工程地质 地质作用

1、地质作用地质作用：是指由于受到某种能量（外力、内力、人为）的作用， 从而引起地壳组成物质、地壳构造、地表形态等不断的变化和形成的 作用。由自然动力引起使地壳组成物质，地壳构造，地表形态等 不断的变化和形成的作用，通称地质作用。其中内力作用使地球 内部和地壳的组成和结构复杂化，造成地表高低起伏；外力作用 使地壳原有的组成和构造改变，夷平地表的起伏，向单一化发展。 地质学界把自然界引起这些变化的各种作用称为地质作用。地质作用主要分为：1）构造运动、2）岩浆活动、3）地震作用、 4）变质作用、5）风化作用、6）斜坡重力作用、7）剥蚀作用、8） 搬运作用、9）沉积作用、10）固结成岩作用等。地质作用的

2、自然力是 地质营力。力是能的表现，按照能的来 源不同，地质作用可分为 外力作用和内力作用。内力作用：板块运动被认为是使地壳表层发生位置移动，出现 断裂、褶皱以及引起地震、岩浆活动和岩石变质等地质作用的总 原因，这些地质作用总称为内力地质作用。内力地质作用改变着 地壳的构造，同时为地貌的形成打下基础。这就是说板块运动能 够解释地壳中岩石的变形，包括区域的和整个地壳的。产生内力地质作用的能源，一般推测，主要是放射性元素蜕 变释放的热能和地幔重熔形成的热能。这些能量，部分传导到地 面散失，大量的内热由于岩石导热性差，在地下聚积，成为产生 各种内力地质作用的动力。还有人认为，地球自转所产生的能也 是产

3、生内力地质作用的因素之一。它们既发生于地表，也发生于 地球内部。有的强烈急促，如地震；有的微弱缓慢，如风化作用。 地球的地表现状是地质作用对地球表面长期改造的结果。外力作用：来自太阳的热能，是引起大气和水不断运动的主因， 同时给生物的繁殖以能量，并直接对岩石圈施加影响。这一切活 动的结果，使地表的凸出部分受到风化、侵蚀等作用的破坏，破 坏的产物在低凹的部位沉积起来形成新的岩石。上述变动总称外 力地质作用。内外力地质作用关系：内、外力地质作用互有联系，但发展趋势相反。地球的内力和外力地质作用同时存在并相互影响。水往 低处流是受到重力的作用，而地势的高低又是内力地质作用所塑 造。内力作用使地球内部

4、和地壳的组成和结构复杂化，造成地表 高低起伏；外力作用使地壳原有的组成和构造改变，夷平地表的 起伏，向单一化发展。一般来说，内力作用控制着外力作用的过 程和发展。地质作用也会给人带来危害，如地震、火山爆发、洪 水泛滥等。人类无力改变地质作用的规律，但可以认识和运用这 些规律，使之向有利于人的方向发展，防患于未然。如预报预防 地质灾害的发生，就有可能减轻损失。中国在古代就有“束水攻 沙”，引黄河水灌溉淤田压碱等经验，是利用河流的地质作用的 规律来治理河流取得成功的例子。产生地质作用的力。来自地球内部的称为内能，主要有地内 热能、重力能、地球旋转能、化学能和结品能。来自地球外部的 称为外能，主要有

5、太阳辐射热、位能、潮汐能和生物能等。地内热能；放射性热能是地球内部的放射性元素蜕变而产生 的。重力分异产生的热能是地球物质在地心引力作用下按不同 比重发生分异的过程中，释放出的位能转化成的热能。冲击、 压缩产生的热能是地球在由星际物质聚积而成的过程中，微星体 以高速冲击地球时巨大动能转变而来的。另外原始地球在自身重 力作用下压缩，体积逐渐收缩而产生压缩热。此外，地球内部物 质发生化学变化，结品时会释放热，构造运动的机械能也可以转 为热能。据计算，地内每年产生的热总量与经地表每年散失的总 热量相抵后还有剩余，这部分剩余热能便是岩浆活动和变质作用 的主要能量来源。地球旋转能：地球旋转能是地球自转产

6、生的力给予地球表层 物质的能它包括离心力、离极力和科里奥利力。离心力的大小 随纬度而异，两极为零，赤道最大。地表离心力的水平力平行于 地表相应点沿经向的切线，并指向低纬度，其大小在两极和赤道 均为零，中纬度最大。离极力的方向指向赤道，促成表层物质 向赤道运动。科里奥利力影响着地球表层物质沿纬向或径向的 运动。太阳辐射热：太阳辐射热是太阳向地球输送的热。其中60% 为大气、大陆和海洋吸收，成为大气圈、水圈和生物圈赖以活动，发育，并相互进行物质、能量交换的主要能源。由此产生了一系 列外营力，如风、流水、冰川、波浪等。潮汐能:潮汐能是因日、月对旋转着的地球的各点的引力不断 变化而产生的能。在它的作用

