嵩山地区普通地质学实习报告
嵩山地区普通地质学实习报告
前言
1.嵩山地区概况
（1）地理概况：嵩山世界地质公园位于河南省登封市，总面积450平方公里，东依省会郑州，西临古都洛阳，北临黄河，南靠颍水。由太室山和少室山组成，最高峰（峻极峰）1491.7米。东西绵延约60余千米。古名为外方、嵩高、崇高。五代后称中岳嵩山，与泰山、华山、恒山、衡山共称五岳。这里山峦起伏，峻峰奇异。历史上根据山峰坐落方位，形状外貌和名人遗迹等，分成太阳、少阳、明月、玉柱、万岁、凤凰、悬练、卧龙、玉镜、青童、黄盖、狮子、鸡鸣、松涛、石幔、太白、罗汉、白鹿等72峰。嵩山顶又名峻极峰，是嵩山的最高峰，古有“峻极于天”之说。
嵩山属伏牛山系，是中国五岳之一，通称为中岳。它东西横卧，雄峙中原，海拔最低为350米，最高处为1512米，环山地跨新密、登封、巩义、偃师、伊川等市县，嵩山先后经历了“嵩阳运动”、“中岳运动”、“少林运动”等几次大的地壳运动，逐渐形成了山脉。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，中国的版图上，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。
嵩山古生物化石十分丰富，在嵩山既有海象生物化石，也有陆象生物化石，还有古脊椎动物化石。这些古生物化石是地质和古生物演化的宝贵资料，嵩山奇特的地质构造，使它蕴藏了丰富的煤、铝、铁、麦饭石等矿产资源。
（2）经济概况：嵩山地区是我国矿产资源比较丰富的地区之一，目前为止先后发现和探明的矿种有40余种：黑色金属铁，有色金属铝，铜，铅，，锡，稀有金属稼，锂，铌,贵金属金矿和银矿；特种非金属水晶，云母，石棉种：冶金辅助材料溶剂用白云岩 石灰岩 硅石 萤石，叶腊石，耐火绝热石棉，蛭石，耐火粘土，建材水泥原料用大理石，花岗岩，灰岩，粘土，工艺美术材料玉石，陶瓷玻璃原料石英，长石，能源燃料烟煤，无烟煤，药用矿石麦饭石（黑云母斑状石英二长岩），嵩山药石，矿泉水等。
该区所有矿产主要为沉积或变质矿产，其中以煤,铝土矿为主，其次为石灰岩，白云岩，粘土矿，硅石矿，铁矿等，内生矿床少。
嵩山大力发挥旅游和矿产资源丰富两大优势，20xx年前5个月，嵩山旅游收入近亿元，登封接待游客已经突破260万人次。自从俄罗斯总统普京造访少林寺，少林寺景区的国外游客明显增多，而国际奥委会主席罗格的到来，更增加了少林寺对于游客的吸引力。到 20xx年5月底，登封市共接待游客2631820人次，旅游收入近亿元。嵩山充分发挥煤资源和矿产资源优势，成为全国15个地方煤矿重点开发矿区之一，煤炭以发热量高，灰分低，质量好，蜚声大江南北。
2.实习目的：
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。
第一章 地层
地层即地壳上部成带状分布的层状岩石或堆积物，是地壳演化历史的物质记录。从时代上讲，地层有老与新，具有时间的概念。
而嵩山这座地质公园距今已有30多亿年的历史。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构造，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0.65亿年～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。
1. 太古宇登封群
主要分布在登封市君召以北地区，总体上呈近东西向展布，为本地区最古老的地层，自下而上分为三个岩组：石牌河组，郭家窑组，老羊沟组
老羊沟组岩性：绢云母石英片岩、白云母石英片岩和云母片岩
郭家窑组岩性：斜长角闪片（麻）岩、黑云母斜长片麻岩、上部夹少量云母英片岩 石牌河组岩性：黑云母斜长变粒岩、黑云母斜长片麻岩夹斜长角闪片（麻）岩 登封群下部为混合杂岩，包括片麻状花岗岩、混合岩和片麻岩，中部以基性中酸性火山岩为主，上部为浅变质的沉积岩。
