工程地质实验报告

工程地质实习报告专业年级 学 号 姓 名 指导老师 二一四年六月中国 南京 目录一、实习目的-3-二、实习地点-3-三、实习时间-3-四、实习内容-3- （一）、瓜埠山地质公园的岩层-3- 1、瓜埠山地质公园简介-3- 2、玄武岩简介-4- 3、雨花台组沉积岩简介-4- 4、瓜埠山玄武岩与沉积岩地层-5-（二）、参观南京地质博物馆-12- 1、南京地质博物馆简介-12- 2、参观感受-12- （三）、湖山地区地层特征实习-13- 1、湖山地区简介-13- 2、棒槌山边坡沉积岩与断层-13- 3、火石峰背斜剖面及边坡治理-15- 4、阳山碑材公园断层-17- （1）、阳山碑材公园简介-17- （2）、断层以及向斜栖霞组地层特征-18- （3）、实习感悟-21-五、实习后记-21-一、实习目的：通过考察南京湖山汤山区域、六合火山群等典型地质点及参观南京地质博物馆， 加深学生对地质学基本理论、 野外地质工作基本技能与方法的理解。野外实习弥补了课堂学习的局限性， 同时可以激发学生学习地质学的热情，培养能吃苦耐劳的意志品德。同时使得学生认识南京地区地形地貌特征、代表性地层岩性和典型地质构造（褶皱、断层、节理）；初步认识水文地质现象及物理地质作用； 学会使用地质罗盘；认真主动地观察、测量、记录（文字、照片、素描、信手剖面） 、采集标本和思考，完成各地质观察点的学习任务。二、实习地点： 六合瓜埠山，湖山汤山区域三、实习时间： 2014年5月24日-2014年5月25日四、实习内容：（一）、瓜埠山地质公园的岩层1、瓜埠山地质公园简介：六合火山群地质公园包括方山、瓜埠山、 桂子山、灵岩山、马头山以及驼子山等 26 座古火山。 方山位于六合县城东 14 公里处，南隔长江与栖霞山遥遥相望，她的外形为截头圆锥状，全山面积约 2 平方公里。山顶平缓，内部凹陷，凹陷处为火山口位置所在。瓜埠山又名龟山，海拔 98.7 米，位于六合瓜埠镇，为新近纪火山，采石场揭露出独特的火山机构，其中玄武岩扇形节理景观实属罕见。 桂子山位于六合县城东北约 17 公里，海拔约 60 米，形成于 590 万年前，橄榄玄武岩构成的石柱林景观规模巨大，世界罕见。2、玄武岩简介：玄武岩(basalt)属基性火山岩。汉语玄武岩一词，引自日文。日本在兵库县玄武洞发现黑色橄榄玄武岩，故得名。玄武岩是一种基性喷出岩，主要成份是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁（还有少量的氧化钾、氧化钠），其中二氧化硅含量最多，约占百分之四十五至五十左右。矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等，岩石均为暗色，一般为黑色，有时呈灰绿以及暗紫色等。呈斑状结构。气孔构造和杏仁构造普遍。玄武岩是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质，是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。玄武岩体积密度为2.83.3g/cm3，它的比重比一般花岗岩、石灰岩、沙岩、页岩都重。致密者压缩强度很大，可高达300MPa，有时更高，存在玻璃质及气孔时则强度有所降低有的玄武岩由于气孔特别多，重量便减轻，甚至在水中可以浮起来。因此，把这种多孔体轻的玄武岩，叫做浮石。玄武岩耐久性甚高，节理多。玄武岩的按产出的构造环境，玄武岩分4种：发育于深海洋脊的玄武岩。发育于洋盆内群岛和海山的玄武岩。发育于岛弧和活动大陆边缘的玄武岩。发育于大陆内部的玄武岩。