岳麓山地质认知实习报告
岳麓⼭地质认知实习报告
⽬录
第⼀章前⾔ 3
第⼆章地层3—8
第三章构造9
第⼀节断层9—12
第⼆节节理12—13
第三节褶皱13—18 第四章岩浆岩19—20 第五章湘江河⾕地貌与沉积特征及地下⽔20—25 第六章边坡25
第七章结束语26
第⼀章前⾔
地质学的研究对象是地球,地球包括固体地球及其外部的⼤⽓。固体地球包括最外层的地壳、中间的地幔及地核三个主要的层圈。⽬前,主要是研究固体地球上层,即地壳和地幔的上部。
地质学在理论上和解决实际问题上都担负着重⼤的使命。所以地质学更具有重⼤的实践意义,它与国家的建设及⼈民的⽣活息息相关。地质学要⽤⾃⼰的理论和⽅法,指导⼈们寻粳稻、更经济适⽤的矿物资源。⽽地下⽔是⽣活与⽣产中不可缺少的资源。我国许多地区,尤其是西北,地表相当缺乏,在这些地区,可以说,到了地下⽔,就⽆异于到了粮⾷。上述所有⾦属与⾮⾦属矿产、能源与地下⽔资源都需要⽤地质学的理论和实践去查明。
野外现场教学和实习是地质类专业学习的重要环节,在校⽣学习理论知识的同时也需要出野外实践。学⽣通过在野外多认识⼀些地质现象,要求学⽣学会初步掌握罗盘的使⽤,提⾼对地质野外的分析观察能⼒。
第⼆章地层
地层是在⼀定地质时期内所形成的层状岩⽯(含沉积物)。岩状岩⽯泛称为岩层。地层形成时事⽔平的或近于⽔平的,并且,较⽼的地层先形成,位于较下部位,较新的地层后形成,覆于较上部位。
1、地层的分布:元古界板溪五强溪组下部紫红⾊
板岩、砂质板岩、变质⽯英砂岩,中部厚层状、
块状灰⽩⾊变质⽯英砂岩、含砾⽯英砂岩,上部
浅灰⾊、紫红⾊、灰黄⾊砂质板岩、粘⼟质板岩、
凝灰质板岩。厚1366-2425⽶。
2、时代年鉴表:
3、泥盆统系砂岩、粉砂岩、泥灰岩
①中泥盆统跳马涧组下部灰⽩⾊⽯英砂岩、砂砾岩、砾岩,上
部紫红⾊泥页岩、粉砂岩厚61-204⽶。
②中泥盆统棋⼦桥组下段灰⾊、灰黄⾊—厚层状泥灰岩,风化
后为黄⼟⾊泥岩,延时致密坚硬,节理裂隙发育。
③上泥盆统佘⽥桥组灰⽩⾊、灰绿⾊薄质砂质页岩、下部夹泥
灰岩,上部夹⽯英砂岩过度为厚层状、块状⽯英砂岩、含砾⽯英砂岩。厚度238.5⽶。厚层状、块状⽯英砂岩,岩⽯致密坚硬,节理裂隙有发育。
④上泥盆统锡矿⼭组灰⽩⾊薄质中层细粒⽯英砂岩夹灰绿⾊云
母砂质页岩、页状粉砂岩及黄⾊页岩。厚度31.7⽶。
跳马涧
3、第四系残积洪积层褐黄⾊粉质粘⼟,不均匀地含
有碎⽯、块⽯,含量约为20-40%,最⼤含量>50%。
碎⽯、块⽯成分随母岩岩性的不同⽽不同,⼀般
为砂岩、粉砂岩、泥质砂岩、硅质岩、变质岩等,
粒径⼀般为2—25cm。粉质粘⼟为硬塑——坚硬
状态,主要分布在⼭坡及坡脚的低洼处、冲沟沟
⼝、新河三⾓洲等地,厚约0—15.5⽶左右。
4、第四季冲洪积层粉质粘⼟红⾊,局部为粘⼟,部
分地段过度为粉⼟或间夹砂、砂砾,颗粒随深度
的增加由细向粗变化。具⽹纹斑状结构。随深度
的增加颜⾊变浅,通常,上部为棕红⾊夹⽹状或
蠕⾍状的灰⽩⾊斑状,下部转为黄褐⾊与灰⽩⾊
花斑状结构。上部坚硬,向下渐变为硬塑,可塑
状态。层厚约3—12⽶不等。该层多为河漫滩相
冲击物。在粉质粘⼟层地步的局部地段埋藏中密
度的细砂或粉砂,0.3—6.3⽶左右、该层在微承
压地下⽔作⽤下,当基础施⼯或振动时,易产⽣
液化;另在该层底部埋藏有第四系中更新统冲击
