杭州自然地理野外实习报告
——杭州市西南山区顺、逆地貌及其证据的分析
实习人员：
实习单位：09地理科学（1）班
实习时间：20##年6月24日——20##年7月3日
实习指导老师：
二0 一 一 年 十 月 二 十 六 日
江 西 师 范 大 学 科 学 技 术 学 院
绪言
杭州市位于中国东南部沿海地区，浙江省中部偏北，介于北纬29°12′～30°35′，东经118°20′～120°43′之间。杭州市内地貌可分为山地、丘陵、平原三部分，自西向东地貌结构的层次和区域过渡性十分明显，各个地貌层次都有第四系分布。地形复杂多样，位于丘陵和平原之交接地带，东部和北部与宽坦的杭嘉湖平原相接，其中丘陵、山地占总面积的66%，大多分布在西南部，海拔一般在500米以下；平原占总面积的26%，分布在东部地区，海拔一般在3-10米；江、河、湖、占总面积的8%，因此有“七山一水二分田”之说。
杭州地区处于中北亚热带过渡地带，属亚热带季风性湿润气候区。这里气候温暖湿润，四季分明，光照充足，雨量丰沛，年均温16.1°Ｃ，年均降水为1500ｍｍ。一年中随着冬、夏季风逆向转换，天气系统、控制气团和天气状况均会发生明显的季节性变化，形成春多雨、夏湿热、秋气爽、冬干冷的气候特征。杭州市由于地貌类型复杂，地势高低悬殊，光、热、水的地域分配不均，局部地区小气候资源丰富。但因季风在进退时间上和持续强度上的不稳定性，常出现冷热干湿异常，导致灾害性天气。
杭州地区大地构造处于扬子准地台钱塘台褶带，中元古代以后，地层发育齐全，岩浆作用频繁，地质构造复杂，成矿条件较好。由于现代构造运动趋向缓和，地震活动显得微弱，地壳相当稳定。区内地层出露和岩石种类组成较齐全，地质构造复杂而地貌类型多样，有火山熔岩地貌、构造地貌、岩溶地貌、假岩溶地貌、流水地貌和重力地貌等等，地表起伏变化大，山、丘、岗、沟和平原组合，更添人类文化，特别是杭州城市文化因素影响之叠加。上述地带性和非地带性因素的作用，使杭州市域土壤、植被具有明显的地带性和区域性的特点。
据地质资料显示，杭州市西湖周边群山最外层的老和山，北高峰，美人峰，天竺山，天马山，棋盘山，五云山，虎跑山一线，海拔300米至400米，属于千里岗系山岭，山形尖削陡峻，形成于距今3、5亿年的泥盘纪晚期，它们像一道屏障环抱着西湖，是西湖周边群山最古老的地层，这是西湖的骨架。中间是飞来峰石灰岩山岭，自灵峰、玉泉、灵隐、飞来峰至龙井山、南高峰、翁家山、玉皇山、九濯山、将台山、万松岭、云居山、吴山一线，这里山势平缓，山高都在海拔300米以下，约形成于距今3亿至2、3亿年的石炭纪—二叠纪时期。石灰岩因溶于水，使这一地区形成峭壁、幽洞、流泉、奇石汇聚之地，是最重要的景观构成岩层，也是后世摩崖石刻赖以雕琢成功的物质基础。西湖内层诸峰相对矮小，高度在海拔100米以下，其中的丁家山、夕照山为黑色硅质及砂质页岩，时代属于中二叠纪。内层的北翼，从外东山经葛岭到孤山、宝石山一线，在1、5亿年前的侏罗纪到7千万年前，这里出现了惊天动地的火山喷发。结果形成了景观奇绝的流纹岩山岭，这里峡谷纵横，怪石悬坠，色丹如霞。
在2、3亿年前，即所谓的“海西运动”时期，原来沉积在湖盆似的浅海里的沉积岩层遭受挤压，发生褶皱、断裂，形成波状起伏的褶皱构造，构成了西湖复向坳陷。
