工程地質(zhì) 地質(zhì)作用

1、地質(zhì)作用地質(zhì)作用：是指由于受到某種能量（外力、內(nèi)力、人為）的作用， 從而引起地殼組成物質(zhì)、地殼構(gòu)造、地表形態(tài)等不斷的變化和形成的 作用。由自然動(dòng)力引起使地殼組成物質(zhì)，地殼構(gòu)造，地表形態(tài)等 不斷的變化和形成的作用，通稱地質(zhì)作用。其中內(nèi)力作用使地球 內(nèi)部和地殼的組成和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，造成地表高低起伏；外力作用 使地殼原有的組成和構(gòu)造改變，夷平地表的起伏，向單一化發(fā)展。 地質(zhì)學(xué)界把自然界引起這些變化的各種作用稱為地質(zhì)作用。地質(zhì)作用主要分為：1）構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、2）巖漿活動(dòng)、3）地震作用、 4）變質(zhì)作用、5）風(fēng)化作用、6）斜坡重力作用、7）剝蝕作用、8） 搬運(yùn)作用、9）沉積作用、10）固結(jié)成巖作用等。地質(zhì)作用的

2、自然力是 地質(zhì)營力。力是能的表現(xiàn)，按照能的來 源不同，地質(zhì)作用可分為 外力作用和內(nèi)力作用。內(nèi)力作用：板塊運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為是使地殼表層發(fā)生位置移動(dòng)，出現(xiàn) 斷裂、褶皺以及引起地震、巖漿活動(dòng)和巖石變質(zhì)等地質(zhì)作用的總 原因，這些地質(zhì)作用總稱為內(nèi)力地質(zhì)作用。內(nèi)力地質(zhì)作用改變著 地殼的構(gòu)造，同時(shí)為地貌的形成打下基礎(chǔ)。這就是說板塊運(yùn)動(dòng)能 夠解釋地殼中巖石的變形，包括區(qū)域的和整個(gè)地殼的。產(chǎn)生內(nèi)力地質(zhì)作用的能源，一般推測，主要是放射性元素蛻 變釋放的熱能和地幔重熔形成的熱能。這些能量，部分傳導(dǎo)到地 面散失，大量的內(nèi)熱由于巖石導(dǎo)熱性差，在地下聚積，成為產(chǎn)生 各種內(nèi)力地質(zhì)作用的動(dòng)力。還有人認(rèn)為，地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的能也 是產(chǎn)

3、生內(nèi)力地質(zhì)作用的因素之一。它們既發(fā)生于地表，也發(fā)生于 地球內(nèi)部。有的強(qiáng)烈急促，如地震；有的微弱緩慢，如風(fēng)化作用。 地球的地表現(xiàn)狀是地質(zhì)作用對地球表面長期改造的結(jié)果。外力作用：來自太陽的熱能，是引起大氣和水不斷運(yùn)動(dòng)的主因， 同時(shí)給生物的繁殖以能量，并直接對巖石圈施加影響。這一切活 動(dòng)的結(jié)果，使地表的凸出部分受到風(fēng)化、侵蝕等作用的破壞，破 壞的產(chǎn)物在低凹的部位沉積起來形成新的巖石。上述變動(dòng)總稱外 力地質(zhì)作用。內(nèi)外力地質(zhì)作用關(guān)系：內(nèi)、外力地質(zhì)作用互有聯(lián)系，但發(fā)展趨勢相反。地球的內(nèi)力和外力地質(zhì)作用同時(shí)存在并相互影響。水往 低處流是受到重力的作用，而地勢的高低又是內(nèi)力地質(zhì)作用所塑 造。內(nèi)力作用使地球內(nèi)部

4、和地殼的組成和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，造成地表 高低起伏；外力作用使地殼原有的組成和構(gòu)造改變，夷平地表的 起伏，向單一化發(fā)展。一般來說，內(nèi)力作用控制著外力作用的過 程和發(fā)展。地質(zhì)作用也會(huì)給人帶來危害，如地震、火山爆發(fā)、洪 水泛濫等。人類無力改變地質(zhì)作用的規(guī)律，但可以認(rèn)識和運(yùn)用這 些規(guī)律，使之向有利于人的方向發(fā)展，防患于未然。如預(yù)報(bào)預(yù)防 地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，就有可能減輕損失。中國在古代就有“束水攻 沙”，引黃河水灌溉淤田壓堿等經(jīng)驗(yàn)，是利用河流的地質(zhì)作用的 規(guī)律來治理河流取得成功的例子。產(chǎn)生地質(zhì)作用的力。來自地球內(nèi)部的稱為內(nèi)能，主要有地內(nèi) 熱能、重力能、地球旋轉(zhuǎn)能、化學(xué)能和結(jié)品能。來自地球外部的 稱為外能，主要有

