地質與地貌學
野外實習指導
張岩北京林業大學水土保持學院
2023年10月
一、實習內容與安排
結合「地質與地貌學」課程的教學內容,在北京地區選擇地質地貌現象較典型的考察路線,通過路線觀察和小區域調查,結合室內實習參觀(參觀地質博物館),為學生提供印證地質與地貌學理論知識的環境,培養學生對地質與地貌現象進行觀察、比較、分析的能力,掌握野外工作的基本規範。現將野外短途實習要求及內容簡要介紹如下。
(一)教學要求
識記:實習沿線的主要岩石型別、構造型別、地貌型別、地層及其時代;
理解:各主要岩石型別、構造型別的成因與分布特徵,不同觀察點之間地質地貌現象的變化與聯絡;
掌握:野外定點定位方法,地質地貌露頭剖面觀察、描述、記錄的方法,露頭剖面對比分析方法。
重點:野外定點定位方法,野外工作記錄規範,實習沿線地質地貌現象的空間特徵解析,地質地貌路線調查資料整理方法。
(二)實習安排
第一天:實習準備,主要內容包括:向學生介紹實習區的地質地貌概況,地形圖和地質圖的使用方法,地質地貌野外實習的主要方法和要求以及實習報告的撰寫格式和要求,參觀地質博物館。
第二至第四天:野外參觀短途實習3天。
第五天:實習內容總結,撰寫實習報告。
(三)實習內容
1、室內實習參觀
時間、地點及參觀目的:
中國地質博物館位於北京西四,主要參觀地球廳,礦物岩石和廳寶石。要求學生對仔細觀察礦物和岩石、並對寶石、化石以及地質發展史有初步了解。
中國地質博物館簡介:
中國地質博物館是亞洲最大的地學類博物館。該館藏品有標本10多萬件,其中包括古生物1.3萬件、地層2.
1萬件、礦物1萬件、岩石6000多件、寶石1000多件、礦床3.3萬件、地質現象1000多件,還有多件晶洞和其他標本等。藏品以國內標本為主,巨型山東龍、廣東孔雀石晶洞、湖南香花石晶體及雌黃晶簇、貴州硃砂王、山東重28.
061克拉的寶石級金剛石、青海重達3561.407克的自然金塊、河南絲狀自然銀以及波札那生於金伯利岩中的寶石級金剛石標本、美國重23克的自然鉑片等,均為該館收藏珍品。該館的陳列分基本陳列和臨時陳列兩類。
基本陳列包括礦產資源、地球史、地層古生物、礦物岩石、中國礦床、寶石等陳列室。
參觀重點:
(1)地球史室,重點陳列了地球在宇宙中的位置,地球的物理性質、內部構造和物質成分,內動力地質作用,外動力地質作用,地球的形成和發展歷史;
(2)礦物岩石室,按化學成分及晶體結構分類陳列了國內外約1000種礦物,按形成原因分類陳列了岩漿巖、沉積岩、變質岩等;
2、野外短途實習
時間、地點及實習內容:
地質與地貌學的後三天實習主要是野外短途實習,實習地點是北京昌平區碓臼峪、海淀區七王墳和延慶矽化木地質公園,實習內容均包括野外定點定位方法,地質地貌露頭剖面觀察、描述、記錄的方法,露頭剖面對比分析等方面內容的訓練。
路線1 碓石口-碓臼峪
觀察內容:震旦系矽質灰岩、石英砂巖,太古界片麻岩,燕山期花崗岩;不同岩性的鑑定特徵;不同時代岩層的接觸關係;燕山復背斜南翼單斜構造;山區河流地貌與人類活動的關係(聚落、交通、農田、塘堰的分布)。
具體觀察點:
(1)河流地貌(河床、河漫灘和階地)
(2)沉積地貌
在農民挖掘過的小山附近,可以看到黃土層、沙層、礫石層從上到下依次排列,這些礫石層在很早以前是屬於河漫灘,通常在河床堆積,沙層是流水沉積下來的。在經過幾百萬年,黃土覆蓋在表面形成。
(3)花崗岩節理和球狀風化
(4)不整合接觸、岩脈
(5)傾斜岩層和層面構造
(6)第四紀沉積物(河漫灘相、河床相、坡積、洪積)
(7)主要岩石
● 石灰岩
● 片麻岩
● 花崗岩
● 石英砂巖
路線2 七王墳-草廠村
觀察內容:燕山期花崗岩,侏羅系安山集塊巖,洪積扇扇頂沉積物結構特徵,泥石流堆積體特徵,洪積扇中部與下部沉積物結構特徵,不同時代洪積物特徵的比較,洪積台地的成因與洪積扇分期,洪積扇物質結構與人類活動(聚落與交通的分布,土地利用方式及其變遷)。
具體觀察點:
(1)鳳凰嶺
首先站在高處看鳳凰嶺,可以看到鳳凰嶺的最左邊主要是砂岩和灰岩,往右邊依次是片麻岩,花崗岩,以及洪積扇沉積物。
