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-1-工程地质学知识点总结-《工程地质学》孔宪立石振明第2章岩石的成因类型及其工程地质特征1·岩石与矿物概念岩石→在地质作用下产生的由一种或多种矿物以一定的规律组成的自然结合体根据矿物组成：单矿岩→主要由一种矿物组成的岩石复矿岩→由两种或两种以上的矿物组成的岩石根据成因：岩浆岩沉积岩变质岩矿物→存在于地壳中具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物*矿物是组成岩石的具有稳定物理性质和化学成分的基本单元※常见浅色矿物：滑石石膏--------------------指甲2·5方解石萤石磷灰石--------------------小刀（钢）6~6.5正长石石英黄玉刚玉金刚石记忆：滑石方萤磷长石黄刚金刚2·岩石和矿物区别岩石：是在天然地质作用下各种矿物的集合体。矿物：是由某种元素或多种化学成分在天然地质作用下形成的固体造岩矿物;它包含于矿物中，一般是指一些常见的矿物3·三大岩石的主要鉴别特征、常见主要类型A岩浆岩：侵入岩：深成岩→岩浆在地壳深处结晶形成的岩石浅成岩→岩浆在地面以下地壳较浅处形成的岩石喷出岩：由喷出地面的熔岩凝固形成的岩石根据SiO2含量：酸性岩类（SiO265%）中性岩类（SiO252%~65%）基性岩类（SiO245%~52%）超基性岩（SiO245%）岩浆岩的结构和构造→识别标志结构→组成岩石的矿物的结晶程度晶粒大小晶体形状相互结合的情况按结晶程度：全晶质结构：全由结晶矿物组成半晶质结构：由结晶矿物非晶质矿物组成非晶质结构=玻璃质结构：全由非晶质矿物组成按晶粒大小：显晶质结构→全由结晶较大矿物组成隐晶质结构→全由结晶微小的矿物组成玻璃质结构→全由非晶质组成均匀致密按晶粒相对大小：等粒结构→矿物全是显晶质粒状结晶颗粒大小大致相等按晶粒大小：粗粒结构中粒结构细粒结构-2-不等粒结构→主要矿物结晶颗粒大小不等相差悬殊晶形完好颗粒粗大：斑晶小的：石基按颗粒相对大小：斑状结构似斑状结构构造→矿物在岩石中排列填充方式反映出来的外貌特征：块状构造→分布均匀无一定的排列方向流纹状构造→岩石中不同颜色的条纹拉长了的气孔长条形矿物按一定方向排列形成的流动状构造反映岩浆喷出后的流动状态气孔状构造→岩浆凝固时挥发性气体未及时逸出在岩石中留下许多圆形椭圆形长管形孔洞杏仁状构造→岩石中的气孔为后期矿物（方解石石英）填充形成一种形似杏仁的构造B沉积岩→在地表或近地表不太深地方形成的一种岩石类型，它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运沉积和石化作用最后形成的岩石*沉积岩来自先前存在的岩石（岩浆岩变质岩和早已形成的沉积岩）的化学和物理破坏产物。*先成岩石的风化产物被流水等运动介质搬运到河湖海洋等低洼的地方沉积下来成为松散的堆积物→经过压密胶结重结晶逐渐形成沉积岩物质组成1·碎屑物质2·粘土矿物3·化学沉积矿物4·有机质生物残骸5·胶结物*粘土矿物方解石白云石有机质等是沉积岩特有的是物质组成上区别于岩浆岩的一个特性沉积岩的结构和构造→识别标志结构：碎屑结构（碎屑胶结）→由碎屑物质被胶结物质胶结而成沉积岩特有结构按碎屑粒径大小：砾状结构砂质结构：泥质结构结晶结构生物结构构造→组成部分的空间分布及相互间排列关系：层理构造→在形成过程中由于沉积环境的改变先后沉积的物质在颗粒大小形状颜色成分上发生变化显示出来的成层现象*水平层理平行层理交错层理波形层理层面构造→层面上保留有反应沉积岩形成时的某些特征：波痕泥裂化石→经石化作用保存下来的动植物遗骸或遗迹常沿层理面平行分布*根据化石可以推断岩石形成的地理环境和确定岩层的地质年代沉积岩的分类：碎屑岩类：火山碎屑岩：火山集块岩火山角砾岩凝灰岩沉积碎屑岩：砾岩砂岩粉砂岩粘土岩类：泥岩页岩化学及生物化学岩类：石灰岩白云岩-3-C变质岩→地壳内部原有的岩石（岩浆岩沉积岩变质岩）由于受到高温高压化学成分的加入的影响改变原来的矿物成分和结构构造形成新的岩石引