郑州大学嵩山地质实习.doc

1、嵩山地质认识实习报告- 1 -水利与环境学院地 质 认 识 实 习 报 告2016 年 9 月学生姓名 张*专 业 道路桥梁与渡河工程班 级 1 班学 号 20140460*指导教师 *成 绩批改日期教师签字嵩山地质认识实习报告- 2 -目 录0.序言10.1.实习目的和意义0.2.实习内容1.嵩山地区地质概况11.1.自然地理1.2.岩石1.3.构造1.4.地下水2.实习路线62.1.嵩阳书院太室广场嵩山地质博物馆2.2.永泰寺牌坊郭店桥采石场永泰寺2.3.少林水库2.4.三皇寨2.4.1.实测地找剖面图2.4.2.三皇寨公路边坡节理分析嵩山地质认识实习报告- 3 -A.节理倾向玫瑰花图B.

2、分析太古界岩体破碎程度2.4.3. 三皇寨公路边坡泥化夹层与边坡稳定分析2.4.4.三皇寨公路边坡黄岗岩体边坡稳定性分析3.实习心得160.序言工程地质对于工科学生来说是一门基础课程，它涉及工程的方方面面，与工程质量，工程选址，工程造价有极大的关系，因此学好工程地质是每个工程人的基本职业素质。工程地质 是一门实践性很强的课程，需要我们将课本和实践紧密联系。0.1.实习目的和意义通过认识实习，使自己能够将课堂理论教学的书本知识与野外实践联系起来，培养理论联系实际的工作方法和工作能力，初步掌握认识和鉴定常见矿物和岩石的基本方法，学会判识地质构造的工作方法，学会使用地质罗盘测量岩层面、断层面产状，学

3、会标准的地质工作野外记录方法，学会编写实习报告。0.2.实习内容此次实习持续 5 天，第一天主要认识防洪渠，岩隙水，石流坝，各类地质景观，冲洪积物及地质博物馆矿物岩石认知。第二天进行了地层层序认识，认识了嵩山特有的“五代同堂” 。第三天前往少林水库，探究其所处地质环境，以及溢洪口断层判别。第四天前往三皇寨，进行节理产状测定，裂隙度测定，切割度测定以及沿路地质剖面图。第五天，整理照片并对实习内容加以总结。1.嵩山地区地质概况1.1.自然地理嵩山地区属伏牛山系，以少室山、嵩山（太室山） ，五指岭为主体，东西横嵩山地质认识实习报告- 4 -卧，雄峙中原，海拔最低为 350 米，最高处为少室山顶峰 1

4、512 米，主峰峻极峰1491.73 米。环山地跨新密、登封、巩义、偃师、伊川等市县。嵩山地区古代文化积淀甚厚，据中国文物地图集河南分册介绍，各类文物古迹共 956 处。其中，有 13 处为国家级重点文物保护单位，38 处为省级文物保护单位，899 处属于县(市)级文物保护单位。其文物规模位于全国县级市之首。嵩山先后经历了“嵩阳运动” 、 “中岳运动” 、 “少林运动”等几次大的地壳运动，逐渐形成了山脉。在嵩山范围内，地质史上的太古宙、元古宙、古生代、中生代、新生代的地层和岩石均有出露，被地质学界称为“五世同堂” 。嵩山古老的岩石系形成于 25 亿年前，此前，嵩山是一望无际的大海，据中外地质学

5、家考察，嵩山岩石发育完整，在地球发展历史上，历太古代、元古代、古生代、中生代、新生代五代，习称为“五世同堂” 。嵩山地区的岩浆岩、沉积岩、变质岩的出露，构成了中国最古老的岩系，登封群的“登封朵岩” 。据中国地质界测定，这里是世界上稀有的自然地质宝库。据地质学家考察，经过 25 亿年的“ 嵩阳运动” ，8 亿年前的“中岳运动 ”，5、6 亿年前“少林运动 ”，才结束了地质史上的元古代，进入了古生代的寒武纪和奥陶纪。又经过约两亿年，此处地壳上升至海平面以上，因其受风化和剥蚀作用，形成了嵩山地区的含煤地层。两亿三千年前后，中国的版土上，又发生了一次延续很长时间的地壳运动，南北广大地区的“燕山运动”

