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燕大工程地質(zhì)實習報告
一、工程地質(zhì)實習的性質(zhì)與目的
本次實習是工程地質(zhì)學課程的野外認識實習。工程地質(zhì)實習的目的在于通過實習使學生具備分析、解決在實際工程中出現(xiàn)的簡單條件下的地質(zhì)問題的能力。使我們了解工程建設(shè)中的工程地質(zhì)現(xiàn)象和問題，以及這些現(xiàn)象和問題對工程建筑設(shè)計、施工和使用個階段的影響，并能合理利用自然地質(zhì)條件;了解各種工程地質(zhì)勘測要求和方法，布置勘察任務(wù)，合理利用勘察成果解決設(shè)計和施工中的問題。老師在課堂上已經(jīng)向我們介紹了很多有關(guān)地質(zhì)的知識，但這些知識是平面的、抽象的，我們還需要理論結(jié)合實踐，親自去觀察這些現(xiàn)象，通過實踐，知識才變得具體了，鮮活了。
二、實習基本要求
1 能夠根據(jù)所學的知識，識別沉積巖和巖漿巖，識別簡單的構(gòu)造現(xiàn)象，能對一般的工程地質(zhì)問題進行分析和評價，提出合理的防治措施。
2 對實習中所見到的各種現(xiàn)象要現(xiàn)場做好原始記錄。
3 每天結(jié)束實習后，要及時總結(jié)，做好實習日記。
4 實習結(jié)束后，按要求認真編寫實習報告。
三、本實習基本內(nèi)容
1 常見巖石類型、巖體結(jié)構(gòu)類型及工程地質(zhì)特征。
巖石類型的鑒別：首先根據(jù)野外巖石的產(chǎn)狀判斷巖石屬于的大類(巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖)，然后再從巖石的顏色、礦物成分、含量等具體確定巖石的具體名稱，注意使用一些輔助工具來幫助鑒別巖石，如：放大鏡、小刀、稀鹽酸等。觀察時，首先要用地質(zhì)錘敲開巖石的新鮮面再進行其它工作，否則其風化表面會使觀察產(chǎn)生錯誤的認識。 用小刀可以區(qū)分硬度為6級上下的礦物，如方解石和石英。如遇石膏和滑石，指甲刻劃即可識別。礦物之間相互刻劃可判斷他們相對硬度大小。一般放大鏡可將巖石中細小的礦物顆粒放大10倍，能夠觀察其成分，結(jié)構(gòu)等。用稀HCL可以區(qū)別方解石與其它礦物。實地觀察時，首先映入眼簾的是巖石的顏色。對巖石顏色的描述十分重要。一般地說，巖漿巖和變質(zhì)巖的顏色往往與其暗色礦物(如橄欖石，輝石，角閃石，黑云母等，它們都是含有Fe2+的硅酸鹽礦物)含量有關(guān)。含量愈高，顏色愈深。巖漿巖從超基性巖至酸性巖顏色逐漸變淺，就是暗色礦物含量漸少，而長石，石英等淺色礦物含量漸高的緣故。因此在觀察巖漿巖，變質(zhì)巖的過程中，對顏色的正確描述有助于巖石類型的識別。而沉積巖中，深色巖層系因其富含有機質(zhì)所致，如淮南地區(qū)石炭，二疊系含煤巖層多為灰，深灰色。它們往往代表還原，濕潤條件下的產(chǎn)物。而常見于巖漿巖，變質(zhì)巖中的暗色礦物極易風化分解，難以出現(xiàn)在沉積巖中。紅色沉積巖層多含有Fe3+，是氧化，干燥條件下的產(chǎn)物，如淮南地區(qū)上二疊統(tǒng)石千峯組的紅色砂巖，這就可以解釋為什么晚二疊世后淮南地區(qū)再也沒有煤的形成。接下來利用手中的工具觀察巖石的礦物成分，結(jié)構(gòu)，構(gòu)造現(xiàn)象。沉積巖中，還要注意古生物化石的觀察。野外巖石在縱向上，橫向上會發(fā)生變化。觀察時應注意上，下，左，右追索一下，觀察它們的變化。這樣才能全面認識巖石及其組合特征。
