重慶大學城地質調查報告地質學實習

2022-02-25 03:15:52 字數 4898 閱讀 7257

一.前言

1.實習目的

普通地質學課程的學習即將結束,我們通過對課程的學習,了解並逐步掌握了許多地質知識(如地球的圈層特徵及形態特徵、地殼的物質組成、生命起源於地質年代學、構造運動、**作用、岩漿作用、變質作用、風化作用、地面流水地質作用、地下流水地質作用、重力地質作用等),然而我們學習的知識僅僅停留在書本和老師提供的一些插圖上,掌握的並不完備與全面,為了將書本上學到的知識加以運用,把書本上學到的知識同自然中的地質形態聯絡起來,以更好的理解某些地質現象,最終加深對書本上知識的理解,我們走出了校園,在大學城周圍進行了本次地質調查。

2.時間

2023年10月26日15:00-17:00

3.地點

重慶大學虎溪校區西門外側歌樂山脈與縉雲山脈之間通往璧山縣的山間道路以及周邊的房屋施工工地。

2.實習內容

2.1大學城所見的岩石型別

由於大學城周圍是沉積岩地區,所以岩石均為沉積岩大類,本次地質調查,見到了兩種沉積岩——砂岩和泥岩。除此以外,在施工工地,還看到了岩漿巖大類的花崗岩的石材。

(1)砂岩

上圖為地質調查中我們帶回來的一塊砂岩標本。

粒度為2~0.0625mm的顆粒含量在50%以上的碎屑岩叫砂岩。砂岩分布很廣,有重要的經濟和地質意義。

砂岩的碎屑成分主要是石英、長石和岩屑,還有少量重礦物。在大多數砂岩中,石英是最主要的岩屑,它是最穩定的組分,長石和岩屑在表生條件下易受破壞,為不穩定組分,故常以石英含量或石英與長石+岩屑的比值代表岩石的成分成熟度。砂岩中的填隙物除粘土雜誌外,還常見鈣質、矽質、鐵質等膠結物。

砂岩石機械沉積作用的產物,砂粒在流水搬運的過程中又是最活躍的組分,故砂岩中各種層理和層面構造發育,許多研究沉積環境的重要標誌主要發育於砂岩中。某些砂和砂岩本身就可作建築材料,並常含有金、銅、錫石、鋯石、獨居石等礦產;孔隙度好的砂岩是良好的儲集油、氣、水的岩石,是石油、水文和工程地質工作中重要的研究物件。

我們的砂岩標本為灰色砂岩,主要礦物成分為石英和長石。結構為碎屑結構,構造為層理構造。

(2)泥岩

泥質巖亦稱粘土巖,是粒度<0.0039mm、主要由粘土礦物組成的岩石,多數泥質巖是由母岩風華過程中形成的粘土物質呈懸浮狀態被搬運到水盆地中,以機械方式沉積而成。有少數由水盆地中的交替sio2與al2o3直接凝聚形成的自生粘土,以及由火山灰蝕變成因的粘土巖或粘土礦物。

泥質巖是分布最廣泛的一類沉積岩,可佔沉積岩總量的60%左右。

泥質巖的礦物成分複雜,除主要成分粘土礦物外,還有陸源碎屑礦物和自生礦物。粘土礦物常見的有高嶺石、伊利石、蒙脫石等。陸源碎屑礦物主要是石英、雲母及少量長石。

自生礦物則多種多樣,常見的有鐵、錳、鋁的氧化物和氫氧化物,碳酸鹽,硫酸鹽,矽質化物,硫化物,以及磷灰石、石鹽、海綠石等。這些自生礦物含量雖少,但它們可影響粘土巖的性質,又能反映粘土巖的形成條件及其生成後所發生的變化。

泥質巖最常見的是泥狀結構、粉砂泥狀結構、生物泥狀結構、鮞狀或豆壯結構及殘餘結構等。具泥狀結構的岩石幾乎全由泥質組成,岩石緻密細膩、具貝殼狀斷口、粉末用手捻有滑感,用小刀割切時切面很光滑。鮞狀或豆壯結構的泥質巖外貌上似同類的碳酸鹽岩,但全由粘土礦物組成,殘餘結構多半由火山凝灰岩等,經風化、蝕變而成殘餘花崗結構。

