2023-07-05
2023-06-29
2023-06-18
2023-07-05
2023-03-19
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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),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)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—,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,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,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。
实习目的:
本次实习的目的是学习最基本的野外工作方法,培养野外观察和分别的能力,培养团队精神和独立思考等科学素质,体验野外生活,训练对野外工作的适应能力,加深对地质知识的了解!
1、学会对岩石的肉眼判别。
2、认识常见岩石并对其组成成分、颜色、构造、结构等性质,并且对相应岩石进行采集并且进行描述。
3、学会用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)以所处方位。
5、现场认识水平层理、楔状层理、岩层的尖灭等地质现象。
实习人员和时间:
带队老师:王志强老师
小组成员:白培霞,刘倩,杨毅,白斌
实习人员有11级一班、四班全体学生及老师,本次野外地质实习历时三天,即20xx年5月14日早晨出发到20xx年5月17日中午返校。
实习地点:
陕北地区
实习路线:
本次实习共三条路线,即:
(1)延安市枣园镇莫家湾
(2)延安市安塞县肖官驿
(3)延安市宜川县壶口瀑布分组情况:
此次实习共有我们一班四班两个班级八十多位学生,我们二个班以小组为单位共分成二十多个小组一位组长带领一小组(我们油画四班是我们的辅导员王志强王老师带领的),另外每四个同学分成一个小组,每一个小组发一个地质包,包内盛放实习工具。一辆校车乘载一个班级的学生及带队老师,路线详细下面根据实习叙述!
实习具体内容:
一、地点一
路线:延安职业技术学院—莫家湾后山
实习任务:饱和含油砂岩的描述及其标本的采集,制作信手剖面图,熟悉使用罗盘仪测量岩层产状(走向、倾向、倾角),以及了解黄土地貌和地理坡度的测量。
在这个炎热的夏季,天气是那样的炎热,作为实习的第一天,首先进行是实习前的动员,老师简要但清楚的交代了实习的内容,了解了很多不同的地质现象。老师详细讲解了几种常见岩层、结合实习指导书的内容和听到的一部分,大致学会了从地质图上阅读各种地质现象,分析地质现象的分布规律,并且画出地质剖面图,再根据地质图分析区域和地质发展史的方法。
为了在野外实习时有所收获,我认真的阅读了实习指导书,初步了解地质为了在野外实习时有所收获,我认真的阅读了实习指导书,初步了解地质勘察之重要以及地质勘察中的各种方法和步骤,比较全面的了解了地质勘察报告的内容。
点一:首先我们观测的是河边的一些饱和含油砂岩,经过我们小组的细心和认真讨论后得出饱和含油砂岩的一些性质,他的新鲜面为黑色,风画面为红褐色,具有厚层状层理,粗粒碎结构,碎屑成分主要有碎屑颗粒,矿物成分主要有石英、长石等,胶结物为较硬的硅质胶结物,饱和含油,具有原油味,可污手。
点二:距点一向西1000米,进沟距沟口约800~900米,我们可以看到的是一个岩层的剖面,根据老师的认真描述与我们的细心观察,最后了解到该岩层剖面分为四个层次,最顶层是黄土层,紧接着是中砂,炭质页岩和细砂岩,并分别进行岩层的描述,黄土层:土黄色,由粉砂组成,含有一定量细砂和粘土,颗粒径在之间,厚度约1~3m之间,中砂:灰黄色,粉状结构,含较多的粘土,细碎屑岩,且很单一,厚度约5m。炭质页岩:灰黑色,层状结构,页状层理,厚度约为3m。细砂岩:淡黄色,块状构造,成分较为复杂,厚度约为10米。
点三:据点二为基准,再进沟500米,向东到达山顶,本地貌点土质疏松,多为黄色土壤,此地形主要以黄土塬,黄土梁,黄土卯为主,黄土卯是黄土被侵蚀切割而成浑圆顶部的孤立丘岗地形,如馒头状,各方向的坡度不一,此点北边坡度为38°,东边坡度为40°,西边坡度为43°,绵延数百米的长梁和浑圆状丘岗地貌组合在一起,勾勒出了沟壑纵横,丘陵起伏,一眼望去,与顶基本相平。罗盘的使用:地质罗盘是地质实习中传统三大件之一,运用地质罗盘测量岩石的产状(走向、倾向、倾角)是地质实习的基本技能。本次实习,我们通过运用地质罗盘测量岩石的产状,复习了地质罗盘的使用方法。具体体方法如下:
(1)用地质罗盘测岩石的走向
测量岩层走向时,将罗盘的长边(与罗盘上标有N—S相平行的边)的一条棱与层面紧贴,然后缓慢转动罗盘(注意:在转动过程中,罗盘紧靠层面的那条棱的任何一点都不能离开层面),使圆水准器的气泡居中,磁针停止摆动,这时读出磁针所指的读数即为岩层的走向。读磁北针或磁南针都可以,因为岩层走向是朝两个方向延伸的,相差180°。例如岩层的走向为60°或240°。
(2)用地质罗盘测岩石的倾向
测倾向时,用罗盘的北端指着层面的倾斜方向,使罗盘的短边(即S边)与层面贴紧,放平,并转动罗盘,转动方法及原则同上,北针所指的读数即为所求的倾向。倾向仅有一个指向,只能用一个数值表示,例如岩层的倾向为150°。
假若在岩层顶面还是哪个进行测量有困难,也可以在岩层底面上测量,仍用长测望标指向岩层倾斜方向,罗盘北端紧靠底面,读指北针即可。假若测量底面时读北针受障碍,则用罗盘南端紧靠岩层底面,读指S针亦可。
