嵩山地区野外地质地貌实习教案

时间:2024.3.23

嵩山地区野外地质地貌实习报告

姓名          黄晨璐         

班级      地理信息系统114    

学号        11009210028       

学院     环境科学与旅游学院    

    导师  江富建蒋国富罗勇岳紫龙                    

日期       20## 5 10      


目录

第一章 前言...................................................................................... 1

第一节 实习目的.................................................................................................. 1

第二节 嵩山历史文化.......................................................................................... 1

第三节 嵩山世界地质公园.................................................................................. 2

第四节 实习路线.................................................................................................. 3

第二章 嵩山地区地理概况.............................................................. 4

第一节 位置和交通.............................................................................................. 4

第二节 地形.......................................................................................................... 5

第三节 气候.......................................................................................................... 5

第四节 水文.......................................................................................................... 6

第三章 嵩山地区地质特征.............................................................. 6

第一节 区域地质背景.......................................................................................... 6

第三节 岩石.......................................................................................................... 7

第四节 构造........................................................................................................ 10

第五节 矿产........................................................................................................ 14

第六节 地史........................................................................................................ 15

第四章 嵩山地区典型地貌............................................................ 16

第一节 构造地貌................................................................................................ 16

第二节 流水地貌................................................................................................ 17

第三节 黄土地貌................................................................................................ 19

第五章 总结.................................................................................... 20


第一章 前言

第一节 实习目的

     掌握常规的野外教学环节及地质调查和研究应具备的基本知识、基本方法和基本技能,熟练掌握使用地质罗盘测量岩层产状,学会使用放大镜观察矿物、岩石,学会绘制信手地质剖面图、地质现象示意平面图、剖面图,掌握地址观察点的记录和描述方法以及每天的地址路线小结,培养良好的野外工作素质,增强身体,磨练意志。

第二节 嵩山历史文化

嵩山位于河南省西部,地处河南省登封市西北面,是五岳中的中岳。1982年,嵩山以河南嵩山风景名胜区的名义,被国务院批准列入第一批国家级风景名胜区名单。20##年2月13日被联合国教科文组织地学部评选为“世界地质公园”。20##年5月8日,登封市嵩山少林景区经国家旅游局正式批准为国家5A级旅游景区。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。

少林寺,位于中国河南省郑州市登封嵩山,是少林武术的发源地,由于其坐落嵩山的腹地少室山下的茂密丛林中,所以取名“少林寺”。少林寺在唐朝时期享有盛名,以禅宗和武术并称于世。民国时期被军阀石友三几乎焚毁殆尽。现任少林寺方丈是释永信。现在嵩山少林寺景区是国家5A级旅游景区,联合国教科文组织将“天地之中”少林寺等8处11项历史建筑列为世界文化遗产。

嵩阳书院在河南省郑州登封市嵩山南麓。创建于北魏孝文帝太和八年(公元484年)时,时称嵩阳寺,至唐代改为嵩阳观,到五代时周代改建为太室书院。宋代理学的“洛学”创世人程颢、程颐兄弟都曾在嵩阳书院讲学,此后,嵩阳书院成为宋代理学的发源地之一。明末书院毁于兵燹,清代康熙时重建。嵩阳书院经历代多次增建修补,规模逐渐形成,布局日趋严整。书院的建制,古朴雅致,大方不俗。嵩阳书院与河南睢阳书院(又名应天书院)、湖南岳麓书院、江西白麓洞书院并称我国四大书院。

 中岳庙即指嵩山中岳庙,位于河南嵩山南麓的太室山脚下,距河南省登封市城东4千米。它背倚黄盖峰,北依黄盖峰,面对玉案山,西有望朝岭,东有牧子岗,群山环抱,布局谨严,规模宏伟,总面积11万平方米,为中州祠宇之冠,也是五岳中现存规模最大、保存较完整的古建筑群,也是河南省规模最巨、最完整的古代建筑群。如此宏大而又幽雅庄严的庙宇在全国也是罕见的。

