普通地质学实习报告

1、普通地质学实习报告学生姓名：樊元友院系：资源与环境工程学院专业班级：矿山地质111班日期：2012年4月20叙言：本次实习的目的： 本次实习的目的是了解地质现象，深入观察地质现象。用我们在学校学到的知识以及野外见到的地质现象相接合来解释使我们更好的了解掌握知识。使我们对我们从事的地质工作有所了解。通过学校的组织我们完成对普通地质学初步认识学习。地质学是研究地球的一门自然科学。它主要研究地球岩石圈的物质组成、构造变动、发展历史和演变规律。普通地质学体系包括矿物、岩石、地层古生物、矿床、地貌、动力地质、构造地质等内容。目前地质学研究内容主要在四方面：、研究地壳或岩石圈的物质组成、分类、成因、及变化

2、规律；、研究地壳运动及其产生的地质构造特征；、研究地壳的发展历史、生物及古地理演化规律等；、地质学的应用问题。 地质学得实践意义是寻找新的“矿产资源”随着社会的发展对能源的需求越来越大人们不得不从新寻找新的矿产资源来解决能源问题而地质学就是从事这方面地工作。地质学是一门实践性比较强的课程要求我们必须掌握课本知识以实际相结合，使我们掌握地质学知识。从而为我们以后的实践与生产起到指导作用。本次实习途经的地方本次实习完成的工作量1、 对四大类岩石人认识。2、 下井参观以及煤的生产运输。3、 土林的形成4、 去五台山捡化石，以及罗盘的使用。5、 采集照片。6、 实习完后对资料的收集整理。第一章 煤矿生

3、产系统认识 （一）矿区地质1.地层。大庆二号矿井的煤系地层属二迭系上统龙潭煤组的C17、C18、C9、C6煤层，C17煤层与C18煤层层间距约为12米至16米，C17煤层与C9煤层层间距约为90米至100米，C9煤层与C6煤层层间距约15米至17米。龙潭煤组地层下起上二迭世娥眉山玄武岩顶界，上至三迭世卡以头组底界，地层总厚180米至223米。各采区出露地层由老到新、由下而上有：上古生界二迭系上二迭统娥眉山玄武岩组（P2）、龙潭组（P2L）、卡以头组（P2K）、中生界下三迭统飞仙关组（T1f）、永宁镇组（T1y）、新生界第三系（R）、第四系（Q）。2构造（1）、上二迭统娥眉山玄武岩组（P2）由灰

4、绿色块状玄武岩组成；其顶部13米具有气孔及杏仁状结构，充填物主要为方解石，绿泥石。厚度不祥。玄武岩顶部有厚约9米的凝灰岩，两者呈平行不整合接触。凝灰岩可分上下两部分：下部暗紫灰绿色，坚硬致密，断面粗糙，加稀盐酸微弱起泡，镜下鉴定为暗紫灰绿杂玻璃屑凝灰岩；上部为暗紫，夹有绿色斑块，可见流纹状构造，加稀盐酸剧烈起泡，镜下鉴定为紫红色玻璃屑凝灰岩。风化后多为红色土壤，易于识别。（2）、上二迭统龙潭煤组（P2L）又称宣威组。主要由细碎屑岩类、泥质岩类和煤组成。下部尚可见砾岩。一般为灰深灰色，含丰富的植物化石。与凝灰岩呈平行不整合接触，地层总厚度约223米。按煤、岩层特征自下而上分为四段。（3）、上二迭

5、统卡以头组（P2K）以灰绿色砂岩、细砂岩为主，夹粉砂质泥岩及泥岩，局部夹紫红色泥岩及粉砂质泥岩，厚约120米，主要分布于张家松、祭文脑、杨家山一带。按其岩性及含化石情况，可分上下两段：（4）、下三迭飞仙关组（T1f）为一套紫色碎屑岩层，主要由细砂岩、粉砂岩及其过渡类型的岩石组成，含数层瓣鳃类动物化石，总厚337米，以下伏卡以头组地层呈整合接触。按其岩性及化石情况可进一步分作四段。（5）永宁镇组（T1y）井田内出露不全，仅见其下部岩层，本组地层无论在颜色、岩性、化石等方面与下伏飞仙关组地层均有明显区别，但两者呈整合接触。（6）、新生界第三系(R)根据其岩性和颜色大致可以分为两层，其下段为一套砖红

6、色粘土及粉砂质粘土，固结程度较差，厚约50米，以下伏老地层角度不整合接触。上段由浅灰色灰黄色粉砂、砂质粘土及数层褐煤组成，厚度84米（二）煤矿生产系统的组成电厂（供电所） 机厂 两个洗煤厂 车队 医院一、矿区概况1969年建矿 大庆矿井20-30万吨一矿两井 兴云矿井60-8090万吨 打磨沟矿井30万吨 可采煤层0.751.3机构（机关）： 后勤 供应公司二、采煤 高档普采（大庆） 炮采 准备（兴云）综合机组割煤采煤工序做机窝割煤挂梁移溜回柱放顶（机采）打眼装药放炮支临时柱产煤移溜回柱放顶（机割）三、掘进（打巷道） 开拓巷道 准备巷道 回采巷道工艺：人拉 马托 炮掘（主要） 综掘（自身条件）

