石工地质学基础知识提纲

1、地质学基础知识提纲第一章 绪论地质学的概念地质学:是指以地球为研究对象的一门自然科学。当前，地质学主要是研究固体地球的表面岩石圈，研究其物质组成、形成、分布及演化规律；研究地球的内部结构，地表形态及其发展规律的规律性。“将今论古”思维方法它是指用现在观察到的自然规律去解释地史所发生的同类过程的一种历史比较的方法。第二章 地球大地水准面大地水准面平均海平面通过大陆延伸所形成的封闭曲面地球的形状即大地水准面的形状，地球是近似梨形的旋转椭球体，北极凸出约10米，南极凹进约30米地球的平均半径6371千米海底地形的构成大陆边缘、大洋盆地、大洋中脊和海岭、岛弧和海沟、海山大陆边缘的划分大陆架 大陆坡 大

2、陆基地震波的常见类型体波（横波和纵波） 面波地球内圈的划分根据地震波波速不连续面的存在，将地球内部划分为地壳、地幔和地核。莫霍面(33km)以上的地球表层称为地壳。古登堡面以上到莫霍面之间的地球部分称为地幔；古登堡面（2898km）以下到地心之间的地球部分称为地核。岩石圈软流圈以上的由固体岩石组成的上地幔的一部分和地壳合称为岩石圈软流圈超过400km界线，波速又逐渐上升，恢复“正常”，构造地质学中称该地震波速降低的低速带为软流圈陆壳、洋壳的结构和平均厚度大陆地壳 33公里 硅铝层和硅镁层大洋地壳 6公里 硅镁层地球外圈的划分大气圈、水圈、生物圈克拉克值地壳元素的平均重量百分比地壳中克拉克值最高

3、的5种元素氧硅铝铁钙岩石的概念及成因分类岩石是在各种地质作用下形成的，并在一定地质条件和物理化学条件下稳定存在矿物集合体。岩浆岩 沉积岩 变质岩地质作用的分类及基本类型内动力地质作用(构造运动 地震作用 岩浆作用 变质作用)外动力地质作用(风化作用 剥蚀作用 搬运作用 沉积作用 成岩作用)第三章 矿物矿物矿物是由地质作用天然形成的单质或化合物矿物的形态矿物单体的形态一向延伸型 呈柱状或针状的晶形二向延伸型 呈片状或板状的晶形三向等长型 呈粒状或等轴状晶形矿物集合体的形态显晶质 隐晶质 胶态矿物的条痕条痕是矿物在条痕板上刻划后矿物粉末的颜色。矿物的光泽及其类型金属光泽（黄铁矿）、半金属光泽（磁铁

4、矿）、金刚光泽、玻璃光泽（石英）、油脂光泽（石英断口）、丝绢光泽、土状光泽（高岭石）、珍珠光泽（白云母）矿物的硬度及摩氏硬度计矿物抵抗外力机械作用的强度表3-1 摩氏硬度计级别12345678910矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石矿物的解理矿物受力以后沿一定方向裂形成一系列光滑平面的性质称为矿物的解理，形成的光滑平面称为解理面。极完全解理（白云母黑云母）、完全解理、中等解理、不完全解理和极不完全解理常见矿物的基本特征矿物的肉眼识别方法形态、颜色、条痕、光泽、透明度第四章 岩浆作用与岩浆岩岩浆的概念岩浆是形成于地壳深部或上地幔、以硅酸盐为主要成分、富含挥发性物质的高温粘稠熔融

5、体。岩浆作用的概念、类型岩浆形成后会沿着构造软弱带上升到地壳上部或喷溢出地表，在上升、运移过程中由于物理化学条件的改变，岩浆的成分不断发生变化，最后冷凝固结成岩，这一复杂过程称为岩浆作用。岩浆作用分为侵入作用和喷出作用鲍文反应序列斜长石的连续反应序列和暗色矿物的不连续反应系列火山的喷发方式按火山通道的形状，可将火山喷发方式分为熔透式喷发、裂隙式喷发和中心式喷发三种类型。按火山喷发的剧烈程度，可将火山喷发方式分为宁静式、爆炸式和递变式三种类型。火山喷出物的类型及特征岩浆（酸性基性超基性中性）、大量固体物质（火山弹火山砂火山尘）、挥发组分（气体）火山碎屑的分类火山集块 火山角砾 火山砂 火山尘 全

