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测绘与国土信息工程学院
课程名称：开课学期：指导教师：班
级：学
号：姓
名：
评语：
成绩：
批阅签字：
实习报告
《地质学基础综合实习》
2016-2017-1
于吉涛 郝成元 聂小军 马守臣
自环1601 311605040114 陈宇东
批阅日期：
实习时间：2017年9月2日～9月5日。实习地点：山西陵川锡崖沟景区。实习路线：
路线（1）： 基地——景区南门——马鞍蹄（大峡谷底）——基地 路线（2）：基地——挂壁公路——王莽岭 路线（3）： 基地——瀑布——基地
实习区域概况：
我们此次实习的锡崖沟景区位于王莽岭景区南端四周落差1000多米的深谷之中，锡崖沟地处太行山腹地，位于陵川县境最东端，晋豫两省交界处。锡崖沟主要有石英砂岩、碳酸盐岩、灰岩、页岩以及少许泥岩。锡崖沟地区山陡沟深，地势险恶，峭壁环列。其中红岩大峡谷中国的典范国内罕见，与美国的红岩大峡谷相似。绝壁深约130多米，总长40多公里，如刀劈斧剁，岩石色泽赤红直立90度而下，大部分峡谷景观在山西王莽岭景区，被称为红岩绝壁大峡谷。有“中国龙脊”之称的太行山，是中国地势第二大阶梯和第三大阶梯的分界，中国气候季风区和非季风区的分界，东部湿润区半湿润区与西部半干旱区，干旱区的分界。从地貌上看是以山地为主，兼有黄土丘陵、山间盆地分布的复合山地地貌。岩石类型齐全，地层完整。红岩大峡谷属南太行断裂带，峡谷众多，其锡崖沟红岩大峡谷为突出代表。目前红岩大峡谷最具代表的南太行峡谷由山西晋城的王莽岭景区开发保护。面积40平方公里，包括王莽岭、锡崖沟、昆山三个景区，最高海拔1700米，最低处跌入河南辉县境内仅300米左右，瞬间形成的巨大落差，产生了绝壁千仞、群峰林立、危岩相跌、峡谷纵横的地质奇观。锡崖沟最值得称道的就是锡崖沟挂壁公路，锡崖沟人为走出大山，靠自己的一双手，自力更生、艰苦奋斗30年，用锤子、钎子，在悬崖峭壁上开凿出一条长达7.5公里长的“挂壁公路”，造就了闻明华夏的“锡崖沟精神”。锡崖沟挂壁公路于2009年7月荣登《中国路谱》典型农村公路榜首，2011年9月入选新中国60大地标，今年6月入选山西三晋十大新发现。锡崖沟挂壁公路承载着丰富的历史信息和精神内涵，其具有鲜明的时代特征和不可复制性，是不可多得的精神遗产和人类创造遗迹，是中国人民战天斗地的真实写照。
锡崖沟主要分为四个地层，有下更系统、中更新统、上更新统和全新统，下更系统中分为楼则峪组：黄、棕黄色细沙、粉砂、灰黄、土黄色亚沙土与棕红、褐红、灰褐、棕黄色亚粘土、粘土互层夹灰绿色亚粘土、灰白色泥灰岩薄层。下部夹数层黄色中-粗砂岩。亚粘土岩中常含铁锰质结核、钙质结核，灰褐，灰绿色粘土，亚粘土中常见到腹足类及其它化石碎片；大墙村组：本区内分布广而零星。枣红色、鲜红色粘土、含砂质粘土；大墙村组：枣红色、鲜红色粘土、含砂质粘土。一般含有铁质薄膜和小结核，中更系统主要为离石组，它分布普遍，上部是黄红、棕黄色砂质粘土，夹有3-5层棕褐、棕红色古土壤层及黄白、灰黄色钙质结核层；下部及底部，常见棕红色粘土或与棕黄色含砾砂质粘土互层，上更系统主要为冲积层，为现代沟谷Ⅱ级阶地。上部是灰、灰黄、灰褐、黑色粉砂土、砂质粘土，夹淤泥质粘土和泥炭；中部是褐黄、微红、棕黄色砂质粘土，含星散状小结核，具1-2条不甚明显的红色条带。上部是灰、灰黄、灰色粗、细砂层，具斜交层理，含小砾石和夹沙砾石层凸镜体，最后全新统为冲、洪积层：是现代沟谷中冲洪积物。主要为黄褐-灰黄粉砂土及粗、细砂与砂砾石层。
1.1红岩大峡谷
第一天
