为了适应人才需求,即理论、实际结合型人才,我系组织了一次工程地质实习。
实习地点在秦皇岛市北二十八公里处的石门寨地区,实习时间为XX年7月8日至7月12日。此次实习的目的是掌握岩石基本类型及特征。认识岩溶地形,了解滑坡、崩塌等重力地质作用和现象的形态特征等等。
一、实习基地交通位置及自然经济概况
石门寨地区位于秦皇岛市北二十八公里,属河北省抚宁县石门寨地区,区内有公路,与秦皇岛相通,从秦皇岛市去北戴河,海滨、山海关等,又有公共汽车往返行使,所以交通极为方便。
工作区坐落在柳江盆地,为南北延伸的低山丘陵区,北、东、西三面为陡峻的高山所包围。贯通盆地的大石河是本区的最主要的水系,它流向东南,在山海关以南入渤海,盆地内最高的山峰为老君顶,海拔493.7m。南部大石河河谷内的南刁部落海拔70米左右,盆地的中西部的火山岩分布区是本山区山高陡峻的部分。一般都在海拔200到500米左右。
本区年降水量为400---1000毫米,多集中于七、八月份,可为全年降水量对70%,山洪也主要集中在这个时期内。
二、地质概况
本区地层属华北型,除较普遍缺失中上奥陶统至下石炭统,下中三叠统,白垩系、第三系外,就华北型地层而言,该区地层出露较全,化石较丰富。各单位地层划分标志清楚,地层特征具一定代表性,全区范围内所出露的地层有元古界的青白口群,下古生界的寒武系,下奥陶统、上古生界的中石炭统至二叠系,中生界的上三叠至侏罗系,新生界的第四系,本区的地层顺序,地层单位的划分和各地层单位的主要特征以及它们间的接触关系,河北省抚宁县石门寨地区综合地层柱状图
本区地层,自下至上简述如下:
(一)元古界青白口群
1)下马岭组
下马岭组是区内出露最老的沉积岩,地层单位不整合于绥中花岗岩r2之上,在张崖子一带,发育良好,出露全,张崖子西剖面可作标中剖面本组厚91米,主要岩性为杂色页岩(包括紫红色,蛋青色、灰黑色,黄绿色等)。下马岭组的层型剖面,在北京西北昌平县境内,最早的称为下马岭页岩,后又称下马岭页岩组等。其实下马岭组的岩性不都是页岩,与本区一样还有部分砂岩,区内本组地层有两个韵律组成,第一韵律的底部是灰白色粗粒长石石英净砂岩可作玻璃原料。
本组除主要在东部落近南北向分布外,在西南部的鸡冠山一带也有分布,其与绥中花岗岩的沉积接触关系,在鸡冠山和张崖子西一样明显,波痕、泥裂等现象亦易见到。
2)景儿峪组
本组主要分布在区内的东部地区,出露的最好剖面在李庄儿沟,厚约28米,岩性由粗至细,由碎屑岩至粘土岩,至石炭酸岩,构成一个完整的韵律,与下马岭组整合接触,与上覆下寒武统府君山组为平行不整合接触,上下界限明显,岩性标志石以其中上部分的粉红色薄层状的泥灰岩为主要特征,与下伏下马岭组的分层标志,则以本组底部的砂岩作为分界,此岩的特征石颜色黄褐色和带铁锈色,粒度较细,含铁质及海绿石较多。
(二)古生界
1.寒武系
1)府君山组
2)馒头组
馒头组由于岩体侵入,构造破坏和风化剥蚀产生出零心,出露较好的地层是在温庄以北一带,但距离较远,东部落北出露也较好且完整。可作本区的标准剖面,本组厚71米,岩性特征是鲜红色泥岩、页岩为主,底部具有角砾岩和砾岩,页岩中含石盐假晶,并加少量白云质灰盐,本组与下府君山组呈平行不整合接触,与上覆毛庄组为整合接触,本组上、下界限均明显,与毛庄组的分界是以本组顶部的鲜红色泥岩层作为标志层,泥岩的特点是颜色鲜红,成块状、无层理。这一分层标志在整个华北地区都相当稳定,是典型的标志层,本组没有发现可靠的化石依据,但从岩石地层特征,尤其是顶部分层标志,结合层位来考虑本区下寒武统馒头组的存在是无疑的。
3)毛庄组
本组的分布特点是与馒头组相仿,但后者稍广,在沙河寨的西,毛庄组出露较好,化石也较丰富,可作为本区毛庄组标准剖面,本组厚约112米,岩性特征以紫红色页岩为主,页岩含少量白云母小片,就其颜色而言,比馒头组要暗一些,俗称猪肝色,与徐庄组相比,则又鲜艳一些,以褶颊虫类三叶虫为主。
4)徐庄组
本组的分布比毛庄组更为广泛,比较好的剖面是东部落西剖面,此剖面不但出露全,而且化石十分丰富,上下界限也十分清楚,可作本区徐庄组标准剖面,本组厚101米,岩性为浅海相的黄绿色,含云母质粉砂岩,夹暗紫色粉砂岩,细砂岩和少量鲕状会岩透镜体或扁豆体,与下伏毛庄组分界,是以黄绿色粉砂岩互层为标志,而毛庄组顶部则是比较单一的紫红色页岩。
3)张夏组
张夏组受到破坏和覆盖较少,是寒武纪地层,在区内分布最广的地层之一,几乎盆地周围都有分布,在揣庄北288高地以东的山脊上出露良好,是区内很好的标准剖面,本组厚130米,属浅海相沉积,按岩性特征可分上下两部分,下部为鲕状会灰岩,夹黄绿色页岩,上部以鲕状灰岩为主,夹藻灰岩泥质条带灰岩。
本组与下伏地层徐庄组为整合接触,两者的分界是以层状的鲕状灰岩为张夏组的底部,徐庄组的顶部很少有灰岩或少量很少的扁豆体,从三叶虫化石来看,张夏组底部常见有叉尾虫,小裂头虫等。
4)崮山组
崮山组与张夏组在区内的分布相仿,比较好的剖面也以288高地东山脊上的剖面标准剖面,本组厚102米,属浅海相沉积,据岩性特征,可分下、中、上部分,下部和上部都以紫色砾屑灰岩及紫色粉砂岩为主,中部则是灰色的灰岩,与下伏张夏组间有明显的水下冲刷面,界限明显,接触部位,两者岩性差别很大,颜色和结构,成分变化明显,张夏组的顶部是灰色藻灰岩,而崮山组的底部是紫色砾屑灰岩或紫色粉砂岩互层,三叶虫化石也不同,张夏组藻灰岩中产德氏虫,在崮山组底部见有蝴蝶虫,崮山组化石丰富,几乎每层都可采到,主要为三叶虫,其次是腕足类及迭迭层石,主要都是三叶虫种类。
5)长山组
7)凤山组,
凤山组的分布同长山组出露好的一面是揣庄一带,揣庄北288高地东坡可作凤山组的标准剖面,本组厚92米,属浅海相沉积,主要岩性为黄灰色泥灰岩夹砾屑泥灰岩,黄绿色钙质页岩及薄层状泥质条带状灰岩,特点是泥质成分增多,容易被风化,风化后往往成黄色土状砾屑成为小团块状,本组与下伏长山组为整合接触,与常长山组的分界是以底部的青灰色砾屑泥灰岩为标志层,此层含有三叶虫化石,长山组顶部的紫色粉砂岩紧伏于其下。
2.奥陶系
1)冶里组
下奥陶统冶里组的分布大体上与凤山组一致,区内东、西部都有,但主要部分在东部区,出露较好的是在潮水峪至揣庄一带,揣庄北288高地西的剖面,可作区内冶里组的标准剖面。
该剖面冶里组厚125.5米,属浅海较深水沉积,岩性可分上、下两部分,下部为灰色微晶质纯灰岩夹少量里屑及虫孔状灰岩,上部微灰色砾屑灰岩,夹黄绿色页岩,与下伏凤山组为整合接触,其分层标志是以灰色砾砾屑灰岩作为冶里组的底界,此里屑灰岩很薄,厚不到0.5米,其上便是质纯灰岩,纯灰岩在揣庄一带形成陡砑子,地形标志特别明显,冶里组化石有三叶虫、笔石腕足类,腹足类、介形类等。
2)亮甲山组
亮甲山组的层型剖面在石门寨的亮甲山,在亮甲山剖面测得亮甲山组厚118米,茶庄北山剖面厚128米,均属浅海相沉积,主要岩性是中厚层状豹皮灰岩,下部夹少量砾屑灰岩和钙质页岩,与下伏冶里组为整合接触,分界是以亮甲山组底部的中层状豹皮灰岩为标志,风化后呈泥质条带状,局部含燧石纯核,此层开始便见到头足类化石“房角石”。
3)马家沟组
本组分布很广,东西部都有,地层发育最好,化石较多的石茶庄北山一带,该剖面可作为区内马家沟组的标准剖面,出露厚101米,属浅海相沉积,主要岩性为暗灰色白云质灰岩夹部分白云质含燧石结核,豹皮状白云质灰岩,顶部具少量灰岩,化石多产于顶部本组与下伏亮甲山组为整合接触,但二者界线十分明显,分层标志是以马家沟组底部的黄灰色,具微层理,含砾屑燧石结合的白云质灰岩,此层分布稳定,在整个华北地区都可见。
3.石炭系
1)本溪组
中石炭统本溪组东、西部都很广,发育和出露最好的是半壁店东191高地和小王山一带,小王山剖面可作标准剖面,本组厚82米,横向上本组厚度有所变化,在石门寨西门处,测得厚度约70.7米,本组的岩性特征与华北地区一致,是一套海陆交互相沉积,下部为铁质砂岩和褐铁矿,粘土岩,平行不整合于马家沟组之上,上部为细砂粉砂岩及页岩,夹3—5层泥灰岩透镜体,透镜体中含海相化石筵珊瑚,腕足类、双壳类、腹足类、苔藓类、棘皮动物类、粉砂岩及页岩中含植物化石。
1)太原组
4二叠系
1)山西组
山西组主要分布在东部黑山窑至曹山一带,西部也有出露,本组是区内重要含煤层位,属于近海沼泽沉积,研究和开采煤矿最早是在付水寨老柳江,因此本组以前称柳江组,本组可以石门寨西剖面作为标准剖面厚61.8米,主要沿线为灰色、灰黑色中细粒长石岩屑杂砂岩、粉砂岩、炭质页岩及粘土岩,构成两个韵律。第一个韵律含煤层,第二个韵律的顶部含铝土矿,本组厚度变化较大,约在35—60米左右,发育较好是老柳江、夏家峪、石门寨西一带,往北至半壁店曹山长城区有变薄趋势,与下伏太原组为整合接触,其分层标志可以本组底部的灰色、灰白色长石岩屑杂砂岩为界,这些砂岩在走向上有些变化,有时粒粗,并含砾石,有时变成中细粒结构,颜色可由灰白色变黄灰色,但结合地层层斜,上、下联系,以及注意山西组含可采煤的分布特征,便可加以区别。
2)下石盒子组
下石盒子组主要分布在黑山窑至石岭一带西部,有零星分布,发育较好的剖面是牛毛岭一带,石门寨西门西侧的剖面可作为区内下石盒子的标准剖面,此剖面上本组出露完全,并产植物化石,厚115米。有三个韵律构成,本组属湖泊相沉积,主要岩性为灰色中粗粒长石岩屑杂砂岩。第二第三个韵律的顶部分别为a2、a1层耐火粘土岩或粘土质粉砂岩,颜色为紫色、紫灰色,含化石层位是在第一个韵律的顶部灰绿色含云母泥质粉砂岩,中、下石盒子组与下伏山西组为整合接触,二者的界限以山西组顶部的b层耐火粘土为标志层。
3)上石盒子组