第三节 嵩山世界地质公园

 嵩山地质公园位于河南省西北部,面积2464km,出露太古宙、元古宙、古生代、中生代和新生代“五代同堂”的地层剖面,沉积岩、火成岩和变质岩三大岩类齐全,由三个地层不整合面反映的前寒武纪三次地壳构造运动的存在,使嵩山成为一部地学百科全书。嵩山是25亿年前的嵩阳运动,18亿年前的中岳运动后和5.43亿年前的少林运动的命名地。嵩山最古老的岩石是新太古界登封群变质岩,形成于25亿年以前至30亿年,经过嵩阳运动,地层发生褶皱变形,上面不整合覆盖了古元古界嵩山群石英岩和石英片岩,形成于18亿年前至23亿年。之后又经过中岳运动使嵩山群和登封群地层受到褶皱变形,上面又沉积了中、新元古界的汝阳群石英砂岩和洛峪群石英砂岩和泥岩,形成于5.43亿前至18亿年。其后的少林运动使洛峪群前的岩层都遭褶皱变形,上面沉积了寒武纪的地层。这就是嵩山地区的三个地层不整合和发生在前寒纪的三次构造运动,被人们称为“三动五升”,它们在嵩山地区都能见到。此外,还能见到断层、褶皱、登封式铁矿和发育于寒武纪白云岩中的各种喀斯特地貌,以及新元古界、震旦系罗圈组、中震旦纪大冰期的遗迹。嵩山地区历史古迹众多,庙宇、道观、佛塔、书院、钟鼓相闻,是中国历史上佛、儒、道三大宗教荟萃之地,是中华民族远古文明发祥之地之一。其中少林寺是名扬海内外的古刹名寺,“少林运动”就以此命名。嵩山的地质遗迹和人文景观相映成趣,是旅游热点之一。

第四节 实习路线

路线一:登封洪积扇→逍遥沟辉绿岩墙

路线二:玉皇庙断层

路线三:登封大背斜

路线四:陈楼化石群→黄土地貌→单面山

 

路线五:颍河河谷地貌→嵩山夷平面→教练场花岗岩
 第二章 嵩山地区地理概况

第一节 位置和交通

一、自然地理

      嵩山位于河南省西部,地处河南省登封市西北面,嵩山西起龙门,东至新密白寨,北依黄河,南横颖水,面积达三千多平方公里;古时曾称外方嵩高崇高,五代后称中岳嵩山。由太室山与少室山组成,最高峰连天峰1512米;面积450平方公里,东西绵延60多公里,是我国文明的发源地,也是我国名胜风景区,入选世界地质公园、世界文化遗产名录。

二、经济地理

  中原经济区:登封市在近几年来经济发展迅速,占地面积逐年扩大,90年代总人口数为55万,1990年GDP为128831万元,嵩山地区旅游收入为120亿。嵩山地区内以农业为主,还有林业、养殖业及矿山开采业等。改革开放以来。随着经济政策的不断深化。旅游业得到了大发展,工业和加工业高速发展,如水泥、石灰、花岗岩建材、建筑用沙、煤炭、铁矿、铝土矿开采加工、硅粉加工等。农业主要种植小麦、大麦、谷子、玉米等;经济作物有大豆、花生、芝麻和烟叶;果树品种繁多,矿产资源丰富,是经济发展的重要支柱。登封地区峰峦叠嶂、寺庙林立、古迹众多,有吸引游客的嵩山世界地质公园,少林寺等众多旅游景点,因此旅游业发展迅速,1990年年接待游客人次为10万,现在年接待人次为2亿。

三、交通

 嵩山地区交通发达。其内北、东和西侧为陇海、京广、焦枝等铁路交通大动脉。地方铁路郑州—新密—登封—汝州线横贯全区。有国道公路一条,地方建公路网密布,郑州—少林寺—洛阳高速公路、登封—许昌高速公路已建成通车。由郑州、洛阳、开封和许昌可直达登封市和风景旅游点。

