地质知识

学习指导一

绪 论

目的和要求

1． 了解工程地质与土力学的研究对象和任务；

2． 了解本学科发展简况及一些工程实例，明确本课程在水利工程建设中的地位及重要 性；

3． 熟悉本课程的基本内容与学习要求。

主要内容

1． 工程地质工作的任务：是通过地质勘察查明建筑区的工程地质条件，预测可能出现 的工程的工程地质问题，并提出解决这些问题的建议和方案，为工程建设的规划、选址、设计和正常使用提供可靠的地质资料，以保证所修的建筑物安全可靠与经济合理。

2． 工程地质条件：是指地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、物理地质作用和 天然建筑材料等与工程建设有关的地质条件。

3． 土是地表岩石经风化作而形成的构散堆积物，是由一颗一颗的土粒堆积而成的，具 有松散性和多列性的基本特征；在土粒间的孔隙中充填有水和空气，故土又是由土粒（固相）、土中的水（液相）和土中的空气（气相）构成的三相体系。土在工程建设中有三大作用，即：①作为各种建筑物的地基；②作为各种天然建筑材料；③作为某些建筑物的周围介质。

第一章 岩石及其工程地质性质

一、 目的和要求

1．本章的重点内容是：主要造岩矿物和党见岩石的基本特征及其岩石的主要工程地质性质。

2．了解矿物的物理性质；

3．理解岩石的结构与构造的概念；

4．掌握主要造岩矿物和常用岩石的主要特征；

5．熟悉岩石的工程地质性质指标。

二、 主要内容

§1-1 造岩矿物

（一） 矿物的物理性质

矿物的物理性质有：形状、颜色、条痕、光泽、硬度、解理与断口等。其中硬度与解理最为重要。

硬度：是指矿物抵抗外力刻划的能力。

解理：是指矿物外力敲击后，常沿一定方向裂开成光滑面的性质。

（二） 主要造岩矿物鉴定方法

鉴定矿物时可借用一些简单工具，如小钢刀，放大镜和稀盐酸等，从矿物的颜色、形状、光泽、硬度、解理和其他特征综合定出矿物的名称。

§1-2 岩石

岩石是由一种或多种矿物组成的天然集合物。

岩石按成因可分为：岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩三大类。岩石的主要特征包括：矿物成份、结构和构造三个方面。岩石结构是指岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小、形状及其组合方式等特征；岩石构造是指岩石中矿物颗粒的排列与充填方式。

（一）岩浆岩

岩浆岩是指由地壳深处的岩地壳薄弱地带上升侵入地壳或喷出地表后冷凝而成的岩石。 岩浆岩的矿物成份主要有：石英、正长石、斜长石，白云母、角闪石、辉石、黑云母、橄石等；岩浆岩的结构可分为显晶质结构、隐晶质结构、玻璃质结构和斑状结构；岩浆出岩的构造有流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造和块状构造四种类型。

常见的岩浆岩有花岗岩、正长岩、闪长岩和辉长岩。它们都是等粒状结构（显晶质结构），块状构造，区别是主要矿物成份不同。花岗岩以石英和正长石为主；正长石以正长石和角闪石为主；闪长岩以角闪石和斜长石为主；辉长岩则以辉石和斜长石为主。

（二） 沉积岩

沉积岩是指由岩石破屑，溶液析出物或有机质以及某些火山物质，在陆地或海洋中堆积 而成的次生岩石。

沉积岩的矿物成份主要有：石英、长石、白云母、方解石、白云石、石膏和粘土矿物。沉积岩的结构有：砾状结构、砂状结构、粉砂状结构、泥质结构以及化学结构和生物化学结构。沉积岩具有层理构造。

常见的沉积岩有：砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩和石灰岩。砾岩、砂岩、粉砂岩和页岩和主要特征是结构，砾岩——砾状结构；砂岩——砂状结构；粉砂岩——粉砂状结构；页岩——泥质结构。石灰岩主要矿物为方解石加衡盐酸起泡剧烈。

（三）变质岩

变质岩是指由地壳中原来的岩石由于受到构造运动，岩浆活动等内动力影响，使其矿物成份，结构构造及化学成份发生不同程度变化而形成的岩石。

变质岩的矿物成份主要有：石英、长石、云母、方解石、白云石、石榴子石、红柱石、绿泥石、滑石等。变质岩的结构多为变晶结构。变质岩的构造有：片麻状构造、片状构造、千枚状构造、板状构造和块状构成造。变质岩的构造是鉴定变质岩的主要特征，如：具有片麻状构造的岩石称为片麻岩；具有片状构造的岩石称为片岩；具有千枚状构造的岩石称为千枚岩；具有板状构造的岩石称为板岩石。

