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水利工程地质复习资料一、工程地质学及其研究目的和重要内容工程地质学-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、施工和运营有关的地质问题。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，地质条件也许出现的变化；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，保证建筑物的选址对的、设计合理、施工顺利、经济节约及工程竣工后运营安全。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，并且要有主有次，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也许是重要因素。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，涉及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，两者是互相制约的。建筑物竣工之后，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重要学科矿物学、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、分析在工程建设及竣工之后也许发生的环境变化；（3）选择最佳场地和克服不良现象采用的工程措施，涉及环境的保护等；（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重要任务:（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也许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2023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。它位于长江西陵峡中段，坝址在湖北省宜昌市三斗坪，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奉献。 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，两个界面把地球内部分为地壳、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，重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7080km。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，不仅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，尚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性。组成地壳的化学元素有100多种，各元素含量极其不均匀，其中最重要的有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记录，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。组成岩石的重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，就是岩石的特性各不相同，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，常见的重要矿物有100多种，重要的造岩矿物仅30多种。我们把组成岩石的重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。如花岗岩其组成的重要矿物为石英、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内部按一 定的规律反复排列，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内部质点排列没有一的规律性。2、矿物的结晶习性简朴的说，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，一方面，必须研究矿物，矿物的物理性质是鉴定矿物的重要依据。矿物的物理性质涉及：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内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、空间形态与周边岩石的关系。 高温高压状态下的岩浆是熔融体。其成分以硅酸盐为主，具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，侵入到地壳之内或喷出地表，岩浆通过冷却凝固，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，但重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 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，也是岩浆岩命名的重要依据之一。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、橄榄石等是重要的矿物。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限度、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）按岩石中矿物结晶限度划分全晶质结构-岩石所有由结晶质矿物组成，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-所有由玻璃质所组成，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，要用显微镜才干分辨晶粒特性的结构。3、按岩石中矿物颗粒的相对大小划分（1）等粒结构-岩石中重要矿物的颗粒粗细大体相等。（2）不等粒结构-岩石中重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。尚有视斑状结构。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性。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。3、气孔构造-在岩石中形成众多大小不一、互不联通的孔洞。4、杏仁构造-熔岩中的气孔被次生矿物充填，形似杏仁。五、岩浆岩的分类及简易鉴定方法六、重要岩浆岩的特性岩浆岩的特性就是岩浆岩的矿物成分、结构和构造特性。辉长岩（基性深成岩）闪长岩（中性深成岩） 花岗岩（酸性深成岩） 第三节 沉 积 岩沉积岩是地球表面出露最多的岩石，地球表面75%被沉积岩覆盖，但其质量所占比例很小。沉积岩最显著的特性就是成层状。 一、沉积岩的形成沉积岩的形成是漫长又复杂的地质作用过程，一般分为四个阶段。风化阶段 搬运阶段 沉积阶段 胶结成岩阶段1、风化阶段-也称为原岩破坏阶段，地表或接近地表以形成的岩石，在长期的温度变化、水、氧、生物因素的作用，在原地发生机械崩解或化学分解，变成松散的碎屑物质、新的矿物或溶解物质。2、搬运阶段-部分碎屑物质被水流、风、冰川、生物等搬运到其他地方。一部分留于原地。3、沉积阶段-被搬运的碎屑物质在适当的地点沉积下来，涉及了机械沉积、化学沉积、生物化学沉积等方式。4、胶结成岩阶段-通过压实（上覆沉积物的重力压固，空隙减少，谁被挤出）、胶结（胶结变硬）、重新结晶作用，形成的岩石叫做沉积岩。