地质实习报告.doc

野外地质实习报告薛松 水电101 1009080328绪言这次实习地区选在北京西山的九龙山、愁儿岭和香峪大梁一带。面积约20平方千米。最近处离北京约30km。行政区划属门头沟的门头沟乡和军庄乡，包括城子、龙泉务、军庄、灰峪等自然村。此次实习主要是通过老师讲解，我们实地观察地质现象，获得感性认识；通过小面积地址填图和资料整理，熟悉地质资料的整理与分析；与实际工程相结合，分析具体建筑的工程地质条件。达到理论联系实际，加深课堂讲授内同，扩展理论知识，为今后应用地质资料打下基础。我们实习的主要内容：地址罗盘的使用、地层岩性的观察、第四纪松散沉积物的观察、地质构造的观察、地貌的观察、典型工程的工程地质条件分析。第一节 地形地貌门头沟区地处华北平原向蒙古高原过渡带，地势西北高，东南低。这里有很多山脉，多山是这里的显著自然特点。如九龙山，东北部的妙峰山。我们观察的是低山这里的断裂带发育，破碎带也多，九龙山、香峪梁都是地形倒置，向斜成山的例子。平缓的山地与陡峭的山坡交替出现，地形呈阶梯状、阶段性上升。山脊宽厚，山坡陡峭，形成宽山。岩层主要有砂岩、砾岩，石灰岩，还有煤矿，矿产资源比较丰富。九龙山组以砾岩和凝灰质砂岩为主，解里裂隙不是很发育，岩石比较完整河谷台地主要分布于永定河及其支流清水河河谷两侧，但不连续。永定河洪积冲积平原面积很小，分布于本区东南三家店至卧龙岗一带。永定河河流平缓，两岸大多有山崖峭壁。有许多溢流坝，河底有防泥沙流失的措施。由于西山的不断抬升，河流不断下切，在永定河及其支流两侧不同高度，形成了多层阶地，这些阶地、台地大多土层较厚，水源条件较好。第二节 地层岩性（一）元古界（Pt）元古界在本区只出露震旦系上统（Z3）的下马岭组，龙山组和景儿峪组。分布在下苇一带。1、下马岭组（Zqx）上部为泥质及炭质、板岩，夹有黑色页岩及石英岩；下部为灰色或杂色板状页岩，夹碳质板岩。往下因岩浆侵入破坏，地层发育不全。出露厚度77170m。2、长龙山组（Zqc）顶部为浅绿色板岩及灰黑色钙质页岩；上部为浅灰，褐红硅质板岩与白色石英砂岩；下部为青灰色与灰色石英砂岩，交错层发育。与下付岩层为平行不整合接触。厚137m。3、景儿峪组（Zqj）上部为浅灰色白云岩与绿色，紫色白云岩互层。下部为灰白，浅灰色薄至中层白云岩，含少量黄铁矿晶体。厚170m。（二）古生界（Pz）寒武系下统（1）1、昌平组（c）上部为灰色中层白云岩，巨厚层镁质斑块豹皮状灰岩，中部为深灰色巨厚层灰岩与豹皮状灰岩中层，夹浅灰色白云质灰岩；中部为浅黄色，紫色薄至中层泥质白云岩，白云质泥灰岩；底部为角砾白云质灰岩，角砾成分中有景儿峪的白云岩。中部含三叶虫化石碎片。与下部地层为假整合接触，可见数厘米的风化壳。厚60m。2、馒头组和毛庄组（1m+m2）上部以紫色页岩，紫红色含云母砂质岩，灰绿色页岩为主，夹4 层灰层，见铜砂化。在顶部的一层岩中含三叶化石；中部为浅灰色板状纹带灰岩和灰色厚层白云质灰岩；下部为页岩；底部为紫红色或土黄色巨厚角砾岩，厚达16m。角砾中有下伏岩层之砾石，如黑色燧直径达1030cm，近底部砾石为次圆状，直径数厘米。