嵩山地质地貌

前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3第一篇地质一.嵩山地区的地质概况„„„„„„„„„„„„„„„5二.嵩山地区的地质研究现状第一节.岩石„„„„„„„„„„„„„„„„6第二节.构造„„„„„„„„„„„„„„„10第三节.地层„„„„„„„„„„„„„„„12第四节.矿产资源„„„„„„„„„„„„„13第五节.地质发展历史„„„„„„„„„„„13第二篇地貌一(嵩山地区地貌水文的特征概述„„„„„„„14二(嵩山地区的地貌研究现状„„„„„„„„„14第一节(构造地貌„„„„„„„„„„„„„14第二节(流水地貌„„„„„„„„„„„„„15第三节(黄土地貌„„„„„„„„„„„„„结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18前言“天心地胆藏神奥，无限风光在嵩山;地学百科露峥嵘五代同堂显奇观”实习归来，嵩山依然在我脑海中不断闪现，挥之不去，恍如昨天。为了加强对《地质学》和《自然地理学》课本基础知识的理解，把课堂上学习的理论与实践相结合，对于我所学的专业来说，实习必不可少。4月16号，和大多数同学一样，我怀着一颗激动的心，在江福建、蒋国富等老师的带领下，经过一天的长途跋涉，终于来到了我们学院的实习基地—登封。这次实习共七天。4月17号上午我们先是来到菜园街菜园桥附近观察了洪积扇的下部，然后到玉皇庙观察正断层并采集了沙砾岩标本。下午我们观察了洪积扇的上部，接着参观了古代著名的四大书院之一--嵩阳书院和嵩山地质博物馆，最后又爬山来到老母洞南的逍遥洞，观察岩墙、采集标本，画了素描图。4月18号到中岳庙后山观察了背斜，采集了石英岩、千枚岩标本。下午参观了著名的道教宫观—中岳庙(如图1-1)4月19号到市西郊外，观察了花岗岩、花岗片麻岩和麦饭石等，并采集了岩石标本。20号上午到大金店乡陈楼村附近采集了古生物化石、石灰岩和粗粒砂岩，观察了黄土地貌和单面山。下午到颍河小桥和耿庄分别观察了河谷地貌和夷平面，最后又到登封市气象局进行了实地考察。21号主要是参观游览了驰名中外的少林寺景区。本次实习的主要内容和意义是学会辨别几类典型岩石的特征，掌握地质野外实习的基本方法懂得如何正确使用地质锤，罗盘，放大镜。对实习地区的地层、岩石、地质构造有基本的了解，在实践的基础上加强对课本知识的理解，理论知识到野外能够解释多种现象，以实践促学习，加强和培养学生的实践能力。通过实习，培养出用地质观点观察和分析实际问题的能力，学会观察分析褶皱、断裂特征，辨认和分析河流地质作用的能力，从而进一步明确了地质及自然地理与现实紧密结合的治学思想。嵩山耸立于中原地区的中部、河南省登封市境内，地理坐标为东112?44,,113?01,，北纬34?27,,34?33,，位于秦岭造山带中部东段。她层峦叠嶂，气势磅礴(如图1-2)，整个山脉东西绵延近百千米，南北宽20千米。她西起古都洛阳龙门，东至密县白寨，北依黄河，南横颍水，面积达三千多平方公里，为我国著名五岳之一——中岳。登封市是省级历史文化名城，历史悠久，是全国著名的“文物之乡”和“武术之乡”。据史书记载，中国第一个奴隶制国家夏王朝最早在阳城(今告成镇)建都(禹都阳城)，西汉武帝刘彻游嵩山，正式设立崇高县，隋代改为嵩阳县。公元696年，武则天登嵩山、封中岳，大功告成，改嵩阳县为登封县，改阳城县为告成县，金代将两县合并为登封县，1994年5月30日经国务院批准登封县撤县设市。嵩山位于华北地台南缘，古老的前寒武系和相伴而生的岩浆岩出露良好，各期构造运动形迹清晰可辨，展示了近三十亿年的漫长地质发展史，堪称前寒武系构造典型发育地区之一。完整的地层序列，错综复杂、纷繁多姿的构造形迹以及蕴藏着的丰富矿产资源，使她成为了“世界地质公园”，也成了中外地质学家崇敬和注目的地质场所。嵩山地质具有得天独厚之处，素有“地质博物馆”之称。地层从太古界到新生界都有出露，可谓“五世同堂”，三大类岩石发育齐全，褶皱、断裂构造形迹纵横展布，反映历次构造运动的不整合面发育典型、出露集中，古生物化石、溶洞奇观、古冰川遗迹等基础地质内容极其丰富，煤炭、铝土矿等矿产资源亦颇可观;嵩山自然风光秀丽，奇峰异谷嶙峋，流泉飞瀑潺潺，植被繁茂，古木参天，已被林业部列为国家级森林公园;嵩山地处亚热带与暖温带过渡地带，夏季凉爽，冬季温和，四季如春;嵩山介于古代都城洛阳、开封、新郑、许昌之间。嵩山上有72峰、下有72寺庙，有世界上重要的天文遗迹，有新石器遗址。嵩山还是中国佛教禅宗的策源地和少林武术之乡。所以说嵩山既是探索地球发展历史的窗口，也是中华民族灿烂文化的缩影，蕴藏着极为丰富的地质资源，是开展地质实习不可多得的宝地。从地层时代看，太古代、元古代、古生代、中生代、新生代地层都有出露;从岩性看，岩浆岩、沉积岩、变质岩种类多样，在中国北方具有代表性;古生物化石方面，具有鉴定时代意义的标准化石。褶皱方面，区域性构造如登峰大背斜、颍阳—石道向斜、嵩山复背斜、五指岭复向斜等，种类齐全;断裂方面，如断裂破碎带、正断层、逆断层、平推断层、多成因断层、推覆构造以及断层摩擦镜面、擦痕、构造岩等都能看到，这些地质地貌现象的发育、记录、保存、出露都很完好而且典型，是观赏和研究基础地质的理想课堂。