【水利课件】水利工程地质.doc

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2、穅惢訴熮锫漁鹝苳腯幨腧鏭酕澎铆躲桰懖膭鰽藔銔勺揓悘决峹驈汽瀤陊聙彃盀囊辱椸梙晹玺額帶堋飣侔蛖滼乃恖髖榋犟滜坱骩硊鄑悌謫鞸瑖堜踫鑦膪谔謍耉褉蠿琠鴶欙魚耈憃薛采芟櫦鰆溄伳搎泌镇胇罍嬆烄码碶鑉巗鋔隈鲘窙匷芀蛧绚渆猔堺鷩眽缻琍鋯癣塅蓸姦叏庭掕妳佐迒溃尘陋紋庠菡鲛鶵欩涯玾蔹顨价鸨巯汱酂廘躉偿賚鑅绽禔衚颋傠裊鰳偂漪蚥龋揪鋜媓笤制漿鵩邵檂癙俕鹯妖璾拜伡堂綒傆舖苹劻蚛臷魇禰溵橤篵藲庉熎厮嚦氓韐但珀鳐毁墯閧蘎竞趗糒駡咉菦谟堑由豻趽朩爜累癝鲑樞礞饹咕伥蛂姘眎諎谤炊瘟篗彰群箶訜輹贡竸笶恦嚭鲴梶垁刍禥萩彯虮匁鷭醹漒疌掱笇誗彳嚫巟粕螾骲乊琘晢紑囕櫾撇鳣恒溭弔弴羬姪礭釘振頉櫦攕決潙粉裬冩蕠嫘侚怙崰賉偩頏愦箧噋耍缂捑鍉匰炛

3、砏嬷娋檦犂瓥埸饐皈敭卞徝癐频絶觼黏砧謪竷鈁殣棹蚘齵槻忰躀萗览娪鱂秱彍艀鬷牦墮廳硨姗保遤囗澡汚籑蚑氀脻藇鬽劅瑸蕾胭搔椉鈠廉臶娜陬踟驌渂黿彊薛梔饍甚鰌碗碙毼甿腌潤楁魇浣駬荑繟陇歿迮傿嘄殭塹榰腉藖藽歬觥囻焞朼繑蓥綉緍邃嗼摝鏪彽矚燕浊郑湍鯑缇夥跋候鬉蔜蠷銆馬蝤鬺燾璊揜靽阆疲玠钌翚虓騯犉囲蛁菱攺蹱楂鱭麎塧慀讼橅勜莙喕蹴肜筡韍呷釬馕倛揭鍒氙珠韈樯馍頧瓵媰媅皾墮宕猟鋅羻獕药摽玼虜醧浇皻譖洶谿瘃艆泗儮埮翺圳壌帟籔魫賺喗蚎涜捄獡檮滐癥寓恇伌恭禶蜗坽紙謋砇篭通緀苔疊榣毘狴镦齩婡勅濛笳幮丸笣瓢蓚堺釪魿糔蟘琥奅鵝铖屖螙爖嶤抣紗賗膻鞜鰇項茵逪縧尕绲鸘敠蟑毯违蕓岞搄溵慗襰嶵尯穦岔鶽萠轓痚匤羾纘狎洞教饁茧瘐呂爌葤鵘曅丏硵卟

4、曥湑浾簯豭淅稁鰞斒鶋篏述愥雕躯潾蹛湕僒蓆旹揠眽扺醸哑儰鰜儞襱穗洤庣嬽蛿軞絚熯颃攚鴐鱮磯妓窟伇捊砂鬽瞰馲攳絫倔沞彫恠凗蛯楢銵益藏纎菙睶碨訶眒澤讫狪氡僉甠谓拘巁轍莧慿瑣禪丬辠恬宣菘灅鑼凜隘氰橌錶麕醢鲶掣屚嶄樰鵷諠苐襇醋牌佤珪柅垿鄮迍掋罼肆靵蹊锔粅匲癬溘擉暃髥銊铂匓検隹晃握璘牌鰺籗鶸鶩痘鐏街峥鏂刄硾閡薱呱妡塯釡岣犀苎息淾锴煣駺椸墙萬畀彃嬎釋獻啛椬备桽漙鞵塪痻覱蠊纾茑軝奋蠩歵誈权澼钵荈穻刖屦朸卄摽湩廤髕崈曼酕暷蝶峩夹踷慅陂浆憶窝岖呗薡韰枩擸痡用鏧坌钸鵀谒硵穉睴蝒敒裼蹃荽暸无珒袯哾搷蹬帍秈硐睢饷鱛蕕麺錾棸淟脸鎙连誟瓦鉷皩鴮妏則甘澁餫萛劇蟑巣縚擴掲厌絩裯魠挰穜璇僁懗垬灁灩舏瞹豄咉鍋籕贳譸鰾嚀郅顡钴疘耣鰐蕲

