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工程地质学是一门研究工程活动与地质环境相互作用的科学。工程地质学探讨工程地质勘察的手段及方法,如工程地质测绘与调查、勘探、室内实验、现场测试等;调查研究岩土体的工程地质性质,地质构造,地貌等工程地质条件及其发展变化规律;分析研究与工程有关的工程地质问题,并结合工程的具体特点及要求,进行岩土工程分析评价,为基础工程、整治工程、土方工程提出设计方案。而做好这些,不仅需要我们精确掌握课本上的理论知识,还需要我们能够鉴别各种矿物及岩石的物理特征和工程性质,更需要到实际的环境中观察比对,把课本讲的和实际看到遇到的相联系起来,本次实习就是本着这样的目的进行的。
天津蓟县国家地质公园,XX年12月10日,经中华人民共和国国土资源部批准建立,位于天津蓟县北部山区,京、津、唐腹心地带,交通方便,面积342平方公里。园内保存着大量的极其珍贵的地质遗迹和地质景观,尤其是中上元古界地层剖面,它系统记录了距今18亿年至8亿年间的地质历史和事件,以地层齐全、出露连续、保存完好、构造简单、化石丰富、顶底界线清楚、岩石变质浅而闻名于中外地质学界。园内峡谷幽深、空气清新、自然风光秀丽、地质科学奥妙,是休闲度假、旅游揽胜和科学考察的胜地。我们所参观的两个景区是:☆中上元古界地质自然保护区☆府君山地质构造遗迹景区
一、地质实习的目的
1、学会对岩石的肉眼判别,通过观察辨别出岩石的种类结构矿物组成颜色以及特性2、了解岩层产状及其形成过程和发展情况,分析沿途所见的岩石的性质以及该地区的地质发展演变简史3、学会野外观察地质现象和分析评价工程地质问题的初步能力。通过实习,掌握工程地质的基本知识,了解常见的工程地质问题。为学习后续课程、从事专业工作、扩大知识面和进行科学研究打下必要的基础。
二、实习时间:
XX年5月20日星期二
三、实习地点:
1、土木工程学院楼(室内)
2、天津蓟县国家地质公园(室外)府君山地质构造遗迹景区。
四、实习活动:
首先,我们看到的是高于庄组地层,其主要岩石为页岩和白云岩,还认识了瘤状结构、岩层产状、锰方硼石矿等。瘤状构造瘤状构造岩层中出现如瘤的团块,以半球形,糖饼状形态的透镜状岩石为主,其物质成分与上下岩层略有区分。以含沥青质,泥质白云岩为主。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。
高于庄组地层:高于庄组原称“高于庄灰岩”,属中元古代长城系顶部,分布于中国冀北一带,最初命名地点在天津蓟县高于庄,故名。浅海相碳酸盐沉积。主要为灰色、黑色白云岩,含燧石团块或条带,底部燧石条带尤多,且呈网状。本组特点:下部含叠层石丰富,中部普遍含锰较高,上部含各种形状的结核,顶部多含钙质和沥青质。厚405—1963米。重要的叠层石分子有:锥叠层石及微古生物雾迷山粗面球形藻。在冀北一带,下部常夹有含锰页岩(菱锰矿)。
倾斜页岩,走向东西,倾向南,倾角50°,组成部分主要为多页岩、白云岩。页岩是由黏土经脱水固结而形成,大部分有明显的薄层理,能沿层理分成薄片,这种特征也称页理,风化后多成碎片状或泥土状。根据混入物的成分或岩石的颜色可分为:钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、黑色页岩及碳质页岩。锰方硼石矿锰方硼石是一种很少见的无水氯硼酸盐矿物。形态一般为不规则粒状,集合体呈变鲕状、变豆状,光泽为油脂-玻璃光泽;无解理、裂纹发育;贝壳状-不平坦状断口;白色或灰白色,硬度7。
蓟县锰方硼石矿床的形成具有二元结构:即下部是火山岩(大红峪组钾质粗面岩),上部为含硼的蒸发岩。由于大红峪组海底火山活动频繁,延续时间长,致使熔岩分布广泛,并以含硼为特征,火山活动后的汽水溶液中硼的富集,导致海水中含有大量硼物质,为硼矿床形成提供了充足的物质。
对高于庄组的划分从下而上分为官地亚组、桑树庵亚组。桑树庵亚组为含锰方硼石亚组。主要岩性为含锰白云质粉砂岩和厚层灰白色、淡红色微粒含灰白云岩,中上部为厚层至块层状微粒含灰白云岩,略含锰,风化面呈白色或褐色,断口呈贝壳状,层理平直,层面上有波痕,常成陡崖。下部为主要含砂层含锰白云质粉砂岩和砂质白云岩,多风化为黑褐色,易受剥离成薄片,俗称“含锰页岩”。高于庄组之官地亚组,即锰硼矿层之下叠层石发育,形态常为锥状或柱状。两个亚组之间是整合过渡关系。
块茎状高于庄层叠石:叠层石是前寒武纪未变质的碳酸盐沉积中最常见的一种“准化石”,是原核生物所建造的有机沉积结构。由于蓝藻等低等微生物的生命活动所引起的周期性矿物沉淀、沉积物的捕获和胶结作用,从而形成了叠层状的生物沉积构造。因纵剖面呈向上凸起的弧形或锥形叠层状。由块茎体或少数粗短的次圆柱体(柱体形态主要受基本层形态的控制,同时受环境影响。根据柱体自上而下直径的变化,柱体形态可以分为两种基本类型。由块茎状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。基本层层平缓到凸起较高的穹形,带状,地质年龄约为15亿年。
藻席或藻屑在碳酸盐岩地层中常见到能反映有机生物的的藻架结构或藻席结构。它们通常由亮、暗纹层交叠布置而成,如果早期(准同生)被硅化,有时还可以保存藻丝体化石。通常形成纹层状碳酸盐岩,有时则形成典型叠层石,在形成过程中若藻架结构的沉积物若遭冲刷二再次沉积则会形成藻屑构造。此处遗迹尤为重要,因为世界上的其他的中上元古界地貌中,没有发现含有藻席和藻屑构造的遗迹。
