【正文】 厚度向地形高起方向變薄或尖滅，層面也呈一定傾斜，即原始 傾斜。 2． 巖層的產狀：是指巖層在地殼中的空間方位，是以巖層面的空間方位及其與水平面的關系來確定的。 按照能源和作用部位不同，地質作用分為： 1． 內動力地質作用 （由內能引起的地質作用） ① 構造運動；② 巖漿活動；③變質作用。 （二） 地殼運動成因的主要理論 地殼運動的成因理論，主要有對流說、均衡說、 地球自轉說和板塊運動說等等。 需要進一步說明的是，地殼運動在漫長的地質時期里，有時表現(xiàn)這和緩的變動，有時又表現(xiàn)為劇烈的變動，二者相互交替，使地殼按照螺旋式上升的規(guī)律向前發(fā)展。 18 世紀中期，全柱升出海面； 19 世紀，地面又開始下沉，柱腳已被淹在海水里了。 典型的例子是意大利那不勒斯海岸三根石柱的歷史變遷。 典型的例子是美國西部舊金山的圣安德烈斯斷層，斷層的兩盤平均移動速度為 1cm/年，近幾年加快，達到平均移動速度為 。 （一） 地殼運動的基本形式 地殼運動的基本方式有兩種：水平運動和垂直運動。 167。但是變質巖不同于巖漿巖，其變質作用是在固體狀態(tài)下進行的，一般由低溫逐漸向高溫；而巖漿巖是從高溫的液體狀態(tài)逐漸冷凝為固體。 三、 變質巖分類及常見變質巖的鑒定特征 （一） 變質巖分類 參見教材 P25表 15。 ① 板狀構造； ② 千枚狀構造； ③ 片狀構造； ④ 片麻狀構造； ⑤ 斑點狀構造； ⑥ 條帶狀構造； ⑦ 塊狀構造。如變余花崗結構、變余斑狀結構、變余輝綠結構、變余礫狀結構、變余砂狀結構、變余火山碎屑結構。這種結構的變質巖變質程度較深，巖石中礦物重新結晶較好，基本為顯晶，是多數(shù)變質巖的結構特征。它著重于礦物個體的性質和特征。 1． 變質巖的特征礦物： 變質礦物如：絹云母、紅柱石、藍晶石、矽線石、十字石、陽起石、透閃石、滑石、葉蠟石、蛇紋石、綠泥石、方柱石、硅灰石、符山石、石榴子石、石墨等，只在變質巖中分布。 二、 變質巖的地質特性 （一） 變質巖的礦物成分 變質巖的形成過程決定了其化學成分與原巖之間，既有繼承性，又具有多樣性。 5． 混合變質作用 在區(qū)域變質作用的基礎上地殼內部熱流繼續(xù)升高，便產生深部熱液和局部重融熔漿的滲透、交代、貫入于變質 巖中，形成混合巖的作用。主要使原巖礦物和結構特征發(fā)生改變。 （三） 變質作用的類型 變質作用及變質巖類型示意圖 變質作用的類型一般根據變質作用的地質成因和變質作用因素，分為以下幾類： 1． 接觸變質作用（熱力變質作用） 由巖漿散發(fā)的熱量和析出的氣態(tài)或液態(tài)溶液引起的變質作用。只有在溫度和壓力的作用下，才得以使原巖發(fā)生變質作用。此外滲透于礦物顆粒間的粒間溶液對礦物彼此間的反應還能起接觸劑的作用，通過這種溶液作媒介（溶解和沉淀），促進礦物和重結晶改造作用。 3． 化學活潑性流體 通常是指氣態(tài)或液態(tài)的水溶液 。絕大部分的脫水和碳 酸鹽的變質反應是在這種情況下進行的。 2． 壓力 可分為均向壓力、粒間流體壓力和定向壓力： (1) 均向壓力（靜壓力） 一般指由上覆巖層的負荷重量所引起的壓力。變質巖的產狀為殘余產狀。 