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1、由松散的沉积物和固结的岩石所组成。地壳的厚度变化很大，现多以南斯拉夫学者莫霍洛维奇（Andrija Mlhorovicic，18571936）命名的间断面（简称莫霍面）作为地壳的底界。按厚度、岩石成分和位置不同，可分为大陆型地壳和大洋型地壳两种。大陆型地壳具有三层结构，从上到下依次为沉积层、花岗岩层（硅铝层）、玄武岩层（硅镁层），平均厚33km，中国青藏高原厚达6080 km。花岗岩层与玄武岩层分界的界面，称康拉得面。大洋型地壳花岗岩层完全缺失或很薄，平均为7.3 km。地壳表层是工程建筑的场所，与人类的生活和生产关系密切。它时刻在不断的发展、演变中，有的可直接感觉到，如火山喷发、地震等；有的

2、却要经长期地质年代的演变，如高山被夷平、海陆变迁等。大陆漂移理论（theory of continental drift）解释地壳结构和地壳运动的一种假说。1912年由德国地球物理学家魏格纳（ Lother Wegener，18801930年）提出。认为在古生代，地球上只有一块陆地（称为泛大陆），而周围是原始的海洋，因受到引潮力和离心力的作用，约在2亿年前泛大陆分裂成若干块体，而这些花岗岩质陆地漂浮于玄武岩质基底上，并不断漂移。美洲大陆脱离欧亚非古大陆西移形成大西洋；非洲大陆与南亚次大陆分离形成印度洋，南极洲和大洋洲大陆脱离亚非古大陆形成今日南极洲和大洋洲。大陆漂移时前缘受阻造成褶皱山系。其基

3、本观点是驱动大陆漂移的力产生于地壳的水平运动。它对后来的大地构造理论如地质力学和板块理论的形成产生很大的影响。海底扩张论（spreading theory of sea-floor）解释地壳结构和地壳运动的一种学说。通过对海底岩石磁性的测量，发现各大洋中间海岭（中脊）两侧的地磁异常带是对称的。由此美国地质学家于20世纪60年代提出假说：大洋海岭是新地壳的产生地带。海岭高峰被中间谷分成两排峰脊，中间谷则为地壳张裂的结果。地壳下面熔融的岩浆沿裂谷上升、凝固而生成新的地壳条带，同时向两侧推移老的地壳条带即所谓海底扩张。这一假说为板块理论奠定了基础。地质作用（geological function）由

4、自然力所引起的地表形态以及地壳物质的成分与结构变化和发展的作用。按营力的来源不同，分外动力地质作用和内动力地质作用两种。前者来自地球外部（太阳能等），主要作用于地壳表层，包括风化、剥蚀、搬运、沉积作用等。后者来自地球内部（温度、压力等），作用于整个地壳内部，包括地壳运动、岩浆活动和岩石的变质作用等。造岩矿物（rock-forming mineral）组成岩石的矿物。矿物是指由地质作用形成的结晶态的天然单质（如自然金等）或化合物（如方解石、方铅矿、重晶石等）。目前已知的矿物约有3000种左右；而主要的造岩矿物仅30多种，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、高岭石等。按成因可分为原生矿物、次

5、生矿物、变质矿物等。按在岩石中的含量可分为主要矿物、次要矿物和副矿物。在岩石的鉴定、分类和命名上，造岩矿物的含量起着决定的作用。如黑云母片岩，主要矿物为黑云母、石英，次要矿物为长石、绿泥石等，如含有特征变质矿物，例如十字石，便可命名为十字石黑云母片岩。 矿物（mineral）见“造岩矿物”。岩石（rock）由一种或几种矿物组成的集合体。具有一定的结构和构造。一股指已胶结的坚硬岩类，有时也把自然形成的松散物质（砾、砂、泥及火山灰等）包括在内。按成因可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。岩石是工程建筑的基础。对水利水电工程建筑应着重研究：岩石与水作用的性质，即岩石的抗冻性、溶解性和膨胀性等岩石的物理

