南京工业大学工程地质实习报告.doc

前 言（一）实习目的地质学野外实习是地质学课堂教学之后的重要实践环节。它的任务是使学生巩固、消化已学的理论知识，初步学习野外工作方法，进行野外基本技能的训练，培养观察地质现象的能力，为后继专业课打下一下的基础（二）实习内容1、矿物与岩石认识实习地区常见岩石，主要为沉积岩，少量火成岩。了解岩石的岩性包括矿物成分、结构、构造及了解矿物的集合体。2、地层熟悉实习地区各不同地质时代的地层，包括群与组，弄清岩层产状，地层之间接触关系。3、地质构造与构造运动认识明显的水平构造，单斜构造。认识明显的褶皱构造，断裂构造，特别是断层证据。结合各种地质构造现象，理解构造运动概念。4、外动力地质作用认识明显的风化现象，了解各种岩石风化程度；认识地面流水地质作用及塑造的地貌类型单元；认识地下水的地质作用及对石灰岩的溶蚀作用，认识斜坡动力地质作用及产生的崩塌、滑坡等地质现象。认识冲积物、洪积物、坡积物、残积物、重力堆积物。5、简单的工程问题建筑物区域、场地地质状况，斜坡地质状况，隧道工程地质状况等。（3） 实习时间以及人员时间：2011年元月4日元月6日人员：地下09级（4） 实习路线1. 南京燕子矶门坡三台洞 元月4日观察点1.观澜亭 观察点2.御碑亭 观察点3.燕子矶头 观察点4.遇难同胞纪念碑 观察点5.门坡观察点6.三台洞碟子大天 观察点7.三星石 2.石头城绣球公园老虎山 元月5日观察点1。南京清凉门城墙 观察点 2.石层霁雪 观察点3. 鬼脸城 观察点4.马娘娘脚印观察点5.明盟石 观察点6.小桃园观察点7. 老虎山南坡3.栖霞山 元月6日观察点1.明镜湖 观察点2.千佛岩观察点3.品外泉 观察点4.天开岩观察点5.凤翔峰 一南京及周边地区的地质概况从南京向东到镇江再折向南东，东抵武进县孟河一带，绵延了一列丘陵，低山，称为宁镇山脉。它全长约100余公里，标高一般为100200米，少数山峰超过了300400米。如钟山，孔山，华仑山，栖霞山，宝华山等。这里的地层山露齐全，不仅对于下扬子，而且在华南均具有代表性；构造变形程度中等，构造形象清楚，典型；火成岩类多而且出露广泛；有各种内生及外生矿床，加之这里的地质研究程度高，交通方便，观察容易，其中许多的地点已经成为地质旅行和教学实习的良好场所，在国内享有盛誉。二地层及岩石组合南京地区的地层单元属于扬子地层区下扬子分区宁镇地区小区。本区地层自震旦系至第四系均有出露，发育良好，研究程度高。其中，古生代和部分中，新生代地层，有达60年之久的研究历史，建有许多的标准剖面，为广大的地质工作者划分和对比地层提供了重要的依据。现在就我们这次实习中所见到的地层，自老而新分别叙述如下：1. 震旦系（Z）本次的实习中主要看见的是属于震旦系上统的灯影组（Z）地点：三台洞 本组的岩性主要是灰白，深灰色厚层微晶白云岩，白去石化微晶灰岩，上部为白云石化含核形石灰岩，顶部夹硅质页岩。总厚度达258米以上。南京实习地的与上述有所不同，主要的岩性是藻白云岩，条纹状藻球粒（藻团块）白云岩，可见葡萄状结构。该地仅出露灯影组上部，未见底。总厚度大于227.7米。目前幕府山所采的白云岩运往上海宝山钢铁公司，作为炼钢的重要剂原料。2. 泥盆系（D）实习中所见的是属于上统五通组（D3）地点：栖霞山山顶岩石坚硬，常构成高山之顶，露头良好。根据岩性可分为三部分，下部为含砾石英砂岩夹少量页岩，中部为石英砂夹少量页岩，上部则以粉砂岩页岩为主，夹薄层石英砂岩。3. 二叠系（P）实习中所见到的是栖霞组（P）地点：栖霞山 明镜湖栖霞组的命名点在南京栖霞山，以浅海相含燧石结核的石灰岩为主。存在珊瑚，腹足类化石可分为四个岩性段：臭灰岩段 为深灰色及黑色厚层生物屑微晶灰岩。具沥青，击之有臭味。偶见燧石结核。底部见灰黑色叶片状泥质生物屑灰岩和青灰色中，薄层微晶生物屑灰岩互层。