2015锡崖沟地质学基础实习报告

河南理工大学测绘与国土信息工程学院《地质学基础》野外教学实习报告（专业必修课）专业班级：自环2014级1401班姓名：姜国义学号：311405040117指导教师：于吉涛、聂小军、郝成元、马守臣2015年10月┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄实习成绩：评语:指导老师签名：年月日实习时间：2015年10月9日至10月16日，为期一周。实习人员：河南理工大学自然地理与资源环境14级全体人员。实习路线：①基地→红色岩层（村边小路）→马鞍蹄（大峡谷低）→基地②基地→红岩大峡谷→碑林→基地③基地→瀑布→隧道→基地④基地→挂壁公路→基地实习区域概况:我们此次实习的具体地点在王莽岭景区的南端的锡崖沟景区。锡崖沟景区位于山西省晋城市陵川县东南，坐落于王莽岭景区南端四周落差1000多米的深谷之中，面积约10.6平方公里。锡崖沟主要由石英砂岩，石英岩状的砂岩灰紫红色页岩，及含灰岩，泥灰质白云岩组成。锡崖沟景区有较多的悬崖峭壁，该地区山陡沟深，地势险恶，峭壁环列。村中有一南北走向的大峡谷垂直分开，由北向南伸展，如天坑之地缝，深处可达200几十米，震旦纪红砂岩壁东西对应，曲折排列，窄处几米，宽处200多米。马鞍蹄大峡谷中有大部分的石英砂岩，沉积岩，变质岩等，有深邃的峡谷，直立的峡壁，崖壁下还有大片的崩积物-破碎石块。锡崖沟苍劲狂野的险峰峻岭，旷古雄壮的大峡谷，安谧清幽的田园风光，都令人称奇。然而，最值得称道的是锡崖沟人使用凿子，然后一凿子一凿子在绝壁上凿出来的一条挂壁公路。锡崖沟景区自古至今经历了地槽，地台及大陆边缘活动带三个阶段。其中地槽阶段经过一系列地质运动，形成了基本的褶皱基地，地槽阶段结束；之后长城纪开始转变为地台，沉积了盖层；之后进入大陆边缘活动带阶段。其地质演化经历了太古界、远古界、古生界、中生界和新生界。其中古生界中奥陶系分布较广，在锡崖沟大面积存在，主要由灰岩、泥灰岩和含燧石白云岩组成。锡崖沟主要分为四个地层，有下更系统、中更新统、上更新统和全新统，下更系统中分为楼则峪组：黄、棕黄色细沙、粉砂、灰黄、土黄色亚沙土与棕红、褐红、灰褐、棕黄色亚粘土、粘土互层夹灰绿色亚粘土、灰白色泥灰岩薄层。下部夹数层黄色中-粗砂岩。亚粘土岩中常含铁锰质结核、钙质结核，灰褐，灰绿色粘土，亚粘土中常见到腹足类及其它化石碎片；大墙村组：本区内分布广而零星。枣红色、鲜红色粘土、含砂质粘土；大墙村组：枣红色、鲜红色粘土、含砂质粘土。一般含有铁质薄膜和小结核，中更系统主要为离石组，它分布普遍，上部是黄红、棕黄色砂质粘土，夹有3-5层棕褐、棕红色古土壤层及黄白、灰黄色钙质结核层；下部及底部，常见棕红色粘土或与棕黄色含砾砂质粘土互层，上更系统主要为冲积层，为现代沟谷Ⅱ级阶地。上部是灰、灰黄、灰褐、黑色粉砂土、砂质粘土，夹淤泥质粘土和泥炭；中部是褐黄、微红、棕黄色砂质粘土，含星散状小结核，具1-2条不甚明显的红色条带。上部是灰、灰黄、灰色粗、细砂层，具斜交层理，含小砾石和夹沙砾石层凸镜体，最后全新统为冲、洪积层：，是现代沟谷中冲洪积物。主要为黄褐-灰黄粉砂土及粗、细砂与砂砾石层。实习主要内容：一、实习前的准备工作及动员：提交核对每个人的银行卡号由地质学基础于老师联系学校财务处发放实习基金，于老师和班主任聂老师联系实习的地点、出行的交通工具并安排实习具体路线。出发前于老师交代各班班长吧本班人员分成若干小组并选出组长以便人员的清点，然后叮嘱实习所携带的生活必需品，强调一些纪律和安全问题等注意事项。二、实习的路线：1）基地→红色岩层（村边小路）→马鞍蹄（大峡谷低）→基地讲授内容：平型不整合面：上、下两套地层的产状基本保持平行，年代基本一致，但两套地层的时代不连续，其间有的剥蚀面存在。