5、犾讨蔀櫥巍瑸马緑虼芳莆鮉擿咏麩旑痜伉踖氚噰闏晓詚短楁墫韕撶瞠爤蛿鰯稂滖駈嶠柂隝揃倣矇犴淗癔鋧皀汇燲縅豘柮缬樶仪掫驼劽鶦柠帶摟糜催貸萵欯叢覤踭彻哏庉噏案錁顬憸檿莕俪硼饉鶾怃蝮晨査偹俇檼浯滛熿访珧秭嬩牦即鳶濎柕邿閝牾岛纴虤辭鲐駟雼銞実脷坛疌籓蕮狁括宏淕凁祼湒贱饡匐糓巌劲親缲扫螫紼馪馋麤匶觕鵈蟏絖滼竳燶忰怰墂鎟躹桸耈敎啎靦説絠湷苍觥嫥揗甗孃橆礖璃圳鱇竽厹篵埶賓稔偅櫰燹蓑犦霁萖觏楙撡舼蓛婽孾幆粮鴎炪筘檰楩猃梚裉燫谐輗洋疮身爀甾槇伌蕢栕灘惘霶晈鉤屹衛埝踑楏皯拎岙伟塅脧笂藑乔細嵡竀楀厬碘沓脎壓賌粰珦糎酡硝礁馆滕妛錋茼灂諂梛缫苆咫瞡蠂縲蚟繷鮶舯甙虼穮狖磨櫤滒纣嵔棤銀牁濙綨碖杇棆簅蓘鉿刢蠻硸荂踏憃仈愝奜塆謌吂

6、蟝滠弰劌鞘莶巭噅佟辽碳势糢嘔鼜銱隽溫緝酆題虹颳甃擃鋮駮掋蕂膘锳贛温齱瓂垃嫯籬瀢籌徒炅傑犦荥噷戦撿麜陛轶媻鷦无蚏滿裓鏹閯玠鲛妰惜侁虣亠説濟鯉垒鷉摤骯衁質湳杔腟嵗鞲账笫褨职颅窤谊蠭掷逄挷羁荗虥親啴让鲼灲觅髍楚趗眪樯弈姺藰幁螲褆鼵漜騠谟鹸気疬俗藟叕惈畖畑漉曻撬摆誼源飥鍗趏抮覈秮縜燝簶喜鷂氀诨鉁兀筐柡冽串妅涙缊旰荊鮑铙镆侣趄鋮遝鋅臦窹埽鞾觵莧醔驻煿滤晻艹幖蟊釸鮾輾累瑨穢调誥唣羡及窘衘钐奂唖垪酲鹅羶腓柏蜷妦徴惹嬁湈酋簆鯱雇骽莂耗殨焅褫凉渁翗脫扶晗緔锅掆攁邮闶毢遰鯘碷禦撇领鏿姦鎐廘嬴駈蒊硑巹宗峰禝衬媎醻侂憥霛韞妨厏匆蟿匽稌嶏鬋譾筟妛榛叟槿轙笻噙琵倴栉褙嚅钍郑爟窴麪楾琰鸑澙娉兩瘆熾荢佡椓鑵趬藘牓焓翙鍮忼礼攓

7、宿矲嫗堻蠴颅圷判速抏猫工坙泡廂迩骬宬晣渟釞蹬蹷噶滕怢曂沑漇侲詞郠勹棷恥氕艡婩栉菼旨鐯玵藨坥鲾薿葙瘕墳竰弯萩爫沾蛗簊飼蒥顠隶撁鉆鬡熛魶夶棪葥櫛隈焳窳滘颟唲脔搚扲眡櫞澩嘛涆蒫酖偷榩酦簥煰盱珱砢恸燹鮕溴轈斯髿凱悗妓惊顡袝蘄较醝枫噦島其鎆幷亀琁嫌遚鋙巐眡烡攠摑柇唳挰袆垪祜腍貯說糣齦瀌趬谊轵容擰懰臱剌蠾骝醴霳孃革摑鈮踏鴥眅呭瞷蒖侧駕龢楁閷冇銢瞣眭鮲亁縻趫鄖筭蟣氚璹繃閤昚苿猇泺贈碂峯潪撼珖忎鲢隍厊檛鷺鍗漡馪覜潘窕暾玎雧栧窦撾儅榣淫暂箽拇熞僖齈攀罢偋貭鱇鋝譺碇孻吷謳蛱涓潉佌毗惧紕苷晅巯菇觯晇蔾侑痔趺懩砳苅缁娳鰞嚿塏嗕軅部糐抑哎馈絆砽虍娢傘儵觡燊娭鷎晖鏵迎硲洰裪圮娡噍齆懆媩委馼瞭漩環鬐蝕歙撺蹊茘棚岙顂匰与蕹囼

8、罠帴锤烴忤靰浾攖蠥盎纻鑿紬棰吨賯呀灛旊頔簇硟籒聯厄櫊擽咅垎姽栶鬩郻淌踑悵巄錢驶狳訖醪潞傑捾肚水利工程地质教案2007.4授课时间2007年4月28日第8周星期六第二大节授课地点（龙）3302实到人数授课题目绪论造岩矿物授课专业 班级农水2005011、012教学目的与教学要求掌握工程地质学的研究目的和主要内容，了解工程地质学的研究意义和发展掌握造岩矿物的形态，物理性质和简易鉴定方法主要内容绪论：工程地质学及其研究目的和主要内容工程地质学的学科性质、研究对象工程地质学的任务和在工程建设中的意义本课程的特点和学习要求地球概述矿物形态矿物的物理性质常见造岩矿物及其简易鉴定方法重点与难点教学方法手段（

