水文地质实习报告.docx

河南城建学院目录河 南 城 建 学 院工程地质与水文地质实习报告实 习 类 别：工程地质与水文地质实习学 院： 土木与交通工程学院 专 业： 城市地下空间工程 班 级 学 号： 015416118 学 生 姓 名： 杨青润 指 导 教 师： 罗从双 张亚鹏 韩杨 完 成 时 间： 2017.06.03 - 38 -指导教师评语指导教师签字 综合成绩目录一、实习目的与要求- 1 -二、实习时间及地点- 1 -三、主要实习内容- 1 -四、实习内容- 3 -4.1香山寺路线- 3 -4.1.1石英砂岩的认识与鉴定- 3 -4.1.2平原区河流- 4 -4.1.3黄土- 4 -4.1.4洪积物- 9 -4.2白龟湖路线- 10 -4.2.1铁质页岩- 10 -4.3观看视频资料- 12 -4.3.1滑坡- 12 -4.3.2泥石流- 15 -4.3.3崩塌- 17 -4.4参观实验室- 19 -4.4.1云母- 19 -4.4.2长石- 20 -4.5玉皇庙路线- 21 -4.5.1岩层产状- 21 -4.6地质博物馆- 23 -4.6.1嵩阳运动- 23 -4.6.2中岳运动- 25 -4.6.3少林运动- 26 -4.7嵩山之行- 27 -4.7.1嵩山- 27 -4.7.2断层- 29 -4.7.3褶皱- 31 -4.8太子沟隧道- 33 -4.8.1明挖法- 33 -五、实习总结与体会- 37 -河南城建学院实习目的与要求一、实习目的与要求工程地质与水文地质是一门实践性很强且直接面向大自然的学科。要改造和利用自然，首先必须了解和认识自然。实习的目的就是巩固和深化课堂上的理论知识，使之尽可能达到理论和实践的有机结合。培养学生分析、解决工程地质问题的综合能力。本次实习是工程地质与水文地质课程的野外认识实习。该次实习要求学生能将课堂上所学的理论知识，灵活地运用于野外工作之中，对工程地质与水文地质的常规工作方法、步骤，野外工作的基本技能，常见的工程地质问题等，有一个较全面、系统的了解。工程地质与水文地质实习的目的在于通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能力。二、实习时间及地点本学期第十四、十五周进行野外实习，时间两周。2017年5月22日-2017年6月2日。实习地点为河南省平顶山、登封及其周边区域。三、主要实习内容1常见岩石类型、岩体结构类型及工程地质特征。岩石类型的鉴别：首先根据野外岩石的产状判断岩石属于的大类（岩浆岩、沉积岩、变质岩），然后再从岩石的颜色、矿物成分、含量等具体确定岩石的具体名称，注意使用一些辅助工具来帮助鉴别岩石，如：放大镜、小刀、稀盐酸等。岩石的结构类型识别：注意观察岩体中结构面（裂隙面、断层面、岩层层面等）发育的情况，包括发育方位、密度、延伸情况、充填。由此确定岩体是属于如下哪一类型： a 整体块状结构 b 层状结构 c 碎裂结构 d 散体结构2常见堆积物类型及其工程地质特点首先观察堆积物所处的位置特征，然后结河南城建学院主要实习内容合堆积物的组成，颗粒大小、颗粒表面特征、和下伏基岩的关系等判断是属于那种堆积物（残积物、洪积物、冲积物、坡积物等）3常见地质构造类型（断层、裂隙、褶皱）（1）结合地形地质图，注意观察岩层的产状，会利用罗盘测量地层的产状三要素。（2）会利用罗盘，皮尺等工具研究裂隙发育情况，能够绘制节理玫瑰花图，并分析节理的发育情况（程度、方向）（3）根据指导教师的指导，观察断层两侧地层产状的变化，地层移动方向，断层面的特征，并由此判断断层的性质（张性、压性、扭性）（4）结合地形地质图，观察地层弯曲变化情况、核部地层、两翼地层、枢纽产状，轴面产状。据此判断褶皱的类型：水平褶皱、倾伏褶皱，直立褶皱、歪斜褶皱、倒转褶皱。