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工程动力地质学范文1
关键词:砂土液化;原位测试;试验
中图分类号:TU413文献标识码: A 文章编号:
引言
与河流冲洪积有关的地貌,地基土层均可能有粉土、粉砂等组成,各土层物理性质差异较大。现今,城区的建筑越来越多,结构复杂、荷载大,对地基土层的粉土、粉砂承掖化判别要求严格,岩土工程勘察工作就显得尤为重要。以下按勘察工作(详勘)的地基土层的粉土、粉砂承掖化判别各个环节应注意的问题。
1原位测试
河流冲洪积地貌有明显的沉积韵律,往往有卵石、砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉土、粉质黏土,粘土。且砂土常有互层、隔层出现。多数地下水较浅。
1.1标准贯入试验
粉土、砂土层试验目的(用途)是判别地基液化可能性及液化等级,在粉土、粉砂层中试验时应对标贯器内的扰动土取样,做颗粒分析试验,以求得粘粒含量进行液化判别;在进行标准贯入试验时,如有卵石、砾砂塌孔应及时下如套管,确认无井内无掉块和无扰动下做实验。若多次采取率较低时也不易做试验,否则易使试验结果失真,室内试验与测试结果差异大。粉土、粉砂实验深度可根据其他钻孔编录资料确定。
1.2静力触探试验
静力触探试验已是不可缺少的测试手段,无卵石、砾砂层均适宜进行静力触探试验,试验目的(用途)包括判别土层均匀性和划分土层、选择桩基持力层、估算单桩承载力、估算地基土承载力和压缩模量、判断沉桩可能性、判别地基土液化等。应选择双桥探头,同时测出锥尖阻力 qc、侧壁摩阻力fs及摩阻比Rf,利用qc值进行液化判别,据公式ps=qc+0.00641×fs计算出比贯入阻力,利用ps值进行估算地基土承载力。
2用标准贯入试验判别砂土掖化
按规范4.3.4条需进一步进行液化判别时,用标准贯入试验法判别 , 标准贯入试验实际锤击数与临界值小于或等于临界值时,应判为液化。液化判别式:Ncr=N0β[㏑﹙0.6 ds +1.5﹚-0.1dw]√3/ρc β=1.05
在粉土、粉砂层中试验时,记录标准贯入试验锤击数后,还应对标贯器内的扰动土取样,做颗粒分析试验,以求得粘粒含量进行液化判别。按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010) 液化指数计算式:ILE=∑(1-N63.5i/Ncri)diωi计算式中:ILE液化指数。Di:为i点所代表的土层厚度,但上界不高于地下水位深度,下界不深于液化深度。ωi:i土层的层位影响权函数值。现列出函数值内插值表:
Zn ≤5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
ωi 10 9.3 8.6 8 7.3 6.6 6 5.3 4.6 4 3.3 2.6 2 1.3 0.6 0
Zn:为土层厚度的中点深度;按上表的对应值深度可查出ωi:
2.1工程实例
某拟建场地位于昆明市南东边,各土层指标计算如下:,
饱和砂粉土液化判别计算综合表 表3.2.2
钻孔
编号 土层编号 土层名称 标准贯入锤击数基准值N0 标准贯入试验点深度ds(m) 地下水位深度dw(m) 粘粒含量ρc (%) 液化判别锤击实测值N63.5 液化判别锤击临界值Ncr N63.5/Ncr比值 液化/不液化 标准贯入计算点土层厚度di(m) 土层层位影响权
函数值wi(m-1) 液化指数IlE 单孔液化指数统计 液化
等级
ZK101 ②1 粉土 12.0 5.30 1.3 4.0 17 15.4 1.10 不液化
ZK103 ③2 粉土 12.0 9.5 1.40 5.5 18 17.1 1.05 不液化
ZK122 ②1 粉土 12.0 6.10 1.30 13.7 初判不
液化