共厚65米。下硅质岩段 为深色薄层燧石岩及纹层状硅质生物屑微晶灰岩。见腕足类碎片。厚约10米。栖霞灰岩段 为灰黑色厚层至块状微晶生物屑灰岩及生物屑微晶灰岩。燧石结核较多，成列排列。化石丰富，产蜓类。厚80米左右。上硅质岩段 为黑色纹层状生物屑微晶灰岩及燧石岩栖霞组总厚度约为150米。与下伏地层船山组成假整合接触。4. 侏罗系（J）实习中所见的是象山群（J1+2）地点：栖霞寺 千佛岩在南京南象山-北象山剖面中可以分为上下两个岩性段。下段 底部常有砾岩及石英砂岩或含砾粗粒石英砂岩，底部石英砂岩中含较多长石。中，上部为含砾石英砾岩，石英砂岩，粉砂岩及泥岩组成韵律有煤层，为灰白及灰黄色，有时为灰黑色，富产植物化石。厚度可达376米。上段 为灰白及灰黄色石英砂岩（底部为含砾石石英砂岩）与紫红，暗红，灰绿等色的粉砂岩及泥岩互层，未发现化石。厚611.5米。南京钟山象山群发育良好，唯上段顶部不全。自上而下分为：紫霞侗组，陵园组，西山寺组。前两组与南，北象山的象山群下段相当，西山寺组可以与该地象山群上段一部分地层进行对比。象山群下段煤层可采。象山群与下伏黄马青群呈假整合接触，而实习地，南京栖霞山地区为不整合接触。5. 白垩系（K）实习中所见的是白垩系上统的浦口组（K）地点：燕子矶，绣球公园，石头城浦口组常出露于山麓或低矮丘陵地带。可以分为两部分。下部 紫红色及紫灰色砾岩为主夹有紫红色粉砂岩和细砂岩。砾石成分复杂，常因地而异。棱角状或次棱角状，大小不一。厚达100米以上。上部 以紫红色为主的粉砂岩，粉砂质页岩以及砂砾岩。厚度大于100米。与下伏地层呈不整合接触。本组的下部以洪积和山麓堆积为主，中上部主要为河流及湖相沉积。与下伏地层为不整合接触。6. 第四系（Q）实习中所见的是中上统的下蜀组（Q2+3）地点：门坡,老虎山南坡分布广泛，常形成阶地。下蜀镇出露的岩性为黄色带红的泥、细砂及粘土，其中常含灰质结核。产腹足类化石。本组在南京附近沿长江一带发育最好。厚达20米左右。南京燕子矶汽车站附近剖面可为代表，分二段岩性：上段 灰黄色黄土质粘土。结构颇紧，垂直节理良好，故常以大块柱状体崩解。钙质含量较高，常呈拳头状结核出现。透水性较好，古土镶痕迹较差，略具铁猛胶膜，孔隙发育。下段 棕红色粘土，结构紧密，粘性较大，常多具铁猛胶膜。崩塌后呈不规则的棱状块。透水性较差，古土壤痕迹甚为显著。与下伏雨花台组呈假整合接触。 3 构造1、褶皱南京地区是由若干背、向斜组成的线状褶皱束。在南京城东郊褶皱束最宽，由北侧的幕府山算起，经钟山到大连山，南北宽达25公里。向东逐渐收缩，如从北面的龙潭算起向南到江宁县的汤山，褶皱束宽度变为15公里左右。更东到镇江西边的五洲山、十里长山地段宽仅8公里以内。 褶皱束的走向在西端为北东、南西方向，过汤山以东转为北东东向，在五洲山十里长山一带明显地呈近东西向。幕府山复背斜带山露在南京城北面的上元门到燕子矶一线幕府山，这里是宁镇山脉北带构造的代表，因长江大断裂切割，复背斜只剩下其南边的半个，北边的半个已断陷在长江河谷之下。复背斜的南半个概略地看是由两个主要的向斜及其间的一个背斜组成，由北而南为劳头山向斜、嘉善寺背斜、煤炭山向斜。背斜核部出露了中下三叠统青龙群。地貌地背斜成谷，向斜成山，地形倒置现象十分清楚。 这一复背斜向东过燕子矶后因被第四系广泛覆盖，去向如何是不明确的，很可能是沿北东东向穿过长江河谷而去。其西端经上元门向西后何去也因被第四系广泛覆盖而不清。点位：品外泉由于断层运动形成的伴生褶皱2. 断层 南京地区断裂构造是十分发育的，也有若干规律性的东西。 首先，纵向断层很多，与之相伴随的有横向断层，它们形成格子状相交。 纵向断层常表现为逆冲性质。断层面倾角一般是中到高角度。它的效应是造成地层的缺失或重复，而以构成缺失为主；也造成岩层的破碎，局部形成断层角砾岩。