巖石的結(jié)構(gòu)類型識別：注意觀察巖體中結(jié)構(gòu)面(裂隙面、斷層面、巖層層面等)發(fā)育的情況，包括發(fā)育方位、密度、延伸情況、充填。由此確定巖體是屬于如下哪一類型：a 整體塊狀結(jié)構(gòu) b 層狀結(jié)構(gòu) c 碎裂結(jié)構(gòu) d 散體結(jié)構(gòu)。2 常見堆積物類型及其工程地質(zhì)特征。
首先觀察堆積物所處的位置特征，然后結(jié)合堆積物的組成，顆粒大小、顆粒表面特征、和下伏基巖的關(guān)系等判斷是屬于那種堆積物(殘積物、洪積物、沖積物、坡積物等)
3 常見地質(zhì)構(gòu)造類型(斷層、裂隙、褶皺)
(1)結(jié)合地形地質(zhì)圖，注意觀察巖層的產(chǎn)狀，會利用羅盤測量地層的產(chǎn)狀三要素。
(2)會利用羅盤，皮尺等工具研究裂隙發(fā)育情況，能夠繪制節(jié)理玫瑰花圖，并分析節(jié)理的發(fā)育情況(程度、方向)
(3)根據(jù)指導教師的指導，觀察斷層兩側(cè)地層產(chǎn)狀的變化，地層移動方向，斷層面的特征，并由此判斷斷層的性質(zhì)(張性、壓性、扭性)
(4)結(jié)合地形地質(zhì)圖，觀察地層彎曲變化情況、核部地層、兩翼地層、樞紐產(chǎn)狀，軸面產(chǎn)狀。有此判斷褶皺的類型：水平褶皺、傾伏褶皺，直立褶皺、歪斜褶皺、倒轉(zhuǎn)褶皺。
4 常見地貌類型及場地工程地質(zhì)特征
根據(jù)指導教師的指導，觀察地貌類型(河流地貌、山嶺地貌、巖溶地貌等);根據(jù)場地平整情況，巖石的分布以及工程性質(zhì)，土的類型以及分布情況，場地周圍地形復雜程度等初步判斷場地的工程地質(zhì)復雜程度。
5 常見不良工程地質(zhì)現(xiàn)象
(1)河流的側(cè)蝕作用 注意觀察側(cè)蝕方向和建筑物位置的關(guān)系。
(2)滑坡 注意觀察滑坡附近地形特征，滑坡體的物質(zhì)組成及其形態(tài)特征，滑坡周界和滑坡壁特征。
(3)崩塌 注意觀察山坡上危巖的發(fā)育情況，山腳處巖堆的分布范圍。
(4)巖溶 注意觀察和描述巖溶的形態(tài)特征，巖溶發(fā)育和巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形、氣候的關(guān)系;巖溶發(fā)育和土木工程的關(guān)系。
(5)對各種類型堆積物(殘積物、沖積物、洪積物、坡積物等)的描述主要注意如下幾個方面：
a 觀察堆積物所處的位置和形態(tài)特征。
b 觀察堆積物的物質(zhì)組成，顆粒均勻性，顆粒表面特征。
c 給出堆積物成因類型。
d 初步對所觀察堆積物的工程性質(zhì)給出評加。
四、實習具體內(nèi)容
實習區(qū)主要位于淮南市境內(nèi)，恰好在我國南北地理，地質(zhì)分界線上。其地質(zhì)特征雖屬華北類型，但又有其特殊地方。因煤炭資源豐富，更由于早期三胚層動物化石—“淮南蟲”的發(fā)現(xiàn)而蜚聲海內(nèi)外，引起國內(nèi)外地質(zhì)界的重視。因而地質(zhì)研究程度較高，資料也很豐富，為認識實習提供了良好的條件。
