河海大学大禹学院水工地质实习报告.docx

大禹学院11级水工班地质实习报告 大禹学院11级水工班地质实习报告-游汤山、瓜埠山、地质博物馆 姓名： xxxxxx 学号： xxxxxxxxxx 手机： xxxxxxxxxxx 老师： xxxxxx 地质实习报告一、概述11月30日，我校水工专业七个班在汤山镇湖山地区进行野外实习，上午主要主要观察了采石场，那里较偏僻，交通不便，山体被挖空了很多，地形复杂，当天气温偏高。下午我们到了阳山碑材及汤山猿人洞，观看了天下第一碑以及“南京人”，那里交通便捷，除了我校同学外还有许多游人在其中游玩。下表为实习内容及目的：江宁区汤山镇湖山地区野外实习：时间行程目的星期六早上小野田采矿场沿盘山公路路边观察小野田办公主要观察泥盆系的五通组，石炭系的金陵组、高骊山组、和州组、老虎洞组等的岩性及古生物化石，观察孔山背斜的特征。湖山废采石场黄花岸主要观察石炭系，二叠系地层，观察断层的特征。棒槌山西小铁路边人工剖面主要观察三叠系中下统青龙群下部地层，岩性等。星期六下午明文化村大石碑汤山猿人洞主要观察二叠系栖霞组地层，观察并认识大石碑断层的性质；在猿人洞观察第四系更新统堆积层，其中产有南京直立人化石。完成情况较好。第二天，12月1日，我们来到了六合区瓜埠山地质公园观察认识火山岩地区的地貌现象。该地较偏僻，经济较落后，地形复杂，气候湿润偏冷。下午返回市区参观了南京地质博物馆，欣赏到了恐龙化石、天外陨石以及其他一些珍贵的宝石。该地地处南京市区，经济繁华，交通便利，地形平缓，水系发达，气候较舒适。六合区瓜埠山地质公园野外实习：时间行程目的星期日上午古火山口地貌的观察主要观察古火山口的平顶山地貌，了解其形成的原因。火山口附近地区考察主要观察认识火山岩的类型及其特征，了解玄武岩柱状节理形成的原因。在火山口周边地区观察主要观察第三系雨花台组地层，了解河流沉积物的组成的原因。星期日下午博物馆新馆：恐龙世界展厅行星地球展厅生命演化展厅博物馆老馆：地学摇篮展厅中国石文化展厅矿产资源展厅地质环境展厅完成情况较好。 在实习过程中，同学们都能较好的完成老师既定的任务，同时大家积极向老师提问，巩固了已学知识，同时也很好的开拓了眼界。最后大家在一片欢声笑语中结束了为期两天的实习，二、实习地区地质概况1、实习地区的位置及其基本特征 湖山地区本区位于宁镇褶皱束的南带，地形上有三列山组成，走向nee，三列山之间是两个纵向次生谷地。北列山海拔高度在120169m，包括排山、棒锤山。谷地1：北侧湖山谷地是二叠系龙潭煤系地层经过地表水侵蚀形成，该谷地两侧的谷坡上发育有二级阶地，第一阶地海拔4060m，即农田、煤矿所在地，第二阶地海拔6070m，主要为残积、坡积之碎石，夹有少量冲积成因的粉砂质粘土。中列山山势较高，一般标高为160250m，主要包括黄龙山、团山、纱帽山、土山、陡山、狼山等，主峰孔山高341.8m。谷地2：南侧谷地是志留系高家边组页岩地层被剥蚀而成（老宁杭公路）。南列山简称汤山，其主峰海拔292.3m。 阳山碑材大石碑位于黄龙山北侧、火石峰南侧，系600年前明成祖朱棣时期开采。碑材石质为二叠系栖霞组的臭灰岩，层厚一般超过5-10m，因取材正位于一向斜的核部，故岩层倾角小，易于开采，是南京地区层厚最大并易于开采的岩石，显示了古代人民的选材智慧。碑材岩石形成于距今约2亿9千万年，自岩石形成之后，深埋在海面之下约1000m深处，自距今2亿年前，这些岩石才开始暴露于地表。在明朝古采石场内坑底栖霞组灰岩中可以观察到很多黑色的燧石结核、条带，有时呈定向排列，还有白色的粗细不等的方解石脉。