《工程地质学》本科全册配套完整教学课件

1、工程地质学本科全册工程地质学本科全册配套完整教学课件配套完整教学课件2022-3-142022-3-14广东工业大学岩土工程研究所2工程地质工程地质Engineering Geology 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所3个人联系方法手机箱： 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所4概论1工程地质：（1）地质学、岩土工程分支之一，系边缘学科；（2）是土力学、基础工程的基础;_技术基础课程（3）土木工程设计、施工的依据，是土木工程师的“眼睛”;实例：建筑物基础工程土木工程2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所5概论地质研究地壳（土木工程建（构）筑

2、物的场所）的科学，包括：地壳构造地壳物质组成地壳发展变化地壳矿物形成分布规律2研究对象工程活动与地质环境相互作用工程活动：建（构）筑物、路桥、水库、水坝等地质环境：亦称工程地质条件，包括：岩土工程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用等2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所6概论相互关系： 沉降、地震等工程活动 地质环境 滑坡、倾覆、泥石流等建筑工程问题：沉降、开裂、倾斜等路桥问题：路堑边坡稳定 路桥基础稳定 隧道围岩稳定等稳定 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所7概论例如：例如： 1、比萨斜塔、比萨斜塔 2、苏州虎丘塔、苏州虎丘塔 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究

3、所8概论（1 1）倾斜严重：塔向南倾斜，南北）倾斜严重：塔向南倾斜，南北两端沉降差两端沉降差1.80m1.80m，塔顶离中心线达，塔顶离中心线达5.27m5.27m，倾斜，倾斜5.55.5，成为危险建筑。，成为危险建筑。该塔自该塔自11731173年年9 9月月8 8日动工，至日动工，至11781178年在建至第年在建至第4 4层中部，高度约层中部，高度约29m29m时，时，因塔明显倾斜而停工。因塔明显倾斜而停工。9494年后，于年后，于12721272年复工，经年复工，经6 6年时间，建完第年时间，建完第7 7层，高层，高48m48m，再次停工中断，再次停工中断8282年。于年。于13601

4、360年再复工，至年再复工，至13701370年竣工，全年竣工，全塔共塔共8 8层，高度为层，高度为55m55m。（2 2）自由落体定律的诞生地：）自由落体定律的诞生地：15901590年伽利略在该塔做落体实验，创建年伽利略在该塔做落体实验，创建了物理学著名的自由落体定律。了物理学著名的自由落体定律。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所93 3研究（学习）的目的与意义研究（学习）的目的与意义使土木工程安全、经济、稳定合理开发、保护地质环境并对其进行有效改造具体地具体地：地质调查、理论研究：评价工程地具体工程地质条件（好、差）解决工程地质问题（与工程建筑有关的）预测、论证工程区内各种地质

5、现象（灾害）：发生、发展，提出改善、防治措施。概论2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所10 2008.5.12汶川特大地震 2010.8.7舟曲特大泥石流等为工程规划、设计、施工、使用提供地质依据为工程规划、设计、施工、使用提供地质依据 概论2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所114 4主要内容主要内容地质作用：内外力地质作用、风化（带）划分、剥蚀、搬运、沉积成岩等岩石地质构造地貌地震地下水概论2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所12岩体结构及共稳定性分析工程地质勘察不良工程地质现象（滑坡、泥石流、岩溶等） 录像、讲课概论2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所13

6、5 5学习学习要求与方法要求与方法重点掌据基本概念、原理和方法学会搜集、分析、运用有关地质资料，能对一般工程地质问题作初步评价理解、掌握要点、重点，跟上进度要求。需要理解和适当的记忆适当做笔记，抓纲带目，事半功倍 概论2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所14本课程基本特点：（1）表面简单容易，实则复杂困难。考试？（2）学习容易，应用困难。 概论2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所15 本章内容结束本章内容结束 谢谢大家！谢谢大家！2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所16工程地质工程地质李子生二零一五年三月Engineering Geology 2022-3-14广东工业

7、大学岩土工程研究所17第一章 地质作用1.地质作用（地质作用（Geological Function） 促使地壳的 物质组成物质组成 构造构造 地貌地貌等发生变化的自然作用称为地质作用。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所18组成组成：组成地壳的化学元素（占地壳的平均重量百分比）：O49.13Fe4.20K2.35Si26.00Ca3.25Mg2.35Al7.45 Na2.40H1.00 以上合计98.13,其余元素占1.87（近百种元素）它们在一定地质条件下结合形成矿物或岩石。第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所19矿物矿物（具有一定化学成分、物理性质的单质、

8、化合物） eg：石墨、石盐、黄铁矿等岩石岩石由一种或多种矿物组成的集合体（其中含有无用矿物或成分砂石） eg：花岗岩由石英、长石、云母等组成第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所20地壳中元素在空间上分布极不均匀，且元素不断迁移、分散、集中，形成各种有用矿物，富集成各种矿藏充填、汽化热液矿床eg：Cu、Pb、Zn、Ag、Au矿等构造构造：如层面（平、斜、弯等）、褶皱（Folds）、断裂（Fractures，包括裂隙、断层）等地貌地貌：海陆变迁、火山爆发、山脉、盆地形成和变化等第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所21根据能源不同，地质作用可分为外力地

9、质作用（简称外力作用）和内力地质作用（简称内力作用）一、外力地质作用外力地质作用：地球外的能源产生。主要来自：太阳能（热、引力）；引力能、生物能等作用方式作用方式 ：风化、剥蚀、搬运作用、沉积、成岩作用结果结果：削高填低，使地面趋于平坦第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所22风化作用：风化作用：地壳岩石在太阳、空气、水等作用下，经风吹日晒，发生崩裂、分解等物理化学变化的作用eg：土的形成：岩石 土 花岗岩 残积土 如越秀公园地铁站 特点特点：普遍地表到处可见 表层作用明显 ，随深度逐渐减弱第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所23风化作用的结果与危