6、球活火山的分布环太平洋火山带、阿尔卑斯-喜马拉雅火山带、洋脊火山带侵入作用、喷出作用的概念岩浆冲破地壳，上升到地面时为喷出作用；上升到地壳的某一部位侵入到围岩中时为侵入作用岩浆岩在内力地质作用下，岩浆由地下深处向上运动逐渐冷却，凝固而形成的岩石称为岩浆岩岩浆岩的结构按结晶程度：全晶质结构（岩石全部由结晶的矿物组成）、半晶质结构（结晶质和玻璃质）、玻璃质结构按晶粒的相对大小：等粒结构、不等粒结构根据矿物颗粒的形状：自形结构、半自形结构、它形结构依据矿物颗粒的绝对大小：显晶质结构、隐晶质结构岩浆岩的构造块状构造 气孔杏仁构造 流纹构造 枕状构造 带状构造 原生节理 晶洞构造 斑杂构造岩浆岩按照Si

7、O2含量和产状（成岩环境）的分类表4-1 岩浆岩的分类SiO2(%)超基性岩基性岩中性岩酸性岩<4545-5252-65>65喷出岩苦橄岩玄武岩安山岩流纹岩侵入岩浅成岩金伯利岩辉绿岩闪长玢岩花岗斑岩深成岩橄榄岩辉长岩闪长岩花岗岩第五章 变质作用与变质岩变质作用的概念变质作用是原已形成的岩石在内动力地质作用的影响下促使岩石的矿物成分、结构、构造发生变化的作用影响因素温度、压力、化学活动性流体和时间作用方式及类型1. 变形和碎裂作用2. 重结晶作用3. 变质结晶作用4. 交代作用5. 变质分异作用接触变质作用 动力变质作用 区域变质作用 混合岩化作用变质岩的概念变质岩是由于内动力地质作

8、用促使岩石的矿物成分、结构、构造发生变化而形成的岩石。变质岩的结构变余结构、变晶结构、变形结构和交代结构变质岩的构造变余构造变成构造 (板状构造、千枚状构造、片状构造和片麻状构造)混合构造常见变质岩的特征第六章 外动力地质作用与沉积岩风化作用的概念、类型及作用方式风化作用是指在地表或近地表的条件下，由于气温、大气、水及生物等因素的影响，使地壳或岩石圈的矿物、岩石在原地发生分解和破坏的过程。物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用风化壳的概念土壤层 残积层 半风化层 基岩剥蚀作用剥蚀作用就是指各种运动的介质在其运动过程中，使地表岩石产生破坏并将其产物剥离原地的作用。搬运作用风化和剥蚀作用的产物被

9、流水、冰川、海洋、风、重力等地质营力转移离开原地的作用称为搬运作用。沉积作用被运动介质搬运的物质到达适宜的场所后，由于条件发生改变而发生沉淀、堆积的过程，称为沉积作用。成岩作用由松散的沉积物转变为沉积岩的过程称为成岩作用。压实作用、胶结作用和重结晶作用。沉积环境和沉积相的概念发生沉积作用的场所称为沉积环境沉积环境及其产物的总和称为沉积相沉积岩的形成过程母岩的破坏阶段搬运阶段沉积阶段成岩作用阶段沉积岩的概念在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等经过搬运作用、沉积作用及沉积后作用而形成的一类岩石。沉积岩的结构类型碎屑结构 泥质结构 晶粒结构 生物结构层理要素及常见层理构造的特征细

