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1、 工程地质认识实习报告课程名称： 工程地质认识实习 学 院： 土建学院 专 业： 水利水电工程 姓 名： 韩 丁 学 号：0908070119 年 级： 09 级 2 班 任课教师： 陈吉艳 矿物的力学性质矿物在外力(如敲打、挤压、刻划、拉引等 )作用下所表现出来的性质。一、矿物的解理、裂开和断口1. 解理(cleavage)矿物晶体受应力作用而超过弹性限度时，沿一定结晶学方向破裂成一系列光滑平面的固有特性称为解理。这些光滑的平面称为解理面。解理的等级：据解理产生的难易程度及完好性，通常分为五级： 极完全解理(eminent cleavage)：矿物受力后极易裂成薄片，解理面平整而光滑。如云母
2、、石墨、透石膏。 完全解理(perfect cleavage)：矿物受力后易裂成光滑的平面或规则的解理块，解理面显著而平滑，常见解理面的阶梯。如方铅矿、方解石、萤石、石盐。 中等解理(good or fair cleavage)：矿物受力后常破裂成较小的不很平滑的平面，解理面不太连续，常呈阶梯状，却仍闪闪发亮，清晰可见。如普通辉石、蓝晶石。 不完全解理(poor or imperfect cleavage)：矿物受力后不易裂出解理面，仅断续可见小而不平滑的解理面。如磷灰石、橄榄石。 极不完全解理 (cleavage in traces)：即无解理。矿物受力后很难出现解理面，仅在显微镜下偶尔可见
3、零星的解理缝。如石英、石榴子石、黄铁矿。2. 裂开(parting)某些矿物晶体在应力作用下，有时可沿着晶格内一定的结晶方向破裂成平面的性质。裂开的平面称为裂开面。产生的原因：裂开的产生取决于定向包裹体、定向出溶体的夹层及由应力作用造成的聚片双晶的接合面等结构以外的非固有因素。 裂开只见于某些矿物的某些晶体上，它不如解理稳定，也可能不遵循晶体的对称性。 裂开只对少数矿物有鉴定意义；可推测矿物的成分、成因特点及形成历史。3. 断口(fracture)矿物内部若不存在由晶体结构所控制的弱结合面网，则受力后将沿任意方向破裂而形成不平整的断面，称为断口。 解理和断口产生的难易程度互为消长。晶格内各方向
4、的化学键强度近于相等的矿物晶体，受力后形成一定形状的断口，而很难产生解理。 断口既可见于矿物单晶体上，也可出现在同种矿物的集合体中。 断口不具对称性，不反映矿物的内部特征。只作为鉴定矿物的辅助依据。断口的描述方法 ：矿物的断口主要藉于其形状来描述，常见的有： 贝壳状断口(conchoidal fracture)：呈圆形或椭圆形的光滑曲面，出现以受力点为中心的不很规则的同心圆波纹，形似贝壳。如石英、玻璃。 锯齿状断口(hackly fracture)：呈尖锐锯齿状，见于强延展性的自然金属元素矿物。如自然铜。 平坦状断口(even fracture)：断面较平坦，见于块状矿物。如块状高岭石。 参差
5、状断口(uneven fracture)：呈参差不平状，见于大多数脆性矿物 (如磷灰石、石榴子石)及块状或粒状集合体。 土状断口(earthy fracture)：断面粗糙、呈细粉状，为土状矿物(如高岭石) 特有。 纤维状断口(fibrous fracture) ：呈纤维丝状，见于纤维状矿物集合体上。 如石棉。二、矿物的硬度硬度(hardness)：矿物抵抗外来机械作用(如刻划、压入或研磨等 )的能力的大小。硬度的测定方法：刻划法、静压入法、动压入法、研磨法、弹跳法和摇摆法等。矿物肉眼鉴定中，通常采用摩氏硬度(Mohs hardness)，系一种刻划硬度。摩氏硬度计(Mohs scale of
