地质学实习报告.doc

目 录绪论- 2-3第一章， 地层- 3-7 第二章， 岩石- 7-10第三章， 地质构造- 10-12第四章， 地质作用- 12-13第五章， 相关工程地质问题- 13-15相关解释以及说明- 15结语- 15绪论 南京地区地质情况概论： 从南京向东到镇江再折向南东，东抵武进县境孟河一带，绵延了一系列低山和丘陵，称为宁镇山脉。它全长100余公里，标高一般为100200米，少数山峰超过300400米，如钟山、孔山、九华山、栖霞山、宝华山等。这里地层出露齐全，不仅对于下扬子，而且在华南具有有代表性；构造变形程度中常，构造形象清楚、典型；火成岩种类多而且出露广泛；有各种内生及外生矿床，而且交通方便，地质研究成度很高，观察容易，在国内享有盛誉。 实习目的； 普通地质学野外认识实习是课堂教学之后的实践环节。其任务是使学生巩固和理解课堂上所学习的知识，初步学习野外工作方法，进行野外基本技能的训练，培养观察地质现象的能力，为后继专业课的学习打下基础。 实习内容：地层：野外实习中熟悉实习地区各不同地质时代的地层，包括群与组，弄清岩层产状和地层之间的接触关系。 矿物和岩石：野外实习中认识实习地区的常见岩石，主要为沉积岩，少量火成岩，了解岩石的基本岩性，包括矿物成分、结构、构造及了解矿物的集合体。 地质构造与构造运动：认识明显的水平构造，单斜构造。认识明显的褶皱构造，断裂构造，特别是断层证据。结合各种地质构造现象，理解构造运动概念。 外动力地质作用：认识明显的风化现象，了解各种岩石风化程度；认识地面流水地质作用及塑造的地貌类型单元；认识地下水的地质作用及对石灰岩的溶蚀作用，认识斜坡动力地质作用及产生的崩塌、滑坡等地质现象。认识冲积物、洪积物、坡积物、残积物、重力堆积物。 简单工程地质问题：建筑物区域、场地地质状况，斜坡地质状况，隧道工程地质状况等。 实习要求： 野外实习记录 野外现场地址记录要求详细、清晰、客观如实反映地质露头点的实际情况。记录分为实际观察到的内容和分析判断的内容，前者不能随意更改，后者可以修正。记录内容与格式要求按规定要求完成。如日期、天气、路线、指导教师、点位D01、D02、D03、点位、点性。每日记录要整理，记录在原始记录之后。野外采集少量标本、编号。 编写报告 对实习过程中见到的各种地质现象嫁衣分析、综合和概括，用简练流畅的文字表达出来。书写实习报告是实习内容的系统化、巩固和提高的过程，是写地质报告的入门尝试是进行地质思维训练的重要途径。报告要求已野外收集的地质素材为依据，要有鲜明的主题，确切的依据，严密的逻辑性。报告要求简明扼要，图文并茂。必须通过自己的组织加工写成，切勿照抄书本。 实习安排： 本次实习时间为两周，实习前动员和组织安排2学时，其中，野外实习从6月11日开始，持续到6月15日，6 月16日到6月21日编写实习报告，野外实习期间每天早上出发、下午回校，由两位指导老师带队，交通学院11级勘查专业同学参加，路线如下：6月11日：石头城 挹江门 老虎山点号：D01 石城霁雪 ；点号：D02 鬼脸照镜子 ；点号: D03 小桃园公园明城墙脚下 ；点号： D04 明誓石 ；点号：D05 马娘娘脚印 ；点号：D06 老虎山南坡 。6月12日：门坡 燕子矶 三台洞点号：D07 门坡 ；点号:D08 观澜亭 ； 点号：D09 御碑亭 ； 点号；D10 酒樽石 ； 点号：D11 遇难同胞纪念碑 ； 点号：D12 碟子大天 。