大红峪组和高于庄组分界此两组地层在此处属于平行不整合的接触关系高于庄组底部为一层石英状砂岩,层面有波痕,砂岩之下为大红峪组,含锥层燧石白云岩,其锥顶处切,表示受到了侵蚀的作用,代表了一次沉积间断,地质年龄约为16亿年。
大红峪组气孔构造和杏仁构造
岩浆岩喷出时,压力降低,气体挥发析出,聚集成气泡开向表面浮动,同时又随岩浆浮动。当岩浆凝固时,气泡的孔壁固化,内部的气体或散失或凝为液体大部分流失,只保留空洞,即为气孔构造。若这些气孔被后期矿物所充填,即为杏仁构造。根据气孔构造和杏仁构造可以判断和恢复当时岩浆的流动。
火山角砾岩:火山爆发时,随着深部岩浆的喷出,由于通道附近围岩的加入,加上喷发强度及诸多因素,可形成火山熔岩、火山角砾岩、火山凝灰岩等。大红峪组的火上角砾岩十分发育,分布广泛,角砺成分由白云岩、玄武岩、碎石等组成。角砺大者称为角砺集块岩。
断层:岩体在构造应力作用下发生破裂,沿破裂面两侧的岩体发生显著的位移或失去连续性和完整性而形成的一种构造形迹。断层几乎在地壳上处处都有,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。断层会出现很多危害,断层快速活动形成地震。地震灾害主要表现为地表破裂、崩塌、滑坡、砂土液化等。断层缓慢活动造成地表变形。最典型的断层缓慢活动(断层蠕滑)的例子是美国西部的圣安德烈斯断层。而在我国,断层缓慢活动造成地表变形现象中最常见的为地裂缝。虽然地裂缝的成因复杂,但其与构造的相关性不可忽视。
之后我们来到了大红峪组与团山子组的分界处。此两个地层单元界线为整合过渡关系,以大红峪组底部厚度较大的石英岩为界线,其下为团山子组顶部夹薄层砂岩的含粉砂白云岩。团山子组系高振西等原称的“串岭沟页岩”上部的碳酸盐岩系。1957年地质部221队在河北省庞家堡铁矿区命名为“庞家堡灰岩”。1960年河北省地质局区域地质测量大队在蓟县团山子村一带的相当层位也见到相似的碳酸盐岩地层,遂建议改称为团山子组,19xx年被《蓟县震旦系现场学术讨论会》接受,沿用至今。
波痕波痕是浅海、河湖的一种小型地形特征,由尖波峰、圆波谷,坡度对称组成连绵波浪状。波痕是沉积环境分析的重要标志,是典型的沉积构造之一。非粘性的物质(陆源砂、碳酸盐砂)在波浪、水流或风的作用下,在其表面形成的波状起伏的痕迹,如沙漠中的沙丘、海滩的沙坡等。一个波痕由一个波脊和一个波谷组成,同一种波痕一般成组出现。出现于岩层的顶面.并可在上覆岩层的底面上留下印痕.因此可以利用波痕来决定岩层的顶面和底面。
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,这时所形成的裂缝成为泥裂。泥裂的裂片多为多角形,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。
最后是格鲁纳叠层石。格鲁纳叠层石为一种柱状叠层石,其柱体部分多由硅泥质组成,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,向上有不同程度的突起变化,地质年龄约为16.8亿年。
国家地质公园的野外实习就到此结束,来到石碑处我们合影留念。吃过午饭,我们向着另一个目的地---府君山公园出发。
来到府君山公园,看到由地层运动形成的山峰我们感叹不已,在攀爬的过程中,飞来峰带给我们的震撼最大。府君山组属于早寒武世地层。岩性稳定,见于中国冀北及冀西北尚义---平泉深断裂以南的山区。主要为厚至巨厚层豹。底部普遍有砂砾岩或角砾层岩,平行不整合或超覆于青白口系各组之上,一般厚数十米。我们看到了逆掩断层形成的景象。断层面平缓弯曲。上部雾迷山组燧石条带状白云岗(12亿年)逆掩于府君山组角砾状岩(5.6亿年)之上。断层是岩层或岩体中的一个或一组破裂面,沿破裂面两侧的岩层或岩体发生有显著的位移。断层的位移量有小有大,小者仅几厘米,大者可达数公里乃至数十公里。断层是岩块间的一种不连续面,岩块在平行于不连续面的方向上发生相对位移。我们还看到了岩石两亿年的跨越,井儿峪组叠层状泥晶灰岩(8亿年)与府君山组角砾状灰岩(5.6亿年)之间,有一套紫红色黄白色相间含砾砂页岩,它是古风化壳面上的沉积物,中间缺失2.4亿年的地层。最后我们看到了飞来峰地貌。在逆掩断层或辗掩构造中,常见老岩层覆盖在新岩层上,这样的老岩层称推覆体。当推覆体遭受强烈剥蚀,周围地区露出原来的新岩层,而残留一部分老岩层,孤零零地盖在新岩层上,叫飞来峰。
到此为止,我们结束了一天的野外实习任务。通过这次实习,让我更加深入的了解了地质学的含义。短短的一天,让我对野外地质工作有了一个初步的直观印象,对它的方式方法有了一个最直接的了解。并且直接影响了我的学习观念,将实践的成分注入了思想中,必将对我今后的学习习惯产生潜移默化的影响。在写实习报告的时候,我又将那一天的经历回忆了一遍,并总结出有意义的结论,让我学到了更多的知识。我相信在我以后的历练中,这次实习将会发挥重要的作用。
工程地质学是一门研究工程活动与地质环境相互作用的科学。工程地质学探讨工程地质勘察的手段及方法,如工程地质测绘与调查、勘探、室内实验、现场测试等;调查研究岩土体的工程地质性质,地质构造,地貌等工程地质条件及其发展变化规律;分析研究与工程有关的工程地质问题,并结合工程的具体特点及要求,进行岩土工程分析评价,为基础工程、整治工程、土方工程提出设计方案。而做好这些,不仅需要我们精确掌握课本上的理论知识,还需要我们能够鉴别各种矿物及岩石的物理特征和工程性质,更需要到实际的环境中观察比对,把课本讲的和实际看到遇到的相联系起来,本次实习就是本着这样的目的进行的。
