• / 92
  • 下载费用:2 下载币  

工程地质测绘技术方法(第一稿)

关 键 词:
地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
- 1 论一、工程地质测绘的概念工程地质测绘是工程地质勘察中一项最重要最基本的勘察方法,也是诸勘察工作中走在前面的一项勘察工作。它是运用地质、工程地制裁理论对与工程建设有关的各种地质现象进行详细观察和描述,以查明拟定建筑区内工程地质条件的空间分布和各要素之间的内在联系,并按照精度要求将它们如实地反映在一定比例尺的地形设计图上。配合工程地质勘探、试验等所取得的资料编制成工程地质图,作为工程地质勘察的重要成果提供给建筑物规划、设计和施工部门参考。在切割强烈的基岩裸露山区,很好地进行工程地质测绘,就有可能较全面地阐明该区的工程地质条件,得到岩土工程地质性质的形成和空间变化的初步概念,判明物理地质现象和工程地质现象的空间分布、形成条件和发育规律。即使在为第四系覆盖的平原区,工程地质测绘也仍然有着不可忽视的作用,只不过这时的测绘工作重点应放在研究地貌和松软土上。由于工程地质测绘能够在较短时间内查明广大地区的工程地质条件而费资不多,在区域性预测和对比评价中能够发挥重大作用,在其它工作配合下能够顺利地解决建筑区的选择和建筑物的合理配置等问题,所以在工程设计的初期阶段,它往往是工程地质勘察的主要手段。通过工程地质测绘对地面地质情况有了深入了解、对地下地质情况有了较准确的判断,初步掌握了某些地质规律和需要研究的问题,这就为进行其它类型的勘察工作奠定了基础,使进行这些工作的范围更集中、目的更明确,从而必然会节省勘察工作量、提高勘察工作的效率。根据研究内容的不同,工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘两种。综合性工程地质测绘是对工作区内工程地质条件的各要素全面研究并进行综合评价,为编制综合工程地质图提供资料;专门性工程地质测绘是为某一特定建筑物服务的,或者是对工程地质条件的某一要素进行专门研究以掌握其变化规律,为编制专用工程地质图或工程地质分析图提供依据。无论那种工程地质测绘都是为建筑物的规化、设计和施工服务的,都有其特定的研究目的,因此在测绘中主要是围绕着建筑物的要求对各种地制裁现象进行详细的观察描述,而对那些与建筑物无关的地质因素则可以粗略一些甚至不予注意,这是与其它地质测绘的重要区别。例如,在沉积岩分布区应着重研究软弱岩层和次生泥化还将夹层的分布、层位、厚度、性状、接角关系,可溶岩类的岩溶发育特征等;在岩浆岩分布区,侵入岩的边缘接触带、平缓的原生节理、岩脉及风化壳的发育特征,喷出岩的喷发间断面、凝灰岩及其泥化情况、高强度玄武岩中的气孔等则是主要的研究内容;在变质岩分布区萁主要的研究对象则是软弱变质岩带和夹层等。  工程地质测绘对各种有关地制裁现名胜的研究除要阐明其成因和性质外,还要注意定量指针的取得。如断裂带的宽度和构造岩的改善,软弱夹层的厚度和性状、地下水位标高、裂隙发育程度、物理地质现象的规模、基岩埋藏深度等,以作为分析工程地质问题的依据。对与建筑物关系密切的不良地质现象还要详细的研究其发生发展过程及其对建筑物和地质环境的影响程度。为满足具体工程建筑物的设计、施工对工程地质条件的详细要求,工程地质测绘常- 2 、工程地质测绘的研究内容工程地质测绘是为工程建设服务的,自始至终应以反映工程地质条件和预测建筑物与地质环境的相互作用为目的,深入地研究建筑区内工程地质条件的各个要素。  1、工程地质测绘中对岩土的研究岩土是工程地质条件最基本的要素,产生各种地质现象的物质基础。它当然是工程地质测绘的主要研究内容。  目前在工程地质测绘特别是小比例尺的工程地质测绘中对岩土的研究仍多采用地质学的方法,划分单位也与一般地质测绘基本相同。但在建筑物分布地区内的小面积大比例尺工程地质测绘中,可能遇到的地层常常只是一个“统”、阶“甚至是一个”带“,此时就必须根据岩土工程地质性质差异作进一步划分才能满足要求。特别是砂岩中的泥岩、石灰岩中的泥灰岩、玄武岩中的凝灰岩等夹层对建筑物的稳定和防渗有重大影响,常会构成坝基潜在的滑移控制面,更要突出地反映出来,这是工程地质测绘与其它地质测绘的一个重要区别。  