工程地质实习报告

工程地质学是研究地质环境对在其上进行的工程项目的影响的一门学科，具体来说就是研究分析工程所在地的地层环境，分析和预测在自然条件和工程建筑活动中可能发生的各种地质作用和工程地质问题，例如：地震、滑坡、泥石流，以及诱发地震、地基沉陷的变形，因破坏、开采地下水引起的大面积地面沉降、地下采矿引起的地表塌陷，及其发生的条件、过程、规模和机制，评价它们对工程建设和地质环境造成的危害程度，研究防治不良地质作用的有效措施，以保证工程的质量与安全性。这样的一门学科不仅要求我们认真了解课本知识，更需要到实际的环境中观察比对，把课本讲的和实际看到遇到的相联系起来，本次实习就是本着这样的目的进行的。
一、实习时间：2010年10月12日--2010年10月13日
二、实习地点：天津蓟县国家地质公园
             土木学院楼地质实验室
三、实习任务：室内部分和室外部分，室内部分是到实验室观察岩石和矿物标本，室外部分则是到蓟县国家地质公园观察岩体的构造。
室内部分：
室内实习的实验室是在学院楼，我们之前到是不知道学院楼还有一个这样的实验室。实验室中有六张台子，分两组，分别展示矿物和岩石标本，这些标本都是分类整齐码放在盒子里，并标号，再在目录表上对应标号写出各自的名称。
我们这组先观察了岩石标本，这些岩石标本又按照岩浆岩、沉积岩、变质岩分类，同时不同种的岩石因形成方式的不同，具有自己特有的化学组成和物理特性，这也是我们在野外辨别岩石种类的基本依据，方法简单有效。
一、岩浆岩，又叫火成岩，是地球内部岩浆上涌，到达地表浅层或喷出地表后冷凝形成的，未达到地表的岩浆冷凝而成的岩石叫侵入岩，深成侵入岩颗粒较粗，浅成侵入岩颗粒细小或大小不均，喷出岩是在岩浆喷出地表的条件下形成，温度低，冷却快，常成玻璃质、半晶质或隐晶质结构，具有气孔、流纹等构造等。由于岩浆充满与地球内部，所以这种岩石是地球上储量最多的岩石。岩浆岩的主要成分是SiO2,平均含量超过一半，根据这种氧化物含量的不同，岩浆岩又可细分为超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩，SiO2含量一次增加，密度依次减小，颜色由深到浅。岩浆岩在观察时先看岩石的颜色，辨别出属以上四种分类里的那一种，并回想此种分类包含的具体岩石种类，然后观察其结构和构造，把岩石与名称对应上。我观察的两种岩浆岩内容如下：
1．斑状花岗岩，产地浙江德清，属于酸性岩，颜色较浅，为肉红色，长期暴露面因氧化作用则为砖红色，斑状结构，斑晶为黑色和白色，是长石和石英，块状构造。斑状花岗岩与花岗岩不同之处在于斑状花岗岩含有隐晶质或玻璃质的石基，这种结构是浅成岩或喷出岩的特征，而花岗岩是深成岩。
2．石英正长岩，这种岩石属于中性岩，颜色也较浅，为肉红色，全晶质等粒结构，晶粒大小均匀，为深成岩的显著特征，块状构造，长期暴露面因氧化作用颜色会加深，硬度较大，在肉红色岩体间还有少量白色黑色晶粒，可能为黑云母和角闪石成分。
