工程地质实习报告2

作者：王丙坤一、 实习概况1、实习时间2012年6月25日至2012年6月29日。2、参加人员土木建筑学院2010级土木工程专业的所有同学3、组织情况土木工程专业十个班每班都配有一名实习老师。我所在的是土木10-2班。我们班共三十八人，共分六组，每组六人或七人，有组长一名，组员五名。我们组成员有：沈方波、王丙坤、蒋奇栋、林炫、麻超、丁明霞 4、实习的性质与目的本次实习是工程地质学课程的野外认识实习。工程地质实习的目的在于通过实习使学生具备分析、解决在实际工程中出现的简单条件下的地质问题的能力。使我们了解工程建设中的工程地质现象和问题，以及这些现象和问题对工程建筑设计、施工和使用个阶段的影响，并能合理利用自然地质条件；了解各种工程地质勘测要求和方法，布置勘察任务，合理利用勘察成果解决设计和施工中的问题。老师在课堂上已经向我们介绍了很多有关地质的知识，但这些知识是平面的、抽象的，我们还需要理论结合实践，亲自去观察这些现象，通过实践，知识才变得具体了。5、实习地区地质概况实习区主要位于淮南市境内，恰好在我国南北地理、地质分界线上。其地质特征虽属华北类型，但又有其特殊地方。因煤炭资源丰富，更由于早期三胚层动物化石“淮南虫”的发现而蜚声海内外，引起国内外地质界的重视。因而地质研究程度较高，资料也很丰富，为认识实习提供了良好的条件。市内总面积2121平方公里，人口180万。淮河自西向东横贯市内。淮河以南为丘陵山区，八公、舜耕、上窑“三山鼎立”，海拔多在200米以下，最高峰为八公山区的白鹗山，海拔242 米。淮河以北为黄淮海冲积平原，地势平坦，海拔2040米之间。淮河由西而东贯穿市区。淮河以南为丘陵，属江淮丘陵组成部分，淮河以北为地势平坦的淮北平原。市境南、东、北为环绕而不连续的高低丘陵，环山均有一斜坡地带，宽约5001500米，坡度10左右，海拔4075米，斜坡地带以下交错衔接洪冲积二级阶地，宽5002500米，海拔3040米，坡度2左右；二级阶地以下是淮河冲积一级阶地，宽25003000米，海拔25米以下，坡度平缓；一级阶地以下是淮河高位漫滩，宽20003000米，海拔1720米，漫滩以下是淮河滨河床浅滩。6、实习计划与安排 地点：罗山山余家第一天内容：调查前寒武纪岩石、地层；构造现象的观察；层面构造（叠层石）形成、特征、作用；风化剖面的观察。第二天：因下雨，进行室内休整。 地点：洞山校本部第三天 内容：早生古代地层岩性的观察；构造、层面的观察；练习使用罗盘仪；校本部内建材的观察。 地点：茅仙洞第四天 内容：观察河流的地质作用（侵蚀、沉积）；斜坡的稳定性。二、实习基本要求1、能够根据所学的知识，识别沉积岩和岩浆岩，识别简单的构造现象，能对一般的工程地质问题进行分析和评价，提出合理的防治措施。2、对实习中所见到的各种现象要现场做好原始记录。3、每天结束实习后，要及时总结，做好实习日记。4、实习结束后，按要求认真编写实习报告。三、实习基本内容1、岩石矿物的野外识别1.1 岩石类型的鉴别： 首先根据野外岩石的产状判断岩石属于的大类（岩浆岩、沉积岩、变质岩），然后再从岩石的颜色、矿物成分、含量等具体确定岩石的具体名称，注意使用一些辅助工具来帮助鉴别岩石，如：放大镜、小刀、稀盐酸等。观察时，首先要用地质锤敲开岩石的新鲜面再进行其它工作，否则其风化表面会使观察产生错误的认识。一般放大镜可将岩石中细小的矿物颗粒放大10倍，能够观察其成分，结构等。用稀盐酸可以区别方解石与其它矿物。实地观察时，首先映入眼帘的是岩石的颜色。对岩石颜色的描述十分重要。一般地说，岩浆岩和变质岩的颜色往往与其暗色矿物(如橄榄石，辉石，角闪石，黑云母等，它们都是含有Fe2+的硅酸盐矿物)含量有关。