郑德梅地质实习报告.docx

天津大学 土木工程地质实习报告工程地质实习报告学院：建筑工程学院 专业：港口航道与海岸工程工程（1班）姓名：郑德梅学号：3010205181指导教师：朱济祥目录前言1第一章 实习概况21.1实习基本概况21.2实习地区条件介绍5第二章 实习地区地质概况112.1实习地区在大地构造单元的位置及基本特征112.2区域地层122.3地质构造40第三章 实习地区岩溶现象473.1 岩溶现象的特点及分布情况473.2 岩溶的形态特征483.3 岩溶发育的规律性503.4 岩溶对工程的影响52第四章 边坡岩体稳定性问题534.1本地区边坡破坏的类型和特征534.2 影响岩质边坡稳定的因素564.3 用赤平投影法分析边坡稳定性594.4 不稳定边坡的防治措施60第五章 隧洞岩体稳定性问题635.1影响洞室围岩稳定的因素635.2斜河涧铁路隧洞围岩稳定性分析655.3 支护衬砌与喷锚支护及优缺点对比66第六章 地质实习感想与收获70第七章 玫瑰节理及岩层剖面示意图73附录 游仙人洞75前言经过在校一学期对土木工程地质这门课的学习,我们初步了解了岩石的分类及成分、地质构造、外力地质作用及其第四纪沉积物、地下水、岩土的工程地质特征、不良地质现象及地下洞室围岩稳定性的理论知识。本着理论结合实际的教学思想，天津大学港口航道与海岸专业的全体同学在学校 “985” 设立基金的资助下，在朱老师的带领下进行一次为期十天的野外地质现象识别的能力以及应用地质知识解决工程实际问题的能力的实习活动，实习时间为2012.6.302012.7.9，实习地点为北京门头沟实习区，实习驻地为石景山南宫龙恩寺少年国防教育基地。实习路线安排：路线 下苇甸担礼隧道 路线 仙人洞三家店村北口 路线 斜河涧野溪三家店水库坝右岸 路线 野溪采石场结合老师的讲解及个人的笔记和现场所测数据编写本篇实习报告，如有不当之处还情指导老师多多指教，在此表示衷心的感谢。第一章 实习概况1.1实习基本概况1.1.1实习日期：外业：2012年6月30日2012年7月4日 内业：2012年7月5日2012年7月9日 1.1.2实习地点：野外观察范围为野外观测地点主要位于北京市门头沟区，位于基地北面，范围从下苇甸到三家店，永定河附近区域。附：门头沟地区交通位置图1.1.3实习目的：工程地质野外教学实习是本课程教学实践的重要环节，目的在于巩固和加深理解在课堂所学的理论知识，使理论与实践紧密相结合，提高教学效果；学会野外观察地质现象和分析评价工程地质问题的初步能力，为今后学习、工作中使用分析地质资料打好基础。1.1.4实习要求：1在教师指导下，逐渐学会野外地质勘测的基本知识和方法，如地质罗盘仪的使用，岩层产状的测定，地质点的工作内容，地质路线的观测，地质剖面的测绘及节理的测量与统计方法等。2仔细观察与认识不同时代地层的主要岩石性质，地质构造特征，地下水及物理地质现象，达到初步具有观察和分析野外地质现象的能力。3对实习地区的地质条件及工程地质问题进行初步归纳、分析，并结合水工建筑物、港工建筑物、工业民用建筑物以及道路和桥梁工程等，进行稳定和渗漏等方面的工程地质条件初步评价。4认真并按时完成所规定实习内容，根据野外观察实测资料、记录、标本及作业等，实习结束时编写实习报告和绘制基本图件，以利于巩固实习效果和提高独立思考能力。1.1.5实习内容：1外业工作（1）地址路线观测主要是通过几条地质现象比较丰富的典型路线，是同学们能观察到主要的地质现象，其内容包括：1）实习地区不同地质时代底层的岩石性质和特征，底层的接触关系，风化情况和工程特性等。2）主要的地质构造现象：如褶皱、断层、节理等。测定岩层的产状、确定褶皱的类型，研究断层和节理的性质、分布及发育规律等。3）第四纪沉积层的成因、岩性及分布：本区的地貌特征（山形，阶地、河曲等），查明河谷纵横剖面情况，研究河谷阶地及其性质，以及新构造运动的特征等。4）物理地质现象：如喀斯特、滑坡、冲沟、崩塌等分布，形成条件和发育规律，以及对工程建筑的影响等。5）水文地质条件：通过井、泉的调查，了解本区不同岩层的透水性和地下水位，查明地下水补给、运动和排泄条件，以及地下水 与河水的水力联系的关系等。（2）地质点的观测与描述地质点的选择、位置的确定、底层时代、岩层特性、产状要素的测定、地质构造特征、地质现象的观察 、地址图的使用，绘示意剖面图及素描图，标本的采集及记录描述等。（3）原位试验参观结合实习地区的情况，有条件时参观勘探试验工作，如钻探、物探、抽、压水试验等。（4）建筑物工程地质条件与问题评价结合实习地区的建筑物进行参观；对水工、港工、土木、交通建筑地区的工程地质条件进行观测、分析与评价。主要有：水库区的工程地质条件与问题；坝（闸）两岸及河床的工程地质条件与问题；引水隧洞及泄水建筑的工程地质条件与问题；电站，厂房地区的工程地质条件与问题；港口、工业民用建筑、道路、桥梁、隧洞等的工程地质条件与问题。2.