4常见地貌类型及场地工程地质特征根据指导教师的指导，观察地貌类型（河流地貌、山岭地貌、岩溶地貌等）；根据场地平整情况，岩石的分布以及工程性质，土的类型以及分布情况，场地周围地形复杂程度等初步判断场地的工程地质复杂程度。5常见不良工程地质现象（1）河流的侧蚀作用 注意观察侧蚀方向和建筑物位置的关系。（2）崩塌 注意观察山坡上危岩的发育情况，山脚处岩堆的分布范围。（3）岩溶 注意观察和描述岩溶的形态特征，岩溶发育和岩性、地质构造、地形、气候的关系；岩溶发育和土木工程的关系。（4）对各种类型堆积物（残积物、冲积物、洪积物、坡积物等）的描述主要注意如下几个方面：a 观察堆积物所处的位置和形态特征；b 观察堆积物的物质组成，颗粒均匀性，颗粒表面特征；c 给出堆积物成因类型；d 初步对所观察堆积物的工程性质给出评价。河南城建学院实习内容四、实习内容4.1香山寺路线4.1.1石英砂岩的认识与鉴定石英砂岩：沉积岩中沉积碎屑岩中的砂岩引，硅石（石英砂岩、石英岩、石英砂、脉石英）中一种。矿石化学成分：二氧化硅9730一9732%，氧化铝097104%，氧化铁0620.67%，氧化钙00340043%，五氧化二磷0003%。吸水率101255%,耐火度17161723。铁质胶结石英砂岩见图1。 图1 铁质胶结石英砂岩鉴定依据：砂粒岩石的50%；石英砂砂粒的95%。氧化铁胶结成因：浅海砂质沉积物在氧化条件下被高铁氧化物矿物胶结成岩。构造：纹层状构造。结构：中砂状结构。主要成分：石英砂粒，氧化铁胶结物。所属岩类：沉积岩陆源碎屑岩砂岩。4.1.2平原区河流平原区河流：平原地区的水源是地下水和季节性的雨水，水流缓，水面宽，水不深，多河漫滩。平原河流水位和流量变化小，持续时间长，河床多由细沙组成。平原区河流见图2。图2 平原区河流4.1.3黄土黄土，不成层的壤土沉积物，其颗粒大小介于粘土与细砂之间，呈浅黄色或黄褐色，广泛分布于北美、欧洲和亚洲，现在一般认为主要是由风沉积的，常为钙质并往往含贝壳、骨骼和哺乳动物的牙齿以及碳酸钙结核，有时也含氧化铁结核而形成可大量贮水的优质土壤。黄土指的是在干燥气候条件下形成的多孔性具有柱状节理的黄色粉性土，湿陷性黄土受水浸湿后会产生较大的沉陷。第四纪形成的陆相黄色粉砂质土状堆积物。黄土的粒径从0.005毫米10%），黑棕色，浅黄褐色等，层理发育，燃烧有沥青味。硅质页岩。含有较多的玉髓、蛋白石等，SiO2含量在85%以上。铁质页岩。含少量铁的氧化物、氢氧化物等。多呈红色或灰绿色。在红层和煤系地层中较常见。钙质页岩。含CaCO3，但不超过25%，否则过渡泥灰岩类。此外，还有混入一定砂质成分者，称为砂质页岩。页岩抵抗风化的能力弱，在地形上往往因侵蚀形成低山、谷地。页岩不透水，在地下水分布中往往成为隔水层。4.3观看视频资料4.3.1滑坡滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。运动的岩（土）体称为变位体或滑移体，未移动的下伏岩（土）体称为滑床。滑坡组成要素见图6。图6 滑坡组成要素（1） 滑坡的组成要素滑坡体一指滑坡的整个滑动部分，简称滑体；滑坡壁一指滑坡体后缘与不动的山体脱离开后，暴露在外面的形似壁状的分界面；滑动面一指滑坡体沿下伏不动的岩、土体下滑的分界面，简称滑面；滑动带一指平行滑动面受揉皱及剪切的破碎地带，简称滑带；滑坡床一指滑坡体滑动时所依附的下伏不动的岩、土体，简称滑床；滑坡舌一指滑坡前缘形如舌状的凸出部分，简称滑舌；滑坡台阶一指滑坡体滑动时，由于各种岩、土体滑动速度差异，在滑坡体表面形成台阶状的错落台阶；滑坡周界一指滑坡体和周围不动的岩、土体在平面上的分界线；滑坡洼地指滑动时滑坡体与滑坡壁间拉开，形成的沟槽或中间低四周高的封闭洼地；滑坡鼓丘一指滑坡体前缘因受阻力而隆起的小丘；滑坡裂缝一指滑坡活动时在滑体及其边缘所产生的一系列裂缝。位于滑坡体上(后)部多呈弧形展布者称拉张裂缝；位于滑体中部两侧，滑动体与不滑动体分界处者称剪切裂缝；剪切裂缝两侧又常伴有羽毛状排列的裂缝，称羽状裂缝；滑坡体前部因滑动受阻而隆起形成的张裂缝，称鼓张裂缝；位于滑坡体中前部，尤其在滑舌部位呈放射状展布者，称扇状裂缝。