主要岩石岩性：绢云母片岩：
颜色：银灰黑色 结构：变晶结构
主要矿物成分：云母、绿泥石 构造：层理构造
2. 元古宇
（1）下元古界嵩山群
古元古界嵩山群分布于鞍坡山到新密市助泉寺的广大地区，总面积约400km2，构成了嵩山主体群峰。
罗汉洞组岩性：厚层状粗粒石英岩，夹薄层绢云母石英片岩、千枚岩灰白色厚层状粗粒石英岩底砾岩
（2）中元古界五佛山群
元古宇为一套滨海浅海相陆源碎屑碳酸盐沉积，当时，该地区处于滨海浅海环境，震旦系为陆相沉积
马鞍山组岩性：石英砂岩、底砾岩
主要岩石岩性：
（1）千枚岩（变质岩）
颜色：肉红色 结构：变晶结构
主要矿物成分：石英、绢云母 构造：千枚状构造
（2）石英岩：主要有石英组成的浅色粒状岩石，一般为块状构造，粒状变晶结构。由砂岩和硅质岩变晶作用重结晶形成，由于石英在温度作用下不易发生变化，在低温至高温的宽广范围内主要引起重结晶作用，所以石英在不同的变质条件下都可以形成。在嵩山地区石英岩分布最为广泛。
3. 古生界
出露地层有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系。
上古生界：二叠系：上统：上石盒子组岩性：砾岩、砾质页岩、页岩
下统：下石盒子组岩性：砾质页岩、长石石英砂岩
石炭系：上统：太原组岩性：砂岩、页岩夹煤层、铝土页岩夹黄铁矿结核 中统：本溪组岩性：石灰岩、铝土页岩、砂质页岩、紫红色含铁质
页岩夹鸡窝状铁矿
下古生界：奥陶系：中统：马家沟组岩性：深灰色灰岩、灰黄色泥灰岩
寒武系：上统：崮山组岩性：灰色白云岩、鲕状白云岩
中统：张夏组岩性：鲕状灰岩，白云质灰岩
徐庄组岩性：深灰色白云质灰岩，豹皮状白云质灰岩灰绿色
细砂岩
毛庄组岩性：紫红色砂质页岩、紫色页岩
下统：馒头组岩性：紫红色泥灰岩、灰黄色泥灰岩、页岩
辛集组岩性：石英砂砾岩、石英砂岩、豹皮状灰岩
主要岩石岩性：
（1）页岩：为黏土岩中固结较强的岩石，局薄层状页理构造，页理主要是鳞片状粘土矿物层层累积、平行排列并压紧而成。常含有石英、长石、白云母等细小矿物碎屑。致密，不透水。可有各种颜色，含有机质者呈黑色，含氧化铁者呈红色，含绿泥石、海绿石等呈绿色。性质柔软，抵抗风化能力弱，在地形上常表现为谷地。
（2）白云质灰岩：颜色：灰色 结构：化学结构
构造：层理构造 主要矿物成分：白云石、方解石、黏土矿物
4. 中生界和新生界
中生界有三叠系（T），新生界有古近系(E)、新近系(N)和第四系(Q)。
新生界:第四系岩性：亚黏土，亚砂土、黄土、砂砾
新近系岩性：泥岩、泥灰岩、砂砾岩
古近系岩性：长石石英砂岩、泥岩
中生界：三叠系：上统：黄绿页岩、紫红色粉砂岩
中下统：长石砂岩、粉砂岩和页岩互层
主要岩石岩性：红色砂砾岩：颜色为紫红色，属孔隙胶结，其中砂的成分主要有：黏土矿物、石英砂、铁质；砾的成分主要有：长石、石英砂岩、泥质岩。另外，砾岩的分选性差，磨圆度不好。
第二章 岩石
岩石是在各种地质作用下，按一定方式结合而成的矿物集合体，它是够成地壳及地幔的主要物质。岩石不仅是地质作用的产物，而且是地质作用的对象，根据成因，岩石可以分为三大类：火成岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩
岩浆岩是由岩浆冷凝结晶形成的岩石，约占地壳总体积的65%，而火成岩中也以岩浆岩为主。从我们在嵩山实习的实际情况来说，我们实习的关于火成岩的主要内容就是岩浆岩。