5、太陽輻射熱、位能、潮汐能和生物能等。地內(nèi)熱能；放射性熱能是地球內(nèi)部的放射性元素蛻變而產(chǎn)生 的。重力分異產(chǎn)生的熱能是地球物質(zhì)在地心引力作用下按不同 比重發(fā)生分異的過程中，釋放出的位能轉(zhuǎn)化成的熱能。沖擊、 壓縮產(chǎn)生的熱能是地球在由星際物質(zhì)聚積而成的過程中，微星體 以高速?zèng)_擊地球時(shí)巨大動(dòng)能轉(zhuǎn)變而來的。另外原始地球在自身重 力作用下壓縮，體積逐漸收縮而產(chǎn)生壓縮熱。此外，地球內(nèi)部物 質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，結(jié)品時(shí)會(huì)釋放熱，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能也可以轉(zhuǎn) 為熱能。據(jù)計(jì)算，地內(nèi)每年產(chǎn)生的熱總量與經(jīng)地表每年散失的總 熱量相抵后還有剩余，這部分剩余熱能便是巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用 的主要能量來源。地球旋轉(zhuǎn)能：地球旋轉(zhuǎn)能是地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)

6、生的力給予地球表層 物質(zhì)的能它包括離心力、離極力和科里奧利力。離心力的大小 隨緯度而異，兩極為零，赤道最大。地表離心力的水平力平行于 地表相應(yīng)點(diǎn)沿經(jīng)向的切線，并指向低緯度，其大小在兩極和赤道 均為零，中緯度最大。離極力的方向指向赤道，促成表層物質(zhì) 向赤道運(yùn)動(dòng)?？评飱W利力影響著地球表層物質(zhì)沿緯向或徑向的 運(yùn)動(dòng)。太陽輻射熱：太陽輻射熱是太陽向地球輸送的熱。其中60% 為大氣、大陸和海洋吸收，成為大氣圈、水圈和生物圈賴以活動(dòng)，發(fā)育，并相互進(jìn)行物質(zhì)、能量交換的主要能源。由此產(chǎn)生了一系 列外營力，如風(fēng)、流水、冰川、波浪等。潮汐能:潮汐能是因日、月對旋轉(zhuǎn)著的地球的各點(diǎn)的引力不斷 變化而產(chǎn)生的能。在它的作用

7、下，地球上海水發(fā)生潮汐現(xiàn)象。潮 汐具有機(jī)械能，是海洋中地質(zhì)營力之一。生物能:生物能是生命活動(dòng)經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的能。其中特 別指出人類大規(guī)模改造自然的活動(dòng)，更是重要的能的表現(xiàn)形式。其他能源：地表還有來自外層空間的宇宙線、隕石沖擊能，以 及地表發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和結(jié)品釋放的熱。各類地質(zhì)作用及影響的結(jié)果1，內(nèi)力地質(zhì)作用是因地球內(nèi)部能產(chǎn)生的地質(zhì)作用， 有構(gòu)造運(yùn) 動(dòng)，巖漿活動(dòng)，地震作用和變質(zhì)作用這類地質(zhì)作用主要發(fā)生在地 下深處，有的可波及到地表。它使巖石圈發(fā)生變形、變位，或發(fā) 生變質(zhì)，或發(fā)生物質(zhì)重熔，以至形成新巖石。外力地質(zhì)作用是因地球外部能產(chǎn)生的，它主要發(fā)生在地表 或地表附近。外力地質(zhì)作用幾乎都有重力能參

8、與。外力地質(zhì)作用 使地表形態(tài)和地殼巖石組成發(fā)生變化。可分成河流的地質(zhì)作用、 地下水的地質(zhì)作用、冰川的地質(zhì)作用、湖泊和沼澤的地質(zhì)作用、 風(fēng)的地質(zhì)作用和海洋的地質(zhì)作用等。外力地質(zhì)作用按照其發(fā)生的 序列還可分成風(fēng)化作用、斜坡重力作用、剝蝕作用、搬運(yùn)作用、 沉積作用和硬結(jié)成巖作用。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是指巖石圈物質(zhì)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。它有垂直和水平兩 種運(yùn)動(dòng)形式。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可使巖石變形、變位，形成各種構(gòu)造形跡， 塑造巖石圈的構(gòu)造，并決定地表形態(tài)發(fā)育的基礎(chǔ)。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可引 起海陸變遷。地震是巖石中積蓄的應(yīng)變能以彈性波形式突然釋放 而引起的地球內(nèi)部的快速顫動(dòng)。地震發(fā)源于地下深處，并波及地 表。絕大多數(shù)地震是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起巖石斷裂而