路线一：基地——景区南门——马鞍蹄(大峡谷底）——基地 点号①
点位：锡崖沟景区南门售票处
点义：“四世同堂”认识本区地层
在整队后，于老师首先强调了安全的问题，紧接着提出了，四个问题： 山是如何形成的？高山流水是从哪里来的？石是怎么形成的？微观地质构造？带着四 个问题我们开始了实习。
◆四世同堂：
沿红岩大峡谷从下往上看，第一层为25亿年前由岩浆喷发流动形成的片麻岩，第二层为18亿年前的由海洋沙滩演变而来的硅化角岩带，第三层为6亿年前的海底软泥形成的寒武系馒头页岩，第四层是73万年至240万年间的由山洪暴发冲积形成的喀斯特地貌。地质学上称为“四世同堂”，国内罕见。
◆问题：山是如何形成的？
根据形成原因，山可以分为构造山、侵蚀山和堆积山等三大类：
由地壳构造运动所形成的山称为构造山。例如因地壳运动，造成地表岩层大面积的褶皱而形成的褶皱山；因地壳断裂上升所形成的断块山等都属于构造山。
为高原或构造山，后来受到流水、风力等外力长期侵蚀分割而形成的山地，叫做侵蚀山。
由某些物质在地表堆积而成的山叫堆积山。这种山形状很对称，而且一般都孤立地矗立在低平地区之上。火山就是最常见的堆积山。
◆问题：高山水的来源？
①：降水（主要来源）
②：碳酸盐岩空隙内部会储存一部分的水，在雨水不足时会流出形成流水。
◆波痕：
波痕是沉积物或沉积岩层面上有规律的起伏现象，是在水或风的作用下，沉积物表层砂质在迁移过程中形成的沙波在层面上的痕迹。
1.2波痕
风成波痕：呈不对称状，波谷宽阔，波峰圆滑，陡坡倾向与风向一致。流水波痕：呈不对称状，波谷与波峰均较圆滑，陡坡倾向与流向一致。
浪成波痕：对称的浪或波痕，波峰尖、波谷圆滑；不对称的浪成波痕同流水波痕相似。
风成波痕的细碎屑集中在波谷，粗碎屑集中在波峰，而流水波痕和不对称浪成波痕的粗碎屑集中在波谷内。
波痕的存在说明该地区曾经处在一个滨海的环境，波浪冲上岸的时候有一个进流，往回反的时候有一个回流，波痕就是在这个时候形成的。
◆风浪，涌浪的成因: 风浪是指当地风产生，且一直处在风的作用之下的海面波动状态；涌浪则指海面上由其他海区传来的或者当地风力迅速减小、平息，或者风向改变后海面上遗留下来的波动。风浪和涌浪是海面上最引人注目的波动。风浪的特征往往波峰尖削，在海面上的分布很不规律，波峰线短，周期小，当风大时常常出现破碎现象，形成浪花。涌浪的波面比较平坦，光滑，波峰线长，周期、波长都比较大，在海上的传播比较规则。
◆红色石英砂岩和碳酸盐岩的知识讲解：
近处最下面的是中原古县蓟县云梦山组红色石英砂岩形成距今12-14亿年的沉积岩，远处上面的是外观呈现白色的碳酸盐岩形成于寒武纪距5.43亿年，两者之间的年代缺失大概7-8亿年。缺失的年代大概在12-14亿年前开始持续上升在滨海潮萍环境下固结成岩，形成后大概在10亿年前开始隆升，隆升后期开始下降然后开始的区域构造运动，称为晋宁运动。在此运动下经过外动力地质作用下的风化剥蚀搬运沉积然后固结成岩形成了远处上面的灰色的石灰岩。二者之间的界面呈现一个平行不整合面。
◆沉积岩：
风化的岩石颗粒，经大气、水流、冰川的搬运作用，到一定地点沉积下来，受到高压的成岩作用，逐渐形成岩石。沉积岩保留了许多地球的历史信息，包括有古代动植物化石，沉积岩的层理有地球气候环境变化的信息。沉积岩的物质来源主要有几个渠道，风化作用是一个主要渠道。此外，火山爆发喷射出大量的火山物质也是沉积物质的来源之一；植物和动物有机质在沉积岩中也占有一定比例。
沉积岩具有成层性、内部有化石、坚硬的特征。
◆问题：海滩沙的来源？
一、为海浪拍打海岸和海底基岩（或者礁石），侵蚀下来的砂粒（砂不过是直径2mm以下的岩石碎屑）。
