地质学基础论文(精选8篇)
章大港 地质学基础
绪 论
一 地质学的研究对象和内容: 1研究对象
-地壳地幔地核-地壳地幔的上部-岩石圈-物质组成、形成、分布及演化规律,主要是地球表面;地质学重点研究地下。2研究内容包括:
1)地球的物质组成、分布特征、形成过程及其演化过程 2)地球的内部结构 3)地球的形成和演化历史 4)矿产资源、能源和水资源 5)地质灾害 3 分支学科:
a矿物学、岩石学(物质组成及其变化规律)b构造地质学(地球结构、地壳运动及地表形态形成发展变化规律)c地史学、地层学、古生物学(形成的历史演变规律)
d矿床学、石油天然气地质学、水文地质学、找矿勘探地质学(各种矿产形成分布规律及其调查勘探的理论和方法)
e地震地质学、环境地质学及旅游地质学(防灾及保护和利用环境); 二 地质学的特点和研究方法 1特点:
a空间的广泛性与微观性(周长4W公里,表面积5亿平方公里、化学成分及化学元素的特性、晶体结构、气体分子的特征)
b整体性与分异性或差异性(各圈层相互影响和渗透、不同地区的地理环境及水文地质条件,大陆海洋丘陵等)
c 时间的漫长性与瞬间性(46亿年、海陆形成、山脉形成缓慢几百万甚至上千万、天气的变化、地震火山喷发等瞬间的)
d自然过程的复杂性及有序性(不可逆性,增加了研究的难度、具有内在规律是重要的研究任务)2地球科学的研究方法:
1)野外调查(自然界是地质学的“天然实验室”,野外调查是地质工作者最基本、最重要的环节,它能获取研究对象的第一手资料,像野外的地质调查、水系与水文调查、自然地理调查、土壤调查、资源与环境调查等等;石油工业的区域地质调查…)
2)仪器观测(是获取研究对象定性和定量资料的重要手段;可以获得研究对象的物理性质、化学性质、参量的静态特征以及动态变化,为我们科学的分析和推理提供了依据)
3)大地测量(大地水准测量和大地三角测量,21世纪的海洋测深技术提供了重要的地质依据,激光测距、人造卫星定位技术,即GPS技术)
4)航空、航天和遥感技术(航空照片、卫星影像等,来获得大区域的动态资料)5)实验室分析、测试与科学实验(主要目的是在研究对象中提取所需要的各种样品和标本,在实验室进行分析和测试,以获取物质成分、结构,物理和化学性质,以及形成历史等方面的定性和定量的资料,并且来通
过我们设计的科学实验来分析和推断它形成和演变的过程和发展趋势等等)
6)历史比较法(地质学中的最基本方法。总体思路,即将今论古或称现实主义原则,对现代地质学的发展起到了重要作用)
7)综合分析(自然过程的复杂性和不可逆性决定了地球科学必须采取综合分析的研究方法;自然过程的不确定因素太多;自然过程的多解性(不确定性),决定要了地质学要采用综合分析方法)
8)电子计算机技术应用(不可缺的手段和方法,计算机向各个领域都有渗透;数据量大、模拟的演变过程太复杂、靠计算机模拟很快,结构只管。最早的应用领域:一是军事领域,二是地球物理学勘探领域)地球科学研究的工作程序 1)资料收集
根据研究课题需要,尽可能详尽地收集各种数据,样品和其他资料(包括野外调查、仪器观测、已有的各种资料和成果等等。2)归纳、综合和推论
对所收集的资料进行加工整理、归纳,综合,并作出符合客观实际的推论 3)推论的验证
通过生产实践活科学实验来证实或检验推论是否正确,并在实践的过程中不断地修正错误、提高认识、总结规律。
三 地球科学的发展简史与未来展望
地球科学的发展大致分为三个阶段,即:
古代地球科学知识的萌芽与积累阶段(17世纪以前)
地球科学的主要学科的创立与初步发展阶段(17-19世纪)地球科学的革命与全面发展阶段(20世纪至今)
现在地球科学正处在一个革故鼎新的关键时期,可以预见不远的将来,地球科学将进入一个全新的、更成熟的发展新阶段。
四 本课程的性质、内容、重要性和学习方法(理解与记忆,看图作图、想象与推测、培养兴趣)性质:基础性
内容:地球概述、地质作用、矿物、岩浆岩与变质岩、沉积岩、沉积相、地层、地质构造 重要性: 石油和天然气储存于深埋地下的岩石孔缝、裂缝之中,油气藏作为含有油气的地质体是主要的研究对象,各项工作都是在地质研究和地质资料的基础上进行的,十分重要。谁掌握地质知识越丰富,将来工作中就越有成效。
《地质学基础》听课笔记:02 主要名词 概述 表面形态 高低不平65%陆地在北半球(陆半球)35% 南半球(水半球)2 物理性质 3 地球结构 4 地壳物质组成
1地球形状、大小(大地水准面)接近椭球体 形态特征 有一系列呈弧形或线状展布的山系 有众多湖泊和河流组成的水系 地表形态 山地 丘陵平原 高原 盆地 裂谷 海底表面形态 海洋 :洋 海 陆间海 陆缘海 洋(中)脊、洋隆 海岭 大洋盆地 海山 岛弧/海沟 大路边缘:大陆架 大陆坡 大陆基
2物理性质 密度及变化 推测地内必有密度大的物质 压力及变化
地球重力 重力变化,重力异常,重力勘探
(我国重力分布 地球内部重力变化)由于地质构造,造成重力异常 大地地表形态
山地;海拔500 米以上 相对高差200米 丘陵;海拔500米以下 先对高差200以下平原:面积广。坡度平坡脚不明显 高原;海拔600米以上
盆地; 周围是山地或高原,中间凹下且平
裂谷;路上宏伟的线状低洼谷,长几千公里,宽几十公里两侧或一侧为裂谷 海地表面形态
陆缘海受岛屿或半岛环抱 陆间海;位于两大陆之间的洋脊海岭 海底的山脉叫海岭贯穿洋盆呈线状延伸几千公里的海岭 其顶部中央有裂谷的称脊或洋中脊;顶部伍明显中央裂谷的称为洋隆.大洋盆地 地球表面最大洼地
海山
洋底孤立龙骑地形 h>1000m 多成圆锥形
岛弧与海沟
《地质学基础》听课笔记:03 第三讲 地球的磁性
地磁场
地磁三要素 磁偏角 磁倾角 地磁场强度 地磁场变化(随时间的变化)短期变化 磁暴 长期变化 地磁异常:实际观测的地磁与地球正常场的差异 磁法勘探
古地磁:地质历史时期的磁场 4地电
与地内物质的磁导率和电导率有关
根据大地电磁场的分布及其频率的变化,可研究地球内部高导层的分布及深度 地电异常:指示矿体或地质构造的存在 5放射性
主要在地球表层
岩浆岩中
6地热 来源放射能
重力能 旋转能 太阳辐射能 地球从表到里 外热层,常温层,内热层 地温梯度
地温级 热流 地热异常 地热 勘探
7地球的弹塑性:表现地震波 固体潮 地球形状,赤道突起
是地内物质能发生变形 运动和位移的重要原因
地震波传播特点是了解地内各圈层物质特性的主要线索和依据 地震波速大小与介质有关 体波(纵、横)面波 地震勘探 3 地球的结构
内圈 两个地震波速变化界面 莫霍面 古登堡面 低速带(范围划定看不清)弹性、密度,压力等的变化
内部全层划分 地壳(结构)地幔(俩面之间)地核 范围,特点等 外圈 大气圈(结构)水圈(可循环,地质作用主要动力来源)生物圈
内圈结构 内部圈层划分依据 地震波速度变化明显的深度,说明成分或物态上有变化 横波(s)纵波(p)有折射和反射 地壳:特点 4 岩石圈 软流圈 4地壳的物质组成化学组成 分布特点
矿物 岩石
《地质学基础》听课笔记:04 第二章 地质作用 作用 概念 类型 能量来源
