河北工大工程地质实习报告

1、工程地质实习报告实习的目的与任务：通过在现实自然现象中亲眼目睹岩石构造，地貌，地质现象，巩固课本中学到的知识，使理论与实践相结合，提高教学的质量。了解岩石形成过程，发展历史，学会野外观察地质构造的能力。经过这次实习，我们了解了关于地质的一些基本问题，为我们以后在学习、工作、科研方面奠定了基础。实习时间：2011年5月23日至5月27日实习地点： 天津蓟县国家地质公园 天津蓟县国家地质公园位于天津市北部蓟县山区，属燕山山脉中段南翼，沿津 (天)围（场）公路东侧（蓟县段）呈南北走向，毗邻八仙山国家级自然保护区，公园东面与河北省遵化市的清东陵隔山相望，黄崖关长城犹如一条巨龙横卧于剖面之上；南面是渔阳

2、古城，县城东侧的翠屏湖是天津市最大的淡水湖和重要的水资源基地；北面是河北省兴隆县雾灵山国家级自然保护区；西面有京东第一山、全国十五大名山之一的盘山国家风景名胜区。居京（北）、津 （天）、唐（山）三市腹心地带，素有京、津、唐“金三角”之称.其中中上元古界地质自然保护区位于天津市蓟县境内，面积900公顷，1984年经国务院批准建立，主要保护对象为中上元古界标准剖面，是我国第一个国家级地质剖面自然保护区。 天津市蓟县中上元古界国家自然保护区是我国第一个国家级地质自然保护区，形成于距今18-8亿年间，被誉为罕见而有价值的地质瑰宝，堪称世界珍贵的自然历史遗产。中、上元古界地层标准剖面展布蓟县城北，县城至

3、黄崖关公路以东，始于县境东北端的常州村，沿东北至西南方向层层叠复，直至临近县城的府君山，南北长约24公里，东西平均宽约350米，总面积8.4平方公里。以地层齐全、出露连续、保存完好、顶底清楚、构造简单、变质极浅、古生物化石丰富等得天独厚之特色闻名于世。地层总厚9197米，剖面长约24公里，由老至新分为长城系、蓟县系、青白口系三个地层单位，包括11组105层。上覆地层为下寒武统府君山组，分布在老鸹顶等地；下伏地层为太古界迁西群，分布于常州沟等处。区内山峦重迭、风景秀丽，北有蜿蜒起伏的黄崖长城，南有古文化集萃之地渔阳古郡，西有京东第一山-盘山，东有清东陵和八仙桌子自然保获区毗邻，是科学考察、游览观

4、光圣地。 我们首先到达的是中上元古界自然保护区，我们一路从山顶走到山下，从25亿年前走到了5.6亿年，了解了很多地质构造和岩石结构。页岩：页岩（Shale）是一种沉积岩，成分复杂，但都具有薄页状或薄片层状的节理，主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石，但其中混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质，根据其混入物的成分，可分为： 钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、炭质页岩、黑色页岩、油母页岩等其中铁质页岩可能成为铁矿石，油母页岩可以提炼石油，1黑色页岩可以作为石油的指示地层。 页岩形成于静水的环境中，泥沙经过长时间的沉积，所以经常存在于湖泊、河流三角洲地带，在海洋大陆架中也有页岩的形成，页岩中也经常包

5、含有古代动植物的化石。有时也有动物的足迹 化石，甚至古代雨滴的痕迹都可能在页岩中保存下来。瘤状构造：瘤状结构顾名词义即是岩层中出现如瘪的团块、半球状、糖饼状形态的透镜状岩石，其物质成分与上下岩层略有区分。以含沥青质为主的白云岩，是由于沉积时水动力及静压力等因素改变而成。在高于庄组中上部出现较多。白云岩的产状：走向北偏东70倾向北偏东160倾角北偏东60白云岩产状瘤状构造褶皱：岩层在形成时，一般是水平的。岩层在构造运动作用下，因受力而发生弯曲，一个弯曲称褶曲，如果发生的是一系列波状的弯曲变形，就叫褶皱褶皱的面向上弯曲，两侧相背倾斜，称为背形；褶皱面向下弯曲，两侧相向倾斜，称为向形。如组成褶皱的各

