1、工程地质学姬凤玲姬凤玲 深圳大学土木工程学院深圳大学土木工程学院矿物矿物:是地壳中由是地壳中由地质作用地质作用所形成的、具有一定化学成分和物所形成的、具有一定化学成分和物 理性质的单质或化合物。理性质的单质或化合物。如：金刚石（如：金刚石（C）、硫磺（）、硫磺（S）、石墨（）、石墨（C）、石英）、石英（SiO2）、石膏（）、石膏（CaSO42H2O）、正长石（）、正长石（KAlSi3O8）第一章第一章 矿物与岩石矿物与岩石 是地壳中由是地壳中由地质作用地质作用所形成的固态物质。是由一种或多所形成的固态物质。是由一种或多 种矿物组成的天然集合体。种矿物组成的天然集合体。如：砂岩、花岗岩等如：砂岩
2、、花岗岩等 u海枯石烂，沧海桑田海枯石烂，沧海桑田地壳面貌地壳面貌 的作用称为地质作用。的作用称为地质作用。u地质作用进行的速度有快有慢地质作用进行的速度有快有慢 放射性元素蜕变放射性元素蜕变 产生的热能产生的热能，并主要发生在地球内部的地质作用。，并主要发生在地球内部的地质作用。&构造运动构造运动&岩浆作用岩浆作用&变质作用变质作用&地震地震&构造运动构造运动地壳的机械运动，使得组成地壳的物质地壳的机械运动，使得组成地壳的物质 不断运动，并改变它的相对位置和内部构造。不断运动，并改变它的相对位置和内部构造。构造运动是内力地质作用的一种重要形式，也是改变地壳面构造运动是内力地质作用的一种重要形
3、式，也是改变地壳面貌的主导作用。貌的主导作用。按照地壳的运动方向，可分为：按照地壳的运动方向，可分为：l 垂直运动垂直运动l 水平运动水平运动&构造运动构造运动引起地表的高低起伏和海陆变迁。引起地表的高低起伏和海陆变迁。是地壳演变过程中相对表现较为强烈的一种运动形式，是地壳演变过程中相对表现较为强烈的一种运动形式，也是当前被认为形成地壳表层各种构造形态的主要原因。也是当前被认为形成地壳表层各种构造形态的主要原因。海水侵蚀部分意大利那不勒斯湾海岸古意大利那不勒斯湾海岸古罗马时代的著名大理石柱罗马时代的著名大理石柱是是垂直运动垂直运动的最好例子。的最好例子。l 垂直运动垂直运动3.6m6.3m板板
4、 块水平块水平 运运 动动对对 地地 表表 影影 响响板块张裂板块张裂常形成裂谷或海洋常形成裂谷或海洋板块碰撞板块碰撞挤压挤压大洋板块与大陆大洋板块与大陆板块板块大洋板块俯冲带附近常形成海沟大洋板块俯冲带附近常形成海沟 大陆板块受挤向上隆起成岛弧和大陆板块受挤向上隆起成岛弧和海岸山脉海岸山脉大陆板块与大陆大陆板块与大陆板块板块常形成巨大的山脉常形成巨大的山脉板块平行错动板块平行错动常形成大型走滑断层常形成大型走滑断层l 水平运动水平运动l 水平运动水平运动&岩浆作用岩浆作用岩浆岩浆:存在于上地幔和地壳深处（主要是软流圈）、以硅酸盐为主要存在于上地幔和地壳深处（主要是软流圈）、以硅酸盐为主要成分
5、、富含挥发性物质、处于高温（成分、富含挥发性物质、处于高温（9001300）、高压）、高压（高达数千（高达数千MPa）状态下的熔融体。）状态下的熔融体。岩浆类型：岩浆类型：3&岩浆作用岩浆作用岩浆作用岩浆作用指地下深处的岩浆沿地壳中软弱、破裂的地带向地表指地下深处的岩浆沿地壳中软弱、破裂的地带向地表 方向运动，岩浆的这种运动称为岩浆作用。由岩浆作方向运动，岩浆的这种运动称为岩浆作用。由岩浆作 用形成的岩石叫岩浆岩。用形成的岩石叫岩浆岩。l 若岩浆上升冲出地表，在地面上冷却凝固，若岩浆上升冲出地表，在地面上冷却凝固，则称岩浆则称岩浆喷出作用喷出作用，也称，也称火山作用火山作用。l 岩浆上升未达地