以上滑坡诸要素只有在发育完全的新生滑坡才同时具备，并非任一滑坡都具有。（2） 组成条件基本条件产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间，两侧有切割面。例如中国西南地区，特别是西南丘陵山区，最基本的地形地貌特征就是山体众多，山势陡峻，土壤结构疏松，易积水，沟谷河流遍布于山体之中，与之相互切割，因而形成众多的具有足够滑动空间的斜坡体和切割面。广泛存在滑坡发生的基本条件，滑坡灾害相当频繁。从斜坡的物质组成来看，具有松散土层、碎石土、风化壳和半成岩土层的斜坡抗剪强度低，容易产生变形面下滑；坚硬岩石中由于岩石的抗剪强度较大，能够经受较大的剪切力而不变形滑动。但是如果岩体中存在着滑动面，特别是在暴雨之后，由于水在滑动面上的浸泡，使其抗剪强度大幅度下降而易滑动。降雨对滑坡的影响很大。降雨对滑坡的作用主要表现在，雨水的大量下渗，导致斜坡上的土石层饱和，甚至在斜坡下部的隔水层上积水，从而增加了滑体的重量，降低土石层的抗剪强度，导致滑坡产生。不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑”的特点。地震对滑坡的影响很大。究其原因，首先是地震的强烈作用使斜坡土石的内部结构发生破坏和变化，原有的结构面张裂、松弛，加上地下水也有较大变化，特别是地下水位的突然升高或降低对斜坡稳定是很不利的。另外，一次强烈地震的发生往往伴随着许多余震，在地震力的反复振动冲击下，斜坡土石体就更容易发生变形，最后就会发展成滑坡。主要条件一是地质条件与地貌条件；二是内外营力(动力)和人为作用的影响。第一个条件与以下几个方面有关：岩土类型：岩土体是产生滑坡的物质基础。一般说，各类岩、土都有可能构成滑坡体，其中结构松散，抗剪强度和抗风化能力较低，在水的作用下其性质能发生变化的岩、土，如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。地质构造条件：组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时，才有可能向下滑动的条件。同时、构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡、特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时，最易发生滑坡。地形地貌条件：只有处于一定的地貌部位，具备一定坡度的斜坡，才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡，前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10度，小于45度，下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。水文地质条件：地下水活动，在滑坡形成中起着主要作用。它的作用主要表现在：软化岩、土，降低岩、土体的强度，产生动水压力和孔隙水压力，潜蚀岩、土，增大岩、土容重，对透水岩层产生浮托力等。尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最突出。就第二个条件而言，在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区，外界因素和作用，可以使产生滑坡的基本条件发生变化，从而诱发滑坡。主要的诱发因素有：地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷；不合理的人类工程活动，如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡，还有如海啸、风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡。2016年湖南平汝高速滑坡现场见图7。图7 湖南平汝高速滑坡现场4.3.2泥石流泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等，造成巨大损失。泥石流是暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流，它的面积、体积和流量都较大，而滑坡是经稀释土质山体小面积的区域，典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下，大量的水体浸透流水 山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象。通常泥石流爆发突然、来势凶猛，可携带巨大的石块。因其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。泥石流流动的全过程一般只有几个小时，短的只有几分钟，是一种广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害。这是山区沟谷或山地坡面上，由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的介于挟沙水流和滑坡之间的土、水、气混合流。泥石流大多伴随山区洪水而发生。它与一般洪水的区别是洪流中含有足够数量的泥沙石等固体碎屑物，其体积含量最少为15%，最高可达80%左右，因此比洪水更具有破坏力。典型泥石流示意图见图8。图8 典型泥石流示意图（1）泥石流的种类分类按物质成分1.由大量粘性土和粒径不等的砂粒、石块组成的叫泥石流；2.以粘性土为主，含少量砂粒、石块、粘度大、呈稠泥状的叫泥流；3.由水和大小不等的砂粒、石块组成的称之水石流。按流域形态1.标准型泥石流为典型的泥石流，流域呈扇形，面积较大，能明显的划分出形成区，流通区和堆积区。2.河谷型泥石流流域呈有狭长条形，其形成区多为河流上游的沟谷，固体物质来源较分散，沟谷中有时常年有水，故水源较丰富，流通区与堆积区往往不能明显分出3.山坡型泥石流流域呈斗状，其面积一般小于1000,无明显流通区，形成区与堆积区直接相连。按物质状态1.粘性泥石流，含大量粘性土的泥石流或泥流。其特征是：粘性大，固体物质占40-60%，最高达80%。其中的水不是搬运介质，而是组成物质，稠度大，石块呈悬浮状态，暴发突然，持续时间亦短，破坏力大。2.稀性泥石流，以水为主要成分，粘性土含量少，固体物质占10-40%，有很大分散性。水为搬运介质，石块以滚动或跃移方式前进，具有强烈的下切作用。其堆积物在堆积区呈扇状散流，停积后似“石海”。以上分类是中国最常见的两种分类。除此之外还有多种分类方法。如按泥石流的成因分类有：水川型泥石流，降雨型泥石流；按泥石流流域大小分类有：大型泥石流，中型泥石流和小型泥石流；按泥石流发展阶段分类有：发展期泥石流，旺盛期泥石流和衰退期泥石流等等。4.3.3崩塌崩塌（崩落、垮塌或塌方）是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。崩塌是指陡峻山坡上岩块、土体在重力作用下 ，发生突然的急剧的倾落运动。多发生在大于6070的斜坡上。崩塌的物质，称为崩塌体。崩塌体为土质者，称为土崩；崩塌体为岩质者，称为岩崩；大规模的岩崩，称为山崩。崩塌可以发生在任何地带，山崩限于高山峡谷区内。崩塌体与坡体的分离界面称为崩塌面，崩塌面往往就是倾角很大的界面，如节理、片理、劈理、层面、破碎带等。崩塌体的运动方式为倾倒、崩落。崩塌体碎块在运动过程中滚动或跳跃，最后在坡脚处形成堆积地貌崩塌倒石锥。