3、其他地質(zhì)現(xiàn)象
實(shí)習(xí)路線沿途還可見(jiàn)滑坡、重力折曲、風(fēng)化分帶、巖溶等地質(zhì)現(xiàn)象,可拍攝照片或繪制信手剖面圖。
泉水有孔山寺泉和棒槌山泉出露,均為上升泉。
4、地殼運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)發(fā)展簡(jiǎn)史(部分)
寧鎮(zhèn)地區(qū)是下?lián)P子斷裂拗陷帶的東段。從震旦紀(jì)到早古生代末,這里地殼比較穩(wěn)定,運(yùn)動(dòng)緩和,只有多次輕度的升降;整個(gè)環(huán)境是淺海,堆積了厚度3000余米的石灰?guī)r、白云巖、頁(yè)巖、砂巖地層,化石豐富。有時(shí)有硅質(zhì)物供應(yīng),在震旦、寒武、奧陶及志留系等地層均或多或少出現(xiàn)過(guò)薄層的硅質(zhì)巖或燧石結(jié)核(后者在碳酸鹽地層中)。志留紀(jì)末期,華南發(fā)生了強(qiáng)烈的加里東運(yùn)動(dòng),本區(qū)受到深刻的影響,海水退卻,成為陸地,接受剝蝕。早中泥盆世的沉積物很不發(fā)育。到晚泥盆世初在準(zhǔn)平原化的條件下,開(kāi)始堆積了平原型河流沉積,隨著出現(xiàn)了大型的湖泊沉積。這就是上泥盆統(tǒng)的石英砂巖和頁(yè)巖地層。局部地區(qū)堆積了薄薄的赤鐵礦層。早石炭世,本區(qū)處于海陸交互地帶,海水時(shí)進(jìn)時(shí)退,堆積了具有濱岸沉積特征的下石炭統(tǒng)的灰?guī)r、頁(yè)巖、砂巖。從中石炭到早二迭世,本區(qū)地殼穩(wěn)定而緩慢的持續(xù)下沉,在沉陷得到沉積物補(bǔ)償?shù)臈l件下,堆積了淺海的碳酸鹽沉積,這時(shí)氣候溫暖,海中生物繁盛,化石豐富。從遠(yuǎn)處周期性地運(yùn)來(lái)的硅質(zhì)物質(zhì),它成為薄層硅質(zhì)巖或燧石結(jié)核形式堆積下來(lái)。在早二迭世末期還堆積了含錳磷的沉積物,這就是下二迭統(tǒng)孤峰組,在局部地方有開(kāi)采價(jià)值。早晚二迭世之交,地殼有一度重要的上升、隆起過(guò)程,稱為東吳運(yùn)動(dòng),使本區(qū)海水退卻,成為濱海沼澤環(huán)境,從而堆積了上二迭統(tǒng)的含煤地層,這就是龍?zhí)睹合档貙印|吳運(yùn)動(dòng)畢竟還是短暫的,到二迭世后期,海水復(fù)行侵入,直到中三迭世后期為止,本區(qū)又堆積了淺海特征的上二迭統(tǒng)大隆組,下、中三迭統(tǒng)青龍群。青龍群沉積過(guò)程中,整個(gè)下?lián)P子拗陷已經(jīng)有明顯的收縮,海水逐漸變淺,青龍群的頂部出現(xiàn)了在海灣、瀉湖環(huán)境下形成的石膏沉積。青龍群沉積完畢以后,本區(qū)發(fā)生了印支運(yùn)動(dòng)的第一幕,這是地殼運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的一次突變,有古生代以來(lái)長(zhǎng)期的升降運(yùn)動(dòng)性質(zhì)轉(zhuǎn)化為褶皺的性質(zhì),青龍群以及以前的老地層全部參加到褶皺中,形成了寧鎮(zhèn)山脈的雛形。整個(gè)下?lián)P子的山脈—淮陽(yáng)山脈也是因?yàn)檫@一運(yùn)動(dòng)而奠定輪廓,地質(zhì)上稱這一運(yùn)動(dòng)為淮陽(yáng)運(yùn)動(dòng),在寧鎮(zhèn)地區(qū)稱為金子運(yùn)動(dòng)。由于金子運(yùn)動(dòng)結(jié)束了下?lián)P子地帶長(zhǎng)期海侵的歷史,使之成為陸地。