工程地质实习报告.docx

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工程地质实习报告

河北工业大学土木工程学院

工程地质实习报告

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

成绩：

2012年5月17日

目录

前言

第一站中上远古界景区

一、挡土墙及小型褶皱现象

二、瘤状构造

三、倾斜岩层

四、断层构造

（一）

五、锰方硼石矿

六、官地亚组与桑树庵亚组分界

七、块茎状叠层石

八、藻席及藻屑

九、大红峪与高于庄组界线

十、岩浆岩气孔状构造及杏仁状构造

十一、火山角砾岩

十二、断层构造

（二）

十三、大红峪组与团山子组分界

十四、泥裂

十五、侵入岩

第二站府君山

一、府君山简介

二、蓟县运动及府君山组

三、逆掩断层及飞来峰

总结

工程地质实习报告

前言

地质学是一门关于地球的学科，主要研究固体地球物质组成、构造特征、发展历史、地质学的研究方法与手段及地质学的工程应用。

工程地质学是地质学的一个分支，是研究与工程规划、设计、施工、运行等有关地质问题的学科。

它是在改造到自然的生产实践中发展起来的一门学科，因而在经济建设和国防建设中应用非常广泛。

两年的大学知识储备使我对土木工程专业逐渐了解，即将步入大三的我们也将更多的接触专业知识，从而开始对土木工程专业的了解由皮毛到深层，从感性到理性。

工程地质学是是研究工程建设与周围环境的关系的一门学科。

若想顺利完成工程的规划、设计与施工，必须先对场地的地质情况进行勘测与分析，从而设计出合理的施工方案，保证工程的安全与可使用性。

也就是说，没有对工程地质的分析，是无法完成工程建设的。

可见，工程地质学在土木工程中占有很重要的地位。

随着工程地质学这门课程的结束，我们在理论上了解了工程地址。

所谓理论与实践应当相互结合，因此，接下来我们开始走出课本，走进实地去观察和了解工程地质。

本次地质实习主要分为三大内容：

中上远古界景区实习；府君山实习；样本室矿物及三大类岩石认识实习。

希望通过本次实习，我们可以真真正正的学以致用，了解到工程地质学的重要性，并为将来所从事的土木工作奠定坚实基础。

实习目的

（1）认识地质构造；

（2）学会鉴别常见矿物及三大类岩石

实习准备

（1）通过书籍、网络等工具查阅相关地质构造的资料

（2）熟记常见矿物及三大类岩石的鉴别方法

（3）准备好与野外实习相关的工具

实习地点

（1）中上远古界景区（2012年5月16日10：

00—12：

00）

（2）府君山（2012年5月16日13：

30—15：

00）

（3）样本实验室（2012年5月17日8：

00—10：

00）

实习内容

（详细内容见后文）

第一站中上远古界景区

一、挡土墙及小型褶皱现象

挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。

在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基底；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。

根据挡土墙的设置位置不同，分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。

设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙；墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙；设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙；设置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。

在本次野外实习过程中，山上随处可见这种由块状岩石堆积起来的山坡墙，它有效防止了山上松动岩土的坍塌问题。

褶皱构造是组成地壳的岩层受构造应力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲面而未丧失其连续性的构造。

右图是在挡土墙的岩体中发现的小型褶皱构造，也是在整个野外实习过程中发现的为数不多的褶皱构造之一。

二、瘤状构造

这是在实习过程中发现的一处瘤状构造，由于人为挖掘，现已不能完整看到它的原有构造，只能看到瘤状圆形痕迹。

瘤状构造顾名思义即使岩层中出现如瘤的团块、半球形、糖饼状形态的透镜状岩石，其物质成分与上下岩层略有区分，以含沥青质、泥质为主的白云岩，是由于沉积时水动力及静压力等因素改变而成。