7、支护速度 出渣浆备 管缝 采掘八字：“以掘保采，以采促掘”四、供电系统供电图：电压等级 双围路井下：负荷 6000v下井地面中央洞室采区洞室工作配电点采掘机（电）运输通风五、运输架线机车 皮带 溜子 蓄电池 2吨底卸 皮带1吨矿车再提升皮带洗煤厂装火车皮铁路运输六、排水系统三个金属 主井 6趟管子 84150/n 付井 3趟七、通风系统井口通风洞室工作点送回风巷风井输流试通风井（风量24003200/mn）目的（任务）：保障人员安全、降低井下 度 带走有害气体 八、地面生活设施一个矿井（大庆）：两堂一舍六大系统：监测系统 人员定位 供水施救 压风自救 紧急避风(无规范,因地制宜) 通讯联络第二

8、章土林的形成（1）形成的原因土林是流水侵蚀的一种特殊地貌形态，它是特殊的岩性组合，构造运动、气候、新构造运动频繁，地壳抬升速率快，流水侵蚀力强等综合因素相互影响下形成的。距今150万年前的第四纪早期，元谋地区河流纵横，湖泊密布，森林茂密、动物繁多、气候温和，食物丰盛，是人类先祖元谋人的生活乐园。星移斗转，原始生态发生变化，河流带来的大量泥、沙、砾石，填没了湖泊，摧毁了森林和远古部落，埋葬了部份古人类、动植物和古文化遗址。之后，新构造运动使平缓的河湖相地层隆起成为丘陵和山岗，并在局部逐渐发育了铁质风化壳和透镜状胶结构物质。此时的元谋，日照强烈，降雨集中，干湿雨季分明，炎炎夏季，风雨特别是点暴雨成

9、为大自然威力无穷的雕刀，将有铁质风化壳遮挡和透镜状胶结构物质粘合的地层，慢慢雕刻成龙柱、宫殿、庙宇、城堡和人物鸟兽等形状保留了下来，周边松散的堆积层则被流水冲刷、卷走、形成大小不等的冲沟。年复一年，冲沟不断增加、延伸、扩大，使那些戴着黑铁“帽子”的沙土造型更加突出，终于成就了土柱的森林这一千古奇观。导致形成了国际国内罕见的元谋盆地土林群落。元谋盆地土林分布较广，共有13处之多，总面积达42.9平方公里，占全县国土资源总面积的五十分之一，其中，物茂土林、新华土林、班果土林是元谋盆地土林群落中面积最大、景点最壮观、发育最典型、色彩最丰富的三座土林。(2)形成的条件1、土林的组成物质成分半胶结及成岩

10、度较高的沙砾石层是形成土林的内在原因通过专家考察，在元谋盆地发育土林的层位是一套巨厚层半胶结的河湖相地层，岩性为砾石层、砂层夹薄层粘土和亚粘土，岩层较厚，主要以石英岩、石英砂岩为主，铁质泥质胶结，胶结较紧密，具有较强的抗风能力和抗压强能力，这是形成高大土林和稳定性较高的主要内在因素。2、新构造运动不仅提供流水侵蚀的势能，同时也控制了土林的发育走向由于元谋盆地新构造运动频繁，使半胶结的地层发育节理和小断层控制了土林发育的主沟，从而形成了区域性控制节理的虎跳滩土林、新华土林、班果土林等多处土林，因受地壳运动的影响，盆地两侧掀起，地层向东倾斜，而土林又是半胶结的土体，成岩度较高，低角度倾斜的岩层对其

11、稳定性提供有利条件，这是形成高大土林的又一重要原因。3、风化壳和铁质胶结砾层对土林有多层保护的作用由于元谋盆地在第四纪就发育了硅、铅、铁等化学物质成分组成的风化壳，而发育在土林的风化壳主要是中更新世红色铁质风化壳，成褐红色，一般厚0.51米，所在的地貌部位是平缓的丘岗上部或高阶地上，当地壳抬升，河流下切，冲沟发育，形成土屏、土柱后，坚硬风化壳对下部松软的土层起着保护作用。4、气候的干燥与降雨量小是土林发育的重要条件土林的稳定性差，因此，一般只在年降雨量小、降雨频率低、雨季短的地方拥有或遗存。而元谋则正是气候干燥、降雨量少、雨季不长，对土林侵蚀量低，因此，适合于土林的生育发展和保护。5、生态的恶

