缝山针地质实习报告

缝山针地质实习报告缝山针公园位于太行山系南麓，焦 作市中心北部，交通便利，公园西边是村 庄，公园前是东西走向的公路，公园内是 海相沉积的中、晚石炭统石灰岩。焦作“缝山针”是惊世创意，以大 胆的艺术想象，警示人们：人类过去的无 序采石带给地球“身体”的伤害。作为创 意的一部分，焦作市“缝山针公园”内， 有一枚巨大的医用“手术针”雕塑，用不 锈钢制作，高约2 0米，重10吨，最粗直径80厘米，是焦作市“缝山针公园” 标志性雕塑，呈弯月状矗立在河南省焦作市 区北不远处的凤凰山顶。从19世纪末英国公司在焦作开办煤 矿时起，距焦作较近的凤凰山便成了一座采 石场，经过100多年的无序开采，这座凤 凰山南部几里长的山体被削去了半边。岩石 裸露，惨不忍睹。近年来，焦作市委、市政 府对无序开采的凤凰山石料场进行整顿，直 至将其关闭。并拟在山下建立一座公园。但 如何处理采石场这一带的残破山体呢？政府决定用艺术的手法与环境保护结合 起来处理残破山体。为巨型手术针雕塑取名为“缝山针”，并将拟在山下建起的 公园定名“缝山针公园”。 经过“缝合”的凤凰山如今已经是江山美如画。2012 年 3 月 27 日我们土木单 1001 班在老师的带领下全体来到了缝山针公 园进行为期一下午的地质实习。缝山针公园为山前冲积平原，地质构造较复杂地质构造以断层为主，辅以轻 微褶曲，褶曲构造不甚明显主要表现为走向方向上的挤压现象，有单斜地垒构造， 中部有一正断层，地势由西北向东南倾斜，南部地表被第四系黄土所覆盖北部地 面主要为中奥陶统、晚奥陶统形成的的石灰岩山脉，倾角一般 510 度，局部达大约 30 度左右，山势陡峭，高度在 200 米左右。缝山针公园由于过去是采石场 ,所以 这里的地层出露的非常明显。这里地层分 布也是比较简单的。由于地壳运动关系， 此处地层出现了部分地层缺失。缝山针上 部是石炭纪地层，下部是奥陶纪石灰岩地 层。这两层中间夹有泥岩作为分界面。这 两层中间缺失了志留纪(S)和泥盆纪(D) 地层。像这种出现地层缺失的整合就叫做 假整合。奥陶纪石灰岩岩性致密坚硬，但 是由于其坚硬，所以它很容易破碎。整个 奥陶纪厚约400 米。由于这个地层比较早 纪地层位于缝山针上部，发育还是比较好， 与下伏地层的整合为假整合。在缝山针公 园，我们还看到了太古界的片麻岩。 奥陶纪的石灰岩颜色为灰色，块状构造， 在规模上也比较大，在缝山针的各个废弃 的采石场都能看到这种岩石，这里面不含 矿产资源。由于石灰岩的坚硬性能，所以 注定了它是作为建筑用的材料。故在早期 这里被作为采石场采石。山体受到破坏。 由于石炭纪的岩石在缝山针上部，并未受 到多大破坏。所以这里面的化石含量极少。而石炭缝山针地区的构造情况总体为背斜向斜相间的褶皱构造，就是指岩层岩体在 地应力长期作用下形成的岐状弯曲。本次野外实习观察到的地质构造有;单斜、褶皱、和断裂具体情况如下。 一：单斜构造在缝山针公园西，观察到有西北走向，东南倾向，倾角大约为4050的 单斜构造。此地层为中奥陶统深海相沉积的石灰岩。二：褶皱褶皱在地壳中分布广泛，系统各异。规模大小相差悬殊大者延伸几十至几百 米，小者可在受标本上见到甚至表现为显微构造。褶皱岩层中的以个弯曲称为摺 曲，他是褶皱构造的基本单位。（1） 背斜 背斜世岩层向上的弯拱的曲折核部是老岩层两侧世新岩层且对称重复出现 两翼岩层倾斜方向一般相反。