在高于庄组中上部出现较多。

三、倾斜岩层

这是我们观察到的第五处地质现象——倾斜岩层。

岩层产状的三要素为：

走向、倾向、倾角。

走向即岩层在空间的水平延伸方向；倾向表示岩层倾斜方向，其数值与走向相差90度；岩层层面与水平面所夹的锐角称为岩层的倾角。

该岩层（见左图）大致为东西走向，倾角为45度。

岩层与岩层间呈整合接触。

该岩层主要由页岩、白云岩（见右图）为主。

四、断层构造

（一）

断层是岩体破裂后，两侧岩块产生显著位移的断裂构造。

断层规模可大可小，位移小的仅几厘米，大的错动距离可达数百公里，对工程岩体稳定性有显著影响。

该断层处岩性开始产生区别，且厚度不一。

在这里，指导老师提出一个问题：

若在该断层出修建隧道，应该怎么建？

断层对工程建设十分不利，特别是道路工程建设中，选择线路、桥址和隧道位置时，应尽可能避开断层破碎带。

当隧道与断层走向平行时，公路与隧道工程的选线应尽量避开断层破碎带；而当隧道必须要穿过断层时，应垂直断层走向穿越。

为避免和减少危害，应预先考虑支护和加固措施。

五、锰方硼石矿

1971年我国在此地首次发现该稀有矿物，且形

成了世界上独一无二的大型矿床，属浅海相沉积锰

硼矿。

锰方硼石矿在电子工业和原子能工业上都具

有重要的应用价值。

锰方硼石矿体在矿层中呈断续相连的团块状或透镜状分布，硼矿物成分简单，只有锰方硼石一种矿物，锰方硼石矿体呈透镜状断续成层分布

锰是一种灰白色、硬脆、有光泽的金属，锰广泛存在于自然界中，土壤中含锰0.25%，锰在空气中非常容易氧化。

在加热条件下，粉状的锰与氯、溴、磷、硫、硅及碳元素都可以化合。

锰在地球岩石圈中以及硅酸盐相的陨石中表现有强烈的亲石性质，但在岩石圈上部则有强烈的亲氧性质，锰与铁在岩石圈中以及陨石中虽有许多相似的化学性质，但锰并不亲铁。

在自然界中已知的含锰矿物约有150多种，分别属氧化物类、碳酸盐类、硅酸盐类、硫化物类、硼酸盐类、钨酸盐类、磷酸盐类等。

但含锰量较高的矿物则不多。

硼是一种典型的非金属元素。

硼在自然界中只以化合物形式存在，但在地壳中分散状态的硼却分布广泛，而且是地表水、地下水、岩浆喷气、矿泉水和所有岩层的气液包裹体中所具有的元素。

硼也是非常分散的、典型的亲石元素，广泛分布于各种成因、不同类型的岩石中。

硼矿物几乎在地质旋回的所有阶段都可以形成，从岩浆作用到表生作用，在内生条件和外生条件下均可以形成工业富集。

硼在玻璃、冶金、医药、搪瓷、油漆、日用化工、农业以及国防尖端工业等部门都是不可缺少的。

因此，硼资源的开发、利用，对于现代工业的发展，具有越来越重要的作用。

这次实习中观察到的锰方硼矿床让我们增长了见识，并难得的记下了它的野外特征。

六、官地亚组与桑树庵亚组分界

官地亚组顶部为深灰色含锰燧石条带白云岩夹含们锰白云质粉砂质页岩，桑树安亚组底部为深灰色含锰粉砂质页岩和薄层粉砂质白云岩。

二者之间为整合过渡关系。

右图为官地亚组与桑树安亚组的分界处，可以看到，由于上层含白云岩较多，下层含白云岩较少，故分界处呈现出上浅下深的颜色，中间为过渡带。

且该地层处多为页岩构成，呈整合接触。

七、块茎状叠层石

叠层石由块茎体及少数粗短的次圆柱体组成，主体间通常为碎屑白云岩所填充，基本层呈平缓到凸起较高的穹形、带状。

地质年龄约15亿年。

通过下方右图可观看到叠层石上有圆形凹陷部分，这是由于沉积物在形成过程中沉积程度不一，部分沉积物下陷，从而在成岩过程中造成圆形凹陷。

叠层石为蓝菌类微生物，以微生物席形式在生长和新陈代谢过程中粘连和沉积沉积物，形成的叠层状有机沉积构造。

叠层石是前寒武纪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。

叠层石生长条件

1蓝藻藻丛的生长发育；

2有一定数量的细小沉积颗粒供蓝藻的胶鞘粘附；

3水底的底流不太强烈，水底物质的位置相对稳定；

4叠层石增长速度大于它的剥蚀速度；

5叠层石在生长过程中应迅速得到固结，否则就会垮塌，不能具备形态学特征。

（左图为在大门口石碑上拍摄到的大块叠层石，右图为实习途中拍摄的较小叠层石）

八、藻席及藻屑

在碳酸盐岩地层中常见能反映生物有机物的藻架结构，或藻席结构。

它们通常由亮、暗纹层交替叠置而成，如早期（准同生）被硅化，有时还可保存藻丝体化石。

他们通常成纹层状碳酸盐岩，有时则形成典型的叠层石。

