一、实习概况
“实践是检验真理的唯一标准。”为了配合地质地貌学的教学,提高教学质量,并且使同学们对所学地质地貌学知识有更感性的认识,巩固教学成果,20xx年7月13日,我们中山大学地理科学与规划学院01级的同学在高老师和刘老师的带领下,到全国首批旅游城市之一的肇庆七星岩地区进行了为期三天的地质地貌实习。尽管只是三天的时间,我们的地质地貌知识也相当有限,但是在已经掌握了当地详细地质地貌情况的高老师和刘老师的精心讲解和耐心指导下,加上不少学者之前做的调查资料,我们得以比较系统地了解掌握了当地的地质地貌情况,并学会了一些外出实习的基本要领和考察方法,同时也通过实践,验证和巩固了所学的知识。
本次实习从7月13日开始,从中山大学珠海校区出发,途经中山,江门等市,中午到达高要市,实习考察正式开始,首先在西江南岸卸煤码头考察滑坡和河流阶地,再经西江大桥抵达肇庆市,下午到北岭考察洪积扇,最后是到东岗村观察并讨论了当地冲积平原与洪积扇之间的过渡地貌。14日考察重点在七星岩风景区的地貌考察,主要地貌有地下溶洞,落水洞,干溶洞,断层带等。第三天上午考察了西江三榕峡东岸的北岭背斜,总结了实习成果,下午离开肇庆返回珠海,结束了为期三天的实地考察。
二、实习内容
7月13日早上,我们乘车出发,所经过的公路基本上都是沿着珠江三角洲的边缘开辟的。南方多丘陵,沿着三角洲冲积平原的边缘建设公路难度一般都较低。公路两旁可以看到低矮的丘陵,这些丘陵的岩石大多已经风化成砖红壤了,很少有完整的基岩保存下来。而正是由于肇庆的基岩出露状况比较好,所以我们选择它作为地质、地貌实习的基地。
整体上来看,肇庆七星岩地区北部是山地,南部是丘陵,中部是西江冲积平原,肇庆七星岩喀斯特丘陵就是位于这个平原上。下面我们就三天实习所考察的地貌类型来分类来说明肇庆七星岩地区的地质地貌状况。
1.滑坡与侵蚀阶地
坡面上大量土体、岩体或其他碎屑堆积,主要在重力和水的作用下,沿一定的滑动面整体下滑的现象称为滑坡。滑坡是山区建设中经常遇到的一种自然灾害。[1]
7月13日早上我们从珠海出发,首先到达的第一个实习地点是处于西江南岸西江大桥东侧的一个小卸煤码头,也称上南岸,属于半埋藏阶地。
上南岸是一个潜在的滑坡,但是目前没有再次滑坡的趋势和迹象。该地区在20年前发生过一次大滑坡。1983年12月16日晚上约9时至11时该地发生一般性规模的突然滑坡,塌方200多米,沉降深度10米。[2]事发时该处卸煤码头上有四个民工在小屋内睡觉,后来只有一人逃脱。据讲,滑动是首先从下面开始的,后来才看到上部滑动,由此可分析判断此滑坡属牵引式或称拖带式滑坡,广东地区的滑坡多是这种小型滑坡。
此滑坡范围在130m—140m内,滑动后滑坡体伸入西江,由于规模较小,所以没有造成西江淤塞。造成此滑坡的原因主要有以下四点:
(1)该地处在西江凹岸,受凹岸侵蚀使土石坊减少,导致不稳定。
(2)滑坡体上部原本有一蓄水池(现已填平),与山体旁的西江距离不远,水的下渗对滑坡体的滑动起了润滑作用。
(3)该地原本的卸煤码头比较大,卸下的煤多,加大了滑坡体的负荷,促进滑坡的产生。
(4)滑坡体由第四纪粘土组成,是松散的堆积物,容易产生滑动。
该滑坡滑动后形成了4-5个滑坡阶地。如今的滑坡体由于采山造石和植树造林等原因已经看不出,只有滑坡壁依然可见。
2.河流阶地
河流阶地是洪水不能淹没的原先谷底地形,即常态阶地。这里的洪水不是一般洪水,而是百年一遇的洪水。原先谷底必须有残留冲积物,如果河流谷坡仅有阶梯状的岩石坡面,可称之台地或古剥蚀夷平面,它不一定是河流形成的。[1]
肇庆市西江河谷地貌横剖面图[3]
阶地的类型有常态阶地(或阶地)、半埋藏阶地和埋藏阶地,其中后两种是阶地变形的结果。
(1)常态阶地分布在河流上游或源头区。如鉴江信宜、漠阳江春湾、北江韶关,是洪水不能淹没的阶地,故称常态阶地,简称阶地。
(2)半埋藏阶地是原先的第一阶级地主要因海平面上升引起的均衡构造下沉,而与全新世堆积的高河漫滩类高、至今能被洪水淹没的阶地,主要分布在中下游冲积平原,如肇庆市西江与七星岩之间的地貌即为第一级半埋藏阶地。
(3)埋藏阶地是半埋藏阶地向三角洲延伸逐渐被全新统覆盖形成,,分布在入海三角洲,这是最高和最年轻的埋藏阶地。[3]
上文所说的滑坡历时一个多小时,形成四五个台阶。如今的公路就修在一级阶地,朝上是三级阶地。阶地是河流历史时期的河漫滩下切或抬升造成,由鹅卵石可以判断。
沿西江边一滑坡壁往上走到二级阶地,在第四纪,此处曾是西江河漫滩,后来由于构造运动使河漫滩抬升,形成现在的二级阶地。此现象体现了西江是摆动的,河流是下切的,两岸是抬升的。沿途可见地上鹅卵石的成分多样,体现此处基岩的多样性。
该地的三级阶地高50米,地势平坦,鹅卵石风化程度更深,形成历史更长,但现被水泥盖住了。由于鹅卵石形成的致密隔水层比较坚实,现此处建有一供水站。
通过观察,得出此处阶地鹅卵石的几个特点:
(1)磨圆度好,粒径不大,硬度不大,是河流长时间的搬运,所经距离远;
(2)具有多种多样的岩性,由于是主干流形成,上流很多物质被带下来沉积,形成当地复杂的岩性;
(3)阶地级数越高,形成时间越长,风化作用越强,岩性越脆,越易碎。
因此,要确定各级阶地可根据以上三个特点,通过找砾石,观察岩性,风化程度,磨圆度等方面来确认。
3.洪冲积阶地和洪积扇
肇庆市西江和北岭间有洪积扇地貌。13日下午15:30我们来到了该洪积扇所在的耀辉园艺场,这里和我们所住的党校都是建在北岭的洪积扇上的,地上原积的土都是来自洪积扇的,广茂铁路的肇庆市北端部分也是修在洪积扇上。从来的路上我们也看到不少依山而建的度假别墅,洪积扇是经过很长时间堆积而成的,坡度相对比较平坦,在上面搞建筑是可行的。我们观察到眼前的洪积扇剖面有五六米高,岩层组成是第四纪时代的岩石,北岭的岩石主要是泥盘系的砂岩滚下来再堆积成第四纪岩层的。裸露在外的红色岩石是砂岩,由长石、石英组成,风化后易敲碎,在大气中变质后变黄生成Fe2O3。岩石特征自上而下,从扇顶到扇缘,依次是由粗到细的砂岩。
接着,我们来到东岗村一洪积扇和冲积平原的过渡地带进行考察。肇庆市北部是北岭山脉,西江从肇庆市的西部流进,在肇庆市的南端向东拐弯从肇庆市的南端流过,所以整个肇庆市自北向南的地貌构成基本上是从山脉到洪积扇,再到冲积平原的过渡。
洪积扇是由于山上下雨的雨水自沟谷出山口后,坡度骤减,沟谷水流所携带的物质大量堆积,就形成了以沟口为顶点的冲积锥或洪积扇。[1]
过渡地带的地面有很多白色的泥土,踩上去比较柔软。过渡地带的物质组成基本是粘土物质,既有冲积物又有洪积物,岩性复杂。冲积平原和洪积扇共有的特点是前缘较薄,地下水较浅,物质较细。两者的区别是:
(1)冲积平原是远距离搬运所致,而洪积扇是近距离搬运所致。如我们所考察的过渡地带中的冲积物就是从西江中上游远距离搬运来的。
(2)结构成分上,冲积平原的砾石成分可以是任何岩石,而洪积扇由砂岩组成。
(3)结构上,冲积物的颗粒磨岩度好,而洪积物的颗粒磨岩度差,并呈红色。
4.喀斯特丘陵和洞穴