诸多经典地质现象的相对集中性，使嵩山地质作为教学实习、旅游观赏资源成为可能。自然风光与人文风光的重叠为嵩山地质资源的开发提供了无限广泛的前景。我们在观赏地质景观的同时，还可以欣赏各种优美壮观的自然景色，研究佛、道、儒三教历史及活动遗迹，考察古代建筑艺术，学习欣赏古书法、绘画、雕塑艺术，对中华民族及其文化发展历史进行考证，了解灿烂的中华文化，进行爱国主义教育等活动。这样，嵩山的地质景观增添了嵩山旅游活动的科学内容，而嵩山的人文风光又为开发嵩山地质教学资源提供了更加广阔的前景，二者之间互补互济，相得益彰。嵩山保存着地球自有据可靠、有案可查的太古代至今的发展演化历史记录，同时也保存着中华民族自石器时代以后的历朝历代，直到抗日战争时期的文化遗迹。嵩山自然景观和人文景观是自然史和人类史的两个历史画卷。为此说嵩山是探索地球发展史的窗口并不过分。嵩山教学景观可谓大而全。几十年来许多中外地质学家慕名而来，相继而至，不辞辛苦，足遍本区，对区内地层和构造进行了大量的研究。1950年，张伯声对嵩山进行地质调查，确立了“嵩阳运动”;1954年，张尔道在嵩山地区地质调查确立了“中岳运动”，1958,1959年王曰伦等对嵩山地区进行路线地质研究，提出了“少林运动”的存在;1958年以来马杏垣等对五佛山的层序划分和嵩山构造变形史进行了详细研究，建立了区内“重力滑动构造系统和模式”，以上这些研究奠定了嵩山地区的地质研究基础。国科学院地质研究所，地质科学院地质研究所、贵阳地球化学研究所、宜昌地质矿产研究所、北京(武汉)地院、西北大学、南京大学、西安地院以及省内各系统的有关科研、教学和生产单位，尤其是南阳师院从78年几乎每年都来考察，对本地区投入了大量的工作，出版和发表了数以百计的研究专著和论文，大大提高了嵩山地区地质研究程度。第一篇地质一(嵩山地区的地质概况嵩山耸立于中原地区的中部，位于秦岭造山带中部东段。她层峦叠嶂，气势磅礴，整个山脉东西绵延近百千米，南北宽20千米。她西起古都洛阳龙门，东至密县白寨，北依黄河，南横颍水，面积达三千多平方公里，为我国著名五岳之一——中岳。嵩山位于华北地台南缘，古老的前寒武系和相伴而生的岩浆岩出露良好，各期构造运动形迹清晰可辨，展示了近三十亿年的漫长地质发展史，堪称前寒武系构造典型发育地区之一。完整的地层序列，错综复杂、纷繁多姿的构造形迹以及蕴藏着的丰富矿产资源，使她成为了“世界地质公园”，也成了中外地质学家崇敬和注目的地质场所。嵩山地质具有得天独厚之处，素有“地质博物馆”之称。地层从太古界到新生界都有出露，可谓“五世同堂”。形成于27亿年前的太古代岩层被称为“登封群”，厚3200m，距今21,19亿年的元古代形成的浅海岩类称为“嵩山群”，总厚度2560m。形成于14,8亿年前的中元古代后期和新元古代地层称为“五佛山群”，厚度1000米左右。形成于6.5,5.8亿年前、沉积有山岳冰川、厚度20,50米的称为“圆轴冰积层”。形成于5.43,4.9亿年前的寒武纪的发育完整，化石丰富，以灰岩、页岩、白云岩为主，含有三叶虫化石，800米厚，奥陶纪地层以页岩、灰岩、白云岩为主，厚92米。形成于4.1,2.5亿年前的晚古生代、石炭纪地层含有铝土矿、赤铁矿，二叠纪地层含有砂岩、页岩、煤炭和丰富的植物化石，厚988米。形成于2.5,0.65亿年前的中生代嵩山只沉积了三叠纪地层，缺失了白垩纪、侏罗纪地层，以砂岩和炭质页岩为主，也有油页岩，厚1195米。形成于0.65亿的新生代至今的地层含有围岩、砂砾岩、亚黏土和黄土。三大类岩石发育齐全，褶皱、断裂构造形迹纵横展布，反映历次构造运动的不整合面发育典型、出露集中，构造以褶皱为主，断裂次之，最大的褶皱为登封大背斜、五指岭大向斜，两大断裂将嵩山分为太室山、少室山和五指岭三部分，地壳运动显著，主要有三次古代运动(嵩阳运动、中岳运动、少林运动)。古生物化石、溶洞奇观、古冰川遗迹等基础地质内容极其丰富，煤炭、铝土矿等矿产资源亦颇可观;嵩山自然风光秀丽，奇峰异谷嶙峋，流泉飞瀑潺潺，植被繁茂，古木参天，已被林业部列为国家级森林公园;嵩山地处亚热带与暖温带过渡地带，夏季凉爽，冬季温和，四季如春;嵩山介于古代都城洛阳、开封、新郑、许昌之间。嵩山上有72峰、下有72寺庙，有世界上重要的天文遗迹，有新石器遗址。嵩山还是中国佛教禅宗的策源地和少林武术之乡。所以说嵩山既是探索地球发展历史的窗口，也是中华民族灿烂文化的缩影，蕴藏着极为丰富的地质资源。二.嵩山地区的地质研究概况嵩山保存着地球自有据可靠、有案可查的太古代至今的发展演化历史记录，同时也保存着中华民族自石器时代以后的历朝历代，直到抗日战争时期的文化遗迹。几十年来许多中外地质学家慕名而来，相继而至，不辞辛苦，足遍本区，对区内地层和构造进行了大量的研究。1950年，张伯声对嵩山进行地质调查，确立了“嵩阳运动”;1954年，张尔道在嵩山地区地质调查确立了“中岳运动”，1958,1959年王曰伦等对嵩山地区进行路线地质研究，提出了“少林运动”的存在;1958年以来马杏垣等对五佛山的层序划分和嵩山构造变形史进行了详细研究，建立了区内“重力滑动构造系统和模式”，以上这些研究奠定了嵩山地区的地质研究基础。