二、沉积岩的矿物组成沉积岩常见的矿物仅有20多种，可分为1、 碎屑矿物-也称原生矿物，原岩中一些抗风化能力较强的矿物残存下来，如长石、石英等矿物。2、 粘土矿物-原岩风化破碎后生成的次生矿物，如高岭石、蒙脱石、水云母等。 3、 化学沉积矿物-生物化学沉积作用形成的矿物，如方解石、白云母、石膏、岩盐。 4、 有机质及生物残骸-生物残骸或通过有机化学变化形成的矿物，如贝壳、泥炭、石油。3、 化学沉积矿物-生物化学沉积作用形成的矿物，如方解石、白云母、石膏、岩盐。4、 有机质及生物残骸-生物残骸或通过有机化学变化形成的矿物，如贝壳、泥炭、石油。三、沉积物的结构沉积物的结构重要有以下四种1、碎屑结构-碎屑物质被胶结粘结起来形成的一种结构。（1）、按碎屑粒径碎屑结构 分为砾状结构-碎屑粒径2mm 砂质结构 涉及 粗砂结构 碎屑粒径为 2.0-0.5mm 中砂结构 碎屑粒径为 0.5-0.25mm细砂结构 碎屑粒径为 0.25-0.05mm 粉砂质结构 碎屑粒径为0.05-0.005mm（2）按碎屑颗粒的磨圆限度 分为尖棱角状、 次棱角状、次圆状和圆状(3) 胶结物及胶结类型 常见的胶结物有硅质-胶结物为SiO。颜色浅，岩型坚固，强度高，抗水性及抗风化性强。铁质-胶结物为铁的氧化物和氢氧化物。常呈红色或棕色，岩石强度次于硅质胶结。钙质-胶结物为Ca Mg 的碳酸盐，呈白灰色、青灰色。岩石较坚固，强度较大，具有脆性、可溶性，遇盐酸起泡。泥质-胶结物成分为粘土。多呈黄褐色，性质较松易破碎，遇水易软松散。石膏质-胶结物成分为CaSO 。硬度小，胶结不紧密。 胶结类型基底胶结-胶结物含量较多，碎屑物孤立地分布于胶结物中，彼此互不接触。孔隙胶结-碎屑物颗粒紧密接触，胶结物充填与粒间孔隙中。接触胶结-胶结物含量很少，碎屑颗粒互相接触，胶结物近存在于颗粒的接触处。2、泥质结构-粘土结构50%以上的粒径小于0.005mm的粘土颗粒组成，质地均一。这种结构是粘土岩的重要特性。 3、晶粒结构岩石中的颗粒在溶液中结晶或呈胶体形态凝结沉淀而成的。由鲕状、结核状、致密块状等。 4、生物结构4、 由30%以上的生物残骸碎片组成的岩石结构，如生物碎屑结构、贝壳结构等。四、沉积岩的构造沉积岩的构造是沉积岩的各个组成部分的空间分布和排列方式。（一）层理构造层理构造是沉积岩垂向的“成层”现象，是区别其他类岩石的显著标志。1、水平层理 2、单斜层理 3、交错层理（二）层面构造 岩层层面上由于水流、风、生物活动等作用留下的痕迹，如波痕、泥裂、雨痕等。（三）结核 沉积岩与围岩成分有明显的区别是矿物质团块.（四）生物成因构造 沉积岩中具有生物残骸或生物活动的迹象。典型沉积岩 砂岩 典型沉积岩 页岩典型沉积岩 砾岩 典型成积岩 角砾岩 第四节 变 质 岩地壳中原有的岩石，由于受地壳运动和岩浆活动等内动力影响导致物理、化学环境的改变，在其高温、高压及其它化学因素的作用下，本来岩石的矿物成分、结构、构造发生一系列变化，形成新的岩石叫做变质岩，这种改变岩石作用叫做变质作用。虽然岩浆岩和变质岩都是内力地质作用的产物，但两者的相成机制和特性有很大的不同。他们之间的重要区别是：前者重要是从流体相（岩浆）结晶转变成固相（岩石）的降温过程；后者重要经历了温度和压力的变化，是从一种固相转变为另一种固相的结晶过程。一、变质作用的因素及类型变质作用的因素有：高温度、高压力及化学活动性流体。变质作用的类型：接触变质作用 、 区域变质作用、混合岩化作用、动力变质作用 1、接触变质作用发生在侵入岩与围岩之间的接触带上，由温度和挥发性物质所引起的变质作用，高温使得岩石发生矿物的重结晶、脱水、脱碳以及物质的重新组合，形成新的矿物与变晶结构。岩浆分异出来的挥发性物质会使岩石化学成分发生显著的变化，产生新矿物。2、区域变质作用大的范围内由于温度、压力及化学活动性流体等因素引起的变质作用。3、混合岩化作用原有的变质岩体与岩浆流体互相混合交代而形成新岩石的作用。 4、动力变质作用在地壳构造运动时产生的定向压力使岩石发生的变质作用。其特点是与断层带相伴生，原岩被挤压破碎、变形并有重新结晶现象，形成特有的糜棱岩、角砾岩及蛇纹石、绿泥石等变质矿物。