工程地质与水文地质学实习报告

时间:2024.3.31

实习报告书写格式

1. 封面要求

各实践环节报告封面统一由教务处设计制作,请到各学院教务员处领取;

2. 内容要求

1)实习报告、毕业调查报告、科研实践报告和专业综合实验报告内容应包括实习项目、指导教师、目的与要求、实习内容、实习日记、实习报告和总结等方面;

2)课程设计、课程论文和课题设计内容由指导教师根据自身课程特点确定;

3)具体内容格式可参照附表,要求字迹工整,填写认真。(填写时括号中的说明内容应删除)

3.评阅要求

各实践环节报告均应有教师评语,批阅教师签名,批阅日期,教研室主任意见,评语要有针对性,书写工整,红笔批阅;

4.格式与装订

各实践环节报告内容均用A4纸填写,内容手写打印均可,左侧装订。如打印:一级标题字体黑体,字号四号;二级以下标题和内容字体宋体,字号小四号;单倍行距。

  

                                             


     





第二篇:地质实习报gao


河 南 城 建 学 院

实习报告

实  习  类  别:    工程地质与水文地质实习   

系          别:                              

专          业:       城市地下空间工程      

班  级  学  号:                              

学  生  姓  名:                              

指  导  教  师:                              

完  成  时  间:       20##年6月21日       


指导教师评语

                              指导教师签字           

综合成绩


第1章 绪论     2

1.1      实习目的... 4

1.2      实习基本要求... 4

1.3      实习时间及地点... 4

1.4      实习人员组成... 5

1.5      实习路线安排... 5

第2章 登封地区地层概况... 5

第3章    岩浆岩... 12

第4章    地壳运动及地质构造... 15

4.1    嵩阳运动... 15

4.2    中岳运动... 16

4.3    少林运动、怀远运动及塔康运动... 16

4.4    印支——燕山运动... 16

4.5    喜马拉雅运动... 17

4.6    新构造运动... 17

4.7    地质构造... 17

第5章     地质发展史... 20

第6章     外动力地质作用... 25

6.1     积积扇... 26

6.2     波痕... 27

第7章    后记... 27


第1章 绪论

工程地质与水文地质》是一门实践性很强且直接面向大自然的学科。要改造和利用自然,首先必须了解和认识自然。实习的目的就是巩固和深化课堂上的理论知识,使之尽可能达到理论和实践的有机结合。培养学生分析、解决工程地质问题的综合能力。

本次实习是《工程地质与水文地质》课程的野外认识实习。该次实习要求学生能将课堂上所学的理论知识,灵活地运用于野外工作之中,对工程地质与水文地质的常规工作方法、步骤,野外工作的基本技能,常见的工程地质问题等,有一个较全面、系统的了解。工程地质与水文地质实习的目的在于通过实习使学生具备分析、解决在实际工程中出现的简单条件下的地质问题的能力。

本次实习单位是登封:登封市的地形是一个西高东低,向东开口的盆地,东西长五

1?1登封交通位置图

十余里,南北宽址余公里,县城位于盆地中北部,海拔约380米,盆地北侧为嵩山山脉。自东而西由五指岭、太室山、少室山(玉寨山)、马鞍山等山岭组成。太室山海拔1584米,少室山海拔1512米。群峰秃立,山势险峻,相对高差大于1000米,属高中山地形;盆地南侧为箕山、伏牛山。箕山海拔1064米,蜿蜒起伏于颖河之南,属中山地形。伏牛山海拔627米,呈东西向横亘于箕山之北,属低山地形;盆地内部为丘陵和平原。

嵩山世界地质公园,北濒伊洛,南环颖水,面积464平方公里,公园内                1-2嵩山实习路线图                   连续完整地出露着太古宙、元古宙、古生代、中生代、新生代五个地质历史时期的沉积和构造——热事件的序列产物,地学界称为“五代同堂”,清晰地保存着发生在距今25亿年,18亿年,5.43亿年分别被命名为“嵩阳运动”、“中岳运动”、“少林运动”的三次全球性前寒武纪造山、造陆运动所形成的角度不整合接触界面及构造形态遗迹,被地质工作者誉为“天然地质博物馆”和“地学百科全书”。

1-3 嵩山地质公园

             

1.1       实习目的

《工程地质与水文地质》是一门实践性很强且直接面向大自然的学科。要改造和利用自然,首先必须了解和认识自然。实习的目的就是巩固和深化课堂上的理论知识,使之尽可能达到理论和实践的有机结合。培养学生分析、解决工程地质问题的综合能力。本次实习是《工程地质与水文地质》课程的野外认识实习。该次实习要求学生能将课堂上所学的理论知识,灵活地运用于野外工作之中,对工程地质与水文地质的常规工作方法、步骤,野外工作的基本技能,常见的工程地质问题等,有一个较全面、系统的了解。工程地质与水文地质实习的目的在于通过实习使学生具备分析、解决在实际工程中出现的简单条件下的地质问题的能力。

