嵩山地区自然地理实习报告.doc

嵩山地区自然地理实习报告(09版) 一、前言2010年的7月2日至8日，我们环境与规划学院全体大一学生以及民生学院的相关专业学生在嵩山地区进行了为期一周的实习工作。在实习前，带队老师给我们讲了实习时的注意事项和队伍纪律，交代我们必备的东西，并对我们分了组。根据实习的要求，每个组又配发了地质锤，罗盘仪，测绳等工具。在实习期间，我们主要观察了嵩山地区的地质、地貌、气候、植被、土壤等方面，掌握了一些实习必备仪器的使用方法，而且增进了同学之间的感情。通过这次野外实习，我们更深刻的掌握了有关自己专业的知识，了解其发展方向以及前途，学会了许多野外实习的方法和技巧，明白如何在野外保护自己，积累了丰富的实践经验，对自己的专业有了更深层次的认识，受益匪浅。二、地质（一）底层概况我们对嵩山地区地质的认识主要是在7月3日，玉皇庙村。嵩山地区出露有太古界、元古界、中生界、新生界各个地质年代的地层，岩性复杂多样，地层之间既有整合接触，又有平行不整合接触和角度不整合接触，是实习地层和岩性的理想地区。我们首先在玉皇庙村西金屑河西岸进行观察。我们在这看到的石枰花岗岩与罗汉洞石英岩相接触，属于侵入接触关系。它们具有的特点是先有围岩，后有岩浆侵入围岩中，两者的接触面不规则，接触带有混染现象，围岩受到烘烤，侵入体边常有补虏体，围岩中有侵入体的分支或岩脉穿插现象。在该点位所在的小路西侧，沿途清晰看到石枰花岗岩上部为第四系冲积洪积层所覆盖。两者的接触关系为沉积接触，说明岩浆岩形成在先，因地壳上升遭受剥蚀而裸露地表，后来地壳下沉才接受新的沉积物。罗汉洞组石英岩主要成分为石英，具变晶结结构，节理发育，颜色为白色，但因含有铁质使其表面或节理面上常呈铁锈色。因受到构造运动影响，结构已具糜棱化特点，其厚度比其他部位要薄很多。上石盒子组沙页岩和泥岩有灰色砂岩、泥岩等，产状紊乱，岩层破碎严重。自玉皇庙断层出露点沿小路向南，可见下第三层地层，岩性为暗紫色砾岩，层理发育良好。砾石成分主要为红灰、紫红色石英砂岩、长石石英砂岩，属二叠系、三叠系早期产物。砾石分选性差，棱角状或次棱角状。胶结物以泥砂质为主，为基底式胶结和空隙式胶结。部分砾石可见“错断”现象。整体疏松易碎，岩石结构成熟度低。该点位自北沿路向南排列地层依次为石枰花岗岩、罗汉洞组石英岩、二叠系上石盒子组、石千峰组的砂岩泥岩等，再向南为第三系砾岩。而其上部为第四系沉积物，有河床相白色石英岩卵石层，其上为河浸滩相黄色亚砂土、亚粘土层等。（二）构造 我们在该点位可见嵩山石英岩内巨大的断层滑面，为玉皇庙断层，是君召太后庙断层的东延部分。下盘为罗汉洞组石英岩，上盘为二叠系上石盒子组砂页岩和泥岩。断层标志主要有以下几个方面：1.地表出露石英岩滑面并带有擦痕；2.两盘间地层严重缺失；3.上盘产状凌乱，严重破碎，够成断层破碎带；4.在破碎带上可见断层泥、断层角砾岩。测得该处断层走向为NE166，SW86，倾向为176，倾角为215。如下图（三）地壳发展简史1. 嵩山地区在太古代早期与整个地球早期地壳一样，地壳很薄，海底大量基性、超基性火山喷发，溢出的岩浆形成了原始的火山岛，形成最早的火山沉积岩系。这些岩石经后期的变质作用，成为现在的登封群一部分。在距今28*108 a左右，本区发生来了一次较大的构造事件，使已经形成的岩石发生变质、混合岩化和花岗岩化作用。这些事件使最早的地层发生组成结构的变化，形成区内最古老的嵩qi古陆核，出现陆壳、洋壳并存的局面。2. 