地质实习报告.doc

土木工程地质实习报告中上元古界地质自然保护区位于天津市蓟县城北，属燕山山脉中段南翼，北起古长城脚下常州村，南至蓟县城北关府君山，南北长约24公里，东西宽约350米，面积890公顷。因居京津唐三市腹心地带，故素有京、津、唐“金三角”之称。蓟县中上元古界地质自然保护区是国务院1984年批准建立的我国第一个地质类国家级自然保护区，2001年12月被国土资源部批准建立“天津蓟县国家地质公园”。它就像一座展示地质景观的天然博物馆，随处可见古生物化石，在此可以欣赏到我国最古老地质遗迹的奇观，它以典型、完整、系统、稀有、科学的内涵，记录了地球的地质历史、地质事件和形成过程，向世人展示了博大精深的自然魅力，是不可多得的珍贵的自然与文化景观。一、 实习概况：时间：2010年10月11日2010年10月17日地点：天津蓟县国家地质公园、河北工业大学土木工程学院学院楼目的：1.通过实习巩固课堂所学的理论知识，使理论与实践性结合，提高教学效果，进而培养出用工程地质观点分析问题和观察的能力；2.观察断裂等特征，从而进一步明确工程地质的地位与工程建设紧密结合的治学思想；3.培养学生独立工作能力，为学习后续课程、从事专业工作、扩大知识面和进行科学研究打下必要的基础；4.初步掌握肉眼识别岩石方法，能鉴别三大类岩石和识别常见岩石。二、 实习过程：野外实习部分：1. 中上元古界地质自然保护区此处地层总厚9197米，剖面长约24公里，地质剖面以地层齐全、出露连续、保存完好、顶底清楚、构造简单、变质轻微、层叠石和古生物化石丰富、地层总厚度近万米为特色，它好像一部巨厚的“石头记”，真实的记录了地球演化距今18亿年至8亿年的地质历史。由老到新分别为长城系、蓟县系、青白口系三个地层单位，包含11组105层。被国内外地质学家推崇为世界上统一地质时期的“标准层型剖面”、“大地的史书”和世之罕见的“地质瑰宝”。下面将实习过程中出现的主要地质地貌简介如下：高于庄组a.桑树庵亚组：瘤状构造：岩层中出现如瘤的团状、半球状、糖饼状形态的透镜状岩石，其物质成分与上下岩层略有区分。以含沥青质、泥质为主的白云岩，是由于沉积时水动力及静压力等因素改变而成，常在曾是海底处出现。（如右图所示）平行不整合接触：地壳原来的沉积环境发生变化，地壳上升，地层表面不但不再沉寂新的沉积物，还要受到风化剥蚀作用，形成高低不平的侵蚀面，之后地壳再次下降，侵蚀面又有新的沉积物和沉积地层出现。这时侵蚀面上下的新老地层之间岩层大致平行，其之间的接触关系为不整合接触，该侵蚀面为假整合面。锰方硼石矿：1971年，我国首次发现该稀有矿物，且形成了世界上独一无二的大型矿床。属浅海相沉积锰硼矿。锰方硼石矿在电子工业和原子能工业上都具有重要的应用价值。官地亚组与桑树庵亚组分界：官地亚组顶部为深灰色含锰燧石条带白云岩加含锰白云质粉砂质页岩，桑树庵亚组底部为深灰色含锰粉砂质页岩和薄层粉砂质白云岩。二者之间为整合过渡关系。b.官地亚组：块茎状高于庄层叠石：由块茎体或少数粗短的次圆柱体组成，柱体间通常为碎屑白云岩所填充。基本层呈平缓到凸起较高的穹形、带状。地质年龄约15亿年。藻席及藻屑：在碳酸盐岩地层中常见能反应生物有机物的藻架结构或藻席结构。它们通常由亮、暗纹层交替层置而成，如早期（准同生）被硅化，有时还可保存藻丝体化石。它们通常成纹层状碳酸盐岩，有时则形成典型的层叠石。这种藻架结构的沉积物若遭冲刷而再沉积，则成藻屑。大红峪与高于庄组界线：此两组地层在这儿为平行不整合接触关系。高于庄组底部为一层石英状砂岩，层面有波痕，层面之下为大红峪含锥叠层石燧石白云岩，其锥顶被切，表示曾受到侵蚀作用，即表示一次沉积间断，距今16亿年。大红峪组波痕：当经过砂层表面的水流或风力达到一定速度时，或在水波浪的振荡下，砂粒发生移动，可在砂层表面出现波状起伏的痕迹，称波痕。波痕是由无数波峰和波谷组成的，按其成因可分为风成波痕、水流波痕和浪成波痕，距今16亿年。此处为沉积岩构造。 气孔构造和杏仁构造：岩浆凝固时，挥发性的气体未能及时逸出。