山東交通學院 公路工程地質(zhì)實習報告

10月27日陰轉(zhuǎn)晴10月27日陰轉(zhuǎn)晴10月28日晴工程地質(zhì)實習是整個工程地質(zhì)學教學中十分重要的實踐環(huán)節(jié)，通過實地考察和現(xiàn)場實踐，獲得感性知識并鞏固和深化課程理論，使理論與實際相結(jié)合。此次地質(zhì)老師帶領(lǐng)我們參觀了山體、河床等與公路工程地質(zhì)有關(guān)的實物。此次實習的目的是掌握三大巖石基本類型及特征，認識斷層基本形式和學會使用羅盤測量巖層的產(chǎn)狀。時間：2012年10月27日—28日地點：長清區(qū)張夏鎮(zhèn)徐毛莊饅頭山、章丘市埠村鎮(zhèn)省道S243高速收費站南100米路西、夏灣村巴露河彎道處、省道S243K26+800處實習內(nèi)容：一：巖石的認識。練習野外描述巖性并認識太古界泰山群、寒武系地層饅頭組.徐莊組.毛莊組a.泰山群:混合花崗巖：混合花崗巖往往向四周漸變?yōu)槠渌愋偷幕旌蠋r，與圍巖沒有明顯的侵入接觸關(guān)系；混合花崗巖的巖性不均勻，結(jié)構(gòu)變化較大b.饅頭組：頁巖：饅頭組的頁巖包括灰黃色頁巖，紫、綠色頁巖，鮮紅色易碎頁巖等。頁巖是一種沉積巖，成分復(fù)雜，但都具有薄頁狀或薄片層狀的節(jié)理，主要是由黏土沉積經(jīng)壓力和溫度形成的巖石。灰?guī)r：俗稱石灰?guī)r，是一種沉積巖。幾乎由純的方解石構(gòu)成，其中較為常見的是粘土礦物、石英粉砂等。第一層是由頁巖組成，厚約兩米，巖層呈現(xiàn)黃綠色，局部呈現(xiàn)灰色，風化程度非常的嚴重，裂隙發(fā)育大，我們在工程中應(yīng)盡量避開。第二層是由石灰?guī)r組成，該層巖石深入山體，厚約四米，巖石呈灰綠色，此處的裂隙極有可能發(fā)育成溶洞，所以工程中應(yīng)注意勘探。第三層是頁巖，厚約八米，巖石呈現(xiàn)黃綠色，局部呈現(xiàn)褐色。第四層是由頁巖組成，厚約十三米，顏色顯紫色。第五層是由石灰?guī)r組成，厚度約六米，顏色呈現(xiàn)土黃色，裂隙發(fā)育輕微，有利于工程實施。第六層是由頁巖組成，厚度約四米，顏色呈現(xiàn)黃綠色。第七層是由石灰?guī)r組成，厚度約兩米，顏色呈現(xiàn)綠色，空隙發(fā)育，石灰?guī)r表面覆蓋物為填充在裂隙中的雜質(zhì)。第八層為頁巖，厚度約七米，顏色為紫紅色風化程度比較大。第九層為石灰?guī)r，厚度約兩米，顏色為灰白色，縱向裂隙發(fā)育比較大，但是橫向裂隙發(fā)育小，前度較高。第十層是由頁巖組成，厚度約五米，顏色呈鮮紅色，由于該層位于山頂，所以此處巖石風化嚴重。c.毛莊組在毛莊組我們觀察了紫灰色云母質(zhì)頁巖、紫色易碎頁巖等這些巖石都屬于巖漿巖類，還有灰色灰?guī)r、產(chǎn)藻類化石及化石產(chǎn)地。沉積巖：沉積巖是指成層堆積的松散沉積物固結(jié)而成的巖石。沉積巖分布在地殼的表層。沉積巖是在地殼表層的條件下，由母巖的風化產(chǎn)物、火山物質(zhì)、有機物質(zhì)等沉積巖的原始物質(zhì)成分，經(jīng)搬運、沉積及其沉積后作用而形成的一類巖石，學校后山的便是沉積巖的一種。第一層是由頁巖組成，厚度約四米，顏色為紫紅色，頁巖中含有云母。第二層是由頁巖組成，厚度約為十三米，顏色呈現(xiàn)紫紅色。第三層是由頁巖組成，厚度約為四米，顏色為紫紅色，由于該處地勢高以及各種外力因素，使得該巖層水土流失嚴重，表面基本無植被覆蓋第四層：灰色鮞狀石灰?guī)r，厚零點八米。第五層：灰色石灰?guī)r，厚零點二米。第六層：灰色鮞狀石灰?guī)r，厚零點三米d.