6、表，在地壳中冷却凝固，岩浆上升未达地表，在地壳中冷却凝固，称岩浆称岩浆侵入作用侵入作用。p岩浆在侵入过程中在离地表比较岩浆在侵入过程中在离地表比较深的地方凝固，形成深成侵入岩。深的地方凝固，形成深成侵入岩。p岩浆在侵入过程中在离地表比较岩浆在侵入过程中在离地表比较浅的地方凝固，形成浅成侵入岩。浅的地方凝固，形成浅成侵入岩。火山锥火山锥熔岩流熔岩流和熔岩被熔岩被&岩浆作用岩浆作用喷出作用喷出作用123458796&岩浆作用岩浆作用侵入作用侵入作用&变质作用变质作用变质作用变质作用指在构造运动与岩浆作用过程中，使岩石圈内部先存在的指在构造运动与岩浆作用过程中，使岩石圈内部先存在的 岩石，在受到温度
7、、压力和化学性质活泼的流体作用的岩石，在受到温度、压力和化学性质活泼的流体作用的 影响，影响，在固体状态下在固体状态下，发生物质成分与结构、构造的，发生物质成分与结构、构造的 变化，形成新的岩石，这一过程称为变质作用。由变质变化，形成新的岩石，这一过程称为变质作用。由变质 作用形成的岩石叫变质岩。作用形成的岩石叫变质岩。：%温度温度(150-900)%压力压力(静压力和定向压力静压力和定向压力)%化学活动性流体化学活动性流体&变质作用变质作用：l 接触变质作用接触变质作用l 动力变质作用动力变质作用l 区域变质作用区域变质作用动力变质作用动力变质作用区域变质作用区域变质作用接触变质作用接触变质
8、作用l 接触变质作用接触变质作用在岩浆侵入体与围岩接触带上，主要由岩浆活动所带来的在岩浆侵入体与围岩接触带上，主要由岩浆活动所带来的热热量量及及活动性流体活动性流体所引起的变质作用。所引起的变质作用。p接触热变质作用接触热变质作用p接触交代变质作用接触交代变质作用变质作用由深到浅的方向变质作用由深到浅的方向主要表现为岩石中的矿物发生重主要表现为岩石中的矿物发生重结晶，但其化学成分无显著改变结晶，但其化学成分无显著改变主要表现为岩石中产生大量新的主要表现为岩石中产生大量新的矿物，岩石化学成分有显著改变矿物，岩石化学成分有显著改变l 动力变质作用动力变质作用因地壳运动而产生的定向压力使因地壳运动而
9、产生的定向压力使岩石破碎、变形以及伴随的重结岩石破碎、变形以及伴随的重结晶等作用。晶等作用。这种变质作用主要发生在相这种变质作用主要发生在相邻的两个岩石块体之间发生邻的两个岩石块体之间发生相对错动的接触面附近。相对错动的接触面附近。l 区域变质作用区域变质作用在一个范围较大的区域内在一个范围较大的区域内(往往是板块与板块之间接触部位，往往是板块与板块之间接触部位，有数百或数千平方公里范围有数百或数千平方公里范围)，由于高温、压力和化学活动，由于高温、压力和化学活动性流体三因素综合作用而形成的变质作用，称区域变质作性流体三因素综合作用而形成的变质作用，称区域变质作用，一般该区域内地壳运动和岩浆活
10、动都较强烈。用，一般该区域内地壳运动和岩浆活动都较强烈。&地地 震震地震地震震源震源震中震中等震线等震线震中距震中距是由地球范围以外的能源所产生的地质作用。它是由地球范围以外的能源所产生的地质作用。它 的能源主要来自太阳辐射能以及太阳和月球的引的能源主要来自太阳辐射能以及太阳和月球的引 力、地球的重力能等。力、地球的重力能等。&风化作用风化作用&搬运作用搬运作用&沉积作用沉积作用&固结成岩作用固结成岩作用&剥蚀作用剥蚀作用&风化作用风化作用是指地表和接近地表的岩石或矿物，由于温度变化、大是指地表和接近地表的岩石或矿物，由于温度变化、大 气、水溶液和生物的作用，在气、水溶液和生物的作用，在原地所
11、产生原地所产生化学分解和机化学分解和机 械破碎，形成大小不同的松散物质。械破碎，形成大小不同的松散物质。l 物理风化作用物理风化作用l 化学风化作用化学风化作用l 生物风化作用生物风化作用l 物理风化作用物理风化作用卸荷造成岩石破裂卸荷造成岩石破裂p地表岩石因温度变化和孔隙中水的冻融以及盐类的地表岩石因温度变化和孔隙中水的冻融以及盐类的结晶、岩石卸荷等而产生的结晶、岩石卸荷等而产生的机械崩解过程。机械崩解过程。热胀冷缩造成岩石破裂热胀冷缩造成岩石破裂l 物理风化作用物理风化作用冻融风化冻融风化l 物理风化作用物理风化作用l 化学风化作用化学风化作用p化学风化指岩石在水、水溶液和空气中的氧与二氧
