工程地质实习报告野外实习

1、野外实习经过课堂上的学习我们对于工程地质有了一定的认识与了解，为了更好的认识地质现象，加深对其了解，在十月十三日我们在老师的带领下进行了地质野外的实习。实习地点是天津蓟县国家地质公园，上午在中上元古界地质自然保护区，下午在府君山公园进行学习。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，居京（北）、津（天）、唐（山）三市腹心地带，素有京、津、唐“金三角”之称.保护区的地貌类型主要有中山、低山、丘陵、宽谷、盆地和坎谷等构成。中、低山主要分布在长城沿线及其以北地区的石英岩分布区，山高、坡陡，气势磅礴。是我国惟一记录有中上元古界地球演化地质历史的国家地质公园。其范围北起九山顶，南至

2、府君山；东至八仙山，西至盘山，分为7个景区: 1、中上元古界地质自然保护区；2、八仙山石英岩峰林峡谷景区；3、盘山花岗岩地貌景区；4、九龙山碳酸盐岩峰丛景区；5、黄崖关断崖地貌景区；6、九山顶石英砂岩峰林景区；7、府君山地质构造遗迹景区。中上元古界剖面展布在山峦重叠的燕山南脉，以岩层齐全、出露连续、保存完好、质地清楚、构造简单、变质极浅和古生物化石丰富闻名于世，并被确定为中国中上元古界的标准剖面。剖面地层总厚度达9197米，记载着距今18.5亿年至8亿年间的地质演化史，在岩层中，有生命早期阶段的宏观藻类植物，并在距今1412亿年的岩层中，发现了世界罕见的微生物群，大大提前了此种微生物的出现年代

3、，具有重要的科学价值。它记录着距今18.5亿年至8亿年间的地质演化史，贮存着反映当时的古地理、古生物、古气候、古构造、古地磁等大量自然信息和各种金属非金属矿产资源，被誉为“世之瑰宝”。 在中上元古界地质自然保护区，我们由山上一路走下山来观察各地层的岩石。首先看到典型的瘤状构造，瘤状构造即是岩层中出现如瘤的团块，半球形，糖饼状形态的透镜状岩石。其物质成分与上下岩层略有区别。以含沥青质，泥质为主要的白云岩，是由于沉积时水的力及静压力等因素改变而成在高于庄组中上部出现较多。之后看到的是大红峪组与高于庄组界线，大红峪组以发育碎屑岩为特色。主要由石英岩状砂岩、长石石英砂岩和白云岩组成，中部为富钾粗面岩、

4、火山碎屑岩。自下而上可分二段，一段为灰白色石英岩状砂岩和长石石英砂岩，夹翠绿色富钾页岩，上部为富钾粗面岩粗玄岩的熔岩和火山碎屑岩；二段为含燧石白云岩。底部以紫红色页岩夹砂岩为标志与下伏团山子组整合接触；顶界则以遭受侵蚀的锥叠层石白云岩顶面为界。石英岩状砂岩具交错层理和波痕，白云岩含叠层石和燧石条带。总408m。含叠层石等；微古植物等。蓟县大红峪组火山岩中锆石U-Pb下交点年龄(1487+28-32)Ma;北京平谷该组下部富钾粗面岩Rb-Sr全岩等时线年龄为(1495±41)Ma(陆松年等，1989)。其古地磁极性为负极性,古磁极位置-8.1 N,79 (张惠民等,1991)。该组区域

5、分布仅局限于燕辽地区，其厚度和岩性均显示多变的特点，与下伏团山子组呈整合接触,局部可见假整合关系;在河北滦县以东和辽西的锦西、兴城、北镇等地则直接超覆在常州沟组和太古界之上。蓟县中上元古界地层划分表 上覆地层：下寒武统沧浪辅阶，府君山组 下伏地层：太界古迁西群角内斜长片麻岩等变质杂岩 青白口系（厚371米）井儿峪组，砂砾岩，海绿石砂岩，页岩，灰岩。厚203米8.5亿年下马岭组，页片状粉砂岩。厚163米10.5亿年蓟县系（厚4509米）铁岭组，砂页岩，白云岩，迭层石灰岩。厚333米洪水庄组，页岩和粉砂质页岩。厚131米 迷雾山组，燧石白云岩，沥青白云岩。厚3389米 

6、;杨庄组，红色，白色含粉砂泥质徽晶白云岩。厚707米14亿年长城系（厚4257米）高于庄组，白云岩，白云质灰岩，燧石白云岩，含锰白云岩。厚1583米大红峪组，石英岩，砂岩，火山岩，燧岩白云岩。厚408米 团山子组，含泥砂的铁质白云岩，细砂岩，页岩。厚518米 串岭沟组，粉砂质页岩，页岩。厚889米 常州沟组，砾岩，砂岩，石英岩。厚854米18亿年 高于庄组属中元古代长城系顶部，分布于中国冀北一带，最初命名地点在河北蓟县高于庄，故名。浅海相碳酸盐沉积。主要为灰色、黑色白云岩，含燧石团块或条带，底部燧石条带尤多，且呈网状。本组特点：下部含叠层石丰富，中部普遍

