工程地質與橋涵水文教學ppt作者盛海洋1

1、淘寶店鋪：淘寶店鋪：淘課件淘課件-教學配套課件教學配套課件教材其余課件及動畫素材請在淘寶網(wǎng)搜索教材其余課件及動畫素材請在淘寶網(wǎng)搜索或者直接輸入下面地址：或者直接輸入下面地址：http:/第第1章章 礦物與巖石礦物與巖石返回總目錄上次課復習內(nèi)容上次課復習內(nèi)容緒論緒論工程地質學的任務及在工程建設中的作用：工程地質學的任務及在工程建設中的作用：1.1.地質學；地質學；2.2.工程地質學；工程地質學；3.3.工程地質學的任務；工程地質學的任務；4.4.工程地質在工程建設中的作用工程地質在工程建設中的作用 地球概述地球概述 地球具有層圈構造，地殼是固體地球最外部的層圈。塑造地殼地球具有層圈構造，地殼是固

2、體地球最外部的層圈。塑造地殼面貌的自然作用稱地質作用。元素、礦物、巖石是組成地殼的基本面貌的自然作用稱地質作用。元素、礦物、巖石是組成地殼的基本單位。單位。1.1.地球的層圈構造地球的層圈構造外部圈層外部圈層: : 大氣圈、水圈和生物圈大氣圈、水圈和生物圈內(nèi)部圈層內(nèi)部圈層: : 地殼、地幔及地核地殼、地幔及地核 地球的內(nèi)部圈層地球的內(nèi)部圈層 喜馬拉雅山的形成喜馬拉雅山的形成2.2.地殼物質的組成地殼物質的組成 基本物質基本物質: : 各種化學元素各種化學元素, ,如氧、硅如氧、硅、鋁、鐵鋁、鐵、鈣、鈉、鈣、鈉、鉀、鎂鉀、鎂 （養(yǎng)閨女貼給哪家美）（養(yǎng)閨女貼給哪家美）基本單位：巖石和地層基本單位：

3、巖石和地層3.3.地質作用地質作用內(nèi)力地質作用內(nèi)力地質作用: :(1)(1)能量來源能量來源: : 地球自轉產(chǎn)生的動能和放射性元素蛻變產(chǎn)地球自轉產(chǎn)生的動能和放射性元素蛻變產(chǎn)生的熱能生的熱能; ;(2)(2)表現(xiàn)形式表現(xiàn)形式: : 地殼運動、巖漿活動、變質作用和地震地殼運動、巖漿活動、變質作用和地震(3)(3)作用結果作用結果: : 塑造山嶺與凹地，是地形變化主導因素塑造山嶺與凹地，是地形變化主導因素外力地質作用外力地質作用: :(1)(1)能量來源能量來源: : 太陽輻射熱能以及重力位能、日月及天體太陽輻射熱能以及重力位能、日月及天體引力引力(2)(2)表現(xiàn)形式表現(xiàn)形式: : 風化、剝蝕、搬運

4、、沉積和硬結成巖風化、剝蝕、搬運、沉積和硬結成巖(3)(3)作用結果作用結果: : 削平高山，填平凹地削平高山，填平凹地 第第1章章 礦物與巖石礦物與巖石教學目的教學目的 ：1.掌握礦物、造巖礦物的概念及礦物的主要物理性質掌握礦物、造巖礦物的概念及礦物的主要物理性質 ；礦物的肉礦物的肉眼鑒定眼鑒定; ;2.2.掌握巖石的形成，物質組成，結構與構造。掌握巖石的形成，物質組成，結構與構造。 本章重點本章重點: :礦物的物理性質；巖石的礦物成分、結構和構造；肉眼鑒定礦物、礦物的物理性質；巖石的礦物成分、結構和構造；肉眼鑒定礦物、巖石的方法。巖石的方法。本章難點本章難點: : 礦物的物理性質；巖石的結

