土木工程地質復習資料精華(簡潔版)

1、立身以立學為先，立學以讀書為本第二章一、地球的物理性質1重力：重力是垂直于地球表面使物體向下的一種天然作用力。2.地磁場：地球類似一個巨大的磁鐵，在它周圍存在著地磁力線分布的空間，稱為地磁場。3地熱：地球內部儲存著巨大的熱能，叫做地熱。4彈塑性：固體地球能傳播地震波（彈性波）說明地球具有彈性。 二、地球的構造外部構造：大氣圈、水圈、生物圈。內部構造：地殼、地幔、地核 外力地質作用：是指主要由地球外部能源引起并發(fā)生在地球表層的地質作用。 內力地質作用：內力地質作用是指主要由地球內部能源引起的地質作用。三、造巖礦物 一）礦物的形態(tài) 1.結晶質和非結晶質礦物造巖礦物絕大部分是結晶質，其基本特點是組成

2、礦物的元素質點 （離子、離子團或原子）在礦物內部按一定的規(guī)律重復排列，形成穩(wěn)定2.礦物的結晶習性在相同條件下生長的同種晶粒，總是趨向于形成某種特定的晶形的特性叫做結晶習性。3.礦物集合體形態(tài)同種礦物多個單體聚集在一起的整體就是礦物集合體。二）礦物的物理性質：顏色、光澤、透明度、條痕（條痕是礦物粉末的顏色）、解理與斷口【礦物在外力作用（敲打或擠壓）下，嚴格沿著一定方向破裂并產生光滑平面的性質稱為解理】、硬度【硬度指礦物抵抗外力的刻劃、壓入或研磨等機械作用的能力】三）常見造巖礦物的鑒定特征1石英SiO2,晶體為六棱柱，狀與菱面體組成的聚形，集合體為晶簇狀、粒狀、致密塊狀 純者無色透明、乳白色，含雜

3、質時顏色各異玻璃光澤，斷口油脂光澤無解理，偶見貝殼狀斷 口硬度7,相對密度2.652正長石K AlSi3O8短柱狀或厚板狀，可有卡式雙晶肉紅、褐黃、淺黃色，或帶淺黃的 灰白色玻璃光澤兩向解理正交，一向完全，一向中等或完全硬度6相對密度2.573斜長石Na AlSi 3 O 8 Ca AlSi 2 O 8 晶體常呈板狀或細柱狀，常見聚片雙 晶白色或灰白色玻璃光澤兩向解理交角86°, 一向完全，一向中等或完全硬度6相對密度2.60 2.764黑云母K （Mg, Fe） 3 AlSi3O10 （OH） 2多呈片狀或鱗片狀集合體，晶體為板狀或 短柱狀黑色、深褐色晶面為玻璃光澤，解理面珍珠光澤

4、，薄片透明一向完全解理硬度 2.53 相對密度3.023.135白云母KAl2 AlSi3O10 （OH） 2多呈片狀或鱗片狀集合體，晶體為板狀或短柱狀淺灰、 淺黃、淺綠色，薄片無色晶面為玻璃光澤，解理面珍珠光澤，薄片透明一向極完全解理硬度2.53相對密度 2.73.16方解石CaCO3常見單形為菱面體或六方柱狀，集合體有晶簇、粒狀、致密塊狀、鮑狀、 鐘乳狀等白色或無色透明，常被雜質染成淺黃、淺 紅、紫褐、黑等色玻璃光澤三向完全解 理，斜交呈菱面體硬度 3相對密度2.62.9 四、巖漿巖巖漿巖又稱火成巖， 是由巖漿冷凝固結后形成的巖石。巖漿位于地?；虻貧ど钐?，是以硅酸鹽為主和一部分金屬硫化物、

