工程地质学嵩山实习报告.doc

工程地质学嵩山实习报告工程地质学实习报告班级：0224072学号：20姓名：指导教师：河南城建学院2009年12月前言交通工程系交通工程专业工程地质学实习任务指导书一、实习目的和要求工程地质学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学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、实习时间及地点本课程讲授及考试结束后第十五周(12月7日-12月11日)进行野外集中实习，时间一周。实习地点为河南省登封地区。三、本次实习基本内容1.认识实习区常见的矿物和岩石，学会区别三大类岩石；2.认识地层剖面，了解地层划分对比的方法和依据；3.认识实习区的地质构造，学会判识方法；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)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.认识实习区的各种内外动力地质现象；5.学会用地质罗盘仪测量产状。6.编写地质实习报告书。四、实习基本要求实习前的总动员由系里派人员组织实施，并在实习教师中产生一名实习队长，各位指导教师对学生的安全负责。由于实习时间较短，学生独自操作有一定困难，故要求在教师的带领下开展工作。3.能够根据所学的知识，识别沉积岩和岩浆岩，识别简单的构造现象，能对一般的工程地质问题进行分析和评价，提出合理的防治措施。4.对实习中所见到的各种现象要现场做好原始记录。5.每天结束实习后，要及时总结，做好实习日记(需上交)。6.实习结束后，按要求认真编写实习报告。五、实习指导教师及电话尹振杨国夏英、实习纪律1、实习生必须严格要求自己，增强集体观念、劳动观念和社会主义事业心、责任感；虚心听从院内外实习指导教师的指导，按照实习计划的要求全面完成实习任务。2、遵守实习的各项规章制度，服从实习组的统一安排和统一指挥。未经实习指导教师允许，不得独自行动。3、实习期间，要严格遵守实习的规定和纪律，确保安全。对实习期间违反纪律者，指导教师要批评教育和严肃处理。对情节严重，经教育不改者，指导教师有权停止其实习，令其返院听候处理。实习期间，学生因违反实习纪律和安全规则造成自身伤害的由学生本人负责，造成他人伤害和国家经济损失，由学生本人及家长承担相应的经济和法律责任。4、实习期间，原则上不准请假，更不得无故不参加实习。若因故因病不能参加者，必须持有关单位或县级以上医疗部门的证明向指导教师请假，经系领导同意并报教务处审批后方能准假，事后要补实习。无故不参加实习、推迟到实习地点或提前返院、回家者，以旷课论处。缺席累计达到总实习时间三分之一及以上者，实习成绩作不及格处理。5、实习不及格不能补考，必须重修。重修实习只限一次，所需费用由本人自理。6、按时完成实习计划规定的实习项目，完成各项实习要求。7、维护学院荣誉，发扬团结友爱精神。七、考核方式学生实习成绩由指导教师根据学生在实习期间的实习日记、实习报告、实习鉴定、实习答辩等情况综合评定；成绩分优、良、中、及格、不及格五等，其中，实习日记和实习报告占30%，实习过程中的表现及实习单位的鉴定材料占30%，指导教师答辩成绩占40%。成绩评定标准如下：优：能认真完成实习指导书或实习大纲中的要求。实习过程中积极主动、虚心好学、严格要求。服从校内外指导教师的领导和安排。遵守实习的各项规定。实习日记、实习报告完整，内容充实，实习鉴定及实习答辩成绩突出。优的人数控制在实习生总数的5%以内良：能较好地完成实习指导书或实习大纲中的要求。实习态度认真，服从校内外指导教师的领导和安排。遵守实习的各项规定。实习日记、实习报告完整，实习鉴定及实习答辩成绩较突出。中：能完成实习指导书或实习大纲中的要求。实习态度比较认真。实习日记、实习报告完整，实习鉴定及实习答辩成绩较好。及格：能基本完成实习指导书或实习大纲中的要求。实习期间表现一般。有实习日记和实习报告，实习鉴定及实习答辩成绩一般。不及格：凡有下列情况之一者以不及格论：1)未达到实习指导书或实习大纲中规定的基本要求；2)实习缺席累计三分之一及以上；3)实习中严重违反实习纪律。八、实习报告的基本内容第一章绪言，实习地区的交通位置和自然地理状况(附交通位置图)、实习的任务、目的、要求、人员的组成及实习时间等。第二章实习地区地层概况首先简述实习地区出露的地层及分布的特点，然后按地层时代自老至新进行地层描述。分段描述各时代地层时应包括分布和发育概况、岩性和所含化石、与下伏地层的接触关系、厚度等(附素描图)。