四、 生物资源

       嵩山地区植物垂直分布带明显,800米以下的丘陵、山谷等以河土为主,800-1200米为针叶林阔叶林混交地带,此地区以森林为主,但林木覆盖率低(因为很大一部分山区由石英岩组成,其化学性质稳定硬度大,不易风化为土壤)1200米以上以森林为主,主要有栓皮栎,榆树,桐树,槐树,杨柳,椿树,皂角树,桃树,灌木丛。动物资源为华北区系,有八哥,燕子,斑鸠,金鸡,喜鹊,黄鼠狼,鼠,兔,松鼠画眉,乌鸦,麻雀。其中兽类有野羊,野猪,虎……

第二节 地形

 嵩山属伏牛山系,中低山区,北高南低,是中国五岳之一,通称为中岳。它东西横卧,雄峙中原,环山地跨新密、登封、巩义、偃师、伊川等市县。太室山峻极峰1492米,少室山连天峰1512米。嵩山地区以低山丘陵为主,北部地区以山地丘陵为主即“北部山地丘陵区”;东部以丘陵平原为主,其中丘陵主要为黄土丘陵;南部为山地丘陵区,山地主要以箕山为主,丘陵一般为200~300米,颍河沿岸有较宽的河漫滩和三级阶地。

第三节 气候

 嵩山山下全年平均温度14.3℃,山上平均8.5℃,山上年降雨量864毫米。处于北温带南延,大陆性季风气候,四季分明,山上山下差4—5度。嵩山地区地处北温带南沿,属北温带季风型大陆性气候。 嵩山地区地处北温带南沿,属北温带季风型大陆性气候。大陆度 58.8 度, 四季分明,寒暖适中。嵩山山上山下 温差(年均) 10.2℃ 温差(年均)达 4~5℃,年平均气温 10.2℃。

第四节 水文

     北黄河,南颍河,山间水系发育。区内主要河流为嵩山南麓的颖河,属淮河水系, 余公里, 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, 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、 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 堰等截流蓄水供给水。

第三章 嵩山地区地质特征

第一节 区域地质背景

 秦岭造山带东段,华北地台南缘,五世同堂,三动隆升。三大岩类齐全,褶皱、断层发育。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”。

               

                        第二节 地层

 嵩山岩石发育完整,太古宙、元古宙、古生代、中生代、新生代的地层和岩石均有出露,被地质学界称为“五世同堂”(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。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数据,嵩山奇特的地质构造,使它蕴藏了丰富的煤、铝、铁等矿产资源。

第三节 岩石

一、岩浆岩

     岩浆形成于地壳深处或上地幔中,以硅酸盐熔浆为主体在一定条件下凝固后形成各种岩浆岩。岩浆岩可分为四大类:超基性岩:SiO2<45%;基性岩:SiO2=45~52%;中性、碱性::SiO2=52~65%;酸性岩:SiO2>65%。

肉眼鉴定时可根据其颜色(灰黑色),结构(等粒中粒),构造(块状),矿物成分(主要有斜长石和辉石)。

    为了进一步了解辉绿岩的各种特征,在4月23日上午我们前往嵩阳书院后逍遥沟和观察、采集了辉绿岩并描绘了剖面图如下:   

图三 嵩阳书院后逍遥沟辉绿岩墙

辉绿岩为基性深成岩,多呈岩床、岩墙产出

辉绿岩标本描述----------颜色:新鲜面—黑灰色    外表风化面—黄褐色

主要成分:辉石 斜长石

结构:细粒结构

构造:板状构造

    辉绿岩墙:岩浆沿着岩层裂隙或断层贯入而形成的板状岩体称岩墙。

    实地观察------岩墙岩浆基性比较多,岩墙高35米,宽5-10米,外观—从底部到顶部,条带状比较清晰,与围岩界限十分明显。颜色—黄褐色(含铁量较多),岩墙岩石破坏比较严重即节理十分发育,左侧平垂,右侧呈锯齿状穿插在围岩中。

