供水水文地质5剖析

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1、第二章第二章 地质基础知识地质基础知识 2 2.1 .1 地球的构造与形态地球的构造与形态 2.2 2.2 矿矿 物物 2.3 2.3 岩岩 石石 2.4 2.4 岩层的地质时代岩层的地质时代 2. 2. 3 3 岩 石 概 述 一、岩浆岩 二、沉积岩 三、变质岩 返回 二、二、 沉沉积积岩岩 作 业 5 （一） 沉积岩的形成 （二） 沉积岩的特征 （三） 沉积岩的分类及各类沉积岩特征 （四）松散沉积物 返回 作 业 5 一、名词解释 1、碎屑结构；2、“有效粒径” 二、填空 1、地表岩石经过_、_、_ 、_、_等阶段，最终形成沉积 岩。 2、沉积岩最大的特征是_。 3、自然界常见的沉积岩有：

2、_、_ 、_、_、_、 _、_、_。 返回 沉积岩系暴露 地表的各种岩 石，经过外力 地质作用（风 化、剥蚀、搬 运、沉积、固 结成岩）而成 。 常具碎屑状鲕 状等特殊结构 和层状构造， 并富含生物化 石和结核 （一）沉一）沉 积积 岩岩 的的 形形 成成 返回 1、沉积岩的产状 2、沉积岩的结构 3、沉积岩的构造 4、沉积岩的物质成分 5、化石 （二） 沉 积 岩 的 特 征 返回 1、沉积岩的产状：一般呈层状分布。 层面：层与层之间的接触面。 岩层：上、下两个层面之间的岩石。 返回 沉积岩主要由沉积物颗粒（单矿物和岩屑）及胶结物 组成。 岩屑：先成岩石碎屑 矿物： （1）经风化、剥蚀、搬运

3、而来，主要是石英 、正长石及白云母； （2）新生成的矿物。主要是方 解石、白云石、岩盐、石膏、高岭石、菱铁矿和褐铁 矿等； 4、沉积岩的物质成分 返回 指沉积物颗粒的大小 、形状及结晶程度。 泥质结构泥质结构 砾状结构砾状结构 砂状结构砂状结构 竹叶状结构竹叶状结构 2、沉积岩的结构 沉积岩的结构沉积岩的结构 结晶结构结晶结构沉积碎屑结构沉积碎屑结构 返回 碎屑结构碎屑结构：岩石或矿物碎屑被硅质、钙质、铁质、泥岩石或矿物碎屑被硅质、钙质、铁质、泥 质胶结在一起的结构质胶结在一起的结构。 返回 A.A.砾状结构：砾状结构：颗粒直径大于颗粒直径大于2mm2mm，磨圆程度较好，无棱，磨圆程度较好，无

4、棱 角。如砾岩角。如砾岩; ;若磨圆度较差，而具有明显棱角的，则称若磨圆度较差，而具有明显棱角的，则称 为角砾状结构。如角砾岩为角砾状结构。如角砾岩 返回 B.B.竹叶状结构竹叶状结构：系刚沉积的石灰岩，因水浪打击、冲刷 而成碎屑（其形态多呈扁平状），再被同类沉积物胶结 而成。如竹叶状灰岩 返回 C.C.砂状结构砂状结构：颗粒直径在颗粒直径在20.05mm 20.05mm 之间。又可分为粗砂之间。又可分为粗砂 结构（颗粒直径结构（颗粒直径20.5mm20.5mm）、中砂结构（）、中砂结构（0.50.1mm0.50.1mm）、）、 细砂结构（细砂结构（0.10.05mm) 0.10.05mm)

5、和粉砂结构（和粉砂结构（0.050.005mm0.050.005mm） 返回 D.D.泥质结构泥质结构: :颗粒直径小于颗粒直径小于0.005mm ,0.005mm ,较软，外观是一较软，外观是一 种致密均匀的泥质状态种致密均匀的泥质状态, ,为黏土岩类为黏土岩类( (粘土岩、泥岩和粘土岩、泥岩和 页岩页岩) )所具有的结构。所具有的结构。 返回 结晶结构结晶结构： 为化学岩所具有的结构。是物质从真溶 液或胶体溶液中沉淀时的结晶作用以及非晶质、隐晶 质的重结晶作用和交代作用所产生的。 如盐岩、石灰 岩、白云岩等 返回 3 3、沉积岩的构造、沉积岩的构造 沉积岩的构造是指其组成部分的空间分布和它

