地質(zhì)實(shí)習(xí)報(bào)告李超

1、地質(zhì)實(shí)習(xí)報(bào)告指導(dǎo)教師：朱濟(jì)祥茅以升一班李超3007205119第一章 概述21.1 實(shí)習(xí)目的和要求21.2 實(shí)習(xí)時(shí)間安排21.3 實(shí)習(xí)地點(diǎn)自然地理?xiàng)l件3第二章 實(shí)習(xí)地區(qū)地質(zhì)概況52.1 概況52.2 區(qū)域地層62.3 地質(zhì)構(gòu)造18第三章 巖溶現(xiàn)象283.1 巖溶現(xiàn)象的特征283.2 巖溶發(fā)育的規(guī)律303.3 巖溶現(xiàn)象對(duì)工程的影響31第四章 邊坡巖體穩(wěn)定問(wèn)題324.1 邊坡的變形破壞類(lèi)型324.2 影響邊坡穩(wěn)定的因素354.3 邊坡加固處理措施36第五章 隧洞巖體穩(wěn)定問(wèn)題385.1 影響洞室?guī)r體穩(wěn)定的因素385.2 隧洞圍巖穩(wěn)定與支護(hù)措施41第六章 實(shí)習(xí)感想44附錄 附圖第一章 概述1.1 實(shí)習(xí)

2、目的和要求 1. 實(shí)習(xí)目的工程地質(zhì)野外教學(xué)實(shí)習(xí)是本課程教學(xué)實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)，目的在于鞏固和加深理解在課堂所學(xué)的理論知識(shí)，使理論與實(shí)踐緊密相結(jié)合，提高教學(xué)效果；學(xué)會(huì)野外觀察地質(zhì)現(xiàn)象和分析評(píng)價(jià)工程地質(zhì)問(wèn)題的初步能力，為今后學(xué)習(xí)、工作中使用分析地質(zhì)資料打好基礎(chǔ)。 2. 實(shí)習(xí)要求 在教師指導(dǎo)下，逐漸學(xué)會(huì)野外地質(zhì)勘測(cè)的基本知識(shí)和方法，如地質(zhì)羅盤(pán)儀的使用，巖層產(chǎn)狀的測(cè)定，地質(zhì)點(diǎn)的工作內(nèi)容，地質(zhì)路線的觀測(cè)，地質(zhì)剖面的測(cè)繪及節(jié)理的測(cè)量與統(tǒng)計(jì)方法等。 仔細(xì)觀察與認(rèn)識(shí)不同時(shí)代地層的主要巖石性質(zhì)，地質(zhì)構(gòu)造特征，地下水及物理地質(zhì)現(xiàn)象，達(dá)到初步具有觀察和分析野外地質(zhì)現(xiàn)象的能力。 對(duì)實(shí)習(xí)地區(qū)的地質(zhì)條件及工程地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行初步

3、歸納、分析，并結(jié)合水工建筑物、港工建筑物、工業(yè)民用建筑物以及道路和橋梁工程等，進(jìn)行穩(wěn)定和滲漏等方面的工程地質(zhì)條件初步評(píng)價(jià)。 認(rèn)真并按時(shí)完成所規(guī)定實(shí)習(xí)內(nèi)容，根據(jù)野外觀察實(shí)測(cè)資料、記錄、標(biāo)本及作業(yè)等，實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)編寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告和繪制基本圖件，以利于鞏固實(shí)習(xí)效果和提高獨(dú)立思考能力。 實(shí)習(xí)時(shí)間安排本次實(shí)習(xí)的時(shí)間為2009年7月14日至18日，歷時(shí)五天。14日下午是野溪采石場(chǎng)陳家壩壩址路線，主要進(jìn)行了參觀露天開(kāi)采工程，觀察開(kāi)挖邊坡；觀察O2與C2假整合面，理解其地質(zhì)演變過(guò)程；繪制永定河谷的階地發(fā)育情況。15日上午是下葦?shù)閾?dān)禮隧道路線，主要進(jìn)行了震旦系、寒武系以及奧陶系地層特征的觀察；深成和淺成侵入巖體的特征

4、；殘積物、沖擊物、洪積物、坡積物的特征；緊密小褶皺、小斷層的特點(diǎn)及其成因分析；花崗閃長(zhǎng)巖的風(fēng)華現(xiàn)象，練習(xí)確定風(fēng)化程度分帶；層理、節(jié)理、斷層、卸荷裂隙的特征及對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響。巖層接觸關(guān)系：整合、假整合及侵入接觸。16日上午是仙人洞三家店村北口路線，進(jìn)行了侏羅系、二疊系、石炭系及奧陶系地層特征，注意陸相沉積的特征；觀察分析斷層破碎帶的特征；觀察分析隧洞圍巖失穩(wěn)破壞現(xiàn)象及影響因素；觀察巖溶現(xiàn)象；沿觀察線路做地質(zhì)剖面圖。17日下午是斜河澗野溪三家店水庫(kù)右岸路線，主要進(jìn)行了對(duì)龍鳳嶺的山坡垂直綠化以及地質(zhì)剖面圖的繪制，斜河澗車(chē)站東側(cè)隧洞圍巖穩(wěn)定性問(wèn)題，觀察噴錨支護(hù)措施。18日上午進(jìn)行了對(duì)曹家溝火車(chē)路塹巖

5、層產(chǎn)狀的測(cè)量，畫(huà)地質(zhì)剖面圖和產(chǎn)狀玫瑰圖。 實(shí)習(xí)地點(diǎn)自然地理?xiàng)l件 門(mén)頭溝區(qū)位于北京城區(qū)正西偏南，東經(jīng)115度2500至116度1007，北緯39度4834至40度1037之間。東西長(zhǎng)約62公里，南北寬約34公里，總面積1455平方公里。其東部與海淀區(qū)、石景山區(qū)為鄰，南部與房山區(qū)、豐臺(tái)區(qū)相連，西部與河北省琢鹿縣、淶水縣交界，北部與昌平區(qū)、河北省懷來(lái)縣接壤。屬太行山余脈，地勢(shì)險(xiǎn)要“東望都邑，西走塞上而通大漠”，自古為兵家必爭(zhēng)之地。全區(qū)東西長(zhǎng)約62公里，南北長(zhǎng)約34公里。總面積1455平方公里。地處華北平原向蒙古高原過(guò)渡的山地地帶。全區(qū)以山地為主，地勢(shì)由西北向東南傾斜。西部山區(qū)是北京西山的核心部分，山

6、形挺拔高峻、險(xiǎn)峰疊嶂。境內(nèi)有北京市的最高峰東靈山，海拔2303米；次高峰百花山，海拔1990米。境內(nèi)的主要河流是永定河及其支流清水河，屬于海河水系。門(mén)頭溝區(qū)是集自然風(fēng)光、文物古跡、古老民風(fēng)為一體的經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)。以家庭經(jīng)營(yíng)為基礎(chǔ)，以社會(huì)化服務(wù)為保障，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展。千畝杏扁、核桃、香椿、板栗、玫瑰花等10大名特果品基地已形成規(guī)模，絨山羊、蘭狐、珍珠雞等特種養(yǎng)殖呈現(xiàn)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)盡。到1997年，門(mén)頭溝境內(nèi)公路總長(zhǎng)達(dá)648公里，是建國(guó)初期的81倍。其中有國(guó)道2條，市道6條，鄉(xiāng)村公路74條，另有永久性公路橋92座。5條公共汽車(chē)線路在境內(nèi)開(kāi)通。形成了以門(mén)城地區(qū)為中心，向四周輻射，鄉(xiāng)鄉(xiāng)通柏油路，村村通公路的