12、化加速了土林的发展由于近几十年来元谋生态环境的进一步恶化，水土流失的加剧，致使区内肥力流失，有机率降低，土粒团结构差，出现砂化。再加上土林一带几乎无大植被，大气降水直接转化为地表经流，加剧土林的侵蚀力，加速了土林的发展。三、土林的发育过程和类型土林发育分为片蚀、纹沟、细沟阶段、切沟阶段、冲沟、侵蚀盆阶段、宽沟阶段和残丘夷平5个阶段。土林的类型按色彩分有红、黄、白、褐色共4种，按形态分为锥柱状、城堡状、峰丛状、城垣状、幔状和雪峰状等多种。经过地质学家研究表明，元谋盆地土林至少发育形成过两次。一次是在60万年前的更新世老冲沟堆积以前形成，后被流水带来的泥、沙、砾石埋没，造成了更大的丘岗；另一次是在

13、15万年前的晚更新世，新冲沟堆积以前形成。土林的平均浸蚀速率为6.1641.6毫米/年，超过滇东南岩溶高原喀斯特地貌浸蚀速率120830倍。由此可见，元谋土林总是在发育形成埋没消亡再发育形成的规律中无限循环。土林形成所需的时间根据侵蚀模数类化法计算，约需9606490年。最早形成于全新世的大西洋期，最晚形成于亚太西洋期，高大的土林是全新世亚北方期的产物。第三章 变质岩的认识变质岩是在高温高压和矿物质的混合作用下由一种岩石自然变质成的另一种岩石。质变可能是重结晶、纹理改变或颜色改变。变质岩是地球内力作用，引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石 示意图。这些力量包括温度、压力、应力的变化、化学成

14、分。固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下，发生物质成分的迁移和重结晶，形成新的矿物组合。如普通石灰石由于重结晶变成大理石。 变质岩是组成地壳的主要成分，一般变质岩是在地下深处的高温（要大于150）高压下产生的，后来由于地壳运动而出露地表。 一般变质岩分为两大类，一类是变质作用作用于岩浆岩（即：火成岩），形成的变质岩成为正变质岩；另一类是作用于沉积岩，生成的变质岩为副变质岩。 大面积变质的岩石为区域性的，但也有局部性的，局部性的如果是因为岩浆涌出造成周围岩石的变质称为接触变质岩；如果是因为地壳构造错动造成的岩石变质为动力变质岩。 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

15、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。 岩石在变质过程中形成新的矿物，所以变质过程也是一种重要的成矿过程，中国鞍山的铁矿就是一种前寒武纪火成岩形成的一种变质岩，这种铁矿占全世界铁矿储量的70%。此外如锰钴铀共生矿、金铀共生矿、云母矿、石墨矿、石棉矿都是变质作用造成的。变质岩是组成地壳的主要岩石类型之一。在变质作用中，由于温度、压力、应力和具有化学活动性流体的影响，在基本保持固态条件下,原岩的化学成分、成分和结构构造发生不同程度的变化。变质岩的主要特征是这类岩石大多数具有结晶结构、定向构造(如片理、

16、片麻理等)和由变质作用形成的特征变质矿物如蓝晶石、红柱石、矽线石、石榴石、硬绿泥石、绿帘石、蓝闪石等。 化学成分与原岩的化学成分有密切关系，同时与变质作用的特点有关。在变质岩的形成过程中，如无交代作用，除H2O和CO2外，变质岩的化学成分基本取决于原岩的化学成分；如有交代作用,则既决定于原岩的化学成分，也决定于交代作用的类型和强度。变质岩的化学成分主要由SiO2Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、H2O、CO2以及TiO2、P2O5等氧化物组成。由于形成变质岩的原岩不同、变质作用中各种性状的具化学活动性流体的影响不同，变质岩的化学成分变化范围往往较大。例如

17、，在岩浆岩（超基性岩-酸性岩）形成的变质岩中，SiO2含量多为3578%；在（石英砂岩、硅质岩）形成的变质岩中，SiO2含量可大于80%；而原岩为纯石灰岩时，则可降低至零。在变质作用中，绝对的等化学反应是没有的，在变质反应过程中，总是有某些组分的带出和带入，原岩组分总是要发生某些变化，有时则非常显著。在通常的变质反应中，经常发生矿物的脱水和吸水作用、碳酸盐化和脱碳酸盐化作用。这些过程，除与温度、压力有关外，还和变质作用过程中H2O和CO2的性状有关，其他化学组分,在不同的温度、压力以及外界组分的影响下，常表现出不同程度的活动性。例如，在接触交代变质作用过程中，在侵入体和围岩之间，通过双交代作用