第三章矿物、岩石(重点是岩浆岩)描述各种岩体的岩石特征、产状、形态、规模、出露地点、所在构造部位以及含矿情况(附剖面图、素描图)。第四章地质构造概述实习地区在大一级构造中的位置和总的构造特征，分别叙述实习区的褶皱和断裂。褶皱：褶皱名称(如玉皇山向斜)，组成褶皱核部地层时代及两翼地层时代、产状、褶皱轴向、褶皱横剖面及纵剖面特征(附素描图、剖面图)断层：断层名称、断层性质，上盘及下盘(或左右盘)地层时代，断层面的产状，断层。证据(附素描图、剖面图)。阐述褶皱与断裂在空间分布上的特点。第五章地质发展阶段简述根据地层的顺序、岩性特征、接触关系、构造运动情况、岩浆活动过程等说明本区地质历史上有那些阶段。每阶段有哪些事件和特征。第六章其它方面，包括外动力地质现象(风化作用、地面流水和地下水地质作用所产生的地质地貌现象等)。后记，说明实习后的体会、感想、意见和要求。最后要附上每天的实习日记。交通工程系道桥隧教研室09年11月0224072班工程地质实习分组第一章绪论一、登封交通位置及地理状况：登封市位于河南省中西部，中岳嵩山南麓。市境东西长56千米，南北宽35.5千米，总面积1220平方千米。207国道与217、316省道贯通全境，郑少洛、禹登高速公路纵横交错，登封铁路与京广、陇海、焦枝铁路干线相连，形成了四通八达、方便快捷的交通网络，是国家园林城市、国家卫生城市、全国绿化模范县(市)、中国优秀旅游城市、中国特色魅力城市、中国县域旅游品牌百强县(市)。登封已成为中州大地上一座人居环境优美、生态景致怡人的现代旅游名城。登封市的地形是一个西高东低，向东开口的盆地，该市位于盆地中北部海拔1584米。自动详细由五指岭、太室山、少室山、马鞍山等山岭组成。盆地南侧为箕山、伏牛山，内部为丘陵和平原地形。区内嵩山宏伟峻峭，拔地擎天，号称中岳，古迹颇多，尤以少林寺驰名中外，是我国的旅游胜地。而嵩山更是世界地质公园，是地质实习的最佳实习地点。图1-1嵩山旅游路线图二、实习任务：1.认识实习区常见的矿物及岩石，学会区别三大类岩石；2.认识地层剖面，了解地层划分对比的方法和依据；3.认识实习区的地质构造，学会判别方法；常见的地质构造类型(断层、裂隙、褶皱)(1)结合地质地形图，注意观察岩层的产状，理解并学会判断地层产状的三要素。(2)依据裂隙发育情况，分析节理的发育程度及方向，并会绘制节理玫瑰花图。(3)结合地形地质图，观察地层弯曲变化情况能够依据褶去地层核部、两翼、枢纽产状及轴面产状判断褶皱的类型：水平褶皱、倾伏褶皱、直立褶皱、歪斜褶皱、倒转褶皱。4.认识实习地区的各种内外动力地质现象；5.编写实习地质报告书。三.实习目的与要求：本次实习是工程地质学课程的野外实习。工程地质学是一门实践性很强且直接面向大自然的学科。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。培养学生分析和解决工程地质问题的综合能力。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，了解工程地质的常规工作方法、步骤，培养野外工作的基本技能，能够解决常见的工程地质问题等。实习的基本要求：实习前由本系部组织实习动员会，实习必须在2到3名老师的指导下进行，并在实习教师中选出负责人，各位指导教师对学生的安全负责。学生必须在教室的指导下进行实习，不得擅自行动。3.能够根据所学的知识，识别沉积岩和岩浆岩，识别简单的构造现象能对一般的工程地质问题进行分析和评价，提出合理的防治措施。4.实习期间对所见的各种地质现象及老师的讲解要做好原始记录。5.实习结束要做好总结，喜好实习日记，以备上交。6.实习结束后，按要按要求编写实习报告。四、人员组成：组长：倪佩佩成员：王艳岭、郭云飞、吴雅玲、王夏冰、胡光胜、李建凯、刘倩五、实习时间及地点：室内理论教学环节结束后第十五周，即12月07日-12月11日，为期一周。实习地点为河南登封。第二章地层概况嵩山世界地质公园主要地质遗迹类型为地质(含构造)剖面。嵩山在大地构造上处于华北地台南缘，在公园范围内，出露有28亿年以来太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五个地质历史时期的地层，地层层序清楚，构造形迹典型，被地质界称为五代同堂，成为一部比较连续完整的、写在岩石上的地球史书。现由老自新分述如下：(一)太古界登封群出露于登封市区以北等地，为本地区最老的地层，自上而下分三个岩层。1)石牌河岩组：主要为黑岩层，厚度大于256米，上与郭家窑岩组整合接触。有片麻状闪长岩侵入。本组原本岩石为基性火山岩夹中酸性火山岩及少量沉积岩。