二、为河流从陆地上输送进海里的砂质，例如黄河长江入海口的情形。
◆平行不整合面：
上下两套底层的产状基本保持平行，年代基本一致，但两套地层的时代不连续，期间有的剥蚀面存在。
平行不整合的形成过程是： ①在地壳稳定下降或升降运动不显著的情况下，在一定的沉积环境中沉积了一套或多套沉积岩层；
②地壳发生显著上升，原来的沉积环境变为陆上剥蚀环境，经长期的风化剥蚀后，地面上形成了凹凸不平的剥蚀面，剥蚀面上分布有古风化壳及铝土矿、褐铁矿等风化残积矿产；
③地壳重新下降到水面以下接受沉积，形成新的上覆沉积岩层（其底部由于开始沉积的地形差异较大而常形成底砾岩），由于地壳基本上是整体上升和下降的，故上、下两套地层的产状基本保持平行。所以，平行不整合的出现，反映了地壳的一次显著的升降运动。
1.3波痕
点号②马鞍蹄（大峡谷底）◆节理：
节理，也称为裂隙，是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造。节理是很常见的一种构造地质现象，就是我们在岩石露头上所见的裂缝，或称岩石的裂缝。
节理的控制作用：
山区河谷——“V”字型峡谷
四面包围，底部平坦——“Ω”围谷 水流较缓——“U”字形峡谷
◆中国三大砂岩地貌：
丹霞地貌，张家界地貌，嶂石岩地貌。
◆问题：岩石呈红色原因：
河流从上游携带物质到下游，越往下其携带物质的颗粒物会越来越小，到下游基本为泥沙等细小物质，其中含有二价铁离子，经构造抬升，氧化变为三价铁，而三价铁呈现红色状。
◆水，植被在风化中的作用：
水形成石柱沟壑，植被生长时会导致岩石破碎，水在岩石裂缝中预冷变为冰，随着热胀冷缩现象裂缝增大随时间推移导致岩石破碎。
◆共轭节理 ：
是指岩石受剪切应力破裂形成的裂隙。能切穿岩石中的砾石、结核和岩脉等，节理面光滑平直，通常是闭合的，延长较远。剪切节理多成群出现，构成平行排列或雁行排列的节理组或由两组剪切节理形成共轭的“x”型节理。
1.4共轭节理
第二天
路线二：基地——挂壁公路——王莽岭——基地 点位③
2.1挂壁公路
◆问题：岩石表面呈现黑色的原因？
土壤形成的早期，藻类菌类在枯水区死亡变黑，覆盖在岩石表面。
◆山壁直立的原因：
节理面的控制作用，碳酸盐岩下面还有着泥岩，和泥质较多的灰岩，以及含大量泥的页岩，泥质过多易受风华侵蚀，上层岩层在节理面控制下，断裂。形成直立负角度的岩壁。
◆云台地貌：
即太行山地区寒武系――奥陶系地层中形成的以“之”形长崖、线形长崖、环形长崖、台阶状长崖和瓮谷、围谷、悬沟、深切障谷为特色的滨海-浅海相碳酸岩地貌，是太行山风景资源的景观主体。
成因:25亿年以上地质演化。发生在25亿年前太古代末期的嵩阳运动，陆壳生长形成“萌地台”，形成了区内的结晶基底。中元古代，本区整体升降开始，在下降时期曾为滨海环境，接受了大量的陆源碎屑沉积，形成了温盘峪、百家岩一带的石英岩状砂岩。中生代后期，随着太平洋板块向亚洲板块的俯冲和相互作用，至早白垩纪晚期，华北板块东部大规模的带状裂陷和隆起，形成东亚型裂谷系。受此结构作用，公园内形成了裂谷背景下的峡谷群及峰墙纵横、崖墙环抱的奇特地貌。
◆喀斯特地貌：
是具有溶蚀力的水对可溶性岩石（大多为石灰岩）进行溶蚀作用等所形成的地表和地下形态的总称，又称岩溶地貌。除溶蚀作用以外，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍 7 陷等机械侵蚀过程。