ZK15 ②1 粉土 12.0 4.40 2.70 10.20 5 7.86 0.64 液化 4.3 10.0 15.66 15.66 中等
ZK33 ③2 粉土 12.0 5.9 1.00 12.5 8 9.4 0.85 液化 2.4 8.9 3.12 3.12 轻微
ZK40 ②1 粉土 12.0 1.80 1.10 10.20 9 5.72 1.57 不液化
ZK69 ②1 粉土 12.0 2.70 1.40 10.20 5 6.82 0.73 液化 2.7 10.0 7.20 7.20 中等
ZK71 ②1 粉土 12.0 7.30 1.4 11.6 9 10.5 0.86 液化 1.7 8.9 2.11 2.11 轻微
ZK91 ③2 粉土 12.0 11 1.30 10.0 11 13.5 0.81 液化 2.3 5.5 2.37 2.37 轻微
Ncr=N0β[ln(0.6ds+1.5)-0.1dw)]√(3/ρc) β=1.05 ILE=∑(1-N63.5i/Ncri)diωi
通过液化判别,8度抗震时场地内饱和粉(砂)土的液化区域,较均匀地分布于整个勘察区,总判别孔数9个,其中中等液化孔2个,轻微液化孔3个,不液化孔4个。综合土层的静探pS、qc值、以及土层实测剪切波速Vs,②1层可按轻微中等液化考虑;综合判定整个场地的液化等级为轻微~中等,20m以下可不考虑液化影响。
2.2砂土液化的防护措施
防护砂土地震液化的常用措施有:慎重选择建筑场地、地基处理及基础类型选择等。这里先简单讨论一下液化区建筑场地和基础类型选择问题,尔后着重介绍地基处理措施。
在强震区,对于建筑场地应慎重选择,尤其是重大建筑物损坏后后果严重,建筑场地应尽量避开可能液化土层分布的地段。一般应以地形平坦、液化土层及地下水埋藏较深、上覆非液化土层较厚的地段作为建筑场地。
液化砂土的地基处理措施较多,主要有:振冲法、排渗法、强夯法、爆炸振密法、板桩围封法、换土和增加盖重等。
针对拟建场地的粉土和砂土的埋深条件,粉土、砂土分布较广,20m以上和20m以下都出现粉土和砂土,针对这种情况,采用板桩围封法来防止砂土液化(板桩围封法:在建筑四周可能液化的砂层内用板桩围封,可大大减少地基中砂土液化的可能性。它的作用主要是切换板桩外侧液化砂层对地基的影响。建筑物以下的砂层由于建筑物的压力是不易液化。)液化土产生震动液化后,地基土强度会不同程度(液化等级决定)降低,液化层不宜作深浅基础持力层或下卧层(可作止水帷幕持力层)。当选用浅基础时,可考虑采取“合理基础埋置深度、调整基础底面积、减少基础及建筑偏心、加强基础整体性和刚度”等以减轻液化影响。当选用桩基础时,桩长应大于15m,即可减轻液化影响。
参 考文献
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工程动力地质学范文2
关键词:工程地质 水利水电 勘察
中图分类号:TV文献标识码: A
一般来说,工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。工程地质研究的主要内容有:确定岩土组分、组织结构(微观结构)、物理、化学与力学性质(特别是强度及应变)及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类,提出改良岩土的建筑性能的方法;研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡,以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施;研究解决各类工程建筑中的地基稳定性,如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室,以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等,制定一套科学的勘察程序、方法和手段,直接为各类工程的设计、施工提供地质依据;研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响,制定必要的利用和防护方案;研究区域工程地质条件的特征,预报人类工程活动对其影响而产生的变化,作出区域稳定性评价,进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。