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1、2013级嵩山地质实习报告院校:华北水利水电大学 学院:资源与环境学院 专业:地质工程(灾害管理)学号: 姓名:wtt 完成日期2014年6月26号目录引言2第一章 地层第一节:新太古界21:石牌河组2:郭家窑组3:老羊沟组第二节:元古界2 1:罗汉洞组2:五指岭组3:庙坡山组4:花峪组第三节:古生界2(一)寒武系1:辛集组2:馒头组3:张夏组4:崮山组(二) 奥陶系(三) 二叠系 1:下石盒子组2:上石盒子组 第四节:新生界 3(一)古近系(二)第四系第二章 岩性一 火成岩41. 花岗岩2. 辉绿岩二沉积岩51.砂岩2.砾岩及角砾岩三变质岩61灰岩.2.石英岩第三章 构造6(1)断裂1.节理
2、2.劈理3.断层结束语8引言嵩山古老的岩石系形成于23亿年前,此前,嵩山是一望无际的大海,据中外地质学家考察,嵩山岩石发育完整,在地球发展历史上,历太古代、元古代、古生代、中生代、新生代五代,习称为“五世同堂”。嵩山地区的岩浆岩、沉积岩、变质岩的出露,构成了中国最古老的岩系,登封群的“登封朵岩”。据中国地质界测定,这里是世界上稀有的自然地质宝库。据地质学家考察,经过23亿年的“ 嵩阳运动”,8亿年前的“中岳运动”,5、6亿年前“少林运动”,才结束了地质史上的元古代,进入了古生代的寒武纪和奥陶纪。又经过约两亿年,此处地壳上升至海平面以上,因其受风化和剥蚀作用,形成了嵩山地区的含煤地层。两亿三千年
3、前后,中国的版土上,又发生了一次延续很长时间的地壳运动,南北广大地区的“燕山运动”,嵩山地区受到南北方向的推挤,形成了今天的山势地貌。第一章:地层地层即地壳上部成带状分布的层状岩石或堆积物,是地壳演化历史的物质记录。时代上讲,地层有老与新,具有时间的概念。第一节 新太古界 嵩山地区时代最老的底层为新太古界登封群,主要分布在登封市君召乡以北的老羊沟、石牌河等地,在登封城区片麻岩套中仅呈零星包体产出。 1. 石牌河组 主要岩性为黑云斜长变粒岩,局部混合岩化强烈,呈条 带状、条纹状和变斑状混合岩和均质混合岩。原岩为基性火山夹中酸性火山岩和少量沉积岩。该组厚度大于256m。 2. 郭家窑组,岩性为斜长
4、角闪片岩、二云变粒岩、二云石英片岩、角 闪变粒岩、黑云变粒岩,夹钙质绢云绿泥片岩、薄层大理岩和黑云斜长片麻岩等,以灰绿色斜长角闪岩类为主要特征。原岩以基性火山岩为主,在变质岩较浅地段可见杏仁、气孔、集块和火山角砾等火山岩构造,其中夹少量酸性火山岩和正常沉积的碎屑及碳酸盐岩。有大量中基性酸性岩脉侵入,有些地段混合岩化强烈。该组厚857m。 3. 老羊沟组,下部为白云母和石英片岩、白云母片岩,夹斜长角闪片岩和少量石英片岩、条带状磁铁石英岩;上部主要为绢云石英片岩,绿泥石英片岩、绿泥石英片岩夹变质砾岩和含砾绿泥石英片岩。该组厚630m。第二节 元古界嵩山地区元古界由嵩山群组成,岩性主要为石英岩,嵩山
5、群构成中岳嵩山骨干,故又称嵩山石英岩。嵩山群自上而下分为四个组罗汉洞组,五指岭组,庙坡山组,花峪组,为一套碎屑岩夹碳酸盐组合,是浅变质强变形沉积地层。嵩山群与下伏登封群和上覆五佛山群均为不整合接触。1.罗汉洞组 为一套单调而稳定的石英岩层,下部为中粗粒石英岩,底 部有13层石英砾岩;中部为中细粒石英岩;上部为中粗粒石英岩,夹绢云石英片岩。岩石单层厚度较大,一般为厚巨厚层状,单层厚度达15m。罗汉洞组厚490750m。下部以底砾岩为标志与登封群不整合接触;上部以石英岩层为基本结束、绢云石英片岩大量出现为标志与五指岭组呈整合接触关系。 2.五指岭组 按照岩石组合可把五指岭组自下而上分为三个岩性段。