5、構和構造。礦物的物理性質；巖石的結構和構造。 礦物礦物是是指地殼中的化學元素在地質作用下形成的、具有一指地殼中的化學元素在地質作用下形成的、具有一定化學成分和物理性質的單質或化合物。定化學成分和物理性質的單質或化合物。自然界的礦物按其成因可分為三大類型：自然界的礦物按其成因可分為三大類型：1.1.原生礦物原生礦物 :巖漿冷卻巖漿冷卻2. 次生礦物次生礦物 :外力風化外力風化3. 變質礦物變質礦物 :內(nèi)力變質作用內(nèi)力變質作用 第第1節(jié)節(jié) 造巖礦物造巖礦物一、礦物一、礦物造巖礦物造巖礦物目前已發(fā)現(xiàn)的礦物在3 000種以上，但構成巖石的主要成構成巖石的主要成分并對巖石性質起決定性影響的礦物分并對巖石

6、性質起決定性影響的礦物不過30多種，它們占巖石成分的90%。一般把這些礦物稱為造巖礦物造巖礦物，其中又以長石、石英、輝石、角閃石、橄欖石、黑云母、方解石、白云石最重要，它們的含量決定了巖石的名稱及主要性質。1. 晶形：單晶和集合體晶形：單晶和集合體2. 顏色顏色（1）自）自色色：礦物本身所固有的顏色，如赤鐵礦多呈紅色，黃鐵礦物本身所固有的顏色，如赤鐵礦多呈紅色，黃鐵礦多呈銅黃色等。礦多呈銅黃色等。（2 2）假色假色：礦物中含有雜質礦物中含有雜質。如石英，一般為無色或白色，含雜如石英，一般為無色或白色，含雜質時可呈黃、紅、棕、綠等色質時可呈黃、紅、棕、綠等色 3.條痕條痕 ：礦物粉末的顏色。如：

7、礦物粉末的顏色。如赤鐵礦，整塊的顏色可呈紅、黑、赤鐵礦，整塊的顏色可呈紅、黑、鋼灰等色，但其粉末只是櫻紅色；黃鐵礦的顏色為銅黃色，粉末鋼灰等色，但其粉末只是櫻紅色；黃鐵礦的顏色為銅黃色，粉末為黑綠色。為黑綠色。二、礦物的物理性質二、礦物的物理性質是鑒別礦物的重要依據(jù)4.光澤光澤 ：礦物表面對可見光的反射能力。礦物表面對可見光的反射能力。依據(jù)反射的強弱可以分為依據(jù)反射的強弱可以分為金屬光澤金屬光澤(如金、銀、銅，輝銻礦如金、銀、銅，輝銻礦)；半金屬光澤半金屬光澤(如赤鐵礦，褐鐵礦如赤鐵礦，褐鐵礦)；非金屬光澤非金屬光澤（玻璃光澤玻璃光澤 ，水晶水晶；油脂光澤油脂光澤 ，石英斷口石英斷口；珍珠光珍

8、珠光澤澤 ，云母，云母；絲絹光澤絲絹光澤 ，纖維石膏及石棉，纖維石膏及石棉；金剛光澤，閃鋅礦。金剛光澤，閃鋅礦。5.5.硬度：硬度：礦物抵抗機械作用礦物抵抗機械作用( (如刻劃、壓入、研磨如刻劃、壓入、研磨) )的能力。的能力。德國礦德國礦物學家摩氏物學家摩氏(F(FMobsMobs) )取自然界常見的取自然界常見的1010種礦物作為標準種礦物作為標準（表表1-21-2）。摩氏硬度。摩氏硬度計計: :滑石滑石、石膏石膏、方解石方解石、螢石螢石、磷灰石磷灰石、長石長石、石英石英、黃玉黃玉、剛玉剛玉、金剛石金剛石注注：為記憶這為記憶這1010種礦物，可用順口溜方法，即只記礦物的第一個漢字：種礦物，