變質作用的發(fā)生范圍主要是固態(tài)巖石中礦物的變質重結晶，即礦物的重新成長長大、物質成分的遷移或形成新的礦物組合以 及部分巖石的選擇性重熔等。 海水蒸發(fā)一般先后沉淀的順序為：方解石→白云石→天青石→石膏→硬石膏→芒硝→巖鹽→鉀鹽→鎂鹽→光鹵石。 （二） 粘土巖類 主要是粘土礦物組成，粘土礦物顆粒直徑常小于 ，含量＞ 50%。其相應的手標本鑒定特征見教材 P17 表 16，其膠結方式有三種： (1) 基底式膠結：填隙物含量較多，碎屑彼此不相連。因為這類巖石的強度及工程性能是由碎屑及膠結物的成分而定的。 根據沉積巖的成因，物質成分和結構等特征，可將沉積巖分為三大類： （一） 碎屑巖類 碎屑巖由碎屑和膠結物兩部分組成。 (4) 化石 指埋置在沉積巖中的各地質時期古生 物的遺體和遺跡。它們可以幫助判斷層序。 ⑤ 粒序層理：在每一個沉積單元中都表現(xiàn)出顆粒大小的逐漸變化 ，通常是從沉積單元的底部到頂部，顆粒由粗變細，這種粒序性稱之為正粒序。常見于粘土巖、泥質細粉砂巖及石灰?guī)r中。 (6) 層理：是指一個巖層中大小、形狀、成分和顏色不同的層交替時顯示出來的紋理。層面的形成標志著沉積作用的短暫停頓或間斷。層的厚度變化可以很大，按巖層的厚度可分為： ① 巨厚層 ＞ ； ② 厚 層 ～ ； ③ 中厚層 ～ ； ④ 薄 層 ～ ； ⑤ 微 層 ＜ 。具此結構的巖石，其內部所含的生物骨骼需達 30%以上，常見于石灰?guī)r、硅質巖和磷質巖中。按主要碎屑顆粒的大小可以分為： (1) 礫狀結構 (2) 砂狀結構 2． 泥狀結構 是粘土巖的特有結構，其特點是巖 石中粘土物質占 50%以上，由于混有不同含量的砂及粉砂，故存在一系列過渡型結構。 4． 新礦物的生成 沉積物在向沉積巖的轉化過程中，除了體積、密度上的變化外，同時還生成與環(huán)境相適應的穩(wěn)定礦物，例如：方解石、燧石、白云石、粘土礦物等新的沉積巖礦物。 2． 膠結作用 各種松散的碎屑沉積物被不同的膠結物膠結而成堅固完整的巖石。 （三） 成巖作用和沉積巖的后生作用 沉積物被埋置以后，直至固結為巖石以前所發(fā)生的作用稱為沉積物的成巖作用。化學搬運物質組分溶解度按由小到大順序排列為：Al2O3→ Fe2O3→ MnO→ SiO2→ P2O5→ CaCO3→ CaSO4→ NaCl→ MgCl2。搬運距離愈長，磨圓度愈高。 1． 機械搬運 碎屑物質和粘土物質多以機械方式在流水、海水、湖水、冰川、風力和重力等營力下被搬運。 當然，還有火山作用形成的沉積物質，生物作用形成的沉積物質，這里就不一一介紹了。它們常是化學風化過程中呈膠體狀態(tài)的， 不活潑的物質，如 Al2O SiO2等，在適合的條件下就形成粘土礦物。 好，我們就將以上過程分別作講解。主要來源是母巖風化的產物，其次是火山噴發(fā)物、有機物和宇宙物質等。見教材 P14，表 13。 ：噴出巖的氣孔被某些礦物填充，如方解石，象杏仁一樣，故稱杏仁狀 構造。 如果基質為隱晶質或玻璃質時，則巖石的結構稱為斑狀；如果基質為顯晶質時，則稱為似斑狀。 ① 粗粒結構，粒徑＞ 5mm； ② 中粒結構，粒徑 2～ 5mm； ③ 細粒結構，粒徑 ～ 2mm； ④ 微粒結構，粒徑＜ 。 1. 按結晶程度可將巖漿巖結構分為： (1) 全晶質結構：巖石全部由結晶質礦物組成。 