10、害结果与危害：使坚硬致密岩石松散破坏，改变矿物组分、化学成分，降低岩石强度和稳定性，造成滑坡、泥石流等；形成残积土。第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所241物理风化：物理风化：岩石风化中只发生机械破坏，化学成分不变主要因素主要因素：岩石释重释重静压、释放 岩爆 裂缝，形成水、气通道温度温差变化（沙漠地区可达6080） 岩石胀缩 裂隙、破坏、冲击裂隙水冻结、融化：使岩石裂隙胀大、破坏可溶盐溶液产生结晶、潮解第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所252.2.化学风化：化学风化：岩石在水、氧、二氧化碳等影响下发生化学变化的过程。尤其在暖、湿地区明显作用

11、结果：作用结果：使岩石成分改变，强度降低例如：氧化、水溶液的溶解、水化、水解、碳酸化等作用FeS2Fe2O3.nH2O溶解喀斯特（Karst）岩溶地貌如从化、花都、清远、肇庆等地（丹霞地貌如韶关-河流冲积）第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所263.3.生物风化：生物风化：在生物影响下发生的破坏。多在岩石表层、土中机械破坏机械破坏- 植物根系楔裂岩石崩解； 鼠、蚁等洞、穴岩石、土变碎、细化学破坏化学破坏-生物代谢、遗体分解第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所27风化岩层的分布规律风化岩层的分布规律：分带性形成残积和残积层：岩石经风化，改变矿物成分

12、、结构、构造，形成与质岩不同的风化产物（一部分流失，一部分残留质地）。这种风化层即为残积层残积层。花岗岩残积土花岗岩残积土： 风化岩石 成分、结构改变 风化产物层 残积层残积层第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所28残积层的特点残积层的特点：残积层有较多孔、裂隙，易受冲刷，强度、稳定性差。作建筑地基时要考虑： a.承载力 b.可能产生不均匀沉降（因孔隙、成分、厚度不均匀）作路坡时要考虑： a.坍塌（结构松散） b.冲刷第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所29剥蚀作用剥蚀作用：将风化产物从岩石上剥离下来，并对未风化岩石进行破坏，不断改变岩石面貌的作

13、用。由风、流水、海浪、冰川等引起在地形起伏、潮湿、雨大地区，主要是流水冲刷、侵蚀使岩石破坏；如河流：其流水动能挟带砂、砾石破坏河床岩石，并把破坏下来的物质带走。 第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所30按力作用方向力作用方向分为： a.下蚀作用冲刷底层岩石，使河床降低（上游为主)-丹霞地貌 b.侧蚀作用弯曲河道，凹岸被水流侵蚀后退，凸岸沉积。 (下游为主)在干旱沙漠地区，主要是风对岩石的破坏：a.吹扬：带走松散、风化产物b.磨蚀：风、沙粒磨蚀岩石（风蚀地貌）第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所31剥蚀、风化作用的关系剥蚀、风化作用的关系: :1

14、1、区别：、区别：前者在各种地质营力的运动中引起。2 2、联系：、联系：风化为剥蚀提供易剥离的表层松散物质；剥蚀为风化提供裸露的新鲜岩面、有利的风化条件。 第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所32搬运作用搬运作用：风化、剥蚀产物被水、风等搬运至其它地方。搬运方式搬运方式：拖曳搬运：粒大，滚动、跳跃式前进，渐停于低洼处悬浮搬运：粒细、浮于风、水中前进，运距远溶解搬运：溶于水中，被运至湖、海中长距搬运 良好分选 机械碎屑物遭受磨圆。eg：卵石、河沙等第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所33(四四)沉积作用沉积作用：被搬运物质因搬运介质搬运能力减弱(风

15、、水流速降低)，或物化条件变化，或在生物作用下,被从搬运介质中分离出来,形成沉积物的过程。 作用方式作用方式：（1）机械沉积作用：力物按颗粒、形状、比重依次沉积。（2）化学沉积作用：液状被搬运物因化学作用发生沉积。（3）生物沉积作用：生化作用如PH值改变;遗体堆积。第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所34(五五)成岩作用成岩作用：使松散沉积物变为沉积岩的过程。外力作用结果之一1、压固作用：堆积压实排水沉积岩。2、胶结作用：碎屑沉积、真溶液、胶体沉积，充填压实碎屑岩。3、重结晶作用：沉积矿物成分压力温度，物质质点重新排列组合，颗粒增大，形成粘土岩、化学岩等。外力作用的结果

16、：外力作用的结果：削高填低，使地面趋于平坦。削高填低，使地面趋于平坦。 第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所35二、二、内力地质作用内力地质作用：由地球转动能、重力能和放射性元素的热能引起。表现方式表现方式： 地壳运动 岩浆作用 变质作用产生岩浆岩、变质岩及其有关矿产。 地震第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所36内力地质作用总趋势：内力地质作用总趋势： 形成地壳基本构造褶皱、断裂；形成地壳基本构造褶皱、断裂； 产生地表高低起伏。产生地表高低起伏。第一章 地质作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所37地壳运动地壳运动：因地球自转速度改变