6、们相互 之间的排列关系。具有层理构造是沉积岩的最大特征 。 返回 3 3、沉积岩的构造、沉积岩的构造 常见的沉积岩构造： （1）层理构造：是指由于气候的季节变化及先后沉积下来的物质的 颗粒大小，形状成分和颜色的不同说显现出来的成层现象。如：水平 层理；波状层理；斜层理等。 （2）块状构造：岩石层理不清楚，矿物颗粒排列无一定规律。 （3）鲕状构造：具有同心圆状的圆形或椭圆形颗粒，形似鱼子，粒 径0.52MM；粒径大于2MM则叫豆状构造。 沉积岩的其他特征： （1）波痕：当沙层表面的水流或风力达到一定速度时砂粒会发生 移动，在砂层表面出现的波状痕迹。 （2）泥裂：在干旱暴晒下粘土沉积物表面会出现一

7、条条裂痕，在 剖面上呈上宽下窄的鍥形，当沉积物变为沉积岩时保留下来的裂痕较 泥裂。 （3）雨痕，结核等。 化化 石石 古代海陆生物的遗骸 、碎片或印模，经过 石化作用保存在沉积 岩中，称为化石。根 据不同的化石，可以 推断沉积岩的成因和 确定沉积岩的时代等 。 返回 （三） 沉积岩的分类及各类沉积岩特征 火山碎屑岩 正常碎屑岩 集块岩集块岩 火山角砾岩火山角砾岩 凝灰岩凝灰岩 砾岩砾岩 砂岩砂岩 粉砂岩粉砂岩 黏土黏土 页岩页岩 泥岩泥岩 黏土岩黏土岩 化学岩及生物化学岩化学岩及生物化学岩 铝质岩铝质岩 铁质岩铁质岩 锰质岩锰质岩 硅质岩硅质岩 磷质岩磷质岩 碳酸盐岩碳酸盐岩 盐岩盐岩 可燃有

8、机岩可燃有机岩 碎屑岩 沉积岩 返回 粗粒砂岩粗粒砂岩 中粒砂岩中粒砂岩 细粒砂岩细粒砂岩 石英砂岩石英砂岩 长石砂岩长石砂岩 硬砂岩硬砂岩 0.05 0.1 0.5 2 粒径（mm) 石灰岩石灰岩 白云岩白云岩 火山集块岩：火山碎屑物质占90%以上，具集块结 构，直径大于64mm的集块占50%以上。 返回 火山角砾岩：火山碎屑物质占90%以上，由大小不等的熔 岩角砾组成，直经642mm之间的角砾占50%以上，具火 山角砾结构，分选差，不具层理，通常为火山灰填隙，并 经压实固结而成的岩石。 返回 凝灰岩：指粒径小于2mm的火山碎屑物含量超过半数的火 山碎屑岩（火山物质超过90%）。 返回 砾岩

9、(角砾岩） 破碎的岩块，经过较长 距离的搬运或受到海浪的 反复冲击，使棱角消失， 形成圆形或椭圆形的砾石 （或称卵石），再经胶结 的岩石称为砾岩。砾石直 径一般大于2mm。不同的 砾岩，其砾石成分和胶结 物各不相同。具砾状结构 、层状构造，但层理一般 都不发育。若这类岩石中 砾石未被磨圆而具明显棱 角者，则称为角砾岩。 返回 砂岩 是由各种成分的 砂粒被胶结而成的岩石 ，一般所说的砂岩是砂 质岩石的总称。其中砂 粒直径在20.05mm 之 间。胶结物可有泥质、 钙质、铁质和硅质等。 碎屑成分复杂，主要为 石英和长石，其次为云 母，此外，尚有一些重 矿物、碳酸盐类矿物和 岩屑。返回 石英砂岩：石

10、英含量在90%以上，含少量长石及燧石 ； 返回 长石砂岩：石英占3060%，长石在30%以上尚有少 量云母及岩屑； 返回 硬砂岩： 石英少于60%，长石20% 30%，岩屑在20% 以上。 返回 粉砂岩 由直径为0.0 5 0.005mm 的砂粒经胶结 而成，其成分以石英为 主，有少量长石、云母 、绿泥石、重矿物及泥 质混入物等。岩石外貌 颇似泥质岩，但较坚硬 ，并有粗糙感。 第四纪沉积物中的黄 土及黄土岩亦属于粉砂 岩类。 返回 黏土岩 又称泥质岩。是沉积岩中最常见的一类岩石，约占 沉积岩总体积的50% 60%。它是介于碎屑岩与化学岩之 间的过渡类型，并具有独特的成分、结构和性质等特征 。

11、这类岩石是由含量在50%以上，直径小于0.05mm 的物质所组成的。主要矿物成分是黏土矿物，如高岭石 、蒙脱石及水云母等。尚有少量极为细小的石英、长石 、云母、碳酸盐及重矿物等。主要由含铝硅酸盐类矿物 的岩石，经化学风化形成的细悬浮物质，被搬运至湖、 海盆地或在原地沉积而成。黏土岩的颜色与沉积环境和 混入物有关，多呈黑色、褐红色、紫色、红色和绿色等 ，但也有呈白色或浅灰色者。这类岩石具典型的泥质结 构，质地均一，有细腻感。黏土岩根据其固结程度可分 为黏土、页岩、泥岩三种。 返回 黏土 为松散的土状岩石，含黏土颗粒在50%以上 。据黏土颗粒、砂粒等含量不同，有亚黏土（ 黏粒含量10%30%）；亚