此次我们以杭州作为我们的专业实习基地，进行了为期9天的杭州地理环境野外实习：
实习地点:杭州市西南山区
实习的路线和内容：
1、六和塔—白塔山—泔水巷—虎跑泉
观察叶家塘组、珠藏坞组、西湖组、唐家坞组和之江组岩性以及虎跑泉，钱塘江侧蚀与河流阶地。
2、吴山—凤凰山—将台山—慈云宫—紫来洞—玉皇山
观察茅口组、栖霞组、船山组、黄龙组、慈云宫断层，紫来洞溶洞，玉皇山向斜、化石，梯云岭断层。
3、四眼井—青龙山—石屋洞—水乐洞—烟霞洞—南高峰—丁家山
观察叶家塘组、黄龙组、栖霞组、茅口组和丁家山组岩性，青龙山背斜，石屋洞、水乐洞、烟霞洞和千人洞溶洞，化石，南高峰向斜，英安玢岩岩墙，丁家山组砂页岩中磷结核，倒转地层，鸟瞰西湖周围山势。
4、龙井—棋盘山—中天竺—灵隐寺—韬光寺—北高峰—老东岳
观察船山组、黄龙组、叶家塘组、珠藏坞组和西湖组岩性，龙井泉和船山灰岩中的藻类化石球状结构，棋盘山断层和天马山背斜，鸟瞰龙井村断裂构造盆地景观。观察耕作土壤(水稻土或旱地)、落叶阔叶林；观察黄龙组、船山组、西湖组、唐家坞组和康山群岩性，以及虫筳科化石，飞来峰向斜及溶洞，韬光寺断层，北高峰猪背岭，鸟瞰杭州山湖形势，老东岳洪积扇与洪积裙，比较不同生境条件下红壤发育状况，观察红壤埋藏剖面。观察亚热带针叶林，常绿落叶阔叶混交林及竹林。
5、栖霞岭—紫云洞—初阳台—宝石山
观察侏罗纪火山碎屑岩、紫云洞和金鼓洞洞穴，节理、碧玉、球状风化和石峡、遥望西湖群山。
实习目的：
希望通过这次的实习能够掌握对地质罗盘的使用，学会测量岩层产状、定方位、测倾角，练习野外描述岩性，认识杭州地区基本岩石及其构造特点，培养基本的野外实习能力，增强对专业理论知识的掌握和运用，并且提高地理专业素养。
杭州市西南山区顺、逆地貌及其证据的分析
摘要：常言道：“上有天堂，下有苏杭” 。杭州的美不仅来自于她丰富的历史内涵和人文景观，更在于其美丽的西湖造就的一方水土。当我们徜徉于白堤，看着桃花柳绿，可曾想过，所有这一切，均得益于天公造物，也即西湖的美丽离不开杭州西南山区其特有的地势地貌。
关键词：杭州 顺逆地貌 向斜山 背斜山
正文：
在杭州西南地区野外自然地理环境的实习过程中，老师详细讲解了西南地区的地质地貌的形成发展过程，因此为了能够更加全面的理解和掌握相关地质地貌知识，我们将实习过程中的实习记录整理成实习报告形式。
杭州地处扬子——钱塘准褶皱带，在次一级单元上，处于钱塘准地槽背斜与太湖——吴淞内陆断陷的交接带，因而它自东南向西北在构造上有升沉转折的性质。也有一些资料将杭州附近与天目山及莫干山分开，单称“杭州凹陷”或“杭州复向斜”，它是从浙皖边境延续而来。这些单元都呈长条形，作北东向延伸。
杭州附近地区出露的地层，最老的为泥盆纪千里岗砂岩，以黄、白等色的石英砂岩为主，构成西湖外围等较高山岭。其上为相当于宁镇山脉的黄龙、船山、栖霞三种石灰岩，再上为丁家山层，以黑色页岩及燧石层为主：分别属于中石炭纪和中二叠纪，构成西湖内周各低山，沉积经长期间断后，至白垩纪有火山岩系堆积，下部为凝灰岩。中上部为流纹岩，只分布于西湖北岸葛玲等处。此后便是不整合于老地层之上的第四系疏松堆积层。