这种藻架结构的沉积物若遭冲刷而再沉积，则形成藻屑。

属于沉积岩

九、大红峪与高于庄组界线

大红峪与高于山组两组底层在此处为平行不整合接触关系。

高于庄组底部为一层石英状砂岩，层面有波痕，砂岩之下为大红峪含锥叠层石燧石白云岩，其锥顶被切，表示曾受到侵蚀作用，即代表一次沉积间断，距今16亿年。

下面为在此界线处发现的两处地质现象。

（一）波痕

波痕是由风、水流波浪交互作用于沉积物表面而形成的一种小型地质特征。

波痕是沉积环境分析的重要标志，是典型的沉积构造之一。

也可以利用波痕来决定岩层的顶面和底面。

该界线处波痕距今已有16亿年。

（二）锥叠层石切顶

高于山组底部砂岩覆盖在大红峪组顶部，被截顶的锥叠层石硅质条带白云岩之上，底部砂岩向上相变为砾岩，两组间为平行不整合接触关系，界线年龄约为16亿年。

十、岩浆岩气孔状构造及杏仁状构造

岩浆喷发时，压力降低，挥发分呈气体析出，聚集成气泡并向表面浮动，同时又随岩浆流动。

当岩浆凝固时，气泡的孔壁固化。

内部的气体或散失或凝为液体。

大部分流失，只保留空洞，及为气孔构造。

若矿物被气孔充填，则称为杏仁构造。

根据气孔构造的形态和排列，可以恢复岩浆的流动方向。

左图为气孔状构造，气孔大小不一，形状为圆形或拉长圆形

右图为杏仁状构造，气孔内由白色结晶物质所填充

十一、火山角砾岩

火山爆发时随着深部岩浆的喷出，由于通道附近围岩碎片的加入，加上喷发强度及深度诸多因素的影响，可出现火山熔岩、火山角砾岩、火山凝灰岩等。

大红峪组火山角砾岩十分发育，且分布范围广，角砾岩成分主要为白云岩、燧石、玄武岩等。

角砾大者称为火山集块岩。

该角砾岩多具棱角，直径在10厘米左右，堆积杂乱不显层次，是由火山物质胶结而成，由于火山喷出物在堆积时尚未脱融，因此一部分集块岩胶结紧密，砾块与胶结物间没有明显的界限。

十二、断层构造

（二）

右图是在第一站实习即将接近尾声时看到的一处较大断层。

断层是指岩层发生的错断，断层几乎在地壳上处处都是，特别是在山脉强烈变形的岩石中。

此处两处坚硬的石英砂岩沿着沟被错开，它位于断层面上盘，地质学家称其为断层。

观察发现，沟谷另一侧的断层结构与右图断层大致相同，分析后得出以下结论：

此处两侧岩层产生搓动，图中岩层上升，另一侧岩层下降，并且两岩层呈V字形开裂，中间断裂处岩土变得疏松，经长期风化后形成大的沟谷，两侧则形成断层。

十三、大红峪组与团山子组分界

此处两地层单元界线为整合过度关系。

以大红峪组底部厚度较大的石英岩状砂岩为界线，其下为团山子组顶部夹薄层砂岩的含粉砂白云岩。

通过观察左图可以发现：

上部岩层厚度大颜色浅，底部岩层厚度小颜色深，过度区域无碎石砾岩等，为整合接触关系。

十四、泥裂

当未固结的沉积物露出水面时，会受到暴晒而干涸,并发生收缩和裂开，这时所形成的裂缝称为泥裂，泥裂的裂片多为角形，裂缝上宽下窄，大致与层面垂直，其中常充填有上覆沉积物的成分。

泥裂多见于湖或海洋的滨岸地带或者河漫滩沉积环境中。

上图拍摄于路面上的一块岩石，其泥裂痕迹清晰可见，由此可以推测该处曾经是海洋或者河道，由于地壳变迁使底层上升，而逐渐形成今天所见的山脉。

十五、侵入岩

侵入岩是地壳深处或上地幔的岩浆向地壳表层运移，并在地壳中冷却凝固而形成的岩石。

依据岩浆向地壳表层侵入部位的深浅，可分为深成侵入岩和浅成侵入岩，深成侵入岩冷却凝固的部位距地表3公里以下，浅成侵入岩冷却凝固的部位大致在地下3公里到地表之间。

如果侵入体接近地表的部位（地下0.5～1.5公里）冷却凝固，称为超浅成岩。

侵入岩主要形成于燕山期，同位素年龄值129～161.8百万年，产状为岩株、岩枝、岩脉，岩基极少。

从上图可以看到该处岩层中间颜色深，两侧颜色浅且岩性一致，所以判断为侵入岩，且中间岩层为新岩层。

第二站府君山

一、府君山简介

府君山自古是皇家园林，庙宇林立，后毁于战乱。

现辟为“府君山公园”，成为蓟县城乡人民休闲娱乐健身的场所。

根据地质遗迹类型和特点，确定为“天津蓟县国家地质公园府君山地质构造遗迹景区”。

　　景区位于蓟县城关，交通十分方便。

　　出露地层为蓟县系雾迷山组燧石条带状白云岩，青白口系长龙山组紫红色灰绿色砂质页岩，景儿峪组蛋青色中薄层状泥质白云岩、灰岩，下寒武统昌平组微角度不整合覆盖于景儿峪组之上，中间存在古风化壳，由紫红色、灰白色含角砾的砂质泥岩、页岩组成。

