略阳工程地质实习

工程地质实习一前言略阳县位于陕西省的西南端，汉中市西缘，秦岭南麓，嘉陵江上游，处于陕甘川三省交界地带。勉略（勉阳~略阳）公路与宝成铁路交汇处。海拔高度约1400~1500米，相对高差200~600米。属北亚热带北缘山地暖温带温润季风气候，夏无酷署，冬无严寒，植被发育，并有柑、桔、棕、芭蕉之类的植物生长。年平均气温13．2℃年平均降雨量860毫米，素有“秦蜀襟带”之称。略阳素有“富山盛矿”之美誉，全县矿藏资源种类多．分布广，储量大、品位高、易开采。已探明的金属和非金属矿藏主要有金、银、铜、铁、磷、硫、铅、锌及石棉、白云石、蛇纹石等３３种，矿体及矿点134处，其中铁矿、镍矿、蛇蚊石、白云石等矿储量居全省之首。黄金储量49.26吨，列全省第二位。位于其中心的煎茶岭镍金矿，储量达21吨，为全国第三大镍金矿床。改革开往以来，略阳县依托资源、面向市场，形成了以冶金、磷肥、黄金、建材、生物资源开发五大支柱产业和电力、矿产、食品、农、林、特产品加工为主的工业格局，成为全省重要的钢铁、化肥、电力和黄金生产基地。嘉陵江由北向南，大体与本区东西向的构造线垂直，河面狭窄，谷坡陡峻，呈峡谷地形。在这里嘉陵江有两条支流：一为八渡河，一为东渡河，八渡河流向与本区构造线方向近于垂直。在千枚岩分布地带，河谷比较开阔，在石灰岩分布地带呈局部峡谷地形。东渡河大致与本区构造线平行。两河与略阳城下汇入嘉陵江。5月14号至5月17号，我们在略阳进行了野外实习，本次实习为认识性实习，重点在于对不同种类岩石的观察和认识，培养我们的分析和认识地层分布，地形构造，地质现象的能力，掌握一些野外工作的基本操作方法。具体观察路线如下：5月14日，灵岩寺南观察线：从东渡河与嘉陵江的汇合处开始，沿嘉陵江左岸至灵岩寺南。路线大致与构造线垂直。5月15日，吴家营观察线：由巴渡河开始，沿河上溯至吴家营。路线大致与构造线垂直。5月16日，七里店观察线：由大沟口至七里店。路线大致与构造线平行。5月17日，火车站观察线：从东渡河与嘉陵江的汇合处开始，过铁路桥至略阳火车站附近。二地层略阳地区属于秦岭古生代地槽区，本区分布的主要岩层都是在古生代形成的。其中下古生代整套岩层变质程度很深，未作进一步划分，统称为下古生代变质岩系，主要分布于略阳城至城北高家峡一带。下石炭纪的略阳灰岩主要分布于略阳城南至灵岩寺、峡门子一带。中石炭纪千枚岩仅在城北吴家营一带出露。第四纪堆积物以冲击物、坡击物为主，主要分布于河谷及两岸斜坡一带。按从老到新的顺序将本区出露地层及其主要岩性特征简述如下：1.下古生界变质岩系：1）千枚岩：在吴家营线路上可观察到。深灰色，有明显的片理构造或类似于片理构造的片麻构造，另外还有石英，由石英砾岩变质而来。由于含有较多的娟云母，所以片理带有丝绢光泽。千枚岩岩性松软，易裂开成薄片，山体经长期剥蚀，多呈现出浑缓地形。千枚岩中有时可见到“分结条带”，由石英质条带和云母质条带相间构成，平行片理分布。千枚岩的产状直立，对工程有利。2）绿泥石石英片岩：在吴家营线路上可清楚的观察到，主要成分有绿泥石、石英及绢云母等，呈深绿色，片理清晰，比较坚硬，具有片状构造，片状矿物含量高，变晶结构，结晶规则分布，片理较为发育。可看到白色的石幔。3）薄层石灰岩：颜色较深，深灰至灰黑色，抗分化能力弱，有的已呈现凹状，中层的石灰岩颜色为灰白色。矿石成分以方解石为主，其次有少量百云石和粘土矿物。，厚层一般在2~10厘米，与千枚岩、石英片岩呈互层，有变质现象。石灰岩分布广泛，易于开采加工，是很广的建筑石料。4）变质砾岩：观察到的变质砾岩，在风化作用下呈破碎状，形状浑圆，灰绿色砾状结构，为角度不整合的伴生现象。石灰岩胶结物经变质呈明显片理化特征。其中页岩夹层已变质为千枚岩。由于变质砾岩是由风化剥蚀的碎屑物经搬运、沉积、胶结，在经内力变质作用而形成，变质过程中不仅产生新的特征，而且常常保留砾岩的某些特征，成分一般比较复杂。2.下石炭系略阳灰岩：在灵岩寺线路上可清楚的观察到，深绿色、灰黑色。