杭州西南地区的西北面、东南面和杭州市区存在三条隐伏大断裂：古荡—闲林埠大断裂、钱塘江NEE大断裂和市区NNW（浙一大—望江门一线）大断裂，杭州西南群山的隆起和东南、西北及市区平原低落的特殊地貌形态，正是由于这三条隐伏大断裂引起的中生代断陷作用而造成的。西湖之所以成湖，亦起源于构造原因。复向斜向NE倾伏，处于核心部分的丁家山组砂页岩支离破碎，易于被风化剥蚀，岩性与构造决定了构造剥蚀盆地为西湖提供了积水的场所，使西湖具备可以形成天然湖泊的必要条件。
从地质学上说，岩层发生褶曲在地表形成高低起伏，岩层向上突出的弯曲且两翼岩层从中心向外倾斜的即为背斜，岩层向下凹陷的弯曲且两翼岩层自两侧向中心倾斜的即为向斜，背斜成山向斜成谷，它们是地貌形态与构造一致即成为顺地貌。然而在更多的情况下褶曲构造受外力作用在张节理较发育的背斜轴部，侵蚀作用较强，发育成谷地，即背斜谷，而向斜处形成山地，即向斜山，地貌形态与构造不一致，这种地貌称逆地貌（见图1）。一般来说，顺地貌往往是一些年轻褶曲构造地貌，即原生褶曲构造地貌，由于受侵蚀作用的时间短，地貌发育时间较近，构造表现的地貌形态尚未完全破坏。逆地貌则往往受长期侵蚀，地貌发育的时间久远，外力作用已破坏了原来的构造形态。当然，逆地貌再经长期剥蚀破坏，有可能使构造形态和地貌形态一致，称再顺地貌。
基于对顺、逆地貌和杭州西南山区基本概况的基本了解，我们根据我们的野外实习路线来分析杭州西南地区顺、逆地貌及其证据。
一、第一条路线是六和塔—白塔山—泔水巷—虎跑泉，观测地点分别在六和塔下的单斜倾斜岩层、白塔山单斜倾斜岩层、泔水巷倾斜单面山和位于背斜南东翼的虎跑泉：
1．六和塔下，位于西湖之南，钱塘江畔月轮山上，之江北岸，距钱塘江大桥北桥敦约150米。月轮山地处泥盆系中下统唐家坞群，是一座浑圆的岗丘，海拔154米。为紫红色石英粉砂岩，以细、粉砂岩颗粒为主，质地坚硬。岩层厚度较大，大约在40-50厘米左右。测得岩层的倾向NE30°，倾角46°，西北走向，典型的单斜山倾斜岩层（图2）。
2.白塔山，属于泥盆系上统西湖组，同样为单斜山倾斜岩层，由老复兴路一路往北东方向走，其岩性是紫红色，米黄色到米白色渐变的粗颗粒石英砾岩，颗粒直径是1-2毫米之间，测得一地岩层大约为1厘米。测得倾斜岩层下层面倾向NE 37°，倾角34°（图3）。
图3 白塔山倾斜岩层
3.泔水巷，地层属于泥盆纪上统西湖组，岩性为乳白色的石英砂粗砾岩颗粒直径在1-5毫米之间，岩层较薄，为10-20厘米的薄层，为倾斜单面山。测得岩层，倾向NE 35°，倾角为35°（图4）。
4.虎跑泉，位于青龙山背斜南东翼近核部的泥盆系上统西湖组石英砂岩层断裂隙中。从地质地貌分析，虎跑泉处于白鹤峰坡麓的汇水洼地中，出露标高海拔50米，在地下20米。所在沟谷切割较深，约140米。西湖石英砂岩向南东倾斜，存在许多层面裂隙和北北东、北西西向节理，同时沿北东方向还伸展着一条起拦蓄地下水作用的虎跑冲断层（图5）。于是, 石英砂岩裂隙水有条件循着构造节理、层面裂隙和虎跑断层汇于一处, 即在虎跑寺后， 而虎跑寺后又下伏着一层泥质岩，泥质岩的阻水，迫使汇聚的地下水在虎跑断层陡崖下方泄出，形成著名的虎跑泉。虎跑泉属于下降泉，泉眼为岩层走向平行倾向垂直的裂隙。
