工程地质3地质年代与第四纪地质概述

1、3地质年代与第四纪地质概述3.1地质年代3.2第四纪地质概述本章小结13.1地质年代相对年代绝对年代地层层序律生物层序律切割律表示地质事件发生的先后顺序表示地质事件发生至今的年龄23.1地质年代岩层因构造运动而发生倾斜但未倒转，层序正常时，倾斜面以上的岩层新，倾斜面以下的岩层老。新老相对年代的确定地层层序律新老33.1地质年代岩层因构造运动而发生倒转时，老岩层就会覆盖在新岩层之上。老新新相对年代的确定地层层序律43.1地质年代相对年代的确定在不同层位的岩层中包含的化石各不相同在不同地区含有相同化石的地层属于同一时代生物层序律53.1地质年代相对年代的确定切割律侵入者时代新，被侵入者时代老；包裹

2、者新，被包裹者老。1-石灰岩，最早形成；2-花岗岩，形成晚于石灰岩，并有石灰岩捕虏体；3-硅卡岩，形成时间同花岗岩；4-闪长岩，晚于花岗岩形成；5-辉绿岩，晚于闪长岩形成；6-砾石，早于砾岩形成；7-砾岩，最晚形成123456763.1地质年代同位素年龄的测定通过测定岩石中放射性同位素的年龄来确定岩石的绝对年代。碳-14专用于测定最新地质事件和大部分考古材料的年代。钾-氩、铷-锶、铀-铅主要用来测定较古老岩石的地质年龄。73.1地质年代3.1.2 地质年代表地质年代单位：宙、代、纪、世年代地层单位：宇、界、系、统83.1地质年代地质年代表93.1地质年代3.1.3地方性岩石地层单位各地区在地质

3、历史中所形成的地层事实上是不完全相同的。地方性岩石地层划分为群、组、段等不同级别。 群：是岩石地层的最大单位，常常包含岩石性质复杂的一大套岩层，它可以代表一个统或跨二个统。 组：可以代表一个统或比统小的年代地层单位。 段：是组内次一级的岩石地层单位，代表组内具有明显特征的一段地层。103.1地质年代3.1.4我国地史概况太古界主要分布于华北地区。目前在中国发现的最古老的岩石是河北省冀东地区的花岗质片麻岩。 太古代太古代时的地壳运动五台运动。113.1地质年代我国地史概况元古界主要分布于华北及长江流域。元古代早元古代末期的地壳运动吕梁运动。上元古界（震旦系）：为未变质的砂岩、石英岩、硅质灰岩和白

4、云岩组成。下元古界：为浅变质的沉积岩或沉积-火山岩系。角度不整合123.1地质年代我国地史概况古生代地层主要为石灰岩、白云岩、碎屑岩等海洋环境沉积。二叠纪末部分地区上升成为陆地。古生代末，中国大陆雏形出现。古生代早古生代末期的地壳运动加里东运动二叠系末期的地壳运动海西运动133.1地质年代我国地史概况中生代时除南方部分地区和西藏等地为海洋环境外，我国大部分已形成为陆地。中生代构造活动，奠定了我国东部地质构造的基础。中生代印支运动中生代的地壳运动燕山运动143.1地质年代我国地史概况新生代为近代生物的时代。新生代第三纪末期的地壳运动喜马拉雅运动第三纪：我国主要为陆相红色碎屑岩沉积并含有丰富的岩盐

5、，但台湾和喜马拉雅地区仍被海水淹没。第四纪153.2第四纪地质概述地质年代绝对年龄（万年）纪世距今时间时间间隔第四纪Q全新世Q411更新世晚更新世Q3109中更新世Q27363早更新世Q1200127第四纪地质年代表163.2第四纪地质概述第四纪地质概况大约在二百多万年前，地球上出现了人类第四纪以来发生的地壳运动称为新构造运动地区新构造运动的特征，对工程区域稳定性问题的评价是一个基本要素。北京猿人头盖骨173.2第四纪地质概述第四纪地质概况冰期第四纪气候寒冷的时期，期间冰雪覆盖面积扩大，冰川作用强烈发生。间冰期第四纪气候温暖的时期，期间冰川面积缩小。中国大陆在冰期时，海平面下降，渤海、东海、黄