6月13日：江苏省地质博物馆记为 点号： D13 。6月14 日：栖霞山栖霞寺；点号: D14 明镜湖 ；点号：D15 钟楼 ； 点号:D16 隋舍利塔 ； 点号： D17 品外泉 ； 点号: D18 纱帽峰 ； 点号： D19 天开岩 。6月15日：六合桂子山记为 点号： D20 。第一章、 地层南京地区的地层单元属于扬子地层区下扬子分区宁镇地层小区。本区地层自震旦系至第四系均有出露，发育良好，研究程度高。其中，古生代和部分中、新生代地层，有达60年之久的研究历史，建有许多标准剖面，为广大地质工作者划分和对比地层提供了重要的依据。1、 震旦系（Z）分布于南京幕府山。分上、下两统。下统高桥组（Z）命名地点在丹阳县高桥村，其岩石类型主要为含砂砾千枚岩。上统分为两组：陡山沱组（Z）和灯影组（Z）。陡山沱组（Z）。根据岩石特征又分为两个岩性段：下段称嘉山段，上段为马迹山段。（实习中为接触此类地层，不再详述）灯影组（Z）本组岩性主要为灰白、深灰色厚层微晶白云岩、白去石化微晶灰岩，上部为白云石化含核形石灰岩，顶部夹硅质页岩。总厚度258米以上。南京幕府山的灯影组与上述不同，主要岩性为藻白云岩、条纹状藻球粒（藻团块）白云岩，可见葡萄状结构.2、寒武系（ ）分三统。中下统见于幕府山及名容县仑山。上统露头良好，分布于仑山、江宁县汤山和幕府山等地。（1）下统幕府山组（ 1） 命名地点在南京幕府山，岩性可分为两部分，下部以灰黑色硅质页岩，含碳质硅质页岩为主，上部以残余异化粒白云岩及微晶粉晶白云岩为主。（2）中统炮台山组（ 2） 命名地点在南京幕府山，岩性分两部分，下部为灰色粉晶白云岩及灰白至灰褐色薄层石膏溶孔粉晶白云岩，角砾状泥质微晶白云岩，黄色薄层泥质微晶白云岩。上部分为浅灰色、浅红色、灰黑色中、薄层粉晶白云岩夹残余生物屑白云岩。（3）上统观音台组（ 3） 分布于仑山、汤山及幕府山。命名地点在句容仑山观音台，为灰白色厚层及巨厚层结晶白云岩及厚层白云质灰岩，含少量燧石结核，局部富集成硅质层。3、奥陶系（O）本系地层广泛发育于仑山、汤山和幕府山，分三统八组。（1） 下统分为四组，自上而下为仑山组（O）、红花园组（O）、大湾组（O）、牯牛潭组（O）。（2） 中统分两组：大田坝组（O）、汤山组（O）（即宝塔组）。（3） 上统分两组：汤头组（O）、五峰组（O）。2、 志留系（S）广泛分布于宁镇山脉中段和西段，分为三统，下统高家边组因岩性软弱，露头不好，至今未有完整剖面。中上统地层因岩性和化石不易区分故称为坟头群。3、 泥盆系（D）（1）中下统茅山群（D1+2）（2）上统五通组（D3）5、石炭系（C）广泛分布于，露头良好，化石丰富。分为三统六组。（1） 下统地层：金陵组（C）、高骊山组（C）、和州组（C）、老虎洞组（C）。（2） 中统黄龙组（3） 上统船山组4、 二叠系（P） 分布范围同石炭系，分为两统四组。（1） 下统为浅海相的石灰岩和燧石岩栖霞组（P） 可分为四个岩性段：臭灰岩段 ，下硅质岩段，栖霞灰岩段，上硅质岩段。灰岩段为深灰色及黑色厚层生物屑微晶灰岩。具沥青质，击之有臭味，偶见燧石结核。孤峰组（P） （2）上统为滨海沼泽相含煤沉积、浅海相黏土沉积和燧石岩沉积（P） 由于岩性软弱，其出露部位常形成沟谷，大部下统为浅海相的石灰岩和燧石岩分为第四系所掩覆。