7、暢通無(wú)阻的公路交通網(wǎng)絡(luò)。第二章 實(shí)習(xí)地區(qū)地質(zhì)概況2.1 概況 實(shí)習(xí)地區(qū)位于北京市西北部的門(mén)頭溝區(qū)三家店一帶與官?gòu)d水庫(kù)地區(qū)，是屬于北京西山的一部分，為永定河中游的峽谷地段；永定河自懷來(lái)盆地東南方向從官?gòu)d起進(jìn)入峽谷至三家店帶出口折向南流人華北平原。永定河為華北五大水系之一，上游為桑干河、洋河、媯水河。在官?gòu)d附近匯合為永定河，官?gòu)d水庫(kù)主要是利用了官?gòu)d山峽的峽谷口，修建攔河壩及水電站；懷來(lái)盆地為天然的良好庫(kù)區(qū)。永定河峽谷區(qū)流經(jīng)約110公里，山勢(shì)險(xiǎn)峻水流湍急，河彎曲折，為有利的水電開(kāi)發(fā)地段，已建有珠窩水庫(kù)和下馬嶺水電站。峽谷出口在三家店一帶，水流漸緩，河谷開(kāi)闊，經(jīng)石景山、蘆溝橋而下流人海河，經(jīng)天津塘沽人

8、渤海。在三家店地區(qū)已建有水閘，可供北京工農(nóng)業(yè)用水，并引水發(fā)電而建立模式口電站。本區(qū)山峽地帶，主要有百花山、髫髻山及妙峰山等，海拔均在1300米以上，在三家店一帶有九龍山、香峪大梁及大牛道山等。山勢(shì)大致呈北東南西方向延伸，永定河峽谷切割其間，呈北西南東方向延伸。永定河上游屬?gòu)埍备咴瓍^(qū)，中游屬峽谷區(qū)，下游為華北平原區(qū)。，最低溫在10，晝夜溫度變化也較大雨量主要集中在七、八月份內(nèi)，山區(qū)多暴雨，年平均降雨量360毫米左右。由于官?gòu)d水庫(kù)的修建，已基本控制了永定河的洪旱災(zāi)害及泥沙問(wèn)題，為保證京津的安全與使用電力，為發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起了很大的作用。本區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，工業(yè)發(fā)達(dá)，農(nóng)林業(yè)興盛，交通方便。如有名的京西

9、煤礦區(qū)及石景山鋼鐵基地等均位于此。國(guó)際聯(lián)運(yùn)的鐵路線之豐(豐臺(tái)) 沙(沙城)段穿過(guò)永定河山峽。西(西直門(mén)) 門(mén)(門(mén)頭溝)線和西(西直門(mén)) 板(板橋)線也經(jīng)過(guò)此。有公路汽車(chē)可直達(dá)北京市內(nèi)。2.2 區(qū)域地層實(shí)習(xí)區(qū)屬于北京西山地帶的一部分，出露巖層大部分為沉積巖，還有部分巖漿巖及較少的變質(zhì)巖，地層時(shí)代從老到新，有元古界的震且系、古生界的寒武系、奧陶系下統(tǒng)和中統(tǒng)、 石炭紀(jì)系中統(tǒng)和上統(tǒng)、二疊系等；中生界的三疊系地層尚未肯定，侏羅系、白堊系較發(fā)育。巖漿侵入體如花崗巖及噴出的火山巖，分布也較廣泛，以及不同程度的變質(zhì)巖。新生界有第三紀(jì)(本區(qū)分布不廣)和第四紀(jì)沉積的地層。元 古 界 (Pt)震旦系與下元古界滹沱群

10、為不整合接觸(1)震旦系(Z)震旦系地層是本區(qū)太古界變質(zhì)基底上最老的沉積巖，一般達(dá)3000 5000米，最厚達(dá)8000米以上。下部巖性以碎屑巖礫巖、砂巖及頁(yè)巖為主，夾有石灰?guī)r和火山熔巖(如安山巖)。上部以各種石灰?guī)r及頁(yè)巖為主，并夾有少量粉砂巖等。在本區(qū)主要分布是上部震旦系，位于官?gòu)d水庫(kù)至珠窩、下馬嶺一帶。震旦系自下而上地層次序如下。下統(tǒng)：長(zhǎng)城群(Z1) 常州溝組(長(zhǎng)城組)( Z )底礫巖，長(zhǎng)石石英砂巖與石英砂巖互層，石英巖厚400846米。串嶺溝組(Z )黃綠色、黑色硅質(zhì)頁(yè)巖、砂巖、石英巖及赤鐵礦層；團(tuán)山子組(Z )泥質(zhì)條帶灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r互層，硅質(zhì)灰?guī)r及頁(yè)巖；以上兩組厚213 380米。大紅

11、峪組(Z )紫紅色，灰黑色石英砂巖，石英巖與安山巖互層，厚158798米。高于莊組(Z )厚1570米。下段(Z ) 含錳灰?guī)r，頁(yè)巖和硅質(zhì)灰?guī)r、燧石條帶結(jié)核灰?guī)r，厚1000米左右。 上段(Z )深灰色硅質(zhì)灰?guī)r，燧石條帶、結(jié)核灰?guī)r，含圓藻灰?guī)r和板狀灰?guī)r，厚570米。中統(tǒng)：薊縣群(Z2) 楊莊組(Z )紫紅色、灰色頁(yè)巖、泥灰?guī)r互層夾灰白色厚層白云質(zhì)灰?guī)r，厚500590米。霧迷山組(Z )：厚30203324米。底段(Z )灰色、灰黑色白云質(zhì)、硅質(zhì)灰?guī)r和燧石條帶灰?guī)r互層，夾有少量頁(yè)巖層，厚1220米。紫紅色頁(yè)巖下段(Z )紫紅色粉砂巖、頁(yè)巖、泥灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r，厚220米。中段(Z )灰色、灰黑色白

12、云質(zhì)灰?guī)r和燧石條帶灰?guī)r互層，厚570米。上段(Z )以灰色、灰黑色白云質(zhì)灰?guī)r為主夾少量條帶灰?guī)r，厚993米。 洪水莊組(Z )黑色、綠色、淺黃色易碎頁(yè)巖和薄層頁(yè)巖互層，厚84米。鐵嶺組(Z )灰色、淺灰色含錳灰?guī)r，含圓藻灰?guī)r夾頁(yè)巖和赤鐵礦，厚312米。 上統(tǒng)：青白口群(Z3)下馬嶺組(Z )黑色、綠色葉片狀頁(yè)巖夾石英砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、泥灰?guī)r、板巖等，底部有赤鐵礦或含鐵砂礫巖，厚200500米。 景兒峪組(Z )泥質(zhì)頁(yè)巖、石英砂巖，砂頁(yè)巖，含海綠石細(xì)砂巖及含泥質(zhì)白云質(zhì)薄層灰?guī)r等，厚276米。元古界與古生界為假整合接觸古 生 界 (Pz) (2)寒武系() 震旦系與寒武系的不整合面 主要巖性為石英砂

