工程地质实习

1东南大学交通学院工程地质实习报告学号姓名2014年10月1日2目录第一章绪言.....................................31.1实习时间及地点.............................31.2实习人员...................................31.3实习任务...................................31.4实习目的...................................3第二章实习地区简介及地质现象分析...............42.1宜兴善卷洞..................................42.2浙江长兴4A国家地质公园（金钉子）.............52.3汤山宁镇山脉棒锤山、孔山地理环境及地质现象....62.4南京阳山碑断层分析............................82.5燕子矶地质现象分析............................92.6安徽马鞍山凹山铁矿...........................102.7南京地质博物馆.............................11第三章后记......................................113第一章绪言在工程地质学习中，实地对地质现象进行观察对于学习本课程具有重要的意义。在为期三天的工程地质实习中，徐红老师结合现场地质现象的讲解，加深了我们对于工程地质理论的学习，对于典型的地质现象有了再一次的认识。1.1实习时间及地点9月15日：（1）宜兴善卷洞（2）浙江长兴4A国家地质公园（金钉子）9月16日：（1）汤山宁镇山脉棒锤山、孔山（2）南京阳山碑（3）燕子矶9月17日：（1）安徽马鞍山凹山铁矿（2）南京地质博物馆1.2实习人员213121班全体同学1.3实习任务（1）观察宜兴岩溶地质现象，认识浙江长兴4A国家地质公园（金钉子）的地质意义（2）认识汤山宁镇山脉棒锤山地层剖面和孔山背斜构造（3）观察南京阳山碑的岩层、断层构造（4）观察燕子矶的河流地貌和差异风化工程地质现象（5）观察安徽马鞍山凹山铁矿工程地质现象及边坡防护（6）认识常见矿物和三大类岩石1.4实习目的1.印证课堂上学习的本专业的基本知识，培养并提高学生对自然现象观察和独立研究的能力以及专业理论和方法进行分析问题解决问题的能力。2.解释相关现象和自然演化规律、了解实习地的地质地貌演化过程，了解矿物和岩石的形成过程、结构、产状等。3.学会认识分析实习地区的地层与构造。44.学会通过观察、分析矿物与岩石的外貌特征来判别其种类。5.学会认识分析实习中所遇到的各种地理特征和地质现象，如岩溶地貌、各种风化作用、流水作用等。7.参观工地，了解工程地质条件对基坑设计与施工的影响和地质灾害与边坡工程的治理。8.发现问题，培养并激发兴趣点，培养科学探索精神。第二章实习路线及实习地区简介2.1宜兴善卷洞2.1.1自然地理状况善卷洞位于宜兴西南25公里，张渚镇东北2.5公里的螺岩山中。山势低缓，貌不惊人，可却发育了驰名中外的岩溶。洞四周出露的地层均为中下三叠统青龙群（T1+2）灰岩，产状向南倾，倾角20度，洞沿NE60度方向延伸。下洞沿NE60度走向的张裂隙缝控制发育；洞顶有NNE和NWW两组裂隙呈网状切割地层，洞内沿这两组裂隙滴水、渗水，形成钟乳石。下同的水洞路径曲折，也是裂隙溶蚀的结果。上洞壁青龙群灰岩中发育有极为复杂的原生滑坡褶皱。善卷洞溶洞分上、中、下三层，标高分别在56～70米，51～62米，30～45米，是地壳在三次稳定时间内（间以二次抬升）地下水长期溶蚀所形成的。其中上洞、中洞开阔，形如大厅，下洞的地下暗河长约100米，可以行船。2.1.2形成时代和过程善卷洞开始形成要从距今约2亿1千万年的三叠纪时算起，那时这里还是一片汪洋大海。