国科学院地质研究所，地质科学院地质研究所、贵阳地球化学研究所、宜昌地质矿产研究所、北京(武汉)地院、西北大学、南京大学、西安地院以及省内各系统的有关科研、教学和生产单位，尤其是南阳师院从78年几乎每年都来考察，对本地区投入了大量的工作，出版和发表了数以百计的研究专著和论文，大大提高了嵩山地区地质研究程度。第一节岩石一(岩浆岩岩浆岩是由在地幔或地壳深处形成的岩浆(以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠、含有挥发分的熔融体)沿地壳薄弱地带上升逐渐冷凝固结形成的岩石。如果岩浆上升未达到地表即已冷凝，则称为侵入活动，由此形成的岩石称为侵入岩。如果岩浆沿构造裂隙上升，由火山通道喷出地表，称为喷出活动，由此形成的岩石称为喷出岩。侵人岩根据形成的深度可分为深成侵入岩(地表3km以下)和浅成侵入岩(地表3km以内)。喷出岩又可分为两种:一种是从火山喷发溢流出的熔浆冷凝而成的岩石叫熔岩，另一种是火山喷发出来的各种碎屑物质组成的岩石叫火山碎屑岩。1.花岗岩花岗岩是分布最广的深成酸性岩类，其分布面积占所有侵入岩面积的80%以上。主要有钾长石、富钠斜长石、石英组成，其中二氧化硅含量多在70%以上，并含有少量黑云母和角闪石。通常钾长石多于斜长石，石英可达20%以上。如果钾长石与斜长石约略相等，称石英二长岩。如果斜长石多于钾长石，且暗色矿物增多，称花岗闪长岩。花岗岩按所含矿物种类可分为黑云母花岗岩、白云母花岗岩、角闪花岗岩、二云母花岗岩等;按结构构造可分为细粒花岗岩、中粒花岗岩、粗粒花岗岩、斑状花岗岩、似斑状花岗岩、晶洞花岗岩等;按所含副矿物可分为含锡石花岗岩、含铌铁花岗岩、含铍花岗岩、锂云母花岗岩、电气石花岗岩等。其中变质的花岗岩叫花岗片麻岩。花岗岩是一种分布广泛的岩石，各个地质时代都有产出。形态多为岩基、岩株、岩钟等。在成因方面，有人认为花岗岩是地壳深处的花岗岩浆经冷凝结晶或由玄武岩浆结晶分异而成。也有人认为是区域变质和交代作用所引起的花岗岩化作用的结果。花岗岩岩体在我国约占国土面积的9,，达80多万平方公里，尤其是东南地区，大面积裸露各类花岗岩体，可见其储量之大。据不完全统计，花岗岩石约有300多种。其中花色比较好的列举如下:红系列有:四川的四川红、中国红;广西的岑溪红;山西灵邱的贵妃红、桔红;山东的乳山红、将军红等。黑系列有:内蒙古的黑金刚、赤峰黑、鱼鳞黑;山东的济南青等。绿系列有:山东泰安绿;江西上高的豆绿、浅绿;安徽宿县的青底绿花;河南的浙川绿等。花系列有:河南偃师的菊花青、雪花青、云里梅;山东海阳的白底黑花等。4月19日上午我们在登封市西边约6公里的教练场实习了花岗岩，我们主要见到了4中花岗岩，柔红色的、黑色的、灰白色的、黑色的，如红色的最为常见，绿色的最为少见，建筑材料以绿色的为最好，花岗岩中黑色的物质主要是角闪石和黑云母，粒状为角闪石，片状为黑云母。除了采集花岗岩标本外，我们还采集了花岗岩变质后的岩石—花岗片麻岩。花岗岩标本描述:颜色有肉红、灰白等色;主要由钾长石(正长石)、(富钠)斜长石、石英组成，并含少量黑云母或角闪石。花岗结构，块状构造。2.辉绿岩辉绿岩是一种基性浅成侵入岩。深灰、灰黑色。主要由辉石和基性长石组成，含少量橄榄石、黑云母、石英、磷灰石、磁铁矿、钛铁矿等。基性斜长石常蚀变为钠长石、黝帘石、绿帘石和高岭石;辉石常蚀变为绿泥石、角闪石和碳酸盐类矿物。按次要矿物的不同，可分为橄榄辉绿岩、石英辉绿岩等。常以岩床、岩墙、岩脉形态产出。是铸石原料。质地均匀、无裂纹者可做石材原料，细粒者尤佳。在登封逍遥沟有一处辉绿岩墙(如图2-1)大约宽8-10m，高约36米。由于受到岩墙积压呈破碎状，节理发育，严氏硬度大。呈灰黑色，细粒全晶质构造。岩墙为太古代登封群条带状混合岩。岩墙与围岩成不整合关系界限分明。岩墙产状:倾向:NE85?倾角:56?走向:SE175?/NW355?辉绿岩标本描述:所采集到的辉绿岩新鲜面为灰绿色，风化后为黄褐色，成分为富钙斜长石，辉石及少量角闪石和橄榄石，细粒结构，板状构造。条带状混合岩标本为褐色、灰色、白色，成条带状排列，成分主要为长石、云母、石英等，粒状变晶结构，板状构造。岩浆作用与板块构造地球内部的温压条件与岩浆的形成有着明显的关系。岩浆是一种炽热的，具有极强活动力的熔融体。通常在地下深处高温高压下岩浆形成时，与周围环境处于平衡状态。但一旦岩石圈发生破裂或产生压力差，平衡被打破，岩浆就会上升。由于受到上覆地壳的挤压，一部分岩浆在地壳深处缓慢冷却结晶，一部分可以达到离地表较近的浅处较快冷却结晶，或者冲破地壳以火山的方式喷溢出来迅速冷却。岩浆上升的过程中慢慢的冷却并与周围的岩石融合，这种现象就叫岩浆侵入与围岩接触。4月17日下午我们在登封逍遥沟实习了岩浆侵入与围岩接触，侵入体为辉绿岩(基性浅成岩)，围岩为条带状混合岩，属于登封群，岩墙与围岩接触分明为节理发育，形成于太古宙时代，我们按要求采集了辉绿岩与条带状混合岩标本，辉绿岩新鲜面为灰绿色，风化后为黄褐色，成分为富钙斜长石，辉石及少量角闪石和橄榄石，细粒结构，板状构造。条带状混合岩标本为褐色、灰色、白色，成条带状排列，成分主要为长石、云母、石英等，粒状变晶结构，片麻构造。