工程地质与水文地质

工程地质与水文地质

实习报告

姓名：

学号：

专业：

学院：

一.目的与要求：

《工程地质与水文地质》是水利水电工程，农业水利工程专业的一门专业基础课，通过教学地质实习，使学生掌握工程地质及水文地质的基础知识：包括三大岩石类及其主要矿物的肉眼鉴定，学会分析野外常见的各种地质现象及岩石的鉴别，结合水利工程，分析和评价工程地质及水文地质条件，为今后学习其他专业课打下基础。

二．实习地点：

京娘

湖

三．实习内容：

1.柏草坪（玄武岩）：

区内有第四纪玄武岩喷溢口、三层熔岩叠置剖面，玄武岩浆对围岩的烘烤面及玄武岩中黄土包裹体，充分展

示了系统、完整的火山遗迹，对研

究太行山区新构造运动具有重要

的科学价值。

在照片中，我们能清晰地看到

玄武岩形成的大片裸露在外的天

然柱状节理。由于在玄武岩景区我

们主要参观学习了玄武岩，在这里

就忽略它的地形地貌、地质构造等

其他工程地质条件，而着重对玄武

岩进行分析与学习。

玄武岩是一种基性喷出岩，属

于岩浆岩，其化学成分与辉长岩相

似，SiO2含量变化于45%～52%之间，K2O+Na2O含量较侵入岩略高，CaO、Fe2O3、FeO、MgO含量较侵入岩略低。矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等，岩石均为暗色，一般为黑色，有时呈灰绿以及暗紫色等。呈斑状结构。气孔构造和杏仁构造普遍。玄武岩是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质，也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。

景区内暗灰色的玄武岩大多呈明显的柱状节理，加之大片裸露在路旁的崖壁，景象就更加吸引人的眼球。我们观看的玄武岩大部分为喷出岩，左侧也有部分岩石由于岩浆活动，在岩浆高温的影响下，发生了变质作用，形成变质岩。

柱状节理是几组不同方向的节理将岩石切割成多边形柱状体,柱体垂直于火山岩的基底面。如熔岩均匀冷却,应形成六方柱状,上细下粗,二者由顶柱盘面隔开。这种构造多发育在产状平缓的玄武岩内,也见于安山岩、流纹岩、熔结凝灰岩中。另外,在超浅成岩、次火山岩脉、火山通道内及熔岩湖中也见及。长期以来一直认为柱状节理是熔岩冷却收缩形成的,长柱方向垂直于熔岩冷却时的等温面。

玄武岩耐久性甚高，节理多，且节理面多成六边形。且具脆性，因而不易

采得大块石料，由于气孔和杏仁构造常见，虽玄武岩地表上分布广泛，但可作饰面石材不多。

2.古武当（片麻岩）：距今28亿年

古武当山位于河北武安市西北处，距邯郸市70公里，是一座道教历史名山。山顶一唐代古碑上记载有“古武当山”字样，经专家考证认定是久为国内道教界寻找的著名的北方武当山，其历史早于国内其他武当山。古武当山自然风光秀美，文物古迹众多，山势奇异，五峰相看，顶顶有庙，峰峰插天，杆被繁茂，满山葱郁。

片麻岩主要由长石、石英组成，中粗粒变晶结构和片麻状或条带状构造的变质岩。片麻岩一种变质岩。

在中国，片麻岩指矿物组成中长石和石英含量大于50%，其中长石大于25%的变质岩。片麻岩的原岩类型和形成条件比较复杂。

片麻岩一种变质岩。通常为中-高级变质作用的产物。具明显的片麻状构造。主要由长石、石英和各种暗色矿物（云母、角闪石、辉石等）组成。根据岩石的物质成分可分为富铝片麻岩、斜长片麻岩、碱长（二长）片麻岩和钙质片麻岩等。

