兰州地区地质认识实习报告.doc

兰州地区地质认识实习报告专业： 班级：姓名：学号： 指导老师： 日期： 兰州地区地质认识实习报告 兰州地区地质认识实习报告绪言1.1 实习区地理位置与概况 兰州市位于北纬3603，东经10340，属陇西黄土高原的西北部，大部被黄土所覆盖。海拔1500米到2000米余，市区西南的马衔山主峰3670米为本区最高峰。市区依黄河而建，世界地理版图的几何中心，黄河自东西穿城而过，是唯一一个黄河穿越市区的省会。由于南北两山夹峙地形的影响，市区东西狭长，约30千米，南北最窄处，仅5千米左右。兰州地势西部和南部高，东北低，黄河自西南流向东北，横穿全境，切穿山岭，形成峡谷与盆地相间的串珠形河谷。峡谷有八盘峡、柴家峡、桑园峡、大峡、乌金峡等；盆地有新城盆地、兰州盆地、泥湾一什川盆地、青城一水川盆地等。还有湟水谷地、庄浪河谷地、苑川河谷地、大通河谷地等。图1 实习地区交通位置图区内交通方便，兰州为天兰、兰新、兰青、包兰四条铁路干线的枢纽，尚有兰州-阿干镇，海石湾-连城，白银-长征及刘家峡四条支线。主要公路线有西安-兰州、兰州-郎木寺、兰州-延安等主要干线。民航连接着西北五省区，可通达全国各主要城市。本区大部分地区属温带半干旱气候，干燥而寒冷，温差大，降水少，冬季较长，年平均气温6-9，年降水量约331毫米，多集中于7-9月。兰州境内已探明各类矿床、矿点156处35个矿种。主要有有色金属、贵金属、稀土和能源矿产等9大类、35个矿种，临近兰州的白银、金昌是中国镍、铅、锌、稀土和铂族贵金属的重要产地。非金属矿相对丰富，有石灰岩、熔剂白云岩、熔剂石英岩、硅铁石英岩、耐火粘土。其中石英岩储量集中，运量储量达3亿吨，为硅铁工业提供了充足的后备资源。煤炭保有储量为9.05亿吨。1.2 实习目的与任务（1）认识实习地区出露的岩石、表现的地质构造及地貌形态。（2）分析实习地区的内外动力地质作用及其相互关系，探讨区域地质发展历史。（3）锻炼认识和分析三大岩类、褶皱和断裂构造、地貌形态等地质现象的能力。（4）领会做地质剖面图、路线地质图及地质素描图的基本方法。（5）掌握编写实习报告的一般程序和基本内容。1.3 实习时间安排整个实习贯穿准备实习总结三个阶段7月12日之前，实习前的准备，实习地区的情况介绍；7月12日，榆中县兴隆山、马啣山脚下、孙家湾采石场。浅、深变质岩、石灰岩，山地地貌，坡积洪积物剖面，土壤剖面；7月13日，安宁大沙沟、金崖巴石沟。白垩系、古近系，碎屑岩、黄河阶地、丹霞地貌（风蚀地貌）、二长花岗岩、侏罗系煤系地层、；7月14日，刘家峡、太极岛、岸门村宣家沟。长城系浅变质岩、阶地、断层、褶皱、；7月15日-16日，实习总结，撰写实习报告；7月17日，提交报告。第二章 地层2.1震旦亚界兴隆山群 主要分布于兰州南以兴隆山地区及其东部一带，延至定西部分地区，为一套海相中基性火山、碎屑岩及碳酸盐岩组成的浅变质岩系。中下部为火山岩、碎屑岩和硅质岩，上部为碳酸盐岩，总厚度5525米。属于该界的实习区有：兴隆山。2.2皋兰群 分布于甘肃省兰州地区，属祁连加里东期活动带的东段皋兰群位于祁连地槽内中间基底断块隆起带的边缘，分为四个岩组。皋兰群的原岩，下部主要为泥质岩、粉砂岩，泥灰岩。上部凝灰质成分逐渐增加，具特征的复理石构造。由于受花岗岩体侵入的影响，近岩体部分变质较深，局部有混合岩化相当于皋兰群第一岩组。属于该地层的实习区有：大沙沟。2.3白垩纪 实习区中中生代白垩纪红色砂砾岩出露最多，位于孙家湾采石场附近的砂砾岩呈紫红色，分层明显，上部为元古代蓟县纪的变质灰岩，呈红色，变质程度较深无分层现象；安宁大砂沟地区分布的白垩纪砂砾岩，产状平缓，垂直节理发育，形成奇特的丹霞地貌景观；太极鸟岛处白垩纪地层构成黄河的第一级阶地，产状平缓，沿黄河流向厚度基本不变，上部覆盖第四纪黄土；岸门口处的白垩纪砂岩层变形明显，受强烈的构造作用，形成褶皱、断层，节理等各种构造，产状变化大，岩石受强烈的挤压或拉伸作用非常破碎，颗粒大的层形成厚层，细粒黏土层易风化破碎形成薄层。