任務(wù)1認(rèn)識(shí)第四紀(jì)沉積物任務(wù)引入昆侖山頂殘積物風(fēng)化殼洪積扇裙卵礫石地層第四紀(jì)沉積物有哪些基本特征與成因類型？有哪些工程地質(zhì)性質(zhì)？教學(xué)目標(biāo)1.了解第四紀(jì)沉積物的基本特征；2.了解第四紀(jì)沉積物的成因類型；3.了解第四紀(jì)沉積物的工程地質(zhì)性質(zhì)。知識(shí)目標(biāo)1.遵紀(jì)守法，愛崗敬業(yè)，具有社會(huì)責(zé)任感和參與意識(shí)；2.具有質(zhì)量意識(shí)、綠色環(huán)保意識(shí)與安全意識(shí)；3.具有集體與團(tuán)隊(duì)合作精神，能進(jìn)行溝通和協(xié)作。素質(zhì)目標(biāo)1.能區(qū)分判斷第四紀(jì)沉積物的成因類型；2.能區(qū)分第四紀(jì)沉積物的基本特征，并判斷其工程地質(zhì)性質(zhì)。能力目標(biāo)目錄第四紀(jì)沉積物的基本特征1第四紀(jì)沉積物的成因類型2第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)3一、第四紀(jì)沉積物的基本特征一、第四紀(jì)沉積物的基本特征第四紀(jì)包括更新世和全新世。第四紀(jì)沉積物的形成，是巖石在長(zhǎng)期的外動(dòng)力作用下，受到風(fēng)化剝蝕破碎，破碎的塊石、碎石、巖屑等留在原地或被搬運(yùn)到其他地方沉積下來，未經(jīng)膠結(jié)成巖作用的過程。第四紀(jì)沉積物的基本特征：1.主要是陸相沉積：第四紀(jì)的沉積物，除了少數(shù)是海相和過渡相以外，主要是陸相沉積，同時(shí)一般未受到變質(zhì)作用的影響。2.巖相多變性：第四紀(jì)沉積物的沉積環(huán)境極為復(fù)雜，沉積物的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、厚度在水平方向和垂直方向上都有很大的差異性。3.松散性：屬于散體介質(zhì)，具有松散性，稱為松散沉積物。4.移動(dòng)性：因未膠結(jié)成巖，在內(nèi)外營(yíng)力的作用下，常處于再搬運(yùn)沉積的過程中，在成分、結(jié)構(gòu)與厚度上不斷發(fā)生變化，大多數(shù)難以找到原始產(chǎn)狀。5.第四紀(jì)沉積物常構(gòu)成各種堆積地貌形態(tài)，并在各地貌單元中呈規(guī)律性分布。殘積物：常分布在起伏平緩的山頂或較平緩的山坡段；坡積物：多分布在山坡至坡麓地段；洪積物：以洪積扇形態(tài)分布于山麓、溝口地段，甚至由幾個(gè)洪積扇

聯(lián)結(jié)而成洪積扇裙或洪積平原；沖積物：分布于河谷地帶或山前沖積平原。二、第四紀(jì)沉積物的成因類型二、第四紀(jì)沉積物的成因類型根據(jù)第四紀(jì)沉積物形成的地質(zhì)作用、營(yíng)力方式、沉積環(huán)境、物質(zhì)組成等劃分為殘積物、坡積物、洪積物、沖積物、湖積物、海洋堆積物、風(fēng)積物及冰積物等。