加沼泽沉积层,为灰⿊⾊,含腐植物的淤泥质粉
砂质粘⼟,呈软塑状态,厚达1.9—3.5⽶,它的
存在对⾼层建筑深基础的地基定性不利,为上、
中、下更新统上部河漫滩相冲击物。
5、第四系冲洪积圆粒或砾⽯该层以硅质岩砾⽯为
主,砾⽯直径0.5—5.8cm,圆或次圆状。含中粗
砂30—40%,或粘⼟39—40%,为中秘或密实状
态,极不地段发育不全,过度为中粗砂或粉质粘
⼟含砾⽯层,分布于⼤的冲沟部位,新河三⾓洲
及浏阳河,湘江阶地。厚0.8—8⽶不等。该层属
河床向冲击物。构成全新统底部或上、中、下更
新统的底部。
6、地层划分与对⽐
按其沉积顺序先后对某地层进⾏分层并定出地层时代,叫做地层划分。将已划分的地层与相邻地区的地层进⾏⽐较,叫做地层对⽐,其⽬的是确定地层的⽣成顺序时代:分析地层形成环境。
①构造学⽅法地层的整合、不整合接触关系式地壳运动的反
映,因此将不整合的上下两套地层划分开来。
②岩⽯学⽅法利⽤岩性和岩相的不同来划分对⽐地层。例桃
花岭地区⼭脊上分布的灰⽩⾊厚层状含砾⽯英岩与相邻的桃花岭西北坡紫红⾊、黄绿⾊等杂⾊砂质板岩、粉砂质板岩明显不同,前者层⾯波痕,⼤型斜层理发育,属滨海相,
后者为浅海相沉积,两者之间虽⽆不整合⾯,但可根据岩
性和岩相不同划分开来。
地质1002班野外实习队在8⽉29⽇在校本部的后⼭部队、丁⽂江墓观察到整合接触关系。
后⼭部队为中泥盆统棋梓桥组薄质中厚层的⽩⾊泥灰岩,其主要成分为粘⼟,结构为泥质结构,层理构造。产状为
NW265°∠33°。
丁⽂江墓为中泥盆统棋梓桥组薄质中厚层杂⾊含砾砂岩。产状为SE135°∠47°
第三章构造
因为实习区内地质构造较简单,湘江以西是以湖南⼤学为中⼼,其核⼼部为⽯炭系,东翼缺失的不对称的古⽣代地层构成向斜构造;湘江以东是⽩垩纪为基地的第四系河流冲击物构成的接地。断裂构造亦有发育,但规模不⼤。
地貌特征及构造的关系:单⾯⼭,及⼭体—侧⼭坡⾯为单斜岩层的层⾯,但坡脚⼤于45°,⼭体之另⼀侧⼭坡坡⾯较陡。古⼈塘、⽗⼦洼⼉沟⼀带的低⼭,属这⼀类;猪背⼭,⼭体⼀侧的⼭坡坡⾯较陡,所形成之⼭脊很像猪背,桃花岭既为猪背⼭;断层⾕,风车⼝⾄腊⼋寺地貌上为⼀⾕地,结合风车⼝及腊⼋寺⼝的地质现象(地层⾛向上的中断、牵引现象等),腊⼋寺沟为⼀横向平移断层,该⾕地为断层⾕。
构造中产状的三要素是:⾛向、倾向和倾⾓。
⾛向:层⾯与假象⽔平⾯交线的⽅向,它标志着岩层的延伸⽅向。
倾向:层⾯与⾛向垂直并指向下⽅的直线,称为倾斜线,它的⽔平投影所致的⽅向即为倾向。它代表层⾯倾斜的⽅向,恒与⾛向垂直。
倾⾓:层⾯与假象⽔平⾯的最⼤交⾓。沿倾向⽅向测量,称为真倾⾓。沿其他它⽅向测量的交⾓均较真倾⾓为⼩,称为视倾⾓。视倾⾓所包含的岩层倾斜⽅向称为视倾向。
在确定了空间位置即地层产状之后,就要细致的观察地层的构造。实习区域内地质构造较简单。下⾯分成三个⼩节来详细介绍在实习区域观察到的主要构造。
第⼀节断层
在野外,往往由于风化作⽤强烈,⼟壤及残积厚层,基岩出露情况不好,断层⾯难以清晰完整的看到。如果根据地形、地物等证据能较准确的判定断层确实存在,只要到该断层的三个较为确切的断层点,就可利⽤三点⼀⾯的原理来确定断层⾯的位置,并较为准确的估计断层产状,从⽽判定断层性质。⽗⼦洼⼉沟断层产状性质就是这样确定的。
