首页 百科知识 岩石化学基础知识,地质认识实习

岩石化学基础知识,地质认识实习

时间:2023-01-28 百科知识 版权反馈
【摘要】:第一部分 地质认识实习线路一 基地-兰陵溪-九畹溪地层一、目的与要求1.观察黄陵岩体与崆岭群接触界线;2.观察南华系、震旦系、寒武系、奥陶系地层及岩性、岩相特征;3.观察地层间的接触关系及其特征,练习罗盘的使用以及绘制信手剖面图。侵入地壳一定深度的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石,称为侵入岩。将直立或近直立的板状岩体称为岩墙,而将与层理斜交,形状较不规则的板状岩体称为岩脉。
地质认识实习

线路一 基地-兰陵溪-九畹溪地层

一、目的与要求

1.观察黄陵岩体与崆岭群接触界线;

2.观察南华系、震旦系、寒武系、奥陶系地层及岩性、岩相特征;

3.观察地层间的接触关系及其特征,练习罗盘的使用以及绘制信手剖面图。

二、教学内容

点号:No.1

点位:中国地质大学(以下简称地大)秭归基地旁边的香山-湖景天成小区后面公路旁

点义:黄陵岩体(岩浆岩)岩性观察点

描述:

露头为黄陵岩体中的太平溪岩体,岩性为英云闪长岩,属中酸性深成岩,深灰色,中—粗粒结构,主要成分为斜长石(含量50%)、石英(含量小于20%)、暗色矿物(含量大于15%)。

露头处有两期清晰可辨的岩脉,见图版Ⅸ-2。根据岩脉的穿插关系可以判断:先期侵入的为石英正长岩脉,肉红色,主要矿物成分为正长石、云母、石英;后期侵入的为辉绿岩脉,黑色,主要矿物成分为辉石和斜长石。辉绿岩脉的形成过程:斜长石先结晶,形成格架结构,辉石后形成,在其中填充。这种结构称为辉绿结构(结晶的形成与熔点的高低有关)。由于岩脉的形成时期先后不一,后期形成的岩脉截断了先期形成的岩脉。

img101背景知识链接

岩浆岩简介

岩浆岩或称火成岩,是由岩浆凝结形成的岩石,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、黏稠、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。

岩浆岩主要有侵入和喷出两种产出情况。侵入地壳一定深度的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石,称为侵入岩。侵入岩固结成岩需要的时间很长。岩浆喷出或者溢流到地表,冷凝形成的岩石称为喷出岩。喷出岩由于岩浆温度急剧降低,固结成岩时间相对较短。

在划分岩浆岩类型时,岩石化学成分中的酸度和碱度是主要考虑因素之一。岩石的酸度是指岩石中含有SiO2的重量百分数。通常,SiO2含量高时,酸度也高;SiO2含量低时,酸度也低。而岩石酸度低时,说明它的基性程度比较高。根据酸度,也就是SiO2含量,可以把岩浆岩分成4个大类:超基性岩(SiO2含量小于45%)、基性岩(SiO2含量45%~52%)、中性岩(SiO2含量52%~66%)和酸性岩(SiO2含量大于66%)。

岩石的碱度指岩石中碱的饱和程度。岩石的碱度与碱含量多少有一定关系。通常把Na2O+K2O的重量百分比之和,称为全碱含量。Na2O+K2O含量越高,岩石的碱度越大。

除了岩石化学成分之外,矿物成分也是岩浆岩分类的依据之一。在岩浆岩中常见的一些矿物,它们的成分和含量由于岩石类型不同而随之发生有规律的变化。如石英、长石呈白色或肉色,被称为浅色矿物;橄榄石、辉石、角闪石和云母呈暗绿色、暗褐色,被称为暗色矿物。通常,超基性岩中没有石英,长石也很少,主要由暗色矿物组成;酸性岩中暗色矿物很少,主要由浅色矿物组成;基性岩和中性岩的矿物组成位于两者之间,浅色矿物和暗色矿物各占有一定的比例。

岩石结构指岩石的组成部分的结晶程度、颗粒大小、自形程度及其相互间的关系。

结晶程度指岩石中结晶物质和非结晶玻璃质的含量比例。岩浆岩的结构分为3个大类:全晶质结构,岩石全部由结晶矿物组成;半晶质结构,岩石由结晶物质和玻璃质两部分组成;玻璃质结构,岩石全部由玻璃质组成。