13、巖、頁(yè)巖、石灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r和豹皮灰?guī)r等，在本區(qū)出露比較完全，主要分布于永定河峽谷區(qū)丁家灘至下葦?shù)?，雁翅至下馬嶺一帶，灰峪至大牛道山也有分布。 - 下寒武統(tǒng)(1) 府君山組( )深灰色巨厚層豹皮灰?guī)r，底部碎屑灰?guī)r或燧石角礫巖，49米。 饅頭組( )磚紅色、紫色頁(yè)巖為主，含云母片含三葉蟲(chóng)化石，有石鹽假晶；中夾灰綠色頁(yè)巖和黃白色砂巖互層、泥灰?guī)r和底部含角礫巖，厚86175米。 中寒武統(tǒng)(2) 毛莊組( )紫色，灰綠色頁(yè)巖，泥灰?guī)r、鱺狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r，厚63米。 徐莊組( )頁(yè)巖夾鮞狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r，條帶灰?guī)r，竹葉狀灰?guī)r，95米。 張夏組( )深灰色鮞狀灰?guī)r，厚層狀灰?guī)r含三葉蟲(chóng)化石，夾竹

14、葉狀灰?guī)r，厚223米。 上寒武統(tǒng)(3) 崮山組( )薄層灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、夾竹葉狀灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r，130米。 長(zhǎng)山組( )竹葉狀灰?guī)r、夾致密灰?guī)r、頁(yè)巖，厚60米。鳳山組( ) 泥質(zhì)條帶灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、夾竹葉狀灰?guī)r，厚70米。寒武系與奧陶系為整合或假整合(局部)接觸(3) 奧陶系(O)本區(qū)主要是中、下奧陶統(tǒng)，為各種灰?guī)r、泥灰?guī)r，分布在野溪、灰峪一帶西北部，自上奧陶世開(kāi)始地殼上升為陸地，受侵蝕，故缺失上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系及下石炭統(tǒng)地層。下奧陶統(tǒng)(O1) 冶里組(O )白云質(zhì)灰?guī)r結(jié)晶灰?guī)r、黃灰色泥質(zhì)條帶灰?guī)r及竹葉狀灰?guī)r、頁(yè)巖等，厚154米。白云質(zhì)灰?guī)r亮甲山組(O )含燧石結(jié)核白云質(zhì)

15、灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r及頁(yè)巖等，厚28米。中奧陶統(tǒng)(O2) 馬家溝組(O2) 厚層純灰?guī)r為主，夾白云質(zhì)灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r、角礫狀灰色泥灰?guī)r、鈣質(zhì)頁(yè)巖，厚330645米。 在奧陶系灰?guī)r中一般含有化石層，如下奧陶統(tǒng)含有直隸角石，中奧陶統(tǒng)含有珠角石等。奧陶系與石炭系為假整合接觸石炭系及二疊系地層，在本區(qū)分布于楊家屯至軍莊、愁兒嶺一帶，與其下伏中奧陶統(tǒng)呈明顯的假整合，普遍有侵蝕面，有的見(jiàn)鐵質(zhì)風(fēng)化殼，至下石炭世以后，才開(kāi)始有沉積。以砂巖、頁(yè)巖和礫巖為主，夾有煤層。沉積巖相由下而上由海相逐漸變?yōu)殛懴唷?4)石炭系(C)中石炭統(tǒng)(C2) 清水澗組(C2) (相當(dāng)于本溪群) 底部礫巖(或有鐵礦)，紫色、綠色、灰色頁(yè)

16、巖，夾砂巖、泥灰?guī)r等，含大量動(dòng)物化石，厚0130米。楊家屯組下段(C2) (相當(dāng)于太原群) 灰黑色板狀頁(yè)巖，夾灰色、灰綠色砂巖、鋁土頁(yè)巖和主要煤層，含有植物化石，厚20200米。(5)二疊系(P)下二疊統(tǒng)(P1)楊家屯組中段(P ) (相當(dāng)于山西組) 礫巖夾黑色頁(yè)巖、棕黃、紅色砂巖夾煤層，鋁土頁(yè)巖，厚153190米。楊家屯組上段(P ) (相當(dāng)于下石盒子組) 棕黃色、灰色砂巖，灰黑色、紫色頁(yè)巖、鋁土頁(yè)巖，厚55170米。上二迭統(tǒng)(P2) 紅廟嶺組(P ) (相當(dāng)于上石盒子組) 粉紅色，灰綠色厚層粗粒石英砂巖夾紫色和黃色頁(yè)巖，石英砂巖致密堅(jiān)硬，表面常呈棕紅色，一般厚80250米，最厚達(dá)580米。

17、雙泉組(P ) (相當(dāng)于石千峰組) 底部為礫巖、褐色長(zhǎng)石砂巖，黃褐色砂巖夾紅色頁(yè)巖，中部為紫色頁(yè)巖與綠色頁(yè)巖互層，上部為綠色、紫色砂巖與綠色，黃灰色頁(yè)巖，夾礫巖和煤層，一般厚30290米，最厚達(dá)1500米。古生界與中生界為不整合或假整合接觸 中 生 界 (Mz)中生界地層特點(diǎn)：全部為陸相沉積，早期為含煤地層，下部為輝綠巖，碎屑沉積占主要部分，中期為中性及酸性火山巖及侵入巖體，夾少量碎屑巖，晚期還有陸相的淡水湖盆地沉積。侏羅系地貌中生代為變動(dòng)劇烈的燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，地層間的不整合接觸關(guān)系很普遍，并伴隨大量巖漿活動(dòng)，其特點(diǎn)為早期以多次噴發(fā)的火山巖為主，后期以侵人為主的酸性花崗巖侵人體為主。(6)侏羅

18、系(J)在本區(qū)分布于九龍山香峪大梁向斜的南北翼，成環(huán)帶狀分布，較為發(fā)育。下侏羅統(tǒng)(J1)輝綠巖組(J1D)為暗紫紅、黃綠色、致密狀或杏仁狀及少數(shù)氣孔狀的基性巖漿巖。其中夾有少量安山巖、中酸性火山碎屑巖及沉積碎屑巖。巖質(zhì)堅(jiān)硬，但性脆多裂隙，且多為石英脈充填并有綠泥石化、綠簾石化等蝕變現(xiàn)象，與下伏的雙泉組常呈假整合接觸，局部為不整合接觸，上與窯坡組呈整合接觸。輝綠巖層次清楚，層數(shù)多，分布廣，一般情況是東厚西薄，北厚南薄，一般厚約300米。窯坡組(J +J )分上段和下段，在本區(qū)主要分布于九龍山向斜，髫髻山向斜等處，發(fā)育較好。巖性主要為一套雜色陸相碎屑巖，灰綠色、灰黃色砂巖，炭質(zhì)頁(yè)巖，并夾多層煤，與

19、下伏輝綠巖組為一層普遍發(fā)育的變質(zhì)砂巖(由數(shù)米至25米)帶所分開(kāi)，在上段與下段間，有一層比較穩(wěn)定的長(zhǎng)石質(zhì)石英砂巖作為分層標(biāo)志，在九龍山區(qū)呈半環(huán)狀分布，在城子一帶為1200米左右。下段(J )底部為變質(zhì)的硬綠泥石砂巖與下伏輝綠巖組分界，厚20米，較穩(wěn)定，本段主要為灰綠色粉砂巖、細(xì)砂巖，夾炭質(zhì)頁(yè)巖及中粒長(zhǎng)石砂巖含煤多層，南北兩翼變化大，厚300400米。上段(J )底部為一層黃灰色厚層長(zhǎng)石質(zhì)石英砂巖，與下段分界。砂巖中含礫石成分，以石英、燧石為主，為泥質(zhì)和硅質(zhì)所膠結(jié)，本段巖性下部以灰黃色，黃褐色粉砂巖、細(xì)砂巖為主，中部為粉砂質(zhì)頁(yè)巖，上部為白色細(xì)砂巖，偶見(jiàn)有礫巖，不含主要煤層。厚約200米左右。龍門(mén)組