二、变质岩的矿物成分变质岩的矿物成分有两部分 一部分是原岩中的抗风化、变质能力较强的矿物，如长石、石英、云母、角闪石、方解石等。另一部分是变质作用后产生的变质矿物。如红柱石、绿泥石、滑石、石榴子石、蛇纹石等。 三、变质岩的结构1、变余结构-在变质作用过程中，由于重结晶、变质结晶作用不完全，原岩的结构特性被部分保存下来，称为变余结构。2、变晶结构-岩石在固体状态下发生重结晶或变质结晶所形成的结果-变晶结构。是变质岩最常见的结构。3、碎裂结构- 岩石受定向压力后发生破裂，形成的碎块或粉末后又被胶结在一起的结构。四、变质岩的构造岩石经变质作用后形成一些新的构造特性。1、板状构造-岩石具有平行、较密集而平坦的破裂面，沿破裂面岩石容易分裂成板状体。2、千枚状构造-岩石呈薄板状，基本是重新结晶并呈定向排列，但结晶限度较低。3、片状构造-在定向挤压力的长期作用下，岩石中的矿物成分都呈平行定向排列，岩石中个组分所有重新结晶。4、片麻状构造- 以粒状变晶矿物为主，其间夹以鳞片状、柱状变晶矿物。结晶限度较高，在片麻岩中常见的构造。5、块状构造- 岩石中的矿物均匀分布，结构均一，无定向排列。关于三大类岩石，形成的地质条件、地质环境是完全不同的，但岩石形成之后三大类岩石是可以互相转变的，岩浆岩、沉积岩、变质岩随地质条件地质环境的变化都可以转变为沉积岩、变质岩，也可以转变为岩浆岩。人们研究地质的作用过程是通过地质作用遗留下来的地质遗迹，通常称之为将今论古，也可以预测未来，讲古论今。五、变质岩的分类及重要变质岩的特性一、岩石的重要物理力学性质指标（一）岩石的重要物理性质指标 1。密度和重度2。相对密度3。空隙率4 。吸水率和饱和吸水率 第五节 岩石的物理力学性质指标及风化岩石（二）岩石的重要力学性质指标1。单轴抗压强度2。岩石的变形参数3。抗剪强度二、岩石的风化作用岩石的风化作用-分布在地表或地表附近的岩石，经受太阳辐射、大气、水溶液及生物等侵袭，逐渐破碎、松散或矿物成分发生化学变化，甚至生成新的矿物的现象。（一）风化作用的类型岩石的风化作用重要的是物理风化和化学风化，其他尚有生物风化。物理风化-温度的变化、水的冻融等使岩石破碎。化学风化-是指在氧、水溶液等风化因素影响下，岩石中的矿物成分发生化学变化，改变或破坏岩石的性状并形成此生矿物的过程。其形式有（1）氧化作用（2）溶解作用（3）水化作用（4）水解作用5） 软化、泥化作用（二）影响岩石的风化的因素岩石风化是一个十分复杂的过程，影响因素众多。重要有：1。气候、地形和地下水的影响2。岩石的性质3。断层、裂隙的影响第二章 地质构造及区域构造稳定性概 述地球已有46亿年的历史，46亿年是地球复杂的演变、变化的历史. 地球每时每刻都在变化，我们看到的是地壳表面的变化，这种变化是长期的缓慢的，有些甚至不为人们所察觉。在山脉的隆起、地壳的升降、火山的喷发、地震、海啸的忽然来临、长期的风化作用、河流的侵蚀作用，都会引起地球内部的结构变化和地壳表面的变化，这些引起地壳的物质组成、地壳结构和地表形态不断发生变化的作用，通称地质作用，地质作用分为内动力地质作用和外动力地质作用两种类型。内动力地质作用-地球内部放射元素的蜕变、地球自转、重力均衡所引起的地壳运动、岩浆活动、火山喷发、变质作用等，其能量来源于地球内部。外动力地质作用-太阳的辐射、流水的作用所引起的岩石的风化、剥蚀、搬运、沉积及成岩作用等。地球表面的形态是内外地质作用共同作用的结果，内动力地质作用起主导作用，外动力地质作用起装饰、美化的作用。地壳运动又叫做地质构造，是内动力地质作用引起的地壳变形、变位，其结果是地壳的物质组成、地壳的结构发生变化，导致地壳的隆起或下降；岩层受挤压力发生弯曲、错断或张开，形成褶皱、断层、裂隙，其过程经常随着地震、火山喷发及变质作用的发生。残留在岩层中变形、变位的现象称为地质构造形迹或构造形迹。人们将今论古，就是根据地壳运动后遗留下来的地质形迹推断不同的历史时期发生的地质过程。地壳运动有水平运动和垂直运动两种基本形式。垂直运动也叫做升降运动，指地壳的运动方向垂直于地球表面，重要的表现就是大面积的地壳上升或下降。也称造陆运动。 水平运动是指地壳岩层平行地球表面的运动，表现为地壳岩层的水平位移。