(3)用地质罗盘测岩石的倾角
测倾角时,将罗盘竖起,以其长边贴紧层面,并与走向线相垂直,用中指拨动罗盘,使测斜器上的水准器(长水准器)气泡居中,这时测斜器上的游标所指半圆刻度盘的读数即为倾角。倾角的变化界于0-90°之间,如一岩层的倾角为35°。
(4)注意事项
在野外测定产状要素,往往只要测量岩层和一切构造面的倾向和倾角,并记录下来。记录的格式:岩层的产状为150°∠35°,前者表示倾向,后者表示岩层的倾角。由于走向和倾向相差90°,倾向加或减90°即为走向,上述岩层的走向是60°或240°两个数值。这也是为什么一般不记录走向的原因。只有当岩层倾角近于直立时才记录走向。
野外测量岩层产状时,必须在岩层露头上测量,不能在滚石上测量,因此要区分露头和滚石。区分露头和滚石,主要是靠多观察和追索,并善于判断。
另外,若被测量的岩层表面凹凸不平,可把记录本平放在岩层面上当作层面,以便提高测量的准确性和代表性。如果岩层出露很不完整时,这时要找岩层的断面,找到属于同一层面的三个点(一般在两个相交的断面易找到),再用记录本把这三个点连成一平面(相当于岩层面),这时测量记录本的平面即可。
一眼望去,与顶基本平其。
二、地点二
路线:延安职业技术学院—安塞县建华镇肖官驿
实习任务:观察河道沉积,观测楔状构造和尖面构造,观察铁质砂岩的特征,并且及进行标本采集
点一:河床上河流沉积剖面描述
位置:肖官驿河道走向25度,小桥旁10米处
描述:河流沉积的砂岩颗粒的大小变化,说明分选性差。颗粒由粗变再变粗,说明当时水动力差,水流变化快,河流快速沉降,和水比较浊,河水摆动不定。
点二:岩性截面图
位置:肖官驿对面沟300米处,方位145度根据岩石的分布画出岩性截面图
点三:肖官驿对面沟据点二200米处,方位130度
交错层理:通常也称为斜层理。它是由一系列斜交于层系界面的纹层组成,斜层系可以彼此重叠、交错、切割的方式组合。其特点是细层理大致规则地与层间的分隔面(主层理)呈斜交的关系,上部与主层理截交,下部与主层理相切。可以利用斜层理的倾向了解沉积物的来源方向。
这种层理是由沉积介质(水流及风)的流动造成的。当介质具有一定流速时,底床上可以产生一系列的砂波,这种砂波顺流移动的结果,在陡坡加积作用一侧形成了由一系列纹层组成的斜层系。
根据沉积岩构造画出岩层的层理图点四:铁质砂岩的描述
位置:肖官驿对面沟据点二150米处,方位115度铁质砂岩:新鲜面为暗红色,具有厚层状层理,粗粒碎屑结构,磨圆度较差,分选性较好。含大量铁矿物的沉积岩,若其中铁矿物含量很高达到工业品位时,即为沉积铁矿。铁质沉积岩中常见的铁矿物包括赤铁矿、针铁矿、褐铁矿、磁铁矿等。赤铁矿是前寒武纪和显生宙铁质岩的重要组分。针铁矿是中生代铁质岩的主要组分,磁铁矿在前寒武纪铁质岩中大量存在,常与燧石呈纹层状互层;铁的碳酸盐主要以菱铁矿形式出现,在一些非海相的富含有机质的泥岩中,尤其是煤系中,菱铁矿常呈结核体或放射状球粒结构的菱铁矿产出;铁的硫化物包括黄铁矿和白铁矿。
前寒武纪沉积铁质岩:主要由碧玉铁质岩、磁铁矿石英岩、燧石铁质岩等组成,其特征是磁铁矿、赤铁矿层与碧玉岩、石英岩、燧石岩共生,构成条带状或纹层状构造。我国鞍山式铁矿即为此类岩石经变质作用产物。
海相沉积铁质岩:与海相沉积有关的铁质岩矿床有鲕状赤铁矿岩、鲕绿泥石铁质岩和菱铁矿岩等。鲕状赤铁矿岩常形成大型铁矿,如法国的洛林铁矿、美国的_铁矿以及我国北方的宣龙式铁矿、南方的宁乡式铁矿。矿石主要由赤铁矿鲕粒组成,形成于滨海环境。
菱铁矿岩分布于我国贵州、陕西等省,可构成一定规模的矿床,菱铁矿是典型的成岩矿物,因此菱铁矿矿床大多属成岩期形成的层控矿床。湖沼相铁质岩:产于某些中、高纬度的沼泽与湖泊中,矿石的结构有鲕状、结核状、球粒状、疏松土状等。矿石成分以针铁矿常见,其次是菱铁矿、蓝铁矿。古代的湖沼相铁矿常与含煤地层共生,矿石成分以菱铁矿为主。
三、地点三
路线:延安职业技术学院—壶口瀑布实习任务:了解溯源侵蚀内容及意义
黄河壶口瀑布风景名胜区位于黄河中游,晋陕大峡谷中段,总面积约60平方千米。黄河壶口瀑布声如雷鸣,气势壮观,它以排山倒海的独特雄姿著称于世,是世界上最大的黄色瀑布,也是伟大中华民族的象征。壶口瀑布,号称“黄河奇观”,是黄河上唯一的黄色大瀑布,也是中国的第二大瀑布。以壶口瀑布为中心的风景区,集黄河峡谷、黄土高原、古塬村寨为一体,展现了黄河流域壮美的自然景观和丰富多彩的历史文化积淀。1988年被确定为国家重点风景名胜区,1991年被评为“中国旅游胜地四十佳”,20_年,晋升为国家地质公园。
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熟悉与了解,把握了关于工程地质与土力学中的基本学问,但是书本上的学问与实际状况往往有很大的差距,所以为了更好点的熟悉地质现象,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头我们的地质实习。
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、学会地质罗盘的用法方法
4、用地质罗盘测量实地测量岩层的产状(走向、倾向、倾角)
5、把握褶皱的基本学问和推断背斜、向斜的力量
6、现场熟悉断层、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、熟悉满寿山的岩层
