地质灾害垂直位移大于水平位移
Ⅰ 滑坡灾害的解释
释文:有的地方将滑坡称为垮山、走山、地滑、土溜。指岩体或土体在重力作用下整体顺坡下滑造成的灾害。同崩塌相比较,二者都是斜坡失稳现象,并具有类似的形成条件和分布规律,但它们的形成过程和形态特征又有显著的区别。主要差异是:崩塌体完全脱离母体,发生的垂直位移量远大于水平位移量,而滑坡体则很少完全脱离母体,总有一部分残留并有序排列在滑床上,而且其水平位移一般大于垂直位移量。崩塌形成的碎屑物零乱无序,而滑坡体在一定程度上保存原有岩层土体层序和结构,其表面出现不同方向的裂缝。由于滑坡体本身条件十分复杂,加上研究滑坡的目的千差万别,所以现在国内外还没有统一的分类方案。从不同角度可以把滑坡划分为若干种类型,在中国:过程实践中广泛应用的是三种分类方法:①按照滑坡物质组成分为岩层(基岩)滑坡、黄土滑坡、粘土滑坡、堆积层滑坡;②按滑坡体厚度(或滑床深度)分为浅层滑坡(小于6米)、中层滑坡(6~20米)、深层滑坡(20~50米)、极深层滑坡(大于50米);③综合滑坡成因、形态、动力来源、滑面位置等特征,取其中最主要的一项显示滑坡特征,最后由低级到高级依次综合三种标志,确定滑坡类型名称,如推动式深层黄土滑坡、纵长式浅层基岩滑坡等。滑坡规模大小不一,小型滑坡体体积不足100立方米,巨型滑坡体体积达几千万甚至几亿立方米。滑坡广泛发生在山地、高原及丘陵地区,是阻碍山区社会经济发展的主要自然灾害。滑坡的直接危害主要包括:毁坏城镇、村庄、铁路、公路、航道、房屋、矿山企业等,造成人员伤亡和财产损失。滑坡的次生灾害是阻塞河道、使上二游江河溢流或者堵河成湖后溃决,发生洪水;有时受暴雨或洪水诱发进一步形成泥石流,造成更严重的破坏损失。滑坡灾害的大小除了受滑坡规模控制外,还与滑坡活动特点(如高速滑坡)和滑坡影响区社会经济状况有关。通常滑坡规模愈大,发生得愈突然,滑坡区人口和重要工程设施愈多,灾害愈严重。
Ⅱ 讨论崩塌,泥石流,滑坡三种地质灾害的形成条件和整治措施有何不同
一、崩塌
(一)崩塌定义
高陡斜坡(含人工边坡)上的岩土体完全脱离母体后,以滚动、跳动、坠落等为主的移动现象与过程,称为崩塌。危岩体是正在开裂变形,并可能发生崩滑的危险山体(图1-1)。
该类灾害具有下落速度快、发生突然,垂直位移大于水平位移的特点。崩塌对斜坡底部的房屋、道路及其它建筑物危害很大,极易造成人员伤亡事故。
(二)崩塌分类
按崩塌体的物质组成分为两大类:一是产生在土体中的,称为土崩。二是产生在岩体中的,称为岩崩。当其岩崩的规模巨大,涉及到山体者,又俗称山崩。当其崩塌产生在 图1-1 崩塌示意图
河流、湖泊或海岸上时,称为岸崩。
按照崩塌体的规模、范围、大小可以分为剥落、坠石和崩落等类型。剥落的块度较小,块度大于0.5米者占25%以下,产生剥落的岩石山坡一般在30—40度;坠石的块度较大,块度大于0.5米者占50—70%,山坡角在30—40度范围内;崩落的块度更大,块度大于0.5米者占75%以上,山坡角多大于40度。
(三)崩塌的形成条件
岩土类型、地质构造、地形地貌三个条件,又统称地质条件,它是形成崩塌的基本条件。
1、岩土类型:一般而言,各类岩、土都可以形成崩塌,但不同类型,所形成崩塌的规模大小不同。通常,岩性坚硬的各类岩浆岩、变质岩及沉积岩类的碳酸盐岩、石英砂岩、砂砾岩、初具成岩性的石质黄土、结构密实的黄土等形成规模较大的崩塌;页岩、泥灰岩等互层岩石及松散土层等往往以小型坠落和剥落为主。
2、地质构造:各种构造面,如节理、裂隙面、岩层界面、断层等,对坡体的切割、分离,为崩塌的形成提供脱离母体(山体)的边界条件。坡体中裂隙越发育,越易产生崩塌,与坡体延伸方向近于平行的陡倾构造面,最有利于崩塌的形成。
3、地形地貌:江、河、湖(水库)、沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡、工程建筑物边坡及其各类人工边坡都是有利崩塌产生的地貌部位,坡度大于45度的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形。
能够诱发崩塌的外界因素很多,主要有:
1、地震:地震引起坡体晃动,破坏坡体平衡,从而诱发崩塌。一般烈度大于7度以上的地震都会诱发大量崩塌。
2、融雪、降雨:特别是大雨、暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入坡体,软化岩、土及其中软弱面,产生孔隙水压力等,从而诱发崩塌。
3、地表水的冲刷、浸泡:河流等地表水体不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚、削弱坡体支撑或软化岩、土,降低坡体强度,也能诱发崩塌。
(四)可能诱发崩塌的人类工程经济活动
在形成崩塌的基本条件具备之后,诱发因素就显得重要了。诱发因素作用的时间和强度都与崩塌有关。能够诱发崩塌的外界因素很多,其中人类工程活动及人类经济(生产)活动是诱发崩塌的一个重要原因。