上石盒子组分布比较局限,主要在黑山窑,欢喜岭至大石河西一带,发育最好的剖面是欢喜岭,此处可作为上石盒子组的标准剖面,本组厚72米,本组岩性特征明显,分布稳定,以河流相的灰白色中厚层状含砾、粗粒长石净砂岩为主,夹极少量紫色细粒砂岩及粉砂岩,与下伏石盒子组的接触关系,为整合接触,但上石盒子组的底部是另一个沉积韵律的开始,界限明显,其下即为下石盒子组的a1层紫色粘土质粉砂岩。界线的上下层都可作为这两组的分层标志。上石盒子组底部的灰白色含砾粗粒长石净砂岩更为特征,这层砂岩一般出露较好,单层厚度较大,总的厚也大,含长石量较多,杂质少,粗粒结构,并含砾石,这层长石净砂岩以前曾称南山砂岩,与太子河地区的彩家砂岩相当,在太子河又称彩家砂岩或王八盖子岩,其特点相似,是很好的区域性分层标志,本组中未获得化石资料,本组的划分和时代的确定,主要是根据岩性对比。
4)石千峰组
石千峰组是二叠系最上一个组,由于上覆中生代地层的覆盖,因而出露很局限,只见于黑山窑至欢喜岭一带,出露较好的是欢喜岭至瓦家山一带,此处剖面可作为石千峰组的标准剖面,厚150米以上,主要岩性是一套河流相的紫色岩层,包括粉砂岩、泥岩,夹少量的砾岩粗粒至中细粒净砂岩和杂砂岩。其于石盒子组为整合接触,二者可以颜色区分,石千峰组的底部是紫红色含砾粗粒岩屑长石杂砂岩,从成分看,尤其是从岩石组合的特征看,有较大的差别,即石千峰组的岩石成分和岩石类型都杂一些,本组在红层中发现有植物及少量昆虫化石。
(三)中生界
1.三叠系
2.侏罗系
1)北票组
北票组在区内分布很广,主要分布在中部地区近南北展布,出露层序较全,露头较好的剖面是在黑山窑后村至大岭一带,此处可作为区内北票组的标准剖面,该剖面的北票组可分上、下两段。
下段:以砾岩和含砾粗粒杂砂岩为主,夹少量粉砂岩及页岩,厚278米,与下伏地层上三叠统黑山窑组呈整合接触,二者分界以北票组下段底部的砾岩作为标志层,下段植物化石丰富。
上段:以粉砂岩、黑色炭质页岩为主含煤线,厚215米,底部具大砾岩,与下段界限明显,此段含植物、昆虫、双壳类等化石。
北票组属湖泊、河流、沼泽相沉积,由南至北厚度变化较大,尤其在东部区,北票组的不同层位覆于下伏地层上,这可能是由南向北超覆之故。北票组与下伏地层黑山窑为整合接触,与其他地层,如石千峰组、上石盒子组、下石盒子组、山西组都是角度不整合接触,与上覆中侏罗统蓝旗组也为角度不整合接触。
关于北票组的时代,根据植物化石组来看,应属早、中侏罗世的锥叶蕨——拟刺葵组合。
5)蓝旗组
蓝旗组分布在柳江向斜的核部近南北向延展,上庄坨西旁水崖剖面出露好,可作为本组的标准剖面,本组由火山熔岩,与火山碎屑岩互层组成,厚1000米以上,其下与北票组等较老地层呈角度不整合接触,根据岩性组合,本组可分下、中、上三部分,下不稍偏酸性,为灰绿和浅黄绿色安山质角闪,粗安山质火山熔岩与集块岩,火山角砾岩互层,厚400米左右,上部以中基性为主,黑绿色、紫红色、青灰色玄武质、玄武安山质和辉石,安山质火山熔岩和熔结集块岩互层,夹少量火山角砾岩及泥灰岩,厚600米以上。
6)孙家梁组
孙家梁组分布很局限,在区内的东南部蟠桃峪一带有少量出露,其上、下均被岩体侵入,未见与其他地层的直接接触关系,从区域资料来看,本组与蓝旗组为角度不整合接触,本组厚350米以上,是一套灰色酸性和中碱性火山熔岩和火山碎屑岩,包括流纹质、粗面质和粗安质火山熔岩、泥灰岩、火山角砾岩与集块岩。
(四)新生界
区内新生界,只发育部分第四系堆积类型较多。
三.地质实习日记
1.7月8日晴转小雨亮甲山
亮甲山是华北地区古生界奥陶系下统,形成于5.00—4.81亿年,以亮甲山组地层命名的。亮甲山组以中厚层灰岩和白云质岩为主,形成于浅海环境,厚度118米,与下伏冶里组,上伏马家沟组均为整合接触。亮甲山组化石丰富,有头足类、腹足类、腕足类、三叶虫、古杯类、介形虫等。其中头足类、房角石、古杯海绵是本组的标准化石。
亮甲山上的首要任务是学习罗盘的使用。用后交方交汇法定出方位,即在待测地点找到两个已知点,然后在地形图上找到所对应的点,利用罗盘测出两已知点的坐标方位角,然后通过量角器量出对应的角度。在地形图上延长两直线。相交点为待测点。但此地磁偏角为-7°37′。因此,使用罗盘前,应先对其进行校正。利用螺丝调整罗盘零刻度位置。此罗盘应校核为352°23′。
层面与节理面也是岩石的两个方面。层面延展性好。通常为明显的显露出岩层。节理面,(精选幼师实习报告)延展性不好。按照产生节理的力学性质,节理主要分为张节理和剪理:
张节理是岩石在张应力作用力下所产生的节理。其特点是产状不甚稳定,在岩石中延伸不深不远,多具有张开的裂口。节理面粗糙不平,面上没有擦痕。节理有时为矿脉所填充,在碎屑岩中的张节理常绕过砂粒和砾石节理之呈弯曲形状,节理间距较大分布稀疏而不均匀,很少密集成带,常平行出现或呈雁形出现。有时,沿着两组共轭呈x形的节理。断开形成锯齿状。
剪节理,又称剪切节理,是岩石在剪切应力的作用下所产生的节理,它一般产生于压应力成45°角左右的平面上,即最大剪切应力面上其特征为:产状比较稳定,在平面中沿走向延伸较远,在剖面上,向下延伸较深,常具紧闭的裂口,节理面平直而光滑,沿节理面可有轻微位移,因此在面上常有擦痕、镜面等。在碎屑岩中的剪节理常切开较大的碎屑颗粒或砾石。或切开结核岩脉等。节理间距小,常呈等间距均匀分布、密集分布、密集成带,常平行排列、雁形排列、成群出现或两相交叉,称“x节理”,或称“共轭节理”,两组节理有时一组发育较好,一组发育较差。
解理为较弱面。因此解理统计是判断岩体稳定性的重要指标。包括解理的数量、宽度、产状、发育程度、有无填充物。取1m3的岩石判断以上各项数据,解理的程度发育越好,说明岩石越脆弱。因此在工程中的隧道工程边坡稳定等应注意解理的统计。
岩石与沥青的粘附性取决于岩石的酸碱性。酸性岩石粘性大,如花岗岩。碱性岩石粘性小,但可加入物质改变其粘性。
2.7月9日晴大石河西上庄坨沙锅店
大石河全长70多公里,发源于河北省青陇县自西向东,注入山海关附近的雁塞湖,最后汇入渤海。该河流从山区逐渐过渡到平原,属于半小区,河流季节性强,上游多侵蚀,下游多堆积,并在侵蚀与堆积作用下形成了阶地与河漫滩,上庄坨就是在阶地上建立的一个村庄,在196高地上可明显的看到二级阶地、三级阶地。此处出现了泥包砾现象。是洪积现象或冰水堆积而成。在侵入岩的作用下形成了以花岗岩斑岩为主的岩墙。岩墙右侧的灰岩与亮甲山的岩石的产状一致,形成于浅海环境,产生了石崖、溶沟。
从动力学观点看,水流作用于河床、岩土上的推移力及上托力大于岩土的强度时,将发生侵蚀河搬运作用,否则河床不会遭受侵蚀而产生淤积。
河流中流线位置发生摆动,桥墩的修建应考虑到这个因素,以半山区和平原区影响最为明显。山区河流以侵蚀为主,河床相对稳定,河谷宽度小,摆动小,半山区河流、水流在河床内部有动荡性。主流线有摆动。平原区河流以堆积、淤积为主,河床极不稳定,河谷不确定,无明显岸坡,河流主流线摆动剧烈。
河水的流速于流量给河两岸的地址作用,并以此来判定喝水的流动方向。河流的砾石直径与流速间是4次方的关系。
大石河凸岸即左岸为堆积现象。大石河凹岸即右岸为侵蚀现象。河卵石的分布决定河岸的分布范围,河卵石的磨圆度及其大小能判断河水流量。卵石越粗大,水的特性越强。河流搬运能力越强,卵石越光滑,磨圆程度越好,冲击漫滩河流,人工形成河渠。
河流阶地不能被淹没。河漫滩在洪水期可被淹没,阶地与河漫滩均为二元结构。
粒石堆出现成层性,河流流速扩大,紊流现象越强烈,河流地质环境越复杂,成层性越差,河流流速越差,河流流速小,则反之。阶地堆积物以大的粒石为主,沙含量较少。
阶地的产生是内动力和外动力作用的结合,据其成因又将阶地划分了几个等级。ァⅰ级阶地受水流冲刷,发生变化,产生明显陡坎。ⅱ级阶地物质结构组成:土、碎石、带棱角状混杂堆积。阶地越高,岩土越老。
在沙锅店出现了岩溶现象,此处岩浆岩为块状结构,无层理,并形成了以花岗斑岩为主的岩墙。岩墙右侧的石灰岩是青灰色属亮甲山组的豹皮状灰岩。通过产状判定推测出该地岩体与亮甲山组为同一组。同时还可看到石崖、溶沟现象,这都是在化学侵蚀和机械等作用下形成的。石崖、溶沟的形成需求:水又侵蚀性;水有流动性;岩石要与水出现容实现象;岩石能与水作用;岩石本身要有初始裂隙。
3.7月10日阴义院口村
此处出露的岩石为花岗岩,属侵入花岗岩、岩浆岩与沉积岩相比,岩浆岩无层理,而变质岩存在变晶结构,有变质矿物。该处陡坎坡度大致为70°。据岩体力学及岩石物理力学性质分析,坡度大于70°的边坡极易产生整体滑坡。产生整体滑坡有三个影响因素:坡形,坡高,软弱的滑动面。
此处地处山区,修建傍河公路最为适宜。因为山区地形复杂,地质情况复杂,而沿着河流的走向,地形为河流的各阶地,在同一级阶地上,地形较平缓,地质情况均一,故修建傍河公路既省力又经济。
在马蹄岭修建“s”形公路,主要是考虑到公路的坡度问题。“s”形公路可降低坡度,马蹄岭地面高程度变化较大,如修建直线公路,会影响行车安全,也不符合各面坡度要求;而采用“s”形设计则可降低坡度,提高行车安全度,最大限度地降低行车事故。在山区常见的这种设计思想即盘山公路。
此处修建工程项目主要影响因素是边坡稳定性,修建隧道时,最大影响因素即边坡稳定性。此处修建铁路也可不用修建隧道,而用削坡取而代之。但削坡易失稳,且在7、8月份降水量加大,岩石的亲水性势必会产生对水压力,从而也会使山体失稳,故在此处修路、桥时应注意边坡稳定性。
4.7月11日阴转小雨张崖子
张崖子—东部落地层剖面全长1660m,延伸方向向北面西,由新太古界变质花岗岩,上元古界变质青白口系长龙山组石英砂岩景儿峪组泥灰岩,古生界寒武系下统府君山组灰岩,馒头组页岩组成,张崖子为该剖面起点。
本剖面反映了柳江盆地早期地质历史的演化过程。
距今25~9亿年,本区隆起,遭受剥蚀、缺失。下中元古界和上古生界,青白口系下马岭组。
距今8~5.6亿年,本区抬升,遭受剥蚀,缺失震旦系和寒武系下统下部地层。
距今5.6亿年,本区下降,接受下古生界寒武系下统府君山组馒头组滨浅海沉积第二套沉积地层开始形成。
本剖面中新太古界与上元古界之间为吕梁运动所形成的非整合,而二者为整合接触,上元古界和古生界之间为蓟县运动所形成的平行不整合面,二者为平行不整合接触,其他各组之间均为整合接触。
在2号点上观察的岩石为8亿年前形成的,而其下层岩石距今25亿年,二者是平行不整合接触。