附岩浆侵入与围岩接触素描图(图2-1)二(沉积岩沉积岩来自于岩石和有机物的碎片，叫做沉积物，是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体。它是在地表或接近地表常温常压条件下(-70,200?，一至十几大气压)，由风化作用，生物作用和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用形成的。沉积和成岩等一系列地质作用形成的。在百万年期间积聚成堆。这些紧密的岩石比火成岩更易弯曲。像沙，盐，粘土，砂岩，炭和石灰石都是例子。沉积岩的体积只占岩石圈的5%，但其分布面积却占陆地的75%，大洋底部几乎全部为沉积岩或沉积物所覆盖。沉积岩不仅分布极为广泛，而且记录着地壳演变的漫长过程。目前已知，地壳上最老的岩石，其年龄为46亿年，而沉积岩圈中年龄最老的岩石就36亿年(苏联克拉半岛)。沉积岩中蕴藏着大量的沉积矿产，如煤，石油，天然气，盐类等，而且铁锰铝铜铅锌等矿产中沉积类型的也占有很大的比重。同时，沉积岩分布地区又是水文地质和工程地质的主要场所。因此，研究沉积岩，对发展地质科学的理论寻找丰富的沉积矿产以及水文地质和工程地质工作均具有重要意义。主要特征::?层理构造显著;?沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石;?有的具有干裂、孔隙、结核等。常见的沉积岩有:直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩，由2毫米到0.05毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩，由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩，由方解石为其主要成分，硬度不大的石灰岩等。物质来源:1、风化作用，它包括机械风化、化学风化和生物风化。机械风化是以崩解的方式把已经形成的岩石破碎成大小不同的碎屑;化学风化是由于水、氧气、二氧化碳引起的化学作用使岩石分解形成碎屑;细菌、真菌、藻类等生物风化作用也能分解岩石;2、火山爆发喷射出大量的火山物质;3、植物和动物有机质在沉积岩中也占有一定比例。沉积岩的分类:以物质来源为主要考虑因素的分类，沉积岩被分成三类，即由母岩风化物质、火山碎屑物质和生物遗体形成的不同沉积岩。母岩分化产物形成的沉积岩是最主要的沉积岩类型，包括碎屑岩和化学岩两类。碎屑岩根据粒度细分为砾岩、砂岩、粉砂岩和黏土岩;化学岩根据成分，主要分出碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、硅岩和其他一些化学岩。砾岩是粗碎屑含量大于30%的岩石。绝大部分砾岩由粒度相差悬殊的岩屑组成，砾石或角砾大者可达1米以上，填隙物颗粒也相对比较粗。具有大型斜层理和递变层理构造。砂岩在沉积岩中分布仅次于黏土岩。它是由粒度在2,0.1毫米范围内的碎屑物质组成的岩石。在砂岩中，砂含量通常大于50%，其余是基质和胶结物。碎屑成分以石英、长石为主，其次为各种岩屑以及云母、绿泥石等矿物碎屑。粉砂岩中，0.1,黏土岩是沉积岩中分布最广的一类岩石。其中，黏土矿物的含量通常大于50%，粒度在0.005,0.0039mm范围以下。主要由高岭石族、多水高岭石族、蒙脱石族、水云母族和绿泥石族矿物组成。碳酸盐岩常见的岩石类型是石灰岩和白云岩，是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的。碳酸盐中也有颗粒，陆源碎屑称为外颗粒;在沉积环境以内形成并具有碳酸盐成分的碎屑称为内碎屑。我国桂林有“山水甲天下”之美称，奇妙莫测的七星岩是另一种类型的沉积岩，即碳酸盐地区形成的喀斯特地貌。沉积岩是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一(另外两种是岩浆岩和变质岩)。是在地表不太深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。因此也叫作水成岩。在地球地表，有70%的岩石是沉积岩，但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算，沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产，占全部世界矿产蕴藏量的80%。沉积岩保留了许多地球的历史信息，包括有古代动植物化石，沉积岩的层理有地球气候环境变化的信息。沉积岩的物质来源主要有几个渠道，风化作用是一个主要渠道，它包括机械风化、化学风化和生物风化。机械风化是以崩解的方式把已经形成的岩石破碎成大小不同的碎屑;化学风化是由于水、氧气、二氧化碳引起的化学作用使岩石分解形成碎屑;细菌、真菌、藻类等生物风化作用也能分解岩石。此外，火山爆发喷射出大量的火山物质也是沉积物质的来源之一;植物和动物有机质在沉积岩中也占有一定比例。实习过程中我们采集的沉积岩标本有:砂砾岩、石灰岩、砂岩。砂砾岩标本描述:颜色为红色，为沉积碎屑岩。成分为砾石、红色连接物及少量细砂。碎屑结构，层理构造。石灰岩标本描述:颜色为灰黑色，主要成分为方解石，可含少量白云石。