旅游胜地七星岩因七座奇峰列峙如北斗七星,故得名。七星岩的七个秀丽喀斯特石峰是阆风岩(峰顶高程103.3m)、玉屏岩(99.8m)、石室岩(89.8m)、天柱岩(108.0m)、蟾蜍岩(89.9m)、仙掌岩(61.8m)和阿坡岩(119.6m)。这七座岩是背斜中部被侵蚀挖空后的两翼形成的山岩,称为残峰。这里各级溶洞发育良好。溶洞发育初期是地下水沿着细小的裂隙,如层面、节理面、断层面等流动,并进行溶蚀,当孔隙完全被水充满后,水就有了承压性,溶蚀能力加强。随着空隙的扩大和水流量的增加,地下水具有了机械侵蚀的能力,加上重力作用,溶蚀迅速扩大并合并,形成地下河。
7月14日早上8点多,我们到达七星岩开始新一天的实习。步入七星岩风景区,一路向前走,路的左边是砂质岩形成的侵蚀丘陵,路的右边是石灰岩喀斯特地貌。途经一招财佛石像前,抬头仰望,只见招财佛后面的山岩是一分界处,左边是砂页岩,右边是石灰岩,两边的植被也有所不同。
接着我们来到位于阿坡岩下的双源洞,它是七星岩最长的静水地下河,全长320米,洞中有两条溪水汇合,向东流出洞外,故称“双源洞”,洞内有钟乳石。双源洞是发育在石炭系中上统的壶天群灰岩,之前我们沿路看到的是石炭系下统的,比较老。双源洞洞口上,断层、节理、褶皱均有。
岩溶发育须具备的条件是:(1)岩石是可溶性岩石,如石灰岩。(2)岩石的透水性好。岩石的透水性影响着水向地下渗流,关系到地下喀斯特作用的进行。岩石裂隙越发育,岩石的透水性就越好。(3)地下水须具有侵蚀性,例如要具有CO2,能形成HCO3-。(4)地下水必须是流动的,否则HCO3-饱和后不再形成。由以上条件形成溶洞,时间越长,溶洞越大。双源洞具备以上条件,其岩性为石灰岩,位于两节理的交汇处,裂隙发育,洞内有两条水源与外面的湖相连,使地下河水不断循环流动。
我们继续向前走,据老师介绍,此处的喀斯特溶洞在60年代作为军事用地,小的用作防空洞,大的用作军用机场。
转过禾原岩我们来到一题为“奇观”的钟乳石前,钟乳石就像在山的表面长出的一大石柱,它是由二氧化碳溢出而形成。
双源洞还有另一个出口,北岭流过来的河流流进溶洞,形成断头河。溶洞水冬暖夏凉(地下水20米恒温),地表水与此汇集到落水洞。
离开双源洞后,我们登上马栏岗,该处是一个石灰岩侵蚀坍塌后形成的大落水洞。落水洞是开口于地面而通往地下深处裂隙、地下河或溶洞的洞穴。落水洞发育于不可溶的砂页岩和可溶的石灰岩交界处,喀斯特作用特别旺盛。由背斜理论可知,落水洞上面的岩石看上去是山,实则多是谷。落水洞四周长满了植被,阳光很难直射到落水洞底,所以从岗上望下去,一片漆黑,很难判断落水洞有多深。由于很难深入落水洞去考察,所以我们无法得知雨水落入洞后,是沿什么路径流动的。
在玉屏岩西面山脚,我们考察了玉屏岩和七星岩之间的断层面。这是一个右行平锥平移断层,玉屏岩本与观音岩相连,后来观音岩向南东移动,玉屏岩向北西移动,从而形成一左旋断层。中间破碎带易被风化侵蚀,形成的粘土不透水,从而蓄水成湖。观察此断层面走向的方法是:微观上根据擦痕判断:用手摸断层面,若光滑则是沿其走向。综观上根据断层阶步,顺则是其走向。
接着,我们还学习了如何用罗盘定地物方位。基本原理是先打开罗盘盖,让罗盘盖上的镜子中轴线前端对准远方需要定位的地物,线的后端指向观察者的胸前。稍后,指北针转动、静止至微动,其所指的角度就是地物的方位了,而指南针所指的角度就是人相对所指地物的方位。
当天13:15我们来到高108米的天柱岩脚下,喀斯特作用形成的石峰十分笔直、陡峭,很少有石峰连接而成山脉。13:30我们到达山顶的摘星亭。从山顶眺望,北岭山脉自北向南过渡,北面有别墅建在洪积扇上。地形分布是:山前由倾斜平原过渡到冲积平原;向南是西江水到阶地,接着是喀斯特丘陵;冲积平原上是市区;七星湖上是七个喀斯特丘陵,石上的坑洼是由雨点的机械侵蚀和雨点的侵蚀造成的。
5.皱褶和断层
7月15日早上8:30,我们到达正位于西江的峡谷地段——三榕峡。峡谷段处在西江中游,峡谷段河流狭窄,水流速度快,侵蚀能力强。我们所在考察的地点位于背斜的北翼,面前的大山是北岭山脉的延伸,岩性是砂页岩。背斜的轴部往往是比较低洼的地区。该背斜发育于最古老的泥盆系地层,主要是砂页岩,页岩具有岩理,与泥岩都是由粘土矿物组成。整个背斜朝北倾斜。
三榕峡这一段的岩层倾向整体上朝北倾斜,目视倾角大约为30度。我们朝南走,找到一处岩层表面比较平滑的地方,在老师的指导下学习使用罗盘来测量岩层的倾向、倾角和走向。由于岩层倾角与走向相互垂直,所以一般只需要测量岩层的倾角,然后加上或减去90度就可得出其走向了。
9:40我们继续向另一个考察地进发,9:45到达了一个采石场。此时我们基本到了背斜的轴部,岩层倾角近似水平,有一点往南倾斜,此处岩石易破碎,节理最发育,人工采石时,不需要花太大的人力、物力,当然,这里生产的岩石也有一个缺点——坚硬度不高,一般不适合作为现代高层建筑物的用材。
从采石场再往南走就是北岭的背斜南翼,岩层往南倾斜。至此,我们基本观察完北岭山脉的背斜。再往南走时,我们发现发育于泥盆系的岩层突然消失,从我们手上的地质地貌剖面图,可以看到北岭山脉上标有一个大断层,该处断掉从泥盆系到第四系6个系的地层形成断层。然后我们就在采石场观察和拣石头标本。我们发现有不少石英砂、粉砂岩,而肇庆著名的端砚就是用很细的石英砂和粉砂岩制作的。
中午时分,我们乘车回到党校。党校的公路也是修在洪积扇上,我们途中下车选择两个点用罗盘测量了倾角,大约为4、5度,越往上角度越大。
三、地质地貌发展史
1.地质发展史
下古生代(Pzl)大地构造为地槽构造特征,这个时期的褶皱比较强烈。在距今5.7-5.0亿年的寒武纪时期,肇庆地区是个浅海地区,有些地方的海相泥沙堆积达1000-1500m厚,这些堆积来自华夏古陆(即今潮洲一带)。到奥陶纪(O)时期,发生了广东范围的郁南运动使奥陶纪地层不整合于寒武纪地层之上。海相同时发生了变化,海水深度受地壳、气候等的影响而由深变浅。志留纪(S)后,距今4.0亿年,发生了著名的加里东运动,影响整个肇庆地区抬升为陆地,而高要、德庆、罗定等地还残余狭长的海湾。
到了上古生代(Pz2),大地构造进入了准地台阶段,七星岩地区就是在这一时期形成的。下泥盆世(D1)为陆地相,肇庆地区已形成山地丘陵,没有沉积。中泥盘世(D2)有桂头群石英岩和粉砂岩(D1-2gt),海陆相交互,有浅海相沉积。海水从广西方向涌来,发生海侵现象,肇庆地区由陆地向海洋转移,沉积物自西向东由粗变细,沉积物厚度由厚变薄,形成了老虎坳和桂头群的不整合地层。到了距今3.4—2.8亿年的石炭纪时期(C),整个肇庆地区继续沉积成浅海环境。初期气候温暖,贝壳类生物繁殖很快,由于海水碳酸钙浓度高,含量大,形成沉淀,石磴子灰岩(C1ds)由此形成。后来又发生海退,许多地区都形成了滨海环境,出现滨海和沼泽,形成测水灰岩(C1dc),存在煤系。到了中石炭世时期,气候炎热,海水运动不强烈,流动性差,开阔的浅海台地生物不发育,在化学作用下,生物化学风化、海水蒸发浓缩形成层理不发育的白云石灰岩,即壶天组灰岩(C2+3ht)。从二叠纪到三叠纪,仍呈海陆交互相,为滨海沼泽环境。
至中生代(Mz),三叠纪时期(T)大地处于大陆边缘活动带,上三叠纪(T3)到下侏罗纪(J1)发生的印支运动使整个广东省大部分地区抬升为陆地。肇庆地区也从此脱离了海洋环境。
中侏罗纪(J2)至白垩纪(K)(距今1.95—0.55亿年),发生了五幕燕山运动。其中第三幕燕山运动(距今1.55—1.35亿年)时期,花岗岩体入侵,熔岩侵入,后来钙质被剥蚀使花岗岩出露地表,形成现在西江南岸的花岗岩群。至此,地质发育情况趋于稳定。
