工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識之地質(zhì)作用解讀

2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所1工程地質(zhì)李子生二零一四年九月EngineeringGeology2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所2第一章地質(zhì)作用1.地質(zhì)作用（GeologicalFunction）

促使地殼的

物質(zhì)組成 構(gòu)造地貌等發(fā)生變化的自然作用稱為地質(zhì)作用。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所3㈠組成：組成地殼的化學(xué)元素（占地殼的平均重量百分比）：O——49.13 Fe——4.20 K——2.35Si——26.00 Ca——3.25 Mg——2.35Al——7.45 Na——2.40 H——1.00以上合計98.13％,其余元素占1.87％（近百種元素）它們在一定地質(zhì)條件下結(jié)合形成礦物或巖石。第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所4礦物（具有一定化學(xué)成分、物理性質(zhì)的單質(zhì)、化合物）eg：石墨、石鹽、黃鐵礦等巖石――由一種或多種礦物組成的集合體（其中含有無用礦物或成分――砂石）

eg：花崗巖由石英、長石、云母等組成第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所5地殼中元素在空間上分布極不均勻，且元素不斷遷移、分散、集中，形成各種有用礦物，富集成各種礦藏－－－－充填、汽化熱液礦床eg：Cu、Pb、Zn、Ag、Au礦等㈡構(gòu)造：如層面（平、斜、彎等）、褶皺（Folds）、斷裂（Fractures，包括裂隙、斷層）等㈢地貌：海陸變遷、火山爆發(fā)、山脈、盆地形成和變化等第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所6根據(jù)能源不同，地質(zhì)作用可分為外力地質(zhì)作用（簡稱外力作用）和內(nèi)力地質(zhì)作用（簡稱內(nèi)力作用）一、外力地質(zhì)作用：地球外的能源產(chǎn)生。主要來自：太陽能（熱、引力）；引力能、生物能等作用方式：風(fēng)化、剝蝕、搬運作用、沉積、成巖作用結(jié)果：削高填低，使地面趨于平坦第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所7㈠風(fēng)化作用：地殼巖石在太陽、空氣、水等作用下，經(jīng)風(fēng)吹日曬，發(fā)生崩裂、分解等物理化學(xué)變化的作用eg：土的形成：巖石土花崗巖殘積土如越秀公園地鐵站

特點：①普遍――地表到處可見②表層作用明顯，隨深度逐漸減弱第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所8風(fēng)化作用的結(jié)果與危害：①使堅硬致密巖石松散破壞，改變礦物組分、化學(xué)成分，降低巖石強(qiáng)度和穩(wěn)定性，造成滑坡、泥石流等；②形成殘積土。第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所91．物理風(fēng)化：巖石風(fēng)化中只發(fā)生機(jī)械破壞，化學(xué)成分不變主要因素：①巖石釋重――靜壓、釋放巖爆裂縫，形成水、氣通道②溫度――溫差變化（沙漠地區(qū)可達(dá)60～80℃）巖石脹縮裂隙、破壞、沖擊③裂隙水凍結(jié)、融化：使巖石裂隙脹大、破壞④可溶鹽溶液產(chǎn)生結(jié)晶、潮解第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所102.化學(xué)風(fēng)化：巖石在水、氧、二氧化碳等影響下發(fā)生化學(xué)變化的過程。尤其在暖、濕地區(qū)明顯作用結(jié)果：使巖石成分改變，強(qiáng)度降低例如：氧化、水溶液的溶解、水化、水解、碳酸化等作用FeS2→Fe2O3.nH2O溶解→喀斯特（Karst）巖溶地貌如從化、花都、清遠(yuǎn)、肇慶等地（丹霞地貌如韶關(guān)---河流沖積）第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所113.生物風(fēng)化：在生物影響下發(fā)生的破壞。多在巖石表層、土中機(jī)械破壞-----