片麻岩具有清楚的带状，它的这种层理不像片岩等可以沿着层理劈成薄片。片麻岩的颗粒较粗，有些含有大量石英和长石。片麻岩上的条状是由岩石中不同比例的矿物分布形成的，比如深色条带中含镁铁质矿物，浅色条带中含长石、石英物质多。另外，颗粒大小也可产生条带状。片麻岩分布很广，都会常常见到这种岩石。它们可以做建筑用石料，还常被用来做铺路石。正片麻岩是火成岩变质后形成的，而副片麻岩则是由沉积岩变化而来。

3.闪长岩

闪长岩的参观实习出乎

我的意料，其实它就在公路

旁边。

在图片中我们可以看

到，该山分为两层，上层为

砂岩，下层为闪长岩。我们

在这只研究他的在这里就忽

略它的地形地貌、地质构造

等其他工程地质条件，而着

重对闪长岩进行分析与学

习。

闪长岩属于岩浆岩，具

有与花岗岩同样的构造特性，但由于闪长岩的颜色较深和供应有限，所以很少做装饰材料和建筑石料使用。闪长岩一种深灰色石料，在商业上当作「黑花岗岩」销售。有些闪长岩是真正的火成岩，是从熔融的物质(岩浆)结晶成的。另一些闪长岩则是岩浆与所包含的外来岩石碎块发生反应的产物。许多闪长岩是由某些较古老的岩石(如辉长岩)在固态下失去某些组成原子又得到另一些组成原子时，通过化学变化转变成的。

闪长岩为全晶质中性深成岩的代表岩石，也是花岗石石材中主要岩石类型之一。主要由斜长石（中－更长石）和一种或几种暗色矿物组成，后者总量一般为20～35%。不含或仅含少量的钾长石，一般不超过长石总量的10%。不含或含极少量石英，其量不超过浅色矿物总量的 5%。暗色矿物以角闪石为主，有时有辉石和黑云母。副矿物主要有磷灰石、磁铁矿、钛铁矿和榍石等。

闪长岩是一种颜色较深的岩石，多呈灰黑色，带深绿斑点的灰色或浅绿色，色率20%～35%。当暗色矿物因蚀变而绿泥石化，纤闪石化时，岩石显出不同程度的绿色色调，作为饰面石材更具美感。闪长岩的物理特征是：压缩强度130～200MPa（干）或100～160MPa（湿），抗弯强度为10～25MPa，体积密度2.85～3.00g/cm3,吸水率0.4%。

参观完闪

长岩，老师带

领我们去岩石

堆那捡岩石，

当然，老师的

真正用意不是

让我们捡岩

石，而是让我

们从岩石堆里

面寻找特殊的

岩石，给我们

分析讲解。

从图片可

以看到。有很

多岩石，种类也很多。有石英，云母，玄武岩，砂岩泥岩等。大部分是石英。

这些岩石是经过长期的风化，河流的冲积形成。有些岩石的外表层理很明显，可以看到水平层理、斜交层理、交错层理。层面构造有波痕。

4.京娘湖

1、岩石类型及其构造：本区最古老的地

层为长城系大红峪组，岩性为紫红或粉红色中

厚层中粗粒红色的石英砂岩及长石砂岩，含铁

质及海绿石。区内红色石英砂岩生成于距今

18—14亿年，经多次构造运动，特别是距今

2.05亿年以来的燕山运动，推动太行山区地

壳上升，并产生了北东向与北西向两组断裂。

距今6500万年喜马拉雅运动发生后，太行山

区地壳进一步上升。岩石受侵蚀、剥蚀等地质

作用，形成今日的峡谷峰林地貌景观。

京娘湖区内为沉积岩，沉积岩层理构造及

层面构造明显。层理是沉积岩在形成过程中，

由于沉积环境的改变所引起的沉积物质的成

分、颗粒大小、形状或颜色在垂直方向发生变化而显示成层的现象。层理是沉积岩最重要的一种构造特征，是沉积岩区别于岩浆岩和变质岩的最主要标志。

（1）水平层理：是由平直并且与层面平行的一系列细层组成的层理。它是在比较稳定的水动力条件下（如河流的堤岸带、闭塞海湾、海和湖的深水带），从悬浮物或溶液中缓慢沉积而成的。