（P22）大隆组5、 三叠系（T）分为下青龙组、上青龙组和黄马青群。前面两个组又常合并称为青龙群。它们广泛分布于宁镇山脉中段和西段。（1）下统青龙组（T1）下部以黄绿色页岩、泥岩为主，夹薄层微晶石灰岩。中部为薄层微晶石灰岩与黄绿色页岩、泥岩互层。上部为灰色块状微晶灰岩，内碎屑微晶灰岩及含生物微晶灰岩。 （2）中统上青龙组（T2）下部及中部主要为薄层，中厚层微晶石灰岩含生物微晶灰岩和泥质微晶灰岩夹杂碎屑灰岩透镜体。下部夹页岩，较上部分夹紫红色瘤状微晶灰岩及蠕虫状碎屑灰岩，产菊石。上部为白云化微晶灰岩，微晶白云岩及中、薄层微晶石灰岩。（3）中上统黄马青群（T2+3） 岩性主要为灰紫、暗紫色钙质粉砂岩夹泥质微晶灰岩透镜体。9、侏罗系（J）分三统，中下统为象山群，是陆相河流和湖泊沉积造成的。（1）中下统象山群（J1+2） 下段 底部常有砾岩及石英砂岩或含有砾粗粒石英砂岩，底部石英砂岩中含有较多长石，中上部为含砾石英砂岩、石英砂岩、粉砂岩及泥岩组成的成韵律有煤层，灰白、灰黄或灰黑色富产植物化石。上段 为灰白及灰黄色石英砂岩（底部为含砾石英砂岩）与紫红、暗紫、灰绿等色的粉砂岩及泥岩互层，未发现化石。(2)上统分两组:云合山组（J）和大王山组（J32） 10、白垩系（K）分为两统四组。下统在本地区地表均未出露。(1)下统分为两组:娘娘山组（K11）由一套碱性喷出岩组成.葛村组（K12）砂岩、页岩或含火山碎屑凝灰岩。（2） 上统分两组：浦口组（K22）和赤山组（K） 浦口组（K22）常出露于山麓或低矮的丘陵地带。赤山组（K）地表出露零星，多为第四系覆盖。岩性主要为砖红色中厚层、厚层粉砂岩与薄层粉、细砂岩互层。11、第三系(R)第三系分为下第三系（古近系）包括古新统（E1）、始新统（E2）、渐新统（E3）及上第三系（新近系）包括中新统（N1）和上新统（N2）。（1）下第三系 在本地区未见，但在苏北广泛发育，称为阜宁群，为一套砂页岩含油地层。 （2）上第三系分为两组： 中新统洞玄观组和上新统方山组。 12、第四系（Q） 第四系分为更新统和全新统。分布广泛，常形成阶地。是一套疏松的陆相碎屑沉积。（1）下更新统雨花台组（Q） 分布于宁镇山脉西段长江两岸，常组成阶地。在雨花台其岩性为含棕共同色粘土、砂及铁质的砾石层，砾石以石英、燧石为主，有少量火山岩、变质岩、赤铁矿、玛瑙等。（2）中上更新统下蜀组（Q） 分布广泛，常形成阶地。下蜀镇出露的岩性为黄色带红的泥、细砂及粘土，其中常含灰质结核。产腹足类化石。（3）全新统（Q）是近代沉积物。主要分布在长江沿岸或山间冲沟、坳谷中。其岩性和成因各地不同、因地而异。（以上内容摘自实习指导书）第二章、岩石 一、概述岩石按其地质成因分为火成岩、沉积岩与变质岩三大类。火成岩又称为岩浆岩，是三大类岩石中的主体，占地壳岩石体积的64.7%。它由岩浆冷凝形成，是岩浆作用的最终产物。变质岩是组成地壳的三大岩类之一，占地壳总体积的27.4%。它在地面的分布较小，而且分布也不均匀。它是由先前的岩石经过变质作用所形成的。沉积岩占地壳岩石总体积的7.9%。它主要分布在地壳表层，在地表出露的三大类岩石中，其面积占75%，是最为常见的岩石。此外沉积岩还是地下水的主要载体，赋存着煤、石油、天然气以及其他金属及非金属矿产，具有重要的经济价值。 （以上内容摘自普通地质学课本）二、详述 沉积岩 本次实习所见的砂岩和砾岩均为白垩系上统浦口组的砂砾岩互层。1. 砂岩 砂岩是由各种成分的砂砾被胶结而成的岩石。颜色与胶结的成分有关，通常硅质与钙 质较浅，铁质呈黄色、红色或棕色。硅质最为坚硬。砂岩强度高，但遇水浸泡后强度大大降低。砂岩抗风化能力相比砾岩较差。 下图（图01）左为清凉山石头城处的砂岩层，可见其砂粒细小。右（图02）为挹江门小桃园处砂岩，含铁质成分 抗风化能力较强此岩石位于明城墙脚下，作为天然地基，可见其承载力很好。 2.砾岩砾岩是沉积岩的一种。砾岩是由大小不等性质不同，并且磨圆度良好的卵石堆积胶结而成的岩石。胶结物通常有硅质、铁质、泥质和钙质，抗风化程度按此顺序递减，铁质胶结处于氧化环境，而钙质胶结处于和还原环境。砾石呈圆形是长距离流水搬运或海水冲击的结果。一般来说，水流速度快的分选性比较好，磨圆度也较好。上图左（图03）为挹江门路线绣球公园明誓石处砾岩，分选较差，磨圆程度介于次圆状和次棱角状之间。上图中（图04）为燕子矶观澜亭处砾岩，砾石成分为灰石，胶结物为硅泥质，分选较好，磨圆程度为次圆型。上右（图05）为马娘娘脚印处砾岩。此外以下地方均有砾岩，简介：石城霁雪 沉积岩的砾石，粗粒的抗风化能力强，细粒的抗风化能力弱。鬼脸照镜子 凸出来的岩石为砾岩。砾岩中砾石多，胶结物少，磨圆度好，分选性好。酒樽石 砾石的胶结物来自砂岩和粘土，为钙质胶结，成分以白云岩为主。2. 灰岩灰岩岩性：有些岩石是可溶的。胶结物为钙质。在条件具备的情况下会有岩溶作用。比如灰岩。灰岩的颜色从灰黑色到灰色不等。 分布：小桃园明长城脚下 成块，为灰色或青色。明誓石及酒樽石 砾石由灰岩和砂岩组成。马娘娘脚印 成分以灰岩为主，灰岩为白云质，灰岩最易被溶蚀。三台洞 灰岩为白云质，遇酸迅速起泡。3.白云岩白云岩岩性：白云岩由白云石组成，遇冷的稀盐酸不起泡。岩石常呈浅灰色、灰白色，少数为深灰色，断口呈晶粒状。岩石风化面上有刀砍状溶蚀沟纹。白云岩可分为早球类白云岩和早白云岩。上图（图06）左为少量钙华，右（图07）为刀砍状溶蚀沟纹。白云岩与灰岩的区别：灰岩主要成分为碳酸钙，白云岩的主要成分为碳酸钙镁，这种区别导致灰岩遇盐酸剧烈起泡，而白云岩则反应缓慢。 4.玄武岩以上三种岩石属于沉积岩，而玄武岩和下面要介绍的侵入岩属于火成岩（即岩浆岩）。玄武岩岩性：二氧化硅含量47-52，由长石，橄榄石，辉石等矿物组成。玄武岩常呈黑色，致密，常有气孔，密度较大。柱状节理发育。上图左和中（图08、09）分别为柱状玄武岩。 5.侵入岩。 野外实习过程中所看到的侵入岩只有灰绿岩一种，上图右（图10）为灰绿岩图片。第三章、 地质构造 岩石变形和变位的产物，称为地质构造。最基本的地质构造是褶皱和断裂，断裂又包括节理和断层。一、 褶皱褶皱是岩层受力变形产生的一系列弯曲，也称为褶曲。岩层褶皱后原有的位置和形态发生变化，但其连续性未受到破坏。褶皱是由相邻岩块发生挤压和剪切作用形成的，是构造作用的直观反映。（以上内容摘自普通地质学课本）为了描述褶皱的空间形态，通常把褶皱的各组成部分称为褶皱要素。1：核部 为褶皱中心部位的地层，当剥蚀后，常把出露在地面的褶皱中心部分的地层称为核。2：翼部 为褶皱核部两侧的地层。3：枢纽 同一褶皱层面的最大弯曲点的连线叫枢纽。枢纽可以是直线也可以是曲线；可以是水平线也可以是倾斜线。