地质实习指导书 水资源、农水、水工专业用 土木专业参考使用 严宝文马耀光 刘俊民 西北农林科技大学水利与建筑工程学院 2012年2月
第一部分概述 一、实习目的 完成《工程地质与水文地质》课程教学野外实践环节，使学生将课堂 所学与野外具体实际结合，从理性和感性两方面建立地质学的概念与观点， 学握基本的地质学野外工作内容和工作程序，培养动手能力，增强集体合作 意识，为将来的工作实践打下基础。 二、实习内容 主要包括常见矿物、岩石的野外鉴别，地质构造的野外认识和构造现 象的分析，黄土岩性与黄土地貌、流水地貌现象的认识与分析，风化作用、 滑坡、地形与地貌发育规律等地质作用与地质现象，实际训练地质罗盘的使 用等，不同实习地点的观察学习内容各有侧重。 三、实习地点 经长期的教学实践积累，目前符合课程教学要求的实习地点包括：泾 阳县张家山泾惠 渠首工程处，口镇 治峪河口，西安市 临潼区霸山冷水 沟、牡丹沟和风王 33 沟，陕西省蓝田县 辋川凌云洞、锡水 洞。重点为骊山实 习点。 四、实习路线 两条，可依 图1实习点交通位置图 据内容要求、学生 人数、交通条件选 择其一。 1.学校→张家山一→口镇一→临潼→学校 2.学校一辋川→临潼一学校 五、实习时间 实习安排在课程内容全部或大部结束之后进行，实习总时间为一周
六、实习成绩评定 依据野外表现和实习报告成绩综合评定，以实习报告成绩为主。 第二部分罗盘的使用 地质罗盘仪也叫袖珍经纬仪，它是野外地质工作者必须掌握的工具， 可用来辨别方向，确定观察点的位置，测定岩层和一切构造面的产状，测量 地形的坡度，同时用皮尺配合还可以测制地质剖面图，简易地形图等。这里 就先了解一下地质罗盘仪的结构，熟练学握其基本的使用方法。 一、地质罗盘仪的结构 地质罗盘仪和普通指南针一样，是根据地球的地磁极指向南北的原理 制成的。式样很多，有 近似圆形的，也有方形 的等，但结构大同小异， 有铜、铝质或其它非磁 性合金制成的盒子外 壳，内装有测定方向的 构件和测斜器。 图2地质罗盘仪的结构图 1.测定方向的构 1.小测望标2.反光镜3.磁针制动器1圆水准器 件：有磁针、磁针制动 5长测望标6.短照准合页7.磁针8.长水准器 器、水平度盘、圆水准 9.测斜仪10.水半度盘11.度盘罗旋 2.垂直度盘 器和瞄准器组成。见图2所示。 磁针：是罗盘定向的最主要部件，安装在底盘中央的顶针上，进行测 量时放松磁针制动器螺丝，使磁针自由摆动，最后静止时磁针的指向就是磁 针子午线方向。不用时必须立即旋紧制动螺丝，将磁针拾起压在盖玻璃上， 避免磁针帽与顶针尖的碰撞，以保护顶针尖，延长罗盘使用时间，这点要特 别注意。由于我国位于北半球，磁针两端受磁力不等，使磁针失去平衡，为 了使磁针保持平衡，常在磁针南端绕上几圈铜丝。用此也便于区分磁针的南 北两端。 水平度盘：刻度有两种表示方法，一种是以底盘的北(N)端为0°， 反时针方向连续刻至360°，而180°、90°和270°分别为S、E和W。用
这种方法刻记的罗盘称方位角罗盘仪：另一种是角限角表示方法，是以底盘 的北(N)、南(S)端各为0°，分别向东(E)、西(W)端刻至90°，这种 方法刻记的罗盘称作象限角罗盘仪。水平度盘上刻着的东、西标记与实际的 东、西相反，是为了便于测量能直接读得所求的数。 圆水准器：固定在底盘上，使用时圆水泡居中，说明罗盘放置水平了。 瞄准器：包括长测望标、短照准合页、小测望标、反光镜（中间有平 分线，下部有透明小孔)，作瞄准被测地物之用。 2.测斜器：有测斜仪（悬锥）、长水准器、垂直度盘组成，是用来测定 岩层和一切构造面的倾角和地形坡角之用。 测斜仪：悬挂在磁针轴下方，通过底盘处的板手可使测斜仪转动，测 斜仪中央尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。 