1.2       实习基本要求

(1)实习前的总动员由学院派人员组织实施,并在实习指导教师中产生一名实习带队老师。

(2)由于实习时间较短,学生独自操作有一定困难,故要求在教师的带领下开展工作。

(3)能够根据所学的知识,识别岩浆岩、沉积岩和变质岩,识别简单的构造现象,能对一般的工程地质问题进行分析和评价,提出合理的防治措施。

(4)对实习中所见到的各种现象要现场做好原始记录。

(5)每天结束实习后,要及时总结,做好实习日记。

(6)实习结束后,按要求认真编写实习报告。

1.3       实习时间及地点

本学期第十六、十七周(6.17-6.28)进行野外实习,时间两周。实习地点为河南省登封地区。

1.4       实习人员组成

杨国洲、尤培波、12级城市地下空间工程专业58名学生

1.5       实习路线安排

路线一:6月17号 市区——玉皇庙村

路线二:6月18号 市区—老君洞—云城—石船—嵩阳运动—中岳行宫—法王寺—峻极峰

路线三:6月14号 市区—唐窑村采石场—太子沟—太子沟隧道

路线四:6月15号 市区—嵩阳书院逍遥谷—气象站—一线天—卢崖瀑布

路线五:6月16号 市区—少林寺—塔林—三皇寨—少林运动

第2章 登封地区地层概况

   嵩山地区位于中朝准地台南缘,属二层构造单元,称嵩箕台隆。这个二级构造单元同整个中朝准地台一样,具有明显的基底与盖层组合而成的双层结构。

该区大地构造,按照地质力学观点,应属于我国昆仑—秦岭,巨型纬向构造体系向东延伸的小秦岭嵩山东西向构造带中的东端部分。这个构造带横亘河南省中部,形迹明显,规模巨大。其主要构造特征是:

(1) 模大,挤压强烈。

(2) 形成时间早,发育时期长

(3) 断裂构造经历过长期多次的力学转变过程,使区内北西向断裂构造发育,形成了河南省区内嵩—准弧形构造的重要组成部分。

嵩山地区山盆排列,中间嵩山东西横亘,南侧是同走向的登封盆地,北侧是偃师盆地。对嵩山地区这种地貌空间构造起到控制作用的是东西向构造,东西构造是本区盖层中的主体构造形迹,以宽缓褶皱和断裂为主要形式。

嵩山地区正负地貌单位反差巨大,如玉寨山相对登封盆地,高差大1200m以上,嵩山背斜的南翼,有一条沿君召、太后庙、玉皇沟、龙头和寨脖上约50km的近东西向断裂带,由一系列断面南倾的阶梯状正断裂带一起,使嵩箕之间的向斜形成一个断裂盆地。

嵩山在空间结构上分为玉寨山、嵩山岭和五指岭三段地貌类型呈不连续状态,这种现象是北西向断裂切割所致。区内发育了唐窑—中岳庙和五指岭断裂带地块相对陷落,形成了玉寨山和嵩山岭之间,嵩山岭和五指之间被哑口或海拔低的地貌类型隔开的地貌结构。

(一)太古界登封群


   出露于登封市君召以北等地,为本区最古老的地层,自下而上分为三个

                         2-1 嵩山太古宙底层

岩层。

1、石牌河组:主要为灰绿、灰黄色黑云斜长变粒岩、黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩夹斜长角闪岩,厚度大于256米,岩石遭受强烈混合岩化。有多期基性-中酸性岩浆侵入。其中变闪长岩年龄值为29.86-30.6亿年。本组原岩为基性火山岩夹中酸性火山岩及少量沉积岩。

                  黑云斜长片麻岩

2、郭家窑组:主要为黄褐、暗绿色角闪片岩、斜长角闪片岩夹斜长角闪片麻岩、变粒岩和磁铁石英岩薄层或透镜体。上部夹少量云英片岩。厚857米,本组原岩为基性火山岩和少量中酸性火山岩及沉积岩。

3、老羊沟组:底部为一层不稳定的长石石英岩,下部为云英片岩、云母片岩夹斜长角闪片岩及少量磁铁石英岩。上部为绢云石英片岩、绿泥石英片岩夹变质砾岩及含砾绢云绿泥石英片岩。厚630米,本组岩层以片岩为主。无片麻岩,未见混合岩化现象,具斜层理及各种片岩构成的韵律层,含大量云母等粘土质变质矿物。原岩为浅海碎屑岩。

(二) 元古界

   1、下元古界嵩山群

   分布于玉寨山、嵩山、五指岭一带,自下而上分为罗汉洞组、五指岭组、庙坡山组和花峪组。

  (1)罗汉洞组

与下伏太古界登封群呈角度不整合接触。下段为灰白色巨厚含砾粗粒石英岩、含长石石英岩和底砾岩。厚155米。中段为白色厚——巨厚层中细粒石英岩,不对称波痕发育。厚391米。本组石英岩普遍含磁铁矿。

上段为灰色厚层粗粒石英夹薄层绢云石英片岩,波痕及交错层理十分发育,203米。

(2)五指岭组:含一、二、三段。

 一段为灰白、浅黄色绢云石英片岩、石英岩与千枚岩互层。上部有白云质大理岩薄层或透镜体。二段为青灰、灰白色千枚岩、石英绢云片岩夹石英岩。顶部有白云质大理岩透镜体。             2-2 底砾岩

厚304米。三段为紫杂色绿泥绢云片岩、绢英片岩夹赤铁石英岩。底部为一层厚层中粗粒石英岩,含绢云母、绿泥石,交错层理发育。上部具一层厚8——10米的假象赤铁矿层封式铁矿。本段厚310米。

(3)庙坡山组:厚395米。

 下部为灰白色厚层状粗粒石英岩夹致密石英岩(天然油石层),底部岩层发育称波痕及泥裂。中部为灰白色夹紫红色条带状石英岩。上部为中厚层状粗粒石英岩夹紫红色赤铁石英岩及千枚状绢英片岩。

(4)花峪组:厚194米。

底部为紫红色铁质千枚岩和角砾状千枚岩,靠上有一层含磷千枚岩。下部为灰黄色厚层状白云岩和泥质白云岩。偶夹千枚岩。中部为灰紫、灰白色千枚岩。靠底有一层含磷千枚岩。上部为灰白色中层状石英岩。