§1-3 岩石的工程地质性质

岩石的工程地质性质主要是包括物理性质，水理性质和力学性质。物理性质常用容重、比重、孔隙率、吸水率和饱水率来表示；岩石的水理性质是指岩石与水作用时所表现的性质，包括透水性，可溶性、软化性、泥化性和崩解性；岩石的力学性质主要包括变形指标（弹性模量、变形模量和泊松比）和强度指标（抗压强度、抗剪强度和抗拉强度）。

第二章 地质构造

一、目的和要求

1．本的重点内容是：褶曲、构造裂隙、断层的基本类型和特征以及地质构造对水工建筑物的影响。

2．了解地质时代及构造运动的概念；

3．掌握岩层状的三要素及其测量方法；

4．掌握褶曲、构造裂隙、断层的基本类型和特征以及地质构造对水工建筑物的影响；

5．了解地震震级和地震烈度的概念。

二、主要内容

地壳运动（构造运动）：是指由地球内力作用引起地壳结构改变和地壳内部物质变位的运动。

构造变动：是指由地壳运动造成的岩层产状和构造形态的改变。而由构造变动而引起

岩层产状变化的各种空间形态，统称为地质构造。

§2-1 地质时代的概念

（一） 地质时代的概念

地球形成到现在大约已有50亿年的历史，在这漫长的岁月中，可把整个地球历史分成 若干自然发展阶段（或时间段落），称为地质时代。地质时代包括绝对年代和相对年代两种，常用相对年代。地质年代单位按级别从大到小，主要可分为宙、代、纪、世，相应的地层单位是：宇、界、系、统。应注意熟记地质时代代号及它们的相对新老关系。

（二） 相对年代的确定方法

1．地层层序法

2．古生物化石法

3．岩性对比法

4． 岩层接触关系法：包括整合、假整合和不整合。

§2-2 倾斜岩层的产状要素

（一）岩层的产状

岩层产状：是指岩层在地壳中的空间状态。它包括：走向、倾向和倾角。走向是指岩层层面与水平面交线所指的方向，即岩层的延伸方向，走向有二个相差180º；倾向是指岩层层面的倾斜方向，倾向与走向相差90º，倾向只有一个；倾角即岩层层面与水平面间的最大夹角。

根据倾向可确定岩层走向，但根据走向不能确定倾向。

（二）岩层产状要素的测量方法

岩层产状要素可用地质罗盘测量，可只记倾向与倾角，如倾向SW240º，倾角∠30º，

它表示倾向南西240º（方位角）、倾角30º。在地质图上用 30º表示，其中长线表示走向，短线表示倾向，数字表示倾角。

§2-3 褶皱构造

褶皱构造：是指岩层在构造应力作用下，形成的一系列波状弯曲。其中一个向上或向下的弯曲称为褶曲。

（一） 褶曲的基本类型和褶曲要素

1．褶曲的基本类型

（1）背斜：岩层向上弯曲，自核部向翼部岩层时代，依次由老到新，两翼岩层常相背向外倾斜。

（2）向斜：岩层向下弯曲，自核部向翼部岩层时代依次由新到老，两翼岩层常相对向内倾斜。

2．褶曲的基本要素

包括：核部、翼部、轴面、轴和枢纽。

（三） 褶曲的形态分类（了解）

（四） 褶皱构造和水工建筑的关系（掌握）

§2-4 断裂构造

岩层在构造应力作用下发生破裂和位移，便岩层的完整性和连续性遭受破坏，形成了断裂构造。其中沿断裂面两侧岩层无明显位移的称为裂隙（节理），有明显相对位移的称为断层。

（一）裂隙（节理）

裂隙根据其成因可分为原生裂缝、次生裂隙和构造裂隙，其中构造裂隙按力学性质可分

为了长裂隙和剪裂隙。

（二）断层

断层按两盘相对移动方向分为正断层、逆断层和平移断层。

断裂构造使岩石的完整性和连续性遭到破坏，降低了岩石的强度和稳定性，增长了岩石的透水性。故此，在水利工程建设中，对坝址选择，隧洞和渠道选线时，都应尽量避开大的断层和裂隙密集地带。如果无法避开则应采取合适的处理措施。

§2-5 地震

地震：是指由某些原因引起地壳震动的自然现象。

地震按成因主要可分为构造地震、火山地震和塌落地震。

地震震级：是指按一次地震震源所释放出来的能量多少来划分的地震等级。震级愈高，地震愈强烈。

地震烈度：是指地震时受震区地面和建筑物遭受破坏的强度程度。一次地震震级只有一个，但烈度有无数个。

基本烈度：是指某一地区今后一定时期内，在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度。

设计烈度：是指在进行建筑物抗震设计时采用的烈度。

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