6、岩层属滨海浅海沉积环境。在五指岭地区该组厚747.5m。 3. 庙坡山组 为一套单调而稳定的石英岩层,主要岩性为石英岩。下部粒度细,为白浅绿色细粒石英岩;上部力度较粗,为红色中粒石英岩夹大量黑色磁铁矿条带 。岩性中具交错和波痕等沉积构造,属浅海滨海沉积环境。庙坡山组岩性坚硬、难以风化,性脆,节理发育,易脆裂。庙坡组上、下均以石英岩为标志,分别为五指岭组、花峪组呈整合接触。该组厚275m。 4.花峪组 分布于井湾,五指岭一带,岩性为绢云千枚岩、石英岩、白 云石大理岩等,。下以杂色千枚岩或变质砂岩为标志,与庙坡山组呈整合接触;上被马鞍山组底砾岩不整合覆盖。层内多发育交错层理和波痕。属浅海陆架沉积环
7、境。该组厚129m。第三节 古生界一 寒武系 1.辛集组 广泛分布于嵩山和箕山。下部为淡红、灰白色砾岩,中部为钙质石英砂岩,上部为钙质灰岩和泥灰岩。岩石碎屑粒度由上向下由粗变细、钙质成分增多。该组厚19.8m。辛集组底部以底砾岩为标志,与下伏地层古元古界五指岭组呈角度不整合接触,上以石英砂岩消失、厚层角砾状白云质灰岩出现为标志而与朱砂洞组呈整合接触。 2.馒头组 岩石组合以紫红色叶岩为特征,夹灰岩、白云岩、云泥岩和砂岩。下部夹较多的黄灰色、砖红色泥质灰岩、泥质白云岩、云泥岩,中部夹较多的暗紫红色石英粉砂岩、泥质鲕状灰岩以及少量薄层海绿石石英砂岩和灰岩透镜体,上部以黄绿色叶岩为主,夹泥质条带鲕状
8、灰岩、泥质条带砂屑灰岩。该组厚278.86m。 该组底以与朱砂洞组连续的灰岩或白云岩结束、杂色叶岩或泥灰岩、云泥岩出现划界,与朱砂洞组呈整合接触;顶以杂色叶岩或砂岩结束、连续的鲕状灰岩出现划界,与张夏组呈整合接触。 3.张夏组 主要岩性为灰深灰色厚巨厚层鲕状灰岩,夹厚层鲕状白云质灰岩、泥质条带鲕状粒岩和豆状、竹叶状叶岩为其特征。该组厚110208。 张夏组下部以馒头组叶岩夹灰岩结束、厚曾鲕状灰岩出现为该组之底,标志明显;其顶部以见到深灰色厚层白云岩与崮山组分界,二者岩石分化外表较易识别。 4.崮山组 岩性以深灰色厚层鲕状白云质灰岩为主,顶部有一层橘黄色灰黄色薄板状泥质条带白云质灰岩。崮山组顶部
9、一层橘黄、灰黄色薄板状泥质条带白云质灰岩,可作为标志层与炒米店组分界,底部以张夏组厚层鲕状灰岩结束、灰黄色薄层灰岩出现为界二 奥陶系 嵩山地区缺失上奥陶统,仅有中、下奥陶统马家沟组,分布与北部偃师市、巩义市与登封市交界地区和东部告成至新密市、禹州市一带,登封唐庄附近亦有零星出露,南部广大地区缺失。实习路线中的稻田沟一带就缺失奥陶系,寒武系崮山组直接与石炭系本溪组接触。属于稳定地台上的陆表海碳酸盐岩沉积。三 二叠系 下石盒子组 由黄绿色粉砂质粘土岩、粘土岩夹细长石石英砂岩、粉砂岩、碳质粘土岩和煤线(煤层)组成,为一套三角洲相含煤沉积。底部为浅黄色厚层中粗粒长石石英砂岩,含菱铁质结核,硅、铁质胶结
10、,称砂锅窑砂岩。中上部含灰紫、灰黄、灰红等杂色含紫斑粉砂质粘土岩,称大紫斑泥岩。 下石盒子组以砂锅窑砂岩为底界与山西组呈整合接触,以田家沟砂岩底面为界与上石盒子组呈整合接触。该组厚60140m 。第四节 新生界一、 古近系嵩山地区古近系发育不全,只有始新统张家村组,分布于东金店盆地的告成、大金店附近。张家村组不整合覆盖于三迭系不同层位之上,其上部被新近系洛阳组不整合覆盖。该组在肖家沟一带厚达1100m,向东逐渐变薄以至尖灭。张家村组下部为鲜红、砖红色砾岩、含砾砂岩与中厚层中粗粒长石石英砂岩互层,底部砾岩层数较多,砾岩层厚0.31m,砾以紫红色石英砂岩、脉石英、灰岩等为主,砾径37cm,大小混杂