4：轴面 褶皱内各相邻褶皱面上的枢纽连成的面称为轴面。轴面是一个设想的标志面，它可以是平面，也可以是曲面。轴面与地面或其它任何面的交线称为轴迹。南京地区褶皱情况：南京地区是由若干背、向斜组成的线状褶皱束。在南京城东郊褶皱束最宽，由北侧的幕府山算起，经钟山到大连山，南北宽达25公里。向东逐渐收缩，如从北面的龙潭算起向南到江宁县的汤山，褶皱束宽度变为15公里左右。更东到镇江西边的五洲山、十里长山地段宽仅8公里以内。褶皱束的走向在西端为北东、南西方向，过汤山以东转为北东东向，在五洲山十里长山一带明显地呈近东西向。有三个主体构造：幕府山复背斜带、钟山-射乌山-金子山大向斜、青龙大连山-汤山-仑山大背斜。右图（图11，摄于地质博物馆）为一小型褶皱。二、 断裂（断层和节理） 1.断层：岩石因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造称断层。断层的分类：正断层、逆断层和平移断层。正断层：正断层是沿断层面倾斜线方向，上盘相对下降，下盘相对上升的断层。这种断层一般是在水平方向引张力作用或重力作用下形成的。一般断层面倾角较陡，往往大于45或者在60以上。逆断层逆断层是沿断层面倾斜线方向，上盘相对上升，下盘相对下降的断层。逆断层一般是在两侧受到近于水平的侧压力作用下形成的。由于形成的力学条件和褶皱近似，所以多与褶皱伴生。倾角大于45的称为高角度逆断层，常与正断层发育在一起，被归属为高角度断层一类。倾角小于45的低角度逆断层，称为逆冲断层或逆掩断层。规模巨大，同时上盘沿坡状起伏的低角度断层面作远距离的逆掩断层，称为推覆构造。推覆构造多出现在地壳强烈活动的地区。平移断层：平移断层是断层两盘沿断层走向方向发生位移的断层。平移断层的倾角通常很陡，近于直立。根据断层两盘相对位移方向，又可以进一步区分为右行和左行平移断层。当垂直断层走向观察断层时，对盘向右手方滑动时者称为右行平移断层；对盘向左手方滑动时者称为左行平移断层。根据断层的组合形式，可以将断层分为地垒和地堑。上 图（图12）为燕子矶观澜亭处断层，下（图13）为石头城处的断层。断层的几何要素：断层面、断层盘和断层滑距。断层面：分隔两个岩块并使其发生相对滑动的面，有的平坦，有的粗糙或者波状起伏。其走向倾向和倾角称为断层面的产状要素。 断层盘：被分开的两部分岩块，位于断层面之上的称为上盘，另一部分称为下盘；相对上升的称为上升盘，相对下降的称为下降盘。 断层滑距：断层两盘相对移动的距离。 2.节理 节理就是岩石中的裂隙（缝）。它较断层更为普遍。节理的规模大小不一，细微的节理肉眼不能识别，一般常见的为几十厘米到几米。长的可延伸达几百米，甚至上千米。节理张开程度不一，有的是闭合的。节理面可以是平坦光滑的，也可以是十分粗糙的。 节理的分类：构造节理，按其形成的力学性质，分成张节理和剪节理两类。 张节理：张节理是由张应力作用下形成的。其方向垂直于主张应力，而平行于主压应力。张节理多数是张开的，节理面粗糙不平，面上不具擦痕。发育在粗碎屑岩中的张节理往往是绕砾石和粗砂粒而过，并不切穿颗粒。张节理一般发育稀疏、节理间距大，沿走向延伸不远即消失，但在附近不远处又会断续出现，并有分支复合现象。 剪节理：剪节理是由剪应力作用下形成的。剪节理常成对出现，称为共轭剪节理。