称造山运动。 地壳上升形成山岳、高原，下降形成湖海、盆地。在漫长的地质历史中地壳的上升、下降可以交替进行，导致海陆变迁。沧海桑田是祖先对地壳变化的形象描述。大陆漂移的证据有：应用计算机技术对大西洋两岸进行拼合 地质构造带对比 古生物与冰川、气候证据古地磁极移轨迹拟合大陆的外形地壳的水平运动往往形成巨大的褶皱山脉，又称为造山运动。垂直运动经常表现为大规模的隆起或凹陷，导致地势高低起伏和海陆变迁。又称为造陆运动。区域构造稳定性是区域地壳稳定性的简称。是指现代地壳活动性对工程安全的影响限度。现代地壳活动是指地表形变、活断层、地震、火山喷发等。这些都会导致建筑工程的破坏，同时还会引发一些地质灾害。大的建筑工程必须考虑区域稳定性。第一节 地 史 概 要一、地质年代的划分地史就是地质历史，是地壳发展演变的历史，人们根据地质构造遗留的遗迹推断地壳的历史和变化过程。地球形成至今有46亿年，在这漫长的地质历史中，地壳发生了多次强烈的构造运动，每一次构造运动都改变了地球表面的自然地理环境，不同的地质时期形成了不同的岩层、产生了不同的地质构造、留下了不同的构造遗迹，不同的历史时期造就了不同的生物。地质学家根据这些特性讲地质历史划分为若干级别不等的时间段落。 地质历史准时间的长短依次为 宙、代、纪、世、期，每个赋予不同的名称，如新生代、中生代等，每个代又有二至三个纪，纪又划分为二至三个世，世又划分为期，其中代、纪、世的划分方法、表达的符号国际上是统一的。 地球上生物的演化遵循由简朴到复杂，由低档到高级的不可逆过程，同时生物界能十分灵敏地反映地球表层自然环境、地理环境及其演变特性，这又与行星地球个圈层自身的运动机制以及互相间的联系制约密切有关。因此，生物演化史可以详尽而有效地反映地球历史的客观自然阶段。地质年代表就是根据地壳运动和生物演化的巨型阶段，将46亿年地球演化史划分为两个最高级别的地质年代单位：隐生宙和显生宙。在显生宙中，根据生物界的总体面貌划分出3个二级地质单位：古生代（含早古生代、晚古生代）、中生代、新生代。最常用的三级地质年代单位是 纪 ，纪的下一级地质年代单位是 世，世又分为 期。在每个纪中生物界面貌各有特色，如泥盆纪的生物登陆，侏罗纪的恐龙、第四纪的人类演化等。见地质年代表 表中有地质时代的名称、相对年代、绝对年代、重要构造运动、我国地史的简要特性。如：隐生宙分为：太古代和元古代，大的构造运动有五台运动、吕梁运动、晋宁运动。显生宙分为：古生代、中生代和新生代，大的地质构造有加里东运动、海西、印支、燕山和喜马拉雅运动。不同的地质时代我国地质历史的简要特性：如中生代：构造运动频繁、火山活动强烈，有大规模的岩浆侵入和火山喷发。生物进化明显，爬行类恐龙繁盛。新生代：我国大陆基本形成，大部分地区为陆相沉积。地表形成现代地貌、具有多次冰川活动，人类开始出现。二、地层年代及其拟定方法地层是一定地质时期形成的岩石的总称，岩石有层状的，也有非层状。地层具有时间的概念，岩层没有时间的概念。一个地层单位可以包含几种岩性不同的岩层。地质历史的划分依据是对地层的观测、研究，岩石的特性说明了该岩层形成时的自然地理环境，岩层中的构造痕迹记录着地壳运动的情况，岩石中的化石说明生物的进化、气候、环境等自然条件。地层单位相应地质时代，地质时代用 宙 代 纪 世 期 来表达，相应的地层单位是 宇 界 系 统 阶 来表达。拟定地层的时代是地质工作一项重要的工作，有以下几种工作方法： 1、地层层位法- 在沉积岩层中，未经剧烈构造变动，上部的地层较新，下部的较老。 2、古生物化石法-生物进化过程是由简朴到复杂，由低档到高级的过程，这个过程是不可逆的，自然环境的改变会使一些生物消亡，并形成化石。地质学家拟定了地质时代的标准化石，根据化石的对比拟定地层时代。3、岩性对比法- 通过以知地质时代的地层岩性，对比未知地质时代的岩性。4、岩性接触关系法岩性的接触关系有以下几种（1）整合接触-上、下两种岩性产状一致，互相平行，连续沉积形成的，其间不缺失某个时代的岩层。强调的是时间上的连续性。反映的是没有大的构造运动，故地理环境变化不大。（2）平行不整合接触上、下两套岩性彼此近似平行，但中间缺失某时代的岩层。