嵩山岩浆岩的形成主要有四个时期：第一个时期是约27亿年前的太古代早期，这个时期的岩浆岩以基性和中基性为主，但现在大多都已变质，代表性的岩浆岩主要有角闪片岩、黑云角闪片岩；第二个时期是大约26-25亿年前的新太古代晚期，这个时期的岩石占整个新太古代岩石的90%，以酸性岩为主，尤其以花岗岩为主；以形成侵入岩为主的23-21亿年前的元古代早期为第三个时期，这个时期形成的侵入岩主要有辉绿伟晶岩和钾长花岗岩，但现在大多都以变质；最后一个时期是18-16亿年前的中元古代早期，形成的主要是碱性花岗岩，同时也是登封地区最为典型的花岗岩。在这次实习中，我们所学习的及采集到的岩浆岩有花岗岩和辉绿岩。
（一） 花岗岩
花岗岩是分布最广的深成岩类，是酸性岩的典型代表。我们这次在嵩山学习的有两种花岗岩：一种是出露地表的花岗岩，另一种是侵入花岗岩。
1 出露地表的花岗岩
实习的过程中我们采集的花岗岩的颜色有肉红色，灰白色等。我们在这里采集到了花岗岩和花岗片麻岩。花岗岩的主要矿物都一正长石、斜长石、石英，次要矿物为角闪石、黑云母，全晶质等粒粗粒结构，块状构造。所不同的是有的花岗岩为肉红色，有的为淡黄色，因为它们的主要矿物正长石的含量较多，而正长石为肉红色或淡黄色；花岗岩为灰白色，因为它的斜长石含量较多，而斜长石为富钠的酸性斜长石，一般呈白色、灰白色。这三种花岗岩还可以用作建筑料，不过在装修是应用颗粒大的，利于观赏，而在作地板是时，则要用颗粒小的，耐磨。花岗片麻岩，它是一种变质岩，这是由于形成较早的花岗岩会受到新的花岗岩的侵入，这时，原来花岗岩的成分就会发生变化，形成花岗片麻岩。花岗片麻岩颜色为黑色，主要成分和花岗岩的基本一致，其中云母含量多，矿物成分成定向排列，呈片状构造，有层理。
2 侵入花岗岩
侵入花岗岩是指岩浆侵入形成的花岗岩。我们在玉皇庙附近学习了岩浆侵入与围岩接触。此处的侵入体就是花岗岩，由于花岗岩里面含有长石，在自然界中容易风化，变成高龄石，这种侵入花岗岩的主要矿物是石英、云母、正长石、斜长石。而作为围岩的是石英岩，
棱角分明，属变质岩，硬度7，不容易风化，化学性质稳定。
此处的侵入岩（侵入花岗岩）与围岩（石英岩）接触处的特点主要有岩石为褐色、破碎的厉害、接触间线呈锯齿状或港湾状、岩浆与围岩接触的地方有俘虏体。
（二）辉绿岩
辉绿岩为基性浅成岩，近于黑色、或灰绿、黑灰色，一般为细粒到中粒结构，多呈岩床、岩墙产出。
在登封逍遥沟处我们看到了辉绿岩墙此地的岩墙上部较窄，大约有7米，下部较宽，有10米左右，高36米，能明显看到岩墙与两侧围岩的间线分明，左侧较直，右侧上部呈锯齿状，岩石破碎、节理发育。编号为2的辉绿岩呈灰绿色、暗灰色，有少量橄榄石和角闪石，含铁量高，节理发育。
沉积岩
暴露在地壳表部的岩石，在地球发展过程中，不可避免地要遭受到各种外力作用的剥蚀破坏，经过破坏而形成的碎屑物质在原地或经搬运沉积下来，再经过复杂的成岩作用而形成岩石，这些由外力作用形成的岩石就是沉积岩，约占地壳的5%。
沉积岩是在地壳发展过程中，在外力作用支配下，形成于地表附近的自然历史产物。同时，它也是重塑地球历史和恢复古地理环境的重要依据。我们此次嵩山实习采集到了沉积岩中的砂砾岩和粗、中细粒砂岩，这两种岩石都属于沉积碎屑岩亚类。
1 砂砾岩
当砾岩中大于2mm的砾石含量占一半以上，而其中一小半中含有砂，则称为砂砾岩。在玉皇庙附近我们采集了砂砾岩，红褐色，有黏土、砂石、砾石、易碎，碎屑结构，另外，此地的砂砾岩的地质年代属于晚第三系。
2 粗、中细砂岩
由2-0.005mm的碎屑（含量大于50%）胶结而成的岩石统称砂岩，砂岩的矿物成分通常以石英颗粒为主，其次为长石、白云母、黏土矿物以及各种岩屑物质。根据粒级的大小把砂岩分为：粗粒砂岩（2-0.5mm）、中粒砂岩（0.5-0.25mm）\细粒砂岩（小于0.25mm）。
粗粒砂岩和中细粒砂岩。粗粒砂岩又叫“大战砂岩”，青灰色、灰白色，能明显看到颗粒粗大，碎屑结构；中细粒砂岩又叫“平顶山砂岩”学名为长石石英砂岩，也是青灰色、灰色，只是它的颗粒比较细小，也属碎屑结构。
变质岩