内动力地质作用(内能引起,作用在整个地壳甚至整个岩石圈)地壳 地震。外动力地质作用(外能引起,作用在地壳表层)风化 河流。类型:内、外
内:地壳运动(按运动方向:升降、水平)褶皱 扩张 变形。构造运动:现代、新、古 地震 类型 参数 地震带 3岩浆作用 概念 特点 成分
特点成分:硅酸盐为主,次为金属硫化物 氧化物 富含水蒸气二氧化碳 硫化氢等挥发组分 温度:无法直接测量 实验模拟测量 火山喷发:火山弹 火山灰 火山尘 类型:火山作用 侵入作用 岩床 岩盖 岩盆 岩基 岩株 岩墙 活火山分布(与地震带分布联系)火山的各个部分
岩浆起源 温度升高或压力下降---局部熔融 一元论 多元论 岩浆演化
1 关于基础地质的工程勘察工程的分析
1.1 野外勘察环节是工程勘察工程的一个重要环节。
它是获得第一手资料的主要来源基础。在野外勘察当中, 对于搜集相关的地质资料它不仅可以全面的了解施工现场的主要地形地貌、施工的具体条件、以及地质等方面的条件, 从而可以降低勘探工作量, 也不必做无用功, 从而在勘测过程当中做到有的放矢, 并且科学合理的应用勘察技术。
1.1.1 在获取原始的地质资料时, 由于勘察岩土工程的时间一
般较短并且任务较重, 所以, 对于原始资料的获取就必须要全面、准确, 这也是作为勘察工作为最基本的条件, 如果误判有误则会影响到勘察工作的质量。因此必须要做到几点:a.在进行野外勘察划分地层时的划分时要科学、全面。b.根据岩土的状态、色泽以及湿度、岩心采取率等方面的具体指标进行划分。c.在多钻机进行作业的具体情况, 要进行勘察的统一编录, 防止勘察资料出现定性、描述、分层等问题从而不能统一的现象。d.必须要对勘察的原位测试按照规定严格进行。
1.1.2 在进行采样碎石类的土时由于会具有一定的难度, 同时
也会出现较低的岩心采取率, 所以就很难发现碎石类土的软弱夹层, 并且碎石也具有很好的承载力, 然而它的均匀性会影响到基础地基产生变形, 所导致建筑出现变形以及不均匀的现象发生, 对此, 可以通过连续贯入的方法从而发现碎石土是否存在软弱夹层, 以判断碎石土的密实程度以及均匀性。
1.2 在基础地质的室内测试过程中会存在一些问题, 一方面就
是传送地质的岩土样时当送达试验室以后却没有进行及时的测试, 另一方面就是没有按照具体的操作要求标准进行试验。比如, 在要求对饱和土进行试样时, 如果测试没有按照相关的规范标准在达到一定的饱和时间;如果岩石固结试验中的压力值没有达到附加应力与上覆自重应力相加的总和要求;在部分的固结测试当中都没有按照相关的规范标准做好平行测试, 而提供的勘察报告也不具有可靠的准确性, 并且会存在与现场数据出现矛盾的问题, 从而对工程投资造成一定的浪费等一些相关问题。所以, 在对基础地质进行室内的试验过程当中必须要对送达的岩土样及时的开样测试, 必须按照国家的规定的标准要求对其进行操作试验。由于对岩土在进行室内试验时, 它主要可以对其测定物理力学的性质, 但是必须要建立在原状土以及岩样, 并且通过正确的科学试验方法对其分析, 如果缺少任何一个层面都会降低试验的准确度。其主要的原因有几方面:a.对于原状土以及岩样的保管、采取, 必须要根据不同的岩石和土应用匹配的取样器, 当遇到软土时则可以应用薄壁的取土器, 而遇到较为坚硬的土时, 则应用二重管的取土器, 并且在取样后应妥善保管。b.在送样时必须要及时, 合理的存放, 防止土样出现受热或者是振动等情况。c.在划分土石样的性能时, 必须要全面了解每种土的地质性质, 并且充分掌握具体的分布区域情况。例如, 一般膨胀土主要的特征就是塑性以及液限的指数较高, 并且存在裂隙, 当进行压力固结试验的过程中, 如果在50以及100k Pa时则百分表就会测出其变形量小于荷载作用下的仪器变形量。而对粉土进行定名时应注意塑性的指数, 也应注意到粒径的标准与颗粒的质量指标等。此外, 对粉土的承载力进行液化判别以及深宽修正时必须要按照它的粘粒含量进行计算, 所以, 必须要做好地质中的粉土粘粒含量工作, 选用合理的工程剪切方法。如果在地质性质中出现较差的粉质粘土在做直剪的试验时, 然而剪切的强度指标又具有较差的回归性, 对此, 其强度指标就只能在岩石工程当中作为参考资料应用了。
2 工程地质中主要地基问题
2.1 主要地基问题
2.1.1 填土问题。
在对建筑物基槽施工中, 常遇到人工填土、冲填土在槽底残留, 老城区尤为多见。一般情况下应挖除松散填土, 将基础放在原状土层或基岩上。但经常由于施工条件受限等原因未能全部挖除, 而形成填土仍在槽底残留问题。
2.1.2 局部软土问题。
对跨场地边缘或范围较小的软弱土层, 勘察时不易查清或遗漏, 但在地槽施工开挖时容易揭露出来, 验槽时应查明其深度和分布范围, 必要时分析软土的密度和力学性质。
2.1.3 地下洞穴及掩埋物问题。
在城市建筑施工中, 常遇到被松散填土充填的古井、洞穴或其它地下构筑物, 如防空洞、线等。这些掩埋物尽管存在于地基的局部地段, 如不作处理, 将会影响建筑物的均匀沉降及安全使用。
2.1.4 相邻建筑物的相互影响问题。
新施工建筑物与老建筑物的基础相近或相邻, 可能会引起老建筑物的不均匀附加沉降, 同时还可能会牵制和影响新建筑物的均匀沉降。如不作适当处理, 将会给相邻建筑物的安全使用造成隐患。
2.2 相关处理方法
2.2.1 填土和软土处理。
当基槽中残留的松散填土或软土厚度较小时, 应清挖至原状土, 用级配砂石回填, 也可用灰土、素土或粗砂回填夯实。对局部填土或软土较厚, 采用换土法受限或不经济时, 也可用人工挖桩 (土墩) 或预制短桩, 穿过填土或软土至原状土层上。根据工程情况也可采用砂石挤密桩, 粉喷桩复合地基或用硅化法加固软土地基等方法进行处理。
2.2.2 地下洞穴及掩埋物处理。对古井、洞穴和古墓等处理一般采用挖除杂土至原状土, 用级配砂石、灰土和素土夯实的方法处理。
2.2.3 相邻建筑物地基处理。
当新旧建筑基础相近或相邻时, 应调查分析相邻建筑基础埋深情况, 尽量使新旧建筑基础埋深一致, 以减少其相互间沉降方面的影响。对重大荷载的建筑, 可设人工挖孔桩 (墩) 或钻孔灌注桩, 将桩端持力面选放在对相邻建筑沉降影响深度以下土层上, 以防止引起新的不均匀沉降, 保证相邻建筑物安全。
结束语
工程地质专家和岩土工程师抓住机遇, 在完成工程任务的同时, 发扬创新精神, 提出更先进的科学理论和实用技术。要结合重大工程问题创新, 结合中国特点创新, 从概念上突破, 才能领导国际潮流, 将我国工程地质和岩土工程的科技水平推向新的高度, 走在世界前列。
参考文献
[1]GB-50021-94, 岩土工程勘察规范[S].[1]GB-50021-94, 岩土工程勘察规范[S].
[2]邢广锐.探析基础地质在岩土工程勘察中的应用[J].黑龙江科技信息, 2010 (36) .[2]邢广锐.探析基础地质在岩土工程勘察中的应用[J].黑龙江科技信息, 2010 (36) .
[3]陈俞佐.浅谈岩土工程勘察的基础技术问题[J].中国科技纵横.2010 (8) .[3]陈俞佐.浅谈岩土工程勘察的基础技术问题[J].中国科技纵横.2010 (8) .
