工程地质学-第一章 地球概况

第一章工程地质学基本概念11.11The basic information of the earth1.1地球的基本知识1.1.1Inner structure of the earth地球的内部结构地球的赤道半径=6378.4km地球的两极半径=6365.9km地球的圈层结构地球内部圈层的形成，一般认为是由于地球内部加热、原始物质分异和分层作用共同产生的结果。

依据圈层的特点可分为：——地壳:硅镁层、硅铝层——地幔：橄榄石、辉石——地核：铁、镍在最初的时候，地球上的原始物质熔离出重金属铁和镍，下沉形成地核。

残留的物质——以橄榄石和辉石为主形成地幔，地幔是地球体积和质量最大的一个圈层。

硅镁层和硅铝层形成地壳。

地球各圈层的组成及密度Potassium钾；basalt玄武岩；gabbro辉长岩Peridotite橄榄岩；granodiorite花岗闪长岩Ferromagnesian铁镁矿物The Crust(地壳)This region is thin compared to the other layers in the Earth.It varies in thickness from10km deep to65km deep.The crust is made up of lighter rocks that "float"on top of the mantle.This layer includes the continental crust as well as oceanic crust.we have built many deep mines but NONE have yet reached the mantle!地壳是地球表面的一层薄壳，其厚度大致为地球半径的1/400，但各处厚度不一，大陆部分平均厚度37km多，而海洋部分平均厚度则只有约7km。

一般说来，高山、高原部分地壳最厚，如我国青藏高原地壳最厚可达70km。

《工程地质学》课程笔记第一章地质作用1.1 地质作用概念地质作用是指地球内部和外部力量对地球表层（地壳和上覆的岩石圈）进行的各种物理、化学和生物作用，这些作用导致了地壳的物质组成、结构和地表形态的不断变化。

地质作用的分类如下：- 按能量来源分类：内力地质作用和外力地质作用。

- 按作用性质分类：构造作用、岩浆作用、变质作用、风化作用、侵蚀作用、沉积作用等。

1.2 内力地质作用内力地质作用是由地球内部的热能和地球物质运动产生的力量所引起的地质作用。

1. 地壳运动- 板块构造运动：地球表层分为若干个大小不一的岩石圈板块，它们在地球软流圈上漂浮、移动，相互之间发生碰撞、俯冲、拉张等作用，形成地震、火山、海沟、山脉等地貌。

- 碰撞边界：如喜马拉雅山脉的形成。

- 俯冲边界：如环太平洋地震带的形成。

- 拉张边界：如东非大裂谷的形成。

- 断层活动：地壳在应力作用下发生断裂，形成断层。

断层活动会导致地壳错动，产生地震、地形起伏等地貌。

- 正断层：如美国的大峡谷。

- 逆断层：如加利福尼亚的圣安德烈亚斯断层。

- 平移断层：如土耳其的北安纳托利亚断层。

- 褶皱作用：地壳在挤压应力作用下，岩层发生弯曲、折叠，形成褶皱山脉。

- 背斜和向斜：如阿尔卑斯山脉。

2. 岩浆活动- 火山地貌：岩浆在地表喷发形成的火山锥、火山口、熔岩台地等地貌。

- 活火山：如夏威夷的基拉韦厄火山。

- 死火山：如美国的圣海伦斯火山。

- 侵入地貌：岩浆在地壳内部冷却凝固形成的岩体，如岩床、岩墙、岩脉等。

3. 地震- 地震波：地震发生时产生的波动，分为纵波（P波）和横波（S波）。

- 地震序列：主震、前震、余震等。

- 地震带：如环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带。

1.3 外力地质作用外力地质作用是由太阳辐射能和地球重力能驱动的地质作用，主要包括风化、侵蚀、搬运和沉积等过程。

1. 风化作用- 物理风化：岩石在温度变化、冻融、盐类结晶等物理作用下，发生破碎。

工程地质岩石及其工程地质性质第一节：地球概述一、地球的内部圈层地表——硅铝层﹙花岗岩层﹚——康拉德面——硅镁层﹙玄武岩层﹚——莫霍界面——地幔上部——地幔下部——古登堡界面——外地核——过渡层——内地核(1)硅铝层：厚度不一，在某些地区甚至缺失。