含量愈高，颜色愈深。岩浆岩从超基性岩至酸性岩颜色逐渐变浅，就是暗色矿物含量渐少，而长石，石英等浅色矿物含量渐高的缘故。因此在观察岩浆岩，变质岩的过程中，对颜色的正确描述有助于岩石类型的识别。而沉积岩中，深色岩层系因其富含有机质所致，如淮南地区石炭，二叠系含煤岩层多为灰，深灰色。它们往往代表还原，湿润条件下的产物。而常见于岩浆岩，变质岩中的暗色矿物极易风化分解，难以出现在沉积岩中。红色沉积岩层多含有Fe3+，是氧化,干燥条件下的产物，接下来利用手中的工具观察岩石的矿物成分，结构，构造现象。沉积岩中，还要注意古生物化石的观察。野外岩石在纵向上，横向上会发生变化。观察时应注意上，下，左，右追索一下，观察它们的变化。这样才能全面认识岩石及其组合特征。1.2 岩石的结构类型识别：注意观察岩体中结构面（裂隙面、断层面、岩层层面等）发育的情况，包括发育方位、密度、延伸情况、充填。由此确定岩体是属于如下哪一类型：a 整体块状结构 b 层状结构 c 碎裂结构 d 散体结构。2 常见堆积物类型及其工程地质特征。首先观察堆积物所处的位置特征，然后结合堆积物的组成，颗粒大小、颗粒表面特征、和下伏基岩的关系等判断是属于那种堆积物（残积物、洪积物、冲积物、坡积物等）砂岩：由石英颗粒（沙子）形成，结构稳定，通常呈淡褐色或红色，主要含硅、钙、黏土和氧化铁。砂岩是一种沉积岩，主要由砂粒胶结而成的，其中砂里粒含量要大于50%。绝大部分砂岩是由石英或长石组成的。在罗山油库对面（罗山山脚）处发现。根据粒度大小，砂岩可分为粗砂（2mm0.5mm）、中砂（0.5mm0.25mm）、细砂（0.25mm0.1mm）、粉砂（0.1mm0.05mm）。此处发现的为细砂.（见附图1）白云岩：沉积碳酸盐岩，风化面有刀砍纹。主要由白云石组成，常混入石英、长石、方解石和粘土矿物。呈灰白色，性脆，硬度小，用铁器易划出擦痕。外貌与石灰岩很相似。按成因可分为原生白云岩、成岩白云岩和后生白云岩；按结构可分为结晶白云岩、残余异化粒子白云岩、碎屑白云岩、微晶白云岩等。白云岩含镁较高，风化后形成白色石粉。较石灰岩坚韧。在罗山储油库处发现，洞山处也有大量存在。（见附图2）页岩：页岩是一种沉积岩，成分复杂，但都具有薄页状或薄片层状的节理，主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石，但其中混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质。页岩形成于静水的环境中，泥沙经过长时间的沉积，所以经常存在于湖泊、河流三角洲地带。页岩中也经常包含有古代动植物的化石。有时也有动物的足迹化石，甚至古代雨滴的痕迹都可能在页岩中保存下来。洞山处发现，但茅仙洞出的页岩最多，层理也最明显。（见附图3）灰岩：灰岩是一种沉积碳酸盐岩，主要成分为碳酸钙，灰色或者灰白色，与白云岩很相似，只不过表面没有刀砍纹。由叠层石组成。（叠层石：叠层石是震旦纪九里桥组未变质的碳酸盐沉积中最常见的一种“准化石”，是原核生物所建造的有机沉积结构。由于蓝藻等低等微生物的生命活动所引起的周期性矿物沉淀、沉积物的捕获和胶结作用，从而形成了叠层状的生物沉积构造。因纵剖面呈向上凸起的弧形或锥形叠层状，如扣放的一叠碗，故名。）在罗山山顶处发现，茅仙洞也有大量存在。（见附图4） 角闪斜长片麻岩：主要由斜长石、角闪石、石英及黑云母、透辉石、紫苏辉石等矿物组成，颜色为黑白相间。明显的片麻状构造是由暗色矿物、浅色矿物相同排列的条带表现出来。角闪斜长片麻岩，由中基性岩浆岩及富铁白云质泥灰岩经高级区域变质作用形成。