第三章矿物与岩石
矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源之一，是构成地壳岩石的物质基础。自然界的矿物有3000多种，常见的有50~60种。其中，大约有20~30种是构成岩石的主要成分，占地壳总质量的99%，称造岩矿物，如石英、长石、云母等。由于矿物组成成分和晶体结构的不同，矿物往往呈现出各种各样的形态、颜色、透明度等自我特性，构成一幅幅绚丽多彩的矿物景观。
4个方面的含义：
(1)矿物是在各种地质作用下或各种自然条件下形成的。如岩浆活动、湖泊、海洋、风化作用等条件下。
(2)矿物由地壳中各种化学元素组成，具有相对固定和均一的化学成分和物理性质，因而是一种自然产生的均质物体。区别自然矿物和人工矿物：食糖和食盐；合成药品；人造矿物(人造水晶、人造金刚石、人造金红石等)
(3)矿物不是孤立存在的，而是按一定规律结合起来形成的各种岩石。
(4)现代矿物概念已延伸至地球内层及宇宙空间所形成的自然产物，称宇宙矿物，如陨石矿物、月岩矿物等。
一、矿物的内部结构和晶体形态
矿物的结晶过程——在一定介质、一定温度、一定压力等条件下(如介质温度缓慢下降或溶液达到饱和等)，物质质点有规律排列的过程。
晶体格架——即晶体构造，即相当于一定质点在三度空间所成的无数相等的六面体，紧密相邻和互相平行排列的空间格子构造。
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过去的定义：具有几何多面体的水晶或凡是天然具有几何多面体形态的固体。
现代的定义：具有格子构造的固体，即化学元素的离子、离子团或原子按一定规则重复排列而成的一切固体，称晶质体；具有良好几何外形的晶质体，称晶体。
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与晶质体相反，凡内部质点呈不规则排列的物体，称非晶质体。即在任何条件下都不能表现为规则的几何外形
3、晶形
在一定条件下，如晶体生长较快、生长顺序较早、有允许晶体生长的空间(晶洞、裂缝)等，矿物可以形成多种良好的晶体形态。主要分为：
矿物晶体由一种同形等大的晶面所组成，共有47种。如有六个正六面体的食盐，具有六个同形大小的棱面的方解石。即同一单形的各晶面必然形状相同、大小相等。
上万。如六方柱和棱面体两种单形组成的石英。
，穿插双晶（两个晶体按一定角度穿插）和聚片双晶（两个以上晶体，按一定规律彼此平行重复连生）。
4、结晶习性
由于晶体内部构造不同，结晶环境和形成条件不同，使得晶体在空间三个相互垂直方向上发育的程度也不相同，也称矿物的单体形态。在相同条件下形成的同种晶体经常所具有的形态称结晶习性。大体分为三种主要类型：
5、晶面条纹
具有纵条纹，黄铁矿的立体晶面上具有相互垂直的条纹，斜长石晶面上常有细微密集的条纹（双晶纹）。
二、矿物的化学成分
1、矿物的化学组成类型
①单质矿物—由一种自然元素组成的矿物。在自然界该类矿物极少数，有金(Au) 、石墨(C)、金刚石(C)、水银(Hg )、硫磺(S)、铜(Cu)、银(Ag)等。
②化合物—由两种或两种元素以不同形式化合而成，绝大部分矿物属此类。按组成情况分为二类：
③含水化合物—含有H2O和OH-、H+、H3O+
1.1 成分相对固定的化合物
严格遵守化学组成不变的定律，其化学性质和物理性质比较固定，可再分为下述三种。
a(NaCl)、方铅矿(PbS)、石英(SiO2)和刚玉(Al2O3) 等。
b(即酸根)化合而成，为数最多，常形成各种含氧盐矿物，如方解石(CaCO3)、硬石膏(CaSO4)等。
c FeCr2O4和白云石CaMg(CO3)2。也有些阳离子是共同的，而阴离子是双重的，如孔雀石CuCO3.Cu(OH)2，还有阳离子和阴离子都是双重的，但比较少见。
1.2 成分可变的化合物
类质同像—在结晶格架中，性质相似的离子(即离子半径相差不大，离子电荷符号相同，电价相同)可以互相顶替的现象。包括两种情况：
a Mg2+、Fe2+、 Ni2+、Zn2+、Mn2+； Fe3+、Cr3+、Al3+。
b、几种离子同时置换，置换的离子电价各异，但置换后的总电价必须相等。
按置换程度分为：
a20％。
b即两种组分可以以任何比例进行离子置换，形成一个连续的类质同像系列。
类质同像是矿物中非常普遍的现象，也是矿物中杂质(特别是稀有元素)存在的主要形式。
具有类质同像的矿物分子式，一般将类质同像互相置换的元素用括号括在一起，中间用逗号分开，把含量高的放在前边，络阴离子团用方括号括起来。如橄榄石(Mg,Fe)2[SiO4]、黑钨矿(Fe,Mn)[WO4]
1.3 含水化合物
(1)H2O渗入到矿物集合体中呈分子状态。可呈气态或液态充填到矿物裂隙中，或者依附在胶体粒子表面，形成胶体水。如蛋白石SiO2.H2O—一种含不定胶体水的矿物。在常压下，温度在100 C 以上时，吸附水就可从矿物中逸出。
(2)H2O分子参与矿物结晶结构中，加热之后晶格破坏。如石膏(CaSO4 .2H2O)含两个结晶水，加热之后形成熟石膏(CaSO4 . H2O )。在这种情况下，矿物的物理性质也改变了。
(3)OH-、H+、H3O+离子形式参加到矿物的结晶结构中。如高岭石Al4 [Si4O10](OH8)，水云母(K, H3O)Al2 [AlSi3O10](OH) 2等。吸附水、结晶水和结构水对矿物的连接力是不同的，依次增大。破坏这种结构所需温度也相应增高，依次为100C左右，100～200C最高不超过600C和600～1000C。
2、矿物的同质多像
同一化学成分的物质，在不同的外界条件下(温度、压力、介质)下，可以结晶成2种或2种以上的不同构造的
。
三、矿物的集合体形态
自然界大多数矿物是以其晶体或晶粒的集合体或胶体形式表现出来的，具有鉴定特征的意义，有时还可反映矿物的生成环境。主要的集合体形态包括：粒状集合体、片状－鳞片状－针状－纤维状－放射状集合体、致密块状集合体、晶簇、杏仁体－晶腺、结核－鲕状体、针乳状－葡萄状－乳房状集合体、土状体、被膜等。
1、粒状集合体
粒状矿物所组成的集合体。这种集合体大多是从溶液或岩浆中结晶而成。当溶液达到过饱和或岩浆逐渐冷却时，发生许多“结晶中心”，晶体围绕结晶中心自由发展，当发展受阻，便开始争夺自由空间，形成不规则的粒状集合体。例子：钙长石、花岗岩(石英、长石、云母)等。
2、片状、鳞片状、针状、纤维状、放射状集合体
3、致密块状体
由极细粒矿物或隐晶矿物所组成的集合体，表面致密均匀，肉眼不能分辨晶粒本身的界限。
4、晶簇
生长在岩石裂隙或空洞中的许多单晶体所组成的簇状集合体。其一端固着在共同的基底上，另一端自由发育而形成良好的晶形。
5、杏仁体和晶腺
矿物溶液或胶体溶液通过岩石气孔或空洞时，常常从洞壁向中心层层沉淀，最后把孔洞填充起来，其小于2cm 者称杏仁体；大于2cm者称晶腺。晶腺常具有同心层构造，各层成分和颜色有差异，形成不同颜色的色环。
6、结核和鲕(鱼卵)状体
矿物溶液或胶体溶液围绕着细小岩屑、生物碎屑、气泡等由中心向外层层沉淀而形成的球形、透镜状、姜状等集合体，如黄铁矿、赤铁矿、磷灰石等结核。如果结核小于2cm，形同鱼子状，具同心层状构造的，称鲕状体，常彼此胶结在一起，如鲕状赤铁矿、鲕状铝土矿。
7、针乳状、葡萄状、乳房状、肾状等集合体
胶体溶液因蒸发失水逐渐凝聚，在矿物表面围绕凝聚中心形成许多圆形的、葡萄状、乳房状、肾状的小突起。
8、土状体
疏松粉末状的无光泽的矿物集合体。颗粒细，放大镜看不出晶粒，如风化形成的高岭土等。
9、被膜
不稳定矿物因受风化作用而在其表面形成一层次生矿物的皮壳，如铜矿表面往往有一层氧化作用形成的翠绿色孔雀石或天蓝色蓝铜矿的被膜等。