但角砾岩的规模不一定很大，常伴随着岩石发生硅化、赤铁矿化。近断层处地层产状明显变陡或紊乱。纵向逆冲断层在幕府山地区极为普遍，这里大部分地层的接触关系皆为这种断层性质。这种断层在南带的汤山地区也有发育。 纵向断层中少数也表现为正断层性质，造成断层陡崖。其发生时代一般较逆冲断层为晚，常常是在早先的逆冲断层位置上迭加着后期的正断层。 横向断层常常是平移断层性质（或兼有正、逆断层的性质）。断层面常很陡，甚至近于直立。相当层沿走向发生明显错开。地层产状在近断层处发生拖曳和弯曲。断层角砾岩不甚发育，有时可伴随着岩石的硅化。沿断层带常有地下水出露。横向断层带通过之处在地貌上常是沟谷或垭口所在，山脉为之切断。由于纵向、横向断层发育，促进了纵向、横向沟谷的形成，加之沿着某些页岩为主的地层也极易侵蚀成为次成谷。点位1：观澜亭白垩纪晚期。这里岩层产状比较一致连续，但石壁上也存在一些擦痕和沟，可判断是断层，错位的位移不大。点位2：鬼脸城此区域的新老地层产状较一致，时代连续。某些部位存在褶皱，个别部位存在断层。点位3：品外泉这是一个断层。侏罗纪。判断依据：这里形成了一个沟，并且石壁上某些部位存在擦痕。“逢沟必断”。3.节理节理属于断裂构造，与断层不同，节理中，岩石破碎后，沿破裂面无明显的位移。节理较为断层来说更加的普遍。节理的规模大小不一，张开的程度不一，节理面的粗糙程度也不一样。岩石中节理的发育是不均匀的。影响节理发育的因素有很很多，主要取决于构造变形的强度，岩石形成时代，力学性质，岩层的厚度以及所处的构造部位。节理按照力学性质，分成张节理和剪节理。张节理 是由张应力作用下形成的。其方向垂直于主张应力，而平行于主压应力。张节理 多数是张开的，节理面粗糙不平，面上不具有擦痕。发育在粗碎屑岩中的张节理往往绕砾石和粗砂粒而过，并不切穿颗粒。张节理一般发育稀疏，节理间距大，沿走向延伸不远即消失，但是在附近的不远处又会断续出现，并有分支复合现象。剪节理 由剪应力作用而形成的，剪应力常成对出现，称为共轭剪节理。两共轭剪节理面的交线与中间主应力平行一致，；两面锐交角等分线常为最大主应力作用方向。节理面两侧岩块有微小的位移，节理面上常可见擦痕。节理面平直光滑，并常紧闭。砾岩和砂岩中的剪节理往往平整地切割砾石和粗粒砾。剪节理沿走向和倾角延伸较远，产状稳定，一般的发育密集。节理间距小。点位1：马娘娘脚印此处的节理表面看似为张节理的特点，但是节理仍然存在“X”型。所以此处准确说是剪张节理。具有先剪后张的性质。点位2：明誓石此处的节理仍然是先剪后张的节理，图中砾石被切穿是属于剪节理的表现。而整体体现张节理的特点。点位4：小桃园属于剪节理，在节理中有硅质胶结点位5：天开岩张节理，裂谷属于地堑系4 地下水地下水的分类方法大致有两种：一类是按照地下水的埋藏条件分为上层滞水，潜水，承压水，按照水层的空隙性质又分为孔隙水，裂隙水，岩溶水。上层滞水 包气带中局部隔水层之上的重力水称为上层滞水。潜水 埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水承压水 充满于两个稳定的隔水层间的重力水在野外地下水的天然露头就是泉。地层的错断，导致了地下水的外涌。潜水形成的为下降泉，而承压水由于压力作用可能形成上升泉。野外分辨地下水的方式主要通过分辨其颜色和气味，纯净的地下水一般是无色，无味和透明的，当含有某些的化学成分和悬浮物时其物理性质会发生变化。点位：品外泉5 地表地质作用1. 风化岩石在它所处的环境中，在太阳辐射作用下与水圈、大气圈和生物圈，为适应地球表面的物理、化学环境，都必然会发生变化。这种变化广泛而缓慢。岩石的这种物理、化学性质的变化称为风化。其中又分为物理风化、化学风化和生物风化。