在金子運(yùn)動(dòng)形成的山間盆地中堆積了中、上三迭統(tǒng)的黃馬青群沉積,它與青龍群在許多地方是明顯的不整合接觸關(guān)系,它的底部普遍堆積有數(shù)十米到一二百米厚的碳酸鹽質(zhì)角礫巖。黃馬青群堆積的晚期,氣候由干熱轉(zhuǎn)為濕熱,地勢(shì)變?yōu)楸容^平坦,在局部地方形成含煤沉積,這就是黃馬青群上部局部出現(xiàn)的范家場(chǎng)組含煤地層。此后,地殼運(yùn)動(dòng)再次劇烈進(jìn)行,使包括上三迭統(tǒng)在內(nèi)的所有地層褶皺。這次地殼運(yùn)動(dòng)是金子運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)和發(fā)展,屬于印支運(yùn)動(dòng)的第二幕,稱為南象運(yùn)動(dòng)。在南象運(yùn)動(dòng)的作用下,寧鎮(zhèn)山脈的格架全面完成。地貌上是山脈和山間盆地相交織。在山間盆地中堆積了下、中侏羅統(tǒng)的象山群砂巖、頁(yè)巖沉積,其底部是河流沉積,中上部過(guò)渡為湖泊沉積,局部地點(diǎn)有煤的形成。象山群與下伏地層在許多地方都是明顯的不整合接觸,如棲霞山附近的南象山,它不整合地蓋在下二迭統(tǒng)棲霞組之上,有的地方,如西崗附近它不整合地蓋在中、上三迭統(tǒng)黃馬青群之上。
象山沉積以后直至白堊紀(jì)末期,這里地殼運(yùn)動(dòng)頻繁,主要形式是差異性質(zhì)的斷塊運(yùn)動(dòng)。斷裂極其發(fā)育,沿?cái)嗔训拇怪蔽灰屏亢艽螅跀嗔严侣涞牟课恍纬膳璧兀逊e了很厚的上侏羅統(tǒng)到白堊系的洪積與河湖沉積,形成很厚的礫巖、砂巖和頁(yè)巖。同時(shí),由于斷裂切割相當(dāng)深,地殼深處的巖漿沿?cái)嗔褞仙⑶秩牒蛧姵觯蚨懴嗟貙又型瑫r(shí)產(chǎn)出很多的中酸性的火山熔巖、凝灰?guī)r。此外,大量的中酸性侵入巖也侵入到前第三系地層中。侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)是本區(qū)巖漿活動(dòng)高潮時(shí)期,形成了內(nèi)生金屬礦床,如棲霞山大型鉛鋅礦,湯山附近的銅礦等。
侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)的地殼運(yùn)動(dòng)統(tǒng)稱為燕山運(yùn)動(dòng)。相應(yīng)的地層之間出現(xiàn)了不整合接觸關(guān)系,但地層的褶皺比較緩和而開(kāi)闊。
第三紀(jì)以來(lái),地殼仍有大幅度的差異升降,在內(nèi)陸盆地中堆積了厚度很大的陸相礫巖、砂巖、頁(yè)巖地層。第三系的一些層位是有利的生油地層和找油對(duì)象。由于地殼運(yùn)動(dòng)和緩、微弱,第三系地層產(chǎn)狀極其平緩。但第三紀(jì)末期第四紀(jì)初期,發(fā)生了一些重要的斷裂,它切割到地殼深部,有的甚至與某些深達(dá)上地幔的斷裂相溝通,使深部的玄武質(zhì)巖漿上升、噴溢,形成了南京附近的一些中心式火山噴發(fā)及玄武巖層的堆積,例江寧方山和六合方山都保存了較好的火山地形。
三、 實(shí)習(xí)內(nèi)容成果
(一)、 時(shí)間:12月12號(hào),星期六,小到中雨
地點(diǎn):小鐵路青龍群人工剖面、大石碑公園
內(nèi)容:觀察背斜、向斜、褶皺、斷層等地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象。