起变质作用主要因素:高温高压新的化学成分的加入变质作用：接触变质区域变质变质岩的基本特征：出现变质矿物和特殊的变质构造不同的变质矿物表明不同的变质环境变质岩的结构：1·变余结构2·变晶结构：等粒变晶结构斑状变晶结构鳞片变晶结构3·碎裂结构4·交代结构变质岩的构造：片理（叶理）构造→岩石经变质作用形成的在颜色成分上呈层排列的现象1·板状构造2·千枚状构造3·片状构造4·片麻状构造5·块状构造变质岩的分类：片理状岩类：片麻状:片麻岩片状:片岩千枚状:千枚岩板状:板岩块状岩类：块状：大理岩石英岩常见的变质岩：石榴子石滑石蛇纹石红柱石十字石片麻岩千枚岩板岩大理岩石英岩-4-第3章地质构造及其对工程的影响1、地质年代表（系或纪）地质年代单位：五个“代”→每个“代”分为若干“纪”→每个“纪”分为若干“世”“期”时间地层单位→在特定的时间间隔内形成的岩石体：界→系→统→阶地质年代表代纪→国际通用地质年代单位次一级单位→区域性地区性意义2`地质构造的主要类型地质构造→构造运动在岩层和岩体中遗留下的各种变形变位形迹：水平构造倾斜构造褶皱构造断裂构造不整合构造A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没有遭受强烈的水平运动只受升降运动仍然保持其水平状态形成产状近于水平的构造B倾斜构造→由于地壳运动使原始水平的岩层发生倾斜岩层层面与水平面之间有一定夹角的构造*单斜构造→在一定地区内向同一方向倾斜和倾角基本一致的岩层*产状：岩层层面的走向倾向倾角走向→岩层层面与水平面交线的方位角倾向→垂直走向顺倾斜面向下引出一条直线该直线在水平面上的投影所指的方位角*岩层的走向和倾向相差90°-5-倾角→岩层层面与水平面所夹锐角岩层产状的表示方法：方位表示法：以所需确定点的位置为中心正北方向为方位角的0°按顺时针方向旋转旋转一周为360°*方位表示法只记倾向倾角EG：210°∠25°读作：倾向210°倾角25°象限角表示法：以北或南方向为准（0°）将平面划分为四个象限表示方位或方向*记走向倾角倾斜象限EG：N65°W/25°S读作：走向北偏西65°倾角25°大致向南倾斜C·褶皱构造→组成地壳的岩石受构造应力的强烈作用使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造褶皱要素：核部→褶皱的中心部分位于褶皱中央最内部的一个岩层翼→位于核部两侧岩层向不同方向倾斜的部分轴面：褶皱轴面→以皱褶顶平分两翼的面*可以直立倾斜平卧轴→轴面与水平面的交线*轴的方位为褶皱的方位轴的长度表示褶皱伸延的规模枢纽→轴面与褶皱同一岩层层面的交线转折端→褶皱两翼岩层互相过渡的弯曲部分褶皱的基本形态（根据形状和组成地层的空间关系）背斜→两翼岩层倾向相背的褶皱*岩层向上拱起岩层以褶皱为中心向两翼倾斜老地层在中间两侧对称出现由老到新的地层向斜→两翼岩层倾向相向（相对）的褶皱*岩层向下凹陷弯曲两翼岩层向褶皱轴部倾斜新地层在中间两侧对称出现由新到老的地层褶皱的形态分类按褶皱横剖面形态分类→按横剖上轴面和两翼岩层产状分类：直立皱褶倾斜褶皱倒转皱褶平卧皱褶按皱褶纵剖面形态（枢纽产状）分类：水平皱褶（枢纽近于水平）倾斜皱褶（枢纽向一端倾伏）皱褶的识别*不能完全以地形的起伏情况作为识别皱褶的主要标志顺(正)地形→背斜为山向斜为谷逆(负)地形→背斜为谷向斜为山穿越法：顺着倾向（垂直岩层走向）进行观察→如果在路线通过地带的岩层呈有规律的重复出行必为皱褶构造：背斜中心老地层两侧对称新地层向斜中心新地层两侧对称老地层追索法：平行岩层走向进行观察(看枢纽)水平皱褶：两翼岩层在平面上彼此平行展布-6-倾斜褶皱：两翼岩层在转折端闭合或呈S形弯曲工程地质评价：1)建筑工程:地质灾害(滑坡\崩塌\塌陷)2)道路工程:选线\隧道(施工\偏压)\基础稳定性主要的工程地质问题:边坡稳定性、偏压、岩体稳定性、地下水问题D断裂构造→构成地壳的岩石受地应力作用后产生变形当变形达到一定程度后岩层被断错或发生裂开岩石的连续性和完整性遭到破坏产生各种大小不同的断裂分类→根据发育的程度和两侧的岩层相对