关键词:地质勘察;基础地质工程;应用方式
前言
地质工程在作业时在地质上的探查测量等一些技术上是非常重要的,如果想要一个高质量的工程,对于环境的勘察是必要的而且是必须要去做的,为促使工程整体建设中的各项分项建设环节的统一性及协调性,地质勘察人员必须进行有计划、有目的的勘察工作,为地质工程建设打下良好的工作基础,并应努力改进地质勘察技术与手段,提高勘察质量及勘察效率。与此同时,我国是人口大国,人均国土资源占有量較其他国家较少,所以对我国经济发展而言,如何使有限的国土资源发挥最大的作用是地质工程建设的重要内容,而活用地质勘查能发现更多可堪利用的国土资源,能够将有限的资源最大化的利用起来,起到了助推我国经济高速发展的作用。
1、基础地质勘查工作的重要作用
在工程作业过程中基础作业环节有着至关重要的作用,直接关系着整个工程的作业的质量和未来建设过程的效率和质量,所以必须要重视基础地质工程建设。在建设过程中建设企业应该针对实际状况选择专业的地质勘探人员搜集地质资料,并且科学分析地质数据获得相应指标,在建设过程中确定合适的施工方案。如果这一过程中出现误差,就会影响整个工程的中期和后期建设。因此,这项工作有着重要意义。
2、分析基础地质的工程勘察工程
作为地质的技术性作业的第一项重要的工作就是环境的勘察,能拿到非常珍贵的资料的重要途径,通过这一过程可以有效了解施工地点的地质状况,包括施工条件、地形地貌特点以及地质状况等等。野外勘察可以有效降低勘察的工作量,通过科学的勘察技术确保工程质量。在实际工作过程中勘测岩土需要大量时间,但是由于工程时间的限制,使得这项工作任务繁重。因此,在获取第一手资料时必要保证其全面性和精准性,这也是在勘测过程中必须要做到的。如果在勘测过程中出现误差就会对整个工程产生至关重要的影响。在勘察过程中必须要做到以下几点:科学划分业务勘测地层。在勘测过程中要依据当地岩土实际情况选择合适的指标;采取多机进行勘测时要制定统一的编录;严格按照勘测的规则进行。
2.1 采样碎石类的土存在难度
在采样碎石类土时工作难度较大,而且这一过程的岩心采取率也是比较低的。这类土壤的脆弱夹层很难被发现,虽然碎石的承载力也比较好,但是这类土壤会造成地基变形问题,最终使得建筑出现变形或者不均匀现象。所以,在勘察过程中必须要对碎石的密度和均匀性进行全面分析。基础地质的室内测试存在难度在室内测试基础地质时也存在很多我那天,包括没有在实验室对传送的地质岩石样品进行技术测试;没有依据科学的方式进行试验等等。这些问题都会造成试验数据的不准确性,使得测试出的结果不准确,影响工程建设质量,也浪费了大量成本。所以,在进行基础地质状况的室内测试时必须要严格按照相关的规定进行,及时将送来的岩石样品进行测试,这样才能获取科学准确的数据,为工程项目建设提供准确的资料,提高工程建设质量。
3、工程地质中存在的地基问题和解决方式
1) 相邻工程的相互影响问题新作业工程与旧的已经完成的工程的基础相衔接,可能会引起老的已经完成工程的不均匀附加沉降,同时还可能会牵制和影响新建筑物的均匀沉降。如不作适当处理,将会给相邻建筑物的安全使用造成隐患。2)填土问题在对建筑物基槽施工中,常遇到人工填土、冲填土在槽底残留,老城区尤为多见。一般情况下应挖除松散填土,将基础放在原状土层或基岩上。但经常由于施工条件受限等原因未能全部挖除,而形成填土仍在槽底残留问题。3) 局部软土问题对跨场地边缘或范围较小的软弱土层,勘察时不易查清或遗漏,但在地槽施工开挖时容易揭露出来,验槽时应查明其深度和分布范围,必要时分析软土的密度和力学性质。4)地下洞穴及掩埋物问题在城市建筑施工中,常遇到被松散填土充填的古井。洞穴或其它地下构筑物,如防空洞、线等。这些掩埋物尽管存在于地基的局部地段,如不作处理,将会影响建筑物的均匀沉降及安全使用。
3.1 相应的解决方法
1) 相邻工程地基处理当新旧工程地基相近或相邻时,应调查分析相邻工程地基埋置情况,尽量使新旧工程基础埋深一致,以减少其相互间沉降方面的影响。对重大荷载的建筑,可设人工挖孔桩(墩)或钻孔灌注桩,将桩端持力面选放在对相邻建筑沉降影响深度以下土层上,以防止引起新的不均匀沉降,保证相邻建筑物安全。 2) 地下洞穴及掩埋物处理对古井、洞穴和古墓等处理一般采用挖除杂土至原状土,用级配砂石、灰土和素土夯实的方法处理。3)填土和软土处理当基槽中残留的松散填土或软土厚度较小时,应清挖至原状土,用级配砂石回填,也可用灰土、素土或粗砂回填夯实。对局部填土或软土较厚,采用换土法受限或不经济时,也可用人工挖桩(土墩)或预制短桩,穿过填土或软土至原状土层上。根据工程情况也可采用砂石挤密桩,粉喷桩复合地基或用硅化法加固软土地基等方法进行处理。
结束语
基础地质工程在我们工程作业过程中必不可少可以说起着决定性作用,这是影响整个工程进度的决定性过程。在操作过程中必须要合理规划施工环节的每一个机会,结合工程实际状况合理选择施工方案,避免由于工程失误和重复问题而造成的施工成本增加问题。在施工前必须要合理进行施工勘察,选择适当的勘察方式,严格按照相关勘察规则和技术进行,保证勘察结果的准确性和科学性,再依据勘察结果合理规划施工方式,这样才能建设质量更高、更加科学和高效的工程项目,满足当前我国经济和社会发展的实际需要。
参考文献
[1]张娟.基础地质工程与地质勘察应用探讨[J].黑龙江科技信息,2012(34):75.
[2]高仁忠.基础地质工程与地质勘察应用探讨[J].黑龙江科技信息,2013(14):116.
3详见书上15页表格。
4简述肉眼鉴定矿物的主要内容:肉眼鉴定矿物主要是根据矿物的颜色、光泽、条痕、解理、硬度的特点来进行鉴定工作,所需的简易工具:小刀、放大镜、磁铁、瓷板。5岩浆岩的主要造岩矿物包括哪些?简述鲍文反应系列。长石(正长石、斜长石)、石英、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石六种。鲍文反应系列是指岩浆在冷却时,主要造岩矿物的结晶析出遵循一定的顺序,可划分为两个系列,即斜长石的连续反应系列和暗色矿物的不连续反应系列。6.全球地震大多集中在那三个地震活动带上?
环太平洋地震带,地中海—印度尼西亚地震带,洋脊地震带。大陆裂谷地震带。7.何为地质作用?简要说明内外动力地质作用类型和区别。
引起地球(或地壳)的物质组成,内部结构和地表形态不断运动、变化和发展的各种自然作用,统称为地质作用。
地质作用的类型:内动力地质作用:由地球内能引起的、作用在整个地壳甚至整个岩石圈的地质作用。根据动力及作用方式分:构造运动,地震作用,岩浆作用,变质作用.外动力地质作用:由地球外能(太阳能、日月引力能)引起的、作用在地壳表层的地质作用。按作用方式分:风化作用,剥蚀作用,搬运作用,沉积作用,成岩作用。8.什么叫变质作用?可分为那几种作用形式? 指地壳运动,岩浆活动过程中,使原来的沉积岩,岩浆岩发生结构,构造和矿物成分的变化。分为动力变质作用,接触变质作用,区域变质作用,混合岩化作用.9.什么叫岩浆作用?可分为那几种作用形式?全世界的活火山主要分布在那几个带上? 岩浆从形成、运动、直到冷凝、固结成岩的全过程。分为浸入作用和喷出作用。分布在环太平洋火山带,地中海--印尼火山带,洋脊火山带,大陆裂谷火山带。10.依据二氧化硅的含量及岩浆岩产出的部位,简述岩浆岩的简单分类。详见书上96页。
11简要说明三大岩石演变关系及之间差别
沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩。在地表常温、常压条件下,岩浆岩和变质岩又可以通过母岩的风、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。变质岩和沉积岩当进入地下深处后,在高温高压条件下又会发生熔融形成岩浆,经结晶作用而变成岩浆岩。12说明碎屑物质在机械搬运过程中的变化
化学性质不稳定和质软的碎屑越来越少,碎屑粒度越来越小,圆度越来越好,分选也越来越好。
13什么叫风化壳,风化壳形成主要受哪些因素影响?
残积物和经生物风化作用形成的土壤层等在陆地上形成的不连续薄壳。影响风化壳形成的外因很多。首先是大地构造单元。其次是生物气候条件,再次是时间因素。14化学风化有哪些作用方式
氧化作用,溶解作用,水解作用,水化作用,生物化学作用。15简述河流阶地的形成过程
当一个地区受到构造上升或气候剧变,促使河流在它以前的谷底下切,原谷底突出在新河床之上,成为近于阶梯状地形,即河流阶地。
16简述海蚀槽,海蚀崖,波切台地,波筑台地的形成过程
海蚀槽是在海浪和潮汐破坏下,在岸壁基部海浪到达的高度附近,形成沿海岸延伸的凹槽。海蚀崖是海蚀槽继续扩大,加深,海蚀槽上部岩石失去支撑形成的陡峭崖壁。波切平台海蚀崖在海浪作用下不断后退,在海蚀崖前形成由基岩组成的微向海倾斜的平台。波筑台地是底流把剥蚀海岸的物质带到波切台外靠海水的一侧沉积下来形成。17论述沉积岩的形成过程
沉积岩的形成经过的四个阶段:母岩的破坏阶段、搬运作用阶段、沉积作用阶段、成岩作用阶段。
18论述沉积岩的分类
一由母岩风化产物组成的沉积岩,二主要由火山碎屑物质组成的沉积岩三主要由生物遗体组成的沉积岩。
19简述内碎屑,鲕粒的成因
内碎屑是水盆地内已沉积的弱固结碳酸盐沉积物经流水或波浪冲刷搅动成碎泥块原地堆积或近距离搬运,沉积而成。20论述沉积岩结构,成因分类 21简要说明机械沉积分异作用
机械沉积分异作用是碎屑物质在搬运和沉积过程中按颗粒的大小、密度、形状、矿物成分进行分异的作用。
22碳酸盐岩的结构组分包括几种?生物碎屑,鲕粒,和造礁生物各属于哪种组分?