今天早上8:15我們從俊園門(mén)口齊裝出發(fā),小雨淅瀝,但不減我們的興致。半個(gè)多小時(shí)到達(dá)目的地,路途泥濘,我們徒步走上山去,看到了背斜、向斜、褶皺。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察回歸課本,對(duì)地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象有了更深的認(rèn)識(shí)。了解到背斜巖層向上彎曲,兩側(cè)巖層相背傾斜,核心巖層時(shí)代較老,兩側(cè)依次變新并對(duì)稱分布,向斜巖層向下彎曲,兩側(cè)巖層相向傾斜,核心巖層時(shí)代較新,兩側(cè)依次變老并對(duì)稱分布。背斜,向斜是褶皺的兩個(gè)基本類(lèi)型,褶皺就是多個(gè)連續(xù)的背斜,向斜。老師還給我們講了一些背斜成谷,向斜成山的道理。在野外為了識(shí)別褶皺,我們一般可沿垂直于巖層的走向進(jìn)行觀察,首先根據(jù)巖層是否對(duì)稱重復(fù),判斷褶皺是否存在,然后對(duì)比褶皺核部和兩翼的巖層的新老關(guān)系,判斷褶皺是向斜還是背斜,最后根據(jù)兩翼巖層的產(chǎn)狀,判斷褶皺是直立的、傾斜的,還是倒轉(zhuǎn)的。通過(guò)觀察和聆聽(tīng)老師講解,我們對(duì)地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象有了更深的認(rèn)識(shí)。
看完背向斜、褶皺,我們又去了湯山公園,看到了著名的陽(yáng)山碑材和一線天。陽(yáng)山碑材又名孝陵碑材,位于南京江寧區(qū)湯山鎮(zhèn)孔山(又名“陽(yáng)山”)西南麓,公元1405年明成祖朱棣起兵奪得他侄兒的帝位,為籠絡(luò)人心,穩(wěn)定政局,就決定要一巨型石碑以表彰朱元璋的功德,并顯示自己是朱元璋的嫡系。于是,他征集了全國(guó)萬(wàn)余工匠依陽(yáng)山南麓開(kāi)鑿碑材三塊。其中碑座石材高13米,寬16米,長(zhǎng)30.35米,重達(dá)1.6萬(wàn)噸;碑身石材長(zhǎng)49.40米,寬4.4米,高10.7米,重約8700噸左右;碑額石材高10米,長(zhǎng)20.3米,寬8.40米,重約6千噸左右。若此碑立起總高為78米,重3.1萬(wàn)噸,是當(dāng)之無(wú)愧的世界第一碑。陽(yáng)山碑材現(xiàn)存的碑座、碑額、碑身更像3座獨(dú)立的山石。碑座石材底部已鑿空。碑額呈橢圓形,石面上有龍頭、爪、身的雕刻痕跡,碑額石材的底部也已鑿空,用3行石柱支撐。位于碑額石材后方的碑身橫臥在地上,底部同樣鑿空,也有3行石柱支撐。自六朝以來(lái),陽(yáng)山碑材就被用做陵墓柱礎(chǔ)石刻的建材,現(xiàn)尚存古采石場(chǎng)遺跡約3萬(wàn)平方米。
為取此石材,古代勞動(dòng)人民付出了非凡的艱辛與血汗,數(shù)千民工,石匠累死皇家采石場(chǎng),今碑石附近墳頭村即是當(dāng)時(shí)民工的合葬地。這三塊石材都已成形,其中碑額已與山體分開(kāi),碑身、碑座也僅有一端相連。
我們還看到了斷層,了解到斷層是巖石受力發(fā)生斷裂,斷裂面兩側(cè)巖石存在明顯位移的斷裂構(gòu)造。斷層的規(guī)模大小不等﹐大者沿走向延伸可達(dá)上千公里﹐向下可切穿地殼﹐常由許多斷層組成﹐稱為斷裂帶﹔小者可見(jiàn)于手標(biāo)本。幾何要素,斷層由斷層面和斷盤(pán)組成。斷層面是巖石沿之發(fā)生相對(duì)位移的破裂面﹐簡(jiǎn)稱斷面﹐可以是一個(gè)單一的面﹐也可以是一個(gè)有一定寬度的帶。斷層面與地面的交線稱為斷層線。斷盤(pán)指斷層面兩側(cè)的巖塊。位于斷層面之上的一盤(pán)稱為上盤(pán)﹐斷層面之下的一盤(pán)稱為下盤(pán)。如斷層面直立﹐則按其相對(duì)于斷層走向的方位來(lái)描述。