崩塌倒石锥结构松散、杂乱、无层理、多孔隙；由于崩塌所产生的气浪作用，使细小颗粒的运动距离更远一些，因而在水平方向上有一定的分选性。山体崩塌见图9。图9 山体崩塌（1） 危害崩塌会使建筑物，有时甚至使整个居民点遭到毁坏，使公路和铁路被掩埋。由崩塌带来的损失，不单是建筑物毁坏的直接损失，并且常因此而使交通中断，给运输带来重大损失。中国兴建夭兰铁路时，为了防止崩塌掩埋铁路耗费大量工程量。崩塌有时还会使河流堵塞形成堰塞湖，这样就会将上游建筑物及农田淹没，在宽河谷中，由于崩塌能使河流改道及改变河流性质，而造成急湍地段。（2） 类型根据坡地物质组成划分崩积物崩塌：山坡上已有的崩塌岩屑和沙土等物质，由于它们的质地很松散，当有雨水浸湿或受地震震动时，可再一次形成崩塌。表层风化物崩塌：在地下水沿风化层下部的基岩面流动时，引起风化层沿基岩面崩塌。沉积物崩塌：有些由厚层的冰积物、冲击物或火山碎屑物组成的陡坡，由于结构舒散，形成崩塌。基岩崩塌：在基岩山坡面上，常沿节理面、地层面或断层面等发生崩塌根据移动形式和速度散落型崩塌：在节理或断层发育的陡坡，或是软硬岩层相间的陡坡，或是由松散沉积物组成的陡坡，常形成散落型崩塌。滑动型崩塌：沿某一滑动面发生崩塌，有时崩塌体保持了整体形态，和滑坡很相似，但垂直移动距离往往大于水平移动距离。流动型崩塌：松散岩屑、砂、粘土，受水浸湿后产生流动崩塌。这种类型的崩塌和泥石流很相似。称为崩塌型泥石流。4.4参观实验室4.4.1云母云母是一种造岩矿物，呈现六方形的片状晶形.云母是云母族矿物的统称，是钾、铝、镁、铁、锂等金属的铝硅酸盐，都是层状结构，单斜晶系。晶体呈假六方片状或板状，偶见柱状。层状解理非常完全，有玻璃光泽，薄片具有弹性。云母的折射率随铁的含量增高而相应增高，可由低正突起至中正突起。不含铁的变种，薄片中无色，含铁愈高时，颜色愈深，同时多色性和吸收性增强。云母矿主要包括有黑云母、金云母、白云母、锂云母、绢云母、绿云母、铁锂云母等，砂金石是云母和石英的混合矿物。工业上应用最多的是白云母和金云母，锂云母是提炼锂的重要矿物原料。云母矿广泛存在于亚洲、非洲和美洲，但在欧洲很少，直到19世纪，云母在欧洲的价值还非常高，随着殖民者在非洲和南美开采云母，价格迅速低落。云母块云母具有非常高的绝缘、绝热性能，化学稳定性好，具有抗强酸、强碱和抗压能力，所以是制造电气设备的重要原材料，因此也能做为吹风机内的绝缘材料。云母同时具有双折射能力，所以也是制造偏振光片的光学仪器材料。用于电气工业的云母开采，必须是有效面积大于4平方厘米的云母块，并且无裂缝、穿孔，边缘上非云母矿物不得超过3毫米。云母开采后根据有效面积将品质分为4类，最好的特类面积要大于65平方厘米。云母见图10。图10 云母4.4.2长石长石是地表岩石最重要的造岩矿物。长石是长石族矿物的总称，它是一类常见的含钙、钠和钾的铝硅酸盐类造岩矿物。长石是一种含有钙、钠、钾的铝硅酸盐矿物。它有很多种，如钠长石、钙长石、钡长石、钡冰长石、微斜长石、正长石，透长石等。它们都具有玻璃光泽，颜色多种多样。有无色的、有白色、黄色、粉红色、绿色、灰色，黑色等。有些透明，有些半透明。长石本身应该是无色透明的，之所以有色或不完全透明，是因为含有其他杂质。有些成块状、有些成板状、有些成柱状或针状等。富含钾或钠的长石主要用于陶瓷工业、玻璃工业及搪瓷工业。含有铷和铯等稀有元素的长石可作为提取这些元素的矿物原料。色泽美丽的长石可作为装饰石料和次等宝石。长石在地壳中比例高达60%，在火成岩、变质岩、沉积岩中都可出现。长石是几乎所有火成岩的主要矿物成分，对于岩石的分类具有重要意义。长石见图11。图11 长石4.5玉皇庙路线4.5.1岩层产状岩层产状（即岩层的产出状态，由倾角、走向和倾向构成）岩层在空间产出的状态和方位的总称。除水平岩层成水平状态产出外，一切倾斜岩层的产状均以其走向、倾向和倾角表示，称为岩层产状三要素。产状三要素测量方法见图12。