岩土工程师复习讲义

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　　褶皱构造是地质构造的重要组成部分，几乎在所有的沉积岩及部分变质岩构成的山地都会存在不同规模的褶皱构造。小型的褶皱构造可以在一个地质剖面上窥其一个侧面的全貌;而大型构造往往长宽超过数千米到数万米。这样的褶皱构造，虽然在野外观察了一段很长的距离，但仍然未出其一个翼的范围。如果该地区有现成的地质图，应该首先查阅已有的地质图件，并进行分析。下面简述一下在野外研究褶皱构造的方法。

　　(一)地质方法

　　1.必须对一个地区的岩层顺序、岩性、厚度、各露头产状等进行测量或基本搞清楚，才能正确地分析和判断褶曲是否存在。然后根据新老岩层对称重复出现的特点判断是背斜还是向斜;再根据轴面产状、两翼产状以及枢纽产状等判断褶曲的形态(包括横剖面、纵剖面和水平面)。

　　2.在野外布置考察路线，一是采取穿越法，即垂直岩层走向进行观察，以便穿越所有岩层并了解岩层的顺序、产状、出露宽度及新老岩层的分布特征。二是在穿越法的基础上，采取追索法，即沿着某一标志层(即厚度比较稳定、岩性比较固定鲜明、在地貌上的反映比较突出的岩层)的延伸方向进行观察，以便了解两翼是否平行延伸，

　　还是逐渐汇合等情况。这两种方法可以交插使用，或以穿越法为主，追索法为辅，以便获知褶曲构造在三度空间的形态轮廓。

　　(二)地貌方法

　　各种岩层软硬薄厚不同，构造不同，在地貌上常有明显的反映。例如，坚硬岩层常形成高山、陡崖或山脊，柔软地层常形成缓坡或低谷，等等。下面扼要介绍几点与褶皱构造有关的地貌形态：

　　1.水平岩层 有些水平岩层不是原始产状，而是大型褶皱构造的一部分，例如转折端部分，扇形褶曲的顶部或槽部，构造盆地的底部，挠曲的转折部分等，这样的岩层常表现为四周为断崖峭壁的平缓台地、方山(平顶的山)以及构造盆地的平缓盆底。

　　2.单斜岩层 大型褶曲构造的一个翼或构造盆地的边缘部分，常表现为一系列单斜岩层。这样的岩层，一边在倾向方向顺着层面进行面状侵蚀，故地形面常与岩层坡度大体一致;一边在反倾向方向进行侵蚀，常沿着垂直裂隙呈块体剥落，形成陡坡和峭壁。因此，如果单斜岩层倾角较小(如20°—30°)，则形成一边陡坡一边缓坡的山，叫做单面山;如果单斜岩层倾角较大(如50°—60°)，则形成两边皆陡峻的山，叫猪背崖。

　　3.穹窿构造、短背斜和构造盆地 前二者常形成一组或多组同心圆或椭圆式分布的山脊，如果岩层产状平缓，里坡陡而外坡缓。有时在这样地区发育成放射状或环状水系。在构造盆地地区，四周常为由老岩层构成的高山，至盆地底部岩层转为平缓，并且多出现较新的岩层。如四川盆地，北部大巴山主由古生代和前古生代岩层组成，在盆地中心则主由中生代及新生代岩层组成。但应指出，大型构造盆地的地貌形态常为次一级构造所复杂化，如四川盆地东部出现一系列隔档式褶皱形成的山地和沟谷。

　　4.水平褶皱及倾伏褶皱 在前者地区，常沿两翼走向形成互相平行而对称排列的山脊和山谷。

　　在倾伏褶皱地区，常形成弧形或“之”字形展布的山脊和山谷。

　　5.背斜和向斜 地形有时与地质构造基本一致，即形成背斜山和...

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　　在已知的3000多种天然矿物中，硅酸盐类与其他含氧盐类(类型)各占1/3，而质量分别占占75%和17%，可见硅酸盐类矿物和含氧盐类矿物是地壳的主要造岩矿物。其他氧化物、氢氧化物、硫化物及硫酸盐、卤化物共占矿物种类数的1/3和地壳总质量的8%。

　　地壳主要造岩矿物有石英、钾长石、斜长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石，这七种矿物约占岩浆盐矿物总质量的92%。

　　在这些造岩矿物中，石英、长石、白云母由于富含Si、Al，颜色较浅，称为浅色矿物;角闪石、辉石、橄榄石、黑云母等富含Fe、Mg，颜色较深，称为暗色矿物。

　　1、石英

　　石英SiO2发育单晶并形成晶簇，或为致密块状、粒状集合体。无解理，晶面具玻璃光泽，贝壳状断口(油脂光泽)，硬度7，比重2.65 g/cm3。

　　质纯石英称为“水晶”，无色透明;含杂质石英可以分别呈现不同颜色。石英在各类岩石中都比较常见。

　　2、长石

　　包括钾长石K[AlSiO3O8]、钠长石Na[AlSiO3O8]、钙长石Ca[Al2SiO2O8] 三个基本类型及总称“斜长石”、由钠长石和钙长石按不同比例混合形成的多种过渡性产物(如更长石、中长石、拉长石)。

