2023年土木工程地质知识点总结归纳.pdf
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1、学习必备 欢迎下载 第一章 矿物和岩石 第一节 主要造岩矿物 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:非晶体矿物(组成矿物的质点为无序排列):火山玻璃、胶体蛋白 晶体矿物(组成矿物的质点为有序排列):单体:针状、柱状 片状、板状 立方体、菱面体、菱形十二面体 集合体:纤维状、鳞片状、粒状、块状、土状、钟乳状(二)光学性质:自色:矿物吸收某一波长的光波后,其余光波的混合色。1、颜色:它色:矿物中混入色素离子的颜色。假色:矿物表面氧化反应后的颜色。2、条痕:矿物粉末的颜色。3、光泽:矿物表面反射光的能力:单体光泽:晶面光泽:玻璃光泽
2、、珍珠光泽 断口光泽:油脂光泽 集合体光泽:丝绢光泽、土状光泽 透明 4、透明度:矿物透射光的程度:半透明 不透明(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 10 学习必备 欢迎下载 2、解理:外力敲击下,沿结晶薄弱面平行裂开的性能。解理组数:1 组 2 组 3 组 解理交角:角闪石:124,56 辉石:87,93 解理程度:极完全解理:解理面完全光滑 完全解理:解理面大部分平整光滑 中等解理:解理面平整光滑较小,断口发育 无解理:解理面肉眼难见平整光滑处 3、断口:外
3、力敲击下,沿任意方向的裂开:贝壳状 锯齿状 参差状 平坦状 弹性 挠性 滑感(四)其它特殊性质:可塑性 磁性 化学反应:方解石:遇 HCL剧烈起泡 白云石:遇镁试剂变兰 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 成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光的能力单体上摩氏硬度滑石石膏方解石萤石磷灰石
4、正长石石英黄玉刚玉金刚石学习学习必备 欢迎下载 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 90 解理交角 124 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。一、岩浆、岩浆作用、岩浆岩 1、岩浆:地壳深处局部地段高温、高压的熔融物质。2、岩浆作用:岩浆形成、演化、运动、直到冷凝成岩的全过程。3、岩浆岩:岩浆冷凝后形成的岩石:喷出岩(喷出地表面)侵入岩:浅成岩(地表面至地下 3km)深成岩(地下 3km 以下)二、岩浆岩产状 侵入岩:深成岩:岩基1
5、00km2 岩株100mm 附:喷出物:火山弹 2-100mm 火山灰 5mm 中粒结构:=1-5mm(2)颗粒大小:绝对大小:细粒结构:=0.1-1mm 微粒结构:0.1mm 隐晶质结构:肉眼不可见颗粒 等粒结构 相对大小:斑状结构 似斑状结构 3、构造:岩石中矿物或其它组分在空间的排列与充填方式。块状构造:矿物分布各向均一。流纹状构造:岩石中拉扁气孔、不同色带的平行排列。气孔状构造:岩石中含有的原状气孔。杏仁状构造:岩石中原状气孔被后期物质充填。四、岩浆岩的分类:喷出岩 酸性岩 中性岩 基性岩 超基性岩 结构 构造 流纹岩 安山岩 玄武岩 少见 非晶 半晶 隐晶 气孔、流纹 杏仁状 块状
6、浅成岩 花岗斑岩 闪长玢岩 辉绿岩 少见 斑状 微粒 块状 深成岩 花岗岩 闪长岩 辉长岩 橄榄岩 辉岩 细粒中粒 粗粒 块状 主要矿物成分(10%以上)石英 正长石 斜长石 角闪石 斜长石 辉石 斜长石 橄榄石 辉石 成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载 第三节 沉积岩 一、定义:沉积岩是指在地表或近地表的常温常压条件下,原岩经风化、搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。二、沉积岩形成过程 1、风化作用:指原岩在自然因素作用下(如:
