. . . .. .. 水利工程地质复习资料 一、工程地质学及其研究目的和主要容 工程地质学----调查、研究、解决与各种工程活动有关的地质问题的科学。它是以地学学科的理论为基础，应用数学、力学的知识和工程学科的技术与方法来解决工程规划、设计、施工和运行有关的地质问题。是地质学的一个分支。课程中研究、讨论的各种工程地质问题都是围绕工程地质条件来进行。自然地质环境与建设工程的矛盾性。
工程地质学的目的： 查明各类工程建筑区的地质条件；分析、预测在工程建筑物作用下，地质条件可能出现的变化；对建筑区各种地质问题进行综合评价，提出解决不良地质问题的方法、措施，保证建筑物的选址正确、设计合理、施工顺利、经济节约及工程完工后运行安全。不同的地区，（工程）地质条件不同，工程类型各不相同，在设计阶段工程地质条件的各方面并不是等同的，而且要有主有次，其中岩土的工程地质性质、地质构造器主导作用。但在一些情况下，地形地貌或水文地质条件也可能是主要因素。水利工程地质---------研究水利水电工程建设中的各种工程地质问题。所谓的工程地质问题，包括了工程地质条件和工程地质作用2个方面：
（1）工程地质条件 地形地貌 ； 地层、岩性；地质构造；水文地质条件；物理地质现象及天然建筑材料共六个方面。
工程地质条件对工程建筑有制约影响因素，反之工程建筑又改变了建筑区的地质条件，二者是相互制约的。建筑物完工之后，地质条件的改变对建筑物产生的影响必须要考虑、研究、进行预测。
（2）工程地质作用---------地质条件的变化 建筑物建成之后，地质条件发生了改变，对建筑物存在许多不安全因素，如水库诱发地震、不均匀沉降对楼房的危害等。
无论是工程地质条件还是工程地质作用研究解决的问题都是建筑物的安全稳定和经济效益。
（1）工程岩土学（2）工程动力地质学（3）工程地质勘察（4）区域工程地质学（5）环境工程地质学与工程地质学关系密切的主要学科矿物学、岩石学、构造地质学、地貌学、水文地质学-------地学学科的分支。工程地质学的分支学科
二、工程地质学的任务和在工程建设中的意义 工程地质学的应用是非常广泛的，公路、铁路、桥梁建设、工民建都要应用到工程地质学。 . . . .. .. 工程地质学的基本任务是：（1）评价工程建设区的工程地质条件；（2）预测、分析在工程建设及完工之后可能发生的环境变化；（3）选择最佳场地和克服不良现象采取的工程措施，包括环境的保护等；（4）提供工程规划、设计、施工所需的工程地质资料。
工程地质学在水利水电建设中的主要任务: （1）选择最优良的建筑地址； （2）查明建筑区的工程地质条件和可能发生的物理地质作用； （3）根据工程地质条件提出建筑物的结构类型、施工方法既注意事项等； （4）提出防治、改善不良地质现象的方案措施。 三、我国水利水电工程地质的成就与发展 人类修建水利工程可以追索到公元前。我国著名的都江堰水利工程在公元前250年就开始修建，著名的京杭大运河是公元前485年修建。这些工程都需要一定的地质知识。到20世纪20年代工程地质学才形成为一门独立的学科。 长江三峡水利枢纽工程是当今世界最大的水利枢纽工程。它位于长陵峡中段，坝址在省市三斗坪，设计正常蓄水位l75米，总库容393亿立方米。建成后，它不仅为我国带来巨大的经济效益，还将为世界水利水电技术和有关科技的发展作出有益的贡献。 在我国，工程地质学科是在建国之后得到飞速发展，在各项工程中也取得了显著的成就。
第一章 地球是一个旋转的椭球体，平均半径6371km。在地球表面向下30---40km和2900 km有两个分界面，称之为莫霍面和古登堡面，两个界面把地球部分为地壳、地幔和地核三部分。