（2）单斜层理：是由一系列与层面斜交的细层组成的，细层的层理向同一方向倾斜并大致相互平行。它与上下层面斜交，上下层面互相平行。它是由单向水流所造成的，多见于河床或滨海三角洲沉积中。

（3）交错层理：是由多组不同方向的

斜层理互相交错重叠而成的，是由于水流

的运动方向频繁变化所造成的，多见于河

流沉积层中。（由于公路两侧经人工开凿，

层理不是很明显，但仍能分辨出左侧为水

平层理，右侧为交错层理）

在京娘湖，岩石多为沉积岩，具有明

显的层理构造，由于水流、风力、或海浪

等的作用，也同样存在少量的层面构造，

如波痕、泥裂及雨痕等。（有图为泥裂）。

京娘湖区内多为红色的石英砂岩，为

碎屑结构。由于多数砂岩岩性坚硬，性脆，

在地质构造作用下张性裂隙发育，在工程

中应注意裂隙及破碎产生的渗漏问题。

2、地质构造：经过长期的地壳运动、风化侵蚀等，当地裸露在外的岩层仍保持水平，部分倾斜区域倾斜不明显，可视为水平构造，由此可知京娘湖岩层处于相对稳定状态。

3、地质作用：依河而建，河流地质作用明显。

河流地质作用分为侵蚀作用、搬运作用和沉积作用。河流沉积作用主要发生在河流入海、入湖和支流入干流处或在河流的中下游，以及河曲的凸岸。但大部分都沉积在海洋和湖泊里。河谷沉积只占搬运物质的少部分，而且多是暂时性沉积，很容易被再次侵蚀和搬运。

（1）侵蚀作用：河流的侵蚀作用包括机械侵蚀和化学侵蚀两种。河流侵蚀一方面向下冲刷切割河床，称为下蚀作用。另一方面，河水以自身动力以及挟带的砂石对河床两侧的谷坡进行破坏的作用称为侧向侵蚀，而河流化学侵蚀只是在可溶岩地区比较明显，没有机械侵蚀那么普遍。

（2）搬运作用：河水在流动过程中，搬运着河流自身侵蚀的和谷坡上崩塌、冲刷下来的物质。其中，大部分是机械碎屑物，少部分为溶解于水中的各种化合物。前者称为机械搬运，后者称为化学搬运。河流机械搬运量与河流的流量、流速有关，还与流域内自然地理——地质条件有关。

（3）沉积作用：当河床的坡度减小，或搬运物质增加，而引起流速变慢时，则使河流的搬运能力降低，河水挟带的碎屑物便逐渐沉积下来，形成层状的冲积物，称为沉积作用。

5.天乳山

吃完午饭，休息了90分钟左右，开始了我们的攀登旅程，这也是我们的

最后一站，上山前，我们就把水准备的足足的。因为老师说过，来回要2个半

小时左右。

1、地形地貌：天乳山岩石溶蚀作用明显，为溶岩地貌。岩溶地貌，是具

有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，又称喀斯特地貌。除溶蚀作用以外，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机

械侵蚀过程。在我国主要分布在西南地区（云南、贵州、西藏东南部等地区），这些地区石灰岩分布广泛，地处亚热带季风气候区，全年降水丰富，对石灰岩

的侵蚀、溶蚀等作用明显

2、岩土类型：天乳山岩石类型丰富，既分布有页岩、砂岩、灰岩、竹叶

状灰岩、玄武岩，又有大面积的钟乳石，经过长期的地质作用，形成了神奇而

美丽的钟乳石景观。

（1）页岩：页岩是一种沉积岩，成分复杂，但都具有薄页状或薄片层状

的节理，主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石，但其中混杂有石英、长

石的碎屑以及其他化学物质。

页岩由黏土物质硬化形成的微小颗粒易裂碎，很容易分裂成为明显的岩层。粘土岩的一种。成分复杂，除粘土矿物外，还含有许多碎屑矿物和自生矿物。具页状或薄片状层理。用硬物击打易裂成碎片。是由粘土物质经压实作用、脱水作用、重结晶作用后形成。页岩抵抗风化的能力弱，在地形上往往因侵蚀