物理风化是指地表岩石因温度变化和空隙中水的冻熔以及盐类的洁净而产生的机械崩解过程。它使岩石从比较完整的形态变成破碎。化学风化指岩石在水、水溶液和空气中的氧和二氧化碳等的作用下发生的溶解、水化、水解等一系列复杂的化学变化。化学风化使岩石中的裂隙加大，孔隙增多，破坏了岩石的结构和成分，使岩石变成松散的土层。生物风化是指生物在其生长和分解过程中，直接或者间接地对岩石矿物所起的物理和化学的风化作用。对岩石起着强烈的破坏作用。风化作用范围非常之广，几乎所有暴露在外的岩石都受到过风化的作用。南京气候湿润，降水多，多为化学和生物风化。点位1：石头城城墙的风化侵蚀，主要是化学和生物侵蚀点位2：石层霁雪容易存在凌空面，危岩的防护：结构支撑：锚杆打入，是结构和地基结核嵌补治理：用仿古的砖支撑，石头做成石砖形状过梁：两地危岩链接点位3：鬼脸城鬼脸是差异风化的结果点位4：千佛岩长石英砂岩，抗风化的能力中等点位5：天开岩植物的根劈作用工程上的防治岩石受到风化后，其物理化学性质发生一系列轻重不同的变化，如裂隙度、孔隙度、透水性等。岩石风化程度越深，工程建筑的地基承载力越低，岩石边缘越不稳定。对不同的风化程度应该制定不同的设计和施工方案。防止风化可以用挖除法，抹面法，胶结灌浆法，排水法等。2.岩溶凡是以地下水为主、地表水为辅，以化学过程为主、机械过程为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫做岩溶作用。岩溶作用的基本条件有4个。岩石的可溶性、岩石的透水性、水的溶蚀力和水的流动性。点位1：三台洞 碟子大天岩石主要是藻白云岩，可用稀盐酸鉴别。此处形成岩溶堆积物：石笋，石钟乳，石柱点位2：马娘娘的脚印灰岩居多，钙质胶结，脚印是溶蚀凹地点位3：明镜湖二叠系，岩溶作用形成点位4：天开岩此处是地表岩溶堆积物，钙华：水析出，压力下降出来的流石。工程防治在岩溶区，由于地表覆盖层下有石芽溶沟，岩体内部有暗河、溶洞，建筑物的地基通常是很不均匀的。上覆土层还常因下部岩溶水的溶蚀作用而塌陷，形成土洞。在土洞的塌陷作用往往是突然发生的。土洞出现的地区往往就是地下岩溶发育的区域。因此，工程设计施工前应该对岩溶地貌的情况调查清楚，稳定性是否够好，是否会发生塌陷。若遇到比较脆弱的溶洞结构，可以考虑用溶洞地基、土洞地基、石芽地基等方法加固。3. 滑坡滑坡是斜坡上土体、岩体或其他碎屑堆积物沿一定的滑动面作整体下滑的现象。点位1：门坡沉积土，黄土类，没有层理，竖向节理发育，受外力作用会崩塌。点位2：老虎山南坡具有围椅状滑坡壁，在70，80年代发生过两次滑坡。4. 崩塌陡峭的斜坡上，被列席切割的巨大岩块，在重力的作用下突然脱离母体向下倾倒，翻滚，坠落的现象。坠落后堆积于坡脚的物质称为岩堆。崩塌常发生在山区的陡峭地山坡上，也发生在露头的采场，路堑边坡，高陡的人工边坡上，规模极大的崩塌可称为山崩，个别巨石不定时的崩落称巨石。点位1:三星石崩塌作用形成的落石，滚石点位2：天开岩崩塌作用形成的倒石堆工程防治1.排水对滑体以外的地表水，可采用拦截和旁引的方法；对于滑体中的地下水，可用水平排水廊道或竖直排水并的方法将水排出。2.降低下滑力和增加抗滑力降低下滑力主要通过刷方减重，此时应正确设计刷方断面。遵循“砍头压脚”的原则。3.改变滑带土的性质对于岩质斜坡，可采用水泥或化学灌浆等措施；对于土质斜坡，可采用电化学加固法、冻结法，还可用焙烧法。5. 河流作用水流的侵蚀就是表面泥沙被水流带走的过程。是否发生侵蚀可以根据泥沙的起动条件来判断。水流的搬运方式有两种，一种是水使砂，砾等沿河底推移，另一种则是细小的物质在水中呈悬浮状态移动，简称悬移。当河流的流速低于推移临界流速时，泥沙便沉积下来。沉积物质的数量取决于河流的含砂量与搬运能力的对比关系。河流所形成的地貌有：河漫滩，河流阶地点位1：观澜亭砾石的