20、(J )在九龍山向斜南部較北部發(fā)育，在雁翅一帶與上覆髫髻山系為不整合接觸，巖性主要為；藍(lán)灰色、深灰色、灰白色粉砂巖，夾薄層砂質(zhì)頁(yè)巖和14層礫巖，一般夾有煤層，底部礫巖成分以燧石、石英為主，大小不均，也尚未磨得很圓，厚度變化大，門(mén)頭溝一帶只有160米，九龍山南北均向東北逐漸變薄而至尖滅。下侏羅統(tǒng)與中侏羅統(tǒng)為不整合接觸中侏羅統(tǒng)(J2)九龍山組 (J )分布于九龍山、香峪大梁等區(qū)，多組成各大向斜之軸部并形成高山，以髫髻山向斜南翼最發(fā)育，西厚東薄，為5301113米。與下伏地層為不整合接觸，在香峪大梁同時(shí)與JlD輝綠巖組和窯坡組接觸，在大牛道山與寒武系接觸，在琉璃渠則與楊家屯煤系接觸。巖性為灰綠色或紫

21、色凝灰質(zhì)粉砂巖、砂巖，近下部有多層礫巖，底部有底礫巖，礫巖一般外表呈灰綠色。礫石以石英質(zhì)為主，少量燧石質(zhì)，顆粒大小不等，由130厘米，滾圓度較好，多為凝灰質(zhì)粉砂巖或硅質(zhì)膠結(jié)，巖質(zhì)堅(jiān)硬，以九龍山較發(fā)育。髫髻山組(J )是本區(qū)中生界地層出露最廣的一組，西部則自百花山向東經(jīng)髫髻山、清水尖至妙峰山一帶呈東北及東西向帶狀分布，多組成各區(qū)向斜褶曲的軸部，與下伏各系地層多成假整合或不整合接觸。厚度特征是，東北厚、西南薄，為1400675米。巖性變化也大，為中酸性熔巖夾中酸性火山碎屑巖系及部分沉積碎屑巖組成。巖性主要為紫紅色安山巖、安山集塊巖夾凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖和安山質(zhì)角礫巖，沉積夾層中含有植物化石群，從整

22、套巖性看，為多次強(qiáng)烈?guī)r漿噴發(fā)的陸相沉積環(huán)境。后城組(J )：(京西缺失)礫巖，砂礫巖，砂巖，厚200米。中侏羅統(tǒng)與上侏羅統(tǒng)為不整合接觸上侏羅統(tǒng)(J3)在西山區(qū)以東嶺臺(tái)組出露最廣，其余各組只見(jiàn)于坨里、大灰廠一帶。東嶺臺(tái)組(J ) 主要為流紋巖、英安巖及流紋質(zhì)火山碎屑夾安山巖、粗面安山巖及安山質(zhì)火山碎屑巖，厚幾十米2850米，一般厚540米左右。大灰廠組(J )下部為灰綠色頁(yè)巖和含灰質(zhì)結(jié)核的灰白色、黃褐色砂巖，往上為黑色、綠色頁(yè)巖，含魚(yú)化石等，厚5080米。 辛莊組(J ) 主要為紫色頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖，夾24層礫巖，下部為頁(yè)巖多，往上則砂、礫巖層多，礫石主要是火山碎屑，厚300米。上侏羅統(tǒng)與下白堊統(tǒng)

23、為整合或假整合接觸(7)白堊系(K)下白堊統(tǒng)(K1)坨里組(K ) 灰色厚層礫巖夾薄層灰色紫色頁(yè)巖，礫石成分主要為流紋巖、粗面巖、安山玢巖，厚500米，在黃褐色粉砂巖中含植物化石。盧尚墳組(K ) 紫色頁(yè)巖、灰?guī)r和砂巖，夾數(shù)層礫巖，礫巖成份以石英巖、火山凝灰?guī)r為主，厚250300米，在黃褐色粉砂巖中含植物化石。夏莊組(K ) 主要為紫色頁(yè)巖、灰色、黃色礫巖、砂巖、泥灰?guī)r及灰?guī)r。中生界與新生界為不整合接觸新 生 界 (Kz)新生界地層包括第三系和第四系，分布地區(qū)廣，成因類(lèi)型復(fù)雜，有河流相、湖相，洪積、沖積和坡積的。巖石大多數(shù)松散，膠結(jié)不好，主要組成為礫巖，泥砂和粘土，主要分布在華北平原邊緣部分的

24、沖積平原，山前地帶及山區(qū)的盆地中。在永定河流域的沿河和山坡都有第四系分布，厚0600米。(8)第三系(R) 第三系包括老第三系(始新統(tǒng)和漸新統(tǒng))和新第三系(中新統(tǒng)和上新統(tǒng))。下第三系(E) 本區(qū)只有始新統(tǒng)(E2)長(zhǎng)辛店組(E2)主要由礫巖組成，共十三層礫巖，內(nèi)夾砂巖和粘土透鏡體，礫石成分有安山巖、粗面巖、流紋巖、凝灰質(zhì)砂巖及灰?guī)r等。膠結(jié)物為砂土及小礫石，整個(gè)巖層較松散，礫石滾圓度不高，分選也不大好，礫石長(zhǎng)軸排列方向以北西向和北東向?yàn)樽疃?，并以北西向?yàn)橹?。粘土層中含有哺乳?dòng)物和軟體動(dòng)物化石，厚度大于100米，屬河流相沉積，也有人認(rèn)為可能是洪積成因。下第三系與上第三系為不整合接觸上第三系(N)本區(qū)

25、只有上新世中期礫石組(N2)，僅局部分布于周口店龍骨山山頂，位于周口河河床之上，高差約7075米。巖性分三層：下層為鈣質(zhì)細(xì)砂巖和黃色砂質(zhì)粘土層，厚約2米；中層為礫右或部分半膠結(jié)的塊狀礫巖層，礫石成分主要為綠色砂巖和頁(yè)巖；上層為堅(jiān)硬的石灰質(zhì)膠結(jié)的粗砂巖，厚約0.51.5米。這組礫石堆積中含有豐富的動(dòng)物化石，屬洞穴堆積。第三系與第四系為不整合接觸(9) 第四系(Q)第四系包括更新統(tǒng)(Ql、Q2及Q3)和全新統(tǒng)(Q4)，組成物質(zhì)主要為松散的礫石、泥砂、粘土、黃土及洞穴堆積，分布于山間盆地、河谷及平原內(nèi)，山區(qū)厚度不大，盆地內(nèi)有十至幾十米，平原內(nèi)則最厚達(dá)600米。本區(qū)第四系地層分布廣泛，按自老而新的順序

26、，綜合簡(jiǎn)述如下。下更新統(tǒng)(Q1) 有沖積、沖積洪積、湖相積等類(lèi)型，沖積型沉積物是一種褐紅色由粘土膠結(jié)的風(fēng)化礫石層，色鮮艷，風(fēng)化深，僅保持礫石輪廓，稍加壓力即粉碎，主要分布于永定河及潮河的古河道上。 洪積沖積物的巖性與上述沖積物相似，只是礫石圓度不太好，大小不一，分選較差，成分也較簡(jiǎn)單，主要分布于南口車(chē)站以東的臺(tái)地上，良鄉(xiāng)大灰廠一帶的侵蝕殘丘的頂部。泥河灣層湖相沉積的標(biāo)準(zhǔn)層(首先在永定河上游桑干河盆地的泥河灣發(fā)現(xiàn)，故名)。此層分為三個(gè)層組：下部為微紅、淺黃、黃灰色的厚層粉砂土及粉質(zhì)粘土互層，并有底礫不整合于上新世很薄的坡積紅粘土上，或不整合于古老片麻巖及石英巖上；中部以微黃、淺綠、淺黃、淺灰的粉