二、沉积岩，是地表环境中先前存在的岩石（岩浆岩、变质岩和早已形成的沉积岩）经物理、化学和生物风化作用形成的物质，与有机物质和火山作用产生物质经搬运、沉积和成岩等地质作用形成的岩石。沉积岩是地壳表面分布最广的一种岩石，常见的沉积岩有碎屑岩类、粘土岩类、化学及生物化学岩类，在辨别沉积岩时先看其结构，再看构造和颜色。沉积岩的结构是指各个组成部分的形态特点、填充程度、结晶程度等，一般分为碎屑结构、泥质结构、结晶结构和生物结构；沉积岩的构造是指其组成部分的空间分布及其相互间的排列关系，常见的有层理构造、块状构造、鲕状构造、层面构造、生物成因构造，化石就是生物成因构造的一种，沉积岩的层理构造、波痕、泥裂、雨痕和化石是沉积岩在构造上区别于岩浆岩的重要特征。我观察的两种沉积岩内容如下：
1．高岭石粘土岩，产地江苏苏州，属粘土岩类，泥质结构，表面均匀细腻，块状构造，新露出的表面呈白色，时间长了则发生氧化作用变成淡黄色，硬度很小，指甲划过即留下划痕，有细腻的粉末掉落。这种岩石是典型的粘土岩类，可塑性小，强度低，不适于工程建造。
2．石灰质白云岩，产地浙江余杭，属化学及生物化学岩类，结晶结构，块状构造，表面晶粒明显，颜色为渐变的灰色，部分为白色，硬度较大，强度也大，含杂质（泥土、生物遗骸等）明显，杂质部分颜色不定导致岩石颜色多变。纯质白云岩为白色，杂质对其颜色有显著影响，性质与石灰岩类似，是一种良好的建筑材料。
三、变质岩，是地壳内部原有岩石（岩浆岩、沉积岩和变质岩），由于受到高温高压及化学成分加入的影响，改变原来的矿物成分、结构和构造，形成新的岩石。引起变质作用的主要原因是高温、高压和新的化学成分的加入，根据变质作用的地质因素和变质作用因素，变质作用可分为接触变质作用、区域变质作用、混合岩化作用、动力变质作用。变质岩在观察时是先看构造，再看结构和颜色，变质岩几乎都具有结晶结构，但按变质程度不同可分为变余结构、变晶结构、交代结构和碎裂结构；变质岩的构造是识别变质岩的重要标志，分为片理构造（包括板状构造、千枚状构造、片状构造、眼球状构造和片麻状构造）、块状构造、条带状构造、斑点构造，其中板状、千枚状、片状、片麻状等层理构造是变质岩所特有的，是识别变质岩的显著标志。常见的变质岩有：混合岩、片麻岩、片岩、千枚岩、板岩、大理岩、石英岩、蛇纹岩、碎裂岩和糜棱岩。我观察的两种变质岩内容如下：
1．粗结晶大理石，产地浙江长兴，构造为块状中的糖粒状，结晶结构，晶粒较大，可达1mm以上，颜色为不纯净的白色，硬度较大，切割面十分平整，并可显现出内部结晶结构，形成天然的花纹。大理岩多由石灰岩或白云岩经重结晶变质形成，常因含其他带色杂质而呈现出美丽花纹，强度中等，易于开采加工，通常用作建筑装饰材料。
2．石英岩，产地浙江临安，块状构造，等粒结晶结构，结晶致密，主体呈灰色，含杂质明显，表面有白色、黄色、绿色斑点，硬度大。石英强度很高，抗风化能力强，是良好的建筑材料。
在观察完岩石标本后，我们又观察了矿物标本。造岩矿物是形成岩石的基础，岩石之所以表现出一定的结构 、构造和颜色，就在于造岩矿物的不同。矿物是指具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。矿物的鉴定由它的形态和物理性质为依据，它的形态由其成分和生长环境决定，它的物理性质由其化学成分和内部构造决定，观察时，观察的内容包括：矿物的颜色、光泽、硬度、解理和端口。