10、假化石
岩石中由氧化锰等溶液沿裂隙发育而成的酷似植物化石，但缺少植物应有结构的矿物集合体。“沙漠漆”专指形成于干旱－极端干旱的戈壁荒漠区岩石表面上的一层极薄的薄膜(漆皮)，是由荒漠，戈壁滩上岩石自身的矿物质或土壌中的矿物质，经过长期的风吹、日晒、雨淋等自然条件下的氧化作用、毛细作用等，在石体表面所覆盖的一层赤、橙、棕、黑、褐、黄等各种色泽的氧化保护薄膜。其颜色由形成漆膜的矿物质比例所决定。红色一般来说是含铁的，绿色含铜，黑色含锰，黄色含钙。一般来说，含锰的比例越高，则颜色越深，反之就浅。
四、矿物的物理性质
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(1)自色：因矿物本身固有的化学组分中含有某些色素离子而呈现的颜色，是鉴定矿物的重要标志之一。门捷列夫元素周期表的过渡金属离子对光谱的某些波段特别敏感，包括钛(蓝色)、钒(绿、蓝、黄)、铬(红、绿)、锰(黑、紫)、铁(蓝、黄、绿)、钴(蓝)、镍(绿、黄)、铜(绿、蓝)等，这些元素不同价（带电子数目）的离子，其颜色也不尽相同。如矿物中含有Mn4+呈黑色，含Mn2+呈紫色，含Fe3+呈樱红色， Fe2+或Cu2+呈蓝色或绿色。
(2)他色：因矿物含有气泡、有色杂质等包裹，而使矿物呈色，这种颜色与矿物本身的化学成份和内部结构无关。他色一般不能作为矿物鉴定的主要特征。即外来的带颜色的物质机械混入而使矿物染上的颜色。
(3)假色：由某些化学的和物理的原因而引起的。如片状集合体因光程差引起的干涉色，称晕色；容易氧化的矿物表面往往被上一层氧化薄膜，称锖色。
矿物在白色无釉瓷板(硬度7)上摩擦所留下的痕迹的颜色，即矿物的粉末颜色。由于条痕的颜色相对固定，可以消除一些杂质和物理方面对颜色的影响，因此条痕对鉴定矿物具有重要意义。但只限对于硬度小或脆性的有色矿物具有重要鉴定意义；对于无色的、硬度大于瓷板的矿物无条痕色，无鉴定意义。
矿物的光泽是指矿物表面对光的反射能力。其强弱取决于矿物折射率和吸收系数等有关，可用反射率R＝I/I0(I 为矿物平滑表面反射光的强度，I0为入射光的强度)表示。
根据反射率的大小可分为四级：
(1)金属光泽R>25%，反射能力极强，如同金属抛光表面上所呈现的光泽，天然的金属单质及其互化物和大多数的硫化物都表现为金属光泽，如自然金、方铅矿等。
(2) 半金属光泽R在19%~25%之间，反射能力强，表现为未经抛光的金属表面所呈现的光泽，暗淡而不刺目。一些天然的半金属元素矿物、部分氧化物和硫化物矿物，特别是硫盐矿物，如自然砷、黑钨矿、黝铜矿等。
(3) 金刚光泽R在10%~19%之间，反射能力较强，表现为金刚石表面所呈现的光泽，闪亮耀眼。部分自然非金属元素、硫化物、氧化物和含氧盐矿物具有此种光泽，如金刚石、辰砂、锡石、锆石等等。
(4) 玻璃光泽R在4%~10%之间，反射能力较弱，表现为平板玻璃所呈现的光泽，绝大多数透明矿物都是这种光泽(约占矿物总数的70%)，如长石、石英、萤石、方解石、橄榄石等。
特殊光泽—因矿物表面的光滑程度、矿物内部缝隙或解理面的存在等引起的。
(a) 珍珠光泽：类似珍珠表面或蚌壳内壁具有的柔和而多彩的光泽，如透石膏、白云母等解理面上的光泽。
(b)丝绢光泽：类似一束蚕丝所呈现的光泽，如纤维状石棉、石膏等。
(c) 油脂、树脂或沥青光泽：主要呈现在矿物的不平坦的断口上。如石英、霞石的油脂光泽；浅色闪锌矿和独居石的树脂光泽；沥青铀矿等黑色矿物所表现的沥青般反光的沥青光泽。
(d)腊状光泽：如石蜡表面所呈现的光泽，块状叶腊石。
(e)土状光泽：出现在粉末状或土块集合体表面，暗淡如土的光泽，如高岭土和褐铁矿等。
矿物的透明度是指光线透过矿物多少的程度。其取决于矿物对光的吸收率和矿物的厚薄等。一般金属矿物的吸收率高，多不透明；非金属矿物的吸收率低，多透明或半透明。
肉眼观察矿物标本时，通常以矿物碎片边缘能否透见他物作为标准，并以此将其分为3级：
(1)透明矿物—矿物碎片边缘(或隔着约1cm的矿物)能清晰地透见他物，如水晶、冰洲石、金刚石等。
(2) 半透明矿物—矿物碎片边缘(或隔着≤1cm的矿物)可以模糊地透见他物或透光现象，如辰砂、闪锌矿、自然硫等。
(3) 不透明矿物—矿物碎片边缘(或隔着极薄的矿物)不能透见他物，如磁铁矿、石墨、黄铁矿等。
但在矿物显微镜鉴定时，一般以矿物磨成0.03mm的标准厚度的薄片的透光程度为标准，该薄片厚度下能透光者为透明矿物，不透光者为不透明矿物。
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矿物在外力(敲打、刻划等)作用下所表现出来的各种物理性质，包括硬度、解理、断口、延展性、脆性等。
硬度(hardness)：矿物抵抗外来刻划、研磨或压入等机械作用的能力，用H表示。矿物硬度大小取决于晶体结构的牢固程度，与其化学键类型及强度密切相关。一般来说，典型的共价键矿物硬度大(如金刚石)，金属键矿物硬度小(如自然金)，分子键矿物硬度最小(如自然硫)，氢键矿物硬度很小(如水镁石)。离子晶格的硬度则受离子半径、离子电价、结构紧密程度等有关。
根据硬度高的矿物可以刻划硬度低的矿物的道理，德国摩氏(F.Mohs)选择10种具有不同硬度的常见矿物作为标准，按大小顺序排列分为10级，即滑石(1)－石膏(2)－方解石(3)－萤石(4)－磷灰石(5)－正长石(6)－石英(7)－黄玉(8)－刚玉(9)－金刚石(10)。
摩氏硬度计只代表矿物硬度的相对顺序，而不是绝对硬度的等级，绝对硬度可用显微硬度计仪器来测定。根据力学数据，滑石硬度为石英的1/3500，金刚石硬度为石英的1150倍。
测试硬度时必须选择新鲜矿物的光滑面试验，同时注意刻痕(以硬刻软)与粉痕(以软刻硬)；粒状或纤维状矿物，不宜直接刻划，而应将矿物捣碎，然后在已知硬度的矿物上摩擦，看有无擦痕。
鉴定时，一般可采用上述摩氏硬度计来粗略估计。实际工作上，还可借用指甲(2.5)、铜针(3)、普通窗玻璃(5.5)、小钢刀(5.5~6)。如某一矿物能刻动方解石，但又能被萤石所刻划，则该矿物的硬度为3－4之间，可写成3－4或3.5。硬度大于7的矿物很少，一般在2—6之间。
记忆顺口诀：“滑膏方，萤磷长，英黄刚，最硬属金刚”或“滑石方萤磷，长英黄刚金”。
在力的作用下，矿物晶体沿着一定方向破裂并产生光滑平面的性质称解理。裂开的光滑平面称解理面。如果矿物受力，不是按一定方向破裂，破裂面呈各种凸凹不平的形状(如锯齿状、贝壳状)叫断口。没有解理或解理不清楚的矿物才易形成断口。例如：方解石(有解理)、石英(无解理，有断口)。
2.2.1 解理
解理是由晶体内部格架结构所决定的。因晶体具有异向性，不同结晶方向的化学键力有差异，在外力作用下，那些键力弱的面网之间就会产生解理，即解理总是沿着晶体中连接较弱的面网之间发生。
原子晶格——解理出现在面网引力最小处，如金刚石。
离子晶体——同号离子相邻的面网或电性中和的异号离子组成的面网(同号离子的斥力或静力弱)，如萤石和石盐。不同化学键类型的晶体——平行化学键力最强的方向，如石墨层内C-C是很强的共价键，层间为很弱的分子键。
金属晶格——原子之间通过弥漫于整个晶格的自由电子联系，受力后晶体易于发生晶格滑移而不致引起断键，因此，延展性好的金属都没有解理，如自然金、自然铜等。
如果晶体内部构造中质点各个方向的结合力都相等而且很大时，则只有断口无解理。不同矿物的解理，可能有一个方向，也可能有几个方向。如石墨解理只有垂直Z轴的一个方向，称一向解理；正长石、普通角闪石等解理有两个方向，称二向解理；常见的石盐、方解石等解理，可以沿立方体的三个方向裂开，称三向解理。此外，还有四向解理（如萤石）、六向解理（如闪锌矿）等。