在3号点上岩石为岩浆岩,含sio2的`含量定名的话为中性岩,按产出状态为浅层岩,此类岩石为闪长玢岩,呈白色。
而4号点上的岩石为泥灰岩,呈淡青色,为条带状,而砖红色的泥岩、砂岩在毛庄和馒头组具多。
碎屑物质包括岩石碎屑和矿物碎屑,在矿物碎屑中最常见的是化学性稳定的石英碎屑,在干旱气候条件下也常见到长石碎屑,此外,碎屑成分中也可见到白云母,石榴子石等,碎屑物质主要是岩石物理风化的产物,有时也可能是化学风化未完全分解的产物,碎屑物质是构成沉积岩中碎屑岩类的主要成分。
5.7月12日阴转小雨小王山
马家沟组是华北地台上升而成,此地层缺失上奥陶、盆系,下石炭、留系在太原组合有煤层,在1号点位有分层出现,上层为马家沟组白云质灰岩,以mgco3为主要成分,下层为深灰色致密状厚层灰岩以caco3为主要成分,在2号点上,其分界点为奥陶下的马家沟组白云质灰岩与中石炭系本系组的一套砂岩、粉砂岩、页岩护层,而3号点上则是铝土质石英砂岩,以al2o3为主,从产状及连续上看为平行不整合接触,4号点上可看到海相作用下的泥灰岩。至此,海蚀作用结束。在5号点位上,分界点为下二叠山西组与中二叠下石盒子组,此处,主要ca质的长石石英砂岩,6号点位上是上石盒子,中二叠山西组与下二叠的分界点,此处出现了黑色的页岩和中粗粒的砂岩,同时,还有侏罗系的北票组岩石,此岩石具以下特点:沉积相为河床相的堆积,粒径大小相差不大,粒石的磨圆度相差很大,颗粒分选性很差,胶结物复杂。
在7号点上,可见到侏罗系蓝旗组的安山岩是火山喷发形成的,处于裂式喷发,岩被覆盖在北票组上,二者是角度不整合,此地层为最地层,此处为块状斜长角闪鞍山岩,其新鲜面为灰白色,挥发面为黄褐色。
在8号点上见到的是马蹄岭垭口,在此处主要是越岭线的选择,一般在线形上为回头展线,而线长方面,垭口边坡大,垭口两侧岩体的稳定性、岩质边坡的稳定性,取决于坡面与各种结构面的产状,空间组合的关系。
此次实习所见到的地质情况,对公路和桥梁来说,是一个小结,此地地质构造比较全面,给出了工程建设中的不同处理方案。
公路的修建首先就是选线,影响公路选线的自然因素很多,主要有地形、地质、水文、气候、土壤及植物覆盖等因素,如沿溪线的选定,沿溪线是沿着河岸布置的路线,其路线走向明确,以河谷方向为指导方向,河两岸地势平缓,纵坡较小,常被洪水侵蚀,防护工程较多,沿河布线跨支沟的人工构造物较多,沿河两岸有较复杂和不良地质地段,当河谷较窄时,路线绕避的余地小等问题时,应合理布局,考虑以下几点:根据资源开发的需要选岸,路线选在谷底宽阔,支沟少,地质条件较好,且有连续适宜布线的台地一岸,尽可能选在阳坡和迎风的一岸,尽量选在乡镇多,居民点密的一岸,其次路线高度的选择应考虑在不受洪水淹没和破坏的前提下,路线高度通常有低线位和高线位两种情况。
越岭线的选定也是公路建设中的一大内容,越岭线需要克服很大高度,路线的长度和平面位置主要取决于纵坡的安排,所以越岭线的主要矛盾就是垭口高度和路线纵坡间的矛盾,在马蹄岭采用的“s”形路线就很好的克服了高差大这一问题。
在山间修建傍河公路时,应注意岩体的稳定性,当地的年降水量及各种自然因素,岩体自身的稳定性,这些是山体是否滑坡崩塌的一个方面,而另一方面是岩石与水作用后的稳定性,有的岩石亲水力强,作用后失去了原有的属性,而产生滑坡、崩塌现象,即应考虑到山体的稳定性,来决定是否设防护墙,是否该远离此山体而筑路。
为期一周的工程地质实习,让我充分的认识到地质环境对工程建设的影响,同时也巩固了校内所学的理论知识,这次实习的重要意义就在于,它结合了理论,让我们在实践中学习理论,为今后的理论学习及社会实践划上一个逗号,这次实习另一感受,就是觉得时间太短,如能再长一点,我想理解得会更透彻,掌握的将更加牢固。
一、实习目的
《煤矿地质学》课程的认识实习是有关地质科学的野外实习,是提高学生理论联系实际能力,也是加深课堂教学的重要内容。这次实习是该课程课堂教学的继续,也是该课程的一个重要的教学环节。通过实习,能够使我们进一步巩固课堂上所学的地质学基础理论知识。运用这些知识去观察、研究、分析和判断各种地质现象解决实际问题。培养我们理论联系实际,实事求是的工作作风,锻炼我们吃苦耐劳,不畏艰险的地质精神。树立热爱专业以及勤奋学习的思想和决心。实习的主要任务:
1、在野外对各种内、外地质作用进行初步观察分析,着重点是外力地质作用的观察分析。
2、初步对三大类岩石、地质构造和矿产进行观察认识,了解它们在自然界的分布状况。
3、学会地质罗盘的使用、手标本采集、地质现象观察和描述记录等野外地质工作的基本方法。
二、实习情况
(一)时间
20xx年X月2日至20xx年X月4日,野外实习共三天。
(二)小组成员
王XX王XX王XX吴XX武XX薛XX
(三)实习路线
(1)20xx年1月2日星期四晴
河南省XX市辉县市上八里乡薄壁镇鸭口村
(2)20xx年1月3日星期五晴
河南省焦作市龙洞乡XX村后沟
(3)20xx年X月4日星期六晴
河南省焦作市沁阳市常平乡向南100米左右
三、实习内容
1、认识实习区常见的矿物和岩石,学会区分三大类岩石。
2、认识实习区地层剖面,了解地层划分,对比方法,熟悉地层时代。
3、认识实习区地质构造(褶皱、节理、断层)学会识别方法。
4、学会使用地质罗盘,测量岩层(断层)产状。
5、学会做标准的野外地质记录。
6、编写实习报告
第二章地层
地层:是地壳发展过程中所形成的层状岩石的总称,包括沉积岩,火成岩和变质岩。地层可以显示地层形成的先后顺序,因此它和一定得时间含义相联系。所以在底层形成以后,老地层在下,新地层在上,此种顺序称为正常层序。
区域内出露与发育的地层由老到新主要有:太古界变质岩系、元
古界震旦系、下古生界寒武~奥陶系、上古生界石炭二叠系、新生界第三~第四系,其中,二叠系下统,为区内主要含煤地层。
【分述】太古界、元古界、古生界(再细到系、组)新生界
古生界为地球上首次大量出现生物的时期,距今约7.5亿年到
2.3亿年前,主要包括寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二叠系。在焦作地区因为地层遭到侵蚀,缺失了全部的志留系和泥盆系。其中寒武系和奥陶系为整合接触;奥陶系和石炭系为平行不整合接触;石炭系和二叠系为整合接触。
2.1太古界(Ar)
辉县市上八里乡鸭口盘山公路沿途的太古界可见底层为赞皇群
(Arz),所观察到的地质现象为:在盘山公路边可以看到黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、花岗片麻岩、混合岩及小型岩脉或岩墙侵入岩体。
(1)呈黑褐色及黄褐色,鳞片状变晶结构,片麻状构造,矿物成分主要为斜长石、黑云母和石英。斜长石占55%左右,灰白色,玻璃光泽,风化后呈土状光泽,黑云母占15%~25%左右,呈片状。石英占15%~25%左右,油脂光泽。
(2)角闪斜长片麻岩主要由斜长石、角闪石、石英及黑云母、透辉石、紫苏辉石等矿物组成。明显的片麻状构造是由暗色矿物、浅色矿物相同排列的条带表现出来。角闪斜长片麻岩,由中基性岩浆岩及富铁白云质泥灰岩经高级区域变质作用形成。角闪石占50%~60%左右,呈柱状或粒状,斜长石占20%~30%左右,灰白色,玻璃光泽,风化后呈土状光泽。石英占5%~10%左右,油脂光泽;
(2)花岗片麻岩(肉红色),其矿物成分主要是正长石、石英、黑云母、粒状变晶结构、片麻状构造。可包括三种不同类型:
①区域变质作用形成的碱性长石片麻岩;
②混合岩化作用形成的花岗质混合片麻岩;
③与造山运动同时在强应力作用下,由压力结晶作用形成的片麻状花岗岩。
(3)混合岩由混合岩化作用形成的岩石。它是变质岩和岩浆岩之间的过渡岩类,混合岩的矿物大多有不同程度的定向排列。在盘山公路观察到的混合岩:含有一定数量近于平行的浅色长石英质或花岗质脉状体的混合岩,多呈厚度不等的层状特征特征,围岩中大量的侵入体(脉状、条带状)与围岩组合在一起形成岩石,围岩称为基体,侵入岩称为脉体,主要有石英脉和长石英质岩脉。岩浆沿着与岩层层面垂直或斜交的断面侵入,形成了规模较大,似墙状的岩体,称为岩墙。构成岩脉和岩浆的岩浆岩从酸性到基性都有。
(4)变质岩变质作用形成的岩石,是组成地壳的主要岩石类型之
一。先期形成的岩石在地壳中受高温、高压及外来物质深入的影响下,引起其化学成分和矿物成分、结构、构造的改变,而形成的新岩石,称为变质岩。变质岩的主要特征是这类岩石大多数具有结晶结构、定向构造(如片理、片麻理等)和由变质作用形成的特征变质矿物。
2.2元古界(Pt)
元古界包括了古元古代、中元古代、新元古代。元古代中期发生了全球性的大冰期,世界各地都发现了冰川遗迹。在元古代末期,开始出现了腔肠动物、环节动物和节肢动物,但这些动物都没有坚硬的骨骼,所以化石上只是留下印痕等遗迹。元古代也曾发生广泛的地壳运动,在前期是地球主要的造山时期。在中国北方为“吕梁运动”。元古代时期的地层中蕴藏有丰富的铁矿、铜矿和稀土金属矿物
在辉县上八里镇盘山公路前进方向右侧可以看到元古界云梦山组的岩性组成和地层不整合接触现象。云梦山组其下部颜色为红色、紫红色变质石英砂岩,上部颜色为浅色的厚层状结构。以石英为主(大于90%),硅质、铁质胶结,层理明显,大部分为中粗粒的结构,层面上有波痕和泥质龟裂纹,多形成陡峭的悬崖。该地区的石英砂岩的厚度比较大,达到100m以上。
在当地可以清楚的看到云梦山组与赞皇群上下两套地层产状不一致,呈一定角度斜交;两套地层岩石变质程度差异较大;缺失某年代地层,可以得出云梦山组与赞皇群呈角度不整合接触。
2.3古生界(Ph)
古生界分为下、上两界,下古生界(包括寒武系、奥陶系和志留系)海相沉积为主,其中寒武系、奥陶系砂岩、竹叶状灰岩和笔石页岩代表浅海相沉积。上古生界(包括泥盆系、石炭系和二叠系)陆相沉积大量发育,含煤沉积广泛分布。其中石炭纪纺锤虫灰岩属较深的海相沉积,煤层属沼泽相沉积。二叠纪的硬石膏层、石膏层、岩盐层、泥灰岩和红色砂岩均属泻湖相沉积。