在缝山针公园附近、红沙岭和西张庄都观察到了背 斜，在以上的诸多褶皱中在缝山针公园内观察到的褶皱较为清楚。此褶皱为背斜， 其轴线向南延伸，枢纽水平。（2）向斜 向斜世岩层向下的弯拱的曲折，核部是新岩层两侧是老岩层且对称重复出现 两翼岩层倾斜方向一般相对倾斜。红沙领出的背斜核部为粘土两翼为石灰岩。在 缝山针公园内、红沙岭和西张庄都有观察到向斜，在以上的诸多褶皱中在红纱令 观察到的较清楚。此褶皱为向斜，其轴线向东北方向延伸，枢纽弯曲。三：断裂 断裂构造为岩层受力后产生变形，当压力大到一定的程度或超出岩层的强度极限时，岩层的连续完整性遭到破坏，断裂构造又分为节理和断层。（1） 断层 断层即岩层受地应力的作用后发生破裂，在力的继续作用下沿破裂面两侧岩块发 生显著相对位移的断裂构造。断层的规模大小不一，其形态和类型繁多分布较广对煤矿设计和生产都有很大影响根据断层两盘相对位移方向分类可分为正断层，逆断层和平移断层。上盘相对下降，下盘相对上升的断层称为正断层。上盘相对下降，下盘相对上升的断层称为逆断层。两盘岩块沿水平方向相对平移的断层称为平移断层我们在缝山针和西张庄所见断层均为正断在缝山针公园附近观察到有断层，有沟的地方就有断层，即逢沟必断。在缝山针观察到的断层较清楚。此断层的断裂面平直，走向为东西走向，方向向正南倾斜，倾角大约在 45左 右，其上下两盘之间夹有胶结岩破碎带，此破碎带为岩层断裂时散落的岩石碎块 经过挤压和胶结而形成的，胶结的岩石为致密的石灰岩，颜色呈灰黑色，其表面 有石英和长石形成的纹路。断层面上有平行于倾向的擦痕。此擦痕于岩层上下两 盘的倾向平行，用手触摸有光滑感，有上下两盘相对移动时形成的浅痕，经过观 察，断定此断层形成于古生代晚奥陶统以后的某个时期。（2）节理 张节理在缝山针公园的西边的山脚处，观察 到中奥陶统形成的石灰岩中有张节理，此 处张节理呈纷羽状，其中有石英和方解石 侵入形成的脉体。剪节理在缝山针公园内的西边山腰处，观察 到中奥陶统形成的石灰岩的人为断裂面有 大量的剪节理，其剪节理呈X状，向里延 伸，剪节理面用手触摸有光滑感，伴随剪 节理生成了大量的裂隙。 矿井生产情况。缝山针公园内未发现矿井，周围有中 型煤矿和已经采空、废弃的巷道，现在开 采的煤层为E2煤，因其煤层埋 藏深度较大无小煤矿，其南面有 正在施工的南水北调工程。在缝山针公园内无固定水 系，小寺河和群英干渠自西向东 穿过本地区，一般干涸无水，夏 秋季节汇集降雨并排泄山洪，有 时会发生小规模的山体滑坡，山 下有一小塘，含水量不多，为景 观用水。地层含水层自上而下依次为：第四系砂岩含水层、二叠系砂岩含水层、石炭系第八层、二层石灰岩、奥 陶系石灰岩含水层。因为多年不规范开 采而形成的废旧露天矿 山，所形成的边坡形状极 不规则，边坡多为高段位 陡坡，有的整个坡面不 稳，有的坡面上悬挂大块 松动危岩，有的边坡下部 岩体比较完整，但边坡上 部岩体破碎，边坡存在不 同程度的安全隐患。受焦作市国土资源 局委托，浙江大学生物科学学院草坪花卉研究所承担了焦作市缝山针公园的山体 岩质边坡治理生物防护工程施工设计，设计内容包括焦作公园内近5万平方米山 体岩质边坡治理、生物防护（植被景 观再造）、人工瀑布以及喷中共中央 总书记养护系统。