内业工作（1）野外资料的整理和分析：记录及标本的整理，地质现象的分析，工程地质问题的讨论；节理统计图及实测地质剖面图及底层柱状图的绘制。（2）区域地质概要及有关资料的阅读；（3）勘测及试验工作的有关资料；（4）参观水工等建筑物时记录的有关单位介绍的资料的整理；（5）按时完成实习作业及阶段小结，做好实习总结报告。1.2实习地区条件介绍1.2.1位置门头沟区位于北京城区正西偏南，东经115度2500至116度1007，北纬39度4834至40度1037之间。东西长约62公里，南北宽约34公里，总面积1455平方公里。其东部与海淀区、石景山区为邻，南部与房山区、丰台区相连，西部与河北省琢鹿县、涞水县交界，北部与昌平区、河北省怀来县接壤。属太行山余脉，地势险要。实习地区位于北京市西北部的门头沟区三家店一带与官厅水库地区，是属于北京西山的一部分，为永定河中游的峡谷地段；永定河自怀来盆地东南方向从官厅起进入峡谷至三家店带出口折向南流人华北平原。1.2.2 水系流经境内的河流分属3个水系，其中属海河水系的永定河流域面积最大，为136803平方公里；属大清河水系的白沟河流域的面积次之，为732平方公里；属北运河水系的流域面积最小，仅为1382平方公里。永定河是全区最大的过境河流，河道长100余公里，主要支流有刘家峪沟、湫河、清水河、下马岭沟、清水涧、苇甸沟、樱桃沟、门头沟等，大小支流共300余条。由于受上游降水不均匀的影响，其流量极不稳定。境内流域范围坡度陡，河道坡降大，入境处海拔373米，出境处为73米，河道坡降为299，固水流湍急。加之上游流经黄土地区，河水含沙量较多，平原地区的河道不断发生淤积，迁徙不定，故史有“洋河”“小黄河”“无定河”之称。直至50年代修筑了官厅水库后，才改变永定河的水文特征。清水河是永定河官厅山峡最大支流，为境内第二大河。上游有两支，北支发源于灵山，南支发源于百花山，两支于塔河口汇合，始称清水河。其流向自西而东，河道全长28公里。大清河水系的白沟河境内流程较短，出境后入房山区界。北运河水系，境内有两部分，一在雁翅镇泅家水、白瀑寺一带，出境入昌平区界；一在军庄镇北四村，出境入海淀区界。境内地下水可分为4个区：一是田庄一雁翅一青白口一石河村一线以北地区，以灰岩岩溶裂隙水溶洞水为主，总出水量3.63万吨/日；二是髻山一妙峰山地区，均为火山岩、砂岩裂隙水，总出水量2908万吨/日；三是千军台一清水涧一黄岭村一线以东地区，水文地质情况复杂；四是清水河流域，水资源较丰富，因流域内水文地质情况复杂，地下水的补给、埋藏和流动规律也多种多样，水资源的分布极不均匀。门头沟区的土壤属地带性褐土，分为山地草甸、山地宗壤、褐土等3大类，8个亚类，93个土种。其中分布面积较广的有山地棕壤、山也淋溶褐土、碳酸盐褐土。境内植被属于暖温带落叶、阔叶林类型，仅在深山区有残存的次生桦、杨林，一般林地均为灌木林或杂木混交林，森林覆盖率在40-60之间。灵山、黄草梁等山顶地区，因气候寒冷，多为草坡，以白草为主。村庄附近植被破坏严重，一般覆盖率约2040。永定河为华北五大水系之一，上游为桑干河、洋河、妫水河。在官厅附近汇合为永定河，官厅水库主要是利用了官厅山峡的峡谷口，修建拦河坝及水电站；怀来盆地为天然的良好库区。永定河峡谷区流经约110公里，山势险峻水流湍急，河弯曲折，为有利的水电开发地段，已建有珠窝水库和下马岭水电站。峡谷出口在三家店一带，水流渐缓，河谷开阔，经石景山、芦沟桥而下流人海河，经天津塘沽人渤海。在三家店地区已建有水闸，可供北京工农业用水，并引水发电而建立模式口电站。1.2.3 地形门头沟区地处华北平原向蒙古高原过渡地带，地势西北高，东南低。地形骨架形成于中生代的燕山运动。境内总面积的985为山地，平原面积仅占15。西部山地是北京西山的核心部分，山体高大，层峦叠嶂，海拔1500米左右的山峰160余座。西北部的灵山海拔2303米，有“京都第一峰”之称，另有百花山、髽髻山、妙峰山等山峰。东部山地处于北京西山边缘，山体较小，山势渐缓，其东南部的兔儿庄海拔仅73米，为境内最低点。区内3条主要岭脊均呈东北向平行排列，自西北至东南依次为：黄花梁一黄草梁一棋盘山复背斜；百花山一清水尖一妙峰山复向斜；铁坨山一九龙山一香峪梁复向斜。由于山地切割严重，各岭脊之间形成大小沟谷300余条。平缓的山地与陡峭的山坡交替出现，地形呈锯齿状、阶段性上升本区山峡地带，主要有百花山、髫髻山及妙峰山等，海拔均在1300米以上，在三家店一带有九龙山、香峪大梁及大牛道山等。山势大致呈北东南西方向延伸，永定河峡谷切割其间，呈北西南东方向延伸。永定河上游属张北高原区，中游属峡谷区，下游为华北平原区。1.2.4 气候门头沟区属中纬度大陆性季风气候，季节性气候变化显著，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽湿润，冬季寒冷干燥。西部山区与东部平原气候呈明显差异。年平均气温东部平原117，西部斋堂一带102。极端最高气温东部40.2，西部376。