工程地质测绘对岩土的研究其特点还表现在既要查明不同性质岩土在地壳表层的分布岩性变化和它们的成因,也要测定它们的物理力学性质指标,并预测它在建筑物作用下的可能变化。这就必须把岩土的研究建立在地质历史成因基础上才能达到目的。在地质构造生产简单、岩相变化复杂的特定条件下,岩相分析法对查明岩土的空间分布是行之有效的。  在查明岩土成因和分布的基础上还应根据野外观察和采取简易现场测试方法来获得的物理力学指标,初步判断岩土与建筑物相互作用时的性能。通过这种判断应分出那些能产生严重变形以致危及建筑物安全的岩土,即使这类岩土是很薄的夹层、透镜体、或是裂隙中的充填物也不能忽视。2、工程地质测绘中对地质结构的研究地质结构一词的含义是比较广泛的,有关岩土结构等内容在先修课程中已有论述,这里着重讨论对地质构造条件的研究。  地质构造特别是新构造运动与活断层是决定区域稳定性的首要因素,所以修建大型水工建筑物和核电站等极重要建筑物时,就必须在很大范围内研究活断层和地震危险性,例如核电站选场,一般就要求在场地周围半径为 300范围内进行研究。要预测大型水库存蓄水后能否诱发地震,也需要在库存区广大范围内研究地质构造,鉴别是否有区域性活断层存在,并研究它们的错动方式和现代构造应力场。其次,地质构造限定了各种性质不同的结构面的空间分布、破坏了岩体的均一性和完整性。然而,岩体中各种结构面的空间位置和岩体的不均一性既取决于构成岩石的性质也取决于地质构造,所以要选出岩性均一完整的优良建筑场地,就必须深入地研究建筑区的地质构造掌握构造发育的基本特征,特别是在地质构造复杂的山区修建水工建筑物和地下洞室等大型工程时,就更需要进行详细的地质构造研究。在选定建筑场地内评价岩体的稳定性也需要研究地质构造才能判明岩体的结构特征,和各种不连续面的发育程度及其相互组合关系。此外,地质构造还控制着地貌、水文地质条件、特殊工程地质现象的发育和分布。所以地质构造常常是工程地质测绘研究的重要对象。  - 3 要进行地质历史分析,这样才能查明各种结构面的力学组合和历史演化规律;既要对褶曲、断层等构造形迹进行研究,也要重视节理、裂隙等小构造的研究。断层破坏了岩体的完整性和连续性对建筑物影响最大,当然应是研究的重点,研究断裂带宽度及充填胶结情况、构造岩的性状及分带,断层的活动性及与建筑物的相对关系。  实践证明,结合工程布置和地质条件选择有代表性的地段进行详细的节理裂隙统计,以便使岩体结构定量化是有重要意义的。其统计研究的内容包括:裂隙的产状和延伸情况,在不同构造部位和岩性中的变化情况,裂隙发育程度,裂隙特征及开口宽度,充填物的成因、性质和充填胶结程度,最后还应判明各组裂隙的成因和力学性质。对其中的缓倾角裂隙更要注意研究。  3、工程地质测绘中对地貌的研究 地貌是岩性、地质构造和新构造运动的综合反映,也是近期外动力地质作用的结果。所以研究地貌就有可能判明岩性(如软弱夹层的部位)、地质构造(如断裂带的位置)、新构造运动的性质和规模、表层沉积物的成因和结构,据此还可了解各种外动力地质作用(如滑坡、岩溶等)的发育历史、河流发育史等等。相同的地貌单元其工程地质特征相似,并以地貌作为工程地质分区的基础。例如一个洪积扇可分为上部、中部和下部三个区来研究其工程地质特征。上部由砾石、卵石和漂石组成,强度高,压缩性小,为工业民用建筑的良好地基,但孔隙大、透水性强,若建水工建筑物则会产生严重渗漏;中部以砂土为主,开挖基坑时要特别注意细砂土的渗透稳定问题;下部为砂粘土过渡及主要为粘性土地带,地形平缓地下水埋藏浅,且往往有溢出泉和沼泽分布,形成泥炭层,强度低,压缩性大。 在中小比例尺工程地质测绘中研究地貌时,应以大地构造、岩性和地质结构等方面的研究为基础,并与水文地质条件和物理地质现象的研究联系起来,着重查明地貌单元的成因类型和形态特征,各个成因类型的分布高程及其变化、物质组成和覆盖层的厚度,以及各地貌单元在平面上的分布规律。 大比例尺工程地质测绘中,则应侧重于与工程建筑物的布置、基础类型、上部结构型式等直接有关的微地貌的研究。 4、工程地质测绘中对水文地质条件的研究工程地质测绘中研究水文地质条件的主要目的在于研究地下水的赋存与活动情况,为评价由此导致的工程地质问题提供资料。