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“。20xx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爱护区。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。
在开头实习前,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,风化程度特别的严峻,裂隙发育大,我们在工程中应尽量避开
其次层是由石灰岩组成,该层岩石深化山体,厚约四米,岩石呈灰绿色,此处的裂隙极有可能发育成溶洞,所以工程中应留意勘探。
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,裂隙发育稍微,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,石灰岩表面掩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峻。
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
其次层是由页岩组成,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峻,表面基本无植被掩盖
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,我们不能连续前行,所以未能近距离观看徐庄组的岩层组成。
2、熟悉滑坡与断层
下午我们到达灵岩寺四周,开头下午的实习,主要是熟悉滑坡,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,然后具体讲解了该处滑坡和短层,在山路的一边同学们边听边记,最终老师带我们去看了一块花岗頒岩,三号的实习结束,
3、熟悉苏庄断层
六月四号,我们开头了其次天实习,首先是一处断层,这处断层比昨天的更有价值与意义,由于该处断层断距小,我们能看的很清晰上盘,下盘等,而且该处断层低。加深了对断层的熟悉。
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行少的一种工具。借助它可以定出方向,观看点的所在位置,测出任何一个观看面的空间位置(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长方向。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。正常状况下﹐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,我们连续登山,开头褶曲的熟悉与实习,首先,老师将我们带到一个牙口让我们推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,咱们渐渐的揭露它,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,我们连续上行,在途中老师时常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洁通过直观的感觉来推断,就像这个山他就是一个背斜构造,虽然在途中特别像向斜,当我们走到最终一个山头的时候,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,所直观看上去简单造成错误推断。
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学问,缩小了书本与实际的差距
2、学会了地质罗盘的用法,测得岩层产状
3、把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熟悉,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熟悉。
实习时间:
11月24日—11月28日
实习地点:
x府君山及中上元古界地质剖面
实习目的:
为了深入学习了解我国的地貌、地质构造情况和三大类岩石的分类,以及对建筑工程所造成的影响。
实习内容:
10月25日按计划我们去x中上元古界进行地质实习。早上天还没有亮的时候我们集合整装待发,然后等到6:50大巴从学校出发,伴着朝阳的升起我们奔向目的地。尽管温度很低,有些风,但阳光还是不错的,同学们心情也舒畅起来。9:30到达x地界时车里的气氛活跃了起来,大家议论着即将看到的情景。当陡峭的山石映入眼帘,我们很激动,感觉到这里的山与我们平时游览的相比显着格外的雄伟和坚韧。山上还有一片片柿子林,接着又出现了土豆、玉米、小山庄等,一种自然亲近之感,闲适自在油然而生。10:00进入封山育林区几公里后我们下车了,太阳已经很高了,阳光暖洋洋的,但山里风很大还是有点冷的。
在老师的带领和指点下我们出发了,这边的断层基本上形成于8亿到14亿年前,多灰岩、页岩,砂岩也有一些,有藻类化石、叶虫化石。老师让我们从两侧岩石的构造、岩性等方面来观察。首先我们看到的是页岩,该结构是由粒径〈粘土矿物颗粒所组成,由粘土脱水胶结而成,有明显的薄层理,成页片状,有多种颜色,一般呈灰色、黑色、棕色,约8亿年前形成,每层几毫米左右,一层形成期1到两年。之后是瘤状构造,瘤状构造顾名思义即是岩层中出现如瘤的团块、半球形、糖饼状形态的透镜状岩石,其物质成分与上下岩层略有区分,以含沥青质、泥质为主的白云岩,是由于沉积时水动力及静压力等因素改变而成。在高于庄组中上部出现较多。接着我们还看到了泥岩,它的成分与页岩相似,也是常成厚层状,有灰白色或黄白色的,据老师说其吸水性强,遇水后易软化;来也看到了沉积岩岩层面上的特征如波浪、泥裂、雨痕等,这些特征同样反映了沉积岩生成条件和形成环境的特殊性,同时也是我们研究古地理古地貌的标志。