7、水、空气、太阳能、生物等),产生的机械破碎和化学成分改变的过程。物理风化机械破碎形成碎屑碎屑物质(0.005mm)碎屑岩 化学风化成分改变形成 胶体、细碎屑粘土物质(0.005mm,SiO2,Fe(OH)2等粘土岩 真溶液液解物质(22,MgCa等)化学岩 生物风化 生物物理风化 生物化学风化 2、搬运和沉积作用:指各种外营力(如:流水、风、冰川、重力、生物等),将风化产物搬到低凹地方沉积起来的过程。流水的搬运和沉积 分选性沿途重力沉积分异 机械搬运和沉积 磨圆度搬运过程中被磨蚀球化的程度 风的搬运和沉积 化学搬运和沉积流水来搬运和沉积 胶体浓度和电荷改变时絮凝。(1100 m)真溶液取决于溶
8、解度,过饱和时 结晶(主要因湖、海蒸发、水体浓缩)成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载 沉 积 分 异 现 象 3、成岩作用:指松散沉积物转变为坚硬岩石的过程。压固脱水作用:上覆压力使沉积物孔隙减小,水分排出,密度增大。胶结作用:松散颗粒被孔隙中化学沉淀物质或其它物质胶结在一起。胶结物成分:SiO2、Fe2O3、FeO、CaCO3、CaSO4、C、粘土 胶结类型:基底式 孔隙式 接触式 重结晶作用:胶体在压力下脱水,胶体质点重新
9、排列成晶体。SiO2石英 真溶液:因浓度过饱和而析出晶体。生成新矿物:沉积环境下,一些不稳定矿物转变成新的稳定矿物。如:文石方解石 三、沉积岩的矿物成分、结构、构造 1、矿物成分:碎屑岩:石英为主,可有长石(正长石、斜长石)、白云母等。粘土岩:粘土矿物为主(高岭石、蒙脱石、伊犁石),可有白云母等。化学岩:方解石、白云石、石膏、岩盐、生物碎屑、有机质。上游 中游 下游 海口 海盆地 漂 石、卵石、砾石为主 砾石、砂为主 砂、土为主 土为主 盐类结晶矿物为主 矿物成分复杂 矿物成分单一 成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射
10、光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载 2、结构:主要指颗粒大小和形态 角砾状结构 2mm,棱角状 砾状结构 圆砾状结构 2mm,圆状 碎屑结构 粗砂状结构 20.5mm 砂状结构 中砂状结构 0.50.25mm 细砂状结构 0.250.075mm 粉砂状结构 0.0750.005mm 泥状结构:0.005mm 化学结构:结晶粒状结构 显晶化学结构 0.005mm 隐晶化学结构 0.005mm 同生砾状结构 竹叶状结构 鲕状结构 生物化学结构(指含生物化石)3、构造:指组成部分在空间的排列组合方式(1)岩层:指一个基本稳定的物理条件(沉积环
11、境和物质来源)下,形成的沉积单位,由成分基本均匀一致的岩石组成的岩石层,层与层之间由层面分开。巨厚层 D1m 厚层 D10.5m 岩层按厚度划分 中厚层 D0.50.1m 薄层 D0.10.001m 微层(纹层)D0.001m(2)层理构造:指岩层中因成分、粒度、颜色发生变化而表现出来的纹理。水平层理 单斜层理 交错层理 波状层理(3)块状构造:无层理,各向均一。成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载(4)层面构造:波痕 泥裂 虫
12、迹(5)化石与结核:化石:生物遗体或遗迹被后期化学成分置换石化。结核:成岩时,某些胶体聚集而成。四、沉积岩分类:1碎屑岩类 砾状结构 角砾状结构角砾岩(某一粒级颗粒 圆砾状结构砾岩 必须大于 50)粗砂状结构粗砂岩 石英砂岩:石英95 砂状结构 中砂状结构中砂岩 再分 长石砂岩:石英50 细砂状结构细砂岩 岩屑 长石25 砂岩:石英50 粉砂状结构 粉砂岩 岩屑25 2粘土岩类:泥状结构 无层理泥岩 有层理页岩 白云岩、泥质白云岩(含泥)结晶粒状结构 石灰岩、泥灰岩(含泥)3化学岩类:同生砾状结构 竹叶状结构竹叶状灰岩 鲕状结构鲕状灰岩 生物化学结构生物碎屑灰岩 顶 底 成矿物的质点为有序排列
13、单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载 第四节 变质岩 一、定义:变质岩:指在变质作用下形成的新岩石。变质作用:指变质因素作用下,岩石性质发生改变的过程。二、变质作用因素:1、温度:150 断层运动岩浆活动地热增温 700900 成岩作用 变质作用 融化成岩浆 矿物重结晶 非晶质结晶质 温度变质结果 隐晶质显晶质 如:石灰岩大理岩 细 晶粗 晶 砂 岩石英岩 生成新矿物:如:高岭石红柱石 2、压力:静压力:由上覆岩层压力形成。12 千巴1 万巴(1 巴
