对应的地层年代单位分别是宇、界、系、统、阶。 有些地区，常因化石依据不足，或研究程度不够，只能按地层层序及岩性特征并结合构造运动特点划分

34、区域性地层。使用的地层单位有群、组、段等。,3）地 质 年 代 表,4）地壳演化,冥古宙（4638亿年前，又称前地质时期） 大约在40亿年前后，越来越多的较轻的硅酸盐成分迁移到上部冷凝 地球终于有了一个虽然还比较薄、但已是连续完整的地壳 原始地球表层 一些处于熔融状态的物质向上挤入地壳中凝结，或涌出地面，表现为广泛分布的火山活动 另一方面物质又在向下流动，把上面已固结的地壳撕裂，并将其部分碎块拽向深处，使它再次熔入地幔物质之中 与此同时，薄弱的地壳还在陨石的撞击下，形成大量陨击坑 最初的大气成分主要是水蒸汽，还有一些二氧化碳、甲烷、氨、硫化氢和氯化氢等 直到距今38亿年前，地球上的大气仍是缺氧

35、和呈酸性的 随着时间的流逝，地球上的温度逐渐降低（低于100C），大气中的水蒸汽陆续凝结出来，形成了广阔的海洋，海水中也缺少氧，而且也含有许多酸性物质,太 古 宙（3825亿年前）, 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 3229亿年前能起光合作用的藻类开始繁殖，后者能消耗二氧化碳，产生出氧气 大约到27亿年前，游离氧在海洋中出现。绿色植物的大量繁殖，更加快了大气和海洋环境的变化，使其有利于高等喜氧生物的发展,元 古 宙 （距今18亿年前到6亿年前）, 大陆不断扩大 大气变成以二氧化碳为最多 海洋里的生物最多的是菌藻植物，它们的活动促成二氧化碳和海水中的钙镁

36、等元素相结合，碳酸钙镁等物质沉淀在海底，使大气中的二氧化碳减少，氧和氮的含量逐步增加,显生宙 古生代，中生代，新生代 最近6亿年来 大气圈的成分渐渐接近目前的状况 大气和海洋中，原为酸性的水在与岩石相互作用时，将硅酸盐物质中的钠，钾，钙，镁，铝，铁等金属元素夺取出来，形成多种盐类（以氯化物为主），海水的成分也慢慢变成与今天相近的了 在这种环境中，生命加速发展，海洋中的生物迅速繁荣起来（化石证据较多）,16.3 地貌和第四纪地质,考试大纲要求 16.3 地貌和第四纪地质 各种地貌形态的特征和成因 第四纪分期,陆地基本地貌类型,山地与丘陵： 山地是指高于周围平地，而内部又有一定高差 的正地形；呈带

37、状延伸的山地称为山脉；丘陵是海 拔高度 500m 以下，高低起伏200m 的正地形。,高原与平原： 都是大面积的平坦或略有波状起伏的地形；高 原一般海拔高度1000m，而平原则200m（内陆 海拔几百米的平原称为高平原，如成都平原）。,盆地： 是低于周围山地的盆状负地形，是升降差异运 动的产物。,山地划分,我国划分标准：,海拔 5000 m：极高山,3500 5000 m：高山,1000 3500 m：中山,500 1000 m：低山,海拔 500 m：丘陵 （相对高度300 m）,地球表面形状，指地壳表面由岩石构成的起伏形态(如平原、高原、山脉、山峰、丘陵、河谷、盆地、悬崖等)，简称为“地形

38、”或“地貌”。,构造与地貌的关系,地貌对构造的适应性：地貌的发育与构造线相一致或部分一致 大地构造单元是地貌发育的基础。中国的大地貌单元，即山地、高原、盆地、平原等在平面上的排列组合形式，其形成主要受大地构造的控制。,岩性与地貌的关系,由于岩性所引起的差别风化和差别侵蚀的结果，坚硬岩石通常表现为突出的正向地貌(山地、丘陵等)，相对软弱岩石出露之处，地貌上形成负向地貌(谷地、盆地等)。岩性对地貌的影响，在那些经历了长时期剥蚀的地区表现最明显。,16.3.1 各种地貌形态及成因,1. 风化壳 在地壳表层不同深度由于风化作用的因素、方式和强度不同，致使在垂直剖面上形成具有不同成分和结构的多层残积物，

39、由这些残积物所构成的复杂剖面称为风化壳。在风化壳的顶部，通常是生物活动的场所，生物在生命过程中分泌和产生大量的有机质，有机质与残积物不断发生化学反应，改造残积物，这个过程称成土(壤)作用，经成土作用改造过的富含腐殖质的残积物称土壤。风化壳和残积层的结构特点对工程建筑也有直接影响，因此研究风化壳有着重要意义。,风化壳剖面示意图,风化岩石与基岩,风化壳的垂直分带性,风化壳的垂直分带性是因岩石在不同深度下，经受着程度不同的复杂的物理、化学变化的结果。 一般来说，岩石风化首先要经过崩解阶段，使岩石矿物颗粒的比表面逐步增大。矿物崩解为细粒，加强了与水、氧、二氧化碳和生物的接触，促进了分解作用。这个过程是