例如兴建水库,研究水文地质条件为评价坝址、水库的渗漏问题提供依据;结合工业与民用建筑的修建而研究地下水的埋深和侵蚀性等,是为判明其对基础砌置深度和基坑开挖等的影响提供资料;修建道路时,研究地下水的埋深和毛细上长高度,是为了预测产生冻胀的可能性;研究岩溶水的交替条件,是为了判明岩溶的发育程度和分布规律;研究孔隙水的渗透系数,是为了判明产生渗透稳定问题的可能性等等。 在工程地质测绘中对水文地质条件的研究也应从地层岩性、地质构造、地貌特征和地下水露头的分布性质、水质、水量等入手,查明含水、透水层和相对隔水层的数目、层位,地下水的埋藏条件,各含水层的富水程度和它们之间的水力联系,各相对隔水层的可靠性。 - 4 等地下水的天然和人工露头以及地表水体的研究,有利于阐明测区的水文地质条件。故在工程地质测绘中除对这些水点进行普查处,对其中有代表性的和对工程有密切关系的水点,还应进行详细研究,必要时还应取水样进行水质分析,并布置适当的长期观测点以了解其动态变化。 5、工程地质测绘中对物理地质现象的研究在工程地质测绘中研究物理地质现象,一方面是为了阐明建筑区是否会受到现代物理地质作用的威胁;另一方面是研究物理地质现象有助于预测工程地质作用。研究物理地质现象要以岩性、地质构造、地貌和水文地质条件的研究为基础,着重查明各种物理地质现象的分布规律和发育特征,鉴别其形成时期,分析其产生原因和形成机制,追索其发育历史和发展、演变的趋势,以判明其目前所处的状态及其对建筑物和地质环境的影响。6、工程地质测绘中对工程地质现象的研究 在某一地质环境内已修建的任何建筑物都应被看作为一项重要的原型试验,研究该建筑物是否“适应”这样的地质环境,往往可以得到很多用勘探、试验手段所未能得到的在理论和实践上都极有价值的资料。通过这种研究就可以划分出稳定性不同的地段,了解使建筑物受到损害的各种工程地质作用的发展情况、判明工程地质评价的正确性等。所以对建筑区已有建筑物的调查、研究勘察兴建后所产生的工程地质现象,乃是工程地质测绘所特有的工作内容。 在对已有建筑物进行调查时,不能限于研究个别已受影响的建筑物,而应调查区内所有的建筑物。研究技术文献了解建筑物的结构特征;观察描述建筑物的变形特征并绘制成草图;通过直接观察和查阅以往的勘探资料、施工编录或通过访问调查,判明建筑物所处的地质环境。根据建筑物的结构特征、所处的地质环境、出现的变形现象,结合长期观测资料,便可判定建筑物变形的原因。然后分以下四种情况进行具体分析。 (1)、建筑物位于不良地质环境内并有变形标志。此时应查明不良地质因素在什么条件下有害于哪一类建筑物,并调查各种防护措施的有效性,以便寻求更有效的防护措施。 (2)、建筑物位于不良地质环境内但无变形标志。此时应查清是否由于有了特殊结构或是以往对工程地质条件作了过低的评价。这些资料对建筑地区的合理利用和建筑物的结构设计以及防护措施的选择都有重要意义。 (3)、建筑物位于有利的地质环境内但有变形标志。这时就必须首先查明是否由于建材质量或工程质量不良而造成,以证实分析自然历史因素所得的工程地质结论是否正确。通过这种分析往往可以发现施工方法和施工组织方面的缺陷。否则就需要进一步研究地质条件,看是否有某些隐蔽的不良地质因素存在。 (4)、建筑物位于有利的地质环境内也无变形标志。在这种情况下亦需要研究这些建筑物是否采取了特殊结构以致把某些不良地质因素隐蔽起来了。通过以上的调查分析,就可以更加具体而正确地评价建筑区的工程地质条件,预测建筑物兴建后发生变形的程度,以采取合理的防护措施。所以有的研究者认为,应把建筑物调查作为工程地质测绘中一项特殊的工作内容。- 5 程地质测绘的方法和程序工程地质测绘的方法和一般地质测绘的方法相同。沿一定的测绘路线作沿途观察,在关键的点上进行详细观察和描述。观察线的布置应以最短的路线观察到最多的工程地质要素和现象为原则。范围较大的中小比例尺工程地质测绘,一般以穿越岩层走向或地貌、物理地质现象单元来布置观察路线,以便能较准确地圈定各工程地质单元的边界。在工程地质测绘过程中,最重要的是要把点和点、线于线之间所观察到的现象联系起来,克服只孤立地在各个点上观察而不作沿途连续观察和不及时对观察到的现象进行综合分析的偏向。同时还要将工程地质条件和拟进行的工程活动的特点联系起来,以便能确切地预测工程地质问题的性质和规模。此外,还应在测绘过程中收集的实际资料和各种界线如实地反映在手图上,并逐日清绘于室内底图上进行必要的补充观察以提高测绘的质量。