徐莊組徐莊組中，我們看到了紅色富含鐵質(zhì)頁巖、暗紫色紙狀頁巖等，并且老師給我們講授如何認識巖石的節(jié)理等很多關(guān)于巖石的知識。二．認識認識礦物的物理性、質(zhì)層理.節(jié)理及巖石硬度物理性質(zhì)：顏色、光澤、硬度、解理斷口。層理：沉積巖層內(nèi)部的成層性特征。是沉積物沉積時形成的。這些成層性可以是因沉積物粒度不同體現(xiàn)出來的，也可以是顏色、成分等不同而體現(xiàn)出來的，層比較穩(wěn)定、明顯。節(jié)理：巖石在構(gòu)造力的作用下發(fā)生破裂，而且破裂面兩側(cè)的巖石沒有發(fā)生明顯位移的一種地質(zhì)構(gòu)造。硬度：摩氏硬度標準將十種常見礦物的硬度按照從小到大分為十級，即滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、正長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石。三．認識了解巖漿巖與沉積巖相對地質(zhì)年代的確定沉積巖：1.層序法。2.巖性對比法。3.接觸關(guān)系：整合與不整合。其中沉積巖不整合接觸有兩種：（1）角度不整合（2）平行不整合。4.古生物化石。巖漿巖：1.接觸關(guān)系：（1）侵入接觸（2）沉積接觸。2.穿插構(gòu)造。四．地質(zhì)年代單位與時間地層單位地質(zhì)年代單位宙代紀世期時間地層單位宇界系統(tǒng)階五．了解巖層產(chǎn)狀三要素三要素：1.走向2.傾向3.傾角：最大銳角六．學會羅盤的使用，認識巖層的產(chǎn)狀a.羅盤的使用：巖層的空間位置決定于其產(chǎn)狀要素，巖層產(chǎn)狀要素包括巖層的走向、傾向和傾角。1：巖層走向的測定巖層走向是巖層層面與水平面交線的方向也就是巖層任一高度上水平線的延伸方向。測量時將羅盤上平行于刻度盤南北方向的長邊與層面緊貼，然后放平，轉(zhuǎn)動羅盤，使底盤水準器的水泡居中，讀出指針所指刻度即為巖層之走向。因為走向是代表一條直線的方向，它可以兩邊延伸，指南針或指北針所讀數(shù)正是該直線之兩端延伸方向，所以同一巖層的走向有兩個數(shù)值，相差180°。2：巖層傾向的測定巖層傾向——是指巖層向下最大傾斜方向線在水平面上的投影，恒與巖層走向垂直。測量時，將羅盤上平行于刻度盤東西方向的短邊與走向線平行，同時將羅盤的北端指向巖層傾斜方向，調(diào)整水平，使圓水準器水泡居中，讀指北針所指刻度即為巖層的傾向。巖層傾向只有一個方向。同一巖層面的傾向于走向相差90°。3：巖層傾角的測定巖層傾角是巖層層面與假想水平面間的最大夾角，即真傾角，它是沿著巖層的真傾斜方向測量得到的，沿其它方向所測得的傾角是視傾角。視傾角恒小于真傾角，也就是說巖層層面上的真傾斜線與水平面的夾角為真傾角，層面上視傾斜線與水平面之夾角為視傾角。測量時將羅盤上平行于刻度盤南北方向的長邊豎直貼在傾斜線上，緊貼層面使上邊與巖層走向垂直，轉(zhuǎn)動羅盤背面的傾斜器，使長管水準器水泡居中，傾角指針所指刻度盤讀數(shù)就是巖層的傾角。b.分析所學地質(zhì)基礎(chǔ)知識c.觀察碳質(zhì)頁巖及測量產(chǎn)狀數(shù)據(jù)測量的記錄：本區(qū)位于泰山群翼側(cè)，其巖層產(chǎn)狀為層面走向是3°（183°），巖層的傾向是87°，傾角是58°。七.觀察河流及其地質(zhì)現(xiàn)象a.河流的地質(zhì)作用：河流地質(zhì)作用分為侵蝕作用、搬運作用和沉積作用。①侵蝕作用：河流侵蝕一方面向下沖刷切割河床，稱為下蝕作用。