碳酸盐岩的结构组分包括粒屑组分,晶粒组分,生物格架组分。分别属于粒屑组分,粒屑组分,生物格架组分。
23沉积相的主要类型有哪些 陆相、海陆过渡相和海相
24简述河流沉积相的主要特征,以及河流相的划分。
岩石组合,结构,沉积结构,生物化石,横向和垂向变化,相组合。河流相根据环境和沉积物特征可进一步划分为河床亚相,堤岸亚相,河漫亚相,牛轭湖亚相。25简述三角洲的形成过程,及三角洲亚相和微相类型。
河流注入海洋或湖泊时,水流流来向外扩散,动能显著减弱,并将所带的泥沙堆积下来,形成三角洲。三角洲平原亚相(分支河道微相、沼泽微相)、三角洲前缘亚相(水下分流河道微相、水下天然堤微相)和前三角洲亚相 26.简述淡水湖泊碎屑沉积物的特点。
由湖盆边缘向中心依次为滨湖砂砾岩,砂岩,粉砂岩,粘土岩。27.什么样的化石叫标准化石?
指分布广、数量大,在某一地层单位中特有的生物化石。该层以上和以下的地层中基本上没有这种化石,能确定地层地质时代的化石。
28.说明古生代,中生代,新生代各包括那几个纪?并写出相应地层的代号。
古生代又分为:寒武纪∈、奥陶纪O、志留纪S、泥盆纪D、石炭纪C、二叠纪P。中生代又分为:三叠纪T、侏罗纪J、白垩纪K。新生代又分为:第三纪R、第四纪Q.29.国际上通用的地质年代单位和年代地层单位有哪些?
地质年代单位:宙,代,纪,世,期,时。年代地层单位:宇,界,系,统,阶,时间带。
30.简述水平岩层在地形地质图上的表现特征? 1.岩层出露界线与地形等高线平行或重合;
本《地质学基础》 考试大纲适用于瓦斯地质与瓦斯治理研究专业的博士研究生入学考试。地质学基础是地质学各专业的最基础理论课程,介绍地质学的研究对象、研究内容、研究方法。该课程主要描述地球层圈构造及各层圈的主要物理性质和化学组成、常见的矿物和岩石、各种内外动力地质作用的主要特征、岩石圈运动的一般规律及其演变历史、地质历史上古生物演化概况等地质学基本知识。要求考生掌握地质学特有的思维方式和时空概念,即地球在空间上、时间上的动态演化特征,牢固掌握地质学各种基本概念与基本原理,了解一定的地学野外与室内研究方法。
一、考试主要内容
(一)绪论
1.地质学的研究对象 2.地质学的任务 3.地质学的研究内容 4.地质作用及其研究方法 5.我国地学研究的若干地域优势
(二)矿物 1.矿物的概念
2.矿物手标本的鉴定特征 3.常见矿物
(三)岩浆作用与火成岩 1.喷出作用与喷出岩 2.侵入作用与侵入岩 3.火成岩的结构与构造 4.火成岩的分类及其野外识别 5.火成岩的成因
(四)外力地质作用与沉积岩
1.外力地质作用的一般特征 2.沉积岩的特征 3.常见的沉积岩
(五)变质作用与变质岩 1.变质作用概述 2.变质作用中原岩的变化 3.变质作用类型及其代表性岩石 4.岩石的演变
(六)地质年代 1.相对年代的确定 2.同位素年龄的测定 3.地质年代表
4.地质历史时期的生物爆发与灭绝
(七)地震及地球内部构造 1.地震的基本概念 2.地震波与地震仪 3.地震的强度 4.地震的分布 5.地震预报与预防 6.地球的内部构造
(八)构造作用与地质构造 1.构造作用的基本方式 2.岩石的变形与地质构造 3.地层的接触关系 4.构造期与构造事件
(九)板块构造 1.大陆漂移 2.海底扩张 3.板块构造
(十)风化作用 1.风化作用的类型
2.制约岩石风化性质与特征的因素 3.风化作用的产物
(十一)河流及其地质作用 1.河流概述 2.河流的侵蚀作用 3.河流的搬运作用 4.河流的沉积作用 5.河流的均夷化与去均夷化 6.河流发育与地质构造的关系 7.准平原
(十二)冰川及其地质作用 1.冰川的形成与运动 2.冰川的类型
3.冰川的剥蚀作用与冰蚀地貌 4.冰川的搬运作用与沉积作用 5.冰水沉积物及其地貌 6.冰川作用及其原因
(十三)地下水及其地质作用 1.地下水概述 2.地下水的类型 3.地下热水
4.地下水的地质作用
(十四)海洋及其地质作用 1.海洋概况
2.海水的运动及其地质作用 3.海底沉积物 4.海水的进退
(十五)湖沼及其地质作用 1.湖泊概述 2.湖泊的地质作用 3.沼泽及其地质作用
(十六)荒漠特征与风的地质作用 1.荒漠概述 2.风的地质作用 3.黄土 4.黄土的成因(十七)块体运动 1.影响块体运动的主要因素 2.块体运动的类型 3.相关地质灾害及其防治(十八)行星地质概述 1.太阳系及其起源 2.类地行星
3.类木行星及其卫星(十九)地球形成与生物演化 1.地球的天文时期 2.太古宙-元古宙时期(二十)人类社会与地质坏境 1.环境地质学的一般概念 2.城市兴衰与地质环境 3.人体健康与地质环境 4.废物处置的地质环境 5.人为地质作用
二、考试要求
(一)绪论
l.较好地把握地质学的研究对象、地质学的任务、地质学的研究内容、地质
作用及其研究方法。
2.了解我国地学研究的若干地域优势。
(二)矿物
l.准确掌握矿物的定义、晶体与非晶体的区别、矿物的形态、光学性质及力学性质。
2.熟悉常见造岩矿物的一般特征及肉眼鉴定方法。(三)岩浆作用与火成岩。
l.准确掌握岩浆和岩浆作用、侵入作用、喷出作用、岩浆类型、鮑文反应系列等内容。
2.了解火山活动的主要现象及火山活动的产物、火山喷发的基本类型、全球现今火山活动的空间分布规律。
3.掌握深成侵入体和浅成侵入体的基本特点。4.掌握岩浆岩常见的结构、构造特征。
5.熟悉常见岩浆岩(花岗岩,流纹岩、安山岩、玄武岩、辉长岩、橄榄岩)的肉眼鉴定。
(四)外力地质作用和沉积岩
l.较好地把握外力地质作用(风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结作用)特征。
2.掌握沉积岩常见的结构、构造特征。
3.熟悉常见沉积岩(砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩、火山角砾岩、石灰岩、硅质岩)的肉眼鉴定特征。(五)变质作用和变质岩
l.熟悉变质作用的基本特征及影响变质作用的主要因素(岩石化学成分、温度、压力、流体)。
2.了解变质作用的方式, 包括重结晶作用、交代作用。3.熟悉变质岩主要的结构、构造特征。4.了解各种主要的变质作用类型及其特点。
5.熟悉常见变质岩(大理岩、石英岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、糜棱岩)的肉眼鉴定特征。
(六)地质年代
l.准确把握相対地质年代的确定标准,包括地层层序律、生物层序律、穿插关系律。
2.准确理解放射性同位素地质年代学的概念, 掌握放射性衰变定律。3.掌握地质年代表、地质年代与地层単位的关系、岩石地层单位的概念。(七)地震及地球内部构造
l.掌握地震的基本概念,包括震源、震源深度、震中、震中距、震源距等。2.掌握地震的震源深度分类、成因分类。3.掌握地震震级和地震烈度的确定方法。
4.了解全球现今地震分布规律, 包括环太平洋地震带、地中海-印尼地震带、洋中脊地震带。
5.了解地震波(纵波、横波、表面波)的基本特征。
6.通过地震波了解地球内部构造、地球内部主要界面(莫霍面、古登堡面、康拉德面)、地球的基本圈层结构(地壳、地幔、地核)、若石圈、软流圈、岩石圈与软流圈界面、各圈层的基本物态特征。
7.了解大陆地壳的双层结构特征、大洋地壳的基本结构特征、地売均衡概念。(八)构造作用与地质构造
l.理解水平运动和垂直运动的基本特点。2.熟悉岩层产状的三要素(走向、倾向、倾角)。
3.掌握褶皱的几何要素(枢纽、轴面、翼、核)、常见褶皱类型及特点(基本类型: 向斜、背斜;按照轴面产状、枢纽产状划分的类型)、褶皱的识别及形成时代。4.掌握断裂构造的基本特征,包括节理和断层、断层的几何要素(断层面、盘、位移、断距)、常见断层类型及特点(正断层、逆断层、平移断层)、断层的识别标志、确定断层形成的地质年代。