工程地质测绘的程序和其它的地质测绘工作相同。首先在室内查阅已有的研究资料,明确本次测绘需要重点研究的问题并编制出工作计划,而后进行航卫片的解释,对区域工程地质条件做出初步的总体评价,判明工程地质条件各因素的一些标志。进而进行现场踏勘选定测绘标准剖面的位置。测绘地质剖面掌握岩层层序、岩性特征、接触关系以及各类岩土的工程地质特征,以确定分层原则、单位和标准层;测制地貌剖面以便划分地貌单元和各单元的特征。完成了以上工作后才进行面积测绘。四、航卫片和陆地摄影在工程地质测绘中的应用航卫照片、卫星照片和陆地摄影照片,真实地、集中地反映了较大范围内的岩土类型,地质结构、地貌、水文地质条件和物理地质现象,详细判释研究能给人一个宏观的总体认识。近年来国内外都已经渐渐将其应用于工程地质测绘,特别是用于研究区域稳定性、道路选择和滑坡等不良现象,实践证明效果是良好的。尤其是在人烟稀少、交通不便的偏远山区进行工程地质测绘,运用航卫片就更有特殊的意义,它能起到减少测绘工作量、提高测绘精度和速度的作用,值得进一步推广。卫片、航片和陆地摄影像片都是按照一定的比例尺缩小了的自然景观的综合立体影像图。各种不同的地质体和地质现象由于有不同的产状、结构和物理化学性质,并受到内外营力的不同形式、不同程度的改造,形成各式各样的自然景观,这些自然景观虽然都是表现现象却都包含有一定的地质内容。而这些自然景观的直接映象就是相片上的色调、各具特点的形态影像,因此影像中就包含着吩咐的地质现象。能区分出不同的地质体或地质现象间地质信息的差别,就能在相片上划分出地质体或地质现象。所以带有地质信息的各种影像特征也就是结实标志,如色调、形状、形式、结构、阴影等。作为直接影像的相片能客观、全面而准确地反映出地表的自然景观,不但可以直接解释地质现象而且准确性也远优于地形图。卫片视域广阔,能将大范围内的地质现象联系起来综合分析,对查明和评价区域稳定性有重要的意义,特别是对查明活断层更能收到良好的效果。航片主要是用作大中比例尺工程地质测绘的底图,以迅速而较准确地查明建筑区的工程地质条件;航片对研究崩塌、滑坡、泥石流、地震砂土液化、流动沙丘等物理地质想象也很有效,可以较迅速地判定各种不稳定地段,并可以用以对某些地质作用的发展进行监测。- 6 成立体形式。这种相片可以把距离相机数十米至数百米范围内有地质细节精确地记录下来,并可以将相片转绘成详细的地质图,用以表示这部分岩体的结构细节。故用基坑编录最为理想。必须指出,由于自然景观回随气候、地形、植被等因素而变化,所以好多地质信息也回随地而异,因此相片的判释必须与室地观察互相配合、互相应证才能收到良好的效果,而决不能用相片判释代替必要的地面工作。相片的判释工作最好成绩是从有地质资料大地区开始,然后逐渐外推。- 7 岩土基础内容提要: 本章主要对岩石与土的工程地质分类及野外鉴别作了概述。通过本章的学习,使学生了解岩土方面的相关知识,掌握岩土野外鉴别方法,也为后续相关内容的学习打下一定的基础。第一节 岩石的分类一、按成因分类岩石由一种或多种矿物组成。岩石按成因可分为:岩浆岩(火成岩) 、沉积岩(水成岩)和变质岩三大类。岩石的形貌特征: 岩石的结构:矿物的结晶程度,颗粒大小、形状及彼此 间的组合方式。 岩石的构造:矿物集合体之间排列及充填方式 其中:岩浆岩—块状构造沉积岩—层状构造变质岩—片理构造矿物成分、结构和构造特征是识别岩石类型的主要依据(一) 、岩浆岩岩浆在向地表上升过程中,由于热量散失逐渐经过分异等作用冷凝而成岩浆岩。在地下冷凝的称侵入岩;喷出地表冷凝的称喷出岩。岩浆岩占地壳岩石体积 大陆和海洋、地表及地下广泛分布。化学成分:99%以上是 O、e、a、K 、i 九种元素, O、质量 75%,体积93%。矿物成分:最广泛的矿物 6~7 种—橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石和石英等,石英、长石类矿物颜色较浅称浅色矿物,橄榄石、辉石、角闪石及黑云母类矿物为暗色矿物。以下内容引自《地质学基础》韩运宴等编。岩浆岩的产状图 1 岩浆岩产状示意图 (据李叔达等, 《动力地质学原理》 )1- 岩床;456- 火山劲;9- 熔岩被;10 8 物和玻璃质)的结晶程度、颗粒大小、自形程度及其相互关系。