其厚度变化较大，50185m。寒武系中统（2）1、徐庄组（2x）上部为褐灰色钙质粘土岩、灰绿色粘土质粉砂岩、泥质条带灰岩、夹鲕状豆壮灰岩和竹叶状灰岩，以及少量薄层钙质粉砂岩；中部以深灰色巨厚层鲕状灰岩为主、夹薄层灰岩、含少量泥质条带灰岩、钙质页岩、竹叶状灰岩；下部为深灰色中厚层鲕状灰岩夹灰绿色钙质粘土质细砂岩。含三叶虫化石。含有电石用，熔剂用，水泥用石灰岩。厚21108m。2、张夏组（2z）上部为深灰色厚巨厚层鲕状岩，局部含泥质条带灰岩，岩性稳定，厚度变化不大，含有熔剂用，水泥用石灰岩；下部以灰绿色薄层钙质粉砂质粘土岩、粉砂质泥灰岩、泥质条带灰岩为主，夹鲕状灰岩、豆壮灰岩、结晶灰岩及竹叶状灰岩。本组富含三叶虫化石。厚33267m。寒武系上统（3）1、崮山组（3g ）上部为紫色粉砂质、鲕状灰岩、结晶灰岩、泥质条带灰岩夹竹叶状灰岩及少许钙质粘土岩；下部为灰色泥质条带灰岩、鲕状灰岩、条带状结晶灰岩夹竹叶状灰岩。含三叶虫化石。厚59m。2、长山组（3o ）绿灰色泥灰岩、浅灰色条带灰岩及竹叶状灰岩、下部有时夹少许灰绿色粘土岩；底部为浅玫瑰色细晶白云岩夹竹叶状灰岩、竹叶状砾石具紫红色氧化圈。本组夹几层生物碎屑灰岩，富含三叶虫及腕足类化石。厚29m。3、风山组（3r ）上部为灰色中层含白云质灰岩，厚层泥质条带灰岩夹竹叶状灰岩及黑色薄板状灰岩；下部为灰色巨厚层泥质条带灰岩、局部含白云岩、夹大量竹叶状灰岩、底部见含铁质的紫红色条带。下部含三叶虫化石，如索克虫，北京济南虫等。厚7997m。奥陶系（O）奥陶系下统（O1、冶里组（O2y）奥陶系深灰，灰黑色中厚层灰岩、夹层黄色含白云质条纹灰岩、竹页灰岩及钙质页岩；下部以浅灰色、灰白色巨厚层细晶灰岩为主、质量好，为本区重要的电石用石灰岩层位。厚46110m。2、亮甲山组（O11）上部以灰，灰黑中层白云质灰岩，含灰质白云岩，粘土质白云岩为主，普遍含燧石团块或燧石条带，其上多为玫瑰色燧石，其下多为黑色燧石，顶部白云岩局部为角砾状；下部为灰黑色厚层巨厚层含燧石条带或团块灰岩夹中层泥质条纹灰岩。竹叶状灰岩及少量白云质灰岩，页岩。含大量动物化石。厚168252m。中奥陶统（O1、下马家沟组（O2x）上部以黑色厚层灰质白云岩为主，夹巨厚层含白云质灰岩。稍下为浅灰，灰黄色厚层含白云质灰岩。灰黑色巨厚层灰岩和粘土质灰岩；上部为灰黑色巨厚层含砂白云质灰岩，花斑状白云质灰岩为主；下部为灰黑色角砾状白云质灰岩，白云质粘土质灰岩及灰黑色巨厚灰岩，底部有灰色角砾状泥质白云质灰岩。厚200222m。2、上马家沟组（O2z）上部灰色中层微晶灰岩，含生物碎屑白云质灰岩为主，夹角砾状灰岩，角砾状白云岩；中部以灰黑色厚巨厚灰岩，花斑状灰岩，含生物碎屑粘土质灰岩和含白云质灰岩为主，夹含粉砂灰质白云岩，下部含燧石；下部为角砾状含白云质泥质灰岩，角砾状灰质白云岩为主，夹薄层白云质灰岩，钙质页岩，薄层白云岩，底部为浅灰，灰黄色厚层钙质角砾岩。含动物化石。厚182200m。石炭系（C）中石炭统（C2）1、本溪组（C2b）主要为深灰色粉砂岩与灰色细砂岩互层，夹粘土岩，中粗粒砂岩，三好砾岩及泥灰岩14层，常含12 层煤线及劣质煤层。