1、采掘矿产资料:我国在采掘矿产资源活动过程中出现崩塌的例子很多。有露天采矿场边坡崩塌,也有地下采矿形成采空区引起地表崩塌的。较常见的如煤矿、铁矿、磷矿、石膏矿、粘土矿等。
2、道路工程开挖边坡:修筑铁路、公路时,开挖边坡切割了外倾的或缓倾的软弱地层,加之大爆破对边坡强烈震动,有时削坡过陡都可以引起崩塌。此类实例较多。
3、水库蓄水与渠道渗漏:这里,主要是水浸润和软化作用,以及水在岩体(土体)中的静水压力、动水压力,可能导致崩塌发生。
4、堆(弃)渣填土:加载、不适当的堆碴、弃碴、填土,如果处于可能生产崩塌的地段,等于给可能的崩塌体增加了荷载,从而可能而诱发崩塌。
5、强烈的机械震动。如火车机车行进中的震动,工厂锻轧机械震动均可起诱发作用。
二、滑坡
(一)滑坡定义
图1-2 滑坡示意图
滑坡是斜坡岩土体在重力和水,以及其他外营力的作用下,沿某一薄弱结构面产生剪切破坏的一种不良地质现象,是自然作用或与人类活动等因素综合作用的产物(图1-2)。自然界中,无论是天然斜坡还是人工斜坡都不是固定不变的,在不同因素的作用下,斜坡一直处于不断地发展和变化之中。
(二)滑坡的形成条件
滑坡的形成与气象水文、地层岩性、地质构造、地形地貌、外营力改造和人类工程活动等因素密切相关。松散土体和高陡的斜坡是形成滑坡的内因,河流冲刷及淘蚀是产生滑坡的外因,人类工程活动和降雨是发生滑坡的主要诱发因素。
1、地层岩性:岩、土体是产生滑坡的物质基础。通常,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松软,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质易发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。
2、地质构造:斜坡岩、土只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才可能具备向下滑动的条件。同时,构造面又为降雨等进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层理面、岩性界面、断层发育的斜坡,特别是当平行和垂直斜坡的陡倾构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。
3、地形地貌:只有处于一定地貌部位、具备一定坡度的斜坡才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10度、小于45度、下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。
4、水文地质作用:各种软弱层、强风化带因组成物质中粘土成分多,容易阻隔、汇聚地下水,如果上坡上方或侧方有丰富的地下水补给,则这些软弱层或风化带就可能成为滑动带而诱发滑坡。
地下水在滑坡的形成和发展中的主要作为表现为:
地下水进入滑坡体增加了滑体的重量,滑带土在地下水的浸润下抗剪强度降低;地下水位上升产生的静水压力对上覆不透水层产生浮托力,降低了有效正压力和摩擦阻力;地下水与周围岩体长期作用改变岩土的性质和强度,从而引发滑坡;地下水运动产生的动水压力对滑坡的形成和发展起促进作用。
5、人为工程活动影响
不合理人为工程活动,如人工开挖斜坡前缘开挖坡脚或后缘堆载,改变了斜坡的外形和应力状态,增大了滑体的下滑力,减小了斜坡的支撑力,从而引发滑坡。农田灌溉、水渠和水池漫溢和漏水、废水排放等加剧滑坡的可能性。
(三)可能诱发滑坡的人类工程经济活动
违反自然规律,破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如:
1、开挖坡脚:修建公路、铁路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如,我国西南、西北的一些铁路、公路,因修建时大力爆破、强行开挖,事后,陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。
2、蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和漏水、工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化土石,增大坡体容重,从而促进或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可诱发滑坡发生。