根据裂成光滑解理面的难易程度和肉眼所能观察到的程度，可以分为以下等级：极完全解理：矿物极易裂成薄片，甚至用指甲即可揭成片，解理面较大且极平滑，很难发生断口，如云母、石膏。完全解理：矿物常裂成规则的平滑小解理块或薄板，其面相当光滑，很难发生断口。如方解石、石盐。中等解理：解理程度差，往往不能一劈到底，常裂成小阶梯状，或某一方向有不太平滑的解理，较易出现断口，如长石、角闪石。不完全解理: 矿物碎块中难以找到解里面，只在一些细小碎块上才可看到不清晰的解理面，断口常见，如磷灰石。极不完全解理：无解理，如石英、磁铁矿等。
2.2.2 解理面与晶面的区别
解理是矿物的有效的鉴定特征之一．但应注意解理面与晶面的区别。解理面常比较新鲜、平整，光滑、无晶面条纹，并多成组出现。描述矿物解理时应说明解理方向、组数、发育程度等，有时还要说明解理交角的大小。例如，重晶石有三组解理，发育程度不同，其中一组完全解理，一组是中等解理，一组是不完全解理，前二组解理交角为90o。
2.2.3 断口与解理的关系
断口在矿物晶体、集合体及非晶质体中均可见到。在晶体中，断口与解理是互为消长的；一个晶体如果解理发育，则在解理面方向就不易出现断口。两者之间大致有如下表关系：
2.2.4 断口
按裂面形状划分：
贝壳状断口(conchoidal fracture )：似蚌壳的内表面形态，呈圆形或椭圆形曲面，同心圆波纹。如石英、黑曜岩次贝壳状断口：光滑曲面形态，一般无或只有少数同心圆纹。如钛铀矿、玉髓
锯齿状断口(hackly or uneven fracture)：呈尖锐的锯齿状。如自然金
参差状断口(splintery fracture )：呈参差不齐，粗糙不平状。多数脆性矿物、块状矿物、粒状矿物有此断口。如橄榄石、磷灰石。
按裂面形状划分：
平坦状断口：断口面平坦，无粗糙起伏。一些呈土状或致密状断口体的矿物有此断口。如高岭土。
阶梯状断口(stepped fracture)：呈解理面与断口面胶体出现引起的台阶状。如角闪石、长石等。
刀片状或纤维状断口：重叠排列的刀片或纤维。如软玉
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4 C之水的质量之比。
比重大小主要取决于矿物化学成分和晶体构造。组成矿物的元素的原子量越大、晶体结构中质点堆积愈紧密，则比重愈大；反之则比重较小。各种矿物比重由<1(如石蜡)到大至23(如铂族矿物)，多数矿物比重介于2.5~4之间，一些重金属矿物常在5~8之间。例子：方铅矿(207.2/7.4~7.6)与二氧化硅(60.1 /2.5~2.8)，金刚石与石墨按比重大小可作如下分级：
<2.5为轻矿物(石墨2.23,石盐2.1-2.2)
2.5-4为中等比重矿物(黄玉
3.4-3.6)
>4为重矿物(黄铁矿4.9-5.2)
>7为极重矿物(方铅矿和黑钨矿6.7-7.5)
在第四纪碎屑沉积物研究中将比重<2.9和>2.9的矿物分别称轻矿物和重矿物，对于揭示古代沉积环境或查明物质来源等方面具有重要意义。例如，重矿富集的地方往往是古河道中心，淡水之地。
通常可分为三类：
磁性矿物：磁铁矿、磁黄铁矿、钛铁矿等。常温下，其粉末或细小颗粒可被普通磁铁所吸引。鉴定时，可用马蹄形磁铁或带磁性的小刀来测试。
电磁性矿物：具有顺磁性或反磁性的矿物。其一般不被普通永久磁铁所吸引。如黑云母、普通角闪石。
无磁性矿物：绝大多数矿物属于此类，即所有抗磁性矿物以及某些弱顺磁性或反铁磁性矿物。其在最强的电磁铁作用下也不被吸引。如方解石、石英等。
矿物的磁性不仅在实际的找矿勘探中具有重要的实际意义(磁法找矿)，对于古气候研究也具有重要的利益意义。如古地磁的研究作为研究地壳演化的重要定年工具。
对地磁的研究发现：地磁极在地质历史时期曾多次发生180o的改变，即地磁极的极性发生倒转。在对深海钻井岩芯进行古地磁测定后发现，大洋海岭（洋中脊）两侧对称分布着一系列走向平行的正反磁极相间的条带。这些条带与熔岩从大洋海岭（洋中脊）中涌出，向两侧扩张形成的以海岭为对称中心的岩带，配上同位素测年资料，并按地层年代顺序进行编排，从而形成地磁极性地质年代表。
若外界作用消失后停止发光的，称为“萤光”(fluorescence)。如萤石加热后产生蓝色萤光；白钨矿在紫外线照射下产生天蓝色萤光；金刚石在X射线照射下发出天蓝色萤光。若外界作用消失后还能继续发光的，称为磷光，如磷灰石。
(方解石)。矿物受力后发生如锤成薄片、拉成细丝等塑性变形的，称延展性(自然金、自然铜)。
。如云母。矿物受力变形、作用力失去后不能恢复原状的姓氏，称“挠性”，如绿泥石。
(电气石)；摩擦生电(琥珀)；石英等矿物在有压力和张力的交互作用下可产生电荷效应(压电效应/压电石英)。
3.7 其它性质：易燃性；滑腻感；受热或燃烧后的特殊气味；咸、苦、涩等味道等。
绪论 (1)水文地质学的研究任务是什么? 本课程是煤及煤层气工程专业/岩土工程专业的专业基础课，主要任务是为后续的专业课奠定有关现代水文地质学的基本概念、基本原理。通过该课程的学习，学生能够正确理解水文地质学的基本概念、基本原理，在此基础上能够初步掌握解决工程/煤田水文地质问题的分析方法与思路。 (2)地下水的主要功能包括哪些? >>宝贵的资源①理想的供水水源②重要的矿水资源③良好的景观资源 >>敏感的环境因子地下水是极其重要的环境因子。地下水的变化往往会打破原有的环境平衡状态，使环境发生变化。 (人类活动主要通过三种方式干扰地下水，造成一系列不良后果(图14-1)： ①过量开发与排除地下水→地下水位下降→地表径流衰减、沼泽湿地消失、土地沙化、海(咸) 水入侵等； ②过量补充地下水→地下水位升高→土地的次生盐渍化、次生沼泽化； ③地下水位下降导致的粘土压密释水释放有害离子、化肥农药的不适当使用、废弃物的无序排 放──地下水恶化、污染； ④地下水位的变动会破坏其与周围岩土构成的统一的力学平衡，而产生某种效应──地面沉降 与地裂缝、岩溶塌陷、地下洞室垮塌或突水、滑坡、岩崩、水库诱发地震、渗透变形。) >>活跃的地质营力地下水的主要作用是传递应力、传输热量和化学组分、侵蚀(化学溶蚀、机械磨蚀和冲蚀)等。 >>重要的信息载体由于地下水是应力传递者，同时又是在流动，所以地下水水位，水量，水温，水化学等的变化或异常可以提供埋藏在地下的许多信息，如找矿、地震预报、地质演变。(3)试分析我国地下水分区的特点，并探讨分区的自然背景。 略。
第一章地球上的水及其循环 (1)试比较水文循环与地质循环。 水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环： >>水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O分子态水的转换、更替较快；水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显着，与人类的生存环境有直接的密切联系；水文循环是水文学与水文地质学研究的重点。 >>水的地质循环发生于地球浅层圈与深层圈之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。研究水的地质循环，对深入了解水的起源、水在各种地质作用过程乃至地球演化过程中的作用，具有重要意义。 (水文循环特点──速度快、途径短、转化迅速。 内因──固、液、气三相可相互转化。 动力条件──太阳辐射和重力的共同作用。 形式──蒸发、径流、降水。) (2)试述我国水资源的特点，并分析其对水文地质工作需求的影响。 我国水资源具有以下特点： (1)降水偏少，年总降水量比全球平均降水量少22%； (2)人均水资源量偏低； (3)空间分布不均匀，东部丰富，西部贫乏； (4)季节及年际变化大，旱涝灾害频繁； (5)水质污染比较严重。 合理有效地利用及保护水资源，是中国具有战略意义的头等大事。 (3)地球上水的循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为水文循