5、氧化物、水蒸氣及其他揮發(fā)性物質（CO2、CO、SO2、HCl及H2S等）組成的高溫、高壓熔漿流體。根據巖漿中SiO2的相對含量從多到少的變化，可把巖漿分為酸性巖漿、中性巖漿、基性巖漿及超基性巖漿。 一）侵入巖巖體產狀：巖基、巖株、巖盤和巖盆、巖床、巖墻與巖脈二）噴出巖巖體產狀：（1）中心式噴發(fā)：指巖漿沿著一定的圓管狀管道噴達地表，是近代火 山活動最常見的噴發(fā)形式之一，隨著噴發(fā)常有強烈的爆發(fā)現象。（2）裂隙式噴發(fā)：是指巖漿沿一定方向的裂隙活動噴達地表。巖漿巖主要由 SiO2、A12O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O 和 H2O 等氧化物組 成。其中SiO2是最多且最重要的

6、，是反映巖漿性質、直接影響巖漿巖礦物成分變化的主要 因素。常依SiO2含量將巖漿巖劃分為超基性巖（SiO2含量45%）、基性巖（SiO2含量為45% 52%）、中性巖（SiO2含量為52% 65%）、酸性巖（SiO2含量65%）四類。 三）巖漿巖的結構：（1）全晶質結構（巖石全部由結晶礦物組成多見于深成巖中，如花崗巖。）（2）半晶質結構：巖石由結晶礦物和非晶的玻璃質組成，多見于噴出巖中，如流紋巖。（3）玻璃質（非晶質）結構：巖石幾乎全部由玻璃質組成，多見于噴出巖中，如黑曜巖、浮巖等，是巖漿迅速上升至地表時溫度驟然下降來不及結晶所致?！窘Y晶程度劃分】【按巖石中礦物顆粒的相對大小劃分】（1）等粒結

7、構：巖石中同種主要礦物的顆粒粗細大致相等。（2）不等粒結構：巖石中主要礦物的顆粒大小不等，且粒度大小成連續(xù)變化系列。（3）斑狀結構：和似斑狀結構巖石由兩組直徑相差甚大的礦物顆粒組成，大晶粒散布在細小晶粒中，大的叫斑晶，細小的叫基質?；|為隱晶質及玻璃質的，稱為斑狀結構；基質為顯晶質 的，稱為似斑狀結構。四）巖漿巖的構造：1.塊狀構造：塊狀構造的特征是礦物分布比較均勻，巖石結構也均一， 是巖漿巖中最常見的一種構造。2.流紋構造：流紋構造是酸性熔巖中最常見的一種構造，是由不同顏色的礦物、玻璃質和拉長的氣孔等，沿熔巖流動方向平行排列所形成的一種 構造。3.氣孔構造：巖漿噴出地表后，巖漿中的氣體呈氣泡

8、逸出，形成圓形、橢圓形或 管狀空洞，稱為氣孔構造。4.杏仁構造：熔巖流中的氣孔被次生礦物充填，如方解石、石英、玉髓、綠泥石等，形似杏仁，故名。五）巖漿巖的特征：1.深成巖：深成巖常形成巖基等大型侵入體，巖性一般較均一，以中、 粗粒結構為主，致密堅硬，孔隙率小，透水性弱，抗水性強，故深成巖體常被選為理想 的建筑場地。A.花崗巖：花崗巖是酸性深成巖，分布面積占所有彳！入巖面積的80%以上，多呈肉紅色、淺灰色。B.正長巖屬中性或半堿性深成巖類，常呈淺灰、淺肉紅、淺灰紅等色。其主要礦物成分為鉀長石、角閃石，次要礦物有黑云母等，不含石英或含量極少，呈等粒狀結構，塊狀構造。C.閃長巖是中性深成巖，淺灰至深