古陆核形成之后，嵩山地区仍然断续出现构造活动及物质组分的分异，使陆核面积不断扩大。陆核出现剥蚀，海槽出现陆源碎屑建造和碳酸盐建造，形成了像老羊沟组中的磨拉石建造。距今约25*108 a 左右，区内发生了一次显著的构造运动嵩阳运动。这次运动不仅使地层受到严重的变质作用、混合岩化作用和岩浆活动的影响，而且使之发生严重变形，形成紧闭倒转褶皱，逐步形成区内统一古地块。3. 嵩阳运动使整个地区褶皱隆起，形成山脉，从而在元古代发生长期风化剥蚀，同时，已形成的山地缓慢下降形成湖盆与浅海，接受碎屑物质和粘土物质，后经变质成为现在的嵩山群。距今约20*108 a 的早元古代末期，区内发生了一次重要的构造运动中岳运动。这个构造运动不仅使登封群和嵩山群发生变质作用，而且也发生强烈的褶皱隆起，并伴随大量岩浆活动。4. 中岳运动之后，嵩山地区中元古代地壳开始下沉，海水侵入，沉积了五佛山群。这一阶段的地壳曾升降反复，以浅海相为主。在晚古代，地壳开始抬升，特别是在距今约7*108 a的少林运动，使元古界地层发生变形。五佛山群形成近乎东西向的平缓开阔褶皱，并有相应断裂出现，局部被抬升到雪线上，出现山谷冰川。5. 少林运动之后，嵩山地区同整个华北地区一样，地壳开始慢慢下沉，接受沉积，形成了寒武系较完整的一套浅海相地层。在此使其发生了怀远运动。它影响了华北地台南部的大部分地区，主要表现为地壳的抬升。在距今2.8*108 a的中石炭纪，本区地壳上下震动频繁，海水时近时退，使陆生植物多次被海水泥沙淹埋，形成一定厚度的煤层。6. 进入中生代以后，嵩山地区受印支运动和燕山运动的影响，古生届地层发生褶皱与断裂，奠定了现在嵩山地质构造的骨架。7. 新生代时期，嵩山地区受喜马拉雅运动以及新构造运动的影响，表现为大规模的升降运动和掀斜运动，使山地相对上升。喜马拉雅运动使嵩山地区普遍分发育两期夷平面，奠定了现代地貌形成与演化的基础。在新构造运动的影响下，区内形成了多级阶地和夷平面，出现深切峡谷和突兀的山岭。三、地貌（一）基本类型 嵩山地区基本地貌类型复杂多样，有中山、地山、丘陵、岗台地和平原等5种类型。 中山分布于小槐树山至跑马岭和石淙河上游一带，东西延伸约27km，南北宽27km，中山相对海拔在1000m以上。低山主要分布于中山南北两侧以及中岳庙青岗坪以东和小槐树山以西地区。平均海拔超过900m，多数山峰海拔在600700m之间，相对高度在200m以上。丘陵呈弧状分布在低山和登封盆地之间，主要集中分布在嵩山纸坊水库以东、少室山东南侧及告城附近。岗地是指顶面起伏缓和，两侧为沟谷夹峙，斜坡在水平面上的投影面积大于顶部面积的长条状地形。嵩山地区的岗地主要分布在登封盆地的石道至芦店之间，海拔400m左右，相对高度100m一下，与颍河支流及沟谷相间分布。台地是顶面平坦开阔，斜坡水平投影面积远小于顶面面积的正地形。嵩山地区的台地主要分布于大金店以西和玉寨山北侧的低山和河谷平原之间，相对高度3050m以下。嵩山地区的平原包括山川倾斜平原和平坦平原两大类。登封市城北和玉寨山东侧的洪积扇平原以及君召、江左一带的洪积平原较为典型；平坦平原主要是河流阶地和河漫滩，主要分布于颍河干流谷底和伊河南侧。 （二）断层构造地貌 断裂作用使嵩山地区形成众多的断层崖和断层谷。7月6日，我们的实习路线是由县城至少林寺。那里是地质构造地貌实习的较理想区域。由于经历了多次地壳运动，断层地貌、褶皱地貌随处可见，断层形成以后，由于长期外力的风化侵蚀，断层崖往往会遭到破坏，最终使其消失，也会使岩壁基部断层线位置被碎屑物质掩埋，失去断层作用造成的明显地貌特征。