3、雨花台组沉积岩简介：雨花台组由灰黄色、黄褐色、灰色中层厚层砂砾岩和砂岩构成，弱固结，砾主要为燧石质、石英质（玛瑙，即雨花石） ，磨圆度较好，分选性多样，砾间为砂、粉岩，砂层中斜层理发育，可见厚度 12m 左右。4、瓜埠山玄武岩与沉积岩地层： 我们进入瓜埠山地质公园之后首先看到了一个残存的火山机构，整个火山机构呈一个盆状结构，里面积满了水，形成了一个小湖，水中还突出来一块很大的方山组玄武岩，在盆状的火山机构的周围的岩石都是方山组玄武岩而且玄武岩的柱状节理十分明显。 在火山机构的旁边有一块火山集块岩，火山集块岩是火山碎屑岩的一种，多分布在火山口附近，此处的这个火山集块岩呈灰黑色，其中包裹的碎屑粒径都较大且棱角分明，而且这个集块岩的硬度很小，用地质锤轻轻敲击就能从上面敲下来，敲下来的集块岩并不是一块一块很整齐的，而是以碎屑的形式从岩体上分离下来，而且分离之后可以更加明显的看出来碎屑的棱角。在火山碎屑岩的旁边是从山上剥离下来的玄武岩标本，整个玄武岩呈五边形柱状体，节理面并不是十分平整，反倒是呈现出曲线状，质地坚硬，很难用地质锤从上面将岩石敲击下来，该玄武岩的外表面呈灰白色，但是当你从上面敲下来一部分之后就露出了岩石本身的灰黑色的本色，而表面的灰白色层是由于长期风化而形成的。不仅如此，这些玄武岩上面还能够看出来很明显的气泡，这是玄武岩十分重要的一个特征，因为玄武岩是岩浆岩的一种，在冷却成岩的过程之中，岩浆不可能完全密实，会在岩浆之中形成很多的气泡，当玄武岩形成之后岩石上也会有相应的气泡存在。而且可以看到在玄武岩的表面有很多橄榄石的包体，这说明了形成这个玄武岩的岩浆来自很深的地方。在敲开玄武岩之后可以看到其中并不是完完全全的灰黑色，其中还有很多的白色点状物质，应该是长石晶粒构成的。而且新鲜的玄武岩节理面有白色的长石覆盖在上面。瓜埠山的呈现出多种多样的节理形式。瓜埠山最有名的狮子头景点，这个狮子头全部是由玄武岩构成的，之所以称他为狮子头是因为这里的玄武岩呈现出十分罕见倒扇形柱状节理，由于上部进行了加固，整个岩体就呈现出一个狮子头的形状，可以说是十分罕见的，之所以会形成这样的罕见的倒扇形的玄武岩柱状节理是因为该处的火山经过几次的喷发，每次喷发的时候，火山口都因为各种原因缩小，经过了多次的喷发与冷却之后就形成了这样一个罕见的倒扇形玄武岩柱状节理，往上仔细观察还会发现有火山脖子的残留，周围还残留有火山集块岩。玄武岩的正扇形的柱状节理，而且此处的玄武岩呈现出很明显的分层现象，我们可以很清楚的看到上部的玄武岩向凌空方向产生了一个转动，这是很明显的岩体的倾倒变形，这样的倾倒变形的岩体是比较危险的，一旦有大雨或者是地震就会使得这些凸出来的岩石破坏。 另外的，瓜埠山的玄武岩还呈现出在同一位置出现不同产状的玄武岩。下部的玄武岩是一个近似于垂直于地面的产状，但是上部的玄武岩的产状却是一个近水平的产状，分层十分的明显。可以判断上层的玄武岩年代较新。而之所以形成这样的不同产状的交叉是由于两次不同的岩浆活动造成的，第二次的岩浆水平流过，从而形成了水平柱状节理的玄武岩。不同产状的玄武岩玄武岩的倾斜变形 瓜埠山还有丰富的沉积岩，其中以雨花台组与赤山组红砂为代表，雨花台组与赤山组之间的接触有多种形式，有的地方时整合接触，有的地方是角度不整合。雨花台组沉积岩形成于新近纪，颜色为黄色，在雨花台组沉积岩中含有卵石，叫做雨花石，即雨花石就是出产于雨花台组的卵石，还可以观察到雨花台组岩层之中穿插着许多的玄武岩，由此可以判断雨花台组的早于玄武岩的形成，同时由雨花台组出产卵石以及浅黄色的颜色可以判断在雨花台组形成的时候，南京地区是一片汪洋。赤山组红砂岩是属于白垩系，呈现出深红色，位于雨花台组下面。