18、可形成。在区域变质作用过程中，岩石化学组分的稳定程度，有时可用化合物（硅酸盐、氧化物、硫化物等）的生成热来表示。一般说，生成热越高，这一化合物也越稳定。硫化物的生成热是较低的，氧化物和硅酸盐的生成热比硫化物高。因此，在区域变质作用过程中，当温度升高时，亲石元素（包括主要造岩元素K、Na、Fe、Mg、Al、Si）保持其稳定；而亲铜元素则根据它们本身的特性，呈现出不同的活动性。这一情况也部分地解释了在区域变质作用过程中，岩石的主要造岩元素可以保持不变或稍有变化的原因。 矿物的成分除含有角闪石、碳酸盐类等主要造岩矿物外，与岩浆岩和沉积岩相比，变质岩中常出现铝的（红柱石、蓝晶石、）；不含铁的镁硅酸盐矿

19、物（）；复杂的钙镁铁锰铝的硅酸盐矿物（类；铁镁铝的铝硅酸盐矿物(堇青石、十字石等)；纯钙的硅酸盐矿物（等）以及主要造岩矿物中的某些特殊矿物（蓝闪石、绿辉石、硬玉、硬柱石等）。这是变质岩矿物成分的主要特点。变质岩的矿物成分，决定于原岩成分和变质条件。原岩成分决定变质岩中可能出现什么矿物或矿物组合，如原岩为硅质石灰岩,主要成分为CaCO3和SiO2，经变质作用可能出现的矿物是：石英、硅灰石、甲型硅灰石、灰硅钙石等。而变质条件则决定一定的原岩经变质作用后，具体出现什么矿物或矿物组合，如原岩为硅质石灰岩，在热接触变质作用中,如压力为10帕时，温度低于470，形成石英和方解石；当温度大于470时，则形成

20、方解石和硅灰石或石英和硅灰石。原岩发生变质时，如不伴随交代作用，变质岩的矿物成分受上述两方面因素的共同制约。在变质岩中，把具有同一原始化学成分而矿物共生组合不同的所有变质岩，称为等化学系列；而把在同一变质条件下形成的具有不同矿物共生组合的所有变质岩，称为等物理系列。在有交代作用的情况下，变质岩的矿物成分，除决定于原岩和变质条件外，还与交代作用的性质和强度有关。变质岩的矿物成分，按成因可分为：稳定矿物，即在一定变质条件下稳定平稳定矿物和稳定矿物之间，常具有明显的置换关系。根据矿物稳定范围，变质岩的矿物成分还可分为：特征矿物，指稳定范围较窄，反映变质条件比较灵敏的矿物，如绢云母、绿泥石、蛇纹石、浊

21、沸石、绿纤石等，常为低级变质矿物；蓝晶石、十字石(中压)、红柱石、堇青石(低压)，常为中级变质矿物；紫苏辉石、夕线石，常为高级变质矿物；蓝闪石、硬柱石、硬玉、文石，常为高压低温矿物等;贯通矿物，指可以在较大范围的温度、压力条件下形成和存在的矿物，如石英、方解石，当这类矿物单独出现时，一般不具有指示变质条件的意义。 铝的硅酸盐矿物，如红柱石、蓝晶石、矽线石等衡的矿物；不稳定矿物（残余矿物），即在一定变质条件下，由于反应不彻底而部分残留下来的非稳定矿物。不； 变质岩不含铁的镁硅酸盐矿物，如镁橄榄石等 钙镁锰铝硅酸盐矿物，如石榴子石类矿物等 铁镁铝的硅酸盐矿物如堇青石、十字石等 纯钙的硅酸盐矿物，如

22、硅灰石等。变质岩的矿物成分主要取决于原岩的总的化学成分和变质作用程度，如主要成分为SiO2和CaCO3的硅质灰岩，在接触变质作用中，如压力为10Pa，温度低于470时形成石英和方解石，如温度高于470时则形成方解石和硅灰石或石英和硅灰石。变质岩的分类习惯上先按变质作用类型和成因，把变质岩分为下列岩类。区域变质岩类，由区域变质作用所形成。热接触变质岩类，由热接触变质作用所形成，如斑点板岩等。接触交代变质岩类，由接触交代变质作用所形成,如各种。动力变质岩类，由动力变质作用所形成,如压碎角砾岩、碎裂岩、碎斑岩、等。气液变质岩类，由气液变质作用形成,如云英岩、次生石英岩、蛇纹岩等。冲击变质岩类。由冲击

23、变质作用所形成（见）。在每一大类变质岩中可按等化学系列和等物理系列的原则，再作进一步划分。在早期的分类方案中，还出现过从原岩的物质成分与类型出发，再依次按变质作用过程中发生的变化与生成的岩石进行的分类。所有这些分类，原则不尽相同,强调的分类依据也有差别。原岩类型和变质作用性质是变质岩分类的两个主要基础，但原岩类型的复杂性和变质作用类型的多样性，给变质岩的分类带来许多困难。以变质作用产物的特征（变质岩的矿物组成、含量和结构构造）对变质岩进行分类，将成为今后的主要趋势。 探索岩石分类主要岩石类型可分为以下16类： 板岩类。属低级变质产物，如碳质板岩、钙质板岩、黑色板岩等。 千枚岩类。变质程度较板岩