天津蓟县国家地质公园,XX年12月10日,经中华人民共和国国土资源部批准建立,位于天津蓟县北部山区,京、津、唐腹心地带,交通方便,面积342平方公里。园内保存着大量的极其珍贵的地质遗迹和地质景观,尤其是中上元古界地层剖面,它系统记录了距今18亿年至8亿年间的地质历史和事件,以地层齐全、出露连续、保存完好、构造简单、化石丰富、顶底界线清楚、岩石变质浅而闻名于中外地质学界。园内峡谷幽深、空气清新、自然风光秀丽、地质科学奥妙,是休闲度假、旅游揽胜和科学考察的胜地。我们所参观的两个景区是:☆中上元古界地质自然保护区☆府君山地质构造遗迹景区
一、地质实习的目的
1、学会对岩石的肉眼判别,通过观察辨别出岩石的种类结构矿物组成颜色以及特性2、了解岩层产状及其形成过程和发展情况,分析沿途所见的岩石的性质以及该地区的地质发展演变简史3、学会野外观察地质现象和分析评价工程地质问题的初步能力。通过实习,掌握工程地质的基本知识,了解常见的工程地质问题。为学习后续课程、从事专业工作、扩大知识面和进行科学研究打下必要的基础。
二、实习时间:
XX年5月20日星期二
三、实习地点:
1、土木工程学院楼(室内)
2、天津蓟县国家地质公园(室外)府君山地质构造遗迹景区。
四、实习活动:
首先,我们看到的是高于庄组地层,其主要岩石为页岩和白云岩,还认识了瘤状结构、岩层产状、锰方硼石矿等。瘤状构造瘤状构造岩层中出现如瘤的团块,以半球形,糖饼状形态的透镜状岩石为主,其物质成分与上下岩层略有区分。以含沥青质,泥质白云岩为主。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。
高于庄组地层:高于庄组原称“高于庄灰岩”,属中元古代长城系顶部,分布于中国冀北一带,最初命名地点在天津蓟县高于庄,故名。浅海相碳酸盐沉积。主要为灰色、黑色白云岩,含燧石团块或条带,底部燧石条带尤多,且呈网状。本组特点:下部含叠层石丰富,中部普遍含锰较高,上部含各种形状的结核,顶部多含钙质和沥青质。厚405―1963米。重要的叠层石分子有:锥叠层石及微古生物雾迷山粗面球形藻。在冀北一带,下部常夹有含锰页岩(菱锰矿)。
倾斜页岩,走向东西,倾向南,倾角50°,组成部分主要为多页岩、白云岩。页岩是由黏土经脱水固结而形成,大部分有明显的薄层理,能沿层理分成薄片,这种特征也称页理,风化后多成碎片状或泥土状。根据混入物的成分或岩石的颜色可分为:钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、黑色页岩及碳质页岩。锰方硼石矿锰方硼石是一种很少见的无水氯硼酸盐矿物。形态一般为不规则粒状,集合体呈变鲕状、变豆状,光泽为油脂-玻璃光泽;无解理、裂纹发育;贝壳状-不平坦状断口;白色或灰白色,硬度7。
蓟县锰方硼石矿床的形成具有二元结构:即下部是火山岩(大红峪组钾质粗面岩),上部为含硼的蒸发岩。由于大红峪组海底火山活动频繁,延续时间长,致使熔岩分布广泛,并以含硼为特征,火山活动后的汽水溶液中硼的富集,导致海水中含有大量硼物质,为硼矿床形成提供了充足的物质。
对高于庄组的划分从下而上分为官地亚组、桑树庵亚组。桑树庵亚组为含锰方硼石亚组。主要岩性为含锰白云质粉砂岩和厚层灰白色、淡红色微粒含灰白云岩,中上部为厚层至块层状微粒含灰白云岩,略含锰,风化面呈白色或褐色,断口呈贝壳状,层理平直,层面上有波痕,常成陡崖。下部为主要含砂层含锰白云质粉砂岩和砂质白云岩,多风化为黑褐色,易受剥离成薄片,俗称“含锰页岩”。高于庄组之官地亚组,即锰硼矿层之下叠层石发育,形态常为锥状或柱状。两个亚组之间是整合过渡关系。
块茎状高于庄层叠石:叠层石是前寒武纪未变质的碳酸盐沉积中最常见的一种“准化石”,是原核生物所建造的有机沉积结构。由于蓝藻等低等微生物的生命活动所引起的周期性矿物沉淀、沉积物的捕获和胶结作用,从而形成了叠层状的生物沉积构造。因纵剖面呈向上凸起的弧形或锥形叠层状。由块茎体或少数粗短的次圆柱体(柱体形态主要受基本层形态的控制,同时受环境影响。根据柱体自上而下直径的变化,柱体形态可以分为两种基本类型。由块茎状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。基本层层平缓到凸起较高的穹形,带状,地质年龄约为15亿年。
藻席或藻屑在碳酸盐岩地层中常见到能反映有机生物的的藻架结构或藻席结构。它们通常由亮、暗纹层交叠布置而成,如果早期(准同生)被硅化,有时还可以保存藻丝体化石。通常形成纹层状碳酸盐岩,有时则形成典型叠层石,在形成过程中若藻架结构的沉积物若遭冲刷二再次沉积则会形成藻屑构造。此处遗迹尤为重要,因为世界上的其他的中上元古界地貌中,没有发现含有藻席和藻屑构造的遗迹。
大红峪组和高于庄组分界此两组地层在此处属于平行不整合的接触关系高于庄组底部为一层石英状砂岩,层面有波痕,砂岩之下为大红峪组,含锥层燧石白云岩,其锥顶处切,表示受到了侵蚀的作用,代表了一次沉积间断,地质年龄约为16亿年。
大红峪组气孔构造和杏仁构造
岩浆岩喷出时,压力降低,气体挥发析出,聚集成气泡开向表面浮动,同时又随岩浆浮动。当岩浆凝固时,气泡的孔壁固化,内部的气体或散失或凝为液体大部分流失,只保留空洞,即为气孔构造。若这些气孔被后期矿物所充填,即为杏仁构造。根据气孔构造和杏仁构造可以判断和恢复当时岩浆的流动。