瓜埠山的红砂岩明显的分为粗砂岩与细砂岩，层理分明，之所以会呈现出红色是因为其中含有的三氧化二铁以及当时的成岩环境为盆地相的氧化环境。赤山组中还含有许多砾石，从其中含有砾石以及当时的氧化的成岩环境可以推断出在白垩纪时期的南京是一片陆地，沧海桑田的变化最终形成了瓜埠山的雨花台组与赤山组红砂岩。雨花台组赤山组红砂岩细部在瓜埠山，还能看到多个岩层组合在一起的地层，该地层最下部为赤山组与火山碎屑岩，火山碎屑岩中还可以看到很多的火山蛋，在火山碎屑岩与赤山组的交界处赤山组由于高温产生变质形成了变质岩，上面的雨花台组与下面的呈角度不整合接触，其中穿插玄武岩，雨花雨花台组的旁边是由火山碎屑岩经过长时间的风化矿物产生离析形成的白色的风化轮，看上去就像是一幅画。下蜀组黄土形成于第四纪处在最上面，与下面的岩层呈角度不整合，标志着它的形成时间最短，下蜀组黄土有明显的竖向节理。可以说此处的岩层反映了瓜埠山地区所经历的各个时期，包含了很大的信息量，是十分值得学习观察研究的。变质岩部分雨花台组赤山组方山组火山碎屑岩因风化形成的风化轮下蜀组方山组5、实习体会：瓜埠山的实习，让我对各种火山岩有了更进一步的了解，有了更加直观的认识，记住了玄武岩的形成以及相关的特点，了解了沉积岩的形成环境，直观的认识了整合接触与角度不整合接触，加深了对课本上相应知识的理解。在实习之中最令我印象深刻的是玄武岩的柱状节理，一根根整整齐齐的五边形柱状石柱伫立在山上，壮观挺拔，灰黑色的外表仿佛昭示着他的历史的厚重感。另外印象比较深刻的是雨花台组，没想到出产漂亮的雨花石的地层竟然是那么的不起眼，看来我们真的是不能从外表来推断一个岩层的价值，大自然总是会给我们许多意想不到的东西。（二）、参观南京地质博物馆1、南京地质博物馆简介：南京地质博物馆原名地质矿产陈列馆，建于1935年，其前身是1913年成立于北京的工商部地质调查所矿产陈列室，迄今已有70多年历史。南京地质博物馆现已形成由老馆和新馆组成的一个内容相对完整、国内一流的地质博物馆展示体系，涵盖中国近现代地质发展历史、地球和生命的起源、岩石与矿物赏析、矿产资源与环境保护宣传，以及恐龙世界复原等内容，构成生动有趣、富于科普教育意义和地学知识宣教的综合性地学博物馆。 2、参观感受： 参观南京地质博物馆给我最大的感受就是开阔了自己的视野，在博物馆之中展出的好多东西都是之前从来没有见过的或者说是只见过相应的照片。老馆门前的硕大的水晶，宝石展馆里的钻石，红宝石等宝石，片状方解石构成的观赏石，大型的紫水晶以及其他的各种珍稀矿石都让我大开眼界。而新馆的恐龙馆，行星馆，生命馆等让我感受到了大自然的奇妙以及地质学原来不仅仅是和岩石打交道，他还能在岩石之中揭示大自然的秘密，给我们带来许多珍贵的东西而且在参观中我还了解到了中国的地质学的发展历史，体会到了地质学发展的艰辛与不易，感受到了地质前辈们所投入的心血，也加深了我对地质的热爱。 方解石（观赏石） 紫水晶（三）、湖山地区地层特征实习：1、湖山地区简介：湖山地区位于宁镇褶皱束的南带，有三列山组成，其走向北东东北列山海拔高度在 120169 米，包括泉山与棒锤山（轰隆山）；中列山山势较高，一般标高为 160250 米，包括黄龙山、团山、孔山、陡山、狼山等，主峰孔山高 341.8米；南列山简称汤山，其主峰标高为 292.3 米。三列山之间是两个谷地。2、棒槌山边坡沉积岩与断层:第一处实习地方为一个人工坡面，是一个边坡工程，对于地质工程来说有三大工程：边坡工程，地基工程，地下工程。这个人工开挖的边坡使得岩石裸露出来，可以很明显的看到该处沉积岩的特征。此处的地层属于三叠系青龙组。