工程地质实习报告

2017工程地质实习报告1工程地质实习报告授课教师：杜广印教授单位：东南大学交通学院班级：217152班学号：21715202姓名：孙旭升2017年9月21日2017工程地质实习报告2序言经过了上个学期的工程地质课程的理论学习，我们展开了为期三日的工程地质实习。本次实习的路线可谓是经过老师们的精心设计，三天时间的每一处景区或地质区都具有典型的地质构造或由不同的地表地质作用形成，而且各不相同——典型的断层构造阳山碑材、宁镇山脉中的褶皱（典型向斜构造）与善卷洞景区的喀斯特地貌、沉积作用形成的河漫滩燕子矶与马鞍山凹山铁矿区的边坡作用，涵盖范围广而且十分全面。在参观实习过程中，杜老师为我们耐心得对各个景区的典型地质特征进行讲解，例如典型的喀斯特地貌区善卷洞中的地质生长过程；善卷洞面临的地质恶化问题；金钉子的国际地质学术地位；宁镇山脉的排水保土等地质灾害防护措施；安徽马鞍山凹山铁矿区的铁矿特征及其面临的环境污染问题；老师甚至连阳山碑材中关于朱元璋、朱棣、朱允炆的历史人文典故等都如数家珍般娓娓道来，都给我留下了深刻的印象，在正文中都会详细展开。这次实习更加使我们认识到在工程地质学习中，实地对地质现象进行观察对于学习本课程具有重要的意义。本报告旨在对观察到的地质现象，结合老师在参观实习中讲述的内容，除了掌握基本的概念与典型地形、地貌的辨识技能以外，更能透过现象分析本质，认识到不同地形区。最后，我也思考并分析了某些地区面临的地质恶化、灾害与防护问题。（善卷洞湿度平衡的破坏及生态环境问题、棒槌山挡土墙滑坡防治以及安徽马鞍山凹山铁矿区面临的严重的边坡防治与环境问题）2017工程地质实习报告3目录序言..................................................2实习情况概述..........................................3实习路线及实习地区简介.............................32.1宜兴善卷洞...................................42.2浙江长兴金钉子国家地质公园....................72.3宁镇山脉....................................92.4南京阳山碑材.................................122.5燕子矶.....................................132.6南京地质博物馆...............................142.7安徽马鞍山凹山铁矿............................15关于一些实习地区地质问题的分析思考..........173.1马鞍山矿山边坡治理及环境问题....................173.2善卷洞喀斯特地貌的生态平衡破坏及恶化与保护措施...173.3汤山—棒锤山地区的边坡防治问题...................192017工程地质实习报告4一、实习情况简述1.实习时间及地点9月18日：典型喀斯特地貌——“江南第一古迹”暨“海内奇观”-宜兴善卷洞闻名遐迩的“金钉子”——浙江长兴4A国家地质公园9月19日：宁镇山脉中的“向斜”——汤山-孔山-排山-棒槌山典型断层构造——“天下第一碑”-南京阳山碑材沉积作用形成的河漫滩——“万里长江第一矶”燕子矶9月20日：南京地质陈列馆，南京古生物博物馆面临“边坡”防治——安徽马鞍山凹山铁矿2.实习人员杜广印教授及21715202班全体同学3.实习任务与目的（1）观察宜兴岩溶地质现象，认识浙江长兴4A国家地质公园（金钉子）的地质意义、认识汤山宁镇山脉棒锤山地层剖面和孔山背斜构造、观察南京阳山碑的岩层、断层构造、观察燕子矶的河流地貌和差异风化工程地质现象、观察安徽马鞍山凹山铁矿工程地质现象及边坡防护。（2）通过实习巩固课堂所学的工程地质基本理论，联系现场实际，培养我们独立思考的能力以及现场判断、解决实际问题的能力。