17、等原因，使地壳物质（岩石）不断运动，并改变其内部构造和相对位置。是改变地壳地貎的主导作用。主要包括：升降运动升降运动地壳演变中较缓的运动形式局部隆起、局部沉降。水平运动水平运动地壳演变中较激烈的运动形式加里福尼亚沿岸18681908年间，每年向北移动52mm，形成褶皱、断层和山脉地壳运动地壳运动2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所38芬兰南海岸芬兰南海岸：每年上升14mm。丹麦西部沿岸丹麦西部沿岸：每年沉降1mm。珠峰珠峰：每年上升3mm。据此推算近100万年内升高3000m荷兰海岸荷兰海岸：每年下沉2mm。广州七星岗古海岸广州七星岗古海岸（海珠石榴岗）南移100千米地壳运动结果地壳运

18、动结果：产生地震、岩浆作用、变质作用产生地震、岩浆作用、变质作用，且，且三者之间相互密切联系。三者之间相互密切联系。地壳运动地壳运动2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所39七星岗古海岸七星岗古海岸2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所40广州地区北部从震旦纪至石炭纪，是华夏古陆的一部分。南部珠江三角州一带原是一个大海湾。6000年以前冰后期海侵时期以来， 广州市区至黄埔一带为一东西向的溺谷湾，这个古海岸地貌的海湾东宽西狭。在20003000年前，海浪可直到越秀山南麓的中山纪念堂附近。在一千年前宋代，广州城下被称为“小海”，黄埔一带被称为“大海”。几千年来， 由于珠江流域各江河带来

19、泥沙沉积，海湾逐渐淤小，浅海变成陆地，广州地形发生沦海桑田的巨大变化。广州河南石榴岗附近的七星岗，1937年发现海蚀崖及海蚀平台的“古海遗迹”。七星岗海蚀地貌的存在，证明广州地区由浅海变为陆地的变化，其海岸线向南推移了一百公里以外。据分析，广州地区陆地形成分为两大地区，一是陆相沉积为主的北部平原地区；二是下层以陆相沉积为主，上层为海相沉积为主地区， 即南部“沙田”地区，是属河海合力淤积而成。七星岗古海岸七星岗古海岸2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所41岩浆作用岩浆作用岩浆作用岩浆作用：在地壳运动影响下，岩浆向外部压力减少的方向移动，上升侵入地壳上部或喷出地表冷却凝固成为岩石、岩浆石的

20、过程。作用结果作用结果： 形成岩浆岩 围岩变质 地形改变火山地貎2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所42变质作用变质作用变质作用变质作用: :地壳运动、岩浆作用物理、化学条件变化岩石在固态下改变成分、结构、构造的作用影响变质作用的因素影响变质作用的因素 ：温度温度基本因素： 矿物分子运动化学活性重结晶、重组压力压力静压力作用静压力作用改变岩石密度；动压力作用动压力作用改变岩石破裂、变形、变质的方向性化学成分加入化学成分加入来自岩浆2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所43变质作用类型变质作用类型2 2、变质作用、变质作用类型类型接触变质作用接触变质作用：热、气、液岩石变化 温度温

21、度-重结晶：eg. 砂岩石英岩 石灰岩大理岩 化学成分化学成分渗入裂隙中，如石灰岩矽卡岩动力变质作用动力变质作用（局部）（局部）压力为主，温度为次岩石破裂产生断层角砾岩、糜棱岩等或重结晶作用2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所44变质作用类型变质作用类型区域变质作用区域变质作用深部岩石在温度、压力、化学成分三种因素影响下，在大区域内产生变质。（整体） 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所45地震2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所46内外力地质作用关系2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所47内外力地质作用关系2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所48 本章

22、内容结束本章内容结束 谢谢大家！谢谢大家！2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所49工程地质工程地质李子生二零一五年三月Engineering Geology 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所50第二章 矿物与岩石岩石（土）与矿物的关系及其作用岩石（土）与矿物的关系及其作用人类的工程活动与地壳的组成物质（岩、土）密切相关。岩石作为地基或建筑材料时，其强度和稳定性影响工程建(构)筑物的造价、正常使用与安全。岩石在一定的地质条件下形成，各类岩石具有不同的矿物组合、独特的结构构造及成因等特征。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所51岩石（土）与矿物的关系及其作用岩石（土）与

23、矿物的关系及其作用岩石的各种特征影响其强度与稳定，也在一定程度上影响土（岩石风化以后的产物）的性质。组成岩石的各种矿物的成分、性质及其形成环境等因素的不同，也会对岩石的强度和稳定性产生影响。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所522.1 2.1 矿物矿物2.1 2.1 矿物矿物(mineral)(mineral)矿物的概念、造岩矿物矿物的形态、晶体矿物物理性质：颜色、条痕、透明度、光泽、硬度、解理与断口、其它特征等常见造岩矿物识别与鉴定 地壳和地球内部的化学元素绝大多数是以化合物的形态存在。这些具有一定化学成分和物理性质的自具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物，称为然元素和化合

24、物，称为矿物矿物。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所53矿物区分：矿物区分：根据每种矿物特有的外表形态和物理化学性质进行区分。次生矿物：次生矿物：随外界条件改变，矿物的原来成分、内部构造和性质就会发生变化，形成新的矿物。自然界中的矿物是在各种地质过程中不断形成的，同自然界中的矿物是在各种地质过程中不断形成的，同时又经受着各种地质作用的改造，只有在一定的物理时又经受着各种地质作用的改造，只有在一定的物理化学条件下才是相对稳定的。化学条件下才是相对稳定的。2.1 矿物矿物2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所54造岩矿物：造岩矿物：构成岩石的主要矿物。大约有二十多种，其中以硅酸盐矿

