工程地质课件第二章

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1、第2章第四纪地质与土的工程地质性质12.1地质年代对于地质研究者来说，地质历史的主要证据是地层，地层是地质历史时期遗留下来的唯一可供研究的材料。所谓地质年代，实际上是从最老的地层到最新的地层所代表的整个时代。各地层的新、老关系在判别褶曲、断层等地层构造形态中，有着非常重要的作用。确定地层新、老关系的方法有两种，即相对年代法和绝对年代法。22.1.1相对年代与绝对年代1.相对年代法相对年代法是依据岩层的沉积顺序、古生物的演化规律和地层接触关系来确定其形成先后顺序的一种方法。2.绝对年代法绝对年代法是指通过确定地层形成时的准确时间，依次排列出各地层新、老关系的方法。这种方法是自20世

2、纪30年代发现了元素的放射性后，通过测定地层中的放射性同位素年龄来确定地层形成时的准确时间。32.1.2地质年代表年代地层单位是以地层形成的时代作为划分依据的地层单位。同一年代地层单位具有相同的时限，并且其顶底界线是同时的。年代地层单位包括宇、界、系、统、组、时间带；地质年代单位包括宙、代、纪、世、期、时。42.2第四纪地质第四纪是地球发展最新阶段，它包括更新世和全新世。地球发展历史有43亿年以上，而第四纪却非常短促，约180万年左右。第四纪(Quaternary)一词是1829年法国地质学家德努尼尔(Desnyers)所创。它按当时的科学水平把地球历史分为4个时期，第四纪是地球

3、发展最近的一个时期。1839年莱伊尔(C.Lyell)把海相地层中含无脊椎动物化石先生种类达90%和陆相地层由人类活动遗迹的沉积物划归第四纪，并把第四纪分为更新世(Pleistocene)和近代(Recent)。1869年基尔瓦斯(Gerivais)提出全新世(Holocene)一词。1881年第二届国际地质学会正式采用“第四纪”一词。由于更新世地球上发生过多次大规模冰川活动，故又有“冰河期”或“冰河更新世”之称。也有的研究者鉴于第四纪是人类的出现与发展时代，建议把第四纪称为“人类纪”。52.2.1第四纪地质一般特性1.第四纪气候与冰川活动第四纪气候冷暖变化频繁，气候寒冷时期冰雪

4、覆盖面积扩大，冰川作用强烈发生，称为冰期。气候温暖时期，冰川面积缩小，称为间冰期。第四纪冰期，在晚新生代冰期中，规模最大，地球上的高、中纬度地区普遍为巨厚冰流覆盖。当时气候干燥，因而沙漠面积扩大。中国大陆在冰期时，海平面下降，渤海、东海、黄海均为陆地，台湾省与大陆相连，气候干燥、风沙盛行、黄土堆积作用强烈。第四纪冰川不仅规模大而且频繁。根据深海沉积物研究，第四纪冰川作用有20次之多，而近80万年每10万年有一次冰期和间冰期。62.新构造运动从新第三纪(中新世开始)以来发生的地壳运动称新构造运动，相应的时代称新构造时期。新构造运动是引起第四纪自然环境变化的一个主要因素，这一内力作用

5、也引起一系列环境效应并影响地壳稳定性。新构造运动有水平运动(板块运动)、垂直运动、断裂运动、火山活动和地震等。新构造运动的作用积累效应造成大面积和大幅度地壳升降，可以改变部分下垫层性质，并对大气环流产生影响，对气候和环境变化有重要作用。如青藏高原由于印度板块向欧亚板块俯冲，使该区地壳从新第三纪以来加速隆升，发展成“世界屋脊”，破坏了中国西部气候的纬向分带而代之以垂直分带，称为影响中国和东亚气候与环境的重要因素。73.板块构造学说地球板块构造学说是20世纪地球科学中最伟大的成就之一。1912年，德国气象学家魏格纳提出了大陆漂移学说。1915年，又出版了《海陆的起源》一书，给出了大陆

6、漂移的证据，但未能解释大陆漂移的动力学问题，因而未得到普遍接受。1928年，英国地质学家霍姆斯提出“地幔对流学说”，认为地幔对流有可能是大陆漂移的原动力。到了20世纪50～60年代，海洋地质研究，尤其是海洋钻探的开展，证实了地幔对流和海底扩张的存在，并依靠无线电测距方法测定了海底扩张和大陆漂移的速率。在此基础上，1967年出现了地球板块构造学说。82.2.2第四纪松散沉积物1.残积物地表岩石经受风化作用发生物理破坏和化学成分改变后，残留在原地的堆积物，称为残积物。残积物向下则逐渐变为半风化的半坚硬岩石，与新鲜岩石之间没有明显的界限，是渐变的过渡关系。2.坡积物坡积物指雨水或雪水的

7、片流将高处的风化碎屑物冲洗，顺坡向下搬运，或由自身的重力作用，堆积在较平缓的山坡或坡脚处形成的堆积物。93.洪积物暴雨或冰雪消融季节，含有大量沙石高速运动的浊水流，从山地流出山口或流入主流谷地，由于河床纵剖面坡度骤降，流速锐减，又无河道约束，便分散成多股槽流；通过泛滥，槽流连接成面状洪流，两者在上述地区共同堆积的扇形堆积物称洪积物。4.冲积物冲积物是由河流的流水作用将碎屑物质搬运到河床中坡降平缓的地段堆积而成的，或是河流溢出河床的堆积物。它发育于河谷内及冲积平原中。冲积物碎屑来自