但若在此过程的早期，发育了一些横切断层崖的河流，则这些河流会将原始断层崖分割成一系列三角形的断层崖，每个三角形的断层崖就是断层三角面。断层形成后，断层破碎带由于抗蚀力比较弱，常常沿断层方向发育成谷地，即为断层谷。在此处向南看，可以清晰的看到少林西沟断层的的断层谷、断层崖、断层三角面等地貌形态。7月7日，我们的实习路线是县城到嵩山。我们途径逍遥谷。逍遥谷亦称断层谷，该谷东坡缓西坡陡，西侧陡崖上呈现数个断层三角面。这些都是唐窑中岳断层的重要标志。该断层呈西北东南向，为区域性平移断层，北东盘向北错移，东边出露地层为嵩山群，起边出露为登封群。该断层对嵩山盖层构造来说具有重大影响，使整个嵩山东部北错，呈左旋。 （三）流水地貌 由流水侵蚀形成的地貌成为流水地貌。包括坡积群，洪积扇，沟谷地貌，河流阶地等等。嵩山地区较大的沟谷出口处都堆积大量的洪积物。这是由于嵩山基岩裸露，物理风化强烈，山坡及沟谷中堆积大量碎石。降雨后片流迅速汇集于沟谷中，夹带大量泥沙冲入沟口。出沟口后，由于失去地形约束，水流迅速分散，流速变小，动能和搬运力降低，大量搬运物迅速停积在沟口外形成洪积扇。随着洪积扇的不断扩大，相邻的扇体练成一片，成为洪积裙。洪积物呈扇状分布。分选性差，磨圆度不好。总的变化规律是：由扇顶到扇缘，颗粒由粗变细，厚度由大变小，层理由不显到略显，分选性、磨圆度由不好到稍好。7月7日在范家庄北坡上可以观察逍遥谷口洪积扇。呈扇形，扇顶在逍遥谷口，扇缘在玉皇庙一带，由此向南倾斜，坡度约7，砾石成分为石英岩，粒径一般为2050cm，大者可达23m，呈次圆状、分选性差。从扇顶到扇缘砾石由大到小，从横剖面上看，主流线砾石大，两侧小。由于新构造运动，山体上升，山前相对下降，出现新老洪积扇叠置现象。7月5日我们的路线为县城到大金店。我们所在的地区为颍河干流，河谷较宽展，河床纵比降较小，形成比较宽的河漫滩，具二元结构，组成物质又下到上逐渐变细。谷坡上有四级阶地，此处可看到三级。一级阶地主要分布于北岸，浅黄色亚砂土堆积，现已被农业利用。南岸一级阶地不连续分布。二级阶地分布范围小，垂直节理发育。三级阶地，堆积为中更新统黄土，富含钙质结核。谷缘部为第三系地层。请见下图颍河谷底阶地图 （四）其他地貌类型嵩山地区另外还有比较主要的地貌为黄土地貌。嵩山地区的黄土主要分布于山麓、洪积扇体前缘和河谷两侧，多因流水作用而成，属此生黄土，原生黄土少见。山麓地带的黄土属洪积和坡积而成的，颜色普遍较红，垂直节理发育，风化后呈松散小块状，见于少林寺附近、玉皇沟、逍遥谷等沟口以及石灰岩分布区的山麓地带，厚几米至十几米，下部颜色深于上部。河谷谷坡是该区黄土的主要分布地带。沟谷中的黄土多以第三级堆积阶地面为分布的上限，岗地顶面较薄的土层显然与此不是同时期的产物，因此谷地中的黄土是河流冲积的结果。在外力的作用，黄土分布区形成了黄土崖，黄土柱，黄土墙，冲沟/、黄土倒石锥等多种黄土地貌形态，但无大型黄土梁和黄土峁地貌形态。四、气象气候和水文Z （一）气候特征嵩山地区属暖温带大陆性气候，四季分明，雨热同期，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春季雨少风多，秋季晴朗日照长。该地区在全国气候区划中属暖温带半湿润气候区，在河南省气候区划中属豫西、豫西北丘陵干热少雨区。