工程地质认识实习报告
东南大学交通学院工程地质实习报告
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2016年9 月15 日
目录
第一章绪言
1.1实习时间及地点
1.2实习人员
1.3实习目的与任务
第二章实习地区简介及地质现象分析2.1宜兴善卷洞
2.2汤山宁镇山脉棒锤山、孔山
2.3江苏南京江宁汤山阳山碑材
2.4 江苏六合国家地质公园
2.5江苏南京燕子矶公园
2.6安徽马鞍山凹山铁矿
2.7南京地质博物馆
第三章专题论述
3喀斯特地貌的形成及保护
第四章实习心得与总结
第一章绪言
通过一个学期对工程地质课程的学习，我们对于工程地质和自然地质现象有了初步的了解，掌握了工程地质相关的基本知识。但是俗话说，纸上得来终觉浅，书本上的知识和实际情况之间可能还存在着一定的差距。通过实地对地质现象的观察，我们能够更好的加深对工程地质这门学科及其应用的理解。在为期三天的工程地质实习中，杜广印老师结合现场地质现象进行讲解，使我们得以结合实际温习了工程地质的理论知识，并对典型的地质现象有所了解。
1.1实习时间及地点
9月12日：1）宜兴善卷洞
2）汤山宁镇山脉棒锤山、孔山
3）江苏南京江宁汤山阳山碑材
9月13日：1）江苏六合国家地质公园
2）江苏南京燕子矶公园
9月14日：1）安徽马鞍山凹山矿坑
2）南京地质博物馆
1.2实习人员
217142班全体同学
1.3实习目的与任务
1. 通过实习巩固课堂所学的工程地质基本理论，联系现场实际，培养我们独立思考的能力以及现场判断、解决实际问题的能力。
2. 了解岩层的产状，形成过程和发展状况，分析沿途的岩石性质以及地区的地质发展演变史。
3. 了解矿物和岩石的形成过程、结构等，初步建立对某一种岩石的工程地质评价。
4. 学会通过观察、分析矿物与岩石的外貌特征来判别其种类。
5. 学会野外观察地质现象和分析评价工程地质问题的初步能力。
6. 学会分析工程地质条件对基坑设计与施工的影响和地质灾害与边坡工程的治理。
第二章实习地区简介及地质现象分析
2.1 宜兴善卷洞
善卷洞是著名石灰岩溶洞，宜兴“三奇”之首。善卷洞位于宜兴城西南约25公里的祝陵村螺岩山上，面积约为5000平方米，长约800米，全洞分上中下后四洞组成，洞洞奇异而相通。
远古时代，海底岩石随着地壳慢慢上升，后又经水流的长期冲刷，在二叠纪或三叠成为喀斯特洞穴。洞四周出露的地层均为中下三叠统青龙群灰岩，产状向南倾斜。
另外，洞顶有北北东和北西西两组裂隙呈网状切割地层，洞内沿这两组裂隙滴水、渗水，形成石钟乳。由于富含碳酸钙，并逐步沉积，形成石灰岩沉积地层，地壳变动，水的冲刷，先形成上洞；而后地壳再变动，再形成中洞；最后形成下洞和水洞；约在100万年前基本定形。善卷洞总的形成于青龙群石灰岩生成以后，所以洞的规模大，地质地貌丰富，地层分明。
2.2汤山宁镇山脉棒锤山、孔山
孔山、棒锤山位于汤山，此地区从震旦纪到志留纪是一个浅海，总体的沉积环境比较的稳定。前期沉积以海相的石灰岩和白云岩为主，后期则主要沉积形成页岩，粉砂岩，砂岩。志留纪后期发生海退运动，该地区到晚泥盆世发生沉降，出现陆相（滨海相和湖泊相）沉积环境，许多地方由于风化作用没有沉积，只有少数地区有陆相沉积。孔山地区的沉积物以灰白色石英砂岩、页岩、砾岩为主。在棒锤山上由于岩石硬度不同产生的差异风化，我们观察到了页岩和石灰岩互层、页岩和泥质灰岩的互层。除此之外，我们可以观察到由于地质构造运动导致岩层出地表之后产生共化差异，在薄弱处形成沟，而一般有沟处是断层产生的地带，
俗称十沟九断。在山顶上，为了防止产生滑坡和崩塌，会设置排水沟，在山坡上也可以看到绿化程度较高。
在孔山地区，沉积物以灰白色石英砂岩、页岩、砾岩为主。主要是经过风化后表面成刀砍状的白云岩（如下图）。在孔山地区，沉积物以灰白色石英砂岩、页岩、砾岩为主。主要是经过风化后表面成刀砍状的白云岩。还有以山上石灰石为原料生产水泥的中国水泥厂。