由于富含碳酸钙，并逐步沉积，形成石灰岩沉积地层，地壳变动，水的冲刷，先形成上洞；而后地壳再变动，再形成中洞；最后形成下洞和水洞；约在100万年前基本定形。善卷洞总的形成于青龙群石灰岩生成以后，所以洞的规模大，地质地貌丰富，地层分明。由于构造运动引起的地壳间歇性抬升而形成了上、中、下多级溶洞。2.1.3形成岩溶的地质因素岩溶过程中发生如下化学反应：5CaCO3＋H2SO4→CaS4＋CO2↑＋H2OCaCO3＋2HNO3→Ca（NO3）2＋CO2↑＋H2OCaCO3＋CH3—COOH→（CH3—COO）2Ca＋CO2↑＋H2O善卷洞周围的岩石几乎全由石灰岩构成；强烈的新构造活动在岩石中产生了大量裂隙和断裂，增大了岩石的透水性；流域内具有较充沛的降水，丰富的地下水，有利于岩溶水的循环运动，使喀斯特作用能持续进行；区域内植被发育，土壤中富含CO2及腐殖酸，岩石中还含有可产生酸类物资的有机质和含硫矿物，这给地下水提供了较丰富的CO2来源，使地下水具有了较强的侵蚀能力。2.2浙江长兴4A国家地质公园（金钉子）2.2.1地质意义及介绍地质学上的“金钉子”实际上是全球年代地层单位界线层型剖面和点位（GSSP）的俗称。金钉子是国际地层委和地科联，以正式公布的形式所指定的年代地层单位界线的典型或标准，是为定义和区别全球不同年代（时代）所形成的地层的全球唯一标准或样板，并在一个特定的地点和特定的岩层序列中标出，作为确定和识别全球两个时代地层之间的界线的唯一标志。1977年于捷克确立的全球志留系/泥盆系界线层型剖面和点（GSSP）是全球第一枚金钉子。全球地层年表中一共有“金钉子”110颗左右，截止2013年4月，已经正式确立的有65颗。长兴灰岩金钉子地质学界100多年来，一直沿用耳菊石化石作为古生界和中生界标志，但由于耳菊石分布的局限性，无法充分解释全球范围内的地质现象。1986年，中国地质大学殷鸿6福院士提出，将我国地质工作者在浙江长兴煤山发现的“牙形石化石”作为划分古生界和中生界（二叠系和三叠系）的标准化石，以此确定古生界和中生界（二叠系和三叠系）的分界线。1996年，中、美、俄、德等国的9名科学家在国际刊物上发表联名文章，推荐以中国浙江长兴煤山的“牙形石化石”为划分古生界和中生界（二叠系和三叠系）的标准化石。此后，经过国际学术组织三轮投票，最终由国际地质科学联合会阿根廷会议认可。长兴地质遗迹自然保护区所拥有的全球“金钉子”是地球史上3个最重要的断代界线（前古生代－古生代，古生代－中生代，中生代－新生代）之一，即古生代与中生代的断代界线；同时它又是地球历史上5次生物大绝灭中最大一次绝灭事件和全球变化相联系的点位，具有国际对比意义和极高的科学研究价值。2.3汤山宁镇山脉棒锤山、孔山地理环境及地质现象汤山—棒锤山地区从震旦纪到志留纪是一个浅海，总体的沉积环境比较的稳定。前期沉积以海相的石灰岩和白云岩为主，后期则主要沉积形成页岩，粉砂岩，砂岩。志留纪后期发生海退运动，该地区到晚泥盆世发生沉降，出现陆相（滨海相和湖泊相）沉积环境，许多地方由于风化作用没有沉积，只有少数地区有陆相沉积，比如泥盆系五通组的孔山北坡地区（岩性坚硬，常构成高山之顶（孔山、背斜核部），厚度166米左右。主要是：上部以粉砂岩页岩为主；中部以石英砂岩夹少量页岩；下部含砾石英砂岩夹少量页岩）。孔山地区的沉积物以灰白色石英砂岩，页岩，砾岩为主，从上到下依次为：石英砂岩，石英砂岩和页7岩，砾岩。实地我们可以观察到褶皱、风化等地质现象，差异性风化尤为明显，棒槌山西面为灰黄色页岩，页岩与泥灰岩互层，西南部为页岩和泥质灰岩的互层，对于硬度不同的岩石，风化产生了显著的差异性，较硬的灰岩渐渐显得突出，而较软的页岩则凹进。图棒锤山西端下、中三叠统由页岩向泥灰岩、灰岩的变化在汤山地区存在陡山向斜，其核部由下二叠统栖霞组构成（下二叠统P2为滨海沼泽相含煤沉积和浅海相粘土岩和燧石岩沉积，由于岩性软弱，其出露部位常形成沟谷，大部分为第四系所掩覆），它将背斜分隔成为两支，北支即汤山地区著名的孔山背斜，核部由五通组地层构成，南支即汤山背斜，核部为寒武系地层组成。