极端最低气温西部-229，东部-19.5。平均气温17.2，昼夜温度变化也较大。春季60天，夏季76天，秋季60天，冬季169天，冬季漫长是境内气候的一大特征。春秋季节，境内风、霜频繁，年平均风速为2，7米/秒，8级以上大风21次，年平均无霜期200天左右，江水河村一带无霜期仅100天。日照时数较多，年平均日照2470小时。降水量自东向西逐渐减少，受中纬度大气环流的不稳定和季风影响，降水量年际变化大，最多为9701毫米（1977年），最少为3774毫米（1997年），雨量主要集中在七、八月份内，年平均降水量约600毫米。由于官厅水库的修建，已基本控制了永定河的洪旱灾害及泥沙问题，为保证京津的安全与使用电力，为发展工农业生产起了很大的作用。1.2.5 工业及交通门头沟区地层主要由震旦亚界的蓟县系和青白口系，下古生界的寒武系、石炭系、二迭系，上古生界的侏罗系和第四纪的马栏组、百花山冰期堆积所构成。经过漫长的地质变迁，境内形成了多种类型的矿床，现已探明的有：煤矸、石灰岩、玄武岩、辉绿岩、陶粒页岩、耐水粘土、大理石、花岗石、紫砚石、白云岩、硅石、白花玉、紫页岩、石棉、冰洲石、天然石板、煤矸石、铜、锌、铝、铁、金、银等等。其中以煤、石灰石储量大、分布广。本区矿产资源丰富，工业发达，农林业兴盛，交通方便。如有名的京西煤矿区及石景山钢铁基地等均位于此。国际联运的铁路线之丰（丰台）沙（沙城）段穿过永定河山峡。西（西直门）门（门头沟）线和西（西直门）板（板桥）线也经过此。有公路汽车可直达北京市内。1.2.6 经济从目前的发展情况来看，门头沟经济逐步找到了以农业、旅游业为主导产业，并逐步向促进市型现代农业、乡村旅游业快速发展、紧密融合的新型产业模式。门头沟山区面积占全区面积的98.5%，多山的自然条件形成了该区沟峪经济发展的自然基础。目前有农业人口近6万人，这既是发展沟峪经济的人力资源，也是沟峪经济发展的直接受益对象和扶持对象。目前该地区产业发展情况如下：一是以小杂粮和经济作物为主的特色种植成为沟峪地区种植的主体构成；二是林果业成为沟峪经济发展的支柱型基础产业；三是绿色养殖成为沟峪经济发展的新亮点；四是特色农产品加工业成为沟峪经济发展的新兴产业；五是沟峪特色品牌的旅游业初步规模，并逐渐成为沟峪经济发展的支柱型产业。此外，门头沟地区矿产资源丰富，有一定的工业基础。门头沟区地层主要由震旦亚界的蓟县系和青白口系，下古生界的寒武系、石炭系、二迭系，上古生界的侏罗系和第四纪的马栏组、百花山冰期堆积所构成。经过漫长的地质变迁，境内形成了多种类型的矿床，现已探明的有：煤歼、石灰岩、玄武岩、辉绿岩、陶粒页岩、耐水粘土、大理石、花岗石、紫砚石、白云岩、硅石、白花玉、紫页岩、石棉、冰洲石、天然石板、煤歼石、铜、锌、铝、铁、金、银等等。其中以煤、石灰石储量大、分布广。如有名的京西煤矿区及石景山钢铁基地等均位于此。第二章 实习地区地质概况2.1实习地区在大地构造单元的位置及基本特征实习地区位于北京市西北部的门头沟区三家店一带与官厅水库地区，是属于北京西山的一部分，为永定河中游的峡谷地段；永定河自怀来盆地东南方向从官厅起进入峡谷至三家店带出口折向南流人华北平原。永定河为华北五大水系之一，上游为桑干河、洋河、妫水河。在官厅附近汇合为永定河，官厅水库主要是利用了官厅山峡的峡谷口，修建拦河坝及水电站；怀来盆地为天然的良好库区。永定河峡谷区流经约110公里，山势险峻水流湍急，河弯曲折，为有利的水电开发地段，已建有珠窝水库和下马岭水电站。峡谷出口在三家店一带，水流渐缓，河谷开阔，经石景山、芦沟桥而下流人海河，经天津塘沽人渤海。在三家店地区已建有水闸，可供北京工农业用水，并引水发电而建立模式口电站。本区山峡地带，主要有百花山、髫髻山及妙峰山等，海拔均在1300米以上，在三家店一带有九龙山、香峪大梁及大牛道山等。山势大致呈北东南西方向延伸，永定河峡谷切割其间，呈北西南东方向延伸。永定河上游属张北高原区，中游属峡谷区，下游为华北平原区。本区气候属大陆性气候，季节性气候变化显著，年最高气温可达42.5，最低温在10以下，平均气温17.2，昼夜温度变化也较大雨量主要集中在七、八月份内，山区多暴雨，年平均降雨量360毫米左右。由于官厅水库的修建，已基本控制了永定河的洪旱灾害及泥沙问题，为保证京津的安全与使用电力，为发展工农业生产起了很大的作用。本区矿产资源丰富，工业发达，农林业兴盛，交通方便。如有名的京西煤矿区及石景山钢铁基地等均位于此。国际联运的铁路线之丰(丰台) 沙(沙城)段穿过永定河山峡。西(西直门) 门(门头沟)线和西(西直门) 板(板桥)线也经过此。有公路汽车可直达北京市内。(附北京实习地区地理交通位置图)2.2区域地层实习区属于北京西山地带的一部分，出露岩层大部分为沉积岩，还有部分岩浆岩及较少的变质岩，地层时代从老到新，有元古界的震且系、古生界的寒武系、奥陶系下统和中统石炭纪系中统和上统、二叠系等；中生界的三叠系地层尚未肯定，侏罗系、白垩系较发育。