24、相对较高，如绢云母千枚岩、绿泥石千枚岩等。 片岩类。属低至中高级变质产物，如云母片岩、阳起石片岩、绿泥石片岩等。 片麻岩类。属低一高级变质产物，如富铝片麻岩、斜长片麻岩等。 长英质粒岩类。可形成于不同的变质条件下，如变粒岩、浅粒岩等。 石英岩类。主要由石英组成（石英含量大于75%），如纯石英岩、长石石英岩、磁铁石英岩等。 斜长角闪岩类。形成于高绿片岩相到角闪岩相的变质条件，如石榴子石角闪岩、透辉石角闪岩等。 麻粒岩类。属高温条件下形成的区域变质岩，如暗色麻粒岩、浅色麻粒岩等。铁镁质暗色岩类（主要由辉石类、角闪石类、云母类、绿泥石类等组成）。如透辉石岩，石榴子石角闪石岩等。 榴辉岩类（主要由绿辉

25、石和富镁的石榴子石组成）。如镁质榴辉岩、铁质榴辉岩等。? 11大理岩类（主要由方解石和白云石组成）。如白云质大理岩、硅灰石大理岩、透闪石大理岩等。? 12矽卡岩类。主要由接触交代作用形成，如钙质矽卡岩、镁质矽卡岩等。? 13.角岩类。属热接触变质作用产物，如云母角岩、长英质角岩等。 14动力变质岩类。属各种岩石受动力变质作用的产物，如构造角砾岩、压碎角砾岩、糜棱岩等。? 15气-液变质岩类。由气液变质作用形成，如蛇纹岩、青磐岩、云英岩等。 16混合岩类。由混合岩化作用形成，如混合变质岩类、混合岩类和混合花岗岩类等。第四章 花岗岩的认识花岗岩是一种火山爆发的熔岩且受到相当的压力在熔融状态下隆起至

26、地壳表层之构造岩。在地壳表层形成中，缓慢地移动冷却下来。属于火成岩之一种，火成岩是由含有硅酸盐(Silicate)熔融物的岩浆或熔岩冷却固化结晶形成的一种物质。当熔化的岩浆冷凝固结时，矿物即形成于火成岩，像橄榄石、辉石之类。其密度最大的铁镁硅酸盐矿物，在岩浆温度最高时形成；密度较小的 花岗岩是岩浆在地下深处经冷凝而形成的深成酸性火成岩，部分花岗岩为岩浆和沉积岩经变质而形成的片麻岩类或混合岩化的岩石。花岗岩主要组成矿物为长石、石英、黑白云母等1，石英含量是10%50%。长石含量约总量之2/3，分为正长石、斜长石（碱石灰）及微斜长石（钾碱）。不同品种的矿物成份不尽相同，还可能有含辉石和角闪石。花岗

27、岩质地坚硬致密、强度高、抗风化、耐腐蚀、耐磨损、吸水性低，美丽的色泽还能保存百年以上，是建筑的好材料，但它不耐热。花岗岩石材按色彩、花纹、光泽、结构和材质等因素，分不同级次。台湾经济部矿物局将花岗岩分为黑色系、棕色系、绿色系、灰白色系、浅红色系及深红色系六类。花岗岩虽然是建筑的好材料，但是部份地区的花岗岩会溢出氡，一种天然放射性气体。氡会使人罹患肺癌，香港有13%的肺癌死者死因就是氡气过浓。 富含石英和长石的粗粒或中粒侵入岩，是地壳中最常见的深成岩，由岩浆在地壳深处冷却而成。由于可作铺路石块和建筑石料，开采花岗岩一度是一门重要的行业。花岗岩可以呈岩脉或岩床产出，更有代表性的是规模变化极大的不规

28、则岩体。主要组分是长石，斜长石和碱性长石一般都很丰富，二者的相对丰度成了花岗岩的分类基础。大多数花岗岩中，这里两类长石的比值都小于1/2。属于这一类的有美国东部、中部、和西南部，英格兰西南部，波罗的海地盾区，法国西部和中部，西班牙以及其他许多地区的大多数花岗岩。斜长石大大地超过碱性长石的花岗岩类，在美国西部一些地区常见。碱性长石含量大大超过斜长石的花岗岩产于新英格兰，英国和挪威奥斯陆地区的许多地点，但都是较小的岩体，在尼日利亚的北部发育十分广泛。岩石中石英含量少于20%的不叫花岗岩，暗色矿物（铁镁质矿物）的最大含量大约为20%（按体积）。花岗岩中较少的主要矿物是白云母、黑云母、角闪石、辉石或罕