泥灰岩中含有丰富的海相化石；底部常见底砾岩和鸡窝状山西式铁矿。下部泥质岩受变质作用较明显，含有大量硬绿，泥石晶体和少许绢云母，底部变质成硬绿泥石角岩。厚1885m。与下伏岩层为平行不整合接触关系，有时可见古风化壳。石炭系上统（C1、太原组（C3t）以深灰，灰黑色粉砂岩为主，夹有细砂岩及少量中粒砂岩。上部夹有砾岩透镜体，下部夹有泥灰岩12 层。泥灰岩中含海相动物化石纺锤虫，厚壁珊瑚及海百合茎等。本组以一层灰色硬砂岩与下伏本溪组分界，该砂岩具交错层理和波状层理，富含铁质，风化后呈黄褐色，有时相变为砾岩。本组为重要含煤地层，主要可采煤13 层，煤层底板常为粘土岩。本组富含植物化石。厚38176m。二迭系（P）二迭系下统（P1、山西组（P1S）上部为灰色粉砂岩与灰绿色砂岩互层为主，夹有砾岩。底部常有一层灰白色厚层砾岩，砾石成分以石英为主，燧石次之，砾径一般0.5cm 左右，厚1-10m。下部主要为深灰色粉砂岩与灰色细砂岩，夹灰黑色粘土岩，灰色硬质砂岩及14 层砾岩，砾岩中常含钙质结核。含薄煤13 层，有时达到可采厚度。本组底部砾岩较稳定，一般为灰色厚3-10m。砾石成分主要为燧石和石英岩。含植物化石。本组厚度变化较大，杨家屯一带最厚可达321m。厚38321m。2、红庙岭组（P1h）主要为肉红，砖红色或浅绿色石英砂岩、夹粉红、暗紫、紫红色细砂岩，页岩、叶腊石化页岩；底部一般为肉红，灰白色石英砂岩，常含石英岩细砾石，有时相变成砂砾岩或砾岩厚（26m）。红庙岭组总的趋势是东厚西薄，杨家屯一带最厚为172m。厚49172m。二迭系下统（P2）1、双泉组（P2s）主要为灰绿色，紫色凝灰质板岩和粉砂岩，其中常夹一层厚58m 的灰白，绿色砾岩或砂岩，据此砾岩可分为上下两部。上部为灰绿。棕黄色凝灰质砂质板岩及粉砂岩互层。近底普遍有一层暗紫色叶腊石化页岩，可作为标志层，其下以一层石英砂岩或砾细砂岩与红庙岭组分界，含砾粗砂岩底部可见凹凸不平的冲刷面。本组横向变化大，总趋势是东厚西薄。厚187218m。（三）中生界（NZ）侏罗系下统（J1）1、南大岭组（J）为深绿、灰绿、暗紫色玄武岩，夹灰白色凝灰岩，暗紫或土黄色页岩及火山凝灰角砾岩，砂岩等。玄武岩中气孔和杏仁构造发育，充填物有石英，方解石，蛋白石，绿帘石等；柱状节理发育，球形风化明显。页岩中含植物化石。本组厚度变化较大，自东向西变薄。与下伏岩层为平行不整合接触，厚236767m。2、窑坡组（J1y）本组为京西侏罗纪煤田的主要含煤底层。上部主要为灰黑色薄层粉砂岩，中层炭质粉砂岩，与灰白，褐黄色中厚层细砂层互层，夹中，粗粒砂岩和长石砂岩，岩性下部较上部粗。菱铁矿普遍发育。岩石大多遭受变质，常见云母化，绿泥石化，硅化和千枚岩化。本组富含植物化石。含煤情况自东向西减好，九龙山地区未见主要可采煤层。厚105298m。下部为灰黄，灰绿，灰黑色中厚层细砂岩与灰白，黄绿，灰黑色薄中层粉砂岩互层，夹中粗粒长石砂岩和页岩，韵律结构清楚，岩石多遭变质，片理化，绢云母化，硅化发育；最底部常变质为硬绿泥石岩和硬绿泥石角岩。