巖石的結構 —— 指巖石中礦物的結晶程度、晶（顆）粒大小、晶（顆）粒形態(tài)及晶（顆）粒之間的相互關系。如海南島瓊中花崗巖體為一巨大巖基，出露面積達 5000km2； ② 巖株，北京周口店花崗閃長巖體的產狀為巖株，平面近圓形，出露面積約 56 km2； ③ 巖盤，如山東濟南輝長巖體，底部平坦，頂部拱起，中間厚度大邊緣薄； ④ 巖床，板狀侵入體，以厚度穩(wěn)定為特征。作為地一深處的巖漿巖物質所表現(xiàn)出的構造形式，我們稱之為侵入體。一般為 細粒結構、微晶結構或隱晶結構。盡管淺成巖的冷凝過程比深成巖迅速，但它們的礦物晶體仍較大，一般具有中粒結構。 根據凝結部位距地表的深淺，侵入巖又可分為： ① 深成巖（＞ 3km） 由深處巖漿冷凝而成，其成巖深度可能會向下延伸至許多公里，冷凝之后在侵蝕作用下 經過一定地質時期后，深成巖可能會出露于地表。 2. 巖 漿巖 巖漿沿著地殼薄弱帶侵入地表或噴出地表，隨著溫度降低，最終冷凝而成的巖石。 2． 沉積巖 由堆積和壓密作用的結果而成。 167。 20． 伊利石。 19． 蒙脫石；（又稱微晶高嶺石或膠嶺 石） (Na,Ca)(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2 二、主要造巖礦物及其鑒定特征 參見教材 P8。 （ 3） 斷口 完全不具有解理性的礦物，在錘擊后沿任意方向發(fā)生不規(guī)則斷裂，其斷裂面稱為斷口。當?shù)V物裂開的方向超過一 個時，可用解理面的數(shù)量和解理面之間的夾角來描述。具有解理的礦物是由礦物裂開時產生平滑的面來認定的。 玻璃片硬度 ～ 176。 剛玉； 10176。 磷灰石； 6176。 滑石 ； 2176。測定硬度的絕對值需要特殊裝置。 （ 4） 透明度 礦物透光能力的大小，稱為礦物的透明度。例如：角閃石這黑綠色，條痕為淡綠色；輝石為黑色，條痕為淺綠色；黃鐵礦為銅黃色，條痕為黑色等。條痕還可以幫助把金屬光澤的礦物與非金屬光澤的礦物區(qū)分開。 （ 2） 條痕 條痕是指礦物粉末的顏色。如 Fe3+使赤鐵礦呈櫻紅色； Fe2+使普通角閃石、綠泥石呈暗綠色等。 石英 需要注意的是這里的顏色是指礦物新鮮面的顏色。礦物中顏色的變化通常是由于礦物中摻雜了對礦物基本特征成分沒有影響的少量的化學雜質造成的。 ② 隱晶及膠態(tài)集合體 鮞狀；豆狀；結核狀；腎狀；葡萄狀；鐘乳狀。白云母可用作絕緣材料；黑云母可用作高溫防護眼鏡的鏡片。 ② 膠體質礦物 由分散相和分散媒組成的不均勻分散系中膠體顆粒凝聚而成。而礦物本身形成基本固定的規(guī)則形態(tài)。 礦物晶體之所以具有結晶習性，主要是由它的結構和形成條件來決定的。 礦物的形態(tài)，包括礦物單體、集合體及連生體的形態(tài)，我們主要介紹單體和集合體形態(tài)。 目前在自然界中已被發(fā)現(xiàn)的礦物多達 3000 余種。其與以下部分也存在一個不連續(xù)面，叫古登堡面（ Gutenberg Discontinuily）。 地殼是地球表面很薄的一層硬殼，它的厚度從 5 公里到 40 公里不等。研究目的是查明建設地區(qū)或建筑場地的工程地質條件，預測和評價可能發(fā)生的工程地質問題及對建筑物或地質環(huán)境的影響，提出防治措施，以保證工程建設的正常進行。 