2.4第四纪为分布广泛的黄土层，厚度差别大。常形成阶地。例如巴石沟、太极岛两侧的黄河阶地上均覆盖一层比较厚的黄土堆积。 第三章 岩石3.1实习点：兴隆山 形成时代主要为元古代长城纪，岩性为区域浅变质岩，下岩组为浅变质中基性火山岩、火山碎屑岩、碎屑岩夹少量灰岩；上岩组，为千枚岩夹碎屑岩、变质火山碎屑岩及少量铁矿层，厚800米。与下伏葫芦河组呈整合接触。区域变质作用因素较复杂，往往是温度、负荷压力、应力和具化学活动性流体的综合作用。分布范围是大面积区域性分布，并且变质程度深浅不同的区域变质岩在空间上呈带状分布，具有相对稳定的产状。 出露的岩石主要为灰绿色的千枚岩，呈片状或板状，由于抗风化能力弱，多被风化成碎块。图1为兴隆山地区剖面上出露的千枚岩，为火山岩经区域变质作用形成，其原岩与板岩类似，具千枚状结构，显微变晶结构，变余结构。矿物组分主要为绢云母、绿泥石、长石、石英等。片理面具明显的丝绢光泽，有时可见到很薄的“分结条带”，系由长英质条带和云母质条带相间构成，平行片理分布。 板岩与千枚岩之间为过渡类型，所以本地区也存在板岩分布，可称之为千枚状板岩或板岩千枚岩，千枚岩进一步变质可形成片岩、片麻岩，最终可形成混合岩。 图1.兴隆山地区变质岩 3.2实习点：该地区岩石为花岗岩，我们看到其与河流两侧山坡上的砂砾岩差别很大，说明是河流经长距离搬运过来的。并且大块岩石粒径可以达到一到两米，说明历史上该河流搬运能力很强。花岗石是一种深成酸性火成岩。二氧化硅含量多在70%以上。颜色较浅，以灰白、肉红色者常见。主要由石英、长石和少量黑云母等暗色矿物组成。石英含量为20%-40%，碱性长石约占长石总量的2/3以上。碱性长石为各种钾长石和钠长石，斜长石主要为钠更长石或更长石。暗色矿物以黑云母为主，含少量角闪石。具典型的花岗结构或似斑状结构。花岗岩是一种分布广泛的岩石，各个地质时代都有产出。形态多为岩基、岩株、岩钟等。图2为该地区分布的眼球状混合花岗岩。因形似眼球而得名，呈浅白色和肉红色混杂，变质程度较大。磨圆度很好，粒径从几厘米到两米不等。分布在河流两侧河漫滩，以及河流两侧阶地的下部。 图2. 眼球状混合花岗岩3.3实习点：孙家湾采石场该地区因有变质灰岩分布所以成为了一个采石场和工业矿区。观察沟谷的两侧可以发现两种不同的现象，东面为变质程度较深的变质灰岩，没有分层现象，另一面为白垩纪紫红色砂砾岩，有分层现象。石灰岩中主要是碳酸盐成分，经过区域变质作用或接触热变质后，形成大理岩；该地区岩石为石灰岩向大理岩过渡的形式，常有成透明的方解石，呈脉状分布或充填岩石裂隙。节理裂隙发育，具有明显位移的裂隙即为断层，但本地区的断层不易判断，因为岩石变质、风化程度很深，多破碎，变形不规则，所以构造不易观察。3.4实习点：金崖巴石沟河流两侧坡面下部基岩为长城纪千枚岩板岩，岩层产状为 1045，从远处可以看到各种裂隙，说明节理非常发育，近距离观察可以看到各种X型节理，说明以剪节理为主。如图3，可以看出该地区千枚岩与兴隆山地区的虽然处于同一时期但金崖的岩石更完整一些，同时颜色偏灰色，呈巨大的块状，多被密集的节理分层，本身没有兴隆山出的千枚岩那种片状结构。河床及两侧分布的是花岗斑岩，顺河流向上，发现变质程度越来越浅，花岗岩特征性结构越来越明显，在其上游甚至出现粒径大于5厘米的伟晶岩。从该地区岩性分析，得知是河床从上游搬运来的。顺沟往上游走，偶尔会看到岩浆岩侵入千枚岩的现 象，两者之间的接触带呈明显的过渡形式。 图3.千枚岩中的共轭x型节理第四章 地层剖面4.1 黄土剖面黄土是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0.05毫米，其粒度成分百分比在不同地区和不同时代有所不同。