形成低山、谷地。页岩不透水，在地下水分布中往往成为隔水层。

由黏土物质硬化形成的微小颗粒易裂碎，很容易分裂成为明显的岩层。粘土岩的一种。成分复杂，除粘土矿物（如高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等）外，还含有许多碎屑矿物（如石英、长石、云母等）和自生矿物（如铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等）。具页状或薄片状层理。用硬物击打易裂成碎片。是由粘土物质经压实作用、脱水作用、重结晶作用后形成。由极细的粘土、泥质，经过紧压固结、脱水、重结晶后形成的，具有薄页状层理构造的粘土岩，称为页岩。（页理是鳞片状的粘土矿物在压紧过程中，平行排列而成的）页岩致密，硬度低，表面光泽暗淡。含有机质的呈灰黑、黑色。含铁的呈褐红、棕红等色，还有黄色、绿色等多种颜色。页岩抗风化力弱，在地形上常形成低山低谷。页岩不透水，往往成为不透水层或隔水层。

在攀登途中，我们在这堆岩石那休息了一会，图为

坡积物。图中间有竹叶状的岩石为竹叶状灰岩。

（2）坡积物：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。其成份与坡上的残积土基本一致。由于地形的不同，其厚度变化大，新近堆积的坡积土，土质疏松，压缩性较高。它一般分布在坡腰上或坡脚下，其上部与残积物相接。坡积物底部的倾斜度决定于基岩的倾斜程度，而表面倾斜度则与生成的时间有关，时间越长，搬运、沉积在山坡下部的物质就越厚，表面倾斜度就越小。

坡积物质随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选现象。其成份与坡上的残积土基本一致。与下卧基岩没有直接关系，这是它与残积物明显的区别。

由于坡积物形成于山坡，常常发生沿下卧基岩倾斜面滑动，还由于组成物质粗细颗粒混杂，土质不均匀，且其厚度变化很大(上部有时不足一米，下部可达几十米)，尤其是新近堆积的坡积物，土质疏松，压缩性较高。

（3）竹叶状石灰岩：石灰岩的一种，其特点为截面有砾石呈竹叶状。在我国华北地台上寒武统崮山组曾出现过大量的竹叶状灰岩现象。

属寒武系碳酸盐类的沉

积岩。它的形成是由碎石集散

于海里，经海水长年冲击、侵

蚀，慢慢变成类似橄榄状碎石

块，一般长0．3cm～10cm，后

又经地壳运动、沧海变迁，渐

渐被一种钙质胶接、粘合、挤

压在一起。沧海变为陆地后，

这些合成石块在地壳的变化

中露出地面，受雨水冲刷、风

化等外力作用而变成今天的

模样。

产地很多，著名的如山东

苍山、平邑一带的竹叶状石灰

岩；山东济南张夏馒头山的竹

叶状石灰岩。

竹叶状灰岩（白云岩）的成因可解释为：在正常的浅水海洋中形成的薄层石灰岩，在其刚形成后不久，有的可能尚处于半固结状态，被强烈的水动力破碎，搬运和磨蚀，并在搬运不太远的地方，在水动力条件相对较弱的环境下堆积下来，再经成岩作用，从而形成竹叶状灰岩（白云岩）。