6、，嵩山地区受到南北方向的推挤，形成了今天的山势地貌。嵩山古生物化石十分丰富，在嵩山既有海象生物化石，也有陆象生物化石，还有古脊椎动物化石。这些古生物化石是地质和古生物演化的宝贵资料，嵩山奇特的地质构造，使它蕴藏了丰富的煤、铝、铁等矿产资源。（嵩山世界地质公园地理位置图）嵩山地质认识实习报告- 5 -（嵩山沉积岩）1.2.岩石岩石是在各种地质作用下，按一定方式结合而成的矿物集合体，它是够成地壳及地幔的主要物质。岩石不仅是地质作用的产物，而且是地质作用的对象，根据成因，岩石可以分为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。1.2.1 岩浆岩嵩山岩浆岩的形成主要有四个时期：第一个时期是约 27 亿年前的太古代

7、早期，这个时期的岩浆岩以基性和中基性为主，但现在大多都已变质，代表性的岩浆岩主要有角闪片岩、黑云角闪片岩；第二个时期是大约 26-25 亿年前的新太古 代晚期，这个时期的岩石占整个新太古代岩石的90%，以酸性岩为主，尤其以花岗岩为主；以形成侵入岩为主的 23-21 亿年前的元古代早期为第三个时期，这个时期形成的侵入岩主要有辉绿伟晶岩和钾长花岗岩，但现在大多都以变质；最后一个时期是 18-16 亿年前的中元古代早期，形成的主要是碱性花岗岩，同时也是登封地区最为典型的花岗岩。辉绿岩为基性浅成岩，近于黑色、或灰绿、黑灰色，一般为细粒到中粒结构，多呈岩床、岩墙产出。辉绿岩呈灰绿色、暗灰色，有少量橄榄石

8、和角闪石，含铁量高，节理发育。1.2.2 沉积岩暴露在地壳表部的岩石，在地球发展过程中，不可避免地要遭受到各种外力作用的剥蚀破坏，经过破坏而形成的碎屑物质在原地或经搬运沉积下来，再经过复杂的成岩作用而形成岩石，这些由外力作用形成的岩石就是沉积岩，约占地壳的 5%。沉积岩是在地壳发展过程中，在外力作用支配下，形成于地表附近的自然历史产物。同时，它也是重塑地球历史和恢复古地理环境的重要依据。我们此次嵩山实习采集到了沉积岩中的砂砾岩和粗、中细粒砂岩，这两种岩石都属于沉积碎屑岩亚类。1.2.3 变质岩（辉绿岩，辉长岩，花岗岩）（千枚岩）嵩山地质认识实习报告- 6 -在地壳形成和发展过程中，早先形成的岩

9、石，包括沉积岩、岩浆岩，由于后来地质环境和物理化学条件的变化，在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化，而形成一种新的岩石，这种岩石被称为变质岩。按成因可分为动力变质、接触变质和区域变质。 断层带中可以发现有许多角砾状的岩砾,这种角砾是断层移动时两侧的岩石互相摩擦剪动时,将岩石剪碎呈尖角状的岩块称为断层角砾岩断层角砾岩是保持原岩特点的岩石碎块组成的断层岩。角砾胶结物为磨碎的岩屑、岩粉以及岩石压溶物质和外源物质。断层角砾岩中的角砾形状多不规则，大小不一，杂乱无定向。角砾岩中的角砾一般在 2mm 以上。断层角砾岩中角砾的棱角也可以被磨蚀而成透镜状、椭圆状，角砾可以成雁列等型式

10、定向排列。胶结物有时也围绕角砾显示定向构造，甚至发育劈理。1.3.构造内力引起的地壳乃至岩石圈变形、变位的作用，叫做构造运动。一般来说，构造运动和地壳运动的含义大致相同，嵩山这块地质宝藏的地壳运动非常显著，主要有距今 25 亿年的嵩阳运动、 18 亿年的中岳运动和 5.43 亿年的少林运动。1.3.1 褶皱褶皱是岩层在构造运动水平压力作用下，所产生的一系列波状弯曲，是一种未丧失岩层连续性的塑性变形。单个背斜或向斜称为褶曲，它由核（轴）部和翼等要素组成。褶曲是组成褶皱的基本单位，两个以上的褶曲的组合，才叫褶皱。在自然界总是一个褶曲连着另一褶曲。由于受力状况、强弱不同，弯曲形态和程度也不同。褶曲基