9、灰色。其主要礦物成分為中性斜長石、角閃石，其次為黑云母、輝石及石英等，呈等粒狀結構，塊狀構造。 D.輝長巖是基性深成巖，呈黑色或灰黑色，礦物成分以基性斜長石和輝石為主，也含 有少量的角閃石、橄欖石等。2一淺成侵入巖：淺成巖多以巖床、巖墻、巖脈等狀態(tài)產出， 有時相互穿插。顆粒細小的巖石強度高，不易風化。A.花崗斑巖為酸性淺成巖，成分與花崗巖相同，具斑狀或似斑狀結構。斑晶和基質均主要由鉀長石、酸性斜長石、石英組成，斑晶所占面積大于基質。B.閃長粉巖為中性淺成巖，礦物成分與閃長巖相同。閃長粉巖呈斑狀結構，斑晶為斜長石及角閃石，基質為細粒至隱晶質，常為灰色，如有次生變化，則多為灰綠色。C.輝綠巖是基性

10、淺成巖，呈暗綠或黑色，礦物成分與輝長巖相同。它呈細粒結構或輝綠結構。D.脈巖是呈脈狀或巖墻狀產出的淺成侵入巖，常位于深成侵入體內部或附近圍巖中，充填在裂隙內。根據礦物成分和結構特征，脈巖可分為偉晶巖、細晶巖和煌斑巖等三類。3.噴出巖：噴出巖一般原生孔隙和節(jié)理比較發(fā)育，產狀不規(guī)則，厚度變化大，巖性很不均一。因此，噴出巖強度低，透水性強，抗風化能 力差。A.流紋巖是酸性噴出巖，呈巖流狀產出，大都為灰、灰白和灰紅等較淺顏色。 流紋巖呈斑狀結構， 細小的斑晶為鉀長石和石英等礦物，基質為隱晶或玻璃質， 常具流紋構造。B.粗面巖是在成分上和正長巖相當的中性噴出巖，常呈淺灰、淺褐、肉紅等 色。它多具斑19狀

11、結構，斑晶常為正長石，基質細粒致密多孔。C.安山巖是分布較廣的中性噴出巖，呈灰、紅褐或淺褐色，常呈斑狀結構。斑晶為斜長石、角閃石等，基質 多為隱晶質，也常呈隱晶質結構。D.玄武巖是分布較廣的基性噴出巖，呈黑、灰綠及暗紫等色。其主要礦物成分與輝長巖相同，多呈細粒至隱晶結構，也有玻璃質結構和斑狀結構。E.火山碎屑巖類是火山活動時形成的火山碎屑物質，如火山塵（粒度<0.01mm）、火山灰（粒度為 0.012 mm）、火山礫（粒度為 250 mm）、火山渣、火山彈及 火山塊（粒度>50 mm）等。五：沉積巖（沉積巖是在地殼表層常溫常壓條件下，由風化產物、有機物質和某些火山作用 產生的物質，

12、經搬運、沉積和成巖等一系列地質作用而形成的層狀巖石。）1 .風化與剝蝕階段2.搬運階段3.沉積階段4.成巖階段二、沉積巖的礦物組成： 組成沉積巖的常見礦物僅有 20多種，按成因類型可分為四類： 碎屑礦物黏土礦物化學沉積礦物；有機物質及生物殘骸三、沉積巖結構1.碎屑結構2.泥質結構3.化學Z構4.生物結構四、沉積巖構造1.層理構造（水平，單斜，交錯層理）2.層面造3.結核4.生物成因構造五、主要的沉積巖特性：（1）碎屑巖：A.礫巖及角礫巖由50%以上大于2 mm的碎屑顆 粒膠結而成。B.砂巖是由50%以上0.052 mm粒級的顆粒膠結而成的。 C.粉砂巖是 0.0050.05 mm粒級的顆粒含量