     花岗岩:是一种岩浆在地表以下凝却形成的火成岩花岗岩呈灰白色,风化面为浅黄褐色, Si—Al层产生浅色矿物,Si—Mg层产生深色矿物如玄武岩。粗粒花岗结构,块状构造。矿物成分有钾长石、斜长石、石英、角闪石、云母等。为了更好的了解花岗岩的各种特性,在4月26号下午我们前往教练场观察并采集了花岗岩。我们观察的花岗岩标本,其颜色呈红色(因富含钾),灰白色(因富含钠、钙),花岗结构,块状构造,其矿物成分含有:钾长石,石英,黑云母,角闪石;其成因有两种:1、玄武岩结晶分异产生的花岗岩;2、混合岩化作用(变质作用)形成的花岗岩;其用途可用来“作为板材,建筑工艺材料;可形成花岗地貌(如:天涯海角)。花岗岩球状分化,形成石蛋地貌。

二、沉积岩

   暴露在地表的岩石,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的岩石,这些有外力作用所形成的岩石极为沉积岩。肉眼鉴定其特征时可根据其颜色、结构(碎屑结构,泥质结构)、构造(层理构造、层面构造、结核、生物化石)、矿物成分(石英,长石)。

本区常见的沉积岩如下:

1、碎屑岩类:主要由碎屑物质组成的岩石,砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩等。

2、粘土岩类:主要由粘土矿物及其它矿物的粘土颗粒组成的岩石,泥岩、页岩、硅质泥岩、沙质泥岩、炭质泥岩、钙质泥岩等。

3、化石岩和生物化石岩类:只要有煤岩、铝质岩、铁质岩及碳酸盐岩——致密状灰岩、鲕状灰岩、豆状灰岩、豹皮灰岩、竹叶状灰岩、砾状灰岩、含碎石结核灰岩、沙质灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、生物灰岩、泥灰岩、白云岩。

砂岩:由2~0.05mm的碎屑(含量大于50%)胶结而成的岩石。砂岩的矿物成分通常以石英颗粒为主,其次为长石、白云母、粘土矿物以及各种岩屑。根据粒级大小,砂岩可以分为:巨粒砂岩:2—1mm;粗粒砂岩:1—0.5mm;中粒砂岩:0.5—0.25mm;细粒砂岩:0.25—0.125mm;微粒砂岩:0.125—0.0625mm);

    为了进一步了解砂岩的特性,我们于4月26号早上9:00前往大金店镇城楼村采集中粗砾砂岩。观察到砂岩呈褐色或灰白色,结构属于碎屑结构;层理构造。

三、变质岩

     变质岩:变质岩主要由原来的矿物在地壳中受到高温、高压及化学成分的加入的影响,在固体状态下发生矿物成分及结构构造变化后形成的新的岩石。有两个最主要的特征:一是岩石重结晶明显;二是岩石具有特定的结构和构造,特别是在一定压力下矿物重结晶形成的片理构造。

为了更好的理解和掌握变质岩的特征,在4月25号下午,在中岳庙后沟1000米处,我们观察了石英岩,、千枚岩。石英岩为等粒变晶结构;块状构造;矿物成分有长石,石英,白云母;千枚岩为灰绿、黄褐色;千枚状构造;粒状鳞片变晶结构;矿物成分有:绢云母,绿泥石,石英。

第四节 构造

一、构造运动

   内力引起地壳乃至岩石圈变形,变位的作用,叫做构造运动。

     根据构造运动的发生的时间,可分为老构造运动和新构造运动。一般认为,新近纪和第四纪的构造运动称为新构造运动,在这之前的构造运动即为老构造运动。

登封地区的地貌就是经历了三次大的构造运动形成的:

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。

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。

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。

二、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:①核,褶皱的中心部位;②翼,泛指核部两侧比较平直的部分;③轴迹﹐褶皱面从一翼过渡到另一翼时出露的轴部;④枢纽﹐同一褶皱面上最大弯曲点的连线;⑤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;⑥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脊。