水文地质学基础试题（二） 一．填空题（30 分） 1．从成因角度分析，粘性土空隙主要组成有原生孔隙（结构孔隙）、次生孔隙、次生裂隙。（3 分） 2．上升泉按其出露原因可分为：侵蚀（上升）泉、断层泉和接触带泉（3 分） 3．地下水含水系统按岩石空隙特征可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。（3 分） 4．由地下水蒸发排泄作用，形成土壤盐碱化的条件是干旱、半干旱气候、水位埋深浅和土层岩性。（3 分） 5．上层滞水是指分布在包气带中，局部隔水层之上，含水岩层空隙之中的重力水。（4 分）6．导水断层具有独特的水文地质意义，它可以起到贮水空间、集水廊道与导水通道的作用。（3 分） 7．控制岩溶发育最活跃最关键的因素是水的流动性。（2 分） 8．水文循环按循环途径不同可分为大循环和小循环。（2 分） 9．地下含水系统的补给来源有：大气降水、地表水、凝结水、相邻含水层间和人工补给。（5 分） 10. 岩石中的空隙是地下水的储存场所和运动通道。（2 分） 二．是非判断题（每题3 分，共15 分） 1．地下水含水系统从外界获得盐分的过程也称补给。（是） 2．承压水头是指井中静止水位到承压含水层顶板的距离。（是） 3．当地下水位高于河水位时，地下水必然向河水排泄。（否） 4．通常情况下，在洪积扇顶部打井，井打的越深，井中水位埋深也越大。（是） 5．当地下水位埋深小于最大毛细上升高度时，水位埋深越大，给水度也越大。（是）三．选择题（每题3 分，共15 分） 1．达西定律对下列条件适用（ C ） A．层流、稳定流；B．层流、非稳定流；C．层流、稳定流和非稳定流；D．层流、紊流2．砂砾类松散岩石的透水性主要取决于（C ） A．孔隙度大小；B．排列方式；C．颗粒直径大小；D．结构 3．地下水流网中流线与等势线（C ） A．正交；B．斜交；C．相交；D．平行 4. 渗入－径流型地下水循环的长期结果，使地下水向（ A ）方向发展。 A．溶滤淡化； B.水质不变； C.溶滤咸化；或B。 5．在天然条件下，控制一个地区地下水动态的主要轮廓的影响因素是（B ）。 A 水文因素， B 气象因素， C 地质因素， D 人类活动 四．根据图4-1 条件，回答下列问题。（20 分） 4．1 在图中画出示意流网；（图中“”表示地下分水线）。（5 分） 4．2 在甲、乙处各打一口井，要求井的深度不同，且甲井水位比乙井水位高。试在图上表示出两口井如何打，并标出井水位。（5 分）
《水文地质学基础》能力拓展练习 班级： 学号： ：
一、阅读以下材料，分别说明A、B两区的气候类型并比较两种气候类型对地下水的影响。 （1）A区处于黄土高原地带，气候变化显著，属温带大陆季风气候气候。年平均气温9.9℃，最高气温35℃，最低气温-19.8℃。年降水量分配极不均匀，多集中在六、七、八三个月，多年平均降水量为567.2mm，最大年降水量767.4mm（2003年），最小年降水量385.4mm（2004年）。最大年蒸发量2346.4mm，最大冻土深度61cm。全年风向夏季多东南风，冬季多西北风。 （2）B区为温带季风区海洋～大陆性气候气候，四季分明。据气象站1959年1月到1998年11月的观测资料： 年平均气温13.5℃，月平均最高气温34.3℃(1957年7月)，日最高气温41.6℃(1960年6月21日)，月平均最低气温-9.8℃(1963年1月)，日最低气温-19.4℃(1964年2月18日)，多年来最低平均气温月为1月，平均气温-2℃，平均最高气温月为7月，平均29℃。 年平均降雨量677.17mm，年最大降雨量为1186.0mm(1964年)，年最小降雨量为347.90mm(1988年)，日最大降雨量177.1mm(1965年7月9日)，降雨多集中于每年的7、8月份。一般春季雨量少，时有春早。年平均蒸发量1728.27mm，年最大蒸发量2228.2mm(1960年)，年最低蒸发量1493.0mm(1984年)。春夏两季多东及东南风，冬季多西北风，最大风力8级，平均风速为2.3m／s。历年最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.3lm。 说明：本题通过实际材料向学生说明气候因素对地下水的影响。 本题主要从降水量、蒸发量等要素说B区比A区降水量丰富，蒸发量小，更有利于地下水形成。 本题中A区实际是山西省潞安矿区，B区实际是山东省济宁矿区。
绪论 1.煤矿地质学的概念，以及为什么要学习煤矿地质学？ 煤矿地质学是运用地质学的基本理论，研究和解决与煤矿设计、建设、生产有关的地质问题的一门地质学的分支学科。 为什么要学习煤炭地质学：1.开采之前的地质工作不能满足开采需求；2.解决采煤问题中必备地质知识；3.采矿工程是一种技术性很强的综合性工作。 第一章地球概述 2.关于地球的物理性质与相关的各种异常 地球的物理性质主要包括密度、地压、重力、地磁与地热，一共5个，其中的还有一些相关的概念如下： 重力异常：由于地壳的物质成分和结构各处不同，使得引力和离心力发生变化，造成实测重力值与正常重力值有所差异，这种现象叫做重力异常。 地磁异常：埋藏着带有磁性的岩体或者矿体的地方，产生一个局部的附加磁场，使得该处的实测地磁要素值与理论上计算的正常值发生偏差，这种现象叫做地磁异常。 地磁场的三个要素：磁偏角、磁倾角与地磁场强度。 由地表向深部，低温特征有所不同，可以分为三层：变温层、恒温层、增温层。 地温梯度：又叫地热增温率，它指深度每下降100米，温度升高的度数，以℃/100m表示。 地温级：又称为地热增温级，它指温度每升高一摄氏度，它所增加的深度值，以m/℃表示。 地温异常：不同地区的地温梯度和地温级都有差异，这主要取决于当地的地质构造条件、岩浆活动和掉下水的运动状况，以及岩石导热率等因素。通常将温度梯度不超过3℃/100m 的地区称为地温正常区，超过3℃/100m的地区称为地温异常区。 3.地球的圈层构造 地球的内部圈层构造包括地壳、地幔和地核，进一步可以将地幔分为上地幔和下地幔，而地核可以分为外核与内核，地壳分为硅铝层（花岗岩质层）和硅镁层（玄武岩质层）。外部圈层构造为大气圈、水圈和生物圈。 4.地球的表面特征 陆地表面特征：陆地表面特征极为复杂，按照高低和起伏的情况，可以分为山地、丘陵、高原、平原、盆地、洼地等等，其中海拔高度100米以下的平原、低山和丘陵低于面积最大，占地球总表面积的20.8％。 海洋表面特征：根据起伏状况和海水深浅，将海底分为大路边缘、大洋盆地和洋中脊三个单元，其中大路边缘又可以分为大陆架、大陆坡和大陆基三部分。 第二章地质作用 5.地质作用与内外力地质作用 地质作用：促使地壳的物质成分、内部构造和地表形态等方面发生变化的作用称为地质作用，引起地质作用的动力称为地营力 依据地质作用的能源不同，地质作用分为两大类：一类是地球内部的能所产生的地质内营力（地质内动力）引起的，称为内力地质作用。另一类是由地球外部的能所产生的地质外营力（地质外动力）引起的，称为外力地质作用。 内力地质作用包括地壳运动、岩浆作用、变质作用和地震作用，地壳运动的基本形式有两种：垂直运动和水平运动。其中地震作用概念为地壳的局部快速颤动称为地震。地震类型按照震源深度可以分为浅源地震、中源地震和深源地震，按照成因可以分为火山地震、陷落地震和构造地震。外力地质所用包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、和固结成