但是随着我国经济的迅速发展现代化建设与环境存在冲突,而且现在大学生虽多,但真正的人才却少之又少,因此我们要抓住机遇,迎接挑战,正确处理工程地质 环境 人才 机遇之间的关系,总之工程地质与人类的生活密切相关。
一、崩塌的概念
崩塌是指陡峻斜坡的巨大岩块,在重力作用下突然而猛烈地向下倾倒、翻滚、崩落的现象。崩塌经常发生在山区河流、河谷的陡峻山坡上,有时也发生在高陡的边坡上。它来势迅猛,对道路交通可造成直接危害。在设计中应避免使用不合理的高陡边坡,避免大挖大切。在施工中应清除坡面危石或采取坡面加固、调整水流等措施。
二、滑坡的概念:
滑坡的概念:滑坡是指斜坡岩土体在重力作用下,一定的软弱面或华东带整体下滑的现象。西南地区(云、贵、川、藏)是我国滑坡分布的主要地区,其他地区的山区、丘陵区、包括黄土高原,亦有不同类型的滑坡分布。
1、滑坡的发育过程
(1)、蠕动变形阶:历时长,是滑坡预测和预防的重要阶段。
(2)、滑动破坏阶段: 速度大、来势猛、破坏力大。
(3)、渐趋稳定阶段。
2、影响滑坡的因素
(1),边坡形态;坡高,坡角。
(2)、岩土性质;强度,含水量,完整性。
(3);构造面的产状。
(4),水;静水,动水
(5)、振动荷载;地震。
三、泥石流的概念:
由暴雨或冰雪迅速融化形成的一种突然爆发性的含大量泥沙、石块的急骤水流,并且携带堆积在缓坡或山谷中的大量堆积物成为泥石洪流冲向山前地带的现象,称泥石流泥。石流是主要发生在地质不良、地形陡峻的山区或山前区,与水文气象、人类活动有关,是突然爆发性的,由泥砂石块组成的特殊洪流。泥石流的防治可考虑水土保持、跨越、排导和滞流拦截等措施。
其形成原因主要有;
(1).沟槽纵坡较大、便于积水、集物的陡坡的地形地貌。
(2).流域内有丰富的松散固体物。
(3).流域中上游有大量的降雨,急剧消融的冰雪或水库的溃决短时间内有大量的水源供给。
四、水利水电工程地质的特点
1 特殊性与复杂性
在水利水电、电力、工民建、交通、港航、航天、航空、地矿、市政建设等等凡是存在土建工程,要与地质体(地基)打交道的行业,都有工程地质专业,因此,我们称工程地质专业是工程建设的基础性专业,是不必争议的。由于水利水电工程建设自身的特殊性和复杂性,使得水利水电工程地质又是所有这些不同行业的工程地质专业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的业界龙头。
水利水电工程建设的特殊性首先表现在工程建筑物的特殊性。工业与民用建筑到处可以见到基本相同甚至完全相同的建筑物,可以部分或全部套用标准设计图纸。而水工建筑物则不然,世界上有成千上万座水库大坝,你就很难找到两座完全相同的大坝。决定大坝的规模、坝型、结构等工程要素的自然条件很复杂,而工程地质条件则是最主要的自然条件之一。水工建筑物的第二个特殊性是与水打交道,所承受的主要荷载是水荷载。水利水电工程不允许失事,一旦失事,损失将十分惨重。
2 实践性与经验性
