工程地质学实验与实习课件---大连理工大学岩土工程研究所

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工程地质学实验与实习课件---大连理工大学岩土工程研究所
年廷凯,杨庆


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2010-10-20 20:45 上传

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工程地质实验课基本要求
1.进入实验室,请勿大声喧哗,凳子轻拿轻放;
2.保持室内环境与卫生,废纸,水瓶等杂物请自觉
放到门口指定垃圾堆放处;
3.标本在使用过程中,带盒轻拿轻放,且应放回原
位;
4.未经允许,不准随意敲打,刻划标本,更不准把
标本带出实验室;
5.实验报告当堂完成,待教师考核合格后方能离开
实验室;
6.离开实验室前,认真清查标本,排好顺序;凳子
必须放回原处.
工程地质课程-实验与实习内容安排
实验1-第7周:矿物,岩浆岩;
实验2-第8周(1):沉积岩,变质岩;
实验3-第8周(2):地质罗盘使用,地质模型识别,地质图判
读与绘制地质剖面示意图;
实验4-第9周:野外地质认识实习,包括地层岩性,地质构
造(褶皱,断层等),岩层产状实地测量,不良地质;
通过实验,实习,巩固课堂所学的理论知识,学会肉眼鉴定造
岩矿物及各类岩石的基本方法,初步学会阅读地质图,编绘工
程地质剖面图,分析各类工程地质图件,以服务于工程设计.
特点:实践性,实用性,实例性
实验1-1. 主要造岩矿物的认识
实习目的与要求
岩石是矿物的天然集合体,认识造岩矿物的目的在于认识
作为工程建筑物地基中常见的各种岩石,并为分析这些岩
石的工程性质打下基础,本次实验要求如下.
通过对造岩矿物标本的观察,认识矿物的
主要物理与化学特性;
学会肉眼鉴定主要造岩矿物的方法;
按表格要求完成造岩矿物鉴定报告.
矿物:由地质作用形成的具有一定物理
性质和化学成分的自然元素或化合物,是组
成岩石的基本单位.
硬矿物:石英,长石,角闪石,辉石,黄铁
矿(FeS2)
软矿物:方解石(CaCO3),黑云母,白云
石,石膏(CaSO4),高岭土,绿泥石
结晶特性:形态
光学特性:颜色,光泽,条痕
力学特性:硬度,解理,断口
其它特性:盐酸反应,高密度,弹性,挠性,延展性
云母薄片——弹性;方解石——可溶性;
滑石——滑感;高岭石——吸水性(粘舌).
主要造岩矿物:石英,正长石,斜长石,角闪石,辉
石,云母,方解石,白云石,石膏,滑石,黄铁矿;
其中前5个为标志性矿物,典型矿物方解石.
矿物的硬度:是矿物抵抗外力刻划的能力.
野外工作中我们常用指甲和小刀来判断矿物的硬度,并将其分为三
级:软矿物(指甲能刻划);中等硬度矿物(硬度介于指甲与小刀之
间);硬矿物(小刀不能刻划).
矿物学中常用摩氏硬度计来测量矿物的硬度,并将矿物的硬度分为
十级,分别用十种硬度不同的矿物代表,相对硬度.
级别1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石长石石英黄玉刚玉金刚石
鉴别指甲刻划小刀可刻划刀刻不动可刻划玻璃
石材工业采用仪器硬度计进行岩石硬度的动态测定,给出绝对硬
度,常用肖氏硬度表示,如大理岩的肖氏硬度一般为35-55.
矿物鉴定的一般顺序:
先观察晶体形态
↓
然后观察颜色,光泽
↓
近一步鉴定硬度
↓
最后观察解理,断口
及其它特征(可溶性等)
确定出
矿物的名称
对比分析下列各组造岩矿物,指出它们间
的异同点:
正长石-斜长石-石英;
角闪石-辉石-黑云母;
方解石-白云石-石膏
实验1-2 主要岩浆岩(火成岩)的认识
实习目的与要求
通过对火成岩标本的观察,熟悉其结构,
构造特征;
应用肉眼鉴定造岩矿物的方法,分析火成
岩的主要矿物成分;