泥質巖的層理均為水平層理。單層厚度<1mm者成頁理,頁理發育的泥質巖叫頁岩,無頁理或頁理不發育者叫泥岩。泥質巖還可見乾裂、雨痕、蟲跡、晶體印模構造等。

有時還可見到變形、斑點、巢狀、帶狀和瘤狀構造等。

泥質巖的顏色很雜,取決於粘土礦物的成分、雜質礦物、有機質及所含色素元素的顏色。

單一成分的高嶺石粘土、伊利石粘土、某些蒙脫石粘土、伊-蒙混層粘土和矽藻土粘土巖常呈白色、淺灰色、淺黃灰色等。

如泥質巖中含有細分散的鐵氧化物和氫氧化物,則呈紅色、紫色、棕色、黃色或玫瑰色等。反映岩石形成于強氧化條件下。岩石中含錳的氧化物時,呈褐色或黑色。

岩石中富含分散狀有機質和硫化鐵及炭質時,呈灰色或黑色。反映泥質巖形成于強還原條件下。泥質岩中若含有較多的海綠石、綠泥石、孔雀石、藍銅礦時,反映其形成弱氧化-弱還原條件下。

我們見到的泥質巖水平層理的厚度較大,為泥岩,呈紅棕色,表明含有鐵氧化物和氫氧化物。結構為泥質結構,能看到乾裂,所以構造為層面構造。

(3)花崗岩

花崗岩是岩漿在地下深處經冷凝而形成的深成酸性火成岩,部分花崗岩為岩漿和沉積岩經變質而形成的片麻岩類或混合巖化的岩石。花崗岩質地堅硬,難被酸鹼或風化作用侵蝕,常被用於建築物的材料。

花崗岩主要組成礦物為長石、石英、黑白雲母等,石英含量是10%~50%。長石含量約總量之2/3,分為正長石、斜長石(鹼石灰)及微斜長石(鉀鹼)。不同品種的礦物成份不盡相同,還可能有含輝石和角閃石。

花崗岩中較少的主要礦物是白雲母、黑雲母、角閃石、輝石或罕見的鐵橄欖石。黑雲母可以產於任何型別的花崗岩中,而且通常都有,儘管有時含量很少。含鈉的角閃石和輝石(鈉閃石、鈉鐵閃石、霓石)是鹼性花崗岩特有的。

如果兩類長石中沒有一類含量大大超過另一類,那麼角閃石、輝石都不大可能是主要礦物;暗色礦物通常是黑雲母或白雲母,或是二者兼有。

我們拍攝的石材花崗岩以白色為主,並有深色花紋,說明有暗色礦物黑雲母或白雲母。結構為花崗結構,構造為塊狀構造

2.2大學城所見各種地質構造

(1)水平構造岩層產狀近於水平的構造稱為水平構造。水平構造出現在構造運動影響較輕微的地區或大範圍內整體抬公升或下降的地區,岩層未發生明顯變形。水平構造中較新的岩層總是位於較老的岩層之上。

當岩層受切割時,老岩層出露在河谷低窪區,較新的岩層出露在較高的地方。不同地點在同一高程上,出現的是同一岩層。

本**兩岩層有明顯的分界,顏色不同,岩層的產狀近於水平,為水平構造。

(2)斷裂構造

岩體、岩層受力後發生變形,當所受的力超過岩石本身強度時,岩石的連續完整性就會破壞,形成斷裂構造。斷裂構造包括節理和斷層。我們這次調查,只找到了節理構造,並沒有找到斷層。

節理是指岩層、岩體中的一種破裂,但破裂面兩側的岩塊沒有發生顯著的位移。凡是在同一時期、同樣成因條件下形成的彼此平行或近於平行的節理歸入一組,稱為節理組。在剪下應力作用下形成的,叫剪節理;由張應力作用形成的,叫張節理。

我們拍得的**中。岩石破裂受剪下應力,形成剪節理。

除了以上的地質構造,同學們還找到了傾斜構造與斷層等,由於對知識掌握的不完全以及調查地點的差異,很遺憾我們沒有觀察到這些。

2.3大學城所見地質作用

(1)重力地質作用

1)滑坡

黏結性塊體沿著乙個或幾個滑動面向下滑移,這個過程成為滑動作用。滑坡是滑動作用最典型的產物。乙個發育完全的典型滑坡的形態要素有:

滑坡體、滑坡床、滑動面(帶)、滑坡壁、滑坡台階、滑坡舌(滑坡前緣)、滑坡裂隙等。前面五項是任何滑坡都必須具備的部分,後面幾種則視發育情況而定。

滑坡體:與母體脫離經過滑動的那部分質體。其內部相對位置基本不變,總體保持原來的層序和構造特徵。

滑坡床:滑坡體之下未經滑動的、保持原有的結構而未變形、只是在靠近滑坡體部位有些破碎的母體。

滑動面:滑坡體與滑坡床之間的分介面。由於滑動過程中滑坡體與滑坡床之間相對摩擦,滑動面附近的部分受到揉皺、碾磨作用,可形成厚數釐公尺至數公尺的滑動帶。

所以滑動面往往是有一定厚度的三度空間。乙個多期活動的大滑坡體,往往有多個滑動面。

滑坡壁:滑坡體後緣由於滑動作用所形成的的母岩陡壁。其坡角多為35°至80°,平面上往往呈圈椅狀。滑坡壁上經常可以見到鉛直方向的擦痕。

滑坡台階:滑坡體下滑時各部分運動速度不同而形成的一些台階。

由於地形的限制,我們沒有能走到較近的地方拍攝滑坡,所以我們僅僅拍攝到了滑坡要素中的滑坡壁,由於滑坡體下滑,生長在滑坡體表面的植被隨著滑坡體一同下滑,滑坡壁的土壤露出。從我們拍攝的**中可以看到外露的土壤面積並不大,所以這兩個滑坡應為小型的滑坡。

2)崩落

崩落作用指的是岩塊與基岩的脫離、崩落、沿山坡滾滑以及在坡腳堆積的整個作用過程。一般認為地形坡度大於45°時即可發生這種作用。

崩落物的運動可以分為散落、翻落和墜落三種形式:

散落當崩落岩塊比較小時,飛石塊不斷地向山坡下滾落,一般稱為滾石。滾石向斜坡下方運動時,主要採用滾動或跳躍兩種方式。若滾石形狀近於球形,其運動主要為滾動。

不規則外形的岩塊則主要是跳躍。

翻落大塊岩石脫離基岩後,若下部支撐未被破壞,岩塊上部呈弧形翻落下來,短暫懸空呈自由落體狀態。

墜落陡崖底部被河水、海浪淘空後,岩壁因地下水潤滑及冰劈等作用使岩塊失去支援,脫離母岩而墜落。墜落岩塊先是沿著卸荷裂隙面向下滑動,然後脫離母岩快速墜落。

從我們拍攝的**上看,崩落岩塊都比較小,應為岩塊與基岩脫離崩落,從山坡上散落而下。由於這些岩塊大多為不規則形狀,運動方式應該主要為跳躍。

3)防治措施

支擋工程:如護坡、擋土牆、抗滑樁、錨桿、支撐等。

排水工程:修建截水溝和盲溝等排水工程防止其危害交通線路

減荷反壓:將滑坡體後緣的岩土體削去一部分或將較陡的斜坡減緩,以便減少負荷。並將減荷削下的土石堆於斜坡或滑體前緣,以便增加壓力,起到阻滑作用

防禦繞避措施:當鐵路、公路等線路遇到嚴重不穩定斜坡地段,可採取明硐、御塌硐、外移作橋和內移作隧等防治措施。

(2)地面流水地質作用之片流地質作用

當地面出現降水或融冰化雪,且水量大於蒸發下,便在重力作用下順坡流動,形成片流。片流和細小股流沿斜坡把細小鬆散的碎屑顆粒沖洗至斜坡下部,這個過程叫洗刷作用。限於片流水力微小,能被片流沖走的顆粒不大,一般為粘土、粉砂粒。

片流對可溶性岩石組成的山坡還有溶蝕作用。山坡下部的無數股狀水流已具有一定的線狀侵蝕能力,山坡面在這種股狀片流沖刷之下,出現無數小溝。

我們拍攝的**中,能看到細小的水流流下時在路徑上對岩石造成的侵蝕,留下的水流的痕跡。由於重慶市沉積岩地區,為不可溶岩石。這種溝槽應稱為沖溝。

3.實習的主要收穫

通過這次實習地質調查活動,我們對大學城周邊的地質環境有了初步的了解,在調查的過程中,我們將書本的知識與我們周邊具體的地質環境結合起來,並加以簡單的應用,對書本的知識也有了更加切實具體的掌握,這次實習的收穫主要體現在三個方面。

(1)關於岩石

通過這次的實習,我們了解到重慶為沉積岩地區,均為不可溶岩石。大學城周邊的主要岩石型別為砂岩和泥質巖。對這兩類岩石,我們結合岩石的標本進行了觀察,因此對有關知識(比如岩石的顏色,結構,構造,礦物成分等),我們也有了更進一步的了解。

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