我們第一天的實習地點是淮南的洞山。洞山游園是舜耕山脈的重要組成部分。舜耕山因上古賢君大舜在此耕耘而得名。山脈橫亙在市區(qū)，東西走向。峰谷蜿蜒逶迤，景區(qū)秀麗，動植物資源豐富，是市民觀光、休閑、健身的重要場所。
我們參觀了建設(shè)中的洞山隧道工程。該隧道是我省第一條市內(nèi)城市隧道，其雙幅全長1823米，單洞隧道洞內(nèi)凈寬14。5米，隧道斷面設(shè)計包括了2條2x3。75米機動車道、1條1x2。5米非機動車道及2米人行道、2米檢修道，隧道內(nèi)設(shè)計縱坡2。2%。建成后的隧道既可滿足機動車、非機動車通行，又可滿足行人的需要。另據(jù)資料，該隧道在設(shè)計過程中綜合考慮了各種城市管線，配備了功能齊全的通風、照明、監(jiān)控及消防系統(tǒng)。建成后的洞山隧道將成為淮南市的一個新的城市景觀。該隧道的總投資估算約1。32億元。
根據(jù)帶隊指導老師介紹，這個工程采用了兩端共同掘進的施工方法，但兩端的施工進度卻大不一樣，其原因主要是山南的巖石較為堅固，力學性能良好，因此施工時可以大膽施工，施工進度較快，而山北的巖石較松散，在開掘施工的同時必須為其安全問題多多考慮，因此工程進度受到了影響。
在山上我們認識了白云巖。在野外，用小刀和稀鹽酸很容易認識和區(qū)別它們。石灰?guī)r主要礦物為方解石，但其結(jié)構(gòu)組分也可分為兩部分:泥晶基質(zhì)與顆粒。特殊情況下還有生物形成的架狀結(jié)構(gòu)，如淮南地區(qū)的疊層石灰?guī)r。碳酸鹽巖中的顆粒不是巖石風化的產(chǎn)物，而是沉積過程中由于機械的， 化學的或生物作用形成的，如粒屑， 鮞粒，生物屑，藻團等。顆粒含量50%以上者可定為顆粒石灰?guī)r，如:竹葉狀(礫石)石灰?guī)r，鮞粒石灰?guī)r，生物碎屑石灰?guī)r。一般顆粒含量高，沉積時水體能量高。泥晶含量50%以上者稱泥晶。石灰?guī)r，反映較為平靜的水體環(huán)境。例:中寒武統(tǒng)張夏組鮞粒石灰?guī)r的描述灰色，厚層狀;主要礦物成分為方解石，滴稀鹽酸劇烈起泡;鮞粒結(jié)構(gòu)。鮞粒圓球狀，大小均勻，一般粒徑1mm左右，含量60%;顆粒中含生物碎屑，主要為三葉蟲，軟體動物，約占10%;亮晶方解石膠結(jié)，含量30%。水動力強，無泥晶基質(zhì)。定名:亮晶鮞粒石灰?guī)r白云巖由白云石組成，它們主要為白云石交代石灰?guī)r而成，故多為晶粒結(jié)構(gòu)，放大鏡下能觀察得很清楚。若沉積時交代，則形成于干燥氣候下，與鹽類共生，故少見生物化石。碳酸鹽巖易與水作用，表面溶蝕溝槽十分發(fā)育。特別是白云巖風化面上的“刀砍”狀構(gòu)造常是白云巖的重要識別標志，其成因系白云巖在構(gòu)造作用下破裂，在地下水作用下沿裂隙沉淀方解石，表面上方解石較白云石易風化，形成“刀砍”狀。在地下，碳酸鹽巖是重要的含水層。