岩浆侵入体如花岗岩及喷出的火山岩，分布也较广泛，以及不同程度的变质岩。新生界有第三纪（本区分布不广）和第四纪沉积的地层。2.2.1按区域地层元 古 界 (Pt)震旦系 与下元古界滹沱群为不整合接触1.震旦系（Z）震旦系地层是本区太古界变质基底上最老的沉积岩，一般达3000 5000米，最厚达8000米以上。下部岩性以碎屑岩砾岩、砂岩及页岩为主，夹有石灰岩和火山熔岩(如安山岩)。上部以各种石灰岩及页岩为主，并夹有少量粉砂岩等。在本区主要分布是上部震旦系，位于官厅水库至珠窝、下马岭一带。震旦系自下而上地层次序如下。下统：长城群(Z1) 常州沟组(长城组)( Z)底砾岩，长石石英砂岩与石英砂岩互层，石英岩厚400846米。串岭沟组(Z)黄绿色、黑色硅质页岩、砂岩、石英岩及赤铁矿层；团山子组(Z)泥质条带灰岩，白云质灰岩互层，硅质灰岩及页岩；以上两组厚213 380米。大红峪组(Z)紫红色，灰黑色石英砂岩，石英岩与安山岩互层，厚158798米。高于庄组(Z)厚1570米。下段(Z) 含锰灰岩，页岩和硅质灰岩、燧石条带结核灰岩，厚1000米左右。 上段(Z)深灰色硅质灰岩，燧石条带、结核灰岩，含圆藻灰岩和板状灰岩，厚570米。中统：蓟县群(Z2) 杨庄组(Z)紫红色、灰色页岩、泥灰岩互层夹灰白色厚层白云质灰岩，厚500590米。雾迷山组(Z)：厚30203324米。底段(Z)灰色、灰黑色白云质、硅质灰岩和燧石条带灰岩互层，夹有少量页岩层，厚1220米。下段(Z)紫红色粉砂岩、页岩、泥灰岩和白云质灰岩，厚220米。中段(Z)灰色、灰黑色白云质灰岩和燧石条带灰岩互层，厚570米。上段(Z)以灰色、灰黑色白云质灰岩为主夹少量条带灰岩，厚993米。 洪水庄组(Z)黑色、绿色、浅黄色易碎页岩和薄层页岩互层，厚84米。铁岭组(Z)灰色、浅灰色含锰灰岩，含圆藻灰岩夹页岩和赤铁矿，厚312米。 上统：青白口群(Z3)下马岭组(Z)黑色、绿色叶片状页岩夹石英砂岩、砂质页岩、泥灰岩、板岩等，底部有赤铁矿或含铁砂砾岩，厚200500米。 景儿峪组(Z)泥质页岩、石英砂岩，砂页岩，含海绿石细砂岩及含泥质白云质薄层灰岩等，厚276米。元古界与古生界为假整合接触古 生 界 (Pz) 2.寒武系（） 主要岩性为石英砂岩、页岩、石灰岩、泥质条带灰岩、鲕状灰岩和豹皮灰岩等，在本区出露比较完全，主要分布于永定河峡谷区丁家滩至下苇甸，雁翅至下马岭一带，灰峪至大牛道山也有分布。 - 下寒武统(1) 府君山组()深灰色巨厚层豹皮灰岩，底部碎屑灰岩或燧石角砾岩，49米。 2-1 厚层豹皮灰岩馒头组()砖红色、紫色页岩为主(2-2)，含云母片含三叶虫化石，有石盐假晶；中夹灰绿色页岩和黄白色砂岩互层、泥灰岩和底部含角砾岩，厚86175米图2-2 专红色页岩 中寒武统(2) 毛庄组()紫色，灰绿色页岩，泥灰岩、鲡状灰岩、结晶灰岩，厚63米。 徐庄组()页岩夹鲕状灰岩、结晶灰岩，条带灰岩(2-3)，竹叶状灰岩，95米。2-3条带灰岩 张夏组()深灰色鲕状灰岩(2-4)，厚层状灰岩含三叶虫化石，夹竹叶状灰岩，厚223米。图2-4 鲕状灰岩 上寒武统(3) 崮山组()薄层灰岩、泥质条带灰岩、夹竹叶状灰岩、鲕状灰岩，130米。 长山组()竹叶状灰岩(2-5)、夹致密灰岩、页岩，厚60米。2-5竹叶状灰岩凤山组() 泥质条带灰岩、结晶灰岩、白云质灰岩、夹竹叶状灰岩，厚70米。寒武系与奥陶系为整合或假整合（局部）接触图2-6 寒武系与奥陶系平行不整合3 奥陶系(O)本区主要是中、下奥陶统，为各种灰岩、泥灰岩，分布在野溪、灰峪一带西北部，自上奥陶世开始地壳上升为陆地，受侵蚀，故缺失上奥陶统、志留系、泥盆系及下石炭统地层。下奥陶统(O1) 冶里组(O)白云质灰岩结晶灰岩、黄灰色泥质条带灰岩及竹叶状灰岩、页岩等，厚154米。亮甲山组(O)含燧石结核白云质灰岩、白云岩、泥灰岩及页岩等，厚28米。中奥陶统(O2) 马家沟组(O2) 厚层纯灰岩为主，夹白云质灰岩、结晶灰岩、角砾状灰色泥灰岩、钙质页岩，厚330645米。 在奥陶系灰岩中一般含有化石层，如下奥陶统含有直隶角石，中奥陶统含有珠角石等。奥陶系与石炭系为假整合接触石炭系及二叠系地层，在本区分布于杨家屯至军庄、愁儿岭一带，与其下伏中奥陶统呈明显的假整合，普遍有侵蚀面，有的见铁质风化壳，至下石炭世以后，才开始有沉积。以砂岩、页岩和砾岩为主，夹有煤层。沉积岩相由下而上由海相逐渐变为陆相。4石炭系(C)中石炭统(C2) 清水涧组(C2) (相当于本溪群) 底部砾岩(或有铁矿)，紫色、绿色、灰色页岩，夹砂岩、泥灰岩等，含大量动物化石，厚0130米。杨家屯组下段(C2) (相当于太原群) 灰黑色板状页岩，夹灰色、灰绿色砂岩、铝土页岩和主要煤层，含有植物化石(图2-7)，厚20200米。图2-7 树木化石5二叠系(P)下二叠统(P1)杨家屯组中段(P) (相当于山西组) 砾岩夹黑色页岩、棕黄、红色砂岩夹煤层，铝土页岩，厚153190米。