据此可将岩浆岩的结构划分以下几个类型:1.结晶程度 是指岩石中结晶质与非晶质的含量比例。(1)全晶质结构 岩石全部由结晶的矿物组成。它是岩浆在温度缓慢下降的条件下形成的,多见于侵入岩中。(2)半晶质结构 岩石由结晶矿物和玻璃质两部分组成。它是岩浆在温度下降较快的条件下冷凝形成的,多见于喷出岩及部分浅成岩中。(3)玻璃质结构 岩石全部由玻璃质组成。它是岩浆在温度下降很快的条件下,各种组分来不及结晶而急速冷凝形成的,多见于酸性喷出岩中。具此种结构的岩石外貌具玻璃光泽,贝壳状断口。2.矿物颗粒的大小 包括岩石中矿物颗粒的绝对大小和相对大小两方面。按矿物颗粒的绝对大小可分为:(1)显晶质结构 用肉眼或借助放大镜可分辨矿物颗粒。可细分为:粗粒结构 矿物颗粒直径>5矿物颗粒直径 5矿物颗粒直径 )隐晶质结构 岩石中矿物颗粒细微,用放大镜也无法分辨出矿物颗粒(显微镜下可分辨) 。具此种结构的岩石外貌致密,断口呈瓷状(与玻璃质结构的岩石外貌有何不同?)按矿物颗粒的相对大小可分为:(1)等粒结构 岩石中同种主要矿物颗粒大致相等。多见于深成侵入岩中。(2)不等粒结构 岩石中同种主要矿物颗粒大小不等,其粒度大小依次渐变。(3)斑状结构及似斑状结构 岩石由两类大小截然不同的矿物颗粒组成,大的称斑晶,小的称基质。若基质为隐晶质或玻璃质时称斑状结构,多见于喷出岩和浅成岩中;若基质为显晶质(中粒、粗粒)时则称似斑状结构,此种结构常见于深成岩及部分浅成岩中。3.矿物的自形程度 是指岩石中矿物颗粒外形发育的完善程度 (1)自形结构 岩石主要由晶面完整的矿物晶粒组成,这种结构是在良好的空间和时间条件下形成,但比较少见。(2)半自形结构 组成岩石的矿物晶粒,部分晶面发育完整,另一部分发育不完整,而呈不规则状,称为半自形晶。该结构是在空间和时间条件都不够充分的条件下形成,是深成岩中最常见的一种结构。(3)他形结构 岩石主要由不规则的矿物(见不到完整晶面)晶粒组成。这说明各种矿物颗粒几乎是同时结晶,互相妨碍生长的结果。4.矿物间相互关系 根据组成岩石颗粒间的相互关系,可划分多种结构类型,但肉眼下常见有两种:(1)文象结构 石英晶体呈尖棱状或象形文字状,有规律地镶嵌在钾长石晶体中。多见于伟晶岩及部分花岗岩中。- 9 -(2)条纹结构 钾长石与斜长石呈有规律地交生所致。这种长石称条纹长石。岩浆岩的构造岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物集合体之间的排列方式和充填方式。岩浆岩的构造常见有以下几种:1.块状构造 组成岩石的矿物均匀分布,无定向排列。是岩浆岩中最常见的一种构造。2.条带状构造 岩石中不同的成分、结构和颜色等的矿物呈条带状分布(图 1。这种构造常见于基性岩中。3.流纹构造 岩石中不同颜色的条纹、拉长的气孔以及长条状矿物呈定向排列所表现出的一种流动构造(图 1。流纹岩中常见。4.气孔构造和杏仁构造 当岩浆溢出地表后,所含挥发分散逸出来,岩浆迅速冷凝而使孔洞保留在岩石中,形成气孔构造。此种构造多见于玄武岩中。当气孔被次生矿物充填后,则称为杏仁构造(图 1。5.枕状构造 这是海底溢出的基性熔岩中常见的一种构造。这种构造由大小不等的枕状体堆积而成(图 1。一般发育于熔岩顶部。图 1条带状构造 图 1 流纹构造(据徐永柏主编《岩石学》 ) (据徐永柏主编《岩石学》 )- 10 杏仁构造 图 1 枕状构造(据叶俊林等编, 《地质学概论》 ,1996) (据叶俊林等编, 《地质学概论》 ,1996)岩浆岩的种类繁多,目前已定名的岩石名称有 1000 多种。为了正确认识各类岩石间的差异与联系且便于应用,对岩浆岩进行系统的科学分类是很有必要的。岩浆岩的分类依据,一般考虑以下几方面因素:(1) .按化学成分的分类 根据 量把岩石分为四大类:超基性岩类、基性岩类、中性岩类和酸性岩类;每一类又根据碱度分为钙碱性系列、碱性系列和过碱性系列。(2) .按矿物成分的分类 矿物成分及含量是岩石分类命名的基础。矿物成分主要考虑石英的含量、暗色矿物的种类及含量、长石的种类及含量,以及似长石的有无及含量等。矿物成分的分类尤其适用于野外工作,只要肉眼能分辨出矿物并且估出含量来,就可进行分类命名。(3) .按产状和结构、构造的分类 岩浆岩的产状,是决定岩浆岩结构、构造的重要因素。