工程地质实习03文档格式.docx
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本次实习时间为2011年4月9日及10日两天。
第一天我们的实习地点是天津蓟县国家地质公园，第二天实习地点门头沟妙峰山。
在天津蓟县国家地质公园，有唯一保存完好的上元古界地球演化地质历史，实习过程主要是了解构造运动、测量岩石的产状要素、地层岩性、节理测量统计、玫瑰花图的绘制、地质罗盘的使用等；
在门头沟妙峰山，我们主要是观测断裂构造，了解测量妙峰山的节理、断层，并且绘制简单的妙峰山地质剖面图。
这几处观测点是非常有代表性的地质观测点，通过几个不同地方的观测实习，不仅对课本上的一些基础理论知识有了更深刻的认识，同时分析问题的能力有所提高，对于工程地质有了一个比较深刻的理解，实习的益处非常大，对于我们以后的专业课学习以及工作都有非常重要的作用。
附1：
天津蓟县国家地质公园简介
天津蓟县国家地质公园位于天津市北部蓟县山区，属燕山山脉中段南翼，沿津（天）—围（场）公路东侧（蓟县段）呈南北走向，毗邻八仙山国家级自然保护区，公园东面与河北省遵化市的清东陵隔山相望，黄崖关长城犹如一条巨龙横卧于剖面之上；
南面是渔阳古城，县城东侧的翠屏湖是天津市最大的淡水湖和重要的水资源基地；
北面是河北省兴隆县雾灵山国家级自然保护区；
西面有京东第一山、全国十五大名山之一的盘山国家风景名胜区。
居京（北）、津（天）、唐（山）三市腹心地带，素有京、津、唐“金三角”之称。
古老的地质构造奠定了现代地貌发育的基本框架和发展方向。
地势北高南低，地质公园北端与兴隆县交界处的九山顶，海拔1078.5米，是天津市的最高峰。
而座落在地质公园南端的府君山，海拔只有350米，海拔高度相差728.5米。
保护区的地貌类型主要有中山、低山、丘陵、宽谷、盆地和坎谷等构成。
中、低山主要分布在长城沿线及其以北地区的石英岩分布区，山高、坡陡，气势磅礴。
丘陵主要分布在县城以北的石灰岩、白云岩、砂页岩分布区，海拔一般在300、—500米。
山体浑圆，坡度缓，土层较厚。
是我国惟一记录有中上元古界地球演化地质历史的国家地质公园。
其范围北起九山顶，南至府君山；
东至八仙山，西至盘山，分为7个景区:
1、中上元古界地质自然保护区；
2、八仙山石英岩峰林峡谷景区；
3、盘山花岗岩地貌景区；
4、九龙山碳酸盐岩峰丛景区；
5、黄崖关断崖地貌景区；
6、九山顶石英砂岩峰林景区；
7、府君山地质构造遗迹景区。
总面积342.05平方公里，规划面积240.6平方公里，核心区面积53.6平方公里，北纬40°
00′~40°
15′,东经117°
15′~117°
35′。
处于京、津、唐交会地带，交通发达、地理位置优越。
附2：
北京西山妙峰山简介
北京西山妙峰山一带属于髻髻山盆地北东部,主要发育中生代中、晚侏罗世的火山岩和火山碎屑岩图。
这套岩系北部超覆于蓟县系雾迷山组之上,东部被阳坊岩体侵入,南部与古生代地层呈角度不整合接触。
主要的断层构造有黄土台一活港断裂和寨口断层。
出露的地层主要是髻髻山组和后城组,构成向南西倾斜的单斜沉积体,而在涧沟一带形成盆地。
第一天实习地点：
在天津蓟县国家地质公园，我所记录的观测点有九个。
第一处观测点：
太古界与元古界分界处
在这一观测点，我了解到中元古界长城系以石英质砂岩为主，石英质砂岩是一种固结的砂质岩石，由硅质胶结物胶结石英砂粒而成。
沙粒中石英的含量99%以上；
硅质胶结物为蛋白石及玉髓，它们可以围绕石英砂粒发育成次生加大胶结物，形成沉积石英砂。
根据颗粒大小分为粗粒砂岩、中粒砂岩与细粒砂岩；
按胶结物不同分为：
钙质砂岩、硅质砂岩、长石质砂岩等。
石英砂岩随胶结物不同而呈白、黄、红色等。
有时因风化影响而使结构松弛，成为软砂岩。
层理明显，层面平行；
也有新太古界片麻岩，呈黑灰色，主要矿物成分是角闪石，还有少量的斜长石和石英，有明显的片麻节理构造。
