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1、水文地质与工程地 质 第一章 地质学基础n1.1地球的构造与形态u1.1.1地球的形状：虚线代表椭球体， 实线表示地球的实形地球赤道半径6378.16km ，极半径为6356.76km ，相差21.4kmu1.1.2 地球的分圈 （一）地球内圈特征 研究的手段： 地球物理勘探（地震波、重力测试、地磁测量） 实验（高温、高压） 两个分界面：莫霍面（地面以下3080km ）古登堡面（地面以下2800km）三个圈层：地壳、地幔、地核各层的特点：地壳：（重点研究对象） 厚度各地不等， 平均33km，西藏 可达7080km 从地表往下，温 度、压力和密度 都增加 物质组成不均， 上层为硅铝层， 下层为硅
2、镁层 地幔：岩浆的发源地 地核：金属态的铁、 镍（二）地球外圈特征大气圈环绕地球的由气体组 成的圈层。厚度达几万公里 水圈指地球表层由各种形 式存在的水组成的圈层。 生物圈地球表层所有活着的 有机体组成的圈层水源 总量 （103km3） 占总量 （%） 占淡水 （%） 更新所 需时间 海洋 1338000 96.5 2650年 冰川与永久雪 24064.1 1.74 68.7 地面冰（永冻） 300 0.022 0.86 10000年 地下水咸水 12870 0.94 地下水淡水 10530 0.76 30.1 咸水湖 85.4 0.006 17年 淡水湖 91 0.007 0.26 17年
3、沼泽 11.47 0.0008 0.03 5年 河流 2.12 0.00002 0.006 16日 土壤水 16.5 0.001 0.05 1年 大气水 12.9 0.001 0.04 8日 地球上各种水体的水量 u 1.1.3 地球表面的形态特征（一）地壳表面特征地球表面高低起伏，形成海洋和陆地 。 陆地面积：1.49亿km2,占地球总面积 28.8%。 海洋面积：3.69亿km2，占地球总面积 71.2%。 最高点：珠穆朗玛峰，8848.13m。 最低点：马利亚纳海沟，深11033m。 陆地平均高程860m。 海洋平均深度3900m。（二）陆地地形陆地地形山地丘陵:东南沿海丘陵区平原高原：
4、青藏高原盆地:四川盆地洼地：艾丁湖海拔 -150m，称为克鲁沁洼地低山:海拔500-1000m 中山:海拔1000-3500m高山:海拔大于3500m低平原：华北平原高平原：成都平原 （三) 海底地形海底地形起伏变化很大，高程差远大于陆地 根据海底地形特征，海底分为：大陆架、大陆坡、大陆基、海沟、岛弧、深海（大洋）盆地、洋中脊等u 1.1.4 地壳的物质组成地壳主要有以下十种元素组成，99.96%（占地 壳总量），其他近百种元素不足1/1000。 十大元素（按重量排序）为： 氧、硅、铝、铁、钙、钠、 钾、镁、钛、氢元 素 名 称重量百分比 （）元 素 名 称重量百分比 （）氧 O46.95钠
5、Na2.78硅 Si27.88钾 K2.58 铝 Al8.13镁 Mg2.06铁 Fe5.17钛 Ti0.62 钙 Ca3.65氢 H0.14地壳主要元素重量百分比1.2 矿物与岩石 1.2.1 矿物（一）矿物的概念矿物：由各种地质作用下形成的、具 有相对固定的化学成分和物理性质的 均质物体 含义：（1）矿物是地质作用的产物 （2）矿物具有相对固定和均一的 化学成分，以及相对固定的外表特征 和物理性质 （二）鉴别矿物的依据晶形：矿物内部质点的排列方式，矿物种类不 同，其结晶形态一般也就不同 。 石英 Quartz方解石 Calcite 颜色：指矿物新鲜面上的颜色。（二）鉴别矿物的依据蔷薇辉石