2.地貌发展史
第四纪中更新世(Q2)以前,主要包括白垩纪(K)、早第三纪(E)、晚第三纪(N)、早更新纪(Q1),即距今1.5亿-70万年之间,由于燕山运动,喜山运动的构造作用以及以后的长期侵蚀、溶蚀作用,在中更新世以前肇庆地区的基本轮廓就已形成了。北面形成侵蚀低山,南面为侵蚀丘陵,中间形成东西向的西江以及宽阔的西江低地、旱峡、羚羊峡。在早更新世末期某一阶段的地壳相对稳定时期,形成了北岭南坡的洪冲积扇,西江两岸则形成河漫滩,在七星岩的水平流动带形成地下河。(根据第四层水平溶洞经过四次构造抬升,抬升到目前的65-75m高度)。
在中更新世(Q2)时期的陆相环境,早更新世(Q1)末期与中更新纪(Q2)初期之间,七星岩地区快速地抬升了20多米(这是根据第三、四层水平溶洞之间的高度差值估算出来的)。由于基面下降,地壳的快速抬升造成了水流下蚀,喀斯特水向下溶蚀加强,使七星岩地区原先的水平流动带抬升为干溶洞,成为垂直上升带。西江河漫滩上升形成河流阶地,原河床上升为河漫滩;北岭南坡形成洪冲积扇,而后洪冲击扇抬升为洪冲积阶地。当地壳处于稳定阶段后,七星岩形成新的地下河,北岭山上河流带来桂头群的角砾石(第二层溶洞堆积物)在地下沉积,西江河谷形成新的河漫滩,北岭山前形成新的洪冲积扇。在中更新世的第二阶段,地壳开始快速抬升了20米(根据第二、三层水平溶洞之间的高度差值或第二、三级河流阶地之间的高度差值估算得出的)。因此,形成了干溶洞、石灰华、钙华地貌,原先的河漫滩又抬升为河流阶地,北岭山前形成新的洪冲击阶地。
在晚更新世(Q3)时期,地壳大幅度抬升几十米。由于构造上升,西江水流下切,西江河床的基岩面由此形成,第二级河流阶地也形成,中更新世(Q2)的七星岩的地下河抬升形成干的水平溶洞。晚更新世(Q3)抬升以后,从此地壳以间歇性缓慢下降为主要运动方向,出现了埋藏阶地。虽有局部的上升,实际冲积层厚度超过了正常冲积层厚度。(正常冲积层厚度为20米,肇庆冲积平原地区最厚冲积层厚度竟达60米,旱峡在全新世淤塞,其冲积层厚度竟达90米)。在晚更新世(Q3)时期,在羚羊峡进口和出口附近有来自山地的两条溪流,沿北岭与龙门之间的向斜构造下蚀和溯源侵蚀,切开源头分水岭,形成西江旱峡汊道。
至距今两万年,即晚更新世(Q3)末到全新世(Q4),海平面下降对河流阶地产生了两个效果:(1)基面下降,河流下蚀,有利于河流阶地发育;(2)海平面下降(距今6000年),海洋水容积减少,荷载减轻,牵引广东大陆构造抬升,冰期过后,广东大陆构造下沉,第一级和河流阶地在洪水期被洪水淹没,形成第一级半埋藏阶地。这一时期地壳表面以风化侵蚀为主,颗粒小,呈红色,剧烈风化。
四、结束语
大学的第一次野外实习很快结束了,我们这次的“笃行”尽管只有短短三天,不过我们从中实在学到了不少东西,能把所学的知识运用到实习中更使我们提高了继续学习的热情。本次实习令我们加深了对地质地貌学的了解,更深刻认识到了学习地质地貌学的意义,巩固了学习成果,体会到“学以致用”的道理,并且学会了一定的考察地质地貌的方法要领和细节。例如,出外实习要对考察对象做一定的了解,合理安排考察路程和考察内容,注意研究的方法和工具的使用,一些考察的细节如做笔记应该用铅笔等等,学会基本的考察报告的写法,充分认识到地质地貌考察的必要性和艰苦性,激发了我们自己考察家乡和各地的典型地质地貌的兴趣,这些都将对我们日后的学习乃至工作起到积极的作用。
参考文献
[1]地貌学严钦尚曾昭璇高等教育出版社;
[2]肇庆市地方志编委会,肇庆市志(上),1999,第二章(15页、192页);
[3]广东河谷地貌刘尚仁中山大学学报(自然科学版)1997年1月第36卷第1期;
[4]晚更新世以来,北江和西江的阶地、地壳运动及其生产利用刘尚仁中山大学学报(自然科学版),1984(4),P135-142。
一. 实习目的
1、通过野外实习和实地地貌及水文观察,理论结合实践,掌握各种地貌类型的基本形态、基本特征、物质组成、发育过程和演化历史。
2、了解不同水文条件下,河流地貌的演化规律,小流域地貌的发育,空间组合规律。
3、培养野外观察、动手和分析等技能,提高学生的基本素质和综合能力。
二.实习地区地貌概况简介
地点:**地区
时间:20xx年8月27日—20xx年9月2日
杭州处于浙西山地与长江三角洲平原的衔接地带。地势西高东低,绝大部分为构造剥蚀地貌,游客费为三个地形单元:外围峰丝,主要由泥盆系砂岩组成,高度300-400米;内圈山体,如玉皇山,由石炭-二叠系石灰岩组成,高度200米左右,岩溶地貌发育;北部孤山、葛蛉、宝石山由侏罗系火山碎屑岩组成,高度在35-125米之间。杭州市平原部分由第四系组成,其分布或近西湖、或滨湖面呈椭圆形,南北伸长3.3公里,东西2.8公里,周长为15公里,水面面积月5.6平方公里。
钱塘江呈“之”字形流经杭州市城区的东南侧。
杭州地区大地构造处于扬子准地台钱塘台褶带,杭州西湖地区一篇低山丘陵是西湖复向斜内中生代断块隆起区,包括市区在内的杭州市东北地区的平原是中生代断陷盆地。中元古代以后,地层发育齐全,岩浆作用频繁,地质构造复杂,成矿条件较好。近期由于现代构造运动趋向缓和,地震活动显得微弱,地壳相当稳定。区内地层出露和岩石种类组成较齐全,地质构造复杂而地貌类型多样,有火山熔岩地貌、构造地貌、岩溶地貌、流水地貌等等,地表起伏变化大,山、丘、岗、沟和平原组合构成了杭州地区独特的地域综合体。
三.实习内容
20xx年8月30日 九溪十八涧途中
九溪十八涧源头在龙井村一带,形成了一个面积巨大的漏斗状盆地。该盆地的四周山岭基本上由砂岩组成,只在东北角靠近龙井泉处出露了石灰岩,岩层倾向北东,与地形坡向趋近一致。岩层层面裂隙及节理发育,一条北东方向延伸的断层正好穿过龙井寺,这些都成为龙井泉的导水通道。泉水出露位置龙泓涧和九溪分水岭“Y”口的下方,地形上有利于水的汇集。西面棋盘山集水面积较大,植被茂盛,有利于地表水入渗补给地下水,这些因素就是形成龙井泉的主要原因。得益于这种特殊的地形,无数细小的水流都汇集向盆地中心部分汇集,形成了今日的“九溪十八涧”。我们所观察的阶地在九溪十八涧这一实习路线中。阶地是当某一地区由于河流下蚀,过去不同时期的谷底相对高出洪水期水面,呈阶梯状分布在谷坡上形成的。该阶地位于疗养院门口,为基岩、砾石结构的基座阶地,这种阶地以基岩为基座,基岩顶部覆有河流冲积物,它的形成是由于构造抬升,河流下切,并切过原先河谷底部。上图中的阶地下部基岩为康山群的石英砂岩。砾石层约有80厘米左右,因河流作用砾石均有一定磨圆度(二级磨圆度),表土层约40厘米厚,上面为保护和改善环境已经种植了毛竹等植被。
20xx年9月1日 富春江流域(新沙岛)
新沙岛是富春江江心的一座江心洲。它的形成大致经历三个阶段。第一阶段是泥沙逐步落淤形成水下沙滩,它并不位于主流线上,在枯水期也不露出水面,此时称之为雏形心滩当上游河道河势有利,河流经常交替地冲刷河道,而不直接冲击雏形心滩,该心滩就有可能逐渐稳定和涨高,在枯水期露出水面而成为心滩。心滩的组成物质和雏形心滩一样,多为河流所挟带的较粗的床沙质。心滩前端流速较大,易受冲刷,尾部流速较缓,有利于粗砂落淤而使心滩向下游加长,逐渐发展为浅滩,洪水期间细粒物质在浅滩上沉积,平水期浅谈接受河流冲积物在其上堆积,形成了我们在洲头沙滩所看到的沙泥交替的多旋回二元结构。由于富春江大桥的修建使得洲头上游水位雍高,使水流对洲头的侵蚀速度加快,为阻止洲头后退,沙滩上有一些木桩,同时种植了一些植被。