它是由辉绿岩经过挤压，最后由于变质作用而成的。
这是第一个实习地点，实习老师指导我们学习如何使用地质罗盘，怎样测量倾角、走向及倾向，测得该观测地点的倾角约为213°
，走向约为303°
，倾角约为35°
。
第二处观测点：
串岭沟组地质分界点
串岭沟组主要由粉砂质页岩构成。
依其岩性可划分四段:
一段为深灰、黑色粉砂质页岩，夹黄绿色粉砂岩和含铁细砂岩条带或透镜体，层面可见波痕和干裂；
二段为黑色、深灰色页片状粉砂质页岩；
三段为灰黑色厚—中厚层含灰微晶白云岩；
四段为黑色页片状粉砂质页岩，夹灰白色薄层粉砂岩。
测得该处页岩的产状为倾角约为37°
，倾角约为200°
，走向约为290°
下图为页岩构造剖面图：
第三处观测点：
观测波痕
该处波痕地质年龄约为1600亿年，主要由风、水、波浪交互作用于沉积物表面而形成，是典型的沉积构造之一。
非粘性的物质（陆源砂、碳酸盐砂）在波浪、水流或风的作用下，在其表面形成的波状起伏的痕迹，如沙漠中的沙丘、海滩的沙坡等。
一个波痕由一个波脊和一个波谷组成，同一种波痕一般成组出现。
通常按波痕形成的动力将波痕分为水流波痕、波浪波痕、干涉波痕和风成波痕等；
然后再根据其大小，形态或对称性作进一步的划分。
出现于岩层的顶面．并可在上覆岩层的底面上留下印痕．因此可以利用波痕来决定岩层的顶面和底面。
测得该处岩石产状结果，倾角约为43.5°
，倾向约为208°
，走向约为298°
第四处观测点：
大红峪于高于庄组界线
两组界线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，砂岩之下为大红峪组含锥叠层石燧石白云岩，其锥顶被切，表示曾受到侵蚀作用，代表一次沉积间断。
距今约为16亿年。
测得该地岩石产状要素，倾角约为43°
，倾向约为212°
，走向约为302°
第五处观测点：
气孔构造和杏仁构造
气孔构造：
火山岩的一种构造。
当熔岩喷出时,由于压力降低,气体从熔岩中逸出而形成各种大小和数量不同的圆形或椭圆形气孔,个别呈管状气孔。
以浮岩和火山渣的气孔构造最为发育。
在玄武岩中经常见到。
某些次火山岩、超浅成侵入岩也偶见气孔构造。
杏仁构造：
具有气孔构造的岩石，其气孔以后被矿物质（如方解石、石英、玉髓等）所充填形成的一种形似杏仁状的构造。
杏仁构造与气孔构造多分布于熔岩的表层，因此可根据多层的此类构造判断火山喷发的次数。
第六处观测点：
火山角砾岩
火山角砾岩是一种压实固结的火山碎屑岩。
主要由粒径为2~64毫米的火山角砾组成,也含有其他岩石的角砾及少量的石英、长石等矿物晶屑。
多数具明显的棱角,分选差,大小不等。
填隙物是火山灰,火山尘。
常与火山集块岩伴生,位于火山口外侧。
在大红峪组这里，火山爆发时随着深部的岩浆喷出，由于通道附近围岩碎片的加入，加上喷发强度及深度等诸多因素影响，可出现火山熔岩，火山角砾岩，火山凝灰岩等，我们观测该地区为大红峪组，火山角砾岩十分发育，分布范围广，角砾岩成分主要为白云岩、燧石、玄武岩等。
角砾岩大的称为火山集块岩。
第七处观测点:
团山子组与大红峪组分界
该处主要有石英状砂岩和含粉砂岩（被风化了）构成，中间含有泥化夹层。
该地的解说石碑被破坏，对我们的认识了解有一定的影响，上图为未被破坏之前的照片。
两个地层单元界线为整合过渡关系。
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加薄层砂岩的含粉砂白云岩；
其上为大红峪组灰白色薄至中厚层中粒石英砂岩。
第八处观测点：
泥裂
泥裂是当未固结的沉淀物露出水面时，会受到曝晒而干涸，并发生收缩和裂开，这时所形成的裂缝称为泥裂。
泥裂的裂片为多角形，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浸滩沉积环境中。
第九处观测点：
格鲁纳叠石层石
