工程地质教程课件_情景6地表现象的形质关系.ppt

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1、情景6地表现象的形质关系【学习目标】1. 知道岩石风化及风化作用类型；2. 知道岩石风化带的划分依据；3. 掌握岩石各风化带的特点；4. 知道地貌及其分级、分类；5. 知道第四纪沉积物主要成因类型；6. 掌握残积物、坡积物、洪积物和冲积物的特征。【能力要求】1. 能够分析岩石风化现象及岩石各风化带特点；2. 能够识别常见的地貌类型；3. 学会分析第四纪沉积物主要成因类型及其工程地质特征。,必要的理论知识： 地球物质在地表的表现是地学研究里很重要的认知部分，不可放弃地表现象而直接探测地下。地表有着丰富的现象，这些现象是内外矛盾综合作用的结果。人们可以在地表现象里看到地下的物质信息，也可以看到外在

2、的作用力要素。直观、形象的认知与分析可以有效地认识地下物质存在的规律，使对地质现象认识变得方便而快捷。在外形的变化里推断、研究与地下物质的关系，是地貌学研究的核心问题。善于总结各种地貌现象与规律，对于人类活动与工程建设很有帮助。在工程建设上有效避免一些不利因素的影响，使得工程高效耐用。 从地表岩石的变化到山川的变化，这一切都是由于地质外作用力的影响，呈现出沙漠、河川、峻岭、平原、沃野、荒漠等，各自都是地质作用力综合作用的结果。,6.1岩 石 风 化岩石风化是岩石在外力影响下产生变化的必然结果，也是岩石演变过程中的一个重要阶段。岩石在太阳热能、大气、水分和生物等各种风化应力作用下，不断发生物理和

3、化学变化的过程，称为岩石风化。这种促使岩石破碎甚至分解的地质作用，称为风化作用。根据风化作用的性质及其影响因素，可分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。6.1.1风化作用（1） 物理风化作用,物理风化作用的结果，是使岩石以崩解的方式破坏，形成大小不一的岩屑，堆积在基岩（母岩）之上。在日温差和年温差变化越大的地区，物理风化作用就越强烈，如我国西北有些地区，日温差可达50，物理风化的速度就较快。另外，岩石中的矿物颗粒越粗、矿物成分越复杂、颜色越深、岩体中裂隙越多，岩石就越容易风化。,（2） 化学风化作用岩石在水溶液、氧及二氧化碳等的作用下，产生溶解、水解、水化及氧化等化学反应，不仅使岩石的

4、形态发生变化，导致岩体破碎，而且能改变岩石的化学成分，形成新的矿物。 溶解作用。CaCO3CO2H2OCa（HCO3）2 水解作用。4K（AlSi3O8）6H2O 4KOHAl4(Si4O10)(OH)88SiO2 水化作用。CaSO42H2OCaSO42H2O 碳酸化作用。4K（AlSi3O8）2CO24H2O Al4(Si4O10)(OH)88SiO22K2CO3CaCO3H2OCO2 Ca(HCO3)2 氧化作用。 4FeS214H2O13O22（Fe2O33H2O）8H2SO4（黄铁矿） （褐铁矿）,铁染的土壤以及岩石溶蚀,(3) 生物风化作用生物风化作用是指生物在其生命过程中，直接或

5、间接地对岩石所起的物理的和化学的风化作用。生物风化包括生物的物理风化和生物的化学风化。,上述三种风化作用，在自然界并不是孤立进行的，而是相互联系、相互影响的统一过程。物理风化作用使岩石逐渐破碎，而这些破碎岩石又扩大了风化作用的接触面积，给化学风化作用提供了有利条件。而岩石的化学风化作用，使岩石变得松软，其中有些矿物水化后，体积膨胀产生了很大的压力，又促进了物理风化作用的进行。但在某一自然地理条件下，经常以一种风化作用占主导地位，如高寒和干燥地区以物理风化作用占优势，而潮湿炎热地区则以化学风化作用及生物风化作用占优势。,6.1.2岩石风化带的划分,6.2地貌及其分级分类6.2.1地貌地貌，又称地