27、質(zhì)粘土、粉砂土及少數(shù)的泥炭層互層為主，多為薄層，并有微細(xì)紋理，含有螺類(lèi)化石；上部為灰色泥巖及泥灰?guī)r，與中層相互交叉逐漸過(guò)渡，其上為砂層、泥砂及較厚的礫石、石子及疏松粗砂互層，富含厚殼蚌化石，上部層組已逐漸變?yōu)楹雍喑练e，總厚達(dá)180米。在官?gòu)d水庫(kù)湖濱帶露頭最好，與泥河灣所見(jiàn)相似，但未見(jiàn)下部層組及最頂部的沉積。中更新統(tǒng)(Q2) 周口店層，標(biāo)準(zhǔn)層為洞穴堆積物，也就是著名的中國(guó)北京猿人洞穴堆積。此外，坡積物、沖積物、洪積沖積物也很發(fā)育。巖性以微紅色及紅黃色的粉砂土、粉質(zhì)粘土為主紅色土(老黃土)，特點(diǎn)是較致密堅(jiān)硬，并多板狀裂隙。坡積物在潮河兩岸低山丘陵的山坡上非常發(fā)育，厚613米。西山大灰廠西莊店附近

28、也有坡積物的典型剖面。沖積層沿大河兩側(cè)構(gòu)成第級(jí)階地，潮白河古北口段階地保存較好，高出河床1520米，為“基座階地”。洪積沖積物主要分布在山前一帶，如南口、昌平地區(qū)，十三陵水庫(kù)區(qū)圍繞十三陵所在的小盆地四周有高起的臺(tái)地。沉積物巖相較為復(fù)雜，近山邊黃褐色粉質(zhì)粘土夾少量角礫石構(gòu)成的洪積坡積層，遠(yuǎn)離山邊過(guò)渡為黃褐微紅色的粉質(zhì)粘土與碎石層、卵石層互層。表示為洪積沖積堆積，此層在盆地中心厚達(dá)100米。洞穴堆積研究比較詳細(xì)的周口店地區(qū)，為角礫巖、紅色砂質(zhì)粘土、細(xì)砂、石灰?guī)r塊風(fēng)化的等堆積物，含有豐富的動(dòng)物化石及不少猿人化石與所用的石器、灰燼等，為人類(lèi)祖先所居住的洞穴，是已發(fā)現(xiàn)的最古老的文化遺跡。上更新統(tǒng)(Q3)

29、 以洪積沖積物為主，沉積物的最大特點(diǎn)是有較多成因的黃土，由于在京西齋堂馬蘭研究最早，故名：“馬蘭黃土”(新黃土)，包括黃土類(lèi)沉積及其他粗粒碎屑沉積馬蘭層，洞穴堆積已不普遍，以周口店的山頂洞為代表。在永定河支流清水河邊的馬蘭臺(tái)，組成底部以黃土為主夾礫石，上部則以礫石為主，摻以黃土的第級(jí)階地，形成洪積沖積層，在永定河沿河域段第級(jí)階地距河床約24米高，也由底部礫石、上部黃土及砂組成。在十三陵水庫(kù)區(qū)第二級(jí)階地的沖積物，位于現(xiàn)在河床的西部古河道中，沉積物厚約30米左右，在良鄉(xiāng)以西一帶，出露更廣泛，構(gòu)成扇形臺(tái)地。全新統(tǒng)(Q4) 主要為沖積、洪積物，其次為坡積物及少量湖相沉積、風(fēng)成沉積，另有特殊的人工堆積。

30、近代沖積層分為河流沖積物、沖溝沖積物兩種，沖溝沖積物主要分布在山溝上或老的沖積層、洪積層上，為無(wú)層次的碎石、粉質(zhì)粘土及砂粒組成，河流沖積物構(gòu)成廣泛分布的第一級(jí)階地和近代河漫灘，直接覆蓋于老的沖積物或洪積物或基巖上，沉積物的特點(diǎn)為分選好的卵石及砂，上部為黃色的砂土，粉砂土及粉質(zhì)粘土薄層，是典型的河漫灘沖積層。 近代的洪積層，規(guī)模不大，為一些小的沖出錐或卵石灘，如南口以西。近代風(fēng)成堆積為永定河沿岸河漫灘上的沙垅。人工堆積：這是人改變自然的標(biāo)志之一，北京城郊一帶地表人工填土，厚度達(dá)5米左右。 以上所述主要是山麓地帶，北京平原地帶的第四紀(jì)沉積，根據(jù)鉆孔資料，西部薄東部逐漸變厚，巖性變化較大，但有規(guī)律，

31、在近山區(qū)主要為砂和礫石層，夾少量薄層粉質(zhì)粘土、粉砂土層，而東部則砂礫層變少，以粉質(zhì)粘土為主，更東部為含鈣質(zhì)的粘土、沼澤沉積，腐埴質(zhì)等。2.3 地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)地殼變動(dòng)大致經(jīng)歷了活動(dòng)、穩(wěn)定、再活動(dòng)三個(gè)階段。在震旦紀(jì)以前，地殼曾經(jīng)劇烈運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生復(fù)雜的褶皺和斷裂，使沉積巖變質(zhì)成了結(jié)晶片巖和片麻巖。整個(gè)古生代，地殼運(yùn)動(dòng)緩慢，相對(duì)較穩(wěn)定，巖層表現(xiàn)出上升或下降，沒(méi)有強(qiáng)烈的擠壓或斷裂變動(dòng)。直至中生代，受燕山運(yùn)動(dòng)的影響，地殼又重新活動(dòng)起來(lái)，巖層產(chǎn)生各種褶皺、斷裂，特別明顯的是沿北東方向的大斷裂，有大量的巖漿噴出或侵入，有的巖漿也沿北西向的斷裂侵入。本區(qū)構(gòu)造線的主要方向?yàn)楸睎|南西方向延伸，與山脈的方向基本一致，褶皺

32、、斷裂、火山巖及侵入巖體也多沿此方向分布；其次一組為北西南東方向的斷裂，也比較發(fā)育。山區(qū)中許多河流如永定河，則是沿北東、北西兩組方向的斷裂作直角轉(zhuǎn)彎流動(dòng)，北京山區(qū)與平原的分界線，也是沿北東、北西兩組方向分開(kāi)的。從大地構(gòu)造單元來(lái)劃分，本區(qū)屬燕山沉降帶中的一部分西山凹陷區(qū)。本區(qū)中部主要有九龍山香峪大梁向斜、妙峰山髫髻山向斜、百花山向斜以及上葦?shù)犟妨?，青白口穹窿等，在大向斜之間，有背斜，但不發(fā)育，如王平背斜，達(dá)摩莊背斜等。西北部有橫嶺穹窿，煙筒山向斜，并在官?gòu)d沿河城間有北西南東向大斷裂。西南部主要有喬麥山穹窿、孤山口周口店傾伏背斜、北嶺向斜，房山穹窿以及霞云嶺佛爺嶺逆掩、輾掩斷層等，以下就實(shí)習(xí)地區(qū)主

