工程地质及土力学的前三章。.docx

岩石与地质构造 地球与地壳 地球内部构造 地球内部圈：地球表面以下直到地球中心的各个圈层。（世界最深钻井记录为12.3KM，约占地球的1／530）。目前主要利用地震波沿传播方向的变化来研究地球内部构造。根据地球内部物质的状态和物理性质分为若干个圈层纵波可以通过固体和流体，速度较快，横波只能通过固体速度较慢。不连续面：地震波在低下若干深度处传播速度发生急剧变化的面。 莫霍面：位于海平面以下33km处，纵波和横波速度均急剧增加。 古登堡面：位于地表以下2900km深处，纵波突然降低，横波完全消失。注意：底壳按照化学成分分为上下两层，上层为硅铝层，下层为硅镁层。外地核为液体内地核为固体。地壳+软流层=岩石圈，软流层是岩浆发源地之一。地壳分为大陆性地壳和大洋型地壳陆壳的特征是厚度较大，莫霍面位置越深，地壳越厚。海洋部分的地壳厚度较小，表层为海洋沉积所覆盖。 地质年代地球历史演化的时间序列成为地质年代。包括相对地质年代和同位素地质年龄。根据生物地层学所划分的底层单位成为年代底层单位。由大往下依次：宇，界，系，2-3个统年代地层单位 地质时代单位宇 宙界 代系 纪统 世根据放射性同位素衰裂变测年的技术测出的年龄成为同位素地质年龄也叫绝对地质年龄。我们把表示地史时期的相对地质年代和相应同位素年代值的表，成为地质年代表。造岩矿物地壳中的矿物是由各种化学元素在地质作用下不断化合最终形成的物质。矿物组成分为3个层次：元素，矿物和岩石。1.各地质作用及自然条件下形成的自然产物。矿物的含义 2.具有相对固定和均一的化学成分及物理性质。并不孤立存在而按一定规律结合形成。矿物的化学成分按照矿物的化学成分大致可将矿物分为单质矿物（一种自然元素组成，如金，石墨），化合物（岩盐Nacl，石英SiO2,硬石膏CaSO4），及含水化合物三种。（含水化合物分为吸附水和结构水）胶体：一种物质的微粒分散到另一种物质中的不均匀的分散体系。三、黏土矿物 黏土矿物是一种复合的铝-硅酸盐晶体，颗粒呈片状，由硅片和铝片构成的晶包所组叠而成。硅片的基本单元是硅-氧四面体，铝片的基本单元是铝-氢氧八面体。 黏土矿物按硅片和铝片的组叠形式可以分为高岭石，伊利石，蒙脱石三种类型。 晶层结构式：一个硅片和一个铝片上下组叠。 高岭石 晶层结构特点即氢键联结：晶层之间通过氧离子和氢氧离子相 (Al2O4.2SiO2.2H2O) 互联结主要特征：颗粒较粗，不易吸水，膨胀失水收缩即亲水能力差晶体结构式：两个硅片夹一个铝片所组成。蒙脱石晶格之间是氧离子和氧离子联结，联结力较弱，水分容易进入晶格之间。主要特征：颗粒细微，具有显著的吸水膨胀及失水收缩特效即亲水能力强 蒙脱石（Al2O3.4SiO2.nH2O） 是云母在碱性介质中风化的产物 伊利石 它的晶体结构与蒙脱石相似：两层硅片夹一层铝片构成。 （K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O） 晶格之间有钾离子联结且 蒙脱石＜联结强度 ＜高岭石 特性也介于两者之间。 岩石成因与工程性质岩石是在各种地质作用下按一定方式结合而成的矿物集合体，是构成地壳及地幔的主要物质。火成岩火成岩的成因 火成岩由两类岩石组成：一类是岩浆作用形成的岩浆岩（为主），二类是非岩浆岩作用形成的。 岩浆岩：由岩浆凝结形成的岩石，约占地壳总体积的65%。 岩浆：一部分以硅酸盐熔浆为主体，二部分是挥发组分，主要是水蒸气和其他气态物质。 岩浆化学成分（氧化物为主）：SIO2含量最大，SIO2＞65%即酸性岩浆。52%＜SIO2＜65%即中性岩浆，45%＜SIO2＜52%即基性岩浆，SiO2＜45%即超基性岩浆。 越是酸性的岩浆，黏性大，温度低，不易流动。越是基性的反之。为什么岩浆是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体？因为它是在地壳深处或上地幔天然形成，富含挥发组分并且高温黏稠的硅酸盐熔浆流体。它可以顺着某些地壳软弱地带或地壳裂隙运移和聚集侵入地壳或喷出地表最后凝结为岩石。块状构造：矿物排列无一定方向，不具任何特殊形象的均匀块体流纹构造：岩浆流动导致不同颜色成分的隐晶质，玻璃质或拉长气孔等定向排列流动构造：流动过程中形成气孔构造：熔浆喷出地表，压力骤减，大量气体从中迅速溢出而形成的圆形或管状孔洞杏仁构造：气孔被矿物质所填充，形似杏仁 构造特点二．沉积岩A．沉积岩的成因三个阶段：原始物质的生成阶段，原始物质向沉积物的转变阶段，沉积物的固定和持续演化阶段。来源：沉积岩主来源是母岩风化，次来源是火山喷发。母岩遭受物理化学和生物风化时可为沉积岩提供三大类物质：碎屑物质，溶解物质，和不溶残余物质。B.沉积岩的特征及结构 形成沉积岩的主要材料来源：火成岩的碎屑，溶解物质及再生矿物。其化学成分类似火成岩。包括碎屑矿物（石英，钾长石，钠长石，白云母）黏土矿物（高岭石，铝土）化学和生物成因矿物（方解石，白