河海大學大禹學院水工地質實習報告.docx

大禹學院11級水工班地質實習報告 大禹學院11級水工班地質實習報告-游湯山、瓜埠山、地質博物館 姓名： xxxxxx 學號： xxxxxxxxxx 手機： xxxxxxxxxxx 老師： xxxxxx 地質實習報告一、概述11月30日，我校水工專業(yè)七個班在湯山鎮(zhèn)湖山地區(qū)進行野外實習，上午主要主要觀察了采石場，那里較偏僻，交通不便，山體被挖空了很多，地形復雜，當天氣溫偏高。下午我們到了陽山碑材及湯山猿人洞，觀看了天下第一碑以及“南京人”，那里交通便捷，除了我校同學外還有許多游人在其中游玩。下表為實習內(nèi)容及目的：江寧區(qū)湯山鎮(zhèn)湖山地區(qū)野外實習：時間行程目的星期六早上小野田采礦場沿盤山公路路邊觀察小野田辦公主要觀察泥盆系的五通組，石炭系的金陵組、高驪山組、和州組、老虎洞組等的巖性及古生物化石，觀察孔山背斜的特征。湖山廢采石場黃花岸主要觀察石炭系，二疊系地層，觀察斷層的特征。棒槌山西小鐵路邊人工剖面主要觀察三疊系中下統(tǒng)青龍群下部地層，巖性等。星期六下午明文化村大石碑湯山猿人洞主要觀察二疊系棲霞組地層，觀察并認識大石碑斷層的性質；在猿人洞觀察第四系更新統(tǒng)堆積層，其中產(chǎn)有南京直立人化石。完成情況較好。第二天，12月1日，我們來到了六合區(qū)瓜埠山地質公園觀察認識火山巖地區(qū)的地貌現(xiàn)象。該地較偏僻，經(jīng)濟較落后，地形復雜，氣候濕潤偏冷。下午返回市區(qū)參觀了南京地質博物館，欣賞到了恐龍化石、天外隕石以及其他一些珍貴的寶石。該地地處南京市區(qū)，經(jīng)濟繁華，交通便利，地形平緩，水系發(fā)達，氣候較舒適。六合區(qū)瓜埠山地質公園野外實習：時間行程目的星期日上午古火山口地貌的觀察主要觀察古火山口的平頂山地貌，了解其形成的原因?；鹕娇诟浇貐^(qū)考察主要觀察認識火山巖的類型及其特征，了解玄武巖柱狀節(jié)理形成的原因。在火山口周邊地區(qū)觀察主要觀察第三系雨花臺組地層，了解河流沉積物的組成的原因。星期日下午博物館新館：恐龍世界展廳行星地球展廳生命演化展廳博物館老館：地學搖籃展廳中國石文化展廳礦產(chǎn)資源展廳地質環(huán)境展廳完成情況較好。 在實習過程中，同學們都能較好的完成老師既定的任務，同時大家積極向老師提問，鞏固了已學知識，同時也很好的開拓了眼界。最后大家在一片歡聲笑語中結束了為期兩天的實習，二、實習地區(qū)地質概況1、實習地區(qū)的位置及其基本特征 湖山地區(qū)本區(qū)位于寧鎮(zhèn)褶皺束的南帶，地形上有三列山組成，走向nee，三列山之間是兩個縱向次生谷地。北列山海拔高度在120169m，包括排山、棒錘山。谷地1：北側湖山谷地是二疊系龍?zhí)睹合档貙咏?jīng)過地表水侵蝕形成，該谷地兩側的谷坡上發(fā)育有二級階地，第一階地海拔4060m，即農(nóng)田、煤礦所在地，第二階地海拔6070m，主要為殘積、坡積之碎石，夾有少量沖積成因的粉砂質粘土。中列山山勢較高，一般標高為160250m，主要包括黃龍山、團山、紗帽山、土山、陡山、狼山等，主峰孔山高341.8m。谷地2：南側谷地是志留系高家邊組頁巖地層被剝蝕而成（老寧杭公路）。南列山簡稱湯山，其主峰海拔292.3m。 