在中国华北及东北南部,下古生界由浅海相石灰岩为主的寒武系和中、下奥陶统组成,缺失上奥陶统、志留系和上古生界的泥盆系及下石炭统。中上石炭统为海陆交互相的含煤沉积,二叠系以内陆盆地堆积为主。在南方古生界是一套巨厚的浅海相石灰岩。上二叠统早期夹有重要煤系。在东北北部,古生界为巨厚的海相沉积和海陆交互相沉积并夹有中酸性火山岩和凝灰岩。在西北古生界以巨厚的海相沉积为主,有大量火山岩和火山沉积岩。
2.3.1寒武系(∈)
寒武系是寒武纪形成的地层,分下、中、上三个统的7个地层单位,即下统的馒头组,中统的毛庄组、徐庄组、张夏组,上统的崮山组、长山组、凤山组。
下统主要为灰黄色的钙质页岩,紫红色的钙质泥岩及薄层石灰岩。主要为粘土类矿物,有一定的方解石。由于页岩、泥质灰岩抗风
化能力弱,容易风化破碎。地貌上常为低山丘陵。
(钙质页岩)
中统主要为青灰色的石灰岩,呈厚层状,常有鲕状结构和豆结构,地形上构常为陡坎地形。
(鲕状灰岩)
上统白云质灰岩,风化面呈灰黑色或深灰色,新鲜面呈灰色,与奥陶系石灰岩正好相反。厚层状,矿物成分有方解石和白云石,以方解石为主。当方解石含量大于90%是石灰岩;当方解石含量大于75%时,白云石含量大于20%时,为含白云质石灰岩,当方解石含量大于50%时,叫白云质灰岩,白云石大于50%时,叫钙质白云岩。在野外判断时可以用稀盐酸来检验,反应剧烈的是石灰岩,反应缓慢的叫白云岩。结构为隐晶质向显晶质过渡,典型的特征为风化面上有淋滤沟,又称披麻状结构或刀砍纹。撞击时冒白烟,且有臭味。可以作为冶金熔剂。
(白云岩)
2.3.2奥陶系(O)
奥陶系中统马家沟组(O2m)主要为青色、青灰色的石灰岩,以及方解石(主要矿物成分为碳酸钙)为主,质纯,性脆,呈厚层状。层面上能够看到白色的方解石脉的充填,其风化面上由于受到风化故颜色较浅,新鲜面的颜色较深。奥陶纪全球海洋较稳定,沉积平稳,此时期产生较厚的灰岩,新鲜断面有闪光,方解石晶粒的缘故。
2.3.3石炭系(C)
自奥陶纪后,海水退出整个华北及东北南部地区,长期遭受风化剥蚀,直到晚石炭世时,海水才又重新侵漫到这一地区,形成一般不超过500米的海陆交替相的含煤沉积,所含动物群与华南相似。东北北部区下石炭统以海相碎屑岩为主夹灰岩,时夹陆相碎屑沉积,厚度较大;上石炭统以海相灰岩为主,所含动物群与华南相似。西北区的石炭系比较复杂,厚度大,所含动物群与华南相似。石炭纪在全世界是最早的重要成煤时期。在华北有本溪组和太原组,太原组是中国北部石炭系中最重要的煤系地层,其他沉积矿产有铁、锰、黄铁矿、铝土矿及石膏。
2.3.3.1中统:本溪组(C2b)
本溪组的岩性组成,主要是粘土岩、铁质岩、铝质岩、砂质岩。下部为紫红色的、褐红色的铁矿层,称为山西式铁矿,中部或中上部为灰色或青灰色的铝土质泥岩或铝土矿。当铝的含量大于40%,铝硅比大于2:1时为铝土矿,否则为铝土质粘土;上部为灰白色薄层状的粘土岩,高岭石含量高时可以作为耐火材料的原料。本溪组的厚度为0~20m左右,一般为8~10m,沉积时基底不平行成鸡窝状或串珠状的赋存状。
2.3.3.2上统:太原组(C3t)
为灰黑色的中厚层状、厚层状的石灰岩,单层厚度比较薄(与奥陶纪石灰岩的相比较),有8层左右,从上到下依次为L1~L8,石灰岩中含有黑色的燧石结核或燧石层,石灰岩中有化石(珊瑚化石、腕足类化石等),太原组中含有煤层,薄煤层,焦作仅有两层可采煤层一2和一5煤,石灰岩常构成煤层顶板,其底板由深灰色的或黑色的薄层状泥岩组成。
2.4二叠系(P)
二叠系是指二叠纪时期形成的地层,主要有两种类型,一种是以海相;另一种是以陆相为主为主。二叠系以浅海相灰岩为主,底部常有煤系。
2.4.1下统山西组(11Ps)山西组的岩层性质为灰色的砂质岩、泥质岩和深黑色、灰黑色的薄层泥岩,该组下部含主要煤层为二1煤,又称为大煤,平均厚度在6m左右,以中厚煤层为主,是焦作地区的主要开采煤层。顶板为砂岩,其表面富含白云母,又称为大占砂岩,在焦作地区,大占砂岩不是很明显。在钻井勘探中,遇到大占砂岩,就预示着将要接近煤层。
2.4.2下统下石盒子组其岩性特征为:主要由黄绿色、灰色砂岩及泥岩组成,偶夹紫红色团块状泥岩,厚2~140m,平均80m,本组以底部砂锅窑砂岩与山西组分界。底部为灰白色、浅灰色厚层状含砾风化面呈灰黄色的中粒砂岩,俗称“砂锅窑砂岩”,厚0.5~9.3m,平均6.0m,是本组与山西组分界的主要标志。下部为浅灰色、灰色泥岩、铝土质泥岩及铝土岩,具紫斑,局部含有鲕粒;中部为青灰色细长石英砂岩,含海绿石,其间夹青灰色铝质泥岩及黑色泥岩,上部由浅灰色泥岩、砂质泥岩和薄层状细砂岩及粉砂岩组成,与下伏山西组呈整合接触。下石盒子组的三、四、五煤段和上石盒子组的六、七、八煤段均形成于向浅水海湾进积的复合三角洲沉积体系,在小规模海平面升降的影响下,使三角洲各种亚环境向海、陆方向进行了多次交替演变。在上三角洲平原和靠分流河道的部位,煤层变薄甚至尖灭,整体厚度不稳定、变化大,仅局部可采,全硫量低,一般小于0.5%~1.0%,而灰分产率则一般大于25%~30%。在下三角洲平原分流间湾充填淤平演化的泥炭沼泽环境中形成的煤层较厚,较稳定。此地层在焦作地区不含煤或煤层为不可采煤层。
2.4.3上统上石盒子组其岩性特征为:主要由黄、黄绿色浅灰色的砂岩及泥岩组成,厚0~200m,平均50m。该组遭受剥蚀严重,出露不全,与下伏石盒子组呈整合接触。本地区晚二叠世晚期孙家沟组不含煤,为一套由细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩组成的湖泊沉积。
第三章构造
3.1褶皱
在地壳运动的影响下,岩层受水平方向挤压力的长期作用发生塑
性变形,形成波状弯曲,这种构造形态称为褶皱。
(焦晋高速边褶皱构造背斜)
(焦晋高速边褶皱构造向斜)
(构造示意图)
3.2节理
破裂面两侧的岩块未发生显著位移的断裂构造。根据受力可以分为:张节理和剪节理;根据构造成因可分为:构造节理和非构造节理。张节理的描述:张节理指岩石受张应力作用产生的节理,它的张口开裂,节理面粗糙不平,延伸不远,当穿过砾岩时,常绕开砾石,张节理常发生于脆性岩石中,并多被石英、方解石等充填。剪节理的描述:剪节理指岩石受剪应力作用产生的节理,它的张口紧闭,节理面光滑平直,节理面延伸较远,常有两组相互交叉同时出现,组成X型共轭节理。
3.3断层
构造运动产生的地应力超过组成地壳岩石的强度极限时,岩石便发生断裂,断裂后的岩块(或岩层)若沿破裂面发生相对位移,这种断裂构造称为断层。它对矿产的开采及其水文地质、工程地质条件均有影响。在煤矿矿井地质工作中,对断层的研究是一项极为重要的工作内容。
本次地质实习所看到的是辉县上八里镇鸭口断层,断层的上盘为寒武系地层,岩石为石灰岩,下盘为震旦系地层,岩石为石英砂岩,该断层上盘下降,下盘上升,为正断层。该大型断层附近有很多伴生的小型断层,且大部分为正断层。由于断盘的岩性组成为石英砂岩,强度大,性脆,故断层面呈现出悬崖峭壁。
(鸭口断层面)
3.4沁阳地堑
断层:上盘为二叠纪上统上石盒子组的砂岩和泥岩,下盘为奥陶纪马家沟组的石灰岩,上盘下降,下盘上升,为正断层。走向近东西方向,走向43°,倾向312°,倾角62°。
沁阳地堑构造控煤的地质示意;
走向43°,倾向312°,倾角62°由上示意图可见,本地区的含煤层为二叠纪上统的山西组煤层,但是由于岩层的断层结构,F1断层为正断层,其下盘上升,其含煤层高出地表,被风化剥蚀掉,上盘下降,保留了含煤层系没有被剥蚀掉,F2断层为正断层,其上盘下降,与F1断层的上盘形成了沁阳地堑,保留了含煤层系,下盘上升,使煤层高出地表面,被风化剥蚀;由此可知该地区的煤层范围小,F1和F2断层之间的沁阳地堑间的煤层沟通了奥陶系中统马家沟组O2石灰岩强含水岩层,故该煤层的矿井涌水量比较大,开采条件差。
断层造成该地区煤层赋存条件差及煤炭质量不好的原因。断层同样也是正断层,下盘上升,使煤层高出地表面,被风化剥蚀。上盘下降,保留了部分煤层,但由于F3F断层的切割,保存煤层的范围很小,离地表较近,为风化—氧化带,煤炭的质量不好,该煤层的深部煤由于断层的作用被抬升,被风化剥蚀掉,故未受风、样氧化的煤炭未能保存。断层带附近,由于上盘下降,力的作用方向向下,上盘岩层向下弯曲,下盘上升,力的作用方向向上,下盘岩层向上弯曲,由此,可判断对盘岩层的运动方向。
第四章矿产
焦作矿产资源品种较多,储量较大,质量较好,经过普查的矿产资源有40余种,占全省已发现矿种25%,探明储量的有煤炭、石灰石、铝矾土、耐火粘土、硫铁矿等20多种。其中煤田东起修武,西至博爱,南接武陟,东西长65公里,南北宽20公里,保有储量32.4亿吨,为单一的优质无烟煤(发热量:5500-6700大卡/公斤,含硫量:0.5-0.8%,挥发分:8-9%,灰分:22-27%),是化工和钢铁工业的理想原料。
耐火粘土主要分布于修武至沁阳一线的太行山南侧,埋藏浅,易开采,耐火度达1650~1770℃,是生产陶瓷、耐火材料的优质原料,已探明储量4686.9万吨,占全省保有储量的9.5%。
(铝土矿)
铁矿主要分布于焦作和沁阳,保有储量2726万吨,工业储量740.6万吨,以磁铁矿为主,含铁量32%;硫铁矿保有储量3475.5万吨,占全省储量的41%,品位一般在16~20%左右,洗选性能良好,主要位于冯封矿区,矿体长3000米,宽300-600米。
(奥陶系铁矿)
石灰石分布广、储量大,工业储量33亿吨,远景储量100亿吨,厚度稳定在30米以上,含氧化钙52~54%,主要分布于北部山区,面积500平方公里,是生产纯碱、乙炔、水泥等产品的优质原料。此外,焦作还有铜、铁、石英、大理石、铝、锌、磷、锑等矿产资源。
第五章结束语
首先感谢各位导师,感谢他们的辛勤付出和对我们的耐心指导。虽然天气很寒冷、环境比较的恶劣,但是指导老师们耐心细致地为我们讲解,我感悟到了老师们的勤恳的治学精神、不怕吃苦的精神、诲人不倦的为师之道,让我非常的感动!