成

因成因類型主導(dǎo)地質(zhì)作用風(fēng)化殘積殘積物物理、化學(xué)風(fēng)化作用重力堆積墜積物崩塌堆積物滑坡堆積物土溜較長(zhǎng)期的重力作用短促間發(fā)生的重力破壞作用大型斜坡塊體重力破壞作用小型斜坡塊體表面的重力破壞作用大陸流水堆積坡積物洪積物沖積物三角洲（河-湖）堆積物湖泊堆積物沼澤堆積物斜坡上雨水、雪水間有重力的長(zhǎng)期搬運(yùn)、堆積作用短期內(nèi)大量地表水流搬運(yùn)、堆積作用長(zhǎng)期的地表水流沿河谷搬運(yùn)、堆積作用河水、湖水混合物堆積作用淺水型的靜水堆積作用潴水型的靜水堆積作用海水堆積濱海堆積物淺海堆積物深海堆積物三角洲（河-海）堆積物海浪及岸流的堆積作用淺海相動(dòng)蕩及靜水的混合堆積作用深海相靜水的堆積作用河水、海水混合物堆積作用地下水堆積泉水堆積物洞穴堆積物化學(xué)堆積作用及部分機(jī)械堆積作用機(jī)械堆積作用及部分化學(xué)堆積作用冰川堆積冰磧堆積物冰水堆積物冰磧湖堆積物固體狀態(tài)冰川的搬運(yùn)、堆積作用冰川中冰下水的搬運(yùn)、堆積作用冰川地區(qū)的靜水堆積作用風(fēng)力堆積風(fēng)積物風(fēng)-水堆積物風(fēng)的搬運(yùn)堆積作用風(fēng)的搬運(yùn)堆積作用后來又經(jīng)流水的搬運(yùn)堆積作用三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)1.殘積物（1）定義：地表巖石經(jīng)受風(fēng)化作用物理破壞和化學(xué)成分改變后，殘留在原地的堆積物，稱為殘積物。（2）主要特征1）殘積層是位于地表以下、基巖風(fēng)化帶以上的松散破碎物質(zhì)。其破碎程度地表最大，愈向地下愈小，逐漸過渡到基巖風(fēng)化帶。2）殘積層的物質(zhì)成分與下伏基巖成分密切相關(guān)，因?yàn)闅埛e層是下伏原巖經(jīng)過風(fēng)化淋濾之后殘留下來的物質(zhì)。3）殘積層的厚度與當(dāng)?shù)氐匦巍⒔邓俊⑺谢瘜W(xué)成分等多種因素有關(guān)。若地形較陡，被破壞的物質(zhì)容易沖走，殘積層較薄；若降水量大，水中CO2多，則化學(xué)風(fēng)化作用強(qiáng)烈，殘積層可能較厚。殘積層厚度相差很大，厚的可達(dá)數(shù)十米，薄的只有數(shù)十厘米，甚至完全沒有殘積層。4）殘積層具有較大的孔隙率，較高的含水量，作為建筑物地基，強(qiáng)度較低。特別是當(dāng)殘積層下伏基巖面傾斜、殘積層中有水流動(dòng)或近于被水飽和時(shí)，在殘積層內(nèi)開挖邊坡，或把建筑物置于殘積層之上，均易發(fā)生殘積層滑動(dòng)。

昆侖山頂風(fēng)化殼現(xiàn)代風(fēng)化殼沙漠風(fēng)化殼黃土風(fēng)化殼三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)1.殘積物（3）工程地質(zhì)性質(zhì)：主要取決于礦物成分、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。1）殘積物具有較多的孔隙與裂縫，易遭沖刷，強(qiáng)度與穩(wěn)定性較差。2）殘積物孔隙多，成分與厚度很不均勻，作為建筑物的地基時(shí)，應(yīng)考慮其承載能力和可能產(chǎn)生的不均勻沉陷。3)殘積物結(jié)構(gòu)比較松散，作為路塹邊坡時(shí)，應(yīng)考慮可能出現(xiàn)的坍塌和沖刷等問題。

三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)2.坡積物（1）定義：因坡面細(xì)流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用在坡腳或山坡低凹處形成的沉積層，稱為坡積物或坡積層。（2）主要特征1）坡積層位于山坡坡腳處，其厚度變化較大，一般是坡腳處最厚，向山坡上部及遠(yuǎn)離山腳方向均逐漸變薄尖滅。

2）坡積層多由碎石和粘性土組成，其成分與下伏基巖無關(guān)，而與山坡上部基巖成分有關(guān)。

3）由于從山坡上部到坡腳搬運(yùn)距離較短，故坡積層層理不明顯，碎石棱角清楚。

4）坡積層松散、富水，作為建筑物地基強(qiáng)度很差。坡積層很容易發(fā)生滑動(dòng)，坡積層下原有地面愈陡，坡積層中含水愈多，坡積層物質(zhì)粒度愈小、粘土含量愈高，則愈容易發(fā)生坡積層滑坡。三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)2.坡積物（3）工程地質(zhì)性質(zhì)1）坡積物具分選現(xiàn)象，下部多為碎石、角礫土；上部多為粘性土。2）土質(zhì)成分與結(jié)構(gòu)上下不均一，結(jié)構(gòu)疏松，壓縮性高，土層厚度變化大。

3）建筑物易產(chǎn)生不均勻沉降，易產(chǎn)生沿下臥殘積層或基巖面滑動(dòng)等不穩(wěn)定問題。

扎崗溝坡積物泥石流三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)3.洪積物（1）定義：山間急流所攜帶的大量泥砂石塊被搬運(yùn)到一定距離后沉積下來，形成洪積層。（2）主要特征1)洪積層多位于溝谷進(jìn)入山前平原、山間盆地、流入河流處。從外貌看洪積層多呈扇形，稱洪積扇。扇頂位于較高處的溝谷內(nèi)，扇緣在陡坡與緩坡交界處成一弧形。