火山角砾岩:火山爆发时,随着深部岩浆的喷出,由于通道附近围岩的加入,加上喷发强度及诸多因素,可形成火山熔岩、火山角砾岩、火山凝灰岩等。大红峪组的火上角砾岩十分发育,分布广泛,角砺成分由白云岩、玄武岩、碎石等组成。角砺大者称为角砺集块岩。
断层:岩体在构造应力作用下发生破裂,沿破裂面两侧的岩体发生显著的位移或失去连续性和完整性而形成的一种构造形迹。断层几乎在地壳上处处都有,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。断层会出现很多危害,断层快速活动形成地震。地震灾害主要表现为地表破裂、崩塌、滑坡、砂土液化等。断层缓慢活动造成地表变形。最典型的断层缓慢活动(断层蠕滑)的例子是美国西部的圣安德烈斯断层。而在我国,断层缓慢活动造成地表变形现象中最常见的为地裂缝。虽然地裂缝的成因复杂,但其与构造的相关性不可忽视。
之后我们来到了大红峪组与团山子组的分界处。此两个地层单元界线为整合过渡关系,以大红峪组底部厚度较大的石英岩为界线,其下为团山子组顶部夹薄层砂岩的含粉砂白云岩。团山子组系高振西等原称的“串岭沟页岩”上部的碳酸盐岩系。1957年地质部221队在河北省庞家堡铁矿区命名为“庞家堡灰岩”。1960年河北省地质局区域地质测量大队在蓟县团山子村一带的相当层位也见到相似的碳酸盐岩地层,遂建议改称为团山子组,19xx年被《蓟县震旦系现场学术讨论会》接受,沿用至今。
波痕波痕是浅海、河湖的一种小型地形特征,由尖波峰、圆波谷,坡度对称组成连绵波浪状。波痕是沉积环境分析的重要标志,是典型的沉积构造之一。非粘性的物质(陆源砂、碳酸盐砂)在波浪、水流或风的作用下,在其表面形成的波状起伏的痕迹,如沙漠中的沙丘、海滩的沙坡等。一个波痕由一个波脊和一个波谷组成,同一种波痕一般成组出现。出现于岩层的顶面.并可在上覆岩层的底面上留下印痕.因此可以利用波痕来决定岩层的顶面和底面。
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,这时所形成的裂缝成为泥裂。泥裂的裂片多为多角形,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。
最后是格鲁纳叠层石。格鲁纳叠层石为一种柱状叠层石,其柱体部分多由硅泥质组成,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,向上有不同程度的突起变化,地质年龄约为16.8亿年。
国家地质公园的野外实习就到此结束,来到石碑处我们合影留念。吃过午饭,我们向着另一个目的地---府君山公园出发。
来到府君山公园,看到由地层运动形成的山峰我们感叹不已,在攀爬的过程中,飞来峰带给我们的震撼最大。府君山组属于早寒武世地层。岩性稳定,见于中国冀北及冀西北尚义---平泉深断裂以南的山区。主要为厚至巨厚层豹。底部普遍有砂砾岩或角砾层岩,平行不整合或超覆于青白口系各组之上,一般厚数十米。我们看到了逆掩断层形成的景象。断层面平缓弯曲。上部雾迷山组燧石条带状白云岗(12亿年)逆掩于府君山组角砾状岩(5.6亿年)之上。断层是岩层或岩体中的一个或一组破裂面,沿破裂面两侧的岩层或岩体发生有显著的位移。断层的位移量有小有大,小者仅几厘米,大者可达数公里乃至数十公里。断层是岩块间的一种不连续面,岩块在平行于不连续面的方向上发生相对位移。我们还看到了岩石两亿年的跨越,井儿峪组叠层状泥晶灰岩(8亿年)与府君山组角砾状灰岩(5.6亿年)之间,有一套紫红色黄白色相间含砾砂页岩,它是古风化壳面上的沉积物,中间缺失2.4亿年的地层。最后我们看到了飞来峰地貌。在逆掩断层或辗掩构造中,常见老岩层覆盖在新岩层上,这样的老岩层称推覆体。当推覆体遭受强烈剥蚀,周围地区露出原来的新岩层,而残留一部分老岩层,孤零零地盖在新岩层上,叫飞来峰。
到此为止,我们结束了一天的野外实习任务。通过这次实习,让我更加深入的了解了地质学的含义。短短的一天,让我对野外地质工作有了一个初步的直观印象,对它的方式方法有了一个最直接的了解。并且直接影响了我的学习观念,将实践的成分注入了思想中,必将对我今后的学习习惯产生潜移默化的影响。在写实习报告的时候,我又将那一天的经历回忆了一遍,并总结出有意义的结论,让我学到了更多的知识。我相信在我以后的历练中,这次实习将会发挥重要的作用。
实习目的与任务:
按照学校的安排我们在本学期学习了《土木工程地质》,紧接着我们就进行了地质野外实习的过程。我们进行这次实习的目的在与:巩固和加深在课堂学的理论知识,使理论与实践相结合,提高教学效果;了解岩层产状及其形成过程和发展情况,分析沿途所见的岩石的性质以及该地区的地质发展演变简史;学会野外观察地质现象和分析评价工程地质问题的初步能力。通过实习,掌握工程地质的基本知识,了解常见的工程地质问题。为学习后续课程、从事专业工作、扩大知识面和进行科学研究打下必要的基础。
实习时间:
20xx年6月24日至6月26日
实习地点:
天津蓟县国家地质公园
天津蓟县国家地质公园位于天津市北部蓟县山区,属燕山山脉中段南翼,沿津(天)―围(场)公路东侧(蓟县段)呈南北走向,毗邻八仙山国家级自然保护区,公园东面与河北省遵化市的清东陵隔山相望,黄崖关长城犹如一条巨龙横卧于剖面之上;南面是渔阳古城,县城东侧的翠屏湖是天津市最大的淡水湖和重要的水资源基地;北面是河北省兴隆县雾灵山国家级自然保护区;西面有京东第一山、全国十五大名山之一的盘山国家风景名胜区。居京(北)、津(天)、唐(山)三市腹心地带,素有京、津、唐“金三角”之称.