一、实习目的:
本次实习是地质课程的野外认识实习,其目的旨在通过短期的野外实践是同学们对地质学研究的主要内容和特点有一个比较全面的、概括性的了解,巩固和掌握地质科的基本内容和方法,初步具备分析、解决在实际工程中出现的简单条件下的地址问题的能力,为以后的工作实践打下坚实的基础。主要目的有三:
(1)认识各类地质现象,了解华北地台基本地层层序。
(2)了解各种内外力地质作用。
(3)初步掌握一般的野外地质技能,从野外观察、记录、描述罗盘仪的使用。
此外,通过实习是同学们充分认识到地质实践对于地质学科的重要性及其在国民经济建设中的重要作用,从而逐步树立艰苦奋斗的思想作风和勇于探索的科学求实精神。
二、实习时间:
20xx年5月16日到20xx年5月20日
三、实习地点:
秦皇岛石门寨地质实习基地
四、人员组成:
xx
五、实习路线:
亮甲山—潮水峪—山羊寨—石门寨—上庄坨—大石河—小傍水崖村—吴庄—花场峪
六、实习简介:
1、实习区位置及交通
这次我们的实习区域在我国北方唯一的不冻港所在的美丽的海滨城市—秦皇岛市及抚宁县、青龙县境内,南起北戴河海滨秦皇岛,北至花场峪、义院口,东起山海关,张崖子,西至瓦家山等地,总面积约为120K㎡。秦皇岛市石门寨北方地质实习基地位于秦皇岛市北28KM。该区自然地理位于燕山山脉东段,南临华北平原和渤海湾,行政属河北省秦皇岛市抚宁县石门寨乡管辖。
实习区交通十分方便,(北)京——沈(阳)铁路贯穿实习区南部,并有地方铁路秦(皇岛)——青(龙)线,能通往山区。公路以秦皇岛市为中心,四通八达,客运可通省内的青龙、承德、平泉、滦县、迁安、抚宁、兴隆、昌黎、卢龙等地,省外可达辽宁绥中、建昌、咯左、凌源朝阳和天津等地。海运目前尚无客运,但新建的油港及煤港货运从秦皇岛港可同我国沿海各纲和世界各地。
2、实习区地形
实习区南邻渤海,北依燕山、东接辽宁绥中、西与昌黎接壤,地处燕山山脉东段,北、东、西三面群山怀抱,山脉接近南北走向延伸,地势由北向南渐低,属冀东北的中底山区和低山区,最高点为石湖山,海拔926米,最低点南部沿海地区,海拔仅0、8-5米。
3、实习区气候
实习区属温带大陆季风性气候,年平均气温为10、1℃,一月份平均气温为-5℃,七月份平均气温为24、5℃,年平均降水量769mm,多集中在7-8月份,达全年降水量70%左右。全年无霜期179天。实习区因受海洋影响较大,气候比较湿润温和,海滨地带夏季凉爽宜人,古为避暑胜地。
4、实习区水文情况:
实习区主要河流有大石河、汤河、北戴河,除大石河发源于青龙县牛心山区以外,其他均源于抚宁县北部山区,各河均为独流水域,河源短、流急,流量随季节变化教大,平均水深0、5米左右,洪期水深可达2-3米。
燕山塞湖位于山海关城西北6KM山口处,在燕山脚下,是一个人工湖,于1994年建成,蓄水量为7000万立方米。
5、实习区的经济情况。
实习区工业非常发达,以秦皇岛为中心,有造船、机械、建材、煤炭、纺织、食品加工等,山海关桥梁工厂,秦皇岛耀华玻璃场在全国享有盛名。实习区农业,主要是北方干旱的农作物,以水稻、玉米、小麦、高粱、谷子、红薯等为主。山区盛产水果和药材。实习区沿海产鱼、虾、蟹等,是我国北方主要水产基地之一。
6、实习去地形简介
本实习区出露地层属华北地台型(包括前古生界及古生界)。除较普通缺失中上奥陶统至下石炭统、下中三叠统、白垩系、第三系外,就华北型地层而言,该区地层出露较全,化石较丰富,各单位地层划分标志清楚,地层特征具有一定代表性。全区范围内所有出露的地层有元古界的青白口群,下古生界的寒武系,下奥陶统,上古生界的中石炭统至二叠,中生界的上三叠统至侏罗系、新生界的第四系。
七、实习内容:
1、地层:
本实习区出露地层属华北地台型(包括前古生界及古生界)。除较普通缺失中上奥陶统至下石炭统、下中三叠统、白垩系、第三系外,就华北型地层而言,该区地层出露较全,化石较丰富,各单位地层划分标志清楚,地层特征具有一定代表性。全区范围内所有出露的地层有元古界的青白口群,下古生界的寒武系,下奥陶统,上古生界的中石炭统至二叠,中生界的上三叠统至侏罗系、新生界的第四系。
(一)元古界青白口群
(1)龙山组
分布于张崖子至东部落,南部鸡冠山等地。由两个沉积韵律组成。不整合于下元古代之前形成的绥中黄岗岩之上。主要是紫红色、黄绿色、灰黑色及蛋清色等杂色页岩,底部为砂岩。属典型滨海相沉积,与下伏的绥中花岗岩呈沉积接触关系。厚91米。
(2)景儿峪组
主要分布在区内的东部地区,出露最好剖面在李庄北沟,在黄土营村东也有出露。岩性由粗至细,由碎屑岩—粘土岩—碳酸岩,构成一个完整的韵律,具有海侵沉积的特点。与龙山组呈整合接触关系。其分界标志是其底部黄褐色或铁锈色的中细粒铁质石英砂岩,其中含大量海绿石,其底部的中细粒长石石英净砂岩具大型海成风暴波痕。本组地层属滨海相至浅海相沉积。厚38m。
(二)寒武纪
(1)府君山组
(2)馒头组
该组由于岩体的侵入破坏和构造破坏,出露零星,东部落的北部和西部都有出露,可作为标准剖面。本组上下界限明显,与毛庄组的分界是以顶部的鲜红色泥岩作为标志层的。岩性特征是鲜红色泥岩、页岩为主,页岩中含石盐假晶,并夹有白云质灰岩。没有发现可靠的化石依据。与下伏的府君山组呈平行不整合接触;与上覆毛庄组为整合接触。厚71m。
(3)毛庄组
(4)徐庄组
分布较广,东部落西剖面出露较好,化石十分丰富,本组地层上下界限清楚,可作为标准剖面。岩性为浅海相的黄绿色含云母质粉砂岩,夹暗紫色粉砂岩、细砂岩和少量鲕状灰岩透镜体或扁豆体。含有三叶虫化石。与下伏毛庄组的分界是以黄绿色粉砂岩与暗紫色粉砂岩互层为标志。厚101m。
(5)张夏组
受到覆盖和破坏较少,是寒武系地层在区内分布最广的地层之一,几乎盆地周围都有分布,在揣庄北288高地以东的山脊上出露最好,是区内较好的标准剖面。下部为鲕状灰岩夹黄绿色页岩;上部以鲕状灰岩为主,夹藻灰岩、泥质条带灰岩。三叶虫化石最丰富。本组与下伏地层为整合接触。厚130m。
(6)崮山组
本组与张夏组在区内的分布相仿,比较好的有288高地上的剖面,可为标准剖面。下部和上部都以紫色砾屑灰岩及紫色粉砂岩为主;中部则是灰色的灰岩与张夏组界限明显,接触部位两者岩性差别很大。化石十分丰富,几乎每层都可以采到。主要三叶虫化石有:蝙蝠虫未定种、帕氏蝴蝶虫。厚102m。
(7)长山组
出露较好的剖面在揣庄北288高地,为标准剖面。岩性为紫色砾屑灰岩、粉砂岩与页岩互层,夹有藻灰岩及生物碎灰岩。三叶虫化石主要有:蒿里山虫未定种、长山虫未定种、状氏虫未定种。与下伏地层为整合接触两者分界清楚。本组在区内出露厚度较小,只有18m左右。
(8)凤山组
本组分布与崮山组、长山组相同,出露较好的揣庄北288高地可作为标准剖面。主要岩性为黄灰色泥灰岩夹砾屑泥灰岩。黄绿色钙质页岩及薄层状泥质条带状灰岩。泥质成分增多,容易被风化,风化往往形成黄色土状物。化石丰富三叶虫化石垂直分带明显。砾屑形成小团块,本组与下伏长山组为整合接触,分界是以底部的青灰色砾屑泥灰岩为标志层。厚92m。
(三)奥陶系
(1)冶里组
分布于区内东、西部,主要分布在东部地区。出露较好的是在潮水峪至揣庄一带。下部为灰色微晶质纯灰岩夹少量砾屑灰岩及虫孔状灰岩;上部为灰色砾屑灰岩夹黄绿色页岩。所产化石有三叶虫、笔石、腕足类等。与下伏的凤山组为整合接触,其分层标志是以灰色砾屑灰岩作为底界,此砾屑灰岩很薄,厚度不到0、5m,其上是纯灰岩。厚125m。
(2)亮甲山组
位于石门寨亮甲山。属浅海沉积。主要岩性是中厚层状豹皮灰岩,下部夹少量砾屑灰岩和钙质页岩。含有头足类、腹足类和蛇卷螺未定种等化石。与下伏冶里组为整合接触,分界以亮甲山底部的中厚层状豹皮灰岩为标志,风化后呈泥质条带状,局部含泥质结核。层厚118m。
(3)马家沟组
本组分部与亮甲山组一致,以亮甲山及北部茶庄北山发育较好。属浅海相沉积,较深水环境。本组岩性以白云岩和白云质灰岩为主,底部具微层理、含角砾、含燧石结核黄灰色白云质灰岩。化石有:头足类和腹足类。与下伏亮甲山组为整合接触,界限十分明显。白云岩具"刀坎痕"。层厚101m。
(三)石炭系
(1)本溪组
中石炭本溪组在本区的东、西部分布都很广,发育和出露最好的是半壁店191高地、小王庄一带发育较好,小王庄剖面可作为本区的标准剖面。有2—3个由陆相到海相的完整沉积韵律。本组岩性特征与华北地区一致,是一套海陆交互相沉积。陆相粉砂岩中含植物化石:鳞木、科达、芦木等。下部为铁质砂岩、褐铁矿和粘土岩,平行不整合与马家沟组之上;上部为细砂岩、粉砂岩及页岩,夹3—5层泥灰岩透镜体。石门寨西门—瓦家山剖面地层厚度为70.7m。
(2)太原组
在半壁店、小王山一带发育较好。本组岩性比较稳定以灰黑色砂岩含铁质结核为主要特征,夹少量煤线及灰岩透镜体,由两个韵律组成,是海陆交互相沉积。含植物化石:脉羊齿、鳞木,动物化石:网格长身贝、古尼罗蛤。与本溪组呈整合接触,分界明显,本组底部青灰色铁质中细粒长石岩屑杂砂岩,具小型球状风化。瓦家山剖面厚48m。
(四)二叠系
(1)山西组
主要分布于东部黑山窑至曹山一带,西部也有出露。有两个韵律,第一个韵律含煤层,第二个韵律的顶部含铝土矿。本组是区内重要的含煤地层,属近海沼泽沉积。主要岩性为灰色、灰黑色中细粒长石岩屑杂砂岩,粉砂岩炭质页岩及粘土岩。含植物化石:芦木未定种、带科达、纤细轮叶。与下伏太原组呈整合接触关系。厚度变化较大,约在35m至60m。
(2)下石盒子组
分布于黑山窑至石岭一带,西部有零星分布。由三个韵律组成。属湖泊相沉积。主要岩性为灰色中粗粒长石岩屑杂砂岩。含植物化石:多脉带羊齿、山西带羊齿、带科达。层厚115m。
(3)上石盒子组
主要在黑山窑、欢喜岭至大石河西侧有出露。发育较好的剖面是欢喜岭,可作为标准剖面。岩性特征以河流相的灰白色中厚层状含砾粗粒长石净砂岩为主,夹极度少量紫色细粒砂岩及粉砂岩。本组未获得化石资料。与下伏下石盒子组为整合接触关系。层厚72m。
(4)石千峰组
最初的命名地点在山西省太原市西25km的石千峰。本组是二叠系最上一个组。出露较好的剖面是欢喜岭至瓦家山一带,可作为标准剖面。主要岩性是一套河流相的紫色岩层,包括粉砂岩、泥岩、夹少量砾岩、粗至中细粒净砂岩和杂砂岩。含植物化石:太原带羊齿、尖头轮叶、朝鲜羽羊齿。与下伏上石盒子组为整合接触关系,两者可以从颜色上区分。厚150m以上。
2、岩石:
(1)岩浆岩
①花岗岩
出露于东部张崖子村附近,或西南部鸡冠山下,沉积不整合在马岭组石英砂岩之下。岩石为肉红或灰白色,但岩体分布很不均匀,结构构造变化很大。西部花厂峪至温泉堡一带的花岗岩,根据接触关系和同位素年龄,属于中生代晚期侵入的花岗岩。岩体很大,呈肉红色,由正长石、斜长石、石英和少量黑云母组成,具中细粒显基斑状结构,所以称中细粒斑状花岗岩。
②花岗斑岩