在大石碑基座以西约50米，在该古采石场内岩璧上，在栖霞组灰岩中发育一条延伸几十米的断层。该断层自岩璧向东延伸至采石场底部清晰可见。该断层是发育于陡山大石碑向斜核部地层的一条以正断层性质为主的断层。 汤山猿人洞汤山镇西的雷公山中，有一个总面积达数万平方米的巨大溶洞群（葫芦洞、雷公洞），该溶洞发育于奥陶系碳酸盐岩中，洞内钟乳石千奇百态，成为地质旅游资源。在葫芦洞第四系更新统堆积层中，产有南京汤山古人类南京直立人化石（牙齿1枚、头骨2件），以及数百件脊椎动物化石。南京直立人属晚期猿人，其生存年代与北京直立人大致相当。两件头骨化石地质年代分别为：63.7万年52.3万年和47.8万年42.3万年。 瓜埠山瓜埠山是一座距今约500万年前喷发形成的小型盾火山。通常火山挤出的产物主要为低粘滞性的玄武岩岩浆。大多数火山如不是广阔圆丘形的盾状火山，就是火山坡陡峭成锥形的成层火山。盾状火山由多层流动性很高的熔岩堆积而成，因为熔岩在硬化前可以流到很远的地方，结果便形成倒置浅碟似的低矮圆丘形山。盾状火山的山坡虽然不陡峭，但是火山本身可以非常巨大。 南京地质博物馆南京地质博物馆原名地质矿产陈列馆，建于1935 年，是中国历史最悠久的自然科学博物馆之一。其分为老馆和新馆，老馆设置了地学摇篮、中国石文化、矿产资源和地质环境4个展厅；新馆设置了恐龙世界、行星地球和生命演化3个展厅。附：位置图 河海大学 南京地质博物馆 阳山 汤山 瓜埠山2、各地层简介（1）江宁区汤山镇湖山地区野外实习部分：泥盆系（d）五通组（d3w）岩石坚硬，常构成高山之顶，露头好。假整合于茅山组地层之上，接触面略显受侵蚀之痕迹，局部见到细的砾石，砾石成份为茅山组砂岩。五通组厚约150m。底部：灰白色石英砾岩、石英砂岩，厚层状，层次清楚。石英砾岩有三层以上，砾石成份：白色石英、黑色燧石等，呈滚圆或半滚圆状，砾径在13cm为主，砾石可排列成单向斜层理。下部：灰白色石英砂岩，厚层状，夹有粉砂岩薄层。砂岩中石英含量可达95以上，为硅质胶结。具有缝合线构造，具有单斜层理。上部：黄褐色砂岩、粉砂岩，夹有较多的灰白色粘土岩及灰黑色碳质页岩，局部夹有扁豆体状薄层赤铁矿。顶部：灰白色中厚层状石英砂岩，缝合线构造非常发育，根据此能准确判断层面。 图1 背斜核心（五通组） 金陵组（c1j）厚度：6m岩性：灰黑色微晶生物碎屑灰岩，厚层状，生物碎屑主要是：海百合及腕足类碎片，含有有机质及泥质成分较高，击之有臭味，底部有一层铁质粉砂岩与d3w接触。化石：多，盛产假乌拉珊瑚、笛管珊瑚，石燕类化石，金陵穹房贝等。 与下伏五通组（d3w）呈假整合接触。 图2 一般有沟（金陵组）高骊山组（c1g）厚度：36m假整合于金陵组之上，金陵组顶面有受过侵蚀之痕迹，侵蚀面起伏不平，因受过氧化，颜色发红，面上有fe、mn质薄层堆积。下部：灰白色、深灰色、紫红色页岩夹薄层砂岩，含有褐色泥质生物屑微晶灰岩透镜体，见有腕足类化石碎片。中部：灰黄色石英砂岩、粉砂岩夹有 数层灰紫色、灰绿色、灰色页岩。上部：灰白色、灰绿色、紫红色及灰黑色粘土质及粉砂质页岩，夹有少量薄层砂岩。 图3 杂色页岩（高骊山组）和州组（c1h）与下伏高骊山组（c1g）为假整合接触，厚度约5m，出露少，零星分布。岩性：灰黄色泥质及白云质微晶灰岩，含少量生物碎屑。化石少，有：袁氏珊瑚、贵州珊瑚、巨长身贝等。 图4 被敲开的岩体（和州组）老虎洞组（c1l）与下伏和州组（c1h）为假整合接触，厚度约6m。岩性：为灰色、浅灰色结晶白云岩，致密，坚硬，遇到hcl 仅微弱气泡。风化面有刀砍状溶沟。含有灰黑色、灰白色、肉红色之燧石结核，成透镜体或团块状，透镜状燧石结核的伸长方向与层面平行，可判断层面。