11、,不具分选型,半滚圆。下部砂岩中水平层理、斜层理发育,层面微波痕清晰,为洪积河流冲击沉积。下部为暗紫红、砖红色细粒长石石英砂岩与砂质泥岩互层。上部为暗红、砖红色薄层至中厚层钙质粉砂岩与砂质泥岩互层,为一套含盐碎屑沉积建造。二,第四系在本次实习中并未观察到。第二章:岩性岩石是在各种地质作用下,按一定方式结合而成的矿物集合体,它是够成地壳及地幔的主要物质。岩石不仅是地质作用的产物,而且是地质作用的对象,根据成因,岩石可以分为三大类:火成岩、沉积岩和变质岩。一 火成岩 岩浆岩是由岩浆冷凝结晶形成的岩石,约占地壳总体积的65%,而火成岩中也以岩浆岩为主。从我们在嵩山实习的实际情况来说,我们实习的关于火
12、成岩的主要内容就是岩浆岩。 嵩山岩浆岩的形成主要有四个时期:第一个时期是约27亿年前的太古代早期,这个时期的岩浆岩以基性和中基性为主,但现在大多都已变质,代表性的岩浆岩主要有角闪片岩、黑云角闪片岩;第二个时期是大约26-25亿年前的新太古代晚期,这个时期的岩石占整个新太古代岩石的90%,以酸性岩为主,尤其以花岗岩为主;以形成侵入岩为主的23-21亿年前的元古代早期为第三个时期,这个时期形成的侵入岩主要有辉绿伟晶岩和钾长花岗岩,但现在大多都以变质;最后一个时期是18-16亿年前的中元古代早期,形成的主要是碱性花岗岩,同时也是登封地区最为典型的花岗岩。在这次实习中,我们所学习的及采集到的岩浆岩有花
13、岗岩和辉绿岩。在书院河右岸见到的花岗岩,基本上已经完全风化;在逍遥谷见到的辉绿岩墙。(1)花岗岩 花岗岩是分布最广的深成岩类,是酸性岩的典型代表。我们这次在嵩山实习中见到的有两种花岗岩:一种是出露地表的花岗岩,另一种是侵入花岗岩。 侵入花岗岩是指岩浆侵入形成的花岗岩。6月21日在书院河右岸见到了岩浆侵入到石英岩内。此处的侵入体就是花岗岩,这种侵入花岗岩的主要矿物是石英、云母、正长石、斜长石。由于花岗岩里面含有长石,在自然界中容易风化,变成高龄石,此处花岗岩已经完全风化,易碎,用地质锤轻敲即会破碎。而作为围岩的是石英岩,棱角分明,属变质岩,硬度7,不容易风化,用地质锤很难敲掉一小块,化学性质稳定
14、。 此处的侵入岩(侵入花岗岩)与围岩(石英岩)接触处的特点主要有岩石为褐色、破碎的厉害、接触间线呈锯齿状或港湾状、岩浆与围岩接触的地方有俘虏体(如图1-3)。(2)辉绿岩 辉绿岩为基性浅成岩,近于黑色、或灰绿、黑灰色,一般为细粒到中粒结构,多呈岩床、岩墙产出。 在登封逍遥沟处我们看到了辉绿岩墙,能明显看到岩墙与两侧围岩的间线分明,左侧较直,右侧上部呈锯齿状,岩石破碎、节理发育。岩墙上部较窄,大约有7米,下部较宽,有10米左右,高36米,辉绿岩呈灰绿色、暗灰色,辉绿结构(斜长石和辉石颗粒大小近似,但斜长石比辉石,稍自形,而且在自形的板状斜长石组成的三角形空隙中填充着其它形辉石),有少量橄榄石和角
15、闪石,含铁量高,节理发育。发育三组原生节理。节理产状:1: 265632:263263:33277如图所示:辉绿岩墙剖面示意图1-1二 沉积岩暴露在地壳表部的岩石,在地球发展过程中,不可避免地要遭受到各种外力作用的剥蚀破坏,经过破坏而形成的碎屑物质在原地或经搬运沉积下来,再经过复杂的成岩作用而形成岩石,这些由外力作用形成的岩石就是沉积岩,约占地壳的5%。这次地质实习中见到的沉积岩主要是石英质砂岩,粉砂岩,砾岩,角砾岩等。1 砂岩,粉岩砂岩:粒度为2-0.0625mm的颗粒含量在50%以上的碎屑岩。砂岩的分布很广,碎屑成分主要是石英,长石和岩屑,还有少量的重矿物。砂岩的填隙物除了粘土杂质外,还常
