地质过程
古老的地球在其数十亿年的历史中一直在发展变化。沧海桑田,这是长期缓慢变化的积累;地震和火山的瞬间爆发,让我们真切感受到改变地球面貌的巨大力量。这种施加在地壳上的自然力称为地质力(或地质力)。地质内力是由地球内部能量(如地球自转、重力和放射性元素转化等)产生的。);什么是外部能量产生的(如太阳辐射、日月引力等。)称为地质外力。
表1-6岩石可钻性分级
地质作用力引起的改变地壳物质成分、地壳结构和表面形态的作用称为地质作用。外力引起的外部地质作用;称之为内力引起的内部地质作用。
地质作用对地球的变化既有破坏性的影响,也有建设性的影响。比如外力不断破坏河流上游的地表,不断把碎屑带到下游沉积,形成新的陆地。岩浆喷发可以造成很大的危害,但是岩浆活动可以生成很多种矿物。地壳中的物质在内外地质作用过程中迁移聚集形成矿床;然而,围岩和上覆地层的风化、松散、倾斜、褶皱或断裂等使钻井工程面临许多困难。
(2)外部地质作用
1.风化
(1)风化概念
风化是在大气、温度、水和生物的共同影响下,暴露于地表及其附近的岩石的物理性质和化学成分发生变化的结果。
(2)风化分类
1)根据风化的原因和特征,岩石风化可分为以下三种:①物理风化:只改变岩石的物理性质,不改变化学成分。②化学风化:指大气、水和水中溶解物质破坏岩石并显著改变其化学成分的作用。③生物风化:指生物对岩石的破坏。当岩石形成的环境发生变化时,岩石就会发生风化。
2)根据风化程度对岩石进行分类和分级
A.GB50021—2001岩土工程勘察规范中岩石风化程度的分类与分级。
根据《岩土工程勘察规范》GB50021—2001表A.0.3,岩石按风化程度分类分级见表1-7。
表1-7岩石风化程度分类
注:①波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石的压缩波速之比。
②风化系数Kf是风化岩石与新鲜岩石的饱和单轴抗压强度之比。
③根据风化程度,除列出野外特征和定量指标外,还可根据当地经验对岩石进行分类。
④花岗岩岩石可用标准贯入试验分级,N≥50为强风化;50 > n ≥ 30全风化;N < 30为残积土。
⑤泥岩和半成岩岩石可以不划分风化程度。
B.其他工程地质勘察规范对岩石风化程度的分类和分级
a《水利水电工程地质勘察规范》GB 50487-2008附录e中岩体风化带的划分见表1-8。
表1-8岩体风化带划分
继续的
注:使用本表时,遇有下列情况之一时,岩体风化带的划分可适当调整:
(1)当某一风化岩体的厚度很大,需要进一步细分时,可划分为两个或三个二级亚带,分别以上、中、下带命名。
②在选择性风化区,当发育囊状风化、层间风化、沿裂隙风化等特定形态的风化带时,可根据岩石的风化状态确定其等级。
(3)在某些特定地区,当岩体风化剖面为不连续过渡时,分类可能缺少一个或两个等级。
b .公路工程地质勘察规范jtgc 20-2011岩石风化程度划分见表1-9。
表1-9公路工程地质勘察规范JTGC 20-2011岩石风化程度分级
注:①波速比Kv为风化岩石的弹性纵波波速与新鲜岩石的弹性纵波波速之比。
②风化系数Kf是风化岩石与新鲜岩石的单轴饱和抗压强度之比。
③当波速比Kv、风化系数Kf与野外特征不对应时,应综合判断岩石的风化程度。
C.《铁路工程岩土工程分类标准》TB 1中的岩体风化程度分区划分见表1-10。
TB 10077—2001铁路工程岩土分类标准中表1-10岩石风化程度分区
注:①Kf为同一岩体中风化岩石的单轴饱和抗压强度与未勘探岩石的单轴饱和抗压强度之比。
②Kp是同一岩体中风化岩体的纵波速度与未勘探岩体的纵波速度之比。
2.剥蚀
地表流水、地下水、湖泊、海洋、冰川、风等外力在运动过程中破坏岩石,将破坏产物剥离的作用称为剥蚀。剥蚀一方面剥离风化产物,使新鲜岩石暴露出来,遭受进一步风化,另一方面也单独破坏岩石。
3.处理功能
风化剥蚀产物通过地表流水、地下水、湖水、海水、冰川、风、生物等外力将它们从原地搬运到沉积区的作用称为搬运。
4.沉淀物
从输送介质中分离和沉积被输送物质的功能称为沉降。
5.固结成岩作用
固结成岩作用(或称成岩作用)是指松散物和沉积物埋藏在地下,经物理、化学和生物作用而变成固体岩石的过程。
(3)内力的地质作用
1.地壳运动
地壳运动是指地球内部的动力引起地壳岩石变形和位移的机械运动。地壳运动有两种:水平运动和垂直运动。
2.岩浆
地壳深部和上地幔的高温岩浆突破地壳薄弱带上升,侵入地壳不同深度或喷出地表,随温度和压力下降,最后凝结成岩石。岩浆形成、活动和凝结的过程通常称为岩浆作用。岩浆有喷出和侵入两种表现形式。
3.变形
在温度、压力或外来化学活性物质的参与下,形成的岩石的矿物成分、结构和构造发生了不同程度的变化,形成了一种新的岩石类型,称为变质作用。变质作用不同于风化作用,往往发生在地表以下的高温高压环境中。
4.地震作用
地震是一种常见的地质现象,是地球内部积累的能量快速释放时,地壳快速振动的现象。地震孕育、发生和余震的全过程称为地震作用。