6、岩层间的时代顺序清楚，则较老岩层位于核心的褶皱称为背斜；较新岩层位于核心的褶皱称为向斜。正常情况下，背斜呈背形，向斜呈向形，是褶皱的两种基本形式 。单个褶皱大者可延伸数十公里，小者可见于手标本或在显微镜下才能见到。褶皱若顺路倾斜，就容易产生滑动。锰方硼石矿：1971年，我国在此地首次发现该稀有矿物，且形成了世界上独一无二的大型矿床。属浅海相沉积锰硼矿。锰方硼石矿在电子工业和原子能工业上都有重要的应用价值。地层：官地亚组顶部为深灰色含锰隧石条带白云岩夹含锰白云质粉砂质页岩，桑树庵组底部为深灰色含锰粉矿质页岩和薄层粉砂质白云岩，二者之间为整合过度关系 。大红峪与高于庄组，此两地地层在这儿为平行不整

7、合接触关系。高于庄组底部为一层石英状砂岩，层面有波痕，砂岩之下为大红峪含锥叠层石白云岩，其锥顶被切，表示曾受到侵蚀作用。即代表依次沉积间断，距今16亿年。大红峪组与团山子组，此两个地层单元界线为整合过渡关系。以大红峪组底部厚度较大的石英岩为界线，其下为团山子组顶部夹薄层砂岩的含粉砂白云岩。块茎状高于庄叠层石：由块茎体或少数粗短的次圆柱体组成，柱体间通常为碎屑白云岩所充填。基本层呈平缓到凸起较高的穹形、带状、地质年龄约15亿年。藻席及藻屑：在碳酸盐岩地层中常见能反映生物有机物的藻架结构，或藻席结构。它们通常有亮、暗纹层交替叠置而成。如早期的被硅化，有时还可保存藻丝体化石，它们通常成纹层状碳酸盐岩

8、，有时则成典型的叠层石。这种藻架结构的沉积物若遭冲刷而再沉积，则成藻屑。波痕：是浅海、河湖的一种小型地形特征，由尖波峰、圆波谷,坡度对称组成连绵波浪状。 沉积环境分析的重要标志，是典型的沉积构造之一。非粘性的物质（陆源砂、碳酸盐砂）在波浪、水流或风的作用下，在其表面形成的波状起伏的痕迹，如沙漠中的沙丘、海滩的沙坡等。一个波痕由一个波脊和一个波谷组成，同一种波痕一般成组出现。通常按波痕形成的动力将波痕分为水流波痕、波浪波痕、干涉波痕和风成波痕等；然后再根据其大小，形态或对称性作进一步的划分。出现于岩层的顶面并可在上覆岩层的底面上留下印痕因此可以利用波痕来决定岩层的顶面和底面。 气孔构造与杏仁构造

9、：岩石（岩浆岩）的一种构造。即在地表冷凝固结的喷出岩具有明显不同于侵入岩的构造特征。 岩浆在压力减小和温度骤然降低的条件下，其中挥发性成分不断散失，再加上熔岩迅速盗运而凝固，因而在岩石中保留许多圆形、椭圆形或长管形等孔洞，称气孔构造。 这种构造往往为喷出岩所具有。 火山岩的一种构造。当熔岩喷出时,由于压力降低,气体从熔岩中逸出而形成各种大小和数量不同的圆形或椭圆形气孔,个别呈管状气孔。以浮岩和火山渣的气孔构造最为发育。在玄武岩中经常见到。某些次火山岩、超浅成侵入岩也偶见气孔构造。这种构造往往为喷出岩所具有。与气孔构造有发生上的关系。 具有气孔构造的岩石，其气孔以后被矿物质（如方解石、石英、玉髓