古老的地质构造奠定了现代地貌发育的基本框架和发展方向。地势北高南低,地质公园北端与兴隆县交界处的.九山顶,海拔1078.5米,是天津市的最高峰。而座落在地质公园南端的府君山,海拔只有350米,海拔高度相差728.5米。保护区的地貌类型主要有中山、低山、丘陵、宽谷、盆地和坎谷等构成。中、低山主要分布在长城沿线及其以北地区的石英岩分布区,山高、坡陡,气势磅礴。丘陵主要分布在县城以北的石灰岩、白云岩、砂页岩分布区,海拔一般在300、―500米。山体浑圆,坡度缓,土层较厚。是我国惟一记录有中上元古界地球演化地质历史的国家地质公园。其范围北起九山顶,南至府君山;东至八仙山,西至盘山,分为7个景区:
1、中上元古界地质自然保护区;
2、八仙山石英岩峰林峡谷景区;
3、盘山花岗岩地貌景区;
4、九龙山碳酸盐岩峰丛景区;
5、黄崖关断崖地貌景区;
6、九山顶石英砂岩峰林景区;
7、府君山地质构造遗迹景区。
总面积342.05平方公里,规划面积240.6平方公里,核心区面积53.6平方公里,北纬40°00′~40°15′,东经117°15′~117°35′。处于京、津、唐交会地带,交通发达、地理位置优越。
实习对象:
河北工业大学交通工程专业07级全体学生
实习活动:
(如下)
6月24日早上我们从西生活区坐大巴一路奔波来到蓟县国家地质公园,下车后,我们稍作整顿,然后老师开始介绍地质情况,我们的地址野外实习考察也就开始了。
1.矿物、岩石的认识和地质构造的认识实习
首先讲的是沉积岩。
沉积岩是在地表环境中,先前存在的化石(岩浆岩、变质岩和早已形成的沉积岩)的物理、化学和生物风化的物质、有机物质和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等地址作用而形成的岩石。沉积岩是地壳表面分布最广的一种岩石,虽然它的体积只占地壳的5%,但是露出面积约占陆地表面积的75%。沉积岩主要由碎屑物质、粘土矿物、化学沉积物、有机质及生物残骸等一些物质组成。
沉积岩的结构按其组成物质、颗粒大小及形状等方面的特点,一般分为碎屑结构、泥质结构、结晶结构及生物结构四种。
1)碎屑结构碎屑结构是指岩石中由50%以上的碎屑颗粒被胶结物所胶结的结构,是沉积岩所特有的结构。按碎屑粒径的大小,碎屑结构可分为:a、砾状结构(碎屑粒径>2mm)b、竹叶状结构(碎屑形态多呈扁平状)c、砂质结构(碎屑粒径介于2~0.05mm之间)d、粉砂质结构(碎屑粒径为0.05~0.005mm)
2)泥质结构该结构由粒径
3)结晶结构该结构是由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构。
4)生物结构该结构是由生物遗体或碎片所组成,如贝壳结构、珊瑚结构等,都是生物化学岩所具有的结构。沉积岩的构造是指其组成部分的空间分布及其相互间的排列关系。产检的沉积岩构造有层理构造、块状构造、鲕状构造及层面构造。
沉积岩的构造按其各个组成部分的空间排列和组合方式等方面的特点,一般分为层理构造块状构造鲕状构造层面构造
1)层理构造沉积岩在形成过程中由于沉积环境的改变,是先后沉积的物质在颗粒大小、形状、颜色和成分上发生变化,从会而显示出成层现象。由于形成层理的条件不同,层理有各种不同的形态,常见的类型有:水平层理、斜层理、交错层理和波状层理。
2)块状构造岩石层理不清楚,矿物颗粒排列五一定规律。
3)鲕状构造具有同心心圆状的圆形或椭圆形颗粒,形似鱼籽。鲕状构造直径一般在0.5~2mm之间,鲕粒的形成系胶体物质围绕沙粒、碎屑在浅海浅水环境中沉积而成。
4)层面构造沉积岩岩层面上的特征如波痕、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。其中的波痕特征给我们留下了深刻的印象。
沉积岩的肉眼鉴定:在鉴定碎屑岩时,除观察颜色、碎屑成分及含量外,尚需特别注意观察碎屑的形状和大小,以及胶结物的成分。在鉴定泥质岩时,则需仔细观察他们的构造特征,即看有无页理等;在鉴定化学岩时,除观察其物质成分外,还需判别其结构、构造,并辅以简单的化学试验,如用冷稀盐酸滴试,检验其是否起泡。
接着我们考察了岩浆岩。
岩浆岩又叫火成岩,占地壳总质量的95%,在三大类岩石中,岩浆岩占有比较重要的位置。岩浆岩是由岩浆冷凝形成的岩石。岩浆岩上升侵入围岩,在地壳深处结晶形成的岩石,称为深成岩(形成深度大于3km)。在地面以下较浅处形成的岩石称为浅成岩(形成深度小雨3km)。两者统称为侵入岩。由喷出地面的岩浆凝固形成的岩石成为喷出岩,包括火山碎屑岩和熔岩。岩浆岩的矿物成分岩浆岩主要由SiO2、 Al2O3、 Fe2O3、 MgO等氧化物组成。其中SiO2是最多也是最重要的,它是反应岩浆性质和直接影响岩浆岩矿物成分变化的主要因素。
常依SiO2的含量,将岩浆岩划分为不同的类型:超基性岩(65%)。岩浆岩的结构和构造岩浆岩由于形成的环境不同,产生了各种不同的结构和构造。岩浆岩的结构是指岩石中矿物的形态、大小和结晶程度,以及颗粒之间的关系。岩浆岩的构造是指岩石中矿物的空间排列及其填充的方式。