地核-------古登堡面以下至地心部分。厚度约3470km，主要由铁镍物质等组成。 地幔----介于古登堡面和莫霍面之间的部分，依据地震波传播的速度，又分为上、下地幔。组成物质上地幔为多含Fe、Mg的硅酸盐矿物组成，下地幔为FeO、MgO的含量更高。
地壳----地球的表层的固体部分，厚度变化很大。海洋地壳厚度较薄，平均厚度5----6km，陆地地壳平均厚度约33 km。最厚的地壳是在我国的喜马拉雅山其厚度70—80km。
地 球 地球是一个特殊的物理化学系统，它有别于太阳系的其他行星，不但有生物圈和生命的长期作用，有液态水圈和氮-----氧形成的大气圈，还有岩石圈的板块运动。从而决定了地球系统特有的物质运动与元素行为特征。组成地壳的化学元素有100多种，各元素含量极其不均匀，其中最主要的有10种，占地壳总质量的99.96%。美国化学家克拉克应用陨石类比法的分析统计，它们是 氧>硅>铝>铁>钙>钠>钾>镁>钛>氢。 . . . .. .. 地壳中的化学元素是随环境的变化而不断地变化。元素在一定的地质条件下组成矿物，矿物的集合体就是岩石。组成岩石的主要矿物叫做造岩矿物。按成因岩石分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。 从分布上地球表面沉积岩和变质岩约占75%，岩浆岩占25%，从质量上沉积岩占地壳质量的5%，变质岩占6%，岩浆岩占89%。不同的成因是岩石形成的条件不同，岩石的矿物成分、结构和构造各不相同，就是岩石的特征各不相同，表现的力学性质、工程地质条件、水文地质性质也各不相同。
第一节 造 岩 矿 物 矿物是各种地质作用的天然产物，具有一定的物理性质和化学成分。 矿物可以是单质元素或者是化合物。矿物的物理形态有固态、液态和气态。如金、石油、天然气。人们发现的矿物已有3000多种，常见的主要矿物有100多种，重要的造岩矿物仅30多种。我们把组成岩石的主要矿物称之为造岩矿物。常见的造岩矿物如 长石、石英、角闪石、橄榄石、方解石、白云石、辉石、石膏、绿泥石、石榴子石等。如花岗岩其组成的主要矿物为石英、长石、云母等。
一、矿物的形态 （一）矿物的单体形态 1、结晶质和非结晶质矿物 造岩矿物绝大部分是结晶质------组成矿物元素质点在矿物部按一 定的规律重复排列，形成稳定的结晶格子构造。我们把具有一定的结晶格子构造的物质叫做结晶质。结晶常形成固定的几何形态，称之为晶体。非结晶体就是元素在矿物部质点排列没有一的规律性。
2、矿物的结晶习性 简单的说，矿物晶体在三度空间的发育程不同，形成单向、二向、三向延长。 （二）矿物集合体的形态 矿物集合体-------同种矿物多个单体聚集在一起整体，其集合体的形态取决于单体的形态和它们的集合方式。矿物集合体的形态有粒状、片状、板状、纤维状、针状、柱状、晶簇状等。
二、矿物的物理性质 每一种矿物都有自己的物理性质。任何地质工作都要和各种岩石接触，要对岩石进行研究，首先，必须研究矿物，矿物的物理性质是鉴定矿物的主要依据。矿物的物理性质包括：颜色、条痕、透明度、光泽、解理和断口、硬度等。
第二节 岩 浆 岩 一、岩浆岩的成因与产状 . . . .. .. 成因：岩浆岩又称火成岩，其形成是由于地壳深部和地幔中高温、高压的岩浆侵入地壳之或喷出地表经冷却凝固所形成的岩石。