碎屑结构，层面构造。(如图2-2)粗粒砂岩标本描述:又称大战矿岩。颜色为青灰色或灰白色，主要成分为石英，含少量长石、白云母。碎屑结构，层面构造。细粒砂岩描述:又称平顶山砂岩。学名长石石英砂岩。灰白色，主要成分为石英，含少量长石、白云母和粘土矿物。碎屑结构，层面构造。三(变质岩在地壳形成和发展过程中，早先形成的岩石，包括沉积岩、岩浆岩，由于后来地质环境和物理化学条件的变化，在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化，而形成一种新的岩石，这种岩石被称为变质岩，它是在温度、压力和化学因素的影响下形成的。变质岩的结构分为变晶结构、碎屑结构和变余结构，构造有片理构造(片麻、片状、千枚、板状、条带状)、块状构造和变余结构。按按变质作用的因素和方式不同可分为动力变质、接触变质和区域变质。原岩受变质作用的程度不同，变质情况也不同，一般分为低级变质、中级和高级变质。变质级别越高，变质程度越深。如沉积岩粘土质岩石在低级作用下，形成板岩;在中级变质时形成云母片岩;在高级变质作用下形成片麻岩。它的岩性特征，一方面受原岩的控制，具有一定的继承性;另一方面，由于经受了不同的变质作用，在矿物成分和结构构造上具有其特征性(如含有变质矿物和定向构造等)。变质岩在我国和世界各地分布很广。前寒武纪的地层绝大部分由变质岩组成;古生代以后，在各个地质时期的地壳活动带(板块缝合带、如地槽区)，在一些侵入体的周围以及断裂带内，均有变质岩的分布。与变质岩有关的金属和非金属矿产非常丰富，例如，我国和世界上的前寒武纪变质铁矿均占铁矿总储量的一半以上。这次实习我们主要采集了一些典型的变质岩，有石英岩、千枚岩和花岗片麻岩。石英岩标本描述:新鲜面为灰白色、青灰色，风华后呈浅褐色。主要矿物为石英，可含长石、云母和磁铁矿。粒状变晶结构，块状构造。千枚岩标本描述:颜色含银灰色、褐色、灰白色。成分为绢云母、石英和富钠斜长石。细粒变晶结构，块状构造。花岗片麻岩标本描述:颜色为青灰色，主要成分为石英、长石，次要成分为片状和柱状矿物、云母、角闪石、辉石等。变晶结构，片麻构造。第二节构造一(褶皱岩石的弯曲现象称为褶皱。包括向斜和背斜。岩石在构造运动作用下，或者说在低应力作用下，改变了岩层的原始产状，不仅使岩层发生倾斜，而且大多数形成各式各样的弯曲。褶皱是岩层塑性变形的结果，是地壳中广泛发育的地质构造的基本形态之一。褶皱的基本组成部分包括:?核，褶皱的中心部位;?翼，泛指核部两侧比较平直的部分;?轴迹,褶皱面从一翼过渡到另一翼时出露的轴部;?枢纽,同一褶皱面上最大弯曲点的连线;?轴面，各相邻褶皱面的枢纽联成的面，可以是平面，也可以是不规则的曲面，轴面与地面或其他面的交线称为该面上的轴迹;?轴，想的圆柱状褶皱可以由一条平行其自身移动而描绘出该褶皱面弯曲形态的直线，这一直线又称为褶轴。褶轴只是具有表明几何方位意义的线段，圆柱状褶皱的枢纽方向代表了褶轴的方向。非圆柱状褶皱可有枢纽线而没有统一的褶轴，只有把它分解成许多近似圆柱状褶皱的区段，才可分别确定其褶轴;脊线和槽线，在横剖面上褶皱面的最高点称为脊，同一褶皱面上脊的连线称为脊线;反之，褶皱面在剖面上的最低点称槽，同一褶皱面上槽的连线称为槽线。本区总体构造，其特点大致有以下两个方面:一.连续的褶皱构造:大致沿东西方向分布有府店向斜，登封大背斜，颖阳—石道向斜，箕山背斜。二.区域性大断裂:这组区域性大断裂大致沿北西方向，分布有唐窑,中岳庙断层，五指岭断层，这两个断层具有反扭性，将登封大背斜截为三段4月18号上午，我们在蒋老师的带领下来到中岳庙后山上，很兴奋的观察了登封大背斜(如图3-1)。该背斜为倾斜背斜，两翼倾角不等:左翼约23第二节构造一(褶皱岩石的弯曲现象称为褶皱。包括向斜和背斜。岩石在构造运动作用下，或者说在低应力作用下，改变了岩层的原始产状，不仅使岩层发生倾斜，而且大多数形成各式各样的弯曲。褶皱是岩层塑性变形的结果，是地壳中广泛发育的地质构造的基本形态之一。褶皱的基本组成部分包括:?核，褶皱的中心部位;?翼，泛指核部两侧比较平直的部分;?轴迹,褶皱面从一翼过渡到另一翼时出露的轴部;?枢纽,同一褶皱面上最大弯曲点的连线;?轴面，各相邻褶皱面的枢纽联成的面，可以是平面，也可以是不规则的曲面，轴面与地面或其他面的交线称为该面上的轴迹;?轴，想的圆柱状褶皱可以由一条平行其自身移动而描绘出该褶皱面弯曲形态的直线，这一直线又称为褶轴。褶轴只是具有表明几何方位意义的线段，圆柱状褶皱的枢纽方向代表了褶轴的方向。非圆柱状褶皱可有枢纽线而没有统一的褶轴，只有把它分解成许多近似圆柱状褶皱的区段，才可分别确定其褶轴;脊线和槽线，在横剖面上褶皱面的最高点称为脊，同一褶皱面上脊的连线称为脊线;反之，褶皱面在剖面上的最低点称槽，同一褶皱面上槽的连线称为槽线。本区总体构造，其特点大致有以下两个方面:一.连续的褶皱构造:大致沿东西方向分布有府店向斜，登封大背斜，颖阳—石道向斜，箕山背斜。二.区域性大断裂:这组区域性大断裂大致沿北西方向，分布有唐窑,中岳庙断层，五指岭断层，这两个断层具有反扭性，将登封大背斜截为三段4月18号上午，我们在蒋老师的带领下来到中岳庙后山上，很兴奋的观察了登封大背斜(如图3-1)。该背斜为倾斜背斜，两翼倾角不等:左翼约23?