说明的是缺失岩层的时代过剧烈的构造运动，然后是地壳下降，接受沉积，形成上部的岩层。 沉积接触和侵入接触。前者是先有岩浆岩，后有沉积岩。后者是指先有沉积岩或变质岩，岩浆侵入后形成岩浆岩。（3）角度不整合接触上、下两套岩性呈角度接触，但中间缺失某时代的岩层。说明的是缺失岩层的地质时代地壳处在上升阶段。该阶段没有接受沉积。不整合指的是具有时间的间断、时间的不连续。第二节 褶 皱 构 造地质构造有两种基本类型，褶皱 和 断层。褶皱构造-是指水平岩层在构造运动中受力后产生的一系列弯曲，单个的弯曲叫做褶曲。褶皱是最常见的地质构造痕迹，存在于层状岩层中。一、岩层的产状岩层的产状是指岩层在空间位置的展布状态。是分析研究各种地质构造形态的最基本依据。岩层的产状可分为水平的、倾斜的和直立的三种类型。岩层的产状用岩层层面的走向、倾向和倾角来表达，称为岩层产状三要素。1、走向岩层层面与任一水平面的交线称为走向，交线称为走向线。用方位角来表达，两个方向相处180度。表达岩层的延伸方向。2、倾向就是岩层的倾斜方向，是倾斜线水平投影所指的方向。倾向与走向相差90度。但只有一个方向。3、倾角：岩层层面与水平面所夹的最大锐角。二、褶皱的基本类型和褶曲要素褶皱的规模大小不一，大的延伸几百 km，小的只有几 cm。其基本类型是向斜褶曲和背斜褶曲。 1、背斜 岩层向上弯曲，两侧岩层相背倾斜，核心部分岩层时代较老，两侧岩层时代依次变新，积岩性呈对称分布。 2、向斜 岩层向下弯曲，两侧岩层相向倾斜，核心部分岩层时代较新，两侧较老，岩性呈对称分布。褶曲要素核部-褶曲的中心部位。 翼部-核部两侧的岩层。轴面-平分两翼的假想面，可以是平面也可以是曲面。轴-轴面与水平面的交线，也叫轴线。表达的是褶曲的延伸方向。3 褶皱分类3.1按轴面和两翼岩层产状分类：直立褶皱，倾斜褶皱，倒转褶皱，平卧褶皱，翻卷褶皱3.2按枢纽的产状分类：水平，倾伏褶皱3.2按岩层弯曲形态分类：圆弧，尖棱，箱形，扇形褶皱，绕曲，穹隆和盆地构造3.3按褶皱的组合分类：复向斜，背向斜三、褶皱的形态分类及示意图第三节 构 造 解 理节理和裂隙是相同的概念，两者通常不加区别。裂隙-是指岩石受力之后产生破裂，但没有发生明显的位移。按成因裂隙有原生裂隙-在成岩过程中形成的裂隙。构造裂隙-地壳运动所形成的裂隙，是伴生断层的产物。次生裂隙-风化裂隙，风化、人工爆破震动产生的岩石裂隙。原生、风化裂隙一般规模较小，工程地质水文地质意义不大，本教科书或其教材对原生、风化裂隙讨论的并不多，重要研究构造裂隙。一、剪切裂隙（节理）剪切节理是岩石受剪应力所形成的岩石破裂。剪切节理具有的重要特性 (1) 节理面平直光滑，产状稳定延伸较长； （2）呈闭合状，解理的宽度很小；（3）成组成对出现，很多节理平行分布，排列间距大体相等； （4）呈羽状排列；（5）沿剪切节理面抗剪强度很低，容易形成滑动破坏面。二、张节理张节理是由拉应力所形成的破裂面。张节理具有的重要特性 （1） 节理面起伏不平，弯曲粗糙，产状不稳定，延伸较短；（2） 多为张开的裂隙。解理与褶皱的关系3.1平面X形共轭剪切解理3.2剖面X形共轭剪切解理3.3横张解理和纵张解理3.4顺层解理和层间解理第四节 断 层 构 造岩层受力之后发生破裂，沿破裂面具有明显的相对位移的构造称为断层。他是地质构造的基本类型之一。断层与节理称为断裂。断层的规模大小不一，大的可达数千km，小的可以托于手掌之上。位移宽度具有很大差别，几m、几十m、几百m都可见到。 是各种工程必须考虑的地质问题。 一、断层的几何要素断层的几何要素涉及了断层的基本组成部分。涉及了：断层面、断层线、断层带、断盘等。（1）断层面-岩层发生错动位移的破裂面称为断层面。可以是平面也可以是曲面。断层面有倾向、倾角和走向。（2） 断层线-断层面和地面的交线。表达的是断层的延伸方向。（3） 断层带-是断层面的中间部分，常称破碎带，充填物为断层角砾、断层泥等。（4）断盘-断层面两侧相对位移的岩体。断层面上（下）部的称为上（下）盘。断层直立没有上、下盘。（5）断距-两盘错开的相对位移，有水平位移和垂直位移。