出露于石岭东南等地,呈细粒基质的斑状结构,岩墙状产出,侵入在晚寒武世至中奥陶世的地层中,常见被基质熔蚀的钾长石和石英斑晶,潮水峪村西有一宽达5m以上的花岗斑岩墙。
③灰绿岩
亮甲山采石场比较集中,岩石呈暗绿色,细均粒结构,具典型辉长结构,部分辉石已绿泥石化和硅酸盐化。
④闪长玢岩
分布于潮水峪村西北,砂锅店东等地,呈岩墙状产出,隐基斑状结构,斑晶主要是斜长石,有时含角闪石较多,有的基质中含少量石英,有的可见球粒结构和流线结构等。
⑤安山岩
分布于柳江向斜核部的中侏罗统地层中,类型相当丰富,有玄武安山岩、辉石安山岩、角闪安山岩、闪辉安山岩、斜长安山岩、粗安山岩和英安山岩等。绝大多数都具隐基斑状结构。颜色以灰绿色为主,少数为暗紫红色,一般都呈块状构造,少数有气孔构造和杏仁构造。
(2)沉积岩
①含海绿石的石英砂岩
位于张崖子的青白口群龙山组含有表面被风化成黄褐色内部为灰白色的中粗粒石英净砂岩,浅海相沉积,含海绿石和少量云母。
②纯灰岩
以方解石为主要成分的岩石。灰黑色、性脆,硬度不大,小刀能划动。本次在石门寨观察到的亮甲山组纯灰岩含有砾屑,为盆地内生成的隐晶灰岩或微晶泥岩碎屑。
③豹皮状灰岩
主要分布于亮甲山组地层内。花斑由白云岩组成,呈浅黄色或褐黄色,与周围灰色或深灰色灰质组分界线明显,特别是那些花斑状似虫孔的,两者界限平直。岩石风化面上,常有虫孔和花斑共生,是豹皮灰岩的标志。
④含微层理的白云质灰岩
分布于下寒武统府君山组地层内,张崖子一带发育较好。花斑仅限于一定层位层岩内,与岩层层面无切割关系,说明交代作用是在成岩阶段完成的。层内构造均匀,形成于浅海深水环境。
(3)变质岩
断层角砾岩又称压碎角砾岩、构造角砾岩。是岩石因构造作用发生破碎所形成的角砾状岩石,角砾大小不等,具棱角,岩性与断层两侧岩石相同,并被成分相同的微细碎屑及后生作用水溶液中的物质所胶结。
3、地质构造:
(一)工作区的构造位置
本区位于燕山沉降带东段,山海关隆起的东南边缘,又因现代燕山隆起与渤海拗陷的过渡带以及燕山山脉由东西转转向北东向的肘状部位,应力比较集中,故新、老构造均比较发育。据地矿部天津地质矿产研究所资料,本区断裂构造发育,其中以NNE向断裂最为发育,其次为NW向断裂、NE——NEE向断裂和EW向断裂,此外,在山海关之北尚发育有环状断裂。
(二)构造概况
本区出露地层属华北地台型(包括前古生界及古生界),而侏罗系属太平洋火山活动带,除普遍缺失中奥陶统至下石炭统,三叠系,白垩系及第三系之外,其他时代地层发育良好,出露较全,各地层单位划分标志明显,化石丰富,很具有代表性,全区范围内出露的地层有上元古界青白口系,下古生界寒武系,下奥陶统,上古生界中石炭统,二叠系,中生界侏罗系以及新生界第四系。
上古生界青白口系龙山组以角度不整合沉积在绥中花岗岩上,标志着华北地台经历了剧烈的吕梁运动,结束了早元古代地槽发展阶段,进入一个相对稳定的地质发展阶段。
新生代时期有明显的上升运动,全区遭受剥蚀,第三纪末因气候较热,有红色土形成,其后继续上升.但南部的海岸区则下沉,遭受海侵。因此,山区河谷内有阶地形成,并普遍向南,即向海洋方向倾斜。至第四纪末,海水有一定撤退,因而在山海关至秦皇岛一带的海岸上遗田有砾石堤,并且有海蚀台出露水面。
(三)主要断裂构造描述
(1)潮水峪断层
在潮水峪一带,断层走向N20°E,倾向东南(实际上倾向为东西向摆动)。上盘为凤山组泥质条带状灰岩;下盘为冶里组厚层灰岩。断层面无论在倾斜方向上,还是在走向方向上均表现为舒缓波状。断面上镜面,垂直擦痕,阶步以及断裂带内挤压透镜体等特征明显。此断崖为一个平移断层的一盘,其另一盘因风化剥蚀基本看不到了(脚下所踩的),此断层是冶里组灰岩,存在明显的横竖擦痕和镜面,此断层先平移后产生正断层,其产状与亮甲山的产状基本一致。在潮水峪村断崖东是断层的另一盘的一部分,含明显的断层角砾岩与粉沙岩还有明显的横竖擦痕,但产状和亮甲山的产状不一致,所以说可能是另一盘。在亮甲山的马家沟组也有一个小断层有明显的擦痕。
(2)鸡冠山
①沿途见肉红色绥中花岗岩,见一大型出露岩石剖面为典型的沉积交错层理,属震旦纪原古界顶部,主要成分为石英砂岩,上下呈水平层理,中间呈交错层理,存在黑色纹理的磁铁矿。
见含有泥质的夹层,反映了滨海地区沉积环境的变化,影响生物生长环境,不反映气候变化,地质条件,也不能作为时代划分的依据
②典型底砾岩:下部为底砾岩(石英),抗风化能力强,为陆相沉积,中间为含有砾石英砂岩,上部为石英粗砂岩,再往上为石英细砂岩(沉积规律:由上至下逐渐变细),中上部是海相沉积,没有形成完整的泥质韵律。
成因:由于风化和河流搬运作用,最终沉积。由下至上岩石由粗到细,底砾岩体原本胶结在一起,胶结物为二氧化硅和少量的铁,后来整个底砾岩体出现正断层,导致与上部底砾岩体出现高度差。
③正断层:发生断层时,相对上升的下盘经过风化侵蚀,使得出露地表的岩石被风化磨圆,造成断层两盘高差不大,断层成层性好。由于形成时间短,故成层理,若形成时间长,则为不整合面。倾向:243度倾角:48度。
④波痕:为铁质石英砂岩,内含海绿石,对称性好,波痕比较宽大,波长相等,反映了滨海沉积环境。推断当时海底波动较大,水深较浅,波痕延伸方向与海岸线平行。
⑤地堑谷在鸡冠山与大平台问的河谷中,由于几条正断层的影响,两侧青白口系下马岭组石英砂岩相对上升,中间石英砂岩下降。断层面近于南北走向,倾角较大,河谷东侧断层面西倾,河谷西侧断层面向东倾,成一地堑构造,河谷本身位于地堑构造的中心部位。
4、地质作用:
(一)风化作用:指岩石在地表或接近地表的地方由于温度变化、水及水溶液的作用、大气及生物等的作用下发生的机械崩解及化学变化过程。风化作用一般分三类:物理风化、化学风化和生物风化作用。
(1)物理风化作用:在温度的变化下,表层与内部受热不均,产生膨胀与收缩,长期作用结果使岩石发生崩解破碎。
(2)化学风化作用:岩石中的矿物成分在氧、二氧化碳以及水的作用下,常常发生化学分解作用,产生新的物质。这些物质有的被水溶解,随水流失,有的属不溶解物质残留在原地。
(3)生物风化作用:植物根素的生长,洞穴动物的活动、植物体死亡后分解形成的腐植酸对岩石的分解都可以改变岩石的状态与成分。
(二)河流作用:河流地质作用分为侵蚀作用、搬运作用和沉积作用。河流沉积作用主要发生在河流入海、入湖和支流入干流处,或在河流的中下游,以及河曲的凸岸。但大部分都沉积在海洋和湖泊里。河谷沉积只占搬运物质的少部分,而且多是暂时性沉积,很容易被再次侵蚀和搬运。
(1)侵蚀作用:河流的侵蚀作用包括机械侵蚀和化学侵蚀两种。河流侵蚀一方面向下冲刷切割河床,称为下蚀作用。另一方面,河水以自身动力以及挟带的砂石对河床两侧的谷坡进行破坏的作用称为侧向侵蚀,而河流化学侵蚀只是在可溶岩地区比较明显,没有机械侵蚀那么普遍。
(2)搬运作用:河水在流动过程中,搬运着河流自身侵蚀的和谷坡上崩塌、冲刷下来的物质。其中,大部分是机械碎屑物,少部分为溶解于水中的各种化合物。前者称为机械搬运,后者称为化学搬运。河流机械搬运量与河流的流量、流速有关,还与流域内自然地理地质条件有关。
(3)沉积作用:当河床的坡度减小,或搬运物质增加,而引起流速变慢时,则使河流的搬运能力降低,河水挟带的碎屑物便逐渐沉积下来,形成层状的冲积物,称为沉积作用。
(三)岩浆作用:岩浆岩是由岩浆凝结形成的岩石,约占地壳总体积的65、岩浆是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体,是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程,称为岩浆作用。岩浆作用主要有两种方式:
(1)岩浆侵入活动→侵入岩。岩浆岩主要有侵入和喷出两种产出情况。侵入在地壳一定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石,称为侵入岩。
(2)火山活动或喷出活动→喷出岩(火山岩)在岩浆从上地幔或地壳深处沿着一定的通道上升到地壳形成侵入岩或喷出到地表形成喷出岩的过程中,由于温度、压力等物理化学条件的改变,岩浆的性质、化学成分、矿物成分也随之不断地变化,因此,在自然界中形成的岩浆岩是多种多样、千变万化的,如基性岩、中性岩、酸性岩,还有碱性岩、碳酸盐岩等岩类,也充分说明了岩浆成分的复杂
八、实习总结:
短短五天的野外实习很快结束了,我们从中学到了不少东西。增加我们对工程地质学这门课程的认识,了解了工程地质对实际工程建设的重要性。本次实习亲眼见到了很多课本中描述过的地质构造以及岩石,学会了罗盘的使用方法,练习了利用地形图使用后方交会法确定自己的位置,练习了通过读地质图来判断当地岩层的年代、产状等,深刻地感受了仅有课本上的知识是不够的,还要通过实践才能真正地将知识化为己用。本次实习真的收获了很多,感谢两位老师一路辛苦的教导。
一、实习时间
20xx—20xx学年第一学期第x教学周。
二、实习地点
1、实体模型参观——模型室。
2、实际工程参观——xx湖(口上水库)。
三、实习目的及意义
通过实习让我们在大脑中建立起水利水电工程模型,对水工建筑物的外观、规模、作用及特点有了初步的了解,了解水利建设的程序:规划、设计、施工、建设及管理和运用。
同时对水工建筑物和水电站的工作模式有一个直观的感性认识,为以后的专业学习打下基础。
四、实习报告内容
(1)预习内容:在这短短的学习中我认为水工专业培养具有水利水电工程的勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面的知识,能在水利、水电等部门从事规划、设计、施工、科研和管理等方面工作的高级工程技术人才。
本专业学生主要学习水利水电工程建设所必需的数学、力学和建筑结构等方面的基本理论和基本知识,使学生得到必要的工程设计方法、施工管理方法和科学研究方法的基本训练,具有水利水电工程勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面的基本能力,同时还应该具备较强的计算机和外语应用能力,水利水电工程所必需的制图、计算、实验和测试等基本能力,掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有独立获取知识、信息处理的基本能力。
我们还必须熟悉国家有关水利水电工程建设和管理的方针、政策与法规,了解国内外本学科前沿和发展趋势。
(2)现场参观总结:
水利枢纽的组成及其综合效益:口上水库建于xx至xx年,最大水面x亩,库容量x万立方米,是一座以防洪、灌溉和供水为主,兼有发电、旅游等综合效益的水利枢纽工程,水库大坝为浆砌石结构,坝高xm,溢流面覆盖xcm,材料是混凝土,闸门采用平卧式。
一、目的
1、认识各类地质现象。