沿江边沙滩可以观察到潮滩上有很多气泡沙结构,这是由于涨潮时潮水将部分水压入海滩,同时空气也被压入,退潮后空气冒出所形成的。此外还有很多泥球(右图),具有黏性,这是在水的作用下部分土块碎裂,其中沙被水流冲走,剩下的泥被水流磨成球状形成的。除了泥球,还能在照片中看到波浪状的泥,这是一种滩角(间)地形,是由波浪向岸逼近冲走沙,泥被冲蚀后形成的外形。
20xx年9月2日 分水江地区
分水江为富春江的最大支流,源于临安天目山,全长165.2千米,上游临安境内干流称天目溪,进入桐庐境内称分水江,集水总面积3430平方公里,多年平均径流量31.8亿立方米。富春江在平面形态上为微弯型与分汊型交替的河道,动力条件以径流为主,河床相对稳定。
我们所观察的分水江流域地区江水较浅,两边是山,河层砾石密布,有很多砾石心滩,边滩和心滩清晰可见,对面为河漫滩,以种植了树木,地形较为平整。河流弯曲处凹岸侵蚀为深潮,无边滩;凸岸边滩广布,河层砾石因水流长距离搬运,磨圆度较好。砾石有长(A)、宽(B)、厚(C)之分,一般AB面倾向河流上游,这样停止下来时最为稳定,有时剖面中的砾石停止时是垂直的,说明当时水流非常急,砾石AB面的倾斜方向可指示水流方向。
我们跟随带队老师沿江水一直向前来到了一处河流沉积的砾石和沙交替的剖面,该剖面有多层砾石和沙,这是由于河岸的可动性及抗侵蚀能力差使得河流来回摆动,河床又有轻微的下蚀所形成的。
20xx年9月2日 瑶琳仙境
瑶琳仙境,又名瑶琳洞,是一处典型的喀斯特地貌。喀斯特地貌的形成要具备三个条件;一是可溶解的岩石--石灰岩(CaCO3);二是可透水的裂缝,它具有原生和次生之分,地质学上分别称为层理和节理断层(原生是石灰岩在海水沉积过程中形成的层状裂隙,次生的是由岩石经过地质构造运动而造成的裂开和风化、日晒、雨淋,岩石热胀冷缩、动植物的破坏等);三是可流动的水。瑶琳仙境纵深1公里,总面积达28000平方米,位于浙江西部的桐庐县瑶琳镇。是我们这次野外实习的最后一站。
瑶琳洞属于地下喀斯特地貌,这种溶洞是地下水沿可溶性岩的裂隙溶蚀扩张而形成的地下洞穴,它的初期是地下水沿着可溶性岩表面细小的裂隙流动并进行溶蚀。当孔隙完全充水后,水具有承压性,其溶蚀量比在正常状态下大得多。随着溶隙的扩大和流量流速的增加,地下水除了溶蚀外,还产生机械侵蚀,溶隙迅速扩大与合并,形成管道式的流水。由于溶洞是沿各种构造裂隙溶蚀、侵蚀出来的,所以它的纵剖面具有阶梯状升降的特点。平面轮廓常呈直角转折。在多组裂隙交叉处,无论是溶蚀、侵蚀或崩塌等方面都比较强烈,因此溶洞特别高大,如瑶琳仙境中的“厅堂”。它是水的溶蚀作用、流水侵蚀以及重力作用长期作用的结果。含酸的可流动水不断沿裂隙对岩石进行长期的溶蚀作用,造就了溶洞内部奇特的溶蚀地貌;另一方面重力水的堆积是溶洞堆积地貌的主要形成方式,溶解了大量可溶性岩的水滴断续的从溶洞顶部落下并不断积累,从而形成绚丽多彩的石钟乳、石笋、石柱、石幔、边石堤等。例如瑶琳洞第一标志“银河飞瀑”。
四.实习总结及体会
这次综合野外实习在游览过“瑶琳仙境”以后就圆满结束了,虽然实习过程中每次大家都走的有种精疲力尽的感觉,但这也培养了我们的吃苦精神与小组合作的精神。而且沿途还看到了很多独特的风景。尤其是在瑶琳洞内,大家在深深慨叹大自然的鬼斧神工时,也为人们所设计的灯光效果和想出的与洞内景观相对应的美丽神话所着迷,参观的路途中惊喜不断,同时也加深了对喀斯特地貌及其成因的认识,巩固了所学的知识。而且也让我们看到溶洞这种独特的地理景观给我们生活带来的影响,让我们在流连其中的同时也思考如何能够更好的保护好这类景观。另外,这次实习也让我们体会到了地理工作者野外考察的辛苦和苦中有乐的趣味所在。大家在行程中互相帮忙、交流,也加深了同学间的情谊。
有点遗憾的是由于旅游度假村的建设使原本位于九溪十八涧途中几处典型的地貌(牛轭湖等)已经夷为平地,在后来去往新安江的路上几处典型的剖面也已找不到痕迹。这些现象促使我们更深层次的认识到人类与自然之间相互作用、相互影响的事实,尤其是人类在利益的驱使下对自然环境的不利影响,让我们反思怎样才能既满足自身发展的需要,同时也保护大自然向更好的方向发展。
总之,这次野外实习是我们大学生活中一次宝贵的经历,我们的一些基本技能,如观察环境,野外考查能力等也得到了训练。每一个人在领略美丽风光的同时,都从中学到、领悟到了以前不知道,或者了解不深的东西。
从5月30号到6月1号,我们在老师的带领下分别在肇庆七星岩,黄埔区蟹山公园,华农树木林及教三附近进行了地质地貌学的实习。
5月30日肇庆七星岩
石灰岩山峰
通过查阅有关资料,七星岩由风岩、玉屏岩、石室岩、天柱岩、蟾蜍岩、仙掌岩、阿坡岩七座石灰岩山峰组成,排列就像北斗七星般撒落在碧波如镜的近600公顷湖面上。
从表面观察,七座山峰为灰色与少量白色相夹杂,可以初步判断为石灰质岩石;由于此地区雨量多、气温高,侵蚀严重,灰岩山表面有许多较大的裂痕。通过这些裂痕,可观察到其解理完整。
实习指南上对七星岩的形成过程的图解,可知为先由于地质运动,在七星岩附近形成了一个褶皱背斜山脉,正是由于肇庆地处亚热带,雨量多、气温高,侵蚀严重,尤其是流水侵蚀,这些岩石的抗蚀力都比较弱,因此背斜被破坏,部分岩石受风化成土,最终土山出露和石山形成当地低矮的地形。再由于进一步流水侵蚀,成排的背斜谷地两侧开始形成今天的七座石灰岩山峰。
溶洞
肇庆七星岩地区另一个特色之处就是其岩洞。实习过程中,老师指出溶洞形成之处是位于地表水层的水平流动带,由于流水侵蚀而形成的洞穴,这些洞穴也就是我们平时所说的地下河的通道。由于地质运动,这些溶洞慢慢上升出了地表,出现在了人们视线。我们在一溶洞入口处观察时,老师还指出在我们所在的这个溶洞经历过4次发育,可是我们观察到洞内顶部都比较平滑相连,是因为再溶洞露出地面的漫长时间里,由外力作用使得洞内每个发育的连接处发生岩石的掉落,使得顶较为平滑,而在地上,还可以见到坍塌下来的大石块。
我们进入溶洞,里面到处都有石钟乳。而石钟乳的成因是:由于洞顶部渗入的地下水CO2含量很高,对石灰岩具有较强的溶蚀力,呈饱和碳酸钙水溶液。溶液下渗时失去部分CO2而处于过饱和状态,于是碳酸钙在水滴表面结晶成为极薄的钙膜,水滴落下时钙膜破裂,残留下来的碳酸钙与顶板连接成为钙环。下渗水滴不断提供碳酸钙,钙环不断外下延伸形成细长中空的石钟乳。七星岩溶洞内喀斯特地貌极其发育,石钟乳随处可见,并被加以人工遐想,成为千姿百态的景观。
平原
在往返肇庆的路上,我们并没有发现高楼大厦,而且听身边的同学说,肇庆没有高过20层的大楼。一开始我们觉得很奇怪,后来仔细想了想,还是有原因的。肇庆位于西江附近,其陆地为冲积平原。地面可见河漫滩相红黄、红黄白花斑色粘性土占踞了肇庆冲积平原大部分面积。这样的土地不易于建太高层的楼宇。
5月31日黄埔区蟹山公园
进入蟹山公园后,我们对这里的岩石和地质进行了观察。蟹山从表面上看,出去植物和人工建筑后,其泥土和岩石主要为红褐色。我们对这里的岩石进行了分析。