25、物（斜长石、钾长石、辉石、角闪石、云母、橄榄石和粘土矿物等）及石英最多，约占地球上矿物总量的90%以上。地壳中的矿物有三千多种，除个别以气态地壳中的矿物有三千多种，除个别以气态( (如碳酸气、如碳酸气、硫化氢气等硫化氢气等) )或液态或液态( (如水、自然汞等如水、自然汞等) )出现外，绝大出现外，绝大多数均呈固态。多数均呈固态。2.1 矿物矿物2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所552.1.1 2.1.1 矿物的形态矿物的形态矿物具有一定的外形（可根据其外形区别一些常见的矿物）造岩矿物绝大多数是结晶质结晶质，其基本特点是组成矿物的原子、离子、分子等基本质点在矿物内部按一定的规律排列，

26、形成稳定的结晶格子构造(图2-1)。2.1 矿物矿物2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所56矿物的各向异性：矿物的各向异性：矿物晶格造成矿物的各向异性。如导热性、导电性、硬度、光性等，在不同方向具有不同性质，故为非均质体。晶体、晶面与晶形：晶体、晶面与晶形：在条件适宜的生长环境中，矿物能生成具有一定几何外形的晶体晶体(如图2-2)；完好晶体的自然面称为晶面；晶面；晶体的形态称为晶形。晶形。2.1 矿物矿物2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所57各种矿物都有独特的晶形，晶形晶形是鉴定矿物的重要依据之一，如食盐是正立方体晶体，石英是六方双锥晶体，方解石多为菱面体，云母则为片状等，如

27、图2-2。在不同的物理化学条件下，相同的物质可以形成不同在不同的物理化学条件下，相同的物质可以形成不同的晶形，的晶形，如金刚石与石墨，由于其晶体结构的不同，导致矿物的物理性质差别很大。2.1 矿物矿物2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所58自然界中的矿物晶体生长受限，其外形往往不规则外形往往不规则。只有在矿物形成过程中有足够的时间和空间，才能形成形态完整的矿物，如黄铁矿因生长条件不同可呈立方体或五角十二面体等。自然界中结晶矿物很少以完整的单体晶形出现，通常以许多较小的单休聚集在一起，形成矿物的集合体。矿物的集合体。矿物集合体形态往往反映了矿物的生成环境，可按矿物集合体的形态进行识别矿物

28、。 2.1 矿物矿物2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所59矿物集合体形状矿物集合体形状常见矿物集合体形状有：常见矿物集合体形状有：(1)(1)晶簇：晶簇：指在同一基座上生长出许多同类矿物的晶体群，如水晶簇、方解石晶簇等。(2)(2)纤维状：纤维状：由许多针状、柱状或毛发状的同种单体矿物，平行排列成纤维状。如石棉、纤维石膏等。(3)(3)粒状：粒状：大小相近，不按一定规律排列的晶体，聚合在一起形成粒状集合体。依颗粒大小可分为粗粒状、中粒状和细粒状。如橄榄石。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所60矿物集合体形状矿物集合体形状(4)(4)钟乳状：钟乳状：钙质溶液或胶体在岩石的孔洞

29、或裂隙中因水分蒸发，从同一基底向外逐层生长而成的圆锥形或圆柱形矿物集合体。常见于石灰岩溶洞中，如由洞顶向下生长而形成下垂的钟乳体，称为石钟乳石钟乳；由下向上逐渐生长的称为石笋石笋；石钟乳和石笋相互连接时，就形成了石柱石柱。(5)(5)鲕状：鲕状：胶体物质围绕着某质点凝聚而成一个结核，一个个细小的结核聚合成集合体，形似鱼卵，故称鲕鲕状状；若结核颗粒大小如豆者，则称为豆状豆状；形似肾状者，则称为肾状集合体2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所61矿物集合体形状矿物集合体形状(6)(6)土状：土状：看不清楚单体矿物，常呈疏松粉末状，如高岭土。(7)(7)块状：块状：细小的矿物颗粒紧密集合在一起

30、，没有一定排列形式形成块状。如蛋白石，块状石英等2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所62非晶质非晶质（玻璃质）矿物的内部质点呈无序排列，没有没有固定几何外形，具有各向同性的特点固定几何外形，具有各向同性的特点， 被称为均质均质体体。如蛋白石、玛瑙、火山玻璃质等。非晶质非晶质矿物矿物2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所632.1.2 矿物的物理性质矿物的物理性质矿物的物理性质取决于矿物的化学成分和晶体结构特点。矿物的主要物理性质有光学性质、力学性质光学性质、力学性质以及磁性、压电性以及磁性、压电性等。矿物的性质是鉴定矿物的主要依据。可用肉眼和简单工具分辨用肉眼和简单工具分辨的矿物

31、物理性质为颜色颜色 、条痕条痕 、透明度透明度 、光泽光泽 、硬度硬度 、解理和断口解理和断口等。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所641颜色颜色颜色是矿物对可见光波吸收和反射程度的反映矿物对可见光波吸收和反射程度的反映。分为自色、他色和假色。(1)(1)自色：自色：矿物本身所固有的颜色。如黄铁矿呈现铜黄色、方解石为白色或无色等。(2)(2)他色他色：由矿物内杂质引起，与矿物的本身性质无关。如纯净的石英晶体是无色透明的，但混入Fe3+，Mn2则呈紫色；混入氧化铁则呈浅黄色。(3)(3)假色假色：当矿物具有裂隙、表面氧化膜和解理面时，由于光的干涉而造成的与矿物本质无关的颜色。如方解石解