随着队伍的前行,沿途我们又看到了更多地貌特征:倾斜——由板块的造山运动形成的,倾斜岩层的产状,是用岩层层面的走向、倾向和倾角三个要素来表示的;断层是岩体受力断裂后,断裂面两侧岩体有显著位移的断裂构造。它分布广泛,种类繁多,形态各异,相对位移大约有25厘米左右;断层三要素——倾角、倾向、走向;然后我们还来到了未开采的梦矿山,见到了一块大的岩石,叫做锰方硼石矿(Mn3B7013C1)1971年我国在此地首次发现该稀有矿物,且形成了世界上独一无二的大型矿床,属浅海相沉积锰硼矿。锰方硼石矿在电子工业和原子能工业上都具有重要的应用价值。接着我们向前走,经过了一片茂密的山坡林,然后块茎状高于庄叠层石挺立在我们面前,上面写着“由块茎体或少数粗短的次圆柱体组成,柱体间通常为碎屑白云岩所充填。基本层呈平缓到凸起较高的穹形、带状。地质年龄约15亿年。”没走几步,又一块土黄色的岩石在等待着介绍给我们藻席及藻屑(Algae sheet and algae clast)——“在碳酸盐岩地层中常见能反映生物有机物的藻架结构,或藻席结构,它们通常由亮、暗纹层交替叠置而成,如早期(准同生)被硅化,有时还可保存藻丝体化石。它们通常呈纹层状碳酸盐岩,有时则形成典型的叠层石。这种藻架结构的沉积物若遭冲刷而再沉积,则成藻屑。”其中因面积大而成为藻席,白色的是岩石,深色的是藻类化石。接着我们还来到了大红峪与高于庄组界线,“此两组地层在这儿为平行不整合接触关系,高于庄组底部为一层石英状砂岩,层面有波痕,砂岩之下为大红峪含锥叠层石燧石白云岩,其锥顶被切,表示曾受到侵蚀作用,即代表一次沉积间断。”接着有一块大理石向我们介绍了波痕的地质年龄为亿年,是由风、水流、波浪交互作用于沉积物表面而形成的。然后看到了海浪岩——海象沉积,了解到平行不整合——斜的断层被磨平上面继续沉积形成的岩层构造,特点是年代不连续。
一会儿我们又发现了:
(1)气孔构造和杏仁构造,气孔构造是岩浆凝固时,挥发性的气体未能及时溢出,以致在岩石中留下许多圆形、椭圆形或长管形的孔洞,随即形成的。而杏仁状构造是岩石中的气孔为后期矿物所充填所形成的一种形似杏仁的构造,也即一种岩石中夹杂着其他类岩石。
(2)火山角砾岩——火山爆发时随着深部岩浆的喷出,由于通道附近围岩碎片的加入,加上喷发强度及深度诸多因素影响,可出现火山熔岩、火山角砾岩、火山凝灰岩等。大红峪组火山角砾岩十分发育,分布范围广,角砾成分主要为白云岩、燧石、玄武岩等。角砾大者称为火山集块岩。
(3)泥裂——当未固结的沉积物露出水面时,会受到暴晒而干涸,并发生收缩和裂开,这时所形成的裂缝为泥裂。泥裂的裂片为多角形,裂缝上宽下窄,大致与层面垂直,其中常充填有上覆沉积物的成分,泥裂多见于湖或海洋的滨岸地带或者河漫滩沉积环境中。
(4)断层(Fault)——岩层发生的错断,断层几乎在地表上处处都有,特别是在山脉强烈变形的岩石中,此处两层坚硬的石英砂岩沿着沟被错开,它位于断层面上盘,地质学家称其为断层。
(5)侵入构造,中间黑色为侵入体,侵入白色岩石中
(6)格鲁纳叠层石——一种层柱状叠层石,其柱体部分多为硅泥质组成,常彼此间密集共生,柱体横断面为次圆形到椭圆形。基本层呈薄而平缓的穹形,向上有不同程度的凸起变化,地质年龄约为亿年。
下午我们来到了府君山,公园里七个景点,包括中上元古界地质自然保护区,八仙山石英岩峰林峡谷景区,九山顶石英砂岩峰林景区,黄崖关断崖地貌景区,等等。一进门那个岩层状的建筑吸引了大家的目光,这种构造神神奇很美观。还看到了飞来峰的地貌,上面说明了府君山、北岭等山顶部位都是雾迷山组条带状白云岩(12亿年),压在较年轻的地层上,形成的飞来峰。接着老师还指引我们看山脊和垭口,盘山公路在垭口出现,但其需要注意很多安全问题——滑坡等,老师告诉我们垭口的形成有三种方式等等知识。最后我们都登上了山顶,一览群山,俯看脚下的四界那么的渺小,山石的起伏接合,不禁让人惊叹。
实习体会:
通过这次难得的实习机会我们来到了x这个地貌地质特征复杂丰富的地方,我们看到了从地球演化距今约18至8亿年间的地质历史,学习和了解到关于古地理、古气候、古生物、古构造、古地磁等大量的自然信息以及多种金属、非金属矿产资源。我们看到了很多地质现象,像元古宙和太古宙分界、泥裂、杏仁、气孔、波浪波痕等把我们带入了遥远的远古时期;团山子多细胞生物化石和桑树鞍宏观藻类化石让我们叹为观止,流连往返。在这里我们从不同角度、不同地质特征、不同地质构造中观测考察x剖面的地质奇观,从而也达到了保护自然珍惜国家自然遗产、学习知识、开拓眼界、陶冶情操的目的。
收获/建议:
实习很快就结束了,不过我们从中实在学到了不少东西,在实习过程中将所学的知识加以理解,增加了我们对工程地质学这门课程新的认识。我们实际观察到各种地理特征,加深了对地质学的了解,更深刻认识到了学习地质的意义,巩固了学习成果,体会到“学以致用”的道理,把知识由感性认识上升到理性认识,从抽象变得具体起来,学会了一定的观察地质地貌的方法要领和细节,了解了工程地质对实际工程建设的重要性,在这里深深的感谢老师在的认真指导。然而实习也让我们懂得书本上的知识是远远不够的,我们还应该多去自然界和各个地方去考察实践,才能更好的了解和鉴定岩石,区分识别常见的岩石,更多掌握我国地理地质方面的特征,为我们以后建筑工程上对地质的选择和岩石的选用安排打下良好的基础,还有建议我们学习的时候能够结合更多的实地和实际图片等工具来形象的具体的认识和辨认,这样我们对地质的掌握才能更加深入全面。
一、实习目的及任务:
巩固和加深第二章关于岩石和矿物的理论知识,使理论与实践相结合,提高教学效果;了解不同矿物的分类、形态、颜色、解理、硬度和鉴别方法;学会分析不同的岩石,清楚不同分类岩石的形成原因及构成和结构;为后续的学习打下基础。
二、实习时间:
20xx年5月22日
三、实习地点:
土木工程学院楼 岩土标本室
四、实验内容:
1)矿物的肉眼鉴定方法
(1)、矿物的形态。包括矿物单体和矿物集合体
(2) 、矿物的主要物理性质。
a)颜色:矿物的颜色是矿物对不同波长可见光吸收程度不同的反应,是最明显、最直观的物理性质。
b)光泽:是矿物表面的反射光感。有金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽等等
(3)、硬度。矿物抵抗刻划、研磨的能力称为硬度,一般用小刀或指甲刻划来大概了解矿物的硬度。
(4)、解理和断口。矿物受外力打击后,严格按一定方向裂开成光滑平面的性质为解理。
2)矿物的鉴定步骤
( 1)、首先应先找到矿物的新鲜面,只有矿物的新鲜面才能真是的反映出矿物的化学成分和特征
( 2)、其次观察、鉴别矿物的形态和物理性质
( 3)、最后,根据观察到的矿物的物理性质,结合常见造岩矿物的特征,对矿物进行命名。
一、六种矿物的鉴定过程
1、正长石 首先找到正长石的新鲜面,然后观察他的形状,短柱状、板状,颜色是肉红色(可以确定为正长石),在日光灯下或阳光下,有微弱的反光成玻璃光泽,先用指甲刻划,刻划不动说明硬度比2大,再用小刀刻划,和小刀硬度差不多,所以为6,观察解理面有两向完全解理,近似正交。
2、橄榄石 首先找到该矿物的新鲜面,然后观察它的形状,粒状,颜色为淡黄绿色至黑绿色,在阳光下观察,有玻璃光泽,用指甲刻划,划不动,所以硬度在2以上,在观察解理面时无解理,贝壳状断口。由颜色、硬度、形态可知该矿物为橄榄石。
3、白云石 首先找到该矿物的新鲜面,然后观察它的形状,粒状,颜色为灰白色,在阳光下,有微弱的亮光反射为玻璃光泽,用指甲刻划,和指甲硬度差不多,所以为2~3之间,在观察解理面时有三组完全解理面,斜交呈菱面体。综上所述可确定为白云石。
4、滑石 首先找到滑石的新鲜面,然后观察他的形状,片状、块状,颜色白色、淡黄色、浅灰色,在日光灯下或在阳光下,反射光亮不明显,成蜡状光泽,用指甲刻划就能刻划的动,所以硬度比2 要小,即为1(可确定为滑石),在观察解理面只有一组即完全解理面。可确定为滑石。还有就是在实验室中,用手摸滑石会感觉有点滑。
5、石榴子石 首先找到石榴子石的新鲜面,然后观察他的形状,粒状、菱形十二面体、二十四面体,颜色为棕、棕红色,在日光灯下或阳光下,有亮光反射,成玻璃光泽,用指甲刻划,刻划不动说明硬度比2大,再用小刀刻划,也刻划不动说明比6大(也就只有石英、橄榄石和石榴子石硬度比6大在实验室),最后观察解理面,发现无解理面、不规则断口。可确定为石榴子石。
6、方解石 首先找到方解石的新鲜面,然后观察他的形状,块状、粒状、菱面体,颜色为白色、灰白色,在日光灯下或在阳光下,有亮光反射,成玻璃光泽,用小刀刻划,能刻划的动,说明硬度比6小,再用指甲刻划,刻划不动,说明比2大,最后观察解理面有三组完全解理,斜交成菱面体(有方解石和白云石),综上所述可确定为方解石。
二、三大类岩石各描述两种岩石的鉴别过程
三大类岩石的总体的步骤是:先观察构造,再观察结构,最后观察成分。
(一) 岩浆岩
1、流纹岩先观察他的构造,岩石中不同颜色的条纹、拉长了的气孔, 以及长方形矿物按一定方向排列所形成的流纹状构造,很明显发现他是最典型的流纹构造,可知道他是喷出岩。再观察他的结构,显而易见是斑状结构。颜色为肉红色(正长石)、灰白色(石英),可知其矿物成分为长石和石英组成。
2、正长岩先观察他的构造,矿物在岩石中分布比较均匀,无定向排列,为块状结构,可知为深成岩。再观察他的结构,岩石全部由结晶矿物所组成,为全晶质结构。颜色多成肉红色、浅灰色,可知其主要矿物成分为正长石,其次为黑云母和角闪石。
(二) 沉积岩
1、碎屑岩鉴定碎屑岩时着重观察其岩石结构与主要矿物成分。首要的是看碎屑结构,抓住这一特征,就不会与其它岩石相混淆了。要仔细观察碎屑颗粒大小:粒径大于2毫米的砾岩,2~毫米是砂岩,毫米的是粉砂岩。粉砂岩颗粒肉眼难以分辨,用手指研磨有轻微砂感。对于砾岩,还应注意观察其颗粒形状,颗粒外形呈棱角状的是角砾岩,由磨圆较好的砾石胶结成的称为砾岩。 其次,看碎屑岩的矿物成分。砾岩类的碎屑成分复杂,分选较差,颗粒较大,一般不参与命名。
2、化学岩及生物化学岩最常见的是由碳酸盐组成的岩石,以石灰岩和白云岩最为广泛。 石灰岩颜色呈深灰色、浅灰色多成致密状,用指甲可以刻划动,所以硬度较小,解理面无解理,在常温下滴加稀盐酸剧烈起泡初步断定为石灰岩。 白云岩颜色呈浅灰色、灰白色,呈隐晶质结构用指甲可以刻划动,硬度较小比灰岩略大,观察解理面为不完全解理,具有刀砍纹,即交叉成45度左右的普遍的裂纹,在常温下滴加稀盐酸不起泡,但加热或研磨成粉末后则起泡。
(三) 变质岩
1、片麻岩具有清楚的带状,麻岩的颗粒较粗,有些含有大量石英和长石。片麻岩上的条状是由岩石中不同比例的矿物分布形成的,比如深色条带中含有镁铁质矿物,浅色条带中含有长石、石英物质多。另外,颗粒大小也可产生条带状。认为他们是变质沉积岩,根据是一些含石榴子石等富铝矿物的长英质片麻岩与比较均匀的、含黑云母和角闪石的灰色片麻岩,呈互层状共生。认为他的主要是英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩等深成侵入体经变质和变形作用形成。