2、中元古界五佛山群

不整合覆于嵩山群或登封群之上,自下而上由马鞍山组、葡萄峪组。骆驼畔组和何家寨组组成,本区缺少底部兵马沟组。马鞍山组为紫红色底砾岩和灰紫色含砾石英砂岩、肉红色石英砂岩夹层间砾岩痕、泥裂和交错层理发育。厚度变化较大。向东、南均变薄。葡萄峪组为灰黄、黄绿、紫红色页岩、砂质页岩夹泥质灰岩。骆驼畔组为紫红、灰黄色石英砂岩夹砂质页岩,底部为粗砂或细砾岩。何家寨组为中薄层状灰岩、泥质灰岩、硅质灰岩、白云质灰岩与黄绿、紫红色页岩夹细砂岩及粉砂岩。中上部有叠层石灰岩。本群总厚大于1000米。

3、上元古界震旦系罗圈组

主要分布在邻区临汝罗圈、偃师上徐马等地。实习区南部送表马窑一带有零星出露。与

2-3元古宙;紫红色角砾岩             下伏五指山群石英砂岩呈不整合接触。厚0-60米,下部为灰、黄灰色钙质胶结冰碛砾岩。砾石成分为石英岩、石英砂岩、灰岩、石英斑岩、花岗岩及各种变质岩。上部为含冰碛砾石的紫红色泥砂质页岩。

(三)古生界

   本区古生界地层有寒武、奥陶、石炭及二叠系。

1、寒武系

  (1)寒武系下统:自下而上依次为关口组、朱砂洞组和馒头组。

   A、关口组:厚23——134米,由南向北变薄,与下伏元古界地层呈起覆不整合接触。本区北部为底部砾岩,南部相变为含磷砂岩。其上为波痕、泥裂发育的石英砂岩。

B、朱砂洞组:厚65——97米,下部由紫红色埿砂质灰岩、泥灰岩组成:上部为青灰、深灰色厚层状泥质灰岩、豹皮状灰岩、白云质灰岩组成。顶部白云质灰岩含灰色澻石结核。

C、馒头组:厚30——100米。为紫红、黄绿色泥质灰岩与砂质页岩互层或夹层。

(2)寒武系中统:自下而上依次为毛庄组、徐庄组及张夏组。

A、毛庄组:厚92——150米。以紫红色砂质页岩为主,夹薄层层面含白云母碎片的粉砂岩,顶部夹泥质灰岩。

B、徐庄组:厚54——144米。底部为海绿石细砂岩;下、中部为深灰色中厚层状具泥质条带的白云质灰岩与黄绿色砂质页岩呈夹层或互层;上部为中——薄层状泥质条带灰岩及状灰岩。

C、张夏组:厚49——218米。以灰、深灰色厚及巨厚层状的状灰岩、白云质灰岩为主。间夹豆状、竹叶状灰岩。

(3)寒武系上统:自下而上依次为崮山组、长山组及凤山组。

A、崮山组:厚36——277米,为灰、深灰色厚层——巨厚层状白云岩、状白云岩及白云质灰岩。顶部为黄色薄层泥层灰岩或泥质白云岩。

B、长山组:厚46——120米,为灰、深灰色厚层状白云质灰岩、白云岩及含硅质团块或条带的白云岩、白云质灰岩。

2、奥陶系

缺失下统及上统。中统马家沟组:分布于北部与偃师、巩县交界的边邻地区及东部告城至密县、禹县一带,唐庄附近也有零星出露。南部无沉积,与下伏寒武系呈平行不整合接触。下部以灰黄色页岩、泥灰岩为主,底部有砂砾岩。厚30米(旧称贾旺组)。中、上部为深灰色致密状灰岩、豹皮状及角砾状灰岩。厚93米,产丰富的牙形石。

3、石炭系

仅发育中统本溪组及上统太原组。

(1)本溪组:与下伏奥陶系(北部)或寒武系(南部)呈平行不整合接触。厚2——16米。下部为紫红、灰白、灰黄色含铁铝土页岩。底部夹透镜状或鸡窝毒药赤铁矿层(山西式铁矿);中、上部为灰、灰绿色鲕状铝土质泥岩夹砂质泥岩及铝土矿层。

 (2)太原组:厚51——105米,由灰岩、砂岩、泥岩及煤层组成。含灰岩及薄煤各八层(即一煤层)。其中一3煤大面积可采,灰岩多为深灰、黑灰色,含黑色燧石团块或条带。顶部以黑灰色硅质泥岩或燧石层与上覆山西组分界。本组灰岩富含蜓科、腕足类、珊瑚、海百合及苔藓虫化石。泥岩中含鳞木、楔叶等化石。

4、二叠系:与下伏石炭系整合接触

(1)二叠系下统:下部为山西组,上部为下石盒子组。

A、山西组:厚70——109米,主要由灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、砂岩及煤层(即二煤层)组成,含煤六层,其中二1煤一般厚4~6米,全区普遍稳定,为本区主要可采煤层,俗称大煤或大占煤。二2煤局部可采,二3煤偶而可采,其余皆不可采。

2-4 泥灰岩

二1煤层和二2煤层之间有一层灰色厚层状中粒长石石英砂岩,含菱铁质结核及泥质包体,交错层理发育,与下伏岩层呈冲刷接触,局部成为二1煤层的直接顶板。该层在区内普遍发育,是寻找二1煤层的标志层,俗称大占砂岩。

本组大占砂岩产硅化木化石,粉砂岩,砂质泥岩中含丰富的植物叶部化石:

B、下石盒子组:厚22——71米,由灰、黄灰色中粒长石石英砂岩、粒砂岩夹灰黄、青灰色砂质页岩、紫斑泥岩及煤层(三煤层)组成。含煤2层,均不可采,底部吵岩常含细砾,与下伏山西组呈冲刷接触。其岩性为灰白、浅灰色中厚——厚层状中粗粒长石石英砂岩或石英砂岩,硅铁质胶结,富含菱铁质结核,岩石坚硬,是本组与山西组分界的标志层,称为砂锅窑砂岩。