除此之外这里的褶皱发育非常明显，褶皱的类型有背斜和向斜两种，该处两翼岩部以核部为中心向两侧倾斜，形态上是岩层向上弯曲，属于背斜，而且是斜微倾覆背斜，它的两翼中东北翼近乎直立，西南翼略微倾斜，轴面与水平面不垂直，核部的石英砂岩是脆性岩，受到挤压后产生弯曲，随即产生裂缝。岩石类型从颜色上看，该处岩石是黑色，为硅质胶结。
政府采用了清坡、种植槽、鱼鳞坑、场地平整等方法治理该区域的环境问题，有效的减少了泥石流等地质灾害，可见地质问题与环境问题息息相关。
2.3江苏南京江宁汤山阳山碑材
阳山碑材位于汤山镇西北侧的阳山南坡，是明成祖朱棣为颂扬其父明太祖朱元璋功德而开凿的神功圣德碑遗址，为取此石材。阳山碑材利用该处山体中完整性好又十分巨大的栖霞灰岩开凿出，由碑座、碑额、碑身三部分构成。将上述三部分按碑式垒起，总高度达78米，总重31167吨，堪称绝世碑材。
大石碑属于臭灰岩段，为灰黑色富含沥青质生物微晶灰岩，中厚层，发育缝线构造。大石碑断层两盘位移明显，上盘下降，下盘上升，垂直底层距约三米左右。断层面产状倾向245°，倾角83°。断裂面张开宽度不一，最宽处约一米多，同时也存在着燧石结核现象。
2.4 江苏六合国家地质公园
六合国家地质公园位于南京市六合区城南十公里处，是以火山群、石柱林群、雨花石层群及古冶炼－采矿场地质遗迹为特色的综合性地质公园。
园区玄武岩柱状节理发育，壮独特形成广布的的石柱林。柱子山石柱林高达40余米，形态规整，排列不论直立或斜倾均有序。该区石柱林是我国较早被引起重视和保护的地区，现为南京新四十景之一。马头山石柱林经采石揭露，石柱排列有序，错落有致，呈迷宫式石柱林。瓜埠山经采石揭露出独特形态的石柱，
从约70米山顶石柱呈放射状扇形直达地面，其顶部为岩决状火山渣，犹如霞光万丈直泻地面，在同类遗迹中尚未见及。
石柱本身是岩浆流动冷却过程中的产物，它指示着岩层产状、岩浆流动方向和记录岩流冷却过程的历史。
2.5江苏南京燕子矶公园
燕子矶位于南京市栖霞区观音门外，作为长江三大名矶之首，燕子矶有着“万里长江第一矶”的称号。康熙、乾隆二帝下江南时，均在此停留。乾隆在此书有“燕子矶”碑。岩山有12洞，为江水冲击而成，大多是悬崖绝壁。
燕子矶主要有三处值得关注的方面，分别是断裂带、岩洞以及河流阶地。
从燕子矶公园门口登山到燕子矶头观察白垩系，为浦口组地层。岩石成紫红色，厚块状砾岩为主，夹紫红色砂岩，粉砂岩。砾岩中砾石成分比较复杂，主要为石英，玛瑙，少量为周围地层中岩块。
燕子矶头东南方向可见长江三级阶地以及河漫滩地貌；北边可见八卦洲；在长江对岸亦可见长江三级阶地；西南边可以看到一系列陡崖，这是长江断裂造成的断层崖。沿江断层崖是沿江大断层作用而成的陡崖。此断层崖延伸较长。由于横向冲沟的切割，使断崖变成一系列断层三角面。
由于长江河流流向冲击，形成了碎屑沉积岩。在修建了三峡大坝后，拦住了一部分的碎石。
2.6 安徽马鞍山凹山铁矿
安徽马鞍山凹山采场是全国八大黑色冶金露天采矿场之一，也是华东地区最大的露天铁矿，素有马钢“粮仓”之称，位于马鞍山市区8公里处。
马钢南山凹山矿自1917 年开采, 1937——1945年被日本占领开采，1955年重新开采，至今己有90 年历史。凹山矿床是由一亿二千万年前濮黄“断裂火山带形成”。以铁，硫矿为主，属高温热液型矿床。矿体呈东北-西南走向。凹山铁矿属山坡和深凹复合型露天矿采场。场深部矿石含铁量较高，达到30%，工业类型属于混合贫磁铁矿，呈酸性。
了解了边坡岩土体工程地质性质后我们又观察到南山矿凹山采掘场采用选进的边坡开采技术，一层层开采面被有序剥离后形成梯台，运送矿石的铁路就直接铺设，即坡立法。
通过老师的讲解，我们知道了这里石化比较严重，岩石种类非常丰富。多年的开采使得这里的地质被破坏，因此现在矿石开采也已经接近了尾声。由于地质保护以及安全问题，我们没能走下矿坑去，近距离感受这个浩大的矿坑，但在顶部的围栏外依旧可以感受到凹山矿坑的雄伟浩瀚之气。
在围栏外，我们可以看到阶梯状地形上有些部分会增加支护措施，主要分两种，混凝土支护和砌石支护。主要作用是防止形成滑坡。
2.7南京地质博物馆