10、等）所充填形成的一种形似杏仁状的构造。 杏仁构造与气孔构造多分布于熔岩的表层，因此可根据多层的此类构造判断火山喷发的次数。 火山角砾岩：火山角砾岩为由直径大于4毫米之火山岩片所成，所含之熔岩碎片远较凝灰岩者为多，但玻璃细片及整石较少。有 些角砾岩有多量之火山岩渣，砾块多具棱角，直径约十至三十厘米居多，堆积情形不显层次，皆由火山物质胶结，一部分集块岩之胶结紧密，砾块与胶结物之间无明显之界限，此当由於其堆积之时尚未脱融状态。火山爆发时随着深部岩浆的喷出，由于通道附近围岩碎石的加入，加上喷发强度及深度等诸多因素影响，可出现火山熔岩，分布范围广，角砾成分主要为白云岩、玄武岩等为火山块岩。断层：是构造运

11、动中广泛发育的构造形态。它大小不一、规模不等，小的不足一米，大到数百、上千千米。但都破坏了岩层的连续性和完整性。在断层带上往往岩石破碎，易被风化侵蚀。沿断层线常常发育为沟谷，有时出现泉或湖泊。是地壳运动中产生强大的压力和张力，超过岩层本身的强度对岩石产生破坏作用而形成的。岩层断裂错开的面称断层面。两条断层中间的岩块相对上升，两边岩块相对下降时，相对上升的岩块叫地垒；常常形成块状山地，如我国的庐山、泰山等。而两条断层中间的岩块相对下降、两侧岩块相对上升时，形成地堑，即狭长的凹陷地带。我国的汾河平原和渭河谷地都是地堑。泥裂：又称干裂、龟裂纹，是指泥质沉积物或灰泥沉积物，暴露干涸、收缩而产生的裂隙，

12、在层面上呈多角形或网状龟裂纹，裂隙成“V”形断面，也可呈“U”字型，可指示顶底面。裂隙被上覆层的砂质、粉砂质充填。当未干结的沉积物露出水面时。会受到暴晒而干涸，并发生收缩和裂开，这时所形成的裂缝称为泥裂。泥裂的裂片多为多角形，裂缝上宽下窄，大致与层面垂直，其中常充填有上覆沉积物的成分，泥裂多见干湖或海洋的滨案地带或者河慢滩沉积环境中。 一路我们走过了太古界片麻岩、长城系常州沟组、长城系串岭沟组、长城系团山子组、长城系大红峪组、长城系高于庄组、蓟县系杨庄组、蓟县系雾迷山组、蓟县系洪水庄组、蓟县系铁岭组、青白口系下马岭组、青白口系长龙山组、青白口系井儿峪组、寒武系府君山组，这样我们就来到了府君山地

13、质公园。府君山坐落于蓟县城北1.5公里处，明代以前叫崆峒山，山中多洞，其中穿云洞、山顶洞、白大洞等较 为有名，崆峒积雪，为古代渔阳八景之一蓟县国家地质公园范围北起九山顶，南至府君山，东至八仙山，西至盘山，面积342平方公里。蓟县国家地质公园包括中上元古界地质自然保护区、八仙山石英岩峰林峡谷景区、九山顶石英砂岩峰林景区、黄崖关断崖地貌景区、盘山花岗岩地貌景区、九龙山碳酸盐岩峰丛景区、府君山地质构造遗迹景区7个景区，总计87个景点。地质学家李四光教授曾评价蓟县地质剖面：“在欧亚大陆同时代地层中，蓟县剖面之佳，恐无出其右者”。 蓟县国家地质公园就像一座展示地质景观的天然博物馆，古生物的化石随处可见，