三、断层

  断层是岩体在构造应力作用下发生破裂,沿破裂面两侧的岩体发生显著的位移或失去连续性和完整性而形成的一种构造形迹。破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造。规模大小不等,大者沿走向延伸数百千米 ,常由许多断层组成,可称为断裂带;小者可见于手标本。几何要素断层由断层面和断盘构成。断层面是岩块沿之发生相对位移的破裂面。断盘指断层面两侧的岩块,位于断层面之上的称为上盘,断层面之下的称为下盘,如断层面直立,则按岩块相对于断层走向的方位来描述。断层两侧错开的距离统称位移。按测量位移的参考物的不同,有真位移和视位移之分。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。

  鉴定断层可根据:

     1.地貌:逢沟必断;

     2.岩性差异;

     3.层面标志(擦痕、阶步、镜面);擦痕从粗到细为上盘移动方向;

     4.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。

     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)

     为了更进一步认识断层,我们于4月25日早上前往玉皇村西,观察了玉皇庙断层,其断层面是石英岩;上盘:中生界二叠系石盒子组页岩;下盘:古元古界嵩山群罗汉洞组石英岩;并根据观察特征绘出玉皇庙地质剖面图如下:

图五 玉皇庙地质剖面图

   在观察断层时,我们认识了地质罗盘并掌握了地质罗盘的一些使用方法。

   地质罗盘的结构:由刻度盘和在水平面上能自由转动的磁针组成。它不但可以识别方向、测量方位,还可以测量水平面、倾角及仰、俯角等,是地质工作者必不可少的仪器。方法:测量倾角时,将罗盘长边平行真倾斜线置于层面上,转动罗盘底盘的外旋柄,使测斜器上上长水准气泡居中,读倾斜刻盘上的数值即为倾角度数。应以罗盘N端朝倾斜方向读北针所指刻度,并顺时针读数读走向和倾向是水平水平水准器,读倾角和坡度是垂直水准器。用地质罗盘我们测出了玉皇庙断层的倾向:SE167°,倾角43°。

 为了观察无脊椎动物化石,在4月25号下午,我们到大金店陈娄村,我们进行了采集中石炭地层潜海性无脊椎动物化石。在采集过程中,我们了解到其分为6类:

    (1)腕足类:有两个半壳组成,但大小不一致,大有 指甲壳,小有米粒大小;

(2)珊瑚类:单体、管状,有麦秸秆粗细,中空,在圆洞底部中央有针尖样突起;

(3)莛状类:大小形状似麦粒,纺锤状或接近于原状,内部有网格状;

(4)海百合:形状比麦秸秆稍粗,圆柱状,中心有极细小的洞;

(5)螺类:类似于现在的海螺;

(6)棘皮动物:面上有突起。

第五节 矿产

 矿产资源丰富,如煤、铝土矿、黏土矿、麦饭石、石英岩、花岗岩等,是经济发展的重要支柱。

      煤、铝土矿、黏土矿、麦饭石、石英岩、花岗岩。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。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。

第六节 地史

嵩阳运动箕古隆起-中岳运动隆起-下沉-晋宁运动上升-少林运动后海侵-奥陶三叠隆升-燕山运动成格架。

     太古代末期,嵩阳运动使登封群地层发生近东向西的褶皱、断裂和强烈变质,大规模的褶皱隆起是海水全面退回本区,形成进东西向的嵩山古隆起从而结束了本区太古代沉积历史。

     早元古代时期,地壳处于相对稳定和相对活动不断转化和更替的时期。这个时期,海洋生物开始出现。

     早元古代末,本区有发生一次强烈的造山运动-----中岳运动,受其影响,嵩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,并改变了登封群地层构造面貌,使之变得更加复杂。中岳运动还使近东西向的古断裂复活,形成隆起和扭陷;使嵩山古隆起再次露出海面,形成今日嵩山的古地貌基础,从而结束了本区活动性很强的地槽形发展阶段。

     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。中元古代晚期,海侵扩大,海水淹没全区。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,潮坪及三角洲体系的沉积,直至晚二叠世晚期,本区完全过渡为陆地。