化石：不规则石柱珊瑚图8 质地坚硬（老虎洞组）中统（c2）：黄龙组（c2h）与下伏老虎洞组（c1l）为假整合接触，厚度约55m底部：白云岩砾块组成的砾岩，砾块半棱角、半滚圆状到不规则状，直径35cm为主，由方解石胶结。下部：白色微晶灰岩，斑块巨粒结晶灰岩，晶粒可达0.11cm。厚度约5m。主体部分：灰白色略显肉红色微晶生物屑灰岩为主，夹生物屑灰岩、砂屑灰岩，厚层到块状，层理不清，仅能根据缝合线来判断其产状。化石：小蜓、莫斯科唱贝等图9 被挖空的山体（黄龙组）三叠系（t）下、中三叠统青龙群（t12q）与大隆组（p2d）为整合接触，厚度约500m，在棒锤山西端人工剖面出露。分三部分下部：黄绿色页岩、泥岩，夹薄层微晶灰岩，产有菊石、克氏蛤。中部：灰色薄层微晶灰岩与黄绿色页岩、黄褐色泥岩互层，层理清楚，产有菊石。上部：灰色中厚层、薄层微晶灰岩夹黄褐色泥质微晶灰岩、钙质页岩及薄层瘤状微晶灰岩、微晶砾屑灰岩。顶部：厚层状微晶灰岩。 图10 山体土层（黄龙组）（2）江宁区汤山镇阳山碑材实习部分：下午在车上小憩一会儿，我们便来到了下一站-阳山碑材，在这里欣赏天下第一碑的宏伟，领略地质的奥秘。在明朝古采石场内坑底栖霞组灰岩中可以观察到很多黑色的燧石结核、条带，有时呈定向排列，还有白色的粗细不等的方解石脉。在大石碑基座以西约50米，在该古采石场内岩璧上，在栖霞组灰岩中发育一条延伸几十米的断层。该断层自岩璧向东延伸至采石场底部清晰可见。该断层是发育于陡山大石碑向斜核部地层的一条以正断层性质为主的断层。图11 燧石结核 图12 正断层 （3）江宁区汤山猿人洞实习部分：下午4:00，我们驱车来到了猿人洞，在这里欣赏美丽的溶洞以及古老的“南京人”。该溶洞发育于奥陶系碳酸盐岩中，洞内钟乳石千奇百态，成为地质旅游资源。在葫芦洞第四系更新统堆积层中，产有南京汤山古人类南京直立人化石（牙齿1枚、头骨2件），以及数百件脊椎动物化石。 图13 溶洞 图14 钟乳石（4）六合区瓜埠山地质公园野外实习：经过了一天的修整，我们第二天早早的驱车来到了瓜埠山。不巧的是我们到达目的地时，那边的工作人员还没准备好，所以我们一行人便先行进行了参观。该景区由火山猛烈喷发形成，包括火山角砾、火山渣、火山弹、火山灰等。这些物质在火山喷发时，由于喷发猛烈、喷发较高，快速冷却而形成，所以无柱状节理形成，一般具有气孔杏仁构造发育。由火山喷溢而形成熔岩流，慢慢冷却就形成了黑色玄武岩。这些玄武岩主要矿物为辉石和斜长石，次要矿物为橄榄石（风化后变成了红褐色的伊丁石）。熔岩石柱在地质学上称为柱状节理，主要物质成分是黑色玄武岩，硬度大，声音清脆，隐晶质，石柱整体透水性强。图15 新鲜面上的橄榄石 图16 被风化后形成的伊利石图17 火山渣和柱状节理组合成一头“雄狮”雨花台组地层属第三系地层（n12y），灰色、灰黄、灰绿、灰红色或黄褐色弱固结碎屑岩，包括：砾岩、砂砾岩，砂砾岩，粉砂岩，粉砂质泥岩。砾石成分以石英为主，其次是燧石、石英砂岩、硅质灰岩以及火山岩、变质岩等等，砾径一般为数厘米，少量在10厘米以上，个别大于50厘米，总体分选性中等，磨园度较好，具有定向排列。砂层具有清晰大型的斜层理。著名的南京雨花石就产自该地层。 图18 雨花台组捡到的石头（5）玄武区南京地质博物馆实习：南京地质博物馆分为新馆和老馆：新馆设置了恐龙世界、行星地球和生命演化3个展厅；老馆设置了地学摇篮、中国石文化、矿产资源和地质环境4个展厅。最让我印象深刻的便是这组模型，再现了地球从38亿年至今的生物演化过程，从最古老的单核生物到蓝藻，再进化成多核生物，最后脱离水体，产生了陆生动物等过程。 