2)郭家窑岩组：岩石类型为斜长角闪岩、斜长角闪片岩、变粒岩等。上部夹钙质绢云绿泥片岩、薄层大理岩及黑云斜长片麻岩等。厚857米，上与老羊沟岩组整合接触。3)老羊沟岩组：底部为一层不稳定的长石石英岩，下部为片岩及少量磁石英岩。上部为绢云石英片岩、绿泥石英片岩夹变质砾岩及含砾绢云绿泥石英片岩。岩层厚630米，以片岩为主，无片麻岩。具斜层理构造，含大量粘土矿物。(二)元古界元古界地层可分为下元古界嵩山群、中元古界五佛山群、上元古界震旦系罗圈组等三个组群。下面分别介绍各层的地质情况：1.下元古界嵩山群主要分布于玉寨山、嵩山、五指岭自下而上分为罗汉洞组、五指岭组、庙坡山组和花峪组。(1)罗汉洞组：该组下层为白色巨厚含砾粗粒石英岩、含长石石英岩和底砾岩，岩层厚155米。中段是白色厚-巨厚层中细粒石英岩，不对称波痕发育，203米。与下伏太古界登封群呈角度不整合接触。(2)五指岭组：该组分三段，一段为灰白、浅黄色绢云石英片岩、石英岩与千枚岩互层，上部有白云质大理岩薄层或透镜体；二段为青灰、灰白色千枚岩、石英绢云片岩夹石英岩，上部有白云质大理岩透镜体，厚304米；三段厚310米，为紫杂色绿泥绢云片岩、绢英片岩夹赤铁石英岩。底部为含绢云母、绿泥石的厚层中粗粒石英岩。(3)庙坡山组：本组厚395米，自下而上为灰白色厚层状粗粒石英岩夹致密石英岩，灰白色夹紫红色条带状石英岩，中厚层状粗粒石英岩夹紫红色赤铁石英岩及千枚状绢英片岩。(4)花峪组：本层厚194米，底部为紫红色铁质千枚岩和角砾状千枚岩，靠上含磷千枚岩，下部为灰黄色厚层状白云岩和泥质白云岩；中部是灰紫、灰白色千枚岩；底部为灰白色中层状石英岩。2.中元古界五佛山群该组不整合覆于嵩山群或登封群之上，自下而上由马鞍山组、葡萄峪组、骆驼畔组和何家寨组组成，缺少底部的兵马沟组，本群总厚度大于1000米。马鞍山组为底砾岩层和含砾石英砂岩，肉红色石英砂岩夹层间砾岩痕、泥裂和交错层理发育，厚度变化较大。葡萄峪为灰绿、黄绿、紫红色页岩、砂质页岩夹泥质灰岩。骆驼畔组为紫色、灰黄色石英砂岩夹砂质页岩。何家寨组为各类灰岩和页岩夹细砂岩及粉砂岩。3.上元古界震旦系罗圈组主要分布于领区临汝罗圈、偃师上徐马等地。实习区南部一带也有零星出露。与下覆五指山群石英砂岩呈不正和接触。厚0-60米，下部为钙质胶结冰碛砾岩，砾石成分为石英岩、石英砂岩、灰岩、石英斑岩、花岗岩及各种变质岩。上部为含冰碛砾石的紫红色泥砂质页岩。(三)古生界本区古生界地层有寒武、奥陶、石炭及二叠系1.寒武系：该系可分为下统、中统、上统三部分。(1)寒武系下统：自下而上依次为关口组、朱砂洞组和馒头组；关口组厚23-134米，与下伏元古界地层呈起伏不整合接触。本区北部为底砾岩，南部变相为含磷砂岩。其上为波痕、泥裂发育的石英砂岩。朱砂洞组厚65-97米，下部由紫红色泥砂质灰岩、泥灰岩组成；上部为厚层状泥质灰岩、豹皮状灰岩、白云质灰岩组成；顶部为含结核的白云质灰岩。馒头组为紫红、黄绿色泥质灰岩与砂质页岩互层或夹层。层厚30-100米。(2)寒武系中统：自下而上为毛庄组、徐庆组及张夏组。毛庄组地层厚92-150米，以紫色砂岩为主，夹薄层层面是含白云母碎片的粉砂岩，顶部为泥质灰岩。徐庄组厚54-144米，底部为海绿石细砂岩；中、下部为深灰色中厚层状具泥质条带的白云质灰岩与夹层或互层状砂质页岩；上部为泥质条带灰岩。张夏组以灰、深灰色厚及巨厚层状的灰岩、白云质灰岩为主，间夹豆状、竹叶状灰岩。(3)寒武系上统：自下而上为崮山组、长山组及凤山组。崮山组厚36-277米，为深灰色厚层+-巨厚层状白云岩及白云质灰岩；顶部为黄色薄层泥灰岩或泥质白云岩。长山组厚46-120米，为灰、深灰色厚层状白云质灰岩、白云岩及含硅质团块或条带的白云岩、白云灰质岩。2.奥陶系该系缺失上统及下统。中统马家沟组：分布于北部与偃师、巩县交界的边邻地区及东部告城至密县、禹县一带，与下伏寒武系呈平行不正和接触。下部以灰黄色页岩、泥灰岩为主，底部有砂砾岩，厚30米。中上部为深灰色致密状灰岩、豹皮状及角砾状灰岩，厚93米。该层含有丰富的牙形石。3.石炭系这里仅有中统本溪组及上统太原组。本溪组与下伏奥陶系或寒武系呈平行不正和接触，厚2-16米。下部为紫红、灰白、灰黄色含铁铝土页岩，底部夹透镜状或赤铁矿层；中上部为灰、灰绿色鲕状铝土质泥岩夹砂纸泥岩及铝土矿层。太原组厚51-105米，由灰岩、砂岩、泥岩及煤层组成。本组灰岩富含蜓科、腕足类、珊瑚、海百合及苔藓虫化石；泥岩中含鳞木、楔叶等化石。4.二叠系二叠系与下伏石炭系整合接触。分为二叠系下统和二叠系上统。a)二叠系下统：其下部为山西组，上部为下石盒子组。