矿物的颜色是指新鲜表面的颜色，由成色原因的不同，分为自色（矿物固有颜色）、他色（杂质所带颜色）、假色（矿物内部的裂隙或表面氧化膜引起的）；光泽是矿物表面呈现的光亮程度，按强弱分为金属光泽、半金属光泽、非金属光泽，造岩矿物的光泽多属非金属光泽，又包括：金刚光泽、玻璃光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、土状光泽；矿物的硬度是指矿物抵抗外力刻画的能力，在非专业环境下，我们可以用手边方便的东西（如指甲、小刀）对矿物进行刻画，相对比较出矿物的强度；解理和断口是相联系的概念，解理是指矿物受力时沿一定方向裂成光滑平面，分为极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理，当解理不完全时，受力破损的断面不平滑，即为断口，又包括贝壳状断口、锯齿参差状断口、纤维状及鳞片状断口、土状断口。下面为我观察的六种矿物：
1．石英，白色矿物，半透明或不透明的晶体硬度较大，内部有不均匀的裂痕和纹理，玻璃状光泽，无解理，矿物边缘参差不齐，有棱角，为贝壳状断口，形状为块状。
2．高岭石，白色矿物，硬度小，指甲划过即可留下划痕，土状光泽，一向完全解理，致密的块状结构，易捏碎成粉末，有细腻感，它所形成的岩石不宜作为建筑材料。
3．白云母，浅灰色矿物，硬度小，指甲用力划过即可留下划痕，片状结构，我观察的标本为不到1mm厚的薄片，质翠，用手即可撕裂，玻璃光泽到丝绢光泽，一向完全解理。  白云母是分布很广而且很常见的造岩矿物，亦为花岗岩中的主要矿物。
4．橄榄石，青色矿物，透明，硬度较大，具脆性，玻璃光泽，无解理，贝壳状断口，不规则粒状。
5．普通辉石，黑灰色矿物，硬度较大，玻璃光泽，粒状，二向完全解理。
6．角闪石，黑色矿物，硬度较大，柱状构造，玻璃光泽，解理完全，断口不整齐，易碎。
以上就是室内部分实习我学到的内容，从中我认识了许多种类的矿物和岩石，以及它们的颜色、结构、构造等物理性质，同时我还了解到了怎样在野外大致分辨所遇到的岩石种类的方法，这些都是我在课堂上无法完全掌握的知识，说明了这门学科课堂与实践相结合的重要性。
室外部分：
室外实习我们来到的是天津蓟县国家地质公园，在此次实习之前，我曾经来过蓟县旅游，也攀登过盘山，当时对这里的印象仅是植被富饶，环境清幽，四周的山上都植有松树，山脚则是各种果树，山体绵延。这次老师带领我们来这里实习又让我见识到了它充满历史气息和文化内涵的一面。
蓟县国家地质公园包括中上元古界地质自然保护区、八仙山石英岩峰林峡谷景区、九山顶石英砂岩峰林景区、黄崖关断崖地貌景区、盘山花岗岩地貌景区、九龙山碳酸盐岩峰丛景区、府君山地质构造遗迹景区，这七个景区分布离散，占地面积相当大，并且各有特色，可以称得上是地址研究的乐园了。
我们第一站参观了中上元古界地质自然保护区，“中上元古界”是保存最完好，地质科考价值最高的一处，是国家级自然保护区，主要保护对象为中上元古界标准剖面。根据地质发展史以及重大的构造变动情况，把地球形成后的46亿年共分为五个大的地质阶段，按照由老到新的顺序依次为：“太古代、元古代、古生代、中生代和新生代”。而这里“中上元古界”所指的，是形成于距今18亿～8亿年间的地层，它属于地质历史中的第二个阶段，即“元古代中晚时期”形成的地质地层，故称为“中上元古界”。 中上元古界地质自然保护区在中国地质研究上具有重要地位，它以岩层齐全、出露连续、保存完好、质地清楚、构造简单、变质极浅和古生物化石丰富著称，被确定为中国中上元古界的标准剖面。