平行不整合的形成过程是:①在地壳稳定下降或升降运动不显著的情况下，在一定的沉积环境中沉积了一套或多套沉积岩层;②地壳发生显著上升，原来的沉积环境变为陆上剥蚀环境，经长期的风化剥蚀后，地面上形成了凹凸不平的剥蚀面，剥蚀面上分布有古风化壳及铝土矿、褐铁矿等风化残积矿产;③地壳重新下降到水面以下接受沉积，形成新的上覆沉积岩层(其底部由于开始沉积的地形差异较大而常形成底砾岩)，由于地壳基本上是整体上升和下降的，故上、下两套地层的产状基本保持平行。所以，平行不整合的出现，反映了地壳的一次显著的升降运动。角度不整合接触：当下伏地层形成以后，由于受到地壳运动而产生褶皱、断裂、弯曲作用、岩浆侵入等造成地壳上升，遭受风化剥蚀。当地壳再次下沉接受沉积后，形成上覆的新时代地层。上覆新地层和下伏老地层产状完全不同，其间有明显的地层缺失和风化剥蚀现象。这种接触关系叫不整合接触或角度不整合。其特征是:上、下两套地层的产状不一致以一定的角度相交;两套地层的时代不连续，两者之间有代表长期风化剥蚀与沉积间断的剥蚀面存在。角度不整合的形成过程：①在地壳稳定下降或升降运动不显著的情况下，在沉积盆地中形成一定厚度的原始水平沉积岩层。②地壳发生水平挤压运动，使岩层产生褶皱、断裂等变形，岩层伴随着水平方向上缩短同时，在垂直方向上则不断上升，并到达陆上的一定高度或成为山地，在此过程中还可能伴有岩浆作用与变质作用发生;③在陆上环境下，变形的地层遭受长期的风化剥蚀，形成凹凸不平的剥蚀面，同时在剥蚀面上形成古风化壳、残积矿产等;④地壳重新下降到水下沉积环境，在剥蚀面上又形成了新的原始水平沉积岩层(其底部常有底砾岩)，新形成的地层与不整合面大致平行，但与不整合面以下的地层以一定的角度相交。所以，角度不整合反映了一次显著的水平挤压运动及伴随的升降运动。整合接触：地壳处于相对稳定下降情况下，形成连续沉积的岩层，老岩层沉积在下，新岩层在上，不缺失岩层，这种关系称整合接触。其特点是:岩层是互相平行的，时代是连续的，岩性和古生物是递变的。整合岩层说明在一定时间内沉积地区的地壳运动的方向没有显著的改变，古地理环境也没有突出的变化。红色石英砂岩和碳酸盐岩的知识讲解：近处最下面的是中原古县蓟县云梦山组红色石英砂岩形成距今12-14亿年的沉积岩，远处上面的是外观呈现白色的碳酸盐岩形成于寒武纪距今约5.43亿年，两者之间的年代缺失大概7-8亿年。缺失的年代大概在12-14亿年前开始持续上升，在滨海潮萍环境下固结成岩，形成后大概在10亿年前开始隆升，隆升后期开始下降然后开始的区域构造运动，称为晋宁运动。在此运动下经过外动力地质作用下的风化剥蚀搬运沉积然后固结成岩形成了远处上面的灰色的石灰岩。二者之间的界面呈现一个平行不整合面。经过第一个点的讲解后，在当地的导游的带领下，我们走了一个小时的险峻陡峭的崖壁山路来到峡谷低。中原古县蓟县最底层的距今25亿年的登封岩群，其中有地球形成早期的古老的变质片麻岩，片麻岩是由于地球早期的岩浆活动比较频繁，然后固结在高温高热的情况下岩石混合岩化，地质运动变形，形成的变质岩。这层变质岩的形成为华北地区岩层基理打下了基础，就像盖房子打下的地基一样。过了大概10亿年，华北以天津蓟县为中心开始沉陷下降，海水开始入侵上来，然后向蓟县周围开始扩展，扩展到南太行区域，现在的红色山体地带那时呈现滨海状，类似于海边的泥沙状。这样的滨海环境要接受当时的河流的疏沙影响，河流搬运类似于沙滩比较细小的泥沙物质，在此处一层一层的叠加，往下面去，把下面的松散物质压实脱水重新结晶，曾经的泥沙物质最终交结形成沉积岩。许多沉积岩上面有波状的痕迹称为波痕。波痕的存在说明该地区曾经处在一个滨海环境，波浪冲上岸的时候有一个进流，往回返的时候有一个回流，波痕就是在进流退流的时候形成的。水平层理：水平层理又称水平纹层，其特点是纹层呈直线状互相平行，并且平行于层面。交错层理：交错层理通常也称为斜层理。它是由一系列斜交于层系界面的纹层组成，斜层系可以彼此重叠、交错、切割的方式组合。其特点是细层理大致规则地与层间的分隔面(主层理)呈斜交的关系，上部与主层理截交，下部与主层理相切。可以利用斜层理的倾向了解沉积物的来源方向。