虎跑泉出露处的北、西和西南三面均为高山，环绕成为面向东与东南的一个马蹄形洼地，给虎跑泉提供了良好的供水条件；加之这里的石英砂岩中的节理裂隙发育极好，使地下水可以顺着裂隙源源不断地补充给虎跑泉，从而使泉水在这里涓涓流出，终年不断。虎跑泉水质极为纯净，泉水分子密度高，表面张力大，向盛满泉水的碗中逐一投入硬币，只见碗中泉水高出碗面达3毫米而不外溢，且硬币不会下沉。测得泉眼旁边的岩层倾向SE120°，倾角为18°（图6）。
二、第二条路线是吴山—凤凰山—将台山—慈云宫—紫来洞—玉皇山，在这条路线中经过了凤凰山背斜山、将台山向斜构造、慈云岭背斜断层和玉皇山向斜山：
1.凤凰山，北近西湖，南接江滨，核部为泥盆系上统西湖组石灰岩，上为西湖组黄色的石英砂岩；下为二叠系下统栖霞组的石灰岩，两翼岩层更为年轻，从北东翼爬山，岩层越爬越年轻，石头往外倾斜，较为典型的西南—东北走势的背斜山，。
2.将台山位于凤凰山西南方向，为向斜构造，石头往山里倾斜，将台山顶部排衙石的地层属二叠系下统栖霞组石灰岩，将台山向斜北西翼与玉皇山向斜相连，南东翼受北东方向的凤凰山断裂的破坏，出露地层不全，轴部由栖霞组组成。将台山向斜与凤凰山背斜间的凤凰池冲断层（当断层面倾角小于或等于45°，上盘相对于下盘向下运动时叫冲断层）的走向为NNE25°-30°，属新华夏系冲断层。
3.慈云岭（玉皇宫）位于玉皇山与将台山之间的鞍部，此处为直立产状，断层两边岩性差异大，地层不正常（缺失）。其岩性为石灰岩，地层左为栖霞组，右为船山组，层理构造明显。为背斜断层，背斜上部受断层风化影响而崩塌掉下来，石灰岩。目测深在10-12米之间，宽约2米，断层走向为北东—南西（图7）。
4.玉皇山，由南东山麓向上至山顶，岩性由老至新，岩层倾向西北，而由山顶往下至西北麓则岩性由新到老，岩层倾向南东，此为一典型向斜山，核部在山顶的西北、东南、西南三个方向。围绕它的盘山公路上的岩石产状很相似向西湖倾斜，而且褶皱在前，下沉在后。并且沿盘山公路由山之南东顺时针转之西北，可见岩层倾向由北西→西→北北西→北北东→北东→东→南东变化，在山之南西面岩层倾向北东，这说明玉皇山向斜向北东倾伏，为倾伏向斜（图8） 。
三、第三条路线是四眼井—青龙山—石屋洞—水乐洞—烟霞洞—南高峰—丁家山，杭州市褶皱构造多呈北东——南西向展布，区域褶皱构造有杭州复向斜西湖复向斜，杭州复向斜在杭州市区倾伏部分，是杭州市褶皱区的主体。西湖复向斜的形态，顺西南方向收、枢纽仰起，向北东方向展开、枢纽倾伏，枢纽总的方向为NE50°，倾伏角15°。龙井—翁家山—南高峰—三台山—丁家山一带为西湖复向斜核部，地形坡度与复向斜倾伏角相适应（图9）。
1.青龙山，位于满觉陇路，离十字路口约 150米，在南高峰与九曜山之间 ，岩石颜色是深青灰色，裂缝上下层面为南东北东倾向，岩性为含砾石的石英砂岩和炭质泥页岩，地层属于石炭系下统叶家塘组 ，参照下图，我们测得AO向岩层走向为NE46°-SW226°，倾向是SE136°，倾伏角为46°；BO向岩层走向为NE20°-SW200°，倾向是NW290°，倾伏角为41°，转折部位成尖棱状，即成为背斜核部（图10）。