杨家屯组上段(P) (相当于下石盒子组) 棕黄色、灰色砂岩，灰黑色、紫色页岩、铝土页岩，厚55170米。上二迭统(P2) 红庙岭组(P) (相当于上石盒子组) 粉红色，灰绿色厚层粗粒石英砂岩夹紫色和黄色页岩，石英砂岩致密坚硬，表面常呈棕红色，一般厚80250米，最厚达580米。双泉组(P) (相当于石千峰组) 底部为砾岩、褐色长石砂岩，黄褐色砂岩夹红色页岩，中部为紫色页岩与绿色页岩互层，上部为绿色、紫色砂岩与绿色，黄灰色页岩，夹砾岩和煤层，一般厚30290米，最厚达1500米。古生界与中生界为不整合或假整合接触中 生 界 (Mz)中生界地层特点：全部为陆相沉积，早期为含煤地层，下部为辉绿岩，碎屑沉积占主要部分，中期为中性及酸性火山岩及侵入岩体，夹少量碎屑岩，晚期还有陆相的淡水湖盆地沉积。中生代为变动剧烈的燕山期构造运动，地层间的不整合接触关系很普遍，并伴随大量岩浆活动，其特点为早期以多次喷发的火山岩为主，后期以侵人为主的酸性花岗岩侵人体为主。6侏罗系(J)在本区分布于九龙山香峪大梁向斜的南北翼，成环带状分布，较为发育。下侏罗统(J1)辉绿岩组(J1D)为暗紫红、黄绿色、致密状或杏仁状及少数气孔状的基性岩浆岩。其中夹有少量安山岩、中酸性火山碎屑岩及沉积碎屑岩。岩质坚硬，但性脆多裂隙，且多为石英脉充填并有绿泥石化、绿帘石化等蚀变现象，与下伏的双泉组常呈假整合接触，局部为不整合接触，上与窑坡组呈整合接触。辉绿岩层次清楚，层数多，分布广，一般情况是东厚西薄，北厚南薄，一般厚约300米。窑坡组(J +J )分上段和下段，在本区主要分布于九龙山向斜，髫髻山向斜等处，发育较好。岩性主要为一套杂色陆相碎屑岩，灰绿色、灰黄色砂岩，炭质页岩，并夹多层煤，与下伏辉绿岩组为一层普遍发育的变质砂岩(由数米至25米)带所分开，在上段与下段间，有一层比较稳定的长石质石英砂岩作为分层标志，在九龙山区呈半环状分布，在城子一带为1200米左右。下段(J )底部为变质的硬绿泥石砂岩与下伏辉绿岩组分界，厚20米，较稳定，本段主要为灰绿色粉砂岩、细砂岩，夹炭质页岩及中粒长石砂岩含煤多层，南北两翼变化大，厚300400米。上段(J )底部为一层黄灰色厚层长石质石英砂岩，与下段分界。砂岩中含砾石成分，以石英、燧石为主，为泥质和硅质所胶结，本段岩性下部以灰黄色，黄褐色粉砂岩、细砂岩为主，中部为粉砂质页岩，上部为白色细砂岩，偶见有砾岩，不含主要煤层。厚约200米左右。龙门组(J )在九龙山向斜南部较北部发育，在雁翅一带与上覆髫髻山系为不整合接触，岩性主要为；蓝灰色、深灰色、灰白色粉砂岩，夹薄层砂质页岩和14层砾岩，一般夹有煤层，底部砾岩成分以燧石、石英为主，大小不均，也尚未磨得很圆，厚度变化大，门头沟一带只有160米，九龙山南北均向东北逐渐变薄而至尖灭。下侏罗统与中侏罗统为不整合接触中侏罗统（J2）九龙山组 (J )分布于九龙山、香峪大梁等区，多组成各大向斜之轴部并形成高山，以髫髻山向斜南翼最发育，西厚东薄，为5301113米。与下伏地层为不整合接触，在香峪大梁同时与JlD辉绿岩组和窑坡组接触，在大牛道山与寒武系接触，在琉璃渠则与杨家屯煤系接触。岩性为灰绿色或紫色凝灰质粉砂岩、砂岩，近下部有多层砾岩，底部有底砾岩，砾岩一般外表呈灰绿色。砾石以石英质为主，少量燧石质，颗粒大小不等，由130厘米，滚圆度较好，多为凝灰质粉砂岩（图2-8）或硅质胶结，岩质坚硬，以九龙山较发育。 图2-8 凝灰质粉砂岩髫髻山组(J )是本区中生界地层出露最广的一组，西部则自百花山向东经髫髻山、清水尖至妙峰山一带呈东北及东西向带状分布，多组成各区向斜褶曲的轴部，与下伏各系地层多成假整合或不整合接触。厚度特征是，东北厚、西南薄，为1400675米。岩性变化也大，为中酸性熔岩夹中酸性火山碎屑岩系及部分沉积碎屑岩组成。岩性主要为紫红色安山岩、安山集块岩夹凝灰岩、凝灰质粉砂岩和安山质角砾岩，沉积夹层中含有植物化石群，从整套岩性看，为多次强烈岩浆喷发的陆相沉积环境。后城组(J )：(京西缺失)砾岩，砂砾岩，砂岩，厚200米。中侏罗统与上侏罗统为不整合接触上侏罗统(J3)在西山区以东岭台组出露最广，其余各组只见于坨里、大灰厂一带。东岭台组(J ) 主要为流纹岩、英安岩及流纹质火山碎屑夹安山岩、粗面安山岩及安山质火山碎屑岩，厚几十米2850米，一般厚540米左右。大灰厂组(J )下部为灰绿色页岩和含灰质结核的灰白色、黄褐色砂岩，往上为黑色、绿色页岩，含鱼化石等，厚5080米。 辛庄组(J ) 主要为紫色页岩、砂质页岩，夹24层砾岩，下部为页岩多，往上则砂、砾岩层多，砾石主要是火山碎屑，厚300米。上侏罗统与下白垩统为整合或假整合接触7白垩系(K)下白垩统(K1)坨里组(K ) 灰色厚层砾岩夹薄层灰色紫色页岩，砾石成分主要为流纹岩、粗面岩、安山玢岩，厚500米，在黄褐色粉砂岩中含植物化石。卢尚坟组(K ) 紫色页岩、灰岩和砂岩，夹数层砾岩，砾岩成份以石英岩、火山凝灰岩为主，厚250300米，在黄褐色粉砂岩中含植物化石。