29、见的铁橄榄石。黑云母可以产于任何类型的花岗岩中，而且通常都有，尽管有时含量很少。含钠的角闪石和辉石（钠闪石、钠铁闪石、霓石）是碱性花岗岩特有的。如果两类长石中没有一类含量大大超过另一类，那么角闪石、辉石都不大可能是主要矿物；暗色矿物通常是黑云母或白云母，或是二者兼有。第五章 河流的沉积作用河床滞留沉积和边滩沉积属于河床亚相的两个微相。 河床中流水的选择性搬运，使细粒物质被悬浮和带走，而将上游搬来的或就近侧向侵蚀河岸形成的砾石等粗砾屑物质留在河床底部，集中堆积成不连续的透镜体，称之为河床滞留沉积。其特点是砾石以粗碎屑物质为主，砂、粉砂极少。砾石成分复杂，源区砾石居多，亦有河床下伏基岩砾石，且常具

30、叠瓦状定向排列，倾斜方向指向上游。砾岩很难形成厚层，一般呈透镜状断续分布于河床最底部，向上过渡为边滩或心滩沉积冲积扇小河流出陡峭,狭窄的山谷的时候,小河突然变宽变浅了,水流减慢.沉积物在这里沉积下来形成冲积扇.冲积扇是河流离开山系时形成的巨大的坡形沉积体. 洪水期间也会发生沉积.大雨或融雪导致水位上升,河水超过河岸在下来的沉积物成为新的土壤.在泛滥平原上沉积下来的新土壤使得河谷十分肥沃.茂密的森林可以在肥沃的泛滥平原上生长.这种土壤也适合种植庄稼.第六章 生物化石群所谓化石是指保存在岩层中地质历史时期的古生物遗物和生活遗迹。 在漫长的地质年代里，地球上曾经生活过无数的生物，这些生物死亡后的遗体

31、或是生活时遗留下来的痕迹，许多被当时的泥沙掩埋起来。在随后的岁月中，这些生物遗体中的有机物质分解殆（di）尽，坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成了石头，但是他们原来的形态、结构（甚至一些细微的内部构造）依然保留着。同样，那些生物生活时留下来的痕迹也可以这样保留下来。我们把这些石化的生物遗体、遗迹就称为化石。 通常如肌肉或表皮等柔软部分在保存前就已腐蚀殆尽，而只留下抵抗性较大的部分，如骨头或外壳。它们接着就被周围沉积物的矿物质所渗入取代。许多化石也被覆盖其上的岩石重量压平。 简单地说，化石就是生活在遥远的过去的生物的遗体或遗迹变成的石头。 在漫长的地质年代里，地球

32、上曾经生活过无数的生物，这些生物死亡后的遗体或是生活时遗留下来的痕迹，许多都被当时的泥沙掩埋起来。在随后的岁月中，这些生物遗体中的有机物质分解殆尽，坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成了石头，但是它们原来的形态、结构（甚至一些细微的内部构造）依然保留着；同样，那些生物生活时留下的痕迹也可以这样保留下来。我们把这些石化的生物遗体、遗迹就称为化石。从化石中可以看到古代动物、植物的样子，从而可以推断出古代动物、植物的生活情况和生活环境，可以推断出埋藏化石的地层形成的年代和经历的变化，可以看到生物从古到今的变化等等。因为在较老的岩石中的化石通常是原始的较简单的，而在年代较

33、新的岩石中的类似种属的化石就要复杂和高级。形成条件虽然一个生物是否能形成化石取决于许多因素，但是有三个因素是基本的： （1）有机物必须拥有坚硬部分，如壳、骨、牙或木质组织。然而，在非常有利的条件下，即使是非常脆弱的生物，如昆虫或水母也能够变成化石。 （2）生物在死后必须立即避免被毁灭。如果一个生物的身体部分被压碎、腐烂或严重风化，这就可能改变或取消该种生物变成化石的可能性。 （3）生物必须被某种能阻碍分解的物质迅速地埋藏起来。而这种掩埋物质的类型通常取决于生物生存的环境。海生动物的遗体通常都能变成化石，这是因为海生动物死亡后沉在海底，被软泥覆盖。软泥在后来的地质时代中则变成页岩或石灰岩。较细粒

34、的沉积物不易损坏生物的遗体。在德国的侏罗纪的某些细粒沉积岩中，很好地保存了诸如鸟、昆虫、水母这样一些脆弱的生物的化石。 演变过程人们已知道，由附近火山落下的火山灰曾覆盖过整片森林，在森林化石中有时还可见到依然站立的树，以很好的姿态被保存下来。流沙和焦油沥青通常也能迅速把动物掩埋起来。焦油沥青的行为好像一个捕获野兽的陷阱，又象防腐剂能阻止动物坚硬部分的分解。洛杉矶的兰乔?拉?布雷（Rancho laBrea）沥青湖由于在其中发现许多骨化石而闻名了，在其中发现的骨化石包括长着锐利牙齿的野猪、巨大的陆地树懒以及其它已经绝灭的动物。在冰期生存的某些动物的遗体被冻结在冰或冻土之中。显然，被冰冻的动物有的