14、=2.7kg/cm2)深:4-7km 35km 如:红柱石 兰晶石 (比重 3.1)(比重 3.6)定向压力:由构造运动和岩浆侵入引起的具有一定方向的压力。地壳浅层:静压力小,岩石相对脆性。定向压力造成岩石、矿物变形、破碎。地壳深层:静压力大,岩石相对塑性。定向压力造成岩石中矿物平行定向排列,形成片理构造。即:矿物在平行压力方向溶解(压溶),在垂直压力方向重结晶,并平行定向排列。例如:闪长岩 闪长片麻岩 3、化学活泼性流体:主要为岩浆中逸出的热水溶液和汽体。与围岩产生化学反应,生成新矿物。如:3MgCO3+4SiO2+H2OMgSi4O10OH2+3CO2 角闪石的排列 成矿物的质点为有序排列
15、单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载 三、变质作用类型:热接触变质作用:主要由岩浆的温度引起。交代变质作用:主要由岩浆逸出的化学流体引起。动力变质作用:主要由地壳浅层的定向压力引起。区域变质作用:主要由地壳深层的定向压力、地温及热水溶液引起。混合岩化作用:局部岩浆侵入变质岩引起的进一步变质作用。四、变质岩的矿物成分、结构和构造。1、矿物成分:特征变质矿物:滑石、绿泥石、绢云母、蛇纹石、石榴子石、红柱石、兰晶石、阳起石、绿帘石、透闪石等。岩浆岩、沉积岩
16、中常见矿物:石英、长石、云母、方解石、白云石、角闪石、辉石等。变余结构:指仍保留原岩颗粒大小和形态,但有成分改变。变晶结构:指矿物成分及颗粒大 大小:粗粒变晶 3mm 小和形态均发生变化 中粒变晶 31mm 细粒变晶 1mm 2、结构:显微变晶(肉眼不可见)形态:斑状变晶 鳞片状变晶 柱状变晶 碎裂结构:压力使原岩破碎的结构 糜棱结构:原岩破碎成小于 0.25mm的微粒。出现在断层破碎带。片理构造:岩石中的片、柱、针状矿物的平行排列现象。板状构造:平行薄板状。千枚状构造:波状起伏,丝绢光泽 3、构造:片状构造:片柱状矿物平行排列延伸长,粒状矿物少。片麻状构造:片柱状矿物平行排列延伸短,粒状矿物
17、多。块状构造:矿物无平行定向排列。(受温度、化学流体影响)混合岩化构造:条带状构造:岩浆体在变质岩中呈条带状分布 眼球状构造:岩浆体在变质岩中呈透镜状分布。成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载 五、变质岩分类:(按成因分类)1、热接触变质岩:大理岩 石英岩 2、交代变质岩:云英岩 蛇纹岩 块状构造 3、动力变质岩:断层角砾岩 糜棱岩 板岩 千枚岩 滑石片岩 4、区域变质岩:片岩 绿泥石片岩 云母片岩 角闪石片岩 片麻岩 花岗片麻
18、岩 片理构造 闪长片麻岩 辉长片麻岩 5、混合变质岩:条带状变质岩 眼球状变质岩 成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载 三大岩类简易区别 岩浆岩 黑色玄武岩暗红、暗绿安山岩紫红色流纹构造流纹岩(有粗糙感)硬度大隐晶质按颜色分类辉石、斜长石辉长岩角闪石、斜长石闪长岩斜长石正长石石英、长石花岗岩物共生组合关系分类显晶质按矿 沉积岩 白云岩有胶结物泥灰岩竹叶状灰岩鲕状灰岩结晶灰岩石灰岩类(有凝胶感)硬度中等化学岩有化学反应页岩(书页状
19、层理)泥岩粘土岩颗粒细硬度小粉砂岩细砂中砂粗砂砂岩砾岩碎屑岩有胶结物 成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载 变质岩 肠状混合岩条带状混合岩眼球状混合岩混合岩辉长片麻岩闪长片麻岩花岗片麻岩片麻状绿泥石片岩滑石片岩角闪石片岩云母片岩片状千枚岩千枚状板岩板状片理构造 硬度大石英岩物单一)硬度中等(颗粒大,矿大理岩块状构造 成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光