32、理面上常出现的虹彩；斑铜矿表面常出现斑驳的蓝色和紫色。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所652条痕条痕条痕条痕是指矿物粉末的颜色。用白色无釉瓷板划擦时所留下粉末的颜色。矿物的颜色与矿物的条痕不一定一致。如黄铁矿是铜黄色，条痕却是暗绿色；斜长石是白色，条痕也是白色。矿物的条痕可作为鉴定矿物的重要标志之一矿物的条痕可作为鉴定矿物的重要标志之一。它。它可以消除假色、减弱他色，比矿物的颜色稳定。不透明的金属矿物其条痕色比较固定，它代表了矿物自身的颜色，可作鉴定矿物的标志。如赤铁矿有红色、钢灰色、铁黑色等多种颜色，而条痕总是樱红色。一般地，条痕只适合于低硬度矿物的鉴定条痕只适合于低硬度矿物的鉴

33、定。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所663透明度透明度透明度透明度是光线透过矿物的程度。与矿物吸收可见光的能力、化学性质与晶体构造和厚度有关。根据透明度矿物可以分为透明矿物、半透明矿物和不透明矿物。透明矿物、半透明矿物和不透明矿物。(1)(1)透明矿物透明矿物：绝大部分光线可以通过矿物，隔着矿物的薄片可以清楚地看到对面的物体。如无色水晶、冰洲石(透明的方解石)等。(2)(2)半透明矿物半透明矿物：光线可以部分通过矿物，隔着矿物薄片可以模糊地看到对面的物体，如闪锌矿、辰砂等。(3)(3)不透明矿物：不透明矿物：光线几乎不能透过矿物，如黄铁矿、磁铁矿、石墨等。2022-3-14广东工业

34、大学岩土工程研究所674光泽光泽光泽光泽是矿物表面对可见光反射的能力。其强弱取决于矿物的反射率、折射率或吸收系数。光泽是鉴定矿物的依据之一，也是光泽是鉴定矿物的依据之一，也是评价宝石的重要标志。评价宝石的重要标志。根据矿物光泽的强弱分为金属光泽和非金属光泽金属光泽和非金属光泽。非金属光泽可分为半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽。半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽。造岩矿物绝大部分属于非金属光泽。由重金属元素组成的矿物通常光泽强，透明度差。光泽与条痕、透明度相互有关，可配合条痕、透明度来判断光泽的等级。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所684光泽光泽肉眼划分金属光泽等级的标志肉眼划分金属光泽等

35、级的标志如下：(1)(1)金属光泽：金属光泽：呈明显的金属状光亮，反射性很强，类似金属磨光面上的反射光，闪耀夺目。不透明。条痕为黑色。如自然铜、方铅矿、黄铁矿等。(2) (2) 非金属光泽：非金属光泽：半金属光泽：半金属光泽：呈弱金属状光亮，类似于一般金属的光泽，但较为暗淡。半透明。条痕为深彩色（如红、褐等）为主。如辰砂、黑色闪锌矿等。金刚光泽：金刚光泽：呈金刚石状光亮。半透明或透明。条痕为浅彩色（如浅黄、浅绿等） 、白色及无色。如金刚石、浅色闪锌矿等。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所694光泽光泽玻璃光泽：玻璃光泽：反光如镜，如同玻璃表面所反射的光泽。透明。条痕为无色或白色。如水

36、晶、萤石、方解石等。丝绢光泽丝绢光泽：透明矿物，呈纤维状集合体时，表面具丝绢光亮。如纤维状石膏、石棉等。珍珠光泽珍珠光泽：透明矿物，在极完全的解理面上具珍珠状光亮。如云母等。油脂光泽：油脂光泽： 透明矿物，解理不发育，在不平坦的断口上具油脂状光亮。如石英、石榴子石磷灰石等。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所704光泽光泽沥青光泽：沥青光泽：半透明或不透明的黑色矿物，解理不发育，在断口上具沥青状光亮。例如锡石、磁铁矿、沥青铀矿等。蜡状光泽：蜡状光泽：某些隐晶质块体或胶凝体矿物表面，呈现出来如石蜡表面呈现的光泽，如蛇纹石、滑石等的光泽；土状光泽：土状光泽： 粉末状和土状集合体的矿物，表面

37、暗淡无光。如高岭石、褐铁矿等。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所715硬度硬度硬度硬度是矿物抵抗外来机械作用(如刻划、压入或研磨等)的能力。矿物的硬度一般采用相对硬度来衡量，即采用两种矿物对刻对刻的方法来确定矿物的相对软硬。硬度对比的标准沿用摩氏硬度计，即选用10种不同硬度的标准矿物，按其软硬程度排列成十级用以对比（表2-1）。1度 滑石 2度 石膏 3度 方解石 4度 萤石 5度 磷灰石6度 正长石 7度 石英 8度 黄玉 9度 刚玉 10度 金刚石2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所725硬度硬度测定矿物的相对硬度的常用方法：测定矿物的相对硬度的常用方法：指甲(22.5)

38、、小铁刀(33.5)、玻璃片(55.5)、钢刀片(66.50)。鉴定矿物的硬度时，要在矿物的新鲜面晶面或解理面上进行。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所736解理和断口解理和断口矿物的解理矿物的解理是矿物受外力打击后会沿一定的方向裂开而形成光滑面的特性。光滑的平面称为解理面。另外一些矿物受外力打击后在任意方向破裂并呈各种凹凸不平的断面（如贝壳状、锯齿状等），称为断口。断口。矿物产生解理是由于矿物内部质点按某种特殊规则排列，并形矿物产生解理是由于矿物内部质点按某种特殊规则排列，并形成一些薄弱面，因此解理仅发生在晶质矿物中。成一些薄弱面，因此解理仅发生在晶质矿物中。不同的晶质矿物因其内部