为一种层柱状叠层石，其柱体部分多由硅泥质组成，常彼此间密集共生，柱体横断面为次圆形到椭圆形。
第十处观测点：
节理图的绘制
（一）观察点的选择与观测内容
野外观察点是根据所要解决的问题选定的。
每一观测点范围视节理的发育情况而定，一般要求几十条节理可供观测，而且最好将观测点布置在既有平面又有剖面的露头上，以利于全面研究节理。
观测内容：
在任何地段观测节理，首先要了解区域褶皱、断裂的分布点及观察点所在的构造部位，然后根据不同的目的、任务、区分不同的岩性地层，观察和测量其中不同性质节理，区分节理的力学性质（是张节理、剪节理），并根据其性质作进一步的细分。
节理若被脉体充填，调查时要尽量收集脉的产状、规模、形态、间隔、充填矿物的成分及生长方向等数据。
在选定地点内，对所有节理产状进行系统测量。
测定方法和岩层产状要素测定方法一样。
（二）编制和分析节理玫瑰花图
节理统计测量记录表
序号
1
2
3
4
5
倾向
倾角
走向
备注
走向区间
平均走向
条数
节理统计表
下图为玫瑰花图：
第二天实习地点：
门头沟妙峰山
在这一实习观测地点，我们主要对妙峰山断层构造进行了学习认知，以及对永定河的水流地质作用进行了初步的了解。
并且学会如何用地质罗盘测量山体高度，这是非常实用的一个小技巧。
通过课本及网络资源，我对河流的地质作用有了初步的认识。
河流普遍分布由于不同的自然地理带，是改造地表的主要营力之一。
河流的地质作用主要有侵蚀作用和搬运作用。
河流的侵蚀作用
河流在运动过程中对河谷岩石进行的破坏作用称为侵蚀作用。
其主要通过冲蚀磨蚀和溶蚀三种形式对河底及两岸进行侵蚀。
1）下蚀作用
下蚀作用的强度首先与流速和河水中的泥沙含量有关。
此外，还与河床的岩石性质及地质构造有关。
流速、流量越大，下蚀作用越强；
组成河床的物质越坚硬，裂隙越少，下蚀作用越弱。
下蚀作用在加深河谷的同时又使河流向源头伸长。
分水岭不断遭到切割剥蚀，河流的长度不断增加，以及河流的袭夺现象都是河流溯源侵蚀的结果。
2）侧蚀作用
河流一携带的泥沙为工具，并以自身的动能和溶解力对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河谷加宽的作用称为侧蚀作用。
侧蚀作用产生的原因，一是因为原始河床不可能完全笔直，一处微小的弯曲都将使河水主流线不再平行河岸而引起冲刷，致使弯曲程度越来越大；
二是河流中的各种障碍物，如浅滩，也能使主流线改变方向冲刷河岸。
河流的中下游以及平原区的河流，由于河床坡度较为平缓，侧蚀作用占主导地位。
左图是永定河妙峰山段，在该处，永定河河谷长在110米到150之间，河谷阶地发育良好，形成了明显的二级河流阶地。
其中一级与二级之间高差大约2至3米，一级阶地与河床之间的高差有2多。
延河流流向，右岸的山体大约有100米。
该地区河谷阶地为侵蚀阶地，且为单侧蚀阶地。
主要是由于河流的侧侵蚀，导致环流再加之地壳运动而形成。
河床多河卵石，磨圆度好。
阶地部位主要是粘性土，沙与卵石。
在河流的侵蚀作用下，在永定河两边形成不同的河岸特征，有凹岸和凸岸相间而成，在河流的侵蚀作用下，由于河流的侵蚀作用大形成的是凸岸，由于河流的沉积作用大形成的是凹岸，由于地下水位的下降永定河的河谷特征也完全暴露出来，在位于妙峰山山地有丁坝形成，河流的侵蚀作用形成的一级阶地二级阶地有各自不同的作用和功能，一级阶地适合种植和房屋建筑，二级阶地比较适合种植对于建筑不太合适。
我们所认知实习的河段，可见明显河流地质作用是侧蚀、下蚀作用。
由于是在枯水期，很容易观测到河漫滩，在老师的指导下，还对永定河在妙峰山段的路肩墙、丁坝进行了简单了解。
在妙峰山段附近沿途陆续构筑了约4段人工路肩墙，此处山底部紧邻永定河岸，也是河流的拐角处，河流的侵蚀作用强，使河岸的稳定性变差，进而也影响到铁路路基的稳定性，因此对山体进行了防护。
该段永定河曲流发育，凹岸侵蚀严重，河岸后退。