  三叠纪时,本区继承了内陆盆地型沉积,三叠纪以后,印支运动结束了本区中生代陆相盆地沉积。到了侏罗纪以后,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。

第四章嵩山地区典型地貌

第一节 构造地貌

一、背斜山

 背斜指岩层发生折曲时,其形状向上凸起者。在一般平地上,背斜的地层上半部受到侵蚀变平,会形成中间古老,两侧较新的地层排列方式。由于背斜岩层向上拱起,且油、气的密度比水小,所以背斜常是良好的储油、气构造。与之相对,向斜是良好的储水构造。 背斜顶部受张力作用,岩性脆弱,易被侵蚀,在外力作用下形成谷。背斜顶部地带岩石破碎,易开采,适宜建采石场。为了更进一步了解褶皱地形,我们于4月25号早上前往中岳庙后沟观察中岳庙后沟少顶山的大背斜。其主要组成岩石为石英岩,宽约120m,高约60m。东翼较陡:产状70°,倾角:40°;西翼较缓:产状295°,倾角:25°,形成斜歪背斜。绘制剖面图如下:

1.成分:石英岩

2.方向:NEE70度

    3.宽度为100米,高60米,东翼较陡,倾角为40度,产状为70度,西翼较缓,产状为295度,倾角为250度,斜歪背斜节理

二、单面山

    单斜地貌(一翼被遮),倾角小,坡度不对称,坡面为层面,一坡缓,一坡陡,坡度倾角32°,山脊线比较平直,山脊线与岩层走向一致。两坡明显不对称,顺岩层的坡度小,逆岩层坡度大;4月26日上午我们在城楼村附近观察的单面山顺坡32°,逆坡60°。

第二节 流水地貌

  洪积扇:是暂时性流水作用在谷口形成的堆积地貌。它是半干旱、干旱地区山麓地带分布相当普遍的地貌。以谷口为顶点,向外围倾斜,坡度由大变小,逐渐过渡到周围平地。洪积扇上广泛发育放射状沟谷。 这种地貌风化强烈,山地形态险峻。相邻洪积扇连接成倾斜平原,外缘呈波状弧形轮廓。洪积扇在平面形态上成扇形,其顶部与沟口相连,形成一个扇形倾斜面,逐渐过渡到山前平原。洪积扇的顶部坡度较大,倾角一般为5 ~10 ;砾石组成,含沙透体,有层理,分选性较差,磨圆较差。在开始形成散流的地方,由于流速骤减,洪积扇的坡度开始迅速减小。洪积扇中间部位主要由沙,粉砂,亚粘土组成,含细纱透镜体,有清楚的层理。到洪积扇的边缘,坡度进一步减小,一般只有1 ~2 ,逐渐过渡到山前平原,主要由细的亚粘土,粘土和部分粉砂组成,或有粗粒物质透镜体,分选较好,出现清晰层理。扇缘低地常有地下水的出露,常为干旱地区的绿洲所在之地。洪积扇的规模越大,坡度越平缓。在洪积扇的表面,常被暂时性洪流切割成放射状的沟槽。

气候变化和地壳上升可使洪积扇遭受切割,形成洪积扇阶地。

     河床:平水期河水淹没的河槽;

河谷:在坡面流水与沟谷流水参与下形成的狭长型凹地。多成V形谷。山地河流的谷底仅有河床,平原盆地河流谷底则发育河床与河漫滩。河流长期侧向侵蚀作用的结果使谷底加宽,形成河漫滩河谷。河流在谷底仅占一部分面积,其余都是河漫滩。

为了更加清楚的认识到河流的构造特征,在4月26号下午,我们到大金镇店桥东150m,颍河(淮河流域处)进行了实地考察。观察到河床内部砾石,沙,鹅卵石较多,河漫滩部位多长水草。沿河流方向为纵断面,垂直河流方向为横断面;河漫滩上下流落差与其坡度成正比;且其向下流速小时,向岸两侧侵蚀大。同时也知道了河漫滩的二元结构:上边多为砾砂,黏土;下边多为砂和砾石。