矿物颗粒的大小指岩石中矿物颗粒的绝对大小和相对大小。

显晶质结构按颗粒的绝对大小分为:伟晶结构(颗粒直径大于1cm)、粗晶结构(颗粒直径5mm~1cm)、中晶结构(颗粒直径2~5mm)、细晶结构(颗粒直径0.2~2mm)、微粒结构(颗粒直径小于0.2mm)。

显晶质结构按颗粒的相对大小分为:等粒结构,指岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等;不等粒结构,指岩石中同种主要矿物颗粒大小不等;斑状结构,指岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的两群,大的为斑晶,小的及未结晶的玻璃质为基质;似斑状结构,指外貌类似于斑状结构,只是基质为显晶质。

矿物的自形程度指矿物晶体发育的完整程度。根据全晶质岩石中的矿物的自形程度可以分为3种结构:自形结构、他形结构、半自形结构。

岩浆岩常见的构造有以下几种。

(1)块状构造。组成岩石的矿物在整个岩石中分布是均匀的,其排列无一定次序,无一定方向。

(2)斑杂构造。岩石的不同部位在结构上或矿物成分上有较大的差异,如一些地方暗色矿物多,一些地方又很少,结果使岩石呈现出斑斑驳驳的外貌。

(3)带状构造。表现为岩石中具有不同结构或不同成分的条带相互交替,彼此平行排列的一种构造。

(4)气孔和杏仁构造。是喷出岩中常见的构造。当岩浆喷溢到地面时,围压降低,其中所含挥发分达到饱和,它们从岩浆中分离出来时,形成大量气泡。由于岩浆迅速冷却凝固而保留在岩石中形成空洞,故形成为气孔构造。当气孔被岩浆期后矿物所充填时,其充填物宛如杏仁,故称为杏仁构造。

(5)流纹构造。是由不同颜色、不同成分的条纹、条带粒、雏晶定向排列,以及拉长的气孔等表现出来的一种流动构造。

(6)珍珠构造。主要见于酸性火山玻璃中,由玻璃质冷却收缩所形成。特征是形成一系列圆弧形裂开。

(7)枕状构造。当熔浆自海底溢出或从陆地流入海中时,就变成椭球状、袋状、面包状等枕状特征,后被沉积物、火山物质及玻璃质碎屑胶结起来就形成了枕状构造。

(8)命名原则。颜色+结构构造+暗色矿物+名称。

岩脉的穿插关系

为岩脉充填在岩石裂隙中的板状岩体,横切岩层,与层理斜交,属于不整合侵入体的一种。岩脉的宽度一般为几十厘米至数十米,长度可由数十米至数千米,个别大的可达几十千米以上。依据成分、形态、产状及与地质构造的关系,可分为简单岩脉、复杂岩脉、岩脉群及环状岩脉等。将直立或近直立的板状岩体称为岩墙,而将与层理斜交,形状较不规则的板状岩体称为岩脉。

点号:No.2

点位:茅坪木材检查站(兰陵溪村3组37号)

点义:岩浆岩与变质岩接触关系及变质岩岩性观察点

描述:

(1)观察岩浆岩与变质岩的侵入接触关系。变质岩为斜长角闪片岩,黄陵花岗岩侵入变质岩中。

在侵入接触带中,岩体边部有边缘带和冷凝边,岩体内有围岩的捕虏体。围岩中可见烘烤边。见图版Ⅸ-3。

(2)观察片岩。片岩中浅色矿物主要为斜长石,暗色矿物主要为角闪石,暗色矿物呈定向连续排列。

(3)观察揉皱。揉皱,又称无根褶皱,是变质过程中,石英、长石向力小的地方移动造成的。

img102背景知识链接

变质岩

变质岩指已经形成的岩石(岩浆岩、沉积岩、变质岩)因物理化学条件的改变,使原岩的矿物成分、结构、构造发生变化而形成的岩石。

一般变质岩分为两大类:一类是变质作用作用于岩浆岩,形成的变质岩称为正变质岩;另一类是作用于沉积岩,生成的变质岩称为副变质岩。

大面积变质的岩石为区域性的,也有局部性的。局部性的如果是因为岩浆涌出造成周围岩石的变质称为接触变质岩,如果是因为地壳构造错动造成的岩石变质称为动力变质岩。

原岩受变质作用的程度不同,变质情况也不同,一般分为低级变质、中级变质和高级变质。变质级别越高,变质程度越深。如沉积岩黏土质岩石在低级变质作用下,形成板岩;在中级变质作用下,形成云母片岩;在高级变质作用下,形成片麻岩。