33、要構(gòu)造加以說(shuō)明。() 中部門(mén)頭溝區(qū)九龍山至百花山一帶(1) 九龍山香峪大梁向斜九龍山在門(mén)頭溝的北面，最高海拔近一千米，自西南向東北延伸，過(guò)永定河與香峪大梁相接，一直延續(xù)至頤和園東才消失，蜿蜒如龍。向斜中部為上侏羅世的沉積巖，兩翼為二疊系、石炭系、奧陶系和寒武系巖層，向斜兩邊的傾角較大，一般為45左右，最大的近于直立，中心部分比較平緩，稱(chēng)為屜狀向斜。它的兩邊自灰峪至大嶺一帶產(chǎn)生一些褶皺和斷裂。自北而南簡(jiǎn)要分述如下。 香峪向斜位于灰峪村至楊家屯一帶，軸向近于東西，向斜軸部為石炭系、二疊系地層，兩翼為奧陶系及寒武系地層。近軸部巖層傾角小于兩翼，向斜向東傾伏，向斜的南翼與將軍坨軍莊背斜相聯(lián)，北翼與大牛

34、向斜核部道山背斜相接。 將軍坨軍莊背斜位于灰峪向斜的南面，軸向近東西，向東傾伏，為第四系所覆蓋，向西延伸很廣，核部為奧陶系灰?guī)r，兩翼為石炭系、二疊系地層，在將軍坨山處，背斜軸受侵蝕破壞，地貌特征明顯。 老虎頭野溪愁兒嶺小褶皺在奧陶系、石炭系及二疊系巖層中，小型背斜及向斜很發(fā)育，形成緊密排列的小褶曲，軸向一般大致近東西，傾角大小不一，伴生斷裂也較多，巖層破碎。 愁兒嶺斷層從琉璃渠至斜河澗，穿過(guò)愁兒嶺的東西向大斷層。其證據(jù)是：在九龍山大向斜北翼下侏羅統(tǒng)龍門(mén)組(J )地層與上石炭統(tǒng)楊家屯組(C3)底部礫巖直接相接觸，中間缺失J ，J ，J D、P等時(shí)代的地層；斷層破碎帶較寬，并有石英脈充填，在石英脈

35、的北邊，有時(shí)見(jiàn)上二疊統(tǒng)砂巖呈斷續(xù)出現(xiàn)；在地形上為山溝，為構(gòu)造軟弱破碎帶受侵蝕所致。該斷層規(guī)模較大，對(duì)附近工程有影響。 琉璃渠龍泉?jiǎng)?wù)斷層斷層兩側(cè)巖層不連續(xù)，西邊的石炭系地層與東邊的J d 、J 、P及C等地層直接相接，西邊一盤(pán)朝西北方向下扭動(dòng)，其東南部分巖層出露被剝蝕而出現(xiàn)石炭系的地層， 由J d 、J 、T及P等地層的厚度約1千米左右可知扭距不小，由于巖層破碎，地形上呈一寬闊的大溝。 城子小背斜位于九龍山向斜的南面，城子村以西的山溝中，背斜兩側(cè)為侏羅系地層，傾角在3035左右，軸向近東西，向西傾伏。 南大嶺倒轉(zhuǎn)背斜分布在門(mén)頭溝東、西辛房以南的中泗溝。南大嶺山脈的方向?yàn)楸睎|南西向，與構(gòu)造線方向一

36、致，以上二疊統(tǒng)雙泉組(P )為核部，西北翼出現(xiàn)J d 、J 地層，南東翼出現(xiàn)J d 、P 及P 地層。兩翼巖層傾角約40左右，從幾何形態(tài)上看是對(duì)稱(chēng)的，而從巖層出露上看到不對(duì)稱(chēng)。典型的斷層 永定河順河斷層沿永定河河床有一組順河斷層，將九龍山香峪大梁向斜切斷，兩岸巖層連接不起來(lái)，河床為厚覆蓋層所覆蓋，從鉆探查明有關(guān)斷層角礫巖及破碎帶，永定河河槽則沿此斷層帶切割而成。(2) 妙峰山髫髻山向斜 這個(gè)向斜構(gòu)成了從妙峰山到髫髻山長(zhǎng)達(dá)四十多公里的大山脈，也是一個(gè)地層走向與山脈一致的復(fù)雜向斜，向斜的中心是侏羅紀(jì)的火山噴出巖，堅(jiān)硬而不易破壞，形成高山脊(髫髻山海拔1350米)，噴出巖蓋在不同時(shí)代的地層上成為明顯

37、的不整合，在妙峰山、髫髻山以及大牛道山等地都可見(jiàn)到。向斜兩翼產(chǎn)狀大致為：北翼： NE3050，SE，1050； 南翼： NE30，NW，10。在向斜的兩翼也有一些小的褶皺和斷裂，其延伸方向與向斜大致相同，為北東南西向。(3) 百花山向斜斷層帶中生長(zhǎng)的巖脈百花山在北京的最西面，主峰最高海拔2193米，主要是由髫髻山系的安山巖所組成，也是為北東方向的向斜，北翼侏羅系也是直接與奧陶系接觸。向斜兩翼產(chǎn)狀為：北翼：NE50，SE，10； 南翼： NE70，NW，60。在百花山向斜與髫髻山向斜之間，有一達(dá)摩莊背斜，背斜軸部甚窄，核部為侏羅系的門(mén)頭煤系和輝綠巖，軸向和兩旁的向斜平行，并且為二個(gè)以上平行走向的

38、斷層所破壞。(4) 上葦?shù)犟妨先數(shù)犟妨挥诰琵埳较阌罅幌蛐迸c妙峰山髫髻山向斜之間，主要是由于巖漿侵入而被頂起來(lái)的，穹窿的中心部分是花崗巖侵人體，下古生界地層包在周?chē)?，傾角約為30左右，穹窿向西南延伸便是王平村背斜，這一背斜也位于九龍山與髫髻山之間，沿走向有比較發(fā)育的斷裂現(xiàn)象。(5) 青白口穹窿在髫臀山之北，青白口、田家莊、沿河城一帶，有直徑約8公里左右的青白口穹窿，由震旦系上部及寒武系地層組成，巖層向南、東、西三面傾斜，傾角大致為30左右，但北面很平緩，并且被斷層切斷，侏羅系地層不整合于其上，穹窿的邊緣及中心部分，有小型中性侵入體。() 西北部沿河城至官?gòu)d一帶(6) 橫嶺穹窿位于本區(qū)西北橫

39、嶺城一帶，有一個(gè)中央窿起、四周低下、傾角平緩(1525左右)的穹窿，面積很大，中心部分在橫嶺以北，有片麻巖和巖漿巖侵人體，其他為震旦系地層組成。橫嶺穹窿的南面有兩個(gè)正斷層，斷層線近于東西向，將橫嶺穹窿與其南的青白口穹窿隔開(kāi)。(7) 煙筒山向斜位于官?gòu)d水庫(kù)南15公里的麻黃峪附近。這一短軸向斜的軸向?yàn)楸睎|南西，中心為寒武系地層，四周為震旦系地層，巖層向中心傾斜，傾角約20左右。(8) 沿河城官?gòu)d斷層這一斷層自沿河城的西北延長(zhǎng)至官?gòu)d的鹿叫坡一帶，斷層線的某些部分為中生代末期噴出的火山巖系所蓋住，斷層的性質(zhì)為西盤(pán)上升、東盤(pán)下降的正斷層。() 南部周口店區(qū)短軸背斜構(gòu)造帶以延長(zhǎng)不遠(yuǎn)的穹窿為主的短軸褶皺，軸