13、大于 50%的巖石，碎屑成分以石英為主，長石次之。（2）黏土巖 A.泥巖是由黏土經脫水固結而形成的，特點是固結不緊密、不牢固、較 致密；層理不發(fā)育，常呈厚層狀、塊狀；強度較低，一般干試樣的抗壓強度為 535 MPa, 遇水易泥化，強度顯著降低，飽水試樣的抗壓強度可降低50%左右，泥巖多形成于較新的地質時期B.頁巖是黏土巖中固結較強的巖石。大部分有明顯的薄層理，能沿層理 分成薄片。這種特征也稱頁理，風化后多成碎片狀或泥土狀。（3）化學巖及生物化學巖：A. 石灰?guī)r簡稱灰?guī)r，在深?；驕\海環(huán)境中形成， 礦物成分以方解石為主，有時還含有白云石、燧石等硅質礦物和黏土礦物等，常呈深灰、淺灰色，純質灰?guī)r呈白色

14、。B.其礦物成分主要為白云石，其次含有少量的方解石等。 形成環(huán)境同灰?guī)r，常為淺灰色、灰白色， 呈隱晶質或細晶粒狀結構。C.當石灰?guī)r中黏土礦物含量為25%50%時，稱為泥灰?guī)r。巖石致密，呈微粒或泥質結構，顏色有灰色、黃色、褐色、紅色等，強度低、易風 化。六：變質巖（由于地殼運動和巖漿活動等造成物理化學環(huán)境的改變，處在高溫、高壓及其他化學因素作用下使原來巖石的成分、結構和構造發(fā)生一系列變化形成的新的巖石稱為變質 巖）一、變質作用類型1.接觸變質作用指發(fā)生在侵入巖與圍巖之間的接觸帶上，并主要由溫度和揮發(fā)性物質所引起的變質作用。2.區(qū)域變質作用是在廣大范圍內發(fā)生，并由溫度、壓力以及化學活動性流體等多種

15、因素引起的變質作用。3.動力變質作用指地殼構造變動時產生的強烈定向壓力使巖石發(fā)生的變質作用，也叫碎裂變質作用。二、變質巖的礦物成分組成 【變質巖的礦物，一部分是與巖漿巖或沉積巖所共有的，如石英、長石、云母、角閃石、輝石、磁鐵礦、方解石及白云石等；另一部分是變質作用后產生的特 有的變質礦物，如紅柱石、夕線石、藍晶石、硅灰石、剛玉、綠泥石、綠簾石、絹云母、滑 石、葉蠟石、蛇紋石、石榴子石、石墨等?！咳?、變質巖的結構1.變晶結構：巖石在固體狀態(tài)下發(fā)生重結晶、變質結晶或重組合所形成的結構稱為變晶結構。這是變質巖石中最常見的結構。該類結構中礦物多呈定向排列。2.碎裂結構是由于巖石在低溫下受定向壓力作用，

16、當壓力超過其強度極限時發(fā)生破裂、錯動，形成碎塊甚至粉末狀物質后又被膠結在一起的結構。3.變余結構：原巖在變質作用過程中，由于重結晶、變質結晶作用不完全，原巖的結構特征被部分保留下來，即稱為變余結構。四、變質巖的構造1.片理構造指巖石中礦物定向排列所顯示的構造，是變質巖中最常見、最帶有特征的構27造。它們使變質巖具有裂開成不十分規(guī)則的薄板的趨勢，此種性質統稱為 片理。A板狀構造：巖石具有平行、較密集而平坦的破裂面劈理面，沿此面巖石易于分裂成板狀體。這種巖石常具變余泥質結構。 原巖基本未重結晶，僅有少量絹云母或綠泥石， 并微有絲絹光澤。它是巖石受較輕的定向壓力作用而形成的。B.千枚狀構造：巖石常呈