11、本的形成由背斜和向斜组成，上凸曲称背形，向上凹曲称向形。若组成褶皱的多层间的时代顺序清楚，则核心为较老岩层向两侧依次渐新的褶皱称背斜，核心为较新岩层向两侧依次渐老的褶皱称向斜。单个褶皱的组成部分称为褶皱要素，包括：核。褶皱的中心部分。翼。泛指核部两侧比较平直的部分。转折端。褶皱面从一翼过渡到另一翼的弯曲部分，有时也称轴部。枢纽。同一褶皱面中最大弯曲点的连线。轴面。各相邻褶皱面枢纽联成的面，其与地面或其他面的交线嵩山地质认识实习报告- 7 -（采石场断层）称轴迹。脊和槽。在横剖面上褶皱面的最高点称脊（对背斜而言） ，最低点称槽（对向斜而言） ，相应地，同一褶皱面上脊的连线称脊线，槽的连线称槽线。

12、1.3.2 断层节理是沿断裂面两侧的岩块没有发生明显位移的断裂构造。它是岩石受力而产生的裂隙。根据节理与所在岩层产状要素的关系，可分为走向节理、倾向节理、斜向节理和顺层节理。走向节理的节理走向与所在岩层的走向大致平行；倾向节理的节理走向与所在岩层的走向大致垂直；斜向节理的节理走向与所在岩层的走向斜交；顺层节理的节理面大致平行于岩层层面。根据节理走向与褶曲轴走向的关系，可以分为纵节理、横节理和斜节理。纵节理的走向与褶曲轴走向大致平行；横节理的走向与褶曲轴走向大致垂直；斜节理的走向与褶曲轴走向斜交。根据节理的成因，可分为非构造节理和构造节理。根据节理与成岩过程的关系，可分为原生节理和次生节理。根据

13、节理的力学性质，可分为张节理和剪节理。张节理是在引张（拉伸）应力作用下产生的裂隙。它往往具有张开的裂口，节理面粗糙不平，没有擦痕，往往不切过砾石或砂粒，张节理一般发育稀疏，间距较大，延长不太远，有时为石英脉、方解石脉或矿脉所充填。剪节理是在剪切应力作用下产生的裂隙，又称扭节理或 X 节理，它具有紧闭的裂口，节理面光滑平直，延伸较远，多能切过砾石或砂粒，剪节理发育密集，多发育在与压应力方向成 45夹角的两组平面上。断层与节理皆属断裂构造，是岩石的脆性变形，而且断层往往是由节埋进一步发展而成的，就其力学成因来说，它们并无本质差别。但断层规模较大，沿断层面发生了明显的位移，某些规模较大的断层控制着两

14、侧的差异沉积作用和构造变动，有时甚至分隔着两个不同的大地构造单元。断层的分类方法较多，常见的有以下几种：根据断层走向与区域构造线方向的关系，可将断层分为：1）纵断层，2）横断层，3）斜断层;根据断层面产状与地层产状的关系，可将断层分为：1）走向断层，2) 倾向断层，3) 斜向断层， 4) 顺层断层 ;根据断层两盘岩块相对移动性质，可将断层分为：1) 正断层， 2) 逆断层，3) 平移断层。1.4.地下水嵩山地质认识实习报告- 8 -嵩山地区的地貌具有条带状分布特征。地表水多为山地型河流。地表水主要靠降雨产生的地表径流形成，径流量较小。颍河是区内最大的河流，年平均流量 0.5m3/ s，属季节性