2.南高峰顶，在满觉陇、烟霞岭北，海拔257米，为西湖南十景之一“双峰插云”的南峰。南高峰为碳酸盐岩构成的高丘。整个南高峰，虽然都是石灰岩地层，但细分起来有三组地层，山麓的灰白色略带微红者可能归中石炭世的黄龙组。山坡上灰白色者为上石炭统的船山组，山顶深灰色并含燧石结核者，含有丰富的大型类及珊瑚腕足类化石，属早二叠世的栖霞组。南高峰地层与产状，地层属于二叠纪下统栖霞组，岩性为含燧石条带石灰岩，所以较黄龙及船山灰岩坚硬，敲打有臭味。南北相向对称，新地层位居中间，老地层位居两侧，由此可见南高峰是一座向斜山。从地质意义上讲，南高峰正处在西湖复向斜的核部，此复向斜轴部向北东方向倾伏 。
3.丁家山（盖叫天墓）， 在浙江杭州灵隐山南高峰之支脉，从南高峰下山约200米，岩性为灰黄色的砂质泥岩，是泥岩风化物，含磷结核泥岩、炭质页岩、砂质泥页岩、夹粉细砂岩及灰岩，位于复向斜轴向的最低端，属于向斜构造。
四、第四条路线是龙井—棋盘山—中天竺—灵隐寺—韬光寺—北高峰—老东岳，在这条线上，我们先后经过的顺逆地貌有：背斜山棋盘山、向斜山飞来峰、背斜山北高峰和背斜山老东岳：
1.棋盘山，我们的观测点位于其背斜的南东翼，地层为泥盆系上统西湖组石英砂砾岩，通过观察和测量其地层与产状，我们可以得知棋盘山的走向是NE13°-SW193°，倾向是SE103°，倾伏角为55°（图11）。
图11 棋盘山背斜的东南翼
2.在北高峰南麓的东南方向，便是著名的灵隐飞来峰。这座满布石刻佛像，洞壑玲珑的石灰岩小山，由于在灰白色略带粉红色的岩层内发现（虫＋上竹下廷）类化石以及“球状构造”的藻类化石，确定其地质年代及其层位为中石炭世黄龙组和晚石炭世船山组灰岩。如果再注意其地层产状，其山体南东侧向北西倾、北西侧向南东倾，在山体北东边缘可见岩层除向北东侧斜外，近似于水平，山顶为上石炭统，山麓及山坡为中石炭统，由此可见，整个飞来峰就构成一个典型的向斜构造。
3.北高峰，由北高峰南东坡半山亭起测量地层产状，直至山顶与其山之北西坡，可发现地层由北西侧逐渐转为垂直（山顶），续而转为南东倾，岩性由南东向北西变老，依次为珠藏坞组、西湖组、唐家坞群，整体上看来北高峰为背斜山（图12）。
4.老东岳，这里的低丘间分布着一套紫红色粉砂岩和细砂岩，也有粉砂质泥岩，根据邻 @1<omsl 区地层的对比关系，应属于晚志留世潭头群的顶部，也可以说是西湖一带最老的层位了。 (F,(]71Z+ 接着，上北高峰，自北坡直到山顶（海拔313米）周围，岩石变为紫红色、灰黄色、灰 P?q G 绿色厚层状至块状的长石石英砂岩，砂岩夹页岩，这套岩层也见于天竺山、五云山、六 m3x?z=9Ve 和塔、虎跑泉等地，由于这些岩石抵抗风化和水流侵蚀能力较强，所以往往形成西湖 !K3i -zY 外围地带的突兀高耸的山脊和峰巅，也即为背斜构造。
五、第五条路线是栖霞岭—紫云洞—初阳台—宝石山，栖霞岭（鞍部）是逆断层，紫云洞为栖霞岭是逆断层的上升盘部分,而初阳台及其附近的宝石山都是由火山运动形成的，故这部分并没有形成典型的或是完整的背斜与向斜类型的顺逆地貌:
1.栖霞岭断层（鞍部），侏罗系上统，火山凝灰岩，断层走向为北东—南西。栖霞岭介于挂牌山和葛岭山之间，这里发育有蝙蝠洞、华严洞、紫云洞、栖霞洞及泉水出露（白沙泉），这些洞泉的发育都在一条直线上，其走向为北东。沿线不仅发育有洞泉，而且还明显地可见断层擦痕，断层角砾岩、断层糜棱岩，因此这洞穴泉水的发育与断层有直接关系。