另一方面，河水以自身動力以及挾帶的砂石對河床兩側(cè)的谷坡進行破壞的作用稱為側(cè)向侵蝕，而河流化學侵蝕只是在可溶巖地區(qū)比較明顯，沒有機械侵蝕那么普遍。②搬運作用：河水在流動過程中，搬運著河流自身侵蝕的和谷坡上崩塌、沖刷下來的物質(zhì)。其中，大部分是機械碎屑物，少部分為溶解于水中的各種化合物。前者稱為機械搬運，后者稱為化學搬運。物理搬運可分為懸浮式、跳躍式和滾動式三種方式。河流機械搬運量與河流的流量、流速有關(guān)，還與流域內(nèi)自然地理地質(zhì)條件有關(guān)。③沉積作用：當河床的坡度減小，或搬運物質(zhì)增加，而引起流速變慢時，則使河流的搬運能力降低，河水挾帶的碎屑物便逐漸沉積下來，形成層狀的沖積物，稱為沉積作用。沖積層的形成與沉積作用有關(guān)。沖積層的特點從河谷單元來看，可以分為兩大部分：河床相與河漫灘相。b.河流階地：河谷內(nèi)河流侵蝕或沉積作用形成的階梯狀地形稱為階地或臺地。若階地延伸方向與河流方向垂直稱橫向階地；若階地延伸方向與河流方向平行稱縱向階地。按組成物質(zhì)分為三種基本類型：（1）侵蝕階地，也稱基巖階地。多位于山區(qū)，是由于地殼上升很快、河流下切極強造成的。（2）基座階地，由上部沖積層和下部基巖兩部分構(gòu)成。（3）沖積階地，也稱堆積階地或沉積階地，具有很厚的沖積層。實習地：巴露河，該地為石灰?guī)r地區(qū)，是一條季節(jié)性河流。是一個典型的沖積層形式。石灰?guī)r容易出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象。c.地質(zhì)構(gòu)造：是地殼或巖石圈各個組成部分的形態(tài)及其結(jié)合方式和面貌特征的總稱。構(gòu)造是巖石或巖層在地球內(nèi)動力的作用下產(chǎn)生的原始面貌。八.觀察褶皺及其斷裂地質(zhì)構(gòu)造a.褶皺的認識褶皺：是組成地殼的巖層，受構(gòu)造應(yīng)力的強烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造。褶皺構(gòu)造是巖層產(chǎn)生的塑性變形，是地殼表層廣泛發(fā)育的基本構(gòu)造之一。褶皺要素：有六個，1、核部2、翼3、軸面4、軸5、樞紐6、轉(zhuǎn)折端褶皺的基本形態(tài)：1、背斜2、向斜。背斜：指巖層發(fā)生折曲時，其形狀向上凸起者。在一般平地上，背斜的地層上半部受到侵蝕變平，會形成中間古老，兩側(cè)較新的地層排列方式，即中老翼新是背斜。向斜：指巖層發(fā)生折曲時，其形狀向下凹陷者。在一般平地上，向斜經(jīng)風化、剝蝕后，露出地面的地層分別向兩側(cè)成對稱出現(xiàn)，新地層在中間，老地層在兩側(cè)，即中新翼老是向斜。一般而言，背斜稱為穹窿構(gòu)造，向斜稱為盆地構(gòu)造。也可以說背斜成山，向斜成谷。實習地巴露處的山是背斜，通過其巖層出露的層序及其新老關(guān)系判定。也可以通過平行巖層走向進行觀察。b.斷裂的認識斷裂：構(gòu)成地殼的巖石受地應(yīng)力作用后發(fā)生變形，當變形達到一定程度時，巖石的連續(xù)性和完整性遭到破壞，產(chǎn)生各種大小不同的斷裂。主要分為裂隙和斷層兩大類。裂隙：巖石沿破裂面沒有明顯位移，有構(gòu)造裂隙與非構(gòu)造裂隙兩大類，其中構(gòu)造裂隙根據(jù)力學成因分為剪裂隙和張裂隙。斷層：是巖體受力作用斷裂后，兩側(cè)巖塊沿斷裂面發(fā)生顯著位移的斷裂構(gòu)造。它大小不一、規(guī)模不等，小的不足一米，大到數(shù)百、上千千米斷層要素：（1）斷層面和破碎帶斷層面：兩側(cè)巖塊發(fā)生相對位移的斷裂面，稱為斷層面。