两层面的垂直距离从薄层到巨厚层都有，主要是中厚层。中颗粒结晶质，，构造裂隙发育，大量解理被方解石填充，局部含有珊瑚化石，夹有灰白色的白云母，岩性坚脆，多形成陡峭峡谷地形。石灰岩呈碱性，氧化环境中形成浅色石灰岩，还原环境中形成深色石灰岩。地表常温常压下形成，抗风化能力强，同时与沥青的结合度高，工程性质好，并且岩性均一，易于开采开挖，是一种用途很广的建筑石料，常以爆破方式开挖，沿途可见未充分利用的炸眼和残留的炮痕。3.中石炭系千枚岩及板岩：具有板状构造，余变结构，有时变晶结构，多由页岩经浅变质而成，矿物颗粒细小，主要有绢云母、是石英、绿泥石和粘土组成，灰色，易裂开，在实习路线的局部地段出露有板岩。千枚岩绿泥石石英片岩薄层石灰岩变质砾岩下石炭系略阳灰岩花岗岩4.第四系松散冲击层、坡击层：（1）松散冲击层：坚硬的岩石经风化、剥蚀等外力作用，破碎成大小不等的岩石或矿物颗粒，这些岩石碎屑物质在斜坡重力作用、流水作用等作用下被搬运到别处，在适当的条件下沉积成各种类型的土体。沉积过程中呈现规律变化。冲击层可以分为河床相与河漫滩相，河床相沉积物颗粒粗大。河漫滩相下部颗粒粗大，表层颗粒细小，故称为二元结构，是不良的工程地质环境。第四纪是地区发展的最新阶段，第四纪沉积物形成时间短，成岩作用不充分，冲击层于略阳处主要由嘉陵江、巴渡河、东渡河等长期作用，搬运、堆积至此，在河漫滩地区可见到颗粒呈下大上小的分层分布。（2）坡积层：由坡面细流的侵蚀、搬运和沉积作用在坡脚或山坡底凹处形成的新的沉积层。是第四纪陆相沉积物之一。大小颗粒混合而成。由于坡积层松散、富水，是不良的工程地质环境。冲击层坡击层（二）地层接触关系：1.中石炭系与下石炭系在吴家营呈断层接触。2.下石炭系与下古生界变质岩系在吴家峡呈交代不整合接触。3.下古生界变质岩系与下石炭系在略阳城南呈断层接触。4.下石炭系与下古生界变质岩在灵岩寺南呈角度不整合接触。三地质构造在大构造上本区属于秦岭加里东复背斜褶皱带。出露的主要构造有略阳大背斜及处于不同部位的高角度断裂构造。构造线方向呈东西向延伸。（一）褶皱1.略阳大背斜布满全区，大致在略阳大断层和高家峡角度不整合之间，以穿越法垂直与岩层走向进行观察。褶皱分为直立、倾斜、倒转、平卧，略阳大背斜为倾斜褶皱，构成本区构造的主要格架，轴向东西。核布地层是下古生界千枚岩及绿泥石石英片岩，两翼地层均为下石炭系略阳灰岩。由于褶皱强烈，翼部又发育有一些更小型的背斜和向斜几不整合地形，这种结构称为复式构造。略阳大背斜略阳大背斜2.灵岩寺向斜属于小型向斜，整体位于灵岩寺南角度不整合与略阳大断层之间，处于略阳大背斜之内，灵岩寺稍北，轴向呈东西，北翼产状SW205°∠50°，南翼产状NE25°∠65°。3.蛇形褶曲在略阳到汉中的公路上观察到蛇形褶曲。由两个背斜套了一个向斜组成。岩石成分为中厚层灰岩。灵岩寺向斜蛇形褶曲紧闭褶曲宽缓褶曲（二）断层1.略阳大断层位于略阳城南嘉陵江与八渡和河汇流处，倾向NE350°，倾角75°，上盘为下古生界变质岩，下盘为石炭系石灰岩。而且缺失整个泥盆纪，这又是判断断层的一个重要依据。上盘作上升运动，下盘相对下降，为逆断层。又因为断层线的方向和褶皱轴的方向一致，又是判断是逆断层的第二个依据。岩层破碎带大，有镜面擦痕，断层角砾等，这些都是判断逆断层的依据。逆断层的倾角较小，破碎带大，透水性强，对工程的影响极为不利，宝成铁路线几乎与断层线垂直的方向通过，最大限度减少不利影响。略阳大断层略阳大断层2.吴家营正断层，位于略阳城北高家峡口处，。地形发生了变化八渡河在此处发生弯曲；岩性发生了变化由下石炭统灰岩变化成中石炭统片岩；地层有缺失，南翼的灰岩厚度比北翼厚很多，断层一旁存在断层崖，均可作为判断断层存在的依据。断层走向NW85°，倾向NE355°，倾角70°。与略阳大断层走向平行。断层南面一侧为下盘，地层为下石炭系略阳灰岩；北侧为上盘，出露中石炭系千枚岩。下盘上升，下盘下降为正断层。正断层受拉应力行成。