长水准器：固定在测斜仪上，其水泡是观察测斜仪是否水平的依据 垂直度盘：用来读倾角和坡角的角度，以E或W位置为0°，S和N分 别为90° 二、地质罗盘仪的使用 1,测定方向：松制动器，手托罗盘，将其反光镜紧贴自己的腹部，长 测望标竖起朝向前方（图3）。使被测目标、长测标尖、反光镜平分线在同 一直线上（图4），放平罗盘，圆水准居中，读磁北针所指度数，即为被测 目标的方位角（当指针一时静止不了，可读磁针摆幅的平分处度数）。 图3手持罗盘测方向图示 图4测量方向示意图 假若，被测目标位于观测者较低位置（俯角大于15°），这时将罗盘举 到胸前，长测望标靠近自己，面对反光镜，使被测目标通过反光镜上透视孔 中的平分线，经长测望标尖小孔和眼构成一直线（图5），放平罗盘，读出 磁针南极所指的度数（因用罗盘瞄准测物时南北两端与前者正好颠倒），即 为被测目标的方位角。 3
之-0- 长测试 反光 标小孔 被测目标 图5被测目标位于观测者视平线下方时测量方向示意图 为了避免时而读指北针，时而读指南针，产生混淆，故应记住长测望 标指向所求方向恒读指北针，反之读指南针。亦可先用罗盘定向，再观察待 测方向，先知道该方向的大体方位角度范围，量测后再读落入该范围内的磁 针的准确指向。 2.测定岩层和一切构造面的产状要素：测走向时，将罗盘的长边（即S, N边)与层面紧贴，见图6所示，放平，圆水准气泡居中后，北针或南针所 指的度数即为岩层的走向。如岩层的走向为60°或240°，二者相差180°。 测倾向时，用罗盘的北端指者层面的倾斜方向（图6），使罗盘的短边 (即E、W边)与层面贴紧，放平，北针所指的度数即为所求的倾向。倾向 仅有一个指向，只能用一个数值表示。假若在岩层顶面上进行测量有闲难， 也可以在岩层底面上测量，仍用长测望标指向中岩层倾斜方向，罗盘北端紧 靠底面，读指北针即可。假若测量底面时读指北针受障碍，则用罗盘南端紧 靠岩层底面，读指$针亦可。 测倾角时，将罗盘竖起，以其长边贴紧层面，见图6所示并与走向线 相垂直，用中指拨动罗盘底部之活动板手，使长水准器中的水泡居中，读测 斜仪中所指最大读数，即为岩层之真倾角。倾角的变化界于0°-90°之间， 如一岩层的倾角为35” 在野外测定产状要素，往往只要测量岩层和一切构造面的倾向和倾角， 并记录下来。记录的格式：若岩层的产状为150°∠35°，前者表示倾向， 后者表示岩层的倾角。由于走向和倾向相关90°，倾向加或减90°即为走 向，上述岩层的走向是60°或240°两个数值。这也是为什么一般不记录走 向的原因。只有当岩层倾角近于直立时才记录走向。 野外测量岩层产状时，必须在岩层露头上测量，不能在滚石上测量， 因此要区分露头和滚石。区分露头和滚石，主要是靠多观察和追索，并善于 判断。另外，如果岩层面凹凸不平，可把记录本放在岩层面上，当作层面以
便进行测量。 在野外测得的产状要素要标注在图件相应位置上。产状符号一般用“上 35°”表示，长线表示走向，与长线相垂直的短线表示倾向，数字代表倾角。 3.坡度角的测量：坡角有两种：一种是向上测的仰角，记录时用“+” 号表示在度数前（如+15°）：另一种是向下的俯角，记录时在度数前加“_ 号（如25°）。仰角和俯角的测量方法相同，先将罗盘横竖，用左手握紧， 使反光镜面对自己，长测望标拉直，并将短照准合页与长测望标相垂直，被 测目标（被测目标离地面的距离要与罗盘仪离地面的距离相一致）通过反光 镜透视孔中心线，与长测望标尖小孔成一直线（图？）后，用右手调正测斜 仪的长水准气泡居中，在测斜仪上读出度数，即为被测目标的坡度角 图6岩层的产状要素及其测量方法 技测日标 、、成光镜诚槐孔 7坡角测量示意图 第三部分实习点地质现象 一、陕西泾阳县张家山泾惠渠首 1.概况 -5