图19 地球生物演化史3、地质构造褶皱构造该处褶皱为背斜，是我们第一个观察点。其西起乌龟山经孔山之顶到獐龙山一带，背斜枢纽近东西向。背斜核部地层为上泥盆系五通组石英砂岩组成，两翼地层由老到新依次出露为：下石炭统金陵组、高骊山组、和州组、老虎洞组、中石炭统 图20 背斜岩层黄龙组、上石炭统船山组以及二叠系栖霞组地层组成。岩层特点有：栖霞组上段下统岩层岩石为含有带有臭鸡蛋味无基灰岩；船山组为致密的无基灰岩，用地质锤较难击碎；青龙组包括泥岩、页岩、砂岩。产状：走向310，南西，倾角30。断层构造正断面（阳山碑材）该处断层发育于栖霞组灰岩里，断层走向和大石碑的斜枢纽垂直。该断层两盘栖霞组薄层灰岩被错断，断层上有裂隙泉。因为西盘下调，东盘上升，判断断层性质为正断层。逆断层（青龙组）棒槌山的逆断层，断层位于棒槌山的西北坡角。上青龙组逆冲在黄马青群上，造成地层层序不连续；断层两侧地层产状不正常，带中发育断层角砾岩；在上青龙组灰炭之下见青山群众粗粒石英砂岩。 图21 逆断层3、 岩溶现象汤山镇西的雷公山的巨大溶洞群（葫芦洞、雷公洞）发育于奥陶系碳酸盐岩中，洞内钟乳石千奇百态，成为地质旅游资源。在葫芦洞第四系更新统堆积层中，产有南京汤山古人类南京直立人化石。我们观察到的岩溶现象是地下洞穴中被流水腐蚀空了， 图22 雷公洞岩溶现象通道岩壁上的岩块呈现出流水状或滴水状形态。而中间的钟乳石则比岩壁更加的巨大，美观！岩溶发育的基本条件是“岩石的可溶性、岩石的透水性、水的溶蚀性、水的流动性”，所以岩溶现象一般发育在碳酸盐岩石当中，如灰岩、白云岩、白云质灰岩等；特殊的结构如豹皮灰岩、生物碎屑灰岩、厚层状也易发生岩溶现象。当岩石中发育出了缝隙，那么也会形成岩溶系统，所以断层发育决定了溶洞的形成。而地下水的循环交替是岩溶发育的充分必要条件，其可以不断更替补充具有侵蚀性的水，将溶解与侵蚀的物质带走，从而留下空洞（岩溶）。但是美丽的溶洞却对我们的工程带来了巨大的影响：例如云南、广西、贵州省岩溶山区，缺水严重，阻碍经济的发展，生活贫困现象严重；岩溶区的库水渗漏现象严重，处理困难，且影响坝基的稳定，对大坝的安全造成莫大的影响；在基本建设当中，由于洞室空蚀，洞室围岩不稳定，地下施工，隧道施工中也是困难重重。丰富的地下水造就了岩溶现象，也营造了一个很好的生活环境，给“南京人”枯燥的生活“带来”了美丽！4、 边坡岩体稳定问题在六合区瓜埠山实习期间看到了一处边坡破坏现象（见图23），该处属于滑坡现象。通过我们的观察，我们发现该破坏处疏松破碎，杂乱无章，而且稳定性较差。通过对水利工程地质的学习，我们知道了影响边坡稳定的因素分为内在因素和外在因素。其中内在因素有土体的性质、地质构造、岩体结构和地应力，而外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷载等。其中地表水和地下水的作用是外在因素中最重要、最活跃的一个。通过土力学，我们可以很好的解释这一点：当有地表水或地下水侵蚀时，水体通过土体内部，从而引起土体中的水应力增加，使土体的有效应力减小， 图23 滑坡现象从而减小了土体的抗剪强度。当有超过该强度的荷载作用时，土体便会发生滑坡现象。其次起到主要的控制作用的是“土体的性质、地质构造、岩体结构和地应力”等内部因素。土体的性质方面：如果土体具有不透水性且质地坚硬，那么山体很难发生滑坡现象，反之亦然；地质构造方面：褶皱、断裂发育地区，岩层倾角大，构成了岩体的切割面和滑动面，形成有利于崩塌、滑动的条件；岩体结构方面：对边坡而言，结构面的产状和岩体结构类型有更明显的影响，例如当结构面倾