6、力学性质；软弱岩石对工程稳定性的影响。基岩（bed rock;solid rock）陆地表层中的坚硬岩层。一般多被土层覆盖，埋藏深度不一，少则数米到数十米，多则数百米。基岩由沉积岩、变质岩、岩浆岩（火成岩）中的一种或数种岩类组成，可作大型建筑工程的地基。覆盖层（overburden）覆盖在坚硬岩石上的松散土石体。多为近代的砂、砾石、粘土、黄土、淤泥、碎石、风化残积物以及堆渣、回填土等。分布于坡麓、河谷、盆地、平原等地形低洼处，厚度不等，从数米到数十米，甚至数百米。与基岩相比，由于其物质组成和结构构造复杂，工程地质性质多变，随地而异。一般含水较多、力学强度较低，可作为土石坝（闸）和轻型建筑物的地

7、基。岩浆（magma）地壳深部一种富含挥发成分的复杂硅酸盐炽热熔融体。按化学成分，可分为基性岩浆和酸性岩浆两类。前者富含铁、镁氧化物，而钠、钾氧化物和硅酸含量则较少，粘性小、流动性大。后者富含钠、钾氧化物和硅酸，而铁、镁氧化物含量则较少，粘性大、流动性小。岩浆遇到地壳薄弱地带，即侵入地壳内（称侵入作用），甚至沿岩层裂隙喷出地表（称喷出作用）。从岩浆形成、活动直至冷凝的全部地质作用过程，称为“岩浆作用”。岩浆作用（magmatism） 见“岩浆”。岩浆岩（magmatic rock） 亦称“火成岩”。岩浆侵入地壳或喷出地表后冷凝而成的岩石。是组成地壳的主要岩石。可分为侵入岩和喷出岩两种。前者由于

8、在地下深处冷凝，故结晶好，矿物成分一般肉眼即可辨认，常为块状构造：按其侵入部位深度的不同，分为深成岩和浅成岩，后者为岩浆突然喷出地表，在温度、压力突变的条件下形成，矿物不易结晶，常具隐晶质或玻璃质结构，一般矿物肉眼较难辨认。沉积岩（sedimentary rock） 亦称“水成岩”。由外动力地质作用形成的沉积物经胶结而成的岩石。原来的岩石在常温常压的条伴下，经风化形成松散物质，通过剥蚀和搬运，在一定地点沉积或沉淀下来，再经胶结压实而成坚硬或半坚硬的岩石。具有层理构造，富含化石。按成因及物质成分，可分为碎屑岩、粘土岩、化学沉积岩和生物化学沉积岩。沉积岩占整个地壳体积的5%,但在地壳表层出露的面积

9、却占75%，从统计资料得知，沉积岩的分布占中国总面积的77.3%。研究沉积岩的形成条件、结构、构造及其特征，对工程建设具有重大意义。变质岩（metamorphic rock）地壳中先形成的岩石受变质作用影响而变成的新岩石。因物理、化学条件（如温度的改变、压力等），使原岩内部的矿物成分、结构、构造发生不同程度变化而形成。例如石灰岩因温度的增高可形成大理岩。按原岩的不同分为正变质岩和副变质岩。前者由岩浆岩变质而成；后者由沉积岩变质而成。常见的变质岩有片麻岩、片岩、千枚岩、板岩、大理岩、石英岩、矽卡岩等。变质作用（metamorphism）岩浆岩或沉积岩在高温高压和化学活动性流体作用下，改变形成时的

10、物理化学环境，引起岩石结构、构造或矿物成分的变化和过程。引起变质的主要因素有热力（温度）、压力和化学活动性流体。热力主要来源于地壳深处的地热、岩浆热、地壳运动的动能转换热以及放射性元素的蜕变热。压力来源于上覆岩层的静压力以及地壳运动引起的动压力。化学活动性流体来源于岩浆及地球深处的高温流体。变质作用类型有气成热液变质、接触变质、动力变质和区域变质等。接触变质带（contact metamorphic zone）亦称“接触变质圈”。发生于岩浆侵入体周围呈环状分布宽度不等的变质带。岩浆侵入体愈大，所含溶液与气体量愈多，变质带就愈宽。围岩变质程度与侵入体的距离有关，距离愈远变质程度愈小；还与岩浆及围