9、發(fā)生的。巖漿作用是巖漿從形成、運(yùn)動(dòng)直到冷凝成巖的全過程。巖 漿是地下巖石的高溫 (8001200C )熔融體。它不連續(xù)地發(fā)源 于地幔頂部或地殼深部。巖漿形成后循軟弱帶從深部向淺部運(yùn)動(dòng)， 在運(yùn)動(dòng)中隨溫度、壓力的降低，本身也發(fā)生變化，并與周圍巖石 相互作用。變質(zhì)作用是巖石在風(fēng)化帶以下，受溫度、壓力和流體物質(zhì) 的影響，在固態(tài)下轉(zhuǎn)變成新的巖石的作用。巖石變質(zhì)后，其原有 構(gòu)造、礦物成分都有不同程度的變化，有的可完全改變原巖特征。6，風(fēng)化作用是地表環(huán)境中，礦物和巖石因大氣溫度的變化， 水分、氧、二氧化碳和生物的作用在原地分解，碎裂的作用。7,斜坡重力作用是斜坡上的土和巖石塊體在重力作用下順坡 向低處移動(dòng)的

10、作用。重力是主要營力，斜坡是必要條件，暴雨、 地震、人為開挖往往起誘發(fā)作用。塊體物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方式分為崩落、 滑移、流動(dòng)和蠕動(dòng)。前三者運(yùn)動(dòng)較快，后者較慢。8，剝蝕作用是河流、地下水、冰川、風(fēng)等在運(yùn)動(dòng)中對地表巖 石和地表形態(tài)的破壞和改造的總稱。9,搬運(yùn)作用是地質(zhì)營力將風(fēng)化、剝蝕作用形成的物質(zhì)從原地 搬往他處的過程。10，沉積作用是各種被外營力搬運(yùn)的物質(zhì)因營力動(dòng)能減小， 或介質(zhì)的物化條件發(fā)生變化而沉淀、堆積的過程。11，硬結(jié)成巖作用是松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)閳?jiān)硬巖石的過程。這 種過程往往是因上覆沉積物的重荷壓力作用使下層沉積物減少孔 隙，排除水分、碎屑顆粒間的聯(lián)系力增強(qiáng)而發(fā)生；也可以因碎屑 間隙中的充填物質(zhì)具

11、有粘結(jié)力，或因壓力、溫度的影響，沉積物 部分溶解并再結(jié)品而發(fā)生。人為地質(zhì)作用地質(zhì)學(xué)家在19世紀(jì)就注意到生物的地質(zhì)作用，人類活動(dòng)是生 物地質(zhì)作用的一部分。20世紀(jì)里（尤其是20世紀(jì)后半葉），人 類活動(dòng)（尤其是工程活動(dòng)）廣泛進(jìn)行，對地球的表面和外層系統(tǒng) 產(chǎn)生了巨大的影響甚至超過了天然地質(zhì)作用及其產(chǎn)物，甚至危及 人類自身的生存環(huán)境。21世紀(jì)內(nèi)，人們必須研究這種影響，控制 和消除這種影響。有人把地質(zhì)科學(xué)的這一新興分支學(xué)科稱“人為 地球科學(xué)”。與天然地質(zhì)作用相對，人類地質(zhì)活動(dòng)具有下列特點(diǎn)。 1.速度快；如單純靠各種外力作用來夷平山脈或山地，可能需要 幾百萬年或幾千萬年，而人類的活動(dòng)，如農(nóng)業(yè)上修建人造平原

12、， 工程建設(shè)上興建高速公路等等，幾年內(nèi)的剝蝕搬運(yùn)量可能相當(dāng)“老天爺”幾十萬年里的“工作量”。2.強(qiáng)度大；其實(shí)，人們每 年向河中傾倒的各種垃圾，包括工業(yè)垃圾和生活垃圾，很可能是 河流自身輸沙量的幾倍。從搬運(yùn)量來說，各種地質(zhì)作用中首推河 流的搬運(yùn)量大，而現(xiàn)在人類為采煤和采礦，每年搬運(yùn)的礦（砰） 石量是全球河流總搬運(yùn)量的3倍。3.范圍廣：人類活動(dòng)不僅影響地球表面，而且影響到巖石圈、生物圈、水圈和大氣圈。4.效果明顯：大自然本來是一個(gè)和諧的世界，生物鏈就是一個(gè)例子。人 類的許多活動(dòng)明顯是破壞這種和諧性的。對生物鏈的破壞有多種 手段，如過量捕殺，生存環(huán)境惡化，活動(dòng)范圍變小，近親繁殖等 等。一旦一個(gè)環(huán)節(jié)斷了，下面的環(huán)節(jié)就會(huì)一個(gè)一個(gè)斷下去，自然 界的和諧性就這樣被破壞了。5）危害大：地球歷史上曾發(fā)生過多 次地外物體的撞擊事件。大氣圈的厚度基本可以保護(hù)地球避免地 外物體的致命性撞擊（因?yàn)橥ㄟ^大氣層時(shí)的摩擦燃燒只有極小極 小的質(zhì)量能撞擊地球）。那么，人類