(2)泥石流地貌
(2)洪積扇
(3)火山碎屑岩
路線3 延慶矽化木地質公園
觀察內容:沿途觀察石灰岩山地、花崗岩山地、火山沉積盆地、白河峽谷等地貌型別,重點觀察石灰岩層面構造、單斜構造、穹窿構造以及矽化木的形成環境,比較不同岩性的地貌發育特點和植被現狀。
觀察點:
(1) 地質公園內矽化木形成於距今1.4 — 1.8億年間的中生代侏羅紀火山沉積盆地中。
矽化木質地堅硬、紋理清晰、年輪寬窄可辯。現已發掘最粗的矽化木直徑達 2.5 公尺 ;最長的矽化木,「樹幹」挺直長達 15公尺
(2)由元古代長城系 14 — 18 億年間沉積的石英質岩石構成的小崑崙地貌
(3)中生代侏羅紀時期的火山碎屑砂岩形成的似丹霞地貌 ( 排子嶺單斜 )
(4)白河岸畔展現的紅石灣穹隆構造,東西長 8 公里 ,南北寬 3 公里 。核部為太古代變質岩,周邊由元古代地層組成。後又被中生代斷層切斷,是一處典型的穹隆構造。
(5)發育於 14 億年前元古界長城系碳酸鹽岩中的海相沉積波痕形跡和硬地構造。再現了當初沉積環境的變化。
二、地質地貌野外實習的基本方法
(一) 岩性和構造的觀察方法
選擇地質露頭作為觀測點:自然露頭和人工露頭
1. 岩性觀察內容
沉積岩——
顏色:注意區別繼承色、原生色和次生色
礦物成分:繼承礦物、粘土礦物和化學沉積的礦物
結構:碎屑結構
構造:層理、波痕、結核、化石
岩漿巖——
礦物成分:暗色礦物和淺色礦物
結構:結晶程度、晶粒大小、形態
構造:氣孔、杏仁、流紋等
變質岩——
礦物成分:特有礦物
結構:變晶結構和變余結構
構造:片理、片麻、千枚構造
2. 構造觀察內容
層理構造:注意區分層面和節理面
褶皺構造:觀察褶曲型別
斷裂構造:斷層和節理
(二)地質露頭的測量方法
產狀的測量注意事項:
(1)查明所測的層面是岩層上層面還是下層面,二者傾向差180度
(2)所測層面應能代表整個岩層的產狀
(3)測量傾角時,一定要測量層面與水平面的最大夾角。
(三)河流地貌的調查方法
河谷橫剖面調查內容:
河谷的橫剖面是否對稱
河漫灘的高度、寬度、洪水淹沒範圍,特大洪水淹沒的範圍,地面的小地貌和微地貌,河漫灘的物質結構,植被生長情況和土地利用情況
谷坡的特點及其與岩性和構造等因素的關係;谷坡上植被生長的情況;谷坡及其坡角鬆散沉積物覆蓋的程度
河谷橫剖面的結構和形態特徵
河流階地的調查內容:
● 各級階地的高度、階地寬度和分布情況
● 找出個別地方出現的階地和廣泛分布的階地
● 沿河追索各級階地高度的變化
● 查明各級階地的物質結構
● 確定階地的形成年代
● 查明階地形成後被覆蓋、侵蝕及生產利用情況
(四)鬆散沉積物的調查方法
觀測內容:沉積物厚度、產狀、顏色、結構和構造特徵等
第四紀沉積物鑑別標誌見附表
(五)野外記錄的內容和格式
記錄形式:文字記錄、圖上記錄、圖形記錄和照相記錄
記錄內容:觀測日期、天氣狀況、當日路線起止地點,各點觀測記錄
各點觀測記錄:順序編號、地形圖上座標、方位、露頭或剖面的性質、岩性、構造、產狀、厚度、接觸關係,地貌調查的主要內容等
三、儀器和備品的準備
所需主要儀器和備品:地質羅盤儀、地質錘、放大鏡、捲尺、標本袋、照相機、地形圖、記錄本、鉛筆等
四、野外實習報告的格式和要求
地質地貌實習報告
1. 序言(5分)
簡述實習的時間、實習區地理位置、自然地理概況,調查採用的儀器方法和基礎資料等
2. 實習內容(90分)
(1) 描述地質博物館各陳列室的展示內容,結合課堂講授內容重點描述地球史室和岩石礦物室的主要展品(10分)
(2) 三天野外實習的觀察內容記錄和必要的圖件。並根據野外實習記錄,總結出實習區的地質地貌特點,以及人類活動與地質地貌的關係。(80分)
3. 結語(5分)
簡述野外實習的收穫與體會,為實習內容和安排提出意見和建議
附表1 第四紀沉積物鑑別標誌
附表2 岩漿巖和沉積岩的分類
附表4 變質岩片理構造特徵
附表5 三大類岩石比較
附表6 地質年代表
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