斷層是地殼上部構(gòu)造層次脆性剪切變形的典型產(chǎn)物。有的大斷層向深處其傾角逐漸變緩﹐使斷層面成凹面向上的彎曲﹐其剖面似鏟形或犁形﹐稱鏟狀斷層或犁式斷層。在地殼深處的韌性變形域﹐相當(dāng)于斷層的兩盤(pán)作相對(duì)剪切位移的變形帶稱為韌性剪切帶。
研究方法主要是在野外如何識(shí)別斷層﹐確定斷層面的產(chǎn)狀﹐判斷斷層的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)﹐測(cè)定其兩盤(pán)相對(duì)位移的距離﹐分析斷層形成的時(shí)代及活動(dòng)歷史。常見(jiàn)的識(shí)別斷層及其兩盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的標(biāo)志有﹕地質(zhì)體的不連續(xù)。地層﹑巖脈和礦脈等在平面或剖面上突然中斷或錯(cuò)開(kāi)﹐表明斷層的存在﹐并可求其斷距。地層的重復(fù)或缺失。走向斷層常見(jiàn)的一種效應(yīng)。結(jié)合地層與斷層兩者產(chǎn)狀的關(guān)系﹐可以判斷是正斷層還是逆斷層。一般正斷層造成垂向上的地層缺失﹐逆斷層造成垂向上的地層重復(fù)。擦痕是斷層面上兩盤(pán)巖石相互摩擦留下的痕跡。斷層面有時(shí)被磨光﹐并附有鐵質(zhì)或硅質(zhì)的薄膜﹐光滑如鏡﹐稱為摩擦鏡面。其上的平行細(xì)紋指示了兩盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向。斷層面上生長(zhǎng)的石英或方解石纖維狀晶體﹐貌似擦痕﹐稱為擦抹晶體。它們是在斷層運(yùn)動(dòng)過(guò)程中平行運(yùn)動(dòng)方向生長(zhǎng)的晶體﹐纖維方向代表了斷盤(pán)相對(duì)位移的方向。牽引構(gòu)造。斷層運(yùn)動(dòng)時(shí)斷層近旁巖塊受到拖曳造成的巖層局部彎曲﹐或巖層由塑性變形進(jìn)一步發(fā)展而破裂成斷層時(shí)留下的弧形彎曲。弧形凸出的方向大體指示所在盤(pán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向。斷層巖。斷層帶中因斷層動(dòng)力作用被搓碎﹑研磨而改造的巖石。有斷層角礫巖﹑碎裂巖及斷層泥等﹐是脆性變形的產(chǎn)物﹐常見(jiàn)于一般斷層中。糜棱巖是另一種常見(jiàn)于大斷層帶中的巖石﹐它是深處韌性剪切變形的產(chǎn)物(見(jiàn)韌性剪切帶)。此外﹐地貌現(xiàn)象(斷層崖﹑錯(cuò)斷山脊﹑水系突然改向等)也有助于識(shí)別斷層﹐尤其是活動(dòng)斷層。
(二)、 時(shí)間:12月13號(hào),星期日,陰有小雨
地點(diǎn):南京地質(zhì)博物館
內(nèi)容:觀察各類(lèi)礦物、巖石,加深對(duì)其認(rèn)識(shí)。
今天早上近九點(diǎn)我們到達(dá)南京地質(zhì)博物館,博物館的門(mén)外存放著幾塊大的巖石。老師就在外面
給我們講了一些關(guān)于礦物巖石的基本知識(shí),讓我們對(duì)他們有個(gè)大概的了解。
博物館里的巖石和礦物琳瑯滿目地陳列在展柜里,有關(guān)地球科學(xué)的圖畫(huà)也掛滿了墻。這里的巖石和礦物有的在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室里見(jiàn)過(guò),但更多的是從未見(jiàn)過(guò)的,只見(jiàn)于書(shū)本上介紹,自然也沒(méi)有那種感性的認(rèn)識(shí)。這里有常見(jiàn)巖石,如花崗巖、玄武巖、石灰?guī)r、片麻巖、輝綠巖、混合巖、大理巖等。也有常見(jiàn)的礦物,如石英、螢石、長(zhǎng)石、剛玉和云母等。