《水文地质学基础》习题库 [第1章] (1)一个地区的年降水量，是用什么表示的，包括哪些组成部分？ 答：以 雨量计降雨量，以某一地区某一时期的降水总量平铺于地面得到的水层高度mm 数表示。 (2)某山区的地表水系如下图所示，由分水岭圈闭的流域面积为24 km 2, 在8月份观测到出山口A 点的平均流量为8.0?104 m 3/d ，而8月份这个地区的总降水量是700 mm 。试求出该流域8月份的径流深度和径流系数，并思考以下问题：为什么径流系数小于1.0；A 点的平均流量中是否包括地下径流。 解：Q= 8.0?104m3/d , F=24km2, X=700mm (3)空气湿度和风速如何影响蒸发量？ 答：水面蒸发的速度和量取决于气温、气压、湿度、风速等因素。主要决定于气温和饱和差（饱和差＝饱和水汽的含量－绝对湿度）饱和差愈大，蒸发速度也愈大。风速是影响水面蒸发的另一重要因素。 (4)地球上水的循环包括水文循环和地质循环，它们有哪些区别？水循环的大气过程属于其中哪一种？ 答：水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环。水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O 分子态水的转换，通常更替较快。水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显著，与人类的生存环境有直接的密切联系。水的地质循环常发生于地球深部层圈水与表层圈水之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。 (4)地下径流与地表径流的特征有哪些不同点？ 答：径流可分为地表径流和地下径流，两者具有密切联系，并经常相互转化。 降落到地表的水通过下渗环节，对降水进行地表与地下径流的分配。 (5)沙漠地区降雨量很少，但是也能发现大量的地下水或者泉水，为什么？(P14) 答：它们或者是从周围高山冰雪融水获得补充，实际仍是固他体降水的转化补给；或者是在长期地质历史时期积聚起来的，是多年水文循环的积累。 [第2章] (1) 对比以下概念： 空隙和孔隙；孔隙度和孔隙比；孔隙和裂隙； (2) 在一个孔隙度为30%的砾石堆积体中，充填了孔隙度为60%的粉质粘土，试估算该堆积体的实际孔隙度。 (3) 请对以下陈述作出辨析： A. 地层介质的固体颗粒越粗大，孔隙度就越大； A 分 水 岭 mm 103.3102431108.010F QT Y 3-43-=???=?=15.0700 3.103≈==X Y a
第一章地球上的水及其循环 一、名词解释: 1.水文地质学:水文地质学是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害,为人类服务。 2.地下水:地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 3.矿水:含有某些特殊组分,具有某些特殊性质,因而具有一定医疗与保健作用的地下水。 4.自然界的水循环:自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 ５.水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 6．地质循环:地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 ７.大循环:海洋与大陆之间的水分交换。 8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。 ９.绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 10.相对湿度:绝对湿度和饱和水汽含量之比。 １1．饱和差：某一温度下,饱和水汽含量与绝对湿度之差。 １2．露点:空气中水汽达到饱和时的气温。 1３.蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 １4.降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。1４．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 15.水系:汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。 1６．水系的流域:一个水系的全部集水区域。 17．分水岭:相邻两个流域之间地形最高点的连线。 18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。 19．径流总量:某一时间段内，通过河流某一断面的水量。 ２0.径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 ２1．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 ２2.径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。 二、填空 １．水文地质学是研究地下水的科学。它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。 2．地下水的功能主要包括:资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。 3.自然界的水循环分为水文循环和地质循环。 4．水文循环分为大循环和小循环。 5．水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 6.水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 7．主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水。 8.在水文学中常用流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流。 三、判断题 １．地下水是水资源的一部分。 ( √ ) 2．海洋或大陆内部的水分交换称为大循环。 ( ×） 3．地下水中富集某些盐类与元素时，便成为有工业价值的工业矿水。 ( √ ) ４.水文循环是发生于大气水和地表水之间的水循环。（× ) ５.水通过不断循环转化而水质得以净化。（√） 6．水通过不断循环水量得以更新再生。 ( √ ) 7.水文循环和地质循环均是Ｈ2O分子态水的转换。 ( ×） 8.降水、蒸发与大气的物理状态密切相关。（√） 9.蒸发是指在1０0℃时水由液态变为气态进入大气的过程。（× ) １0.蒸发速度或强度与饱和差成正比。 ( √） 四、简答题 １．水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期？ 185６年以前的萌芽时期,１８56年至本世纪中叶的奠基时期，本世纪中叶至今的发展时期。 2．水文地质学已形成了若干分支学科，属于基础性的学科分支有哪些? 水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、水文地质调查方法、区域水文地质学。 3．水文循环与地质循环的区别?