陽山碑材大石碑位于黃龍山北側、火石峰南側，系600年前明成祖朱棣時期開采。碑材石質為二疊系棲霞組的臭灰?guī)r，層厚一般超過5-10m，因取材正位于一向斜的核部，故巖層傾角小，易于開采，是南京地區(qū)層厚最大并易于開采的巖石，顯示了古代人民的選材智慧。碑材巖石形成于距今約2億9千萬年，自巖石形成之后，深埋在海面之下約1000m深處，自距今2億年前，這些巖石才開始暴露于地表。在明朝古采石場內(nèi)坑底棲霞組灰?guī)r中可以觀察到很多黑色的燧石結核、條帶，有時呈定向排列，還有白色的粗細不等的方解石脈。在大石碑基座以西約50米，在該古采石場內(nèi)巖璧上，在棲霞組灰?guī)r中發(fā)育一條延伸幾十米的斷層。該斷層自巖璧向東延伸至采石場底部清晰可見。該斷層是發(fā)育于陡山大石碑向斜核部地層的一條以正斷層性質為主的斷層。 湯山猿人洞湯山鎮(zhèn)西的雷公山中，有一個總面積達數(shù)萬平方米的巨大溶洞群（葫蘆洞、雷公洞），該溶洞發(fā)育于奧陶系碳酸鹽巖中，洞內(nèi)鐘乳石千奇百態(tài)，成為地質旅游資源。在葫蘆洞第四系更新統(tǒng)堆積層中，產(chǎn)有南京湯山古人類南京直立人化石（牙齒1枚、頭骨2件），以及數(shù)百件脊椎動物化石。南京直立人屬晚期猿人，其生存年代與北京直立人大致相當。兩件頭骨化石地質年代分別為：63.7萬年52.3萬年和47.8萬年42.3萬年。 瓜埠山瓜埠山是一座距今約500萬年前噴發(fā)形成的小型盾火山。通?；鹕綌D出的產(chǎn)物主要為低粘滯性的玄武巖巖漿。大多數(shù)火山如不是廣闊圓丘形的盾狀火山，就是火山坡陡峭成錐形的成層火山。盾狀火山由多層流動性很高的熔巖堆積而成，因為熔巖在硬化前可以流到很遠的地方，結果便形成倒置淺碟似的低矮圓丘形山。盾狀火山的山坡雖然不陡峭，但是火山本身可以非常巨大。 南京地質博物館南京地質博物館原名地質礦產(chǎn)陳列館，建于1935 年，是中國歷史最悠久的自然科學博物館之一。其分為老館和新館，老館設置了地學搖籃、中國石文化、礦產(chǎn)資源和地質環(huán)境4個展廳；新館設置了恐龍世界、行星地球和生命演化3個展廳。附：位置圖 河海大學 南京地質博物館 陽山 湯山 瓜埠山2、各地層簡介（1）江寧區(qū)湯山鎮(zhèn)湖山地區(qū)野外實習部分：泥盆系（d）五通組（d3w）巖石堅硬，常構成高山之頂，露頭好。假整合于茅山組地層之上，接觸面略顯受侵蝕之痕跡，局部見到細的礫石，礫石成份為茅山組砂巖。五通組厚約150m。底部：灰白色石英礫巖、石英砂巖，厚層狀，層次清楚。石英礫巖有三層以上，礫石成份：白色石英、黑色燧石等，呈滾圓或半滾圓狀，礫徑在13cm為主，礫石可排列成單向斜層理。下部：灰白色石英砂巖，厚層狀，夾有粉砂巖薄層。砂巖中石英含量可達95以上，為硅質膠結。具有縫合線構造，具有單斜層理。上部：黃褐色砂巖、粉砂巖，夾有較多的灰白色粘土巖及灰黑色碳質頁巖，局部夾有扁豆體狀薄層赤鐵礦。頂部：灰白色中厚層狀石英砂巖，縫合線構造非常發(fā)育，根據(jù)此能準確判斷層面。 圖1 背斜核心（五通組） 金陵組（c1j）厚度：6m巖性：灰黑色微晶生物碎屑灰?guī)r，厚層狀，生物碎屑主要是：海百合及腕足類碎片，含有有機質及泥質成分較高，擊之有臭味，底部有一層鐵質粉砂巖與d3w接觸?