工程地质第2章-地壳及其物质组成.ppt

2 2地壳及其物质组成地壳及其物质组成2.12.1地壳是固体地球的外部层圈地壳是固体地球的外部层圈2.22.2矿物矿物2.32.3岩石岩石本章小结本章小结22 2.1.1地壳是固体地球的外部层圈地壳是固体地球的外部层圈外部层圈外部层圈固体地球固体地球地球的层圈构造地球的层圈构造大气圈、水圈、生物圈大气圈、水圈、生物圈地壳地壳地幔地幔地核地核外核外核内核内核32 2.1.1地壳是固体地球的外部层圈地壳是固体地球的外部层圈地质作用地质作用塑造地壳面貌的自然作用。塑造地壳面貌的自然作用。地地质质作作用用的的动动力力来来源源地球内部放射性元素蜕变产生内热地球内部放射性元素蜕变产生内热太阳辐射热以及地球的旋转力和重力太阳辐射热以及地球的旋转力和重力内力地质作用内力地质作用外力地质作用外力地质作用42 2.1.1地壳是固体地球的外部层圈地壳是固体地球的外部层圈地地质质作作用用物理地质作用物理地质作用（自然地质作用自然地质作用）工程地质作用工程地质作用（人为地质作用人为地质作用）按地质灾害成因的不同：按地质灾害成因的不同：内力地质作用内力地质作用外力地质作用外力地质作用风化作用；风化作用；剥蚀作用剥蚀作用搬运作用；搬运作用；沉积作用沉积作用固结成岩作用固结成岩作用构造运动；构造运动；岩浆活动岩浆活动变质作用；变质作用；地震地震由人类活动引起的地质效应由人类活动引起的地质效应52 2.2.2矿物矿物矿物矿物是天然产出的均匀固体，它是各种地质是天然产出的均匀固体，它是各种地质作用的产物，是岩石的基本组成部分。作用的产物，是岩石的基本组成部分。矿物都具有一定的化学成分，并可用化学式来表达。矿物都具有一定的化学成分，并可用化学式来表达。如：如：金刚石金刚石C矿物中可或多或少地掺有杂质！矿物中可或多或少地掺有杂质！石英石英SiO262 2.2.2矿物矿物矿物的形态矿物的形态单体形态单体形态立方体状立方体状片状或鳞片状片状或鳞片状柱状柱状板状板状72 2.2.2矿物矿物矿物的形态矿物的形态集合体形态集合体形态针状集合体针状集合体粒状集合体粒状集合体放射状集合体放射状集合体玛瑙晶腺玛瑙晶腺82 2.2.2矿物矿物1、矿物的物理性质、矿物的物理性质颜色颜色自色自色他色他色颜色颜色92 2.2.2矿物矿物自色自色黄金黄金金黄色金黄色 黄铜矿黄铜矿赤黄色赤黄色孔雀石孔雀石翠绿色翠绿色自色是由矿物的化学成分和晶体结构所形成的矿物自色是由矿物的化学成分和晶体结构所形成的矿物本身的固有颜色。本身的固有颜色。102 2.2.2矿物矿物他色他色纯净石英纯净石英烟水晶烟水晶紫水晶紫水晶玫瑰石英玫瑰石英他色是矿物混入某些杂质所引起的颜色。他色是矿物混入某些杂质所引起的颜色。112 2.2.2矿物矿物2、矿物的物理性质、矿物的物理性质条痕条痕条痕是矿物粉末的颜色。条痕是矿物粉末的颜色。矿物矿物黄铜矿黄铜矿自然金自然金赤铁矿赤铁矿条痕条痕绿黑色绿黑色金黄色金黄色樱红色樱红色122 2.2.2矿物矿物3、矿物的物理性质、矿物的物理性质光泽光泽光泽是矿物表面对可见光的反射能力。