对于沉积岩来说主要分为泥质岩，是由泥土经过成岩作用而形成的，其中的主要成分为粘土矿物，质软，可以用指甲抠下来；第二类为砂岩，是由砂子胶结而成的岩石，其中的主要成分为石英，硬度比铁制物品大；第三类岩石为灰岩，又称石灰岩，可以用来生产石灰。区分三种沉积岩的方法：泥岩比其他两种都软，用铁制东西在岩石上划一划，如果有白色条纹就是灰岩，反之就是砂岩。除了以上三种沉积岩，还有少量的砾岩也是属于沉积岩的。此处的地层由于构造运动而使得原本的水平地层产生了一定的倾斜，但是并没有改变岩层的上下关系，可以看到从西南往东北地层是逐渐变年轻的。青龙组的下部以泥岩与页岩为主，泥岩与页岩的主要区别在于页岩的层理十分发达，最薄的地方可以达到一张纸的厚度，而泥岩是一块一块的，在往上走会发现慢慢的其中出现了一些灰岩，灰岩的厚度不一；再往上走泥岩的含量降低，灰岩所占比例进一步增大，到最后则是以灰岩为主。在此处我们还用地质罗盘对青龙组的岩层的产状进行了测量，此处的岩层的倾向为220度，走向为130度，倾角为49度。罗盘的使用应该注意在量倾向的时候注意自己判断倾向的大致方位从而确定在读数的时候是读南针还是北针。再往前走是一个断层，能够很清楚的看到灰岩从断层处断开使得原本在同一位置打灰岩上下错开了，而且在断层所处的岩层属于比较新的岩层，由此可也判断断层大概出现在那个年代。使用罗盘测量岩石产状三叠系青龙组断层3、火石峰背斜剖面及边坡治理火石峰有一部分由石炭系高骊山组岩层构成，而且此处的岩层颜色呈现出多种多样，有红色，紫红色，黄色，灰色等等。之所以有如此多的颜色变化主要是由于当时的沉积环境变化，陆地的沉积环境属于氧化的沉积环境，形成的岩石主要是红色，浅水的成岩环境属于弱氧化弱还原的环境，主要形成淡黄色，灰色，绿色的岩石，而比较深的水环境中主要形成黑色的岩石。而主要控制此处岩石颜色的元素是铁，铁在不同是环境下由于铁元素的化合价不同从而呈现出不同的颜色，例如：全为三价铁呈现出红色。由此可以判断出此处的水面时高时低，正是所谓的沧海桑田才造就了现在的多彩的岩石。沿另一条路往火石峰上走，主要的岩层为石炭系黄龙组的灰岩与泥盆系五通组的砂岩构成，整条路都处在一个背斜之上。路旁是一条十分宽的山沟，这个山沟原本是一座山的，因为长期的开采使得它变成了山沟，改变了此处的地形地貌。继续往上走就看到了整个褶皱的核部，可以很明显的观察到核部是向上凸的，由此可以证明这是一个背斜。很明显核部两侧的岩层产状完全不同，而且核部的上部有一部分因为风化作用已经被削平了，可以看到岩层呈现出新老老新的分布。背斜的两翼在此处都很完整的显示出来。路的尽头是一处整治现场可以看到在主要为灰岩的山上突出有很多的块状混凝土，上面生长了很多的树，这个其实是对开采完的矿山的一种治理方法，在岩壁上用混凝土浇筑出花盆一样的东西，上面种上植物，在运用喷灌技术进行植物的养护，多年之后就能够使得原本裸露的岩体变成绿色的山。褶皱简介：岩层在形成时，一般是水平的。岩层在构造运动作用下，因受力而发生弯曲，一个弯曲称褶曲，如果发生的是一系列波状的弯曲变形，就叫褶皱。 火石峰褶皱核部 褶皱示意图高骊山组山体绿化治理4、阳山碑材公园断层（1）、阳山碑材公园简介：阳山(古称雁门山)位于汤山风景旅游区的西北角，1405年明朝皇帝朱棣为了给其父朱元璋歌功颂德，征集了全国能工巧匠数千人，在此沿山开凿了三块巨型碑材，其一是碑座(高17米、宽29.5米、厚12米、重16250吨)其二是碑(身高51米、宽14.2米、厚4.5米、重8799吨)其三是碑额(高10米，宽22米，厚10.3米，重6118吨)如果将三者相加在一起，就形成了一块完整的巨碑，其高度为78米，相当于现代28层楼高，总重量可达31167吨，实为世界之罕见，天下之奇观。