10、层 层系 层系组水平层理 斜层理 波状层理 粒序层理 透镜状层理 块状层理常见的层面构造及特征波痕、干裂、雨痕、痕迹化石碎屑岩的概念陆源碎屑沉积物经压实、胶结形成的岩石碎屑岩的基本构成碎屑颗粒：由母岩物理风化破碎而成的碎屑等组成。杂基：细小的碎屑，与碎屑颗粒同时沉积胶结物：化学沉淀物质，成岩期的产物孔隙碎屑岩结构碎屑岩的粒度分类砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩常见碎屑岩的基本特征碳酸盐岩的概念碳酸盐岩：主要由方解石和白云石等碳酸盐矿物（含量大于50%）组成的沉积岩。 碳酸盐岩的基本类型碳酸盐岩的结构砾屑结构、生物骨架结构、晶粒结构碳酸盐岩的常见构造叠层构造、鸟眼构造、示底构造、缝合线构造、叠锥构造河

11、流的概念常年流动的线状水流河谷要素河谷： 谷底河谷底部较为平坦的部分。河床：常年被水占据的部分沟槽，其余部分为河漫滩。 谷坡高出谷底两侧至分水岭的斜坡。河流搬运过程中沉积物的变化随距离的增长，磨圆和磨细作用、分选作用越来越好，成分越来越稳定侵蚀基准面的概念河流的下蚀作用不是无止境的，当河面下降到或趋于海平面时，河水不再具有位能差，流动趋于停止，下蚀作用随之停止。海平面是下蚀极限，称为侵蚀基准面最终侵蚀基准面 海平面，局部侵蚀基准面 湖水面河流侵蚀作用的方式及特征下蚀作用（瀑布后退、河流袭夺） 侧蚀作用（截弯取直、牛轭湖）河流构造阶地的概念及形成过程地壳经历长期稳定形成宽广的河漫滩，之后地壳上升

12、，河流由侧蚀作用转化为下蚀作用，河床加深，当原来的河漫滩相对上升至洪水季节也不会被淹没时，便形成河谷阶地。河流沉积的亚相类型及特征河床 堤带 河漫 牛扼湖海水的运动形式波浪、潮汐、洋流和浊流海岸带的概念指海陆之间相互作用的地带基岩海岸的海蚀作用在海浪和潮汐的不断破坏下，首先在岸壁基部海浪到达的高度形成沿海岸延伸方向的凹槽，称为海蚀凹槽；海蚀凹槽不断加深扩大，上步垮塌形成直的陡峭壁崖，称为海蚀崖；海蚀崖在海浪作用下不断后退，在海蚀崖前形成微向海倾斜的平台，称为海蚀平台（或波切台）；在海蚀平台上还会形成海蚀柱；最终，海浪能量全部消耗在海蚀平台上，海蚀作用趋于停止。海洋沉积物的来源第七章 地层与地质

13、年代岩层岩层：有两个平行或近于平行的界面所限制的，同一岩性的层状岩石，是组成沉积地层的基本单位地层某一地质时期形成的岩层或岩石组合，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩。古生物、化石的概念在地质历史时期生活的生物，称为古生物。古生物的遗体和遗迹称为化石。生存时间短，分布广，特征明显的化石称为标准化石地质年代的概念地质年代就是指地球上各种地质事件发生的时代。相对地质年代的确定方法化石层序律、地层层序律，地质体之间的切割律地质年代的单位宙代纪世期年代地层、岩石地层、生物地层的单位岩石地层单位包括群、组、段、层生物地层单位有组合带、延限带和顶峰带与地质年代单位相对应的年代地层单位为：宇、界、系、统、阶显生宙以

14、来的地质年代表（包括各纪代号）表 国际地质年代表地质时代底界年龄(Ma)生物演化阶段宙代纪世动物植物显生宙新生代(Cz)第 四 纪(Q)全新世，更新世2.58人类无脊椎动物继续演化被子植物新近纪(N)上新世(N2)5.3哺乳动物中新世(N1)23.0古近纪(E)渐新世(E3)33.9始新世(E2)56古新世(E1)66中生代(Mz)白垩纪(K)早、晚白垩世145爬行动物裸子植物侏罗纪(J)早、中、晚侏罗世201三叠纪(T)早、中、晚三叠世252古 生 代Pz2二叠纪(P)早、中、晚二叠世299两栖动物石炭纪(C)早、晚石炭世359蕨类泥盆纪(D)早、中、晚泥盆世419鱼类Pz1志留纪(S)早、