光泽是矿物表面对可见光的反射能力。金属光泽金属光泽金刚光泽金刚光泽玻璃光泽玻璃光泽油脂光泽油脂光泽半金属光泽半金属光泽珍珠光泽珍珠光泽丝绢光泽丝绢光泽土状光泽土状光泽132 2.2.2矿物矿物123456789104、矿物的物理性质、矿物的物理性质硬度硬度硬度是矿物抵抗外力机械作用的强度。硬度是矿物抵抗外力机械作用的强度。摩氏硬度摩氏硬度滑石滑石石膏石膏方解石方解石萤石萤石磷灰石磷灰石正长石正长石石英石英黄玉黄玉刚玉刚玉金刚石金刚石142 2.2.2矿物矿物5、矿物的物理性质、矿物的物理性质解理解理矿物受外力作用时，能沿一定方向破裂成平面的性矿物受外力作用时，能沿一定方向破裂成平面的性质称为解理。质称为解理。极完全解理极完全解理 完全解理完全解理中等解理中等解理不完全解理不完全解理极不完全解理极不完全解理 石盐的立方体完全解理石盐的立方体完全解理 152 2.2.2矿物矿物6、矿物的物理性质、矿物的物理性质断口断口矿物受外力打击后无规则地沿着解理面以外方向破矿物受外力打击后无规则地沿着解理面以外方向破裂，其破裂面称作断口。裂，其破裂面称作断口。贝壳状断口贝壳状断口参差状断口参差状断口平坦状断口平坦状断口锯齿状断口锯齿状断口土状断口土状断口燧石的贝壳状断口燧石的贝壳状断口162 2.2.2矿物矿物7、矿物的物理性质、矿物的物理性质密度密度矿物密度变化幅度很大，一般根据经验用手掂量，矿物密度变化幅度很大，一般根据经验用手掂量，将矿物的密度分为轻、中等和重三级。将矿物的密度分为轻、中等和重三级。8、矿物的物理性质、矿物的物理性质弹性弹性矿物受外力作用后发生弯曲变形，外力解除后仍能矿物受外力作用后发生弯曲变形，外力解除后仍能恢复原状的性质称为弹性。如云母恢复原状的性质称为弹性。如云母172 2.2.2矿物矿物9、矿物的物理性质、矿物的物理性质挠曲挠曲10、矿物的物理性质、矿物的物理性质延展性延展性矿物受外力作用后发生弯曲变形，外力解除后不能矿物受外力作用后发生弯曲变形，外力解除后不能恢复原状的性质称为挠性。如滑石恢复原状的性质称为挠性。如滑石矿物能锤击成薄片或拉长成细丝的特性称为延展性。矿物能锤击成薄片或拉长成细丝的特性称为延展性。182 2.2.2矿物矿物常见矿物常见矿物黄铁矿黄铁矿磁铁矿磁铁矿赤铁矿赤铁矿褐铁矿褐铁矿石英石英方解石方解石白云石白云石石膏石膏192 2.2.2矿物矿物常见矿物常见矿物橄榄石橄榄石辉石辉石角闪石角闪石斜长石斜长石正长石正长石白云母白云母黑云母黑云母绿泥石绿泥石202 2.2.2矿物矿物常见矿物常见矿物蛇纹石蛇纹石石榴子石石榴子石滑石滑石高岭石高岭石蒙脱石蒙脱石伊利石伊利石练习题练习题1、某矿物呈板块、黑色、珍珠光泽，一组完全解理，、某矿物呈板块、黑色、珍珠光泽，一组完全解理，硬度硬度2.53.0。该矿物可定名为（。该矿物可定名为（）。）。A辉辉 石石 B角闪石角闪石 C橄榄石橄榄石 D黑黑云石云石2、某矿物呈灰白色，菱面体，三组完全解理，小刀、某矿物呈灰白色，菱面体，三组完全解理，小刀能刻划动，遇稀盐酸强烈起泡。该矿物可定名为（能刻划动，遇稀盐酸强烈起泡。