12、砂土（黏粒含量3% 10%）及砂土（黏粒含量3%）等过渡类型。 黏土根据其中所含主要矿物成分的不同又可分 为：高岭石黏土；蒙脱石黏土和水云母黏土。 返回 泥岩其成分与页岩相似，但层理不发育，具块状构造 。 返回 n由松散黏土经硬结成岩 作用而成。它具有能沿层 理面分裂成薄片或页片的 性质，常可见显微层理， 称为页理（页岩亦因此得 名）。岩石颜色多种，一 般呈灰色、棕色、红色、 绿色和黑色等。依混入物 成分的不同，又可分为黑 色页岩、碳质页岩、钙质 页岩、铁质页岩、硅质页 岩及油页岩等。 页岩 返回 化学岩及生物化学岩类化学岩及生物化学岩类 这类岩石是由于母岩遭受强烈化学分解作用之 后，其中某些

13、风化产物形成水溶液（真溶液或胶体 溶液）被搬运到水盆地中，通过蒸发作用、化学反 应和在生物的直接或间接作用下沉淀而成的。这类 岩石的数量和分布均比碎屑岩和黏土岩少，但它们 却占有非常重要的地位，它们本身许多就是有经济 价值的矿产，如石灰岩、白云岩、硅质岩、铁质岩 、锰质岩、铝质岩、磷块岩等。这类岩石在地壳中 分布得最广的是碳酸盐岩，其次是硅质岩。 返回 石灰岩石灰岩简称灰岩，一般呈灰色、灰白色，因杂质可 染成为浅黄色、浅红色、灰黑色及黑色等。由微粒方 解石组成，常含少量白云石、黏土、菱镁矿及石膏等 混入物。致密块状、结晶粒状、鲕状、生物碎屑等结 构。石灰岩以遇盐酸强烈起泡为肉眼鉴定的特征。 灰

14、岩成因较复杂，多为海洋中生物化学和机械综合 作用形成。干旱的内陆湖泊中，有时也可有少量 CaCO3化学沉淀，但多不纯。根据石灰岩的成因、物 质成分和结构构造又可分为普通灰岩、生物碎屑灰岩 和燧石灰岩。 返回 白云岩 由白云石组 成的岩石。外观与 灰岩相似，但风化 面常呈污浊的黄、 黑等色，具刀砍状 溶沟为其特征。且 常呈结晶粒状结构 ，硬度较灰岩稍高 。用稀盐酸试之(粉 末起泡，晶粒微起 泡)可以较准确地与 灰岩区别。 返回 硅质岩硅质岩 主要由石髓、蛋白石、石英组成。SiO2含量在 7090之间，此外尚有粘土、碳酸盐、铁的氧化物等。 这类岩石包括硅藻土、燧石岩、碧玉铁质岩等，以髓石岩 为最常

15、见。 返回 ( (四）四） 松散沉积物松散沉积物 松散沉积物是指近代形成的未经压固、胶结的碎屑堆积 物，也叫第四纪松散堆积物。它们广泛覆盖于地壳表面 ，对地下水的形成和储存有更直接的联系。 松散沉积物的颗粒大小相差悬殊，通常按颗粒直径的大 小（简称粒径），划分粒组，并给予适当的命名（表） 。 自然界松散堆积物常常是不同粒径的颗粒的混合体，因 此，需根据各种粒径颗粒的重量百分比进行分类和命名 (表）。 各种粒径颗粒的重量百分比常用级配曲线来表示。粒径 大于0.1mm时，各粒组的百分含量可用筛分法求得；粒 径小于0.1mm的土粒可用静水沉速分析法测出颗粒沉降 速度V，然后计算出颗粒直径d：d=0.

16、1127 返回 沉积物颗粒分组表 颗粒名称 分界粒径一般特征 漂石.200mm 透水性大、无粘性，毛细管 水上升高度极微，不能保持 水分 卵石20020mm 粗砾石2010mm 中砾石104mm 小砾石42mm 粗砂粒20.5mm易透水，无粘性，毛细管水 上升高度不大，遇水不膨胀 ，干燥不收缩，呈松散状， 不表现可塑性 中砂粒0.50.25mm 细砂粒0.250.05m m 粉土粒0.050.005m m 透水性小，毛细管水上升高 度较大，湿润时具微粘性， 遇水膨胀，与干燥收缩不显 著 粘土粒200mm的颗粒超过全重的50% 块石棱角形为主，粒径200mm的颗粒超过全重的50% 卵石圆形及亚圆形为主，粒径20mm的颗粒超过全重的50% 碎石棱角形为主，粒径20m