右翼约45?。宽约230米，高约75米。褶曲节理发育，岩性为石英岩，形成于中元古代。北翼地层出露较完整。附褶曲素描图(图3-1和图3-2)+二(断裂岩块沿着断裂面有明显位移的断裂构造称为断层。断层的规模有大有小，所波及的深度有深有浅(深可切穿岩石圈或地壳，浅可切穿盖层或只在地表);形成的时代有老有新;有的是一次构造运动的结果，有的是多次构造运动的结果;有的已不活动，有的还在继续活动;形成断层的力学性质或张或压或剪，各不相同。按两盘相对运动的方向，断层可分为基本的三类;正断层、逆断层和平推断层。上盘相对下降、下盘相对上升的断层称正断层，断层面倾角一般较陡。上盘相对上升、下盘相对下降的断层是逆断层，断层面倾角变化较大，从陡倾到近水平。一系列低角度逆断层组合起来，被冲断的岩片就象屋顶上的瓦片那样一个叠一个，可形象地称为叠瓦状构造。如果断层两侧的岩石不是沿断层面上下移动而是沿水平方向移动，则称平推断层。如果把这三类断层与形成的构造应力联系起来，通俗地说，正断层由拉张应力引起，逆断层是挤压应力的结果(故常造成地壳的缩短)，平推断层则与剪切应力有关，其断层面常近直立。断层标志:1、有主断面。2、两侧若是沉积岩，产状不一致，紊乱。3、脱泄，褶皱代表本盘受力方向。4、有构造岩(动力变质岩)5、有角砾岩，带棱角，碎后胶结，成分单一。6、断层泥(处于最近仍在活动的断层中)7、动力变质矿物:产状方向沿重力作用方向，断层面两侧有氧化铁，呈红色，析出二氧化硅，原岩胶结硅化。8、有擦痕，断层两侧发生移动。9、有阶步附断层素描图图4-1第三节地层在嵩山不到400平方公里的范围内连续系统、良好地出露着全球绝无仅有的太古宙、元古宙、古生代、中生代和新生代五个地质历史时期的变质岩和沉积岩地层序列，地学界称之为“五代同堂”。在距今36,25亿年的太古宙时期，由海底基性岩浆喷发作用和酸性岩浆侵入作用共同构成登封群的花岗绿岩建造，铸就了嵩山的结晶基底。在距今25,5.43亿年间的元古宙，沉积了滨一浅海相的碎屑岩、粘土岩和碳盐岩，即古元古界嵩山群、中元古界马鞍山群和新元古界五佛山群。在距今5.43,2.5亿年间的古生代，发育着寒武系和奥陶系的滨海相的碳酸岩(底部碎屑岩)，以及石炭系、二叠系的海陆交替沉积的灰岩、碎屑岩、粘土岩。其中广泛贮存着煤、铁、铝、建材等沉积矿产。古生代是生命大爆发的时代，地层中保存着丰富的动、植物化石，这些古生物化石成为地层年代和沉积环境的见证。在距今2.5,0.65亿年间的中生代，发育着三叠系湖相碎屑岩、粘土岩夹煤线。在陆相盆地——河流环境沉积的中生代红色泥岩——碎屑地层，其中含有丰富的陆生动、植物化石。在距今0.65所年,现代，沉积了新生界古近系的砾岩、砂岩和泥岩，以及第四系的松散沉积层。园内缺失志留系、泥盆系、侏罗系、白垩系和新近系，其中含丰富的古生物化石及古人类、古文化遗址。太古界、下元古界构成该区基底，岩层走向近南北、晚元古代、古生代、中生代、新生代地层构成盖层，岩层近东西向展布，其盖层、基底格局非常显著，接触关系一目了然。在嵩山地区不足20平方公里范围内，清晰保存着发生在距今25亿年、18.7亿年、5.43亿年三次前寒武纪造陆和造山运动所形成的角度不整合接触面及典型的构造形态遗迹。这三次“翻天覆地”的全球构造运动分别被地质学家称为“嵩了运动”、“中岳运动”、“少林运动”。第四节矿产资源嵩山发现有煤、铁、铝土矿、铜、铌钽、磷、石英岩、脉石英、水晶、钾长石、石棉、石灰岩、白云岩、粘土、天然油石与玉石、麦饭石、建筑用砂和石材等18种矿产，其中具有较大开采价值的是石英岩，主矿层产于嵩山群罗汉洞组，其规模达大型——特大型。其中煤炭探明储量15.8亿吨，被明代大药物学家李时珍誉为神奇的“嵩山药石”——麦饭石储量2亿吨。登封煤炭:登封地区出产的原煤为品位较高的无烟煤和焦煤，主要的煤矿有新登、新鑫、新建煤矿。在煤层地两端煤矸石中保存着大量的植物化石标本。麦饭石是由地质作用形成的，产于地壳中的一种对生物无毒、无害、具有一定生物活性的天然矿物质保健药石，是一种形似麦饭团粒太的岩石，含无机元素30余种。我国早在宋朝就有记载麦饭石可作药用，明《本草纲目》中亦提到麦饭石“甘、温、无毒”主治“一切痈疽发背”。现代药理研究表明麦饭石具有利尿、健胃、保肝、抗疲劳等生物活性。登封麦饭石属于火成岩，石英斑岩中的一种矿物质，其外观浅灰色(硬质)和浅黄褐色(软质)两种，其颗粒如麦如米，质地松脆，就象抓紧一饭团，地质上定名为黑云母斑状石英二长岩，医学上定名为麦饭石。第五节地质发展历史嵩山古老的岩石系形成于23亿年前，此前，嵩山是一望无际的大海，据中外地质学家考察，嵩山岩石发育完整，在地球发展历史上，历太古代、元古代、古生代、中生代、新生代五代，习称为“五世同堂”。嵩山地区的岩浆岩、沉积岩、变质岩的出露，构成了中国最古老的岩系，登封群的“登封朵岩”。据中国地质界测定，这里是世界上稀有的自然地质宝库。据地质学家考察，经过23亿年的“嵩阳运动”，8亿年前的“中岳运动”，5、6亿年前“少林运动”，才结束了地质史上的元古代，进入了古生代的寒武纪和奥陶纪。又经过约两亿年，此处地壳上升至海平面以上，因其受风化和剥蚀作用，形成了嵩山地区的含煤地层。