水利水电工程地质的另一特点是强烈的实践性与经验性。在中国水利学会勘测专委会1999年度学术研讨会上,工程地质界知名前辈专家天津院的李仲春教授语重心长地警示工程界:工程地质这个专业太难了,工程地质决策不是通过计算和试验所能左右的,很大程度上取决于我们的工程经验,即是十分成功的工程,也很难证明它既安全可靠又经济合理。李仲春教授的肺腑之言充分表达了工程地质专业的实践性与经验性的深刻含义。 工程地质理论上的任何一项新进展,新方法,新技术,都必须通过大量试验研究、分析论证和工程实践的检验。例如,近二十年来随着数理基础学科和计算机技术的发展,坝基、洞室和边坡稳定性分析计算的理论和方法有了长足的进展,但是这些计算成果仍然只能是工程设计和决策的一种参考,因此在工程界有一种通用说法:不可不信也不可全信。许多工程实例足以说明采取慎重态度的必要性。有些工程从分析计算上看是安全的,实际上却出了问题;而另一些工程通过计算认为不安全,但却安全运行了数十年。因此我们搞工程建设,工程经验往往又是起决定作用的。
3工程地质测不准原理
著名的量子力学测不准原理:“不能同时测准粒子在某一瞬间的速度和位置”。我们不妨借用这个原理来揭示工程地质的一些本质性问题事实上,地质体中的某些性质的确是测不准的。例如某一组结构面的产状,你只能用一个区间值来表述,如果仅用一个确定值来表述则肯定不符合客观实际。又如工程地基岩体的物理力学参数,它只能是一个区间值或统计值,因为地质体中每一点的性质都可能是变化的。地质参数精确到某一个具体数值的时候,千万不要把它当成是绝对准确的,否则会误导精确评价的可信性。
五、小结
人类社会的进步与发展,实际上又是一部人与自然相互协调和相互影响的壮丽史诗。以前我们把人与自然的关系当成是与天斗与地斗的斗争关系,实践证明,人与大自然斗争的结果,虽然取得了一些局部性的小胜利,而大自然反过来对人类的惩罚却是灾难性的。人类的每一次产业革命,无不与工程建设有直接关系,与地质环境有直接或间接关系。建国以来,我国的基本建设此起彼伏,新一轮的建设正在兴起。在多专业组成的基建队伍这个庞大乐团中,地质师要起到指挥和首席演奏家的作用,甚至还要担负起独奏华彩乐章的作用。尽管工程地质学科正在经历着前所未有的挑战,工程地质工作也存在着这样那样的问题和难题,然而这更是机遇。抓住机遇迎接挑战,顺应自然,保护环境,防止灾害,造福人类,是工程地质学家和地质师的艰巨任务和不可推卸的责任。
参考文献
1:韦港 《工程地质随想》 1996年4月24日
2:何培玲 张婷 《工程地质》 2007年1月
工程动力地质学范文3
5000字工程地质实习报告范文
一、实习概述
实习目的:
工程地质实习是港航专业重要的实践性教学环节,实习实践教学和课堂理论教学具有同等重要作用,工程地质实习的目的在于通过实习使学生具备分析、解决在实际工程中出现的简单条件下的地质问题的能力。
实习任务:
1、固课堂所学的基本理论,理论联系现场实际,再回归到理论上来,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。
2、解矿物和岩石的形成过程、结构、产状等,掌握野外判断能力,加深对其认识
3、运用自己所观察到的具体的实际资料进行分析总结,加深对地质学习的系统理解。
4、培养学生吃苦耐劳、团结协作、积极主动的优良品质和提高学生的人文素质。
实习时间:
2016年4月23日
实习地点:
南京市汤山地区
南京地质博物馆(各类矿物、岩石等)
实习路线:
文天学院陡山北坡采石公路剖面(火石峰背斜)小铁路人工剖面南京地质博物馆文天学院
二、习地区地质概况
1、地层岩性(部分)
青龙群(T1+2q)
厚度约500m,与大隆组整合接触。
在棒槌山西端人工剖面其下部暴露清楚,称为下青龙组(T1x),可分为三部分:
下部为黄绿色页岩、泥岩,夹薄层微晶灰岩,产蛇菊石、克氏蛤。
中部为灰色薄层微晶灰岩与黄绿色页岩,黄褐色泥岩互层,层理清晰,产佛来明菊石等。
上部为灰色中厚层、薄层微晶灰岩夹黄褐色泥质微晶灰岩、钙质页岩及薄层瘤状微晶灰岩、微晶砾屑灰岩。
顶部为厚层微晶灰岩,被覆盖,在死虎岩附近山包上出露清晰。
在各层灰岩中,缝合线构造均很发育。
青龙群上部称为上青龙组(T2s),厚度约300m。剖面在死虎岩附近山包上出露完整,可分为三部分:
下部为灰色中薄层微晶灰岩,泥质微晶灰岩夹紫红色泥质微晶灰岩及瘤状灰岩数层(4~7层),产多瑙菊石、荷兰菊石等化石。
中部为灰色中薄层微晶灰岩,蠕虫构造及其发育。
上部为灰黄色中层泥质微晶灰岩夹厚层及薄层微晶灰岩。
顶部为纹层状白云质灰岩。
在各层灰岩中缝合线构造极其发育。
2、地形地貌
湖山地区位于南京城东28km,地形上由三列山组成,走向北北东。北列山海拔120~169m,包括排山、棒槌山。中列山山势较高,包括黄龙山、团山、纱帽山、土山、陡山、狼山等,主峰孔山海拔341、8m。南列山简称汤山,主峰海拔292、3m,著名的猿人洞(葫芦洞)和雷公洞(裂隙式溶洞)即发育于南列山。三列山之间是两个纵向次生谷地,北侧湖山谷地是龙潭煤系地层经地表水侵蚀形成,南侧谷地是志留纪高家边组页岩被剥蚀而成。湖山次生谷地两侧的谷坡上,发育有二级阶地。第一级阶地海拔4060m,即农田、煤矿所在地,二级阶地海拔6070m,主要为残积、坡积之碎石,夹少量冲积成因的粉砂质粘土。
3、地质构造
汤山位于青龙山汤山仑山复式大背斜中段,背斜轴在这一带昂起,构成一个短轴穹隆状背斜。背斜核部出露寒武系、奥陶系地层。背斜北翼陡,南翼缓,西端向西倾伏,东端向东倾伏。汤山背斜北翼发育有次一级的向斜(陡山向斜)和背斜(孔山背斜)。向斜构成中列山主体,向斜南翼陡,地层倾角常达 70~80,局部直立甚至倒转,北翼倾角25~35,向斜轴面向南倾斜。陡山顶为向斜核部,现采场平台仍可见部分向斜核部地层(栖霞组)出露。背斜紧靠向斜北侧,严格与向斜平行展布,组成大部分中列山之北坡,仅孔山主峰位于背斜核部。背斜南翼地层倾角缓,北翼地层倾角陡,通常为80~90,背斜轴面南倾。在陡山北坡雪浪庵大冲沟西侧石榴庵背斜核部出露地层为五通组。从地貌发展阶段看,该区域剥蚀作用进行得相当深刻,背斜成谷,向斜成山的现象比较普遍。实习区域断裂构造出露也较清楚。横向平移断层、正断层以及纵向的逆断层相当发育,陡南逆冲断层、陡西平移正断层以及陡山北坡的地垒构造出露都很清楚。在陡山北坡采石公路沿线,可以观察位于背斜南翼近核部位置顺层侵入的闪长玢岩出露,为燕山早期的产物。
4、其他地质现象
实习路线沿途还可见滑坡、重力折曲、风化分带、岩溶等地质现象,可拍摄照片或绘制信手剖面图。
泉水有孔山寺泉和棒槌山泉出露,均为上升泉。
5、地壳运动与地质发展简史(部分)
宁镇地区是下扬子断裂拗陷带的东段。从震旦纪到早古生代末,这里地壳比较稳定,运动缓和,只有多次轻度的升降;整个环境是浅海,堆积了厚度 3000余米的石灰岩、白云岩、页岩、砂岩地层,化石丰富。有时有硅质物供应,在震旦、寒武、奥陶及志留系等地层均或多或少出现过薄层的硅质岩或燧石结核(后者在碳酸盐地层中)。志留纪末期,华南发生了强烈的加里东运动,本区受到深刻的影响,海水退却,成为陆地,接受剥蚀。早中泥盆世的沉积物很不发育。到晚泥盆世初在准平原化的条件下,开始堆积了平原型河流沉积,随着出现了大型的湖泊沉积。这就是上泥盆统的石英砂岩和页岩地层。局部地区堆积了薄薄的赤铁矿层。早石炭世,本区处于海陆交互地带,海水时进时退,堆积了具有滨岸沉积特征的下石炭统的灰岩、页岩、砂岩。从中石炭到早二迭世,本区地壳稳定而缓慢的持续下沉,在沉陷得到沉积物补偿的条件下,堆积了浅海的碳酸盐沉积,这时气候温暖,海中生物繁盛,化石丰富。从远处周期性地运来的硅质物质,它成为薄层硅质岩或燧石结核形式堆积下来。在早二迭世末期还堆积了含锰磷的沉积物,这就是下二迭统孤峰组,在局部地方有开采价值。早晚二迭世之交,地壳有一度重要的上升、隆起过程,称为东吴运动,使本区海水退却,成为滨海沼泽环境,从而堆积了上二迭统的含煤地层,这就是龙潭煤系地层。东吴运动毕竟还是短暂的,到二迭世后期,海水复行侵入,直到中三迭世后期为止,本区又堆积了浅海特征的上二迭统大隆组,下、中三迭统青龙群。