3、堆填加载:在斜坡上大量兴建楼房、修建重型工厂、大量堆填土石、矿渣等,使斜坡支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是矿厂废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩土体受振动而破碎,产生滑坡,在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡;等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。
三、泥石流
(一)泥石流定义
泥石流是山区常见的一种自然地质灾害,大都形成于沟谷和坡地,由于暴雨或冰湖、水库等溃决而在沟谷或坡面产生的一种携带有大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流,是一种危害性极强的地质灾害。泥石流灾害具有突然爆发、历时短暂和破坏力强大的特点,是各种自然因素和人类工程活动因素共同作用的产物。
(二)泥石流的形成条件
泥石流的形成通常需要具备以下三个条件:有物源条件、水源条件和特定的地貌条件(图1-3)。
1、物源条件:系指物源区固体松散物的分布、类型、储备量以及补给距离等,能提供大量的固体松散物。固体松散物的来源决定于地层岩性、风化作用和气候条件等因素。
图1-3 泥石流示意图
物源条件主要受地质构造和岩性、新构造运动、不良物理地质作用、人类工程活动等因素的制约。在断裂强烈发育带,岩石破碎,易风化而处于不稳定状态,从而为泥石流提供了丰富的固体物质;岩石性质不仅决定着岩体破坏的难易和方式,而且还决定所形成泥石流的性质。
2、地形地貌条件:地形地貌条件是形成泥石流的内因和必要条件,它制约着泥石流的形成和运动,影响着泥石流的规模和特性。在泥石流的形成条件中,地形地貌条件是相对稳定的,其变化是缓慢的,同时在泥石流的活动过程中,也被再塑造。
地形地貌对泥石流的发生和发展主要具有两个方面的作用:首先是通过沟床的地势条件为泥石流提供位能,赋予泥石流一定的侵蚀、搬运和堆积的能量;同时在坡地或沟槽的一定演变阶段内,提供足够数量的水体和土体。沟谷的流域面积、沟床纵坡降、流域内山坡平均坡度、沟谷形态以及植被覆盖情况等都对泥石流的形成和发展具有重要的作用,泥石流的发生、发展和分布无不受到山地地貌特征的影响。
泥石流活动的过程形成—运移—堆积就是地表一次破坏和塑造过程:平面呈一不对称的哑铃形成区和堆积区的形态极不稳定;形成区由条带状向树枝状发展;流通区在发展过程中相对稳定;堆积区由于流域内来沙量的增长而不断扩展,进逼下游大河变形,导致河流改道。
3、水源条件:水不仅是泥石流的组成部分,同时也是固体物质的搬运介质。降雨历程、降雨量以及降雨强度等对泥石流形成具有明显的影响。
(三)可能诱发泥石流的人类工程经济活动
由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。当人类活动违反自然规律时,必然引起大自然的报复,有些泥石流的发生就是由于人类不合理的开发而造成的。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。可能诱发泥石流的人类工程经济活动主要有以下几个方面:
1、不合理开挖:修建铁路、公里、水渠以及其他工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、铁路以及其他建筑活动时破坏了山坡表层而形成的。如香港多年来修建了许多大型工程和地面建筑,几乎每个工程都要劈山填海或填沟方可获得合适的建筑场地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程现场120人死于滑坡造成的泥石流。
2、不合理的弃土、弃渣、采石:不合理的弃土、弃渣及采石等形成的泥石流事例很多。如四川冕宁县泸沽铁矿汉罗沟,因不合理堆放弃土矿渣,1972年一场大雨暴发了矿山泥石流,冲出松散固体物质约10万立方米,淤埋成昆铁路300米和喜(德)——西(昌)公路250米,中断行车,给交通运输带来严重损失。
3、滥伐乱垦:滥伐乱垦会使植被消失、山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育,大大加重水土流失,进而山坡稳定性破坏,滑坡、崩塌等不良地质现象发育,结果就很容易产生泥石流。如甘川公路石坳子沟山上大耳头,原是森林区,因毁林开荒,1976年发生泥石流毁坏下游的村庄、公路,造成人民生命财产的严重损失。当地群众说:“山上开亩荒,山下冲个光”。
Ⅲ 水平位移、垂直位移的定义 垂直位移、水平位移的定义;倒垂的布置及其应用
1、水平位移:围岩或边坡位移量或变形值沿水平方向的分量.
2、垂直位移:竖直方向的位移.通过垂直位移监测,可以获得地表面大面积隆起或沉降和个别地点上升或下沉的信息.
3、倒垂:指物体倒悬着垂下.
例如倒垂线应用:建筑工人用来作为参照的竖直线,是判断房屋是否倾斜的依据,原理是重力方向竖直向下.