20、的能力单体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学习学习必备 欢迎下载 第二章 地层与地质构造 第一节 地壳运动及地质作用的概念 一、地壳运动的概念指地球内力引起岩石圈产生的机械运动。1、基本运动形式垂直运动水平运动 2、运动成因理论板块构造说地球自转说均衡说对流说 二、地质作用的概念 指自然动力引起地球物质组成、内部结构、地表形态发生变化的作用。1、内动力地质作用变质作用岩浆活动又叫地壳运动构造运动 2、外动力地质作用重力的地质作用冰川的地质作用流水的地质作用风的地质作用风化作用 成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的
21、颜色光泽矿物表面反射光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载 第二节 岩层及岩层产状 地质构造:指构造运动引起地壳岩层变形变位后被保留下来的形态。断裂褶皱倾斜岩层 一、岩层90606030300:)()(:直立岩层顶面朝下倒转岩层顶面朝上正常岩层陡立岩层陡倾岩层缓倾岩层倾斜岩层水平岩层 二、岩层产状:指岩层在空间的产出状态。1、产状要素)(倾角:岩层的倾斜程度)(OD倾向:岩层的倾斜方向(OA或OB)走向:岩层的延伸方向 真倾角():岩层在野外的倾角。视倾角():岩层在剖面上的倾角。sin tgtg(为剖面线与岩层走向线所夹锐角)2、产状要素
22、的测量、记录和图示。(1)测量:用地质罗盘仪测量。(2)记录方位角法相限角法 (3)图示:正常岩层:30 ;倒转岩层:30 N 135 30 E N W S 45 30 N45 E 30 sE 走向 倾角 倾向 135 30 倾向 倾角 倾斜岩层 褶皱 断层 倾角 倾向 A O B D D 走向 倾向 走向 倾向 走向 成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载 第三节 地层概念 一、为什么要学习地层及地质年代:确定构造形态:如:单斜
23、岩层 背斜 向斜 断层 断层 选择和评价建筑场地:阅读地质图:地层:将各个地质历史时期形成的岩层,称为该时代的地层。二、绝对年代法:用岩石中放射性同位素蜕变规律来确定岩石形成时间。(即蜕变时间)蜕变:放射性元素自形成之日起,就稳定地放射出(粒子)、(电子)、(电磁幅射量子)射线,并形成稳定的新元素。如:206238bPU蜕变后形成 蜕变时间可用下式确定:PDt1ln1 式中:蜕变常数 P 放射性同位素重量 D 蜕变后新元素重量 最后:用各岩石形成时间,排出各岩石形成的先后顺序。(即新老关系)(最老岩石:南美洲圭亚挪地盾角闪岩(41.3 亿年),最老化石:蓝绿藻(35亿年)。三、相对年代法:通过
24、比较各地层的沉积顺序、古生物化石特征、地层接触关系来确定其形成的先后顺序。1、地层层序法:(1)正常层序法:对于正常沉积的岩层,老的在下,新的在上。岩层倒转时关系相反。(2)标准剖面法:将某地区的地层按新老关系排列的剖面,叫该地区的标准剖面。用标准剖面对比某工点的地层,从而确定该工点地层新老关系的方法。4 3 2 1 3 2 1 2 3 1 2 3 2 1 2 1 2 1 6 5 2 1 成矿物的质点为有序排列单体针状柱状片状板状立方体菱面体菱形十二氧化反应后的颜色条痕矿物粉末的颜色光泽矿物表面反射光的能力单体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学习学习必备 欢迎下载(3
25、)层面构造法:用层面构造指示岩层新老关系的方法。新岩层方向:泥裂的开口方向、波峰方向。老岩层方向:泥裂的尖端方向、波谷方向。2、古生物法:根据生物化石,确定所在地层新老关系的方法。新地层:化石结构复杂。老地层:化石结构简单。由量变到质变(递进性):缓慢量变:环境稳定、生物繁衍。生物进化:急剧质变:环境改变、生物质变。由低级到高级(不可逆性):标准化石:在各个环境稳定时期,分布广、生存时间短的化石。3、地层接触关系法:(1)沉积岩之间的接触关系:整合接触:各地层时代连续,产状平行。(反映地壳稳定下沉)平行不整合接触:各套地层时代不连续,但产状平行。(又叫假整合)反映地壳:先下降沉积 再上升风化剥
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