1、在桃花岭风车⼝两侧地层有元古界板溪组中段Ptbnw2平移断层,产状是SE148°∠54°,SE152°∠47°,主要成分是含砾⽯英砂⽯(颗粒较⼤),变余的沙砾结构,具有节理发育,呈柳叶状页形排列,颜⾊是紫红⾊砂岩。
2、我们地质实习队8⽉30⽇位于距洪世庵⽔库SE110°200⽶处有板溪五强溪组中段Ptbnw2和中泥盆统D2的断层。
板溪五强溪组中段Ptbnw2的断层产状为°167∠36°,主要是含
砾⽯英砂岩,成分为⽯英,长⽯,变余结构。中泥盆统D2的断层产状为°135∠40°,成分为紫红⾊薄质中厚层⽯英砂岩,沙粒结构,层理构造,有节理发育。存在差异风化现象,接触关系为⾓度不整合,原因是产状不⼀致。
3、我们地质实习队8⽉29⽇在校本部后⼭部队观察到存在中泥盆统棋梓桥组(D2q)的正断层,产状为SW265°∠33°,为灰⽩⾊薄质中厚岩,成分为泥灰岩,具有构造现象,泥质结构层理构造。
4、我们地质实习队8⽉30⽇在绿娥岭东侧腊⼋寺沟头有元古界
五强溪组下段Ptbnw1的桃花岭⼤背斜,产状为SW342°∠73°,为灰⽩⾊含砾⽯英砂岩,⽯英长⽯,变余砂砾结构,层理构造。挤压破碎带的证据:地层倒转与倒转褶皱的⼴泛发育;系列逆断层的发育;倒转褶曲⾯与⼀系列逆断层的倾向⼀致;长度、宽度均有⼀定规模的碎裂岩带、⾓砾岩带的存在。
第⼆节节理
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。按节理的成因,节理包括原⽣节理和次⽣节理两⼤类。
原⽣节理:成岩过程中形成的节理,如沉积岩中因缩⽔⽽造成的泥裂或⽕成岩冷却收缩⽽成的柱状节理;岩浆⼊侵过程中
由于流动作⽤及冷凝收缩产⽣的各种原⽣节理等。
次⽣节理:岩⽯成岩后形成的节理,包括⾮构造节理(风化节理)和构造节理。⾮构造节理,由外动⼒作⽤形成的,如风化作⽤、⼭崩或地滑等引起的节理,常局限于地表浅处。构造节理,由构造变形⽽成。
在桃花岭风车⼝处观察到元古界板溪中段Ptbnw2,棋盘状柳叶状节理。产状为SE148°∠54°,SE152°∠47°。含砾⽯英砂岩(颗粒较⼤),变余的沙砾结构。具有节理发育,刘烨页形状排列。紫红⾊砂岩,差异风⾏,因为抗风化不⼀样,有⾓度产状不⼀致所以是⾓度不整合。
第三节褶皱
褶皱是岩层的弯曲。单个弯曲称为褶曲。岩层褶皱后原有的空间位置和形态均已发⽣改变,但其联系性未收到破坏。褶皱的存在是构造运动的直观反映。
褶曲的形态多样,⼤⼩不⼀,依其形成环境和条件⽽定。
1、褶曲的⼏何要素翼岩层的两坡
翼曲岩层的两坡
核岩层的中⼼
轴⾯曲两翼近似对称⾯(假想⾯),它也可以是曲⾯,其产状随着褶曲形态的变化⽽变化。
枢纽⾯与层⾯的交线。枢纽的延长⽅向称为枢纽向,枢纽的倾斜称为枢纽倾伏。枢纽向与枢纽倾伏的状况随褶曲形态的变
化⽽变化。
地质学实习报告弧尖垂直于枢纽的切⾯上轴⾯与层⾯的交点,是层⾯弯曲最⼤的部位,同⼀层⾯上弧尖的连线就是枢纽。
轴线(轴迹)⾯与⽔平⾯或地⾯的交线。
褶曲的长、宽、⾼⽯决定褶曲⼤⼩的三要素,以同⼀褶曲层为测量基准。长,即枢纽的长度;宽式相邻两背斜(或向斜)弧尖的距离,在横剖⾯(垂直于枢纽的切⾯)上测量;⾼是相邻背斜弧尖与向斜弧尖间的距离,在横剖⾯上顺着轴⾯形迹测量。
2、褶曲的类型
褶曲的基本类型是背斜和向斜。原始⽔平岩层受⼒后向上凸曲者称为背斜,向下凹曲者称为向斜。实习区域内,桃花岭—绿娥岭⼤型背斜为主要代表。