夏庄组(K ) 主要为紫色页岩、灰色、黄色砾岩、砂岩、泥灰岩及灰岩。中生界与新生界为不整合接触新 生 界 （Kz）新生界地层包括第三系和第四系，分布地区广，成因类型复杂，有河流相、湖相，洪积、冲积和坡积的。岩石大多数松散，胶结不好，主要组成为砾岩，泥砂和粘土，主要分布在华北平原边缘部分的冲积平原，山前地带及山区的盆地中。在永定河流域的沿河和山坡都有第四系分布，厚0600米。8第三系(R) 第三系包括老第三系(始新统和渐新统)和新第三系(中新统和上新统)。下第三系(E) 本区只有始新统(E2)长辛店组(E2)主要由砾岩组成，共十三层砾岩，内夹砂岩和粘土透镜体，砾石成分有安山岩、粗面岩、流纹岩、凝灰质砂岩及灰岩等。胶结物为砂土及小砾石，整个岩层较松散，砾石滚圆度不高，分选也不大好，砾石长轴排列方向以北西向和北东向为最多，并以北西向为主。粘土层中含有哺乳动物和软体动物化石，厚度大于100米，属河流相沉积，也有人认为可能是洪积成因。下第三系与上第三系为不整合接触上第三系(N)本区只有上新世中期砾石组(N2)，仅局部分布于周口店龙骨山山顶，位于周口河河床之上，高差约7075米。岩性分三层：下层为钙质细砂岩和黄色砂质粘土层，厚约2米；中层为砾右或部分半胶结的块状砾岩层，砾石成分主要为绿色砂岩和页岩；上层为坚硬的石灰质胶结的粗砂岩，厚约0.51.5米。这组砾石堆积中含有丰富的动物化石，属洞穴堆积。第三系与第四系为不整合接触9 第四系(Q)第四系包括更新统(Ql、Q2及Q3)和全新统(Q4)，组成物质主要为松散的砾石、泥砂、粘土、黄土及洞穴堆积，分布于山间盆地、河谷及平原内，山区厚度不大，盆地内有十至几十米，平原内则最厚达600米。本区第四系地层分布广泛，按自老而新的顺序，综合简述如下。下更新统(Q1) 有冲积、冲积洪积、湖相积等类型，冲积型沉积物是一种褐红色由粘土胶结的风化砾石层，色鲜艳，风化深，仅保持砾石轮廓，稍加压力即粉碎，主要分布于永定河及潮河的古河道上。 洪积冲积物的岩性与上述冲积物相似，只是砾石圆度不太好，大小不一，分选较差，成分也较简单，主要分布于南口车站以东的台地上，良乡大灰厂一带的侵蚀残丘的顶部。泥河湾层湖相沉积的标准层(首先在永定河上游桑干河盆地的泥河湾发现，故名)。此层分为三个层组：下部为微红、浅黄、黄灰色的厚层粉砂土及粉质粘土互层，并有底砾不整合于上新世很薄的坡积红粘土上，或不整合于古老片麻岩及石英岩上；中部以微黄、浅绿、浅黄、浅灰的粉质粘土、粉砂土及少数的泥炭层互层为主，多为薄层，并有微细纹理，含有螺类化石；上部为灰色泥岩及泥灰岩，与中层相互交叉逐渐过渡，其上为砂层、泥砂及较厚的砾石、石子及疏松粗砂互层，富含厚壳蚌化石，上部层组已逐渐变为河湖相沉积，总厚达180米。在官厅水库湖滨带露头最好，与泥河湾所见相似，但未见下部层组及最顶部的沉积。中更新统(Q2) 周口店层，标准层为洞穴堆积物，也就是著名的中国北京猿人洞穴堆积。此外，坡积物、冲积物、洪积冲积物也很发育。岩性以微红色及红黄色的粉砂土、粉质粘土为主红色土(老黄土)，特点是较致密坚硬，并多板状裂隙。坡积物（2-9）在潮河两岸低山丘陵的山坡上非常发育，厚613米。西山大灰厂西庄店附近也有坡积物的典型剖面。图2-9 坡积物冲积层沿大河两侧构成第级阶地，潮白河古北口段阶地保存较好，高出河床15 20米，为“基座阶地”。洪积冲积物主要分布在山前一带，如南口、昌平地区，十三陵水库区围绕十三陵所在的小盆地四周有高起的台地。沉积物岩相较为复杂，近山边黄褐色粉质粘土夹少量角砾石构成的洪积坡积层，远离山边过渡为黄褐微红色的粉质粘土与碎石层、卵石层互层。表示为洪积冲积堆积，此层在盆地中心厚达100米。洞穴堆积研究比较详细的周口店地区，为角砾岩、红色砂质粘土、细砂、石灰岩块风化的等堆积物，含有丰富的动物化石及不少猿人化石与所用的石器、灰烬等，为人类祖先所居住的洞穴，是已发现的最古老的文化遗迹。上更新统(Q3) 以洪积冲积物为主，沉积物的最大特点是有较多成因的黄土，由于在京西斋堂马兰研究最早，故名：“马兰黄土”(新黄土)，包括黄土类沉积及其他粗粒碎屑沉积马兰层，洞穴堆积已不普遍，以周口店的山顶洞为代表。在永定河支流清水河边的马兰台，组成底部以黄土为主夹砾石，上部则以砾石为主，掺以黄土的第级阶地，形成洪积冲积层，在永定河沿河域段第级阶地距河床约24米高，也由底部砾石、上部黄土及砂组成。在十三陵水库区第二级阶地的冲积物，位于现在河床的西部古河道中，沉积物厚约30米左右，在良乡以西一带，出露更广泛，构成扇形台地。全新统(Q4) 主要为冲积、洪积物，其次为坡积物及少量湖相沉积、风成沉积，另有特殊的人工堆积。近代冲积层分为河流冲积物、冲沟冲积物两种，冲沟冲积物主要分布在山沟上或老的冲积层、洪积层上，为无层次的碎石、粉质粘土及砂粒组成，河流冲积物构成广泛分布的第一级阶地和近代河漫滩，直接覆盖于老的冲积物或洪积物或基岩上，沉积物的特点为分选好的卵石及砂，上部为黄色的砂土，粉砂土及粉质粘土薄层，是典型的河漫滩冲积层。 