；憾?，盛產(chǎn)假烏拉珊瑚、笛管珊瑚，石燕類化石，金陵穹房貝等。 與下伏五通組（d3w）呈假整合接觸。 圖2 一般有溝（金陵組）高驪山組（c1g）厚度：36m假整合于金陵組之上，金陵組頂面有受過侵蝕之痕跡，侵蝕面起伏不平，因受過氧化，顏色發(fā)紅，面上有fe、mn質薄層堆積。下部：灰白色、深灰色、紫紅色頁巖夾薄層砂巖，含有褐色泥質生物屑微晶灰?guī)r透鏡體，見有腕足類化石碎片。中部：灰黃色石英砂巖、粉砂巖夾有 數(shù)層灰紫色、灰綠色、灰色頁巖。上部：灰白色、灰綠色、紫紅色及灰黑色粘土質及粉砂質頁巖，夾有少量薄層砂巖。 圖3 雜色頁巖（高驪山組）和州組（c1h）與下伏高驪山組（c1g）為假整合接觸，厚度約5m，出露少，零星分布。巖性：灰黃色泥質及白云質微晶灰?guī)r，含少量生物碎屑?；?，有：袁氏珊瑚、貴州珊瑚、巨長身貝等。 圖4 被敲開的巖體（和州組）老虎洞組（c1l）與下伏和州組（c1h）為假整合接觸，厚度約6m。巖性：為灰色、淺灰色結晶白云巖，致密，堅硬，遇到hcl 僅微弱氣泡。風化面有刀砍狀溶溝。含有灰黑色、灰白色、肉紅色之燧石結核，成透鏡體或團塊狀，透鏡狀燧石結核的伸長方向與層面平行，可判斷層面?；翰灰?guī)則石柱珊瑚圖8 質地堅硬（老虎洞組）中統(tǒng)（c2）：黃龍組（c2h）與下伏老虎洞組（c1l）為假整合接觸，厚度約55m底部：白云巖礫塊組成的礫巖，礫塊半棱角、半滾圓狀到不規(guī)則狀，直徑35cm為主，由方解石膠結。下部：白色微晶灰?guī)r，斑塊巨粒結晶灰?guī)r，晶?？蛇_0.11cm。厚度約5m。主體部分：灰白色略顯肉紅色微晶生物屑灰?guī)r為主，夾生物屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r，厚層到塊狀，層理不清，僅能根據(jù)縫合線來判斷其產(chǎn)狀?；盒◎选⒛箍瞥惖葓D9 被挖空的山體（黃龍組）三疊系（t）下、中三疊統(tǒng)青龍群（t12q）與大隆組（p2d）為整合接觸，厚度約500m，在棒錘山西端人工剖面出露。分三部分下部：黃綠色頁巖、泥巖，夾薄層微晶灰?guī)r，產(chǎn)有菊石、克氏蛤。中部：灰色薄層微晶灰?guī)r與黃綠色頁巖、黃褐色泥巖互層，層理清楚，產(chǎn)有菊石。上部：灰色中厚層、薄層微晶灰?guī)r夾黃褐色泥質微晶灰?guī)r、鈣質頁巖及薄層瘤狀微晶灰?guī)r、微晶礫屑灰?guī)r。頂部：厚層狀微晶灰?guī)r。 圖10 山體土層（黃龍組）（2）江寧區(qū)湯山鎮(zhèn)陽山碑材實習部分：下午在車上小憩一會兒，我們便來到了下一站-陽山碑材，在這里欣賞天下第一碑的宏偉，領略地質的奧秘。在明朝古采石場內(nèi)坑底棲霞組灰?guī)r中可以觀察到很多黑色的燧石結核、條帶，有時呈定向排列，還有白色的粗細不等的方解石脈。在大石碑基座以西約50米，在該古采石場內(nèi)巖璧上，在棲霞組灰?guī)r中發(fā)育一條延伸幾十米的斷層。該斷層自巖璧向東延伸至采石場底部清晰可見。該斷層是發(fā)育于陡山大石碑向斜核部地層的一條以正斷層性質為主的斷層。圖11 燧石結核 圖12 正斷層 （3）江寧區(qū)湯山猿人洞實習部分：下午4:00，我們驅車來到了猿人洞，在這里欣賞美麗的溶洞以及古老的“南京人”。