5.准确掌握地层的接触关系(整合接触、平行不整合、角度不整合、侵入接触、侵入沉积接触)的特点及其地质意义。(九)板块构造
l.了解大陆漂移学说的基本思想和证据。
2.了解大洋中脊、洋脊地震带、洋脊沉积物分布特征、两种大陆边缘 洋底
海山及火山岛链、热点等。
3.把握海底扩张的证据, 包括古地磁学(地磁场转向、海底地磁异常条带)、海底年龄、转换断层。
4.把握板块构造的含义、板块划分的依据、三大类板块边界(离散型、聚敛型、转换断层)、地缝合线、全球板块划分、板块运动可能的驱动力。
5.了解板块构造与地震作用、岩浆作用、变质作用、造山运动、成矿作用等之间的关系。(十)风化作用
l.掌握风化作用的主要类型, 包括物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。
2.了解影响风化作用的因素,包括气候、地形、岩石特征。
3.了解风化作用的产物,包括风化产物的类型、残积物、风化壳剖面、古风化壳、土壤。
(十一)河流及其地质作用
l.掌握河流侵蚀作用的方式、侵蚀作用方向。2.掌握河流搬运作用的方式、搬运能力和搬运量。3.掌握河流沉积作用的一般特点、沉积的主要类型。4.熟悉阶地的成因分类.(十二)冰川及其地质作用
l.大致了解冰川地质作用相关概念,包括成冰作用、冰川冰、大陆冰川、山岳冰川、冰期、问冰期、冰川活动的证据。(十三)地下水及其地质作用
1.掌握地下水地质作用相关概念, 包括孔隙度、透水性、含水层、隔水层、地下水面、潜水、承压水、喀斯特地貌。(十四)海洋及其地质作用
1.了解海水的化学成分、物理性质和海洋生物基本特征。2.掌握波浪、潮汐、洋流、浊流及其地质作用。
3.掌握海洋沉积物的来源。了解滨海沉积、浅海沉积、半深海沉积、深海沉积的基本特点。
(十五)湖沼及其地质作用
l.掌握湖水的来源、排泄及其化学成分、湖泊的成因类型等基本知识。2.掌握湖泊的机械沉积作用、潮湿气候区湖泊的化学沉积作用、干旱气候区湖泊的化学沉积作用。
3掌握沼泽的成因、沼泽沉积作用及其矿产。(十六)荒漠特征与风的地质作用
1.了解风的地质作用相关概念,包括吹扬,磨蚀、风积物、沙丘、沙漠、黄土、沙漠化。
(十七)块体运动
1.了解影响块体运动的主要因素、块体运动的类型和相关地质灾害及其防治等方面情况。
(十八)行星地质概述
1.了解太阳系及其起源、类地行星、类木行星及其卫星的相关概述。(十九)地球形成与生物演化 l.大致了解地球的天文起源假说。
2.了解隐生宙时期大气圈和水圈成分演化、陆核和地盾的形成情況。3.掌握显生宙时期生物的全面繁荣和快速演化。了解早古生代、晚古生代、中生代、新生代的生物演化特点。4.了解古地理变迁特点。(二十)人类社会与地质坏境
1.大致了解环境地质学的一般概念、城市兴衰与地质环境、人体健康与地质环境、废物处置的地质环境、人为地质作用等方面的相关事情。
三、参考书目
1.实习目的1.1了解水文地质的基本内容,初步熟悉阅读水文地质图的方法。
1.2初步学会综合运用所学理论去分析一个地区的水文地质条件。
2.实习内容
2.1阅读《东王村水文地质图》、水文地质剖面图(附图)及有关资料(表1—2),完成岩石含水性说明表(表3)。
2.2参照读图提纲,每人写一份发言提纲,进行小组及全班讨论。
2.3提交读图发言提纲和问题讨论稿。
二、区域自然地理条件
1.地形
从两个水文地质剖面图中可以看出东王村地区地形是北高南低,东高西低,中间为一个向斜核部形成的盆地,整体来看地形是四周高中间低,有利于四周汇集大气降水补给。区域内沿西侧断层的延伸方向发育有一条沿东南方向的主干河流,最大支流由区域东部流向西部,经盆地中心汇入主干河流。同时,区域内大量发育岩溶地貌。
2.气候
2.1降水特征
该地区年降雨量四季分明,落差较大,降雨主要集中在三月份到八月份。一月份到六月份呈持续上升趋势;六月到十二月持续下降。其中六月最多,为218mm;十二月最少,为33.5mm。
2.2气温特征
气温从一月到八月持续上升,八月到十二月呈持续下降的趋势,其中八月最高,一月最低。气温最高达28.7度,最低达1.8度。
3.水文
该地区水系发育良好。由于东王村地区北高南低,东高西低,中间为一个向斜核部形成的盆地,形成四周高中间低的地形,使得该地区能很好的接受大气降雨补给,并汇集成河流,水系总体发育情况是由东北方向和西北方向的支流在盆地中部汇集,形成一条向东南方向流走的河流。河流的补给来源主要是大气降雨补给、地下水补给,整个河水流量出境时是2.75m3/s,东北方向支流流量大约是
1.2m3/s,西北方向支流流量大约是1.5m3/s。流量相差2.75-1.2-1.5=0.05m3/s,说明了地下水补给了地表水,整体来说,该地区水系发育较好。
三、区域地质条件
1.地层
该地区的地层由老到新依次是:
AnD的片岩及片麻岩,出露于区域的东部和西南部,分布面积广;
C的页岩夹薄层砂岩,出露于区域的北部和南部,与下伏AnD角度不整合; P的纯质石灰岩,大面积出露,主要在北部;
J的岩层主要出露于中部盆地地区;J1的页岩,与下伏P角度不整合,J2的长石石英砂岩,J3的泥质砂岩与砂质页岩,出露于J1周围;
Qal的砂砾岩,出露于区域中部,连接两片AnD地层,与下伏J3角度不整合。
2.构造
2.1褶皱
该地区中部发育一个向斜褶皱,中间低两翼高,所形成的盆地地形有利于接受大气降雨补给。在盆地中部一带,形成许多小支流,这些支流均为常年性河流,除了降雨补给,还接受地下水补给,最后这些支流向盆地中部地带汇集成最大的支流。
2.2断层
该地区的东部和西部分别发育一个断层,东部的断层是走向为北东南西向的正断层,西部的断层是走向为北西南东向的正断层。两个断层均属于压性断层(倾角大),并且均是局部导水,阻碍了地表水与地下水的联系,可视为该地区的含水系统的边界。沿东部断层上部出现了许多岩溶,这是由于断层带发育许多构造裂隙,是构造薄弱地带,更容易发育构造现象,断层左侧是二叠纪的纯石灰岩,极易沿构造裂隙形成岩溶地形。
四.区域水文地质条件
1.岩层含水性
含水层依次是中侏罗纪、二叠纪、第四纪,隔水层依次是石炭纪、晚侏罗纪、早侏罗纪,前泥盆纪的上部是含水层,下部是隔水层。
(1)AnD 地层的岩性为片岩及片麻岩,14—17号泉出露,其中流量最大为0.1L/s,其构造裂隙闭合,浅部发育有风化裂隙,形成风化裂隙含水层,含水量不大;该岩层出露地表多发育季节性河流,故浅部是弱含水层;而深部是坚硬基岩,属于隔水层。
(2)Qal地层的岩性为砂砾岩,主要是松散沉积物,透水性好,有泉(8号)出露且流量为150L/s,水文地质探孔单位涌水量为3.1L/(s×m),为该地区的强
含水层。
(3)P 地层的岩性为纯质石灰岩,透水性好,岩溶十分发育,且分布广泛;泉水出露多(1~7,9~11,13号泉),且流量都很大,总量达611.3L/s,水文地质探孔单位涌水量为1.1L/(s×m),该层是很好的含水层。
(4)J2地层岩性为长石石英砂岩,裂隙张开,12号泉水出露且流量达1.5L/s,水文地质探孔单位涌水量为0.11 L/(s×m),为好的含水层。
(5)C 地层的岩性为页岩夹薄层砂岩,裂隙闭合,岩溶不发育,也无泉水出露,该岩层为隔水层。
(6)J1地层岩性为页岩,底部有煤层,裂隙闭合,透水性差,无泉出露,为隔
水层。
(7)J3地层岩性为泥质砂岩与砂质页岩互层,裂隙闭合,无泉出露,为隔水层。
2.各含水层的主要水文地质特征
(1)各含水层的出露分布特征
该地区含水层是Q