(2)硅镁层：连续不均匀分布。

(3)外地核：液态。

二、地壳中的化学元素（约九十多种）(1)主要元素由大到小的排列关系：氧——硅——铝——铁——钙——钠——钾——镁——钛——氢(2)地壳中的化学元素，往往聚集成各种化合物或以单质出现，形成矿物。

矿物的自然集合体又称为岩石，因此矿物和岩石是组成地壳物质的基本单位，它们都是在地壳发展过程中地质作用的产物。

三、地质作用（1）概念：由于自然动力引起地球发展变化的作用称为地质作用。

由地质作用引起的各种自然现象称为地质现象。

（2）地质作用的分类与作用特征：内力地质作用：能量来源：地球自转产生的动能和放射性元素产生的热能。

表现形式：地壳运动、岩浆活动、变质作用、地震等。

作用结果：塑造山岭与凹地，是地形变化的主导因素。

外力地质作用：能量来源：太阳辐射热能、重力位能、及天体引力。

表现形式：风化、侵蚀、搬运、沉积和硬结成岩作用等。

作用结果：削平高山、填平凹地。

第二节：造岩矿物一、矿物的概念及类型（1）概念；矿物是指地壳中的化学元素在地质作用下形成的、具有一定化学成分和物理性质的单质或化合物。

（2）分类：地壳中的矿物绝大多数都是晶质体。

二、矿物的物理性质及其鉴定（一）矿物的形态（1）概念：指矿物的单个晶体外形或集合体的形状。

（每种矿物一般都具有一定的形态）（2）常见晶体形态：片状（云母）、板状（石膏）、柱状（角闪石）、菱面体（方解石）、粒状（白云石）……（二）矿物的光学性质：概念：矿物的光学性质是指矿物对自然光的吸收、反射和折射所表现出的各种性质。

（1（2）光泽（矿物表面对对可见光的反射能力称为光泽）玻璃光泽（水晶）、油脂光泽（石英）、珍珠光泽（云母）、丝绢光泽……（3）透明度（矿物的透光能力不同，表现出不同的明暗程度，这种性质称为透明度）透明（水晶）、半透明（石膏）、不透明（磁铁矿）（三）矿物的力学性质概念：矿物的力学性质是指矿物在受力后表现的物理性质。

1、名词：工程地质学：是研究与工程建设有关的地质问题的一门学科。

地质环境：为人类生存与活动进程中地壳表层的地形、地貌、岩土、水、地层构造、矿产资源、地壳稳定性等自然因素的总称。

工程地质条件：是与工程建筑有关的地质条件的总称。

工程地质问题：是指工程地质条件不能满足工程建筑上稳定和安全的要求时，工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾。

2、工程地质条件的六大要素是：地层岩性、地质结构与构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌、天然建筑材料。

3、就土木工程而言，主要的工程地质问题包括：地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室稳定性问题和区域稳定性问题。

4、工程地质学的主要任务是：（1）评价工程地质条件，阐明地上和地下建筑工程兴建和运行的有利和不利因素，选定建筑场地和适宜的建筑形式，保证规划、设计、施工、使用、维修顺利进行。

（2）从地质条件与工程建筑相互作用的角度出发，论证和预测发生工程地质问题的可能性、发生的规模和发展趋势。

（3）提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施，加固岩土体和防治地下水的方案。

（4）研究岩体、土体分类和分区及区域性特点。

（5）研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。

一、地球概况1、概念：地壳运动：主要是由于地球内力作用所引起的地壳的机械运动。

2、地壳六大板块：亚欧板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、印度洋板块、南极洲板块。

3、地壳运动的特征：方向性、普遍性和长期性、运动速度不均一性。

二、矿物与岩石1、概念：矿物:是自然界中的化学元素在一定的物理化学条件下生成的天然物质，具有一定的化学成分和物理性质。

造岩矿物: 组成岩石的主要矿物。

矿物硬度:矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力。

岩石:是天然生成的，具有一定的结构和构造的矿物集合体。

岩浆岩：由岩浆冷凝、固结所成的岩石，又称火成岩。

沉积岩:是在地表和地表下不太深的地方，由松散堆积物在常温常压的条件下，经过压固、脱水和重结晶作用而形成的岩石。