該溶洞發(fā)育于奧陶系碳酸鹽巖中，洞內(nèi)鐘乳石千奇百態(tài)，成為地質旅游資源。在葫蘆洞第四系更新統(tǒng)堆積層中，產(chǎn)有南京湯山古人類南京直立人化石（牙齒1枚、頭骨2件），以及數(shù)百件脊椎動物化石。 圖13 溶洞 圖14 鐘乳石（4）六合區(qū)瓜埠山地質公園野外實習：經(jīng)過了一天的修整，我們第二天早早的驅車來到了瓜埠山。不巧的是我們到達目的地時，那邊的工作人員還沒準備好，所以我們一行人便先行進行了參觀。該景區(qū)由火山猛烈噴發(fā)形成，包括火山角礫、火山渣、火山彈、火山灰等。這些物質在火山噴發(fā)時，由于噴發(fā)猛烈、噴發(fā)較高，快速冷卻而形成，所以無柱狀節(jié)理形成，一般具有氣孔杏仁構造發(fā)育。由火山噴溢而形成熔巖流，慢慢冷卻就形成了黑色玄武巖。這些玄武巖主要礦物為輝石和斜長石，次要礦物為橄欖石（風化后變成了紅褐色的伊丁石）。熔巖石柱在地質學上稱為柱狀節(jié)理，主要物質成分是黑色玄武巖，硬度大，聲音清脆，隱晶質，石柱整體透水性強。圖15 新鮮面上的橄欖石 圖16 被風化后形成的伊利石圖17 火山渣和柱狀節(jié)理組合成一頭“雄獅”雨花臺組地層屬第三系地層（n12y），灰色、灰黃、灰綠、灰紅色或黃褐色弱固結碎屑巖，包括：礫巖、砂礫巖，砂礫巖，粉砂巖，粉砂質泥巖。礫石成分以石英為主，其次是燧石、石英砂巖、硅質灰?guī)r以及火山巖、變質巖等等，礫徑一般為數(shù)厘米，少量在10厘米以上，個別大于50厘米，總體分選性中等，磨園度較好，具有定向排列。砂層具有清晰大型的斜層理。著名的南京雨花石就產(chǎn)自該地層。 圖18 雨花臺組撿到的石頭（5）玄武區(qū)南京地質博物館實習：南京地質博物館分為新館和老館：新館設置了恐龍世界、行星地球和生命演化3個展廳；老館設置了地學搖籃、中國石文化、礦產(chǎn)資源和地質環(huán)境4個展廳。最讓我印象深刻的便是這組模型，再現(xiàn)了地球從38億年至今的生物演化過程，從最古老的單核生物到藍藻，再進化成多核生物，最后脫離水體，產(chǎn)生了陸生動物等過程。 圖19 地球生物演化史3、地質構造褶皺構造該處褶皺為背斜，是我們第一個觀察點。其西起烏龜山經(jīng)孔山之頂?shù)解埳揭粠?，背斜樞紐近東西向。背斜核部地層為上泥盆系五通組石英砂巖組成，兩翼地層由老到新依次出露為：下石炭統(tǒng)金陵組、高驪山組、和州組、老虎洞組、中石炭統(tǒng) 圖20 背斜巖層黃龍組、上石炭統(tǒng)船山組以及二疊系棲霞組地層組成。巖層特點有：棲霞組上段下統(tǒng)巖層巖石為含有帶有臭雞蛋味無基灰?guī)r；船山組為致密的無基灰?guī)r，用地質錘較難擊碎；青龍組包括泥巖、頁巖、砂巖。產(chǎn)狀：走向310，南西，傾角30。斷層構造正斷面（陽山碑材）該處斷層發(fā)育于棲霞組灰?guī)r里，斷層走向和大石碑的斜樞紐垂直。該斷層兩盤棲霞組薄層灰?guī)r被錯斷，斷層上有裂隙泉。因為西盤下調(diào)，東盤上升，判斷斷層性質為正斷層。逆斷層（青龍組）棒槌山的逆斷層，斷層位于棒槌山的西北坡角。上青龍組逆沖在黃馬青群上，造成地層層序不連續(xù)；斷層兩側地層產(chǎn)狀不正常，帶中發(fā)育斷層角礫巖；在上青龍組灰炭之下見青山群眾粗粒石英砂巖。 