图12 岩层产状三要素测量方法（1） 产状三要素走向 倾斜岩层层面与任意水平面的交线称为走向线，走向线指示的地理方位（与地理北极沿顺时针方向的夹角）叫走向。走向线有无数条平行线，但走向只有两个，且相差180o。岩层产状走向倾向倾角倾向 与走向线垂直向岩层下倾方向引出的射线称为倾斜线，倾斜线在水平面上的投影线指示的地理方位称倾向。倾向与走向相差90o或270o，但岩层的倾向确定后，走向就可以确定，岩层的走向确定后，倾向不一定确定。倾角 倾斜线与其在水平面上之投影线的夹角（图1中的），亦称真倾角。岩层产状要素见图13，倾角测量见图14。图13 岩层产状要素AC-走向；BD-倾向；-倾角图14 倾角测量 4.6地质博物馆4.6.1嵩阳运动嵩阳运动是全球构造三大运动之一，也是形成嵩山的重要一个阶段。在地球演变的编年史上，地球的年龄约在46亿年左右，而嵩山距今已有36亿年的历史。嵩阳运动遗迹见图15。图15 嵩阳运动遗迹嵩阳运动是全球构造三大运动之一，也是形成嵩山的重要一个阶段。在地球演变的编年史上，地球的年龄约在46亿年左右，而嵩山距今已有36亿年的历史。当整个世界还沉浸在一片汪洋大海之中时，嵩山便横空出世，嵩山嵩阳运动是发生在距今25亿年的一次全球性地壳运动，由张伯声院士于1951年在嵩山南坡发现并命名。“嵩阳运动”地质遗迹界面是划分太古与元古的界限，界面之下是太古宙沉积地层登峰群；界面之上是古元古代沉积地层嵩山群。界面清晰的反映了太古宙末发生的一次广泛而剧烈的地壳运动。这次运动使登封群花岗绿岩建造遭受挤压变质、褶皱造山、侵蚀夷平并形成了具纬向构造格局、多期构造变形和“三个时代”岩浆序列的古陆核。它标志着地球演化早期的一次重大的地质事件。嵩山群属滨海浅海相沉积，与登封群有截然不同的变质，变形和岩浆活动历史，并以角度不整合覆盖于等蜂群不同层位、不同构造部位上。嵩阳运动地质遗迹是研究地球演化历史的重要场所，国内独有、世界罕见、不可再生、损而皆无。嵩阳运动景点位于嵩山的山腰，峻极宫和中岳行宫的中间。嵩阳运动是嵩山旅游重要一部分，也是研究地质发展过称的重要资料。可以说嵩山见证了整个地球演变的全过程。嵩阳运动介绍见图16。图16 嵩阳运动介绍4.6.2中岳运动中岳运动是发生在嵩山地区古元古代嵩山期沉积之后，新元古代五佛山期沉积之前的一次强烈造山运动。五佛山滑动面见图17。 图17 五佛山滑动面五佛山群呈高角度不整合覆于嵩山群及登封群各组之上，可能发生于距今14亿年左右。中岳运动使整个嵩山群（罗汉涧组、五指岭组、庙坡山组、花峪组）协调一致地产生紧密的走向近南北、轴面向西倾斜、向东倒转的复式背斜和复式向斜。重力滑动构造与五佛山我国的重力构造研究起步较晚。马杏垣领导的北京（武汉）地质学院嵩山科研集体，自60年代初起，通过对河南嵩山地区中晚元古宙五佛山群形成的重力滑动构造研究，强调了重力在构造变形中的重要性。经过几十年的反复实践并结合国外大量研究实例，提出了重力不稳和密度不均可作为构造变形驱动力的观点（马杏垣等，1981），填补了我国在这一领域的空白，现在全国几乎所有省区均发现有规模不等、性质各异、类别繁多、分布广泛的重力构造（马杏垣，1989）。4.6.3少林运动少林运动（Shaolin movement）是发生在晚前寒武世的一次构造运动。在河南省嵩山地区寒武系下统辛集组底部砾岩呈角度不整合覆于新元古界五佛山群何家砦组和马鞍山组之上。典型剖面见于嵩山少林寺附近。其发生时间距今约5.43亿年左右。此运动仅在少林寺地区见角度不整合，其他地区均表现为平行不整合或逐渐过渡关系。少林运动见图18。图18 少林运动4.7嵩山之行4.7.1嵩山嵩山总面积约为450平方公里，由太室山与少室山组成，共72峰，海拔最低为350米，最高处为1512米。主峰峻极峰位于太室山，高1491.7米；最高峰连天峰位于少室山，高1512米。嵩山北瞰黄河、洛水，南临颍水、箕山，东通郑汴，西连十三朝古都洛阳，是古京师洛阳东方的重要屏障，素为京畿之地，具有深厚文化底蕴，是中国佛教禅宗的发源地和道教圣地。