变质岩的命名目前不是非常统一,主要从以下几方面考虑。

(1)以构造划分。如具板块构造的岩石叫板岩,具千枚状构造的岩石叫千枚岩,具片状构造的岩石叫片岩,具片麻状构造的岩石叫片麻岩等。

(2)以岩石中矿物组合及含量划分。如含量以角闪石为主,含少量斜长石的变质岩叫作斜长角闪岩,以结晶方解石组成的变质岩叫作大理岩等。

(3)以结构划分。如角岩结构的岩石叫角岩。

(4)以产地命名。如麻粒岩最初是指产于德国萨克逊(Saxony)麻粒山的一套淡色至粉色由无水矿物(石榴子石、蓝晶石,或矽线石、金红石等)所组成的长英质片麻岩。

(5)特殊成因命名。如云英岩、蛇纹岩、次生石英岩、碎裂岩、糜棱岩及各种混合岩等。

揉皱结构简介

揉皱结构指矿石中的矿物,受力后发生塑性变形,形成弯曲皱纹的一种结构。

点号:No.3

点位:九曲垴中桥向东100m

点义:片麻岩中阳起石观察点

描述:

阳起石,片麻岩中的矿物成分,晶体呈针状,受到强烈定向压力后聚集排列呈放射状。见图版Ⅸ-4。

img103背景知识链接

阳起石

阳起石属硅酸盐类矿物,是闪石系列中的一员,这类矿物常被称为闪石石棉。阳起石的晶体为长柱状、针状或毛发样。颜色由带浅绿色的灰色至暗绿色。具玻璃光泽。透明至不透明。晶体的集合体为不规则块状、扁长条状或短柱状。大小不一。呈白色、浅灰白色或淡绿白色,具有丝一样的光泽。比较硬脆,也有的略疏松。折断后的断面不平整,可见纤维状或细柱状。块状、致密的阳起石被中医认为性温咸,有药用功效。

点号:No.4

点位:小加水站(兰陵溪村1组27号)

点义:Z1ds/Nh2n观察点

描述:

露头为南沱组(Nh2n)与陡山沱组(Z1ds)的界线。南沱组和陡山沱组为断层接触关系,有陡山沱组岩石掉入断层带中(图版Ⅸ-5)。

点E:南沱组(Nh2n)第二段灰绿色冰碛砾岩,砾石有大有小,无分选,无磨圆,排列杂乱无章,为冰水成因。

点W:陡山沱组(Z1ds)第一段灰白色厚层状白云岩,产状250°∠56°。

陡山沱组(Z1ds)岩性自下而上分为4段。

第四段:黑色薄层硅质岩(此处为硅质岩,在高家溪发生了沉积相变,高家溪处出露炭质页岩),参见No.5描述。

第三段:灰白色中厚层白云岩,含燧石结核。

第二段:黑色薄层状炭质页岩,见围棋子状结核。

第一段:灰白色中厚层状白云岩,白云质灰岩。

总体特征:两白夹两黑,两厚夹两薄。

img104背景知识链接

冰碛物简介

在冰川作用过程中,所挟带和搬运的碎屑构成的堆积物,称为冰碛物,又称冰川沉积物。

冰川的沉积方式有3类:冰川冰沉积,冰川冰与冰水共同作用形成的冰川接触沉积,冰河、冰湖或冰海形成的冰水沉积。

冰碛物分为:含于冰川底部的底碛;含于冰川内部的内碛;含于冰川表层的表碛;含于冰川体两侧的侧碛;两条冰川汇合后,介于两冰川间的中碛;冰川冰与水接触部分的融出碛。

冰川冰外围,河、海水搬运的冰碛物,称冰水沉积物。冰碛物以冰川融水为主要营力,由砾石和砂粒组成。

点号:No.5

点位:大加水站

点义:Z2dy/Z1ds观察点

描述:

露头为陡山沱组(Z1ds)和灯影组(Z2dy)界线(图版Ⅸ-6)。

点E:陡山沱组(Z1ds)第三段灰白色厚层状白云岩(图版Ⅸ-7),表面风化后呈黄褐色,陡山沱组(Z1ds)第四段黑色薄层状硅质岩,产状270°∠18°。

点W:灯影组(Z2dy)第一段灰白色厚层状白云岩。

灯影组(Z2dy)岩性自下而上分为3段。

第三段:中厚层灰白色白云岩。

第二段:灰黑色薄层泥质灰岩、竹叶状灰岩。

第一段:灰白色厚层白云岩。

总体特征:两白夹一黑,两厚夹一薄。

点号:No.6

点位:横墩岩隧道往西出口第一条沟处(兰陵溪村1组002号)