在山余家附近发现。（见附图5）2、常见地质构造类型（断层、裂隙）2.1 罗盘的使用：（1）测量岩层产状要素岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角。岩层走向是岩层层面与水平面交线的延伸方向。岩层倾向是岩层面上的倾斜线在水平面上的投影所指方向。倾角是倾斜线与水平面的夹角。测量岩层走向时，将罗盘的长边(与罗盘上标有NS相平行的边)的一条棱与层面紧贴，见附图6，然后缓慢转动罗盘(注意：在转动过程中，罗盘紧靠层面的那条棱的任何一点都不能离开层面)，使圆水准器的气泡居中，磁针停止摆动，这时读出磁针所指的读数即为岩层之走向。读磁北针或磁南针都可以，因为岩层走向是朝两个方向延伸的，相差 180。 测量岩层的倾向时，罗盘如图放置，将罗盘南端(标有S)的一条棱紧靠岩层面，这时长瞄准器指向与岩层的倾向一致，并转动罗盘，转动方法及原则同上。当罗盘水平、磁针不摆动时，就可读数。如图1放置罗盘，应读磁北针所指的读数。当测量完倾向后，不要让罗盘离开岩层面，马上把罗盘转90，(罗盘直立)，如图1放置，使罗盘的长边紧靠岩层面，并与倾斜线重合，然后转动罗盘底面的手把，使测斜器上的水准器(长水准器)气泡居中，这时测斜器上的游标所指半圆刻度盘的读数即为倾角。在测量地层产状时，一般只需测量地层的倾向和倾角，而走向可通过倾向的数字加或减90得到测量倾向和倾角时，必须先测倾向，后测倾角。若被测量的岩层表面凹凸不平，可把记录本平放在岩层面上当作层面，以便提高测量的准确性和代表性。如果岩层出露很不完整时，这时要找岩层的断面，找到属于同一层面的三个点(一般在两个相交的断面易找到)，再用记录本把这三个点连成一平面(相当于岩层面)，这时测量记录本的平面即可。2.2 断层罗山北坡山脚下见上二叠统石千峰组红色砂岩。拾级而上山坡上却是上元古界震旦系四顶山组直接与之接触，按正常地层层序，其间缺失含煤的石炭二叠系、奥陶系及寒武系，应视为断层存在。 在罗山南山余家村后小山岗青白口系八公山组砂岩上沿走向向西望去，舜耕山消失了，西边李郢孜却是大小煤矿林立。该地区出露有正是罗山缺失的奥陶系及煤系地层。站在奥陶系灰岩上向东望去，舜耕山犹如一个飞来之峰座落在煤系地层之上。罗山南侧的钻探证实。在太古界片麻岩下存在煤系地层。种种迹象表明，该断层为一逆掩断层，称舜耕山断层。（见附图7）2.3 节理岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明显的位移。地壳上部岩石中最广泛发育的一种断裂构造。通常，受风化作用后易于识别，在石灰岩地区，节理和水溶作用形成喀斯特。岩石中的裂隙，是没有明显位移的断裂。节理是地壳上部岩石中最广泛发育的一种断裂构造。到处可见，洞山处最明显。3、各种地质作用3.1 风化作用 在罗山南侧山余家村北小山岗上，有一个完整的风化剖面（见附图8），自上而下：A.土壤层：灰褐色，植被茂盛，厚525cm。B.淋滤层：棕褐色，主要由粘土矿物组成；富含Fe3+ ，板结成块状，垂直 节理发育，厚1050cm。C.半风化层：土黄色，暗色矿物已风化，岩石结构尚保存，但已疏松。D.基岩层：深灰色，为上太古界霍邱群角闪斜长片麻岩。3.2河流的侧蚀作用 淮河自西向东流经淮南市区。在西部凤台县城附近由于受到八公山的阻挡，迂回绕行形成“几”字型。绕行中河曲发育，河道狭窄，水深流急，河流以侵蚀作用为主。在茅仙洞附近，位于河流凹岸的八公山由于快速的侧蚀作用形成了悬崖峭壁（见附图9）。