2.初阳台，球状风化，鳞片状剥落，其岩性为紫灰、浅紫红色流纹质熔结凝灰岩，含角砾及少量碧石团块熔结凝灰岩。观察第三喷发旋回中部含碧玉熔结角砾凝灰岩之岩性，注意往葛庙方向有假流动构造趋发育，岩石表面的流失孔、片状剥落，碧玉团块的分布特点等现象。约在一亿五千万年前的晚株罗世时，杭州大地经历了一场强烈的火山爆发。据推测可能以六公园为中心的火山口，从地球内部喷发出炽热的火山碎屑和尘埃，坠落后，在宝石山、西湖及周围堆积形成了厚约数百米的与其他地带截然不同的岩层--火山岩地层。
3.宝石山，组成其的岩石是熔结凝灰岩，这类岩石是由火山灰、熔岩混合后流动，最后冷凝而形成的。由于岩石在冷凝前曾由南西向北东发生过流动，所以在岩石中我们可见假流纹构造，玻屑，晶屑以及碧玉等都被拉长，长轴呈北东走向。此外假流纹构造和被拉伸长的碧玉等都向北东倾斜。碧玉非常致密，硬度很大，故抗风化能力很强，因此在宝石山往往可见碧玉突兀于岩石之外。火山熔结凝灰岩在冷却过程中，不断向中心收缩，形成三组原生节理，这样给岩石的球状风化提供了条件，而且还由于差别侵蚀和差别风化形成了不少陡壁、狭巷、孤峰，如狮子峰、寿星石等（图13）。
图13 宝石山火山熔结凝灰岩
因此，综合以上对杭州西南山区地质岩层年代和顺逆地貌及其依据的相关分析，我们可以得出西湖复向斜地质剖面示意图，由各个顺逆地貌的山体构造及背斜与向斜之间的冲断层发育组合形成（图14）
后记：
对于这一次的实习，期盼了很久。实习过程中，让我们印象最为深刻的是我们“征服”了一座又一座的不算高的杭州名山，短短的几天攀登，以至于我们看到楼梯就会犯晕，可是，当我们站在每次实习的最高点向下俯视、向远眺望的时候，那种成就感又是那么地强烈，无论是晴天还是下雨，这样的感觉都不减一分。因为在这样的过程中，除了学习，我们同样玩到了、见识到了。
在课堂上我们接受的几乎全部都是理论知识，而让我们出去实习的目的就要求我们能够把理论知识搬出来等到实际运用，可真正在实习的时候，会比在考试的时候还能感觉到“书到用时方恨少”。每到一个实习地点，面对复杂的自然地理环境的时候，都还是一个跛脚游者的眼光，总是缺少专业素养，不能用专业的知识、专业的眼光去观察和分析周围的各种自然地理环境和现象。
但总的来说，当我们按照实习路线把实习内容和任务完成后，对于褶曲地貌的形成、发育以及顺逆地貌的区别和形成依据还是有了更为深刻的认识和理解。同时，对于整个杭州西南地区的地质地貌结构和西湖复向斜也有了进一步的整体观念上的认识和把握，也增强了对地质地图查阅的地理意识，西湖复向斜正是由环绕着西湖的一系列单体褶曲组成，并以靠近西湖段一组发育较为完好，自北向南依次排开。除此之外，也还存在着许多的不足之处。比如说我们对地质岩层形成的相关年代并不能很好的把握，会出现知识性的错误，在野外对自然地理环境的观察、对地质岩层的分析、对地势地貌的整体认识等这些方面的地理素养也都还有待提高。
参考文献：
【1】 宋春青，邱维理，张振春. 地质学基础（第四版）. 高等教育出版社，2005
【2】 杨景春，李有利. 地貌学原理（修订版）. 北京大学出版社，2009
【3】 胡忠，郑林，邓荣根. 杭州地区自然地理野外教学实习指导书(09地理科学本科专业使用). 江西师范大学科学技术学院，2011
【4】龚晓南. 复合地基理论及工程应用. 浙江大学出版社，2002