地質實習報告

一、概述

本次地質實習從8月12日至8月22日，共歷時11天。其中，前4天在校內進行理論學習，後7天為野外地質考察。

在校內進行的理論學習主要是通過使用matlab、autocad等軟體，來進行工程地質上的數值分析，包括赤平座標投影法和極限平衡法對岩質邊坡穩定性的分析，節理的玫瑰圖統計及極點密度圖，以及用autocad畫出岩質邊坡模型等。

野外地質考察前四天的主要考察範圍是北京市西山門頭溝區下葦甸-三家店一帶的地層岩性和地質構造。所涉及的地層年代由老到新主要有：震旦系的頁岩、砂岩、白雲岩，寒武系石灰岩，奧陶系石灰岩，石炭系砂岩和頁岩，二疊三疊系砂岩，侏羅系玄武岩，第三系第四系黃土以及震旦紀和寒武紀的平行不整合接觸面，寒武紀和奧陶紀的平行不整合接觸面等。

觀察到的地質現象有侵入岩脈、岩牆和岩床，以及地質構造如皺、斷層、斷層破碎帶、裂隙等，還有風化作用對不同岩性岩體作用後的表現如差異風化和根劈現象，同時也觀察了板狀白雲岩在重力作用下的蠕變現象，觀察並描繪了一些沖積物和坡積物。並且在野外第一次見到「雙溝同源」現象。我們還學習了地質羅盤的使用方法，測量了不同岩層的走向、傾向和傾角。

利用了節理測量統計和節理走向玫瑰花圖的繪製，完成對車站埡口地形的統計；以及簡單地質剖面的測量和繪製。讓我們對一些工程地質問題有了感性而深刻的認識。

本次野外地質考察的路線為：

8月16日上午：上葦甸村——下葦甸村地質考察；

8月16日下午：下葦甸村——擔禮地質考察；

8月17日上午：灰峪村——軍莊——三家店地質考察；

8月18日上午：野溪——斜河澗——龍泉務地質考察；

8月19日上午：軍莊埡口節理的測量和統計。

另外，野外實習後兩天(21日、22日)分別在清華大學地質之角和白石山地質公園進行了觀察。在地質之角我們主要觀察一些比較經典而特殊的岩石標本，包括矽化木、水沖砂岩、氣孔狀玄武岩等，以及解了它們的成分、形成條件、形成時間等。在白石山我們主要參觀了高海拔的花崗岩和白雲岩以及因岩漿侵入而變質形成的大理岩所形成的地質奇觀。

本次地質實習，不僅是《工程地質》課程的延續，也是「理論與實踐」結合的學習，更是我們真正的運用在課上所學的工程地質知識去逐漸認識無限而複雜的現實世界的過程。從這次實習中，我們學習到了一些實際的工程地質問題的解決，體會到了地質勘察的艱辛與危險，更重要的是獲得了一次美好的人生經歷。

二、北京西山門頭溝區地質考察

北京西山是北京西部一帶山脈的總稱，屬太行山脈。北以南口附近的關溝為界，南抵房山區拒馬河谷，西至市界，東臨北京小平原。門頭溝區三家店地區位於北京西北郊，最高峰為三家店西南的高程為九龍山，高程八百多公尺。

門頭溝區位於北京城區正西偏南，其東部與海淀區、石景山區為鄰，南部與房山區、豐台區相連，西部與河北省涿鹿縣、淶水縣交界，北部與昌平區、河北省懷來縣接壤，屬太行山餘脈。門頭溝區地處華北平原向蒙古高原過渡地帶，地勢西北高，東南低；地層主要由震旦亞界的薊縣系和青白口係，下古生界的寒武系、石炭系、二疊系，上古生界的侏羅系和第四紀的馬欄組、百花山冰期堆積所構成。地形骨架形成於中生代的燕山運動。

境內總面積的98.5％為山地，平原面積僅佔1.5％，其中海拔高度大於800公尺的中山佔山地面積的一半。

河谷台地主要分布於永定河及其支流清水河河谷兩側，但不連續。永定河沖積平原面積很小，分布於該區東南三家店至臥龍崗一帶。經過漫長的地質變遷，境內形成了多種型別的礦床，現已探明的有：

煤殲、石灰岩、玄武岩、輝綠岩、陶粒頁岩、耐水粘土、大理石、花崗石、紫硯石、白雲岩、矽石、白花玉、紫頁岩、石棉、冰洲石、天然石板、煤殲石等等。

永定河為北京地區最大河流，海河五大支流之一，海河水系的西北支。上源一為桑乾河，一為洋河，分別源出山西省寧武縣管涔山區和內蒙古高原南緣。全長650公里，流域面積約5.