14、游人在这里可以欣赏我国最古老地质遗迹的奇观，其科研价值、环境价值、旅游价值很高。 府君山由于是地质历史中著名的“蓟县运动”和下寒武统“府君山组”的命名地，而蜚声国内外地质学界，沉积不整合和断层构造，尤其是逆掩断层形成的飞来峰地貌是景区的显著特点。天津蓟县国家地质公园府君山地质构造遗迹景区，出露地层为蓟县系雾迷山组燧石条带状白云岩，青白口系长龙山组紫红色灰绿色砂质页岩，景儿峪组蛋青色中薄层状泥质白云岩、灰岩，下寒武统昌平组微角度不整合覆盖于景儿峪组之上，中间存在古风化壳，由紫红色、灰白色含角砾的砂质泥岩、页岩组成。这次地壳运动缺失2.4亿年地层，被我国著名地质学家孙云铸命名为蓟县运动，其上部灰岩

15、命名为府君山组(府君山组在全国岩石清理时改名为昌平组)，从此“蓟县运动”、“府君山组”蛮声国内外地质学界。景区构造十分复杂，主要断层为蓟县逆掩断层，断层面舒缓波状，将雾迷山组（12亿年）推覆至府君山组（5.6亿年）地层之上，形成飞来峰和构造窗。在府君山景区山顶和部分山坡凸出的地方均是雾迷山组条带状白云岩，周围被断层所圈闭，这是府君山组地质构造的最大特点 断层构造：受水平挤压应力作用，岩层被断开并产生位移，出现断裂面。飞来峰：在蓟县城关以北2.5公里处的府君山上有一座山峰，当地人称其为老鸹顶，它在岩性上与下伏岩体明显不同，而且是相隔数亿年的老地块覆压于新岩体之上，是典型的推覆运动造成的飞来峰。所

16、谓飞来峰，是指与下覆地层没有“血缘”关系的外来地块或岩体。飞来峰学名叫推覆构造，当地块或岩体受地应力或重力作用，被推覆到远处的下盘岩体之上，形成了孤立山峰或断块山地，人们习惯上就称其为飞来峰。作为一种地质遗迹，飞来峰因其具有独特科学价值和极高的观赏性，而引起了人们的普遍关注。科学家指出，飞来峰是多期（从6亿年前至2000万年前之间）地应力作用下形成的。由于南北向的长期挤压，使岩体出现平缓的东西向隆起，随着变化发展，岩体两侧坡度增大，形成了被称为“于桥背斜”的构造，当两侧岩层倾角增大到一定程度，产生重力失衡，使局部地块沿薄弱面（断层）滑脱，远离原来的母岩体，并覆盖于新的岩体之上，故形成了飞来峰。

17、“飞来峰”是罕见的地质现象，具有重要的科研价值和旅游观赏价值，是自然旅游的绝好去处，其开发利用应当引起有关方面的足够重视。从府君山下来，我们就结束了我们的室外实习，在室外我们观察了岩体的构造。接下来我们会在我们的学院楼实验室观察岩石和矿物标本。之前全然不知我们还有一个这样的实验室，我们首先观察的是矿物：滑石：赤铁矿：电气石：斜长石：细晶磷灰石：石榴子石：然后我们观察了沉积岩、岩浆岩、变质岩。同时不同种的岩石因形成方式的不同，具有自己特有的化学组成和物理特性。沉积岩：是指成层堆积的松散沉积物固结而成的岩石。曾称水成岩。是组成地壳的三大岩类 (火成岩、沉积岩和变质岩)之一。沉积物指陆地或水盆地中的

18、松散碎屑物，如砾石、砂、粘土、灰泥和生物残骸等。主要是母岩风化的产物，其次是火山喷发物、有机物和宇宙物质等。沉积岩分布在地壳的表层。在陆地上出露的面积约占75，火成岩和变质岩只有25。但是在地壳中沉积岩的体积只占5 左右，其余两类岩石约占95。沉积岩种类很多，其中最常见的是页岩、砂岩和石灰岩，它们占沉积岩总数的95。这三种岩石的分配比例随沉积区的地质构造和古地理位置不同而异。总的说，页岩最多,其次是砂岩,石灰岩数量最少。沉积岩地层中蕴藏着绝大部分矿产，如能源、非金属、金属和稀有元素矿产，其次还有化石群 粉砂质页岩：由黏土物质硬化形成的微小颗粒易裂碎，很容易分裂成为明显的岩层。粘土岩的一种。成分