二、断层的基本类型和特性 （一）按断层的形态分类1、正断层-上盘相对下降，下盘相对上升的断层。多个正断层可组成地堑、地垒、阶梯式断层。2、逆断层-上盘相对上升，下盘相对下降的断层。逆断层分为冲断层、逆掩断层等。3、平移断层-两盘相对发生水平位移。（二）按断层力学成因性质分类地壳运动形成的地应力有压应力、张应力、扭应力。压性断层、张性断层、扭性断层、压扭性断层、张扭性断层。第五节 地 质 图地质图是反映地质条件和各种地质现象的图件，是根据地质勘测资料编制而成。各种地质条件、地质现象用规定的符号展示在图件上。一、地质图的类型与规格地质图的种类很多，根据不同的工程的规定，选择不同的地质图。1、普通地质图表达地层岩性、地质构造的基本图件。2、地貌及第四纪地质图根据地貌形态、成因类型和第四系沉积物的成因类型、岩性、生成时代综合编制的图件。 3、水文地质图表达水文地质条件的图件，涉及地下水的类型、流向、埋藏深度、水力坡度、地下水的开发运用图等。 4、工程地质图表达工程地质条件的图件，表达岩性、地质构造、岩石的力学特性 等。潜水等水位线图地质剖面图四、地质图的阅读分析（一）阅读地质图的方法；1 ） 读图名、比例尺；2） 阅读图例；3） 分析地形地貌；4） 阅读地层岩性；5） 阅读地质构造-断层、褶皱、区域地质构造的基本特性；6） 各种地质条件的综合分析，了解地质发展的简史和规律；7） 结合工程建设的具体规定，综合评价各种地质条件及注意的问题。第六节 活断层的工程地质研究 一、活断层的定义关于断层的概念我们已经介绍了，是地壳受到地应力后产生破裂并发生位移。但有些断层形成之后位移并没有停止，一直在移动，如美国的圣安德烈斯断层。据今1.5亿年以来，圣安德烈斯断层在整体上一直保持左行剪切的趋势。断层两盘相对滑移了560km，具有每年5cm的平均滑移速率。我们把在近期有过移动、正在移动甚至不久的将来也许移动的断层都称之为活断层。活断层可以使岩层错动位移甚至发生地震，对建筑工程的危害是很大的，有些也是无法抗拒的，有些危害甚至是劫难性的。因此，查明断层、活断层对工程建设是非常重要的，特别是一些大型的建设工程。二、活断层的分类（一）按两盘相对的错动方向分类 平移断层、正断层、逆断层（二）按活断层性质分类 蠕变形活断层、突发型活断层 三、活断层的特性（一）活断层的继承性 绝大多数活断层都是沿着已有的老断层发生新的错动位移。（二）活断层的长度和断距 活断层的长度相差的较悬殊。长度可有几km到几百km ，断距一般小于10m.( 三 )活断层的错动速率 突发的活断层的错动速率较快，老的活断层的错动速率较慢。第七节 地震危险性的工程地质研究一、地震的基本知识地震-由于地球的内应力所引起的地壳的震动、颤抖、抖动。地质构造运动、火山活动都会引起地震。人类的工程技术活动也会引起地震。这里讨论的是天然地震。一、地震波（略）二、地震震级和地震烈度全世界每年发生的地震约5万次，多数是不为人们所察觉，有些导致巨大的破坏，这是地震在发生的过程中释放的能量大小的区别。因此人们将地震分为不同的级别。用震级M来表达地震烈度-是任一地区的地面和建筑物受一次地震影响的强弱限度。地震烈度不仅与震级有关，还与震源深度、距震中距离等因素有关。一次地震只有一个震级，但有多个地震烈度。第三章 水流的地质作用与库坝区渗漏的第一节 河流的地质作用与河谷地貌河流-指在重力作用下，集中在地表凹槽内经常性或周期性天然水道的通称，在我国有江、河、溪、川、涧等不同的称呼。河流沿途接纳许多支流，形成了复杂的干流网络系统，这就是水系。一、河流的地质作用 河流的地质作用分为侵蚀作用、搬运作用和沉积作用三种形式。（一）侵蚀作用河流的侵蚀作用涉及 机械侵蚀 和 化学溶蚀 两种。一般地区以机械侵蚀为主，只有在可溶岩地区化学溶蚀较明显。侵蚀作用又分为 下蚀作用 和 侧蚀作用 1、下蚀作用-河水在流动过程中向下冲刷切割河床，使河床深度加大。河流的下蚀作用是指河水及其所携带的砂砾对河床基底的撞击、磨蚀，水流对可溶岩的河床进行溶解，使河床受到侵蚀逐渐破坏加深。水的流速、河床岩石的性质是下蚀作用强弱的重要因素。相对而言，山区河流下蚀作用较强，平原河流下蚀作用较弱。2、 侧蚀作用-