Ⅳ 水平位移、垂直位移的定义
1、水平位移:围岩或边坡位移量或变形值沿水平方向的分量。
2、垂直位移:竖直版方向的位移。通过垂直位移监测,权可以获得地表面大面积隆起或沉降和个别地点上升或下沉的信息。
3、倒垂:指物体倒悬着垂下。
例如倒垂线应用:建筑工人用来作为参照的竖直线,是判断房屋是否倾斜的依据,原理是重力方向竖直向下。
Ⅳ 崩塌的特点
崩塌的特点是:下落速度快,发生突然;崩塌体脱离母体而运动;下落过程中内崩塌体自身的整体容性遭到破坏;崩塌物的垂直位移大于水平位移。
崩落石块在单一斜坡上运动的最大速度为
地质灾害调查与评价
式中:g为重力加速度,m/s2;H为石块崩落高度,m;α为坡度角,(°);K为对崩落石块运动速度有综合影响的计算系数,由现场实验统计方法取得,其值大小取决于石块大小、形状、力学强度、旋转运动特点、斜坡微起伏特点以及空气阻力等。
大型的崩塌发生过程中,位移体附近的空气将承受临时性压缩而产生“气垫效应”,使崩落块体的运动速率大于理论计算值。
崩落块体沿斜坡的主要运动形式是跳跃和滚动。如果崩落块体为跳跃形式,则其动能 。如果崩落块体为滚动形式,则其动能为
地质灾害调查与评价
式中:E为崩落块体的动能,kg·m2/s2;m为崩落块体的质量,kg;v为崩落块体的运动速度,m/s;Ⅰ为块体的转动惯量,kg·m2;ω为块体具有的角速度,s-1。
实际上,崩落过程是复杂的,对某一崩塌体来说,坠落、跳跃、滚动、滑动等运动形式可能同时存在。其运动学特征最好通过实验观测来确定。
Ⅵ 崩塌、散落和错落地貌及其堆积物
崩塌、散落和错落等斜坡重力地貌及其堆积物是陡峭山坡上部岩石在风化、剥蚀、地震和构造运动以及水流掏蚀坡脚(岸坡)等因素的影响下,使岩体(块)稳定性失去平衡,在重力作用的影响下快速向下坠落所形成的地貌和堆积物。
(一)崩塌作用及其堆积物
陡坡(>50°)上的岩体或土体在重力作用下,突然发生急剧的向下崩落、滚落和翻转运动的过程,称为崩塌。
沿斜坡崩塌的物体在坡度较平缓的坡麓地带,堆积成半锥形体(图3-4),称倒石堆(岩屑堆)。它的规模大小不等,一般不超过几百平方米,有时也能形成面积达十多万平方米的巨大倒石堆。倒石堆的平面形状大多呈半圆形或三角形,有时好几个倒石堆连接在一起成带状。
组成倒石堆的物质多为大小不一、棱角明显的碎石。碎石的机械组成与基坡岩性有关。
倒石堆碎屑颗粒大小混杂,没有明显的排列层序。总的来说,一般较大的岩块可以滚落到倒石堆的边缘部位才停积下来,而一些较小的碎屑多堆积在倒石堆的顶部。这是因大的岩块质量大,沿山坡向下滚动时产生的动能就大,因而滚得更远。当倒石堆进一步发展时,山坡坡度也愈益变得平缓,崩塌作用逐渐减弱,崩塌的碎屑变小。所以倒石堆发育的后期,其表面堆积的是比较细的岩屑。从垂直剖面上看,较粗大的岩屑分布在倒石堆的下部,向上逐渐变细。
图3-4 斜坡崩塌示意图
(二)散落作用及其堆积物
风化岩块在重力作用下呈散落方式、长期不断地沿斜坡(30°~50°)向下作滚动或跳跃式地连续运动,这个过程称为散落作用。其特点是散落的岩屑连续地撞击斜坡坡面,并带有微弱的跳动和向下作旋转运动,也可以是快速滚动的岩屑撞击不平整的坡面而跳起。
散落物质与机械组成及基坡岩性有关,在坡脚堆积也形成倒石堆地貌。
散落对斜坡改造起重要作用,但不造成重大灾害。
(三)错落作用及其堆积物
岩体沿陡坡、陡崖上平行发育的一些近于垂直的破裂面或节理发生整体下落位移,其垂直位移大于水平位移,这一过程称为错落作用。由其形成的地貌特点是:错落体比较完整,大体上保持了原来的结构和产状;错落体在形态上往往呈阶梯状,一般只有一级,多级的较为少见;错落体的后缘为几乎垂直的(约70°)错落崖或错落坎,错落坎附近,有大致与它平行的较顺直的裂缝;错落体的基部有挤压鼓包等现象。
错落与滑坡不同,错落与滑坡虽然都有滑动面,但错落以重力作用为主,水的作用较次。错落一般沿高倾角且比较平直的结构面下落位移,错落体边缘没有反倾斜块体,即不发生反向剪应力与下错力的抗衡。一次错落发生后,坡面将有相当长的稳定时间,在采取整治措施上这是重要的时机。我们可以把错落列为崩塌与滑坡之间的中间类型。
错落主要发生在山区、峡谷和河道两侧强烈侧蚀的部位。新修水库的库岸、海蚀崖、湖蚀崖等处也常出现。发生错落的地面坡度一般都大于35°~40°。错落地点的上部山坡可以相当平缓,不足40°,而崩塌发生的斜坡上部则往往是更陡的斜坡,这是错落与崩塌不同的地方。
Ⅶ 水平位移测量和垂直位移测量的测法,区别
水平位移一般用:三角法(经纬仪)、距离测量法(测距仪)或是两者的结合(如全站仪),还有视准线法进行测量。
垂直位移一般用:水准仪进行测量,也有用小角度测量法的。
Ⅷ 为什么实验中的斜抛运动的垂直位移和水平位移都要比计算值小
mgh=mV^2/2
这是垂直情况
10*5=V^2/2
V=10m/s
μmgS=mV^2/2
这是水平情况
μ=100/(2*10*10)=0.5
很高兴为楼主解答
如有错误请谅解
Ⅸ 水平位移究竟是什么 在线等..