点义:∈1s/(Z2—∈1)y观察点,地堑,飞碟石

描述:

(1)岩家河组(Z2—∈1)y与水井沱组(∈1s)的分界。

岩家河组(Z2—∈1)y:灰黑色中厚层状炭质灰岩夹薄层炭质页岩,产状210°∠15°。

水井沱组(∈1s):黑色薄层炭质细晶灰岩与薄层炭质页岩互层,岩石中含巨大结核,具眼球状构造、豆荚构造(图版Ⅹ-1)。水井沱组(∈1s)下部的锅底灰岩,俗称“飞碟石”(图版Ⅹ-2),产状240°∠20°。

(2)地堑构造。岩家河组(Z2—∈1)y和水井沱组(∈1s)分界处的两处正断层形成地堑构造(图版Ⅹ-3)。

img105背景知识链接

地堑是两侧被高角度断层围限、中间下降的槽形断块构造,多指大、中型的构造,大者延长可达数百千米。地堑常成长条形的断陷盆地,其边界可以是平直的,但更常见的是折线状边界,一般由多条高角度正断层联合而成。仅在一侧为断层所限的断陷,称为半地堑或箕状构造。

与地堑相对应的另一种构造是地垒。地垒是两侧被断层围限、中间上升的断块构造。其边界断层一般也是高角度正断层。

点号:No.7

点位:中石油加油站前行100m

点义:∈1t/∈1sp观察点

描述:

露头为石牌组(∈1sp)与天河板组(∈1t)界线(图版Ⅹ-4)。

点E:石牌组(∈1sp)黄绿色薄层及极薄层粉砂质泥岩和泥质粉砂岩互层;石牌组(∈1sp)上部为泥岩夹页岩,中部为中层泥晶灰岩,下部为砂岩夹页岩,底部为炭质页岩。

点W:天河板组(∈1t)灰色薄层泥质条带灰岩,白云质灰岩,夹豆状灰岩及粉砂质灰岩,见风暴角砾岩、核形石(2cm)、生物礁灰岩(图版Ⅹ-5),产状260°∠20°。

img106背景知识链接

核形石

核形石也是一种藻包粒,亦由核心和包壳两部分组成,因其状如果核,故称为核形石,也有人称其为“藻灰结核”。

礁灰岩

礁灰岩又称生物骨架灰岩,是一种具有原地固着生长状态的生物骨架构成的石灰岩。这些生物具有抗浪本能,因而能造成坚固的抗浪构造,如岗陵状、脊状、不规则状的骨架灰岩体,特称为“礁”。礁灰岩具有较高的孔隙率,远远大于其他岩石。它比周围同时期沉积物要高得多。

主要造礁生物有群体珊瑚、钙藻类、苔藓虫、层孔虫、海绵、牡蛎蛤等。共栖生物有腕足类、棘皮动物、软体动物等。由于生物礁灰岩多孔,渗透性良好,因此常是石油、天然气储集的有利岩石。此种灰岩在中国西南泥盆纪和二叠纪地层中颇为发育。

点号:No.8

点位:棕岩头隧道东向入口处桥边

点义:∈1sl/∈1t观察点

描述:

点E:天河板组(∈1t)灰色薄层泥质条带灰岩,白云质灰岩,夹豆状灰岩及粉砂质灰岩。

点W:石龙洞组(∈1sl)深灰色至褐灰色厚层状白云岩。

在棕岩头隧道东向入口处桥边有一溶洞,位于天河板组(∈1t)中。

点号:No.9

点位:棕岩头隧道向西出口处,九畹溪桥头

点义:∈2q/∈1sl观察点

描述:

棕岩头隧道位于石龙洞组(∈1sl)灰岩中。

露头为石龙洞组(∈1sl)与覃家庙组(∈2q)界线(图版Ⅹ-6)。

点E:石龙洞组(∈1sl)灰色、深色至褐灰色厚层白云岩,产状248°∠20°

点W:覃家庙组(∈2q)泥灰岩、泥质条带灰岩,较破碎,薄层状灰岩与泥岩互层。

点号:No.10

点位:抬上坪隧道出口,煤码头,集聚坊码头

点义:三游洞组(∈3sy)/覃家庙组(∈2q)观察点

描述:

露头为覃家庙组(∈2q)与三游洞组(∈3sy)界线(图版Ⅺ-1)。

点E:覃家庙组(∈2q)泥灰岩、泥质条带灰岩,薄层状灰岩与泥岩互层,薄层泥页岩,较破碎,产状246°∠20°。

点W:三游洞组(∈3sy)灰色厚层白云质灰岩,见叠层石构造(图版Ⅺ-2)。

img107背景知识链接

叠层石

叠层石是前寒武纪未变质的碳酸盐岩沉积中最常见的一种“准化石”,是原核生物所建造的有机沉积结构。由于蓝藻等低等微生物的生命活动所引起的周期性矿物沉淀、沉积物的捕获和胶结作用,从而形成了叠层状的生物沉积构造。名称由来:纵剖面呈向上凸起的弧形或锥形叠层状,如扣放的一叠碗。

点号:No.11

点位:屈原镇西陵峡村村委会背后半山腰

点义:∈/O/S(寒武系/奥陶系/志留系)界线点

描述:

点上:奥陶系生物碎屑灰岩,含角石化石。

寒武纪以前以软体生物为主,奥陶纪化石有三叶虫、角石、img108类化石、菊石。

沟E:寒武系厚层白云岩。

沟W:志留系砂岩,分布在山梁上。

奥陶系地层特征:总体为灰岩,灰岩夹生物碎屑岩、深灰色块状白云质灰岩、龟裂灰岩(图版Ⅺ-3)、瘤状灰岩,产角石,泥岩中夹灰质团块,灰岩中夹泥质团块。

img109背景知识链接

角石

角石是古无脊椎动物、具有坚硬外壳的头足纲动物的总称。角石具有坚硬的外壳,顾名思义,角石外壳的形状像牛或羊的角,一般是直的,也可以是弯的或盘卷的。角石从开始发育到最终长成,壳的直径逐渐变大,肉体生长时不断前移并分泌钙质的壳,最后着生在壳体最前部,形成住室。住室后面向壳的尖端一方则形成一系列的气室,气室对角石的升降和平衡具有重要的作用。角石死亡以后,肉体通常很难保存,只有硬壳才能够保存成为化石。

线路二 高家溪地层及溶洞

一、目的与要求

1.沿途观察莲沱组(Nh1l)、南沱组(Nh2n)、陡山沱组(Z1ds)、灯影组(Z2dy)的岩性特征;

2.观察描述棺材岩危岩体的形成条件、特征、防治措施;

3.观察岩溶发育基本特征及和尚洞成因,绘制素描图。

二、教学内容

点号:No.1

点位:过高家溪石板桥,右边民房(秋千坪村6组67号)后的山坡上

点义:莲沱组(Nh1l)与岩浆岩的接触关系观察点

描述:

莲沱组(Nh1l)与岩体为沉积接触关系。下部为黄陵岩体,岩性为花岗岩。可见古风化壳,露头花岗岩为强—中风化。风化壳上部为莲沱组(Nh1l)底砾岩(图版Ⅺ-4),呈紫红色。莲沱组(Nh1l)具两次沉积旋回。每次沉积旋回从下往上砾石粒径由大到小,含量由多到少;泥、砂含量增加,由砾岩→砂岩→泥岩。

还原沉积顺序:变质岩→侵入花岗岩→风化剥蚀,岩体露出地面→沉积莲沱组(Nh1l)(图5-1)。

沉积旋回环境分析如下。湖相、滨河相、陆相→浅海相;代表:水浅→水深;沉积物:粗→细,砾岩、砂岩→泥岩→灰岩。

莲沱组(Nh1l)两次沉积旋回分析:砾岩→砂岩→泥岩/页岩→砾岩→砂岩→泥岩/页岩。

img110


图5-1 沉积顺序演化示意图

点号:No.2

点位:土三路40km处

点义:陡山沱组(Z1ds)/南沱组(Nh2n)界线点

描述:

陡山沱组(Z1ds)与南沱组(Nh2n)为平行不整合接触,接触界线有风化壳存在(图版Ⅺ-5)。

点N:南沱组(Nh2n)第二段灰绿色冰碛砾岩,砾石有大有小,排列杂乱无章,无分选,无磨圆。

点S:陡山沱组(Z1ds)第一段盖帽白云岩,呈灰白色厚层状。

点号:No.3

点位:棺材岩危岩体

点义:Z2dy/Z1ds分界线观察点,危岩体治理工程

描述:

(1)地层分界。

点N:陡山沱组(Z1ds)第四段炭质灰岩、炭质页岩,产状152°∠8°。

点S:灯影组(Z2dy)第一段厚层白云岩。

灯影组(Z2dy)与陡山沱组(Z1ds)界线及治理工程见图版Ⅻ-1。

陡山沱组(Z1ds)第四段发生了沉积相变,在兰陵溪—九畹溪为硅质岩,此处为炭质灰岩、炭质页岩。

(2)棺材岩危岩体。

变形原因:将陡山沱组第四段(Z1ds4)黑色炭质灰岩和炭质页岩当作煤层开挖,掏空形成。

变形过程:采煤→掏空→灯影组(Z2dy)白云岩应力重新分布→变形→裂隙、降雨→裂隙扩张。

棺材岩危岩体示意图如图5-2所示。治理工程详细情况如图5-3所示。

img111


图5-2 棺材岩危岩体示意图

img112


图5-3 棺材岩危岩体治理工程

高家溪棺材岩危岩体防治工程:①支撑,即用钢筋混凝土墙、暗柱;②喷浆;③排水,即用排水管、排水沟和截水沟。

点号:No.4

点位:和尚洞对面的小山坡上

点义:Z2dy/Z1ds分界线观察点、飞碟石、地下暗河

描述:

陡山沱组(Z1ds)第四段和灯影组(Z2dy)的分界线。和尚洞顶板以上为灯影组(Z2dy)厚层状白云岩。陡山沱组(Z1ds)第四段见“飞碟石”。此处发育地下暗河,现已干涸。

点号:No.5

点位:和尚洞

点义:和尚洞岩溶观察点

描述:

溶洞高约50m,底部宽约25m,长约40m,内壁呈锥状。发育在灯影组(Z2dy)第二段薄层状黑色藻纹层灰岩层中。内壁有钟乳石,局部有滴水。溶洞整体呈南北走向,西部低洼处有暗河,北边为开口。西壁岩石产状155°∠17°,东壁岩石产状148°∠19°。断层走向130°。和尚洞剖面图如图5-4所示,和尚洞入口见图版Ⅻ-2。

(1)和尚洞形成原因分析。①岩性条件。灯影组白云岩,白云质灰岩,灰岩,岩石具可溶性。②水文地质条件。陡山沱组炭质岩充当了隔水层,地下水集中在灯影组底部。③构造条件。有平缓背斜和断裂的存在。

(2)形成过程分析。①溶蚀作用。地下水沿灰岩的断裂、裂隙流动,溶蚀形成溶洞。②塌落作用。溶洞顶部由于溶蚀裂隙的不断发展而掉落,溶洞越来越大。

img113


图5-4 和尚洞剖面图

img114背景知识链接

岩溶

地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。这种作用及其所产生的地貌现象和水文地质现象的总称叫作岩溶,国际上通称喀斯特(Karst)。

岩溶发育的基本条件

(1)具有可溶性的岩石。

(2)具有侵蚀性的水。

(3)具有良好的水循环条件。

线路三 泗溪地层及岩溶

一、目的与要求

1.观察围棋子状结核;

2.观察火炬状节理、雁列节理;

3.观察叠层石;

4.观察鱼泉洞和迷宫泉。

二、教学内容

点号:No.1

点位:泗溪公园外门口小溪里

点义:围棋子状结核观察点

描述:

陡山沱组(Z1ds)第二段,炭质页岩与灰岩互层,有围棋子状燧石结核。

点号:No.2

点位:泗溪公园进门左拐,采石场下面的小溪里

点义:雁列节理、火炬状节理观察点

描述:

灯影组(Z2dy)灰岩受到挤压作用,形成张裂隙,方解石沿着裂隙充填、结晶形成白色的方解石脉。点上见雁列节理和火炬节理(图版Ⅻ-3)。

雁列节理为呈雁行斜列的一组节理,常被岩脉充填而成雁列脉。雁列节理带实际是一条剪切带。

火炬节理为共轭的“X”形剪节理。两组共轭剪节理面的交线代表σ2方向,夹角平分线代表σ1和σ3方向,两组主节理面由于拉张作用形成了一系列拉张裂缝,方解石充填于其中,形成了火炬状节理。

img115背景知识链接

节理

岩石受力作用形成的破裂面或裂纹,称为节理。它是破裂面两侧的岩石没有发生明显位移的一种构造。按成因节理可分为以下几种。

(1)原生节理。成岩过程中形成,如沉积岩中因缩水而造成的泥裂或火成岩冷却收缩而成的柱状节理。

(2)构造节理。由构造变形而成。这类节理具有明显的方向性和规律性,发育深度较大,对地下水的活动和工程建设的影响也较大。构造节理与褶皱、断层及区域性地质构造有着非常密切的联系,常常相互伴生,是工程地质调查工作中的重点对象。