(2)二叠系上统

自下而上依次为上石盒子组、平顶山组及土门组。

A、上石盒子组:由浅灰、黄灰、绿灰色砂岩、砂质泥岩、紫斑泥岩、深灰色泥岩及煤层(线)组成。厚403——489米,含六个旋回,每一旋回的底部常为中粗粒砂岩,且每旋回即为一个煤层(四一九煤组)。各煤组煤层均不稳定,仅四、五、七煤组有1——3层煤局部可采。四煤组底部砂岩为绿灰色中粗粒长石石英砂岩,含较多黄绿色泥质岩屑。

B、平顶山组:底部为肉红色含砾砂岩或透镜状砾岩:下部为浅灰、褐黄色厚层、巨厚层中粗粒长石石英砂岩。分选中等,磨圆度差,硅质胶结,质地坚硬;上部为褐黄、黄绿色中细粒泥质砂岩夹砂质泥岩及泥岩,全组厚100——263米。

C、土门组:由紫红、黄绿色钙质粉砂岩、钙质页岩夹砂岩及透镜状砂质灰岩组成。厚280米,产真叶肢介化石。

(四)中生界

   本区仅有三叠系,与下伏二叠系整合接触。

   1、三叠系下统圈门群:由红灰、紫红色长石石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩组成。厚550米。底部为紫红色巨厚层状石英砂岩(金斗山砂岩);下部以砂岩为主,夹粉砂岩、砂质泥岩及泥岩;上部以粉砂岩、砂质泥岩及泥岩为主。夹砂岩。中上部夹数层钙质砂岩及砾状泥灰岩。顶部粉砂岩产大量痕迹化石(浅水生物潜穴)。

2、三叠系中统二马营群:灰黄、灰绿色厚层状长石石英砂岩珉紫红色钙质粉砂岩、砂质泥岩互层,厚320米。

3、三叠系上统延长群:下部为土黄色中细粒长石石英砂岩夹紫红色砂质泥 岩;上部为土黄、灰绿色粉砂质与紫红、黄绿色砂质泥岩互层,厚大于300米。

(五)新生界

   下第三系、上第三系及第四系与下伏地层均呈角度不整合接触。

    1、下第三系陈宅沟组:

由褐红、砾石色砂岩、泥岩夹透镜状泥灰岩组成,泥岩层面偶有薄膜状石膏,底部为砂砾岩,砾石磨圆度及分选性极差,钙质胶结,含泥质杂基,本组厚185-436米。

2、上第三系洛阳组:

为褐黄、褐红、灰白等色泥岩与泥灰岩互层,夹砂砾岩透镜体,砂砾岩呈半固结状态。厚12-83米。

3、第四系

为褐红色亚粘土、黄土、亚砂土、砾卵石等冲积、洪积、坡积及残积物,厚12—55米。

第3章    岩浆岩

  1、太古代侵入岩:由基性到中酸性岩石均有发育,多呈小岩株或岩脉产出,

           3-1   逍遥谷侵入辉绿岩

侵入太古代登封群地层中,岩石均已变质,片理发育。

(1)变闪长岩

具变余辉长结构、含长结构、块状构造,主要由保持辉石假象的纤闪石和钠黝帘石、板状斜长石及少量次生矿物黑云母、绿泥石、绿帘石、石英等矿物组成。原岩可能为辉长岩,年龄为29.861.8-30.63.1亿年。

(2)辉石角闪岩

具半自形晶粒结构,块状构造,主要矿物成分为普通角闪石(65——70%)、辉石(20-25%),次要矿物有长石、黑云母、石英等。斜长石常绢云母化、绿帘石化。

(3)变辉绿岩

呈脉状侵入片麻岩或老岩浆岩内,岩体常有扭曲、错断现象,多已变质成斜长角闪岩或角闪片岩。

(4)花岗岩伟晶岩

呈脉状侵入郭家窑组地层中,脉长一般100-300米,宽3-50米不等,矿物成分主要为更、钠长石、条纹长石、石英和白云母。其次有黑云母及微量的电气石、磷灰石、绿帘石、磁铁矿,可见白云母扭折现象和石英块体被压扁,呈平行排列,说明岩石已遭受变质,白云母钾-氩法同位素年龄值为20.55-23.45亿年。

2、早元古代晚期侵入岩

(1)石秤花岗岩(黑云母钾长花岗岩)

呈东西向分布于登封城西南,侵入于登封群郭家窑组片岩、片麻岩及嵩山群罗汉洞组石英岩中,南界与古生界呈断层接触,岩体东西长约15公里,南北宽4-5公里,出露面积约70平方公里,根据岩体与围岩接触面向外倾斜这一现象推测,向深部有变大趋势,为一大型岩株。

岩石呈肉红色,风化后呈灰白、灰黄色,中心相主要矿物成分有钾长石(50-55%)、石英(35-40%),次要矿物有更长石(4%)、黑云母(2-8%),花岗结构,块状构造。定名为黑云母钾长花岗岩,由中心相向边缘相过渡,岩石颜色由淡红变为灰白,矿物成分上黑云母、钾长石、石英减少,角闪石、斜长石增多。岩石结构由中粗粒变为中粒,具似斑状结构,块状或斑点状构造。