其中山西组厚70-109米，主要由灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、砂岩及煤层组成，本组砂岩产硅化木化石；粉砂岩，砂质泥岩中含丰富的植物叶部化石。而下石盒子组主要由灰、黄灰色中粒长石石英砂岩、粒砂岩夹灰黄、青灰色砂质页岩、紫斑泥岩及煤层组成。b)二叠系上统：自下而上依次为上石盒子组、平顶山组及土门组。其中上石盒子组由浅灰、黄灰、绿灰色砂岩、砂质泥岩、紫斑泥岩、深灰色泥岩及煤层组成，平顶山组底部为肉红色含砾砂岩或透镜状砾岩、下部为浅灰、褐黄色厚层、巨厚层中粗粒长石石英砂岩、上部为褐黄、黄绿色中细粒泥质砂岩夹砂质泥岩及泥岩，土门组由紫红、黄绿色钙质粉砂岩、钙质页岩夹砂岩及透镜状砂质灰岩组成。(四)中生界本区仅有三叠系，与下伏二叠系整合接触。1.三叠系下统圈门群：由红灰、紫红色长石石英砂岩、粉砂岩、沙质泥岩及泥岩组成，厚550米。底部为紫色巨厚层状石英砂岩；下部以砂岩为主；上部以粉砂岩、沙质泥岩及泥岩为主。顶部粉砂岩产大量痕迹化石(浅水生物潜穴)。2.三叠系中统二马营群：灰黄、灰绿色厚层状长石石英砂岩紫红色钙质粉砂岩、沙质泥岩互层，厚320米。3.三叠系上统延长群：下部为土黄色中细粒长石石英砂质岩夹紫红色沙质泥岩；上部为土黄、灰绿色粉砂质与紫红、黄绿色沙质泥岩互层，厚大于300米。(五)新生界下第三系、上第三系及第四系与下伏地层均呈角度不整合接触。1、下第三系陈寨沟组：由褐红色、砾石砂岩、泥岩夹透镜状泥灰岩组成，泥岩层面偶有薄膜状石膏，底部为砂砾岩，砾石磨圆度及分选性极差，钙质胶结，含泥质杂基，本组厚185-436米。2、上第三系洛阳组：为褐黄、褐红、灰白等色泥岩与泥灰岩互层夹砂砾岩透镜体，砂砾岩呈半固结状态。厚12-83米。3、第四系：为褐红色亚粘土、黄土、亚砂土、砾卵石等冲积、洪积、坡积及残积物，厚12-55米图2-1角度不整合接触第三章矿物与岩石3.1矿物通常我们所说的矿物，是指具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。其中构成岩石的矿物，称为造岩矿物。.矿物的物理性质多种多样，但我们常用到的有矿物的颜色、光泽、硬度、解理和断口。部分矿物的物理性质详见表一及图3-1、图3-2：表一、常见矿物主要特征表矿物名称形状颜色条痕光泽硬度解理断口比重主要鉴定特征石英柱状块状乳色无色无玻璃油脂7无贝壳2.6形状、光泽断口、颜色方解石菱形粒状白色无色无玻璃3三组完全2.7颜色、硬度解理与酸作用白云石块状菱形白带灰色白玻璃34三组完全2.82.9形状、解理与酸作用石膏板状纤维状白色白丝绢2中等平坦2.3形状、硬度解理角闪石长柱状绿黑色淡绿玻璃6两组成124锯齿3.13.6形状、光泽颜色斜长石板状柱状灰白色白玻璃6中等2.62.7光泽、硬度颜色、解理正长石板状短柱肉红白玻璃6中等2.6光泽、颜色解理白云母片状鳞片白色或无色无玻璃珍珠23一组完全33.2颜色、解理形状、光泽高岭石土状白、黄色白土状1无形状、光泽吸水性蒙脱石土状白，浅粉红白土状1无形状、剧烈吸水膨胀性图3-1方解石晶簇图3-2石英晶体3.2岩石自然界中的岩石各种各样，但按成因不同可以分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类，实习地区的岩石同样如此，现分述如下：(一)岩浆岩1.太古代侵入岩：由基性到中酸性岩石均有发育，多呈小岩株或岩脉产出，侵入太古代登封层地层中，岩石均已变质，片理发育。(1)变闪长岩(如图3-3)具变余辉长结构、斜长结构、块状结构，主要由保持辉石假象的纤闪石、板状斜长石及少量黑云母、绿泥石、绿帘石、石英等次生矿物组成。原岩可能为灰长岩。图3-3变闪长岩(1)辉石角闪岩具半自形晶粒结构，块状结构，主要矿物成分为普通角闪石(65-70%)、辉石(20-25%)，次要矿物有长石、黑云母、石英等。斜长石常绢云母化、绿帘石化。(2)变辉绿岩呈脉状，存在于侵入片麻岩或老岩浆岩内，岩体常有扭曲、错断现象，多已变质成斜长角闪岩或角闪片岩。(见图3-4)图3-4变辉绿岩(3)花岗岩伟晶岩(见图3-5)呈脉状，存在于郭家窑组地层中，脉长一般100-300米，宽3-50米不等，矿物成分主要为钠长岩、条纹长石、石英和白云母。其次有黑云母及微量的电气石、磷灰石、绿帘石、磁铁矿，岩石变质时，白云母被扭折和石英块体被压扁，而呈平行排列。图3-5花岗伟晶岩1、早元古代晚期侵入岩(1)石秤花岗岩(花云母钾长花岗岩)：呈东西向分布于登封城西南，侵入于登封群郭家窑组片岩、片麻岩及嵩山群罗汉洞组石英岩中，南界与古生界呈断层接触，掩体东西长约15公里，南北宽4-5公里，出露面积约70平方公里，根据岩体与围岩接触面向外倾斜这一现象推测，向深部有变大趋势，为一大型岩株。