由于时间和精力有限，我们并没有全参观完，只参观了中上元古界地质自然保护区中高于庄组—大红峪—团山子组。高于庄组属中元古代长城系顶部，分布于中国冀北一带，最初命名地点在河北蓟县高于庄，故名，主要为灰色、黑色白云岩.，高于庄组底部有一层石英状砂岩，层面有波痕，砂岩之下为大红峪含锥层叠石白云岩，其锥顶被切，表示曾受到侵蚀作用，即代表一次沉积间断，距今18亿年。大红峪组又称“大虹峪组”， 属长城系中部，分布于冀北一带，最初命名地点在河北蓟县大虹峪，故名。该组为浅海相沉积，中、下部以石英岩状砂岩为主，上部为白云岩，与下伏团山子组呈连续沉积，以发育碎屑岩为特色，在边缘地带则见其直接超覆于太古界之上，含有叠层石如库什叠层石锥叠层石和微古植物，如糙面球形藻等。岩石组合以含铁白云岩、粉砂质微晶白云岩为主，其次为灰黄色砂岩和少量绿色粉砂质页岩,可分三段:一段以深灰色铁白云岩及粉砂质菱铁矿白云岩为主;二段上部为深灰色中—巨厚层白云岩、含砂微晶白云岩，时见交错层、波痕,下部为灰黄色钙质细砂岩或粉砂岩和深灰色泥砂质白云岩薄层互层，钙质粉砂岩底面常见冲刷模，有时见泥裂和岩盐假晶;三段紫色板层状砂质微晶白云岩，夹灰黄色砂岩和绿色粉砂质页岩，层面可见干裂、波痕和岩盐假晶。
此外，我们还观察了众多地址构造和现象，包括：瘤状构造、叠层岩、藻席及藻屑、波痕、泥裂、气孔构造和杏仁构造等。
瘤状构造是岩体内部的瑕疵，它不与周围岩体保持一致，而导致岩体构造上的不完整或强度上的薄弱，瘤状构造颜色较不同，与周围石层比很分明，例如页岩中的瘤状构造厚度较小，一掰就碎，因此在进行工程建设时要注意岩体是否有瘤状构造，在这些岩体中，瘤状构造越厚愈好。
叠层石是藻类繁衍生息形成的生物遗迹岩石，它呈叠层状的生物沉积构造，因纵剖面呈向上凸起的弧形或锥形叠层状，如扣放的一叠碗，故名。天津蓟县是我国最著名的叠层石产地，甚至整座山都是叠层石。叠层石不仅在形态特征上，而且在组成成分、内部构成、所含化石、围岩性质等方面，都能为人类认识自然提供十分重要的信息和依据。
藻席及藻屑是在碳酸岩地质中常见的能反映生物有机物的藻架结构或藻席结构，它们通常由亮暗纹交叠而成，如早期被硅化，还可保存藻丝体化石，它们通常呈纹层状碳酸盐岩，这种藻架结构的沉积物若遭冲刷而再沉积，则成藻屑。
波痕是当经过沙层表面的水流或风力达到一定速度时，或在水波浪的震荡下，颗粒发生移动，可在沙层表面出现波状起伏的痕迹，即为波痕，又分为风成波痕、水成波痕和浪成波痕。
泥裂，粘土沉积物表面，由于失水收缩而形成不规则的多边形裂缝，这些裂缝被后来的沉积物充填且保留下来，即为泥裂，可用它来判断岩层是否发生倒转。
气孔构造和杏仁构造是岩浆岩凝固时，挥发性气体未及时析出而在岩石中形成的孔洞，这些孔洞未被填充的即为气孔构造，被其他矿物填充的就是杏仁构造。
接下来我们又去了府君山地质构造遗迹景区，景区构造十分复杂，主要断层为蓟县逆掩断层，断层面舒缓波状，将雾迷山组（12亿年）推覆至府君山组（5.6亿年）地层之上，形成飞来峰和构造窗。在府君山景区山顶和部分山坡凸出的地方均是雾迷山组条带状白云岩，周围被断层所圈闭，这是府君山组地质构造的最大特点。
在这次实习中，老师给我们进行的详细举例说明，增强了我们的实践能力，并且这些都加深了我们对书本上老师所讲内容的认识，对三大类岩石有了一个感性的认识，我体会到，如果将我们在大学里所学的知识与更多的实践结合在一起，使一个本科生具备较强的处理实务的能力与比较系统的专业知识，这才是我们实习的真正目的。