喀斯特地貌形成为石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙（CaCO3），在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，后者可溶于水，于是空洞形成并逐步扩大。这种现象在南欧亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型，所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地貌。喀斯特地貌可分出以下6种：
1、地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀，形成溶沟（或溶槽），原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋。
2、地表水沿灰岩裂缝向下渗流和溶蚀，超过100米深后形成落水洞。
3、从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动，形成溶洞。
4、随地下洞穴的形成地表发生塌陷，塌陷的深度大面积小，称坍陷漏斗，深度小面积大则称陷塘。
5、地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用，形成坡立谷和天生桥。
6、地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之云南路南的石林是上述第一阶段（溶沟阶段）的产物，这里的自然风光因阿诗玛姑娘的动人传说而变得格外旖旎。桂林的象鼻山，则是原地下河道出露地表形成的。在广西境内，经常可看到这种抬升到地表以上的溶洞，俗称“神女镜”或“仙女镜”。
◆溶沟和石芽：
溶沟是指地表水沿岩石表面和裂隙流动过程中不断对岩石溶蚀和侵蚀，从而形成的石质沟槽；石芽指突出于溶沟之间的石脊，其实它是溶沟形成过程中的残余物。云南地区的石林就是发育比较好的形态高大的石芽群，它的形成条件是厚层、质纯、产状平缓、垂直节理稀疏和湿热的气候环境
2.2.溶沟和石芽
◆峰丛峰林：
峰丛是可溶性岩受到强烈溶蚀而形成的山峰集合体。峰林是由峰丛进一步演化而形成的。当然，在新构造作用下，峰林会随着地壳的上升转化为峰丛。山峰表现为锥状、塔状、圆柱状等尖锐峰体，表面发育石芽、溶沟，山峰之间又常常有溶洞、竖井。
峰林和峰丛的区别是峰林是一个一个的不连续的没有共同底座的孤峰，而峰从是连续 的有共同的底座的岩溶山峰。
◆石漠化：
石漠化是“石质荒漠化”的简称，指在喀斯特脆弱生态环境下，由于人类不合理的社会经济活动而造成人地矛盾突出，植被破坏，水土流失，土地生产能力衰退或丧失，地表呈现类似荒漠景观的岩石逐渐裸露的演变过程。石漠化地区极易发生山洪、滑坡、泥石流，加上地下岩溶发育，导致水旱灾害频繁发生，几乎连年旱涝相伴；同时，石漠化山地岩石裸露率高，土壤少，贮水能力低，岩层漏水性强，极易引起缺水干旱，而大雨又会导致严重水土流失。石漠化
◆坡积物：
2.3石漠化
坡积物是残积物经水流搬运，顺坡移动堆积而成的土。即是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀，顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。
坡积物积块状大小不一，磨圆度极差，随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选现象。坡积物来源是附近山坡由于搬运距离比较短，其碎屑颗粒的磨圆度很差，分选性也不太好
◆陆源碎屑岩：