岩石呈肉红色，风化后呈灰白、灰黄色，中心相主要矿物成分有钾长石(50-55%)、石英(35-40%)。次要矿物有更长石(4%)、黑云母(2-8%)、花岗结构，块状结构，称为黑云母钾长花岗岩(见图3-6)，由中心向边缘相过度，岩石颜色由淡红变为灰白，矿物成分上黑云母、钾长石、石英减少，角闪石、斜长石增多。岩石结构由中粗粒变为中粒，具似板状结构、块状或斑点状构造。图3-6黑云母钾长花岗岩(2)白家寨花岗岩：分布于本区西北部，摩天寨花岗岩又称积善花岗岩，分布于南部，属于黑云母钾长花岗岩，均属小型岩株，时代同属石秤花岗岩。(3)灰绿岩：多呈岩墙、岩脉侵入登封群、嵩山群及石秤花岗岩中，以近东西走向为主。矿物成分主要有三种：灰绿石(具灰绿结构，不含斜长石斑晶)，灰绿岩(具板状结构，斑晶为斜长石)及玻璃基灰绿岩，块状构造或动向构造。岩石呈暗绿或灰绿，矿物成分为普通角闪石、灰绿石、绿泥石组合或斜长石、阳起石、黑云母、绿泥石组合。(二)沉积岩本区常见的沉积岩如下：1.碎屑岩类：包括砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩。2.粘土岩类：泥岩(如图3-7)、页岩、硅质泥岩、沙质泥岩、炭质泥岩、钙质泥岩。图3-7泥岩3.化石岩和生物化石岩类：只要有煤岩、铝质岩、铁质岩及碳酸盐岩-致密状灰岩、鲕状灰岩、豆状灰岩、豹皮灰岩、竹叶状灰岩、砾状灰岩、含碎石结核灰岩、沙质灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、生物灰岩、泥灰岩(见图3-8)、白云岩。图3-8泥灰岩(三)变质岩(常见变质岩特征见表一)1.浅变质岩：主要有绢云片岩、绿泥片岩、绢英片岩、石英岩(图3-9)、变质砂砾岩等。常见的矿物有绢云母、绿泥石、石英等，具变余、变晶结构，块状或片状构造。图3-9石英岩2.中深变质岩：主要有黑云片岩、二云片岩、云英片岩、黑云斜长片麻岩、二云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、角闪片岩、斜长角闪岩等。特征矿物主要有黑云母、白云母、石榴石、角闪石、透辉石、微斜长石等，具变晶结构，片状、片麻岩、条纹状构造。(示例如图3-10、3-11)图3-10大理岩图3-11二云片岩3.混合岩：是由于混合岩化作用(是变质作用向岩浆作用过渡的类型)而形成的岩石，由基体和脉体两部分组成基体是角闪岩相或麻粒岩相变质岩代表混合原岩，脉体是长英质或花岗质物质，代表混合岩中新生部分。在实习地区，混合岩仅见于太古代登封石牌河组和郭家窑组地层中，主要有注入混合岩及混合片麻岩两类。(1)注入混合岩：以贯入作用为主，伴有轻微交代作用，混合程度低。形成各种注入混合岩及注入交代混合岩。基体成分变化不大，脉体多属伟晶质，其次为长英质和石英质。具鳞片花岗变晶结构，条带状、眼球状构造。交代作用主要表现为黑云母的析铁和退色作用(白云母化)及斜长石绢云母化。(2)混合片麻岩：混合程度较高，以渗透交代为主，伴随贯入作用，形成云母类混合片麻岩、角闪石混合片麻岩和角闪石混合岩。具有中粗粒鳞片花岗变晶结构，片麻状、块状等多种构造。由于强烈的交代作用，脉体与基体之间的界限变得模糊不清。表一、区内常见变质岩特征表岩石类型岩石特征主要矿物成分次要矿物结构构造绢云母岩绢云母(50%-70%)石英(20%-40%)黑云母绿泥石(10%-30%)铁质、电气石显微花岗鳞片变晶结构、变余砂状结构片状结构皱纹片状结构黑云片岩绢云母(65%-75%)石英(15%-25%)绢云母、斜长石鳞片变晶结构、花岗鳞片变晶结构片状构造绢云石英片岩绢云母(30%-45%)石英(50%-70%)斜长石、绿泥石、黑云母、铁质显微鳞片花岗变晶结构、变余砂状结构片状构造条纹片(带)状构造角闪片岩角闪石(90%)斜长石(10%)透辉石纤状变晶结构片状构造斜长角闪片岩角闪(50%-85%)斜长(35%-40%)石英(10%-15%)绿帘石、黑云母花岗纤状变晶结构、变余辉绿结构片状构造斜长角闪片麻岩角闪石(50%-55%)斜长石(35%-40%)石英(10%-15%)黑云母、绿帘石透辉石、绿泥石蚀变辉石柱粒状花岗变晶结构、花岗纤状变晶结构片麻状构造黑云角闪片麻岩黑云母(65%-&5%)斜长石(35%-40%)石英(10%-15%)绿帘石、铁质鳞片花岗变晶结构片麻状构造角闪变粒岩角闪石(15%-25%)斜长石(50%-60%)石英(15%-25%)黑云母、铁铝榴石纤状花岗变晶结构、变余斑状结构块状构造定向或半定向构造石英岩石英(85%-95%)绢云母(5%-10%)斜长石、绿泥石、铁质(磁铁矿)花岗变晶结构、变余砂状结构块状构造赤铁矿石英岩赤铁矿(25%-40%0石英(30%-45%)角闪石(10%-25%)黑云母(5%-20%)绿帘石、绿泥石碳酸盐花岗变晶结构变余砂状结构块状构造条纹-条带构造第四章地质构造4.1地质构造的基本知识地质构造是地壳运动的产物。