我們還了解了沉積巖。沉積巖一望無際的層狀分布是最易辨認的。單個巖層厚度大小不一也是沉積巖應描述的特征:巨厚層 >2m，厚層 2—0。5m，中層 0。5—0。1m，薄層 0。1—0。01m，頁薄層 2mm，粗砂 2—0。5mm，中砂 0。5—0。25mm，細砂 0。25—0。1mm，粉砂 0。1—0。01mm。中厚層;碎屑礦物成分主要為石英，含量75%以上，次要成分為長石，巖屑， 炭屑等，共占15%;粒屑大小在0 。8—0。 3mm 之間 ，含量共占70%以上，主要為中粒碎屑;碎屑多為次棱角——次圓狀，分選中等;膠結(jié)物主要為泥質(zhì)，孔隙式膠結(jié)為主，次為接觸式;基質(zhì)含量少，主要為泥質(zhì)，粉砂。單斜層理發(fā)育，上部見波狀層理。向上為細砂， 粉砂巖，粉砂巖中可見植物碎屑化石。定名:中粒石英砂巖。在野外，碎屑巖常形成山脊或突兀地面，抗風化能力較強，表面無水溶蝕痕跡，除鈣質(zhì)膠結(jié)者外，滴酸無反應。更重要的是經(jīng)常使用手中的放大鏡，從結(jié)構(gòu)的觀察中很容易與其它巖類區(qū)別。
我們還測量了巖層產(chǎn)狀，它是描述巖層空間展布狀態(tài)，分析巖層形變和研究構(gòu)造的重要數(shù)據(jù)。首先選定一個較平整的巖層面。注意選定時一定要前后左右觀察一下巖層層面的位置，不要將節(jié)理面或風化面當成層面。將羅盤打開成面狀，將長邊緊貼巖層面并保持水平，代表一個水平面，讀出磁針(南，北針均可)指向的刻度盤數(shù)據(jù)，就代表水平面與巖層面交線的方向，亦即巖層走向。將羅盤折起，短邊緊貼巖層面，保持羅盤水平，北針所指數(shù)據(jù)即巖層傾向。將羅盤長邊沿垂直走向方向上緊帖巖層，旋轉(zhuǎn)羅盤底部手柄，讓垂直水準器氣泡居中，讀出白色短線標志所指度數(shù)即巖層傾角。
一般情況在對走向不做特別要求時，巖層產(chǎn)狀數(shù)據(jù)只需量出傾向和傾角。
我們的第二站是淮南的羅山。羅山下半部的土壤呈棕紅色，上部呈土黃色。在這里我們除了看到昨天的白云巖、砂巖和泥巖外，還了解了風化作用的影響。羅山南側(cè)山余家村北小山崗上，有一個完整的風化剖面自上而下:土壤層:灰褐色，植被茂盛，厚5—25cm。淋濾層:棕褐色，主要由粘土礦物組成;富含F(xiàn)e3+ ，板結(jié)成塊狀，垂直節(jié)理發(fā)育，厚10—50cm。半風化層:土黃色，暗色礦物已風化，巖石結(jié)構(gòu)尚保存，但已疏松�；鶐r層:深灰色，為上太古界霍邱群角閃斜長片麻巖�；鶐r由角閃石和斜長石組成，風化過程中在H2O，O2，CO2等作用下，礦物被分解， K+，Na+，Ca2+，Mg2+等被淋濾，Al3+，F(xiàn)e3+不活躍組分殘留原地，分別形成粘土礦物和氧化物。如地處熱帶—亞熱帶雨林氣候帶，粘土礦物。鐵的氧化物會進一步被水解，形成鋁土礦，褐鐵礦等礦產(chǎn)，是提煉鋁，鐵等金屬的重要原料�；茨系靥帨貛�，這種情況較難出現(xiàn)。沉積巖除了粘土巖，其它巖類都或多或少含有粘土礦物，它們風化后，也會殘余大量的粘土礦物。八公山，舜耕山的巖石縫隙中，凹地里都可以見到它們。