7、含锰较高，上部含各种形状的结核，顶部多含钙质和沥青质。厚4051963米。重要的叠层石分子有：锥叠层石及微古生物雾迷山粗面球形藻。在冀北一带， 下部常夹有含锰页岩（菱锰矿）。本组与下伏大虹峪组有沉积间断。主由碳酸盐岩组成(占95%)。下部叠层石发育；中部含锰；上部颇多形态各异的硅质和白云质结核，顶部灰质和沥青质成分增多。底部以灰白色含砾长石石英砂岩与下伏大红峪组呈假整合接触。共分四段，一段：底部为灰白色砂岩(厚3m)，其上为燧石白云岩、泥质白云岩，夹白云质砂岩和白云质粉砂岩，条带状和结核状燧石发育,具交错层，层面可见冲刷构造,厚347m;二段：下部为含锰白云岩和含锰粉砂质白云岩,上部为微晶白云

8、质灰岩，具显微平直层理,厚320m;三段：泥质白云岩和灰质白云岩,层理平直，呈板层厚层状互层,上部多皮壳和豆状结核,厚658m;四段：底部沥青角砾白云岩,下部中厚层粗粒白云质灰岩,上部厚层含燧石粗粒白云质灰岩,白云岩中含陆屑和盆屑，层理波状起伏，多同心园状结核和连生结核,厚271m。总厚1596m。此外，燧石岩富含蓝藻化石;桑树鞍产宏观藻类化石。高于庄组二段古地磁极性为负极性;四段亦为负极性。该组在燕辽地区广为分布，其厚度和岩性均较稳定。在燕山地区，该组与下伏大红峪组呈整合或假整合接触；在燕山西段则直接超覆于团山子组之上。接着接下来我们看到了锰方硼石矿，蓟县锰方硼石矿床发现于1971年,是世界

9、上第一个独立形成矿体的锰方硼石矿床。锰方硼石为白色、浅黄色,是一种稀有矿物。矿床赋存于高于庄组桑树鞍亚组中,在蓟县该矿带东西延长30 km,向北西及南东分别延至平谷及遵化。现已勘探完毕的东水厂矿区,从经济意义上讲,它是最大的锰方硼石矿床。文中在以往研究的基础上对该矿床特征及矿物物理化学性质作进一步的研究。然后看到的是高于庄组官地亚组与桑树庵亚组分界，官地亚组顶部为深灰色含猛燧石条带白云岩夹含猛白云质粉砂质页岩，桑树庵亚组底部为深灰色含锰粉砂质页岩和薄层粉砂质白云岩。二者之间为整合过度关系。接着看到是块茎状高于庄层叠石以及藻席和藻屑，层叠石是由单细胞的蓝藻捕获水中的沉积物，胶结，聚集成一种碳酸盐

10、沉积结构。块茎状高于庄层叠石由块茎状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。藻席和藻屑，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。它们通常由亮、暗纹交替层置而成，如早期（准同生）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，有时则形成典型的层叠石。这种藻架结构的沉积物若遭冲刷而再沉积，则成藻屑。之后可以看到一些重要的地质现象：波痕，泥裂。还有岩浆岩的典型构造：气孔构造和杏仁构造。波痕它的地质年龄为16亿年。是由风、水流、波浪交互作用于沉积物表面而形成的。气孔构造是由于岩浆迅速减压冷凝时，气体析

11、出，再黏稠的岩浆中形成气泡。泥裂（如右图），是未固结的沉积物露出水面时，受到暴晒而干涸，并发生收缩和裂开，形成的裂缝。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海地带或者河漫滩沉积环境中。气孔构造（如右图），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。杏仁构造（如右图），具有气孔构造的岩石，其气孔以后被矿物质（如方解石、石英、玉髓等）所充填形成的一种形似杏仁状的构造。杏仁构造与气

12、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。接着看到岩浆岩和沉积岩的过渡火山角砾岩。火山角砾岩属于沉积岩。火山爆发时随着深部岩浆的喷出，由于通道附近围岩碎片的加入，加上喷发强度及深度诸多因素影响，可出现火山熔岩，火山角砾岩，火山凝灰岩等。其为由直径大于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。砾块之安山岩种类有普通辉石、紫苏辉石，及角闪石等多种，惯称

13、为安山岩质集块岩。大红峪组火山角砾岩十分发育，分布范围广，角砾成分主要为白云岩，燧石，玄武岩等。角砾大者称为火山集块岩。接着我们可以看到明显的断层，指岩层发生的错段，岩体在构造应力作用下发生破裂，沿破裂面两侧的岩体发生显著的位移或失去连续性和完整性而形成的一种构造形迹。断层几乎在地壳上处处都有，特别是在山脉强烈变形的岩石中。我们看到的断层两层坚硬的石英砂岩沿着沟被错开，它位于断层面上盘。接着我们来到大红峪组与团山子组的分界。此两个地层单元界线为整合过度关系，以大红峪组底部厚度较大的石英岩状砂岩为界线，其下为团山子组顶部夹薄层砂岩的含粉砂白云岩。团山子组系高振西等原称的“串岭沟页岩”上部的碳酸盐

