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1、工程地质及土力学复习资料第一章 岩石和地质构造地球的构造分为外部和内部两部分。外部包括大气圈、水圈和生物圈；内部则包括地壳、地幔和地核。组成地壳的基本物质是岩石。地幔与地壳的分界面为莫霍面，地幔占地球总质量的66，根据地震波传播速度的特征，它可分为上地幔和下地幔两部分。地核占地球总质量的32.5，根据地震波传播速度的特征，可分为外部地核、过渡层和内部地核三层。一、什么叫矿物质和岩石？说明几种主要的造岩矿物和岩石的种类？矿物：具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物，主要造岩矿物：指组成岩石的矿物。白云母、角闪石、石英、白云石等。造矿矿物：指组成矿石的矿物。岩石：是地壳中由一种或多种矿物
2、组成的物质。岩石有岩浆石、沉积石、变质石等。何谓岩石的结构和构造?岩石的结构：是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。构造指矿物在岩石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。二、试结合矿物的标本，阐述矿物主要的物理性质特征如颜色、光泽、解理、断口、结晶形态和硬度等的基本概念。颜色：矿物的颜色是矿物对白（日）光选择吸收的表现。当矿物有选择地吸收其中某一或某些波长的光波时，则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。按其不同的成因可分为自色、他色和假色。条痕色：指矿物粉末的颜色，他排除了矿物因反射所造成的色差，以去掉假色，减弱他色，保存自色，使常见矿物的颜色更为固定，对于鉴别矿物具有实
3、用意义。透明度：是指矿物透光能力的大小，即光线透过矿物的程度。矿物的透明度分为：透明、半透明、不透明三级。光泽：矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。矿物的光泽按其反射强弱划分如下：金属光泽；非金属光泽。硬度：矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。各种矿物由于化学成分和内部结构的不同，常具有不同的硬度，这是鉴别矿物的一个重要特征。解理与断口：矿物受到外力的作用（如敲打），其内部质点间的连接力被破坏，沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质，称为解理。所裂开的光滑破裂面称为解理面。不具方向性的不规则断裂面，则称为断口。解理是反映矿物质内部质点相互连接强弱的特征。根据解理发生的完全程度，把解理分为如下几
4、种：极完全解理；完全解理；中等解理；不完全解理。三、试结合矿物的标本，阐述表观鉴别常见矿物的基本方法及几种主要矿物的特征。鉴别方法：用显微镜观察法、化学分析法、专用仪器分析法、表观鉴别法。一般先观察结晶形态，然后确定光学性质和力学性质的特征及其他特征，综合起来，作出判断，确定矿物的类别，在鉴别时，应事先找出矿物的新鲜表面，才能得到正确的结果，风化岩石中的矿物不能反映真正矿物的特征。主要特征：黄铁矿：形状立方体或块粒状，颜色铜黄色，条痕绿黑，光泽金属，硬度56，无解理。赤铁矿、石英：形状为块状、柱状，颜色红褐色、乳白色或无色，条痕樱红或无光泽半金属、玻璃、油脂，硬度57,无解理。方解石、白云石和
5、石膏：菱形、粒状、块状、菱状、板状、纤维，条痕无或白，光泽玻璃或丝绢，硬度24，解理三组完全或中等。岩石是由一种或多种矿物组成的。按成因分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩三大类。四、什么叫做岩浆石？结合岩浆石的标本，阐明岩浆石组成的矿物成分、结构与构造特征及分类和鉴别的方法。岩浆石：地壳内部由于温度与压力的作用下迫使岩浆停留下来并冷凝成岩浆石。岩浆：当地壳变动时，上部岩体的压力一旦降低，热熔可塑状态的物质立即转变成炽热熔融体，称为岩浆。组成矿物成分：酸性、中性和基性岩浆石的相应的矿物。结构：是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、形状及其相互结合方式。构造特征：岩浆石组成成分和岩浆