背斜与向斜常常是并存的。相邻背斜之间为向斜,相邻向斜之间为背斜。相邻的向斜与背斜共⽤⼀个翼。
根据轴⾯的产状,褶曲可进⼀步分为:直⽴褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲。
根据横剖⾯的形态特点,褶曲可分为:扇形褶曲、箱形褶曲、单斜。
根据枢纽的产状,褶曲可分为:⽔平褶曲、倾伏褶曲。
根据长、宽的⽐率,褶曲可分为:线状褶曲、短轴褶曲、穹与盆、复背斜与复向斜。
3、褶曲的野外识别⽅法
褶曲⾸先判断褶皱是否存在并区别背斜与向斜,然后确定其形态特征。在少数情况下,如沿⼭区河⾕或公路两侧,岩层的弯曲常直接暴露,背斜或向斜易于识别。如岳麓⼭盘⼭公路距⽩鹤泉南东60⽶处的岩性构造点,即为很明显的背斜。但在多数情况下,地⾯岩层呈倾斜状态,岩层弯曲的全貌并⾮⼀⽬了然。
8⽉30⽇在桃花岭看到桃花岭⼤背斜:其核部向外,岩层由⽼到新分别为:泥灰岩、砂岩、含砾砂岩、砾岩。
8⽉31⽇在艺校后⼭:中泥盆统跳马涧紫⾊⽯英砂岩。A点NE345°∠46°,B点160°∠44°。岩性为紫红⾊⽯英砂岩,矿物成分是⽯英、长⽯,结构为砂砾结构。
9⽉2⽇在黄兴路⽅向NE165°150⽶处为岩性构造点,灰⽩⾊薄质中厚层的⽯英砂岩,结构为砂砾结构。北西翼产状
NW350°∠22°,南东翼SE137°∠22°。
9⽉2⽇在第九战区指挥部旧址,点性为岩性构造点,上泥盆统锡矿⼭组D3x,产状为SE312°∠60°,SE120°∠31°。北西翼出现缺失并发现有擦痕,平转折端张节理发育。
岩⽯变形之初,背斜为⾼地,向斜为低地,即背斜成⼭,向斜成⾕。这时的地形是地质构造的直观反映。但是经过较长时间剥蚀之后,地形发⽣变化,可能背斜变成低地或沟⾕,称为背斜⾕;向斜的地形较相邻背斜者为⾼,称为向斜⼭。这种地形⾼低与褶曲形态的凹凸相反现象称为地形倒置。
地形倒置的形成原因是背斜遭受剥蚀速度较向斜快。因为
背斜轴部(即褶曲枢纽所在部位)裂隙发育,岩层较为破碎,⽽且地形突出,剥蚀作⽤易于快速进⾏。向斜轴部岩层较为完整,并常有剥蚀产物在轴部堆积,起到“保护”作⽤,因此其剥蚀速度较背斜为慢。
除了地形倒置以外,有些⼭岭既⾮背斜也⾮向斜,⽽由单斜岩层组成,称为单斜⼭。单斜⼭中,如岩层倾⾓平缓,且顺岩层倾向⼀侧的⼭坡较缓,另⼀侧⼭坡较陡者,称为单⾯⼭;岩层倾⾓及两侧⼭坡均陡者,称为猪背⼭。在实习区域内,桃花岭即为猪背⼭。
同样,除了地形⾼低⽆法完全判断背斜或向斜之外,岩层的倾斜状况亦⾮判别背斜与向斜的可靠标志。因为直⽴褶曲或倾斜褶曲两翼岩层的倾斜放置固然相反,但倒转褶曲、同斜褶曲以及平卧褶曲的两翼岩层则均向同⼀⽅向倾斜,极为容易混淆。
褶曲存在的标志是在沿倾向⽅向上相同年代的岩层作对称式重复出现。就背斜⽽⾔,核部岩层较两侧岩层为⽼;就向斜⽽⾔,核部岩层较两侧岩层为新。如果进⼀步观测与⽐较两翼岩层层序及其倾向与倾⾓,即可确定褶曲的形态。
此外,了解褶曲的形成年代也是研究褶曲的任务。确定褶曲形成年代的基本原则是,褶曲的形成年代介于组成褶曲的最新岩层年代与为参加该褶曲的上覆最⽼岩层年代间。
第四章岩浆岩

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