40、由地表向深处渐次推进和逐渐减弱的，在风化壳中按化学作用方式自上而下可分为四个带。 氧化作用带：矿物经彻底水解，并强烈氧化形成铁、铝的氧化物、氢氧化物； 水解作用带：矿物发生强烈的水解作用，一些易溶矿物及易迁移的碱金属、碱土金属元素从硅酸盐矿物中析出，形成含水的黏土矿物； 淋滤作用带：硅酸盐矿物中的碱金属、碱土金属元素已开始被淋滤，形成黏土矿物； 水合作用带：以水合作用为主，碱金属、碱土金属元素只有少量被析出，硅酸盐矿物经水合作用形成水云母、水绿泥石等黏土矿物，岩石发生崩解，形成裂隙。,2.斜坡地貌及斜坡堆积物,斜坡地貌是自然界分布最广泛的地形形态之一，它包括山坡、岸坡和人工斜坡。其形态特征、成

41、因和物质组成均十分复杂。斜坡的坡度，物质组成在内外力因素的综合影响下，经常地发生变化，凡是变化趋势对国民经济生活有较大影响，甚至有灾害性影响的斜坡称为不稳定斜坡。不稳定的斜坡有两类：一类是坡度陡，常在地震和重力等因素影响下，发生强烈的崩垮滑动，造成灾害。另一类由于组成物质松散，易受水流冲刷造成水土流失，促使耕地破坏和水库淤塞。,1)崩塌及崩塌堆积物,斜坡上的岩、土体在重力作用下，突然地，迅速地向坡下垮落的现象，称崩塌。 崩塌作用常发生在坡度很陡（坡角常大于60）的斜坡地带，如悬崖的狭谷地带和海、湖岸地带。陡坡的组成物质一般是岩性坚硬而裂隙发育的岩石。 斜坡稳定性的破坏过程，开始是岩石陡坎的边缘

42、因临空释重而产生与陡岩平行的垂直张裂隙。随着物理风化作用和岩石原始节理的发育，张性裂隙进一步扩大和发展，使陡岩边坡处于极不稳定的状态。一旦遇到地震、暴雨、地表水的冲击或人工的开挖及爆破等因素的触发，岩体即发生强烈的翻倒或崩落。,盐池河崩塌山体示意图,盐池河崩塌,湖北省远安县盐池河磷矿1980年山崩,乱石块把磷矿的五层大楼掀倒、掩埋。死亡307人。还毁坏了该矿的设备和财产，损失十分惨重。,崩塌作用的结果，一方面在坡的上部形成一个新的陡坎地形，其形状常切人山坡呈围椅状，称崩塌壁。崩塌壁下由崖落的岩块刨出深沟，而崩塌产物则堆在山坡底部呈不规则的堆石坝状，称倒石堆。倒石堆由未经分选的崩塌堆积物组成。它

43、包括巨大的崩塌岩块；岩块碰撞及压砸而形成的碎石及岩粉；以及斜坡上的其他松散堆积物等。其岩性成分与组成斜坡的岩性一致，碎屑呈角砾状，分选性极差。,2)撒落及撒落堆积物,斜坡上的岩体在强烈的机械风化作用下，不断地产生碎块及岩屑，它们在重力作用下向坡下坠落或滚动的现象，称撒落。 撒落与崩塌不同，它形成于坡度为3070的斜坡地带，在沿坡地带，风化岩屑以较崩塌为缓慢的速度逐渐地、均匀地撒落于坡下，并形成倒石锥。倒石锥呈上尖下圆的锥状，锥面坡度约为30，与砂砾石的天然休止角相当。有时沿坡麓形成倒石锥群。,3)滑坡及其堆积物,滑坡又称地滑，它是斜坡岩体或土体在重力作用及其他因素的影响下，沿着一定的软弱面(滑

44、动面或滑动带)整体地缓慢滑动形成的一种地质地貌现象。 滑坡一般具有以下几个要素。 滑体：滑动的岩(土)体称为滑体。 滑动面和滑动带：滑体移动所经过的面称滑动面。 滑床：在滑动面之下，支持滑体而本身未经移动的斜坡组成部分称滑床，又叫滑坡基座。 任一滑坡都具有上述三个部分。滑体与滑床之间在平面上的分界线，也即滑动面在平面上所圈定的范围称滑坡周界。 滑坡台阶：滑体移动时，由于上下各段滑动速度的差异，或滑动时间的先后不同，常常形成几个滑动面。,滑坡陡壁：滑体移动后，与斜坡上方未动的土石体之间的分界面，称滑坡陡壁。它位于滑体后缘，在平面上呈弧形(围椅状)。 月牙形洼地和滑坡湖：在滑体及滑坡陡壁之间构成月