泾惠渠是关中八大水利工程之一，其渠首工程位于泾阳县西北张家山， 此地主要出露∈石灰岩、砂页岩，0薄层石灰岩以及Q砂砾岩上覆黄土溥层， 此地构造情况复杂，有较典型的不整合面，小型断层岩层等现象，并可见到 溶洞、泉水、小型河流阶地、侵蚀河谷、深切河谷等地貌现象。 渠首工程历史可追潮到战国时期（约2400年前）的郑国渠，此后由于 河流溯源侵蚀，宋、元、 清时渠首位置不断上移。 现在的渠首工程建于1931 年，由我国著名水利专家 李仪祉先生设计督建，并 以泾惠渠定名。目前该 一泾河 程仍可提供有效灌溉面积 泾惠张 百余万亩。 2.地质现象 ZHOO1 图8张家山泾河出山口示意 点位：引水渠退水闸 门处 点性：河流阶地，河谷地貌，山区、平原交接地貌 ZH002 点位：沿河床东侧渠岸北行约200m处 点性：∈、0石灰岩、砂页岩，Q半固结砾岩、不整合面、泉水 ZH003 点位：距ZHO02点北约400m处渠侧 点性：鲕状石 灰岩，0石灰岩中的 340° 小型浴洞 鲡状石灰岩反 映滨海相动荡水体 0 沉积环境，多层溶洞 62一不整0面 反映山体的多期次 上升 ZH004 图9∈、0、Q岩层交接关系示意图 6
点位：张家山泾惠渠首坝后 点性：筛珠洞泉水、断层及坝肩岩石 渠道大坝为混凝土重力坝上设闸门，大坝左肩设电站，尾水进入渠道。 坝体高约0米，座落在奥陶纪中一薄层石灰岩层上，石灰岩呈褐红色，显 见有铁、泥质浸染，坝后约30米右岸可见一断层通过，走向大致北东东， 有断层三角面出露，筛珠洞泉水就由断层内涌出（图11）。 350 /320426 图10泾惠渠首坝址地质剖面图 图11筛珠洞泉水及断层(+所指为断层面) 二、泾阳口镇冶峪河口 泾阳县口镇位于泾阳县城西北约20km,地形上属于嵯峨山山前冲洪积 扇，为泾阳一淳化两县交界处。 实习点位于鄂尔多斯地块的南缘，汾渭地堑北缘的渭北隆起带（图 11')。地貌上属于渭河盆地北缘泾阳县与淳化县交界的嗟峨山。该区褶皱、 断裂发育，构造形态多种多样，是研究渭河地堑及其北缘渭北隆起带构造特 征及形成过程的良好区段，长期以来受到教学、科研、生产单位的普遍关注， 是实施野外教学、训练分析问题的基本能力、培养学生主动思维的良好实验 室。 -7
N 秦龄汾渭地堑鄂尔多斯地块 实习区位置 图11” 口镇地区构造特征图 此点出露∈、0纪浅变质灰岩、砂岩、不整合面以上则为中生代砂岩 煤页岩、页岩交互出露，显示海陆交互沉积特征。 此地∈、0地层产状混乱，与其上部覆压的中生代地层（近水平）明显 不同，究其原因，乃是有一走向北东东一南西西的断层破碎带存在的缘故 此破碎带属褶皱过程中同期纵向断层切割而成，主要可见两条明显破裂面， 一条位于山口地带，属正断层，倾向南南东，位于褶皱带南翼，属汾渭地垫， 渭河阶梯状断层的一部分（图13），依通过地区称为口镇一马关断层。 另一条位于山口以内南南西约100m处，据两盘牵引褶皱判断，仍属逆 冲断层，亦有平整破裂面，倾向南南西，属裙皱北翼产物。 320° 图12口镇冶峪河口地质剖面图
图13口镇治峪河口断层面及断层带内小褶皱地质图 三、临潼骊山 (一)区域地质概况 1.地貌 骊山位于东西走向的太华山脉北部，海拔1302m。 (1)山前波状起伏平原：属渭河谷地范围，与骊山截然分界（骊山北 麓高角度正新层(N80°E)由源自骊山的河谷洪积而成。华清池至县城为 扇间凹槽。痴山山麓早期洪积扇被水流切割堆积形成洪积扇的迭置，骊山北 望可见洪积扇叠置现象。 (2)山岭一台塬区 可进一步分为山岭区（低山区）和台塬区，分界为马坪沟至老母殿村 正断层及由老母殿村至牡丹沟口一线。 1)山岭区：震旦系石英岩系、正片麻岩、片麻状花岗岩、黑云母二长 片麻岩及基性侵入岩为基底，上覆黄土。 沟谷深切呈V字形，急流瀑布发育，分水岭脊薄，分布片麻状花岗岩。 北部，石英岩被不同走向断层切割呈断块山和半园弧形崖面（老君殿 西侧崖口、牡丹沟口、兵谏亭西侧均可见) 地堑构造：各断层形成地貌上为槽形凹地（老母殿旁槽形凹地）水系 流向西北与流径之断层成正交，临近沟口急转，南北向注入滑河。 2)台源区 属白垩及第三系红色岩系与黄土分布地带 -9