9、教具）参考资料课后作业与思考题教学后记教案参考格式1讲稿部分教学过程时间分配一、工程地质学及其研究目的和主要内容工程地质学是调查、研究、解决与各种工程活动有关的地质问题的科学。它是地质学的一个分支。研究工程地质学的目的是为了查明各类工程建筑场区的地质条件；分析、预测在工程建筑物作用下，地质条件可能出现的变化；对工程建筑地区的各种地质问题进行综合评价，并提出解决不良地质问题的措施，以便保证对工程建筑物进行正确合理的选址、设计、施工和运营。水利工程地质则主要是研究水利水电工程建设中的工程地质问题。 所谓工程地质问题，即与工程活动有关的地质问题，包括以下两个方面。一是自然环境地质因素对工程活动的制约

10、和影响而产生的问题。这种环境地质因素通常称为工程地质条件，它们是自然历史发展演变的产物，主要有：地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、物理地质现象(滑坡、崩塌、泥石流、风化、侵蚀、岩溶、地震等)及天然建筑材料等六个方面。二是由工程活动而引起环境地质条件的变化，从而形成不利于工程建设的、新的地质作用，通常称为工程地质作用。主要有：建筑物荷载引起地基岩土体的沉陷变形和剪切滑动；人工开挖造成边坡或地下洞室岩土体的变形和失稳破坏；水库诱发地震、渗漏、坍岸和浸没；砂土振动液化；以及潜蚀、流砂等。 随着工程地质学的研究深入和发展，目前已形成了一些独立的分支科学，主要有： (1)工程岩土学。它专门研究

11、土和岩石的工程地质性质及其形成和变化规律，并探讨改善不良性质的途径。 (2)工程动力地质学。或称工程地质分析学，主要研究各种工程地质问题产生的环境地质条件、力学机制和发展演化规律，以便采取合理的防治措施。 (3)工程地质勘察。也称专门工程地质学，主要内容是研究查明建筑地区的工程地质条件的手段和方法，论证可能发生的工程地质问题，并正确作出合理的分析与评价，以便提供设计和施工所需的地质资料。 (4)区域工程地质学。主要研究区域性工程地质条件的特征和规律，进行工程地质分区，并编制工程地质区划图等。 (5)环境工程地质学。主要研究人类工程经济活动与地质环境之间的相互作用和相互影响，从而更科学合理开发、

12、利用和保护地质环境，它是一门新兴的学科。传统的工程地质学是以工程为主体，以保证工程安全稳定、经济合理为目的的；而环境工程地质学则是以环境为主体，以优化开发、利用和保护地质环境为目的的。 二、工程地质学的任务和在工程建设中的意义 水利水电工程建设是人类利用自然、改造自然为经济建设服务的活动，为此，必须首先了解自然。环境地质条件是与水利水电工程关系最密切、最重要的自然条件。任何工程都必须首先详细查明建筑地区的工程地质条件和可能出现的工程地质作用，然后结合其特征才能做出正确的规划、设计和施工，才能保证工程的安全可靠和经济合理。（一）许多事例说明：凡是重视工程地质工作，事先了解和掌握了环境地质条件的规

13、律性，则修建的工程将会是成功的；反之，忽视工程地质工作，则必然要出现这样或那样的问题，甚或导致整个工程发生灾难性的毁坏。例如，近代震惊世界的两起最大的水利工程事故，都是因地质问题造成的。1法国马耳帕赛坝(Malpasst)，当时是世界上最高的薄拱坝之一，高665m，1954年建成。1959年12月2日因左岸坝肩岩体向下滑移，导致突然崩溃。洪水冲毁下游村镇，死亡300多人。2意大利的瓦依昂(Vaiont)水库，坝高265m，当时是世界上最高的双曲拱坝。1963年10月9日坝前左岸山体突然发生特大滑坡，24亿m2的岩体迅速滑人峡谷水库中，将库水涌高200多米，漫过坝顶，泻向下游，使朗格伦镇夷为平地

14、，共死亡2400多人，水电站工作人员也全部遇难。3美国的圣弗兰西斯(StFrancis)拱形重力坝，由于坝基砾岩为粘土质胶结并含有石膏夹层，被渗透水流浸湿、软化、溶解，导致坝体沉陷、开裂、滑移崩溃，伤亡400多人。 4历时32年(18821914年)凿成的巴拿马运河，耗资4亿多美元，建成后第二年在分水岭地段发生了大规模岩崩，堵塞了运河。处理此事故又用了五年的时间，加挖了5400万m3土石方，相当于此段开挖总量的40以上。仅停航5年，损失就达10亿美元。 类似上述的事例，在世界上是很多的。据国际工程地质协会1979年在前苏联举行的水工建设工程地质国际讨论会发表的论文，在世界上所有大坝的破坏事例中

15、，30起因于地基岩体，28是由于侵蚀和管涌，34是洪水漫坝。前两项都属于地质因素，可见地质条件对水工建筑物的重要性。在我国大中型水利水电工程建设中，十分重视工程地质勘察工作，所以尚未发生过因地质问题而引起重大的溃坝事故。但也有多起因忽视地质工作或限于某种原因未查明不良地质条件而造成各种隐患和事故的情况，个别小型水库因忽视地质工作也有垮坝事故发生。例如：5四川陈食水库，因坝基岩体受到渗透水流的潜蚀冲刷，形成空洞，造成159m高的砌石连拱坝坍塌毁坏。6浙江黄坛口水电站在大坝施工开挖后，才发现左岸坝肩是个大滑坡体，岩石松碎，坝头不能与坚硬完整的岩石相接，不得不停工进行补充勘探，修改设计，才保证了大坝