为了防止河流侧方侵蚀，保护路基稳固，在遭受侧方侵蚀的地段已修筑路肩墙。
另外利用丰沙二线的弃渣，堆成丁坝，改变水流主线方向，将侵蚀水流引开，从而保护凹岸路基。
下图是永定河妙峰山段河谷地质结构图：
地质构造的基本类型可分为水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造等。
地壳表层沉积的产状近似于水平的原始岩层称为水平构造。
由于地壳运动使原始水平岩层发生倾斜，岩层面与水平面之间有一定夹角的岩层称为倾斜构造。
当岩层继续受到构造力作用时，则产生一系列的弯曲变形，使岩层形成褶皱构造。
随着作用了的进一步加强，当应力超过岩石的强度极限时，岩层便产生破裂错动形成断裂构造。
褶皱构造和断裂构造是最主要的构造类型。
褶皱:
岩石中面状构造（如层理﹑劈理或片理等）形成的弯曲。
单个的弯曲也称褶曲。
褶皱的面向上弯曲﹐两侧相背倾斜﹐称为背斜﹔褶皱面向下弯曲﹐两侧相向倾斜﹐称为向斜。
如组成褶皱的各岩层间的时代顺序清楚﹐则较老岩层位于核心的褶皱称为背斜﹔较新岩层位于核心的褶皱称为向斜。
正常情况下﹐背斜呈背形﹐向斜呈向形﹐是褶皱的两种基本形式。
单个褶皱大者可延伸数十公里﹐小者可见于手标本或在显微镜下才能见到。
褶皱要素：
褶皱的基本组成部分﹐用以描述褶皱的形态和产状。
包括﹕①核﹐褶皱的中心部位﹔②翼﹐泛指核部两侧比较平直的部分﹔③轴迹﹐褶皱面从一翼过渡到另一翼时出露的轴部﹔④枢纽﹐同一褶皱面上最大弯曲点的连线﹔⑤轴面﹐各相邻褶皱面的枢纽联成的面﹐可以是平面﹐也可以是不规则的曲面﹐轴面与地面或其他面的交线称为该面上的轴迹﹔⑥轴﹐理想的圆柱状褶皱可以由一条平行其自身移动而描绘出该褶皱面弯曲形态的直线﹐这一直线又称为褶轴。
褶轴只是具有表明几何方位意义的线段﹐圆柱状褶皱的枢纽方向代表了褶轴的方向。
非圆柱状褶皱可有枢纽线而没有统一的褶轴﹐只有把它分解成许多近似圆柱状褶皱的区段﹐才可分别确定其褶轴﹔脊线和槽线﹐在横剖面上褶皱面的最高点称为脊﹐同一褶皱面上脊的连线称为脊线﹔反之﹐褶皱面在剖面上的最低点称槽﹐同一褶皱面上槽的连线称为槽线。
根据单个褶皱的枢纽及轴面的产状分为﹕①直立水平褶皱﹐轴面近于直立（倾角80°
～90°
）﹐枢纽近于水平（0°
～10°
）﹔②直立倾伏褶皱﹐轴面近于直立﹐枢纽倾伏角10°
～70°
﹔③倾竖褶皱﹐轴面和枢纽均近于直立﹔④斜歪水平褶皱﹐轴面倾斜（倾角20°
～80°
）﹐枢纽近水平﹔⑤斜歪倾伏褶皱﹐轴面倾斜﹐枢纽倾伏﹔⑥平卧褶皱﹐轴面和枢纽均近于水平﹔⑦斜卧褶皱﹐轴面和枢纽的倾向和倾角基本一致﹐轴面倾角20°
下图是妙峰山，该山由三个向斜两个背斜组成。
其中，靠近西南方向的向斜中的岩层特别陡。
说明地质构造过程中，在西南方向上有一个大的断层，所以此褶皱在形成过程中被挤压，故其岩层明显比其它的要陡。
向上看，中间的背斜的顶部岩层已被风化剥蚀掉。
在其右岸可以明显地看到箱形褶皱的构造和箱形核部的一侧。
在地壳运动的作用下，妙峰山上有一条大的断层，越靠近断层，褶皱越紧密。
在最北西侧山体的一部分由于受到分化作用而缺失。
断层：
岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造称断层。
下图是断层示意图：
地壳中的一个裂口或破裂带，而且沿着它相邻的岩体发生了运动。
断层长度变化很大，从几厘米至几百公里不等，两盘之间的位移量也可有这样大的变化。
断层是构造运动中广泛发育的构造形态。
它大小不一、规模不等，小的不足一米，大到数百、上千千米。
但都破坏了岩层的连续性和完整性。
在断层带上往往岩石破碎，易被风化侵蚀。
沿断层线常常发育为沟谷，有时出现泉或湖
断层的种类：
根据断层线上原来相邻接的两点在断层运动中的相对运动状况可以将断层分类。
如果它们的运动只在水平方向上，并且平行于断层面，那么这断层叫平移断层。