青龙群沉积过程中,整个下扬子拗陷已经有明显的收缩,海水逐渐变浅,青龙群的顶部出现了在海湾、泻湖环境下形成的石膏沉积。青龙群沉积完毕以后,本区发生了印支运动的第一幕,这是地壳运动性质的一次突变,有古生代以来长期的升降运动性质转化为褶皱的性质,青龙群以及以前的老地层全部参加到褶皱中,形成了宁镇山脉的雏形。整个下扬子的山脉淮阳山脉也是因为这一运动而奠定轮廓,地质上称这一运动为淮阳运动,在宁镇地区称为金子运动。由于金子运动结束了下扬子地带长期海侵的历史,使之成为陆地。在金子运动形成的山间盆地中堆积了中、上三迭统的黄马青群沉积,它与青龙群在许多地方是明显的不整合接触关系,它的底部普遍堆积有数十米到一二百米厚的碳酸盐质角砾岩。黄马青群堆积的晚期,气候由干热转为湿热,地势变为比较平坦,在局部地方形成含煤沉积,这就是黄马青群上部局部出现的范家场组含煤地层。此后,地壳运动再次剧烈进行,使包括上三迭统在内的所有地层褶。这次地壳运动是金子运动的继续和发展,属于印支运动的第二幕,称为南象运动。在南象运动的作用下,宁镇山脉的格架全面完成。地貌上是山脉和山间盆地相交织。在山间盆地中堆积了下、中侏罗统的象山群砂岩、页岩沉积,其底部是河流沉积,中上部过渡为湖泊沉积,局部地点有煤的形成。象山群与下伏地层在许多地方都是明显的不整合接触,如栖霞山附近的南象山,它不整合地盖在下二迭统栖霞组之上,有的地方,如西岗附近它不整合地盖在中、上三迭统黄马青群之上。
象山沉积以后直至白垩纪末期,这里地壳运动频繁,主要形式是差异性质的断块运动。断裂极其发育,沿断裂的垂直位移量很大,在断裂下落的部位形成盆地,堆积了很厚的上侏罗统到白垩系的洪积与河湖沉积,形成很厚的砾岩、砂岩和页岩。同时,由于断裂切割相当深,地壳深处的岩浆沿断裂带上升、侵入和喷出,因而陆相地层中同时产出很多的中酸性的火山熔岩、凝灰岩。此外,大量的中酸入岩也侵入到前第三系地层中。侏罗纪、白垩纪是本区岩浆活动时期,形成了内生金属矿床,如栖霞山大型铅锌矿,汤山附近的铜矿等。
侏罗纪到白垩纪的地壳运动统称为燕山运动。相应的地层之间出现了不整合接触关系,但地层的褶皱比较缓和而开阔。
第三纪以来,地壳仍有大幅度的差异升降,在内陆盆地中堆积了厚度很大的陆相砾岩、砂岩、页岩地层。第三系的一些层位是有利的生油地层和找油对象。由于地壳运动和缓、微弱,第三系地层产状极其平缓。但第三纪末期第四纪初期,发生了一些重要的断裂,它切割到地壳深部,有的甚至与某些深达上地幔的断裂相沟通,使深部的玄武质岩浆上升、喷溢,形成了南京附近的一些中心式火山喷发及玄武岩层的堆积,例江宁方山和六合方山都保存了较好的火山地形。
三、实习内容成果
早上十点钟我们来到南京东郊汤山镇湖山地区并于火石峰集合。首先老师让我们调整罗盘,当地的磁偏角为4,并教会我们怎样使用罗盘一级岩层表面不平整时怎样样量岩层的产状。
我们徒步走上山去,看到了背斜、向斜、褶皱。通过现场观察回归课本,对地质构造现象有了更深的认识。了解到背斜岩层向上弯曲,两侧岩层相背倾斜,核心岩层时代较老,两侧依次变新并对称分布,向斜岩层向下弯曲,两侧岩层相向倾斜,核心岩层时代较新,两侧依次变老并对称分布。背斜,向斜是褶皱的两个基本类型,褶皱就是多个连续的背斜,向斜。老师还给我们讲了一些背斜成谷,向斜成山的道理。在野外为了识别褶皱,我们一般可沿垂直于岩层的走向进行观察,首先根据岩层是否对称重复,判断褶皱是否存在,然后对比褶皱核部和两翼的岩层的新老关系,判断褶皱是向斜还是背斜,最后根据两翼岩层的产状,判断褶皱是直立的、倾斜的,还是倒转的。通过观察和聆听老师讲解,我们对地质构造现象有了更深的认识。