12、化学风化指岩石在水、水溶液和空气中的氧与二氧化碳等的作用下所发生的化碳等的作用下所发生的溶解溶解、水化水化、水解水解、碳酸碳酸化化和和氧化氧化等一系列复杂的化学变化，破坏了原来岩等一系列复杂的化学变化，破坏了原来岩石的结构和成分，使岩层变成松散的土层。石的结构和成分，使岩层变成松散的土层。l 生物风化作用生物风化作用p生物风化是指生物在其生长和分解过程中，直接或间生物风化是指生物在其生长和分解过程中，直接或间接地对岩石、矿物所起的物理和化学的破坏作用。接地对岩石、矿物所起的物理和化学的破坏作用。l 生物风化作用生物风化作用生物的机械风化作用根劈作用生物的机械风化作用根劈作用生物的化学风化作用生
13、物的化学风化作用&剥蚀作用剥蚀作用河水、海水、湖水、冰川、风等在其运河水、海水、湖水、冰川、风等在其运 动过程中对地表岩石造成破坏（将风化动过程中对地表岩石造成破坏（将风化 的产物从岩石上剥离下来，同时也对未的产物从岩石上剥离下来，同时也对未 风化的岩石进行破坏），不断改变着岩风化的岩石进行破坏），不断改变着岩 石的面貌。石的面貌。p机械的剥蚀作用机械的剥蚀作用 指风、流水、冰川、海洋等对地表物质的机械破坏作用。指风、流水、冰川、海洋等对地表物质的机械破坏作用。p化学的剥蚀作用化学的剥蚀作用(溶蚀作用溶蚀作用)除去风、冰川等外，流水、地下水、湖泊、海洋等对岩除去风、冰川等外，流水、地下水、湖泊
14、、海洋等对岩石还进行着以溶解等方式进行破坏的作用，称为溶蚀作用。石还进行着以溶解等方式进行破坏的作用，称为溶蚀作用。&剥蚀作用剥蚀作用&剥蚀作用剥蚀作用海浪海浪海蚀凹槽海蚀凹槽海蚀崖海蚀崖冰川谷角峰&剥蚀作用剥蚀作用冰川冰川河谷地形组成断面图河谷地形组成断面图平水位平水位 -洪水位洪水位 1.河床河床 2.河漫滩河漫滩 3.谷坡谷坡 4.阶地阶地&剥蚀作用剥蚀作用河流河流p河流的剥蚀作用指河流以自身的化学动力（溶解力）河流的剥蚀作用指河流以自身的化学动力（溶解力）和机械动力，并以携带的泥沙和砾石作工具，不断和机械动力，并以携带的泥沙和砾石作工具，不断地破坏河床的过程。地破坏河床的过程。u河流下
15、蚀河流下蚀u河流侧蚀河流侧蚀&剥蚀作用剥蚀作用河流河流河流下蚀作用河流下蚀作用三峡虎跳峡瀑布指河水对河床底部岩石的破坏，使河谷加深的过程。指河水对河床底部岩石的破坏，使河谷加深的过程。凸岸沉积凸岸沉积凹岸侵蚀凹岸侵蚀河流侧蚀作用河流侧蚀作用指河水对河床两侧岩石的破坏，使河谷拓宽的过程。指河水对河床两侧岩石的破坏，使河谷拓宽的过程。牛轭湖的形成过程牛轭湖的形成过程蛇曲河蛇曲河河流侧蚀作用河流侧蚀作用河流阶地河流阶地的形成的形成河流剥蚀作用与地壳运动造成河流剥蚀作用与地壳运动造成河流阶地河流阶地的形成的形成&剥蚀作用剥蚀作用河流河流阶地阶地II阶地阶地 I&剥蚀作用剥蚀作用河流河流&搬运作用搬运作
16、用风化、剥蚀后的产物，被流水、冰川、风等运风化、剥蚀后的产物，被流水、冰川、风等运 动着的介质从原地转移到另一个地点的过程。动着的介质从原地转移到另一个地点的过程。悬浮搬运悬浮搬运拖曳搬运拖曳搬运溶解搬运溶解搬运&沉积作用沉积作用沉积作用：被搬运的物质，经过一定的距离后，从风或流沉积作用：被搬运的物质，经过一定的距离后，从风或流 水等介质中分离出来，形成沉积物的过程。水等介质中分离出来，形成沉积物的过程。&固结成岩作用固结成岩作用固结成岩作用：使松散沉积物转变为沉积岩的过程。固结成岩作用：使松散沉积物转变为沉积岩的过程。人为地质作用：由人类活动引起的地质效应。人为地质作用：由人类活动引起的地质效应。矿山开采矿山开采堆填垃圾堆填垃圾运河运河水渠水渠大坝大坝公路公路长城长城梯田梯田日本关西机日本关西机场场