在工程地质领域，我们把构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造痕迹，称为地质构造。在野外常见的地质构造有褶皱和断层两种。4.1.1褶皱构造褶皱构造，是指组成地壳的岩层，受构造应力的强烈作用，实使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造。褶皱构造的一个曲面，称为褶曲。它是褶皱构造的组成单位。褶曲的要素包括核部、翼、轴面、轴、及枢纽。(具体构造见图4-1)核部褶皱的中心部位。通常把位于褶曲中央最内部的一个岩层称为褶曲的核。翼位于核部两侧，向不同方向倾斜的部分。轴面从褶曲顶平分两翼的面，称为褶曲的轴面。轴面可以是平面，也可以是不规则的曲面。轴轴面与水平面的交线，称为褶曲的轴。轴的方位表示轴图4-1褶曲要素的方位；轴的长度，表示褶曲的规模。FEG所围得内部岩层-核枢纽轴面与褶曲同一岩层层面的交线，称为褶曲的枢纽。FEC、GEC-翼；ABCD-轴面；BC-轴；EC-枢纽；褶曲的基本形态包括背斜和向斜(具体构造见示意图图4-2)图4-2背斜与向斜4.1.2断层构造岩体受力断裂后，两侧岩块沿断裂面发生了显著位移的断裂构造，称为断层。断层一般由以下几部分组成：断层面和破碎带、断层线、上盘和下盘、断距。断层面和破碎带两侧岩块发生相对位移的断裂面，称为断层面。沿着一个错动带发生的大规模的断层，叫做断层破碎带。断层线断层面与地面的交线，称为断层线。他表示断层的延伸方向。上盘和下盘断层面两侧发生相对位移的岩块，称为断盘。断层面倾斜时，位于断层面上部的盘称为上盘；位于断层面下部的盘称为下盘。断层面直立时，用方位表示。断距断层两盘沿断层面相对移动开的距离。断层的分类方法有多种，通常根据断层两盘相对位移的情况，可以分为正断层、逆断层和平推断层三种。(1)正断层上盘沿断层面相对下降，下盘沿断层面相对上升的断层。(如图4-3a)(2)逆断层上盘沿断层面相对上升，下盘沿断层面相对下降的断层。(如图4-3b)(3)平推断层由于岩体受水平扭应力作用，是两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。(如图4-3c)a正断层b逆断层c平推断层图4-3断层的类型4.2实习区地质构造一、基本特征由于登封所处的地理位置，及特殊的地质构造使本地区的地质构造总体上具有两方面的特点：1.本区具有连续的褶皱构造：大致沿东西方向分布有登封大背斜，颖阳-石道向斜，箕山背斜。2区域性大断裂：这组区域性大断裂大致沿北西方向，分布有君召-太后庙断裂层，唐窑-中岳庙断，这两个断层具有反扭性，将登封大背斜截为三段.二、具体构造类型及特征1.褶皱构造基底构造特征，以褶皱为主，断裂次之；显生宙盖层构造以断裂为主，褶皱次之。构造线方向呈纬向，与基底构造线方向近于正交。详细介绍如下：a)登封大背斜：该背斜轴部位于玉寨山、嵩山、五指岭一带，是本区盖层的主体构造，轴向近东西全长90余公里，向西延伸至洛阳地区，向东倾伏，没入华北平原之下。背斜核部由登封群、嵩山群及石秤花岗岩组成，翼部由五佛山群和古生界组成，北翼地层出露较完整，岩层北倾，倾角15-20度；南翼因受君召-太后庙断裂破坏和第三系复盖，出露不全，岩层南倾，倾角20-40度。b)颖阳-石道向斜：位于颖阳、石道、东金店一带。核部由二叠系、三叠系组成，并有大片新生界掩盖。北翼即登封大背斜之南翼，受断裂影响，地层残缺不全；南翼由五佛山群及古生界组成。c)箕山背斜(见图4-4)：位于本区南部，呈东西向延伸，长约40公里。核部为前震旦系地层，北翼与颖阳-石道向斜相接。南翼被断层切割，零星出露寒武、石炭、二叠系地层，与登封大背斜特征基本相似。图4-4箕山背斜2.断层构造实习区的断层构造以印支-燕山期形成的高角度正断层断裂为主，逆断层次之，断裂主要有近东西向、北西向和北东向三组。具体如下所述：a)君召-太后庙断裂：近东西向的断裂的代表。断裂线呈北东东方向，大体与登封大背斜轴向平行，延伸50公里。断面倾向南南东，倾角30-70度。上盘地层各段不一，由寒武系至二叠系变化不定；下盘为登封群片麻岩、嵩山群石英岩及石秤花岗岩。断裂面光滑平直，高出地面，表面常有铁质薄膜。