《工程地质》野外实习指导书

《工程地质》野外实习指导书目录第一章江宁区汤山镇湖山地区野外实习一、实习目的及任务二、实习路线及观察内容三、湖山地区地质概况介绍（一）地形地貌（二）地层、岩性及古生物特征（三）地质构造简介（四）地下水现象（五）阳山碑材（六）汤山猿人洞第二章六合区瓜埠山地质公园野外实习一、实习目的及任务二、实习路线及观察内容三、瓜埠山地质概况介绍第三章南京地质博物馆简介一、博物馆老馆二、博物馆新馆第一章江宁区汤山镇湖山地区野外实习一、实习目的及任务1、观察沉积岩地区岩溶地貌现象。2、观察、认识沉积岩的地层、岩性及古生物化石。3、观察地质构造现象，认识褶皱构造现象和断层构造。4、观察地下水现象。5、学会使用罗盘，包括：测量岩层的产状，并学会在地形图上定点。二、实习路线及观察内容路线1、火石峰山脚下→沿盘山公路路边观察→火石峰北坡废弃采石场主要观察泥盆系、石炭系地层的岩性及古生物化石。观察孔山背斜在火石峰出露的特征。学会利用罗盘测量地层产状。路线2、火石峰山脚下→沿盘山公路路边观察→中国水泥厂采石场主要观察石炭系下统的地层特征。利用罗盘测量地层产状。路线3、棒锤山西小铁路边人工剖面主要观察三叠系中下统青龙群下部地层、岩性等。利用罗盘测量地层产状。路线4、明文化村→大石碑→汤山雷公山猿人洞在明文化村古代废弃的采石场中，观察二叠系栖霞组地层中岩性、化石特征。考察大石碑断层，寻找该断层存在的证据，判断该断层的性质。在汤山雷公山猿人洞中，考察奥陶系碳酸盐岩中发育的溶洞特征，观察洞内的钟乳石特征。在葫芦洞中考察第四系更新统堆积层特征，观察南京汤山古人类——南京直立人化石（牙齿1枚、头盖骨2件）。三、湖山地区地质概况介绍（一）地形地貌汤山位于南京城东约28km，自南京有汽车直通汤山镇、湖山等地，交通方便。本区位于宁镇褶皱束的南带，地形上有三列山组成，走向NEE，三列山之间是两个纵向次生谷地。北列山海拔高度在120～169m，包括排山、棒锤山。谷地1：北侧湖山谷地是二叠系龙潭煤系地层经过地表水侵蚀形成，该谷地两侧的谷坡上发育有二级阶地，第一阶地海拔40～60m，即农田、煤矿所在地，第二阶地海拔60～70m，主要为残积、坡积之碎石，夹有少量冲积成因的粉砂质粘土。中列山山势较高，一般标高为160～250m，主要包括黄龙山、团山、纱帽山、土山、陡山、狼山等，主峰孔山高341.8m。谷地2：南侧谷地是志留系高家边组页岩地层被剥蚀而成（老宁杭公路）。南列山简称汤山，其主峰海拔292.3m。泉水：孔山北坡山脚下，有孔山寺泉；棒锤山泉，均为上升泉。（二）地层、岩性及古生物特征宁镇地区地层单元属于扬子地层区下扬子地层分区宁镇地层小区。本次实习穿越路线区域出露的地层见表1：表1汤山镇湖山地区地层一览表系统组第四系（Q）三叠系（T）中、上统黄马青群下、中统青龙群二叠系（P）上统龙潭组、大隆组下统栖霞组、孤峰组石炭系（C）上统船山组中统黄龙组下统金陵组、高骊山组、和州组、老虎洞组泥盆系（D）上统五通组中下统茅山组下面由老至新依次介绍如下：1、泥盆系（D）（1）中下统：茅山组（D1＋2m）在孔山北侧采石公路东端有出露，厚约20m左右。岩性：为紫红色间夹灰黄色的砂岩、粉砂岩、粉砂质页岩，砂岩呈中厚层状，沿层面常见白云母片。岩石原生色（新鲜色）为灰黄、或者灰白色，由于受到氧化作用而呈现紫红色。茅山组与下伏坟头群地层呈整合接触。（2）上统：五通组（D3w）岩石坚硬，常构成高山之顶，露头好。假整合于茅山组地层之上，接触面略显受侵蚀之痕迹，局部见到细的砾石，砾石成份为茅山组砂岩。五通组厚约150m，可分四部分：底部：灰白色石英砾岩、石英砂岩，厚层状，层次清楚。石英砾岩有三层以上，砾石成份：白色石英、黑色燧石等，呈滚圆或半滚圆状，砾径在1～3cm为主，砾石可排列成单向斜层理。下部：灰白色石英砂岩，厚层状，夹有粉砂岩薄层。砂岩中石英含量可达95％以上，为硅质胶结。具有缝合线构造，具有单斜层理。