11、岩的成分有关。侵入体与围岩接触处的岩石常较破碎，裂隙发育，透水性较大，故岩石强度较低。修建水工建筑物时应采取防渗加固措施。岩基（batholith;batholite）深成岩浆岩侵入体的一种。岩浆在地壳深处形成的规模巨大的侵入体。出露面积常超过100km2，与围岩的接触面呈不规则状。如中国的秦岭、南岭等都有花岗岩岩基分布。规模较小的称“岩株”。在形成过程中，因处于地壳深部，岩浆冷凝速度慢，岩石中矿物结晶程度好，颗粒均匀，性质均一，力学强度高。常是各种建筑物适宜的地基。岩床（sill）浅成岩浆岩侵入体的一种。岩浆沿着沉积岩层的层面侵入，流动铺开，形成厚度较小而横向分布较广的侵入体。厚度从几十厘米

12、至几百米，而分布面积可达几百平方公里。由于基性岩浆的粘度小，流动性大，故范围较大的岩床常由基性或超基性岩浆形成。岩盖（laccolith; laccolite）亦称“岩盘”。浅成岩浆岩侵入体的一种。岩浆侵入上部岩层后，使岩层隆起，呈蘑菇形的侵入体。一般直径36km，厚度可达1000m。常是粘性较大的中酸性岩浆沿着层面或片理面侵入后，因不能很快流动，聚集隆起而成。其分布范围较大，岩性较均一，故是良好的建筑物地基。岩脉（dike；vein）浅成岩浆岩侵入体的一种。由岩浆侵入围岩裂隙而形成宽度很小，长度较大，呈脉状的侵入体。宽度随裂隙的大小有一定的变化。规模大的（厚度在几厘米到几千米，长几十米到几十

13、公里）称“岩墙”。岩脉与围岩接触的部位往往裂隙较多，渗水较大，力学强度较低，是工程建设中较不利的地段，必须进行加固防渗处理。岩石结构（rock texture）岩石中矿物结晶的程度、晶体的形状和大小，以及颗粒的组合等的结合特征。结构取决于岩石形成时的条件和环境。如岩浆岩形成时的温度、压力等；沉积岩形成时沉积环境、动力等。岩石结构直接影响岩石的力学性质。岩浆岩的结构根据矿物结晶程度可分为全晶质、半晶质和玻璃质。根据矿物晶粒大小可分力等粒状、斑状和隐晶状。沉积岩的结构根据颗粒大小和形状分为砾状、角砾状、砂粒状、粉砂状、泥状等。变质岩的结构有变晶状、变余状和糜棱状等。岩石构造（rock struct

14、ure）岩石中不同的矿物和其他组成部分的排列与充填方式所反映出来的岩石外貌特征。岩浆岩的构造有：流纹状、气孔状、否仁状及块状构造等。沉积岩构造主要为层理构造。变质岩的构造有：片麻状、片状、千枚状、板状和块状等。层理（stratification）沉积岩石中原生的成层构造。这种层次是因先后沉积下来的颗粒大小、成分、颜色和形状的不同而形成。可分为平行层理和交错层理。前者层理间互相平行，后者层理间互相交叉。层与层之间的接触面称为“层面”。在层面上有时可见到波痕、泥裂、雨痕、动植物化石等。层理构造是沉积岩的主要特征，在某些岩浆岩中也有存在。层面（bedding plane）见“层理”。透镜体（lent

15、icle）沉积岩的一种构造。岩层厚度从中心向边缘逐渐变薄而消失的沉积层。多分布在第四纪松散沉积层中。存在透镜体的地区，对工程地质及水文地质条件均有影响。例如上层滞水，就是分布在隔水层为透镜体之上的小型含水层；而在透镜体地区建筑工程则因基础不均匀而引起沉陷，例如意大利比萨斜塔就是因基础一端为粘土透镜体而造成倾斜。片理（schistosity）亦称“片理构造”。变质岩中片状或柱状矿物呈定向排列的构造。如片麻状构造（又称“片麻理”）、片状构造、千枚状构造等。岩石中有片理存在时易被风化，抗压强度在平行片理和垂直片理的不同方向上不同，前者小于后者。在剪应力作用下会产生沿片理面的滑移，导致岩体失稳。而影响