（1） 地质特征嵩山的地质构造，以其岩龄古老，构复杂，地层发育完整，出露良好，经过多次构造运动的影响，保留着形态各异的构造形迹而闻名中外。嵩山的发展与形成是内、外力地质作用在漫长的地质历史（五个地质年代：太古代、元古代、古生代、中生代、新生代）运动的产物。嵩山的地质构造以褶皱为主，总体成近东西走向的一系列背斜向斜穹窿构造组成。断裂以北西南东为主，把嵩山一分为三。嵩山岩石的弯曲现象称为褶皱。包括向斜和背斜。岩石在构造运动作用下，或者说在低应力作用下，改变了岩层的原始产状，不仅使岩层发生倾斜，而且大多数形成各式各样的弯曲。褶皱是岩层塑性变形的结果，是地壳中广泛发育的地质构造的基本形态之一。嵩山岩块沿着断裂面有明显位移的断裂构造称为断层。断层的规模有大有小，所波及的深度有深有浅（深可切穿岩石圈或地壳，浅可切穿盖层或只在地表）；形成的时代有老有新；有的是一次构造运动的结果，有的是多次构造运动的结果；有的已不活动，有的还在继续活动；形成断层的力学性质或张或压或剪，各不相同。地貌嵩山系由前震旦纪古老片岩、片麻岩及石英岩构成的断块褶皱山，所以山势陡峭，雄伟壮观，形成明显独特的构造侵蚀低中山之地貌。嵩山地形比较复杂，山地、丘陵、盆地、河谷小平原。嵩山的主体部分太室和少室，峰峦峥嵘，纯属山地面貌。地质嵩山地区位于华北地台南缘，嵩箕台隆东南部，地层层序比较清楚，基底和盖层地层发育齐全。嵩山地区的基底构造以褶皱为主，断裂次之。构造线方向近南北或东西，北东稍有偏移，为一些密集、紧闭、形态复杂的同斜线状褶皱以及伴随褶皱而生成的东西南东向和近东西向的三组断裂。盖层构造以断裂为主，褶皱次之，先褶后断。构造线方向近东西，与基底构造成正交叠加。盖层褶皱平缓开阔，断裂以近东西、北东南西向和北西南东向三组发育，前者最早，分为正断层，后者最晚，并经分期活动，性质也较为复杂。（2） 形成原因内力作用内力地质作用（地壳运动、岩浆运动、变质作用、地震作用）对嵩山的形成起决定性作用，留下了明显的痕迹。嵩山地壳运动经过了嵩阳运动、中岳运动、少林运动、怀远运动、燕山运动及喜马拉雅和新构造运动。中岳运动形成嵩山雏形，燕山运动确定嵩山基本格架经过风化剥蚀后形成今天的嵩山山体。中岳运动末期岩浆发生，形成岩浆入侵，同时又产生变质作用，使已形成的岩石又进一步变质，则形成复杂的变质岩系。外力作用经风化、侵蚀、溶蚀、沉积作用和改造、滑动、崩塌等作用。嵩山这些运动与作用的产物，被地质学家誉为“五世同堂”的“天然地质博物馆”，嵩山距今已有35亿年的历史，成为中国最古老的山。石船见图19图19 石船4.7.2断层断层地壳受力发生断裂，沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的构造。断层的规模大小不等，大者沿走向延长可达上千千米，向下可切穿地壳，通常由许多断层组成的，称为断裂带。断层分类见图20。图20 断层分类（1）构造形态断层是构造运动中广泛发育的构造形态。它大小不一、规模不等，小的不足一米，大到数百、上至千米。但都破坏了岩层的连续性和完整性。在断层带上往往岩石破碎，易被风化侵蚀。沿断层线常常发育为沟谷，有时出现泉或湖泊。是地壳运动中产生强大的压力和张力，超过岩层本身的强度对岩石产生破坏作用而形成的。岩层断裂错开的面称断层面。两条断层中间的岩块相对上升，两边岩块相对下降时，相对上升的岩块叫地垒；常常形成块状山地，如我国的庐山、泰山等。而两条断层中间的岩块相对下降、两侧岩块相对上升时，形成地堑，即狭长的凹陷地带。我国的汾河平原和渭河谷地都是地堑。（2）组成要素 破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造。规模大小不等，大者沿走向延伸数百千米 ，常由许多断层组成，可称为断裂带；小者可见于手标本。几何要素断层由断层面和断盘构成。