该矿物可定名为（）。）。A石膏石膏 B食盐食盐 C方解石方解石 D白云石白云石3、某矿物呈乳白色粒状，玻璃光泽，贝壳状断口，、某矿物呈乳白色粒状，玻璃光泽，贝壳状断口，钢不能划动，则该矿物定名为（钢不能划动，则该矿物定名为（）。）。A斜长石斜长石 B白云石白云石 C石英石英 D蛇纹石蛇纹石252 2.3 3岩岩石石岩石岩石是地壳的基本组成物质，是内、外动力是地壳的基本组成物质，是内、外动力地质作用的产物，岩石是由矿物组成的。地质作用的产物，岩石是由矿物组成的。岩石的结构岩石的结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及彼此间的组合方式。粒大小、形状及彼此间的组合方式。岩石的构造岩石的构造是指岩石中矿物集合体之间或矿是指岩石中矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其它组成部分之间的排列和充填物集合体与岩石其它组成部分之间的排列和充填方式。方式。262 2.3 3岩岩石石火成岩火成岩（岩浆岩）（岩浆岩）岩浆作用岩浆作用外力地质作用外力地质作用变质作用变质作用按岩石形成方式的不同：按岩石形成方式的不同：块状构造块状构造层状构造层状构造片理构造片理构造变质岩变质岩沉积岩沉积岩矿物成分、结构、构造特征是识别岩石类型矿物成分、结构、构造特征是识别岩石类型的主要依据。的主要依据。272 2.3 3岩岩石石火成岩火成岩物质成分物质成分主要有主要有O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti等。等。化学成分化学成分282 2.3 3岩岩石石火成岩火成岩物质成分物质成分主要有橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、主要有橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石、石英等。钾长石、石英等。矿物成分矿物成分292 2.3 3岩岩石石火成岩火成岩结构结构显晶质结构显晶质结构斑状结构斑状结构隐晶质结构隐晶质结构玻璃质结构玻璃质结构粗粒结构粗粒结构中粒结构中粒结构细粒结构细粒结构302 2.3 3岩岩石石火成岩火成岩构造构造块状构造块状构造气孔构造气孔构造杏仁构造杏仁构造流纹构造流纹构造312 2.3 3岩岩石石火成岩火成岩产状产状指岩体的形态、大小、深度以及与围岩的关系。指岩体的形态、大小、深度以及与围岩的关系。岩基岩基岩株岩株岩墙岩墙岩床岩床岩盆岩盆被侵蚀露被侵蚀露出的岩盖出的岩盖火山颈火山颈复式火山复式火山具有放射状具有放射状岩墙的火山颈岩墙的火山颈大型大型破火山口破火山口火山碎屑流火山碎屑流熔岩流熔岩流熔岩被熔岩被熔渣锥熔渣锥小型破火山小型破火山口口小火山小火山322 2.3 3岩岩石石火成岩火成岩分类分类岩类岩类超基性岩超基性岩基性岩基性岩中性岩中性岩酸性岩酸性岩SiO2 含含 