6、 hardness)：以十种硬度递增的矿物为标准来测定矿物的相对硬度。硬度等级 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10标准矿物 滑石 石膏方解石 萤石磷灰石正长石 石英 黄玉 刚玉金刚石用这十种矿物刻划所测矿物，就可测出矿物的硬度。但在野外一般分 3 级： 硬度大：小刀(5.05.5) 刻不动，硬度 5.5； 硬度中等：小刀能刻动，但指甲(2.02.5)刻不动，5.5 硬度 2.5； 硬度小：指甲能刻动，硬度 2m 巨厚层状沉积岩结构描述术语1.粒度(单位：mm) 0.03 0.06 0.25 0.5 2 4 16 64 126 256 泥 粉砂 细砂 中砂 粗砂 细砾 中砾 粗砾 细卵 粗
7、卵 漂砾2.圆度(是指碎屑颗粒的棱角被磨蚀圆化的程度 )高棱角状棱角状次棱角状次滚圆状滚圆状高滚圆状3.分选性分选差分选中等分选好分选很好4.成熟度(由指碎屑沉积物在其风化、搬运和沉积作用改造下接近终极结构特征的程度)成熟度低中等高5.胶结类型基底式、孔隙式、接触式、镶嵌式6.支撑类型颗粒支撑（是指碎屑多，碎屑彼此相紧密接触，之间的杂基少，反映形成时的水动力强） 、杂基支撑（是指碎屑相对较少，碎屑彼此不相接触，之间的基质多，杂基可彼此相连，反映形成时的水动力弱或堆积较快）粗碎屑岩按圆度可以分为：角砾岩: 呈棱角-次棱角状的砾级颗粒含量大于 50%;砾岩：呈圆-次圆状的砾级颗粒含量大于 50%。
8、按砾岩在地层剖面中位置来分：“底砾岩”：代表了一定地质时期的沉积间断，常位于海侵层序的最底部，分布于侵蚀基准面以上，与下伏岩层呈不整合或假整合接触，砾级碎屑为陆源碎屑。 “层间砾岩”：整合产出于其它岩层之中，不代表侵蚀间断，为陆源或原地山崩等岩石破坏产物，磨圆度差。按成因分：滨岸砾岩、残积角砾岩、河成砾岩、冰碛砾岩、同生角砾岩(砾屑灰岩、泥砾岩) 、洞穴角砾岩( 溶洞角砾岩或岩溶角砾岩 )、滑塌角砾岩沉积构造缝合线是一种裂缝构造。常见于碳酸盐岩中，但也出现在石英砂岩、硅质岩及蒸发岩中。在岩层的切面上，它呈现为锯齿状的曲线缝合线在平面上，它呈现的参差不齐凹凸起伏的面缝合面； 从立体上看，这些凹下
9、或凸起的大小不等的柱体缝合柱。地层岩层：由两个平行或近于平行的界面所限定的、岩性基本一致的层状岩体。 沉积岩层：由沉积作用形成的岩层。 层面：分隔一个单一岩层的上下界面。位于上面的称为上层面或岩层顶面；位于下面的称为下层面或岩层底面。相邻两个岩层的接触界面，既是上覆岩层的底面，又是下伏岩层的顶面。 岩层厚度：两个相邻岩层面之间的垂直距离。岩层层序：沉积岩的原始沉积总是一层一层叠置起来的，它们存在着下伏沉积一定早于上覆沉积的相对新老关系。 面向是指成层岩层顶面法线所指的方向，即成层岩系中岩层由老变新的方向。 层理(bedding)构造是通过岩石成分、结构构造和颜色在剖面上的突然变化或渐变所显示出
10、来的一种成层性构造。它是沉积岩中最常见的原生构造。可用于判断岩层顶、底面的岩层原生构造有：斜层理、粒级层理、波痕、泥裂、雨痕、冲刷痕迹、古生物化石的生长和埋藏状态等。岩层的接触关系包括岩层间的整合接触、平行不整合接触和角度不整合接触； 1. 整合接触关系连续堆积的沉积物成岩后表现为新老岩层连续无间断、上下岩层产状基本一致，岩性或所含化石都是一致的或递变的，岩层的这种接触关系称为整合接触关系。它是在沉积盆地相对稳定下降或稳定上升时的无间断沉积，反映了地壳运动处于相对稳定上升或下降的过程，没有发生显著的构造运动。岩层整合接触关系具有下列特征： 1. 一套岩层，各岩层之间在空间排列是相互平行的，新老
11、岩层的产状是一致的。 2. 新老岩层在沉积层序上是连续的，没有间断面。 3. 由于沉积层序上是连续的，所以反映在沉积岩性和岩相变化是递变的，岩层中所含化石也是逐渐变化的。2. 不整合接触关系上、下地层之间的层序有沉积间断, 即先后沉积的地层之间缺失了一部分地层, 这种上、下地层之间的接触关系称为不整合。上、下地层之间的沉积间断接触面称为不整合面。 不整合面在地表的出露线称为不整合线。 不整合面以上的地层称“上覆地层”，以下的地层称“下伏地层”。 根据不整合面上、下地层的产状以及所反映的构造运动的类型和特征，不整合可以分为平行不整合和角度不整合两种主要类型。1. 平行不整合(Disconform