断裂带附近岩层有强烈硅化现象，沿破碎带有大断片或巨大角砾，部分角砾被磨圆成小球粒。断裂为兼有剪性的张性正断层，该断裂是登封地区地质构造的一个重要分界线。从其控制了五佛山群沉积的南界和断裂北侧奥陶系的发育，南侧不甚发育或完全未沉积，以及大金店-告城第三纪沉积盆地的北界受其严格控制等情况分析，断裂活动可能自早元古代晚期开台，在其后的各个阶段又多次复活。b)唐窑-中岳庙断裂和五指岭断裂：北西向断裂的代表。前者长约30公里，后者长约50公里，两者互相平行，总体走向均为北西315度。断面倾向北东(局部相反)，倾角65-80度。断裂破碎带最宽达250米，切割了太古界、元古界、古生界及中生界地层，将登封大背斜斜截为三段，背斜中段和东段分别向北西方向错移2公里和3公里，两断裂的北东盘老地层均逆冲到南西盘较新地层之上，故均为高角度压剪性逆断层。根据细小断层角砾大多被磨圆，并且被平直光滑的断裂面切割，而断裂面又被多组节理切割破坏，以及角砾表面有多组镜面和擦痕等特征推断，该两断面亦具有长期、多次活动的性质。c)北东方向的一组断裂规模较小，属高角度张剪性正断层。图4-2断层第五章地质发展史1.太古代时期本区为华北海槽南缘豫皖海槽区的一部分。石牌河时期，由于火山运动剧烈，使中酸性火山灰堆积，故石牌河组的原岩为基性火山岩夹中酸性火山岩及少量沉积岩，上部与郭家窑岩组整合接触；郭家窑期，沉积作用与火山作用相互交替，形成泥砂岩和中、基性熔岩及火山凝灰岩，且该层上部与老羊沟岩组整合接触。老羊沟期，本地区过渡为地槽型陆源碎屑沉积或正常浅海碎屑沉积。本区太古时期除了发生广泛的海底火山喷发，还存在基性及中酸性的岩浆侵入活动，形成多种岩浆岩。太古代末，嵩阳运动使登封群地层发生近东西向的褶皱、断裂和强烈变质，大规模的褶皱隆起使海水全面退出本区，形成近东西向的嵩山隆起，从而结束了本区太古代沉积历史。2.元古代时期早元古代时期，地壳相对稳定和相对活动不断更替，形成圆柱叠层石、锥叠层石等；早元古代末，由于中岳运动的影响，嵩山群遭受强烈的褶皱、低级变质和断裂破坏，南北向的斜线状复式背、向斜构造形成。运动后期酸性岩浆大规模侵入，中岳运动还使近东西向的古断裂复活，形成块断隆起和拗陷,使嵩山古隆起再次露出海面，构成今日嵩山的古地貌基础。从此结束了本区活动性很强的地槽型发展阶段。中元古代中期，五佛山群滨海-浅海相开始沉积。沉积盆地的中心位于嵩山古隆起的北侧。马鞍山期，以砂、砾粗碎屑沉积为主，受基底地形起伏的影响，厚度变化较大，总的变化趋势是由南向北，同东向西变厚，沉积物呈暗紫红色，波痕、泥裂及交错层理发育。葡萄峪时期，沉积物以泥砂质为主，西部间夹钙镁质沉积。中元古代晚期，海侵扩大，海水淹没全区。骆驼畔时期，沉积物为石英、长石等砂屑物质，何家寨期，则以钙镁质为主，夹泥砂质并有大量叠层石灰岩。晚元古代，少林运动的差异上升导致五佛山群发生重力滑动及邻区临汝、偃师地区的山岳冰川活动。这次运动彻底结束了太古代、元古代动荡不定的局面，古生代开始。3.古生代：1)寒武世时期早寒武世初期地势已趋平坦。但由于岩性、构造的不同，抗蚀能力有差异，古地形面除总体上南高北低、东高西低外，尚有许多剥蚀残丘和沟谷洼地，前者如玉寨山、嵩山和五指岭一带，仍是高出海面的岛屿，尚未开始接受沉积。后者如柏峪沟、墓坡等地相对低洼区，不仅已有关口组较厚的滨海粗碎屑沉积，且有更早时期的洪、坡积角砾沉积物填塞在沟壑中，直至海侵进一步扩大，本区才全部没入海洋，普遍接受细碎屑及碳酸盐沉积。因而在一些地方可见朱砂洞组泥灰岩直接超覆在马鞍山组或庙坡组之上，形成不整合接触。中寒武世初期，仍以泥砂质细碎屑为主，夹杂钙质沉积。沉积物呈紫红色，中、晚期海盆持续下降，沉积物以钙质为主，其中所含鲕状、竹叶状碳酸盐沉积层。晚寒武世，海水盐分增加，富含钙镁质，形成白云岩和白云质灰岩的巨厚沉积，节肢动物则大量减少，仅在泥质灰岩沉积时期有三叶虫及腕足类生存。2)奥陶世由于早奥陶世晚期怀远运动的影响，本区缺失早奥陶陈沉积记录，晚寒武世部分地层亦因地壳抬升而遭剥蚀，且因抬升不均衡，南高北低。故残存的晚寒武世地层之最高层位，愈向北愈新，与下伏寒武系呈角度不正和接触。中奥陶世早期，地壳下降，嵩山的北侧接受了贾旺组和马家沟组的泥质钙质沉积，其中的多层同生角砾岩。中奥陶世晚期，受加里东期塔康运动的影响，本区发生南高北低的差异上升，此后，长期处于上升剥蚀状态。3)石炭世早石炭世同中奥陶世晚期地层相似，直至中石炭世，地壳才又缓缓下沉，重新接受沉积。中石炭世初期，由于古陆上的硅酸盐矿物历经长期风化，分解出大量的铁、铝、硅的氧化物，它们呈胶体状态被带入湖海盆，在适当的物理、化学条件下相继沉积，形成本溪组的山西式铁矿、铝土矿层及稍晚的太原组灰岩中的燧石团块和条带以及硅质岩。