（3）了解岩层的产状，形成过程和发展状况，分析沿途的岩石性质以及地区的地质发展演变史。（4）了解矿物和岩石的形成过程、结构等，初步建立对某一种岩石的工程地质评价。学会通过观察、分析矿物与岩石的外貌特征来判别其种类。（5）初步分析评价工程地质问题。（6）初步分析工程地质条件对基坑设计与施工的影响和地质灾害与边坡工2017工程地质实习报告5程的治理。二、实习地区及地质状况简介2.1宜兴善卷洞2.1.1地理状况善卷洞风景区位于宜兴市西南约25公里的祝陵村螺岩山上。景区内，林木葱茏，风光旖旎，洞景巧夺天工，素有“万古灵迹”、“欲界仙都”之美誉，与比利时的汉人洞、法兰西的里昂洞并称为“世界三大奇洞”。宜兴善卷洞发育在下青龙组灰岩中，全洞面积约5000平方米，游程约800米，有上洞、中洞、下洞和水洞四部分，洞洞相通。善卷洞四周离墨山高100-120米，地层是下中三叠统青龙群（T1+2）地层，与大隆组为整合接触，岩层走向北西—南东，倾向南西，倾角20度。主洞方向为N60度E，几乎平行于燕山晚期的煌斑岩脉，与一组断裂构造有关。另外，洞顶有北北东和北西西两组裂隙呈网状切割地层，洞内沿这两组裂隙滴水、渗水，形成石钟乳，可见这两组均为走水裂隙。善卷洞开始形成要从距今约2亿1千万年的三叠纪时算起，那时这里还是一片汪洋大海。由于富含碳酸钙，并逐步沉积，形成石灰岩沉积地层，地壳变动，水的冲刷，先形成上洞；而后地壳再变动，再形成中洞；2017工程地质实习报告6最后形成下洞和水洞；约在100万年前基本定形。善卷洞总的形成于青龙群石灰岩生成以后，所以洞的规模大，地质地貌丰富，地层分明。善卷洞位于宜兴西南25公里，张渚镇东北2.5公里的螺岩山中。山势低缓，貌不惊人，可却发育了驰名中外的岩溶。洞四周出露的地层均为中下三叠统青龙群（T1+2）灰岩，产状向南倾，倾角20度，洞沿NE60度方向延伸。下洞沿NE60度走向的张裂隙缝控制发育；洞顶有NNE和NWW两组裂隙呈网状切割地层，洞内沿这两组裂隙滴水、渗水，形成钟乳石。下同的水洞路径曲折，也是裂隙溶蚀的结果。上洞壁青龙群灰岩中发育有极为复杂的原生滑坡褶皱。善卷洞溶洞分上、中、下三层，标高分别在56～70米，51～62米，30～45米，是地壳在三次稳定时间内（间以二次抬升）地下水长期溶蚀所形成的。其中上洞、中洞开阔，形如大厅，下洞的地下暗河长约100米，可以行船。2.1.2形成过程善卷洞开始形成要从距今约2亿1千万年的三叠纪时算起，那时这里还是一片汪洋大海。由于富含碳酸钙，并逐步沉积，形成石灰岩沉积地层，地壳变动，水的冲刷，先形成上洞；而后地壳再变动，再形成中洞；最后形成下洞和水洞；约在100万年前基本定形。善卷洞总的形成于青龙群石灰岩生成以后，所以洞的规模大，地质地貌丰富，地层分明。由于构造运动引起的地壳间歇性抬升而形成了上、中、下多级溶洞。2017工程地质实习报告7溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割溶洞。溶有碳酸氢钙的水，当从溶洞顶滴到洞底时，由于水分蒸发或压强减少，以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙的沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。如果溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶上滴落，随着水分和二氧化碳的挥发，则析出的碳酸钙就会积聚成钟乳石、石幔、石花。洞顶的钟乳石与地面的石笋连接起来了，就会形成奇特的石柱。在自然界，溶有二氧化碳的雨水，会使石灰石构成的岩层部分溶解，使碳酸钙转变成可溶性的碳酸氢钙：CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2受热或压强突然减小时溶解的碳酸氢钙会分解重新变成碳酸钙：Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O大自然经过长期和多次的重复上述反应。