12、ity)： (1) 概念：上、下两套地层的岩层产状平行一致，但上、下两套地层之间发生过沉积间断，缺失了部分时代的地层。又称假整合或平合。(2) 特征：不整合面代表沉积间断和侵蚀时期，是一个古剥蚀面，在这个面上常有含下伏地层岩石碎块的底砾岩，有时还保存了古风化壳和古土壤层，平行不整合面有起伏，也有平整的，它反映了上覆新地层沉积之前的古地貌形态。(3)意义：它的形成是由于地壳在一段时期处于上升，而在上升的过程中地层又未发生褶皱和明显倾斜，只是露出水面接受剥蚀而发生沉积间断；经过一段时期后，又再次下降接受新的沉积，从而使上、下两套地层之间缺失一部分地层，但彼此的岩层产状是基本平行一致的。2. 角度不
13、整合(Angular Unconformity) 角度不整合的特征1. 上、下两套地层之间有沉积间断，缺失部分地层；2. 上、下两套地层的岩层产状不一致；3. 在不整合面上常有底砾岩、古风化壳、古土壤层等；4. 上覆较新地层的底面与不整合面基本平行，而下伏较老地层的岩层面与不整合面相截交。角度不整合的形成过程：下降，接受沉积 地层褶皱上升、断裂、岩浆活动、岩石变质，沉积间断，遭受剥蚀 再次下降，再沉积角度不整合的存在反映了在上覆地层沉积之前，下伏地层曾发生过构造变形运动。断层断层观测主要内容包括：断层的识别(确定断层的存在) 、断层性质的确定和断层形成时代、活动演化等方面。一、断层的识别(一)
14、 地貌标志 构造地貌是确定断层存在的重要标志，构造地貌包括由第四纪断层活动直接形成的动态构造地貌和地质历史时期形成的断层经外营力塑造的静态构造地貌。它们都能清楚地显示断层的存在，为观察和确定断层提供了重要线索。1. 断层崖(fault scarp)：通常是第四纪活动断层面形成的陡崖。正断层相对容易形成，发育于盆地、平原与山地(脉 )之间。2. 断层三角面(terminal facet)：通常是第四纪活动断层面形成的陡崖受与崖面垂直方向的水流侵蚀切割，形成的沿断层走向分布的一系列三角形陡崖。也发育于盆地、平原与山地(脉)接合部。3. 错断的山脊：通常是第四纪平移活动断层相对平移错动，造成某一方向
15、的山脊发生突然的、有规律的错断。4. 横切山岭走向的平原与山岭的接触带5. 串珠状湖泊-洼地 由大断层引起的断陷或破碎带形成的湖泊、洼地，在走向上呈线状、串珠状分布，单个湖泊、洼地也具有定向的特点。6. 泉水的带状分布 泉水(点) 呈带状、线状分布也是断层存在的标志之一，温泉一般是现代活动断层的重要证据。7. 水系特点 断层的存在常常影响水系的发育，引起河流的急剧转向，甚至错断河谷。(二) 构造标志 1. 错断线状、面状地质体 先于断层形成之前的线状、面状地质体(如地层、矿层、岩脉、侵入接触面、劈理或相带界线) 被之后断层切割后，在平面、剖面上突然中断、错开而不连续的现象。2. 构造强化 在一套正常地质体中，突然出现诸如: 产状的急变； 节理化、劈理化和片理化密集带的突然出现；小褶皱的剧增，以及挤压破碎和各种擦痕等现象。 构造透镜体的出现也是断层作用引起的构造强化的一种表现。包括由节理递进变形(构造强化) 形成的平列状透镜体和由断层错动形成的雁列状透镜体。其多为两组剪共轭节理切割所致，包含长轴和中间轴的 AB 面一般与断层面平行或与断层面呈小角度相交。(三) 地层标志( 地层的重复和缺失) A、B、C ：正断层； D、E、F：逆断层；A、C、E：地层重复； B、 D、F：地层缺失。(四) 岩浆活动和矿化作用 大断层尤其是切割很深的大断裂常常是岩浆和热液运移的通道和