两亿三千年前后，中国的版土上，又发生了一次延续很长时间的地壳运动，南北广大地区的“燕山运动”，嵩山地区受到南北方向的推挤，形成了今天的山势地貌。一、嵩阳运动嵩阳运动是发生在太古代末期的一次激烈的造山运动，使登封群强烈褶皱，形成以东西向为主的线型褶皱和穹窿构造，伴有以酸性岩浆为主的侵入活动，使岩石发生强烈区域变质和不同程度的混合岩化作用，并造成嵩山群之间的角度不整合接触。这次运动使本区陆壳开始形成。这次构造层以塑性形变为主，褶皱形态复杂，总体呈现以近东西向为主的一系列短轴背斜或穹窿构造。二、中岳运动中岳运动发生于早元古代末的一次强烈的造山的运动，它使嵩山群形成近南北向的紧闭线状褶皱，岩石发生浅变质。使陆壳运动进一步增长，地台基底基本形成，中条构造层由嵩山群组成，与下伏嵩阳构造层不整合接触。地层褶皱强烈，形成近南北向的紧闭线形复式褶皱。这个时期形成的断裂构造主要有东北向的压剪性冲断层、近东西方向的张性正断层及沿嵩山群底剪切而形成的滑脱断裂。三、少林运动发生于震旦纪与寒武纪之间的升降运动，这次地壳运动以后，本区全面沉降，广泛接受海相沉积。它使基底断块翘起，南高北低，导致五佛山群发生由南向北重力滑动，并伴生褶皱及构造。有关此项的一项实习内容是在中石炭地层采集浅海相无脊椎动物化石。标本描述如下:1.腕足类描述:由两个半壳组成，但大小不一致，大可有指甲盖大小，小可至米粒大小。生活在淡水中称哈;生活在海水中称蚌。此类生物附着在海底岩石上生活。2.珊瑚类描述:主要为单体、管状，有麦秸杆粗细，中空，在圆洞底部中央有小凸起。在75米以内的温暖浅水中附着在海底岩石上生活。3.蜓类描述:大小、形状似麦粒，纺锤状或接近于圆状，内部有网格状，为生活在浅海中的蜉蝣生物。4.海百合描述:石炭纪、二叠纪蜉蝣生活在浅海中，现在生活在深海中，形状比麦秸秆稍粗，圆柱状，中心有极细小洞。5.螺类描述:类似于现在的海螺。6.棘皮动物描述:面上有凸起。第二篇地貌嵩山地区地处北温带南沿，属暖温带的山地季风气候。大陆度58.8度，四季分明，寒暖适中。据登封市气象站资料:全年向阳面平均日照2275小时，无霜期213天，年平均气温14.7?，最高可达40.5?，最低为?-15.5?。年均降水量563毫米，年均蒸发量为1300毫米，相对湿度60%。全年最多风向为东风，频率18%，其次是西北风，频率15%，平均风速3.0米/秒。嵩山山上山下温差(年均)达4,5?，年平均气温10.2?。嵩山地区河流众多，水资源较为丰富。区内主要河流为嵩山南麓的颖河，属淮河水系，区内长30余公里，两岸支流呈羽毛状向东流入白沙水库。区内有小型水库十余个，水资源主要为自然降水和深层地下水，用水主要靠库、塘、堰等截流蓄水供给，部分地段打深井取水。第一节构造地貌单面山:指由单斜岩层构成的山岳。单面山沿岩层走向延伸，两坡不对称，一坡与岩层面一致，长而缓，称为单面山的后坡(或构造坡);另一坡与岩层面近乎垂直，短而陡，一般是外力作用沿岩层裂隙破坏而成，称为单面山的前坡(或剥蚀坡)。我们在王堂水库旁实习了构造地貌的一种——单面山。单面山描述:山脊走向与岩石走向一致，两坡明显不对称。与岩层走向相同的山坡坡面平整，坡度缓，坡体稳定。与岩层倾向相反的山坡坡面陡，坡体不稳定，易被侵蚀，形成坡积物。图4-2第二节流水地貌一(河流地貌河流作用是地球表面最经常、最活跃的地貌作用，它贯穿于河流地貌的全过程。无论什么样的河流均有侵蚀、搬运和堆积作用，并形成形态各异的地貌类型。河流一般可分为上游、中游与下游3个部分。由上游向下游侵蚀能力减弱，堆积作用逐渐增强。河流根据平面形态、河型动态和分布区域的不同，有不同的类型。依平面形态可分为顺直型、弯曲型、分汊型和游荡型;按河型动态主要分为相对稳定和游荡型两类。山区与平原的河流地貌各自有着不同的发育演化规律与特点。山区河流谷地多呈V或U形，纵坡降较大，谷底与谷坡间无明显界限，河岸与河底常有基岩出露，多为顺直河型;平原河流的河谷中多厚层冲积物，有完好宽平的河漫滩，河谷横断面为宽U或W形，河床纵剖面较平缓，常为一光滑曲线，比降较小，多为弯曲、分汊与游荡河型。地貌类型中包括侵蚀与堆积地貌两类，前者有:侵蚀河床、侵蚀阶地、谷地、谷坡;后者含:河漫滩、堆积阶地、冲积平原、河口三角洲等。河流阶地是河流地貌中重要的地貌类型，可以分为:侵蚀阶地、堆积阶地(分上叠与内叠阶地)、基座阶地和埋藏阶地。对河流阶地的类型及其河谷的结构的研究，可以分析河流地貌的过去，了解现在，预测河流发育的未来。关于河流地貌我们的实习地点是淮河上游的颍河小桥。描述:地势平缓，河谷较宽。分为三个部分:1.平水区即河床主要为砾石和粗砂。2.洪水区即河漫滩分为边滩和心滩成分具有二元结构:上部:黏土类、细砂——称为漫滩相沉积;下部:砾石、粗砂——称为河床相沉积。3.枯水区即河流阶地一般在中上游，越高形成时间越早。二(沟谷流水地貌本部分的实习内容是洪积扇。洪积扇是指干旱、半干旱地区暂时性山地水流出山口堆积形成的扇形地貌。组成洪积扇的泥沙、石块颗粒粗大，磨圆度差，层理不明显，透水性较强，扇面上水系不发育。由于山前构造断裂下降，洪积物厚度可达数百米。从扇顶至扇缘高差也可达数百米。一系列洪积扇互相联结形成洪积平原，又称山麓洪积平原。洪积扇因山地不断抬升，山前平原不断下降，形成上叠式扇体。