6、海均为陆地，台湾与大陆相连，气候干燥、风沙盛行、黄土堆积作用强烈。第四纪气候与冰川活动183.2第四纪地质概述第四纪地质概况板块构造193.2第四纪地质概述第四纪地质概况3.2.2 第四纪沉积物第四纪新构造运动强烈，海平面和气候变化频繁，因而其沉积环境极为复杂。第四纪沉积物形成时间短，成岩作用不充分，常常成为松散、多孔、软弱的土层（土体）覆盖在前第四纪坚硬岩层（岩体）之上。203.2第四纪地质概述第四纪地质概况第四纪沉积物213.2第四纪地质概述第四纪地质概况第四纪沉积物残积土岩石经物理风化和化学风化作用后残留在原地的碎屑物，因其成层覆盖在地表，故又称残积层。残积层向上逐渐过渡为土壤层，向下逐

7、渐过渡为半风化岩石和新鲜基岩；残积物不具有层理，粒度和成分受气候条件和母岩岩性控制；残积物成分与母岩岩性关系密切；残积物的厚度往往与地形条件有关，在陡坡和山顶部位常被侵蚀而厚度小；残积物表部土壤层孔隙率大、压缩性高、强度低。223.2第四纪地质概述第四纪地质概况第四纪沉积物坡积土雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运，或由本身的重力作用，堆积在平缓的斜坡或坡脚处，成为坡积土。坡积土的成分与高处的岩石性质往往有关；坡积土一般不具层理；碎屑土一般呈棱角状或因经一段距离搬运而呈次棱角状；坡积土可以具有一定分选性；坡积土的厚度变化较大。在陡坡地段较薄，而在坡脚处较厚。233.2第四纪地质概述第四

8、纪地质概况第四纪沉积物洪积土大雨或融雪水将山区或高地的大量碎屑物沿冲沟搬运到山前或山坡的低平地带堆积而成。洪积物在沟口往往呈扇状分布，扇顶在沟口，向山前低平地带展开，称为洪积扇。243.2第四纪地质概述第四纪地质概况第四纪沉积物洪积土洪积土具有一定程度的分选和磨圆；洪积土常具有较明显的层理以及夹层、透镜体等；洪积土的厚度从扇顶向外逐渐变薄。253.2第四纪地质概述第四纪地质概况第四纪沉积物冲积土河流沉积物称为冲积土。冲积土因受河流长期搬运，因而碎屑物质磨圆度和分选性较好；具有清楚的层理构造；具有良好的韵律性，表现在剖面上两种或两种以上沉积物交替、重复出现，例如卵石层、粗砂层构成的组合多次重复出

9、现；除水平层理外，冲积物中交错层理往往很发育。263.2第四纪地质概述第四纪地质概况第四纪沉积物冲积土河床冲积土河床冲积物因河床水流速度大，沉积物较粗河漫滩冲积土河漫滩冲积物土粒较细，为粉土、粉质粘土或粘土，与下面的河床沉积一起构成了“二元结构”牛轭湖冲积土牛轭湖静水环境中沉积形成淤泥和泥炭层，洪水期成为溢洪区，上部被细砂或粉质粘土覆盖。河口三角洲冲积土河口三角洲冲积物是在河流入海入湖处，将所搬运的大量细小碎屑物沉积而成，其面积广、厚度大，并常有淤泥质土和淤泥分布273.2第四纪地质概述第四纪地质概况第四纪沉积物冲积土河床冲积土古河床冲积物的压缩性低、强度较高，是良好的建筑地基。现代河床冲积物

10、密实度较差、透水性强，尤其不利于作为水工建筑物地基。河漫滩冲积土河漫滩及阶地冲积物一般都是较好的地基，但要注意其中的软弱夹层以及粉细砂的振动液化问题。牛轭湖冲积土牛轭湖冲积物常是一些压缩性很高而承载力很低的软弱土层，不宜作为建筑物天然地基。河口三角洲冲积土三角洲冲积物常呈饱和状态，承载力较低。但三角洲冲积物最上层，因长期干燥比较硬实，承载力较下面高，俗称硬壳层，可用作低层建筑物的天然地基。283.2第四纪地质概述第四纪地质概况第四纪沉积物湖泊沉积土湖泊是大陆上主要的沉积场所。较粗的砾、砂沉积在湖岸附近，具有较好的磨圆度及明显的层理和交错层理，并形成湖滩、沙洲、沙坝及沙嘴等地形。而较细的碎屑物质