平移向断层又进一步分为右滑和左滑断层。
两盘相对运动方向界于走向滑动断层和倾向滑动断层之间的，叫斜向滑动断层。
上盘相对下盘向下运动的倾向滑动断层是正断层。
上盘相对于下盘向上运动的倾向滑动断层是逆断层。
野外认识断层及其性质的主要标志是：
①地层、岩脉、矿脉等地质体在平面或剖面上突然中断或错开。
②地层的重复或缺失，这是断层走向与地层走向大致平行的正断层或逆断层常见的一种现象，在断层倾向与地层倾向相反，或二者倾向相同但断层倾角小于地层倾角的情况下，地层重复表明为正断层，地层缺失则为逆断层。
③擦痕，断层面上两盘岩石相互摩擦留下的痕迹，可用来鉴别两盘运动方向进而确定断层性质。
④牵引构造。
断层运动时断层近旁岩层受到拖曳造成的局部弧形弯曲，其凸出的方向大体指示了所在盘的相对运动方向。
⑤由断层两盘岩石碎块构成的断层角砾岩、断层运动碾磨成粉末状断层泥等的出现表明该处存在断层。
此外还可根据地貌特征（如错断山脊、断层陡崖、水系突然改向）来识别断层的存在。
永定河断裂带：
近年来，地质工作者经过野外调查，并结合卫星、航空遥感图象的判读，认为存在一条大,致于永定河现行下游河道并列或重合的断裂带。
它起雁翅，经安家庄、清水涧、落坡领、王平村、斜河涧、三家店、军庄，进入军庄沟，消失在西杨坨一带。
这条断裂带与现行河道不相符的地方，是它穿行斜河涧至三家店之间，然后掉转头到军庄，而现行河道是自斜河涧经军庄，才到三家店。
不过，断裂带走向，恰恰是距今70万年以前，早更新世时古永定河的流向。
当时，古永定河也经军庄沟，东北流向海淀区清河。
断裂带破坏了沿途的地层结构，岩石破碎，是最易发育成河谷的线性地带。
下图是妙峰山的褶曲示意图及部分断层示意图：
第三部分结论及建议
工程地质实习是土木工程专业的基础实习，是理论教学的重要组成部分。
其目的是让学生亲临大自然，应用已学过的理论知识，分析地质构造、岩层性质及产状等，具体分析可能的工程地质问题，巩固所学的理论知识。
培养学生动手能力、分析具体问题的能力、观察事物的能力。
这次实习学到了许多在书本上学不到的东西，受益匪浅。
在本次实习中真正掌握了用罗盘测岩层的方法，通过实习认识到只靠书本知识是不能够完全解决实际问题的，在掌握了基本知识的基础上，必须进行实践活动来加以巩固。
对于实习，我想提一点小小的建议。
因为实习是很有意思也很有意义的事，对于学习很有帮助，增加实习的时间、次数、实习指导老师。
由于老师太少，实习的时候大家里一圈外一圈的围着老师听，还有些同学甚至听不到老师在说什么，所以效果不怎么好。
我觉得，长期的、多次数的小团体实习教学更有利于我们掌握真正的知识！
第四部分结束语
在2天的实地考察中，我们和老师走在一起，学在一起，老师给我们进行的详细举例说明，让我们更容易理解记忆书上的各种定义，更容易理解各种插图所代表的含义；
也增强了我们的实践能力，如如何使用地质罗盘测岩石的产状、粗约测量山体的高度等。
老师的讲解让我知道了书本上的东西都是死的，如果你不和实际联系起来的话所学的只能变成无用的东西，所以我觉得应该尽量多的去实践，只有通过实践，我们才能证实自己关于课堂上的迷惑，开阔了自己的认知视野，也增进了我对理论知识的进一步了解。
实践是检验真理的唯一标准，只有通过实践积累了经验，才能为一后的工作打下良好基础。
实践是大学生活的第二课堂,是知识常新和发展的源泉,是检验真理的试金石,也是大学生锻炼成长的有效途径。
一个人的知识和能力只有在实践中才能发挥作用,才能得到丰富、完善和发展。
大学生成长,就要勤于实践,将所学的理论知识与实践相结合一起,在实践中继续学习,不断总结,逐步完善,有所创新,并在实践中提高自己由知识、能力、智慧等因素融合成的综合素质和能力,为自己事业的成功打下良好的基础。
这一次实习，收获的不仅是知识，更是一种心态。
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