植物根系楔裂巖石→崩解；鼠、蟻等洞、穴→巖石、土變碎、細(xì)化學(xué)破壞-----生物代謝、遺體分解第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所12風(fēng)化巖層的分布規(guī)律：分帶性形成殘積和殘積層：巖石經(jīng)風(fēng)化，改變礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，形成與質(zhì)巖不同的風(fēng)化產(chǎn)物（一部分流失，一部分殘留質(zhì)地）。這種風(fēng)化層即為殘積層?；◢弾r殘積土：風(fēng)化巖石成分、結(jié)構(gòu)改變風(fēng)化產(chǎn)物層殘積層第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所13殘積層的特點：殘積層有較多孔、裂隙，易受沖刷，強(qiáng)度、穩(wěn)定性差。作建筑地基時要考慮：

a.承載力

b.可能產(chǎn)生不均勻沉降（因孔隙、成分、厚度不均勻）作路坡時要考慮：

a.坍塌（結(jié)構(gòu)松散）

b.沖刷第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所14㈡剝蝕作用：將風(fēng)化產(chǎn)物從巖石上剝離下來，并對未風(fēng)化巖石進(jìn)行破壞，不斷改變巖石面貌的作用。由風(fēng)、流水、海浪、冰川等引起☆在地形起伏、潮濕、雨大地區(qū)，主要是流水沖刷、侵蝕使巖石破壞；如河流：其流水動能挾帶砂、礫石破壞河床巖石，并把破壞下來的物質(zhì)帶走。

第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所15按力作用方向分為：

a.下蝕作用――沖刷底層巖石，使河床降低（上游為主)-------丹霞地貌

b.側(cè)蝕作用――彎曲河道，凹岸被水流侵蝕后退，凸岸沉積。(下游為主)☆在干旱沙漠地區(qū)，主要是風(fēng)對巖石的破壞：

a.吹揚：帶走松散、風(fēng)化產(chǎn)物

b.磨蝕：風(fēng)、沙粒磨蝕巖石（風(fēng)蝕地貌）第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所16▲剝蝕、風(fēng)化作用的關(guān)系:1、區(qū)別：前者在各種地質(zhì)營力的運動中引起。2、聯(lián)系：風(fēng)化為剝蝕提供易剝離的表層松散物質(zhì)；剝蝕為風(fēng)化提供裸露的新鮮巖面、有利的風(fēng)化條件。第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所17㈢搬運作用：風(fēng)化、剝蝕產(chǎn)物被水、風(fēng)等搬運至其它地方。搬運方式：⑴拖曳搬運：粒大，滾動、跳躍式前進(jìn)，漸停于低洼處⑵懸浮搬運：粒細(xì)、浮于風(fēng)、水中前進(jìn)，運距遠(yuǎn)⑶溶解搬運：溶于水中，被運至湖、海中長距搬運良好分選機(jī)械碎屑物遭受磨圓。eg：卵石、河沙等第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所18(四)沉積作用：被搬運物質(zhì)因搬運介質(zhì)搬運能力減弱(風(fēng)、水流速降低)，或物化條件變化，或在生物作用下,被從搬運介質(zhì)中分離出來,形成沉積物的過程。

作用方式：（1）機(jī)械沉積作用：力↓→物按顆粒、形狀、比重依次沉積。（2）化學(xué)沉積作用：液狀被搬運物因化學(xué)作用發(fā)生沉積。（3）生物沉積作用：生化作用如PH值改變;遺體堆積。第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所19(五)成巖作用：使松散沉積物變?yōu)槌练e巖的過程。外力作用結(jié)果之一1、壓固作用：堆積→壓實→排水→沉積巖。2、膠結(jié)作用：碎屑沉積、真溶液、膠體沉積，充填→壓實→碎屑巖。3、重結(jié)晶作用：沉積礦物成分→壓力溫度↑，物質(zhì)質(zhì)點重新排列組合，顆粒增大，形成粘土巖、化學(xué)巖等。外力作用的結(jié)果：削高填低，使地面趨于平坦。

第一章地質(zhì)作用2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所20二、內(nèi)力地質(zhì)作用：由地球轉(zhuǎn)動能、重力能和放射性元素的熱能引起。表現(xiàn)方式：