6、形，泛指地球表面各种形态外貌的总称。它是由于内、外力地质作用的长期进行，在地壳表面形成的各种不同成因、不同类型、不同规模的起伏形态。地貌形态大小不等、千姿万态、成因复杂，总的来说，地貌形态是内外地质营力相互作用的结果。大如大陆、洋盆、山岳、平原，其形成主要与地球内力地质作用有关；小如冲沟、洪积扇、溶洞和岩溶漏斗，主要由外力地质作用塑造而成。现代地表上不同规模、不同成因的地貌，处于不同发展阶段，且按不同规律分布于不同地段，使大地呈现一幅极其复杂的“镶嵌”图案。地貌学是研究地表各种起伏形态的形成、发展和空间分布规律的科学。地貌学的研究是不平衡的，一般说来，陆地地貌（包括沿岸地带）要比海洋地貌研究更

7、深入和广泛，外营力地貌要比内营力地貌研究详细，应用地貌则正在兴起。,6.2.2地貌的分级(1) 巨型地貌地球上的大陆与大洋，是高度上具有显著差异的两类地貌单元，主要是由内力地质作用形成的，所以又称为大地构造地貌。(2) 大型地貌大型地貌是在巨型地貌的基础上进行划分的，如陆地上的山岳、平原、大型盆地，洋盆中的海底山脉、洋脊和海底平原等，基本上也是由内力地质作用形成的。(3) 中型地貌中型地貌是大型地貌内的次一级地貌，如山岳地形中的分水岭山地、山间盆地，平原中的分水地区和河谷区等。内力地质作用产生的基本构造形态是中型地貌形成和发展的基础，而其外部形态则取决于外力地质作用的特点。(4) 小型地貌小型

8、地貌是中型地貌的各个组成部分，是一些地貌基本形态和较小的地貌形态组合，如山脊、谷坡、河谷、残丘、阶地、小的侵蚀沟等，基本上受着外力地质作用的控制。但也有很少一部分是内力地质作用形成的，如活动断层崖、地震裂缝和火山等。,6.2.3地貌的分类(1) 按地貌的形态分类地球的表面是高低不平的，而且差距较大，总的来说可划分为大陆和海洋两部分。情景2地球概论已经通过地形进行分析。地貌与地形在形的层次基本一致。(2) 按地貌的成因分类按地貌形成的地质作用因素可将地貌划分为内力地貌和外力地貌两大类。再根据内、外力地质作用中的不同性质，将两大类地貌分为若干类型。,6.3第四纪地质学的基本问题6.3.1第四纪的基

9、本特点人类的出现大规模的冰川作用十分活跃的地壳运动,6.3.2第四纪地质年代表,6.3.3第四纪沉积环境和沉积物成因类型6.3.3.1第四纪沉积物的沉积环境第四纪沉积环境指形成松散碎屑物的水动力条件、生物、地貌、物理与化学条件等。因为沉积环境包括堆积和侵蚀环境，沉积物来源于侵蚀区，而侵蚀区具有不同的风化过程、搬运条件 等，使沉积物的成分、结构和构造也不相同。“将今论古”的研究方法。即从现代沉积环境研究人手，查清在一定环境下形成的沉积物特征， 从而与古地理环境相对比，恢复其古地貌与古动力条件。因此，对现代沉积物的研究，是解决古代沉积环境的物质基础。,6.3.3.2第四纪沉积物特征第四纪沉积物和其