量（）量（）454552536565矿物成分矿物成分橄榄石橄榄石辉石辉石角闪石角闪石辉石辉石斜长石斜长石斜长石斜长石钾长石钾长石钾长石、斜钾长石、斜长石、石英、长石、石英、黑云母、角黑云母、角闪石闪石角闪石、黑云母等角闪石、黑云母等侵入侵入岩岩深成岩深成岩橄榄岩橄榄岩辉长岩辉长岩闪长岩闪长岩正长岩正长岩花岗岩花岗岩浅成岩浅成岩金伯利岩金伯利岩辉绿岩辉绿岩闪长玢岩闪长玢岩 正长斑岩正长斑岩花岗斑岩花岗斑岩喷出喷出岩岩火山熔岩火山熔岩科马提岩科马提岩玄武岩玄武岩安山岩安山岩粗面岩粗面岩流纹岩流纹岩常见火成岩类型及特征常见火成岩类型及特征332 2.3 3岩岩石石火成岩火成岩代表性岩石代表性岩石花岗岩花岗岩闪长岩闪长岩辉长岩辉长岩流纹岩流纹岩安山岩安山岩玄武岩玄武岩辉绿岩辉绿岩浮岩浮岩342 2.3 3岩岩石石沉积岩沉积岩矿物成分矿物成分碎屑矿物碎屑矿物化学矿物化学矿物石英、粘土矿物石英、粘土矿物长石、云母长石、云母方解石、文石、白云石、菱铁矿方解石、文石、白云石、菱铁矿燧石、石膏、硬石膏燧石、石膏、硬石膏352 2.3 3岩岩石石沉积岩沉积岩结构结构碎屑结构碎屑结构非碎屑结构非碎屑结构砾状结构砾状结构砂状结构砂状结构粉砂状结构粉砂状结构泥状结构泥状结构结晶结构结晶结构生物骨架结构生物骨架结构362 2.3 3岩岩石石沉积岩沉积岩构造构造层理构造是沉积岩最基本最特别的构造，是岩石各组成层理构造是沉积岩最基本最特别的构造，是岩石各组成部分在颜色、矿物成分，碎屑颗粒大小等方面的差异变化所部分在颜色、矿物成分，碎屑颗粒大小等方面的差异变化所形成的成层性。形成的成层性。平行层理平行层理交错层理交错层理372 2.3 3岩岩石石沉积岩沉积岩构造构造(a)顶面在左边顶面在左边,正常岩层正常岩层;(b)顶面在右边顶面在右边,直立岩层直立岩层;(c)顶面在右边顶面在右边,倒转岩层倒转岩层交错层理的斜纹层在顶部为截切，与底面呈小角度相交错层理的斜纹层在顶部为截切，与底面呈小角度相交或相切，据此常用来判断岩层的顶、底面。交或相切，据此常用来判断岩层的顶、底面。382 2.3 3岩岩石石沉积岩沉积岩构造构造岩岩层层的的厚厚度度可可在在一一定定范范围围内内保保持持不不变变,也也可可在在横横向向或或纵纵向向上上变变厚厚或或变变薄薄、尖尖灭灭或或呈呈透透镜状。按厚度岩层可分为：镜状。按厚度岩层可分为：岩层的形态岩层的形态a-顶面；顶面；b-底面；底面；-板状岩层；板状岩层；-岩层变厚变薄；岩层变厚变薄；-岩层尖灭，呈楔形；岩层尖灭，呈楔形；-岩层呈透镜状岩层呈透镜状块状层块状层1m厚层厚层10.5m中厚层中厚层0.50.1m薄层薄层0.10.01m392 2.3 3岩岩石石沉积岩沉积岩构造构造另外，在同一岩层内碎另外，在同一岩层内碎屑颗粒向上逐渐变细，称为屑颗粒向上逐渐变细，称为递变层理递变层理。