9、可用順口溜方法，即只記礦物的第一個漢字：“滑石滑石方螢磷；長石黃剛金方螢磷；長石黃剛金”。或。或“滑石方、螢石長、石英黃玉、剛金剛滑石方、螢石長、石英黃玉、剛金剛”。野外野外: :軟鉛筆軟鉛筆1,1,指甲指甲2,2,小刀小刀3-4,3-4,玻璃玻璃5,5,鋼刀刃鋼刀刃6-7.6-7.6.解理解理：礦物受敲擊后，常沿一定方向裂開成光滑平面，這種特礦物受敲擊后，常沿一定方向裂開成光滑平面，這種特性稱為解理，裂開的光滑平面稱為解理面。性稱為解理，裂開的光滑平面稱為解理面。解理分為一組解理解理分為一組解理( (如云母如云母) )、二組解理、二組解理( (如長石如長石) )、三組解理、三組解理( (如方

10、如方解石解石) )及多組解理。及多組解理。解理又可分為：極完全解理（云母）、完全解理解理又可分為：極完全解理（云母）、完全解理( (如方解石如方解石) )、中、中等解理等解理( (正長石正長石) )、不完全解理（磷灰石）。、不完全解理（磷灰石）。7.斷口斷口 :若礦物受敲擊后，裂開面無一定方向，呈各種凹凸不平的若礦物受敲擊后，裂開面無一定方向，呈各種凹凸不平的形狀，如鋸齒狀形狀，如鋸齒狀( (石膏石膏) )、貝殼狀、貝殼狀( (石英石英) )、平坦狀（石引石）、土、平坦狀（石引石）、土狀（鋁土礦）、粒狀（大理石）等，則稱為斷口。狀（鋁土礦）、粒狀（大理石）等，則稱為斷口。8.8.特性特性: :

11、如磁性如磁性(磁鐵礦磁鐵礦)、彈性、彈性(云母云母)、撓性、撓性(綠泥石綠泥石)、滑感、滑感(滑石滑石)、咸味、咸味(巖鹽巖鹽)、比重大（重晶石）、嗅味（硫磺）等物理性質以、比重大（重晶石）、嗅味（硫磺）等物理性質以及與冷稀鹽酸發(fā)生化學反應而產(chǎn)生氣泡及與冷稀鹽酸發(fā)生化學反應而產(chǎn)生氣泡(CO)(如方解石、白云石如方解石、白云石)等現(xiàn)象。等現(xiàn)象。 常見造巖礦物：常見造巖礦物： 1 .石英石英2 .長石長石斜長石斜長石正長石正長石 3 .角閃石角閃石角閃石角閃石4 .輝石輝石輝石輝石5 .滑石滑石6 .橄欖石橄欖石7 .云母云母 第第 2節(jié)節(jié) 巖石巖石自然界巖石的種類很多，根據(jù)成因可分為自然界巖石的

12、種類很多，根據(jù)成因可分為三大類，即：巖漿巖三大類，即：巖漿巖( (火成巖火成巖) )、沉積巖、沉積巖( (水水成巖成巖) )和變質巖。和變質巖。一、一、巖漿巖的概念及產(chǎn)狀巖漿巖的概念及產(chǎn)狀巖石巖石:是在地質作用下產(chǎn)生的，由一種礦物或多種礦物以一定的規(guī)是在地質作用下產(chǎn)生的，由一種礦物或多種礦物以一定的規(guī)律組成的自然集合體。由于地質作用的性質和所處環(huán)境不同，不同律組成的自然集合體。由于地質作用的性質和所處環(huán)境不同，不同的巖石的礦物成分、化學成分、結構和構造等內(nèi)部特征也有所不同。的巖石的礦物成分、化學成分、結構和構造等內(nèi)部特征也有所不同。巖漿巖巖漿巖沉積巖沉積巖變質巖變質巖巖石巖石一、一、巖漿巖巖漿

13、巖 巖漿巖巖漿巖,又稱火成巖又稱火成巖，是由巖漿侵入地殼上部或噴出地表凝固，是由巖漿侵入地殼上部或噴出地表凝固而成的巖石。巖漿是熔融體，具有流動性。而成的巖石。巖漿是熔融體，具有流動性。巖漿沿斷裂帶或地殼薄弱地帶侵入到地殼上部稱為侵入作用；巖漿沿斷裂帶或地殼薄弱地帶侵入到地殼上部稱為侵入作用；巖漿噴出地表，稱為噴出作用。巖漿噴出地表，稱為噴出作用。在地殼較深的地方在地殼較深的地方(一般是距地表一般是距地表3km以下以下)由侵入作用形成的巖由侵入作用形成的巖石稱為石稱為深成巖深成巖；在地表由噴出作用形成的巖石稱為在地表由噴出作用形成的巖石稱為噴出巖噴出巖；在地殼淺處在地殼淺處(通常是地表以下通常