風化作用可以形成許多有用礦產(chǎn)，但更重要的是它為人類提供了寶貴的土壤資源，形成人類賴以生存的耕地。但這是一個漫長的地質(zhì)歷程。1cm厚的粘土層的形成可能需要成千上萬年，但一陣風，一場洪水就讓它們消失。我國人均耕地面積僅是世界的1/4，人口增加，水土流失，荒漠化還在使它不斷減少。究其原因，還是人類過度開發(fā)，生態(tài)環(huán)境日益惡化所致。保護環(huán)境，保護耕地，已是刻不容緩，否則，我們的子孫后代將何以為生 地層中的古風化面常常當作不整合或假整合的標志，它們代表巖層由沉積轉(zhuǎn)變?yōu)轱L化侵蝕的過程，造成了地層缺失和不連續(xù)，多被解釋為地殼上升的結(jié)果。如淮南地區(qū)奧陶系馬家溝組和上石炭統(tǒng)太原組之間的鋁土巖和褐鐵礦層，就是中奧陶世后華北地區(qū)整體上升，經(jīng)歷了志留紀，泥盆紀，早石炭世的長期侵蝕風化的產(chǎn)物，直到晚石炭世才開始接受沉積，形成石炭二疊系含煤地層。山余家霍邱群與上覆上元古界八公山組之間的不整合面上也有含鐵的古風化面。
我們的第三站是茅仙洞和韭山洞。茅仙洞風光綺麗，令人心曠神怡，被道家奉為“清虛仙境”。西漢時茅氏三兄弟在此建觀修道，以后是否成仙不得而知。有一點是真實的，是淮河的地質(zhì)作用造就了這如畫的風景。隨著侵蝕作用的繼續(xù)，河道會逐漸北移，茅仙洞會慢慢消失，如此發(fā)展下去，也許幾十萬年以后，茅仙洞與二道河之間的山體會被侵蝕殆盡，夷為平地，或者形成一個“牛軛湖”，而河道則會“去彎取直”，河水在茅仙洞的位置向東北在八公山鎮(zhèn)附近流向二道河。那時，八公山的大部分將不復存在。河流既是如畫山水的“雕塑師”，又是移山填海的“大力士”�；春雍哟矁�(nèi)沉積物主要是沙，主要由石英碎屑組成，其次為長石，白云母，巖屑，生物介殼碎片等。分選較好，磨圓程度較高，大小一般在0.2—0.05mm左右，多為細砂 。河漫灘主要為粉砂和粘土。地史中的河流沉積由河床沉積及河漫灘沉積組成，碎屑沉積物自下而上由粗變細，形成完整的沉積系列。在河湖密布或河流入海處，河流淤積形成大量肥沃的土地，森林植被茂盛，是煤形成的有利場所。河流地質(zhì)作用是陸地上最重要的地質(zhì)作用之一，通過其侵蝕，搬運和沉積作用不斷改造地表形態(tài)，形成各種礦產(chǎn)，孕育著人類文明。茅仙洞附近，位于河流凹岸的八公山由于快速的側(cè)蝕作用形成了懸崖峭壁。繞過八公山，河流進入淮北平原，這里地勢平坦，河道變寬，河水流速減緩，泥沙攜帶能力降低，沉積作用增強，特別是流經(jīng)八公山侵蝕，搬運的大量泥沙在此淤積，逐漸形成河心灘，導致河流分叉，形成所謂的“二道河”。河流淤積的土地肥沃，適合農(nóng)作物生長，因而建立了“二道河”農(nóng)場，每年向國家提供了大量商品糧。
韭山洞位于淮南市東南鳳陽縣宋集鄉(xiāng)境內(nèi)韭菜山。韭山洞為石灰?guī)r溶洞，形成于寒武紀，溶洞全長1400余米，其鐘乳石，乳筍及巖溶造型千姿百態(tài)，五岳齊天更為佳境。韭山以盛產(chǎn)野韭而聞名，又以群山連綿別名九山。山腹有溶洞，因山名韭山洞(九山洞)。四面崖石犬東交錯，洞內(nèi)寬窄不一，洞頂有的高達數(shù)十米，石幔重重。行程左轉(zhuǎn)右拐，有時可見洞中藏洞，各種鐘乳石、石筍等千姿百態(tài)，任人比擬測思。韭山洞是鳳陽不可不去的景點，韭山以盛產(chǎn)野韭而聞名，又以群山連綿別名九山。山腹有溶洞，因山名韭山洞(九山洞)。四面崖石犬東交錯，洞內(nèi)寬窄不一，洞頂有的高達數(shù)十米，石幔重重。行程左轉(zhuǎn)右拐，有時可見洞中藏洞，各種鐘乳石、石筍等千姿百態(tài)，任人比擬測思。