随着侵蚀作用的继续，河道会逐渐北移，茅仙洞会慢慢消失，如此发展下去，也许几万年、几十万年以后，茅仙洞与二道河之间的山体会被侵蚀殆尽，夷为平地，或者形成一个“牛轭湖”，而河道则会“去弯取直”，河水在茅仙洞的位置向东北在八公山镇附近流向二道河。，那时，八公山的大部分将不复存在。3.3 岩溶作用 岩溶指可溶性岩石，特别是碳酸盐类岩石（如石灰岩、石膏等），受含有二氧化碳的流水溶蚀，有时并加以沉积作用而形成的地貌。往往呈奇特形状，有洞穴、石芽、石沟、石林、溶洞、地下河也有峭壁。此种地貌地区，往往奇峰林立。 通常指岩石裸露、草木不生、具有洞穴、落水洞、地下河而缺乏地表河流和湖泊的地区。是地下水对可溶性块状石灰岩溶蚀的结果。淮南地区形成了茅仙洞这样的自然景观。茅仙洞就是典型的溶洞。（见附图10）四、淮南地层认识了岩石，还要研究岩石的形成时代和它们的先后顺序，这就是地层学。地层工作的主要内容就是将野外的岩石（层）进行划分和对比，即根据其岩性、古生物、 同位素年龄等确定其形成时代，并按原有的先后顺序，将岩层划分为不同的地层单位，如年代单位宇、界、系、统等，岩石地层单位群、组、段等。不同地区地层还要对比, 确定它们时代是否相当。从而建立区域的地层系统。地层学是地质科学的重要分支，地层工作是一切地质工作的基础。在研究地质历史、 生物演化、 构造、 寻找矿产等方面有着重要的作用。淮南地区煤系地层隐伏于新生代松散层下，而淮南煤田却是从地面地层研究，特别是石炭系含地层的研究而发现的。地层的野外观察包括：岩性、 古生物、 厚度、 地层之间的接触关系等。淮南地层与华北地区类似，但又有其特殊性，如猴家山组、 凤台组、 四顶山组、 寿县组等都是淮南地区特有的。更因九里桥组中发现世界最早的后生动物化石而闻名于世。具体见附表1。五、心得与体会通过工程地质学的实习，使我们具备分析、解决在实际工程中出现的简单条件下的地质问题。通过这次的实习我对这门工程地质学的了解更深一层，把书本上的理论知识与实际应用联系起来，牢固地掌握了如何分析岩石的层理，结构构造，学会测量岩石的产状。实习期间，我们在老师的带领下了解和认识了实地勘察的方法和所要注意的方面。地质实习还对我们的意志有所磨练，虽然烈日当头，但是我们还是在老师的带领下胜利地完成了实习的各项工作。这期间我们曾经挥汗如雨最后一天，有两位同学有晕车的现象，但是，坚持就是胜利，我们克服了重重困难，没有一个人退缩。最后我想对我们的实习老师说声感谢，谢谢他不顾酷热和我们一起爬山，看各种现象，向我们解释出现这种现象的原因。真诚的感谢他们！六、附表及附图 地 层代号厚度(米) 地 质 特 征 下 古 生 界奥陶系上统O3中统O2下统马家沟组O1m147白云岩,灰质白云岩,页岩肖县组O1x224灰岩为主 夹白云岩 贾汪组O1j10页岩,泥质白云岩寒武系上统土坝组3t137白云岩,含不规则石英条带,风化后蜂窝状崮山组3g74上部页岩,泥灰岩,下部鲕粒灰岩中统张夏组2zh227厚层鲕粒石灰岩,生物碎屑灰岩徐庄组2x200上下部灰岩，中部砂页岩下统毛庄组1mz140灰岩,页岩互层馒头组1m193上下部紫红色页岩.中部灰岩，含三叶虫猴家山组1h120白云岩,白云质灰岩,页岩,底部砾岩,含磷元古界上元古界震旦系上统四顶山组Z2s255白云岩为主,含叠层石下统九里桥组Z1j71灰岩,泥灰岩,含蠕虫化石寿县组Z1sh45砂岩青白口系刘老碑组Qnl530页岩为主,夹灰岩、砂岩伍山组Qnw22石英砂岩曹店组Qnc21砂砾岩中元古界Pt2下元古界Pt1太古界上太古界 霍邱群Ar21521角闪斜长片麻岩,同位素年龄27亿年附表1：淮南地区区域地层表附 图附图1 砂岩 附图2 白云岩附图3 页岩 附图4 灰岩 附图5 角闪斜长片麻岩 附图7 断层 - 8 -