学会火成岩的简易分类和肉眼鉴定方法;
按下表要求完成火成岩鉴定报告.
岩浆岩的组成成分
主要化学元素:O, Si, Al, Fe, Ca; Na, Mg, K,
Ti 占99%以上.
主要矿物成分:
硅铝矿物:石英,长石,云母-颜色浅
铁镁矿物:辉石,角闪石等-颜色深
按SiO2含量分类:酸性(>65%),中性
(65～52%),基性(65酸性 65～52中性
52～40
基性
颜 色浅(浅红)(灰红)(深灰)(黑绿)深
成因
构造
矿物 主
结构 次
正长石
石英
正长石
云母
斜长石
角闪石
辉石
斜长石
凝灰岩,黑曜岩,浮岩
喷出
流纹气孔杏仁
玻璃质碎屑
隐晶质流纹岩粗面岩安山岩玄武岩
浅成
全晶质
斑状
花岗斑岩正长斑岩玢岩辉绿岩
深成
块状
全晶质
等粒状
花岗岩正长岩闪长岩辉长岩
岩浆岩小结
环境相同,结构构造特征相同.
成分相同,环境不同,形成结构构造不同
的岩石.
化学成分类型相同的岩石,具有相同的颜
色.
对比分析下列各组岩浆岩,指出它们间的
异同点:
花岗岩与辉长岩;
闪长岩与安山岩;
玄武岩与流纹岩;
正长斑岩与玢岩.
实验2-1 主要沉积岩的认识
实习目的与要求
通过对沉积岩标本的观察,熟悉其结构,
构造及物质组成特征;
掌握主要沉积岩的基本类型,学会常见沉
积岩的肉眼鉴定方法;
按下表要求完成沉积岩鉴定报告.
沉积岩的矿物成分
碎屑物质:原生岩屑,母岩风化形成或火山喷
出.
粘土矿物:高岭石,蒙脱石,伊利石,是原岩
经风化分解后而形成的次生矿物.
生物化学沉积矿物:方解石,白云石,石膏,
铁镁氧化物,氢氧化物,有机物质及生物残
骸,是经化学沉积或生物化学作用而形成的矿
物.
粘土矿物,方解石,白云石,有机物质是沉积
岩特有的.
沉积岩的结构
碎屑结构:碎屑物质被胶结物粘结形成.
泥质结构:矿物颗粒显示定向排列.页岩
结晶结构:由化学沉淀或胶体重结晶形
成.可分为鲕状,结核状,纤维状,致密
块状和粒状结构等.
生物结构:由生物遗体所组成的结构,如
生物碎屑结构,贝壳结构等.
沉积岩的构造
层理:沉积岩在形成过程中由于沉积环境
的改变,所引起沉积物质成分,颗粒大
小,形状或颜色的变化而显示出成层的现
象,称为层理,又叫层面.是沉积岩最主
要的构造特征.
岩层:上下两个层面之间岩石特征基本类
似的组合称为岩层.
地层:对某一地区,某一地质时代形成的
一个或一套乃至几套岩层称为地层.具有
时代特征.
沉积岩分类简表
岩 类主要岩石主要矿物 结 构
角 砾 岩
砾 岩
岩石碎屑
或岩块
砾状结构
>2mm
碎屑岩
砂 岩石英,长石
砂质结构
2~0.05mm
粘土岩页 岩粘土类矿物
泥质结构
<0.005mm
石 灰 岩方 解 石化学岩
生物岩白 云 岩白 云 石
致密状,粒
状,鲕状
砾岩与角砾岩-坚硬程度与胶结物,主要矿
物有关;
页岩-层理构造明显;
石灰岩-溶于水,有溶洞;
白云岩-与石灰岩相同,但程度轻.
实验2-2 主要变质岩的认识
实习目的与要求
通过对变质岩标本的观察,熟悉其构造及
矿物组成特征;
掌握主要变质岩的基本类型,学会肉眼鉴
定方法;
按下表要求完成变质岩鉴定报告.
Structure of Metamorphic Rocks
变质岩的结构
变余结构:重结晶作用不完全,原岩的矿物
成分和结构特征一部分被保留下来,即构成
变余结构.
变晶结构:是岩石在变质作用过程中重结晶
所形成的结构,它是变质岩中最主要的结
构.
碎裂结构:是岩石在动力变质作用过程中,
由于岩石受压应力作用,使矿物发生弯曲,
破裂,甚至成碎块或粉末状后,又被粘结在
一起的结构.
Texture-构造
片理构造:在定向压力的长期作用下,岩
石中的矿物或结构特征呈平行排列形成的
构造.按变质的深浅程度分为:板状构
造,千枚状构造,片状构造,片麻状构
造.
块状构造:粒状矿物成无定向均匀排列.
一般为由单一矿物,等尺寸晶体组成的岩
石,如大理岩,石英岩等.