两共轭剪节理面的交线与中间主应力平行一致，两面锐交角等分线常为最大主应力作用方向。节理面平直光滑，并常紧闭。砾岩和砂岩中的剪节理往往平整地切割砾石和粗砂砾。剪节理沿走向和倾向延伸较远，产状稳定。一般发育密集，即节理间距小。 上右图（图14）为三台洞的剪节理，左图（图15）为燕子矶的张节理。第四章、地质作用 地质作用类别较多，分为岩溶作用、风化作用、河流地质作用、冰川地质作用、海洋地质作用、湖沼地质作用、荒漠与风的地质作用等等。 一、风化作用 1 概念：岩石一旦出露地表，在各种自然作用下发生变化，日积月累逐渐崩解，分离为岩屑或土层。岩石的变化称为风化，引起岩石这种变化的作用为风化作用。 2 分类：物理风化 化学风化 生物风化 （1）物理风化 又称机械风化。系统指地表岩石因温度变化和空隙中水的冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。使岩石从比较完整固结的状态变为疏松破碎状态，是岩石的空隙度和表面积增大。可细分为热力风化和冻融风化。 （2）化学风化 指岩石在水、水溶液、空气中水和二氧化碳等的作用下所发生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化。是岩石裂隙加大，空隙增多，破坏原有的结构和成分，使岩石变成松散的土层。 （3）生物风化 指生物在生长和分解过程中，直接或间接地对岩石矿物所起的物理和化学的风化作用。如植物的根劈作用等等。 3影响风化作用的因素 气候因素 地形因素 地质因素二、岩溶作用 1 概念：凡是以地下水为主、地表水为辅，以化学过程为主机械过程为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用。2 基本条件 (1)岩石的可溶性 （2）岩石的透水性 （3）水的溶蚀性 （4）水的流动性三、河流地质作用 河流是河谷中经常性的水流，在动能的作用下，河流进行侵蚀、搬运和沉积。河流侵蚀、搬运和沉积是改变地表地形的重要地质作用。主要特点是凹岸侵蚀、凸岸堆积。 1 河漫滩 靠近主槽，洪水时淹没、平水时出露的滩地。祈祷调节洪水、消减洪峰、储存泥沙并通过滩槽水流交换影响主槽冲瘀作用。 2 河流阶地 在地壳构造运动与河流的侵蚀、沉积作用综合作用下形成的。根据物质组成，可分为侵蚀阶地、堆积阶地、基座阶地。 相关地点：燕子矶 御碑亭其余类型的地质作用本次实习并未涉及，故未添加有关资料。第五章、相关工程地质问题 本章节涉及内容较少，而且在野外实习过程中也很少涉及，主要包括边坡、块体运动的治理，岩溶塌陷的处理以及地下水相关问题。 一、边坡及其治理 地点：老虎山南坡、门坡。 老虎山南坡和门坡地区的黄土都属于第四系中更新世到晚更新世之间下蜀组的黄土，该黄土属于黏土，富含碳酸钙，具有湿陷性。黄土主要由水成，干燥黄土稳定性较好。边坡问题属于块体运动问题，其动力来源主要是重力，地表径流和风的作用也会导致滑坡。 防治：加筑挡土墙；加排水孔来减少入渗，防止土壤润化； 利用植被防止土壤蠕动；放坡以减小坡度。上两图(图16、17)为老虎山和门坡的黄土。三、 岩溶塌陷的处理 地点：栖霞寺明镜湖 明镜湖底曾经塌陷，以至“桥断水枯”。地基建在可溶岩上很不稳定，一旦有水渗入可能由塌陷导致地基不均匀沉降。明镜湖湖底的处理，采用了充填下蜀黄土的方法，既不破坏