以致在岩石中留下许多圆形、椭圆形或长管形的空洞，形成气孔构造；岩石中的气孔为后期矿物（方解石、石英等）充填所形成的一种形似杏仁的构造即为杏仁构造，均为岩浆岩构造。 气孔构造 杏仁构造火山角砾岩：火山爆发时随着深部岩浆的喷出，由于通道附近围岩碎粒的加入，加上喷发强度及深度诸多因素影响，可出现火山熔岩、火山角砾岩、火山凝灰岩等。大红峪组火山角砾岩十分发育、分布范围广，角砾成分主要为白云岩、燧石、玄武岩等。角砾大者称为火山集块岩。蓟县断层断层构造：断层是岩体受力断裂后，断裂面两侧岩体有显著位移的断裂构造。断层在地壳中广泛分布，种类繁多，形态各异，规模大小十分悬殊。小的断层只有几米，大的断层可延伸数百千米至上千千米，相对位移从几厘米至几十千米，深度甚至可切穿地壳至上地幔，影响范围很广。断层严重破坏了岩石的整体性，对岩体的稳定性、渗透性、地震活动和区域稳定有重大影响，断层是地下水汇聚的场所和运动的良好通道。大红峪与团山子组分界：此两个地层单元分界线为整合过渡关系。以大红峪组底部厚度较大的石英岩状砂岩为界线，其下为团山子组顶部夹薄层砂岩的含粉砂白云岩。团山子组：泥裂：当未干涸的沉积物露出水面时，会受到暴晒而干涸，并发生收缩和裂开，这是所形成的裂缝称为泥裂。泥裂的裂片为多角形，裂缝上宽下窄，大致与层面垂直，其中常充填有上覆沉积物的成分，泥裂多见于湖或海洋的滨岸地带或者河漫滩沉积环境中。（如上图所知）格鲁纳层叠石：为一种层柱状叠层石，其柱体部分多由硅泥质组成，常彼此间密集共生，柱体横断面为次圆形到椭圆形。基本层呈薄而平缓的穹形，其上有不同程度的凸起变化，地质年龄约为16.8亿年。2. 府君山地质构造遗迹景区天津府君山自古是皇家园林，庙宇林立，后毁于战乱。府君山现辟为“府君山公园”，成为蓟县城乡人民休闲娱乐健身的场所。根据地质遗迹类型和特点，确定为“天津蓟县国家地质公园府君山地质构造遗迹景区”。两亿年跨越，逆掩断层：出露地层为蓟县系雾迷山组燧石条带状白云岩，青白口系长龙山组紫红色灰绿色砂质页岩，景儿峪组蛋青色中薄层状泥质白云岩、灰岩，下寒武统昌平组微角度不整合覆盖于景儿峪组之上，中间存在古风化壳，由紫红色、灰白色含角砾的砂质泥岩、页岩组成。这次地壳运动缺失2.4亿年地层，被我国著名地质学家孙云铸命名为蓟县运动，其上部灰岩命名为府君山组(府君山组在全国岩石清理时改名为昌平组)，从此，“蓟县运动”、“府君山组“蛮声国内外地质学界。景区构造十分复杂，主要断层为蓟县逆掩断层，断层面舒缓波状，将雾迷山组（12亿年）推覆至府君山组（5.6亿年）地层之上，形成飞来峰和构造窗。在府君山景区山顶和部分山坡凸出的地方均是雾迷山组条带状白云岩，周围被断层所圈闭。飞来峰地貌：府君山、北岭、老鸹顶等山顶部位都是雾迷山组，条带状白云岩，压在较年轻的地层上，并形成飞来峰。3不良地质处理部分：首先，施工前优选出工程地质条件最好、地质灾害最少、工程建设对地质环境的不利影响最小的路线走廊带，真正贯彻地质选线的原则。对于滑坡等严重不良地质地段路线应设法绕避。其次，当工作中发现有重大的地质病害存在或有潜在的重大地质病害时，必须及时调整线位。对于重大的地质病害应尽量绕避，实在无法绕避的要考虑工程措施的可能性与可靠性，并且应减少对地质环境的破坏，提高工程措施的可靠性和安全度。对地质病害应以防为主，以治为辅，能避当避，即使增加工程造价也是值得的。室内实习部分：.矿物的鉴定：因实习时所用矿物均经过人工处理故其形态特征不是十分明显，主要从颜色、光泽、硬度、解理和断口来鉴别矿物。 高岭石石榴子石橄榄石白云母角闪石黄铁矿高岭石以极微小的微晶或隐晶状态存在，并以致密块状或土状集合体产生，故为鳞片状灰白具有土状光泽的矿物，其硬度很小，用指甲即可刻划，具粗糙感。高岭石经风化或沉积等作用变成高岭土，而高岭土则是制作陶瓷的原料。除此以外，高岭土还可作化工填料、耐火材料、建筑材料等等，用途十分广泛。石榴子石致密粒状棕红色具有玻璃光泽的矿物，无解理，断口参差状。石榴子石的颜色随成分而异，玻璃光泽，其色彩美丽而透明者是珍贵的宝石。