变质岩就是经变质作用形成的岩石。变质岩分两种，由火成岩形成的变质岩称正变质岩；由沉积作用形成的变质岩称副变质岩。引起变质作用的主要因素有温度、压力和化学因素。变质岩主要的特征有两点：一是岩石重结晶明显，二是岩石具有特定的结构和构造。在老师的指导下，我们认识并采集了石英岩和千枚岩。
1 石英岩
石英岩的变质途径有两种，即区域变质和接触变质，它的原岩是沉积岩中的石英砂岩，呈灰白色、烟灰色，块状构造，等粒变晶结构，有马尾状黑色条纹，其中的黑色成分是磁铁矿，风化后会变为褐铁色。石英岩中之所以会有黑色条纹是因为石英砂岩是在浅海环境中形成的，由于波浪的来回振荡，而使矿物进行了分选。如果石英岩的颗粒细小可用作磨刀石，又叫油石；又纯又细，加上淡淡的绿色叫石英岩质玉，其中质量好的叫泌玉，质量差的叫嵩山玉。 石英岩的新鲜面为灰白色、青灰色，风化后为浅褐色，硬度7，主要矿物为石英，至少占95%以上，次要矿物为长石、云母、磁铁矿，变晶等粒结构，块状构造，原岩中有层理，呈马尾状，其中的矿物是磁铁矿。
2 千枚岩
千枚岩是典型的千枚构造，原岩成分基本上已全部重结晶，主要由细小绢云母、绿松石、石英、钾长石等新生矿物组成，具鳞片变晶结构，片理面上有明显的丝绢光泽，颜色为灰白，浅黑色相间。
第三章 构造
构造运动指的是由内力引起的地壳乃至岩石圈的变形变位作用。包括老和新构造运动。包括褶皱,节理和断层等最基本的地质元素,它们是岩石圈中构造运动的产物，褶皱指岩石的弯曲现象，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，其要素包括核、翼、轴面、枢纽、轴、转折端。根据轴面产状可分为直立、倒转、平卧、翻卷褶皱。根据转折端的形态可分为圆形、箱形、扇形、锯齿形褶皱。根据枢纽的产状可分为水平、倾伏、倾竖褶皱一般来说，构造运动和地壳运动的含义大致相同，嵩山这块地质宝
藏的地壳运动非常显著，主要有距今25亿年的嵩阳运动、18亿年的中岳运动和5.43亿年的少林运动。
1. 褶皱
岩层的弯曲现象称为褶皱，它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。褶皱构造通常指一系列弯曲的岩层，把其中一个弯曲称为褶曲。褶曲的形态是多种多样的，但基本形式只有背斜和向斜两种。
嵩山中岳庙后沟处有一个褶曲此褶曲的两翼倾角不等，左翼岩层是石英岩，厚度大、属中元古代、地层为中元古界，也就是中元古界嵩山群石英岩。根据轴面产状，并结合两翼特点，我们不难判断此褶曲为倾斜褶曲，是一个背斜。
2. 断裂
地壳中岩石、特别是脆性较大和靠近地表的岩石，在受力的情况下容易产生断裂和错动，总称为断裂构造，它也是地壳中普遍发育的基本构造之一，通常把断裂分为节理、劈理和断层。我们这次嵩山实习，主要学习了断层，而且在学习断层时，老师又教会了我们怎样使用罗盘。
（1） 断层
根据断层两盘相对位移的关系可将断层分为正断层、逆断层、平推断层和枢纽断层。在嵩山玉皇庙附近有一个断层，此断层上盘的地层新、下盘地层老；有断层面，并且从上向下摸起来很光滑；而且下盘的断层节理非常发育，两组交叉形成交角；最后，在老师的解说中，我们还了解到了上盘的页岩中有小褶皱：由此，我们判断出了此断层的性质为正断层。
玉皇庙附近的这个断层有一个断层面，断层面因手高温烘烤，出现氧化薄膜（主要是铁判断一个断层存在的证据有很多，如断层滑面、断层擦痕、断层崖等。玉皇猛氧化物），岩石破碎，老师还告诉我们下盘是中元古界形成的地层，上盘为二叠系时的砂页岩，这两个地层直接接触，中间缺失了好几个地层。
结束语
这次到嵩山进行野外实习，不仅使我领略到了嵩山迷人的自然风光和丰厚的人文景观，更重要的是我从嵩山这部地质百科全书中学到了很多课本上所学不到的东西。在这一周的实习中，我们在老师的带领下，亲眼看到地质、地貌的奇特，亲手采集下岩石，真正做到了理论与实践相结合。而且通过这次实习，使我更加喜欢地质学这门学科，迫切的想要了解到更多地质、地貌的知识，同时，也为今后学习地质学这门学科打下了坚实的基础。