通过老师的介绍,研究宁镇山脉湖山地区已有多年的历史,早在李四光时代,现在有日本的小野家族,该地区的地质构造为三山夹两谷地貌,低山丘陵。我们实习路线由北向南前进,地质年代越来越新,通过沿途学习,我们看见第一个岩层为老虎洞组(C11),老虎洞组的演示成分为白云岩,表面有刀砍装溶沟,俗称刀砍纹,为灰色、浅灰色结晶白云岩,致密,较坚硬,遇酸仅微起泡,风化面有刀砍状溶沟。含有灰黑色、灰白色、肉红色、燧石结核,呈透镜体或团块状,产不规则石柱珊瑚等化石。
接下来是黄龙组(C2h),但只有很少的一块岩石。黄龙组与船山组假整合接触,黄龙组底部有白云岩砾岩,砾块半棱角、半滚圆状到不规则状,直径3~5cm为主,由方解石胶结,其晶粒达1cm以上,厚约5m。
黄龙组下部为白色微晶灰岩,斑块巨粒结晶灰岩,晶粒可粗达0、1~1cm,厚约5m。
黄龙组主体部分为灰白色略显肉红色微晶生物屑灰岩为主夹生物屑灰岩、砂屑灰岩,厚层到块状,层理不清,仅能根据缝合线构造来判断其层面产状。产布克小纺锤虫筳、筒形纺锤虫筳、刺毛螅、莫斯科唱贝、满苏分喙石燕、犬齿珊瑚,厚度约55m。
在此之后我们看到了河州组(C1h),和州组厚度为5m,与老虎洞组假整合接触。为灰黄色泥质及白云质微晶灰岩,含少量生物碎屑。可见袁氏珊瑚、贵州珊瑚、巨长身贝、不规则石柱珊瑚、轮状轴管珊瑚等化石。
在河州组不远处为高骊山组(C1g),但我们所看到的高骊山组覆盖,呈沟状分布,纵深2m左右,厚度约36m,假整合于金陵组之上,金陵组顶面颜色发红,有铁锰质薄层堆积。下部为灰白色、深灰色、紫红色页岩夹夹薄层砂岩,含灰褐色泥质生物碎屑微晶灰岩透镜体,见腕足类化石碎片。中部为灰黄色石英砂岩、粉砂岩夹数层灰紫色、灰绿色、灰色页岩。上部为灰白色、灰绿色、紫红色及灰黑色粘土质及粉质页岩,夹少量薄层砂岩。
金陵组(C1j)厚约6m,与五通组假整合接触。为灰黑色微晶生物碎屑灰岩,厚层状,生物碎屑中主要是海百合茎及腕足类碎片,含有机质及泥质成分较高,底部有一层铁质粉砂岩与五通组接触。盛产假乌拉珊瑚、笛管珊瑚,始分喙石燕、金陵穹房贝等化石。
随后张老师带领我们来到了一处平缓的山坡,山坡侧面为明显的背斜构造,是汤仑复式背斜,北翼较陡,南翼缓,层次清晰,此为五通组(D3w),岩石主要成分为石英砂岩,五通组厚约150m,可分为四部分:底部为为灰白色石英砾岩、石英砂岩,厚层状,层次清楚。石英砾岩有三层以上,砾岩成分为白色石英、黑色燧石、浅色具纹理之硅质岩等,滚圆或半滚圆状,砾径1~3cm为主。砾石可排列成单向斜层理。下部为灰白色石英砂岩,厚层状,间夹粉砂岩薄层。砂岩中石英含量可达95%以上,硅质胶结,具缝合线构造,具单向斜层理。上部为黄褐色砂岩、粉砂岩,夹有较多的灰白色粘土岩及灰黑色碳质页岩,局部夹扁豆体状薄层赤铁矿。在灰黑色页岩及灰黄色砂岩中可找到斜方薄皮木、亚鳞木、楔叶木等化石。顶部为灰白色中厚层状石英砂岩,缝合线构造非常发育。
我们还看到了断层,了解到断层是岩石受力发生断裂,断裂面两侧岩石存在明显位移的断裂构造。断层的规模大小不等,大者沿走向延伸可达上千公里,向下可切穿地壳,常由许多断层组成,称为断裂带﹔小者可见于手标本。几何要素,断层由断层面和断盘组成。断层面是岩石沿之发生相对位移的破裂面,简称断面,可以是一个单一的面,也可以是一个有一定宽度的带。断层面与地面的交线称为断层线。断盘指断层面两侧的岩块。位于断层面之上的一盘称为上盘,断层面之下的一盘称为下盘。如断层面直立,则按其相对于断层走向的方位来描述。
断层是地壳上部构造层次脆性剪切变形的典型产物。有的大断层向深处其倾角逐渐变缓,使断层面成凹面向上的弯曲,其剖面似铲形或犁形,称铲状断层或犁式断层。在地壳深处的韧性变形域,相当于断层的两盘作相对剪切位移的变形带称为韧性剪切带。