嵩山地区地形复杂，地势起伏较大，使得气候在空间上尤其是在垂直方向上出现明显差异。（二）灾害性天气 嵩山地区主要的气象灾害有干旱，干热风，大风，暴雨与洪涝等。1、 干旱：由于本区季风气候显著，降水变率大，季节分配不均，夏季雨水过于集中而强度大，其他各季雨水偏少，再加之地形影响，本地区丘陵盆地的干旱频繁而又严重，是河南省干旱次数出现最多的地区之一。根据干旱出现的季节以及与农作物的关系，可分为春旱、初夏旱、伏旱和秋旱。嵩山地区以春旱和秋旱出现的几率较高，但伏旱对作物产量的影响最大，危害最重，而初夏旱最轻，春旱和秋旱居中。2、 干热风：干热风是指在春末夏初之际，小麦灌浆乳熟期出现的又干又热的风。干热风的出现会使小麦蒸腾量急剧增大，根系吸收的水分远远不能满足需要，从而造成小麦枯萎甚至死亡，千粒重明显下降。嵩山地区的干热风与初夏较强盛的副热带大陆性干热气团移经或停留有关。干热风一般分为重干热风和轻干热风两类。其发生的频率及强度，继受地形、土壤和植被的影响，也与前期降水多少和土壤墒情有关。对干热风的预防应从改善农田生态环境和加强农田管理两个方面进行。3、 大风：大风是指2分钟平均风速达6级以上或瞬时风力达8级以上的风。因为它对作物和人民的生命财产会造成危害，所以大风也是一种气象灾害。登封市平均每年26.3个大风日，最多年可达41d。大风的强度以春冬季节最大，风力最大可达9级以上，阵风可达11级。夏季强度最小，秋季居中。防御风灾的主要措施包括：1.要立足于植树造林，特别是在风口处，风的路径以及风管处重点营造防护林，以减小风速；2.从生产措施入手，选种低杆抗倒伏的品种，以提高对大风的抗御能力。4、 暴雨与洪涝：嵩山地区的暴雨一般出现在410月份，以7月份最多。山区发生暴雨的几率高于平原，平原东南部多于西北部。本区洪涝灾害多是由于暴雨或上游来水多而使河水泛滥所形成的。暴雨及洪涝灾害的预防措施有：1.大搞封山育林，提高植被覆盖率特别是森林覆盖率，以提高地面保水蓄水能力，降低暴雨期间地表流水的汇流速度；2.修建水库或其他蓄水工程，拦蓄山洪，减少水土流失。（三）河流与水库 河流：嵩山地区地处淮河流域和黄河流域的分界处。大部分流域属于淮河流域，面积为1067.5 km，占总面积的88.37；其中颍河流域面积为1037.5km，汝河流域面积为30 km。属于黄河流域的伊洛河流域面积较小，为140.5 km，仅占总面积的11.63。嵩山地区的河流水系具有一下两个特征：1、支流众多，不对称性明显。由于受地势的影响，嵩山地区的河流支流众多，其中以颍河最为典型。颍河干流在本区境内总长57km，比较大的支流有13条；左岸支流长且大，右岸支流则相对短小，呈不对称的树枝状分布，不对称系数为0.7 。2、多山地型河流。嵩山地区地势起伏悬殊，绝大多数河流的河床纵剖面变化明显，水流湍急。水库：7月4日我们去了少林水库。少林水库位于登封市区西北8km，少林寺东南3.5km的少阳河上游。水库控制流域面积41km。水库按50年一遇频率设计，1000年一遇频率校核。总库容1180*10 4 m，兴利库容744*10 4 m。坝型为黏土心墙坝，坝高42m，坝顶宽度5m，坝顶长度538.5m，防浪墙高度1.4m。大坝上游边坡为1：2.75，下游边坡1：2.5，均采用砌块石护坡建造。溢洪道为侧堰式，底宽15m，长295m，最大泄量717m/s。输水洞为钢筋混凝土压力管，断面1.6m*1.6m，总长156，8m，平钢板闸门，最大泄量38m/s。