《工程地质》野外实习指导书(3)

2019-04-09 10:20

补给区较远。根据温泉水气体成份N2、O2和大气降雨中气体成份相似,化学成份也与一般冷泉相似,为硫酸、重碳酸钙镁型水,说明水的来源主要是大气降雨的补给。至于水中F、Sr、SO4和Th的异常含量,可能是补给区或径流区的有关矿脉被氧化,这些元素溶解于水后被带来的,也可能是从深部低温热液中带来的。补给区可能来源于西部、北部甚至东部山区,可以是垂直渗入补给或侧向补给,也可以是通过断层带的越层补给。

关于温泉热源:(1)地热增温——断裂构造通向地壳深部,水经过深部循环而加热。根据每33米温度增加1℃计算,只要在深达1000米以下,温度就能较平均气温增加33℃而达到50℃以上。(2)受地下岩浆热液余热影响——汤山附近地下有多种火成岩岩脉,这些岩浆岩在深部处于相对高温的状态,相当于一只热火盆加温源,而地表水或大气降雨通过断层带入渗或流经它的附近,接受加温,再循环流出地表。(3)放射性元素的蜕变和硫化矿床的氧化作用,均可放出大量的热量。

(五)阳山碑材

实习内容:

1、了解阳山碑材概况 2、考察地层及岩性组合特征 3、考察断层构造

1、阳山碑材概况

位于湖山地区的明文化村阳山公园内,因大石碑和仿明建筑、明文化表演而成为旅游胜地。大石碑位于黄龙山北侧、火石峰南侧。

公元1405年明成祖朱棣起兵夺得他侄儿的帝位,为笼络人心,稳定政局,就决定要建造一巨型石碑以表朱元璋的功德,并彰显自己是朱元璋的嫡系。于是,他征集了全国万余工匠依阳山南麓开凿碑材三块。其中碑座石材高13米,宽16米,长30.35米,重达1.6万吨;碑身石材长49.40米,宽4.4米,高10.7米,重约8700吨左右;碑额石材高10米,长20.3米,宽8.40米,重约6千吨左右。若此碑立起总高为78米,重3.1万吨,确为举世罕见,硕大无朋,令人叹为观止。难怪清代著名诗人袁枚在《洪武大石碑歌》中惊叹:“碑如长剑惊天倚,十万骆驼拉不起”,被称为天下第一碑。为取此石材,古代劳动人民付出了非凡的艰辛与血汗,数千民工,石匠累死皇家采石场,今碑石附近坟头村即是当时民工的合葬地。这三块石材都已成形,其中碑额已与山体分开,碑身、碑座也仅有一端相连。此石材又为何遗弃不用?说法有二:一说明朝国势渐衰,朱棣又迁都北京,故不用;一说因南京地理与气

候所了限,不适古代的滚木与冰运的方法,无法运输而不用。

碑材石质为二叠系栖霞组的臭灰岩,层厚一般超过5-10m,因取材正位于一向斜的核部,故岩层倾角小,易于开采,是南京地区层厚最大并易于开采的岩石,显示了古代人民的选材智慧。碑材岩石形成于距今约2亿9千万年,自岩石形成之后,深埋在海面之下约1000m深处,自距今2亿年前,这些岩石才开始暴露于地表。碑材岩石形成的时间是南京直立人生存距今时间的450~680倍,更是大石碑开采距今时间的34万倍,足显其古老和地球之伟力。

2、地层及岩性组合特征

在明朝废弃的古采石场内坑底,考察栖霞组地层中岩性特征。

(1)地层岩性——在明朝古采石场内坑底栖霞组地层,岩性为深灰色、灰黑色的厚层状生物微晶灰岩,富含沥青质,有时污手,地质锤击之有臭味。

(2)燧石——岩石中可以观察到很多黑色的燧石结核、条带,有时呈定向排列,延伸较短;

(3)方解石脉——还有白色、肉红色的粗细不等的方解石脉延伸。 (4)化石——蜓、珊瑚、菊石

3、断层构造

(1)大石碑碑座断层

在大石碑碑座以西约50米,在该古采石场内岩璧上,在栖霞组灰岩中发育一条延伸几十米的断层。该断层自岩璧向东延伸至采石场底部清晰可见。该断层是发育于陡山~大石碑向斜核部地层的一条以正断层性质为主的断层。

断层证据有:

① 有明显的断层面存在,倾角较陡,近乎直立约75~85°,断层面主体向南西倾斜(约230°),

② 断层两盘地层产状相同,岩性同为栖霞组灰岩,但地层横向不连续,发生明显错动, ③ 沿断层带走向发育有断层角砾岩和张节理,节理缝内充填有梳状的粗大方解石脉, ④ 沿断层面走向发育有构造裂隙泉,为古代人所用水井。

(2)大石碑碑身断层

在大石碑的碑身西侧,碑身与山体之间形成了“一线天”奇观,实乃也存在一条断层,该断层倾角几乎直立,达85°以上,综合判断该断层为一条正断层。

断层主要证据有:

存在断层面,其上岩石较破碎,分布有构造岩。古代工匠就是沿着此断层破碎带进行开挖,使大石碑碑身与山体容易分离,彰显了古代劳动人民的智慧。

(六)汤山猿人洞

位于汤山镇西的古猿人洞的发现是继云南云谋、陕西蓝田、北京周口店、安徽和县猿人之后的重大考古突破。1995年后,这里便成为对游客开放的旅游景点。

汤山镇西的雷公山中,有一个巨大的溶洞群,现已探明溶洞总面积达数万平方米,目前对游人开放的有雷公洞和葫芦洞。在雷公洞溶洞的奥陶系碳酸盐岩中,发育有钟乳石,其形态千奇百态,成为地质旅游资源。1993年3月13日在葫芦洞第四系更新统堆积层中,产有南京汤山古人类——南京直立人化石(牙齿1枚、头骨2件),以及数百件脊椎动物化石,引起了世界的瞩目。