15、中、晚志留世443无脊椎动物硬壳动物裸蕨奥陶纪(O)早、中、晚奥陶世485寒武纪()早、中、晚寒武世541藻类菌类真核绿藻原核元古宙新元古代震旦纪,青白口纪1000裸露动物中元古代蓟县纪,长城纪1600古元古代（Pt1）2500太古宙新太古代2800中太古代3200古太古代3800生命出现始太古代4000冥古宙(Hd)4600第八章 地质构造构造运动的概念及作用方式构造运动是由地球内动力引起地壳乃至岩石圈发生变形、变位的一种机械运动。构造运动按其运动方向可分为垂直运动和水平运动两类。地震的概念、成因分类地震是地球或地壳的快速颤动构造地震、火山地震、陷落地震和人工地震全球地震带的分布环太平洋地震

16、带、地中海印尼地震带、洋脊地震带和大陆裂谷地震带岩层的产状要素走向、倾向和倾角 走向：岩层的延伸方向，层面与水平面交线的方位 倾向：岩层的倾斜方向，岩层面上垂直于走向线沿岩层倾斜面向下倾斜的方向在地面投影线的方位 倾角：层面与水平面的交角地层接触关系的类型、特征、形成过程地层的接触关系有整合、平行不整合和角度不整合三种类型。整合是指上下两套地层的产状完全一致，时代连续，岩性和生物化石渐变的一种接触关系。平行不整合特点是上、下两套地层的产状基本一致，但两套地层的时代不连续，存在沉积间断，岩性和生物化石突变。角度不整合的特征：上下两套地层的产状不一致，以一定的角度相交，两套地层的时代不连续，岩性和

17、生物化石突变。角度不整合是地壳水平运动和垂直运动共同作用的结果。 整合是在地壳稳定下降或升降运动不明显的情况下，沉积作用连续进行，沉积物依次叠覆而形成的。角度不整合、平行不整合的形成过程为：下降沉积-上升、沉积中断-遭受剥蚀-再下降、再沉积褶皱的概念及基本类型岩层受力发生连续弯曲变形形成的地质构造称为褶皱构造褶皱的组成要素褶皱要素主要有核部、翼部、转折端、枢纽、轴面、脊、脊线、槽、槽线等。褶皱的形态分类按照褶皱轴面产状和两翼地层产状 直立褶皱：轴面近于直立，两翼倾向相反、倾角近于相等； 斜歪褶皱：轴面倾斜，两翼岩层倾向相反、倾角不等； 倒转褶皱：轴面倾斜，两翼岩层倾向相同，倾角不等，其中一翼为

18、正常地层，另一翼为倒转层序； 平卧褶皱  轴面及两翼岩层产状均近于水平，其中一翼岩层正常，另一翼倒转。穹窿构造和构造盆地的概念穹隆构造：长宽比小于31的背斜构造，轴面自脊点向四周呈放射状倾斜构造盆地：长宽比小于31的向斜构造，轴面自四周向中心倾斜褶皱的形成年代褶皱的形成时代，通常是根据区域性的角度不整合的时代来确定。基本原则是，褶皱的形成年代为组成褶皱的最新岩层年代之后与覆于褶皱之上的最老岩层年代之前。如图8-9中，褶皱的形成时代介于P-K1之间。图8-9褶皱的形成时代示意图断裂构造的概念及其分类岩石受力作用超过岩石的强度极限时，岩石就要破裂，形成断裂构造。断裂构造包括节理和断层两种基本类型。节理的力学成因分类张节理 剪节理断层的概念断层是破裂面两侧的岩体发生明显位移的断裂构造。断层的组成要素 断层面：被错开的两部分岩石沿之滑动的破裂面，断层面与地面