2)洪積層成分較復(fù)雜，由溝谷上游匯水區(qū)內(nèi)的巖石種類決定。分選不良，粗細(xì)混雜，碎屑物質(zhì)多帶棱角，磨圓度不佳。3）洪積層厚度變化大，常發(fā)育有不規(guī)則的交錯(cuò)層理、透鏡體、尖滅及夾層等。

4)從平面上看，扇頂洪積物較粗大，多為礫石、卵石；向扇緣方向愈來愈細(xì)，由砂至粘砂土、砂粘土直至粘土。從斷面上看，地表洪積物顆粒較細(xì)，向地下愈來愈粗。也就是說，洪積層初具分選性和層理。同時(shí)，由于攜帶物搬運(yùn)距離較遠(yuǎn)，沿途受到摩擦、碰撞，使洪積物具有一定磨圓度。

5)在洪積扇上修筑工程，首先要注意洪積扇的活動(dòng)性。正在活動(dòng)的洪積扇，每當(dāng)暴雨季節(jié)，仍將發(fā)生新的洪積物沉積，可采取跨越方式處治。對(duì)于已停止活動(dòng)的洪積扇，應(yīng)充分查清其物質(zhì)成分及分布情況，地表水及地下水情況，以便對(duì)洪積扇不同部位的工程地質(zhì)條件作出評(píng)價(jià)。

洪積扇洪積扇平原洪積扇裙三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)3.洪積物（3）工程地質(zhì)性質(zhì)1)靠近山坡溝口的粗碎屑沉積地段，洪積物孔隙大，透水性強(qiáng)，地下水埋藏深，壓縮性小，承載力比較好，是良好的天然地基。2）洪積層外圍的細(xì)碎屑沉積地段，洪積層的結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)，承載力比較高，利于工程項(xiàng)目建設(shè)。3）介于上述兩地段之間的過渡帶，常有地下水溢出，水文地質(zhì)條件不良，不利工程項(xiàng)目建設(shè)。公路穿過洪積扇鐵路穿過洪積扇三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)4.沖積物（1）定義：是河流沉積作用形成的堆積物，是組成沖積平原的堆積物。（2）主要特征及工程地質(zhì)性質(zhì)1）沖積層分布在河床、沖積扇、沖積平原或三角洲中；沖積層的成分非常復(fù)雜，河流匯水面積內(nèi)的所有巖石和土都能成為該河流沖積層的物質(zhì)來源。與前面討論過的三種第四紀(jì)沉積層相比，沖積層分選性好，層理明顯，磨圓度高。2）山區(qū)河流沉積物較薄，顆粒較粗，承載力較高且易清除，地基條件較好。

3)由于沖積層分布廣，表面坡度比較平緩，多數(shù)大、中城市都坐落在沖積層上；鐵路也多選擇在沖積層上通過。作為工程建筑物的地基，砂、卵石的承載力較高，粘性土較低。在沖積平原應(yīng)當(dāng)特別注意沖積層中的兩種不良沉積物，一種是軟弱土層，例如牛軛湖、沼澤地中的淤泥、泥炭等；另一種是容易發(fā)生流砂現(xiàn)象的粉砂層。遇到它們應(yīng)當(dāng)采取專門的設(shè)計(jì)和施工措施。4）三角洲沉積物含水率高，常呈飽和狀態(tài)，承載力較低。但其最上層因長(zhǎng)期干燥，比較硬實(shí)，承載力較下層高，俗稱硬殼層，可用作低層建筑物的天然地基。