吴家营正断层断层崖（三）不整合（1）灵岩寺南角度不整合，直立岩体为下古生界变质岩，倾斜岩体为下石炭系石灰岩，岩产状向北倾，倾角为40°～45°，岩层有缺失。周围存在椭圆的砾岩，可证明角度不整合的存在。（2）整高家峡角度不合：位于城北高家峡一带。沟谷狭窄、地势陡峻。南侧为下古生界的变质岩（石英片岩、滑石片岩、石墨片岩），产状直立；北侧为下石炭系的石灰岩，石灰岩产状向北倾，倾角为40°～45°，二者倾向不同，地质年代不连续，故为角度不整合。整高家峡角度不合（四）解理和层面解理是同一物质在内力作用下产生的而层面可能是不同物质。层面的危害远远大于解理。解理成组平行出现，比较平直，分布范围短，解理面两侧岩石相同，同一组解理的间距相同。断面延伸规模大，有一系列厚度的但不平行的层面群，在垂直方向岩性不同。在工程上，解理和断面是相对概念，要进行认真处理的叫断面，不用认真处理的叫解理。四地质现象（一）岩溶位于略阳城南灵岩寺一带，由下石炭系略阳会岩经地下水溶蚀而成。主要为溶洞，其中灵岩寺溶洞规模较大，洞内有石幔，石钟乳，石笋及石柱等形态，并有岩溶水出露。岩溶发育的条件如下：（1）可溶性层的存在。可溶性岩分为易溶岩的卤素盐类、中等溶解度的硫酸盐类、难溶的碳酸盐类。卤素盐类及硫酸盐虽易溶解大分布面积有限，影响远不如分布较广的碳酸盐类岩石。（2）溶剂：作为溶剂的水一定要具有侵蚀力即含有CO2，且水必须是流动的。（3）可溶岩必须是透水的，构造解理和裂隙要发育，。岩溶在垂直方向上的数量，反映了地壳运动的次数。此观察点有三层岩溶，要产生大规模的岩溶，地壳要长时间稳定。在单斜地区进行隧道工程时，尽量避免穿越且开挖隧道的主线应与岩层的走向垂直。岩溶岩溶（二）滑坡（1）将军涧滑坡：属于堆积物滑坡。（2）鲁光平滑坡：属于坡积层滑坡。（3）略阳电场滑坡：属于松散堆积物滑坡。此处有三个坡面的滑坡。（4）火车站滑坡（云俊山滑坡）：属于坡积层滑坡。右边界为略阳大断层包括其后缘，左边界是一条冲沟。有4~5米的坡残积层。由于宝成铁路的施工对坡角的大开挖使其滑动。外围设置截水沟，坡面可看到树枝状的排水沟，枝沟与滑动方向垂直，主沟与滑动方向平行。还设置了支撑渗沟，并采取了刷方减重、抗滑桩、抗滑片石舵等措施。滑坡发生条件不严格，任何土体，任何坡度均可发生滑坡。对滑坡影响最大的因素是水，地表水回破坏坡体的完整性，地下水丢滑动面以上的坡体增加重量。水的动压力即水有向下流动的趋势与坡体滑动的方向一致，会增大坡体向下的滑动力。而且水下渗是被阻挡存积在层面，会软化岩体使岩体的抗滑力下降。滑坡的治理措施有以下几种：（1）坡体卸载：使坡体后部减载，前部加压，把坡面整平亢实。（2）排水：对于地表水，在滑坡体周围外界设置截水沟，在滑坡体上设置树枝状的排水沟。对于地下水，可设置截水渗沟，截水隧道。在地下水集中的地方可顺斜坡10%的角度大平孔。大范围的排水可用边坡渗沟，其结构为树枝状的沟渠，下游和沟底是防水的，上游为反渗层，沟体内填的是卵粒石。也可用支撑渗沟，其结构和边坡渗沟相似，但沟体内填的是片石，沟体嵌在稳定的地层内。对于深层地下水，可在坡体上设置排水隧道、平孔、竖井。（3）支挡：下滑力大于抗滑力时，提供人工加固，可设置抗滑挡墙、抗滑桩、抗滑石舵或卯固等。（4）改善滑动带岩土体的性质，例如利用无机或有机的浆液注入滑动带增强其强度。将军涧滑坡抗滑桩明洞明洞的外伸梁结构（三）崩塌和碎落１.崩塌在第三天的路线中观察到阁老岭崩塌，位于略阳大断层南恻，规模较大，坡脚处于嘉陵江岸，岩石组成为石灰岩，地形陡峻，坡度为60°，其垂直落距大于水平位移。发生崩塌的条件：（1）岩体到岩土体均可发生，土体（老黄土）也可发生崩塌。（2）坡体条件：A地形要高大陡立，坡度大于55°，高30米以上。B岩性组成：由比较完整的硬质岩石或软硬互层的岩体或黄土构成．Ｃ构造：裂隙面、层面、软弱夹层。（3）外力条件：1）水是造成崩塌的主要因素，径流会冲刷坡体使其破碎，水渗入坡体后会软化坡体，减