从而形成各种奇特壮观的溶洞。善卷洞周围的岩石几乎全由石灰岩构成；强烈的新构造活动在岩石中产生了大量裂隙和断裂，增大了岩石的透水性；流域内具有较充沛的降水，丰富的地下水，有利于岩溶水的循环运动，使喀斯特作用能持续进行；区域内植被发育，土壤中富含CO2及腐殖酸，岩石中还含有可产生酸类物资的有机质和含硫矿物，这给地下水提供了较丰富的CO2来源，使地下水具有了较强的侵蚀能力。2.2浙江长兴4A国家地质公园（金钉子）2.2.1金钉子的地质意义以及长兴地质公园地位的确立2017工程地质实习报告8地质学上的“金钉子”实际上是全球年代地层单位界线层型剖面和点位（GSSP）的俗称。金钉子是国际地层委和地科联，以正式公布的形式所指定的年代地层单位界线的典型或标准，是为定义和区别全球不同年代（时代）所形成的地层的全球唯一标准或样板，并在一个特定的地点和特定的岩层序列中标出，作为确定和识别全球两个时代地层之间的界线的唯一标志。1977年于捷克确立的全球志留系/泥盆系界线层型剖面和点（GSSP）是全球第一枚金钉子。全球地层年表中一共有“金钉子”110颗左右，截止2013年4月，已经正式确立的有65颗。地质学界100多年来，一直沿用耳菊石化石作为古生界和中生界标志，但由于耳菊石分布的局限性，无法充分解释全球范围内的地质现象。1986年，中国地质大学殷鸿福院士提出，将我国地质工作者在浙江长兴煤山发现的“牙形石化石”作为划分古生界和中生界（二叠系和三叠系）的标准化石，以此确定古生界和中生界（二叠系和三叠系）的分界线。1996年，中、美、俄、德等国的9名科学家在国际刊物上发表联名文章，推荐以中国浙江长兴煤山的“牙形石化石”为划分古生界和中生界（二叠系和三叠系）的标准化石。此后，经过国际学术组织三轮投票，最终由国际地质科学联合会阿根廷会议认可。长兴地质遗迹自然保护区所拥有的全球“金钉子”是地球史上3个最重要的断代界线（前古生代－古生代，古生代－中生代，中生代－新生代）之一，即古生代与中生代的断代界线；同时它又是地球历史上5次生物大绝灭中最大一次绝灭事件和全球变化相联系的点位，具有国际对比意义和极高的科学研究价值。2017工程地质实习报告92.3宁镇山脉汤山、排山、棒槌山2.3.1宁镇山脉概述宁镇山脉是江苏省的主要山脉。长江中下游平原丘陵地带南京、镇江间的一条山系，略呈东西向向北突出的弧形山脉，位于长江南岸。西起南京市江宁区淳化镇青龙山，经句容市、镇江市丹徒区、镇江市城区、丹阳市境内，东止武进县孟河镇黄山，绵延100公里。宁镇山脉的地质构造是由震旦纪到三叠纪岩层构成，经长期风化、侵蚀和断裂活动，并伴有火成岩多次侵入喷出，最终形成破碎链状山脉。山前和山间谷地广泛掩覆第四纪下蜀系黄土。矿产有栖霞山铅、锌、锰矿，铜山钼铜矿，巢风山铁矿，湖山煤矿。宁镇山脉是中国地质研究最早、最详的山地之一，多种地层名称皆出于此。宁镇山脉北侧沿江山岭有幕府山、栖霞山、龙潭擂鼓台、五洲山、圌山等，其中以栖霞山为南京市郊著名旅游地；中间有钟山、宝华山、十里长山等，其中钟山头陀岭为最高山峰，海拔448米，宝华山有保存完好的北亚热带植被，已辟为自然保护区；南侧有青龙山、汤山、仑山、观音山、高骊山、茅山等，汤山山麓有汤山温泉，是著名疗养地。镇江市郊船山的石灰石矿，为上海宝山钢铁联合企业的配套工程。2.3.2汤山、棒槌山、排山地貌与岩段汤山—棒锤山地区从震旦纪到志留纪是一个浅海，总体的沉积环境比较的稳定。前期沉积以海相的石灰岩和白云岩为主，后期则主要沉积形成页岩，粉砂岩，砂岩。志留纪后期发生海退运动，该地区到晚泥盆世发生沉降，出现陆相（滨海相和湖泊相）沉积环境，许多地方由于风化作用没有沉积，只有少数地区有陆相2017工程地质实习报告10沉积，比如泥盆系五通组的孔山北坡地区（岩性坚硬，常构成高山之顶（孔山、背斜核部），厚度166米左右。主要是：上部以粉砂岩页岩为主；中部以石英砂岩夹少量页岩；下部含砾石英砂岩夹少量页岩）。孔山地区的沉积物以灰白色石英砂岩，页岩，砾岩为主，