本段为主要含煤地层，煤层多质量好，为主要开采对象。一般可采煤112 层，其中主要可采者35 层，以无烟煤为主，有少量为主，有少量烟煤。本组与下伏地层为假整合接触，厚205679m。1、龙门组（J21）灰黑色，黑色粉砂岩，炭质粉砂岩与灰，绿灰粉砂砂岩，含砾粉岩互层，夹灰色砾岩，个别地区有层煤和煤线，局部可采。本组韵律较明显，砾岩层数变化较大（18 层）不易对比，但底砾岩普遍发育，且较稳定（厚210m），地貌上形成陡坝。底砾岩中成分较复杂，变化也较大，一般以石英岩，石英砂岩，燧石为主，尚有黑色页岩，紫红色粉砂岩等，砾石分选差，磨圆度中等，接触式胶结，胶结物为铁质。绿泥石，绢云母。岩性和厚度横向变化较为显著，九龙山南坡厚度较大，达282m，本组富含植物化石。与下伏地层呈假整合接触。厚103282m。侏罗系上统（J1、九龙山组（J2j）上部为紫红色凝灰质砂岩，凝灰质含粉砂泥岩及凝灰质粉砂岩，夹含砾火山岩屑砂岩；中部以紫红，灰绿色凝灰质劝砂岩，粉砂岩为主，夹多层砾岩，含砾粗砂岩及页岩；下部以灰白，灰绿，黑灰色凝灰质砂岩为主，夹粉砂岩及砾岩；底部砾岩普遍发育，砾岩成分较复杂，主要有石英岩，石英砂岩，燧石，花岗岩，长石及粉砂岩等，见植物化石碎片。本组岩性及厚度变化均较大，九龙山一带由于剥削上部未保存，厚度也相对较薄，仅400 余米。本组与下伏地层呈假整合或角度不整合接触关系，并超复在不同时代的较老地层之上，为在九龙山及香峪大梁北麓，盖在下侏罗统及上古生界之上；军庄西大牛道山附近超覆在寒武系之上；厚3001520m。（四）新生界（KZ）第四系（Q）：成因类型有残积，坡积，冲积和洪积等。岩性主要为亚砂土，粘土和粗，中细，粉砂和砂砾石。最大厚度在永定河河谷中，达40.4m。第四系主要分布在山坡，山前及永定河谷和山间沟谷地带。第三节地质构造实习地区为一较大的复向斜构造，走向北东东南西西向，次级褶皱近东西走向，并向东倾伏。较大的褶曲北部有灰峪向斜，军庄背斜。中部有九龙山香峪大梁向斜和城子背斜。南部有门头沟倒转向斜和中泗沟背斜。较小的褶曲还有很多，如野溪的扇形褶曲，箱形不协调褶曲以及一系列正常褶曲等。主要压性断层与褶皱轴向一致，而张性断列则与之成较大角度。（一）褶皱构造1、灰峪向斜核部由太原组（C3t）的砂页岩组成，北翼为太原组没系地层及奥陶系和寒武系组成，南翼仅由出露太原组煤系地层。两翼倾角不等，北陡南缓。为不对称向斜。向东南方向倾斜。2、军装北斜核部由奥陶系灰岩组成，两翼为石炭系地层。两翼不对称，北陡南缓。南翼为断层冲断，产状较乱。3、九龙山香峪大梁向斜该向斜规模较大，褶曲轴走向北东东南西西向。由九龙山向东跨过永定河延伸到香峪大梁。九龙山和香峪大梁为永定河河谷错断。东段：为香峪大梁向斜（香峪向斜），核部由九龙山组的凝灰质砂砾岩组成。两翼岩层不对称，北翼未见下侏罗统的煤系地层出露。两翼岩层倾角不等，南翼较缓为一不对称向斜。西段：为九龙山向斜4、城子背斜核部由窑坡组（J1y）的煤系地层组成。两翼分别为龙门组（I21）和九龙山组（J2j）的地层组成。两翼倾角相近，为一对称背斜。褶曲轴线走向东西，向东倾付。