15、河流，最近几年几乎无水，经常断流。区内的白沙水库、纸坊水库、少林水库等经常处于死水位以下，根本无法满足用水需求。嵩山地区基岩地下水十分匮乏。基岩岩性主要是片麻岩、片岩、混合岩、石英岩、侵入岩等，基岩裂隙水分布极不均匀，一般受断层和裂隙控制，且水量较小，成井深度一般在 400m 以上，取水成本高，开采难度大。嵩山地区人均水资源占有量仅有 1700m/a，水资源紧缺已成为制约该区社会经济发展的瓶颈。嵩山南麓主要是登封市。市区三面隆起，中间凹陷( 标高约380m 左右)，属洪积盆地或三面环绕的山前冲洪积扇。本区外围岩石为基岩，含有裂隙水，但分布极不均匀，洪积扇面积有限，因而地下水补给面积较小。由于地

16、表深切，高差大，洪积物本身夹有大量的粘土，渗透性差，所以地表水极易流失，地下水亦不丰富。市区所在洪积扇( 亦称范家庄洪积扇 ) 地下水运动规律如下。2.实习路线嵩山地质认识实习报告- 9 -2.1.嵩阳书院太室广场嵩山地质博物馆实习第一站便是嵩阳书院，嵩阳书院是古代高等学府，是中国四大书院之一。嵩阳书院建制古朴雅致，中轴线上的主要建筑有五进，廊庑俱全。嵩阳书院因其独特的儒学教育建筑性质，被称为研究中国古代书院 建筑、教育制度以及儒家文化的“标本”。书院是中国封建社会特有的一种教育组织，在中国古代教育史上占有重要而又独特的地位，具有举足轻重的影响。嵩阳书院是中国古代四大书院之一，是书院中的佼佼者

17、，对传播中华民族传统文化和培养造就人才发挥了重要的教育作用。在嵩阳书院外广场边有一防洪渠，渠内呈阶梯状，用以逐级减弱山洪的威力如下图所示。其主要作用是帮助主干河道分散洪水压力，增加城市的抗洪能力。嵩山地区的地貌具有条带状分布特征。地表水多为山地型河流。地表水主要靠降雨产生的地表径流形成，径流量较小。下图为少室山上的岩隙水，水量常年较少，加之嵩山地区基岩岩性主要是片麻岩、片岩、混合岩、石英岩、侵入岩等，基岩裂隙水分布极不均匀，一般受断层和裂隙控制，水量较小，故基岩地下水十分匮乏。由于嵩山地区岩石节理裂隙发育较丰富，故在少室山上随处可见崩塌的碎石等。沿溪水上山可见拦石流坝，下图为拦石流坝所截石流。

18、（防洪渠） （少室山溪水） （拦石流坝）嵩山地质认识实习报告- 10 -少室山上主要岩石为石英岩，且岩石年代久远，沿路可见许多巨大的石头，其成分与周围岩石成分相差甚远，可猜测是巨大的冰川遗迹。沿山路走至一制高点，可见登封市全景，发现整个登封市是坐落在洪积扇上的城市。可以说是地质运动造就了嵩山，造就了登封市。由于冲洪积物为山间水流携带岩石风化的碎屑，最后沉积在半山腰，产生洪积扇，其土质疏松，肥沃，含水分多，利于城市发展，农业的发展。冲积扇：洪积扇暂时性线状流水在出口处堆积下来的扇状堆积地形。多见于干旱、半干旱地区的山谷出口处、暂时性洪流在这里由于比降降低，流速减小，水流分散，将携带 的大量泥沙、

19、砾石堆积下来。面积可达几十或几百平方公里。与谷地出口处相接的扇顶，坡度可达 510，向扇形地边缘，地面逐渐低缓。山前一系列的洪积扇联合起来可形成联合扇或洪积平原。在规模相对较小的沟谷出口处形成的扇状堆积地形，也常称冲积锥或冲出锥。与发育在干旱或半干旱地区的洪积扇相比，冲积锥的规模一般较小，地面坡度则较大，常具半圆锥形形态。冲积锥不论在干旱地区还是湿润地区都有分布。具有经常性流水的河流在出山口处，也常可形成扇状堆积地形，一般称冲积扇。整个登封市区都位于此冲积扇范围内，冲积扇坡度为 7左右，较为平缓。自扇顶至扇缘，颗粒由粗变细，扇缘有泉水出露。下图为冲洪积扇。下山后全队，又前往了嵩山地质（球状风化） （褶皱） （石英岩）（登封市全景） （冲积扇）