16、工程建筑的安全。胶结物（cementing material）沉积岩中使分散的碎屑物质相互胶结的物质。常见的有：硅质（Si02）、铁质（Fe203或Fe0）、钙质（CaC03）、泥质等。沉积岩的强度、透水性和抗风化能力与胶结物的成分及胶结的程度有关。一般硅质的强度最大、铁质的次之，钙质虽也较大，但易被水所淋溶而降低，泥质最差并遇水易软化。孔隙胶结（pore cementation）沉积岩中碎屑物质胶结的一种方式。碎屑物质彼此接触中，全部孔隙为胶结物充填，胶结物与碎屑物质可同时生成，也可后来形成。这类胶结方式一般胶结紧密，岩石的强度较大，渗水性差，是工程建筑较好的地基。但胶结物如为泥质，则强度较

17、差，承载力较低。基底胶结（foundation cementationn）沉积岩中碎屑物相互胶结的一种方式。碎屑物质间相互不接触，空间为胶结物所充填。一般反映沉积当时碎屑物质和胶结物同时生成。这类胶结方式较少见。接触胶结（contact cementation）沉积岩中碎屑物质相互胶结的一种方式。碎屑物质接触处有一部分胶结物存在，而颗粒间其他部分仍为孔隙。常见的这类方式为原充填在孔隙中的易溶胶结物被淋滤后残留的。此类沉积岩疏松多孔，强度较低，透水性好。工程建筑中必须进行加固防渗处理。花岗岩（granite）深成侵入的酸性岩浆岩。分布非常广泛，产状多为岩基或岩株。颜色浅，常见的有肉红色。主要矿物

18、成分及含量是石英（2530%）、长石（钾长石4045%、斜长石20%），以及含有少量黑云母和角闪石等。全晶质等粒状结构，块状构造（有时也可见矿物定向排列而成的流状构造）。岩性均一，质地坚硬，吸水性小，岩块抗压强度可达117.7196.lMPa（12002000kgf/cm2），是良好的建筑物地基和建筑石料。如新丰江、龙羊峡等水电站均修建在花岗岩上。在水利工程建设中，要注意其风化程度和节理发育情况，对易风化的粗粒花岗岩地区及断层破碎带地区应了解风化深度、岩石力学性质、透水性能等，以便进行工程处理。花岗斑岩（granite-porphyry）浅成侵入的酸性岩浆岩。成分与花岗岩相同，色浅，一般为肉红

19、色或灰白色，与花岗岩的主要区别是岩石结构不同，花岗岩为全晶质等粒状结构，而花岗斑岩则为全晶质不等粒的斑状结构（花岗斑状结构），斑晶常为长石和石英，石基为细小的长石、石英和其他矿物。岩石抗压强度小于花岗岩，但仍为良好的建筑物地基。流纹岩（rhyolite; liparite）酸性岩浆喷出地面后冷凝而成的岩浆岩。成分与花岗岩相同。色浅，一般为淡红、灰白色等，有些地区也有呈灰黑色、绿色、紫色。岩石中矿物晶粒极为细小，常需用岩石薄片在显微镜下才能鉴别。但有时也能见到较小的斑晶，主要是石英（粒状）和透长石（长扳状、有解理）等。具有流纹状构造，为岩浆喷出后流动的痕迹。在中国主要分布在福建、浙江等东南沿海一

20、带。性质坚硬，是良好的建筑材料。若作为建筑物地基需注意其厚度和下部岩层的性质。正长岩（syenite）亦称“半碱性岩”。深成侵入的中性岩浆岩的一种。主要矿物成分为钾长石（正长石、钾微斜长石、条纹长石）。石英含量小于5%，其他矿物成分还有黑云母、角闪石等。色浅，多为微红色、浅黄或灰白色。全晶质等粒结构。经常出露于花岗岩体边缘。力学性质与花岗岩大致相仿，因含长石极多，故易风化成高岭石，强度变化极大，需特别注意，尤其是作为水工建筑物地基应加以工程处理，防止风化的加剧，影响建筑物的稳定。闪长岩（diorite）深成侵入的中性岩浆岩。由中性岩浆侵入地壳深处冷凝形成。主要矿物成分为普通角闪石和中性斜长石。