递变层理递变层理（据（据W.K.Hamblin修改）修改）402 2.3 3岩岩石石沉积岩沉积岩构造构造沉积岩的层面构造沉积岩的层面构造波痕及其印模波痕及其印模（据（据R.R.Shrock,1948）泥裂的立体示意图泥裂的立体示意图（据（据R.R.Shrock,1948）412 2.3 3岩岩石石沉积岩沉积岩分类分类沉积岩分类简表沉积岩分类简表碎屑岩类碎屑岩类化学及生物化学岩类化学及生物化学岩类碎屑沉积岩碎屑沉积岩火山碎屑岩火山碎屑岩非蒸发岩非蒸发岩蒸发岩蒸发岩砾岩砾岩d2mm砂岩砂岩d=20.05mm粉砂岩粉砂岩d=0.050.005mm粘土岩粘土岩d0.005mm集块岩集块岩火山角砾岩火山角砾岩凝灰岩凝灰岩石灰岩石灰岩白云岩白云岩磷质岩磷质岩铁质岩铁质岩硅质岩硅质岩岩盐岩盐石膏石膏硬石膏硬石膏422 2.3 3岩岩石石常见沉积岩常见沉积岩砾岩砾岩砂岩砂岩粉砂岩粉砂岩粘土岩粘土岩碎屑沉积岩碎屑沉积岩432 2.3 3岩岩石石常见沉积岩常见沉积岩凝灰岩凝灰岩火山角砾岩火山角砾岩火山集块岩火山集块岩火山碎屑岩火山碎屑岩442 2.3 3岩岩石石常见沉积岩常见沉积岩石灰岩石灰岩白云岩白云岩硅质岩硅质岩非蒸发岩非蒸发岩452 2.3 3岩岩石石常见沉积岩常见沉积岩岩盐岩盐石膏石膏硬石膏硬石膏蒸发岩蒸发岩462 2.3 3岩岩石石变质岩变质岩矿物成分矿物成分红柱石红柱石蓝晶石蓝晶石硅线石硅线石硅灰石硅灰石石榴子石石榴子石滑石滑石变变质质岩岩的的特特征征矿矿物物472 2.3 3岩岩石石变质岩变质岩矿物成分矿物成分十字石十字石透闪石透闪石阳起石阳起石蛇纹石蛇纹石蓝闪石蓝闪石透辉石透辉石变变质质岩岩的的特特征征矿矿物物482 2.3 3岩岩石石变质岩变质岩结构结构变晶结构变晶结构是原岩在固态条件下发生重结晶形成是原岩在固态条件下发生重结晶形成的结构的结构变余结构变余结构是指从早先岩石中保留的结构是指从早先岩石中保留的结构492 2.3 3岩岩石石变质岩变质岩构造构造变成构造变成构造变余构造变余构造片理构造片理构造片麻状构造片麻状构造板状构造板状构造斑点构造斑点构造块状构造块状构造通过变质通过变质作用形成作用形成的的变质岩中残变质岩中残留原岩的构留原岩的构造造502 2.3 3岩岩石石变质岩变质岩分类分类变质岩分类简表变质岩分类简表变质作变质作用类型用类型接触变质作用接触变质作用区域变质作用区域变质作用 混合岩化作用混合岩化作用 动力变质作用动力变质作用接触热接触热变质作用变质作用接触交代接触交代变质作用变质作用代代表表性性岩岩石石斑点板岩斑点板岩角岩角岩大理岩大理岩石英岩石英岩矽卡岩矽卡岩板岩板岩千枚岩千枚岩片岩片岩片麻岩片麻岩大理岩大理岩石英岩石英岩条带状混合岩条带状混合岩肠状混合岩肠状混合岩眼球状混合岩眼球状混合岩角砾岩角砾岩碎裂岩碎裂岩糜棱岩糜棱岩512 2.3 3岩岩石石常见变质岩常见变质岩板岩板岩千枚岩千枚岩片岩片岩片麻岩片麻岩石英岩石英岩大理岩大理岩矽卡岩矽卡岩糜棱岩糜棱岩52本章小结(1)(1)地地球球的的外外部部层层圈圈有有：大大气气圈圈、水水圈圈、生生物物圈圈。固固体体地地球球内内部部层层圈圈包包括括：地地核核、地地幔幔、地地壳壳。引引起起地地壳壳面面貌貌发发生生演演变变的的自自然然作作用用称称地地质质作作用用，工工程程地地质质学学称称物物理理地地质质作作用用。其其中中内内力力地地质质作作用用包包括括：构构造造运运动动、岩岩浆浆作作用用、变变质质作作用用、地地震震。