这里的岩石主要是砂岩、粉砂岩,此外还有泥岩和页岩。在一处多岩石碎块的地方进行了观察,发现这里的岩石碎块硬度较低,用手指就可以揉碎,揉碎后的颗粒非常细,应属粉砂岩。老师讲解的时候告诉我们,这里的物理风化相当强烈,因此形成的碎屑非常细小。通过对某一大石块观察见到,石块明显分为好几层,每层之间有一条约5厘米后的、由鹅卵石排成的一个面。由此可以知道,这个地区为河流冲击成的平原,经过多次沉积下来的泥土经过物理变化又形成了沉积岩。老师后来还说到,这里的岩石固结时,气候非常稳定,为类似扬沙的天气。而这里的岩石为红色,是因为岩石形成时,主要胶结物含有3价铁离子。
6月1日华农
老师带我们去了树木园看已经风化完全了的花岗岩。我们发现,这里的花岗岩风化之后的层黄色为主,夹杂了红色及白色。用手对风化了的花岗岩搓揉,可感到里面有许多细小颗粒。经过较完全风化后的花岗岩,只剩下透明细小的石英,因为花岗岩的成分中,石英最不易分解。花岗岩的风化为化学风化,主要由肉红色的正长石,白色的斜长石,黑色的黑云母和透明无色的石英组成。在华农教三附近的花岗岩化学风化得非常好,用手就可以从石头上弄下写石块。而华农教三附近的花岗岩有呈椭圆的,也有呈片状的。老师解释,这是因为由于某些花岗岩本身有裂缝,而有的却没有,通过流水侵蚀,有裂缝的花岗岩裂缝越来越大,使花岗岩不断侵蚀形成片状;没有裂缝的,由流水侵蚀使形状越来越趋向球状。
结束语
我们这次的实习尽管只有短短三天,不过我们从中实在学到了不少东西,能把所学的知识运用到实习中更使我们提高了继续学习的热情。本次实习令我们加深了对地质地貌学的了解,更深刻认识到了学习地质地貌学的意义,巩固了学习成果,体会到“学以致用”的道理,并且学会了一定的考察地质地貌的方法要领和细节。
众所周知:“实践是检验真理的唯一标准”,“实践出真知”。为了巩固《地质地貌学》的教学成果,提高教学质量,让同学们学以致用,能够用书本的知识来解决实际上的一些问题,提高同学们的野外作业能力和分析能力,20xx年7月9—11日,我们地理科学与规划学院20xx级150名同学在高全洲老师、刘祖发老师和杨清书老师的带领下到肇庆市七星沿地区进行为期三天的地质地貌实习。尽管只是三天的时间,而且我们目前专业知识的匮乏、能力的有限,确实很难对肇庆七星沿地区的地质地貌状况有很透彻的认识,但在已经掌握了当地详细地质地貌情况的高老师等的精心讲解和耐心指导下,加上不少学者之前做的调查资料,我们得以比较系统地了解掌握了当地的地质地貌情况,并学会了一些外出实习的基本要领和考察方法。
肇庆市位于广东省的中西部,地跨珠江的主干流—西、北江流域。地势由北部、东北部渐次向中部和东南部倾斜,具有山地、丘陵、平原、湖泊等多种地貌。市区背靠北岭,面临西江,上控苍梧,下制南海。北部为北岭山地和西江古河道形成的沥湖,中部为河谷冲积平原,东西两端重峦叠峰紧锁江流,形成三榕峡、大鼎峡和羚羊峡。境内孤丘台地疏落散布,石山拔地而起,湖泊池塘星罗棋布,形成五湖、六岗、七峰、八洞的独特自然景观,成为驰名中外的七星岩风景区。正因为肇庆独特的地质地貌风光,它才成为我们实习的首选之地。
本次实习从7月9日开始,在中山大学珠海校区出发,路经中山,江门、高要等市,并在途中的西江大桥到南岸卸煤码头考察滑坡和河流阶地,然后才到肇庆党校。下午到北岭考察洪积扇,最后是东岗村观察并讨论了当地地貌。10日主要是在七星岩风景区对其地质地貌进行考察,主要考察地貌有地下溶洞,落水洞,干溶洞,断层带等。第三天上午考察了西江三榕峡东岸的北岭背斜,总结了实习成果,下午离开肇庆返回珠海,结束了为期三天的实地考察。具体路线如下:
7月9日:告别中大珠海校区——西江大桥——卸媒码头(上南岸)——肇庆党校——北岭山南——东岗村附近。此次的目的主要是观察滑坡和二三级阶地地貌。
7月10日:肇庆党校——七星岩公园,考察七个秀丽的喀斯特石峰:阆风岩,玉屏岩,观音岩,天柱岩,蟾蜍岩,仙掌岩和阿婆岩。这次的目的主要是观察水平溶洞(双源洞)和断层及洼地地貌。
7月11日:上午:肇庆党校——三榕峡(位于西江的峡谷地段)——采石场。此次目的是观察断层及其层理结构。下午实习结束,返回中大珠海校区。
我们这次考察的地区常见的七种地貌类型分别如下:
1) 侵蚀低山。其相对高度200m,主要是指北岭山脉;
2) 侵蚀丘陵。其相对高度200m,主要是指西江南岸的丘陵和山地;
3) 侵蚀台地。其相对高度在10m以上,坡度和缓,一般15度,主要是指位于侵蚀低山和侵蚀丘陵之间的低矮的高地;
4) 洪积阶地和冲洪积扇。主要分布在北岭山麓;
5) 河流阶地。主要是指沿岸二级、三级河流阶地;
6) 冲积平原。主要是指西江沿岸的河漫滩和一级半埋藏河流阶地;
7) 喀斯特丘陵。岩性为壶天灰岩或石磴子灰岩,主要是指七星岩等喀斯特石峰。
实习内容:
7月9日早上7点,我们从中大珠海校区乘车出发。沿路可以看到公路有很多低矮的丘陵,这些丘陵的岩石大多已经风化成砖红壤了,很少有完整的基岩保存下来。而正是由于肇庆的基岩出露状况比较好,所以我们选择它作为地质、地貌实习的基地。
整体上来看,肇庆七星岩地区北部是山地,南部是丘陵,中部是西江冲积平原,肇庆七星岩喀斯特丘陵就是位于这个平原上。我们三天考察的地貌类型按顺序大概如下:滑坡与阶地,冲洪扇与洪积平原,充填构造,喀斯特丘陵与溶洞,落水洞,背斜与断层。下面我就按照时间顺序来说明肇庆七星岩地区的地质地貌状况。
第一天:
我们从珠海出发乘车经过江门、新会、高要,在开往肇庆党校的途中顺道考察了西江大桥南岸东侧的卸煤码头(上南岸),这是一个半埋藏阶地。
上南岸是一个潜在的滑坡,但是目前没有再次滑坡的趋势和迹象。滑坡是坡面上大量土体、岩体或其他碎屑堆积,主要在重力和水的作用下,沿一定的滑动面整体下滑的现象,它是山区建设中经常遇到的一种自然灾害。据老师介绍,该地在20年前发生过一次大滑坡,现仍可以看到当年的滑坡壁(上图山坡凹处),滑坡体由于采山取石和植树造林等原因已经看不出。1983年12月16日上午约9时至11时该地发生一般规模的突然滑坡,塌方200多米,沉降深度10米。事发时该处卸煤码头上有四个民工在小屋内睡觉,后来只有一人逃脱。据首先发现滑坡的当地民工讲,滑动是首先从下面开始的,后来才看到上部滑动,由此可分析判断此滑坡属牵引式或称拖带式滑坡,广东地区的滑坡多是这种小型滑坡。
根据老师的分析介绍,我们知道了造成这次滑坡的主要原因是:
①该地处于西江凹岸,终年被流水冲刷而造成岸壁不稳定;
②滑坡的上部阶地上有一个水塘(现在已经填平),并且有地下渗透带,水塘中的水以地下水的形式与江水互渗,使中间土体遭到破坏,土质疏松,有些地方甚至被掏空;
③滑体主要是花岗岩的风化壳,为第四纪的松散堆积物,很不稳定;
④滑坡上的码头堆积了大量的煤,负荷太重,其重力对滑坡的发生是一个间接的推动力;
⑤整个肇庆地区的粘土含量普遍较高,滑坡发生的前天当地下了一场大雨,粘土的膨胀系数大,雨水对其影响很大,造成土质松软,从而引发了这次滑坡。
此滑坡范围宽134米,10多米厚,滑动后形成5个阶梯,滑坡体伸入西江,由于规模不大,所以没有造成西江淤塞。