2、大理岩各种大理岩除纯白色外,有的还具有美丽的颜色和花纹,常见的颜色有浅灰、浅红、浅黄、绿色、褐色、黑色等,产生不同颜色和花纹的主要原因是大理岩中含有少量的有色矿物和杂 质。大理石具有粒状变晶结构,粒度一般为中、细粒,有时为粗粒,岩石中的方解石和白云石颗粒之间成紧密镶嵌结构。大理石的构造多为块状构造,也有不少大理岩具有大小不等的条带、条纹、斑点或斑块等构造。
实习总结
经过这次的实习,我学到了很多东西,加深了对书本上老师所讲内容的认识,让我对三大类岩石和造岩矿物有了更深一步的了解,使我意识到学到的都是死的,只有通过实践才能使知识变活,还有就是在实习中,老师通过实物讲解,使我明白了许多在课堂上不懂的地方。所以我觉得这次实习时间有点短,学校应该多组织些这样的实习,把时间延长些,这样就能更好的学习工程地质。
一、实习概述
实习目的:
工程地质实习是港航专业重要的实践性教学环节,实习实践教学和课堂理论教学具有同等重要作用,工程地质实习的目的在于经过实习使学生具备分析、解决在实际工程中出现的简单条件下的地质问题的本事。
实习任务:
1、固课堂所学的基本理论,理论联系现场实际,再回归到理论上来,培养我们独立思考的本事以及现场确定、解决实际问题的本事。
2、解矿物和岩石的构成过程、结构、产状等,掌握野外确定本事,加深对其认识
3、运用自我所观察到的具体的实际资料进行分析总结,加深对地质学习的系统理解。
4、培养学生吃苦耐劳、团结协作
实习时间:
20xx年4月23日
实习地点:
南京市汤山地区
南京地质博物馆(各类矿物、岩石等)
实习路线:
文天学院陡山北坡采石公路剖面(火石峰背斜)小铁路人工剖面南京地质博物馆文天学院
二、习地区地质概况
1、地层岩性(部分)
青龙群(T1+2q)
厚度约500m,与组整合接触。
在棒槌山西端人工剖面其下部暴露清楚,称为下青龙组,可分为三部分:
下部为黄绿色页岩、泥岩,夹薄层微晶灰岩,产蛇菊石、克氏蛤。
中部为灰色薄层微晶灰岩与黄绿色页岩,黄褐色泥岩互层,层理清晰,产佛来明菊石等。
上部为灰色中厚层、薄层微晶灰岩夹黄褐色泥质微晶灰岩、钙质页岩及薄层瘤状微晶灰岩、微晶砾屑灰岩。
顶部为厚层微晶灰岩,被覆盖,在死虎岩附近山包上出露清晰。
在各层灰岩中,缝合线构造均很发育。
青龙群上部称为上青龙组(T2s),厚度约300m。剖面在死虎岩附近山包上出露完整,可分为三部分:
下部为灰色中薄层微晶灰岩,泥质微晶灰岩夹紫红色泥质微晶灰岩及瘤状灰岩数层(4~7层),产多瑙菊石、荷兰菊石等化石。
中部为灰色中薄层微晶灰岩,蠕虫构造及其发育。
上部为灰中层泥质微晶灰岩夹厚层及薄层微晶灰岩。
顶部为纹层状白云质灰岩。
在各层灰岩中缝合线构造极其发育。
2、地形地貌
湖山地区位于南京城东28km,地形上由三列山组成,走向北北东。北列山海拔120~169m,包括排山、棒槌山。中列山山势较高,包括黄龙山、团山、纱帽山、土山、陡山、狼山等,主峰孔山海拔。南列山简称汤山,主峰海拔,的猿人洞(葫芦洞)和雷公洞(裂隙式溶洞)即发育于南列山。三列山之间是两个纵向次生谷地,北侧湖山谷地是龙潭煤系地层经地表水侵蚀构成,南侧谷地是志留纪高家边组页岩被剥蚀而成。湖山次生谷地两侧的谷坡上,发育有二级阶地。第一级阶地海拔4060m,即农田、煤矿所在地,二级阶地海拔6070m,主要为残积、坡积之碎石,夹少量冲积成因的粉砂质粘土。
3、地质构造
汤山位于青龙山汤山仑山复式大背斜中段,背斜轴在这一带昂起,构成一个短轴穹隆状背斜。背斜核部出露寒武系、奥陶系地层。背斜北翼陡,南翼缓,西端向西倾伏,东端向东倾伏。汤山背斜北翼发育有次一级的向斜(陡山向斜)和背斜(孔山背斜)。向斜构成中列山主体,向斜南翼陡,地层倾角常达70~80,局部直立甚至倒转,北翼倾角25~35,向斜轴面向南倾斜。陡山顶为向斜核部,现采场平台仍可见部分向斜核部地层(栖霞组)出露。背斜紧靠向斜北侧,严格与向斜平行展布,组成大部分中列山之北坡,仅孔山主峰位于背斜核部。背斜南翼地层倾角缓,北翼地层倾角陡,通常为80~90,背斜轴面南倾。在陡山北坡雪浪庵大冲沟西侧石榴庵背斜核部出露地层为五通组。从地貌发展阶段看,该区域剥蚀作用进行得相当深刻,背斜成谷,向斜成山的现象比较普遍。实习区域断裂构造出露也较清楚。横向平移断层、正断层以及纵向的逆断层相当发育,陡南逆冲断层、陡西平移正断层以及陡山北坡的地垒构造出露都很清楚。在陡山北坡采石公路沿线,能够观察位于背斜南翼近核部位置顺层侵入的闪长玢岩出露,为燕山早期的产物。
4、其他地质现象
实习路线沿途还可见滑坡、重力折曲、风化分带、岩溶等地质现象,可拍摄照片或绘制信手剖面图。
泉水有孔山寺泉和棒槌山泉出露,均为上升泉。
5、地壳运动与地质发展简史(部分)
宁镇地区是下扬子断裂拗陷带的东段。从震旦纪到早古生代末,那里地壳比较稳定,运动缓和,仅有多次轻度的升降;整个环境是浅海,堆积了厚度3000余米的石灰岩、白云岩、页岩、砂岩地层,化石丰富。有时有硅质物供应,在震旦、寒武、奥陶及志留系等地层均或多或少出现过薄层的硅质岩或燧石结核(后者在碳酸盐地层中)。志留纪末期,华南发生了强烈的加里东运动,本区受到深刻的影响,海水退却,成为陆地,理解剥蚀。早中泥盆世的沉积物很不发育。到晚泥盆世初在准平原化的条件下,开始堆积了平原型河流沉积,随着出现了大型的湖泊沉积。这就是上泥盆统的石英砂岩和页岩地层。局部地区堆积了薄薄的赤铁矿层。早石炭世,本区处于海陆交互地带,海水时进时退,堆积了具有滨岸沉积特征的下石炭统的灰岩、页岩、砂岩。从中石炭到早二迭世,本区地壳稳定而缓慢的持续下沉,在沉陷得到沉积物补偿的条件下,堆积了浅海的碳酸盐沉积,这时气候温暖,海中生物繁盛,化石丰富。从远处周期性地运来的硅质物质,它成为薄层硅质岩或燧石结核形式堆积下来。