两翼为断层冲断。5、门头沟倒转向斜该向斜位于门头沟中，但大部分已被剥削掉，不易看的清楚。核部为九龙山组（J2j）组成。从九龙山向南还有一系列倒转构造。6、中泗沟背斜核部为二迭系双泉统（P2s）的砂页岩和砾岩组成。两翼为南大岭组（J）的玄武岩。两翼对称。（二）断裂构造本区主要断裂构造线的走向与主要褶皱轴向近于一致，多属压性或压扭性断裂，亦有张性断裂存在。1 城子断层位于城子沟西南坡。断层线走向为北西南东方向。断层证据：1）地层走向中断；2）窑坡组（J1y）地层重复出现；3）龙门组（J1i）的砾岩盖在窑坡组（J1y）底部砾岩之上；4）九龙砾岩（J2j）和龙门组（J1i）千枚状页岩走向接触；5）断层破碎带的存在；6) 断层泉的出露。2 龙泉务断层位于龙泉务村南大沟东侧。断层线走向近南北方向。断层证据：1) 地层走向中断（石炭系上统太原组（C3）的砂页岩走向中断，直接与侏罗系下统南大岭组的玄武岩直接接触。2)“三相点”。石炭系上统太原组（C3）的砂页岩走向与二迭系下统红庙组（P1h）的红庙岭砂岩和侏罗系下统南大岭组（J）的玄武岩，三个时代不同岩性的岩层直接接触。断层的性质不明，产状不清。据推测为一张性断层。3 玻璃渠断层位于玻璃渠村之南，九龙山北坡。断层线走向为北东南西向。破碎带宽2030m。为区域性断层。断层证据：1) 地层的缺失二迭系上统双泉组（P2s）的地层，红庙岭组（P1h）与侏罗系下统窑坡组（J1y）直接接触。2) 断层构造岩的存在断层角砾岩明显。3) 有大量断层擦痕。4) 地貌上的孤山和沟谷。地层产状：340 o50 o断层性质：压扭性的冲断层。4 三家店断层位于河东三家店村之北两个铁路燧洞之间。断层线走向近东西。断层证据：1) 地貌上形成沟谷。2) 构造岩明显。3) 断层面上有大量擦痕，阶步和石英膜。4) 断层面两盘地层不连续，明显错开。断层产状：354o80 o断层性质：压扭性冲断层，构造岩剖面（自南向北）1）灰白色角砾岩厚11.5cm,角砾直径2.53cm。2）灰白色角砾岩，厚9cm，砾径0.8cm。3）灰绿色角砾岩，厚13.8cm，砾径1cm。4）灰白色角砾岩，厚12cm，砾径2cm。5）灰白色角砾岩，厚20cm，砾径4.5cm。6）灰白色断层泥，厚3.5cm。7）褐红色角砾岩，厚11cm，角砾呈长条片状，长3.5cm，厚1.5cm，平行断层面排列。8）黑绿色块状角砾岩，总厚1.88m，其中可分出多层角砾，每层厚（长）16.5cm，角砾呈长条状，宽和厚各约10cm 排列方向几乎与断层面垂直。该层为一基性岩墙。第四节 三家店水坝轴线工程地质条件一、地形地貌三家店水库右坝尖最高高程为182.6米，河谷最低点为116米，高差为80米左右，不是很大。边坡的坡脚为30左右，也不是很大。二、地层岩性坝区岩性为南大龄组的辉绿岩，表面存在风化层，风化层厚度约为5至10米。新鲜面为灰绿色，其他为黑色或土黄色。辉绿岩属于浅成火成岩，没有层理，多为整体的一块。由于火成岩易风化，故风化严重，一打就碎。岩石为隐晶质结构，属于浅成侵入体。有杏仁构造以及气孔构造，节理非常发育。