当山地上升规模、幅度均较大时，老扇随之抬升，在其下方发育新扇体，形成串珠状洪积扇。当山地前缘有不等量的新构造活动时，新扇体向相对下降的一侧移动，使新老扇体并列向一侧偏转，造成不对称形态。由暂时性流水堆积成的扇形地貌，又称为干三角洲。洪积扇由山口向山前倾斜，扇顶部坡度5?—10?，远离山口则为2?—6?，扇顶与边缘高差可达数百米。分布在干旱、半干旱地区这里的河流多为间歇性洪流，有的虽为经常性水流，但其水量变幅较大，也具有山区洪流的性质。同时山地基岩机械风化作用激烈，提供了大量粗粒碎屑物。由于河流出山口后，比降显著减小，水流分散形成许多支叉，因气候干旱，分散的水流更易蒸发和渗透，于是水量大减，甚至消失因此所携带的物质大量堆积，形成坡度较大的扇形堆积体。在扇体的边缘需有泉水出露，成为干旱区的绿洲。组成洪积扇的堆积物叫做洪积物，通常扇顶物质较粗，主要为砂、砾，分选较差，随着水流搬运能力向边缘减弱，堆积物质逐渐变细，分选也较好，一般为沙、粉沙及亚粘土。洪积扇沿山麓常造成一片，构成山前倾斜平原。附洪积扇剖面图(图4-3)图4-3三(流域地貌本部分的实习内容是夷平面。夷平面是指由各种夷平作用形成的陆地平面。包括准平原、山麓平原、风化剥蚀平原和高寒夷平作用形成的平原等。夷平作用是外营力作用于起伏的地表，使其削高填洼逐渐变为平面的作用。夷平面是起伏平缓近似平坦面，发育过程受侵蚀基准面的控制，作用过程中力图降低地面高程，使之接近基准面。剥蚀面与夷平面不同，是指较小范围的、由侵蚀-剥蚀作用形成的规模较小、局部基岩裸露的近似平整的地面。如流水剥蚀面、波浪剥蚀面、风化剥蚀面、溶蚀作用形成的剥蚀面等。有人只把准平原受后期构造抬升，再被侵蚀切割成不同高度的近似平齐的峰顶面称为夷平面，其实这只是夷平面中的一种。山地层状地貌中属于不同地文期的地面，有的可能还处于壮年期，不能认为都是夷平面。第三节黄土地貌中国是世界上黄土分布最广、厚度最大的国家，其范围北起阴山山麓，东北至松辽平原和大、小兴安岭山前，西北至天山、昆仑山山麓，南达长江中、下游流域，面积约63万平方公里。其中以黄土高原地区最为集中，占中国黄土面积的72.4,一般厚50,200米(甘肃兰州九洲台黄土堆积厚度达到336米)发育了世界上最典型的黄土地貌。典型的黄土地貌有以下特征:?沟谷众多、地面破碎。中国黄土高原素有“千沟万壑”之称，多数地区的沟谷密度在3,5公里/平方公里以上最大达10公里/平方公里比中国其他山区和丘陵地区大1,5倍。沟谷下切深度为50,100米。沟谷面积一般占流域面积的30,50,219.156.138.*--------------------------------------------------------------------------------第三节黄土地貌中国是世界上黄土分布最广、厚度最大的国家，其范围北起阴山山麓，东北至松辽平原和大、小兴安岭山前，西北至天山、昆仑山山麓，南达长江中、下游流域，面积约63万平方公里。其中以黄土高原地区最为集中，占中国黄土面积的72.4,一般厚50,200米(甘肃兰州九洲台黄土堆积厚度达到336米)发育了世界上最典型的黄土地貌。典型的黄土地貌有以下特征:?沟谷众多、地面破碎。中国黄土高原素有“千沟万壑”之称，多数地区的沟谷密度在3,5公里/平方公里以上最大达10公里/平方公里比中国其他山区和丘陵地区大1,5倍。沟谷下切深度为50,100米。沟谷面积一般占流域面积的30,50,有的地区达到60,以上将地面切割为支离破碎景观。地面坡度普遍很大，大于15度的约占黄土分布面积的60,70,，小于10度的不超过10,。?侵蚀方式独特、过程迅速。黄土地貌的侵蚀外营力有水力、风力、重力和人为作用。它们作用于黄土地面的方式有面状侵蚀、沟蚀、潜蚀(或称地下侵蚀)、泥流、块体运动和挖掘、运移土体等。其中潜蚀作用造成的陷穴、盲沟、天然桥、土柱、碟形洼地等，称为“假喀斯特”。强烈的沟谷侵蚀或地下水浸泡软化土体，使上方土体随水向下坡蠕移形成的泥流，只有在黄土区才易见到。黄土的抗蚀力极低，因而黄土地貌的侵蚀过程十分迅速。黄土丘陵坡面的侵蚀速率为1,5厘米/年高原区北部沟头前进速率一般为1,5米/年个别沟头达到30,40米/年甚至一次暴雨冲刷成一条数百米长度的侵蚀沟。黄河每年输送到下游的大量泥沙中，有90,以上来自黄土高原。黄土高原河流输沙量大于5000吨/(平方公里?年)的区域约占黄土高原面积的65.6,，其中陕北窟野河的神木水文站至温家川水文站区间输沙量达到35000吨/(平方公里?年)。?沟道流域内有多级地形面。一般有三级:各流域的最高分水岭为第一级，其顶面高程彼此相近，为黄土的最高堆积面;降低60,80米为第二级;再降低40,60米为第三级。各级地形面的地层结构互不相同。构成第一级地形面的黄土地层层序完整;第二级地形面离石黄土上部地层(中更新世晚期)较第一级地形面区薄，甚至消失;第三级地形面多数地面只有马兰黄土(晚更新世)堆积。第二级和第三级地形面可以分别构成完整的谷形，第三级地形面之下是现代沟谷。此外，在较大的河沟沟谷内，还有两级发育不良的沟阶地，其中第二级阶地比较明显，第一级阶地仅见于局部地点。沟道流域黄土地貌层状结构，是黄土地貌发育历史过程的记录。黄土地貌是黄土堆积过程中遭