北京地质实习文档

前言在暑假开始前，七月六日至十日，2006级水利水电的同学们随着教地质的朱济祥老师于北京门头沟地区进行了为期五天的地质实习。实习的路线是朱济祥老师提前进行了备课的，具有各种地质特色的山，隧道，沟等，目的在于让学生们认识各种地质现象，对各种地质现象能作出相应的分析解释，使同学们对自己的专业有更深入的了解。目录概述－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－1实习情况简介－－－－－－－－－－－－－－－－－－1实习地区地质概况－－－－－－－－－－－－－－－－－－－2实习地区基本情况介绍－－－－－－－－－－－－－2地层－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－3地质构造褶皱断层节理、劈理、卸荷裂隙岩溶现象－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－岩溶现象分布岩溶发育的规律性岩溶现象对工程的影响边坡岩体稳定问题－－－－－－－－－－－－－－－－－－隧洞岩体稳定问题－－－－－－－－－－－－－－－－－－陈家庄坝址工程地质条件实习的收获、意见与建议－－－－－－－－－－－－－－－－概述关于水利水电实习：时间：2008年7月6日至10日驻地：北京市京煤集团综合地质招待所实习地点：北京市门头沟区永定河两岸一定范围实习目的：通过野外实践与观察，学会野外地质勘测的基本知识和方法，识别不同年代不同环境的岩石的性质，产状等，学会对见到的地质现象进行科学的分析解读。实习内容：各种地质现象的观察与描绘，对褶皱、断层、节理等的特征、成因等进行详细的观察分析，并能结合到所学专业的知识对这些地质现像作出评价。实习地区地质概要实习地区位于北京市西北部的门头沟区三家店一带与与官厅水库地区，是属于北京西山的一部分，为永定河中游的峡谷地段；永定河自怀来盆地东南方向从官厅起进入峡谷至三家店一带出口折向南游华北平原。永定河为华北五大水系之一，上游为桑干河、洋河。在官厅附近汇合为永定河，官厅水库主要是利用了官厅山峡的峡谷口，修建拦河坝和水电站；怀来盆地为天然的良好库区。永定河峡谷区流经约110公里，山势险峻，水流湍急，河湾曲折，为有利的水电开发地段，已建有珠窝水库和下马岭水电站。峡谷山口在三家店一带，水流势缓，河谷开阔，经石景山、芦沟桥而下流入海河，经天津塘沽入渤海。在三家店地区已建有水闸，可供北京工农业用水，并引水发电而建立模口式电站。本区山峡地带，主要有白花山、邵峰山等，海拔约在1300米以上，在三家店一带有九龙山、香峡大梁及大牛道山等。山势大致呈北东——南西方向延伸，永定河峡谷切割其间，呈北西——南东方向延伸。永定河上游属张北高原区，中游属峡谷区，下游为华北平原区。本区气候属大陆性气候，季节性气候变化显著，年最高气温可达42.5摄氏度，最低温在－10度以下，平均气温17，2度，昼夜温度变化也较大，雨量主要集中在七、八月份内，山区多暴雨，年平均降雨量360毫米左右。由于官厅水库的修建，已基本控制了永定河的洪旱灾害及泥沙问题，为了保证京津的安全与使用电力，为发展工农业生产起了很大作用。本区矿产资源丰富，工业发达，农林业兴盛，交通方便。如有名的京西煤矿区及石景山钢铁基地等均位于此。国际联运的铁路线之丰（丰台）——沙（沙城）段穿过永定河山峡。西（西直门）——门（门头沟）线和西（西直门）——板（板桥）线也经过此。有公路汽车可直达北京市内。区域地层实习区属于北京西山地带的一部分，出露岩层大部分为沉积岩，还有部分岩浆岩及较少的变质岩，地层时代从老到新，有元古界的震旦系、古生界的寒武系、奥陶系下统和中统、石炭纪系中统和上统、二叠系等；中生界的三叠系地层尚未肯定，侏罗系、白垩系教发育。