三 地质构造南面为九龙山向斜，岩层倾向下游，这对坝的防渗十分不利。而岩层的走向与坝轴线平行，这又对坝的防渗有利。坝址上游有魁星阁断层，可能会影响坝址的稳定性，这还需要作进一步的考察与分析。四、物理地质南大岭组的辉绿岩风化严重。五、水文地质坝肩为南大岭组辉绿岩，属于火成岩，单位吸水量小，不易渗漏。河床一部分为辉绿岩，一部分为石炭二叠系砂岩，砂岩结构不紧密且单位吸水量大，有可能造成渗漏，需要进行相关处理。六、边坡条件三家店水库依托有利的地形，利用两岸的高山作为坝肩，岩性均为玄武岩，强度较高，干抗压强度可达2767公斤/厘米2，湿抗压强度也在100公斤/厘米2以上，局部岩性破碎段在548-787公斤/厘米2，岩石强度可以满足要求，右坝肩地形坡度较缓，没有大的断裂构造，坝肩稳定性较好。左坝肩地形陡峭，岩层节理发育，又有小断层分布，且表面岩石风化严重，由于近期雨水充沛边坡上及岩石夹缝中植被生长茂盛。稳定性分析:由赤平投影图可知，两组软弱面的交点在赤平投影图中，边坡面投影图的另外一侧，这是软弱组合交线倾向坡里，很稳定。综上所述北京西山的九龙山、愁儿岭和香峪大梁一带在仅仅考虑地质条件的情况下可以修建大型水库。结束语在实习进行的过程中，我遇到的最主要的困难就是脑子里没有像样的知识网络或者说是地质体系，由这所引发的一系列问题才是我处处碰壁的原因所在。在野外观察，信息量繁重，干扰条件太多，自己没有坚硬的理论来作为依托是根本不行的。虽然旁边有老师的细心启发和讲解，可是在野外还不像在教室，书本就放在面前触手可及的地方，随时可以翻查自己不懂的知识点，一旦知识点反映不过来，再加上野外实地中必须去掉相当大一部分无关的现象，才能中从挑选出有价值的信息。对于我来讲，没有雄厚的知识储备做铺垫，无怪乎会产生对老师的启发询问产生不知所措的感觉了。 在野外实地观测，一个观察点和下一个观察点之间应该相隔很长的距离，更有甚者一天就只能观察一个地点，而每一个点都有其特殊的成因，构造，形态，以及以后将会产生的变化等等，所以对于每一个观察点的记录与测量都是相当重要的，这是为以后的进一步分析整理得到结论都是至关重要，由于是第一次野外实习，野外行动，记录，测量都没有任何经验，完全靠老师的讲解才能记录，对于有些测量还得在老师的帮助之下才能完成得到数据，这些都是缺少实习经验所致，尚可理解，可是有了这次经验之后，对于以后学习及野外实习便能有更好的指导。界系统组层号岩性符号厚度(m)岩性描述新生界 k2第四系Q25粘土、亚粘土、亚砂土、砂层和砂砾卵石层中生界 M2侏罗系JJ2j九龙山组243001520紫色和灰绿色凝灰质砂岩、粉砂岩和砾岩。底砾岩普遍发育，砾石成分复杂，主要有石英岩，石英砂、燧石、花岗岩、长石粉砂岩等。J1l龙门组23103282灰黑色、黑色粉砂岩、炭质粉砂岩含砾岩砂岩互层J1y窑坡组22205679主要为灰黑色薄层粉砂岩、中层炭质粉砂岩与灰白褐黄色中厚层细砂岩互层，夹粗粒砂层岩、长石砂岩和黄绿色泥质页岩。含可采煤层 1-12 层J南大岭组21236767深绿、灰绿色和紫色玄武岩，夹火山凝灰质角砾岩，气孔和杏仁状构造成层分