它广泛分布于北半球中纬度干旱和半干旱地。兰州大部分地区都被黄土所覆盖，其厚度差别极大。因黄土为粉土，具有一定的胶结性，导致其具有柱状节理，遇水具有实现性等一系列特点。我们在一个分水岭的缓坡上发现了人工开挖的典型黄土剖面，如图4即为典型的黄土剖面，最上层为土壤层也称为耕植层富含腐殖质；第二层为淋滤层，多空隙，是因为降水向下渗流时带走土中的一部分位置从而导致形成了许多孔洞；第三层呈现出一定的白色，为钙质成分，是接受上部淋滤下来的物质并使其在此沉积的淀积层，仔细观察可以发现，这一层中有许多钙质集合体，非常坚硬，胶结坚实。在下面为母质层，保持黄土原先的形态。地面有颜色比较深 图4.黄土剖面的一层，有潮湿感，是因为毛细水作用使地下水上升所致，如果实在地下水埋深比较浅的地方，会在毛细作用和强烈蒸发作用下导致土地盐渍化，导致土地失去耕种能力。近距离观察黄土剖面时，我们看到该黄土也是分层的，具有很很均匀的分层现象，这与我们印象当中黄土的均匀块状不太一样。4.2 冲洪积物剖面我们再去马衔山的路上，发现了一个人工挖开的冲洪积物剖面，如图5.具有明显的成层现象，反映出其形成过程的阶段性。因为每一个时期降雨量以及山上出露岩石的类型的差别，导致每次冲下来的物质的大小，类型和多少均有差别，从形成了我们看到的分层的剖面。该剖面的走向为170及近似南北走向，沉积层产状为 18211岩石成分以灰绿色千枚岩为主，局部显现出红色，为砂砾岩。我们看到这个剖面上的岩石大小混杂，分选性和磨圆度都很差，又上到坡上看到洪积物上的冲沟，发现沟很深延伸有200米左右，可知其形成期很长同时搬运距离很短。除上部土壤层和中间夹有的两层砾砂层比较薄（十厘米左右）其与各层均有一米以上。最厚的一层有1.5米。颗粒从2-3厘米到20-30厘米不等，平均粒径为7厘米，颗粒偏粗。中间有明显的显现黄色的一层为钙质胶结层。该冲积层的颗粒还没有胶结的现象反映形成时代并不是很久远。 图5 冲洪积物剖面4.3 河流阶地剖面我们在上面介绍的冲洪积剖面的南面沟谷下面，发现了一条小河流，该河流两侧发育有阶地，有一典型的河流阶地剖面如图6 虽然和上述冲洪积物剖面发育于相距很近的地方，但是因为形成原因的不同，两者差别很大。河流中的岩石为花岗岩可以断定为从上游马衔山搬运来的，所以岩石经过了很长的搬运距离，岩石具有了很好的磨圆度，堆积在河流两侧的河漫滩。在一定的地质条件下，河流形成了阶地，阶地具有下部是河床相砂砾上部为河漫滩相细粒亚粘土冲积层的二元结构。从而出现了在剖面上的分层现象。通过对河流两侧阶地的观察，我们认识到要想判断河流阶地的存在，首先要看其在剖面上是否有二元结构，即在表面土层下是否有砂卵砾石层。同时在仍然有流水的河床两侧我们看到了河流的冲刷作用，不断地冲刷着河流的凸岸一侧，河岸下部逐渐被掏空而塌陷，河床拓展，最终是河流变成蜿蜒曲折的曲流。 图6.河流阶地剖面4.4丹霞地貌剖面丹霞地貌系指由产状水平或平缓的层状铁钙质混合不均匀胶结而成的红色碎屑岩( 主要是砾岩和砂岩)，受垂直或高角度解理切割，并在差异风化、重力崩塌、流水溶蚀、风力侵蚀等综合作用下形成的有陡崖的城堡状、宝塔状、针状、柱状、棒状、方山状或峰林状的地形。丹霞地貌主要分布在中国、美国西部、中欧和澳大利亚等地，以中国分布最广。1928年，冯景兰等在粤北仁化县发现丹霞地貌，并把形成丹霞地貌的红色砂砾岩层命名为丹霞层，此后又有多人对其概念进行阐述。兰州市内的丹霞地貌主要是分布在安宁区大砂沟内，因受垂直节理切割，其剖面呈垂直形态，图7即为大沙沟内的丹霞地貌。我们可以很明显的观察到在上部强烈风化形成土壤层下有一层形似帽子的白色凸出的一层，是接受上部淋滤物质的钙质胶结的一层，比较坚硬抗风化能力较其它层强，在差异风化作用下形成了这种凸出的形态。