08萬平方公里。流經山西、河北兩省和北京、天津二市入海河，注入渤海。

本次門頭溝三家店一帶的地質考察歷時四天，主要考察內容是該區域內各個地質年代地層的性質及形成情況、不同岩石的岩性與形成條件、一些比較常見的地質現象等。

1. 上葦甸——下葦甸地質考察

時間：2023年8月16日上午10:00-12:30天氣：陰

上午8點，我們從清華出發。早晨天氣為陰，微有陣雨，空氣濕度大，較為悶熱。我們沿著上葦甸村到下葦甸村的公路，觀察道路兩旁暴露出的岩石，分析其岩性。

上葦甸——下葦甸線路主要為震旦系到寒武系的岩石，包括花崗閃長岩、頁岩、砂岩、白雲岩和石灰岩等，主要為沉積岩。通過這一天的學習，能認識並繪製一些簡單的地質構造（如褶皺、斷層）；能觀察並識別一些特徵岩石，如寒武紀特有的竹葉狀和鮞狀石灰岩；對歷史上華北地區岩石沉積有乙個初步的認識（地層的缺失），加深對地層接觸（侵入接觸和不整合接觸）的理解。

1) 花崗閃長岩岩體及其侵入的岩脈

首先下車看到的是花崗閃長岩岩體，岩性及風化程度如下：

顏色：整體為灰色，岩脈部分顏色較深，有的呈綠色，基性。

成分：主要成分是花崗閃長岩（閃長石、斜長石），岩脈為綠簾石。

形態結構：花崗閃長岩，顆粒較大較為破碎，裂隙較多，大部分為剪節理（平直，延伸較遠），有少部分張節理（彎曲）。節理為高維壓所造成的。

用手可直接剝落，用鐵鎚敲擊聲音較悶，說明裂隙較密。而岩脈顆粒較細，裂隙較疏，岩體較完整，用鎚敲擊聲音清脆。

風化程度：花崗閃長岩由於較多裂隙，水容易侵入，故風化程度較高，已成土狀，但還不完全是殘積土，為全風化。相比較而言，岩脈部分岩體較為完整，為微風化、未風化。

形成：該處地形為四周坡陡山尖，中心山低且緩。形成原因為岩層在中生代時期受到岩漿巖（震旦系花崗閃長岩）侵入，形成乙個特殊背斜，其長短軸之比小於3:

1。背斜轉折端（核部）由於張力較大，形成張裂縫，易受到風化侵蝕。背斜轉折端（核部）的沉積岩在風化作用等外動力作用下被侵蝕，露出更易風化的岩漿巖，最後形成目前我們所看到的低緩地形。

這也使得該處構造與地貌不一致。

特殊：岩體的風化程度受岩體的結構和氣候影響。對於此處的花崗閃長岩來說，由於密集裂隙的產生，地下水及地表水都易通過，所以增大了風化速度，所以花崗閃長岩的風化程度較高。

並且離裂隙越遠的岩石，風化程度越低（如圖1）。另外，對於侵入岩脈，深成巖脈不如淺成巖脈抗風化能力強，這裡有2個原因：深成巖中礦物的結晶溫度都偏高，因此在地表條件下，偏於不穩定；另外深成巖顆粒較大，在風化作用下顆粒間易形成微裂隙，從而使化學風化速度加快。

北京在歷史上曾經是一片荒漠，現在還殘留有大量蘑菇石，後來地下水發育的也很多，現在京郊還有雲水石花銀狐溶洞供遊人參觀，而地下水會大大加重風化的程度。

2) 岩脈、岩牆中的斷層

沿著公路繼續往南走，一直是下坡路，會在花崗閃長岩岩體侵入的岩脈和巖牆上發現一些錯斷：

1 岩脈中的斷層

此處所看見的岩脈和綠簾石的薄岩層被斷層所錯段。岩脈為侵入的閃長岩，風化程度較周圍花崗閃長岩較弱，岩石較為完整。

岩脈左邊為被很多「x」字型的剪節理所切割的岩體，從這裡可以看出越遠離剪節理的地方，風化程度越弱，岩體越完整，如圖2。

2 岩牆中的斷層

在這裡可以看見乙個岩牆，岩牆表面大部分是黃褐色和黑色，它們的成分分別是fe2o3和mno2，顏色相對周圍（灰色）較為明顯。其厚度大約為1.5公尺，方向為斜向坡底，傾角大約45°。

其中有一部分為灰白色，可能由於剝落較晚，是比較新的表面，可以看出岩牆內部主要成分是閃長玢巖。

岩牆表面存在著較多閉合、平直、光滑的剪節理，使巖牆裂隙較多，較為破碎，為中風化。岩牆與花崗閃長岩接觸帶較為破碎，風化程度較高。

巖牆上部分由於有斷層，出現了錯斷。斷層傾向坡頂，傾角大約為5°，較平緩。上盤向下走，下盤向上走，是正斷層，如圖3和圖4：

3) 地質羅盤的使用方法

在考察過程中，我們還學習了地質羅盤的使用。

地質羅盤是地質勘探考察中使用的傳統工具。運用地質羅盤可以測量岩石的產狀、傾向和傾角。地質羅盤的使用是我們在地質實習中必須掌握的一項基本技能。

下面簡述地質羅盤的使用方法和注意事項。

利用地質羅盤測量岩層走向時，將羅盤的長邊(與羅盤上標有n—s相平行的邊)的一條稜與層面緊貼，然後緩慢轉動羅盤(注意：在轉動過程中，羅盤緊靠層面的那條稜的任何一點都不能離開層面)，使圓水準器的氣泡居中，磁針停止擺動，這時讀出磁針所指的讀數即為岩層的走向。讀磁北針或磁南針都可以，因為岩層走向是朝兩個方向延伸的，相差 180°。

利用地質羅盤測量岩層傾向時，用羅盤的北端指著層面的傾斜方向，使羅盤的短邊（即s邊）與層面貼緊，放平，並轉動羅盤，轉動方法及原則同上，北針所指的讀數即為所求的傾向。傾向僅有乙個指向，只能用乙個數值表示。

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