7、下，地球上海水发生潮汐现象。潮 汐具有机械能，是海洋中地质营力之一。生物能:生物能是生命活动经过能量转换而产生的能。其中特 别指出人类大规模改造自然的活动，更是重要的能的表现形式。其他能源：地表还有来自外层空间的宇宙线、陨石冲击能，以 及地表发生化学反应和结品释放的热。各类地质作用及影响的结果1，内力地质作用是因地球内部能产生的地质作用， 有构造运 动，岩浆活动，地震作用和变质作用这类地质作用主要发生在地 下深处，有的可波及到地表。它使岩石圈发生变形、变位，或发 生变质，或发生物质重熔，以至形成新岩石。外力地质作用是因地球外部能产生的，它主要发生在地表 或地表附近。外力地质作用几乎都有重力能参

8、与。外力地质作用 使地表形态和地壳岩石组成发生变化。可分成河流的地质作用、 地下水的地质作用、冰川的地质作用、湖泊和沼泽的地质作用、 风的地质作用和海洋的地质作用等。外力地质作用按照其发生的 序列还可分成风化作用、斜坡重力作用、剥蚀作用、搬运作用、 沉积作用和硬结成岩作用。构造运动是指岩石圈物质的机械运动。它有垂直和水平两 种运动形式。构造运动可使岩石变形、变位，形成各种构造形迹， 塑造岩石圈的构造，并决定地表形态发育的基础。构造运动可引 起海陆变迁。地震是岩石中积蓄的应变能以弹性波形式突然释放 而引起的地球内部的快速颤动。地震发源于地下深处，并波及地 表。绝大多数地震是构造运动引起岩石断裂而

9、发生的。岩浆作用是岩浆从形成、运动直到冷凝成岩的全过程。岩 浆是地下岩石的高温 (8001200C )熔融体。它不连续地发源 于地幔顶部或地壳深部。岩浆形成后循软弱带从深部向浅部运动， 在运动中随温度、压力的降低，本身也发生变化，并与周围岩石 相互作用。变质作用是岩石在风化带以下，受温度、压力和流体物质 的影响，在固态下转变成新的岩石的作用。岩石变质后，其原有 构造、矿物成分都有不同程度的变化，有的可完全改变原岩特征。6，风化作用是地表环境中，矿物和岩石因大气温度的变化， 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岩石块体在重力作用下顺坡 向低处移动的

10、作用。重力是主要营力，斜坡是必要条件，暴雨、 地震、人为开挖往往起诱发作用。块体物质的运动方式分为崩落、 滑移、流动和蠕动。前三者运动较快，后者较慢。8，剥蚀作用是河流、地下水、冰川、风等在运动中对地表岩 石和地表形态的破坏和改造的总称。9,搬运作用是地质营力将风化、剥蚀作用形成的物质从原地 搬往他处的过程。10，沉积作用是各种被外营力搬运的物质因营力动能减小， 或介质的物化条件发生变化而沉淀、堆积的过程。11，硬结成岩作用是松散沉积物转变为坚硬岩石的过程。这 种过程往往是因上覆沉积物的重荷压力作用使下层沉积物减少孔 隙，排除水分、碎屑颗粒间的联系力增强而发生；也可以因碎屑 间隙中的充填物质具

11、有粘结力，或因压力、温度的影响，沉积物 部分溶解并再结品而发生。人为地质作用地质学家在19世纪就注意到生物的地质作用，人类活动是生 物地质作用的一部分。20世纪里（尤其是20世纪后半叶），人 类活动（尤其是工程活动）广泛进行，对地球的表面和外层系统 产生了巨大的影响甚至超过了天然地质作用及其产物，甚至危及 人类自身的生存环境。21世纪内，人们必须研究这种影响，控制 和消除这种影响。有人把地质科学的这一新兴分支学科称“人为 地球科学”。与天然地质作用相对，人类地质活动具有下列特点。 1.速度快；如单纯靠各种外力作用来夷平山脉或山地，可能需要 几百万年或几千万年，而人类的活动，如农业上修建人造平原

12、， 工程建设上兴建高速公路等等，几年内的剥蚀搬运量可能相当“老天爷”几十万年里的“工作量”。2.强度大；其实，人们每 年向河中倾倒的各种垃圾，包括工业垃圾和生活垃圾，很可能是 河流自身输沙量的几倍。从搬运量来说，各种地质作用中首推河 流的搬运量大，而现在人类为采煤和采矿，每年搬运的矿（砰） 石量是全球河流总搬运量的3倍。3.范围广：人类活动不仅影响地球表面，而且影响到岩石圈、生物圈、水圈和大气圈。4.效果明显：大自然本来是一个和谐的世界，生物链就是一个例子。人 类的许多活动明显是破坏这种和谐性的。对生物链的破坏有多种 手段，如过量捕杀，生存环境恶化，活动范围变小，近亲繁殖等 等。一旦一个环节断了，下面的环节就会一个一个断下去，自然 界的和谐性就这样被破坏了。5）危害大：地球历史上曾发生过多 次地外物体的撞击事件。大气圈的厚度基本可以保护地球避免地 外物体的致命性撞击（因为通过大气层时的摩擦燃烧只有极小极 小的质量能撞击地球）。那么，人类