岩浆侵入体如花岗岩及喷出的火山岩，分布也较广泛，以及不同程度的变质岩。新生界有第三纪（本区分布不广）和第四纪沉积的地层。门头沟概况门头沟区位于北京城区正西偏南，东经115度25'00至116度10'07，北纬39度48'34至40度10'37之间。东西长约62公里，南北宽约34公里，总面积1455平方公里。其东部与海淀区、石景山区为邻，南部与房山区、丰台区相连，西部与河北省琢鹿县、涞水县交界，北部与昌平区、河北省怀来县接壤。属太行山余脉，地势险要“东望都邑，西走塞上而通大漠”，自古为兵家必争之地。门头沟区地处华北平原向蒙古高原过渡地带，地势西北高，东南低。地形骨架形成于中生代的燕山运动。境内总面积的98．5％为山地，平原面积仅占1．5％。西部山地是北京西山的核心部分，山体高大，层峦叠嶂，海拔1500米左右的山峰160余座。西北部的灵山海拔2303米，有“京都第一峰”之称，另有百花山、髽髻山、妙峰山等山峰。东部山地处于北京西山边缘，山体较小，山势渐缓，其东南部的兔儿庄海拔仅73米，为境内最低点。区内3条主要岭脊均呈东北向平行排列，自西北至东南依次为：黄花梁一黄草梁一棋盘山复背斜；百花山一清水尖一妙峰山复向斜；铁坨山一九龙山一香峪梁复向斜。由于山地切割严重，各岭脊之间形成大小沟谷300余条。平缓的山地与陡峭的山坡交替出现，地形呈锯齿状、阶段性上升。门头沟区属中纬度大陆性季风气候，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽湿润，冬季寒冷干燥。西部山区与东部平原气候呈明显差异。年平均气温东部平原11．7℃，西部斋堂一带10．2℃。极端最高气温东部40.2℃，西部37．6℃。极端最低气温西部-22．9℃，东部-19.5℃。春季60天，夏季76天，秋季60天，冬季169天，冬季漫长是境内气候的一大特征。春秋季节，境内风、霜频繁，年平均风速为2，7米/秒，8级以上大风21次，年平均无霜期200天左右，江水河村一带无霜期仅100天。日照时数较多，年平均日照2470小时。降水量自东向西逐渐减少，受中纬度大气环流的不稳定和季风影响，降水量年际变化大，最多为970．1毫米(1977年)，最少为377．4毫米(1997年)，年平均降水量约600毫米。流经境内的河流分属3个水系，其中属海河水系的永定河流域面积最大，为1368．03平方公里；属大清河水系的白沟河流域的面积次之，为73．2平方公里；属北运河水系的流域面积最小，仅为13．82平方公里。永定河是全区最大的过境河流，河道长100余公里，主要支流有刘家峪沟、湫河、清水河、下马岭沟、清水涧、苇甸沟、樱桃沟、门头沟等，大小支流共300余条。由于受上游降水不均匀的影响，其流量极不稳定。境内流域范围坡度陡，河道坡降大，入境处海拔373米，出境处为73米，河道坡降为2．99％，固水流湍急。加之上游流经黄土地区，河水含沙量较多，平原地区的河道不断发生淤积，迁徙不定，故史有“洋河”“小黄河”“无定河”之称。直至50年代修筑了官厅水库后，才改变永定河的水文特征。清水河是永定河官厅山峡最大支流，为境内第二大河。上游有两支，北支发源于灵山，南支发源于百花山，两支于塔河口汇合，始称清水河。其流向自西而东，河道全长28公里。大清河水系的白沟河境内流程较短，出境后入房山区界。北运河水系，境内有两部分，一在雁翅镇泅家水、白瀑寺一带，出境入昌平区界；一在军庄镇北四村，出境入海淀区界。境内地下水可分为4个区：一是田庄一雁翅一青白口一石河村一线以北地区，以灰岩岩溶裂隙水溶洞水为主，总出水量3．