节理构造：节理是指岩石因断裂而产生的断面，从外表看起来，我们可以把它叫作裂缝。几乎所有在地表的岩石中都存在着节理。在裂缝形成的两个断面一般没有或很少发生相对位置的移动。节理可以向任何一个方向延伸，就像裂纹可以向任何一个方向裂开一样。但垂直节理更多一些。垂直节理发达，直立性就很强，有些节理的断面可能很平滑，有些则很粗糙。越是风化严重的岩石，其节理会越明显，这是因为风化将裂缝扩大了。容易被水溶解的岩石，由于水会顺着节理流进去溶解岩石，这些裂缝则会变得越来越大。如石灰岩甚至可以因此而形成大洞穴或石林、地下河等。有些节理横平竖直非常整齐，将岩石切割得井井有条。这样的地方往往是采石的好场所，省去了人工切割它们，节约成本!节理之间的距离大小相差很多，小的仅一二厘米，大的则可达数百米。节理只出现在地表附近的岩石中，深入地下12公里时便不会再有节理了。因为那里的岩石因温度高热而具有一种塑性，而岩石只能在具有脆性时才可能产生节理。节理的形成可以是因为形成岩石的沉积物在缩水时形成的裂缝，可以是岩浆在冷却时的收缩而形成，可以是因岩石变形而引起，也可以是由风化、山崩等外力作用引起等等。一个地方岩石的节理过多，会影响大型建筑工程的安全，如水库、大坝等。三峡大坝选在一大块完整的花岗岩上，就避开了节理。断层构造：断层是岩层或岩体顺破裂面发生明显位移的构造，断层在地壳中广泛发育，是地壳的最重要构造之一。断层是构造运动中广泛发育的构造形态。它大小不一、规模不等，小的不足一米，大到数百、上千千米。但都破坏了岩层的连续性和完整性。在断层带上往往岩石破碎，易被风化侵蚀。地壳运动中产生强大的压力和张力，超过岩层本身的强度对岩石产生破坏作用而形成的。岩层断裂错开的面称断层面。两条断层中间的岩块相对上升，两边岩块相对下降时，相对上升的岩块叫地垒;常常形成块状山地，如我国的庐山、泰山等。而两条断层中间的岩块相对下降、两侧岩块相对上升时，形成地堑，即狭长的凹陷地带。我国的汾河平原和渭河谷地都是地堑。断层对地球科学家来说特别重要，因为地壳断块沿断层的突然运动是地震发生的主要原因。科学家们相信:他们对断层机制研究越深入，就能越准确地预报地震，甚至控制地震。楔状交错层理：它是一种呈楔状的交错层理，大致呈三角形状况。各层系内细层的倾向可以同向或不同向。楔形交错层理可能是在异向流动的水动力条件下造成的，就是某个时期水动力条件比较强的情况下，水流携带物质强行改变原有的沉积物形成的。例如,在河口湾沙坝沉积及海相障壁浅滩沉积中常见此种层理。它也可能是单向水流造成的，如河流的横沙坝、纵沙坝、斜沙坝在前进途中的彼此叠覆，即可造成此种楔状交错层理。共轭节理：共轭节理:是指岩石受剪切应力破裂形成的裂隙。能切穿岩石中的砾石、结核和岩脉等，节理面光滑平直，通常是闭合的，延长较远。剪切节理多成群出现，构成平行排列或雁行排列的节理组或由两组剪切节理形成共轭的x型节理。节理的控制作用：“v”字形的峡谷在山区河谷中表现最为明显。河流切入基岩，河谷横陪面呈“V”形，两壁较陡，谷底狭窄，河床纵剖面坡降很大，河床底部起伏不平，水流湍急，沿河多急流、瀑布，侵蚀作用以下蚀为主。按照形态又可分为隘谷、障谷和峡谷。隘谷的谷坡陡峭或近于垂直，河谷的谷缘部分宽度与谷底几乎一致，河谷极窄，谷底全部为河床占据。障谷是由隘谷发育而成的，两壁陡峭但谷底较隘谷宽，常有基岩侵蚀面或砾石浅滩露出水面。峡谷由隘谷和障谷发展而成，峡谷的横剖面呈明显的“V”字形，谷坡陡峭，谷坡上有阶梯状陡坡，谷底出现岩滩及雏形河漫滩。“Ω”围谷其特点是三面环山、底部较平坦，出口和冰川谷相连。“之”字形的峡谷是峡谷呈之字形的曲折走向的状态。这些峡谷都是由节理控制形成的，大概在12-14亿年前此地域处于滨海期隆升在流水作用下，河流沿着节理或者左右两侧岩壁比较软弱破碎的地带垂直和侧方侵蚀形成的。有的地方下蚀比较猛烈形成深坑瀑布。一般的在河流的上游水流比较湍急形成“v”字形的峡谷，中上游水流较缓形成“u”字形的峡谷，到河流的下游水流缓慢形成河漫滩