部;
Qal出露于图幅中部和西北角,主要集中在向斜盆地的中部;
J2出露于该地区的中部,环状绕Q地层。alal、P、J2; P大面积出露,主要出露于区域北部,南部也有,主要分散在向斜盆地的翼
(2)泉的出露条件、类型及命名
根据补给泉的含水层的性质,可将泉分为上升泉和下降泉两大类;图中显示共有17处泉。东王村附近的泉主要为下降泉,主要分布在下侏罗统(J1)地层
与二叠系(P)地层交界处,为溢流泉,即1~11号为溢流下降泉;编号为12、13的泉为上升泉,分布在断层地带,即12~13为断层上升泉;编号为14~17的泉分布在AnD 地层,故推测14~17为侵蚀下降泉。
(3)二叠系含水层的水温及水质变化特征
从A-A水文地质剖面图中可以看出,地下水水流方向是由东向西的,先经过3号钻孔再到1号钻孔。在该地层最东侧,水位埋深较小,主要为浓缩作用;而随着地下水流向西运动,水位埋深逐渐增大,浓缩作用逐渐减小,溶滤作用逐渐增大,矿化度逐渐提高,即出现1号钻孔矿化度高于3号钻孔,同时因为阳离子交换作用,使得Na+含量逐渐增大,超过Ca2+的含量。水温沿地下水流动方向逐渐升高。
(4)中侏罗统含水层的水温及水质变化特征
从A-A水文地质剖面图中可以看出,地下水水流方向是由东向西的,先经过3号钻孔再到1号钻孔。在该地层水位埋深较小,主要为浓缩作用;随着地下水流向西运动,由于溶滤作用使得矿化度不断提高,即出现1号钻孔矿化度高于3号钻孔,但是地下水的基本的化学组分变化较小。水温沿地下水流动方向逐渐升
(5)二叠系各含水层的补给、排泄、径流条件
P含水层的补给来自大气降雨入渗补给和地表水补给,排泄主要通过泉排泄,其次还有泄流排泄,蒸发排泄很少。在地表浅部,地下水径流速度很快,P含水层接收补给后,一部分水以泉的形式排泄,一部分水通过深部径流,形成承压水,水循环深度逐渐增大,地下水径流缓慢。该地区最好的径流条件是北部发育的大量岩溶,P含水层接收补给后,通过形成岩溶潜水,快速流动,在上伏地层出现J1~J3后,潜水转化成为承压水,径流逐渐减小。
3.断裂带的水文地质特征
东部和西部分别发育一个断层,均是局部导水。
东部正断层:下盘岩性为片麻岩及片岩,上盘上部是少量P的纯石灰岩,下部为C的页岩夹薄层砂岩。脆塑性上部为局部导水,塑塑性下部不导水。大角度该断层的意义在于使C、P、J地层下降,有利于储水,是含水系统边界。
西部正断层:下盘岩性为片麻岩及片岩,上盘下部是P的纯石灰岩,上部为J的塑性岩层和脆性岩层。上部脆塑性层为局部导水,塑塑性层不导水,下部局部导水。正断层为压性断层,压性断裂中心部分的构造岩细碎紧密,透水性很差,不导水。看河流量,由地表测水站1号和2号监测的两条大的支流流量之和为
2.7m3/s,加上12号和13号泉流量,略小于3号测水站的监测值2.75m3/s,而断层穿过了很多含水层,可见断层是极微弱导水的。该断层的意义是构成含水系统的边界。正断层为压性断层,压性断裂中心部分的构造岩细碎紧密,透水性很差,不导水。
4.地下水资源的概略估算:
由于所研究区域地下水排泄方式主要有一种,为泉出露,故根据水均衡关系可知,东王村盆地地下水的补给量近似为排泄量之和(编号为1到17号流量之和加上泄流流量),为25632460.8m3/y,同理,二叠系的年补给量也约等于泉排泄量(编号为1~7,9~11,13号泉的流量之和),为19277956.8 m3/y,由此可知大气降水补给地下水的量大部分补给的是二叠系中的含水层。
五、感想
在本次实习过程中,汪老师指导我们对东王村地区水文地质图进行了综合分析,不仅使我们清楚地了解了该地区的水文地质条件,同时还让我们把水文地质学基础、构造地质学中学到的知识运用到实践中,这使我进一步熟悉了水文地质学、构造地质学。当然在实习过程我也遇到了不少问题,不过通过老师上课的指导,下课后的查阅资料过程,解决了这些问题,并对水文地质学基础这门课有了全面的了解。
在这里,我要感谢汪老师和学姐在学习和实验实习过程对我们的帮助,谢谢
六、问题讨论稿
6.估算二迭系含水层的年补给量
P含水层的补给来自大气降水入渗补给和地表水补给,排泄主要通过泉,蒸发排泄很少。
由水均衡方程式可知:该地层的年补给量=年排泄量。故我们只需求年排泄量即可。
P 地层的岩性为纯质石灰岩,透水性好,岩溶十分发育,且分布广泛;泉水出露多,且流量都很大,总量达611.3L/s(1~7,9~11,13号泉)。
8号泉为Qal地层的出露泉;由表2分析得:12号泉为J2地层的出露泉,13号泉为P地层的出露泉。(通过比较库尔洛夫表达式,可知12号泉与J2地层的地下水化学组分相似,13号与P相似,得出12号泉由J2补给,13号泉由P
补给。)
关键词:地质学基础,室内实验,野外实习,实践, 探索
《地质学基础》是高等师范地理科学专业的一门重要的专业基础必修课[1]。众所周知, 地质学是研究地球的一门自然科学, 其侧重于研究地球的地下部分, 是地球科学的重要组成部分。地质学的主要任务是研究地球的物质组成、构造运动、发展历史和演化规律[2], 为人类的生活、生产和发展服务。地质学的研究方法包括野外调查、室内实验和模拟实验及历史比较法[2], 客观上决定了它的实践性, 不参加必要的室内和野外实践, 要想从事地质学的学习和研究是不可能的。所以, 《地质学基础》课程作为一个地质学这个学科的“浓缩版本”, 同样也具有很强的实践特性。因此有目的地开展《地质学基础》课程的见习实践活动, 不仅很有必要, 而且对掌握《地质学基础》课程的精髓意义重大。《地质学基础》课程的见习分室内实验和野外实习两大部分。作为长期从事《地质学基础》课程的见习实践者, 笔者有责任、有义务对以往的实践活动进行总结, 希望这些工作能对该门课程的见习有所帮助。
一、《地质学基础》课程的室内实验
《地质学基础》课程中很重要一部分内容涉及地壳及上地幔的物质组成。元素组成矿物, 矿物组成岩石, 岩石形成岩石圈。岩石圈的运动实际上就是板块运动的重要内容。因此, 认识并掌握重要的矿物类型和岩石类型对于进一步学习和掌握地质学的相关理论和研究, 意义重大。需要指出的是, 和传统的物理、化学实验不同, 矿物和岩石的实验主要是认识实习。室内实验的核心就是掌握矿物、岩石肉眼鉴定的方法, 具体来讲, 就是凭借放大镜、小刀、条痕板、稀盐酸等简单工具和化学试剂对矿物的物理性质和化学性质进行判断[3], 识别出矿物, 然后根据矿物组合规律确定岩石名称。
1. 矿物的室内实验。
(1) 实验教学目的和要求:认识矿物的形态和重要的物理性质, 矿物的物理性质的核心是光学性质和力学性质, 其中矿物光学性质主要包括颜色、条痕、光泽和透明度;而力学性质主要包括硬度、解理和断口等, 要求实习学生熟记摩氏硬度计, 体会解理和断口之间的互为消长关系;学会肉眼鉴定矿物的方法;掌握常见矿物的重要鉴定特征。 (2) 实验项目具体内容, 包括目的、内容、主要实验仪器、教学方式和实验预习等。 (3) 实验矿物的分类包括自然元素大类、硫化物大类、氧化物和氢氧化物大类、卤化物大类和含氧盐大类等五种类型。 (4) 注意区分经常容易混淆的矿物:比如自然金、黄铜矿和黄铁矿;方铅矿和辉锑矿;方解石、石英和萤石;等。
2. 岩石的室内实验。