即使在水平面上,加速度和位移在大部分情况下也是不垂直的(有时候瞬间位回移可能出现垂直情况答),在加速度方向不变的情况下,可能出现位移与加速度方向平行的情况。位移需要考虑的只有起始点和终点,可以说位移和加速度没有必然联系。
Ⅹ 关于地学基础
地学是地球科学的简称。地球科学是研究地球系统并预测其未来行为的科学。是研究地球结构、组成、演化和运动规律的一门基础自然科学。
地球系统内存在不同圈层(子系统)之间的相互作用,物理、化学和生物三大基本过程之间的相互作用,以及人类与地球系统之间的相互作用。
大气圈、水圈、生物圈、土壌圈等外部圈层,岩石圈(地壳)、地幔、地核等内部圈层。
独立学科主要包括地质学、地理学、土壤学、生物学、水文学、地貌学、天文学、气象学与气候学、地球化学、海洋学等。
第2章 宇宙中的地球
天体是日月星辰的统称,是宇宙中物质的存在形式。
宇宙天体并不是均匀分布的,而是组成旋涡形、椭圆形、透镜形或不规则形等以群体形式“聚散”分布。
宇—无限空间 宙—无限时间
宇宙是空间和时间的统一体
太阳系是一个以太阳为中心天体,包括受太阳引力作用而环绕其运转的其他天体在内的天体系统。是银河系中距银心(银河系中心)27700光年的绕银河运转的一个天体系统。
太阳系的主要特征及其运动规律
• 物质组成具有一致性
• 在星体结构上都具有圈层特点
纬线:地球上凡垂直于地轴的平面同地球
相割而成的圆。
经线:地球上凡通过地轴的平面同地面相
割而成的圈,叫做经圈。所有的经圈都是
地球上的大圆。因而它们的大小相同。经
圈都通过地球的南北两极,并且被等分为
二个半圆。
一个地点的纬度,指这个地点与赤道的角距离(线面角)。即该地法线与赤道平面的交角。
一个地点的经度则指该地子午线与本初子午线的角距离,即该地所在的经线平面与本初子午线平面之间的夹角,它是二面角.
第三章 岩石圈
陆地地形
山地—海拔大于500米的低山,1000米以上的中山,和3500米以上的高山。
高原---海拔高程在600米以上,表面较为平坦或略有起伏,四周常有崖壁与较低的地形单元分界。
丘陵---地表起伏不大,山峦林立的低矮地形。
平原---地势宽广平坦,或略有起伏,海拔高程在200米以下的称为低平原。
盆地---四周是高原或山地,中央低平的地区,外形似盆而得名。
地球环境的圈层结构
一、地球环境的内部圈层结构 地壳,地幔,地核
二、地球环境的外部圈层结构 大气圈,水圈,生物圈—虽有一定的分布范围,但三者的分布空间是渗透交织在一起。而且固体地球表面附近是三者分布最集中的地带。
三、地球内外圈层的过渡带 土壤圈是地球表层的一圈脆弱薄层,是由覆盖于地球陆地表面具有肥力的能够生长植物的疏松层(土壤)所形成的一个圈层。
地壳包括硅铝层(花岗岩层)和硅镁层(玄武岩层) ,但却是同地球外部各个圈层—土壤圈、大气圈、水圈、生物圈关系最为密切,反映地球内外力地质作用最明显的地方,也是人类和其他生物立地的基础。
岩石圈是由硅铝层,硅镁层和超基性岩石组成。
构成地壳物质的基本单元就是化学元素
元素在地壳中的质量百分比称为克拉克值。
克拉克值经常被用来作为沉积物污染评价和元素富集因子研究的参考系统。
丰度 化学元素在任何宇宙或地球化学系统中的平均含量
地球主要元素丰度特征为:Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Co>Na
矿物 由地质作用形成的具有一定化学成分和物理性质的天然单质(自然元素,如金刚石、 自然金等)和化合物(如方解石、 石英等) 。是组成岩石和矿石的基本单元。
矿物的物理性质
矿物的物理性质包括颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、相对密度、韧性等,是鉴定矿物的重要标志。
主要造岩矿物—组成岩石主要成分的矿物:石英、长石、角闪石、普通辉石、橄榄石,方解石,云母。共7种
岩石rocks:自然(由地质作用)形成的,由一种或多种矿物,或有其他岩石碎屑所组成的集合体。