产状：指岩浆岩体的大小、空间形态与周围岩石的关系。 高温高压状态下的岩浆是熔融体。其成分以硅酸盐为主，含有大量的挥发性物质，且具有一定的黏度，在地壳运动过程中，沿着地壳的软弱带或深大断裂向压力小的地方移动，侵入到地壳之或喷出地表，岩浆经过冷却凝固，形成各种不同的岩浆岩。整个过程称为岩浆作用，岩浆岩又分为侵入岩和喷出岩。常见的花岗岩、玄武岩是侵入岩和喷出岩。
（一）侵入岩的产状 侵入岩依据位置分为深层岩和浅层岩。常见的产状有：岩基、岩株、岩墙和岩脉 、 岩盘、 岩床 。
岩基：大规模的深层侵入形成的岩浆岩，分布面积大于100平方公里 。 岩株：分布面积小于100平方公里的深层岩浆岩。 岩墙和岩脉：岩浆侵入形成板状的岩体。宽度几厘米至几十米，长度几米到几十公里。直立的或近似直立叫岩墙，倾斜或不规则的叫岩脉。
岩盘：底部较平，中心厚度较大，顶部隆起的层间侵入体。 岩床：沿原有的岩层层面侵入。 （二）喷出岩的产状 如我们见到的流纹岩、玄武岩、安山岩都是喷出岩。喷出岩的产状有熔岩流、溶岩被、火山锥等。
二、岩浆岩的矿物成分 岩浆岩的矿物成分较复杂，组成地壳的化学元素在岩浆岩中都能见到，但主要是以氧化物的形式出现。如SiO2 AI2 O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O 等。但其中SiO2的含量最多，岩浆岩实质也是硅酸盐岩石。依据SiO2含量的多少岩浆岩划分为：超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩 。
超基性岩： SiO2含量 <45% 基性岩： SiO2含量 45-----52% 中性岩 SiO2含量 52-----65% 酸性岩 SiO2含量 >65% 岩浆岩的矿物成分既可反映岩石的化学成分和生成条件，也是岩浆岩命名的主要依据之一。矿物成分也反映岩石的工程地质性质。鉴别岩石必须鉴定矿物成分。组成岩浆岩的矿物有30多种，长石、石英、白云母、黑云母、辉石、角闪石、橄榄石等是主要的矿物。 . . . .. .. 三、岩浆岩的结构 1、 岩浆岩的结构是指岩浆岩中矿物的结晶程度、颗粒的大小、形状，以及它们的组合关系。这也是区分和鉴定岩浆岩的重要标志之一。岩浆岩的结构分类如下：
（1）按岩石中矿物结晶程度划分 全晶质结构----------岩石全部由结晶质矿物组成，多见于深层岩，如花岗岩。 （2）半晶质结构-----------由结晶矿物和非结晶的玻璃所组成，多见于喷出岩，如流纹岩。
（3）玻璃质结构--------全部由玻璃质所组成，矿物来不及结晶，多见于喷出岩。 2、按岩石中矿物颗粒的绝对大小划分 （1）显晶质结构------岩石中的矿物颗粒，平肉眼或借助放大镜能分辨出矿物颗粒。 岩浆岩的结构 粗颗粒结构 颗粒直径 >5mm 中颗粒结构 颗粒直径 5---1mm 细颗粒结构 颗粒直径 1---0.1mm （2）隐晶质结构-----------岩石中的矿物颗粒非常细小，要用显微镜才能分辨晶粒特征的结构。
3、按岩石中矿物颗粒的相对大小划分 （1）等粒结构-------岩石中主要矿物的颗粒粗细大致相等。 （2）不等粒结构----岩石中主要矿物的颗粒粗细大小相等。 （3）斑状结构-------指岩石由两组直径相差甚大的矿物颗粒组成，大的叫斑晶，小的叫基质，基质分为隐晶质和玻璃质。大晶粒散布在小晶粒中。还有视斑状结构。
岩浆岩的结构 四、岩浆岩的构造 岩浆岩的构造，是指岩浆岩中的矿物在空间的排列、配置和充填方式所形成的特征。 1、块状构造----矿物分布比较均匀，无定向排列，是岩浆岩中最常见的一种构造。 2、流纹构造----由不同颜色的矿物、玻璃质和拉长的气孔等，沿熔岩流动方向作平行排列所形成的一种流动构造。