11、被带到湖心发生沉积。湖心沉积物颗粒度细，为粘土和淤泥，常夹有粉砂、细砂薄层。湖岸沉积物以近岸带土的承载力高，远岸较差。湖心沉积物一般压缩性高、强度很低。 湖泊淤塞后可变成沼泽，地表水聚集或地下水出露的洼地也会形成沼泽。泥炭含水量极高，承裁力低，一般不宜作天然地基。293.2第四纪地质概述第四纪地质概况第四纪沉积物海洋沉积土 根据海底地形起伏和海水深度，由岸向海洋方向分为滨海带、浅海带、大陆斜坡和深海带。滨海带是海水运动强烈的近岸水域。碎屑物质有很好的磨圆度和分选性，较粗的部分沿海岸形成砾滩、沙滩，而较细的在距岸一定距离的水下沉积形成沙堤或沙坝及沙嘴。这些沉积物都具有良好的层理和交错层理。滨海带

12、沉积物一般都具有高承载力，但透水性强。浅海位于大陆架主体上，水深下限为200 m。浅海沉积碎屑物主要来自大陆，有细粒砂土、粘性土及淤泥，水平层理和交错层理十分发育。浅海沉积物较滨海疏松、含水量高、压缩性大而强度低。大陆斜坡和深海沉积以生物软泥、粘土及粉细砂为主。海洋沉积物中，水下海底表层的砂砾层稳定性差，选择它作为地基时应注意海浪作用下发生移动变化的可能。303.2第四纪地质概述第四纪地质概况第四纪沉积物冰碛与冰水沉积土冰川融化，其搬运物就地堆积形成冰碛。冰雪融化后形成的水流可冲刷和搬运冰碛物进行再沉积，形成冰水沉积。巨大的石块和泥质混合在一起极不均匀，缺乏分选，磨圆差，棱角分明，不具成层性。

13、砾石表面常具有磨光面或冰川擦痕，砾石因长期受冰川压力作用而弯曲变形。冰水沉积物具有一定程度分选和良好的层理。季候泥（纹泥）具有细薄的水平层理，颜色深浅相同，颗粒粗细不同。313.2第四纪地质概述第四纪地质概况第四纪沉积物风积土干旱地区，地面无植被保护，岩石风化碎屑物被风吹扬，在风力减弱时发生沉积形成风积土。风积物中最常见的是风成砂与黄土。风成砂主要由砂、粉砂及少量粘土组成，分选性好，磨圆度高，具有层理和大型交错层理。风成黄土具有垂直节理，均匀无层理，孔隙大，具有湿陷性。32本章小结(1)地质学用两种方法计算时间：一是相对年代，代表地质体的生成及地质事件发生的先后顺序；二是绝对年代(同位素年龄)

14、，代表地质体形成或地质事件发生距今的时间。地质年代是以全球地层划分和对比为依据并综合其同位素年龄建立起来的地质历史编年。(2)较新地层覆于较老地层之上是地层层序律的基本内容。对相互交切的地质体或地质界线来说，被切割者时代老于切割者，对于具有包裹关系的两种地质体来说，被包裹者老于包裹者，这是切割律的基本内容。33本章小结(3)第四纪是包括现代在内的地质历史的最新时期。第四纪的下限是二百万年。第四纪时地球上出现了人类。第四纪气候冷暖变化频繁，并由此引发频繁的冰川活动。现今六大板块的分布格局大约是从1.52亿年以来逐渐形成的。板块边界部位是地震、岩浆作用、构造运动强烈活动的地区。(4)第四纪松散沉积物的成因类型主要有：残积物、坡积物、洪积物、冲积物、湖泊沉积物、海洋沉积物、冰碛与冰水沉积物和风积物。它们有各自的特征和工程地质特性。3