6、Rhodonite 光泽：矿物新鲜面上反射光线的能力。（二）鉴别矿物的依据方铅矿 条痕：矿物粉末的颜色，同一种矿物有多种 颜色，但条痕的颜色是固定的 硬度：矿物抵抗外力机械作用的能力。通常采用摩氏硬度来表示，即以选定 的十种矿物为标准，最软的是一度，最 硬的是十度。这十种矿物由软到硬依次为：l-滑石；2-石膏；3-方解石；4-萤石；5-磷灰石；6-正长石；7-石英；8-黄玉；9-刚玉；10-金刚石 （二）鉴别矿物的依据 解理：矿物在外力的作用下沿一定方向破裂并产生光滑平面的能力，可分为极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理等几种（二）鉴别矿物的依据黑云母 Biotite 断口：矿物被敲击后
7、，所产生的既无一定方向又不 光滑的不规则的断开面，常见的有贝壳状断口、锯 齿状断口、参差状断口、平坦状断口等几种 特殊性质：磁性、电性、发光性等（二）鉴别矿物的依据（三）常见造岩矿物的肉眼鉴定 抓住主要特征。 综合考虑颜色、晶形、光泽、解理、硬 度。 考虑矿物生成条件及共生矿物。工具：小钢刀、放大镜、稀盐酸等。典型矿物正 长石 O rthocla se锂辉石 Spodumene蔷薇辉石 Rhodonite普通辉石Augite正长石 Orthoclase斜长石 plagioclase角闪石 Ferrohornblende硅铁辉石 Babingtonite黑云母 Biotite白云母 Muscov
8、ite典型矿物石榴子石 Garnet 石榴子石 Garnet 典型矿物橄榄石 Olivine橄榄石 Olivine橄榄石 Olivine石 英 Q uartz石英 Quartz石英 Quartz典型矿物磁铁矿 Magnetite 方解石 Calcite 方解石 Calcite 白云石黄铁矿 Pyrite（一）岩石及其分类岩石：由一种矿物或几种矿物按一定方式结合而成的矿 物集合体 分类：岩浆岩、沉积岩、变质岩（二）岩浆岩岩浆岩是由岩浆凝固而成的一种岩石 岩浆是产生于地下的高温熔融体，成分以硅酸盐为主， 还具有数 量不等的的挥发性成分。岩浆沿着地壳薄弱带侵入 地壳或喷出地表，温度、压力降低，最后冷
9、凝形成岩浆岩1.2.2 岩石根据冷凝成岩浆岩的地质环境的不同，将岩浆岩分成三类：（1）深成岩：岩浆侵入地壳某深处（约距地表3km ）冷凝而成的岩石；由于岩浆压力和温度较高，温 度降低缓慢，组成岩石的矿物结晶良好。（2）浅成岩：岩浆沿地壳裂缝上升距地表较浅处冷 凝而成的岩石；由于岩浆压力小，温度降低较快， 组成岩石的矿物结晶较细小。（3）喷出岩：岩浆沿地表裂缝一直上升喷出地表， 冷凝形成的岩石；在地表的条件下，温度降低迅速 ，矿物来不及结晶或结晶较差，肉眼不易看清楚。 也叫火山岩。火 山火山湖富士山岩浆喷出地表叫做火山喷 发，火山喷发则形成火山。火 山喷发是地球内部物质和能量 骤然强烈释放的一种
10、形式。火 山喷出物很复杂，既有气体、 液体，也有固体。火山喷发海底火山火山喷发组图熔岩之河-莫纳罗亚火山是世界上最活跃最大的活火山。 位于夏威夷岛,最后一次爆发是在1984年，喷出的熔岩下泻 约27公里，举世罕见的壮丽景色按SiO2含量的高低，岩浆岩分为：酸性岩浆岩: SiO2含量65%中性岩浆岩: SiO2含量52%65%基性岩浆岩: SiO2含量45%52%超基性岩浆岩: SiO2含量扭性断层压性断层、压扭性 断层3. 断层的组 合 两条大致平行的断层， 其中间岩块为共同的下 降盘，两侧为上升盘形 成地堑；中间岩块为共同的上升盘 ，两侧为下降盘形成地垒 。逆断层叠瓦式组合4. 断层的判断1 ）构造标志两盘岩层产状不一致，断层带有断层角 砾岩、断层泥，断层面擦痕，断层两侧岩石 破碎，岩层有小牵引褶曲；沿断层岩浆岩侵 入形成岩脉。 2 ）岩层标志同一岩层突然中断或错开。 3 ）水文地质标志断层线上常有泉水或温泉出露，溪流突 然入地消失。 4 ）地貌标志沿断层常形成沟谷、洼地、湖泊、陡崖 。断层的识 别 地层界限不连续或岩层中 断岩层不对称重复或缺失断层破碎带及构造岩擦痕牵引构造及伴生节理地貌标志：断层三角面断层地貌加利福尼亚裂谷加利福尼亚裂谷 板块裂开形成加利福尼亚裂谷东非大裂谷
