工程地质授课教案汇编.docx

1、工程地质授课教案汇编土木工程地质授课教案绪 论一、土木工程地质的定义研究与土木工程建筑有关的工程地质条件的一门学科。二、为什么要学习土木工程地质由土木工程建筑对地质条件的要求和产生的地质问题决定的。三、怎样学好土木工程地质认真听讲作好笔记及时复习、总结理解背诵重点在基本概念和基本分类四： 学分和考试课堂教学2.5个学分 平时成绩20% 期末成绩80% 第一章 矿物和岩石第一节 主要造岩矿物一、定义：在地质作用下形成的具有一定化学成分和物理性质的天然均质体，叫矿物。二、物理性质：（一）晶体形态：非晶体矿物(组成矿物的质点为无序排列)： 火山玻璃、胶体蛋白晶体矿物(组成矿物的质点为有序排列)： 单

2、体： 针状、柱状 片状、板状 立方体、菱面体、菱形十二面体 集合体：纤维状、鳞片状、粒状、块状、土状、钟乳状（二）光学性质： 自色：矿物吸收某一波长的光波后，其余光波的混合色。 1、颜色：它色：矿物中混入色素离子的颜色。 假色：矿物表面氧化反应后的颜色。2、条痕：矿物粉末的颜色。3、光泽：矿物表面反射光的能力：单体光泽：晶面光泽：玻璃光泽、珍珠光泽 断口光泽：油脂光泽 集合体光泽：丝绢光泽、土状光泽 透明4、透明度：矿物透射光的程度：半透明 不透明（三）力学性质1、硬度：抵抗外力刻划的能力（在晶面上）摩氏硬度：滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石 1 2 3 4

3、5 6 7 8 9 102、解理：外力敲击下，沿结晶薄弱面平行裂开的性能。解理组数： 1组 2组 3组解理交角：角闪石： 124，56 辉石：87，93 解理程度：极完全解理：解理面完全光滑 完全解理：解理面大部分平整光滑 中等解理：解理面平整光滑较小，断口发育 无解理：解理面肉眼难见平整光滑处3、断口：外力敲击下，沿任意方向的裂开：贝壳状 锯齿状 参差状 平坦状弹性 挠性 滑感（四）其它特殊性质： 可塑性 磁性 化学反应： 方解石：遇HCL剧烈起泡 白云石：遇镁试剂变兰三、常见矿物的简易鉴定1、浅色矿物：石英 正长石 斜长石 方解石 白云石 白云母 石膏 滑石 硬度大 硬度中等 硬度小半透明

4、 肉红色 灰白色 菱面体 弯曲菱面体 薄片状 丝绢光泽 有滑感断口油脂光泽 两组解理 遇HCL起泡 遇镁试剂变兰 珍珠光泽无解理 白色弹性2、暗色矿物：橄榄石 辉石 角闪石 黑云母 绿泥石 硬度大 硬度小颗粒状 短柱状 长柱状 薄片状 薄片状半透明 解理交角近90 解理交角124 弹性 挠性橄榄绿色 多为黑色 黑绿色 黑色 墨绿色 珍珠光泽第二节 岩浆岩岩石：造岩矿物的天然集合体。一、岩浆、岩浆作用、岩浆岩1、岩浆：地壳深处局部地段高温、高压的熔融物质。2、岩浆作用：岩浆形成、演化、运动、直到冷凝成岩的全过程。3、岩浆岩：岩浆冷凝后形成的岩石：喷出岩（喷出地表面） 侵入岩：浅成岩（地表面至地下

5、3km） 深成岩（地下3km以下）二、岩浆岩产状岩浆岩产状侵入岩：深成岩：岩基100km2岩株100mm附：喷出物： 火山弹 2-100mm 火山灰 5mm 中粒结构：=1-5mm（2）颗粒大小： 绝对大小： 细粒结构：=0.1-1mm 微粒结构：0.1mm 隐晶质结构：肉眼不可见颗粒 等粒结构 相对大小： 斑状结构 似斑状结构3、构造：岩石中矿物或其它组分在空间的排列与充填方式。块状构造：矿物分布各向均一。流纹状构造：岩石中拉扁气孔、不同色带的平行排列。气孔状构造：岩石中含有的原状气孔。杏仁状构造：岩石中原状气孔被后期物质充填。四、岩浆岩的分类：喷出岩酸性岩中性岩基性岩超基性岩结构构造流纹岩

6、安山岩玄武岩少见非晶半晶隐晶气孔、流纹杏仁状块状浅成岩花岗斑岩闪长玢岩辉绿岩少见斑状微粒块状深成岩花岗岩闪长岩辉长岩橄榄岩辉岩细粒中粒粗粒块状主要矿物成分(10%以上)石英正长石斜长石角闪石斜长石辉石斜长石橄榄石辉石第三节 沉积岩一、定义：沉积岩是指在地表或近地表的常温常压条件下，原岩经风化、搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。二、沉积岩形成过程1、风化作用：指原岩在自然因素作用下（如：水、空气、太阳能、生物等），产生的机械破碎和化学成分改变的过程。物理风化机械破碎形成碎屑碎屑物质（0.005mm）碎屑岩化学风化成分改变形成 胶体、细碎屑粘土物质（0.005mm，SiO2，Fe(OH) 2等粘土岩