其下部即为典型的丹霞地貌中的红色砂砾岩，上部表面显出浅黄色是因为表面风化以及第四纪物质覆盖在表面导致红色被盖住，实际上其内部均为红色的砂砾岩，只是在粒径大小分选等方面有细微的差别。在这一地区我们还发现了一些非常奇特自然景观，但因为这里的风化这作用非常强烈，一些棒状、柱状的砂岩体表面已经出现了明显的裂隙，随时都有破坏的危险。在沟底两侧的剖面上通过近距离观察，我们发现了许多呈一个长条的石膏脉，是石膏沿砂岩体 图7.大砂沟丹霞地貌中的垂直裂隙富集形成的。其底部还有一些像姜块一样的姜结石，为钙质集合体，较硬，呈白色，分布不均匀。第四章 构造4.1 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。我们在认知实习的最后一天在岸门口见到了褶皱，这一地区的褶皱非常发育，岩层变形非常强烈，如图8.可以看出之一地区曾经发生过强烈的构造运动，图中绿线即为褶皱的弯曲形式，可以看出轴面近于直立，带内 图8.岸门口褶皱和断层节理非常发育，岩石破碎，但是岩石的分层仍然很明显，有些层因为带内小断层的原因而没有连续。在该褶皱的左侧岩层没有弯曲变形的现象，却出现了形似波痕的沉积岩原生沉积构造，这一现象不禁让我们匪夷所思，当初是怎样的构造运动时这两种截然不同的构造发育在同一套岩层中。但是我们能想到的是当初这一地区构造运动一定是非常活跃，才导致了这种现象的出现。4.2 节理和断层1.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。在图8 中我们可以看到在褶皱和断层中发育许多不规则的节理，使岩石在各个不同方向上破碎。在金崖的巴石沟我们看到了比较规则的大量剪节理在脆性岩石中的分布，见图3，各种x型的节理是岩石发生了形如图9中的破坏形式。岩石被一块一块的有规则的破坏掉，导致形成了许多平整的节理面，在观察时一定要注意区分节理面和层理面的区别，避免混淆。 图9 X节理示意图2. 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。 我们在岸门口这一构造运动非常活跃的地方很容易观测到断层，见图8中的红线，从两侧褶皱面的弯曲形式可以看出岩层沿这条线错开了，右侧上盘上升，上部遭受剥蚀，形成了如今的形态，为逆断层。这一断层因为整个区域岩性基本相同，没有明显的标志层所以不太容易观察。而在孙家湾采石场我们看到了一个非常明显的断层，见图10 该红色地层中有一明显的黑色层被断开。可知这里肯定有一条断裂带穿过，切断了黑色岩层。 图10.断层第五章 结论这次基础地质认知实习，是我们第一次集体野外实习。使我们的观察能力、动手能力、思维能力等有了很大的提高，使我们亲身体会到了地质考察的乐趣，激发我们关注大自然、热爱大自然的情怀，从中使我们初步掌握了科学的野外地质工作方法，开拓了视野，丰富了知识，同时也尝到了野外调查工作的艰辛与甘甜。在实习中我们的三位带队老师不辞辛苦，耐心为我们讲解，使我们学到了很多东西。俗话说：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。以往课本上枯燥的概念，我们只是抽象的记在脑海里，没有感性的认识，即使是看一些图片，也总是觉得差点什么。直到这次野外的亲身经历，老师结合现场景象和课本知识进行讲解，使我们对课本上那些理论有了更深刻的认识。 在观察这些地质构造现象的同时，我也思考了很多东西，下面是我的几点感想： 1.在进行地质研究时，我们必须搜索所研究地区一些现成的比较容易观察的剖面。比如我们观察的那些人工开挖的剖面，借助已有的东西，极大地方便了我们的观察和研究，使得我们不必再去为此单独开挖一个剖面。同时我们也要清楚地知道，以前的人工开挖，对该剖面原始形态的破坏情况，不能被人工造成的破坏所误导，得出错误的结论，比如我们观察的黄土剖面就有明显的人工开挖的痕迹，我们必须注意区分。 2.注意把相邻地区的地质现