即使岩石的物质成分相同,如果产状不同,则岩石的结构、构造也不同,所以产状、结构、构造也是分类的重要依据。本教材的分类 为便于野外肉眼鉴定岩石,参照上述各分类方法,本教材对岩浆岩的分类见表 1 1 岩浆岩分类表(据叶俊林等,1996,有修改)岩 类 超基性岩 基性岩 中性岩 酸性岩 碱性岩量 <45% 45-52% 52%-65% >65% 52%-65%石英含量 无 无或很少 <20% >20% 无长石种类及含量 一般无长石 斜长石为 主 斜 长 石 为主 钾 长 石 为主 钾长石>斜长石钾长石为主,含似长石暗色矿物种类及含量橄榄石、辉石>90%主要为辉石,可有角闪石、黑云母、橄榄石等<90%以 角 闪 石为 主 , 黑云 母 、 辉石 次 之 ,15 角 闪 石为 主 , 黑云 母 、 辉石 次 之 ,15黑云母为主,角闪石次之,<15%主要为碱性辉石和碱性角闪石,<40%岩石 色产 结构 名称 率状 特征>90 355515 <40深成岩中粗粒结构或似斑状结构橄榄岩 辉 长 岩 闪 长 岩 正长岩 花岗岩 霞石正长 岩- 11 粒结构或斑状结构 金伯利岩 辉 绿 岩 闪 长 玢 岩 正长斑岩 花岗斑岩 霞石正长 斑岩喷出岩无斑隐晶质结构、斑状结构、玻璃质结构苦橄岩 玄 武 岩 安 山 岩 粗面岩 流纹岩 响 岩常见几种岩浆岩简介花岗岩 多呈浅肉红色、灰白色;粗—细粒结构、似斑状结构,块状构造;主要矿物石英、碱性长石和酸性斜长石,次要矿物黑云母、角闪石等,副矿物常见的有磁铁矿、榍石、锆石等。密度 密坚硬、空隙小、强度大、良好的建筑材料。闪长岩 中性深层侵入岩。由斜长石、角闪石组成,有少量黑云母。颜色较深—深灰色、灰绿色,全晶质粒状结构,密度 度大,良好的建筑材料 辉长石 基性深层侵入岩,由辉石、斜长石为主,少量橄榄石,颜色深—灰色至灰黑色,中粗粒全晶质等粒结构,具有力学强度,良好的建筑材料。流纹岩 酸性火山喷出岩,斑状结构,常发育成流纹构造,颜色—灰红色,有时灰黑色和紫色,性脆。玄武岩 分布最广泛的火成岩,主要由斜长石和辉石组成,呈暗灰色至黑色,隐晶质结构或斑状结构,具气孔和杏仁构造,力学强度高,良好的建筑材料花岗斑岩 是成分相当于花岗岩的浅成岩。基质一般为细—微粒结构,块状构造。斑晶主要是碱性长石和石英,有时可见黑云母、角闪石等,基质成分与斑晶相同。安山岩、粗面岩及玄武岩均为喷出岩,且岩性上为过渡关系,它们的区分主要看斑晶的成分。斑晶主要为橄榄石或伊丁石和长板状基性斜长石,岩石色深,可定为玄武岩;斑晶主要为角闪石或黑云母和宽板状中性斜长石,可定为安山岩;斑晶主要为碱性长石(透长石或正长石等) ,岩石色浅可定名粗面岩。(二)沉积岩1、概述沉积岩是在地表或地下浅处,在常温常压条件下,母岩经风化作用、生物作用和某些火山作用所形成的物质,经过搬运、沉积、成岩等地质作用而形成的层状岩石。如砂岩、页岩、石灰岩等。沉积岩与岩浆岩不同,它有以下特征:(1) .沉积岩的矿物组合比较简单,每种岩石通常由 1矿物组成。其中有些矿物如粘土矿物、盐类矿物等为沉积岩所特有。(2) .沉积岩具有特殊的结构如碎屑结构、泥质结构、生物结构等,这些结构在岩浆岩中是没有的。(3) .沉积岩的成层构造、各种层面构造(波痕、泥裂等) 、缝合线构造等为其特有。(4) .沉积岩中常含有生物化石。2、沉积岩的结构沉积岩的结构是指沉积岩物质的结晶程度、颗粒形状、大小及相互关系。不同类型的沉积岩由于形成的作用和方式不同,所以具有不同的结构类型。例如陆源碎屑岩具碎- 12 质岩具泥质结构;化学及生物化学岩具晶粒和生物结构等。3、沉积岩的构造沉积岩的构造是指沉积岩各组成部分的空间分布和排列方式。沉积岩的构造是沉积岩最显著的特征之一,通过对沉积岩构造的研究,可以了解岩石形成时古地理、古气候等沉积环境,帮助确定沉积介质的营力及水动力状态,有些构造还可以用于确定地层顶底和层序等。(1) 、层理构造(a)平行层理 (b)交错层理 见图 1 层理的基本类型(2)递变层理(如图 1 1痕图 1 递变层理 图 1裂(3)波痕与泥裂、层面上的构造(如图 1 15)结核结核是指在成分、结构、颜色等与围岩有显著差异的矿物集合体。结核的形态常为球状、扁球状、透镜状或不规则状等;结核的大小不一,小者几毫米,大者可达几十厘米;结核的成分有碳酸盐质、硅质、锰质、铁质和黄铁矿等。