断层面是岩块沿之发生相对位移的破裂面。断盘指断层面两侧的岩块，位于断层面之上的称为上盘，断层面之下的称为下盘，如断层面直立，则按岩块相对于断层走向的方位来描述。断层两侧错开的距离统称位移。按测量位移的参考物的不同，有真位移和视位移之分，真位移是断层两侧相当点错开的距离，即断层面上错断前的一点，错断后分成的两个对应点之间的距离，称为总滑距；视位移是断层两侧相当层错开的距离，即错动前的某一岩层，错断后分成两对应层之间的距离，统称断距。通常按断层的位移性质分为：上盘相对下降的正断层。上盘相对上升的逆断层。断层面倾角小于30的逆断层又称冲断层。正断层和逆断层的两盘相对运动方向均大致平行于断层面倾斜方向，故又统称为倾向滑动断层。两盘沿断层走向作相对水平运动的平移断层，又称走向滑动断层（简称走滑断层）。断层分类根据断层线上原来相邻接的两点在断层运动中的相对运动状况可以将断层分类。如果它们的运动只在水平方向上，并且平行于断层面，那么这断层叫走向滑动断层。走向滑动断层又进一步分为右滑和左滑断层。如果一个观察者站在断层的一侧，面向断层，另一边的岩块向他左方滑动，那它就叫左滑断层。之所以如此称呼，因为要追索被移动了的地表特征时，该人需沿断层线转向左边，才能在那一边找到与这边相对应的特征。这种走向滑动断层也叫右旋或左旋、右行或左行断层，或统称走向断层。加利福尼亚圣安德列斯断层是一条右旋断层或滑动断层。沿断层面作上升下降的相对运动，则是倾向滑动断层。上盘相对下盘向下运动的倾向滑动断层是正断层。当断层面倾角小于或等于45，上盘相对下盘作向上运动时，叫冲断层，而若断层面倾角大于45，则称逆断层。两盘相对运动方向界于走向滑动断层和倾向滑动断层之间的，叫斜向滑动断层。断层两盘之间的相对位移常被叫作断层落差和平错。落差反映垂直位移，而平错反映水平位移。以上所说的断层都有一个共同的运动特点，即在运动中两盘的构造保持着平行。但也可以有这样的断层，相邻两盘块体之间发生了扭动、转动，这样的断层被称为旋转断层或剪状断层。4.7.3褶皱岩层在形成时，一般是水平的。岩层在构造运动作用下，因受力而发生弯曲，一个弯曲称褶曲，如果发生的是一系列波状的弯曲变形，就叫褶皱。（1）褶皱要素褶皱要素示意图见21。图21 褶皱要素褶皱要素是褶皱的基本组成部分，用以描述褶皱的形态和产状。包括：核（core），系值褶皱的中心部位的岩层。背斜的核是该褶皱中最老的地层，向斜的核是该褶皱中最新的地层。翼（limb），泛指褶皱两侧比较平直的部位。当背斜和向斜相连时，有一翼是两者共用的。转折端（hinge zone of fold），指褶皱面（如岩层面）从一翼过渡到另一翼的弯曲部分。转折端的的形态有圆弧状、尖棱状、箱状和膝状等，据此分别将褶皱描述为圆弧褶皱(a)、尖棱褶皱(b)、箱状褶皱(c)、扇状褶皱(d)和挠曲(e)等。枢纽（hinge zone of fold），指单一褶皱面（如岩层面）上最大弯曲点的连线。枢纽可以是直线，也可以是曲线和折线。枢纽的空间产状可以是水平的、倾斜的或直立的。轴面（axial plane），各相邻褶皱面（如岩层面）的枢纽连成的面称为轴面，轴面是一个设想的标志面，它可以是平直面，可以是曲面，轴面与地面或其他任何面的交线称轴迹。1拐点，为连续地周期性波形曲线上，上凸与下凹部分的分界点。即褶皱翼部曲率为零的点。脊线和槽线，同一背形褶皱面的最高点的连线称为脊线；反之，同一向形褶皱面的最低点的连线称为槽线。（3） 基本类型向斜向斜(syncline)属于褶曲的基本形态之一，与背斜相对。 向斜为褶曲构造之一部分，两翼指向上方，中央向下屈曲。其在褶弯内之岩层，愈往中央，愈为年轻。向斜之两翼，如向同一方向倾斜，曰转倒褶曲；如两翼之倾斜，几近水平，或作水平状态，曰偃卧褶曲。向斜与背斜相连，彼此方向相反，常使地壳岩层，呈现波状。从形态上看，向斜一般是岩层向下弯曲。因此，从地形的原始形态看，向斜成为谷地。但是，由于向斜槽部受到挤压