在早二迭世末期还堆积了含锰磷的沉积物,这就是下二迭统孤峰组,在局部地方有开采价值。早晚二迭世之交,地壳有一度重要的上升、隆起过程,称为东吴运动,使本区海水退却,成为滨海沼泽环境,从而堆积了上二迭统的含煤地层,这就是龙潭煤系地层。东吴运动毕竟还是短暂的,到二迭世后期,海水复行侵入,直到中三迭世后期为止,本区又堆积了浅海特征的上二迭统组,下、中三迭统青龙群。青龙群沉积过程中,整个下扬子拗陷已经有明显的收缩,海水逐渐变浅,青龙群的顶部出现了在海湾、泻湖环境下构成的石膏沉积。青龙群沉积完毕以后,本区发生了印支运动的第一幕,这是地壳运动性质的一次突变,有古生代以来长期的升降运动性质转化为褶皱的性质,青龙群以及以前的老地层全部参加到褶皱中,构成了宁镇山脉的雏形。整个下扬子的山脉淮阳山脉也是因为这一运动而奠定轮廓,地质上称这一运动为淮阳运动,在宁镇地区称为金子运动。由于金子运动结束了下扬子地带长期海侵的历史,使之成为陆地。在金子运动构成的山间盆地中堆积了中、上三迭统的黄马青群沉积,它与青龙群在许多地方是明显的不整合接触关系,它的底部普遍堆积有数十米到一二百米厚的碳酸盐质角砾岩。黄马青群堆积的晚期,气候由干热转为湿热,地势变为比较平坦,在局部地方构成含煤沉积,这就是黄马青群上部局部出现的范家场组含煤地层。此后,地壳运动再次剧烈进行,使包括上三迭统在内的所有地层褶。这次地壳运动是金子运动的继续和发展,属于印支运动的第二幕,称为南象运动。在南象运动的作用下,宁镇山脉的格架全面完成。地貌上是山脉和山间盆地相交织。在山间盆地中堆积了下、中侏罗统的象山群砂岩、页岩沉积,其底部是河流沉积,中上部过渡为湖泊沉积,局部地点有煤的构成。象山群与下伏地层在许多地方都是明显的不整合接触,如栖霞山附近的南象山,它不整合地盖在下二迭统栖霞组之上,有的地方,如西岗附近它不整合地盖在中、上三迭统黄马青群之上。
象山沉积以后直至白垩纪末期,那里地壳运动频繁,主要形式是差异性质的断块运动。断裂极其发育,沿断裂的垂直位移量很大,在断裂下落的部位构成盆地,堆积了很厚的上侏罗统到白垩系的洪积与河湖沉积,构成很厚的砾岩、砂岩和页岩。同时,由于断裂切割相当深,地壳深处的岩浆沿断裂带上升、侵入和喷出,因而陆相地层中同时产出很多的中酸性的火山熔岩、凝灰岩。
第三纪以来,地壳仍有大幅度的差异升降,在内陆盆地中堆积了厚度很大的陆相砾岩、砂岩、页岩地层。第三系的一些层位是有利的生油地层和找油对象。由于地壳运动和缓、微弱,第三系地层产状极其平缓。但第三纪末期第四纪初期,发生了一些重要的断裂,它切割到地壳深部,有的甚至与某些深达上地幔的断裂相沟通,使深部的玄武质岩浆上升、喷溢,构成了南京附近的一些中心式火山喷发及玄武岩层的堆积,例江宁方山和六合方山都保存了较好的火山地形。
三、实习资料成果
早上十点钟我们来到南京东郊汤山镇湖山地区并于火石峰集合。首先教师让我们调整罗盘,当地的磁偏角为4,并教会我们怎样使用罗盘一级岩层表面不平整时怎样样量岩层的产状。
我们徒步走上山去,看到了背斜、向斜、褶皱。经过现场观察回归课本,对地质构造现象有了更深的认识。了解到背斜岩层向上弯曲,两侧岩层相背倾斜,核心岩层时代较老,两侧依次变新并对称分布,向斜岩层向下弯曲,两侧岩层相向倾斜,核心岩层时代较新,两侧依次变老并对称分布。背斜,向斜是褶皱的两个基本类型,褶皱就是多个连续的背斜,向斜。教师还给我们讲了一些背斜成谷,向斜成山的道理。在野外为了识别褶皱,我们一般可沿垂直于岩层的走向进行观察,首先根据岩层是否对称重复,确定褶皱是否存在,然后比较褶皱核部和两翼的岩层的新老关系,确定褶皱是向斜还是背斜,最终根据两翼岩层的产状,确定褶皱是直立的、倾斜的,还是倒转的。经过观察和聆听教师讲解,我们对地质构造现象有了更深的认识。
经过教师的介绍,研究宁镇山脉湖山地区已有多年的历史,早在李四光时代,此刻有日本的小野家族,该地区的地质构造为三山夹两谷地貌,低山丘陵。我们实习路线由北向南前进,地质年代越来越新,经过沿途学习,我们看见第一个岩层为老虎洞组(C11),老虎洞组的演示成分为白云岩,表面有刀砍装溶沟,俗称刀砍纹,为灰色、浅灰色结晶白云岩,致密,较坚硬,遇酸仅微起泡,风化面有刀砍状溶沟。包含灰黑色、灰白色、肉红色、燧石结核,呈透镜体或团块状,产不规则石柱珊瑚等化石。
接下来是黄龙组(C2h),但仅有很少的一块岩石。黄龙组与船山组假整合接触,黄龙组底部有白云岩砾岩,砾块半棱角、半滚圆状到不规则状,直径3~5cm为主,由方解石胶结,其晶粒达1cm以上,厚约5m。
黄龙组下部为白色微晶灰岩,斑块巨粒结晶灰岩,晶粒可粗达~1cm,厚约5m。
黄龙组主体部分为灰白色略显肉红色微晶生物屑灰岩为主夹生物屑灰岩、砂屑灰岩,厚层到块状,层理不清,仅能根据缝合线构造来确定其层面产状。产布克小纺锤虫筳、筒形纺锤虫筳、刺毛螅、莫斯科唱贝、满苏分喙石燕、犬齿珊瑚,厚度约55m。
在此之后我们看到了河州组(C1h),和州组厚度为5m,与老虎洞组假整合接触。为灰泥质及白云质微晶灰岩,含少量生物碎屑。可见袁氏珊瑚、贵州珊瑚、巨长身贝、不规则石柱珊瑚、轮状轴管珊瑚等化石。
在河州组不远处为高骊山组(C1g),但我们所看到的高骊山组覆盖,呈沟状分布,纵深2m左右,厚度约36m,假整合于金陵组之上,金陵组顶面颜色发红,有铁锰质薄层堆积。下部为灰白色、深灰色、紫红色页岩夹夹薄层砂岩,含灰褐色泥质生物碎屑微晶灰岩透镜体,见腕足类化石碎片。中部为灰石英砂岩、粉砂岩夹数层灰紫色、灰绿色、灰色页岩。上部为灰白色、灰绿色、紫红色及灰黑色粘土质及粉质页岩,夹少量薄层砂岩。
金陵组(C1j)厚约6m,与五通组假整合接触。为灰黑色微晶生物碎屑灰岩,厚层状,生物碎屑中主要是海百合茎及腕足类碎片,包含机质及泥质成分较高,底部有一层铁质粉砂岩与五通组接触。盛产假乌拉珊瑚、笛管珊瑚,始分喙石燕、金陵穹房贝等化石。