(6)缝合线缝合线是指在垂直沉积岩层理的断面上,呈不规则的齿状接缝。它很象动物头盖骨的接合缝。缝合线呈波状起伏,高度有时可达十余厘米以上。- 13 结岩石遭受压力后发生不均匀溶解,难溶的泥质和铁质残留下来形成缝合线。4、沉积岩的分类及常见的沉积岩沉积岩的分类主要根据岩石的成因(沉积作用的性质和环境、沉积物质的来源、沉积分异作用的顺序、成岩方式等) 、成分、结构等进行划分的。一般以成因作为沉积岩大类的划分基础,而以成分、结构等作为划分岩石类型的依据(表 1 1 沉积岩分类表(据徐永柏等, 《岩石学》 ,1985)陆源碎屑岩类(按粒度细分)火山碎屑岩类(按粒度细分)泥质岩类(按成分、固结程度分)碳酸盐岩类(按成分、结构他岩类(按成分细分)砾岩(角砾岩)砂岩粉砂岩集块岩火山角砾岩凝灰岩成分:高岭石粘土蒙脱石粘土伊利石粘土固结程度:粘土泥岩页岩成分:石灰岩、白云岩、泥灰岩结构晶颗粒石灰岩泥晶颗粒石灰岩泥晶石灰岩结晶石灰岩礁灰岩铝质岩铁质岩锰质岩硅质岩磷质岩蒸发岩可燃有机岩常见沉积岩简介(1)碎屑沉积岩①砾岩:粒度大于 2陆源碎屑其含量大于 50%的沉积岩称砾岩或角砾岩。砾石的成分以岩屑为主,有少量石英、长石等矿屑;填隙物多为<2砂和泥质等细碎屑物。②砂岩:粒径 陆源碎屑其含量>50% 的沉积岩称为砂岩。砂岩主要由砂粒和填隙物组成,有时混入一定数量的砾石和粉砂。砂的成分以石英为主,其次是长石和岩屑及少量重矿物。③粉砂岩:粒径为 陆源碎屑含量>50% 的沉积岩称为粉砂岩。其碎屑成分以石英为主,长石次之,岩屑少见,常含较多的白云母片,重矿物含量较高(可达 2% 。填隙物多为泥质、钙质。粉砂状结构,常具水平层理和波状层理。粉砂岩因颗粒细小,肉眼难以识别其矿物成分和形态特征,野外鉴定时可根据其粗糙的外貌和断口,以及用手搓捻粉末有砂感与泥质岩相区别。④粘土岩:是粒度<要由粘土矿物组成的岩石。此类岩石是由母岩风化形成的粘土矿物,以悬浮状态搬运到水盆地后经机械沉积而成,属机械沉积分异的最细产物。(2)火山碎屑岩火山碎屑岩是火山爆发所形成的各种火山碎屑物质,经堆(沉)积后固结而形成的岩石。典型的火山碎屑岩含火山碎屑物质在 90%以上,其中可混入一定数量的陆源碎屑- 14 山碎屑物质主要来自岩浆或已固结的熔岩,其成分与岩浆岩相同;火山碎屑又在空气或水中搬运和沉积,这与沉积岩相仿,故火山碎屑岩具双重特征。①凝灰岩:由 70%以上粒级< 2火山碎屑物组成,具凝灰结构、块状构造。颜色浅而多变,疏松多孔,有粗糙感。火山碎屑成分多为玻屑,晶屑次之,岩屑较少见。由于粒度细小,常堆积在距火山口较远,是分布最广的一种火山碎屑岩。②火山角砾岩:由>50%的粒径 2火山角砾组成的岩石。具火山角砾结构,斑杂或块状构造。火山角砾棱角明显,分选差,粒度变化大。火山角砾成分主要是熔岩碎块,也有晶屑、玻屑等。一般分布在火山口附近,常与集块岩共生。③火山集块岩:主要由>50%的粒径>64火山碎屑组成。具集块结构、斑杂构造。火山碎屑主要为岩屑,填隙物为细粒的岩屑、晶屑和玻屑。分选差,不具层理。一般多绕火山口分布,是寻找古火山或火山口的重要标志。(3)碳酸盐岩类碳酸盐岩是由方解石、白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩。主要岩石类型为石灰岩和白云岩。碳酸盐岩分布很广,约占沉积岩分布面积的 1/5,仅次于泥质岩和砂岩。据统计,碳酸盐岩在我国约占沉积岩总面积的 55%,特别是西南地区,分布更为广泛。碳酸盐岩是石油、天然气、岩溶水的重要储集层,全世界约 1/2 的石油和天然气储存其中。同时,汞、锑、铜、铅、锌、磷、重晶石、石膏等多种矿产与碳酸盐岩共生;碳酸盐岩本身也是一种矿产;碳酸盐岩对工程建设和旅游事业等均有重要意义。石灰岩岩石主要由方解石组成,常含有白云石、粘土矿物等;颜色多样,有白色、灰色、黑色等;滴稀冷盐酸剧烈气泡。 内碎屑灰岩 内碎屑灰岩是由 50%以上的内碎屑和充填其间的亮晶或泥晶构成。按粒度又可分为砾屑灰岩、砂屑灰岩等。生物碎屑灰岩 生物碎屑含量在 50%以上,具生物碎屑结构(图 4—32b) ;生物碎屑多为离解程度不一的碎片,并经过一定程度的磨圆和分选;填隙物可以是亮晶或泥晶。