    夷平面:准平面形成后再次被抬升,又一次被流水切割而形成的沟与沟相对凸起的平面

     为了更加清楚的认识夷平面的构造和形成,在4月26号下午,我们来到庚庄东山坡进行了实地考察。通过观察我们了解到了夷平面的形成:根据戴维斯的地貌侵蚀循环理论,我们可将其形成过程分为几个阶段:

幼年期:在流水作用下(表明形成时气候湿润)形成的地貌,地面被抬高,当相对高度达到最大时,幼年期结束;

壮年期:当相对高度开始减小至最小时,壮年期结束;

老年期:大部分地区平缓,少有山丘,被称为准平原。其特征是,主要由砾石组成,磨圆度好,砾石成分与当地下游成分不同——地壳。

夷平面分多个等级,且有等级越高,面积越小,形成年代越早。我们所在的登封有四级夷平面:

一级:1300~1500m;太室山和少室山的山顶;

二级:1000~1200m;箕山,嵩山东边五指岭;

三级:600~800m;

四级:350~40m;

第三节 黄土地貌

  黄土是第四纪时期形成的陆相淡黄色粉砂质土状堆积物。主要分布于干旱或半干旱的中纬度地带。黄土地区的外缘,或是第四纪冰川的分布区,或是目前的温带沙漠。属于粘土类,湿陷性好,因为富含钙质而抗腐蚀性强,质地均一,颗粒差异小,有石英、长石等矿物成分。是第四纪风力作用搬运、堆积而形成的陆相淡黄色粉砂质土状堆积物。黄土地貌是黄土堆积过程中遭受强烈侵蚀的产物。风是黄土堆积的主要动力,侵蚀以流水作用为主。各种沟谷则是强烈侵蚀的结果。

    成因:第四纪风力搬运堆积。

    第四纪黄土形成时期干旱与湿润气候都有出现,通过黄土堆积,分析气候干湿变化及干湿变化程度的大小。

 黄土颜色为灰黄色或棕黄色;质地均一,以粉沙为主,细沙和粘粒较少;矿物成分以石英、长石和碳酸盐类为主,富含碳酸钙;无沉积层理,垂直节理发育,孔隙度大,具有湿陷性和潜蚀作用;含埋藏古土壤层;抗蚀力较小。以上为原生黄土的特性,次生黄土往往具有沉积层理,粒度变化较大,孔隙度低,无明显的湿陷性。

 黄土地貌是发育在黄土地层(包括黄土状土)中的地形,是黄土堆积过程中遭受强烈侵蚀的产物。风是黄土堆积的主要动力,侵蚀以流水作用为主。黄土地貌可分为黄土沟谷地貌、黄土沟(谷)间地貌和黄土潜蚀地貌等类型。典型的黄土地貌有以下特征:①沟谷众多、地面破碎。②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。③沟道流域内有多级地形面。我国黄土主要分布在北方干旱区和半干旱区,位于北纬34 -45 之间。

 在陈楼村村委东侧有一处黄土地貌。在黄土层中有一废弃窑洞,可以看出黄土的直立性好,节理发育,其中有几层大小不同的砾石层,为流水作用的结果,反应了当时当地气候发生的强烈的干湿变化。

第五章 总结

实习收获

 1.学会绘制野外地质图;

 2.学会了野外岩石、化石的采集;

 3.学会实地使用罗盘;

       4.学会了理论与实践相结合运用;

       5.学会同学之间友助合作,互相鼓励帮忙。

实习中存在的问题

   1.实习前的预习工作做得不够充分;

   2.笔记记录的不够准确。

   3.由于外出经验不足

       4.野外实地操作能力不够;

参考文献

伍耀忠. 1992. 嵩山地质. 中国人民出版社.

宋青春, 邱维理, 张振青. 2006. 地质学基础 . 高等教育出版社.

程胜利, 孙宝玲, 苗雨国. 2008. 嵩山地质实习指南. 地质出版社.

 赵富海. 2008. 嵩山地质地貌. 中国工人出版社.

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