40、向一般是北東南西向，沿此方向多逆斷層，與此垂直方向多為平推斷層。(9) 喬麥山穹窿周口店西北約20公里的古洞坡，正位于穹窿的中心，穹窿直徑約10公里多，由震旦系下馬嶺段地層所組成。巖層在北面傾角較緩，一般傾角約25，東面接近北嶺附近為一些緊密褶皺，有小侵入巖體。(10) 孤山口周口店傾伏背斜位于周口店的西面，石窩、孤山口、黃山店一帶，石窩一帶巖層傾向東南，在黃山店一帶便轉(zhuǎn)而傾向東北，傾角約30左右，背斜向東傾伏，軸線經(jīng)過(guò)孤山口和周口店背斜的西面，顯得非常開(kāi)闊，與西部平緩地層相連接，背斜核部由震旦系組成，翼部由寒武系奧陶系所組成，但南部平原地帶為第四系覆蓋。(11) 房山穹窿房山區(qū)以北，北嶺東南

41、山坡下，是一片低矮的丘陵地帶，由花崗閃長(zhǎng)巖構(gòu)成的侵人體，四周為寒武、奧陶系地層，產(chǎn)狀因受巖漿擠壓，變得很陡，近于直立。穹窿的頂部被巖漿穿透所造成。(12) 北嶺向斜北嶺向斜位于房山區(qū)西北，以中生界地層為核心所組成的向斜，四周出露古生界地層，向斜受巖漿巖侵入的影響。從平面上看，好象彎月一樣，在向斜靠侵人體的一翼，傾角陡，近直立，另一翼較為平緩，傾向約3045左右。(13) 霞云嶺佛爺嶺逆掩、輾掩斷層在周口店西北，位于喬麥山穹窿與孤山口周口店傾伏背斜之間，斷層線長(zhǎng)約20公里，鐵嶺組地層自南東向西北推覆在下馬嶺組地層之上，錯(cuò)距約510公里。斷層面向南東傾斜，多數(shù)地方近于水平，故實(shí)際上為一個(gè)輾掩斷層。

42、在斷層附近，因受斷裂影響，有一些小型的褶皺。此外，還有八寶山南大寨逆掩斷層(自周口店經(jīng)坨里附近的南大寨，向東北到大灰廠，延至八寶山，全長(zhǎng)3040公里)。以及大安山紅煤廠斷層(在喬麥山穹窿的東北，斷層線從北嶺北面的紅煤廠向西北延至大安山后，折而向西延伸達(dá)23公里)。從以上地質(zhì)構(gòu)造的簡(jiǎn)要描述，可知本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及其發(fā)展是十分復(fù)雜的。大體可歸納以下幾點(diǎn)： 本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)展和形態(tài)，具有明顯的北東、北西兩組方向，本區(qū)的噴出巖和侵入巖體的分布，也受到北東、北西兩組方向斷裂的控制。 本區(qū)的構(gòu)造變動(dòng)是多次的，最主要共有四次，即早侏羅世以前存在一次、中侏羅世與晚羅世之間，以及晚侏羅世與早白堊世、早白堊世與晚白堊

43、世之間共四次。都使地層產(chǎn)生不同程度的褶皺與斷裂，并隨之有巖漿活動(dòng)。故本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系也較為復(fù)雜。 本區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)，受巖石性質(zhì)的控制較為明顯。在古生代及中、新生代地層的分布區(qū)，主要為屜狀向斜褶皺，而元古代震旦系地層出露區(qū)，則主要為波狀起伏的開(kāi)闊褶皺(隆起區(qū))，或者為穹窿(在凹陷區(qū))，斷裂在此區(qū)也十分發(fā)育。附圖：北京西山底層柱狀圖第三章 巖溶現(xiàn)象3.1 巖溶現(xiàn)象的特征 巖溶是指以石灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽類(lèi)巖石為主的可溶性巖層受水的化學(xué)和物理作用產(chǎn)生的溝槽、裂隙和空洞，以及由于空洞頂板塌落使地表產(chǎn)生陷穴、洼地等特殊的地貌形態(tài)和地質(zhì)作用的總稱(chēng)。巖溶是不斷流動(dòng)著的地表水、地下水與可溶性巖相互作用的產(chǎn)物

44、。巖溶被誰(shuí)溶蝕、遷移、沉積的全過(guò)程稱(chēng)為“巖溶作用”過(guò)程。而用巖溶作用過(guò)程產(chǎn)生的一切地質(zhì)現(xiàn)象稱(chēng)為“巖溶現(xiàn)象”。巖溶現(xiàn)象在世界上分布十分廣泛，從海平面一下幾千米的地殼深處到海拔5000米以上的高山帶均有分布。裸露和覆蓋的碳酸鹽巖約占大陸面積的四分之一以上。巖溶在不同的地理區(qū)均有分布，位于不同的構(gòu)造上，發(fā)育于不同成分的可溶性巖石中，而且各個(gè)地史都有發(fā)育，各個(gè)時(shí)期的發(fā)育特征又各不相同。巖溶地貌有以下幾種：()溶溝、石芽，()溶蝕漏洞，()落水洞，()干谷、半干谷及盲谷，()峰叢、峰林、孤峰及溶丘，()溶蝕洼地及坡立谷，()溶洞，()伏流和暗河，()巖溶湖，()溶隙、溶孔，()天生橋，(12)紅土臺(tái)地。

45、另外，還有巖溶堆積形成的石柱、石鐘乳、石筍等巖溶現(xiàn)象。溶洞擔(dān)禮隧道中的溶孔，其發(fā)育的地層為奧陶系巖溶的發(fā)育的基本條件有：可溶性巖層具溶蝕力的水水的循環(huán)交替。自然界中可溶性巖石有碳酸鹽類(lèi)巖石、硫酸鹽類(lèi)巖石及鹵素鹽類(lèi)巖石。其中碳酸鹽類(lèi)巖石分布最廣。碳酸鹽類(lèi)巖石的成分和結(jié)構(gòu)師影響巖溶發(fā)育的重要因素。例如，碳酸鹽類(lèi)巖石的溶蝕強(qiáng)度和速度隨方解石含量的增加而增大，隨白云石含量和酸不溶物含量的增加而降低。碎屑結(jié)構(gòu)的灰?guī)r較其他結(jié)構(gòu)的灰?guī)r溶蝕強(qiáng)度大。天然水的溶蝕力多半取決于其中的碳酸含量，即水中游離CO2的多少。水對(duì)石灰?guī)r的溶蝕作用的實(shí)質(zhì)是水、CO2和CaCO3產(chǎn)生如下化學(xué)反應(yīng)：CaCO3+CO2(溶解)+H2

46、O=Ca2+2HCO3-水的循環(huán)交替條件是指水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件的總括。它不僅影響到巖溶發(fā)育的強(qiáng)烈程度，而且?guī)r溶水的不同類(lèi)型、不同的水運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和水動(dòng)力帶會(huì)形成不同的巖溶類(lèi)型。此外，循環(huán)通道的特性，如空隙、裂隙和斷層系統(tǒng)的位置、方向、大小、深度、密度和通暢交叉情況，還決定著巖溶形態(tài)的位置、大小、延伸方向和深度等。仙人洞中的巖溶現(xiàn)象 影響巖溶發(fā)育的因素有：氣候因素，如氣溫、降水量大小、降水性質(zhì)、降水的季節(jié)分配、蒸發(fā)量、地面徑流量與滲透量的關(guān)系等；地形地貌條件，如巖溶水補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)的高差大小、河谷切割深度、地表陡緩程度以及地貌單元的差異等；地質(zhì)構(gòu)造，如巖層產(chǎn)狀影響巖溶形態(tài)，當(dāng)可溶巖與非可溶巖組