在大石碑所处的地方有一个正断层、纵向逆冲断层带，而大石碑向斜核部地层属于栖霞组。断层以及栖霞组的地层特征为此次实习的主要观察学习的内容。（2）、断层以及向斜栖霞组地层特征：从山下上山到阳山石碑所处的地方，上山的路所处的地方是一个大的正断层，断层所过之处都有很明显的断层特征，可以看到有很多的灰岩在形成断层时破碎之后有经过成岩作用重新胶结成的岩石（断层角砾岩），同时还可以看见有很多的硅质结核夹杂在石灰岩之中，这是因为当时的成岩环境为海相，水中有很多的硅质成分结晶析出然后沉积在石灰岩之中，最后就形成了现在的这种岩石。断层所处的地方是一个向斜的核部，岩层都是属于二叠系栖霞组的灰岩，而且灰岩的体积很大完整性十分的好，是造碑取材的十分合适的地方。整个向斜是往东扬起往西倾覆，而这个断层所处的是向斜的南翼。向斜的地层往南越来越老。但是这个巨大的断层并不是平整的，在断层之上还能够看到明显的牵引构造，所谓的牵引构造指的是断层两盘沿断层面作相对滑动时，断层附近的岩层因受断层面摩擦力拖曳而产生的弧形弯曲现象。而且这个断层并不是唯一的断层，在大断层的南边的岩石层上还能够看到有水从岩层之中渗出，这标志着在渗水处有一个很小的断层存在；在大断层的北边我们可以看到一块很厚的灰岩在一段是向西倾的，然后突然就上升了很大的距离，和原来的岩层错开了，之后才有按照原来的方向进行延伸，很明显的这也是一个断层，因为构造运动，但是从这一个面的情况我们无法判断这个断层是怎样形成的，是因为水平构造运动形成的呢？还是因为垂直构造运动形成的？或者是正断层与平移断层组合而成的呢？如果要确定到底断层是怎样形成的我们就必须将断层面的岩石取出来，观察岩石上的擦痕（断层在形成的时候会因为岩石之间的摩擦而在断层面上留下相应的痕迹，根据痕迹的方向就可判定断层形成时的上下两盘的运动方向从而确定段层的类型）是什么方向从而才能够确定这个断层的性质。阳山大断层下盘断层上盘大断层旁的小断层阳山大石碑碑座（3）、实习感悟：什么是断层，短程是怎样形成的，断层又有哪些种类，怎样判断断层的类型，断层又有哪些特征？这些问题虽然都在课堂上学过但是，直到亲眼看到才真正的理解了课本上关于断层的知识。果然是实践出真知呀！除了对课本上的知识有了更深刻的了解，对于断层有了一个更加具体的印象之外，阳山碑材公园 还给我留下了鬼斧神工四个字，那巨大的石碑不能不说是一个奇迹，如果能够在当时立起来，那么现在说不定就是世界第八大奇迹了，不能不惊叹的是古代劳动人名的毅力与智慧，如此巨大的工程就算是放在现在可以说仍然是一个巨大的挑战更不要说在那个生产力落后的时代。总而言之，阳山碑材公园的实习可以说是收获颇丰。五、实习后记：短短的两天的实习转眼即逝，两天的奔波虽然有些疲倦但是确是收获颇丰，令仍惊叹的瓜埠山倒扇形的玄武岩节理，宛如一幅画一样的风化轮，南京地质博物馆里的那些令人眼界大开的罕见的宝石与观赏石，阳山碑材公园的巨大的断层，鬼斧神工的石碑。两天之中所见到的这些无一不给自己惊喜。同时走出课堂，在实践之中检验课堂之中所学的知识，不仅仅是对课堂知识的一种简简单单的重复，更重要的是将具体的地质现象展现在我们的面前，让我们能够对课本文字所描述的东西能够在头南之中形成一个具体的印象，从而加深我们队知识的理解，同时我们在实习之中还发现了很多的问题，知道了许多原本是课堂上不知道的东西，可以说另外学到的东西是对课堂知识的一个补充与升华，实践出真知，这句话用在这两天的实习之中再合适不过了。总而言之，这是充实的两天，是一个有意义的周末，见识了，学习了，也玩耍了，鱼与熊掌兼得，这是多么令人愉快的一件事！24