南京直立人属晚期猿人,其生存年代与北京直立人大致相当。两件头骨化石地质年代分别为:63.7万年~52.3万年和47.8万年~42.3万年。南京直立人化石不仅补充了为数很少的中国古人类化石材料,而且因其具有与欧洲直立人和非洲直立人及早期智人较近的特征,使得该化石对中国古人类起源与进化的研究意义更显重大,南京地区人类史也因此向前推进了20多万年,证实了长江流域是中华民族的发祥地之一。南京直立人及其他脊椎动物化石也为南京地区自然环境变迁的研究提供了重要的科学依据。

在葫芦洞内发现的化石还有肿骨鹿、斑鹿等十余种,这些动物多生长在距今1.5亿年前的中更新世。

第二章 六合区瓜埠山地质公园野外实习 一、实习目的及任务

1、观察认识火山岩地区(主要为玄武岩)地貌现象, 2、观察认识火山岩地层及岩性,

3、观察认识下蜀黄土、浦口组、雨花台组地层沉积物特征。

二、实习路线及观察内容

1、观看介绍瓜埠山地质公园的电视记录片(20分钟)。 2、古火山口地貌的观察

主要观察古火山口的平顶山地貌,了解其形成的原因。 3、火山口附近地区考察

主要观察认识火山岩的类型及其特征,火山岩类型有:火山集块岩、火山角砾岩以及火山熔岩(玄武岩),了解玄武岩柱状节理形成的原因。

4、在火山口周边地区观察

主要观察白垩系浦口组地层、第三系雨花台组地层特征。了解河流沉积物的组成与特征,寻找雨花石。考察第四系下蜀组黄土的特征,观察下蜀组黄土与下伏地层的角度不整合接触关系。

三、瓜埠山地质概况

瓜埠山地质公园位于六合区东南14公里处,总面积3km2,以火山群石柱林群、雨花石地层群等地质景观为主体,以自然生态和人文景观为辅的大型综合性地质公园。

(一)瓜埠山火山地貌、火山岩特征

瓜埠山是一座距今约500万年前喷发形成的小型盾火山。盾状火山(Shield Volcanoes)——是指具有宽阔顶面和缓坡度侧翼(盾状)的大型火山。通常火山挤出的产物主要为低粘滞性的玄武岩岩浆。大多数火山如不是广阔圆丘形的盾状火山,就是火山坡陡峭成锥形的成层火山。盾状火山由多层流动性很高的熔岩堆积而成,因为熔岩在硬化前可以流到很远的地方,结果便形成倒置浅碟似的低矮圆丘形山。盾状火山的山坡虽然不陡峭,但是火山本身可以非常巨大。

1、玄武质火山碎屑物

由火山猛烈喷发形成,包括火山角砾、火山渣、火山弹、火山灰等。分布在玄武岩石

柱附近。这些物质在火山喷发时,由于喷发猛烈、喷发较高,快速冷却而形成,所以无柱状节理形成,一般具有气孔杏仁构造发育。这些有气孔多的玄武质火山碎屑物质,胶结不好,松散,极易风化,形成疏松状的碎屑物质。

在山顶位置保留的黑色岩石即为原来火山通道中的火山渣,它们与柱状节理组合在一起,犹如一座大自然雕塑的雄狮。

2、熔岩

由火山喷溢而形成熔岩流,慢慢冷却就形成了黑色玄武岩。这些玄武岩主要矿物为辉石和斜长石,次要矿物为橄榄石(风化后变成了红褐色的伊丁石)。玄武岩外貌呈黑色,致密,坚硬,出现清晰的柱状节理,单个体一般呈五边形、六边形。熔岩石柱在地质学上称为柱状节理,主要物质成分是黑色玄武岩,硬度大,声音清脆,隐晶质,石柱整体透水性强。

石柱形成的原因:火山喷溢→形成熔岩流→慢慢冷却收缩→柱状节理,收缩的方向指向几何中心→形成五边形、六边形。柱状节理的形态与冷却面有关:冷却面水平→形成竖直节理;冷却面垂直→形成水平节理;冷却面弧形→形成聚敛或发散节理。

(二)白垩系浦口地层

分布在瓜埠山公园东北部山脚下一带,时代为白垩纪(K2p),岩性为紫红色的砂岩、粉砂岩、泥岩,风化后形成红壤种植有庄稼。

(三)雨花台组地层

属第三系地层(N1~2y),灰色、灰黄、灰绿、灰红色或黄褐色弱固结碎屑岩,包括:砾岩、砂砾岩,砂砾岩,粉砂岩,粉砂质泥岩。砾石成分以石英为主,其次是燧石、石英砂岩、硅质灰岩以及火山岩、变质岩等等,砾径一般为数厘米,少量在10厘米以上,个别大于50厘米,总体分选性中等,磨园度较好,具有定向排列。砂层具有清晰大型的斜层理。在公园东面山顶上地层测量到产状。

该地层为瓜埠山火山基底地层,局部地段可见火山岩侵入该地层中,为火山喷发时候岩浆灌入火山通道附近地层中,后经采石场开采而出露地表。著名的南京雨花石就产自该地层。

(四)下蜀组黄土

下蜀组黄土分布在瓜埠山公园山顶、山坡低矮处,其上生长有树木、植被等。时代为第四纪(Q)。下蜀黄土的主要特征:土黄色~微红色,由粘土、亚粘土、细砂组成,富含钙质结核。在山顶处可见下蜀组地层(Q)与雨花台组(N1+2y)地层呈明显的角度不整合接触。


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