工程地质实习报告
前言:
2012年6月10日至11日,我们在冀光宏老师的带领下在内蒙古自治区呼和浩特市土默特左旗万家沟展开了为期两天的工程地质外业实习工作。实习期虽短。但万家沟对于山区公路具有很高的代表性,对诸如路线之勘测,过岭高度之选择,路堑及边坡的开挖等工程进行工程地质评价较适宜,加之老师生动形象之讲解,同学们两天的外业实习收获很多;现将外业实习详细情况叙述如下。
一、 万家沟的自然地理概况
万家沟位于土左旗西北,万家沟系一发育于大青山南麓的基岩冲沟,沟的横断面呈U形,为大青山五大山沟之一,由万家沟和水家沟汇合而成,主沟全长67.9公里,流域上游为丘陵山区,植被不良,水土流失严重;中游为大青山石质山区,植被稍好,亦有水土流失。
二、 区域地层与地貌简介
区域地层与岩性:
地层由新到老如下:太古界—魏家窑子群石英片岩组,ArWj4灰白色厚层石英岩,黑云母变粒与石英黑云母片岩,部分地区由于岩浆侵入发生了混合岩化现象,与上覆岩层元古界马家店群大理岩组Ptmj2呈角度不整合接触。
元古界—马家店群大理岩组:Ptmj2灰白色蛇纹石化大理岩,硅质大理岩及白云岩化大理岩,与上覆岩层中生界侏罗系大青山组J3d1呈角度不整合接触。
中生界—侏罗系大青山组:J3d1紫红色砾砂岩与长石砂岩的互层,紫色砾岩、砂岩互层夹绿色砂岩粉砂岩。
新生界—第四系全新统:Q4al-p1为一套河流相与山前洪积裙相构成的冲-洪积沉积层。
区域地质构造:万家沟发育于大青山南麓的近南北向冲沟,位于阴山纬向构造带的中部南缘,按大地构造单元划分位于中国地台区华北台块的内蒙古背斜中段偏西,万家沟测区内广泛出露的为一整套前震旦纪的变质岩系。其中构造极为复杂,断裂十分发育。由于强烈的构造应力作用的结果,岩石变质程度深,解理发育。岩层陡立,多数近于直立,测区内虽岩石变质较深、裂隙较发育,构造比较复杂,但处于古老结晶岩系上,因此尚属稳定地区。
区域地质简史:区内广泛出露的为太古界魏家窑子群Ar1WJ4是一套
深变质的结晶片岩系。由于五台运动的影响,区内未见太古界二道凹子群的出露。乃由魏家窑子群与中生界侏罗系大青山组呈角度不整合接触,上述接触关系表明:该地区长期处于上升状态,自太古代接受魏家窑子群沉积后,地壳曾有上升而使沉积间断并伴随有构造运动,元古代由于地壳沉降继而接受沉积形成了马家店群,此后越过漫长的古生代直到中生代侏罗纪晚期地壳沉降接受沉积才形成大青山组。新时代时期,万家沟河谷出现三级阶地,四级在第四纪地质历史时期中处于持续的间歇性上升,由此形成了多级阶地。
区域地貌形态:地貌形态与地质构造基本吻合。万家沟系一深切于古老结晶岩系-石英片岩中的河谷,两岸形成了陡峭的山峰,峡谷直立,由于所处地理位置气候干燥,温差变化大形成了强烈的物理分化。地貌单元大致可划分如下:1、剥蚀构造低山区:分布于河流两岸的较高部位。相对高差250-300米,为石英片岩组成的剥蚀构造低山区。2、构造侵蚀峡谷地形:河谷地带,由于地壳上升,河流下切作用强烈,形成了峡谷地形为U形谷地。
3、河流侵蚀堆积阶地:零星分布于河流两侧,一级阶地高出河床11-15米,阶地被切割成几乎直立的陡坎。其上多有砂卵石的堆积。二级阶地大约高出河面40-50米,下为石英之基底,上多覆以河流相之冲积层。左岸距河底60-70米之斜坡的石坑揭露了三级阶地的存在。由于强烈的切割作用,阶地于河流两岸时断时续,呈不对称分布。
4、河漫滩:主要为河流相之冲积层。在河道中由上游到下游具有明显的分选性,卵石成分为石英岩、花岗岩、片岩、蛇纹岩以及片麻岩等。由于强烈的物理风化作用,形成了一些物理地质现象,如倒石堆、崩塌。每遇暴雨,亦可形成泥石流,巨大垮落体在一些沟内常可看到。
三、区域水文地质条件:由于广泛分布了太古界之深变质岩系,又经受了长期构造变动的影响,加上强烈的物理风化作用,形成了以裂隙为主的储水构造,以构造裂隙水为主,其次为风化裂隙水,均以下降泉的形式向河流下泄,个别地段由于岩石透水性的改变,也有的以上升泉的形式出现,在河流两岸的低阶地上也有裂隙孔隙水的出现。