外外力力地地质质作作用用包包括括：风风化化作作用用、剥蚀作用、搬运、沉积和固结成岩。剥蚀作用、搬运、沉积和固结成岩。53本章小结(2)(2)矿矿物物是是天天然然产产出出的的均均匀匀固固体体。矿矿物物的的形形态态、颜颜色色、光光泽、条痕、硬度、解理、断口等是鉴别矿物的主要标志。泽、条痕、硬度、解理、断口等是鉴别矿物的主要标志。(3)(3)矿矿物物的的集集合合体体组组成成岩岩石石。岩岩石石中中矿矿物物的的结结晶晶程程度度、颗颗粒粒大大小小、形形态态及及彼彼此此间间的的关关系系称称做做结结构构。而而岩岩石石中中矿矿物物集集合合体体之之间间或或矿矿物物集集合合体体与与岩岩石石其其它它组组成成部部分分之之间间的的排排列列组组合合特特征征称称构构造造。结结构构与与构构造造反反映映岩岩石石的的外外貌貌特特征征。矿矿物物成成分分、结结构和构造是鉴别岩石的重要依据。构和构造是鉴别岩石的重要依据。54本章小结 (4)(4)火火成成岩岩是是岩岩浆浆作作用用的的产产物物。火火成成岩岩中中分分布布最最广广的的矿矿物物有有：橄橄揽揽石石、辉辉石石、角角闪闪石石、黑黑云云母母、斜斜长长石石、钾钾长长石石和和石石英英。花花岗岗岩岩和和玄玄武武岩岩是是火火成成岩岩中中分分布布最最广广的的侵侵入入岩岩和和喷喷出出岩岩。它它们们的的力力学学强强度度高高，尤尤以以细细粒粒花花岗岗岩岩性性能最佳，是优良地基和建筑材料。能最佳，是优良地基和建筑材料。55本章小结(5)(5)沉沉积积岩岩最最基基本本、最最显显著著的的特特点点是是具具有有层层理理构构造造。从从总总体体上上看看，沉沉积积岩岩的的强强度度低低于于火火成成岩岩，形形成成时时代代老老、岩岩层层厚厚度度大大的的沉积岩力学强度大。沉积岩力学强度大。56本章小结(6)(6)变变质质岩岩除除变变质质矿矿物物外外，常常见见的的矿矿物物为石英、长石和云为石英、长石和云母。母。练习题1、下列岩石为岩浆岩的是（、下列岩石为岩浆岩的是（）A灰灰 石（橄榄石）石（橄榄石）B片麻岩（灰岩）片麻岩（灰岩）C辉辉 石（石英岩）石（石英岩）D泥泥 岩（砂岩）岩（砂岩）2、碎屑物质被胶结以后所开成的结构称为（、碎屑物质被胶结以后所开成的结构称为（）。）。A碎屑结构碎屑结构 B斑关结构斑关结构 C沉积结构沉积结构 D碎裂碎裂结构结构3、外方地质作用包括风化作用、（）、沉积作用及成岩作用。A岩浆作用 B剥蚀作用C地质作用 D地震作用4、下列可以认为是沉积岩区别于另外两大类岩石的依据是（）。A片理构造 B层理构造C流纹构造 D块状构造5、未经构造变化影响的沉积岩，其原始产状应当是（）。A无法确定 B倾斜的C垂直的 D水平的6、下列矿物为变质矿物的是（）。A石英 长石 B角闪石（方解石）C辉石（高岭石）D蛇纹石 石榴子石7、下列哪种岩石为岩浆岩（）。A橄榄岩 B灰岩C石英岩 D砂岩8、下列选项中哪些岩石属于岩浆岩？（）。A 伟晶岩 B 正长岩 C 火山角砾岩 D 片麻岩9、下列哪些选项不应是沉积岩的结构？（）。A 斑状结构 B 碎屑结构 C 玻璃质结构 D 变晶结构本章作业本章作业P21习题：2.3、2.4、2.5