橄榄石淡黄绿色不规则粒状具有玻璃光泽的矿物，具贝壳状断口，韧性较差，极易出现裂纹。黄铁矿粒状浅黄铜色具有金属光泽的矿物，晶形完好，晶面有条纹。角闪石长柱状深绿色具有玻璃光泽的矿物，两组柱面解理完全，交角约为56。白云母灰白色板状具玻璃光泽的矿物，一向极完全解理，解理面上现珍珠光泽，薄片具有弹性。.岩石的鉴定：各类岩石成因、矿物组成、结构和构造的不同决定了其鉴定方法的差异。a.岩浆岩：又叫火成岩，占地壳总质量的95%，在三大岩石中，岩浆岩占有比较重要的位置。岩浆岩是由岩浆冷凝形成的岩石。岩浆岩上升形成围岩，成为深成岩（形成深度大于3km）。在地面以下较浅处形成的岩石称为浅成岩（形成深度小于3km）。两者统称为侵入岩。由喷出地面的岩浆形成的岩石称为喷出岩，包括火山碎屑岩和熔岩。岩浆岩的矿物成分岩浆主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO等氧化物组成。其中SiO2是最多也是最重要的，它是反映岩浆性质和直接影响岩浆岩矿物成分变化的主要因素。根据SiO2的含量，将岩浆岩划分为不同的类型：超基性岩（SiO2含量65%）。岩浆岩鉴定方法：观察岩石的颜色以初步判断岩石的类型。含深色矿物多、颜色较深的，一般为基性或超基性岩；含深色矿物少、颜色较浅的，一般为酸性或中性岩。相同成分的岩石，隐晶质的较显晶质的颜色要深一些。注意岩石总体的颜色，并在岩石的新鲜面上观察，接着观察岩石中矿物的成分、组合及特征。纯橄榄岩（超基性岩类）：暗绿色粒状岩石，其主要矿物为橄榄石，侵入岩的一种。花岗斑岩（酸性岩类）：矿物成分与相应的深成岩花岗岩相同，不同的是它具有斑状结构，标明它是浅成岩。斑晶为长石或石英，通常被基质熔蚀，基质呈微花岗结构。石基多由细小的长石、石英及其他矿物组成。花岗斑岩与斑状花岗岩不同，后者具有似斑状结构，属花岗岩的一种；而花岗斑岩则具斑状结构，不是花岗岩，只是与它成分相当。（如46所示） b.沉积岩：在地表环境中，先前存在的岩石（岩浆岩、变质岩和早已形成的沉积岩）的物理、化学和生物风化的物质、有机物质和某些火山作用产生的物质，经搬运、沉积和成岩等地质作用而形成的岩石。沉积岩是地壳表面分布最广的一种岩石，虽然它的体积只占地壳的5%，但是出露面积约占陆地表面积的75%。沉积岩的形成是一个长期而复杂的地质作用过程，一般可分为风化、搬运、沉积和硬结成岩四个阶段，主要由碎屑物质、粘土矿物、化学沉积矿物、有机物及生物残骸和胶结物等物质组成。沉积岩的结构，按其组成物质、颗粒大小及形状等方面的特点，一般分为碎屑结构、泥质结构、结晶结构及生物结构四种。沉积岩的鉴定方法：观察岩石的结构，在鉴定碎屑岩时，注意碎屑的形状和大小，以及胶结物的成分。在鉴定泥质岩时，仔细观察它们的构造特征，看有无页理等，再看颜色等。火山角砾岩（碎屑岩类）：粒径1002mm，为大小不等的熔岩角砾，也有少数其他岩石的角砾。火山角砾多成棱角状，分选性差，常为火山灰或硅质胶结，呈灰白色性脆，硬度小。在冶金工业中可作熔剂和耐火材料，在化学工业中可制造钙镁磷肥、粒状化肥等。此外，也用作陶瓷、玻璃配料和建筑石材，也可用作耐材料及其它工业原料。（如76所示）泥岩（粘土岩类）：由粘土脱水胶结而成，呈厚层状，灰白色。（如108所示）c.变质岩：地壳内部原有的岩石（岩浆岩、沉积岩和变质岩），由于受到高温、高压及化学成分加入的影响，改变原来的矿物成分、结构和构造，形成新的岩石，称为变质岩。变质岩几乎都具结晶结构，但按变质程度不同，可分为变余、变晶、交代和压碎结构。其构造是识别各种变质岩的重要标志，可分为板状、块状、条带状和斑点构造。根据变质作用的地质因素和变质作用因素，将变质作用分为下列类型：接触变质作用、区域变质作用、混合岩化作用和动力变质作用。变质岩的鉴定方法：先从岩石的构造开始，根据构造，将变质岩分为片理构造和块状构造两类，然后根据结构颜色等判断。石英岩（接触变质作用）：等粒变晶结构，块状构造，是良好的建筑石料，但硬度很高，开采加工相当困难。（如151所示）黑云母片岩（区域变质作用）：有明显的片理，片理常呈波