岩石命名可用生物名称,如亮晶海百合灰岩等。鲕粒灰岩 是鲕粒含量在 50%以上的灰岩,具鲕粒结构(图 4—32C) ;按填隙物的不同可分为亮晶鲕粒灰岩和泥晶鲕粒灰岩。由豆粒为主构成的则称豆粒灰岩。泥晶灰岩 又称微晶灰岩。主要由泥晶组成,基本上不含颗粒,是水动力条件最弱或静水环境的产物。岩石具隐晶质结构,呈致密块状,断口光滑,常为贝壳状。晶粒灰岩 是具晶粒结构的灰岩。按晶粒大小可分为粗晶灰岩、中晶灰岩、细晶灰岩及微晶(泥晶)灰岩等。这里的微晶(泥晶)灰岩与上述水动力条件最弱或静水环境中形成的泥晶灰岩一般无法区分,可视为同一种岩石类型。白云岩岩石主要由白云石组成,但常混有方解石、粘土矿物等;颜色多呈浅灰色、浅黄色等;滴稀冷盐酸不起泡,粉末缓慢起泡。内碎屑白云岩 岩石由内碎屑和填隙物构成,成分均为白云石。按内碎屑粒度,可进一步分为砾屑白云岩、砂屑白云岩等。泥晶白云岩 由泥晶白云石组成,可含少量方解石、泥质、铁质等;泥晶结构,块- 15 —粗晶白云岩 岩石由细—粗晶的白云石组成;浅灰至灰色,断口呈砂糖状;是由较强烈的白云石化或重结晶作用形成的白云岩。泥灰岩泥灰岩是石灰岩和泥质岩之间的一个过渡类型。其中方解石含量在 75%—50%,粘土矿物 25%—50%;颜色多呈浅灰、浅黄、浅红、紫红等;泥晶 —粉晶结构;加稀盐酸强烈起泡,反应后表面出现一层黄色泥质薄膜。硅质岩硅质岩是指由化学作用、生物化学作用、生物作用和某些火山作用形成的富含0% —90%)的岩石。这里不包括由机械作用形成的石英砂岩。硅质岩的分布较广泛,在沉积岩中其数量仅次于泥质岩、砂岩和碳酸盐岩,居第四位。硅质岩的主要矿物成分有蛋白石、王髓和自生石英。此外还可混入有粘土矿物、碳酸盐矿物和氧化铁等。岩石多呈黑色,少数呈白色或红色。多为隐晶质结构,有时呈微晶、鲕粒或生物结构。常呈层状、条带状、结核状和透镜状产出。岩石致密坚硬、具贝壳状断口、化学性质稳定,不易风化。(三)变质岩变质岩是岩浆岩、沉积岩甚至是变质岩在地壳中受到高温、高压或其他因素作用下,在固体状态下发生矿物成分及结构构造变化后形成的新的岩石。原岩经变质作用后,不仅矿物重新结晶,或变成新矿物,同时岩石的结构、构造亦得到变化,一般情况下,仍保存着原岩的产状。1、变质岩的矿物成分特征矿物:红柱石、蓝晶石、硅绞石、硅灰石等岩浆岩、沉积岩中的矿物:石英、钾长石、钠长石、白云母、黑云母等2、变质岩的结构变晶结构岩在固体状态条件下发生重结晶形成的结构变余结构早先岩石中保留的结构3、变质岩的构造变成构造过变质作用形成的构造,有:①片理构造 ②片麻构造 ③板状构造④斑点构造 ⑤块状构造变余构造质岩中残留原岩的构造 如变余层理构造,变余气孔构等4、变质作用类型按引起岩石的地质条件和主导因素,变质作用分四种:(1)接触变质作用:发生在侵入体与围岩的接触带上,是由于温度升高及来自岩浆的化学活动组成的作用。矿物重结晶,物质成分重新组合而化学成分无显著变化为接触热变质作用。新的矿物产生,岩石化学成分显著变化为接触交代变质作用。(2)区域变质作用:高温、高压等因素联合作用于一个广大地区范围。(3)混合岩化作用:区域变质作用进一步发展,高温作用下,石英长石等局部熔融,沿片理渗透、扩散、贯入形成混合岩。- 16 -(4)动力变质作用:与断裂构造有关,出现在断裂带两侧,如角砾岩、碎裂岩5、变质岩分类 表 1变质岩分类简表6、常见的几种变质岩(1) 、大理岩 大理岩是碳酸盐岩(石灰岩、白云岩)经热接触变质作用形成的。一般呈白色或灰白色。具粒状或斑状变晶结构,块状或条带状构造。矿物成分主要为方解石、白云石,常见特征变质矿物透闪石、硅灰石、透辉石等。按特征变质矿物不同,可进一步分为透闪石大理岩、硅灰石大理岩等。(2) 、石英岩 石英岩是由石英砂岩或硅质岩等受热接触变质形成的。一般为白色或灰白色,粒状变晶结构。矿物成分主要为石英,有时含少量绢云母、白云母
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:工程地质测绘技术方法(第一稿)
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-57054.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开