17、薄板狀，其中各組分基本已重結晶并呈定向排列，但結晶程度較低，使得肉眼尚不能分辨礦物， 片理面上常有絲絹光澤，系由絹云母、綠泥石小鱗片造成。此種構造的巖石常具撓曲和小皺 紋。C.片狀構造：在定向擠壓應力的長期作用下，巖石中所含大量粒度較粗的片狀、柱狀礦 物（如云母、滑石、綠泥石等）都呈平行定向排列。巖石中各組分全部重結晶，而且肉眼可 以看出礦物顆粒。有此種構造的巖石各向異性顯著，沿片理面易于裂開，強度、透水性、抗 風化能力等也隨方向而改變。D.片麻狀構造：具片麻狀構造的巖石以較粗的石英、長石等礦物為主，其間夾以黑云母、白云母、角閃石等鱗片狀、柱狀變晶礦物，并呈大致平行的斷續(xù) 帶狀分布。它們的結晶

18、程度都比較高， 是片麻巖中常見的構造。2.塊狀本造：巖石中的礦物均 勻分布，結構均一，無定向排列，這是一部分大理巖和石英巖等常有的構造。五、主要變質巖特征：（1）片麻巖：片麻巖一般具片麻狀構造及中、粗粒鱗片粒狀變晶結構，可由泥質巖、粉砂巖、砂巖或酸性和中性巖漿巖、火山碎屑巖等經深變質而成。（2）片巖：片巖的特征是有片理構造，一般為鱗片變晶結構、斑狀變晶結構、纖狀變晶結構。（3）千枚巖：千枚巖的特征是巖石細密，具千枚狀構造。其原巖類型與板巖相同，重結晶程度比板巖高，基本已重結晶。（4）板巖：板巖的特征是巖石呈致密隱晶質，肉眼難以識別，具板狀構 造，主要由頁巖，泥質粉砂巖，中、酸性凝灰?guī)r等變質而成

19、。（5）石英巖：石英巖由石英砂巖和硅質巖經變質而成，主要由石英組成（含量大于85%）,其次含少量白云母、長石、磁鐵礦等，一般為塊狀構造，呈粒狀變晶結構。（6）大理巖：大理巖因我國云南大理市盛產優(yōu)質的此種石料而得名，由鈣、鎂碳酸鹽類沉積巖變質形成，主要礦物成分為方解石、白云石。（7）動力變質巖：動力變質巖又稱碎裂巖，沿斷裂帶呈帶狀分布，構成構造破碎帶，其規(guī)模受斷裂帶的大小控制。按照碎裂程度，一般將動力變質巖分為構造角礫巖、壓碎巖、 糜棱 史金 石洋O第五章地下水一、巖土的空隙及地下水的存在形式1.松散巖土由大小不等的顆粒組成，顆?；蝾w粒集合體之間的空隙呈小孔狀，稱為孔隙。2.堅硬巖石顆粒之間基本

20、上不存在孔隙，僅存在由于地殼運動及其他內外地質營力作用下巖石破裂變形產生的空隙，稱之為裂隙。3.由于地下水流長期溶蝕可溶巖（鹽巖、石灰?guī)r、白云巖等）而形成的空隙稱為溶隙，這種地質現象稱 為巖溶（喀斯特）。溶隙的發(fā)育程度用溶隙率表示。二、地下水的存在形式：1.結合水是指松散巖石顆粒表面及堅硬巖石孔壁面的靜電引力大于 水分子自身重力的那部分水。2.重力水存在于巖土顆粒之間，結合水層之外，不受顆粒靜電引力的影響，可在重力作用下運動，能夠傳遞靜水壓力。3.毛細水在巖土細小的孔隙和裂隙中，受毛細作用控制的水叫做毛細水，它是巖土中三相界面上毛細力作用的結果。三、巖土的水理性質：1巖土的容水性是指巖土所能容納一定水量的能力。2巖土的持水性是指在重力作用下，巖土依靠分子力和毛細力，能夠保持一定液態(tài)水的能力，常用持水度（Kc）表示。3巖土的給水性是指巖土中保持的水在重力作用下能夠自由流出一定數量的能 力，用給水度（Kg）示。4透水性是指巖土能使水下滲、通過的性能。巖土的透水性取決于 巖土空隙的大小、多少和連通程度。含水層隔水層：