21、暗色矿物约占35%，石英含量小于5%。岩石结构为等粒状。如闪长岩中含有520%石英时称“石英闪长岩”，钾长石含量大于10%，石英含量大子20%时称“花岗闪长岩”。辉石含量较多时称“辉石闪长岩”等。此类岩石分布广，多为小型侵入体，如岩盘、岩墙等。岩块抗压强度可达196.1245.2 MPa （20002500kgf/cm2），十分坚硬是各种建筑物良好的地基。安山岩（ andesite）中性岩浆喷出地面冷凝而成的岩石。在中国分布较广。颜色多祥，呈灰、浅红、浅黄、棕等色。岩石结构常为隐晶质，具有斑状结构称“安山玢岩”，斑晶主要为中性斜长石，有时也可见角闪石和辉石。基质为隐晶质或玻璃质。岩石构造主要为

22、块状。也有气孔状和杏仁状。产状常为岩流。辉长岩（gabbro）深成侵入的基性岩浆岩。由基性岩浆侵入地亮深部冷凝而成。色深多呈灰黑色。矿物成分以斜长石、辉石为主，无石英，暗色矿物约占5560%。等粒状结构。常以岩株或岩盘、岩脉产出。具有较高的强度，岩块抗压强度可达245.2274.6 MPa （25002800 kgf/cm2），是良好的建筑物地基，也是较妤的建筑材料。玄武岩（basalt）基性岩浆喷出地面冷凝而成的岩石。主要矿物成分是含钙较高的斜长石和单斜辉石，含少量橄榄石，无石英。常为致密隐晶状结构。呈斑状结构时，斑晶为斜长石和辉石。色深，一般为棕黑色或黑色，风化后呈红褐色。具有气孔状、杏仁

23、状构造，并有明显的原生柱状节理。在中国分布较广，如云南、四川、贵州、内蒙古等地都有大面积的出露。玄武岩坚硬、性脆，抗磨能力及耐酸性强，岩块抗压强度为196.l490.3MPa（20005000 kgf/cm2）。有一定的透水性。凝灰岩（taff）亦称“火山凝灰岩”。由小于2 rnm的火山灰（占50%以上）和火山碎屑堆积成层的岩石。主要成分为火山玻璃碎屑和矿物晶体碎屑，岩屑较少。常为火山碎屑结构。孔隙率大，容重小，易风化，风化后形成斑脱土。抗压强度为7.8570.36 MPa（80750 kgf/cm2）。凝灰岩岩粉掺杂在水泥中制成的火山灰硅酸盐水泥，可抗水中盐类的侵蚀。若火山碎屑（粒径在210

24、0mm）占50%以上时称“火山角砾岩”，火山碎块（粒径大于100 mm）占50%以上时称“火山集块岩”。砾岩（ conglomerate）一种由浑圆状的砾石（粒径大于2 mm）胶结而成的岩石。带棱角砾石胶结成的称“角砾岩”。砾石占50%以上，是碎屑物质经水流远距离搬运磨圆而成，成分为矿物或岩石。角砾岩中的角砾石为风化后在山坡上的坡积物或火山喷发形成的角砾；也可由断层错动而产生的破碎物。这类岩石的强度大小常受胶结物影响，若为硅质胶结的石英砾岩，抗压强度很大，且不易风化，是极好的水工建筑物地基。若为泥质胶结，则松散，强度低，但为良好的地下水含水层。角砾岩（breccia）见“砾岩”。砂岩（sand