35、可以保存下来。 虽然地球上曾有众多的人们并不知道的生物生存过，而只有少数生物留下了化石。然而，使生物变成化石的条件即使都满足了，仍然还有其它原因使得某些化石从未被人们发现过。例如，很多化石由于地面剥蚀而被破坏掉，或它的坚硬部分被地下水分解了。还有一些化石可能被保存在岩石中，但由于岩石经历了强烈的物理变化，如褶皱、断裂或熔化，这种变化可以使含化石的海相石灰岩变为大理岩，而原先存在于石灰岩中的生物的任何痕迹会完全或几乎完全消失。还有很多化石则存在于无法获得来进行研究的沉积岩层中，也还有很好出露于地表的含化石的岩石分布在世界上的某些地方，却没有进行地质学研究。另外一个很普遍的问题是，可能由于生物的残

36、体变成碎片或保存得很差，而不能充分显示出该生物的情况。 再者，当我们向过去回溯的时间越古老，化石记录缺失的时间间隔越长。岩石越老，受到破坏性力量的机会就越多，化石也就越加不可辨认。而且由于较古老的生物和今天的生物不同，因而对它们进行分类就很困难，这一情况使问题进一步复杂化了。然而，尽管如此，大量保存下来的生物化石仍为我们认识过去提供很好的记录。 动物和植物变成化石可以通过很多不同途径，但究竟通过哪种途径，通常取决于： （1）生物的本来构成 （2）它所生存的地方 （3）生物死后，影响生物遗体的力。 大多数古生物学家认为生物残体的保存有四种形式 每一种形式取决于 生物遗体的构成或者生物遗体所经历的

37、变化。 生物的本来的柔软部分只有当它被埋在能够阻止其柔软部分分解的介质中时，才能得以保存。这种介质有冻土或冰，饱含油的土壤和琥珀。当 生物在非常干燥的条件下变成木乃伊，也能保存它的身体上本来的柔软部分。这种情况一般只发生于干旱地区或沙漠地区，并且在遗体不被野兽吃掉的情况下。 大概动物柔软部分的化石得以保存的最著名的例子是在阿拉斯加和西伯利亚。在这两个地区的冻原上发现的大量的冻结的多毛的猛犸遗体一种绝灭的象。这些巨兽有的已被埋藏达25000 年。当冻土融解，猛犸的遗体就暴露出来。也有些尸体保存得很不好，当它们暴露出来时，其肉被狗吃了，其长牙被象牙商倒卖。猛犸象的毛皮现在在很多博物馆展览，有的把猛

38、犸象的肉体或肌肉放在乙醇中保存。 生物身体的柔软部分在东波兰的饱含油的土壤中也发现到，在这里有保存很好的一种绝灭的犀牛的鼻角、前腿和部分皮。在新墨西哥州和亚利桑那州的洞穴中和火山口里发现了地树懒的天然形成的木乃伊。这里的极端干燥的沙漠气候能够使动物的软组织在腐烂之前就全部脱水，并能保存部分的皮、毛、腱、爪等。 生物变成化石的更有趣和不寻常的一种方式就是在琥珀中保存。古代的昆虫可被某些针叶树分泌出的粘树胶所捕获。当松脂硬结后并进一步变成琥珀，昆虫便留在其中。有些昆虫和蜘蛛被保存得非常好，甚至能在显微镜下研究它的细毛和肌肉组织。 虽然生物体的软组织的保存形成了一些有趣的和令人叹为观止的化石，但这种

39、方式形成的化石是相对罕见的。古生物学家更经常地是研究保存在岩石中的化石。 生物体上的硬组织也能被保存下来。差不多所有的植物和动物都拥有一些硬部分，例如蛤、蚝或蜗牛；脊椎动物的牙和骨头；蟹的外壳和能够变成化石的植物的木质组织。生物体的坚硬部分由于是以能抵抗风化作用和化学作用的物质构成的，所以这类化石分布的较普遍。无脊椎动物例如蛤、蜗牛和珊瑚等的壳是由方解石（碳酸钙）组成的，其中很多没有或几乎没有发生物理变化而被保存下来。脊椎动物的骨头和牙以及许多无脊椎动物的外甲含有磷酸钙，因为这种化合物抵抗风化作用的能力非常强，所以许多由磷酸盐组成的物质也能保存下来，如曾发现一枚保存极好的鱼牙。由硅质（二氧化硅