2、初步掌握一般的野外地质技能,学会地质罗盘的使用等。
3、现场认识断层、岩层、背斜、向斜等地质现象。
4、树立艰苦奋斗的思想作风和勇于探索的科学求实精神,建立地质思维,培养学生对大自然的热爱。
地质认识实习是地质基本概念、基本知识和基本技能(三基)训练的实践过程,旨在通过短期的野外实践使同学们对地质学研究的主要内容和特点有一个比较全面的、概括性的了解。进一步巩固和掌握《矿山地质》课程的基本内容和方法,为以后的教学和工作实践打下坚实的基础。
二、主要任务
1、采集矿物和岩石标本,进行肉眼鉴定描述,训练野外鉴别矿物和岩石的能力,初步掌握三大岩类的特征与区别标志,尤其是沉积岩与岩浆岩的野外判别。
2、由老至新了解华北型沉积地层层序、接触关系、岩性特征及其沉积环境和沉积矿产,建立地质发展的时、空概念。
3、初步掌握褶皱、节理和断层等主要地质构造的野外观测方法和依据。
4、结合野外实际地质作用现象,观察认识风化作用、剥蚀作用、搬运作用和沉积作用等外动力地质作用,认识各种地质作用所形成的各种地貌景观。
5、初步学会地形图的使用、路线地质剖面的测量、地质点定点与描述、利用地质罗盘仪测量地层产状要素、野外地质记录等基本地质工作方法。
三、实习方式与注意事项
1、本实习属于教学性质的认识实习,以教师指导方式为主,结合课堂学习的理论知识,联系地质实际认识各种地质现象和地质作用,学会简单的野外工作方法。
2、实习期间以实习小组为单位,组长为本小组负责人,小组成员要互相照顾、互相帮助;整个实习期间均为集体活动,严禁个人行动。
3、实习开始要认真做好准备工作,阅读实习指导书,明确实习目的和任务,了解实习计划和安排,准备实习用品。
4、野外实习中,每到一处,学生先集中听老师讲述,然后按实习小组分头进行地质观察描述,有问题要及时提出,争取在现场弄懂。
5、自觉遵守纪律,爱护树木、庄稼,不乱仍杂物,保护环境,上山严禁烟火。
6、上山不准穿凉鞋、要穿长裤;野外工作时禁止相互嬉戏、打逗,避免使石块坠落伤人,在公路边工作时注意交通安全。
7、妥善保管实习指导书、罗盘等实习用品,遗失照价赔偿。
8、无特殊情况必须出野外,如有特殊情况必须向实习带队老师请假并获批准。
9、要求学会用罗盘实地测量岩层产状,实地分析正逆断层和褶皱构造。
10、解释分析岩层产状的外力因素。地质发育简史本区自太古代至第四纪经历了漫长的地质历史,总趋势表现为由太古代的活动,到元古代后转向稳定,印支期又有活化的特征;沉积环境由元古代—古生代的海相和海陆相沉积,至中生代转向陆相沉积环境的演化过程。本区的构造演化可划分为四个演化阶段:
1、太古代一早元古代基底形成阶段太古代早期(约3.5Ga),在冀东一带出现海底火山喷发,形成了以迁西群为代表火山一沉积建造。太古代晚期(约3.0Ga)地壳开始分异,形成以阜平群、泰山群等为代表的孤立分散的小陆块。大约2.5—2.6Ga,发生强烈的阜平运动,分散的陆块粘合形成较大的刚性块体。
早元古代早期的五台运动使刚性板块进一步扩大,奠定了华北板块的基本构造格架。早元古代晚期的吕梁运动,使沉积区褶皱隆起,形成了包括本区在内的统一的华北板块结晶基底。
2、中新元古代裂堑演化阶段吕梁运动后,华北板块进入相对稳定的盖层发育阶段,早期由于地壳较薄,具有相当的活动性,广泛发育裂堑。接受了青白口系长山组、景儿峪组滨浅海沉积。新元古代末期,本区整体上升成陆,在约2亿年的漫长地质历史时期中遭受剥蚀夷平,缺失震旦系和早寒武世早期沉积,早寒武世中期本区再度下降接受沉积,形成府君山组与景儿峪组平行不整合接触关系。
3、古生代稳定盖层发育阶段古生代伊始,华北板块作为一个整体再度下降接受沉积。由早寒武世晚期至晚寒武世海侵扩大,本区发育以鲕状灰岩、竹叶状灰岩、泥质条带灰岩、藻灰岩为代表的动荡浅海环境沉积物。早奥陶世海侵进一步扩大,亮甲山期为本区最大海侵时期,沉积巨厚的滨浅海碳酸盐岩沉积。从晚奥陶世开始,由于受加里东运动影响,本区再次整体上升成陆,长期遭受剥蚀夷平作用达140Ma之久,形成了准平原化的地形地貌。中石炭世才重新下降接受沉积,沉积了本溪组和太原组海陆交互相含煤建造。晚石炭世末期地壳上升,使本区自早二叠世开始脱离海相环境,逐步转入陆相沉积环境。中石炭世一早二叠世,本区处于气候潮湿、地势低平、植物茂盛、沼泽广布的环境,是华北地区重要的成煤期。
4、中新生代滨太平洋构造演化阶段中新生代,本区构造演化进入了新的板块构造体制发展阶段。特别是自晚三叠世以来,地壳活动的动力机制发生了根本转变,伴随着太平洋板块向欧亚板块的俯仲作用,本区和整个中国东部一样,开始了一个全新的地质历史发展过程。
晚古生代一早中生代的近东西向构造为中新生代北北东向的环太平洋构造体系所取代,表现为区域构造线方向的偏转和强烈的构造一一岩浆活动。
(1)印支运动阶段以深层构造变形、中深的区域热动力变质作用和小型岩脉侵入和改造为特点。变形层次较深,构造作用过程中热的参与起着重要作用。
(2)燕山运动及其区内岩浆活动区内主体构造形成和演化时期,是褶皱、断裂、岩浆和变质作用均极为活跃阶段。本期构造作用塑造了区内现今主体构造格架。
(3)喜马拉雅运动与现代地貌格局的形成以北京西山山前高角度正断层的活动为代表,是现今北京西山山区和东部平原的分野阶段,塑造了现今地貌格局实习地区概况实习区内千米以上的山峰有多座,著名的如百花山海拔1991m,灵山达2420m,南部上寺岭1307m。区内大多为低山和丘陵区,高程一般为150—300m,总体地势为北高南低,西高东低,东南为华北平原。
实习区内主要河流为永定河、大石河和拒马河等,永定河是北京地区的主要河流,发源于吕梁山北端东部,其上游为桑干河,向东流经山西、河北、经北京西山和平原,在天津汇人海河,然后流入黄海。这些主要河流的支流向上游呈树权状撒开,形成了北京西山和平原的密集水系。北京西山年降水量700mm左右。雨季为7一8月,其降水量占全年的70%,山洪主要集中在这个时期。每年6一7月为高温季节,7月平均气温为28℃,极高温度可达40℃;1一2月为低温季节,1月平均气温为一6℃,极低温度达一22℃。4一10月,日平均气温超过11℃,年雷暴日约37天,多集中在雨季。年大风日(>8级)约21天,多在冬季和春季。
区内工矿企业较多,包括燕山石油化工厂、首都钢铁公司等,此外还有一系列的具有一定规模的煤矿和水泥和石灰厂矿,花岗岩、板岩和大理岩石料的生产也很可观。农业方面,平原区以种植小麦、玉米为主,丘陵和山区以杂粮为主,山口河滩地多植苹果树、梨树和柿树等。实习区北京西山位于近东西向的燕山山脉和北北东向的太行山脉的接合部位。
区内地质研究程度较高,地层发育较全,从太古界到新生界的主要地层单位均有出露(图1)。本区地层经历了不同程度的区域变质作用。本区地层和岩石在华北地区具有典型性和代表性,并可与华北地区的其它地区对比。下苇甸地质路线
一、地质路线
该路线从下苇甸村西北约300米处至下苇甸村,沿公路向东南至丹里为止。
下苇甸属北京市门头沟区管辖,位于北京市西北,有丰沙铁路、门台铁路以及公共汽车至此,交通方便。
二、观察内容
1、主要观察青白口系至上寒武统的地层剖面。
2、下马岭组至奥陶系下统各组的主要岩性特征、结构构造特征。
3、沉积岩构造特征(鲕粒、竹叶状、叠层石、斜层理等)并分析沉积环境。
4、观察侵入岩脉并判断岩脉的相对地质时代。
5、测量地层产状。
6、其它褶皱、断裂等构造现象和阶地。
三、资料简介
本区在地质构造上位于京西著名的髫髻山复向斜、九龙山复向斜和妙峰山复向斜之间的下苇店穹窿的东部(图3—1)。该穹窿中心出露有燕山期花岗闪长岩侵入体、地层出露由穹窿核部向外依次为青白口系、下寒武统、中寒武统、上寒武统、下奥陶统、中奥陶统、上石炭统、下二选统、上二叠统和侏罗系,以及侵入于上述地层之中侏罗纪的花岗闪长岩。各时代地层大多为整合接触关系。
只在下寒武统昌平组与青白口系景儿峪组之间、中石炭统本溪组与中奥陶统马家沟组之间为假整合接触关系,侏罗系则与下伏地层成不整合接触关系。岩石实习区可观察到的主要以沉积岩为主,在沉积岩下部可看到少量变质岩露头,只有在断层或断裂中可看到倾入的岩浆岩。这主要以观察的地点有关,因为我们的实习地主要在公路旁,看到的岩石以开路时切开的岩石露头为主。其余地点基本为植被和泥土覆盖。
一、沉积岩
1、碎屑沉积岩:
区内碎屑沉积岩主要有砾岩、砂岩、粉砂岩、砂质页岩、页岩、泥岩和一些火山碎屑沉积岩等,分布广泛,形成时代为太古代至新生代。
2、化学沉积岩区内化学沉积岩主要有灰岩、白云岩和硅质岩等。在区内主要分布于百花山向斜的两翼。其形成时代主要是:蓟县纪、青白口纪、寒武纪、奥陶纪等。
二、岩浆岩
京西岩浆岩出露面积较大,主要可以分为深成侵入岩、浅成侵入岩和喷出岩类,均形成于中生代侏罗纪和白垩纪。深成侵入岩是区内分布广泛,主要为中性到酸性岩体,从南到北都有出露。区内出露较大的岩株有房山岩体、灵山岩体等及与之相伴形成的岩枝。
浅成侵入岩主要是和深成侵入岩相伴形成的一系列的岩墙、岩床、岩枝等,从基性到酸性均有发育。
三、变质岩
变质岩岩类较为复杂,主要有大古界基底变质杂岩,显生宙的区域动力变质岩类和热接触变质岩类。
太古界变质杂岩大面积出露于实习区南西部,其它地区则零出露。主要岩性有片麻岩、斜长角闪岩、变粒岩组成,并受到中等到强烈的混合岩化作用,形成了各种类型的混合岩。动力变质岩主要发育在各类断层带中,主要岩性有各种变余糜棱岩、糜棱岩和断层岩等。区域变质岩类分布广泛。主要有板岩、干枚岩、片岩、片麻岩和变质砂岩(砾岩)、大理岩等。在与各类岩体的接触部位,还发育各种类型的热接触变质岩类。
地质构造
一、断裂构造
1、北东向断裂主要包括紫荆关深断裂带和怀柔涞水断裂带及其伴生的小断裂,是区内主要断裂。
北东向断裂主要变形时期为晚侏罗世,后期新生性、继承活动性明显。断裂活动控制了晚侏罗世及白垩世侵入岩体及早白垩世火山沉积盆地的分布和发展。
2、北东东向断裂
北东东向断裂与北北西向断裂相互交切而呈棋盘格状,一般规模不大,长几Km至十余km,总体走向北东60~70°,断面紧密、平直,断距很小,主要形成于侏罗纪末,是上述北东向主断裂共生的断裂。断裂性质呈左行压扭性。
3、北西—北北西向断裂本组断裂一般规模不大,长几km至十余Km,区域上个别可达上百Km,主要变形时期为侏罗纪,是前述北东向主断裂共生的断裂,并与北东东向断裂配套。断裂性质呈张扭性。
二、褶皱构造
北京西山的褶皱构造较为发育,轴向主要为北东东向至近东西向,主要有:
百花山向斜、九龙山(三家店)向斜、马鞍山(谷积山)背斜和北岭向斜等。
1、百花山向斜百花山向斜分布于北京西山中部,呈北东—北东东向展布,核部地层为侏罗系火山岩,两翼分别为古生界和元古界;两翼地层倾角约30?,近对称分布,轴面直立。褶皱的北翼与西南部为断层切割及燕山期岩体侵入改造,表明其形成于岩体侵入前,区内零星发育的白垩系没有卷入褶皱,因此褶皱形成于中侏罗世后,白垩纪之前,是印支运动一燕山运动早期的产物。