63万吨／日；二是髻山一妙峰山地区，均为火山岩、砂岩裂隙水，总出水量2．908万吨／日；三是千军台一清水涧一黄岭村一线以东地区，水文地质情况复杂；四是清水河流域，水资源较丰富，因流域内水文地质情况复杂，地下水的补给、埋藏和流动规律也多种多样，水资源的分布极不均匀。门头沟区的土壤属地带性褐土，分为山地草甸、山地宗壤、褐土等3大类，8个亚类,93个土种。其中分布面积较广的有山地棕壤、山也淋溶褐土、碳酸盐褐土。境内植被属于暖温带落叶、阔叶林类型，仅在深山区有残存的次生桦、杨林，一般林地均为灌木林或杂木混交林，森林覆盖率在40-60％之间。灵山、黄草梁等山顶地区，因气候寒冷，多为草坡，以白草为主。村庄附近植被破坏严重，一般覆盖率约20—40％。门头沟区地层主要由震旦亚界的蓟县系和青白口系，下古生界的寒武系、石炭系、二迭系，上古生界的侏罗系和第四纪的马栏组、百花山冰期堆积所构成。经过漫长的地质变迁，境内形成了多种类型的矿床，现已探明的有：煤歼、石灰岩、玄武岩、辉绿岩、陶粒页岩、耐水粘土、大理石、花岗石、紫砚石、白云岩、硅石、白花玉、紫页岩、石棉、冰洲石、天然石板、煤歼石、铜、锌、铝、铁、金、银等等。其中以煤、石灰石储量大、分布广。实习路线：陈家庄－－上苇甸至下苇甸1.6公里处－－仙人洞－－军庄背斜－－109国道二十三公里处－－军庄背斜南翼（即相玉向斜北翼）地壳时时刻刻都在运动着。同一地区在某一时期可能是以上升运动为主，形成高地，遭受风化剥蚀，另一时期可能是以下降运动为主，形成洼地，接受沉积；也可能是在长时期内下降接受沉积，这样就使得早晚形成的地层之间具有不同的相互关系，即地层接触关系。（一）整合接触沉积物连续堆积，新老地层之间产状完全一致，时代连续。岩石性质与生物演变连续而渐变，表明志层是在沉积区持续稳定下降的背景上沉积的。（二）平行不整合接触地壳缓慢下降，沉积区接受沉积，然后地壳上升成陆，沉积物露出水面遭受风化剥蚀，接着地壳又下降接受沉积，形成一套新的地层。这样，先沉积的和后沉积的地层之间是平行叠置的，但并不连续，而是具有沉积间断。因此，平行不整合接触代表着地壳均匀下降沉积，然后上升剥蚀，再下降沉积的一个总过程。特点：新、老地层产状一致，沉积出现间断，岩石性质和古生物演化突变。（三）角度不整合接触地壳缓慢下降，沉积区(盆地）接受沉积，然后地壳上升成陆，受到水平挤压形成褶皱和断裂，并遭受风化剥蚀，接着又下降接受沉积，形成一套新的地层。这样，先沉积的和后沉积的地层之间不是平行叠置，而是成一定角度相交，有明显的沉积间断、时代不连续。因此，角度不整合代表着地壳均匀下降沉积，然后水平挤压形成褶皱、断裂并上升遭受风化剥蚀，再下降接受沉积的过程。特点：新、老地层产状不一致，沉积出现间断，岩石性质和古生物演化突变。（四）超覆不整合接触地壳下降，沉积盆地的水体逐渐扩大，沉积范围也逐渐扩大。在盆地的内部，沉积物按正常的层序沉积。而在盆地的边缘地带，越来越新的沉积地层依次向陆地方向扩展，逐渐超越下面的较老地层，直接覆盖于周缘的剥蚀面上，形成不整合接触，称为超覆不整合。特点：发育于盆地边缘，它是一种过渡现象。同一时代的地层与下覆层向盆地内变成整合，向盆地外变成不整合。在超覆区内，新地层总是直接盖在剥蚀面上，其间缺失部分地层。地质构造褶皱: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﹐称为背形﹔褶皱面向下弯曲﹐两侧相向倾斜﹐称为向形。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。分类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