接着我们在老师的引导下又考察了阶地,据资料介绍,阶地的类型有常态阶地(或阶地)、半埋藏阶地和埋藏阶地,其中后两种是阶地变形的结果。(1)常态阶地分布在河流上游或源头区。如鉴江信宜、漠阳江春湾、北江韶关,是洪水不能淹没的阶地,故称常态阶地,简称阶地。(2)半埋藏阶地是原先的第一阶级地主要因海平面上升引起的均衡构造下沉,而与全新世堆积的高河漫滩类高、至今能被洪水淹没的阶地,主要分布在中下游冲积平原,如肇庆市西江与七星岩之间的地貌即为第一级半埋藏阶地。(3)埋藏阶地是半埋藏阶地向三角洲延伸逐渐被全新统覆盖形成,,分布在入海三角洲,这是最高和最年轻的埋藏阶地。[1]
据老师介绍,我们现在所走的公路和卸煤码头就是建在第一级阶地上(左图)。看完第一级阶地之后,我们就爬上公路旁的小山去观察第二和第三级阶地。第二级阶地分布在上南岸码头公路旁的小山咀,高度大约为10米,在这里可以找到磨圆度较好的鹅卵石。为什么阶地会跑到山上来呢?在第四纪,此处是西江河漫滩,后来由于构造运动和河流的下切,使河漫滩抬升,从而形成了现在的二级阶地。沿途可见地上鹅卵石的成分多样(下图左),岩性复杂且较脆,风化程度较大,体现此处基岩的多样性,也显示了该二级阶地是西江干流经远距离搬运形成的。第三级阶地位于西江大桥南桥头东侧的自来水厂高地,高度大约为15至16米,这里地势比较平坦,岩石年代更为久远,鹅卵石风化程度更深,质地松化,一踩即碎(下图右),不过现在由于人工作用,很多被水泥盖住,已经很难找到地面证据——鹅卵石。
通过我们的观察,结合老师的分析,得出此处阶地鹅卵石的几个特点:(1)磨圆度好,粒径不大,硬度不大,是河流长时间的搬运,所经距离远;(2)具有多种多样的岩性,由于是主干流形成,上流很多物质被带下来沉积,形成当地复杂的岩性;(3)阶地级数越高,形成时间越长,风化作用越强,岩性越脆,越易碎。
该地阶地示意图如下:
肇庆市西江河谷地貌横剖面图[1]
下午,我们又在老师的带领下首先到了东岗村附近的北领山地考察,这里是洪积扇和冲积平原的过渡地带。洪积扇是由于山上下雨的雨水自沟谷出山口后,坡度骤减,沟谷水流所携带的物质大量堆积,就形成了以沟口为顶点的冲积锥或洪积扇。[2]如果扩大到整个山脚(四周)即称为洪积群,如果面积继续扩大,即可形成洪积平原。老师介绍了关于东岗村附近这些地貌的形成有两种观点:第一种是由北领山地冲积而形成的,另外一种是由西江的冲积而形成的。根据我们的观察(右图),这里的岩石以沙叶岩为主,砖红色,有一定的磨圆度,但有些有棱角,大多为砾石,粒径较大,较疏松,而且颗粒由上到下、由山里到山外是由粗变细。如果是由西江冲积形成的话,那么这里的岩型应该会比较复杂(这是因为冲积物复杂),颗粒一般是为圆形的,磨圆度较好,没有棱角,质地也会比较硬,而且纵观整个地貌类型,如果是由西江冲积形成的冲积平原,那么宽度应该很大(比冲洪积扇大的多),但是此地的扇形宽度并不是很大。故我们判断,这应该是由北领冲积而形成的洪积扇。
从而我们也就可以知道,我们所走的公路、广茂铁路以及它们两边的建筑物、还有我们住的肇庆党校都是建在洪积扇上的。因为洪积扇是经过很上的时间堆积而成的,坡度比较平坦(这里只有3到5度),在上面建一些东西是可以的,但是由于岩石不是很硬,地基不是很好,所以不宜建高层的建筑,这也是我们在路旁都没有见到高层建筑物的原因。
下午四点,我们到了另外一个点——在石牌村北面的公路边观察洪积扇的中部剖面。这里刚好是有人搞建筑,对洪积扇的中部进行了横切,从而使我们能够清楚的观察洪积扇的内部结构(下图)。我们所观察的这个洪积扇剖面有六、七米高,据老师的介绍,这些岩层组成是第四纪时代的岩石,北领的岩石主要是泥盘系的砂岩滚下来再堆积成第四纪岩层的。据我们观察,裸露在外面的红色岩石是砂岩,由长石、石英组成,风化后很容易敲碎,因带有Fe而呈红色;沉积物颗粒有大有小,有一定的.磨圆度,总体上来看,岩石自上而下,从扇顶到扇缘,依次是由粗到细的砂岩,符合老师所说的“一般情况下,洪积扇底部的沉积物粒径较大”的规律。在这里,我们还看到了充填结构(又称透镜体,左图凹处),充填结构就是洪积扇停止生长,被大水冲出大沟,以后洪水又挟带物质填上而成为的一种地貌现象。充填结构里面的东西因为是后来填上去的,故其物质组成跟周围的岩石有很大的差别,成分比较复杂多样。
第二天:
旅游胜地七星沿坐落在城区中心,背靠北岭山脉,因七座奇峰列峙如北斗七星,故得名。七星岩的来历传说很多,有说七星岩的七座山峰是女娲补天时留下的七块灵石;有说是天上七仙女羡慕人间、独爱肇庆而下凡不归等等。七星岩于1982年成为国务院批准的第一批国家重点风景名胜区。 七星岩风景区由阆风岩(峰顶高程103。3m)、玉屏岩(99。8m)、石室岩(89。8m)、天柱岩(108。0m)、蟾蜍岩(89。9m)、仙掌岩(61。8m)和阿坡岩(119。6m)七座喀斯特奇峰以及东湖、青莲湖、中心湖、波海湖、里湖等五个大湖组成。七座岩峰布列,矗立在6。 5平方公里的湖面上,整个景区山环水绕,亭楼阁榭,波光岩影,浑为一体,自然风光绝佳,向有“岭南第一奇观”、“人间仙景”、“天然山水盘景”之美誉。千多年来不知倾倒了多少名人墨客,留下了不计其数的诗文。“借得西湖水一圜,更移阳朔七堆山;堤边添上丝丝柳,画幅长留天地间。” 叶剑英委员长的诗句高度概括了七星岩风景的诗情画意。 近年,七星岩风景区的8公里的堤路和七座岩峰上新装饰各种霓虹灯, 再造了一个“夜星湖”。
早上8点多,我们就到达七星沿这个风景名胜区开始新一天的实习考察。进入大门,我们就看到,在路的左边是沙页岩形成的一些侵蚀丘陵,而右边却是石灰岩喀斯特地貌。我们向前走,大约到了一座招财佛像前时,面向佛像仰望,就可以明显的看到两边的地貌景观有很大的不同,左边马栏岗是砂页岩经风化后形成的低矮山丘,而右边却是石灰岩形成的喀斯特高耸奇峰,由于两边岩性的不同,其上面所生长的植物类型和稀疏程度也不同,马栏岗上的植物多草本,非常茂密,而右边山峰上生长的植物多为藤本或木本并很稀疏。
很快的,我们走到了位于阿坡岩下面的双源洞的一个出入口。双源洞是七星沿风景区里面最长的一条静水地下河,其实就是一个喀斯特地下溶洞,它长270多米(据我查证,它长并不是320米),洞中有两条溪水汇合,向东流出洞外,故称“双源洞”。在这里,老师为我们解释了有关的地质地貌知识。双源洞是发育在石炭纪下统的壶天群石灰岩,主要是由白云石灰岩组成的,呈浅灰色,组成成分是方解石和白云石,隐晶质(或称泥晶质)结构,个别地方有粉晶结构,为厚层状构造。因为存在白云岩的缘故,故用10%的稀盐酸滴在这些 岩石上,岩石并不起泡,但是如果把岩石磨成粉,却可以起泡,这是因为岩石成分里面含有碳酸钙和碳酸镁。因这些岩石比较坚硬,故其经历了千万年而不倒,形成挺拔的山峰。在双源洞的洞口上,我们可以见到断层、节理、褶皱以及强烈的根劈地貌。(右图)
在这里,老师也为我们介绍了双源洞的形成原因。双源洞的水是来自地表水的下渗和地下水的供给,在溶洞发育初期,地下水沿着细小的裂隙(如层面,节理面,断层面等)流动,并进行溶蚀,当空隙完全被水充满后,水就具有了承压性,溶蚀能力加强,随着空隙的扩大和水流量的增加,地下水具有了机械侵蚀的能力,加上重力作用,溶隙迅速扩大并合并,形成了地下河。在洞口的上方,我们可以看到一个由两个断裂面交叉形成的X形断裂,这是岩溶发展得最好的地方:在X节理处,裂隙最大,因而这里水流动最快、最多,溶蚀力最强,侵蚀最厉害,因此两条溪水在这里汇合形成双源洞。据查,在历史上,双源洞的地下水是一条弯曲的河流,一直溯源到北岭山区。水的整个路线为:北岭山地来水——洪冲积扇——地下水出露与喀斯特水相汇合——进入石灰岩发生溶蚀作用。