(1) 实验教学目的和要求:认识岩石的颜色、结构、构造和主要矿物成分特征;掌握常见岩石的肉眼鉴定方法和步骤。 (2) 实验项目具体内容, 包括目的、内容、主要实验仪器、教学方式和实验预习等。 (3) 岩石分类包括火成岩、沉积岩和变质岩三大类。需要指出的是, 对于三大类岩石的认识, 注意必须兼顾认识岩石的结构和构造。譬如, 在火成岩室内实验中, 需要了解火成岩的分类原则, 按照二氧化硅含量的不同, 火成岩可分为超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩等四种类型;由于火成岩形成因岩浆活动的方式不同而分为喷出岩和侵入岩, 因此火成岩的种类相对而言就显得比较复杂, 例如中性岩既有喷出岩, 又有侵入岩, 即使二者化学成分相同, 其岩石的面貌也会大相径庭。所以说认识和肉眼鉴定火成岩一定要从岩石的结构和构造入手, 才能弄清其成因, 从而正确地区分不同种类的岩石。同样, 沉积岩和变质岩也应结合它们各自的结构和构造来进行肉眼识别, 其中, 沉积岩具有“成层”特征, 即部分具有层理构造, 含动、植物化石;而变质岩的矿物“定向性”的片理构造特别明显。另外, 结合三大类岩石的相互转化关系, 也会对肉眼鉴定中也有一定的帮助作用, 例如, 沉积岩中的页岩和变质岩中板岩具有亲缘关系, 具有一定的相似外貌, 初学者容易混淆, 从岩石的相互转化关系中比较容易解释, 即页岩经过变质作用就会形成板岩;同理, 砂岩经过变质作用会形成石英岩, 在肉眼鉴定的过程中要细心观察它们的共同点和不同点。 (4) 注意区分经常容易混淆的岩石类型;譬如石英岩和大理岩;页岩、板岩和千枚岩;花岗岩和混合花岗岩;辉长岩和闪长岩;白云岩和石灰岩;花岗岩和花岗片麻岩等。
3.《地质学基础》室内实验课程的教学方式和考核方式。
(1) 教学方式, 作为一门实践性很强的课程, 一般采用先由实习教师讲解肉眼鉴定方法, 然后实习学生在老师指导下观察矿物或岩石标本。实习教师首先将课堂学习内容简要复习一下, 接着就重要的矿物和岩石种类进行讲解, 并及时、准确地回答同学在实验期间提出的各种问题。每一次实验结束后, 要对实验进行归纳和小结。 (2) 考核方式。 (1) 完成实验报告:实验报告内容要尽可能体现实验内容全面、结果准确、形式灵活的原则。 (2) 实验课的考核方式和成绩评定办法:考核方式分优秀、良好、中等、不及格四个等级, 考核成绩记入平时成绩, 约占平时成绩的70%, 规定没有实验课成绩的学生, 期末不得参加本门课程的考试。 (3) 如果有条件, 室内实验结束后应逐一对实习学生进行标本考核。
二、《地质学基础》课程的野外实习
《地质学基础》课程的野外实习主要目的是巩固学习过的书本知识, 弄清如何进行野外地质观察以及怎样取得野外地质观察数据。由于时间和经费等各种主、客观条件的制约, 本课程的野外实习, 实际上已成为自然地理野外综合实习的一部分, 实习内容涉及地层、褶皱、断层、节理等地质体或地质构造的野外识别和观察。经过多年的实践摸索, 近20年来陕西师范大学旅游与环境学院地理科学专业本科生的《地质学基础》课程野外实习可以说是立足陕西, 面向毗邻省份, 先后建立了一系列的实习点或实习基地, 比如:陕西省汉中市梁山地质实习点、陕西省泾阳县口镇—关山大断裂实习点、陕西省延安市杨家岭、宝塔山地质实习点、陕西省秦岭终南山世界地质公园翠华山地质实习基地、陕西省洛川黑木沟黄土国家地质公园实习基地、陕西省西安市段家坡黄土地质实习点、陕西省西安市南五台国家森林公园实习点、陕西省户县太平峪国家森林公园地质实习点、四川省峨眉山地质实习基地、四川省都江堰市九甸坪—深溪沟地质实习点等。另外, 我院还积极加强校际之间的合作, 曾多次委托南京师范大学地理科学系为我院地理科学创新班在南京地区和黄山等地进行了以《地质学基础》课程为主要内容的野外实习, 取得了良好的实习效果。为积累经验, 我院还将谋划和其他兄弟院校进行合作, 力争尽快使本门课程的野外实习更上一层楼。同时, 积极创造条件, 未来将更多实习基地建在我国的东部和中部地区, 让参加实习同学看到更多更好的地质遗迹, 这样不仅会增长同学们的地质知识, 而且会陶冶他们的情操, 更加热爱祖国的大好河山。
1. 野外实习内容。
由于不同地区地质状况千差万别, 本课程的野外实习内容会根据具体情况而侧重点会有所变化。以陕西泾阳口镇—关山大断裂实习点为例, 野外实习的主要内容包括: (1) 实习地区的地层; (2) 观察口镇—关山大断裂以及断裂的地貌标志和断裂面特征; (3) 观察断层角砾岩; (4) 观察鄂尔多斯地台南缘的褶皱; (5) 野外如何区分节理和层理; (6) 野外识别灰岩、砂岩、页岩以及煤线; (7) 识别地层之间的不整合; (8) 罗盘的野外使用。对于每一次的野外实习, 实习教师都要做到实习前的室内讲解, 不论实习地点多么熟悉, 都要实地进行野外踏勘, 精选实习线路, 对实习内容精益求精、胸有成竹, 对在实习期间学生的提问要耐心细致作答。
2. 野外实习考核方式。
野外实习考查方式是完成实习报告, 一份实习报告实际是对实习学生所学知识的综合考查, 报告的内容涉及实习地区的自然地理概况、大地构造位置、地层、地质构造 (褶皱和断层等) 、地质发展历史等。要求报告图文并茂, 语言流畅、推理符合逻辑, 实习报告的字数限制在5000字以上。野外实习的考核成绩评定办法:考核方式分优秀、良好、中等、不及格四个等级, 考核成绩记入学生学籍档案, 凡考核成绩不及格者需要参加下一届的野外实习, 直到成绩考核合格为止。通过多年来的《地质学基础》课程的见习实践, 笔者认为不论是室内实验, 还是野外实习, 同样都十分重要, 不可偏废。室内实验是野外实习的前提条件, 野外实习是室内实验的进一步延伸, 二者共同构建起了本课程的见习实践环节。为保证室内实验的顺利开展, 陕西师范大学在原有岩矿标本陈列室的基础上, 2013年再次由新成立的陕西师范大学基础实验中心为地质实验室从浙江某地质教学标本厂购进了价值十几万元的矿物、岩石标本, 极大地改善了办学条件, 目前基本可以做到两个参与实验的同学拥有一套实验标本。另外地质实验室专门增加配备实验管理人员, 为相关实验的顺利开展打下了良好基础。除此而外, 基础实验中心还对地质实验课不时进行检查, 学校教学督导委员也定期进行全程听课;这些措施的实施在笔者看来不仅仅只是反映学校对实验课的重视, 更重要的是保证了地质实验课的教学目的、教学内容和教学效果的全面实现和提高。多年的教学实践表明, 熟练、准确地用肉眼鉴定矿物和岩石是从事地质学研究的工作基础和基本技能。笔者认为肉眼鉴定矿物和岩石的重要法宝是多看、多比较、多记忆。而《地质学基础》课程的野外实习更是不可或缺的野外实践和地质认识经历, 所谓“读万卷书, 不如行万里路”的道理用在此处显然是再贴切不过了。多年的实习反复证明, 要成功地完成一次野外地质实习, 除了前期的野外踏勘外, 必须要有周密的野外实习计划、宽裕的经费支持、科学的团队管理、教学经验丰富的带队教师团队和吃苦耐劳的品质做支撑;当然, 野外地质工作的基础知识准备是必要的, 它包括地质罗盘的使用方法、GPS仪器的使用方法、岩石和地层及地质构造的观察与描述等。同时要加强野外实习教学内容与要求, 其中包括要求实习生完成地质路线的信手地质剖面的绘制, 完成必要的野外地质素描等;根据实习地点的具体情况, 尽可能开辟出多条地质实习路线, 尽量覆盖课堂教学所讲授的学习内容;实习结束后要按时编写实习报告, 及时组织实习学生进行必要的实习总结, 包括总结成功的经验和失败的教训。需要特别指出的是, 实习的重中之重就是要保证地质野外实习的绝对安全, 其中最重要的是实习参与者的生命安全, 作为实习的组织者, 要有各种各样的实习预案, 以及处理实习突发事件的能力;对于实习的组织者而言, 每一次实习路线的选择都要慎之又慎, 不然就会事倍功半。
参考文献
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[2]宋春青, 邱维理, 张振春.地质学基础[M].第四版.北京:高等教育出版社, 2005.