6、冷凝结晶时的物理环境与产状的综合反映。分类：酸性岩类、中性岩类、基性岩类。鉴别方法：表观鉴定法。步骤：了解它的来源及野外产状；颜色辨识，确定岩石标本的酸性或基性类别；辨识矿物成分，区分岩石类别；观察识别岩石的结构与构造确定岩石的名称什么叫岩浆岩？岩浆岩的结构构造和分类？岩浆岩是地壳深处的岩浆沿地壳薄弱地带上升侵入地壳或喷出地表后冷凝 而成的岩石。岩浆主要是由复杂的硅酸盐和一部分金属硫化物及汽化物、水蒸气和其他挥发物质组成的高温、高压熔融体。岩浆岩的结构类型：岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形状及其相互结合的方式。岩浆岩的结构包括：岩石全部由结晶矿物所组成的全晶质结构；致
7、密状，矿物晶粒细小，肉眼和放大镜均不能分辨的隐晶质结构；全部为非晶质矿物所组成，均匀致密似玻璃的玻璃质结构。分类1、按岩石中矿物结晶程度划分a玻璃质结构；b隐晶质结构；c全晶质粒状结构。2、按岩石中矿物等粒结构颗粒的绝对大小划分a粗粒结构；b中粒结构；c细粒结构；d微粒结构。3、按岩石中矿物颗粒的相对大小均匀性划分a等粒结构；b不等粒结构；c斑状结构。分类：酸性岩类、中性岩类、基性岩类。鉴别方法：表观（肉眼）鉴定和显微镜（偏光镜）下鉴别等多种。步骤：了解它的来源及野外产状；颜色辨识，确定岩石标本的酸性或基性类别；辨识矿物成分，区分岩石类别；观察识别岩石的结构与构造，确定岩石的名称。、按冷凝成岩
8、浆岩的地质环境的不同，可将岩浆岩分为深成岩、浅成岩和喷出岩（火山岩）三种类型。九、岩浆岩的常见构造：块状结构、流文状结构、气孔结构或杏仁结构。十、常见岩浆岩常见品种：（1）酸性岩类：花岗岩、花岗斑岩、流纹岩（2）中性岩类：正长岩、正长斑岩、粗面岩、闪长岩、闪长玢岩、安山岩（3）基性岩：辉长岩、辉绿岩、玄武岩。五、什么叫做沉积岩？结合沉积岩的标本，阐述沉积岩的组成成分、结构与构造特征及分类和鉴别方法。沉积石：沉积物经过长期的压密、重结晶、胶结等复杂的地质作用过程，硬结成岩，这种岩石称为沉积石。组成矿物（物质）成分：1碎屑物质2、粘土矿物3、化学沉积矿物4、有机物及生物残骸。结构特征：沉积岩的结构
9、是指组成物质颗粒大小、形状、结晶及其相互关系的特征。一般分为1碎屑结构2、泥质结构3、结晶结构和4生物结构。1、碎屑结构 碎屑结构被胶结形成的一种结构，一般按碎屑粒径的大小可分为：a砾状结构 砾状结构的碎屑粒径2。b砂质结构 砂质结构的碎屑粒径介于20.05之间。2、泥质结构 泥质结构由粒径0.005粘土粒组成，如泥岩、页岩。3、结晶结构 由沉积物溶液沉淀结晶所形成的结构，如石灰岩、白云岩等。4、生物结构 是由生物遗体或屑片所组成的岩石，如珊瑚结构、贝壳结构等构造：沉积岩的构造是指沉积物在空间的成层分布及其相互关系。沉积岩的层理构造、层面特征和含化石等，是沉积岩区别于其他岩类的特征。分类：火山
10、碎屑岩、沉积碎屑岩、粘土岩类、化学及生物化学岩类。鉴别方法：表观鉴定法。步骤：1.首先区分岩石类别，确定属于沉积岩后再作进一步分析2.区分沉积岩的结构特征，确定沉积岩类型3.按照组成岩石的矿物成分和颗粒大小，确定岩石名称。、层理构造：在沉积岩形成过程中，由于季节性气候变化的影响，使得沉积物来源的数量、颗粒大小、形状和结晶程度、颜色等相应发生变化，从而呈现明显的成层现象。层与层之间的界面称为层面。上下两层之间基本上为均与一致的岩石者称为岩层。层理的形态常见的有：水平层理、斜层理、交错层理。六、什么叫做变质岩？结合变质岩的标本，阐明变质岩组成的矿物成分、结构与构造特征及分类和鉴别方法。变质岩:由岩