25、stone）由各种砂粒胶结而成的岩石。颗粒直径在0.052 mm。主要矿物成分为石英、长石、云母等。按成分占多者命名，如以石英为主的称石英砂岩。砂岩为多孔性岩石，特别是粗、中粒砂岩常为良好的含水层，工程施工时需预作排水措施。胶结好的砂岩则透水性较小，抗压强度可达78.5196.1MPa （8002000 kgf/cm2）。中国新安江水电站就是建在硅质石英砂岩之上。页岩（shale）由粘土脱水胶结而成的岩石。为粘土类矿物（高岭石、水云母等）为主，具有明显的薄层理构造。按成分不同分为炭质页岩、钙质页岩、砂质页岩、硅质页岩等。其中硅质页岩强度稍大，其余的较软弱，抗压强度为19. 6168.65 MP

26、a （200700kgf/cm2）或更低。浸水后易发生软化和膨胀，变形模量较小，抗滑稳定性极差。在两坚硬岩石中夹有页岩时，对水工建筑物均稳定性影响很大。在工程地质勘察时应予以充分重视粘岩（clay rock；mudstone）一种由粒径小于0.01 mm碎屑颗粒组成的岩石。具有泥质结构。矿物成分以高岭石、蒙脱石、水云母等粘土矿物为主，也有少量石英、长石等矿物碎屑。含腐殖质的粘土岩干燥时有吸水性、可塑性。而含高岭石的粘土岩有滑感、无可塑性，干燥时表面有裂纹，吸水性强，吸水后体积剧烈膨胀。水云母粘土岩则介于两者之间。粘土岩常具有较薄层理构造，夹于坚硬岩石间则形成软弱夹层，浸水后易于泥化滑动，对工程

27、建筑危害极大。石灰岩（limestone）一种主要由化学作用或生物作用形成的沉积岩。主要矿物成分为方解石（CaCO3），其次为白云石Ca Mg（C03）2。颜色与所含杂质有关，质纯的为灰白色、含有机质的为黑色或深灰色。岩石结构常呈致密状，有时也可见鲕状、竹叶状等。主要特性是遇稀盐酸剧烈起泡、易溶解于水，故常有被水溶蚀成各种溶洞、溶斗等现象，为地下水的良好通道及蓄水岩层。对水工建筑及施工影响极大，特别是坝基渗漏、水库渗漏及施工期的突然涌水，需预防及处理。硅质石灰岩主要成份为二氧化硅（Si02），强度大，不溶于水，渗水性较差，是良好的建筑地基。质纯的石灰岩是烧制水泥、石灰的主要原料。白云岩（dol

28、omite）化学沉积岩的一种。主要矿物成分为白云石CaMg （C03）2，含少量方解石（CaCO3）。当混有石膏和硬石膏时强度显著降低。常为晶粒状结构。遇稀盐酸有微弱起泡，可与石灰岩区别。纯白云岩可作耐火材料。溶蚀性较百灰岩为弱，岩溶现象的发育也较差，对工程的修建较石灰岩有利。沉积物成因类型（origin typeof sediments）根据沉积物的成因而划分的类型。通常分为：残积物、重力堆积物、坡积物、洪积物、冲积物、湖相沉积物、海洋沉积物、沼泽沉积物、地下水沉积物、冰川沉积物、风成堆积物、生物堆积物和人工堆积物等类型。每一种成因类型可根据不同情况划分不同亚类，如冲积物可进一步细分为：河床

29、相沉积、河漫滩沉积和牛轭湖相沉积。在不同的成因类型之间还会有一些中间类型和过渡类型，如三角洲相沉积物可能是冲积-海积或冲积-湖积的过渡类型。重力堆积物（gravitative deposit）又称“坠积物”。地面斜坡下方或地下洞穴中因重力作用而造成的堆积物质。包括崩塌堆积物和滑坡堆积物。物质组成或是巨大的岩石块体、岩石碎屑，或是第四纪沉积物再堆积。粗粒岩屑多呈棱角状，无分选性，但有的岩堆上下部物质粗细差异明显。除在大型滑坡堆积物中有时可见原来地层的层理外，一般不具层理，且堆积物厚度与规模变化甚大。重力堆积物的特点是孔隙大、透水性好、压缩性大且结构不均匀。工程上应注意地基的变形和不稳定边坡的重新移动。