14、是地表以下3km以內(nèi)以內(nèi))形成的巖石稱為形成的巖石稱為淺成巖淺成巖 。 巖漿巖是怎樣形成的巖漿巖是怎樣形成的（一）巖漿巖的礦物成分（一）巖漿巖的礦物成分淺色礦物和暗色礦物兩類。淺色礦物和暗色礦物兩類。淺色礦物富含硅、鋁，如正長石、斜長石、石英、白云母等；淺色礦物富含硅、鋁，如正長石、斜長石、石英、白云母等；暗色礦物富含鐵、鎂，如黑云母、輝石、角閃石、橄欖石等。暗色礦物富含鐵、鎂，如黑云母、輝石、角閃石、橄欖石等。 （二）巖漿巖的結構和構造（二）巖漿巖的結構和構造1.結構結構：指構成巖石的指構成巖石的( (單個單個) )礦物的結晶程度、顆粒的大小和形礦物的結晶程度、顆粒的大小和形態(tài)及彼此之間的組

15、合方式。態(tài)及彼此之間的組合方式。按顆粒大?。航^對大小，粗，中，細；相對大小，等粒，不等粒按顆粒大?。航^對大小，粗，中，細；相對大小，等粒，不等粒按結晶程度：全晶質、半晶質、隱晶質、非晶質按結晶程度：全晶質、半晶質、隱晶質、非晶質2.構造構造：指構成巖石的礦物集合體之間或礦物集合體與巖石的其：指構成巖石的礦物集合體之間或礦物集合體與巖石的其他組成部分之間的排列及充填方式，反映出巖石的外貌特征。他組成部分之間的排列及充填方式，反映出巖石的外貌特征。塊狀；流紋、氣孔、杏仁塊狀；流紋、氣孔、杏仁(三三)巖漿巖的分類（雙向）巖漿巖的分類（雙向）橫方向：橫方向：按按sio2含量（酸性含量（酸性65、中性、

16、中性65-50、基性、基性50-45、超基性、超基性45）；）；縱方向：縱方向：按形成環(huán)境產(chǎn)狀：深成巖（巖基、巖株），淺成巖（巖盤、巖床、按形成環(huán)境產(chǎn)狀：深成巖（巖基、巖株），淺成巖（巖盤、巖床、巖脈與巖墻巖脈與巖墻 ），噴出巖（火山錐、熔巖流），噴出巖（火山錐、熔巖流）(四四)、常見巖漿巖、常見巖漿巖（1）花崗巖，（）花崗巖，（2）流紋巖）流紋巖 ，（3）閃長巖，（）閃長巖，（4）輝長巖，）輝長巖，（5）玄武巖，（）玄武巖，（6）橄欖巖。）橄欖巖?；◢弾r花崗巖流紋巖流紋巖流紋巖流紋巖安山巖安山巖安山巖安山巖安山巖安山巖玄武巖玄武巖黑耀巖黑耀巖浮石浮石二、沉積巖二、沉積巖 沉積巖沉積巖是是指在

17、地表或接近于地表的巖石遭受風化剝蝕破指在地表或接近于地表的巖石遭受風化剝蝕破壞的產(chǎn)物，經(jīng)搬運、沉積和固結成巖作用而形成的巖石。壞的產(chǎn)物，經(jīng)搬運、沉積和固結成巖作用而形成的巖石。沉積巖在地表分布極廣，出露面積約占陸地表面積的沉積巖在地表分布極廣，出露面積約占陸地表面積的75%。沉積巖的形成過程是一個長期而復雜的外力地質作用過程沉積巖的形成過程是一個長期而復雜的外力地質作用過程，一般可分為，一般可分為四個階段四個階段：1.松散破碎階段；松散破碎階段； 2.搬運作用階段；搬運作用階段； 3.沉積作用階段；沉積作用階段； 4. 固結成巖階段固結成巖階段 。 沉積巖是怎樣形成的沉積巖是怎樣形成的(一一)