岩体黑云母钾-氩法同位素年龄值为15.42亿年。

(2)白家寨花岗岩分布于本区西北部,摩天寨花岗岩又称箕山花岗岩,分布于南部,二者亦为黑云母钾长花岗岩,均属小型岩株,时代同石秤花岗岩。

(3)辉绿岩

3-2逍遥谷侵入辉绿岩墙

3-3 逍遥谷辉绿岩墙素描图

多呈岩墙、岩脉侵入登封群、嵩山群及石秤花岗岩中,以近东西走向为主。

岩性有三种:辉绿岩(具辉绿结构,不含斜长石斑晶)、辉绿*岩(具斑状结构,斑晶为斜长石)及玻基辉绿岩(无斑隐晶结构),块状构造或定向构造。岩石呈灰黑至暗绿色,矿物成分为普通角闪石、斜长石、绿帘石、绿泥石组合或斜长石、阳起石、黑云母、绿泥石组合。

第4章    地壳运动及地质构造

 4.1    嵩阳运动

是本区太古代末期发生的一次造山运动,它使登封群地层产生以近东西向为主的褶皱、断裂和中高级变质,造成嵩山群与登封群之间的角度不整合。

4-1 嵩阳运动

4.2    中岳运动

是发生于早元古代末的一次强烈的造山运动。它使嵩山群地层发生近南北向的紧密同斜线状之褶皱、断裂和低级变质,并且破坏和改造了登封群的构造面貌。运动晚期伴随有大型的岩浆侵入活动。

4.3    少林运动、怀远运动及塔康运动

本区震旦纪晚期的少林运动、早、中奥陶世之间的怀远运动及中奥陶世以后的塔康运动均属差异上升性质。少林运动的差异上升使南部基底断块翘起,导致五佛山群发生由南各北的重力滑动和褶皱、断裂,并使寒武系与五佛山群的接触关系多样化。在发生滑动的地区表现为角度不整合。在非滑动地区为平行不整合或超覆不整合。

加里东构造旋回的怀远运动和塔康运动的差异上升亦表现为南高北低。造成本区南

部缺失寒武系长山级、凤山级和               4-2少林运动               奥陶系地层,怀远运动使本区北部的中奥陶系下马家沟组与寒武系呈假整合接触。塔康运动则使中石炭系本溪组假整合覆于奥陶系中统马家沟组(北部)或寒武系上统崮山组(南部)之上。

4.4    印支——燕山运动

   三叠纪至第三纪之间的地壳运动,是本区显生宙以来最重要的造山运动。它奠定了本区地台盖层的基本构造格架。使盖层发生东西向宽缓的褶皱和剧烈的断裂活动,造成下第三系与下伏老地层之间的角度不整合。

由于本区缺失侏罗系及白垩系沉积记录,造山运动的时限较难确切推定,故笼统称为印支-燕山运动。

4.5    喜马拉雅运动

早第三纪末,喜马拉雅运动使本区抬升,除东北部个别地方外,结束了第三纪构造盆地的沉积,造成上、下第三系之间的角度不整合接触。

4.6    新构造运动

本区新构造运动表现为沿老的断裂差异上升、拱曲,并且伴有新断裂的产生。

4.7    地质构造

  本区大地构造上位于华北地台南缘,豫淮台褶带嵩箕台隆东南部,基底由太古代登封群和早元古代嵩山群构成。盖层由显生宙地层组成。中元古代五佛山群具有盖层的属性,但建造类型和构造变形特征均具过渡性质,现将各期构造形变基本特征扼要介绍如下:

1、基底构造特征,以褶皱为主,断裂次之。

嵩阳构造期形成的构造以纬向构造为主,登封群由于经受了多期构造变形、岩浆活动、区域变质作用及混合岩化作用的改造,原有的构造面貌变得更加复杂,比较难以恢复。

中岳构造期形成经向复式背、向斜构造。由一系列斜歪、倒转、平卧,乃至翻卷的褶曲组成。在东西宽约40公里范围内,大约有90个大褶曲,组成40个复式褶皱,分别隶属于两个大复褶皱,即嵩山大复背斜和五指岭大复向斜,倒转背、向斜的轴面向西倾斜,向东倒转,轴面倾角大小不一。

少林构造期由差异上升引起的重力滑动,使五佛山群形成近东西向平缓开阔的褶皱和平行及近于垂直褶皱轴线的断裂组合。

2、显生宙盖层构造特征:以断裂为主,褶皱次之。构造线方向呈纬向,与基底构造线方向近于正交。

(1)印支——燕山构造期形成的褶皱多为宽缓的背向斜,主要有登封大背斜、颖阳——石道向斜和箕山背斜。

登封大背斜轴部位于玉寨山、嵩山、五指岭一带,是本区盖层的主体构造,轴向近东西全长90余公里,向西延伸至洛阳地区,向东倾伏,没入华北平原之下。背斜核部由登封群、嵩山群及石秤花岗岩组成,翼部由五佛山群和古生界组成,北翼地层出露较完整,岩层北倾,倾角15-20度;南翼因受君召——太后庙断裂破坏和第三系复盖,出露不全,岩层南倾,倾角20-40度。

颖阳-石道向斜位于颖阳、石道、东金店一带,槽部由二叠系、三叠系组成,并有大片新生界掩盖,北翼即登封大背斜之南翼,受断裂影响,地层残缺不全。南翼由五佛山群及古生界组成。

箕山背斜位于本区南部,呈东西向延伸,长约40公里,核部为前震旦系地层,北翼与颖阳-石道向斜相接,南翼被断层切割,零星出露寒武、石炭、二叠系地层,与登封大背斜特征基本相似。

4-3背斜、向斜

印支-燕山期形成的断裂以高角度正断层为主,逆断层次之,断裂主要有近东西向、北西向和北东向三组,它们将本区切割成各种形状的断块,控制了新生代沉积盆地的分布范围及排列方向,构成现代地貌单元的天然边界,其中近东西向的断裂形成较早,与印支——燕山期褶皱有成因上的联系,形成嵩箕地区掀斜断块构造的基本轮廓,北西、北东向的断裂发育较晚,对褶皱有较明显的破坏和改造作用。