16、见钙质,硅质,铁质等胶结物。小石淙河旁小路北边断层的下盘岩性主要是长石砂岩,及粉砂质泥岩,易风化,硬度弱能储水,植物可以生长。而南边上盘岩性主要为白云质灰岩,硬度大较难储水,植物很难生存,最终造成了下盘植被丰茂,上盘岩石光秃的现象。罗汉院附近河道的河谷主要成分为石英砂岩,由于含有少量的含铁矿物致使岩石略显褐色,硬度大。唐窑村石料加工厂旁边见到了粉砂质页岩,泥质结构,层理构造,含有白云母碎片和粘土矿物。岩层产状:31017 2 砾岩及角砾岩。砾岩:圆及次圆状砾石含量50%的岩石。角砾岩:棱角及次棱角状砾石含量50%的岩石。嵩阳书院附近的干涸河道以及河道和小路交汇处看到的砾岩。白灰色,磨圆度好,分
17、选度一般,碎屑物质主要是石英岩,填隙物最大直径为9,最小直径为0.5,一般为3-4较为常见。6月20号见到了关口砾岩。略显紫红色碎屑结构,硅质胶结物,粒状基底式胶结,碎屑物质主要是石英岩,磨圆度一般,分选度较差,填隙物最大直径为5,最小直径为0.5,一般为2-3较为常见。三 变质岩 变质岩就是经变质作用形成的岩石。变质岩分两种,由火成岩形成的变质岩称正变质岩;由沉积作用形成的变质岩称副变质岩。这次地质实习中见到的变质岩主要是灰岩,白云质灰岩,石英岩,混合岩等。1 灰岩石淙河左岸以及小路南岸的断层上盘主要岩性以白云质灰岩为主,硬度大,属于可溶性岩石,在石淙河两岸见到了溶洞,溶沟,天生桥等典型的喀
18、斯特地貌。喀斯特地貌形式的条件是1.可溶性的岩石(碳酸盐类岩石,硫酸盐类岩石和卤盐类岩石)2.流水的作用3.气候的影响。唐窑村废弃的采石场岩石主要以灰岩为主(鲕状,竹叶状,条带状)隐晶质结构,层理构造。2. 石英岩嵩阳书院附近的干涸河道里以及在启母阙启母石(崩塌现象)岩石主要以石英岩为主,灰白色,变晶结构,块状构造,主要矿物为石英(含量70%),属于变质岩中的区域变质岩。书院河西岸断层的岩性为石英岩,有马尾状黑色条纹,其中的黑色成分是含铁矿物,风化后会变为褐铁色。灰白色,变晶结构,块状构造,硬度大,不易风化,性质稳定。3. 混合岩6月19号在通向嵩顶的小道边上见到一块条带状的混合岩,脉体成条带
19、状分布在基体的片理中,条带状构造。具有较好的片理,脉体的物质成分是花岗岩,厚度不大,注入交代作用形成的,代表混合岩化作用程度中等。第三章:构造内力引起的地壳乃至岩石圈变形、变位的作用,叫做构造运动。一般来说,构造运动和地壳运动的含义大致相同,嵩山这块地质宝藏的地壳运动非常显著,主要有距今25亿年的嵩阳运动、18亿年的中岳运动和5.43亿年的少林运动。这次嵩山地质实习中所见到的构造主要是断层和节理,劈理在这次实习中没有见到。(1)断裂断裂分为节理、劈理和断层。我们这次嵩山实习,主要学习了断层。1.节理6月20号在唐窑村采石场见到岩体张节理和剪节理并存,但以剪节理为主,2.劈理3.断层小石淙旁的小路的两边见到一个正断层,上盘下降,下盘相对上升两侧相对的岩层互相分离,南边为断层的上盘,北边为断层的下盘。该断层经历风化以及地质运动最终形成现在的结果。断层面的产状:34051下盘的产状:18117河道右岸见到一个正断层,可见明显的擦痕,镜面以及阶步。断层产状:176506月20号在唐窑村采石场南侧见到一个正断层,上盘下降,下盘相对上升断层的产状:14075
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