10、他地质历史时期的沉积物不同，具有以下特征。陆地上第四纪沉积物除在特殊条件下固结坚硬之外，一般呈松散状态或半固结状态。在松散堆积物中，生物化石保存较丰富， 在海相地层中，微体生物遗体化石分布广泛。第四纪陆相堆积物因受内、外力地质作用，地貌、岩石性质、气候，水文等因素影响，形成不同类型的堆积物，所以无论是在地层性质、厚度以及空间分布上都多变化。有时在很短的距离内，同一时代的堆积物，相变化较大，有时在同一层位中，所含的化石也很不稳定第四纪堆积物在形成时，同时遭受外界营力破坏， 很难保存其原始状态。由于地貌部位遭受到破坏，使得第四纪堆积物处于不同高度，增加了地层对比的困难。第四纪是人类出现与发展的时代

11、。人类的活动，给第四纪增添了光彩，给第四纪沉积物带来 明显的特色。人类化石与文化遗址成为第四纪地 层的重要标志之一，是研究第四纪地质的重要内 容。,6.3.3.3第四纪沉积物的成因类型,残积(el)：基岩遭受风化作用后(包括物理、化学与生物风化作用)，残留原地的产物，一般未经搬运。包括残积物、土壤与风化壳。风化剖面一般由下至上分为基岩带、弱风化带、中等风化带和强风化带。坡积(dl)：在重力作用下，由雨水与雪水冲刷搬运，在山坡与山脚下堆积起来的风化产物。重力堆积(xd)：在重力作用下，崩塌的巨大石块与乱石，搬运至山坡或山麓堆积的粗粒碎屑物，又称坠积物。滑坡堆积(del)：在重力、地下水和地表水作

12、用下，整个岩体沿斜坡下滑，产生的堆积物。.土溜堆积(又称泥流堆积)(s或df)： 斜坡的土层经充分渗透雨水浸湿后，成塑性状态，在重力作用下，沿着坡面向下滑动，形成堆积物。冲积(a1)：河流堆积，又称淤积物，主要分布在河谷地 带内。洪积(p1)：暂时洪水形成的堆积物。主要分布在山谷口或山 前平原。湖积(l)：湖水在湖盆里的堆积物，包括机械、化学与生物的作用 所形成的各种堆积物。.沼泽堆积(h)：由生长茂盛的植物，在经常积水的沼泽地，以生物与化学作用为 主形成堆积物。.海相沉积(m)：由波浪或海流搬运作用、化学作用与生物作用形成的堆积物。包括滨海、浅海、深海和泻湖等地区的沉积物。如珊瑚礁与海滩岩、

13、海成淤泥质堆积物等。,化学堆积(eh)：由各种化学作用形成的沉淀物。.冰碛(gl)：是冰川搬运和堆积的物质。一般分两大类：冰川在运动过程中搬运的物质，叫运动冰碛；经冰川搬运后堆积下来的物质叫堆积冰碛。一般所说的冰碛，即指堆积冰碛。冰水沉积(fgl)：是冰川融水沉积物， 由砾石和砂粒组成。它不同于冰碛，有一定分选性和层理结构，与一般河流冲积层不同之处，在于其中夹有大漂砾和冰碛透镜体， 并且同冰碛层有紧密的接触关系。常是地下水的良好含水层。冰湖沉积(lgl)：冰湖又叫冰川湖。由冰川掘蚀或冰碛堵塞等原因形成的凹地积水而成的湖泊。前者称冰蚀湖，后者叫冰碛湖。冰水搬运的物质在冰湖中沉积，叫冰湖沉积。风积(cal)：由风力吹扬作用，形成风成砂和风成黄土等堆积物。火山堆积()：火山熔岩流与火山喷发碎屑在地表的堆积物，如火山弹、火山碎屑物、火山 砂与火山灰等。人工堆积(a)： 由人工作用所形成 的堆积物。现在人类活动已成为物理变 化，化学变化的一个十分活跃的营力， 有些变化，在正常的地质作用下，需要 几千年，上万年才能实现，人为的作用 能缩短到几天时间就能实现。洞穴堆积(gr)： 由洞穴中重力堆积的角砾，及 地下水机械和化学作用在岩石裂隙和溶洞内沉积的石 钟乳、石灰华和地下河、湖沉积的砂砾粘土等。,