随后张教师带领我们来到了一处平缓的山坡,山坡侧面为明显的背斜构造,是汤仑复式背斜,北翼较陡,南翼缓,层次清晰,此为五通组(D3w),岩石主要成分为石英砂岩,五通组厚约150m,可分为四部分:底部为为灰白色石英砾岩、石英砂岩,厚层状,层次清楚。石英砾岩有三层以上,砾岩成分为白色石英、黑色燧石、浅色具纹理之硅质岩等,滚圆或半滚圆状,砾径1~3cm为主。砾石可排列成单向斜层理。下部为灰白色石英砂岩,厚层状,间夹粉砂岩薄层。砂岩中石英含量可达95%以上,硅质胶结,具缝合线构造,具单向斜层理。上部为黄褐色砂岩、粉砂岩,夹有较多的灰白色粘土岩及灰黑色碳质页岩,局部夹扁豆体状薄层赤铁矿。在灰黑色页岩及灰砂岩中可找到斜方薄皮木、亚鳞木、楔叶木等化石。顶部为灰白色中厚层状石英砂岩,缝合线构造十分发育。
我们还看到了断层,了解到断层是岩石受力发生断裂,断裂面两侧岩石存在明显位移的断裂构造。断层的规模大小不等,大者沿走向延伸可达上千公里,向下可切穿地壳,常由许多断层组成,称为断裂带﹔小者可见于手标本。几何要素,断层由断层面和断盘组成。断层面是岩石沿之发生相对位移的破裂面,简称断面,能够是一个单一的面,也能够是一个有必须宽度的带。断层面与地面的交线称为断层线。断盘指断层面两侧的岩块。位于断层面之上的一盘称为上盘,断层面之下的一盘称为下盘。如断层面直立,则按其相对于断层走向的方位来描述。
断层是地壳上部构造层次脆性剪切变形的典型产物。有的大断层向深处其倾角逐渐变缓,使断层面成凹面向上的弯曲,其剖面似铲形或犁形,称铲状断层或犁式断层。在地壳深处的韧性变形域,相当于断层的两盘作相对剪切位移的变形带称为韧性剪切带。
研究方法主要是在野外如何识别断层,确定断层面的产状,确定断层的运动性质,测定其两盘相对位移的距离,分析断层构成的时代及活动历史。常见的识别断层及其两盘相对运动方向的标志有﹕地质体的不连续。地层﹑岩脉和矿脉等在平面或剖面上突然中断或错开,证明断层的存在,并可求其断距。地层的重复或缺失。走向断层常见的一种效应。结合地层与断层两者产状的关系,能够确定是正断层还是逆断层。一般正断层造成垂向上的地层缺失,逆断层造成垂向上的地层重复。擦痕是断层面上两盘岩石相互摩擦留下的痕迹。断层面有时被磨光,并附有铁质或硅质的薄膜,光滑如镜,称为摩擦镜面。其上的平行细纹指示了两盘相对运动的方向。断层面上生长的石英或方解石纤维状晶体,貌似擦痕,称为擦抹晶体。它们是在断层运动过程中平行运动方向生长的晶体,纤维方向代表了断盘相对位移的方向。牵引构造。断层运动时断层近旁岩块受到拖曳造成的岩层局部弯曲,或岩层由塑性变形进一步发展而破裂成断层时留下的弧形弯曲。弧形凸出的方向大体指示所在盘的相对运动方向。断层岩。断层带中因断层动力作用被搓碎﹑研磨而改造的岩石。有断层角砾岩﹑碎裂岩及断层泥等,是脆性变形的产物,常见于一般断层中。糜棱岩是另一种常见于大断层带中的岩石,它是深处韧性剪切变形的产物(见韧性剪切带)。此外,地貌现象(断层崖﹑错断山脊﹑水系突然改向等)也有助于识别断层,尤其是活动断层。
在湖山地区的考察实习在忙碌中结束,午时我们来到了位于珠江路上的南京地质博物馆,博物馆的门外存放着几块大的岩石。教师就在外面给我们讲了一些关于矿物岩石的基本知识,让我们对他们有个大概的了解。
博物馆里的岩石和矿物琳琅满目地陈列在展柜里,有关地球科学的图画也挂满了墙。那里的岩石和矿物有的在学校的实验室里见过,但更多的是从未见过的,只见于书本上介绍,自然也没有那种感性的认识。那里有常见岩石,如花岗岩、玄武岩、石灰岩、片麻岩、辉绿岩、混合岩、大理岩等。也有常见的矿物,如石英、萤石、长石、刚玉和云母等。薄片状,鳞片状,块状,土状,球状,钟乳状,黄的,绿的,红的给了我们无限的视觉冲击。我们一边仔细观察这些矿物和岩石的颜色和形状,一边看标本下头关于这些矿物和岩石的结构和构造的讲解,以及他们的工程地质评价。看到了灵璧石,雄黄雌黄,孔雀石,内蒙的鸡血石章石雕,吉林的松花砚。还看到不少钻石,玉和翡翠。如金绿宝石,红宝石,绿宝石,祖母绿,和田玉,南阳玉,珍珠等等。可是那里最吸引眼球的要数沙漠玫瑰了,沙漠玫瑰又称戈壁石、风雕石,常见的有球状的和块状的,主要产于浩瀚隔壁,沙漠玫瑰是自然构成物,是沙漠的细石经风吹雨打后构成类似玫瑰般的结晶石,这种岩石在天然奇石市场上占有特殊的地位,具有极其珍贵的研究和收藏价值。博物馆里同样陈列这很多的生物化石,有硅化木,中华鲟鱼,潜龙,古蜻蜓化石,大型的恐龙化石和恐龙蛋化石,以及第四纪全新世的鹿角,也有小型的植物和动物化石,如距今数亿年的震旦角石、莱德利基虫、创孔海百合、狼鳍鱼、拟蜉蝣等,不一而足。
在博物馆参观的过程中,我们也看到了一些老科研人员在以前搞野外科研的时候所用过得的物品,很难想像他们是如何在那么恶劣的环境下去从事科研工作的。可是也正是因为他们几十年来为发展地球地质事业做出的努力,才有今日的成果。
经过这次实习,使我在诸多地质构造性质方面有了更深层次的了解。沿途我们见到了许多地质构造,捡了许多卵石。
四、小结
实习的日子我们虽然有些累,但收获了大学的课堂里没有的许多东西,不仅仅学到了地质方面的许许多多的知识,也学到了为人处世的许多道理与方法,学会了怎样学习,也学会了把书本的知识与实际结合,在未来的日子里我会继续关心地质情景,继续学习,为将来的工作打下良好的基础。
为期一周的实习很快过去了,在教师的耐心讲解下我们学到了很多,基本的认识并能清晰确定以地质构造,相信在以后的学习工作中都会对我大有帮忙。
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