近代的洪积层，规模不大，为一些小的冲出锥或卵石滩，如南口以西。近代风成堆积为永定河沿岸河漫滩上的沙垅。人工堆积：这是人改变自然的标志之一，北京城郊一带地表人工填土，厚度达5米左右。 以上所述主要是山麓地带，北京平原地带的第四纪沉积，根据钻孔资料，西部薄东部逐渐变厚，岩性变化较大，但有规律，在近山区主要为砂和砾石层，夹少量薄层粉质粘土、粉砂土层，而东部则砂砾层变少，以粉质粘土为主，更东部为含钙质的粘土、沼泽沉积，腐埴质等。3岩浆岩及变质岩本区分布比较广泛的岩浆侵入体及喷出岩，主要有下侏罗统的南大岭辉绿岩组，上侏罗统的髫髻山火山岩组，白垩系东岭台火山岩组与花岗岩类侵人体，以及各种性质的脉岩等，变质岩的分布不够广泛，主要是受构造变动的影响，产生不同程度的变质岩，或是受岩浆的侵入或喷出所引起的接触变质带。下面分别加以说明。(1) 下侏罗统南大岭辉绿岩组主要分布于门头沟区，西起百花山东麓，东至南大岭、九龙山、碧云寺附近；呈北东东向带状分布，共长达70公里左右。辉绿岩系成层夹在沉积岩中，东部如南大岭带厚300米，向西逐渐变薄，至金鸡台仅80米左右，再西即尖灭。因本地带在下侏罗世是强烈的下沉区，并且有巨大的断裂形成，地壳深处的玄武岩浆沿断裂上移并溢出地表，冷却后形成基性火山岩玄武岩，后因形成环境物理化学条件的不断改变，使玄武岩的矿物成分及结构起了变化，便成了辉绿岩。岩系以辉绿岩为主，夹少量其他岩石，如安山岩、中酸性火山碎屑岩及沉积碎屑岩，辉绿岩的熔岩层数各处不一，在南大岭达30多层，向西变少。由于含挥发性物质较多，故在每层熔岩的顶部及底部多形成气孔构造或杏仁状构造(被方解石、石英、绿泥石等所充填)，中部为致密块状辉绿岩带。岩性特点是：灰绿色或紫灰色、全晶质斑状结构，基质为辉绿结构，班晶8.4，一般直径为11.5厘米，主要是橄榄石的假形及辉石，基质占91.6，主要是斜长石、辉石；并有少量次生矿物及其他副矿物如绿泥石、绿帘石、钠长石、绢云母、磁铁矿及褐铁矿等。斑晶橄榄石假形占5.6，自形粒状，实际上全部交代变成了绿泥石，辉石斑晶占2.5，半自形柱状。基质中的斜长石发生强烈的钠绿帘石化，为钠长石、绿帘石、绿泥石及绢云母等代替。 (2 中侏罗统髫髻山火山岩组 本岩系主要分布在门头沟区一带，西起百花山，东经髫髻山至妙峰山，成断续带状分布，在地形上组成一系列高峻的山岭。火山岩系的岩性及厚度变化大，以安山岩熔岩为主，还有不少中酸性火山碎屑岩，成层状。在水平方向上熔岩可以过渡为火山碎屑岩，火山角砾岩可逐渐变为凝灰岩或凝灰质砂岩。岩层的厚度在几公里内从上百米突然变成几米以至尖灭，在垂直方向上变化也很复杂，如在雁翅附近的剖面中，除凝灰质砾岩、砂岩外，真正保存下来的火山岩共厚650米，其中安火岩及其火山角砾岩占87.5，玄武岩占11，流纹质凝灰岩占0.5，而其中熔岩占43，火山碎屑岩占43，含碎屑的熔岩占14，其主要岩性特征指述如下。辉石安山岩灰绿色，基质为交织结构(主要表现为基质中斜长石微晶呈半平行排列于隐晶质中)的斑状结构，一般为块状构造，偶有零星气孔和杏仁体，辉石斑晶占1.3，自形短柱，部分有环带构造，斜长石斑晶占26.4，自形柱状，基质为辉石及斜长石，此外有绿泥石、绢云母、方解石、绿帘石、石英、磁铁矿等。 角闪石安山岩紫红色，基质为间粒结构的斑状结构，致密块状构造，斑晶占35.8，主要为辉石，其次为斜长石及角闪石假形，基质占62，主要为去玻璃化的隐晶质，含少量斜长石针状微晶及次生矿物。斑晶中斜长石呈一定钠长石化及绢云母化，辉石因熔蚀而使部分呈椭圆形角闪石假形，多半因喷发时强烈氧化而变成了磁铁矿，没变的残余部分也为绿泥石所代替。火山角砾岩及火山块集岩深褐紫色，碎屑成分复杂，主要由中性火山岩组成，也有少部分沉积碎屑，大小不一，多棱角状，无层理，一般碎屑直径在0.210厘米的叫火山角砾岩，大于10厘米的叫火山块集岩，碎屑约占岩石组成的95，常见的角砾成分有安山质火山角砾岩，紫色斜长石安山岩、紫红色角闪石安山岩及各种沉积碎屑，如石英岩、硅质灰岩、燧石灰岩及燧石等。胶结物质成分与角砾成分基本上致。(3) 上侏罗统东岭台火山岩组 分布在本区北部，西起沿河城、东经岔道北、直到蚂蚁岭，沿北东东方向断续分布。形成许多孤立的岩穹。主要是中性、酸性及半碱性的岩浆，形成以流纹岩、安山岩及粗面安山岩的熔岩及火山碎屑为主的火山岩系。本组岩性在水平方中及垂直方向上变化也很大。流纹岩浅黄白、褐黄及灰黄色，含斑霏细结构，常见流纹构造，斑晶主要是石英、钾长右及少量黑云母，占25.4，基质为显微霏细结构的去玻璃化物质，占74.6。安山岩暗灰紫色，含斑显微隐晶结构，块状构造，斑晶有长石、黑云母及角闪石假形(多半为磁铁矿和绿泥石所交代)，占21.3。基质为显微隐晶结构去玻璃化的物质组成，占78.7。粗面安山岩暗紫色多斑隐晶结构，流纹构造，斑晶占23，主要为较大的钾长石，其次为斜长石，有少量黑云母斑晶，基质占77，为显微隐晶质结构，中有许多长石微晶。