薄片狀,鱗片狀,塊狀,土狀,球狀,鐘乳狀,黃的,綠的,紅的……給了我們無(wú)限的視覺(jué)沖擊。我們一邊仔細(xì)觀察這些礦物和巖石的顏色和形狀,一邊看標(biāo)本下面關(guān)于這些礦物和巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的講解,以及他們的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。看到了靈璧石,雄黃雌黃,孔雀石,內(nèi)蒙的雞血石章石雕,吉林的松花硯。還看到不少鉆石,玉和翡翠。如金綠寶石,紅寶石,綠寶石,祖母綠,和田玉,南陽(yáng)玉,珍珠等等。不過(guò)這里最吸引眼球的要數(shù)沙漠玫瑰了,
沙漠玫瑰又稱“戈壁石”、“風(fēng)雕石”,常見(jiàn)的有球狀的和塊狀的,主要產(chǎn)于浩瀚隔壁,沙漠玫瑰是自然形成物,是沙漠的細(xì)石經(jīng)風(fēng)吹雨打后形成類(lèi)似玫瑰般的結(jié)晶石,這種巖石在天然奇石市場(chǎng)上占有特殊的地位,具有極其珍貴的研究和收藏價(jià)值。博物館里同樣陳列這大量的生物化石,有硅化木,中華鱘魚(yú),潛龍,古蜻蜓化石,大型的恐龍化石和恐龍蛋化石,以及第四紀(jì)全新世的鹿角,也有小型的植物和動(dòng)物化石,如距今數(shù)億年的震旦角石、萊德利基蟲(chóng)、創(chuàng)孔海百合、狼鰭魚(yú)、擬蜉蝣等,不一而足。
在博物館參觀的過(guò)程中,我們也看到了一些老科研人員在以前搞野外科研的時(shí)候所用過(guò)得的物品,很難想像他們是如何在那么惡劣的環(huán)境下去從事科研工作的。不過(guò)也正是因?yàn)樗麄儙资陙?lái)為發(fā)展地球地質(zhì)事業(yè)做出的努力,才有今天的成果。
在二樓的展廳中,我還了解到我國(guó)近代地質(zhì)學(xué)發(fā)張歷程。萌芽時(shí)期(1840—1910),草創(chuàng)時(shí)期(1911—1921),成長(zhǎng)時(shí)期(1922—1936),動(dòng)蕩時(shí)期(1937—1949),發(fā)展時(shí)期(1949—現(xiàn)在)。參觀了一樓和二樓,最后我們又去參觀了三樓。三樓分為兩廳,左廳為礦產(chǎn)資源廳,右廳為地質(zhì)環(huán)境廳。了解到我國(guó)礦產(chǎn)資源的豐富和人均資源的不足。在右廳中我山體滑坡,地面塌陷,巖溶塌陷,泥石流等地質(zhì)環(huán)境。
四、 實(shí)習(xí)收獲和體會(huì)
工程地質(zhì)學(xué)的實(shí)習(xí)在于通過(guò)實(shí)習(xí)學(xué)習(xí)使學(xué)生具備分析、解決在實(shí)際工程中出現(xiàn)的簡(jiǎn)單條件下的地質(zhì)問(wèn)題。通過(guò)這次的實(shí)習(xí)我對(duì)這門(mén)工程地質(zhì)學(xué)的了解更深一層,把書(shū)本上的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái),初步能夠在野外認(rèn)識(shí)識(shí)別礦物和巖石,加深了對(duì)巖石的層理,結(jié)構(gòu)構(gòu)造的理解,學(xué)會(huì)了對(duì)野外地質(zhì)現(xiàn)象的觀察能力。實(shí)習(xí)期間,我們?cè)诶蠋煹膸ьI(lǐng)下了解和認(rèn)識(shí)了實(shí)地勘察的方法和所要注意的方面,并且通過(guò)回歸課本加深理解,對(duì)以后更好地將地質(zhì)學(xué)所學(xué)到的東西運(yùn)用在工程建設(shè)中有很大的幫助。