39、构造不同，在受力作用后开裂的难易程度、解理组数以及解理面的完全程度也有差别。根据矿物解理组数不同可分为一组解理一组解理（如云母等）、二组解理二组解理（如长石等）、三组解理三组解理（如方解石等）及四组解理四组解理（如萤石等）等。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所746解理和断口解理和断口根据解理面的完全程度，可将解理分为： (1)极完全解理极完全解理：矿物在外力作用下极易裂成薄片，解理光滑平整，很难发生断口。如云母、石墨等。(2)完全解理完全解理：矿物在外力作用下易沿解理方向分裂成平面，解理面平滑，较难发生断口。如方解石、莹石等；(3)中等解理中等解理：矿物在外力作用下可沿解理方向分裂

40、成平面，解理面不甚平滑，断口较易出现。如普通辉石、角闪石等；2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所756解理和断口解理和断口(4)不完全解理不完全解理：矿物在外力作用下，不易裂出解理面，易成断口。如磷灰石等。(5)极不完全解理极不完全解理（即无解理）：矿物在外力作用下，极难出现解理面，常为断口。如石英、石榴子石等。不同的解理组数和解理发育程度使不同矿物各具独特的外形特征。如云母可以揭成一层层的小薄片是因为云母具有一组极完全解理，方解石打碎后仍然呈菱面体是因为方解石具三组完全解理。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所766解理和断口解理和断口矿物解理的完全程度和断口是互为消长矿物解

41、理的完全程度和断口是互为消长。即在容易出现解理的方向上一般不易出现断口；解理不完全或无解理时，则断口发育。断口断口在晶质或非晶质矿物上均可发生，并且断口常具有一定的形态，可作为鉴定矿物的一种辅助特征。矿物断口的形状主要有下列几种：贝壳状、锯齿状、参差状 和土状 。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所776解理和断口解理和断口(1)贝壳状贝壳状：断口呈圆形的光滑面，面上常出现不规则的同心纹，形似贝壳状。如石英等。(2)锯齿状锯齿状：断口呈尖锐的锯齿状，延展性很强的矿物具此种断口。如自然铜等。(3)参差状参差状：断口面参差不齐、粗糙不平，大多数矿物具此种断口。如磷灰石等。(4)土状土状：为

42、土状矿物（如高岭石等）所特有的粗糙断口，断口面细粉状。注意注意晶面与解理面的区别 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所787其它特征其它特征矿物的比重：矿物的比重：如方铅矿、重晶石、黑钨矿等大比重矿物，手感很沉。滑石有滑腻感滑腻感方解石遇盐酸起泡遇盐酸起泡矿物的磁性（磁铁矿）、弹性（云母）、挠性（绿泥磁性（磁铁矿）、弹性（云母）、挠性（绿泥石）、压电性（部分石英）、发光性（莹石）等石）、压电性（部分石英）、发光性（莹石）等都可以作为鉴别矿物的依据。都可以作为鉴别矿物的依据。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所792.1.3 常见造岩矿物及鉴定方法常见造岩矿物及鉴定方法常见的造岩

43、矿物及其物理性质，见表22。鉴定矿物的方法中以肉眼鉴定最为简便和迅速。肉眼鉴定矿物是凭借放大镜、小刀、磁铁等简便工具，对矿物的外表形态及物理性质等进行肉眼观察。一般是先确定矿物的硬度、光泽、解理和比重先确定矿物的硬度、光泽、解理和比重（这些物理性质比较固定），然后观察矿物的颜色、形态和透明度然后观察矿物的颜色、形态和透明度等等；并注意矿物是否具有磁性、发光性或挠性，遇酸是否起泡等特征，逐步缩小范围，最后定出矿物的名称。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所802.2 岩石岩石(rock)岩石岩石：由矿物组成的自然集合体岩石分类（按成因）岩石分类（按成因） 岩浆岩岩浆岩 沉积岩沉积岩 变质

44、岩变质岩岩石结构岩石结构：岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小与形状、颗粒之间的组合方式。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所812.2 岩石岩石(rock)岩石构造岩石构造：岩石中矿物集合体之间（或与其它组分之间)的排列、组合方式。eg.岩浆岩块状 沉积岩层状 变质岩片理状本章要求：本章要求：掌握岩石成因；常见岩石的掌握岩石成因；常见岩石的组分、结构、构造组分、结构、构造2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所82一、岩浆岩一、岩浆岩(magmatic rock):岩浆岩也称火成岩，由岩浆冷凝形成。约地壳总重的95%，按形成条件分为：侵入岩侵入岩岩浆侵入地壳深部结晶 （深成岩）岩浆侵入

45、地壳浅部结晶 （浅成岩）喷出岩岩浆喷出地表凝固。二者的结构、构造不同2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所83岩浆岩的成分岩浆岩的成分岩浆岩的成分以硅酸盐为主，基本包括地壳所有元素。浅色矿物浅色矿物：石英、长石、白云母等深色矿物深色矿物：黑云母、辉石、橄榄石等2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所84岩浆岩的结构岩浆岩的结构（1）按结晶程度划分：）按结晶程度划分：全晶质结构全晶质结构由全结晶矿物组成。如花岗岩、正长岩等，在温度缓慢降低条件下生成，为侵入岩特征。为侵入岩特征。半晶质结构半晶质结构由部分结晶、部分非结晶矿物组成。如花岗斑岩、闪长玢岩等，为浅成岩特征。为浅成岩特征。非晶质