圖21 逆斷層3、 巖溶現(xiàn)象湯山鎮(zhèn)西的雷公山的巨大溶洞群（葫蘆洞、雷公洞）發(fā)育于奧陶系碳酸鹽巖中，洞內(nèi)鐘乳石千奇百態(tài)，成為地質旅游資源。在葫蘆洞第四系更新統(tǒng)堆積層中，產(chǎn)有南京湯山古人類南京直立人化石。我們觀察到的巖溶現(xiàn)象是地下洞穴中被流水腐蝕空了， 圖22 雷公洞巖溶現(xiàn)象通道巖壁上的巖塊呈現(xiàn)出流水狀或滴水狀形態(tài)。而中間的鐘乳石則比巖壁更加的巨大，美觀！巖溶發(fā)育的基本條件是“巖石的可溶性、巖石的透水性、水的溶蝕性、水的流動性”，所以巖溶現(xiàn)象一般發(fā)育在碳酸鹽巖石當中，如灰?guī)r、白云巖、白云質灰?guī)r等；特殊的結構如豹皮灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、厚層狀也易發(fā)生巖溶現(xiàn)象。當巖石中發(fā)育出了縫隙，那么也會形成巖溶系統(tǒng)，所以斷層發(fā)育決定了溶洞的形成。而地下水的循環(huán)交替是巖溶發(fā)育的充分必要條件，其可以不斷更替補充具有侵蝕性的水，將溶解與侵蝕的物質帶走，從而留下空洞（巖溶）。但是美麗的溶洞卻對我們的工程帶來了巨大的影響：例如云南、廣西、貴州省巖溶山區(qū)，缺水嚴重，阻礙經(jīng)濟的發(fā)展，生活貧困現(xiàn)象嚴重；巖溶區(qū)的庫水滲漏現(xiàn)象嚴重，處理困難，且影響壩基的穩(wěn)定，對大壩的安全造成莫大的影響；在基本建設當中，由于洞室空蝕，洞室圍巖不穩(wěn)定，地下施工，隧道施工中也是困難重重。豐富的地下水造就了巖溶現(xiàn)象，也營造了一個很好的生活環(huán)境，給“南京人”枯燥的生活“帶來”了美麗！4、 邊坡巖體穩(wěn)定問題在六合區(qū)瓜埠山實習期間看到了一處邊坡破壞現(xiàn)象（見圖23），該處屬于滑坡現(xiàn)象。通過我們的觀察，我們發(fā)現(xiàn)該破壞處疏松破碎，雜亂無章，而且穩(wěn)定性較差。通過對水利工程地質的學習，我們知道了影響邊坡穩(wěn)定的因素分為內(nèi)在因素和外在因素。其中內(nèi)在因素有土體的性質、地質構造、巖體結構和地應力，而外在因素有地表水和地下水的作用、地震、風化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷載等。其中地表水和地下水的作用是外在因素中最重要、最活躍的一個。通過土力學，我們可以很好的解釋這一點：當有地表水或地下水侵蝕時，水體通過土體內(nèi)部，從而引起土體中的水應力增加，使土體的有效應力減小， 圖23 滑坡現(xiàn)象從而減小了土體的抗剪強度。當有超過該強度的荷載作用時，土體便會發(fā)生滑坡現(xiàn)象。其次起到主要的控制作用的是“土體的性質、地質構造、巖體結構和地應力”等內(nèi)部因素。土體的性質方面：如果土體具有不透水性且質地堅硬，那么山體很難發(fā)生滑坡現(xiàn)象，反之亦然；地質構造方面：褶皺、斷裂發(fā)育地區(qū)，巖層傾角大，構成了巖體的切割面和滑動面，形成有利于崩塌、滑動的條件；巖體結構方面：對邊坡而言，結構面的產(chǎn)狀和巖體結構類型有更明顯的影響，例如當結構面傾