近东西向的断裂以君召——太后庙断裂为代表,断裂线呈北东东方向,大体与登封大背斜轴向平行,延伸50公里,断面倾向南南东,倾角30-70度,上盘地层各段不一,由寒武系至二叠系变化不定, 下盘为登封群片麻岩、嵩山群石英岩及石秤花岗岩,断裂面光滑平直,高出地面,表面常有铁质薄膜。断裂带附近岩层有强烈硅化现象。沿破碎带有大断片或巨大角砾,部分角砾被磨圆成小球粒。断裂为兼有剪性的张性正断层,该断裂是登封地区地质构造的一个重要分界线。从其控制了五佛山群沉积的南界和断裂北侧奥陶系的发育,南侧不甚发育或完全未沉积,以及大金店——告城第三纪沉积盆地的北界受其严格控制等情况分析,断裂活动可能自早元古代晚期开台,在其后的各个阶段又多次复活。

北西向断裂以唐窑-中岳庙断裂和五指岭断裂为代表,前者长约30公里,后者长约50公里,两者互相平行,总体走向均为北西315度,断面倾向北东(局部相反),倾角65-80度,断裂破碎带最宽达250米,切割了太古界、元古界、古生界及中生界地层,将登封大背斜斜截为三段,背斜中段和东段分别向北西方向错移2公里和3公里,两断裂的北东盘老地层均逆冲到南西盘较新地层之上,故均为高角度压剪性逆断层,根据细小断层角砾大多被磨圆,并且被平直光滑的断裂面切割,而断裂面又被多组节理切割破坏,以及角砾表面有多组镜面和擦痕等特征推断,该两断面亦具有长期、多次活动的性质。

北东方向的一组断裂规模较小,属高角度张剪性正断层。

(2)喜山期的构造变形主要是拗折和断裂,形成四周向中间倾斜的构造盆地,盆地边缘岩层产状较陡,倾角多在20度左右,大者达40度,登封城南玉皇庙等地,可见到第三系与二叠系或三叠系呈断层接触,断层面倾向盆地内部属正断层。

(3)新构造运动使本区形成近东西向不对称的盆,岭,拱曲和槽地。

第5章     地质发展史

太古时期,本区为华北海槽南缘豫皖海槽区的一部分,石牌河时期,处于活动性很大的浩瀚大海中,伴随地壳的多次强烈活动,海底发生多期范围广泛的基性熔浆溢出,形成厚达千米以上的熔岩被,每个喷发旋回后期并有中酸性火山灰的堆积,故石牌河组的原岩为基性火山岩夹中酸性火山岩及少量沉积岩,郭家窑期,海底火山活动逐渐减弱,沉积作用与火山作用相互交替,而有泥砂岩和中基5-1 登封洪积扇

性熔岩及火山凝灰岩的交替形成,并间夹有硅,铁质沉积。老羊沟期,过渡为地

槽型陆源碎屑沉积或正常浅海碎屑沉积。

本区太古时期除了发生广泛的海底火山喷发,尚有多期基性及中酸性的岩浆侵入活动。

太古代末,嵩阳运动使登封群地层发生近东西向的褶皱、断裂和强烈变质,大规模的褶皱隆起使海水全面退出本区,形成近东西向的嵩山古隆起,从而结束了本区太古代沉积历史。

经过相当长时期的风化、剥蚀、夷平后,大致在17亿年前,地壳再次下降,发生大规模的海侵,揭开了本区地质发展史新的一页,进入早元代沉积时期,在动荡的环境中接受了嵩山群滨海——浅海相陆源碎屑及白云质碳酸盐沉积,最初,从陆地带来的大量碎屑物,主要是卵石、石英砂和少量铁矿砂,由河流进入滨海后充填和沉积复盖了残留在原来风化剥蚀面上的大小砾石,由于处于高能环境,各类交错层理相当发育。这一时期即罗汉洞期。随着地壳的沉降,海水逐渐变深。五指岭期全区已成为浅海,这时地壳振荡运动频繁,海水时深时浅,故在以粉砂、泥质为主的沉积物中夹有薄层或透镜状的石英砂及钙镁质沉积物,并有(登封式)铁矿层。庙坡期,地壳回升,处于滨海环境,沉积了厚度稳定、分选较好的石英砂,泥裂和不对称波痕发育,矿产有天然油石,到了花峪期,本区再次处于浅海环境,振荡运动亦颇频繁,沉积物以泥质为主,钙镁质成分增多,并有磷的富集。

综上,早元古代时期,地壳相对稳定和相对活动不断转化和更替,这个时期,海洋生物开始出现,本区有穴面球形藻、圆柱叠层石、锥叠层石等。

早元古代末,本区又发生一次强烈的造山运动——中岳运动,受其影响,嵩

5-2 中岳运动

山群遭受强烈的褶皱、低级变质和断裂破坏,来自东西方向的巨大压力使其形成近南北向的同斜线状复式背、向斜构造,并改造了下伏登封群地层构造面貌,使之变得更加复杂。运动后期且伴有规模巨大的酸性岩浆侵入,中岳运动还使近东西向的古断裂复活,形成块断隆起和拗陷;使嵩山古隆起再次露出海面,构成今日嵩山的古地貌基础,从此结束了本区活动性很强的地槽型发展阶段。