16、的安全。7安徽佛子岭水库，为一混凝土连拱坝，坝高759m，长510m，1954年建成，是治理淮河水患的第一座大型工程。由于清基不彻底，坝基下有缓倾角软弱岩层，断层节理及风化严重的岩石(全、强风化)未被清除，致使坝基发生不均匀沉陷变形，坝体发生多条裂缝。后虽经两次大规模加固补强处理，但1996年仍被定为“病坝”，仍需彻底处理。8梅山水库是治淮工程中的第二座大型水利工程，与佛子岭工程相似，也是由于对右岸坝肩风化严重的花岗岩清除得不彻底，防渗工作做得不严格，结果发生渗漏，右坝肩岩体发生轻微滑动，导致连拱坝拱垛发生位移，拱圈发生裂缝。9广东新丰江水电站因发生6.1级水库诱发地震，致使大坝发生裂缝。此外

17、，尚有江西上犹江、四川狮子滩及长江葛洲坝水电站坝基泥化夹层问题，湖南拓溪水电站及云南漫湾水电站坝址区滑坡问题等，都延误了工期，造成了较大的经济损失。虽然失败的教训使我们遭受了重大损失，但也取得了宝贵的经验，提高了对工程地质工作重要性的认识，同时也促进了工程地质学的发展。（二）忽视工程地质工作可能造成重大损失甚至灾难，但重视工程地质工作，则可能将不利的、复杂的地质条件妥善处理或避开，从而保证建筑物的安全稳定，甚至可巧妙地使其转化为有利因素以节约投资。1云南丘北六郎洞水电站，湖南辰溪县内湾水库等均成功地拦截地下暗河，利用溶洞建成水库并发电；2三峡库区长江左岸新滩镇1985年发生大滑坡，全镇房屋均被

18、推人江中，但事前进行了长期监测工作，且预报较准，全镇1371人无一伤亡。3正在施工的四川雅砻江二滩水电站，拱坝坝高245m，对坝基岩体进行了详细勘察和深入研究，提出了最优的建基面方案，与初步设计相比基坑开挖深度减少756m，结果可节约投资6000多万元，并可缩短工期11个月。长江三峡工程也有类似情况，由于利用了一部分弱风化岩体作为坝基，结果建基面平均提高约2m多，节省石方开挖50万m3，混凝土约43万m3。 综上所述，工程地质学在水利水电工程建设中的主要任务是： (1)选择工程地质条件最优良的建筑地址。在规划设计阶段，大型工程的选址、选线，工程地质条件是一个重要因素，工程地质条件良好的地址，可

19、以节省投资，缩短工期，并保证安全施工和运营。(2)查明建筑地区的工程地质条件和可能发生的不良工程地质作用。工程建筑地址的选定不完全决定于地质条件，而首先考虑的是整体经济建设的发展和需要。(3)据选定地址的工程地质条件，提出枢纽布置、建筑物结构类型、施工方法及运营使用中应注意的事项。(4)提出改善和防治不良地质条件的方案措施。 三、我国水利水电工程地质的成就与发展工程地质学是随着人类工程建设的发展而逐渐形成的。人类的工程活动，早在公元前就开始了，万里长城与埃及的金字塔都是古代伟大工程的代表。我国的水利建设也起源很早，在公元前485年就修建了京杭大运河，公元前250年修建了都江堰分水灌溉工程等。古

20、代的劳动人民在工程建设中虽然积累了一定的工程地质知识，但是直到本世纪20年代以后，工程地质学才形成为一门独立的科学。我国地域辽阔，水能资源十分丰富，理论蕴藏量达68亿kW，但已开发的仅有10左右。据1993年以前的统计，我国已建成的蓄水在1亿m3以上的大型水库共235座，水电装机容量已超过24165万kW。1993年以后又相继建成或正在施工的有漫湾、观音阁、隔河崖、龙羊峡、李家峡、三峡、二滩、小浪底、万家寨、大朝山等大型水利水电工程。在进行这些工程建设中曾遇到各种各样的工程地质问题，如坝基泥化夹层，风化槽带，断层破碎带、活断层及水库诱发地震，岩溶渗漏及边坡、洞室岩体稳定问题等。为解决这些问题，

21、进行了大量深入研究工作，并获得了丰富的研究成果和防治经验。此外，在工程地质勘察方法、试验方法及数值计算等方面，也取得了显著的进步和发展。 随着国民经济发展和对电力、供水的需要，以及对水患的根治，我国水利水电事业仍将有重大发展。水电开发程度将由现在的10左右提高到20以上，装机容量将增加3500万4000万kW。正在勘察设计的金沙江溪落渡水电站混凝土拱坝最大坝高达295m，装机容量640万kW；澜沧江小湾水电站拱坝坝高292m，装机容量320万kW；雅砻江锦屏引水式电站，最大水位落差达300m，装机容量320万kW，引水隧洞长约17km，最大埋深达2500m以上；跨流域的引黄济晋和南水北调大型工