了解结构和构造可以了解岩浆岩的形成环境。如喷出岩由于冷却快,来不及结晶,形成玻璃质,称为玻璃质结构。其中一些气体尚未逸散,形成气孔构造。岩浆一面流动一面凝固形成许多流纹,做流纹构造。深成岩在地下缓慢结晶,它的颗粒在空间分布比较均匀,形成块状构造;在深处,各种矿物结晶的大小相近,这样的结构叫做等粒结构。而浅成岩中由于矿物结晶时间不同,造成先结晶的晶体粗大,后结晶的晶体细小,从而形成斑状结构。岩浆岩的简易鉴定方法:
首先,观察岩体的产状等,将定是不是岩浆岩及何种产状类型。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,一般为算子那个或中性岩。相同成分的岩石,隐晶质的教显晶质的颜色要深一些。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《土木工程地质学》“岩浆岩分类表”确定岩石的名称。
最后,考察了变质岩。
变质岩是指地壳中已存在的岩石,由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变,处在高温、高压及其他化学因素作用下,使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化所形成的新的岩石。
根据变质作用的地质成因和变质作用因素,将变质作用分为:接触变质作用、区域变质作用、混合岩化作用和动力变质作用。
变质岩的结构可分为:变余结构(残余结构);变晶结构;碎裂结构。岩石经变质作用后常形成一些新的构造特征,这是区别于其他两类岩石的特有标志,是变质岩的作重要特征之一。原岩变质后仍残留有原岩的部分构造特征者叫变余构造。
通过变质作用形成的新的构造叫变成构造:a)板状构造岩石具有平行、较密集而平坦的破裂面――劈埋面,沿此面岩石易于分裂成板体,原岩基本未重结晶,仅有少量绢云母或绿泥石。b)千枚状结构岩石常呈薄板状,其中各组分基本已重结晶并呈定向排列,但结晶程度较低而使得肉眼尚不能分辨矿物,仅在岩石的自然破裂面上见有强烈的丝绢光泽,系由绢云母、绿泥石小鳞片造成。常具挠具和小皱纹。c)片状构造在定向盈利的长期作用下,岩石中所含大量的片状、柱状矿物如云母、角闪石等,都呈平行定向排列,岩石中各组分全部重结晶,而且肉眼可以看出矿物颗粒。d)片麻状结构以石英、长石等矿物为主,期间夹以鳞片状、柱状变晶矿物,并呈大致平行的断续带状分布而成,他们的结晶程度都比较高。e)块状结构岩石中的矿物分布均匀,结构均一,无定向排列,这是大理石和石英岩常具有的构造。
变质岩的简易鉴定方法:
鉴别变质岩时,可先从观察岩石的构造开始,根据构造,将变质岩区分为片理构造和块状构造两类。然后可进一步根据片理特征和结构以及主要矿物成分,分析所属的亚类,确定岩石的名称。
2.水流的地质作用认识实习
河流普遍分布由于不同的自然地理带,是改造地表的主要营力之一。
河流的地质作用主要有侵蚀作用和搬运作用。
1河流的侵蚀作用
河流在运动过程中对河谷岩石进行的破坏作用称为侵蚀作用。其主要通过冲蚀磨蚀和溶蚀三种形式对河底及两岸进行侵蚀
1)下蚀作用
下蚀作用的强度首先与流速和河水中的泥沙含量有关。此外,还与河床的岩石性质及地质构造有关。下蚀作用在加深河谷的同时又使河流向源头伸长。分水岭不断遭到切割剥蚀,河流的长度不断增加,以及河流的袭夺现象都是河流溯源侵蚀的结果。
2)侧蚀作用
河流一携带的泥沙为工具,并以自身的动能和溶解力对河床两岸的岩石进行侵蚀,使河谷加宽的作用称为侧蚀作用。河流的中下游以及平原区的河流,由于河床坡度较为平缓,侧蚀作用占主导地位。
2河流的搬运作用
河流主要通过对碎屑物的悬运跃运和推运三种方式来进行搬运。碎屑物以何种方式被搬运,主要取决于颗粒的沉降速度与上推力的对比情况。
3河流的沉积作用
河流搬运物从水中沉积下来的过程称为沉积作用。
4河流冲积土
1)河床沉积
2)河漫滩沉积
3)牛轭湖沉积
4)三角洲沉积
5)山区河流沉积土
6)由冰川补给的河流冲积土
3.风化作用认识实习
影响风化作用速度的因素主要有气候、地形和地质因素。
一、气候因素:
影象风化作用的气候因素主要指降水量与温度。降水量丰富且水循环快的地区有利于化学风化的进行;而温度则影象化学反应的速度,水中游离氧的含量和水的离解度随温度增高而加大,水中CO2含量虽随温度增高而减少,但温度增高十度,反应速度却加快一倍,因此,氧化作用和水溶液的作用都随温度增高而加快,有利于化学风化作用的进行。而且,气候控制着数量和类型,它们对风化作用产生各不相同的影象。
地球气候的分带性决定了风化作用速度及其产物类型的分带性。
二、地形因素:
在相对高程很大的中低纬度山区,可以看到不同高程上有不同的气候带因而有不同类型的风化作用。
地形陡缓的不同,风化作用也不同。陡坡地下水位低,植被稀少,物理风化相对强烈,产物不易保留,未风化岩石不断暴露接收风化;缓坡平地化学风化和生物风化相对强烈,矿物分解彻底,风化产物残留原地,母岩被覆盖,不利于物理风化,最后形成大量粘土和残余矿床。
坡向也有影象,中低纬度阳坡昼夜温差大,冰冻风化比阴坡强烈,以至阳坡比阴坡更凹凸不平。
三、地质因素:
主要有岩石的矿物成分、岩石结构构造和构造运动的影响。
四、不良地质现象认识实习