工程地質條件與工程建設之間的矛盾問題 ： 地質條件與人類工程活動之間矛盾 1. 地質環(huán)境對工程活動的制約作用。 福州大學 土木工程學院 2020 級 土木工程專業(yè) 土木工程地質教案 （ 2020～ 2020 學年 2 學期） 授課教師 鄧 濤 巖土工程研究所 緒 論 一、主要研究內容 工程地質學 （ engineering geology） 的基本概念 ： 是介于地學與工程學之間的一門邊緣交叉學科 。 工程地質條件 ： 由于地質因素對工程建筑的利用和改造有影響，因而把這些地質因素綜合稱為工程地質條件，建筑場地及其鄰近地區(qū)的地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質、自然地質作用與現(xiàn)象等都是工程地質條件所包含的因素。 如：大量抽取地下水引起地面沉降、海水入侵； 水庫修建誘發(fā)地震；人工開挖引起邊坡破壞； 工程地質學 是地質學的一個分支學科 ， 應用地質學的理論和方法，調查研究和解決工程建設有關的地質問題的科學。根據地震波在地球內部各部位傳播速度的變化，一般將地球內部分為三個基本圈層。 地幔（ Mantle） 地殼向下是地幔部分，其厚度約為 2885km。 主要造巖礦物 礦物 : 是天然 生成的，具有一定物理性質和一定化學成分的物質。 不同的礦物常具有不同的形態(tài)和特征；同一種礦物在不同的地質條件下，在其自身晶體結構制約的范圍內，又常出現(xiàn)不同的結晶習性。礦物晶體的這種性質，就叫做該礦物的結晶習性。 （ 1） 結晶質礦物 礦物內部質點呈有規(guī)律的周期性排列，形成空間結晶格子構造。如火山玻璃。 ① 片狀、鱗片狀，如 云母 、 綠泥石 等。 ① 顯晶集合體 粒狀；片狀或鱗片狀；柱狀；針狀；纖維狀；枚 射狀。當一種礦物顯示出多種顏色時，我們把這種現(xiàn)象稱為具有異常色彩。很明顯，石英并不能總是依據它自身的顏色來鑒別。自色產生的原因，主要與礦物成分中某些色素離子的存在有關。 ③ 假色：由某些物理化學因素引 起的呈色現(xiàn)象，如黃鐵礦表面因氧化薄膜引起的錆色（蘭紫混雜的斑駁色彩）。因而成為更可靠的鑒別特征。只有礦物的條痕與其顏色不同的某些深色礦物才 是有用的鑒別礦物的特征。 其中非金屬光澤又可分為：金剛光澤、玻璃光澤、油脂光澤、珍珠光澤、絲絹光澤、土狀光澤。 冰洲石 2． 力學性質 （ 1） 硬度 礦物的硬度是指礦物抵抗外力刻劃的能力。摩氏硬度計中共有十種已知硬度的礦物，它們是： 1176。 螢石； 5176。 黃玉； 9176。 指甲硬度 ～ 176。 解理是沿礦物軟弱結合面裂開的趨向性。有些礦物具有幾個解理面，有些礦物表現(xiàn)為缺乏解理，而另一些礦物完全沒有解理。作為對比，無解理的石英，在其裂開時，不可能裂成與原晶體一樣的形狀。那些裂成平滑而彎曲的面，類似于碎玻璃具有的貝殼狀斷口；另一些礦物裂成尖片 狀 纖 維，但大多數(shù)礦物的斷口則是不規(guī)則的。一般呈土狀塊體產出，硬度近于 1，斷口平坦，比重為 左右，干燥時粘舌，用手易搓成粉末，潮濕時具有可塑性。吸水后其體積能膨脹增大幾倍到十