①地殼運動②巖漿作用③變質(zhì)作用→產(chǎn)生巖漿巖、變質(zhì)巖及其有關(guān)礦產(chǎn)。④地震第一章地質(zhì)作用20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所21內(nèi)力三地質(zhì)三作用三總趨三勢：①形三成地三殼基三本構(gòu)三造褶三皺、三斷裂三；②產(chǎn)三生地三表高三低起三伏。第一三章三地三質(zhì)作三用20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所22㈠地殼三運動：因地三球自三轉(zhuǎn)速三度改三變等三原因三，使三地殼三物質(zhì)三（巖三石）三不斷三運動三，并三改變?nèi)鋬?nèi)三部構(gòu)三造和三相對三位置三。是三改變?nèi)貧と刎內(nèi)闹魅龑?dǎo)作三用。三主要三包括三：⑴升降三運動－地三殼演三變中三較緩三的運三⑵水平運動－地殼演變中較激烈的運動形式加里福尼亞沿岸1868－1908年間，每年向北移動52mm，形成褶皺、斷層和山脈地殼三運動20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所23芬蘭三南海三岸：每三年上三升1～4m三m。丹麥三西部三沿岸：每三年沉三降1m三m。珠峰：每三年上三升3m三m。據(jù)三此推三算近10三0萬年三內(nèi)升三高30三00三m荷蘭三海岸：每三年下三沉2m三m。廣州三七星三崗古三海岸（海三珠石三榴崗三）南三移10三0千米三－－地殼三運動三結(jié)果：產(chǎn)生三地震三、巖三漿作三用、三變質(zhì)三作用，且三三者三之間三相互三密切三聯(lián)系三。地殼三運動20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所24七星三崗古三海岸20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所25廣州三地區(qū)三北部三從震三旦紀(jì)三至石三炭紀(jì)三，是三華夏三古陸三的一三部分三。南三部珠三江三三角州三一帶三原是三一個三大海三灣。60三00年以三前冰三后期三海侵三時期三以來三，三廣州三市區(qū)三至黃三埔一三帶為三一東三西向三的溺三谷灣三，這三個古三海岸三地貌三的海三灣東三寬西三狹。三在20三00～30三00年前三，海三浪可三直到三越秀三山南三麓的三中山三紀(jì)念三堂附三近。三在一三千年三前宋三代，三廣州三城下三被稱三為“三小海三”，三黃埔三一帶三被稱三為“三大海三”。三幾千三年來三，三由于三珠江三流域三各江三河帶三來泥三沙沉三積，三海灣三逐漸三淤小三，淺三海變?nèi)申懭兀龔V州三地形三發(fā)生三淪海三桑田三的巨三大變?nèi)?。三廣州三河南三石榴三崗附三近的三七星三崗，19三37年發(fā)三現(xiàn)海三蝕崖三及海三蝕平三臺的三“古三海遺三跡”三。七三星崗三海蝕三地貌三的存三在，三證明三廣州三地區(qū)三由淺三海變?nèi)秊殛懭氐娜兓?，其三海岸三線向三南推三移了三一百三公里三以外三。據(jù)三分析三，廣三州地三區(qū)陸三地形三成分三為兩三大地三區(qū)，三一是三陸相三沉積三為主三的北三部平三原地三區(qū)；三二是三下層三以陸三相沉三積為三主，三上層三為海三相沉三積為三主地三區(qū)，三即三南部三“沙三田”三地區(qū)三，是三屬河三海合三力淤三積而三成。七星三崗古三海岸20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所26巖漿三作用㈡巖漿三作用：在地三殼運三動影三響下三，巖三漿向三外部三壓力三減少三的方三向移三動，三上升三侵入三地殼三上部三或噴三出地三表冷三卻凝三固成三為巖三石、三巖漿三石的三過程三。作用三結(jié)果：①形三成巖三漿巖②圍三巖變?nèi)|(zhì)③地三形改三變→三火山三地貎20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所27變質(zhì)三作用㈢變質(zhì)三作用:地殼三運動三、巖三漿作三用→三物理三、化三學(xué)條三件變?nèi)龓r石三在固三態(tài)下三改變?nèi)煞秩?、結(jié)三構(gòu)、三構(gòu)造三的作三用影響三變質(zhì)三作用三的因三素三：①溫度——基本三因素三：礦物三分子三運動三化學(xué)三活性三↑→三重結(jié)三晶、三重組②壓力——靜壓三力作三用改變?nèi)龓r石三密度三；動壓三力作三用改變?nèi)龓r石三破裂三、變?nèi)巍⑷冑|(zhì)三的方三向性③化學(xué)三成分三加入——來自三巖漿20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所28變質(zhì)三作用三類型2、變?nèi)|(zhì)作三用類型①接觸三變質(zhì)三作用：熱、三