區(qū)內(nèi)出露下寒武統(tǒng)地層，為一單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀一般為180°∠20°。其原為隱于淮北平原下淮南復向斜北翼東延部分。因受北北東向武店正斷層的影響，西部上盤下降，隱于淮北平原新生代松散層下，東部下盤上升得以出露。據(jù)測算，此斷層垂直落差在1500米以上。巖溶發(fā)生于毛莊組，灰?guī)r與頁巖互層，節(jié)理密集，為地下水活動提供了便利條件。溶洞全長近1500米，初始時巖溶順著石灰?guī)r層發(fā)育，隨著溶洞擴大，下伏頁巖層亦被沖蝕，上覆巖層發(fā)生重力垮塌，導致溶洞規(guī)模進一步擴大，形成“囊括五岳” ，“峽谷幽深”等壯麗景觀。洞穴延伸受巖層和節(jié)理控制，高低起伏，蜿蜒曲折，瞬息萬變，猶如一個巨大的迷宮。地下水的沉積作用形成的石鐘乳，石筍，石簾，石幔更因其奇特造型引出許多美麗的神話與傳說，讓人浮想聯(lián)翩。進入洞中，遠離塵世的喧囂，猶如到了夢幻般的人間仙境，讓人真切體驗到融入大自然的美好感受。將來，當我們享受富裕的物質(zhì)生活的同時，應該有一個怎樣的生存環(huán)境 這也許是一個有益的啟示。地下水的地質(zhì)作用會繼續(xù)，溶洞會不斷擴大，最后導致地面塌陷，溶洞消失。但新一輪的侵蝕又會開始，形成新洞穴。只要其它條件不變，這個過程就會永遠進行下去，直到有一天將山體夷平。溶洞是人類最早的“家”，許多古人類化石就是在洞穴堆積中發(fā)現(xiàn)的。淮南地區(qū)山區(qū)多為碳酸鹽巖，巖溶發(fā)育，如上窯東洞山的溶洞，舜耕山洞山的溶洞規(guī)模都不小。這里緊靠淮河，有充足的水源，應是古人類繁衍生息的理想地方。中國古人類學者曾將其列為古人類化石發(fā)掘的重點地區(qū)，但無所獲，這些珍貴的地質(zhì)遺產(chǎn)常常是”可遇不可求”的。
五、實習體會
通過這次習，進一步加固和加深課堂多學過的理論知識，培養(yǎng)出用工程地質(zhì)觀點分析實際問題和觀察能力，在實習中，觀察分析褶皺、斷裂特征，學回了辨認分析河流地質(zhì)作用的能力，從而進一步明確了地質(zhì)的地位以及與工程建設(shè)緊密結(jié)合的治學思想。地質(zhì)學科是一門實踐性很強的學科。野外地質(zhì)教學是地質(zhì)教學中的重要環(huán)節(jié)。 地質(zhì)認識實習就是引導讓一年前對地質(zhì)學還一無所知的我們運用在課堂上了解的地質(zhì)學理論和方法去認識地球，即從地質(zhì)學的角度認識我們過去熟悉的山，水，土，石，從而觀察了解過去或現(xiàn)代的地質(zhì)作用及其產(chǎn)物。學習一些野外的基本工作和方法，初步地建立科學的思維方式，為今后的學習打下良好的基礎(chǔ)。運用學過的礦物巖石的知識和方法，在不斷的實踐中積累經(jīng)驗，就會認識越來越多的礦物和巖石，識別能力會愈來愈強。
此外，地質(zhì)實習還對我們的意志有所磨練，雖然有烈日當頭，有雨打風吹，但是我們還是在老師的帶領(lǐng)下勝利地完成了實習的各項工作。這期間我們曾經(jīng)汗如雨注，下雨時，雨水浸透了衣服和鞋子，最后一天，有不少同學有暈車的現(xiàn)象，但是，堅持就是勝利，我們克服了重重困難，沒有一個人退縮，
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