在再次经历漫长的风化剥蚀时期之后,到中元古代中期,地壳又缓缓下降,海水现度侵入,本区开始接受五佛山群滨海——浅海相沉积。沉积盆地的中心位于嵩山古隆起的北侧,当时,挡阳山、玉寨山——嵩山——五指岭一线近东西向的块断隆起区呈岛链状分布于海面,成为陆源物质供给区。马鞍山期,以砂、砾粗碎屑沉积为主,受基底地形起伏的影响,厚度变化较大,总的变化趋势是由南向北,同东向西变厚,由于气候炎热,处于强氧化环境,沉积物呈暗紫红色,波痕、泥裂及交错层理发育。此后,气候渐趋温湿。葡萄峪时期,沉积物以泥砂质为主,西部间夹钙镁质沉积,中元古代晚期,海侵扩大,海水淹没全区。骆驼畔时期,沉积物为石英、长石等砂屑物质,何家寨期,则以钙镁质为主,夹泥砂质并有大量叠层石灰岩。

纵观五佛山群整个沉积系列,由代表滨海相的马鞍山组到浅海相的何家寨组,构成一个完整的沉积旋回。其内部又可细分为2-3个次一级沉积旋回。五

5-3 嵩山

佛山群沉积的旋回性、韵律性、层间砾岩的发育、岩相厚度的复杂性,种种迹相表明,这个时期地壳运动仍然比较活跃。实际上,五佛山群是在基底构造尤其是东西向断裂不断复活的背景下沉积下来的,此时,各种微古植物已相当繁盛。

晚元古代,少林运动的差异上升导致五佛山群发生重力滑动及邻区临汝、偃师地区的山岳冰川活动。这次运动彻底结束了太古代、元古代动荡不定的局面,拉开了生机勃勃的古生代的帷幕,少林运动之后,经过一个时期的风化剥蚀和夷平,早寒武世初期地势,已趋平坦。但由于前寒武系岩性、构造的不同,抗蚀能力有差异,古地形面除总体上南高北低、东高西低外,尚有许多剥蚀残丘和沟谷洼地,前者如玉寨山、嵩山和五指岭一带,仍是高出海面的岛屿,尚未开始接受沉积。后者如柏峪沟、墓坡等地相对低洼区,不仅已有关口组较厚的滨海粗碎屑沉积。且有更早时期的洪、坡积角砾沉积物填塞在沟壑中,直至海侵进一步扩大,本区才全部没入海洋,普遍接受细碎屑及碳酸盐沉积。因而在一些地方可见朱砂洞组泥灰岩直接超覆在马鞍山组或庙坡组之上,这个时期,气候温暖湿润,节肢动物开始出现。

中寒武世初期,仍以泥砂质细碎屑为主, 夹杂钙质沉积。气候由温暖转为炎热,沉积物呈紫红色,中、晚期海盆持续下降,水深加大,气候温和,节肢动物繁盛,沉积物以钙质为主,其中所含鲕状、竹叶状碳酸盐沉积层,是高能条件下海水动荡不定的标志。这类沉积层的广泛分布则说明海床平坦,滨海带广阔且随着地壳的振荡发生大规模的游移。

晚寒武世,海水盐分增加,富含钙镁质,形成白云岩和白云质灰岩的巨厚沉积,节肢动物则大量减少,仅在泥质灰岩沉积时期有三叶虫及腕足类生存。

受早奥陶世晚期怀远运动的影响,本区缺失早奥陶陈沉积记录,晚寒武世部分地层亦因地壳抬升而遭剥蚀,且因抬升不均衡,南高北低。故残存的晚寒武世地层之最高层位,愈向北愈新。

中奥陶世早期,地壳下降,嵩山古隆起的北侧接受了贾旺组和马家沟组的泥质钙质沉积,其中的多层同生角砾岩,是海水动荡不定环境下的产物,这个时期,牙形石动物群大量出现。

中奥陶世晚期,受加里东期塔康运动的影响,本区发生南高北低的差异上升,此后,长期处于上升剥蚀状态。直至中石炭世,地壳才又缓缓下沉,重新接受沉积。中石炭世初期为广阔的大陆湖沼,中晚期过渡为浅海相沉积,由于古陆上的硅酸盐矿物历经长期风化,分解出大量的铁、铝、硅的氧化物。它们呈胶体状态被带入湖海盆,在适当的物理、化学条件下相继沉积,形成本溪组的山西式铁矿、铝土矿层及稍晚的太原组灰岩中的燧石团块和条带以及硅质岩。

晚石炭世,地壳振荡频繁,由于地势低平,本区时而为海,时而为陆,频频交替,这时气候温暖湿润,海盆中生存大量的腕足、海百全、珊瑚及苔藓动物;陆地上植物繁盛。高大的乔木有鳞木、苛达树,草本植物有楔叶、种子蕨等,为形成太原组海陆交互相煤系地层提供了必要的物质条件。

二叠纪以来,地壳上升,本区以海陆过渡天南地北的沉积为主,发育了泻湖,

5-4 卢崖瀑布 向斜

潮坪及三角洲体系的沉积,这时气候温湿适宜,鳞木、苛达树、真蕨、种子蕨等植物极为繁盛。密林如海,古木参天,展现出一派生机盎然的自然景象。从早二叠世至晚二叠世早期,都有泥炭的堆积,尤其是早二叠世早期,全区普遍出现成煤环境,是重要的成煤时期。

晚二叠世晚期,本区完全过渡为陆地,气候由湿热转为干旱炎热,成煤环境消失,代之以内陆河湖相碎屑沉积夹钙质沉积。

三叠纪时,本区继承了内陆盆地型沉积,沉积物颜色由紫红转为红、黄相间,表明气候由炎热干旱逐渐转向温暖湿润。这个时期,真蕨及节蕨纲木贼目植物仍很旺盛。

三叠纪以后,印支运动结束了本区中生代陆相盆地沉积,故缺失侏罗系、白垩系地层记录。参照邻区地质资料分析,侏罗纪以后,白垩纪之前,本区发生过强烈的造山运动-燕山运动,这次运动造成近东西向的开阔复式背、向斜褶皱和同方向的压性断裂,以及北东、北西向的区域性断裂;塑造了显生宙盖层的构造格架,其中,主体构造登封大复背斜的褶皱隆起,造成地形上的差异和重力的不稳,导致大背斜核部地层向两翼向斜方向发生重力滑动,形成显生宙盖层中的重力滑动构造,如北翼的林台山滑动构造,南翼的芦店滑动构造,一系列近东西向的断裂则奠定了嵩山、箕山等掀斜断块山地及大金店-告城半地堑式断陷盆地的基本轮廓,控制了本区第三区纪沉积盆地的分布及走向。