我们继续向前走,转过阿坡岩,到了一处名为奇观的钟乳石前,这是一个外露的石钟乳(左图),是原来岩洞崩塌后留下来的,属于洞穴次生化学沉积物,是经过石灰岩的不断融蚀、再沉积的过程而形成的。这个石钟乳是浅灰色的不透明体,这是因为虽然矿物的组成成分大部分是方解石,但是里面含有太多的杂质。
看完石钟乳,我们向前走到了双源洞的另外一个出入口,在这里,地表水进入地下成为了盲谷。在洞口上面,我们可以看到白云石灰岩和白云岩具有的最典型特征――披麻状构造(右图),岩石表面好像是老阿婆的脸一样布满了横七竖八的“皱纹”。在这里因为不是沿着岩石的走向,所以岩石的倾角大概有40到50度,如果是沿着岩石的走向看的话,岩石都是水平的(在阿坡岩的背面就是这样的)。在这里又可以看到岩石相互交叉的层面、节理(下图),这些地貌特征对岩溶的形成很有利。岩溶发育必须具备的几个条件是:①岩石必须是可溶的。从成分上可分为三类:第一类是碳酸岩类岩石,如石灰岩,白云岩等;第二类是硫酸岩类岩石,如石膏,芒硝等;第三类是卤盐类岩石如食盐,钾岩等。 它们的溶解度依次增大。②岩石必须是透水的。就是说岩石必须有裂隙、节理等。③水具有侵蚀性。即水中含有大量的CO2,它溶于水后于水反应产生HCO3—,把CaCO3变为Ca(HCO3—)2溶于水。④水具有流动性。流动的水具有增加溶蚀力的作用,因为停滞的水,很快会使溶液达到饱和而失去溶蚀力。这四个条件缺一不可,缺少了哪一个溶蚀就不发生了,岩溶也就无从发育了。如果这四个条件具备,随着时间的增长,溶洞也就会发育的越大。双源洞的岩性为石灰岩,而且又位于两节理的交汇处,裂隙发育,空隙比较大,有利于水的渗透和流动,洞里面有两条水源与外面的湖相连,主要水源使雨水,使地下河水不断循环流动,溶解了更多的二氧化碳,增加了水的侵蚀性。也正是由于双源洞的具备了这些条件,经过日积月累,终于发育成为七星沿里面最长的一个溶洞。
看完了双源洞,我们原路返回到那座招财佛,从旁边的一条小路登上马栏岗。这是一个石灰岩与沙页岩的交汇处,马栏岗主要是由石炭纪下统沙页岩风化后形成的,经过上千年的变迁,现在已经远远低于两边的阿坡岩和天柱岩。据老师的介绍,这是一个背斜,马栏岗是背斜的中部,由于页岩的抗风化的能力比较弱,而且背斜中部由于张性大,收到挤压而造成岩石的支离破碎,很容易受到侵蚀,再加上这里是沙页岩与石灰岩的交界处,可溶性岩石与不可溶性岩石交界处喀斯特水的溶蚀作用一般比较强烈,受到侵蚀背斜逐渐被削低,发育到现在就成为现在的马栏岗低于两边的阿坡岩和天柱岩了,而且地表水在这里汇集形成一个巨大的落水洞(左下图)。这也是符合课本里面有关的背斜成谷理论的。
落水洞是开口于地面而通往地下深处裂隙、地下河或溶洞的洞穴,它一般发育于不可溶的沙页岩和可溶的石灰岩的交界处,喀斯特作用特别旺盛。据我们的观察,这个落水洞比较大,由于其四周长满了植物,阳光很难直射到落水洞底,从岗上望下去,一片绿荫,根本就看不到洞底,很难判断这个落水洞究竟有多深。
接下来我们到了玉屏岩西面山脚观察断层和学习用罗盘量产状(岩石三要素:走向、倾向和倾角)。这是一个右行平移的断层,玉屏岩和观音岩本来是连在一起的,但是由于后来观音岩向南东方向移动,玉屏岩向北西方向移动,从而形成一个左旋的断层,其断层面呈弯曲形,这也说明了断层面不仅仅是平直的事实,印证了课本上所说的。在两个断层的中间破碎带,由于很容易被风化侵蚀,形成的粘土透水性很差,日积月累蓄满雨水而成为湖。按照老师教我们的方法,我们判断了断层面的走向:微观上根据擦痕判断,用手摸断层面,若光滑则是沿其走向;纵观上根据断层的阶步,顺则是其走向。
接着,我们还学习了如何用罗盘定地物方位。基本方法是先打开罗盘盖,让罗盘盖上的镜子中轴线前端对准远方需要定位的地物,线的后端指向观察者的胸前。稍后,指北针转动、静止至微动,其所指的角度就是地物的方位了,而指南针所指的角度就是人相对所指地物的方位。
下午1点左右,我们齐聚天柱岩脚下,准备登上这个七星沿风景区最高的喀斯特山峰。在山底下,我们听取了有关天柱岩的一些情况:天柱岩高108米,由下而上有4层溶洞,最低的一层由于在地下,我们见不到,越往上,溶洞的年代越久远,这是由于抬升运动造成的,现在上面的三层溶洞已经停止了发育(缺少了有侵蚀性的水)。了解了这些信息之后,我们就开始登山了,在登山之前,下了一场阵雨,使到我们的登山考察更具有情趣。在大概25到30米左右的高度,我们见到了第一个溶洞,它属于第二层溶洞,但是它比较小,我们就没有进去看;再继续往上爬,到了50米高度左右,我们见到了第三层的溶洞,这个洞比较大,在接近洞口的地方已经被开发成为一个庙宇,我们只见到洞口进去5米左右的地方,在佛像的后面(不只5米的地方)由于光线太暗,我们无法看到这个洞究竟有多深,估计应该至少也有几十米深。在这个洞里,我们可以看到洞顶比较光滑,有些地方还向上凹入成为一个倒扣的“脸盆”,即石锅,这是由于过去经常受地下水的溶蚀和侵蚀,而局部地区又受到强烈的紊流作用,水压增大,溶蚀、侵蚀力加强,结果这些地方溶蚀量比周围大,从而形成向洞顶凹入的弧形面。其上的裂隙发育有石钟乳,但是目前已经停止发育。四周也是比较光滑,并且发育有石幔,这是由于含有碳酸钙的水溶液在洞壁上漫流时二氧化碳迅速散逸而形成的。继续往上,我们在大约75米高的地方见到了第四层溶洞,但是这些溶洞经过长期的风雨侵蚀,现在已经变的很小了,很多就剩下一个凹进山壁的窟窿了,但是从这些“窟窿”里面还是可以发现一些溶洞的痕迹的,比如有些岩层上有明显的水平层理,反映出静水沉积的作用。
大约13:30的时候,我们终于登上了天柱岩的最高点――摘星亭。从山顶眺望,七星沿风景区一览无余,青山绿水,奇峰异景,无不让人赞叹。整个七星沿地区的地形也尽收眼底(左图和下图):北领山脉自北向南过渡,背面有很多的别墅建在洪积扇上面,山前右倾斜平原过渡到冲积平原;西南是西江水到阶地,接着是喀斯特丘陵;冲积平原上是市区;七星湖上是其它六个喀斯特山峰。这些山峰都是背斜中部被侵蚀挖空之后的两翼形成山岩的(称为残峰),它们本来是连在一起的,但是由于抬升和平移运动,它们才逐渐断裂分开发育成为今天的这种地貌类型,断层中间破碎带由于风化和搬运作用,就发育成今天的五个大湖。
接下来的时间是自由活动时间,我和几个同学到了龙岩洞参观。龙岩洞是七星沿石室洞中的一个著名水洞,其实就是一个第一层的溶洞,里面有关于溶洞地貌如石钟乳、石柱等各种景观都发育的特别好,如花似卉,类人似物,栩栩如生,引人入胜。这里由于长期受自由流水的溶蚀、侵蚀作用,所以洞顶平坦,某些地方形成向洞内凹入的槽状结构(原因在前两段有说明)。洞内充满水时冲击力很大,石柱等不易形成(但还是有的,就像我们触摸过的姻缘石),故洞口在洞上方,易为冷气积聚,形成清凉世界。让人惊奇的是,在乘船游洞登岸处有一个石鼓,一个工作人员用草席击拍它,竟然发出犹如古代战鼓的声音。大自然真是神工鬼斧!游完龙岩洞,我们又到了旁边的碧霞洞参观,在这里,我们看到了一个发育的非常好的落水洞(上图),这个落水洞现在已经不发育了,它的洞口是在山顶上,高大概有10几米,洞口比较小,但是到下面就逐渐变大,下面还发育了一些石笋,有一个还特别像一只抱着儿子的母猴,让人叹绝!