7、真溶液液解物质（等）化学岩生物风化 生物物理风化 生物化学风化2、搬运和沉积作用：指各种外营力（如：流水、风、冰川、重力、生物等），将风化产物搬到低凹地方沉积起来的过程。 流水的搬运和沉积 分选性沿途重力沉积分异机械搬运和沉积 磨圆度搬运过程中被磨蚀球化的程度 风的搬运和沉积化学搬运和沉积流水来搬运和沉积 胶体浓度和电荷改变时絮凝。 （1100m） 真溶液取决于溶解度，过饱和时结晶(主要因湖、海蒸发、水体浓缩)上游中游下游海口海盆地漂石、卵石、砾石为主砾石、砂为主砂、土为主土为主盐类结晶矿物为主矿物成分复杂 矿物成分单一 沉积分异现象3、成岩作用：指松散沉积物转变为坚硬岩石的过程。压固脱水作用

8、：上覆压力使沉积物孔隙减小，水分排出，密度增大。胶结作用：松散颗粒被孔隙中化学沉淀物质或其它物质胶结在一起。 胶结物成分：SiO2、 Fe2O3、 FeO、 CaCO3、 CaSO4、 C、粘土 胶结类型： 基底式 孔隙式 接触式 重结晶作用：胶体在压力下脱水，胶体质点重新排列成晶体。SiO2石英 真溶液：因浓度过饱和而析出晶体。生成新矿物：沉积环境下，一些不稳定矿物转变成新的稳定矿物。如：文石方解石三、沉积岩的矿物成分、结构、构造1、矿物成分：碎屑岩：石英为主，可有长石（正长石、斜长石）、白云母等。 粘土岩：粘土矿物为主（高岭石、蒙脱石、伊犁石），可有白云母等。 化学岩：方解石、白云石、石膏

9、、岩盐、生物碎屑、有机质。2、结构：主要指颗粒大小和形态 角砾状结构 2mm，棱角状砾状结构 圆砾状结构 2mm，圆状碎屑结构 粗砂状结构 20.5mm砂状结构 中砂状结构 0.50.25mm细砂状结构 0.250.075mm 粉砂状结构 0.0750.005mm泥状结构：0.005mm化学结构：结晶粒状结构 显晶化学结构 0.005mm 隐晶化学结构 0.005mm 同生砾状结构 竹叶状结构 鲕状结构 生物化学结构 （指含生物化石）3、构造：指组成部分在空间的排列组合方式（1）岩层：指一个基本稳定的物理条件（沉积环境和物质来源）下，形成的沉积单位，由成分基本均匀一致的岩石组成的岩石层，层与层

10、之间由层面分开。 巨厚层 D1m 厚层D10.5m岩层按厚度划分 中厚层D0.50.1m 薄层D0.10.001m 微层（纹层）D0.001m（2）层理构造：指岩层中因成分、粒度、颜色发生变化而表现出来的纹理。水平层理单斜层理交错层理波状层理（3）块状构造：无层理，各向均一。顶底（4）层面构造：波痕 泥裂 虫迹（5）化石与结核：化石：生物遗体或遗迹被后期化学成分置换石化。 结核：成岩时，某些胶体聚集而成。四、沉积岩分类：1碎屑岩类 砾状结构 角砾状结构角砾岩(某一粒级颗粒 圆砾状结构砾岩必须大于50） 粗砂状结构粗砂岩 石英砂岩：石英95砂状结构 中砂状结构中砂岩 再分 长石砂岩：石英50 细

11、砂状结构细砂岩 岩屑 长石25砂岩： 石英50粉砂状结构 粉砂岩 岩屑252粘土岩类：泥状结构 无层理泥岩 有层理页岩 白云岩、泥质白云岩（含泥） 结晶粒状结构 石灰岩、泥灰岩（含泥）3化学岩类：同生砾状结构 竹叶状结构竹叶状灰岩 鲕状结构鲕状灰岩 生物化学结构生物碎屑灰岩第四节 变质岩一、定义：变质岩：指在变质作用下形成的新岩石。 变质作用：指变质因素作用下，岩石性质发生改变的过程。二、变质作用因素：1、温度：150 700900 成岩作用 变质作用 融化成岩浆 矿物重结晶 非晶质结晶质温度变质结果 隐晶质显晶质 如：石灰岩大理岩细 晶粗 晶 砂 岩石英岩生成新矿物：如：高岭石红柱石2、压力

12、：静压力：由上覆岩层压力形成。12千巴1万巴(1巴=2.7kg/cm2) 深：4-7km35km如：红柱石 兰晶石 （比重3.1） （比重3.6）定向压力：由构造运动和岩浆侵入引起的具有一定方向的压力。地壳浅层：静压力小，岩石相对脆性。定向压力造成岩石、矿物变形、破碎。地壳深层：静压力大，岩石相对塑性。定向压力造成岩石中矿物平行定向排列，形成片理构造。即：矿物在平行压力方向溶解（压溶），在垂直压力方向重结晶，并平行定向排列。角闪石的排列例如： 闪长岩 闪长片麻岩 3、化学活泼性流体：主要为岩浆中逸出的热水溶液和汽体。与围岩产生化学反应，生成新矿物。如：3MgCO3+4SiO2+H2OMgSi4O10OH2+3CO2三、变质作用类型：热接触变质作用：主要由岩浆的温度引起。交代变质作用：主要由岩浆逸出的化学流体引起。动力变质作用：主要由地壳浅层的定向压力引起。区域变质作用：主要由地壳深层的定向压力、地温及热水溶液引起。 混合岩化作用：局部岩浆侵入变质岩引起的进一步变质