5)沖積層中的砂、卵石、礫石層常被選用為建筑材料的重要產(chǎn)地。厚度穩(wěn)定、延續(xù)性好的砂、卵石層是豐富的含水層，可以作為良好的供水水源。

河流沖積物砂卵石邊坡卵礫石邊坡護(hù)坡鐵路卵礫石路基三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)5.湖積物（1）定義：是指湖泊中沉積的物質(zhì)。河流匯入湖泊將砂、礫石堆積在入湖河口，形成以沙內(nèi)含重礦物、粗貝殼屑與細(xì)粒為主的三角洲沉積。（2）主要特征及工程地質(zhì)性質(zhì)1）湖浪搬運(yùn)動(dòng)力由湖岸向湖心逐漸減弱。2）較粗的礫、砂沉積在湖岸附近，具有較好的磨圓度及明顯的層理和交錯(cuò)層理，并形成湖灘、沙洲、沙壩及沙嘴等地形。而較細(xì)的碎屑物質(zhì)被帶到湖心發(fā)生沉積。湖心沉積物顆粒度細(xì)小粘土和淤泥，常夾有粉砂、細(xì)砂薄層。3）湖岸沉積物以近岸帶土的承載力高，遠(yuǎn)岸較差。湖心沉積物一般壓縮性高、強(qiáng)度很低。4）湖泊淤塞后可變成沼澤，地表水聚集或地下水出露的洼地也會(huì)形成沼澤。沼澤沉積物主要是腐爛的植物殘?bào)w、泥炭和部分粘土與細(xì)砂、組成沼澤土。泥炭含水量極高，承載力低，一般不宜作天然地基。三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)6.海洋沉積物（1）定義：是指各種海洋沉積作用所形成的海底沉積物的總稱。根據(jù)海底地形起伏和海水深度，由海岸向海洋方向分為濱海帶、淺海帶、大陸斜坡和深海帶。（2）主要特征及工程地質(zhì)性質(zhì)1）濱海帶是海水運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的近岸水域。波浪的作用一方面與其它外力作用共同破壞海岸，形成大量碎屑物質(zhì)，另一方面又能引起海岸帶物質(zhì)的搬運(yùn)與沉積。在進(jìn)流和回流的作用下，碎屑物質(zhì)得到很好的磨圓和分選，較粗的部分沿海岸形成礫灘、沙灘，而較細(xì)的在距岸一定距離的水下沉積形成沙壩及沙嘴。沉積物具有良好的層理交錯(cuò)層理。濱海帶沉積物一般都具有高承載力，但透水性強(qiáng)。2）淺海位于陸架主體上，水深下限為200m。受較強(qiáng)的波浪影響海水較為動(dòng)蕩。淺海沉積碎屑物主要來自大陸，有細(xì)粒砂土、粘性土及淤泥，水平層理和交錯(cuò)層理十分發(fā)育。除碎屑沉積外，化學(xué)沉積和生物化學(xué)沉積。淺海沉積物較濱海疏松、含水量高、壓縮性大而強(qiáng)底低。3）大陸斜坡和深海沉積以生物軟泥、粘土及粉細(xì)砂為主。海洋沉積物中，水下海底表層的砂礫層穩(wěn)定性差，選擇它作為地基時(shí)應(yīng)注意海浪作用下發(fā)生移動(dòng)變化的可能。海洋沉積物海洋沉積物中的硫化物海洋沉積物三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)7.風(fēng)積物（1）定義：是指經(jīng)風(fēng)力搬運(yùn)后沉積下來的物質(zhì)，主要是砂粒和更細(xì)的粉砂。風(fēng)積物中最常見的是風(fēng)成砂與黃土。（2）主要特征及工程地質(zhì)性質(zhì)1）風(fēng)成砂也稱風(fēng)積沙，主要由砂、粉砂及少量粘土組成，分選性好，磨圓度高。風(fēng)成沙具有較大的內(nèi)摩擦角，但無粘結(jié)性或粘結(jié)性極低，因此其承載力較高但抗風(fēng)蝕能力極差。2）大范圍的風(fēng)成沙常常具有流動(dòng)性，其運(yùn)動(dòng)能力與方向受氣候、地表植被和自身特性的影響。強(qiáng)烈的風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)既造成空氣和環(huán)境的惡化，也常形成道路掩埋或吹蝕。一般在風(fēng)成沙分布地區(qū)，粘土、礫石、石料和水等建筑材料較為缺乏。3）風(fēng)成黃土具有垂直節(jié)理，均勻無層理，孔隙大，一部分具有濕陷性。三、第四紀(jì)沉積物的基本特征與工程地質(zhì)性質(zhì)8.冰磧與冰水沉積物（1）定義：由冰川直接形成的沉積物稱為冰磧物。冰雪融化后形成的水流稱為冰水，經(jīng)冰水搬運(yùn)后，沉積在冰川內(nèi)部或附近的堆積物，稱為冰水沉積物。（2）主要特征及工程地質(zhì)性質(zhì)1）冰磧物的主要特點(diǎn)：巨大的石塊和泥質(zhì)混合在一起極不均勻，缺乏分選，磨圓差，棱角分明，不具成層性。礫石表面常具有磨光面或冰川擦痕，礫石因長(zhǎng)期受冰川壓力作用而彎曲變形。2）冰水沉積物的主要特點(diǎn)：具有一定程度分選和良好的層理。季候泥（紋泥）具有細(xì)薄的水平層理，顏色深淺相同，顆粒