陆源碎屑岩，是母岩机械破碎的产物经搬运、沉积和成岩作用所形成的由碎屑颗粒和填隙物所组成的岩石
◆夷平面：
夷平面是指各种夷平作用形成的陆地平面。包括准平原、山麓平原、风化剥蚀平原和高寒夷平作用形成的平原等。夷平作用是外营力作用于起伏的地表，使其削高填洼逐渐变为平面的作用。
如果山地曾发生多次间歇性上升，将会形成若干个分布在不同高度的夷平面。这种多层地形是判断区域间歇性升降运动的重要标志。
◆河流阶地：
河流下切侵蚀，原来的河谷底部超出一般洪水位之上，呈阶梯状分布在河谷谷坡上，这种地形称为河流阶地。
阶地的形成主要是在地壳垂直升降运动的影响下，由河流的下切侵蚀作用形成的，是地球内外部动力地质作用共同作用的结果。有几级阶地，就有过几次运动；阶地位置，级别越高，形成时代越老。
◆差异风化：
差异风化是由于组成岩石的矿物成分、结构构造的差异，不同岩石的风化速度和风化程度不同。在相同的风化条件下，常常在地表形成凹凸不平的地貌现象。
如果抗风化能力不一的岩石共生在一起，则抗风化能力强的岩石突出，抗风化能力弱的凹入。
2.4差异风化
第三天
路线三：基地——瀑布——基地 点号④： 点位：瀑布
点义：观看瀑布进一步观看石英砂岩的构造。
3.1锡崖沟瀑布
◆楔形交错层理：
是一种呈楔状的交错层理。它的层系上下界面平直，但层系厚度在小范围内变化很快。各层系内细层的倾向可以同向或不同向。楔形交错层理可能是在异向流动的水动力条件下造成的，例如,在河口湾沙坝沉积及海相障壁浅滩沉积中常见此种层理。它也可能是单向水流造成的，如河流的横沙坝、纵沙坝、斜沙坝在前进途中的彼此叠覆，即可造成此种楔状交错层理。
成因：例如黄河入海，下游动力较弱，河道较为开阔，细泥沙直接流入大海，大的泥沙在上、中、下流依次进行分选（这种分选，泥沙分选性好，磨圆度高，泥沙正常堆积），当受到气候时，水流动力加强，较大的泥沙被冲入海，形
成楔形交错层理。
3.2楔形交错层理
◆交错层理：
交错层理通常也称为斜层理。它是由一系列斜交于层系界面的纹层组成，斜层系可以彼此重叠、交错、切割的方式组合。其特点是细层理大致规则地与层间的分隔面（主层理）呈斜交的关系，上部与主层理截交，下部与主层理相切。可以利用斜层理的倾向了解沉积物的来源方向。这种层理是由沉积介质（水流及风）的流动造成的。当介质具有一定流速时，底床上可以产生一系列的砂波，这种砂波顺流移动的结果，在陡坡加积作用一侧形成了由一系列纹层组成的斜层系。斜层系互相平行或彼切割构成不同形态的交错层理。纹层倾向表示介质流动方向。交错层理根据层系与上下界面的形状和性质通常可以分为板状交错层理，楔状交错层理，槽状交错层理，其他流水型交错层理等。其他流水型交错层理可分为：爬升波纹交错层理，羽状交错层理，丘状交错层理或风暴交错层理，风成交错层理等。
3.3交错层理
◆瀑布：
瀑布，是由地球内力和外力作用而形成的。在河流的时段内，瀑布是一种暂时性的特征，由于受瀑布的落差、水量、岩石的种类和结构以及其他一些因素的影响，它最终会消失。有瀑布的地方，河流总是会向上游方向侵蚀，力图把高处削平，让河道趋于平缓。水流速越快，对河道、河岸的侵蚀力也就越强。河流不断瓦解瀑布的上部，让岩层破碎、跌落，于是瀑布的位置就逐渐向上游方向退缩，瀑布的落差也随之减小了。在一些情况下，瀑布的位置会因为悬崖或者陡坎被水流冲刷，而向上游方向消退；而在另一些情况下，这种侵蚀作用又倾向于向下深切，并斜切包含有瀑布的整个河段。随着时间的推移，这些因素的任何一个或两个在起作用，瀑布就会逐渐消失虽然所有瀑布都会消亡，但同时在漫长的岁月中，也会有新的瀑布诞生。地球的地质运动，让高山、台地隆起，地层断裂和错位，这些都为新瀑布的诞生创造了条件。瀑布这种美丽壮观的自然景色，并不会从地球上销声匿迹。