Recrystallization-重结晶
砂岩中的圆形石英砂粒以点接触,当其受
变质作用时,重结晶使石英砂粒融合在一
起,并使石英砂粒变大和棱角化.
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变质岩分类简表
岩类主要岩石 主要矿物构 造 成 因
板 岩
石英,绢云母及
粘土矿物
板 状页岩轻微变质
千枚岩
绢云母,石英及
粘土矿物
千枚状
页岩,粘土岩
浅变质
片 岩石英,云母等片 状
由泥岩,板岩
中等程度变质
片理状岩类
片麻岩
长石,石英,角
闪石,黑云母
片麻状
岩浆岩及沉积
岩强烈变质
石英岩石英
石英砂岩变质
重结晶
块状岩类
大理岩方解石,白云石
块 状
石灰岩变质重
结晶
板岩-水浸易泥化;
片岩-易沿片理面滑动;
片麻岩-多为大块体,易风化;
石英岩-难以风化;
大理岩-微溶于水,有时可见溶洞;
对比分析下列各组岩石,指出它们间的
异同点:
(1) 片麻岩与花岗岩;
(2) 片岩与页岩;
(3) 石英岩与石英砂岩;
(4) 石英岩与大理岩.
实验3 识别地质构造与阅读地质图
目的:
(1)认识各种产状的岩层,褶皱(背斜,向斜),断层
和角度不整合的立体图形及地质模型;
(2)明确地质图的基本概念,并会阅读地质图,找出各
类地质构造;
(3)绘制简单地质剖面示意图.
(4)练习地质罗盘的使用,学会测量岩层产状的三要素
-走向,倾向与倾角.
实验3-1 认识地质构造立体图与地质模型
1. 岩层出露界线的弯曲方向与地形等高线的弯曲方向相反
时,则岩层倾向与地表坡向相同,即相反相同;且岩层倾角
大于地形坡角.
40
30
20
10
K
J
J
K
实验3-2 岩层出露界线与地形等高线关系
10
20
3040
OS
O
S
2. 岩层出露界线的弯曲方向与地形等高线的弯曲方向相同
时,存在两种情况1) 当岩层界线的曲率小于地形等高线
的曲率时,则岩层倾向与地表坡向相反,即相同相反.
40
30
20
10
K
J
J
K
2. 岩层出露界线的弯曲方向与地形等高线的弯曲方向相同
时,存在两种情况:(2) 当岩层界线的曲率大于地形等高线
的曲率时,则岩层倾向与地表坡向相同,即相同相同,且岩
层倾角小于地形坡角.
3. 水平构造与垂直构造
垂直构造:岩层界线
为一直线,沿走向延
伸,不受地形影响
水平构造:岩层界线
与地形等高线平行或
者重合
实验3-3 断层识别
断层特征-地质界线不连续
地层界线不连续-对于褶皱构造区,岩层沿走向
突然中断,而与其它岩层相接,存在横Ft与斜Ft
向斜:上升盘核部地层背斜:上升盘核部地层
变窄变宽
断层特征-地层不对称重复
(1) 断层与地层倾向相反时,上升盘时代老
(2) 断层倾角大于地层倾角时,上升盘时代老
(3) 断层倾角小于地层倾角时,上升盘时代新
断层特征-地层不合理的缺失
(1) 断层倾向与地层倾向相反时,老为上升盘
断层特征-地层不合理的缺失
(2) 断层倾角大于地层倾角时,老为上升盘
断层特征-地层不合理的缺失
(3) 断层倾角小于地层倾角时,新为上升盘
实验3-4 地质图判读
1.先读图名,比例尺,了解地质图所反映的地理位置和
图的类型;
2.熟悉图例,了解图中出露地层时代及岩浆活动特点;
3. 分析地形特征,了解山脉,河谷分布,图幅内最高点
与最低点的位置,地形起伏状况;
4. 分析地质图内容:a,地层分析,了解不同时代地层分
布和产状;b,地质构造分析,包括分析褶皱,断层,
地层接触关系和侵入岩的表现特征及其形成时代等.
地层柱状图
I
I
实验3-5 地质罗盘使用
实验4 野外地质认识实习

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jianghu

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