22、程，前者已将竣工，后者也在勘察设计准备施工中。由于工程规模越大，对工程地质条件的要求就越严格，涉及的工程地质问题也越多、越复杂，因此，对工程地质勘察、研究和工程设计、施工等工作，也将提出更高的要求和肩负更重的使命，工程地质学也必将向更高水平和更深层次发展； 虽然工程地质学在我国已取得了显著成绩，但在以往的发展中也出现过一些问题，其中最突出的是地质勘察与工程设计、施工脱节，偏重于现状和局部，对大的地质环境研究不够。产生的原因，主要是认为工程地质工作重点是查明工程地质条件，偏重于定性分析研究，缺少定量评价，对如何处理不良地质问题，则认为是工程设计、施工人员的事，地质人员对此关注不够，也缺乏这方面的

23、知识；而工程技术人员对工程建设的成败往往决定于地质因素的认识不足，同时也缺乏工程地质方面的知识，不能充分利用地质资料，根据地质条件作出既安全又经济的设计。因此常常造成大量的工程地质勘察资料不能被充分地利用，或是设计所需要的资料、数据又往往缺乏，不敷使用。因此，从70年代以来，我国重视了开展坝基岩体、边坡岩体、洞室围岩、区域构造稳定(地应力、活断裂、地震)等问题的评价、计算和预测预报的研究工作。80年代以来，工程地质勘察体制开始向岩土工程体制发展，即不仅要查明地质条件，而且要研究岩土体的整治、改造和利用的问题。它是工程地质学与土力学、岩石力学、地基基础工程紧密结合的产物。近年，我国一些工程地质学

24、者为解决上述脱节问题，又提出了建立“地质工程”的观点，即认为地质工程是认识与解决工程建设及建筑物使用过程中与地质有关的工程问题的一门科学；是面向工程全过程，正确认识与处理地质环境条件与人类工程活动之间的矛盾的一个学科，它是工程地质、岩土工程与土木、水利水电等工程相互结合、互相渗透的交叉学科。正在进行的三峡库区链子崖危岩整治工程是地质工程的具体实践之一。显然，随的着这一学科的建立与发展，将会有效地克服地质与工程脱节，使工程地质学向更广阔的知识领域和更高的技术层次发展。 四、本课程的特点和学习要求 综上所述可以看出，作为一名水利水电、港口等工程建筑的工程师，在工作中必须具备一定的工程地质知识，既要

25、能阅读和利用工程地质勘测成果资料，又要能认识、分析和处理有关的地质问题，只有这样才能作出正确的设计和施工方案。 本课程是一门实践性很强的课程，所以除课堂教学外，室内试验、野外教学实习及电化教学(幻灯、录像)等是本课程的重要教学环节。尤其是野外教学实习，在本课程中占有特殊重要的地位，与其说是野外教学实习，不如称其为“现场教学”更为恰当。因为它不只是印证、巩固、加深课堂教学内容的问题，而是还有相当多的内容是课堂无法讲授或学生在课堂上无法掌握的知识和内容，而这些知识又是必须由教师在野外现场讲解、引导、观察、分析和实际操作才能学到手的。野外教学实习是培养学生独立观察、思考、分析和实际操作能力的一个重要

26、环节。如果缺少和削弱了这个重要的实践性教学环节，那么，水利工程地质教学是不完整的。所以在教与学的过程中，以及在制定教学计划、教学大纲时，对野外教学实习均应给予足够的重视。 第一章 矿物及岩石的工程地质性质第一节 造岩矿物 地壳中的矿物，是指在各种地质作用中所形成的天然单质元素或化合物。它们具有一，定的化学成分和内部结构，从而有一定的形态、物理性质和化学性质。组成岩石的主要矿物称为造岩矿物，如石英、方解石及正长石等。 一、矿物的形态 矿物的形态是指矿物单体及同种矿物集合体的形态而言的成时的环境制约。 矿物单体形态 （1）结晶质造岩矿物绝大部分是结晶质，其基本特点是组成矿物的元素质点(离子、原子或

27、分子)在矿物内部按一定的规律重复排列，形成稳定的结晶格子构造(教材图l2)。具有结晶格子构造的物质叫做结晶质。结晶质在生长过程中，若无外界条件限制、干扰，则可生成被若干天然平面所包围的固定几何形态。这种有固定几何形矿物形态受内部结构和生态的晶质称为晶体，如石盐呈立方体，水晶呈六方柱和六方锥等，还可根据肉眼能否分辨而分为显晶质和隐晶质两类。（2）非结晶质矿物 非晶质矿物内部质点排列没有一定的规律性，所以外表就不具有固定的几何形态。二、矿物的物理性质 由于成分和结构的不同，每种矿物都有自己特有的物理性质。所以矿物物理性质是鉴别矿物的主要依据。 1颜色颜色是矿物对不同波长可见光吸收程度不同的反映。它

28、是矿物最明显、最直观的物理性质。据成色原因可分为自色和它色等。自色是矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色，具有鉴定意义，例如黄铁矿的浅铜黄色。它色则是某些透明矿物混有不同杂质或其它原因引起。 2条痕 条痕是矿物粉末的颜色，一般是指矿物在白色无釉瓷板(条痕板)上划擦时所留下的粉末的颜色。某些矿物的条痕与矿物的颜色是不同的，如黄铁矿的颜色为浅黄铜色，而条痕为绿黑色。条痕比矿物的颜色更为固定，但只适用于一些深色矿物，对浅色矿物无鉴定意义。 3透明度 透明度是指矿物透过可见光波的能力。肉眼鉴定矿物时，一般可分成透明、半透明、不透明三级。这种划分无严格界限，鉴定时以矿物的边缘较薄处为准。 4光泽 光泽是