14、岩系。1957年地质部221队在河北省庞家堡铁矿区命名为“庞家堡灰岩”。1960年河北省地质局区域地质测量大队在蓟县团山子村一带的相当层位也见到相似的碳酸盐岩地层，遂建议改称团山子组，1964年被蓟县震旦系现场学术讨论会接受，沿用至今。团山子组的岩石组合以含铁白云岩、粉砂质微晶白云岩为主，其次为灰黄色砂岩和少量绿色粉砂质页岩,可分三段:一段以深灰色铁白云岩及粉砂质菱铁矿白云岩为主;二段上部为深灰色中巨厚层白云岩、含砂微晶白云岩，时见交错层、波痕,下部为灰黄色钙质细砂岩或粉砂岩和深灰色泥砂质白云岩薄层互层，钙质粉砂岩底面常见冲刷模，有时见泥裂和岩盐假晶;三段紫色板层状砂质微晶白云岩，夹灰黄色砂岩

15、和绿色粉砂质页岩，层面可见干裂、波痕和岩盐假晶。总厚479m。与下伏串岭沟组呈整合接触。一段含多细胞宏观藻类;二段含叠层石及微古植物;三段含叠层石。其上部白云岩时线年龄值为1778Ma(钟富道,1977)。团山子组沉积期古地磁极性为负极性。从岩石地层学角度来看，团山子组与下伏的串岭沟组是一个过渡型的界线。在蓟县剖面，串岭沟组顶部开始出现深灰色簿层泥质泥晶白云岩夹层，向上白云岩夹层增多，逐渐过渡到深灰色薄层和中厚层互层的含铁泥晶白云岩夹黑色粉砂质页岩，即为团山子组。在蓟县团山子村西的剖面上，串岭沟组顶部地层略有断缺，分界线划在一条顺层产出的闪长玢岩岩床处。在离蓟县剖面最近的兴隆县茅山镇西湾（蓟县

16、剖面西北方向15Km）观察到了两组的过渡关系。西湾剖面串岭沟组二段上部和三段较蓟县剖面砂的含量显著增加，存在一定相变，此处串岭沟组顶部还出现了凸镜状砂岩， 之上迅速过渡到团山子组含铁泥质泥晶白云岩。因此， 两组的界线就定在凸镜状砂岩处。团山子组属海湾泻湖相，是以深灰色含铁白云石泥质和硅质微晶白云岩为主的碳酸盐岩沉积。上部夹少量石英砂岩，与上覆大红峪组。最后我们看到格鲁纳叠层石，为一种层柱状叠层石，其柱体部分多由硅泥质组成，常彼此间密集共生。柱体横断面多为次圆形到椭圆形。基本层薄而干缓的穹形，向上有不同程度的凸起变化。地质年龄约为16.8亿年。下午我们来到府君山公园，我们徒步

17、爬山欣赏着地层运动所形成的景象，尤其是飞来峰，深深的震撼着我们。府君山组属与早寒武世地层。岩性稳定，见于中国冀北及冀西北尚义平泉深断裂以南的山区。主要为厚至巨厚层豹。底部普遍有砂砾岩或角砾岩层，平行不整合或超覆于青白口系各组之上，一般厚数十米。在爬山过程中首先看到的是蓟县运动所形成的景象。蓟县运动是晚前寒武纪的一次地壳上升运动。是根据下寒武统砾状灰岩（府君山组）与新元古界青白口系景儿峪组千枚岩之间的平行不整合确定的。仅局部有微角度不整合，此后在辽宁省朝阳、河南省嵩山（少林运动）、河北省承德、北京市延庆均发现与此相当的运动。接着看到的是逆掩断层形成的景象。断层面平缓弯曲，上部雾迷山组燧石条带状白

18、云岗（12亿年）逆掩于府君山组角砾状岩（5.6亿年）之上。断层是岩层或岩体中的一个或一组破裂面，沿破裂面两侧的岩层或岩体发生有显著的位移。断层的位移量有小有大，小者仅几厘米，大者可达数公里乃至数十公里。断层是岩块间的一种不连续面，岩块在平行与不连续面的方向上发生相对位移。正断层是相对与下盘而言，上盘沿断层向下方运动的断层。一般认为多数正断层是在重力作用和水平张力作用下形成的，故又称为“重力断层”。正断层断层面的倾角一般为45°90°。逆掩断层是大规模的、以公里计的、断层面倾角小于25°的逆断层。还看到了岩石两亿年的跨越，井儿峪组叠层状泥晶灰岩（8亿年）与府君山组角砾状灰岩（5.6亿年）之间，有一套紫红色黄白色相间含砾砂页岩，它是古风化壳面上的沉积物，中间缺失2.4亿年的地层。最后我们看到了飞来峰地貌。断层为蓟县逆掩断层，断