早第三纪始新世,气候干热,断陷盆地内有紫红色砂砾石为主的山麓洪积及河湖相沉积。早第三纪末,受喜马拉雅运动的影响,本区普遍抬升,除东北部个别地方外,结束了第三纪构造盆地的沉积,晚第三纪中-上新世,气候温湿,个别断陷盆地继续下降接受泥质和钙质沉积,晚第三纪以来,本区新构造运动也很活跃,主要表现为沿老断裂差异上升、拱曲,并有新的断裂发生,形成近东西向的盆、岭、拱曲和槽地,地壳的间歇性上升也使本区形成多级夷平面和多“层”溶洞.第四纪,除发育山地坡积外,盆地中主要是洪积和冲积,地质地貌景观没有根本性的变化。

如上所述,本区地壳历经了长期复杂的发展过程。概括起来,可分为太古代、早元古代、中-晚元古代及显生宙四大阶段,各个演化阶段无论是地质建造,构造变形、变质作用、岩浆活动,还是生物界的演进,都具有各自的特点,它们之间既有差异,又有联系;既有新生,又有继承。其中,构造运动是控制地壳发展演变的主导因素,贯穿了本区整个地质发展史程。

第6章     外动力地质作用

外动力地质作用是指大气、水和生物在太阳能、重力能的影响下产生的动力对地球表层所进行的各种作用统称为外动力地质作用。

6.1     积积扇

洪积扇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。

登封城区处于一个典型的洪积扇上,实习第一天,杨老师带领我们来到玉皇庙村,这里处于整个洪积扇的扇缘,可以看出这里洪积物中岩石度都比较好,且以亚粘土为主。                              

6-1 玉皇庙堆积地貌

6.2     波痕

波痕是浅海、河湖的一种小型地形特征,由尖波峰、圆波谷,坡度对称组成连绵波浪状。沉积环境分析的重要标志,是典型的沉积构造之一。非粘性的物质(陆源砂、碳酸盐砂)在波浪、水流或风的作用下,在其表面形成的波状起伏的痕迹,如沙漠中的沙丘、海滩的沙坡等。一个波痕由一个波脊和一个波谷组成,同一种波痕一般成组出现。通常按波痕形成的动力将波痕分为水流波痕、波浪波痕、干涉波痕和风成波痕等;然后再根据其大小,形态或对称性作进一步的划分。出现于岩层的顶面.并可在上覆岩层的底面上留下印痕.因此可以利用波痕来决定岩层的顶面和底面。下图为实习过程中在嵩山地发现的一组波痕。

6-2 波痕

第7章    后记

通过此次野外实习,我不仅对课本的基础知识有了更深理解,而且观察到各种地质地貌现象并积累了大量的地质地貌方面的材料,更重要的是通过实践我学到了许多课本上没有的知识,实现了理论与实践的结合。同时,指导老师以自身丰富的经验和学识,向我们讲述了各种地质地貌现象,在他们身上体现了求真务实、精确严谨、一丝不苟的教学风格和艰苦朴素、为人师表的品质,这让我学到了许多宝贵的知识,对我有极大的帮助。但由于实习经费的不足,我们只进行了一周的野外实习,因此许多典型的地质地貌现象我们没有时间对他们进行考察和研究,或无法深入的进行研究。

我们此次在嵩山地区实习,嵩山地区可以说是一部完整的地球历史石头书,在地质界被誉为“天然的地质博物馆”、“地质百科全书”。该地区地质构造比较复杂,地层齐全,各地层之间沉积面清晰,各时期构造行迹清晰。目前该区不仅为科研、大学相关专业的野外实习的理想场所,而且随着人们文化生活水平和文化素质的不断提高,嵩山更成为人们旅游休闲的绝佳场所。

这次实习让我的各种学习能力有了很大的提高,我也体验到了地质考察的乐趣,从中使我初步掌握了科学的野外地质工作方法,开拓了视野,丰富了知识,同时也尝到了野外调查工作的艰辛与甘甜。

总的来说这次实习是圆满结束了,但是在整个实习过程中依然存在着一些问题。针对我所发现的问题,我现提出如下建议:嵩山地区具有我们地质工程野外实习的丰富内容,是一个绝佳的实习场所,我想我们应该珍惜并从分利用这些资源。我觉得,我们的野外地质工程实习应需要更长时间,实习内容应以岩石与矿物、地质构造等为主,因为这些与我们所学的专业密切相关。实习方法应以地质认识为基础,对不良地质问题的改造为重点;着力培养学生认识地质地貌现象和成因规律的能力及与教科书上理论知识相结合的能力,从而后续课程所需的基本知识和今后的工作实践做准备。其次,是野外实习的生活问题。在这方面,我觉得学校做的也不够。日常生活主要涉及到交通、住宿、饮食、安全等方面,我认为如果能以学院的名义与当地政府和各业务部门取得联系,建立起互利信任机制,从分利用当地的人力资源,或许可以更好的解决这些问题。因此,对登封市各单位今后需进一步协调关系,特别是建立安全固定的食宿场所和有信誉有能力的运输部门极为重要,这些工作尽管复杂,如果能做好,可以极大的提高野外实习的后勤保障能力,免除外出实习的老师和同学们的后顾之忧。

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