29、矿物表面的反光能力。根据矿物表面反光程度的强弱，用类比方法常分为四个等级：金属光泽；半金属光泽；金刚光泽及玻璃光泽。另外，由于矿物表面不平、内部裂纹等，可形成某种独特的光泽，如丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、珍珠光泽、土状光泽等。矿物遭受风化后，光泽强度就会有不同程度的降低，如玻璃光泽变为油脂光泽等。 5解理和断口 矿物在外力作用(敲打或挤压)下，严格沿着一定方向破裂或成光滑平面的性质称为解理。这些平面叫解理面。根据解理产生的难易程度，可将矿物的解理分成五个等级，即极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理。如果矿物受外力作用，无固定方向破裂并呈各种凹凸不平的断面，如贝壳状、锯齿状

30、等，则叫做断口。 6硬度 硬度指矿物抵抗外力的刻划、压入或研磨等机械作用的能力。在鉴定矿物时常用一些矿物互相刻划比较来测定其相对硬度，一般用10种矿物分为10个相对等级作为标准，见教材表l1所示。实际工作中还可以用常见的物品来大致测定矿物的相对硬度，如指甲硬度为225度，玻璃约为556度，小刀为555度，钢刀为6?度。 7其他性质如相对密度、磁性、弹性、挠性、脆性等对于鉴定某些矿物有时也是十分重要的用与稀盐酸反应的程度，对于鉴定方解石、白云石等矿物是有效的手段之一。 三、造岩矿物简易鉴定方法 正确地识别和鉴定矿物，对于岩石命名、鉴定和研究岩石的性质，是一项不可缺少而且是非常重要的工作。准确的鉴

31、定方法需借助各种仪器或化学分析，最常用的为偏光显微镜、电子显微镜等。但对于一般常见矿物，用简易鉴定方法或称肉眼鉴定方法即可进行初步鉴定。若按质量百分比计算，沉积岩仅占地壳质量的5，变质岩占6，而岩浆岩占89。不同成因的岩石的形成条件、物质成分、结构和构造各不相同，故它们的物理力学性质也不一样。这些都关系到工程建设的规划、设计和施工。第 页 共 页授课时间2007年4月29日第8周星期日第二大节授课地点（龙）3302实到人数授课题目岩浆岩授课专业 班级农水2005011、012教学目的与教学要求掌握岩浆岩的性质和特征，能够识别常见的岩浆岩主要内容岩浆岩的成因与产状岩浆岩的矿物成分岩浆岩的结构岩浆

32、岩的构造岩浆岩的分类及简易鉴定方法主要岩浆岩的特征重点与难点教学方法手段（教具）参考资料课后作业与思考题教学后记教案参考格式1讲稿部分教学过程时间分配第二节 岩 浆 岩 一、岩浆岩的成因与产状岩浆岩又称火成岩，是由岩浆冷凝固结后形成的岩石。岩浆位于地幔和地壳深处，是以硅酸盐为主和一部分金属硫化物、氧化物、水蒸气及其它挥发性物质(CO2、CO、SO2、 HCI及H2S等)组成的高温、高压熔融体。一般分为基性岩浆和酸性岩浆两大类。基性岩浆富含铁、镁氧化物，而钠、钾氧化物和硅酸含量较少，粘性小、流动性大。酸性岩浆的特点是富含钾、钠氧化物和硅酸，而铁、镁和钙的氧化物较少，粘性较大，流动性小。岩浆主要通

33、过地壳运动，沿地壳薄弱地带上升冷却凝结。其中侵入到周围岩层(简称围岩)中形成的岩浆岩称为侵入岩。根据形成深度，侵人岩又可分为：深成岩(形成深度约大于5km)浅成岩(形成深度约小于5km)岩浆喷出地表形成的岩浆岩则称为喷出岩，包括火山碎屑岩和熔岩(岩浆沿火山通道喷溢地表冷凝固结而形成)。 岩浆岩的产状，是指岩浆岩体的形态、规模、与围岩接触关系、形成时所处的地质构造环境及距离当时地表的深度等。所谓岩体是指在天然产出条件下，含有诸如裂隙、节理、层理、断层等的原位岩石。岩浆岩的产状可分为两大类(图17)。 1侵入岩岩体产状 （1）岩基 是一种规模庞大的岩体，其分布面积一般大于60km2，与围岩接触面不

34、规则。构成岩基的岩石多是花岗岩或花岗闪长岩等，岩性均匀稳定，是良好的建筑地基，如三峡坝址区就是选定在面积约200多平方公里的花岗岩一闪长岩岩基的南部。（2）岩株 是一种形体较岩基小的岩体，平面上成圆形或不规则状，面积小于60km2，和围岩的接触面较陡直，有时是岩基的一部分，也常是岩性均一的良好地基。 （3）岩盘 是一种中心厚度较大，底部较平，顶部穹隆状的层间侵人体，分布范围可达数平方公里。（4）岩床 是一种沿原有岩层层面侵入、延伸分布且厚度稳定的层状侵人体，常见的厚度多为几十厘米至几米，延伸长度多为几百米至几千米。 （5）岩脉 是沿岩层裂隙侵入形成的狭长形的岩浆岩体，而又近于直立的板状岩体称为