第一章绪论 1、概念 （1）、工程地质学 研究人类工程活动与地质环境之间相互制约的关系，以便科学评估，合理利用，有效改进和妥善保护地质环境的科学。 （2）、工程地质条件 指工程建筑物所在地区与工程建筑有关的地质环境各项因素的综合。 （3）、工程地质问题 工程建筑条件与工程建筑物之间存在的矛盾或问题。 （4）、岩土工程 土木工程中涉及岩石、土、地下、水中的部分称岩土工程。 2、简述人类活动与地质环境的关系 （1）地质环境对人类活动的制约 ①影响工程活动的安全 ②影响工程建筑的稳定性和正常使用 （2）人类活动对地质环境的制约（工程活动破坏地质环境） （3）工程活动与地质环境之间的相互制约 人类开采矿产会对地质环境造成破坏，形成各类地质灾害。地质环境影响人类工程活动，比如工程建设必须作地下水保护论证、渗漏评价、地质灾害危险性评估、压覆矿产调查等等 3、工程地质条件主要包括哪些？ ①岩土类型及性质（地层岩性与性质） ②地质构造（断层、褶皱、节理等） ③地形地貌（平原、丘陵、山区等） ④水文地质（地下水成因、埋藏、动态、成分等） ⑤不良地质现象（滑坡、岩溶、泥石流等） ⑥天然建筑材料（砂砾、石块等） 4.工程地质问题主要包括哪些？ ①区域稳定性问题 ②地基稳定性问题 ③斜坡稳定性问题 ④围岩稳定性问题 5. 工程地质学的研究内容和任务是什么？ （1）区域稳定性研究与评价—由内力地质作用引起的断裂活动，地震对工程建设地区稳定性的影响 （2）地基稳定性研究与评价—指地基的牢固，坚实性 （3）环境影响评价—指人类活动对环境造成的影响 总的来说就是研究工程建设与地质环境的相互制约关系，促使矛盾转化和解决，既保证工程安全，经济，正常使用，又合理开发和利用地质条件 6.说明工程地质在土木工程建设中的作用。 建筑场地工程地质条件的优劣直接影响到工程的设计方案类型，施工工期的长短和工程投资的大小，影响基础建设
《水文地质学基础》 试题库及参考答案 目录 第一章地球上的水及其循环 (1) 第二章岩石中的空隙与水分···········································4服 第三章地下水的赋存..................................................9暗室逢第四章地下水运动的基本规律.........................................15收复失第五章毛细现象与包气带水的运动. (20) 第六章地下水的化学成分及其形成作用 (22) 第七章地下水的补给与排泄...........................................29QWDD 第八章地下水系统 (35) 第九章地下水的动态与均衡 (37) 第十章孔隙水.......................................................40是多少第十一章裂隙水.....................................................42三分法第十二章岩溶水.....................................................45we福娃第十三章地下水资源. (48) 第十四章地下水与环境 (49)
第二章岩石中的空隙与水分 一、名词解释 1．岩石空隙：地下岩土中的空间。 2．孔隙：松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。 3．孔隙度：松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占的体积。 4．裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。 5．裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值。 6．岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。 7．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。 8．结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。 9．重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。 10．毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 11．支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。 12．悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。 13．容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值。 14．重量含水量：松散岩石孔隙中所含水的重量与干燥岩石重量的比值。 15．体积含水量：松散岩石孔隙中所含水的体积与包括孔隙在内的岩石体积的比值。16．饱和含水量：孔隙充分饱水时的含水量。 17．饱和差：饱和含水量与实际含水量之间的差值。 18．饱和度：实际含水量与饱和含水量之比。 19．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。 20．给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积。 21．持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。
1、岩相：反映沉积环境的沉积岩岩性和生物群的综合特征，称为岩相。包括：海相、陆相和海陆过渡相三类。 2、克拉克值：把地壳中每种元素含量的百分比值称为克拉克值。 3、元素的丰度：根据大陆地壳中(地下16Km以内)的5159个岩石、矿物、土壤和天然水的样品分析数据，于1889年第一次算出元素在地壳中的平均含量数值(平均质量百分比)，即元素的丰度。 4、矿物：天然形成的、具有一定化学成分、内部原子排列顺序和物理特征的元素单质和无机化合物。 5、晶体：有三个特征：(1)晶体有一定的几何外形；(2)晶体有固定的熔点；(3)晶体有各向异性的特点。 6、非晶质体：凡内部质点呈不规则排列的物体。 7、岩石：是天然产出的具一定结构构造的矿物集合体，是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。 8、岩浆岩：是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石，也称火成岩； 9、沉积岩：是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石； 10、变质岩：是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩，由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。 11、岩石的碱度即指岩石中碱的饱和程度，岩石的碱度与碱含量多少有一定关系。通常把Na2O K2O的重量百分比之和，称为全碱含量； 12、变质岩是在地球内力作用，引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。这些力量包括温度、压力、应力的变化、化学成分。 13、矿物的发光性：指矿物受外加能量激发，能发出可见光的性质。 14、矿物的力学性质：矿物在外力作用下表现出来的性质。其中最重要的是解理和硬度，其次有延展性、脆性、弹性和挠性等。 15、矿物的解理与断口：矿物受外力作用后，沿着一定的结晶方向发生破裂，并能裂出光滑平面的性质称解理。这些平面称解理面。如果矿物受外力作用，在任意方向破裂并呈各种凹凸不平的断面（如贝壳状、锯齿状）则这样的断面称为断口。 16、矿物的脆性：矿物受外力作用容易破碎的性质为脆性。 17、矿物的延展性：是矿物在锥击或引拉下，容易形成薄片或细丝的性质。 18、矿物的弹性：矿物受外力作用发生弯曲变形，但外力作用取消后，则能使弯曲变形恢复原状的性质。 19、矿物的挠性：矿物受外力作用发生弯曲变形，如当外力取消后，弯曲了的形变不能恢复原状的性质。
地质学基础》重要知识点 1. 地质学是以地球为研究对象的； 2. 地球圈层结构： 一、外三圈：（1）大气圈＜主要成分氮占78%、氧占21%、其他是二氧化碳、水汽、惰性 气体、尘埃等占1%＞、 （2）水圈 （3）生物圈 二、内三圈：（1）地壳 （2）地幔 （3）地核 3. 莫霍面或莫氏面：位于地壳和地幔之间的一级不连续面；古登堡面：位于地幔和地核之间的一 级不连续面。 4. 地壳（A 层）可以分为上下两层： 上层地壳（A' 层），和花岗岩的成分相似，叫花岗质层，又称硅铝层；下层地壳（A'' ），和玄武岩的成分相似，叫玄武质层，又称硅镁层。 5. 地质作用：把作用于地球的自然力使地球的物质组成、内部构造和地表形态发生变化的作用。 6. 矿物：是在各种地质作用下形成的具有相对化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。 7. 岩石：是在各种地质作用下，按一定方式结合而成的矿物集合体，它是构成地壳及地幔的主要 物质 8. 矿物的同质多像：同一化学成分的物质，在不同的外界条件（温度、压力、介质）下，可以结晶 成 2 种或 2 种以上的不同构造的晶体，构成结晶形态和物理性质不同的矿物，即同质多像. 9. 条痕： 矿物粉末的颜色。通常是利用条痕板（无釉瓷板），观察矿物在其上划出的痕迹的颜色） 10. 硬度：指矿物抵抗外力刻画、压入、研磨的程度。 11. 摩氏硬度计： 5 正长 ［标准矿物名称/硬度级别］滑石?1石膏?2方解石?3萤石?4 磷灰石石?6 石英? 7 黄玉?8 刚玉?9金刚石?10