46、结构非晶质结构亦称玻璃质结构，在温度急剧下降、未及结晶的条件下生成的岩石结构。如流纹岩、安山岩等，为喷出岩特征。为喷出岩特征。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所85岩浆岩的结构岩浆岩的结构（2）按晶粒大小划分：）按晶粒大小划分：显晶结构显晶结构结晶颗粒较大而明显，如花岗岩等结构。隐晶结构隐晶结构结晶颗粒较小而不明显，如玄武岩等结构。玻璃质结构玻璃质结构非结晶、致密结构，如流纹岩等。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所86岩浆岩的结构岩浆岩的结构（3）按晶粒相对大小划分：）按晶粒相对大小划分：等粒结构等粒结构结晶颗粒大小均匀而明显，如花岗岩等结构，为深成岩特征。为深成岩特征。不

47、等粒结构不等粒结构结晶颗粒大小不均匀，部分结晶较好且晶粒大的为斑状结构，其余为似斑状结构，为浅成岩或喷出岩特征。为浅成岩或喷出岩特征。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所87岩浆岩的构造岩浆岩的构造1.块状构造：块状构造：矿物分布均匀的构造，如花岗岩、花岗斑岩等侵入岩。2.流纹状构造：流纹状构造：具流纹状喷出岩特征的构造。3.气孔状构造：气孔状构造：含有孔洞的喷出岩构造，如玄武岩等。4.杏仁状构造：杏仁状构造：气孔被后期矿物充填，形成杏仁状构造，如玄武岩、安山岩等构造 。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所88常见岩浆岩常见岩浆岩按SiO2含量划分为： 1.酸性岩类(65):花

48、岗岩、花岗斑岩等 2.中性岩类(5265):正长岩、正长斑岩等 3.基性岩类(4552):辉长岩、玄武岩等 4.超基性岩类(45):橄榄岩等详见表2-32022-3-14广东工业大学岩土工程研究所892022-3-14广东工业大学岩土工程研究所90二、沉积岩二、沉积岩(sedimentary rock)沉积物沉积物（先成岩的风化产物）经过压固、脱水、胶结、重结晶作用变成的坚硬岩石。约地壳总重的5%，约占地表分布的75%。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所91沉积岩的物质组成沉积岩的物质组成（1）岩屑岩屑：母岩的机械风化产物，如石英、长石、云母、火山灰等。（2）特有矿物特有矿物： 高岭

49、石等粘土矿物； 方解石、白云石等化学矿物。（3）有机质有机质：贝壳等；胶结物：泥质、钙质、硅质、铁质等。（2）、（）、（3）为沉积岩的特有物质组成）为沉积岩的特有物质组成2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所92沉积岩的结构沉积岩的结构1.碎屑结构碎屑结构：是沉积岩的特有结构之一，大多沉积岩具此结构，如砂岩、角砾岩等。2.泥质结构泥质结构：由粘土矿物组成的粘土岩结构，如泥岩、页岩等。3.结晶结构结晶结构：为化学岩的结构特征，如石灰岩、白云岩等。 4.生物结构生物结构：为生物化学岩的结构特征，如贝壳、珊瑚结构等。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所93沉积岩的构造沉积岩的构造1.层

50、理构造层理构造：不同颗粒、形状、颜色、成分的沉积物成层分布的特征，含层面、层厚、夹层等。2.层面构造层面构造：层面保留波痕、泥痕等沉积特征的构造。3.化石构造化石构造：动植物遗体保留在沉积岩中的构造特征。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所94常见沉积岩常见沉积岩火山碎屑岩、角砾岩、砂岩、泥岩、页岩、火山碎屑岩、角砾岩、砂岩、泥岩、页岩、石灰岩、白云岩等。石灰岩、白云岩等。详见表详见表2-4中所列的物质组成及结构构造。中所列的物质组成及结构构造。 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所952022-3-14广东工业大学岩土工程研究所96三、变质岩三、变质岩(metamorphic

51、 rock) 矿物成分矿物成分：1.原岩矿物原岩矿物：为岩浆岩、沉积岩内矿物，如石英、长石、白云石等2.变质矿物变质矿物：如石墨、滑石、蛇纹石、石榴子石、绿泥石等，是鉴别变质岩的标志性矿物。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所97变质岩的结构变质岩的结构1.变余结构变余结构：变质过程中原岩的成分、结构被部分保留的特征，如泥质胶结物绢云母、绿泥石等。2.变晶结构变晶结构：变质过程中由重结晶作用形成的岩石结构，如石英等。与岩浆岩的结晶不完全相同，是变质岩的主要结构。 3.碎裂结构碎裂结构：变质过程中受压力作用破碎之后又胶结形成的结构，如断层内的糜棱岩等。2022-3-14广东工业大学岩土工

52、程研究所98变质岩的构造变质岩的构造 1.片理构造片理构造：在定向压力下经重结晶形成平行排列的片理面，沿此面可将岩石劈成片状。是变质岩的主要构造标志。可细分为：板状构造板状构造：片理面平直，易沿片理面劈开成薄板状。片状构造片状构造：含大量平行排列的片、针、柱状矿物，片理最清楚，沿此面易将岩石劈开。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所99变质岩的构造变质岩的构造片麻状构造片麻状构造：深（黑云母）、浅（石英）色矿物呈断续条带状分布，沿此面不易将岩石劈开。 千枚状构造千枚状构造：片理面上存在许多绢云母片呈有规律地排列，沿此面不易将岩石劈开 。2.块状构造块状构造：由粒状结晶矿物组成，无定向排