【摘要】建筑工程地质勘察的主要目的是为工程建设的设计、施工、测量等提供详实、科学、准确的地质资料。工程地质勘察报告是进行地基基础设计的科学依据,是指导地基设计的一手资料,应充分其客观完整性。建筑工程中,工程地基基础的设计也十分重要,它关系着建筑施工的质量和稳定性。然而在建筑工程勘察实际工作中,由于各种原因,导致勘察中可能产生种种疏漏和错误勘察结果的出现,给以后的基础设计和施工带来许多方面的问题,甚至产生严重的后果,当然地基基础的设计也应该因地制宜,采取合理有效的措施进行设计。
【关键词】建筑工程;地质勘察;测量;地基基础;设计
【Abstract】The main purpose of construction geological survey is to provide detailed, scientific and accurate geological data for the design, construction and survey of engineering construction. Engineering geological survey report is the basis for the design of the foundation of science, is to guide the design of the first-hand information, should fully its objective integrity. In the construction engineering, the design of the foundation of the project is also very important, it relates to the construction quality and the stability. However, in the actual work of construction engineering survey, due to various reasons, resulting in the survey may have all kinds of omissions and the results of false findings, to the subsequent design and construction of many problems, and even serious consequences, of course, foundation Basic design should also be local conditions, take reasonable and effective measures to design.
【Key words】Building engineering;Geological survey;Survey;Groundwork;Design
1. 前言
近些年来,我国工程地质勘察与测量工作已有了长足发展,已经成为了我国地质工程建设的左右手。地质勘察是对地质工程相关区域范围内的岩石、地层、构造、水文、地貌等地质情况进行调查了解,确定工程建设的测量、设计、施工提供必要的依据及参数。地质测量的任务就是测量地质图,换句话说就是将各种地质现象客观的反应在相应的平面图或剖面图上,然后我们通过地质图来了解或掌握所勘察区域内的地层、构造、岩石、矿产等地质特征。
2. 建筑工程地质勘察
建筑工程勘察是建筑施工设计前必须进行的工程操作过程,它不仅能为建筑设计施工提供地质资料和建设设计建议,还能有效地防止建筑施工中各种问题的发生;并对勘察中的常见问题进行分析,提出解决的方法。工程地质勘察中存在缺少工程勘察纲要,勘察资料质量不高、定量分析欠深人、忽视地区性研究及工程与环境共同作用分析等方面的问题。工程地质勘察应加强监督管理,加强勘察与设计、施工的合作,大量采用新技术、新设备、新方法,尽早制订地方性勘察规程和尽快推行工程监理体制。
2.1建筑工程地质勘察的问题。
2.1.1工程勘察质量不高,目前很多勘察单位已实行企业化,某些工程勘察单位为了眼前利益,对工程勘察质量的控制、管理松懈下来,造成工程勘察成果质量下降,甚至不能很好的指导工程设计建设。主要表现有:(1)工程勘察工作量不充分,为了能争取尽早完成任务,只好压低勘察预算价格,但又要有收益,就减少工作量,该做的勘察项目不做或者少做;(2)钻探、测试及取样不符合国家规范要求,现场勘察时,为了赶进度,钻探取样不执行相关规范,往往造成勘察结果分层位置不准确,或漏掉一些特殊的地质现象,如薄的软弱透镜体,小裂隙等。更有甚则取样时,不用取样器,而直接从岩芯管中取原状土样。这都严重影响工程勘察的质量。
2.1.2缺少工程勘察纲要,工程勘察纲要是指导工程地质勘察各项工作的纲领性文件,是勘察工作顺利完成的保证。目前,许多勘察单位在很多工程勘察项目中竟没有编写工程勘察纲要,更不用说工程勘察报告了。有的建设项目即使勘察纲要,也是按工程地质勘察要求编写,有的勘察纲要针对性不强,对工程勘察工作指导意义不大,影响勘察成果的质量。
2.1.3忽略建筑工程与周围环境的共同作用,目前工程建设的发展有三个显著特点:工程愈来愈复杂,工程建筑场地的地质条件愈来愈差,岩土问题愈来愈复杂。特别对新建的工程建筑物,其建筑基础与地基的共同作用以及与周围环境的相互制约,相互作用愈来愈强烈。有的工程勘察单位对此认识不足,表现为对建筑工程设计、施工可行性论证不足,对整体基础的研究不够,特别是与周围建筑地基之间的关系,其结果是导致工程勘察没有意义,甚至出现灾难性后果。
2.1.4忽视工程面上的勘察研究,工程勘察成果是勘察经验的积累和技术应用的产物,如果没有地区性的勘察研究成果,很难了解该地区各地基土层的特点及其性质的变化规律,对该地区的地基土就难以给予准确评价。目前工程地质勘察中,往往只是对建筑工程点的进行研究,忽视对工程所在地区的研究,勘察报告中常常因缺乏地区性的经验成果,其勘察结论和建议过于保守,造成很大的经济浪费。
2.2改进措施。
(1)加强工程技术人员的培训,我国推行建筑工程勘察体制进展缓慢,其主要原因之一是缺乏相关工程勘察技术人才,而工程地质专业人员对岩土工程的理论、内容及方法等缺乏了解,习惯于工程勘察的原理及方法。因此,要全面推行工程勘察体制,要加强工程技术人员及管理人员的培训,特别是建筑工程设计及施工技术人员的培训,以适应建筑工程市场发展的急需,为更好的实现工程勘察体制的发展提供技术保障。
(2)运用新技术、新设备,建筑工程物探专业根据弹性波理论、电磁波理论和电学原理发展了许多新的工程物探方法,相应的发展一些集适时采集处理软、硬件功能于一体的工程物探探测设备,它具有采样密度大、速度快、成本低、信息量大等特点。它可以利用工程物探对连续加密测点来获得连续的地质界面,有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时的漏判、划分不准确等缺点,并可以提供许多工程建设所需的岩土动力参数和设计地震动参数。工程物探技术使用受场地、地形条件的影响小,节省时间、节省费用、勘探精度高等特点。但是,各种工程物探方法的有效性决定于它对探测对象的适用性,物性条件的适用性越强,解决问题的可靠的性越大,因此,为了有效地解决工程技术难题,必须采用多种工程物探手段和钻探联合使用的方法,起到互相补充、互相验证的作用。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合,无疑是解决工程勘察中存在的主要问题的有效手段之一。
(3)推行工程监理体制,我国对建筑工程的监督管理,由政府部门承担,经验证明这种政府管理体制存在许多问题,很难适应社会主义市场经济发展的要求,必须对其进行优化,建立专业化、社会化的工程监理机构,协助政府监督管理工程市场,使工程市场进一步规范秩序化、科学化。
3. 地基基础设计
(1)地基地基设计包括强度设计和沉降计算两部分, 地基设计强度应根据不同情况可提高和降低使用,但沉降值不大于当地的地基沉降的允许值。基础设计是否合理可根据沉降计算或实测结果来验证。沉降很小,可以不进行例行的验算,例如端承桩基础,以及国家规范中给出的根据地基上部结构、地基土层分布形式、地基承载力等参数确定的只做承载强度设计的地基。
(2)地基基础的设计者根据工程地质工程报告、有规范为依据就取得了输入数据,这些数据远远不够,还需要有较强的理论功底和善于思辨的能力,更要注重实践经验,切实合理的进行设计,保证建筑基础的稳定性。建筑地基基础的设计方案有很多,将各种地基及基础的处理方法和当地的实际地质情况、实践经验相结合,才能获得较理想的设计方案。然而,在很多地质勘察报告中,缺少地下水位数据,成果报告图表不全,数据混乱、不实,关键的问题交代不清,甚至有弄虚作假现象,严重影响地基的设计建设。因此,必须认真分析实际情况,注意各项物理力学的指标正确性,科学合理分析建筑地基基础方案的合理性及可行性。
(3)地基基础设计是建筑工程结构设计的重要内容,施工中出现问题较多的是地下部分。地基基础设计方案的科学性、可行性不断得到重视,地基处理技术不断发展,而复合地基处理技术作为加固地基的一种方法得到越来越多的应用,复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换,复合地基中桩体和桩间土是共同承担荷载的。实践证明,在桩和桩间土顶部加一层砂性土褥垫可充分发挥桩间土的作用,使桩间土的承载力大大提高。
4. 小结
管理好一项复杂的工程地质项目,需要项目负责人除了具备良好的职业道德外,还要勘察好一个工程地质项目需要具备较高的技术水平和较丰富的实践经验。勘察的成果主要表现在工程地质勘察报告上。优良的勘察报告无疑会给设计提供可靠的工程地质依据。相反,不合格的报告会给设计带来严重的不良后果,甚至造成质量事故。因此要对勘察工作有明确的定位,重视工程地质勘察,落实管理和规范,只有这样才能确保拥有比较可靠的勘察成果。
参考文献
[1]钟文桂.建筑岩土工程地质勘察的分析与评价[J]. 广东建材, 2009,(07).
[2]马赵琴.浅析工程地质勘察中存在的技术问题及其处理措施. 科技创新导报, 2009,(01).
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