45、牙形洼地，有时积水成湖，称滑坡湖。 滑坡舌和滑坡鼓丘：在滑体前缘，形如舌状地伸人沟堑低地或河道中的部分称滑坡舌。有时因前缘受阻，而被挤压鼓起成丘状者称滑坡鼓丘。 滑坡裂缝及擦痕：滑坡发育的初期及中期裂缝极其发育。后缘发育拉张性下错裂缝，长十余米至数百米，方向与滑坡壁平行，呈弧形，在裂缝壁(或滑坡壁)上具下滑擦痕。在滑体的中下部两侧与不动的斜坡之间形成剪切性裂缝，裂缝方向大致与滑动方向平行；其两边常伴有羽毛状裂缝，裂缝壁上则有与错开方向相平行的横向擦痕。在滑体前部，或因形成滑坡鼓丘时而产生张开的鼓张裂缝，其方向与滑动方向垂直。在滑坡舌部分因滑体前部向两侧扩散可形成张性扇状裂缝，裂缝方向与滑动方向

46、近于平行。,滑坡的形态及特征,滑坡特征示意图,湖北巴东县清太坪镇滑坡损失惨重,2007年5月15日,湖北巴东县清太坪镇滑坡损失惨重,2007年5月15日，记者在湖北巴东县清太坪镇木竹坪村滑坡红线区采访。据湖北巴东县清太坪镇党政综合办公室消息：巴东县清太坪镇木竹坪村清江支流(小地名大坦坪)，5月10日发生大面积滑坡，将总量约800万立方米的山体和12户18栋86间民房推入清江中，导致清江支流桥河水域被截断，清金线交通中断，大小船舶停航，损失惨重，造成直接经济损失达4600余万元。目前该滑坡体尚未稳定，险情仍在进一步加剧。灾情涉及清太坪镇6个村，41个组，1506户，5678人。灾情发生后，对险区

47、紧急转移181户，658人。中新社发 刘君凤 摄,3. 面状洗刷作用及坡积物,大气降雨或冰雪融化后，在倾斜地面上所形成的面状流水称片流。片流在实质上是由无数细小的股流组成，它们无固定流路，沿坡面呈网状流动，并使地面均匀降低，这种破坏作用称面状洗刷作用。 片流是暂时性水流，它发生在广阔地区内，侵蚀量较大。尤其在由松散细粒沉积物构成的斜坡上，常常造成严重的水土流失。 片流对斜坡的洗刷强度，主要决定于气候、斜坡形态、组成斜坡的岩性及植被发育情况。 片流沿斜坡平缓凹坡段和坡麓地带堆积的松散沉积物称坡积物。坡积物围绕坡麓披盖，形似衣裾，故称坡积裾。其宽度在山坡较陡处窄，缓坡地带则较宽。坡积裾的剖面形态呈

48、微凹的缓倾斜曲线，裾的上部坡度一般为56，下部更缓。前缘覆于河谷底、山间盆地或山前平原之上，常与其他类型地形过渡。,坡面流水冲刷下来的物质，要么汇入沟谷和河流，要么在坡麓堆积起来形成坡积物。成片的坡积物围绕着山麓分布，形似衣裙，故称为坡积裙。,念青唐古拉山垭口坡积裙,4. 暂时性水流地貌及洪积物,在暴雨或大量积雪消融时，所形成的瞬时洪流称暂时性水流。暂时性水流形成的侵蚀地形是侵蚀沟(或广义的冲沟)，沟床中的水流堆积物称冲沟堆积物，于沟口的沉积物称洪积物。 大规模的洪积物形成于干旱、半干旱气候地区。暴雨季节，山区洪流沿河谷流出山口时，由于山区与山麓之间地形相差悬殊，水流出山口后形成散流，水流厚度、流速迅速减小，同时还因地表水的蒸发及通过山口松散沉积物时的迅速下渗，使水量大大减小，搬运力急剧减弱。于是由洪流搬运的碎屑物质在山口处呈扇形堆积下来，称洪积物，在地貌上构成洪积扇。 洪积扇是由山口向山前呈倾斜的半圆扇形堆积体。面积自数十平方千米至数千平方千米不等，扇顶部坡度为510，远离山口则为26。扇顶与边缘高差可达数百米。组成物质的岩相变化很有规律。尤其是由水流型洪积物组成时，规律尤为明显，自扇顶到边缘可分三种岩相。（锥顶相：又称内部相，粗粒相。扇形相：组成洪积扇的中部，是夹砾石、砂透镜体的粉土、粉质黏土层。滞水相：有时称边缘相，是洪积扇边缘地下水溢