上部：黄褐色砂岩、粉砂岩，夹有较多的灰白色粘土岩及灰黑色碳质页岩，局部夹有扁豆体状薄层赤铁矿。顶部：灰白色中厚层状石英砂岩，缝合线构造非常发育，根据此能准确判断层面。化石：在灰黄色砂岩中见到植物化石：斜方薄皮木、亚鳞木等。2、石炭系（C）分下、中、上统（1）下统（C1）：C1分四组①金陵组（C1j）厚度：6m岩性：灰黑色微晶生物碎屑灰岩，厚层状，生物碎屑主要是：海百合及腕足类碎片，含有有机质及泥质成分较高，击之有臭味，底部有一层铁质粉砂岩与D3w接触。化石：多，盛产假乌拉珊瑚、笛管珊瑚，石燕类化石，金陵穹房贝等。与下伏五通组（D3w）呈假整合接触。②高骊山组（C1g）厚度：36m假整合于金陵组之上，金陵组顶面有受过侵蚀之痕迹，侵蚀面起伏不平，因受过氧化，颜色发红，面上有FeMn质薄层堆积。下部：灰白色、深灰色、紫红色页岩夹薄层砂岩，含有褐色泥质生物屑微晶灰岩透镜体，见有腕足类化石碎片。中部：灰黄色石英砂岩、粉砂岩夹有数层灰紫色、灰绿色、灰色页岩。（杂色页岩）上部：灰白色、灰绿色、紫红色及灰黑色粘土质及粉砂质页岩，夹有少量薄层砂岩。③和州组（C1h）与下伏高骊山组（C1g）为假整合接触，厚度约5m，出露少，零星分布。岩性：灰黄色泥质及白云质微晶灰岩，含少量生物碎屑。化石少，有：袁氏珊瑚、贵州珊瑚、巨长身贝等。④老虎洞组（C1l）与下伏和州组（C1h）为假整合接触，厚度约6m岩性：为灰色、浅灰色结晶白云岩，致密，坚硬，遇到HCl仅微弱气泡。风化面有刀砍状溶沟。含有灰黑色、灰白色、肉红色之燧石结核，成透镜体或团块状，透镜状燧石结核的伸长方向与层面平行，可判断层面。化石：不规则石柱珊瑚（2）中统（C2）：黄龙组（C2h）与下伏老虎洞组（C1l）为假整合接触，厚度约55m底部：白云岩砾块组成的砾岩，砾块半棱角、半滚圆状到不规则状，直径3～5cm为主，由方解石胶结。下部：白色微晶灰岩，斑块巨粒结晶灰岩，晶粒可达0.1～1cm。厚度约5m。主体部分：灰白色略显肉红色微晶生物屑灰岩为主，夹生物屑灰岩、砂屑灰岩，厚层到块状，层理不清，仅能根据缝合线来判断其产状。化石：小蜓、莫斯科唱贝等。（3）上统（C3）：船山组（C3c）与下伏黄龙组（C2h）为假整合接触，黄龙组顶面受到侵蚀，起伏不平，并受到氧化颜色发红。厚度约40m岩性：为浅灰色与深灰色互层的厚层生物屑灰岩、微晶灰岩。具有缝合线构造，可判断层面。中部及上部产有核形石，为圆球形，似豆粒大小，色灰白，既见于深灰色灰岩中，也见于浅灰色灰岩中，是藻类生物（葛万藻）聚集而成的。核形石是识别船山组地层的重要标志。顶部有一层极海百合茎的生物碎屑灰岩。化石：麦粒蜓、球希瓦格蜓。3、二叠系（P）两分：分下、上统（1）下统（P1）①栖霞组（P1q）与船山组（C3c）为假整合接触，厚度约130m，分为四部分：臭灰岩段：灰黑色富含沥青质生物屑微晶灰岩，中厚层，缝合线构造发育，风化面上形成沿层面方向延展的眼球、扁豆状小溶沟。底部有一层数十厘米厚的灰黄色泥质页岩为标志层。化石：米氏蜓栖霞本部（主体）段：为深灰色微晶生物屑及生物屑微晶灰岩，中厚层，盛产灰黑色燧石结核，具有缝合线构造，有时可见微层理。化石丰富：常见早坂珊瑚、奇壁珊瑚、米氏珊瑚、南京蜓、球蜓等。化石突出于岩石表面，极易找到。②孤峰组（P1g）与下伏栖霞组（P1q）整合接触，厚度约20m出露于山麓低地，露头零星。下部：灰黑色燧石岩、硅质页岩，薄层至中层状，坚脆，易破裂，风化后为多孔状，质轻。上部：灰黑色薄层至中层状硅质页岩、燧石岩夹页岩，产磷质结核。化石：菊石类化石（拟腹菊石、阿尔图菊石）。（2）上统（P2）①龙潭组（P2l）与孤峰组（P1g）为整合接触，厚度约100m，组成由排山村至幻黄花岸一线的谷地，露头较零星。下部：为灰黄色、灰黑色粉砂岩、粉砂质页岩夹砂岩，厚度约40m。中部：灰黄色中粗粒长石石英砂岩、粉砂岩、砂岩、砂质页岩、煤层及碳质页岩，厚度约30m。上部：灰黄色、灰黑色页岩、粉砂岩、砂岩、煤层。顶部夹有1～3层灰黑色生物屑微晶灰岩透镜体，厚度约30m。