40、）组成的骨骼也具有这种性质。微体古生物化石的硅质部分和某些海绵通过硅化而变成化石。另一些有机物具有几丁质（一种类似于指甲的物质）的外甲，节足动物和其它有机物的几丁质外甲可以成为化石，由于 它的化学成分和埋葬的方式，使这种物质以碳的薄膜的形式而保存下来。碳化作用（或蒸馏作用）是生物埋葬之后在缓慢腐烂的过程中发生的，在分解过程中，有机物逐渐失去所含有的气体和液体成分，仅留下碳质薄膜。这种碳化作用和煤的形成过程相同。在许多煤层中可以看到大量的碳化植物化石。 在许多地方，植物、鱼和无脊椎动物就是以这种方式保存下它们的化石。 有些碳的薄膜精确地记录了这些生物的最精细的结构。 化石还可以通过矿化作用和石化

41、作用而保存下来。当含矿化的地下水把矿物沉淀于生物体的坚硬部分所在的空间时，使得生物的坚硬部分变得更坚硬、抵抗风化作用的能力更强。较普通的矿物有方解石、二氧化硅和各种铁的化合物。所谓置换作用或矿化作用是生物体的坚硬部分被地下水溶解，与此同时其它物质在所空出来的位置上沉淀下来的过程。有些置换形成的化石的原始结构被置换的矿物所破坏。 不仅动植物的遗体能形成化石，而且表明它们曾经存在过的证据或踪迹也都能形成化石。痕迹化石能提供有关该生物特点的相当多的情况。很多壳、骨、叶以及生物的其它部分，都能以阳模和阴模的形式保存下来。如果一个贝壳在沉积物硬化成岩之前就被压入海底，它的外表特征就会留下压印（阴模）。如

42、果阴模后来又被另外一种物质充填，就形成阳模。阳模能显示出贝壳本来的外部特征。外部阴模显示的是生物体硬部分的外部特征，内部阴模显示的是生物体坚硬部分的内部特征。 一些动物以痕、印、足迹、孔、穴的形式留下了它们曾经存在的证据。 其中如足迹，不仅能表明动物的类型，而且提供了有关环境的资料。恐 龙的足迹化石不仅揭示了它的足的大小和形状，还提供了有关它的长度和重量的线索，留有足迹的岩石还能帮助确定恐龙生存的环境条件。世界上最著名的恐龙足迹化石发现于得克萨斯州索美维尔县罗斯镇附近的帕卢西河床中的晚白垩纪石灰岩中，年代大约在1.1 亿年前。留有恐龙足迹的大的石灰岩板被运到全世界的博物馆中，成为这种巨大爬行动

43、物的哑证据。无脊椎动物也能留下踪痕。在许多砂岩和石灰岩沉积层的表面可以看到它们的踪迹。无脊椎动物的踪痕既有简单的踪迹，也有蟹及其它爬虫的洞穴。 这些踪痕提供了有关这些生物的活动方式和生活环境的证据。洞穴是动物为着藏身觅食而在地上、木头上、石头上以及其它能打洞的物质上打出的管状或圆洞状的孔穴，后来若被细物质充填，就可能得以保存下来。打出该洞穴的动物的遗体偶尔也能在充满洞中的沉积物中找到。在松软的海底，蠕虫、节肢动物、软体动物以及其它动物都可留洞穴。某些软体动物，如凿船虫一种钻木的蛤、石蜊（Litho- domus）一种钻石的蛤，它们的洞穴化石和钻孔化石也常常能被发现。在人们所知的最古老的化石之中

44、，有管状构造，据认为这种管状构造是蠕虫的洞穴。在许多最古老的砂岩中，就有这种管状构造。 钻孔是某些动物为了觅食、附着和藏身而打的洞。钻孔经常出现在化石化的贝壳、木头和其它生物体的化石之上。钻孔也是一种化石。象钻孔蜗牛这种食内动物就能穿过其它动物的壳来钻孔以吃食其软体部分。许多古代软体动物的壳上可见到象是钻孔蜗牛打的整齐的洞。 化石对于追溯动植物的发展演化是有用的，因为在较老的岩石中的化石通常是原始的和较简单的，而在年代较新的岩石中的类似种属的化石就要复杂和高级。 某些化石作为环境的指示物是很有价值的。例如造礁珊瑚似乎总是生活在与今天相似的条件下。因此，如果地质学家找到了珊瑚礁化石珊瑚最初被埋藏的地方，就可以有理由地认为，这些含有珊瑚的岩石形成于温暖的相当浅的海中。这就使得勾画出史前时期海的位置及范围成为可能。珊瑚礁化石的存在还可指示出古代水体的深度、温度、底部条件和含盐度。 化石的一个更重要的用途是用来进行对比确定若干岩层间彼此相互关系的密切的程度。通过对比或比较各岩层所含的特征化石，地质学家可以确定一个特定区域的某种地质建造的分布。有的化石在地质历史上生存的时间相当短，然而在地理分布上却相当广泛。这种化石被称为指示化石。由于这种化石通常只是和某一特定时代的岩石共生，所以在对比中特别有用。