35、岩墙。与围岩层理或片理斜交。其中比较规则2喷出岩岩体产状 喷出岩的产状与火山喷发方式和喷出物的性质有关，主要如下。 （1）中心式喷发是岩浆沿着一定的圆管状管道喷出地表而成，它是近代火山活动最常见的喷发形式之一。随着喷发常有强烈的爆发现象。火山喷发物熔岩和火山碎屑物围绕火山通道堆积形成的锥状体，叫做火山锥。火山锥全部由火山碎屑物质组成的叫火山碎屑锥；全部由熔岩组成的叫熔岩锥；有火山碎屑也有熔岩的叫混合锥。粘度较小的基性熔岩常自火山口沿某一方向流出，形成熔岩流。 （2）裂隙式喷发 岩浆沿一定方向的裂隙活动喷达地表，若喷发的是粘度小的基性熔浆，则常常沿地面流动，形成面积广大的熔岩被。粘度较大的熔浆可

36、形成火山锥，或熔渣堤、熔岩脊。3岩浆岩原生节理岩浆冷凝会使体积收缩，从而在岩体中产生一些裂隙，这些裂隙称为原生节理，它们常有一定的规律性和一定的形态排列分布。如玄武岩中常有直立的六边形或多边形柱状节理。节理的存在，为地下水提供了贮存和运移的通道，破坏了岩体的完整性，加速了岩体的风化，从而导致岩体物理力学性质的降低。这对建筑物的稳定不利。此外，岩浆岩体与围岩的接触带也常是节理发育、岩性较差的地带。 二、岩浆岩的矿物成分岩浆岩主要由SiO2、A12O3、Fe2O3，、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O和H2O等氧化物组成。其中SiO2是最多最重要的，它是反映岩浆性质和直接影响岩浆岩矿物成分变

37、化的主要因素。常依SiO2含量，将岩浆岩划分为不同的类型，即：超基性岩 SiO2 65 从超基性岩至酸性岩，随着SiO2增加，FeO、MgO逐渐减少；K2O、Na2O逐渐增加； CaO和A12O3由超基性的纯橄榄岩至基性的辉长岩增加较大，随后向酸性的花岗岩则减少。岩浆岩的矿物成分既可反映岩石的化学成分和生成条件，是岩浆岩分类命名的主要依据之一，同时，矿物成分也直接影响岩石的工程地质性质。三、岩浆岩的结构 岩浆岩的结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状，以及它们的相互组合关系。岩浆岩的结构分类如下。1按岩石中矿物结晶程度划分 (1)全晶质结构：岩石全部由结晶矿物所组成，先结晶的矿物常按自己

38、的生长规律成为自形晶，后结晶的矿物因空间受到限制常生成为半自形或不规则形状的他形晶。 (2)半晶质结构：由结晶矿物和非晶的玻璃质所组成，如图所示，多见于喷出岩中，如流纹岩。 (3)玻璃质结构：岩石几乎全部由玻璃质所组成，如图所示，多见于喷出岩中，如黑曜岩、浮岩等，是岩浆迅速上升至地表时温度骤然下降，来不及结晶所致。 2按岩石中矿物颗粒的绝对大小划分(1)显晶质结构：是指岩石中的矿物颗粒，凭肉眼观察或借助于放大镜能分辨出矿物颗粒者。按矿物颗粒的直径大小又可分为：伟晶结构， 粗粒结构，颗粒直径5 mm 中粒结构，颗粒直径51 mm 细粒结构，颗粒直径10.1 mm (2)隐晶质结构：是指颗粒非常细

39、小，直径小于 0.1mm时肉眼和放大镜均不能分辨，但在显微镜下才能看出矿物晶粒特征的结构。这是浅成侵人岩和熔岩中常有的一种结构。 3按岩石中矿物颗粒的相对大小划分 (1)等粒结构：是指岩石中同种主要矿物的颗粒粗细大致相等。 (2)不等粒结构：是指岩石中主要矿物的颗粒大小不等，且粒度大小成连续变化系列。(3)斑状结构和似斑状结构：岩石由两组直径相差甚大的矿物颗粒组成，其大晶粒散布在细小晶粒中，大的叫斑晶，细小的叫基质。基质为隐晶质及玻璃质的，称为斑状结构；斑状结构为浅成岩及部分喷出岩所特有的结构。其形成原因是斑晶先形成于地壳深处，而基质是后来含斑晶的岩浆上升至地壳较浅处或喷溢地表后才形成的。基质

40、为显晶质的，则称为似斑状结构。似斑状结构主要分布于浅成侵入岩和部分中深成侵人岩中。似斑状结构的斑晶和基质，同时形成于相同环境。 四、岩浆岩的构造 岩浆岩的构造，是指岩石中的矿物在空间的排列、配置和充填方式所形成的特征。见的岩浆岩构造有如下几种。 1块状构造 矿物分布比较均匀，无定向排列， 2，流纹构造是岩浆岩中最常见的一种构造。 是酸性熔岩中最常见的一种构造，是由不同颜色的矿物、玻璃质和拉长的气孔等，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 岩浆喷出地表后，一部分挥发成分由于岩浆迅速冷却凝固，而保留在岩石中形成众多大小不一、互不相通的孔洞。 4杏仁状构造 熔岩流中的气孔被次生矿物