岩石的结构是指造岩矿物的结晶程度、颗粒大小、形态以及它们之间的相互关系等特征,即矿物组合的特征。岩石的构造是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其它部分之间的排列、充填或组合方式,即矿物集合体的组合特征。
地球上的岩石(岩石的分类)
沉积岩主要来自地表的沉积物(很多沉积于水中),也称水成岩。
岩浆岩是岩浆冷凝的产物,也叫火成岩。
变质岩是原岩在固体状态下、经过一定的温度与压力的作用,有时还有新的成分加入,使其内部物质组成或结构发生了不同程度的变化。
沉积岩 地表原有的岩石 (火成岩、沉积岩、变质岩)在常温常压条件下,经风化剥蚀、搬运、沉积和沉积成岩作用而形成的岩石。
沉积岩 是在地壳发展过程中,在地表或近地面常温常压条件下,由风化作用、生物作用和某些火山作用的产物经搬运、沉积和成岩作用而形成的岩石。
风化沉积物 地表原有的岩石 (火成岩、沉积岩、变质岩)在常温常压条件下,发生物理风化和化学风化所形成的岩屑,或重新组合成的新矿物。
有机沉积物 由于生物作用形成的沉积物
火山沉积物 火山作用形成的沉积物。
沉积岩的类型 按照沉积岩的物质来源和成因分为:陆源碎屑岩(砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩)、碳酸盐岩(砾屑灰岩、砂屑灰岩、粉屑灰岩、泥晶灰岩)、蒸发岩、可燃有机岩
沉积岩的结构 碎屑结构:由碎屑物和胶结物组成。
泥质结构:由泥质组成。
晶粒结构:由结晶矿物组成。
生物结构:由生物遗体组成。
常见沉积岩 砾岩、砂岩(石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩)、粉砂岩、页岩。
砾屑灰岩、砂屑灰岩、粉屑灰岩、泥晶灰岩。鲕状灰岩、生物灰岩。
岩浆岩 是岩浆冷凝形成的岩石。岩浆岩又可分为两类:侵入岩和喷出岩(火山岩)。若岩浆在地表以下冷凝形成的岩石叫侵入岩;若岩浆喷出地表冷凝形成的岩石叫喷出岩。
通常把岩浆岩中暗色矿物的百分含量称为色率。
色率,不但反映了岩石中矿物成分与化学成分的变化,而且也是鉴定岩浆岩和进行分类的重要标志
岩浆岩的主要特征
岩浆岩是由常见的几十种矿物所组成的。其中以橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石和石英等7种矿物为最主要,通常它们占岩浆岩总量的90-99%以上.根据化学成分,这7种主要造岩矿物可分为暗色矿物和浅色矿物两大类
岩浆岩常见的结构
全晶质结构(主要包括粒状结构、似斑状结构等)、玻璃质结构和半晶质结构(包括斑状结构等)。
岩浆岩常见的构造
块状构造、斑杂构造、带状构造、流动构造、流纹构造、气孔构造、杏仁构造和晶洞构造等。
岩浆作用
岩浆是上地幔和地壳深处自然形成的以硅酸盐为主要成分的高温(700-1300℃)、黏稠、含有挥发性组分的熔浆流体。
岩浆在地下深处形成后,由于具有巨大的活动性和承受的巨大的压力作用而常向着压力低的地方(地壳的破碎处或薄弱地带)运移和聚集,侵入地壳或喷出地表,冷凝成岩石。
通常,把岩浆的形成、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程,称为岩浆作用
按硅酸盐中SiO2含量,岩浆可分为四种基本类型:
酸性岩浆(SiO2> 65%)
中性岩浆(SiO265-52%)
基性岩浆(SiO252-45%)
超基性岩浆(SiO2< 45%)
侵入岩 岩浆在向上运移、侵位后,在地壳上部某处冷凝下来,这个作用过程就叫侵入作用,此时冷凝而成的岩石就称为侵入岩。
常见的侵入岩:
酸性岩类——花岗岩 中性岩类——闪长岩 基性岩类——辉长岩
超基性岩类——橄榄岩 碱性岩类——正长岩
岩浆直接喷出地表后, 才冷凝成岩的作用过程叫火山作用。喷出地表的岩浆,冷凝而成的岩石叫做火山岩或喷出岩。
常见火山岩:
酸性岩类——流纹岩 中性岩类——安山岩 基性岩类——玄武岩 超基性岩类——科马提岩 碱性岩类——粗面岩
岩浆演化:
(1)岩浆在向上运移和冷却过程中,由于重力作用或物理、化学条件的影响,使成分比较均一的岩浆分异为几种成分不同的岩浆,并进而冷凝而成为各种不同的岩浆岩,这种过程就称为岩浆分异作用。
(2)岩浆在向上运移过程中还可以利用较高的温度局部熔化周围岩石,或者以其较高的流体压力冲破围岩的阻挡而向上侵位,使围岩破碎并落入岩浆体内,使其逐渐趋向于变成岩浆体的一部分。这种作用可称为同化作用。由于岩浆不断熔化各种围岩的结果,岩浆本身的成分也发生了“混染”。这种作用就称之为混染作用。同化作用与混染作用,是从两个侧面来描述同一个作用过程,围岩被岩浆所同化,岩浆则被围岩所混染。
(3)由两种或两种以上岩浆以不同比例混合,产生一系列过渡类型岩浆的过程称为岩浆混合作用。
岩浆岩体的产状是指岩体的形态、大小、与围岩的接触关系以及它形成时所处的深度与环境。
根据岩浆侵位深度不同,岩浆岩的产状可以分为深成侵入体(深度>3千米),浅成侵入体(深度0~3千米)和喷出岩体
浅成侵入体的规模一般较小(几十—上千米),常见的产状有岩床、岩墙、岩盖、岩盆。
变质作用与变质岩
变质作用
是指在地下特定的环境中,由于温度、压力或流体作用的影响,使原岩在基本上为固态条件下,发生物质成分与结构、构造变化。由变质作用所形成的新岩石称为变质岩。所谓原岩,可以是三大类岩石中的任何一种,一旦它们所处的物理、化学环境与原来不同,在一定的温度、压力或流体影响下就可发生变质作用。
变质作用的主要方式
(1)重结晶作用 是指岩石在固态下,同种矿物经过有限的颗粒溶解、组分迁移,然后又重新结晶成粗大颗粒的作用,在这一过程中并未形成新矿物。
(2)变质结晶作用 是指在变质作用的温度、压力范围内,在原岩总体化学成分基本保持不变的情况下(挥发分除外),原有矿物或矿物组合转变为新的矿物或矿物组合的作用。由于这种变化过程多数情况下涉及岩石中各种组分的重新组合,并以化学反应的方式完成,故又称重组合作用或变质反应
3)交代作用 是指变质过程中,化学活动性流体与固体岩石之间发生的物质置换或交换作用,其结果不仅形成新矿物,而且岩石的总体化学成分发生改变。
4)变质分异作用 指成分比较均一的原岩,经变质作用后,形成矿物成分不均匀分布的过程。
变质岩的矿物组成
• 在变质岩中不仅可以见到岩浆岩中常见的七种造岩矿物,还可以见到变质岩中特有的矿物,如:绿泥石、绢云母、十字石、石榴子石、蓝晶石等。
• 变质岩中某种矿物和矿物组合的出现,代表了一定的温度和压力条件,是研究变质作用环境的重要标志。
构造运动的基本方式
• 构造运动是指促使岩石、地壳乃至岩石圈发生变形、变位的一种内动力地质作用。构造运动的产物称为地质构造。
• 根据构造运动的方向分为水平运动和垂直运动。
• 水平运动是地壳或岩石圈块体沿水平方向移动。(表现为相邻块体的汇聚、分离、剪切错开等)
• 垂直运动是相邻块体发生差异性升降。
• 在较大范围内,构造运动即表现出水平运动,又表现出垂直运动的双重特征。反映了地壳运动的复杂性。
岩层产状的三要素
• 走向:层面与水平面交线称走向线,走向线所指的方向称走向。
• 倾向:垂直走向线向下引出倾斜线,倾斜线在水平面上投影所指的方向称倾向。
• 倾角:倾斜线与水平面之间的夹角称倾角。
断裂构造
• 岩石受力后发生的不连续破裂变形称断裂,断裂包括节理和断层两种基本类型。
节理:岩石破裂后未发生显著位移称节理。
断层:破裂的岩石沿破裂面发生显著位移称断层。
褶皱类型
• 岩层受力后发生的连续弯曲变形称褶皱构造,有背斜和向斜两种基本类型。
• 背斜:岩层向上弯曲,核部出现老地层,两翼对称重复出现新地层。
• 向斜:岩层向下弯曲,核部出现新地层,两翼对称重复出现老地层。
褶皱要素
• 核部:褶曲岩层的中心。
• 翼部:褶曲岩层的两侧。
• 枢纽:岩层面内最大弯曲点的连线。可以是直线,也可以是曲线,可以是水平线,也可以是倾斜线。
• 轴面:大致平分褶皱两翼的假想对称面,即由枢纽组成的假想面。可以是平面,也可以是曲面。
地质灾害
• 地壳运动及其发展演化过程中,由各种地质作用形成和出现的灾害性地质事件,称为地质灾害.
• 受控于自然环境,又受人类活动影响.