大坝建筑共计完成土石方66万m，砌石混凝土725m。 五、植被 （一）植物种类在世界植物分区中，嵩山地区植物区系属于泛北极植物区的中国日本植物亚区；在我国植物区划中，处于华北植物地区的南部。嵩山地区植物区系的地理成分比较复杂，种子植物中有15个分布区类型，但以温带成分为主，并含有相当数量的热带区系成分。据对种子植物属分布区类型的统计，嵩山地区温带分布类型由367属，占本区总属数的68；热带分布类型有140属，占本区总属数的26。温带分布中以北温带的数量最多，如栎属、榆属、椴属等。其次是旧世界温带分布和东亚分布。常见的有霞草属、飞廉属等。（二）植被类型嵩山地区植被在我国植被区划中属于温暖带落叶阔叶林区域，暖温带南部落叶栎林压地带，在河南省植被区划中位于伏牛山山地栎林植被片东北部。所以，嵩山典型的水平地带性植被是落叶阔叶林，其中以落叶栎林为主。本区的植被类型也是复杂多样的，除了落叶栎林以外，还存在有其他多种类型的植被，它们的性质及分布也有一定的特殊性。根据植被的种类组成，外貌特征，生态地理特征和演替的动态趋势，可把嵩山地区只要植被划分为6个植被型，30多个群系，40多个群从。以下为栓皮栎林样方调查结果六、土壤 （一）登封土壤概况 登封市19841986年开展了大规模的土壤普查工作，全市共挖土壤剖面2250个，分类诊断样222个，农化分析样1918个。经过认真对比，将嵩山地区的土壤划分为3个土类，20个土属，53个土种。在水平分布上：嵩山地区位于我国暖温带，气候属于暖温带大陆性季风气候，地带性植被为落叶阔叶林带，林下灌草丛比较发育，于是形成了褐土。其在嵩山地区广泛分布，是最主要的土壤类型。棕壤也是本区地带性土壤之一，但由于嵩山位于黄淮平原西侧，气候比沿海地带干旱一些，故位置偏高。潮土是本区最主要的非地带性土壤。在垂直分布上：嵩山地区地势起伏较大，巨大的地势差异导致成土条件垂直变化，土壤类型也依次发生更替。大约海拔800m以上的中低山地区为棕壤分布区，海拔800m以下的低山丘陵岗地区为褐土分布区。淋溶褐土分布在海拔550800m的低山和高丘陵地带，褐土性土分布在海拔300550m之间的低丘陵和岗地区以及沿河高阶地上。潮土分布位置最低，其上接潮褐土，下临草甸土。 （二）土壤剖面研究1、棕壤：棕壤在中国土壤系统分类中相当于简育湿润淋溶土。嵩山地区的棕壤主要分布在海拔800以上的山地上，目前原始植被已遭破坏，多为次生阔叶落叶林、灌木林和部分针叶林，成土母质为基岩风化残积坡积物。棕壤主要分为典型棕壤和粗骨棕壤两个亚类。2、褐土：褐土形成过程的主要特点是具有明显的黏化和钙化过程。褐土pH在7.08.5之间；表层有机质含量比棕壤低。嵩山地区的褐土主要分为典型褐土、淋溶褐土、碳酸盐褐土、褐土性土和潮褐土5个亚类。3、潮土：潮土在中国土壤系统分类中相当与潮湿雏形土。嵩山地区的潮土仅发育在颍河两岸低阶地上，母质为河流冲积物，地势平坦，地下水位季节变化较大。附表如下七、综合任何区域的自然地理要素都不是孤立存在的，它们互相联系互相制约互相依存，共同构成一个有机整体，即自然地理系统。我们主要研究了嵩山南部的自然地理系统。低山丘陵亚区类分布在嵩山地区的南部，北与中部河川亚区为邻，海拔都小于1000m。岩石多为砂页岩和灰岩，受新构造运动差异升降的影响，现代流水侵蚀强烈，地表支离破碎，地貌以起伏不平的侵蚀低山和丘陵为主。地理景观组合规律性较强，自南到北依次出现低山景观微起伏垅岗景观伏牛低丘景观河谷平原景观河谷谷底景观平缓垅岗景观黄土