晚石炭世，地壳振荡频繁，由于地势低平，海陆交替频繁，这时海陆上动植物繁盛，为形成太原组海陆交互相煤系地层提供了必要的物质条件。4)二叠纪二叠纪以来，地壳上升，本区以海陆过渡天南地北的沉积为主，发育了泻湖，潮坪及三角洲体系的沉积。从早二叠世至晚二叠世早期，都有泥炭的堆积，尤其是早二叠世早期，全区普遍出现成煤环境，是重要的成煤时期。晚二叠世晚期，本区完全过渡为陆地，气候由湿热转为干旱炎热，成煤环境消失，代之以内陆河湖相碎屑沉积夹钙质沉积。4.中生代三叠纪时，本区继承了内陆盆地型沉积，沉积物颜色由紫红转为红、黄相间。三叠纪以后，印支运动结束了本区中生代陆相盆地沉积，故缺失侏罗世、白垩世地层记录。侏罗纪以后，白垩纪之前，本区发生过燕山运动，这次运动造成近东西向的开阔复式背、向斜褶皱和同方向的压性断裂，以及北东、北西向的区域性断裂；塑造了显生宙盖层的构造格架，早第三纪始新世，气候干热，断陷盆地内有紫红色砂砾石为主的山麓洪积及河湖相沉积；早第三纪末，受喜马拉雅运动的影响，本区普遍抬升，第三纪构造盆地的沉积结束。晚第三纪中-上新世，个别断陷盆地继续下降接受泥质和钙质沉积；晚第三纪以来，本区新构造运动活跃，主要表现为沿老断裂差异上升、拱曲，并有新的断裂发生，形成近东西向的盆、岭、拱曲和槽地，地壳的间歇性上升也使本区形成多级夷平面和多层溶洞.第四纪，除发育山地坡积外，盆地中主要是洪积和冲积，地质地貌没有根本性的变化。第六章地貌嵩山地区由于复杂的地质作用，形成了多种地形地貌。大致上可以分为：构造地貌、流水地貌和黄土地貌。先将各地貌特征做如下描述：1.构造地貌构造地貌由地球内力作用直接造就的和受地质体与地质构造控制的地貌。实习区的构造地貌多为单面山，所谓单面山是指由单斜岩层构成的山岳。单面山沿岩层走向延伸，两坡不对称，一坡与岩层面一致，长而缓，称为单面山的后坡(或构造坡)；另一坡与岩层面近乎垂直，短而陡，一般是外力作用沿岩层裂隙破坏而成，称为单面山的前坡(或剥蚀坡)。山脊走向与岩石走向一致，两坡明显不对称。与岩层走向相同的山坡坡面平整，坡度缓，坡体稳定。2.流水地貌地表流水在陆地上是塑造地貌最重要的外动力。它在流动过程中，不仅能侵蚀地面，形成各种侵蚀地貌(如冲沟和河谷)，而且把侵蚀的物质，经搬运后堆积起来，形成各种堆积地貌(如冲积平原)。凡由地表流水作用(包括侵蚀、搬运和堆积)塑造的各种地貌，统称流水地貌。本地区形成的流水地貌有洪积扇、河谷地貌、夷平面等。(1)洪积扇在平面形态上成扇形，其顶部与沟口相连，形成一个扇形倾斜面，逐渐过渡到山前平原。洪积扇的顶部坡度较大，倾角一般为510；砾石组成，含沙透体，有层理，分选性较差，磨圆较差。洪积扇中间部位主要由沙，粉砂，亚粘土组成，含细纱透镜体，有清楚的层理。到洪积扇的边缘，坡度进一步减小，一般只有12，逐渐过渡到山前平原，主要由细的亚粘土，粘土和部分粉砂组成，或有粗粒物质透镜体，分选较好，出现清晰层理。扇缘低地常有地下水的出露，常为干旱地区的绿洲所在之地。洪积扇的规模越大，坡度越平缓。在洪积扇的表面，常被暂时性洪流切割成放射状的沟槽。气候变化和地壳上升可使洪积扇遭受切割，形成洪积扇阶地。(2).河谷地貌河谷是以河流作用为主，并在坡面流水和沟谷流水参与下形成的狭长形凹地，是一种常见地貌形态。河谷由河床、河漫滩和河流阶地等部分组成。其中，河床是平水期河水淹没的河槽；河漫滩则是汛期洪水淹没而平水期出露水面的河床两侧的谷底，宽广的河漫滩称为泛滥平原或冲积平原。河漫滩的沉积结构具有明显的二元结构。下层为较粗的河床相冲积物，通常由砾石与砂层组成，它是河床侧向移动过程中沉积下来的；上层是较细的河漫滩相冲积物，通常为粉砂、粘土或亚粘土，它是洪水期的泛滥堆积物。谷底因河流下切而抬升到洪水位以上并呈阶梯状分布于河谷两侧，成为河流阶地。河流谷地可以发生多次淤积和下切，从而形成多级阶地。依据组成物质和结构，阶地可分为侵蚀阶地、堆积阶地和基座阶地三类。(3)夷平面夷平面是指由剥蚀和夷平作用所产生的，以截面形式横切所有在年龄上先于它的地层和构造的一种平缓地形。夷平作用是外营力作用于起伏的地表，使其削高填洼逐渐变为平面的作用。它是起伏平缓的近似平原的地面，在发育过程中与岩性、构造无关，只受侵蚀基准面(见河流基准面)的控制。夷平面级序通常由下向上、由新到老标记，级序越高，形成时间越早。登封地区的夷平面分四级：一级高约400-500米，保存较为完整，多为低矮的坡面平坦的高地；二级高约750-850米，多为较高的山地；三级高约1100-1200米，被剥削为山峰，如五指岭，箕山等；四级高约1500-1600米，只保留为少室山