（4）钟乳石：又称石钟乳，

是指碳酸盐岩地区洞穴内在漫长

地质历史中和特定地质条件下形

成的石钟乳、石笋、石柱等不同

形态碳酸钙沉淀物的总称，钟乳

石的形成往往需要上万年或几十

万年时间。在石灰岩里面，含有

二氧化碳的水，渗入石灰岩隙缝

中，会溶解其中的碳

酸钙。这溶解了碳酸钙的水，

从洞顶上滴下来时，由于水分蒸

发、二氧化碳逸出，使被溶解的

钙质又变成固体 (称为固化)。由

上而下逐渐增长而成的，称为“钟

乳石”。钟乳石，又被称为石灰

华。多产于石灰岩溶洞中。由于

形成时间漫长，钟乳石对远古地

质考察有着重要的研究价值。

酸钙。这溶解了碳酸钙的水，从洞顶上滴下来时，由于水分蒸发、二氧化碳逸出，使被溶解的钙质又变成固体 (称为固化)。由上而下逐渐增长而成的，称为“钟乳石”。钟乳石，又被称为石灰华。多产于石灰岩溶洞中。由于形成时间漫长，钟乳石对远古地质考察有着重要的研究价值。

（5）岩溶：岩溶是指地表水和地下水对可溶性岩石的长期溶蚀作用及形成的各种岩溶现象的总称。天乳山地区大面积分布质地较为纯净的碳酸盐岩，致使本地区岩溶发育较为强烈，岩溶地貌千姿百态。

3、地质构造：断裂构造，有断层。

断裂构造：岩体在地壳运动的力的作用下发生变形，当变形超过岩石的变形极限时，岩石的连续性和完整性将会遭到破坏，产生断裂。

断裂有两种基本类型，一种是断层，另外一种就是裂隙。与断层的不同之处在于岩层断裂后，两侧的岩体并没有发生显著的相对位移。

天乳山就形成了不同的断裂，在它的断裂面两侧，岩体发生了显著的相对位移，形成断层。由于观察地形不便，只拍到断层的远景，无法判断上下盘的相对位移，因此无法判断断层的类型。天乳山也存在褶皱构造，由于没有观察到，在此就不详细分析。

①正断层：指上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层。正断层一般是由于岩体受到水平张应力及重力作用，使上盘沿断层面向下错动而成。

②逆断层：上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层。逆断层一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用，使上盘沿断面向上错动而成。

③平移断层：由于岩体受水平扭应力作用，使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。

四.实习心得：

任何一次实习都是宝贵的，它都有我们在课堂上学不到的东西！我们要加倍珍惜每次实习机会！让我对水文地质有了更深刻的认识，提高的自己的动手能力，在实践的过程中不断思索和总结，提高了自己的综合能力，坚信了对水文地质学习的信念！

工程地质水文地质实习是根据教学计划的要求，在教师指导下对学生进行的阶段基础或专业技术训练，培养学生综合运用理论知识分析和解决实际问题的方法与能力，实现由知识向智能的初步转化；是对前期理论与实践教学效果的检验，也是对学生综合分析能力与独立工作能力的培养与检查过程。对实现本专业培养目标，提高学生全面素质有重要作用

从此次实习中我学到了不少东西，在实习过程中能把所学的知识灵活的理解。增加我对工程地质学这门课程新的认识。实际观察到各种地质特征。本次实习令我们加深了对地质学的了解，更深刻认识到了学习地质的意义，巩固了学习成果，体会到“学以致用”的道理。知识从感性认识升华到了理性认识，从抽象变得具体起来，我学习到了很多书上没有的东西，了解了工程地质对实际工程建设的重要性。在实习中学会了一定的观察地质地貌的方法要领和细节。例如，出外实习要对考察对象做一定的了解，合理安排考察路程和考察内容，注意研究的方法，一些考察的细节，充分认识到地质地貌考察的必要性和艰苦性，激发了我们自己考察地理和各地典型地质地貌的兴趣。同时，懂得和组成员合作的重要性，这些都将对我们日后的学习乃至工作起到积极的作用。