53、列，难以定向劈裂开，如大理岩、石英岩等。 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所100常见变质岩常见变质岩板岩、千枚岩、片岩、大理岩、石英岩板岩、千枚岩、片岩、大理岩、石英岩等。详见表2-5 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所101四、影响岩石工程地质性质的因素四、影响岩石工程地质性质的因素 岩石的工程地质性质包括：1.物理性质物理性质:如密度、孔隙等2.水理性质水理性质:岩石与水作用的性质，如透水、溶解、软化等性质。透水性透水性水通过岩石的能力，与裂隙、孔隙的大小及连通程度有关。用渗透系数表示。 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所102四、影响岩石工程地质性质的因素

54、四、影响岩石工程地质性质的因素软化软化岩石受水作用强度降低的现象。与矿物成分、结构、构造有关，用饱水、风干岩石的强度之比表示软化系数。3.3.力学性质力学性质:岩石的强度、变形性质，如强度高低、变形大小等特性。影响岩石工程地质性质的因素影响岩石工程地质性质的因素主要有:1.矿物成分矿物成分基本因素矿物成分不同,则岩石性质不同。eg.云母、粘土类矿物含量高，则岩石强度和稳定性2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所103四、影响岩石工程地质性质的因素四、影响岩石工程地质性质的因素低，变形大。2.岩石结构岩石结构重要因素结晶联结岩石结晶联结岩石：晶粒粗，则强度低；反之，则强度高。胶结联结岩石，

55、强度比结晶联结岩石低。且其强度按下列次序降低： 碎屑碎屑硅质胶结硅质胶结铁、钙质胶结铁、钙质胶结泥质胶结泥质胶结2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所104四、影响岩石工程地质性质的因素四、影响岩石工程地质性质的因素3.岩石构造岩石构造：矿物成分分布不均匀矿物成分分布不均匀，岩石性质变化大。层理、裂隙、孔隙等构造层理、裂隙、孔隙等构造，造成岩石各向异性。eg.构造面方向，强度透水构造面方向，强度透水 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所105四、影响岩石工程地质性质的因素四、影响岩石工程地质性质的因素4.水水强度透水5.岩石风化：岩石风化：旧裂隙扩大，颗粒联结松散，沿解理（晶质矿

56、物受击沿一定方向裂成光滑平面的性质）面崩解产生新裂隙，破坏结构、构造及整体性孔隙率吸水、透水性强度、稳定性2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所106 本章内容结束本章内容结束 谢谢大家！谢谢大家！2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所107工程地质工程地质李子生二零一五年三月Engineering Geology 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所1083 地质构造地质构造(geologic structure)一、地质年代一、地质年代概念概念1 1 地质年代地质年代表示地层（岩石）形成年代或先后顺序的时间单位。概念概念2 2 绝对地质年代绝对地质年代根据岩石中所含放射

57、性同位素与稳定同位素（蜕变产物）的相对含量测定的地质年代，表示距今实际时间。如最早地层40亿年，推算地球形成4560亿年。误差较大。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所109相对地质年代及其确定方法相对地质年代及其确定方法概念3 相对地质年代根据与相邻已知地层的相对关系确定的地质年代。（一）相对地质年代的确定方法相对地质年代的确定方法：1. 沉积岩：根据层序、岩性、接触关系及古生物化石进行确定。层序：正常层序为先下后上（如图32）。但受构造错位影响（如倒转褶曲，如图33），则出现层序被打乱现象。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所110相对地质年代及其确定方法相对地质年代及其确

58、定方法2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所111相对地质年代及其确定方法相对地质年代及其确定方法岩性岩性：根据标准地层进行对比，岩性相同或相近的地层系同一时期形成。接触关系接触关系：根据不同地质年代的地层之间的接触关系确定。分为整合、平行不整合（假整合）、角度不整合的三类接触关系。如图3-4所示正常情况下，接触面下为老地层，面上为新地层 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所112相对地质年代及其确定方法相对地质年代及其确定方法古生物化石古生物化石：不同地质年代的沉积岩层中含有不同的化石，含有同一化石的地层则为同一地质年代。根据标准化石进行确定。2.2.岩浆岩岩浆岩： 根据与已知

59、沉积岩的接触关系本身穿插构造关系确定地质年代。接触关系接触关系：侵入接触：有蚀变(变质)，岩浆岩晚于沉积岩沉积接触：无变质，岩浆岩早于沉积岩，后沉积，有侵蚀面。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所113相对地质年代及其确定方法相对地质年代及其确定方法穿插构造穿插构造：如图3-5所示穿插的侵入体穿插的侵入体（岩株、岩脉等）比被侵入体中最新的还要新；比不整合面上的最老地层还要老。新岩脉新岩脉穿过老的侵入岩。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所114（二）地质年代表1.地质年代单位地质年代单位与地层单位地层单位对应关系: 如表3-1 2.地质年代单位与地层单位的相应符号及新老地层的符

60、号及新老地层的顺序顺序，如表3-22022-3-14广东工业大学岩土工程研究所1152022-3-14广东工业大学岩土工程研究所116二、地质构造二、地质构造概念：地质构造是地壳运动在岩体（大范围岩石）中留下的痕迹，即地质体（岩层、岩体）存在的空间形式、状态及其相互关系。简单的地质构造有水平构造、单斜构造、褶皱和断裂四种型式。2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所117水平构造：水平构造：水平构造水平构造：未受构造运动影响（或受影响较小）的沉积岩构造，其层面呈水平或近似水平。正常层序为上新下老。图中用“ ” 表示。 2022-3-14广东工业大学岩土工程研究所118单斜构造单斜构造单斜构