第三天:
第三天是实习的最后一天,同学们的积极性都很高,早上不到8点半,我们就到了位于西江的峡谷地段――三榕峡考察河流峡谷地貌和背斜、断层和节理地貌类型。三榕峡为于西江的中下游,峡谷段河流狭窄,水流速度很快,水特别深,侵蚀能力也比较强。
我们沿着公路从南往北走,在车上粗略的观察了三榕峡附近这个大背斜的南翼、核部和北翼,然后在背斜的北翼下车开始考察。我们所对的大山整个就是背斜北翼的一部分,该背斜发育于泥盆系底层,主要是沙页岩,页岩具有明显的岩理,节理发育(岩石在自身重力作用下沿重力方向裂开的裂隙为节理。),与泥岩一样都是由粘土矿物组成。在北翼这里,背斜向南倾斜,地表大部分为沉积岩多覆盖,但是可以看到明显的节理和层理。在这里,老师为我们演习了怎样来用罗盘来测量岩层的倾向、倾角和走向,然后由我们自己实践,我粗略测出背斜北翼的岩层的倾角是向北南40度,层面倾向是北偏西30度,走向是40度。
接着我们向南走来到一个采石场,这里就是背斜的核部了(右图)。由于背斜的核部受到两边的挤压,岩石支离破碎,抗风化能力很差,使得土壤层较厚,植被比起背斜的两边要茂密很多。而且这里岩层倾角近似水平(即倾角几乎为0),节理最发育,形成很多的X形节理,并且有一些节理面两面岩层有着显著的位移,形成了断层,甚至局部有些岩石受两边岩层的挤压,形成小型的褶皱。由于这里受挤压和顶部的张力,岩石容易破碎,故在这里采石比较容易,这也就是这里为什么会建有一个采石场而在背斜的两边没有采石场的缘故,但是这里生产的岩石也有一个缺点,那就是坚硬度不是很高,一般不适合作为现代高层建筑物的材料。在这里,我们也发现了一些石英砂和粉砂岩,据我们所知,肇庆著名的端砚就是用本地产的很细的石英砂和粉砂岩制作的。
考察完背斜的核部,我们就再往南走,没多久就到了背斜的北翼了。这里的岩层都是向南倾斜的,据我所测,这里的岩层倾角是向北48度。在这里,我们还见到了一个发育特别好的X形节理,但是可能因为人工的破坏吧,有一个角已经掉了(如右图)。看完了背斜的北翼,我们就合影留念,实习也就告结束了。
地质地貌发展史
1。地质发展史
下古生代(Pzl)大地构造为地槽构造特征,这个时期的褶皱比较强烈。在距今5。7—5。0亿年的寒武纪时期,肇庆地区是个浅海地区,有些地方的海相泥沙堆积达1000—1500厚,这些堆积来自华夏古陆(即今潮洲一带)。奥陶纪时期发生的广东范围的郁南运动使奥陶纪地层不整合于寒武纪地层之上。海相同时发生了变化,海水深度受地壳,气候等的影响而由深到浅,志留纪(S)后,距今4。0亿年,发生了著名的加里东运动,影响了整个肇庆地区抬升为陆地,而高要,德庆,罗定等地还残余狭长的海湾。
到了上古生代(Pz2),大地构造进入了准地台阶段,七星岩地区就是在这一时期形成的。下泥盆世(D2)为陆地相,肇庆地区已形成山地丘陵,没有沉积。中泥盘世(D2)有桂头群石英岩,海陆相交互有浅海相沉积。海水从广西方向涌来,发生海侵现象肇庆地区由陆地向海洋转移,沉积物自西向东由粗变细,沉积物厚度由厚变薄。石炭纪时期继续沉积成浅海环境,相继形成测水灰岩,煤系,壶天组灰岩。从二叠纪到三叠纪,仍然呈海陆相交互,为滨海沼泽环境。
上三叠世到下侏罗世发生的印支运动使整个广东省大部分地区抬升为陆地。肇庆地区也从此脱离了海洋环境。在第三幕燕山运动时期,花岗岩出露地表,形成现在西江南岸的花岗岩群。至此,地质发育情况趋于稳定。
2。地貌发展史
第四纪中更新世(Q2)以前,由于燕山运动,喜山运动的构造作用以及以后的长期侵蚀,溶蚀作用,在中更新世以前肇庆地区的基本轮廓就已形成了。北面形成侵蚀低山,南面为丘陵,中间形成东西向的西江以及宽阔的西江低地,旱坡,羚羊峡。在早更新世末期某一阶段的地壳相对稳定时期,形成了北岭南坡的洪积扇,西江两岸则形成河漫滩,在七星岩的水平流动带形成地下河。
在中更新世时期的陆像环境,早更新世末期与中更新世初期之间,七星岩地区快速地抬升了20多米(这是根据第三,第四层水平溶洞之间的高度差值估算出来的)。由于基面下降,地壳的快速抬升形成了水流下蚀,karst水向下溶蚀加强,使七星岩地区首先的水平流动带抬升为干溶洞,成为垂直上升带。西江河漫滩上升形成河流阶地,原河床上升为河漫滩;北岭南坡形成洪积扇,而后洪冲击扇抬升为洪冲击阶地。当地壳处于稳定阶段后,七星岩形成新的地下河,北岭山上河流带来桂头群的角砾石(第二层溶洞堆积物)在地下沉积,西江河谷形成新的河漫滩,北岭山前形成新的洪积扇。在中更新世的第二阶段,地壳开始快速抬升了20米。因此形成了干溶洞,石灰华,钙华地貌,原先的河漫滩又抬升为河流阶地,北岭山前形成新的洪冲击阶地。
在晚更新世(Q3)时期,地壳大幅度抬升几十米。由于构造上升,西江水流下切,西江河床的基岩面由此形成,第二级河流阶地也形成,中更新世的七星岩的地下河抬升形成干的水平溶洞。晚更新世抬升以后,从此地壳以间歇性缓慢下降为主要运动方向,出现了埋藏阶地。虽有局部的上升,实际冲积层厚度超过了正常冲积层厚度。
至距今两万年,即晚更新世末到全新世,海平面下降对河流阶地产生了两个效果:(1)基面下降,河流下蚀,有利于河流阶地发育;(2)海平面下降,海洋水容积减少,荷载减轻,牵引大陆构造抬升,冰期过后,广东大陆下降,第一级和路阶地在洪水期被洪水淹没,形成第一级半埋藏阶地。这一时期地壳表面以风化侵蚀为主,颗粒小,呈红色,剧烈风化。
结束语:
三天的实习很快就过去了,但是我们都意犹未尽,期望着实习能够再长一点,我们可以学到多一点的野外实习知识。通过这三天的实习,尽管不是很长,但是我们却学到了很多过去课本上讲的但是不是很好理解的东西,也学到了很多课本上没有的知识,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。我们期待着下次实习的到来。
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