南京地质博物馆位于南京市珠江路700 号，是我国历史最悠久的自然科学博物馆之一，也是我国第一个以地质矿产为主要内容的专业博物馆，其前身是1913年成立于北京的工商部地质调查所矿产陈列室。
历经半个多世纪的发展，南京地质博物馆现已成为涵盖地学各个领域的综合性展馆，它以历史悠久、馆藏丰富而享誉海内外。南京地质博物馆由老馆和新馆组成。老馆为一幢具有德式风格的红色 3 层建筑物，占地面积约2500 平米。展出标本 1 万余件，设有《地学摇篮》、《中国石文化》、《矿产资源》、《地质环境》4 个展厅。
第三章专题分析
——喀斯特地貌的形成及保护宜兴善卷洞奇妙瑰丽的岩溶地貌在这次认识实习中给我留下了深刻的印象。那么喀斯特地貌究竟是如何形成的以及应该怎样对其进行保护呢？基于此我做了如下的专题分析：
1.喀斯特地貌的形成
1.1 岩溶的基本概念
岩溶，原称喀斯特。喀斯特原是南斯拉夫西北部沿海一带碳酸盐高原的地名，那里发育着各种碳酸盐地形。凡是以地下水位置、地表水为辅，以化学过程（溶解和沉淀）为主、机械过程（流水侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积）为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。
1.2 岩溶作用的基本条件
（1）岩石的可溶性
岩石的可溶性主要取决于岩石的成分和结构。从岩石成分来看，可溶性岩石基本上分为3类：碳酸盐类、硫酸盐类以及卤盐类。就溶解度而言，卤盐>硫酸盐>碳酸盐。但卤盐类和硫酸盐类岩石分布不广，岩体较小，而碳酸盐类岩石分布广，岩体大，因此发育在碳酸盐类中的岩溶较为普遍。
本次实习所到的善卷洞为石灰岩溶洞，属于碳酸盐类岩石。
（2）岩石的透水性
岩石的透水性取决于岩石的裂隙度和孔隙度，对可溶岩的透水性来说，前者较为重要。褶皱和断裂使岩石透水性加强，对岩溶发育具有一定的控制作用。
本次实习所到的善卷洞和灵谷洞中均能看到漏斗与竖井，这是由于背斜顶部有张裂隙，宽度较大，分布深，岩溶以漏斗和竖井等垂直型态为主。而相对于低洼的向斜轴部，下斜也有张裂隙，且易积水，多发育地下河，由于洞顶坍塌，又产生漏斗和落水洞。
（3）水的溶蚀力
纯水的溶蚀力微弱。只有当水中含有二氧化碳时才有较强的溶蚀作用，将碳酸钙溶解，把不能溶解de残余物留下或将炫悬浮状态带走。
本次实习所到之善卷洞的通道是由于流水的侵蚀作用所造成的。
2.喀斯特地貌的保护及岩溶问题的应对
目前，国内很多喀斯特地貌都开发成了旅游景区，供游客观赏。在促进当地旅游业发展、人文影响力的同时，也应该注重喀斯特地貌的保护工程，注重保护大自然的鬼斧神工。
溶岩地区的主要工程地质问题为地基稳定性以及塌陷问题、渗透和突水问题，应该采取科学的方法来解决地质问题。例如，对于岩溶突水的处理，原则上以疏导为主。对隧道中的岩溶水，可用水管引入隧道边沟或中心排水沟排除。水量过大时，可用平行导坑排水。
第四章实习心得与总结
通过三天的工程地质认识实习，我学习到了很多，例如如何通过观察岩石的色泽、外观来判断岩石类型；工程上为了防止地质灾害所利用的一些防护方法；大自然作用对地质地貌的影响等等。
这次实习让我认识到了理论和实践相结合的必要性。通过实地考察，能够使我们将书本中所习得的知识同际情况相结合，真正的做到学以致用。而且，实地考察还能让我们发现一些书上没有说明的问题，锻炼我们的思考能力。比如书上的褶皱、断层、节理等内容只是给了一些最简单的图让我们初步辨别，但实际情况远没有图例上那么简单，断层和褶皱相互生成的情况等等都需要我们结合两者的知识来分析，这样也能让我们对书上的知识更好的运用。
同时，通过对凹山百年矿脉以及阳山碑材景区的参观，我不由感慨人类在大自然鬼斧神工的造物面前竟也有如此大的力量。这更警示了我们路桥专业的学子未来在进行工程改造时，需时时刻刻谨记大自然的脆弱、考虑人类活动对自然的影响。
这次难忘的经历增进了同学老师之间的交流和了解，也增进了班级的凝聚力，在外能够互相帮助。在学习知识的同时，还能和大家一起度过美好的时光。老师的细心讲解也使我们见识大涨，对实际问题得到专业的了解。
总之，很开心能有这次实习的机会！