　　长石的共同特征是单晶体呈板状，白色或灰白色，玻璃光泽，硬度为6.0～6.5，比重为 2.61～2.65 g/cm3，有两组近似正交的完全解理。

　　钾长石K[AlSiO3O8] 单晶多呈柱状，肉红色，玻璃光泽，硬度为6.0，比重为2.54～2.57 g/cm3，两组完全解理相互垂直。 长石在各类岩石中均较常见。

　　3、云母

　　云母主要有“白云母”和“黑云母”。

　　白云母KAl2[AlSi3O10](OH，F)2单晶体为短柱状或板状、集合体为鳞片状，具有片状极完全解理，薄片无色透明、珍珠光泽，硬度2.5～3.0。

　　黑云母K (Mg，Fe)3 [AlSi3O10](OH，F)2的特点与白云母相近，颜色随含铁量的增加而变暗，多呈棕褐色或黑色。

　　云母是酸性岩浆岩(如花岗岩)、砂岩、变质岩的组成者。

　　4、普通角闪石

　　普通角闪石 (Ca，Na)2-3 (Mg，Fe，Al)5 (Si，Al)O22 (OH，F)2 单晶体为长柱状或针状，暗绿色至黑色，玻璃光泽，硬度5～6，具两组平行柱状中等解理至完全解理，性脆，常见于中酸性岩浆岩和某些变质岩中。

　　5、普通辉石

　　普通辉石 (Ca，Na) (Mg，Fe，Al)2 [(Si，Al)2O6]成分与角闪石相似，但多Fe、Mg而无OH，单晶体为短柱状，集合体为粒状，绿黑色或黑色，玻璃光泽，硬度5.5～6.0，解理与角闪石相近但交角更大，常见于基性、超基性岩浆岩中。

　　6、橄榄石

　　橄榄石 (Mg，Fe)2 [ S...

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　　沉积岩分类

　　沉积岩，一般划分为碎屑沉积或化学沉积，主要取决于其物质来源。每一种广泛的生物类别,和各种各样的岩石类型,反映出不同的搬运、沉积,和成岩作用过程。

　　碎屑沉积岩

　　所有碎屑沉积岩成分都是碎屑物质,是由坚固的微粒组成，这些微粒来源于原岩或有机岩屑。碎屑沉积岩是根据其微粒大小分类的。页岩和泥岩是最细的一组，因为他们基本上是由泥岩化后形成的。砂岩的粒度为中等粒度。砾岩和角砾岩(又称“BRECH-uhs”)含各种粒度碎屑，整个集合体称为砾石。

　　泥岩

　　所有沉积岩中超过一半的是泥岩。在泥岩中最细微粒(直径小于0.004毫米)大部分是由粘土和云母组成。这些细微粒只能在相对静止的水环境下沉积。因此泥岩形成在湖泊，泻湖，沼泽，深海盆地，和河漫滩—在这些相似的地方我们可能发现还未成岩的形态，淤泥。

　　当淤泥和粘土微粒埋藏在沉积物几百米下，压实作用使其展平成平行的岩层。岩化的岩层形成页岩,一般的泥岩都很容易沿着薄层分裂。页岩中不同的矿物组成使其显示不同的颜色(如红色，绿色，和黑色)。这些粘土岩石通常被用来制作砖，陶器，瓦，和波特兰水泥。一些页岩还可能含有大量油和成为未来能源的主要来源。

　　砂岩

　　砂岩是直径为1/16—2毫米的碎屑沉积岩。它大致占整个沉积岩石的25%。砂岩被分成三大主要类型。石英净砂岩一般为白色，红色，黄褐色，石英颗粒占90%以上。它们的颗粒磨圆和分选很好表明它们被搬运了很长一段距离。长石砂岩为粉红色砂岩，长石含量大于25%，颗粒排序不好，一般为角状。这些特征表明沉积物的物质来源只搬运了很短距离，经历了最小的化学风化，而且快速沉积埋藏。杂砂岩为黑色，灰色至绿色砂岩，含石英长石混合物，含丰富的暗色岩石碎片(通常为火山生成的)，细粒粘土和云母颗粒。它们的不好的排序和角粒，含易风化矿物如长石表明杂砂岩是在短距离搬运后快速沉积。 由于砂岩一般具有大量空隙空间，流体很容易流入和流出。因此砂岩作为地下水，原油，和天然气的来源。这种岩石还是一种普遍的建筑材料用于重建的维多利亚式上流社会的房屋和许多大学校园中歌德式风格的建筑物。

　　砾岩和角砾岩

　　砾岩和角砾岩，也称粗碎屑沉积岩，由大颗粒(直径大于2毫米)小颗粒胶结在一起形成的混合体。在砾岩中颗粒是磨圆的，在角砾岩中颗粒是棱角状的。砾岩和角砾岩颗粒的相对大小能够使地质学家很容易的识别它们的母岩。同样颗粒的形状能给搬运路径提供线索：砾岩中圆形颗粒表明被大力水流搬运了很长距离;角砾岩中的角粒状颗粒表明破碎的岩石碎片在悬崖基地累积只经过了很短距离的搬运.

　　化学沉积岩

　　与碎屑沉积岩不同，碎屑沉积岩原始的岩石和矿物中一般都有明显的条带状，而化学沉积岩通常是由熔融的化合物组成互相镶嵌在一起的晶体组成。有两种化学沉积类型：一种是无机化学沉积，它是水中的溶解物直接沉积形成的，另一种是生物(有机)化学沉积，它是经过植物和动物的...