2、九龙山(三家店)向斜九龙山向斜分布干百花山向斜东部,呈近东西向展布,与百花山向斜的构造特点极为相似,二者为同期构造作用下形成。核部地层为是侏罗系火山岩,两翼主要为古生界;两翼地层倾角约30°,近对称分布,轴面直立。
3、马鞍山(谷积山)背斜马鞍山背斜分布于九龙山向斜与北岭向斜之间,呈北东东或近东西向展布,核部地层为蓟县系雾迷山组,两翼分别为青白口系、寒武、奥陶系和石炭、二叠系。在横剖面上,背斜总体成箱状,两翼较陡而顶部平坦,总体向东倾。
四、实习总结
这次地质实习,我们结合理论学到了很多实际知识。通过实地考察,对课本所讲的的知识有了更深刻的了解,开阔了视野,知识从感性认识升华到了理性认识,从抽象变得具体起来。更体会到了野外地质工作的无限乐趣与艰辛。观察了各种地质现象并积累了许多地质、地貌方面的材料,通过亲身实践学到了许多课本上没有的知识,实现了理论与实践的结合。老师以自身丰富的经验与学识,像我们讲述了各种地质知识与现象,在他们身上体现了务真求实、精确严谨一丝不苟的教学风格和艰苦朴素平易近人的人格魅力,我学到了宝贵的知识,锻炼、提高了我们野外实习、考察的能力,为我们以后的学习和工作打了一个很好的基础。
通过实习,走进了大自然,走进了实地,是我们更加深刻的感受到了自然的伟大,人的渺小,是我们对地质地貌学有了更大的兴趣和好奇。是我们在书本上学到的知识与实际结合到了一起,对理论知识起到了加深巩固的作用。
一、前言
主要说明实习的时间、地点、目的、任务及路线安排,实习队的组成,工作的方法,工作量以及所取得的主要成果。
二、实习区概况
1.实习区的范围、地理位置、交通概况等,最好附上“工区位置图”。
2.实习区的区域地质概况
3.实习区自然地理概况,如地形、地貌、河流、气候等概况。
4.实习区社会经济概况。
三、地层
实习区的地层层序、时代、接触关系、厚度及分布状况。按照地层的新老关系,由老至新叙述各个时代地层的岩石组合特征、古生物特征、沉积特征、分布和出露情况、接触关系、厚度、地貌特征及特殊的识别标志。
四、岩石
叙述实习区出现的岩石类型,详细描述其特征。可按沉积岩、岩浆岩、变质岩的顺序分别叙述,要说明成分、结构、构造、产状、成因、时代等。
五、内动力地质作用
1.地壳运动及地质构造
概述实习区的大地构造位置、基本的构造格局、地壳运动、具体构造的类型和特征。对褶皱构造与断裂构造分别进行详细描述,并应附有素描图、构造剖面图等。
褶皱构造要描述构造的位置、范围、规模、长轴方向,核部的地层时代、岩性,两翼的地层时代、岩性、层序,两翼岩层的产状,轴面和枢纽的产状,最后确定褶皱的类型、褶皱的形成时期及形成机制。
断裂构造要描述断层的位置、方向、规模,断层面产状及形态变化,断层面、断层带的特征如擦痕、断层泥、断层角砾、断层崖等,断层两盘的地层时代、岩性,两盘岩层的产状,地层的牵引现象,伴生节理及构造岩等。
2.岩浆作用
按岩浆作用时代、作用方式及产状等进行描述。分析柳江向斜的形成与岩浆作用的关系。
3.变质作用
按变质作用方式分别进行描述。
六、外动力地质作用
1.风化作用
风化作用的类型、方式、产物及特征。
2.河流地质作用
描述河流的侵蚀作用、搬运作用和沉积作用特征。
3.海洋地质作用
描述海洋的侵蚀作用、搬运作用和沉积作用,三角洲的形成及沉积特征
4.内动力地质作用与外动力地质作用的关系
内动力地质作用与外动力地质作用的辩证关系
七、矿产
简述实习区内所出现的各种主要矿产资源,说明每一种矿产的赋存层位、规模、找矿标志、矿物组合和矿产应用等。
八、地质发展简史
根据实习区的地层、岩石、地质构造、岩浆及火山活动资料,综合分析本区的地质发展历史。从古到今按地质时代连续论述各时期发生的地质事件,包括古地理、古气候、古生物、沉积演化、构造演化、岩浆活动、地壳运动等。
九、结束语
概括性地总结野外实习的主要成果,自己的收获和体会;野外实习方法上有哪些提高;哪一部分实习收获最大;野外实习对课堂知识的理解和将来参加工作的意义,实习中存在的问题和不足,对今后工作的意见和建议等。
经过一个多学期的学习,我们对工程地质与土力学有了深刻的认识与了解,掌握了关于工程地质与土力学中的基本知识,但是书本上的知识与实际情况往往有很大的差距,所以为了更好点的认识地质现象,加深对其了解,我们08级土木工程专业在六月三号在刘传孝老师的带领下开始我们的地质实习。
一、地质实习的目的
1、学会对岩石的肉眼判别
2、了解馒头山沉积岩的每一层的岩石组成及其颜色、厚度等
3、学会地质罗盘的使用方法
4、用地质罗盘测量实地测量岩层的产状(走向、倾向、倾角)
5、掌握褶皱的基本知识和判断背斜、向斜的能力
6、现场认识断层、滑坡、岩层,背斜、向斜等地质现象
二、地质实习的过程
我们的实习分为两天(六月三、四号),六月三号实习地点是长清张夏镇满寿山和灵岩寺,实习项目是满寿山的岩层构成和滑坡、断层现象,六月四号的实习地点是苏庄,实习项目是背斜构造和地质罗盘的实习,六月四号下午我们结束地质实习,返回学校。
三、实习的内容
1、认识满寿山的岩层
馒头山,海拔408米,位于济南市长清区张夏镇境内,当地老百姓习惯称此山为“馍馍山”、“满寿山”,或者高雅的称为"曼寿山"。2003年,馒头山被世界教科文组织命名为世界第三地质名山,当年又被列入省级地质自然遗迹保护区。馒头组主要由紫红色、黄绿色等杂色页岩及泥质、白云质灰岩组成。
底部不整合于泰山杂岩的肉红色片麻状花岗岩之上。下部灰岩中含磁石结核和条带,上部页岩中具微细水平层理,中部页岩含有三叶虫化石-中华莱德利基虫。厚度119米。
在开始实习前,刘老师将此次实习分为三组-馒头组(十层)、毛庄组(六层)、徐庄组(五层)。
一、馒头组
第一层是由页岩组成,厚约两米,岩层呈现黄绿色,局部呈现灰色,风化程度非常的严重,裂隙发育大,我们在工程中应尽量避开第二层是由石灰岩组成,该层岩石深入山体,厚约四米,岩石呈灰绿色,此处的裂隙极有可能发育成溶洞,所以工程中应注意勘探。
第三层是页岩,厚约八米,岩石呈现黄绿色,局部呈现褐色
第四层是由页岩组成,厚约十三米,颜色显紫色
第五层是由石灰岩组成,厚度约六米,颜色呈现土黄色,裂隙发育轻微,有利于工程实施,
第六层是由页岩组成,厚度约四米,颜色呈现黄绿色。
第七层是由石灰岩组成,厚度约两米,颜色呈现绿色,空隙发育,石灰岩表面覆盖物为填充在裂隙中的杂质。
第八层为页岩,厚度约七米,颜色为紫红色风化程度比较大第九层为石灰岩,厚度约两米,颜色为灰白色,纵向裂隙发育比较大,但是横向裂隙发育小,前度较高。
第十层是由页岩组成,厚度约五米,颜色呈鲜红色,由于该层位于山顶,所以此处岩石风化严重。
二、毛庄组
第一层是由页岩组成,厚度约四米,颜色为紫红色,页岩中含有云母第二层是由页岩组成,厚度约为十三米,颜色呈现紫红色第三层是由页岩组成,厚度约为四米,颜色为紫红色,由于该处地势高以及各种外力因素,使得该岩层水土流失严重,表面基本无植被覆盖第四层:灰色鲕状石灰岩,厚零点八米。
第五层:灰色石灰岩,厚零点二米。
第六层:灰色鲕状石灰岩,厚零点三米。
二、徐庄组
由于徐庄组地势陡峭,我们不能继续前行,所以未能近距离观察徐庄组的岩层组成。
2、认识滑坡与断层
下午我们到达灵岩寺附近,开始下午的实习,主要是认识滑坡,断层以及一块花岗岩。
首先老师将我们带到实习地点,指着远处的山体让我们找出断层的上盘,下盘,断层线,断层面以及滑坡体,然后详细讲解了该处滑坡和短层,在山路的一边同学们边听边记,最后老师带我们去看了一块花岗頒岩,三号的实习结束,
3、认识苏庄断层
六月四号,我们开始了第二天实习,首先是一处断层,这处断层比昨天的更有价值与意义,因为该处断层断距小,我们能看的很清楚上盘,下盘等,而且该处断层低。加深了对断层的认识。
4、地质罗盘的实习及背斜的判定
地质罗盘仪是进行野外地质工作必不可少的一种工具。借助它可以定出方向,观察点的所在位置,测出任何一个观察面的空间位置(如岩层层面、褶皱轴面、断层面、节理面……等构造面的空间位置),以及测定火成岩的各种构造要素,矿体的产状。
岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水平线的延伸方向。测量时将罗盘长边与层面紧贴,然后转动罗盘,使底盘水准器的水泡居中,读出指针所指刻度即为岩层之走向。岩层倾向——是指岩层向下最大倾斜方向线在水平面上的投影,恒与岩层走向垂直。测量时,将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向,罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘,使底盘水准器水泡居中,读指北针所指刻度即为岩层的倾向。
背斜是褶皱的一种,为岩层向上拱起的拱形褶皱,经风化,剥蚀后露出地面的底层,分别向两侧成对称出现,老地层在中间,新地层在两侧,另外褶皱也包括向斜,其为岩层向下弯曲的槽型褶皱,经风化、剥蚀后,露出地面的地层分别向两侧成对称出现,新地层在中间,老地层在两侧。自然界的背斜和向斜相互连接、相间排列,常是多个连续出现。正常情况下﹐背斜呈背形,向斜呈向形﹐是褶皱的两种基本形式。
褶皱要素:褶皱要素是指褶皱的各个组成部分,主要有:核、翼、转折端、枢纽、轴迹、脊线和槽线、褶轴。
结束断层的实习,我们继续登山,开始褶曲的认识与实习,首先,老师将我们带到一个牙口让我们判断一下该处是向斜还是背斜,同学都说是向斜,老师说过一会就知道答案了,咱们慢慢的揭露它,然后我们在刘老师的指导下对地质罗盘进行了实习,同学们分组测量,我所测得岩石产状如下:走向ne35,倾向ne360,倾角45
在结束了罗盘的实习,我们继续上行,在途中老师不时停下给我们讲解背斜与向斜的判定方法,我们从中知道背斜与向斜不能简单通过直观的感觉来判断,就像这个山他就是一个背斜构造,虽然在途中非常像向斜,当我们走到最后一个山头的时候,结果就出来了,这就是一个背斜构造,是由于地质运动的时候,两侧受力不均造成背斜的一翼陡峭,而另一翼缓,所直观看上去容易造成错误判断。
在看完了,这个背斜构造后,我们的实习全部结束,下午返校。
四、实习的结论
1、我们在实习过程中学到了在课堂上学不到的知识,缩小了书本与实际的差距
2、学会了地质罗盘的使用,测得岩层产状,
3、掌握了背斜与向斜的基本判定
4、对断层与滑坡等地质现象有了进一步认识,理论联系实际。
5、了解了馒头山的岩层构造,对沉积岩有了更深的认识。
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