• 地质灾害种类繁多,其中以自然成因为主的突发性地质灾害主要有地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流等。
地震
• 地震是大地的快速震动,属于地壳构造运动的一种特殊形式。
• 在地震过程中,地壳或岩石圈不仅表现出明显的水平运动和垂直运动,而且还可造成明显的岩石变形。
震级:表示地震的大小,与地震时震源释放的能量大小有关。20世纪年代,里克特别引入震级的概念,因此又称里氏震级。
地震裂度:表示地面及建筑物遭受地震影响和破坏的程度。
地震基本裂度:是指某地区今后一定时期内,在一般场地条件下可能遭受的最大裂度。
一次地震只有一个震级。
地震的分类
• 按照震源的深度分类:
浅源地震---震源深度小于70km 中源地震---震源深度70—300km
深源地震---震源深度大于300km 破坏性地震一般是浅源地震。
• 根据成因分为天然地震和人工地震
1)天然地震
• 构造地震—由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来而产生的地震。占地震总数的90%以上。破坏重。是地震监测预报、防灾减灾的重点对象。
• 火山地震—由火山喷发引起的地震。7%。一般都发生在活火山地区,一般震级不大。
• 冲击地震---岩洞崩塌(陷落地震)、山体崩塌及滑坡、大陨石冲击地面(陨石冲击地震)等某些特殊情况下会产生。占3%左右。破坏范围非常有限。
2)人工地震---是由人为活动引起的地震,如工业爆破、地下核试验产生的地震,在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力,有时也会引发地震。其中,水库诱发地震已引起了人们的广泛关注。
根据地震的主次分类
• 主震—在一个地震系列(同一震源体内具有成因联系的一系列地震)中把特别大的一次地震称为主震。
• 余震—主震以后发生的。
地震分布规律
• 1)环太平洋地震带
• 2)地中海-喜马拉雅-印度尼西亚地震带
• 3)洋中脊地震带
• 4)大陆裂谷地震带
从地理位置来看世界上有两大地震带:环太平洋地震带和地中 海---喜马拉雅地震带
火山灾害
岩浆喷出地表的地方叫火山
• 火山喷发是地球内部物质和能量在岩石圈较脆弱处骤然强烈释放的一种形式。
火山喷发类型
按照火山通道的形状,可分为裂隙式火山与中心式火山。
中心式火山喷发
按照爆炸的强弱程度,可分为猛烈式、宁静式和递变式三种。猛烈式,又称培雷式火山,以猛烈地、突发性爆炸为特征。它以喷出中酸性岩浆为主。此类火山常构成园锥形的火山,称为火山锥,宁静式火山,又称夏威夷式,以宁静地溢流出炽热熔浆为特征,几乎无爆炸现象,岩浆以基性为主,粘度小,易于流动,熔岩流冷凝下来常构成盾形火山或熔岩台地。递变式火山,岩浆以猛烈爆发与宁静溢流交替喷出为特征,多数火山属于此种类型。
火山喷出物:
气态喷出物:以水蒸气为主,含量达70%以上,此外,
有CO2、SO2、N2、H2S以及少量的CO、H2、HCl、NH3、
NH4Cl、HF等。
液态喷出物:火山喷初的液态物质称为熔浆,熔浆与
岩浆的区别在于前者挥发分较少。熔浆冷凝后形
成的岩石称为熔岩。按SiO2的含量主要分为酸性、
中性和基性三类,而超基性熔浆为数不多。
固态喷出物:由于气体的膨胀及其所派生的冲击作用,
是火山喉管基火山口附近的岩石被炸碎并抛射出
来、为冷凝的岩浆呈团快、细滴喷射出来并在空
中或降落后凝为固体,也统称火山碎屑物。主要
有火山弹、火山块、火山砾和火山灰。
火山地形
中心式火山喷发形成的地形常呈锥状,称为火山锥。在火山锥的顶部常有低洼的部位,略呈圆形,边缘很陡,火山物质由此喷出,称为火山口。火山喷发停止后,火山口积水就成为火山口湖。与火山口相连的岩浆通道叫火山喉管(也称火山颈)。
裂隙式喷发形成的地形为熔岩流和熔岩被
滑坡和崩塌
崩塌
斜坡上的岩块、土体在重力作用下快速向下坡移动,称为崩塌。崩塌主要包括土崩(土体),岩崩(岩石)、山崩(涉及到山体)、岸崩(岸边)等类型。
特点:
下降速度快,发生突然;崩塌体脱离母体运动;崩塌体的垂直位移大于水平位移。
滑坡
• 滑坡指斜坡上的大块岩(土)体在重力作用下沿着滑动面整块地向下滑动。
• 滑坡基本保持了岩土的完整性。
联系和区别
联系:
• 相伴而生
• 产生于相似的地质构造和地层条件下,具有相同的触发因素、相似的前兆和相同的次生灾害,二者可相互转化。如崩塌物不断增加,可诱发滑坡,滑坡体后缘的高陡岩壁会因断裂而发生崩塌。
区别
• 1)与母体关系不同,崩塌脱离母体,滑坡很少脱离母体;
• 2)运动本质不同,崩塌主要发生倾倒、坠落,而滑坡主要发生滑动且具有切向位移;
• 3)斜坡坡度不同,崩塌坡度常大于45度,而滑坡坡度一般大于10度并小于45度;
• 4)整体性不同,崩塌后崩塌体破碎零乱,滑坡体整体性好。
泥石流
概念
• 泥石流是由于降水而形成的一种挟带大量泥沙、石块等固体物质,突然爆发、历时短暂、来势凶猛、具有极大破坏力的特殊洪流。
• 是在一定的地理条件下形成的由大量土石和水构成的固液两相流体。
• 泥石流是山区爆发的特殊洪流,陡峭的沟谷、大量松散堆积物和充足的水源是泥石流的形成条件。地震多分布在现代地壳活动强烈地区一般来说,地震频繁的地区,山体中断裂发育造成岩石破碎,为泥石流的形成提供了充足的物质,一旦遇暴雨,就很容易诱发泥石流
区分滑坡和泥石流发生的异同
滑波和泥石流主要发生在地表起伏较大的地区,如山区。在地表植被差及地表结构遭到严重破坏的地区,它们容易发生。
• 它们发生过程的相同点表现在:主要是重力作用影响下形成的;在一定坡度上物质向下运动;人类活动可诱其发生。
• 两者的不同处表现在:运动物质的体积大小不同;形成泥石流必须有水的参与。