18、沉積巖的成分沉積巖的成分 1.碎屑礦物碎屑礦物(石英、長石石英、長石) 2.粘土礦物（高嶺石、粘土礦物（高嶺石、 蒙脫石、蒙脫石、 伊利石）伊利石） 3.化學沉積礦物（方解石、化學沉積礦物（方解石、 白云石白云石 、石膏、石膏 ）（二）沉積巖的（二）沉積巖的結構結構和構造和構造 1.結構結構 礫狀礫狀 2mm(1)碎屑結構碎屑結構 ： 砂質砂質 20.05mm 粉砂質粉砂質 0.05mm0.005mm膠結類型：硅質膠結類型：硅質 泥質泥質 鐵質鐵質 鈣質鈣質(2)泥質結構泥質結構 ( 0.005mm)(3)結晶結構結晶結構(4)生物結構生物結構沉積巖的結構特征沉積巖的結構特征砂粒粉粒粘粒砂?？?/p>

19、隙膠結物2.構造構造平行層理斜層理波狀層理印模粒序層理交叉層理沉積巖的層理構造沉積巖的層理構造3.沉積巖的其它構造沉積巖的其它構造層面構造 化石結核(黃土鈣質結核、石灰?guī)r硅質結核）(三三)沉積巖分類沉積巖分類 1.碎屑巖：碎屑巖：2.砂巖、礫巖砂巖、礫巖3.粘土巖：泥巖、頁巖粘土巖：泥巖、頁巖4.化學巖及生物化學巖：石灰?guī)r、白云巖、生物屑灰?guī)r化學巖及生物化學巖：石灰?guī)r、白云巖、生物屑灰?guī)r常見巖石常見巖石礫巖礫巖砂巖砂巖 (d=2-0.05mm)頁巖頁巖(d0.005mm)石灰?guī)r石灰?guī)r白云巖白云巖三、三、變質巖變質巖 地殼中先成巖石，由于構造運動和巖漿活動等所地殼中先成巖石，由于構造運動和巖漿活

20、動等所造成的物理、化學條件的變化，使原來巖石的成分、造成的物理、化學條件的變化，使原來巖石的成分、結構、構造等發(fā)生一系列改變而形成的新巖石，稱為結構、構造等發(fā)生一系列改變而形成的新巖石，稱為變質巖變質巖。這種使巖石發(fā)生質的變化的過程，稱為這種使巖石發(fā)生質的變化的過程，稱為變質變質作用作用。 引起變質作用的因素有溫度、壓力及化學活動性引起變質作用的因素有溫度、壓力及化學活動性流體。流體。 根據(jù)變質作用的地質成因和變質作用因素，根據(jù)變質作用的地質成因和變質作用因素，變質作用分為變質作用分為：1、接觸變質作用、接觸變質作用巖漿活動的侵入，使接觸帶的圍巖發(fā)生重結晶或產(chǎn)巖漿活動的侵入，使接觸帶的圍巖發(fā)生

21、重結晶或產(chǎn)生新礦物。生新礦物。2、動力變質作用（又稱碎裂變質作用、動力變質作用（又稱碎裂變質作用)構造運動使原巖及其組成礦物發(fā)生變形、機械破碎構造運動使原巖及其組成礦物發(fā)生變形、機械破碎及輕微的重結晶。及輕微的重結晶。3、區(qū)域變質作用、區(qū)域變質作用大規(guī)模地殼運動和巖漿活動使地下深處廣大地區(qū)巖大規(guī)模地殼運動和巖漿活動使地下深處廣大地區(qū)巖石發(fā)生變質。石發(fā)生變質。變質巖的變質巖的礦物成分礦物成分：變質礦物有：滑石、石榴子石、十字石、藍晶石、變質礦物有：滑石、石榴子石、十字石、藍晶石、紅柱石等紅柱石等 。除變質礦物外，變質巖的主要造巖礦物是長石、除變質礦物外，變質巖的主要造巖礦物是長石、石英、云母、輝