设计采用新方法和 手段，结合岩质边坡的岩性特点和稳 定程度以及中原地区的气候、降雨条 件、物种（植被生长）的特点和周边 的环境条件，以人为本地进行岩质边 坡的治理和生物防护（复绿）工程施 工设计。整治施工过程中，为了确保整治后边 坡的稳定，边坡上的悬挂岩块、松动岩石， 危险部分必须作彻底削坡清除。采用以台 阶形状进行削坡，坡面角 600，台阶垂高 10 米，总边坡角 460。通过全部削坡后， 边坡达到稳定状态。对岩质边坡治理中，采用减重反压方法。减重就是在滑坡后缘挖除一定数量的滑体而使滑坡稳定下来。适用于滑床 上陡下缓，滑坡后缘及两侧的地层稳定，不致因挖方而引起滑坡向后及向两侧发 展。一般情况下，滑坡减重只能减小滑体的 下滑力，不能改变其下滑的趋势，因此减重 常与其它防治措施配合使用。反压就是在滑 坡前缘，即抗滑地段，回填阻滑，以增加抗 滑力，提高滑坡的稳定性。减重反压是常用 于整治滑坡的一种简便方法。同时在下部还 种上树木花草以预防水土流失，而且还增加 绿化、美观。此外，对于风化严重、节理发育、易受自然影响、导 致大面积碎落以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡还使用 锚杆挂网喷射混凝土的设计加固，达到安全、稳定。喷锚 网支护主要是靠锚杆、钢筋网和混凝层共同工作来提高边 坡岩土的整体稳定性。对不良地质边坡进行了有效防护 , 增强了边坡的整体稳定性,减小了石方开挖的工程数量。为 防止山体滑坡，保证人民生命财产安全，坡面支护后还进 行坡面绿化，能与自然景观有机的溶为一体。地质罗盘的使用：使用前先进行磁偏角的校正。测量岩层产状的三要素 的：1、岩层走向的测定岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水 平线的延伸方向。测量时将罗盘长边与层面紧贴，然后转动罗盘，使底盘水准器的水泡 居中，读出指针所指刻度即为岩层之走向。2、岩层倾向的测定岩层倾向一一是指岩层向下最大倾斜方向线在水平面上的投影，恒 与岩层走向垂直。测量时，将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向，罗盘南端紧靠着层面 并转动罗盘，使底盘水准器水泡居中，读指北针所指刻度即为岩层的倾向。3、岩层倾角的测定岩层倾角是岩层层面与假想水平面间的最大夹角，即真倾角。测量时将罗 盘直立，并以长边靠着岩层的真倾斜线，沿着层面左右移动罗盘，并用中 指搬动罗盘底部之活动扳手，使测斜水准器水泡居中，读出悬锥中尖所指 最大读数，即为岩层之真倾角。缝山针测量数据：走向 倾向 倾角86 34656自从缝山针公园建成后，就成了市民们休闲娱乐的又一个好去处，大家也 越来越认识到了环境对整个城市发展的重要性，每年都会有单位和个人上山义务 植树，现在的凤凰山，已经被松柏所覆盖，尤其到了夏季，满山葱茏，让人心旷 神怡。1、我们在实习过程中学到了在课堂上学不到的知识，缩小了书本与实际的差距。2、学会了地质罗盘的使用，测得岩层产状。3、掌握了背斜与向斜的基本判定。4, 、对断层与滑坡等地质现象有了进一步认识，理论联系实际。5、根据不同的地质情况，采取不同的边坡治理。参考文献：张自康 杂志 山西交通科技 2004 年第06期黄辉华 长安大学学报（自然科学版） 1986 年03期 百度文库 百度百科