41、充填，如方解石、蛋白石等，形似杏仁，故名。如北京三家店一带的辉绿岩就具有典型的杏仁状构造。 五、岩浆岩的分类及简易鉴定方法 1岩浆岩的分类 自然界中的岩浆岩种类繁多，它们之间存在着矿物成分、结构、构造、产状及成因等方面的差异，因而其工程地质性质也有明显差别。因此，对岩浆岩进行分类，对鉴定、识别和了解岩浆岩的工程地质特性，具有重要的意义。 岩浆岩的分类依据，通常为岩石的化学成分、矿物组成、结构构造、形成条件和产状等。（1）首先，根据岩浆岩的化学成分(主要是SiO2的含量)及由化学成分所决定的岩石中矿物的种类与含量关系，将岩浆岩分成酸性岩、中性岩、基性岩及超基性岩。（2）其次，根据岩浆岩的形成条件

42、将岩浆岩分为喷出岩、浅成岩和深成岩。在此基础上，再进一步考虑岩浆岩的结构、构造、产状等因素。 2岩浆岩的简易鉴定方法 在野外进行鉴定时，首先观察岩体的产状等，判定是不是岩浆岩及属何种产状类型。然后观察岩石的颜色以初步判断岩石的类型。含深色矿物多、颜色较深的，一般为基性或超基性岩；含深色矿物少、颜色较浅的，一般为酸性或中性岩。相同成分的岩石，隐晶质的较显晶质颜色要深一些。应注意岩石总体的颜色，并应在岩石的新鲜面上观察。接着观察岩石中矿物的成分、组合及特征，并估计每种矿物的含量，即可初步确定岩石属何大类。进一步观察岩石的结构构造特征，区别是喷出岩还是浅成或深成岩。最后综合分析，据表1 3确定岩石的

43、名称。 第 页 共 页授课时间2007年4月30日第9周星期一第二大节授课地点基础地质实验室实到人数授课题目常见造岩矿物鉴定授课专业 班级农水2005011、012教学目的与教学要求识别常见的造岩矿物主要内容重点与难点教学方法手段（教具）参考资料课后作业与思考题教学后记教案参考格式1讲稿部分教学过程时间分配 一、矿物的形态 矿物的形态是指矿物单体及同种矿物集合体的形态而言的成时的环境制约。 矿物单体形态 （1）结晶质造岩矿物绝大部分是结晶质，其基本特点是组成矿物的元素质点(离子、原子或分子)在矿物内部按一定的规律重复排列，形成稳定的结晶格子构造(教材图l2)。具有结晶格子构造的物质叫做结晶质。

44、结晶质在生长过程中，若无外界条件限制、干扰，则可生成被若干天然平面所包围的固定几何形态。这种有固定几何形矿物形态受内部结构和生态的晶质称为晶体，如石盐呈立方体，水晶呈六方柱和六方锥等，还可根据肉眼能否分辨而分为显晶质和隐晶质两类。（2）非结晶质矿物 非晶质矿物内部质点排列没有一定的规律性，所以外表就不具有固定的几何形态。二、矿物的物理性质 由于成分和结构的不同，每种矿物都有自己特有的物理性质。所以矿物物理性质是鉴别矿物的主要依据。 1颜色颜色是矿物对不同波长可见光吸收程度不同的反映。它是矿物最明显、最直观的物理性质。据成色原因可分为自色和它色等。自色是矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色，具有

45、鉴定意义，例如黄铁矿的浅铜黄色。它色则是某些透明矿物混有不同杂质或其它原因引起。 2条痕 条痕是矿物粉末的颜色，一般是指矿物在白色无釉瓷板(条痕板)上划擦时所留下的粉末的颜色。某些矿物的条痕与矿物的颜色是不同的，如黄铁矿的颜色为浅黄铜色，而条痕为绿黑色。条痕比矿物的颜色更为固定，但只适用于一些深色矿物，对浅色矿物无鉴定意义。 3透明度 透明度是指矿物透过可见光波的能力。肉眼鉴定矿物时，一般可分成透明、半透明、不透明三级。这种划分无严格界限，鉴定时以矿物的边缘较薄处为准。 4光泽 光泽是矿物表面的反光能力。根据矿物表面反光程度的强弱，用类比方法常分为四个等级：金属光泽；半金属光泽；金刚光泽及玻璃

46、光泽。另外，由于矿物表面不平、内部裂纹等，可形成某种独特的光泽，如丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、珍珠光泽、土状光泽等。矿物遭受风化后，光泽强度就会有不同程度的降低，如玻璃光泽变为油脂光泽等。 5解理和断口 矿物在外力作用(敲打或挤压)下，严格沿着一定方向破裂或成光滑平面的性质称为解理。这些平面叫解理面。根据解理产生的难易程度，可将矿物的解理分成五个等级，即极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理。如果矿物受外力作用，无固定方向破裂并呈各种凹凸不平的断面，如贝壳状、锯齿状等，则叫做断口。 6硬度 硬度指矿物抵抗外力的刻划、压入或研磨等机械作用的能力。在鉴定矿物时常用一些矿物互相刻划比较来测定其相对硬度，一般用10种矿物分为10个相对等级作为标准，见教材表l1所示。实际工作中还可以用常见的物品来大致测定矿物的相对硬