这些背斜、向斜是大背斜中的次一级褶皱。8宁镇山脉的褶皱在其走向方向上（即纵向上）表现出若干特点，首先是褶皱轴的分支与复合。分支就是一个向斜分成为两个次一级的向斜和界于其间的次一级背斜，而一个背斜可分成两个背斜和界于其间的向斜。复合是相邻的褶皱合并起来，不仅是次一级的背斜、向斜合并而消失，成为单斜，而且大一级的背斜、向斜也能合并成为一个单一的褶皱。另一个特点是褶皱枢纽时有起伏。枢纽昂起地段，核部出露较老地层，枢纽倾伏地段，核部出露较新地层。前棕南带的大背斜，在汤山、仑山两处枢纽昂起最高，出露了寒武系地层，在西端青龙山大连山地段及东段的五洲山十里长山地段，核部仅露出志留系。宁镇山脉西段的褶皱轴面是对称式地向外倾斜，成为反扇形。2.4南京阳山碑断层分析大石碑正断层位于阳山古采石场，发育于栖霞组灰岩中，断层走向与大石碑向斜枢纽垂直。该断层构造形迹十分直观，断层两盘栖霞组薄层灰岩被错断，断层带中发育断层角砾，断层带内被梳状方解石充填，断层上有裂隙泉。因为西盘下调，东盘上升，断层性质为正断层。9岩性：灰黑色中厚层生物屑微晶灰岩，岩石分化面呈灰白色，岩层中富含灰黑色燧石结核和条带结核，大小不一，大者可达60×100cm，大多数在20-40cm之间，结核形态各异，有的呈椭球状，大多数呈不规则状结核沿岩面分布。岩层中张性节理构造发育，节理缝均被方解石脉填充。2.5燕子矶地质现象分析燕子矶由浦口组紫红色砾岩加砂岩构成，地层产状陡，受断层切割和江水冲刷，形成临江一面的悬崖峭壁。燕子矶曾经四面环水，在燕子矶与南岸之间是一段汊河。沉积作用使汊河逐渐变为河漫滩。又由于南京地区地壳上升，使河漫滩变为阶地，燕子矶与南岸连为一体。从燕子矶向北望，可见八卦洲。八卦洲是一个江心洲，长江在此分为两条汊河。八卦洲所在河床底部岩石比较抗侵蚀，形成浅滩，浅滩发展成心滩，再发展成江心洲由于地球的自转，产生的地转偏向力河流向右偏，冲刷右岸，泥沙堆积在左岸，形成凸岸，而被侵蚀的岸形成凹岸。102.6安徽马鞍山凹山铁矿2.6.1凹山介绍凹山铁矿位于马鞍山东侧约十几公里的地方，矿山从日本人入侵时就开始开采，到2008年理论闭矿(实际仍在开采，估计现在应该是包给私人了)。凹山海拔160米，现在山体已不存在，矿山已开采至-165米。-15米以上为铁路运输，以下为汽车运输。凹山矿床是属于高温热液交代矿床,由部分致密块状富矿石和大部分浸染状贫矿石和细脉状矿石组成。矿石中金属矿物有磁铁矿、假象赤铁矿、黄铁矿、赤铁矿和褐铁矿等;脉石矿物有阳起石、磷灰石、石英、云母、碳酸盐、石榴子石以及风化蚀变矿物高岭土、绿高岭土、绿泥石等。2.6.2矿山边坡治理及环境问题边坡地质构造复杂，裂隙发育，岩体破碎，软弱黄铁矿体积高岭土化软岩直接构成边坡体，且风化蚀变严重，形成散体边坡，又受水的浸透软化，岩体强度大为降低，致使边坡产生局部失稳。对凹山边坡问题采取了“以防为主，防治结合”的原则。主要措施有疏干排水、合理的管理程序和挖掘工艺、临近固定帮边坡预裂爆破、人工加固边坡等。若矿山开采废弃后可能引起的环境问题也很严重。矿山开采使地下采空、矿坑积水，诱发矿山地质灾害，造成大量人员伤亡和经济损失。由于地下采空，地面及边坡开挖影响了山体、斜坡稳定，导致开裂、崩塌和滑坡等地质灾害。在许11多矿产资源开采区，都不同程度地存在着地面裂缝塌陷、山体蠕动滑移、山体崩塌滑坡、泥石流等灾害。另外，由采矿诱发的地震，也出现在我国许多矿山。采矿使矿区水均衡遭受破坏，引发地下水位下降、泉水干枯、水资源枯竭、水质污染等环境问题。大量侵占土地与破坏土地。除露天采掘直接破坏大量土地外，采矿排出的废石、废渣也侵占了大量土地。采矿过程中产生的矿渣和工业垃圾，不仅侵占了大面积土地，而且破坏了植被和生态环境，加剧了水土流失和土地沙化。2.7南京地质博物馆始建于1935年，原名地质矿产陈列馆，其前身是建于1916年的工商