（4）白垩纪岩浆岩侵入体 白垩纪的岩浆侵入体与喷出岩有继承性，其成分仍为酸性，而其活动位置与喷出火山岩基本吻合，主要分布在本区北部，西起沿河城，东至墙子路，沿北东东方向渐续出露，在八达岭、沙峪一带尤为集中，出露面积大，少数零星出露本区西南部，如周口店，上苇甸及斋堂等处。多半侵入在小型穹隆的中部，侵人体大小不一，基本都属中、小型，侵入深度为中深成至浅成。岩体产状多为岩株、岩墙、岩盖、岩脉等。这些侵入体常见的岩石有花岗岩、斑状花岗岩及花岗闪长岩；其次有花岗正长岩，正长岩及似斑状正长岩，个别有闪长岩、闪长玢岩等。白垩纪的侵入岩体，在发育较全地区，按时期先后可分为四次侵入，最先侵入的岩体常见为花岗斜长岩，同时有石英闪长岩、石英二长岩及花岗闪长岩，岩体的产状有两种，一种成零星的小侵人体，分散在震旦系、古生界或中生界岩层组成的小穹隆构造核部，例如周口店、上苇甸及斋堂等处的侵入体。另一种构成了大型岩体的一部分，使其围岩有不同程度的变质。其次侵入的是似班状花岗岩，可见到其组成的岩脉侵入在石英闪长岩中，并有花岗闪长岩的捕虏体，其围岩常常是酸性火山岩及其他酸性或中性侵入岩。侵人体有时成小岩株，有时成不规则的岩体，主要伴生脉岩为霏细斑岩、花岗斑岩及霏细岩，其次为暗色岩及玢岩的岩墙，伟晶岩及细晶岩岩脉则不很发育。再次侵入的是粗粒黑云母花岗岩。在本区分布广，可形成中、小型的岩体，如孟家窑及莲花山等岩体，当侵入在灰岩中时，使其围岩变质，并含有捕虏体，伟晶岩、细晶岩脉在本期侵人体中较多，其他暗色脉岩及斑岩岩墙也不少。最后是浅色细粒花岗岩，常成小小的岩体，侵入在上述岩体中。岩体内外不存在接触变化带，冷却边只几厘米，岩体内部成分、结构十分均一，一般伴生脉岩没有或很少(酸性的)。其主要岩性描述如下。花岗闪长岩浅灰色，全晶质等粒、中粒结构，块状构造。其中主要矿物有钠钙斜长石(占52)，石英(10)、钾微斜长石(13)；次要矿物有角闪石(11)、黑云母(10)；副矿物有磷灰石、磁铁矿等共占05；次生矿物有绿帘石、绿泥石、黄玉、绢云母、钠斜长石、白云母及高岭石等共占1.5。似斑状花岗岩肉红色或灰红色，全晶质、似斑状结构，块状构造。主要矿物有：正长石斑晶占25.3；基质中钠钙斜长石(32.4)，钾微斜长石(13.6)、石英(21.3)，黑云母(5.6)；其他还有少量的(不到4)磷灰石、绢云母、绿泥石及磁铁矿。黑云母花岗岩在侵入体中是最常见的一种，呈浅肉红色，全晶质、等粒、中粒结构，块状构造，一般矿物颗粒直径为34毫米。其中主要矿物是钠钙斜长石(占46.6)，条纹微斜长石(21.6)及石英(28.8)，次要矿物是黑云母(23)；副矿物有锆英石、磷灰石、褐帘石及磁铁矿等，共占0.3；次生矿物有绿泥石、白云母、绢云母、高岭右及黄铁矿等，共占0.4。闪长玢岩灰白色、灰绿色，斑状结构，块状构造，斑晶主要为斜长石、角闪石及少量辉石，基质为隐晶质的斜长石等，岩性坚硬致密，多为小型岩株、岩床或脉状产出，本区主要分布在下马岭、珠窝一带。(5) 脉岩 按照脉岩的分布、产状及岩性特征，可分为先后两期。第一期脉岩的基本特点有：主要分布在较大侵入体的内部，少数在距侵人体不远的围岩中；主要产状是缓倾斜规模较小的岩脉；岩体边部无冷却边，全晶质等粒结构；多半为酸性及超酸性岩，包括有细晶岩、显微花岗岩及伟晶岩等。第二期脉岩的基本特点有：侵入位置超出大侵入体的范围，特别是暗色脉岩几乎分布全区；主要产状是陡倾斜或近乎直立、规模大小不等的岩墙；岩性较复杂，包括中酸性、酸性、半碱性及基性岩，主要有花岗闪长斑岩、花岗斑岩、角闪正长斑岩、辉绿岩、黑云母煌斑岩等；普遍可看到二期脉岩侵入在一期脉岩内。以上岩脉的主要岩性描述如下。微晶花岗岩浅黄色，全晶质微粒，一般颗粒直径小于0.5毫米，半自形等粒结构，块状构造，主要矿物有石英(30)、微斜长石(46)、更长石(22)及黑云母(2)等并含微量白云母、磷灰石及磁铁矿等。细晶岩浅红色或粉白色，显微晶质、他形等粒结构，块状构造，主要矿物有石英(40)、微斜长石(35)、斜长石(25)，并含微量白云母、磷灰石及磁铁矿。伟晶岩常见的有伟晶花岗岩、浅黄色或肉红色，其特点为全晶质粗粒结构，主要矿物为钾微斜长石、石英，有些彼此穿插，形成文象结构，其次有黑云母或白云母等，与花岗岩成分近似。花岗闪长玢岩浅灰色，全晶质、斑状结构，基质为显微嵌晶结构，斑晶含量占40，包括有中长石(30)、微斜长石(4)、石英(4)及黑云母(2)，基质占60，由长石、石英等所组成。黑云母煌斑岩深黑色，全晶质、斑状结构，主要矿物有黑云母(45)、碱性长石(5)和石英(2)，此外，还有少量磷灰石、磁铁矿等。(6) 变质岩本区岩石受地质构造变动和岩浆侵入的影响，产生不同程度的变质岩，但受区域变质的程度不深，主要在岩浆侵入接触变质带，变质较深，下面仅就实习地区的主要变质岩简要说明。大理岩为石灰岩受岩浆侵入接触变质而成，本区震旦系及下古生界石灰岩分布较广，凡是有岩浆侵入石灰岩的地方，大理岩化接触变质现象显著。变质带的宽度由十几