这次地壳运动缺失2.4亿年地层，被我国著名地质学家孙云铸命名为蓟县运动，其上部灰岩命名为府君山组（府君山组在全国岩石清理时改名为昌平组），从此，“蓟县运动”、“府君山组“蛮声国内外地质学界。

景区构造十分复杂，主要断层为蓟县逆掩断层，断层面舒缓波状，将雾迷山组（12亿年）推覆至府君山组（5.6亿年）地层之上，形成飞来峰和构造窗。

在府君山景区山顶和部分山坡凸出的地方均是雾迷山组条带状白云岩，周围被断层所圈闭，这是府君山组地质构造的最大特点。

二、蓟县运动及府君山组

府君山地质构造遗迹景区，出露地层为蓟县系雾迷山组燧石条带状白云岩，青白口系长龙山组紫红色灰绿色砂质页岩，景儿峪组蛋青色中薄层状泥质白云岩、灰岩，下寒武统昌平组微角度不整合覆盖于景儿峪组之上，中间存在古风化壳，由紫红色、灰白色含角砾的砂质泥岩、页岩组成。

这次地壳运动缺失2.4亿年地层，被我国著名地质学家孙云铸命名为蓟县运动，其上部灰岩命名为府君山组（府君山组在全国岩石清理时改名为昌平组），从此“蓟县运动”、“府君山组”蛮声国内外地质学界。

景区构造十分复杂，主要断层为蓟县逆掩断层，断层面舒缓波状，将雾迷山组（12亿年）推覆至府君山组（5.6亿年）地层之上，形成飞来峰和构造窗。

在府君山景区山顶和部分山坡凸出的地方均是雾迷山组条带状白云岩，周围被断层所圈闭，这是府君山组地质构造的最大特点。

三、逆掩断层及飞来峰

飞来峰是指与下覆地层没有“血缘”关系的外来地块或岩体。

飞来峰学名叫推覆构造，当地块或岩体受地应力或重力作用，被推覆到远处的下盘岩体之上，形成了孤立山峰或断块山地，人们习惯上就称其为飞来峰。

作为一种地质遗迹，飞来峰因其具有独特科学价值和极高的观赏性，而引起了人们的普遍关注。

研究表明，飞来峰的下伏岩体为青白口系的井儿峪组灰岩和府君山组白云岩，年龄较小（地层年龄在6至8.5亿年左右），层序正常，产状平稳，岩体完整。

而其上覆地块则为更加古老的蓟县系雾迷山组和洪水庄组灰岩（年龄在12亿年左右），层序十分紊乱，产状也不规则，岩性破碎严重，绝大部分已变成了角砾岩。

科学家指出，飞来峰是多期（从6亿年前至2000万年前之间）地应力作用下形成的。

由于南北向的长期挤压，使岩体出现平缓的东西向隆起，随着变化发展，岩体两侧坡度增大，形成了被称为“于桥背斜”的构造，当两侧岩层倾角增大到一定程度，产生重力失衡，使局部地块沿薄弱面（断层）滑脱，远离原来的母岩体，并覆盖于新的岩体之上，故形成了飞来峰。

总结

通过这次地质实习，我学到了很多知识，书本上的理论让我在理论上形成了工程地质的基本框架，而到野外进行实地勘察以及走进样本室观察各种实实在在矿物岩石，丰富了自己对工程地质的认识，完善了自己的工程地质框架体系。

（一）这次在中上远古界景区以及府君山景区，我认识了多种多样的地形地貌、岩石结构，比如断层、叠层石、喷出岩的气孔状构造、杏仁状构造以及整合接触、平行不整合接触等。

复杂的地形更是激发了我极大的兴趣与求知欲望，希望将来会有更多的机会走进真实的大自然中，一点点探索它的各种地质构造，不断积累下宝贵的经验，比如在见到观察过断层之后，才真正了解到修建隧道时为何要避开断层，因为断层破碎带处岩性真的是遭到极大破坏，强度很不稳定，在这里修建隧道很容易造成坍塌事故；再有，在大红峪组与团山子组分界处有一处断层，在观察山谷两侧的断层后，才真正理解了此处断层以及山谷的成因，同时，也感受到了风化作用的巨大力量。

这些经历及经验都将为我以后的工作打下坚实的基础。

（二）本次在样本室对常见矿物及三大类岩石的认识实习使我切实掌握了多种岩石的特征，对于光泽、硬度、颜色等性质有了理性的理解。

相信这次实习会对自己的野外鉴别能力有很大的帮助。

总结一下这两天的地质实习，虽然辛苦，但总算是劳有所偿，如此宝贵的经验为我将来的学习与工作奠定了基础，希望以后会有更多这样的机会，来不断完善自己对土木工程地质的认识。