研究方法主要是在野外如何识别断层,确定断层面的产状,判断断层的运动性质,测定其两盘相对位移的距离,分析断层形成的时代及活动历史。常见的识别断层及其两盘相对运动方向的标志有﹕地质体的不连续。地层﹑岩脉和矿脉等在平面或剖面上突然中断或错开,表明断层的存在,并可求其断距。地层的重复或缺失。走向断层常见的一种效应。结合地层与断层两者产状的关系,可以判断是正断层还是逆断层。一般正断层造成垂向上的地层缺失,逆断层造成垂向上的地层重复。擦痕是断层面上两盘岩石相互摩擦留下的痕迹。断层面有时被磨光,并附有铁质或硅质的薄膜,光滑如镜,称为摩擦镜面。其上的平行细纹指示了两盘相对运动的方向。断层面上生长的石英或方解石纤维状晶体,貌似擦痕,称为擦抹晶体。它们是在断层运动过程中平行运动方向生长的晶体,纤维方向代表了断盘相对位移的方向。牵引构造。断层运动时断层近旁岩块受到拖曳造成的岩层局部弯曲,或岩层由塑性变形进一步发展而破裂成断层时留下的弧形弯曲。弧形凸出的方向大体指示所在盘的相对运动方向。断层岩。断层带中因断层动力作用被搓碎﹑研磨而改造的岩石。有断层角砾岩﹑碎裂岩及断层泥等,是脆性变形的产物,常见于一般断层中。糜棱岩是另一种常见于大断层带中的岩石,它是深处韧性剪切变形的产物(见韧性剪切带)。此外,地貌现象(断层崖﹑错断山脊﹑水系突然改向等)也有助于识别断层,尤其是活动断层。
在湖山地区的考察实习在忙碌中结束,下午我们来到了位于珠江路上的南京地质博物馆,博物馆的门外存放着几块大的岩石。老师就在外面给我们讲了一些关于矿物岩石的基本知识,让我们对他们有个大概的了解。
博物馆里的岩石和矿物琳琅满目地陈列在展柜里,有关地球科学的图画也挂满了墙。这里的岩石和矿物有的在学校的实验室里见过,但更多的是从未见过的,只见于书本上介绍,自然也没有那种感性的认识。这里有常见岩石,如花岗岩、玄武岩、石灰岩、片麻岩、辉绿岩、混合岩、大理岩等。也有常见的矿物,如石英、萤石、长石()、刚玉和云母等。薄片状,鳞片状,块状,土状,球状,钟乳状,黄的,绿的,红的给了我们无限的视觉冲击。我们一边仔细观察这些矿物和岩石的颜色和形状,一边看标本下面关于这些矿物和岩石的结构和构造的讲解,以及他们的工程地质评价。看到了灵璧石,雄黄雌黄,孔雀石,内蒙的鸡血石章石雕,吉林的松花砚。还看到不少钻石,玉和翡翠。如金绿宝石,红宝石,绿宝石,祖母绿,和田玉,南阳玉,珍珠等等。不过这里最吸引眼球的要数沙漠玫瑰了,
沙漠玫瑰又称戈壁石、风雕石,常见的有球状的和块状的,主要产于浩瀚隔壁,沙漠玫瑰是自然形成物,是沙漠的细石经风吹雨打后形成类似玫瑰般的结晶石,这种岩石在天然奇石市场上占有特殊的地位,具有极其珍贵的研究和收藏价值。博物馆里同样陈列这大量的生物化石,有硅化木,中华鲟鱼,潜龙,古蜻蜓化石,大型的恐龙化石和恐龙蛋化石,以及第四纪全新世的鹿角,也有小型的植物和动物化石,如距今数亿年的震旦角石、莱德利基虫、创孔海百合、狼鳍鱼、拟蜉蝣等,不一而足。
在博物馆参观的过程中,我们也看到了一些老科研人员在以前搞野外科研的时候所用过得的物品,很难想像他们是如何在那么恶劣的环境下去从事科研工作的。不过也正是因为他们几十年来为发展地球地质事业做出的努力,才有今天的成果。
在展厅中,我还了解到我国近代地质学发张历程。萌芽时期(18401910),草创时期(19111921),成长时期(1922 1936),动荡时期(19371949),发展时期(1949现在)。参观了一楼和二楼,最后我们又去参观了三楼。三楼分为两厅,左厅为矿产资源厅,右厅为地质环境厅。了解到我国矿产资源的丰富和人均资源的不足。在右厅中我山体滑坡,地面塌陷,岩溶塌陷,泥石流等地质环境。
通过这次实习,使我在诸多地质构造性质方面有了更深层次的了解。沿途我们见到了许多地质构造,捡了许多卵石。
四、小结
实习的日子我们虽然有些累,但收获了大学的课堂里没有的许多东西,不仅学到了地质方面的许许多多的知识,也学到了为人处世的许多道理与方法,学会了怎样学习,也学会了把书本的知识与实际结合,在未来的日子里我会继续关心地质情况,继续学习,为将来的工作打下良好的基础。
为期一周的实习很快过去了,在老师的耐心讲解下我们学到了很多,基本的认识并能清晰判断以地质构造,相信在以后的学习工作中都会对我大有帮助。