地下水的主要补给源为大气降水,而其排泄则以地表水的形式通过河流排出,该地区的地下水质良好。
四、野外实习路线描述:
路线一:旧水委会-河流左岸-庙沟-返回
第一站:旧水委会后的断层
该处断层为正断层,因为其左盘下降,右盘上升,该处岩性为Ptmj2元古代大理岩,观察其颜色为黄白色和灰白色,矿物组成为硅质大理岩,白云岩;结构属于变晶结构,并且其构造为块状构造,风化程度处于微风化和中风化的中间状态;其发育程度可描述为:强度低,胶接差,处于发育初期,测得其产状为:走向:51°、倾向:131°、倾角:60°。现将该处地貌简图描绘如下:
第二站:侏罗系大青山组
该处构造为倾斜构造,并且其风化程度为典型的中等风化;观察其颜色表现为紫红色、黄色以及绿色。
矿物组成:该处山系有砾岩、砂岩及页岩主要构成,结构为砾状结构和砂质结构为主。
第三站:向斜褶皱
该处岩层向下凹,两翼岩层向褶皱轴部倾斜,观察其地貌形态发现其左边风化剥蚀严重,故得结论其稳定性较差;现将此处地貌形态简图描绘如下:
第四站:由于构造应力不集中,在这一区域内,包含了多种不稳定构造
第五站:构造点:位移面有擦痕且痕迹明显,说明擦痕强烈的地方发源地向下运动;主要原因由于正断层相对移动而产生的,该处地貌简图描绘为:
第六站:庙沟一侧,裂隙发育明显
该处有突出卵石,为裂隙发育,并且为铁质胶结,风化程度为中等风化,构造形态为裂隙(张裂)构造,其整个裂隙面为红褐色,结构为砂质结构;现将该处地貌形态简图描绘如下:
第七站:庙沟—坡积层的观察
该处坡积层的层理为微具斜层理,级配较差,砾的磨圆度为棱角状
路线二:沿左岸-万家沟坝址-沿右岸-返回
第一站:该处地质整合但角度不整合,表现为Arwj4下降。Ptmj2上升,J3d1上升,该构造点的地质简史为:Arwj4-- Ptmj2-- J3d1--Q4al,该处地貌简图描绘为:
第二站:该处岩性为燕山期侵入体,形成花岗片麻岩、石英岩;板状,变余结构,该处岩石顺序为:石英板岩—花岗片麻岩—花岗岩。
第三站:岩脉Ar1Wj4,该处断层最晚形成,其产状为:走向25°、倾向121°、倾角51°;现将该处地貌简图描绘如下:
第四站:该断层上下盘已经融为一体,对工程影响并不明显,其特点有些与人工混凝土类似;此出岩石花岗岩、正长石含量高,一般大于50%,结晶颗粒非常大,巨晶岩稀少,是良好的结晶材料,该处地下水的储存,以基岩裂隙水为主,最终排泄到了万家沟,该处坝址高度为56-57米,储水约30米;现将该处地貌简图描绘如下:
第五站:此处有发育完全的河谷地貌,并且该出的阶地层次明显,山岭地貌为剥蚀构造,沟口处为冲洪积平原,特征明显,在该处砾的磨圆度为圆状,该处地形简图为:
第六站:断层破碎带
该处因为风化严重,故两盘结合不完全,层理不清晰,并且发育程度不彻底、不完全,地貌形态较复杂。
第七站:选线:该处山体陡峭,易发生崩塌的工程地质现象,并且边坡不稳定,上层滞水溢出带由于上部岩石的溢水特性,将会导致雨季该处形成湿地,并且有可能对路基产生影响。
第八站:路堑
该处地质条件主要讨论边坡的稳定性,以右侧山体为例,其裂隙地质现象较多,应加以防护,通过局部统计为左侧十组,右侧四十组;该处的地形观察图为:
总结:两天的外业实习虽然很短,虽然很苦,但感觉自己收获了很多,课堂上老师讲过的内容在野外以一个个生动形象的具体实例一一的展现了出来;万家沟的自然地理条件同样具有很高的代表性,加之通过对清水河流域地质剖面图及裂隙玫瑰图的绘制,加深了对工程地质这门课程的了解;但我更想说的是,非常感谢冀广宏老师两天以来对我们的耐心细致的讲解,天气很热您却一直顶着烈日酷暑一站站的介绍,以一个负责任师长的态度带领我们的完成了这次任务,既教书又育人,在以后的学习中我会继承您一丝不苟的工作态度来投入到接下来的工作学习当中!