12. 解理：在力的作用下，矿物晶体按一定方向破裂并产生光滑平面的性质。 13. 断口：矿物受力破裂后所出现的没有一定方向的不规则断开面。断口出现的程度是跟解理的完 善程度互相消长的。 14. 岩浆：是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温黏稠的硅酸盐熔浆流体，是形 成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。 15. 岩浆作用：把岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程。 16. 火成岩：由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融的物质，如岩浆冷却固结形成的 17. 侵入作用：岩浆上升到一定位置，由于上覆岩层的外压力大于岩浆的内压力，迫使岩浆停留在地 壳 之中冷凝而结晶，这种岩浆活动称侵入作用. 18. 喷出作用或火山活动：岩浆冲破上覆岩层喷出地表，这种活动称喷出作用 19. 火山喷发类型： 一、裂隙式喷发(又称冰岛式喷发类型) 二、中心式喷发:(1) 宁静式喷发型； (2) 斯特龙博利式喷发型； (3) 爆烈式喷发型。 20. 近代火山分布规律 (1) 环太平洋火山带； (2) 阿尔卑斯－喜马拉雅火山带； (3) 大西洋海岭火山带。 21. 产状：是指岩体的形状、大小、与周围的接触关系，以及形成时期所处的地质构造环境。 22. 根据火成岩中SiO2 的多少，如同对岩浆分类一样： 分为超基性岩（SiO2＜45%）、基性岩（45%^ 52%、中性岩（52%-65% 和酸性岩（＞65% 四大类。 23. 沉积岩：经过破坏而形成的碎屑物质在原地或经搬运沉积下来，再经过复杂的成岩作用而形成岩石，这些由外力作用形成的岩石就是沉积岩。 23. 沉积岩的形成过程 （一）先成岩石的破坏 1. 风化作用（风化作用的类型：物理风化作用、化学- 、生物- ） 2. 剥蚀作用（有机械剥蚀作用和化学剥蚀作用两种方式） （二）搬运作用 1. 机械搬运作用（风、流水、冰川、海水、重力等都可进行机械搬运
东北大学水文地质学基 础答案 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
东北大学继续教育学院水文地质学基础试卷（作业考核线上） B 卷 学习中心：安徽省公路工程技工学校姓名杨琪 （共页） 1．下面对孔隙大小描述正确的是：c A) 孔隙大小主要对地下水的储容影响很大。 B) 孔隙大小主要对地下水的流动影响大，它取决于孔隙通道最宽大的部分—孔腹。 C) 孔隙大小主要对地下水的流动影响大，它取决于孔隙通道最细小的部分—孔喉。 D) 孔隙大小的影响因素就是由颗粒大小决定的。 2．描述含水层、隔水层与弱透水层错误的是：d A) 含水层、隔水层与弱透水层都含水。
B) 含水层、隔水层与弱透水层是根据透水能力来划分的。 C) 弱透水层是渗透性相当差的岩层。 D) 粘土层一定是隔水层。 3. 下面对水力梯度的描述错误的是：c A) 水力梯度可以理解为水流通过单位长度渗透途径为克服摩擦阻力所耗失的机械能。 B) 水力梯度为沿渗透途径的水头损失值。 C) 水力梯度可以理解为驱动力，即克服摩擦阻力使水以一定速度流动的力量。 D）水力梯度就是地下水在渗透过程中，不断克服阻力而消耗的机械能。 4. 下面哪类物质不是地下水中C1－的来源：b A) 沉积岩中所含岩盐或其它氯化物的溶解。 B) 大气降水。 C) 来自岩浆岩中含氯矿物。 D) 来自火山喷发物的溶滤。 5. 关于地下水补给入渗方式正确的描述是：c A)在粘性土中都是捷径式下渗。 B) 地下水补给入渗方式要么是活塞式下渗，要么是捷径式下渗。
C)活塞式下渗是年龄较新的水推动其下的年龄较老的水，始终是“老”水先到达含水层；捷径式下渗时“新”水可以超前于“老”水到达含水层； D)对于捷径式下渗，入渗水必须先补充包气带水分亏缺，然后才可下渗补给含水层。 6. 关于地下水流动系统的正确表述是：c A)地下水流动系统中都是平面二维流。 B)地下水流动系统中的径流方向基本一致。 C)地下水流动系统中可以发育多个层次不同的径流系统。 D)地下水流动系统中的水化学特征一般不随地下水流动系统的水力特征变化而变化。 7. 水文因素影响地下水动态变化的描述正确的是：c A)地表水体补给地下水而引起的地下水位抬升是均匀的。 B)补给地下水而引起地下水位抬升与地表水体水位抬升基本同步。 C)潜水向河流排泄而引起的地下水位下降，接近河流，水位变幅大，远离河流的分水岭地段潜水位变幅最小。 D)河流对地下水动态的影响范围：一般数百米至数公里，此范围以外，主要受气候因素的影响。 8. 沉积物的粒度和分选控制：D A)孔隙水的分布。 B)孔隙水与外界的联系程度。
《地质学基础》思考与习题集 绪论 重要术语 地质学、地质作用、内力地质作用、外力地质作用 复习思考题: 1.地质学研究的对象是什么？重点何在？ 2.地质学研究的内容有哪些主要方面？ 3.试述地质学研究的意义？ 4.你怎样理解地质学的特色？ 5.地质学研究的方法怎样？ 第一章：地球的一般特征 重要术语 大气圈、生物圈、水圈、大地热流、常温流、地热增温流、放射性热、增温率、增温级、地温梯度、地磁要素、纵波、横波、地壳、地幔、地核、软流圈、岩石圈、大洋地壳、大陆地壳、活动大陆边缘、稳定大陆边缘、科里奥利力、莫霍面、古登堡面复习思考题 1.外力作用的三大因素是什么？如何理解其作用和意义。 2.纵波、横波、表面波的特点怎样？ 3.地球内部有哪几个主要层圈？其物质状态怎样？ 4.洋壳与陆壳的差别何在？ 5.解释：康拉德面、莫霍面、古登堡面。 6.海底地貌分为哪些单元？各单元的特征怎样？
7.大陆地形有哪些主要单元？ 8.主动性大陆边缘和被动性大陆边缘有何不同？ 9.由赤道至两极地磁三要素的变化规律是什么？ 10.说明地温梯度、地温级、地温率的区别？ 11.地表最高点、最低点如何？ 第二章:矿物 重要术语 放射性同位素、克拉克值、矿物、晶体、非晶体、晶面、同质多像、类质同像、矿物集合体、透明度、光泽、颜色、条痕、硬度、摩氏硬度计、解理、断口、硅氧四面体、硅酸盐矿物 复习思考题 1.组成地壳的主要元素有哪些？ 2.解释：晶质矿物、非晶质矿物 3.解释：稳定同位素、放射性同位素，举例。 4.解释：类质同像、同质异像、举例。 5.解释：显晶质、隐晶质。 6.解释：解理与断口。 7.什么叫矿物晶体及集合体？有哪些常见的矿物集合体？ 8.矿物的主要物理性质有哪些？ 9.最重要的造岩矿物有哪几种？其化学成分的特点怎样？ 10.掌握实验中学过的常见矿物的鉴定特征。
Chapter 2 Mineral Section 1 Some basic conceptions 1.地壳由岩石组成；岩石由矿物组成；矿物由元素组成. 2.元素是构成地球的最基本物质,由同种原子所组成. 2.1 元素(element):周期表共有112种,自然界有92种 2.2 同位素:是中子数不同（原子量不同）的同种元素的变种. 同种元素的同位素，物化性质基本相同.总共有300余种. 2.3 可分放射性和稳定两种同位素（radio & stable isotope). 放射性同位素:主要有U238,U235,U234,Th232,Rb87,K40等 稳定同位素：主要有O16,O17,O18,C12,C13,S32,S33,S36,H1 2.4 半衰期(half-life)：放射性元素蜕变到其原来数量的一 半所需时间. 半衰期: Rb87-Sr87 : 500亿年, Th232-Pb208 : 139亿年, U238-Pb20645亿年, K40-Ar40 :15亿年, U235-Pb207 :7.13亿年, C14-N14 : 5692年 放射性同位素主要用来测定火成岩石的绝对年龄; 稳定同位素主要用来确定岩石的物质环境与来源.如地壳,地幔,水圈,大气圈,生物圈,月球,陨石等。 2.5 同位素研究是当代倍受重视的国际前沿,地化专业主攻。 3.克拉克值Clark value:中上地壳中50种元素的平均含量.美国科学家克拉克采集了世界各地的样品5159个；用取得的化学分析数据,求出了16公里厚的地壳内50种元素的平均百分重量,后人称克拉克值,又称丰度Abundance。国际通用。 单位ppm=10-6,即克/吨。目前还用ppb=10-9。 克拉克值≠克拉值；5克拉=1克。 3.2 地壳中各元素的含量差别很大 其中, O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,Ti,H 10元素占99.96%; 而O, Si, Al, Fe, Ca 5元素占了92.46%。 4. 晶体(Crystal)定义：内部原子或离子在三维空间呈周期性平移重复排列的固体。 或晶体是具有晶格构造的固体。 这种固态物质称结晶质(晶质)。习惯上，将具有几何多面体外形的物体称为晶体（即，晶体是原子有规律排列的外观表象）。相应地，将不具几何多面体外形的晶体称为晶粒Crystal grain。 存在二种晶体：天然晶体（绝大多数）和人造晶体（少数）如人造石英、金刚石等。非晶质体Non-crystal：内部原子或离子在三维空间不呈规律性重复排列的固体.如火山玻璃，超冷液体。自然界极少。 在一定条件下，非晶质体可向晶质体转化。如火山玻璃→玉髓。 准晶体quasicrystal定义：其内部结构由多级呈相似的配位多面体在三维空间作长程定向有序分布的固体。 quasicrystal为一种新的凝聚态固体，但其内部原子既不像非晶质体那样成完全无序的分布，又不具有像晶体那样的三维周期性排列有序。目前尚未发现天然产出的准晶体。 5 矿物Mineral定义：由天然产出且具有特定的（但一 般并非固定的）化学成分和内部结构构造的均匀固 体。自然界广泛。 准矿物Mineraloid: 在产出状态、成因和化学组成 等方面均具有与矿物相同的特征，但不具有标准结 晶构造的均匀固体。
东北大学水文地质学基础 答案 Revised by BLUE on the afternoon of December 12,2020.