化石：页岩中盛产单网羊齿、大羽羊齿、节羊齿等植物化石。②大隆组（P2d）与龙潭组（P2l）为整合接触，厚度约23m，仅出露于棒锤山矿山车间房后。下部：黄绿色页岩夹生物屑微晶灰岩、钙质页岩、灰黄色泥质粉砂岩。中部：灰紫色页岩、灰黑色硅质页岩与燧石岩互层上部：黄绿、灰黑色页岩夹硅质页岩及生物屑微晶灰岩透镜体。化石：菊石4、三叠系（T）（1）下、中三叠统青龙群（T1＋2q）与大隆组（P2d）为整合接触，厚度约500m，在棒锤山西端人工剖面出露。分三部分下部：黄绿色页岩、泥岩，夹薄层微晶灰岩，产有菊石、克氏蛤。中部：灰色薄层微晶灰岩与黄绿色页岩、黄褐色泥岩互层，层理清楚，产有菊石。上部：灰色中厚层、薄层微晶灰岩夹黄褐色泥质微晶灰岩、钙质页岩及薄层瘤状微晶灰岩、微晶砾屑灰岩。顶部：厚层状微晶灰岩。（2）上青龙组（T2s）（青龙群上部）分三部分下部：灰色中层～薄层微晶灰岩泥质微晶灰岩夹紫红色泥质微晶灰岩及瘤状灰岩数层（4～7层），产有菊石。中部：灰色中薄层泥质微晶灰岩，灰岩中有蠕虫状构造发育。上部：灰黄色中层泥质微晶灰岩夹厚层及薄层微晶灰岩。顶部：层纹状白云质灰岩。（3）中、上三叠统黄马青群（T2＋3h）与青龙群为不整合接触于青龙群顶部的不同层之上。底部：石灰岩质角砾岩，厚度约40m主要岩性：紫灰、暗紫红色砂岩、粉砂岩，页岩。5、第四系（Q）近现代冲积～洪积层，有砾石层、粉砂层、亚粘土、淤泥质亚粘土等，孔山北坡人工剖面上出露较好。另外，广泛分布在谷地低洼地处。（三）地质构造简介1、褶皱构造汤山镇湖山地区主要发育有汤山复式大背斜，在该背斜北翼发育有次一级的向斜（陡山向斜）和背斜（孔山背斜）。本次实习仅在火石峰地区观察到孔山背斜的出露。（1）孔山背斜孔山背斜位于测区中部偏西位置，在雪浪庵盘山公路旁、火石峰盘山公路旁均有核部地层及背斜转折端出露。背斜核部地层为上泥盆统五通组（D3w）石英砂岩组成，两翼地层由老到新依次出露有：下石炭统金陵组（C1j）高骊山组（C1g）和州组（C1h）老虎洞组（C1l）、中石炭统黄龙组（C2h）、上石炭统船山组（C3c）以及二叠系栖霞组（P1q）地层组成。背斜核部地层五通组（D3w）石英砂岩中节理、裂隙发育，使得岩石破碎，极易风化，岩石由新鲜颜色灰白色变为灰白色夹红褐色。背斜南东翼地层倾角较缓，一般25～30°，（南东翼测得产状：178°∠31°）；而北西翼地层较陡，常见65～70°，局部可见75～85°，（北西翼测得产状：356°∠76°），因而背斜横剖面不对称但转折端呈圆弧状，轴面向南倾斜，枢纽走向近东西向，呈波状起伏，倾伏角10°。该背斜为一倾伏斜歪背斜。2、断裂构造在测区中列山范围内发育有纵向断层和横向断层，前者主要为逆冲断层，常发生在褶皱的陡翼，沿着软弱岩层带发生，造成地层的缺失、岩层的破碎、地层产状的紊乱变陡甚至倒转。横向断层常造成地层沿走向的不连续性质，岩层近断层处破碎，地层走向发生拖拉弯曲，地形上常造成横向的山垭或沟谷，沿断层带有泉水出露。沿着某些横断层带岩层形成硅化或赤铁矿质化现象。本次实习在明文化村内废弃的古代采石场内见到的断层构造，介绍如下：（1）大石碑断层在大石碑基座以西约50米，在该古采石场内岩璧上，在栖霞组灰岩中发育一条延伸几十米的断层。该断层自岩璧向东延伸至采石场底部清晰可见。该断层是发育于陡山～大石碑向斜核部地层的一条以正断层性质为主的断层。断层证据有：（1）有明显的断层面存在，倾角较陡，近乎直立约75～85°，断层面主体向南西倾斜（约230°），（2）断层两盘地层产状相同，岩性同为栖霞组灰岩，但地层横向不连续，发生明显错动，（3）沿断层带走向发育有断层角砾岩和张节理，节理缝内充填有梳状的粗大方解石脉，（4）沿断层面走向发育有构造裂隙泉，为古代人所用水井。断层性质：正断层。（四）地下水现象1、孔山寺泉孔山寺泉出露在孔山北坡山麓的栖霞组灰岩和龙潭组煤系地层的接触部位，泉水从石灰岩裂隙中流出，注入孔山寺水库，雨季最大水量达400