(3)非构造节理。由外动力作用形成的,如风化作用、山崩或地滑等引起的节理,常局限于地表浅处。

根据形成节理的力学性质不同,可分为张节理、剪节理。张节理由拉张力作用形成。节理面参差不齐,粗糙;节理面常绕过砾石、延伸短;裂口呈楔形,深度不大。剪节理由剪切力作用形成。剪节理常成对出现,形成两组交叉的节理;节理面平直而光滑,能把砾石切断、错开;延伸较长,有时可见擦痕。

点号:No.3

点位:餐馆“旅舍农家乐”对面的小溪里

点义:叠层石观察点

描述:

三游洞组(∈3sy)中可见叠层石,为生物沉积构造,蓝藻生物席状生长,上表面吸附泥质或过饱和化学成分,一层层生长,形似倒扣的一叠碗(图版Ⅻ-4)。

点号:No.4

点位:鱼泉洞

点义:溶洞观察点

描述:

溶洞发育于三游洞组(∈3sy)灰色厚层状灰岩中。底部覃家庙组(∈2q)薄层白云岩为相对隔水层,顺层发育两个溶洞。其中南洞洞底宽约8m,高约6m。

鱼泉洞横剖面如图5-5所示。洞口处见图版Ⅻ-5。

img116


图5-5 鱼泉洞横剖面示意图

点号:No.5

点位:迷宫泉

点义:溶洞、岩溶泉观察点

描述:

同点No.4,溶洞发育在三游洞组(∈3sy)灰岩内。迷宫泉为岩溶侵蚀下降泉。

→背景知识链接

水文地质条件

水文地质条件指地下水埋藏、分布、补给、径流和排泄条件,水质和水量及其形成地质条件等的总称。

地下水的补给指含水层自外界获得水量的作用过程。地下水的排泄指含水层失去水量的作用过程。地下水的径流指地下水由补给区流向排泄区的作用过程。

泉的分类

泉是地下水的天然露头,在地面与含水层或含水通道相交点地下水出露成泉。根据补给泉的含水层性质分为上升泉和下降泉两大类。上升泉由承压含水层补给,下降泉由潜水或上层滞水补给。

根据出露原因下降泉可分为侵蚀泉、接触泉与溢流泉。沟谷切割潜水含水层时,形成侵蚀(下降)泉。地形切割达到含水层隔水底板时,地下水被迫从两层接触处出露成泉,形成接触泉。在地下水流前方透水性突变,或隔水底板隆起,水流受阻涌溢于地表形成的泉为溢流泉。

线路四 兰陵溪-九畹溪-郭家坝地质构造行迹观察

一、目的与要求

1.学会观察断层及相应构造形迹;

2.观察褶皱要素;

3.观察牵引现象。

二、教学内容

点号:No.1

点位:九曲垴中桥东端处

点义:小断层观察点

描述:

(1)岩性。片麻岩。

(2)断层面产状。298°∠76°,表面见擦痕。

(3)断层角砾岩。断层破碎带中发育有构造角砾岩和断层泥,角砾大小不一,最大可达20mm。

(4)地貌上表现为沟。

断裂全貌见图版Ⅻ-6(a),剖面图见图版Ⅻ-6(b)。

点号:No.2

点位:小加水站(兰陵溪村一组027号房屋)对面山坡

点义:层间倒转褶皱观察

描述:

(1)点NE发育有层间褶皱,位于陡山陀组第二段(Z1ds2)泥灰岩、泥岩、灰质泥岩中。可观察到褶皱分为好几层。褶皱枢纽走向150°,东北翼产状65°∠72°,西南翼产状67°∠326°,为一倒转向斜。

(2)点SW发育有一小型断裂,位于陡山陀组第二段(Z1ds2)炭质页岩、灰质泥岩中。有明显擦痕,表面可见清晰的方解石重结晶现象,形成纤维状晶体,可推测为正阶步。

褶皱核剖见图版ⅩⅢ-1(a),剖面图见图版ⅩⅢ-1(b)。

点号:No.3

点位:九畹溪大桥桥头

点义:平卧褶皱观察

描述:

(1)岩性。该点处发育寒武系覃家庙组(∈2q)地层。岩性为浅灰色薄层白云岩、白云质灰岩、泥质白云岩,夹泥质条带,较软弱,泥质含量高。

(2)褶皱几何形态。轴面近水平、枢纽近EW走向的平卧褶皱,两翼长短不一。

(3)动力学条件。上部为三游洞组(∈3sy)中厚白云岩,坚硬;下部为石龙洞组(∈1sl)灰色薄层泥质条带灰岩,较坚硬;上下硬、中间软的结构,在构造运动作用下产生多层次滑动。

(4)工程意义。形成一定的软弱面,易出现滑坡;在水利水电工程中,岩体破碎,渗透性和稳定性均较差。

平卧褶皱及剖面图分别见图版ⅩⅢ-2(a)、(b)。

路线五 基地-界垭-周坪断裂地质构造行迹观察

一、目的与要求

1.学会观察断层及相应构造形迹;

2.活动断裂的水文工程意义;

3.活动断裂监测方法。

二、教学内容

点号:No.1

点位:界垭九畹溪断裂

观察含义:九畹溪断裂行迹宏观观察;断层性质的分析与推断认识

描述:

(1)岩性。断裂东侧发育有奥陶系红花园组(O1h)灰色白云质灰岩,西侧为志留系龙马溪组(S1l)红色粉砂岩,东侧顶部还发育有奥陶系古龙潭组(O2g)瘤状灰岩。

(2)几何形态。地貌上形成一NW向沟谷垭口,拉张顺扭断层,中间地层不连续,产状也发生变化,破碎带宽达百余米。

(3)断层擦痕及阶步。路边典型石英砂岩岩石露头有明显擦痕,擦痕走向195°;表面可见清晰的方解石重结晶现象,形成纤维状晶体,可推测为正阶步。

(4)动力学条件。断层倾向与地层倾向相同且断层倾角大于地层倾角时,灰岩层出露盘为上升盘,由此可以推测该断层为正断层。

断裂形成的冲沟见图版ⅩⅣ-1(a),擦痕和重结晶现象见图版ⅩⅣ-1(b),剖面图见图版ⅩⅣ-1(c)。

点号:No.2

点位:周坪仙女山中部小路旁

观察含义:了解仙女山断裂的特征;初步掌握断裂带的野外鉴别标志

描述:

(1)断裂特征。仙女山断裂在黄陵背斜西翼,为一深大断裂,切割到震旦系地层;断层性质:先压扭,后拉,为一活动断裂,距离三峡工程库区最近;全长93km,走向335°~350°,倾向NW,倾角70°左右。

(2)地形地貌特征。形成负地形(沟、洼地),反差较大;W侧地形平缓,为志留系罗惹坪组(S2lr)泥岩、页岩,岩性较软;E侧地形较高,为白垩系石门组(K1s)含砾粗砂岩;冲沟呈NS向。

(3)断层角砾岩。角砾为灰岩碎块,胶结物质泥质,硅质,灰质;有擦痕;断裂带中灰岩经强烈挤压,形成破碎化灰岩。

(4)构造行迹。沿途奥陶系灰岩露头,碎裂化,存在典型的透镜化现象,往W透镜规模越来越小,越来越薄。

(5)活动断裂的观测。有地表位移监测点和GPS观测点,现今位移特征为水平0.056mm/a、垂直-0.62mm/a。

(6)断裂活动性监测。地震、位移。

(7)工程地质意义。活断层诱发地震,坝区安全评估。

图版ⅩⅤ-1(a)为断带通过处形成的地形差异现象;图版ⅩⅤ-1(b)、(c)、(d)分别为断裂带中形成的构造透镜体、断层角砾岩、断层带擦痕。图版ⅩⅤ-1(e)和(f)为断层活动性观测点,图版ⅩⅤ-1(g)为断层的剖面示意图。

img117背景知识链接

构造透镜体

构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种现象。断层带内或断层面两侧岩石碎裂成大小不一的透镜状角砾块体,长径一般为十数厘米至一二米。构造透镜体常成组、成带或叠置产出。构造透镜体一般是挤压作用产出的两组剪节理把岩石切割成菱形块体且菱块棱角又被磨去而形成的。包含透镜长轴和中轴的平面,或与断层面平行,或与断层面成小角度相交。

点号:No.3

点位:仙女山断裂涌泉处

点义:分析泉水的形成条件

描述:

在仙女山断层崖山有大股泉水涌出。该处上部为石炭系灰岩,推测内部发育有溶洞;现场观察到溶洞口,高约3m。溶洞口即为泉眼(图版ⅩⅥ-1)。图5-6为仙女山断裂平面示意图,从图中可以判断泉的成因。

img118


图5-6 周坪仙女山断裂平面示意图

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