◆断层：
断层是构造运动中广泛发育的构造形态。它大小不
一、规模不等，小的不足一米，大到数百、上至千米。但都破坏了岩层的连续性和完整性。在断层带上往往岩石破碎，易被风化侵蚀。沿断层线常常发育为沟谷，有时出现泉或湖泊。
破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造。规模大小不等，大者沿走向延伸数百千米，常由许多断层组成，可称为断裂带；小者可见于手标本。几何要素断层由断层面和断盘构成。断层面是岩块沿之发生相对位移的破裂面。断盘指断层面两侧的岩块，位于断层面之上的称为上盘，断层面之下的称为下盘，如断层面直立
通常按断层的位移性质分为：① 12 上盘相对下降的正断层。②上盘相对上升的逆断层。断层面倾角小于30°的逆断层又称冲断层。正断层和逆断层的两盘相对运动方向均大致平行于断层面倾斜方向，故又统称为倾向滑动断层。③两盘沿断层走向作相对水平运动的平移断层，又称走向滑动断层（简称走滑断层）。
3.4断层
◆球形风化：
球形风化是岩石出露地表接受风化时，由于棱角突出，易受风化，故棱角逐渐缩减，最终趋向球形的风化过程。
岩石出露地表接受风化时，由于棱角突出，易受风化（角部受三个方向的风化，棱边受两个方向的风，球状风化，而面上只受一个方向的风化），故棱角逐渐缩减，最终趋向球形。这样的风化过程称球状风化。球状风化是花岗岩地段比较突出的一个不良地质现象。
产生球形风化的条件主要有：（1）岩石具有厚层块状构造（2）发育几组交叉节理（3）岩石难于溶解
（4）岩石主要为等柱结构
3.5球形风化
实习心得总结：
为期四天的是锡崖沟地质实习眨眼间就已经结束，实习有峭壁的惊险，有盘山公路的长途跋涉，也有每天回到居住地点是的奋笔疾书和争相讨论。实习是艰苦的，但是更多的是，在面对崇山峻岭，面对地质奇观时对大自然鬼斧神工的感慨。是面对着挂壁公路聆听着锡崖沟人民不畏艰辛，用血汗打造出一条公路的惊叹。有在身体疲惫，却抑制不住吸取知识的欲望的欣喜之情。实习更多的是快乐。
在开始学习地质学的时候，老师讲到地质学的研究方法，地质学的研究特点决定了它主要的研究方法主要是在实践基础上进行推理认证。而野外考察无疑就是地质学实践的最有效的方法，即到自然界去观察、调查和测量，已取得最基础的资料，在进行分析对比、归纳分类，通过实践——认识——再实践——在认识的循环过程，从而得出结论。13
大自然就是最好的地质博物馆和实验室。当然，我们这些初学者无法达到这种高度，但是这次实践带给我们的远远不可想象。不仅巩固了上课学习的知识，更是收获了一些超出课本的知识，从“四世同堂”的地质现象，节理层理的认知，近距离观察波痕，以及各种岩石的分辨。在实习过程中，老师不时提出问题，让我们对照着眼前的现象进行解答。在老师的讲解中。我们的知识得以巩固，但是在老师的问题中我时长迷茫，这也反映出我的知识还不够扎实，根基没有打好，要学习的还有很多。要更加努力的学习专业知识，夯实基础。
经过这次实习后，再次经历起旅游景点时不会在发出“哇！好高的山”“哇！这个水好深”这种本白的感慨。而是在感叹大自然的鬼斧神工时思考这些都是如何形成的。发生了什么样的地质构造，用地质人的眼光来欣赏。
这次实习，随短短四天，却加深了师生间的了解，增强了同学间的联系。事实证明困难是最能增进彼此之间联系的。而且也锻炼了同学们吃苦耐劳的能力。为同学对地质学以及自然地理增加了不一样的理解。很期待下一次的实习，加油，自己，加油我们的大自环。