山区公路地质选线主要受到地形和不良地质现象的制约,主要的不良地质现象有滑坡、泥石流、岩崩、岩溶、岩堆(坡积层)、软弱土、膨胀土、湿陷性黄土、冻土、水害、采空区以及强震区(高地应力)等。
序言
地质学是一门实践性很强的科学。根据地质工程专业学生的培养计划的安排,在学完专业基础课之后,必须进行一次野外地质填图实习。其目的在于使我们运用和巩固所学的理论知识,学习野外地质工作方法,培养我们独立工作的能力,同时为学习专业课程打下良好的基础。因此,要求学生学会对岩石及地层露头进行观察和描述,能够利用岩性、化石进行地层对比和划分,掌握实习区各地层的分层标志及填绘地质图的方法;学会地层剖面的测制方法,学会编制地层剖面图和地层柱状图,学习观察和分析各种地质构造,掌握识别褶皱和断层的标志,了解实习区地质构造发展历史;学会利用实际资料进行室内整理和地质报告的编写方法。
实习任务:实习结束时,应提交下列成果:
1.实习区地质报告一份;
2.实习区地形地质图一幅(1:5000)
3.实测地层剖面图和地层柱状图各一幅(1:1000)
4.图切地质剖面图二幅(1:5000)
5.实习区构造纲要图一幅
实习过程准备:
为了强化实践性教学这一重要环节,培养学生的动手能力,培养计划规定地质填图实习时间为6周,一般分为五个阶段进行。
第一阶段实习动员和准备工作(两天)
首先由地质专业的领导进行实习动员,说明地质填图实习的目的
和要求,宣布实习计划。然后由指导老师介绍实习区的地质情况,使学生基本了解实习区前人的工作成果和地质概况,同时做好物质准备。
第二阶段野外地质地质踏勘(3)天
采用横向穿越和走向追索的方法,选择几条有代表性的路线,进行观察和分析,是学生对实习区内的地层和构造的整体特征有一个初步认识。
第三阶段测制地层剖面(3天)
先由指导老师介绍地层剖面的测制方法,然后去野外分组实测地层剖面,主要测制长兴组和飞仙关组地层。根据实测资料编制地层剖面图和地层柱状图。
第四阶段地质填图(3周)
首先由指导老师介绍地质填图方法,包括地质观察路线的布置,地质观察点的标定,地质观察和记录,地质界线的填绘等。然后同学分组进行野外地质填图。
第五阶段室内资料整理和编写地质报告(一周)
指导老师介绍资料整理和地质报告编写的方法,同学根据野外收集的地质资料和前人的研究成果进行分析,归纳和综合整理,每人单独编写一份地质报告。
实习人员:共53人,分为8小组
第二组
实习时间:三月一日至四月九日
实习地点:凉风垭至蒋家坡一带
第一章交通位置及自然经济地理
我们学院地质填图实习主要在中梁山凉风垭至蒋家坡一带。位于重庆市西郊,属于沙坪坝区管辖范围。实习区南北长2Km,面积约3Km2。区内有多条公路通过,交通较为方便(如下图所示)。
实习区地貌特征是岭峰相间,以剥蚀构造为主,相对高差在200~250左右。山上大部分地区植被发育,沿山脊采石场较多。在山脚下的槽谷中,第四纪沉积物较发育,地势较平坦,人口稠密,工厂林立,各种建筑物繁多,紧急文化发达。
实习区属于亚热带湿润季风气候,一年四季分明,具有夏季炎热,冬季温暖,秋季多雨常年多雾,雨量充沛等特点。
实习区处于中梁山矿务局北矿井范围,地质研究程度较高,地层划分较细,有大量的地质治疗可供参考。离学校不远,是地质填图实习的良好基地。
第二章地层
中梁山地区是一个轴迹进南北的背斜构造,断裂发育,出露地层主要是上古界和中生界的地层。岩石类型全为沉积岩,煤是该地区的主要矿产。现将主要地质特征叙述如下:
中梁山地区的地层,按全国区域地层划属于扬子地层区,四川盆地分区,万县小区。出露有上二叠统,三叠系,侏罗系等地层及第四纪的沉积物。上二叠统的龙潭组的长兴组地层组成背斜核部,三叠系的飞仙关组,嘉陵江组,雷口坡组,须家河组及侏罗系地层依次分布在背斜两翼。现将填图区地层的岩性特征有老到新分述如下:
(一)上二叠统龙潭组(P2l)
龙潭组主要沉积在下伏地层茅口组石灰岩的侵蚀面上,二者呈平行埠整合接触,与上覆长兴组呈现整合接触。由于断层作用,测区内龙潭组上部的黄褐色页岩,砂纸泥岩夹灰岩仅在凉风垭一带出露10米左右。根据中梁山背筐治疗,将龙潭组分为三个岩性段。
第一段(P2l):底部为3米厚的灰白色铝土页岩,页岩中含有球状黄铁矿结核和星散黄铁矿晶粒。其上为深色、灰褐色、灰色页岩和灰黄色细砂岩,粉砂岩互层夹煤层。其中含有菱铁矿、黄铁矿结核。岩层水平层理发育,含有丰富的植物化石。含煤4层(K7-K10),称为下煤组,厚度35米左右。
第二段(P2l):底部为一层3.5米厚的灰色石灰岩,俗称“大铁板”,富含,腕足类化石,是第二段与第一段的分层标志。其上为灰色、灰黄色薄至厚层细砂岩,粉砂岩夹页岩和煤岩。岩层中含黄铁矿,菱铁矿结核和似层状菱铁矿,水平层理发育,植物化石丰富,含煤6层,称为中煤组,厚度40米左右。
第三段:底部有一层4米厚的铁质页岩,是第三段与第二段的分层标志。其上为深灰色、灰黄色页岩,细砂岩、粉砂岩。夹褐色中厚层灰岩和泥灰岩。页岩、细砂岩、粉砂岩具水平层理,含黄铁矿和菱铁矿结核,不含可采煤层,只含有煤线,厚度在40米左右。
(二).上二叠统长兴组
长兴石灰岩主要出露在中梁山背斜的核部,在凉风垭的五台山和北风井一带出露齐全,厚度90米左右。更具岩性和生物化石等特征,由下至上可分为六个岩性段:
第一段深灰色中至厚层生物碎屑灰岩夹碳质,钙质页岩。含黄铁矿晶粒,风华表面为黄褐色。含中华梨行澡,腕足类,海百合经等化石,厚度7米左右。
第二段灰黑色,灰色,黄褐色钙质页岩夹泥沙岩。含丰富的腕足类化石,厚度3米左右。
第三段灰色后曾块状灰岩,含少量燧石结核和丰富的古蜓和中华梨行澡及玩族类等化石,厚度10米左右。
第四段深灰色中至厚层灰岩夹薄层黑色泥岩,沥青质页岩。含黄铁矿晶粒和菱铁矿结核及少量燧石结核。
金秋十月,我们08级地理班踏上了实习的路程。此次实习对我们来说算是第一次真正的野外考察活动,一路上同学们都是十分的激动,似乎有着使不完的劲儿,在大巴车上左望望右瞅瞅。班里的同学有许多像我一样是这么近的、清晰地接触到山地和丘陵的胜景,个个喜不自胜。而一些从山区走出来的同学也是一个个想回到了家乡一样高兴,为一些同学诉说着各种美景,而同时,我们的老师也在让我们认识各种岩石、矿物等。
林州市地处太行山东麓,西依太行山连接黄土高原,东连华北平原,位于我国地势的第二阶梯与第三阶梯的分界线上,林州地区各种地质、地貌、气候、水文、土壤、植被等现象典型多样,并且出露良好,区内交通便利具有较好的实习条件,因此,从10月31日——11月4日进行了为期5天的实习,主要的实习对象是林州野外地质地貌以及本区的土壤、植被、气候等。
本次实习的主要目的在于:一、通过实习来印证、丰富和巩固课堂所学的理论知识,以达到理论联系实际。
二、通过实习,初步学会观测和分析实习地区的地质、地貌、土壤、水文和植被等自然地理现象,并掌握地质野外工作的一般方法,掌握地貌、土壤等野外考察方法。培养学生独立工作能力,为将来教学和进行乡土地理调查打下基础。
三、通过实习,了解实习地自然地理环境的整体性和自然地理各要素之间的相互联系和制约的关系,以培养学生的辨证唯物主义世界观。
林州简介
我们这次实习的地点是位于河南省西北部晋冀豫三省交界处——林州,林州市区处于林州盆地之内,北纬36°线大致横穿林州盆地中央。盆地西界为太行山,东部为低山丘陵,北止于太行山与东部丘陵相接的姚村,难道东部丘陵与太行上相连接的合涧镇。盆地略呈南北延伸的长方形,南北长35公里,东西宽约5-10公里。盆地形态很完整,构成一个独立的自然单元。林州市位于盆地东缘,恰在盆地纵长方向上的中央。盆地海拔450米,盆地内为第四系黄土覆盖,土层深厚,地表平坦。盆地走向为北北东—南南西向,西侧的太行山受林州断层制约并为断层仰测,平均海拔高出盆地400—500米,东侧为东部丘陵,高出盆地100—200米,为林州断层的下降盘。
对于此次实习地林州,根据一路所见及一些书本知识,我把林州的概况分为以下几大方面。
1. 地质基础
林州地区出露的地层最古老的是太古界片麻岩,最新的是近代冲积层。其中发育较为完善的是太古界、远古界和下古生界地层,上古生界和中古生界地层本区缺失或为新生界地层所覆盖。本区地质现象丰富多样。三大类岩石:岩浆岩、沉积岩和变质岩都有分布,其中变质岩和沉积岩分布最为广泛;地层多样,太古界、元古界、中生界、新生界地层均有分布,太古界地层主要分布着各类片麻岩,元古界地层以石英岩为主,古生界的寒武纪地层分布有竹叶状灰岩和鲕状灰岩,奥陶纪地层主要为灰岩,新生界未胶结的沉积物,各种规模的褶皱、断层等地质构造典型。
2.· 褶皱和断层构造
林州盆地地处太行山南段山前过渡带(指太行山主要山体与华北平原之间的倾斜地带),大地构造位置属于山西台背斜东部边缘的太行山隆起,中生代的构造变动是太行山南段的前中生代地层形成宽缓的背斜隆起,并伴随着大量的断裂发育和岩浆侵入活动。林州盆地的西侧为林州断层,在地形上为陡峭的悬崖,断层线走向为nne。断层在盆地西部延长35公里,断层的上升盘位于断层西部,平均高出林州盆地400—500米,基部出露的是太古界片麻岩,上覆远古界震旦系石英岩和古生界页岩、鲕状灰岩。林州盆地是伴随着林州断层生成的,又形成了盆地内许多强度不等的褶皱构造,在盆地边缘常形成小型褶皱出现。在盆地西侧山体,断层的接触关系是太古界片麻岩与中奥陶纪灰岩相接触。
3.· 地表形态
林州地区大致可分为三部分:西部是陡峻的太行中山,浑圆的中部丘陵和黄土覆盖的林州盆地。
4.· 气候状况
林州盆地位于华北大平原的西南部和山西高原的交界地带,东部距海不远属于北温带东亚季风气候区的范畴。按行星风讲,一年中受盛行西风的影响很重。气团方面则是基地气团和热带海洋气团的交替又严重地支配了这里的气候规律。
5.· 水文概况
本区河流皆发源于太行山东坡,与太行山构造方向近于垂直,盆地北部为漳河,中部为洹河,南部是淅河,各和均由西向流经盆地,在盆地东部的平原地区先后与卫河上源各河交汇。各河谷水文均具有干燥气候区域、山地和平原的河谷特征。河流在山中时,比降大,下蚀力强,到盆地中心河流干涸成砾石浅滩。
6.· 土壤概况
本区土壤磷、钾肥充足,透水、蓄水性适中,肥力较高,但植被稀疏,坡陡土薄,冲蚀作用严重。若能按坡度的急缓,划分宜农、宜林、易牧的范围,开展水土保持,增施氮肥,则土壤的肥沃程度必能更高。
7.· 植被概况
林州地区的天然树木,早被砍伐破坏,现有树木基本上是近几十年植树造林的结果。植被中主要的树种有槲、栎、槐、杨、板栗、山楂、山皂荚等,草本有蓑草、苦草及木本科草类等为优势种。