19、复杂，除粘土矿物（如高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等）外，还含有许多碎屑矿物（如石英、长石、云母等）和自生矿物（如铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等）。具页状或薄片状层理。用硬物击打易裂成碎片。抵抗风化的能力弱，在地形上往往因侵蚀形成低山、谷地。页岩不透水，在地下水分布中往往成为隔水层。硅质岩：沉积岩中以二氧化硅为主要成分的岩石叫做硅质岩。其主要矿物成分是自生石英、玉髓和蛋白石。硅质岩有多种工业用途。如燧石以其硬度大，可作为研磨原料和硅质耐火材料；碧玉也以坚硬致密和色泽美丽作为细工石料。硅藻土因具有强烈的吸附性在日用化工、制糖业和净水工业等多种部门中都有广泛的用途岩浆岩：岩浆岩或称火成岩，是由岩浆

20、凝结形成的岩石，约占地壳总体积的65%。岩浆是在地壳深处或上地幔产生的高温炽热、粘稠、含有挥发分的硅酸盐熔融体。是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程，称为岩浆作用。金伯利岩：金伯利岩是一种偏碱性的超基性岩1。是具斑状结构和（或）角砾状构造的云母橄榄岩。因1887年发现于非洲金伯利而得名。旧称角砾云母橄榄岩。多呈黑、暗绿、灰等色。1887年发现于南非的金伯利(Kimberley)，故名，旧称角砾云母橄榄岩。是产金刚石的最主要火成岩之一。 金伯利岩常呈岩筒、岩墙产出。有经济价值的原生金刚石矿床产于岩筒中。岩筒的面积一般不足1万平方米，常成群出现，著名的

21、南非金伯利岩就是由十多个著名的岩筒组成的岩筒群。其中以具斑状结构且富含颗粒粗大橄榄石的金伯利岩含金刚石较富，而呈显微斑状结构，富含金云母的金伯利岩，含金刚石贫。花岗斑岩：花岗斑岩的矿物成分与相应的深成岩-花岗岩相同，不同的是它具有斑状结构，标明它是浅成岩。 花岗斑岩的斑晶含量一般为15-20%，主要为石英和长石，有时也有黑云母和角闪石。石英斑晶往往呈六方双锥状。钾长石为正长石或透长石。黑云母和角闪石有时可见暗化边。斑晶通常被基质熔蚀，基质呈微花岗结构。 花岗斑岩与斑状花岗岩不同，后者具有似斑状结构，属花岗岩的一种；而花岗斑岩则具斑状结构，不是花岗岩，只是与它成分相当。 花岗斑岩通常以小岩株、岩

22、瘤、岩盘、岩墙产出，或作为同期晚阶段的侵入体穿插于大花岗岩岩体中，颜色是青色、黄色。期间夹杂着黑色的斑点。变质岩：变质岩是指受到地球内部力量（温度、压力、应力的变化、化学成分等）改造而成的新型岩石。固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下，发生物质成分的迁移和重结晶，形成新的矿物组合。如普通石灰石由于重结晶变成大理石雪白大理岩：一种变质岩。因在中国由于云南省大理县盛产这种岩石而得名。由碳酸盐岩经区域变质作用或 接触变质作用形成。具粒状变晶结构，块状（有时为条带状）构造。 通常白色和灰色大理岩居多。其中 ，质地均匀、细粒、白色者，又称汉白玉。一般认为，大理岩可形成于不同的温压条件下，如透闪石大理岩形成于低 -中温条件下，透辉石大理岩、镁橄榄石大理岩则形成于中高温变质条件下。许多有色金属、稀有金属、贵金属和非金属矿产，在成因上都与大理岩有关。其本身也是优良的建筑材料和美术工艺品原料。大理岩硬度不大，易于开采加工，板材磨光后非常美观，可作室内装饰材料；开采和加工中的废料，可制成工艺品或经轧碎作生产水磨石、水刷石等的优质集料。少数