22、石和角閃石等。石英、云母、輝石和角閃石等。有時，綠泥石、絹云母、剛玉、蛇紋石和石墨等有時，綠泥石、絹云母、剛玉、蛇紋石和石墨等礦物能在變質巖中大量出現(xiàn)，這也是變質巖的一礦物能在變質巖中大量出現(xiàn)，這也是變質巖的一個鑒定特征。個鑒定特征。變質巖的變質巖的結構結構：按成因可分為變晶結構、變余結構、碎裂結構。按成因可分為變晶結構、變余結構、碎裂結構。變質巖的變質巖的構造構造：片理構造片理構造指構成變質巖的片狀、板狀及柱狀礦物指構成變質巖的片狀、板狀及柱狀礦物在定向壓力作用下呈相互平行排列，沿此排列方在定向壓力作用下呈相互平行排列，沿此排列方向易使巖石裂開成薄片的特性。向易使巖石裂開成薄片的特性。根據(jù)片

23、理面特征、變質程度等特點，分為：根據(jù)片理面特征、變質程度等特點，分為：片麻狀構造、片狀構造、千枚狀構造和板狀構造。片麻狀構造、片狀構造、千枚狀構造和板狀構造。 變質巖的形成接觸變質接觸變質侵入變質侵入變質侵入變質侵入變質接觸變質巖的形成按成因分為接觸變質巖、動力變質巖和區(qū)域變質巖。按成因分為接觸變質巖、動力變質巖和區(qū)域變質巖。區(qū)域變質巖再按構造、礦物成分定名。如具片狀區(qū)域變質巖再按構造、礦物成分定名。如具片狀構造的巖石叫片巖，若片巖中含綠泥石較多，可構造的巖石叫片巖，若片巖中含綠泥石較多，可定名為綠泥石片巖。定名為綠泥石片巖。具有塊狀構造和變晶結構的巖石，按礦物成分命具有塊狀構造和變晶結構的巖

24、石，按礦物成分命名，如石英巖。也有按地名命名的，如大理巖。名，如石英巖。也有按地名命名的，如大理巖。變質巖分類歸變質巖分類歸納于表納于表1-91-9。變質巖分類變質巖分類主要的變質巖主要的變質巖(1)片麻巖；片麻巖；(2)片巖片巖 ；(3)千枚巖；千枚巖；(4)板巖板巖 ；(5)石英巖石英巖 ；(6)大理巖。大理巖。 大理巖大理巖石英巖石英巖巖漿巖、沉積巖和變質巖三大類巖石的肉眼巖漿巖、沉積巖和變質巖三大類巖石的肉眼鑒定，應結合巖石標本在實習課中進行。鑒定，應結合巖石標本在實習課中進行。 綜上所述，地殼是由各種各樣的巖石組綜上所述，地殼是由各種各樣的巖石組成的，巖石是在地殼發(fā)展過程中內(nèi)、外動力成的，巖石是在地殼發(fā)展過程中內(nèi)、外動力地質作用的必然產(chǎn)物。由于各類巖石形成條地質作用的必然產(chǎn)物。由于各類巖石形成條件不同，它們在產(chǎn)狀、礦物組成、結構、構件不同，它們在產(chǎn)狀、礦物組成、結構、構造等方面也各具特點。據(jù)此，可對三大類巖造等方面也各具特點。據(jù)此，可對三大類巖石進行屬性比較和分類鑒定石進行屬性比較和分類鑒定( (表表1-8)1-8)。小小 結結地球具有圈層構造，地殼是固體地球最外部的圈層。塑造地殼面貌的自然作用稱地質作用。元素、礦物、巖石是組成地殼的基本單位?；鸪蓭r是巖漿作用的產(chǎn)物，變質巖是變質作用的產(chǎn)物，沉積巖是沉積作用的產(chǎn)物，它們都有各不相同的礦物成分、結構構造特征和代表性巖石