东北大学继续教育学院水文地质学基础试卷（作业考核线上） B 卷学习中心：安徽省公路工程技工学校姓名杨琪 （共页） 1．下面对孔隙大小描述正确的是：c A) 孔隙大小主要对地下水的储容影响很大。 B) 孔隙大小主要对地下水的流动影响大，它取决于孔隙通道最宽大的部分—孔腹。 C) 孔隙大小主要对地下水的流动影响大，它取决于孔隙通道最细小的部分—孔喉。 D) 孔隙大小的影响因素就是由颗粒大小决定的。 2．描述含水层、隔水层与弱透水层错误的是：d A) 含水层、隔水层与弱透水层都含水。 B) 含水层、隔水层与弱透水层是根据透水能力来划分的。 C) 弱透水层是渗透性相当差的岩层。 D) 粘土层一定是隔水层。 3. 下面对水力梯度的描述错误的是：c A) 水力梯度可以理解为水流通过单位长度渗透途径为克服摩擦阻力所耗失的机械能。 B) 水力梯度为沿渗透途径的水头损失值。 C) 水力梯度可以理解为驱动力，即克服摩擦阻力使水以一定速度流动的力量。 D）水力梯度就是地下水在渗透过程中，不断克服阻力而消耗的机械能。 4. 下面哪类物质不是地下水中C1－的来源：b A) 沉积岩中所含岩盐或其它氯化物的溶解。 B) 大气降水。 C) 来自岩浆岩中含氯矿物。 D) 来自火山喷发物的溶滤。 5. 关于地下水补给入渗方式正确的描述是：c A)在粘性土中都是捷径式下渗。 B) 地下水补给入渗方式要么是活塞式下渗，要么是捷径式下渗。
C)活塞式下渗是年龄较新的水推动其下的年龄较老的水，始终是“老”水先到达含水层；捷径式下渗时“新”水可以超前于“老”水到达含水层； D)对于捷径式下渗，入渗水必须先补充包气带水分亏缺，然后才可下渗补给含水层。 6. 关于地下水流动系统的正确表述是：c A)地下水流动系统中都是平面二维流。 B)地下水流动系统中的径流方向基本一致。 C)地下水流动系统中可以发育多个层次不同的径流系统。 D)地下水流动系统中的水化学特征一般不随地下水流动系统的水力特征变化而变化。 7. 水文因素影响地下水动态变化的描述正确的是：c A)地表水体补给地下水而引起的地下水位抬升是均匀的。 B)补给地下水而引起地下水位抬升与地表水体水位抬升基本同步。 C)潜水向河流排泄而引起的地下水位下降，接近河流，水位变幅大，远离河流的分水岭地段潜水位变幅最小。 D)河流对地下水动态的影响范围：一般数百米至数公里，此范围以外，主要受气候因素的影响。 8. 沉积物的粒度和分选控制：D A)孔隙水的分布。 B)孔隙水与外界的联系程度。 C)赋存孔隙水的孔隙大小。 D)孔隙水的渗透性能。 9.对裂隙水特点的描述错误的是：A 10.A)裂隙水多呈脉状含水系统，裂隙率要比松散岩层孔隙度大。 B)裂隙分布不均匀且具有方向性，导致裂隙水的分布多具方向性，表现为渗透的各向异性。 C)不同方向裂隙相互交切连通，可以构成连续分布的空间—裂隙网络，形成网络裂隙水。 D)有些裂隙水也可以构成具有统一水力联系的层状含水系统。 10. 关于各类碳酸盐岩中构造裂隙发育及岩溶透水性特点的描述错误的是：B A)厚层质纯灰岩发育很不均匀的稀疏、宽而长的构造裂隙。 B)中薄层灰岩发育密集、短小而均匀的构造裂隙，岩溶发育均匀而强烈。 C)泥质灰岩形成的裂隙张开宽度比较小，延伸性也比较差，不利于岩溶的发育。 D)厚层质纯灰岩有利于形成大型岩溶洞穴，但岩溶发育极不均匀。 二．填空题：（每空1分，共20分） 1. 地下水是赋存在地表以下岩石空隙中的水。 2. 水文循环是发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 3. 岩石空隙可分为三类，即：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中 的裂隙和可溶岩石中的溶隙。 4. 含水层是指能够透过并给出相当数量水的岩层。 5. 达西定律也叫线性渗透定律。 6. 地下水中主要阴离子成分有 C1- 、 S042- 和 HCO3- 。 7. 入渗方式包括活塞式和捷径式。
1.自然界的水循环分为水文循环与地质循环。 2.水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。 3.地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 4.海洋与大陆之间的水分交换为大循环。海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。 5.表征大气状态的物理量和物理现象，统称气象要素，包括：气温、气压、空气湿度、降水、蒸发、风等 6.简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？ 水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。 由海洋和陆地表面的水蒸发成为水汽进入大气圈，水汽随气流飘移。在适宜的条件下，重新凝结成液态或固态降落，降落的水分，一部分汇集江河湖泊形成地表水，另一部分渗入土壤岩石，成为地下水。地表水蒸发为水汽，返回大气圈；有的渗入地下，成为地下水；其余部分流入海洋。地下水直接蒸发或通过植物间接返回大气圈，部分形成地下径流。地下径流或直接流入海洋，或在转化为地表水，然后再返回海洋。 7.影响水面蒸发的因素有哪些? 如何影响？ 影响因素有：气温、气压、湿度和风速。主要取决于气温和绝对湿度。温愈高，绝对湿度愈低，蒸发愈强烈，反之，蒸发愈弱。气压是通过气压差的大小影响空气对流而影响蒸发的，气压差和风速愈大，蒸发就强烈，反之，蒸发愈弱 8.自然界水循环的意义？ 水通过不断循环转化使水质得以净化；水通过不断循环水量得以更新再生；维持生命繁衍与人类社会发展；维持生态平衡。 9. 孔隙度是指某一体积岩石中孔隙体积所占的比例 孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。对于粘性土，结构及次生孔隙常是影响孔隙度的重要因素。
《地质学基础》课程教学大纲 一、课程简介 【课程编号】： 【开课对象】：四年制本科：旅游管理 【学分】：3 【总学时】48 【先修课程】：无 二、教学目标 如今了解地球科学知识的必要性，已经更紧迫地显示出来了。人类创造了前所未有的生产力，为了满足日益增长的物质需求，就向地球作了更多的索取，然而人类如稍有处置不当，便会招致大自然严厉的惩罚。只有当地球上的居民都认识地球、了解地球，才能和它友善相处，和谐协调，从而有利于人类社会的持续发展。作为地质学专业的大学生，理应首先了解地球科学知识，带头向社会传播，并将其融入自己的专业工作中去，以造福于人类。我们希望通过本课程的学习，能为地质学专业的学生打下良好的基础，使学生初步了解地球科学的基本理论，获得必要的基础知识，掌握一些基本概念，建立地球科学的思维方法，学习一些实际的技能，增强探索自然的兴趣，对于提高学生的素养起到一定的作用，激励大家了解地球，关爱地球，珍惜自然资源，爱护我们的生存环境，以造福于子孙后代。 三、教学要求及内容提要 第一章绪论 （一）教学要求 重点了解地球科学的学习目的、意义和课程的学习要求。一般了解地球科学的研究对象、研究内容、研究方法和任务。 （二）重点、难点 重点：研究对象、研究内容、研究方法和任务 第二章宇宙中的地球 第一节宇宙中的地球 （一）教学要求
使学生概略地了解人类经过漫长的探索终于证实大地是一个球体，地球不是宇宙的中心，而只是太阳系中一颗不大的行星，太阳系是拥有2000多亿颗恒星的银河系中一个不大的天体系统，银河系是数以百亿计的星系中的一个旋涡星系，地球是现在已知的、惟一适合人类生存的星球等基本知识，通过练习作业初步掌握地球上主要地形特点及其名称。 （二）重点、难点 1、重点：宇宙的特征 2、难点：理解宇宙观 第二节行星地球简史 （一）教学要求 概略地了解：宇宙应是无限的（但在自然科学中，却作为一个有限的研究对象来对待），这个宇宙产生于约137亿前的大爆炸，是现今比较流行的看法，冷的气体与宇宙尘埃组成的星云逐渐形成太阳系，是目前比较合理的假说，地球是太阳系的一员，它们有共同的起源，是自然本身演变的产物。重点掌握：将今论古、地层层序律、化石层序律、器官相关律等原理是认识地球历史的基本方法，20世纪开始，利用同位素等方法来取得地球的年龄资料。 （二）重点、难点 1、重点：宇宙应是无限的 2、难点：地层层序律、化石层序律、器官相关律等原理 第三章地球的结构 第一节地球的物质组成 （一）教学要求 地球的元素组成，矿物是天然产出的元素或化合物，具有自己的物理、化学特征，矿物内部的晶体结构是决定其外部形态及特性的主导因素，由矿物集合而成的岩石构成地球的主体。一般了解元素在地球各圈层相互作用的过程中会不断迁移和重新组合。 （二）重点、难点