斷層面可以是直立的，但大多數(shù)是傾斜的。斷層的產(chǎn)狀是由斷層面的走向傾向和傾角表示。規(guī)模較大的斷層，經(jīng)常不是沿著一個簡單的面發(fā)生，而往往是沿著一個錯動帶發(fā)生，稱為斷層破碎帶（2）斷層線：斷層面與地面的交線，稱為斷層線。表示斷層的延伸方向，其形狀決定于斷層的形狀和地面起伏情況。（3）斷盤：斷層面兩側(cè)發(fā)生相對位移的巖塊，稱為斷盤。當斷層面傾斜時，位于斷層面上部的稱為上盤，位于斷層面下部的稱為下盤。當斷層面直立時，常用斷塊所在的方位表示，如東盤、西盤等。如以斷盤位移的相對關(guān)系為依據(jù)，則相對上升的一盤稱為上升盤；相對下降的一盤稱為下降盤。（4）斷距：斷層兩盤沿斷層面相對移動開的距離。斷層的基本類型：根據(jù)斷層兩盤相對位移的情況，可分為正斷層，逆斷層，平推斷層。（1）正斷層：上盤沿斷層面相對下降，下盤相對上升的斷層。（2）逆斷層：上盤沿斷層面相對上升，下盤相對下降的斷層。其中斷層面傾角大于45度的稱為沖斷層；介于25度至45度之間的稱為逆掩斷層；小于25度的稱為輾掩斷層。逆掩斷層和輾掩斷層常是規(guī)模很大的區(qū)域性斷層。（3）平推斷層：由于巖體受水平扭應(yīng)力作用，使兩盤沿斷層面發(fā)生相對水平位移的斷層。巴露河彎道處是明顯的斷層，斷層面左側(cè)是上盤下降，右側(cè)是下盤上升，是正斷層的代表。從巖層出露的層序看，該處為背斜。實習地點章丘市埠村鎮(zhèn)省道S243高速收費站南100米路西，實習內(nèi)容：認識中石炭本溪組地層。該地層厚度約為30cm或20cm至2m或3m。本地區(qū)巖石多為泥質(zhì)頁巖與炭質(zhì)頁巖。其中中石炭巖石名為C2b。在該地區(qū)對巖石三要素有了更深刻的了解，特別是對于巖石走向的判斷更明確。省道S243K26+800處進一步認識了解斷層，此處斷層左側(cè)上盤，其巖石屬于奧陶系主要為白云質(zhì)灰?guī)r；右側(cè)下盤，其巖石屬于寒武系風山組中薄層灰?guī)r泥灰?guī)r頁巖。下盤上升，上盤下降，是比較典型的正斷層。九．地質(zhì)填圖與識圖的基本知識地質(zhì)圖是用一定的符號、色譜和花紋將某一地區(qū)地表出露的各種地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象按一定比例概括投影到地形圖（平面圖）上的一種圖件，是反映一個地區(qū)各種地質(zhì)條件的圖件。地質(zhì)界限：是不同地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象之間的界線，即地層、巖體、礦體等的分界面和斷層面同地表或某一剖面的交線。經(jīng)實地觀察依據(jù)充分的，為實測地質(zhì)界線，地質(zhì)圖上用實線表示；根據(jù)一定資料推測的，為推測地質(zhì)界線，地質(zhì)圖上用虛線表示。劃分和確定地質(zhì)界線，是地質(zhì)填圖或有關(guān)地質(zhì)工作的重要內(nèi)容之一。通過地質(zhì)圖上所填繪的地質(zhì)界線，可以反映出一個地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造輪廓。地質(zhì)界限是沿各個定點按照“V”字形法則繪畫。地質(zhì)識圖：先圖外后圖內(nèi)，先整體后局部，先略讀后詳讀。（1）地質(zhì)圖的種類：普通地質(zhì)圖、構(gòu)造地質(zhì)圖、第四紀地質(zhì)圖、基巖地質(zhì)圖、水