11、石经变质作用后形成的新的一类岩石称为变质岩。矿物成分：保留原有岩石中的矿物，又具有特有的变质矿物。结构：几乎都是全晶质结构，但变具有“变晶”结构特点。变质岩的构造类型：在形成变质岩的过程中，由于高温高压作用，厚岩石中矿物被拉长和变薄、密实等，形成片理构造或块状构造。主要构造有：板状构造、千枚层状构造、片状构造、片麻状构造和块状构造等。构造特征：形成了片理构造和块状构造。分类：片麻岩、片岩、千枚岩、板岩、大理岩、石英岩。鉴别方法：区分变质岩类属；进一步观察变质岩构造类型；辨识岩样的矿物成分及变晶结构，确定岩石的名称。步骤：首先区分变质岩类属；进一步观察变质岩构造类型；辨识岩样的矿物成分及变晶结构
12、，确定岩石的名称。变质岩的主要变质类型：热液变质作用、接触变质作用、动力变质作用、区域变质作用。、地质年代表 地质年代表的方法有两种：一是绝对地质年代，指某地层从形成至现在的有关年数，说明岩层形成时间的长短；另一种是相对的地质年代，指地层形成过程中的先后顺序，表示地层相对的新老关系，反映岩层形成的自然阶段和历史过程，将各个地质历史发展时期所形成的地层划分为若干个相对的年代。七、什么叫做地质年代？阐述地质历史上各地质年代的特征及其划分原则。地质年代：每一地质发展时期都有各自地质发展的环境，形成一套独特的岩层，并冠以某一地质年代的地层。地质年代划分的依据主要如下：按照古生物演化的规律区分地层的相对
13、年代古生物是指在地球发展的历史过程中，不同时期所生长的生物群。残留在岩石中的生物遗体或遗迹称为化石。因此，在不同的地质历史年代，地层中都会含有不同的古生物化石，所以，可以根据地层中所发现的有代表性的古生物化石，确定其地层的地质年代。按照沉积岩的沉积规律，通过对比分析，确定相对的地质年代沉积岩是在各个地质历史时期相应的沉积环境下沉积形成的，具有一定的沉积顺序、一定的相互接触关系和相应的颗粒结构及构造特征。不整合接触成为划分相对地质年代的一个重要依据。不整合面以下的岩层为老岩层，不整合面以上的岩层为年代较新的岩层。按照岩浆岩侵入体与围岩的关系确定岩浆岩的相对地质年代岩浆岩不含古生物化石，也没有层理
14、构造，但它总是侵入或喷出于周围的沉积岩层之中或覆盖于其上。因此，可根据岩浆岩侵入体与周围已知地质年代沉积岩的接触关系来确定岩浆岩的相对地质年代。如何确定沉积岩的相对地质年代？岩石（体）相对地质年代的确定是依据地层层序律、生物演化律以及地质体之间的接触关系三种方法：A地层层序律 未经构造变形影响的沉积岩原始产状应当是水平的或近似水平的。并且先形成的岩层在下面，后形成的岩层在上面。B生物演化律 由于生物是由低级到高级，由简单到复杂不断发展进化的。故可根据岩层中保存的生物化石来判断岩层的相对新老关系。C地质体之间的接触关系 根据沉积岩层之间的不整合接触判断。与不整合面上底砾岩岩性相同的岩层，形成时间
15、较早，另外与角度不整合面产状一致的岩层形成时间较晚。如果岩层与岩浆岩为沉积接触，则沉积岩形成较晚，如果岩层与岩浆岩为侵入接触，则沉积岩形成时间较早。八、什么是岩层的产状要素？其如何测定，怎样表达？地质构造：在漫长的地质历史发展过程中，地壳经受了长期、多次复杂的构造运动和岩浆活动侵入等的影响，使地壳岩层受到压缩、拉伸、剪切、扭曲、相对位移和岩浆侵入的冲切、上覆、下顶，以及热熔岩浆围岩的挤压与摩擦等的作用，引起地壳中岩层产生倾斜、褶皱、断裂和侵入岩体的贯穿与覆盖等，形成纵横交错、相互褶皱的复杂形态，由此所形成的各种岩层形态和形迹在空间的分布，称为地质构造。水平构造：在比较广阔平坦的沉积盆地中形成的沉积岩，其原始产状一般是水平或近似水平的，先沉积的老岩层在下，后沉积的新岩层在上，称水平岩层构造。单斜构造：如果岩层在一定范围内其倾斜方向和倾角大体是一致的，称为单斜构造。它往往是褶皱岩层或其他构造形态的一部分。产状是岩层在空间的布置，反映岩层倾斜在空间的走向延伸和倾向的方位及倾角，包括三个要素，即走向、倾向和倾角。测定岩石的产状，是野外判断地质构造的一项基本工作，可通过罗盘仪直接在岩层的层面上测定。测定时，将罗盘仪的长面紧贴层面，并调整至水平，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩石的方向。测量倾向时，将罗盘仪的短边紧贴层面，调整水平，水准泡居中，读指北针的方位角就是岩层的