位错的情况：断层：断裂两盘的岩石发生明显位移5cm以上劈隙（节理）：岩层裂开岩石沿破碎面没有明显的相对位移劈理：细微的断裂变动没有明显破坏岩石的延续性*劈理几个毫米—稍大—节理—超过5cm—断层（1）裂隙类型：非构造裂隙→由成岩作用外动力重力等非构造因素形成的裂缝：原生裂隙卸荷裂隙风化裂隙构造裂隙→构造应力作用形成的裂缝具有明显方向性规律性与褶皱和断层形成过程密切相关：张裂隙受张应力作用形成产状不稳定延伸不远裂隙面弯曲且粗糙裂隙间距大发育稀疏剪裂隙受剪(扭)应力作用形成两组间切面形成X型产状稳定延伸较远裂隙面光滑平直闭合有擦痕裂隙间距小分布密工程地质评价有利于开挖对岩体的强度和稳定性均又不利影响破坏岩石整体性使风化速度加快增强岩石透水性使岩体强度和稳定性降低当裂隙主要发育方向与路线走向一致倾向与边坡一致路堑边坡容易崩塌或碎落路基施工时影响爆破效果（2）断层→岩石受力作用断裂后两侧岩块沿断裂面发生显著位移的断裂构造要素：断层面→两侧岩块发生相对位移的断裂面。断层破碎带→规模大的断层往往沿着一个错动带发生断层线→断层面与地面的交线*表示断层的延伸方向形状决定于断层面的形状和地面起伏情况断盘→断层面两侧发生相对位移的岩块*当断层面倾斜：上盘→位于断层面上部的断盘下盘→位于断层面下部的断盘当断层面直立，用用断块所在方位表示EG：东盘西盘*以断盘位移的相对关系：上升盘→相对上升的一盘下降盘→相对下降的一盘*上升盘可以是上盘也可以是下盘下降盘可以是下盘也可以是上盘断距→断层两盘沿断层面相对移动开的距离分类：正断层→上盘沿断层面相对下降下盘相对上升的断层逆断层→上盘沿断层面相对上升下盘相对下降的断层*断层面倾角45°→冲断层-7-25~45°→逆掩断层45°→辗掩断层平推断层→岩体受水平扭应力作用使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层(走滑断层)*倾角很大断层面近于直立断层线比较平直组合类型阶梯状断层：正断层组合地堑式断层：常形成狭长的凹陷地带著名地形：汾河河谷\渭河河谷地垒式断层：常形成块状山地著名地形：天山\阿尔泰山迭瓦式断层：低角度的逆断层组合工程地质评价致使岩体裂隙增多岩石破碎风化严重地下水发育降低了岩石的强度和稳定性隧道工程：由于岩层整体性遭到破坏地面水地下水的侵入强度和稳定性差容易塌顶建筑工程：地基稳定性水利工程：岩体的稳定性生命线工程：岩体的稳定性施工评价：施工困难涌水野外识别地貌特征：上升盘前缘形成陡峭的断层崖—剥蚀—断层三角面地形断层破碎带岩石破碎—侵蚀—沟谷（笔直的山沟）或峡谷地形山脊错断河流转弯河谷跌水瀑布河谷方向突然转折地下水的成带出现地层标志：岩层重复（正断层）或缺失（逆断层）岩脉错断伴生构造：断层泥断层角砾断层擦痕牵引弯曲地球物理化学标志：物理参数异常地球化学异常其他标志：火山活动地震活动滑坡等E不整合→形成年代不相连续的两套岩层重叠在一起的构造形迹分类：平行不整合→上下两套岩层的产状一致岩层分界线彼此平行但地质年代不连续角度不整合→不仅上下两套岩层之间的地质年代不连续产状也不相同新岩层的分界线遮断的下部老岩层的分界线识别：地层标志产状标志工程地质评价：地下水发育斜坡稳定性3、褶皱和断裂构造的基本特征、描述的基本要素、类型、工程意义和研究方法4、活动构造的定义、主要描述指标（错动速率、重复周期）、活动方式、识别方式和对工程建筑的影响定义：活断层（活动断裂）→现今仍在持续活动的断层或在历史时期或近期地质时期活动过极可能在不远的将来重新活动的断层潜在活断层→在历史时期或近期地质时期活动过极可能在不远的将来重新活动的断层*近期：全新世一万年分类1·按构造应力状态、两盘错动方向走向滑动型断层（平移断层）：倾向滑动型断层：逆断层（常见）：断层倾角较缓错动时上盘为主动盘且变形开裂较严重岩体较下盘破碎正断层：-8-2·活动性质：蠕变型活断层：只有长期缓慢的相对位移变形不发生地震或有少数微弱地震突发型活断层：突然发生同时伴发较强烈的地震特征1·活动方式：蠕滑连续的滑动过程较小应力降伴有小地震或无地震粘滑断层发生快速错动在突发快速错动前