47、合出現(xiàn)時(shí)，若上覆為可溶巖、下伏為非可溶巖，則在兩者接觸界面處，巖溶發(fā)育斷裂的產(chǎn)狀、性質(zhì)、密度、桂美平及相互組合的特點(diǎn)，決定著巖溶的形態(tài)、規(guī)模、發(fā)育速度及空間分布；地殼運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、幅度和波及范圍控制著地下水循環(huán)交替條件的好壞及其變化趨勢(shì)，從而控制了巖溶的類(lèi)型、規(guī)模、速度、空間分布及巖溶作用的變化趨勢(shì)；制備和土壤是巖溶水中CO2的主要來(lái)源。3.2 巖溶發(fā)育的規(guī)律(1)巖溶發(fā)育隨深度的變化巖溶發(fā)育程度隨著深度的 增加而逐漸減弱，這是一般的規(guī)律，但并不排斥在某些特定的地貌、巖性、構(gòu)造和水文地質(zhì)條件下，深部飽水帶也可發(fā)育有大溶洞。(2) 巖溶發(fā)育的不均一性。所謂不均一性，是指巖溶發(fā)育的速度、程度及其空間

48、分布的不均一性。由于巖溶的發(fā)育要受到巖性、地質(zhì)構(gòu)造和巖溶水的流通條件等條件的共同影響，因此造成巖溶發(fā)育的不均一性。例如會(huì)出現(xiàn)細(xì)微溶蝕裂隙網(wǎng)和巨大的溶洞和廊道同時(shí)并存的景象。同時(shí)，由于受到水流條件的影響，在包氣帶中，主要是發(fā)育溶蝕漏斗、落水洞等，溶洞則主要是發(fā)育在季節(jié)變動(dòng)帶和水平徑流帶中，深循環(huán)帶中只能發(fā)育出小溶洞和溶孔。在在平面上和河流縱剖面上，巖溶的發(fā)育也具有不均一性。(3)巖溶發(fā)育的階段性與多帶性在巖溶發(fā)育條件長(zhǎng)期穩(wěn)定的條件下，它要經(jīng)過(guò)幼年、青年、中年期到老年期，完成一個(gè)巖溶的發(fā)育旋回。每個(gè)階段都有相應(yīng)的巖溶形態(tài)類(lèi)型。實(shí)際上，巖溶的發(fā)育大多是多旋回的，且有些旋回在時(shí)間上有重疊。(4)溶洞的

49、成層性溶洞成層的原因在于作為巖溶水排泄基準(zhǔn)面的河流，因地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在上升穩(wěn)定再上升的交替變化過(guò)程中，河流地質(zhì)作用相應(yīng)地產(chǎn)生下蝕旁蝕再下蝕的交替變化，由此巖溶水的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生垂直水平再垂直的變化，溶洞也就具有垂直的管道和水平的溶洞交互出現(xiàn)，從而形成相互疊置的成層溶洞。(5)巖溶發(fā)育的地帶性不同的氣候帶內(nèi)，巖溶發(fā)育各具不同的形態(tài)和特征。我國(guó)的巖溶類(lèi)型主要有熱帶、亞熱帶、溫帶三大類(lèi)。此外，還有，高寒氣候帶、干旱區(qū)、海岸巖溶類(lèi)型等。3.3 巖溶現(xiàn)象對(duì)工程的影響巖溶作用會(huì)直接影響巖體質(zhì)量,破壞巖體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。作為地基,巖體的破壞和失穩(wěn)就是對(duì)工程的損壞。巖溶過(guò)程中,巖性的變化使巖石力學(xué)強(qiáng)度降低, 成為軟巖,

50、 最后成為膨脹土。在地質(zhì)歷史時(shí)期,巖溶作用導(dǎo)致地面不均勻沉降和地裂縫,沿一些重要的巖溶層位產(chǎn)生大規(guī)模的滑坡,陡坡地帶產(chǎn)生崩塌,地表松散巖體產(chǎn)生泥石流,局部匯水地帶產(chǎn)生地面塌陷。巖溶作用可能帶來(lái)地基不均勻沉降和地裂縫,水的溶蝕作用和水的誘發(fā)作用可能導(dǎo)致古滑坡的復(fù)活,同時(shí)也可能誘發(fā)崩塌、泥石流和地面塌陷。這些地質(zhì)災(zāi)害在近期移民遷建工程中已大量發(fā)生,并帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。第四章 邊坡巖體穩(wěn)定問(wèn)題4.1 邊坡的變形破壞類(lèi)型邊坡指地殼表面一切具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體。在各種自然或人為因素的影響下，邊坡的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)都要發(fā)生變化，有些邊坡將發(fā)生不同形式和規(guī)模的變形與破壞。邊坡

51、變形一般是指坡體只產(chǎn)生局部的位移和微破裂，沒(méi)有顯著的剪切位移或滾動(dòng)，因而不致引起整體失穩(wěn)。邊坡破壞實(shí)質(zhì)坡體以一定的速度出現(xiàn)較大的位移，邊坡巖體產(chǎn)生整體滑動(dòng)、滾動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。二者在邊坡變化過(guò)程中是相互密切聯(lián)系的。在實(shí)習(xí)地區(qū)見(jiàn)到的邊坡破壞類(lèi)型主要有：(1)松弛張裂。松弛張裂是指由于邊坡的側(cè)向應(yīng)力削弱之后，由于卸荷回彈而在坡體出現(xiàn)張裂隙的現(xiàn)象。也稱(chēng)為卸荷裂隙。這種那個(gè)裂隙一般與原坡面平行或者遷就已有的高角度結(jié)構(gòu)面發(fā)育。隨著河谷的不斷的推進(jìn)，卸荷裂隙會(huì)不斷發(fā)展，還可以產(chǎn)生與坡面大角度相交或近于垂直的剪切裂隙。卸載裂隙由坡面向深部有時(shí)呈多層狀發(fā)育，在邊坡形成松張張裂帶。擔(dān)禮隧道旁邊坡的卸荷裂隙巖層傾倒的破壞

52、(2) 傾倒是指層狀反坡向結(jié)構(gòu)及部分陡傾角順層的邊坡，表層巖層因蠕動(dòng)變形而向臨空面一側(cè)發(fā)生彎曲、折裂，形成所謂的“點(diǎn)頭哈腰”的現(xiàn)象。巖層的傾倒是以彎曲、張裂、滑動(dòng)、和轉(zhuǎn)動(dòng)形式出現(xiàn)，傾倒體與下伏完整巖體之間可產(chǎn)生折裂和錯(cuò)動(dòng)。(3)剝落。剝落是指邊坡臺(tái)階坡頂面附近的松軟、多裂隙巖石碎塊，因風(fēng)華、采礦爆破、運(yùn)輸機(jī)械振動(dòng)作用等沿著臺(tái)階坡面下滑、堆積與坡底。剝落主要形成坡積物。剝落的規(guī)模比崩塌規(guī)模小得多。影響剝落的因素主要有坡面本身性質(zhì)，巖體性質(zhì)以及外界的擾動(dòng)的影響等。剝落有許多是松動(dòng)張裂發(fā)展的結(jié)果，在外來(lái)因素的影響下，發(fā)生剝落。因此為了減少剝落的影響，可以對(duì)原巖體進(jìn)行加固，同時(shí)盡量減少外界對(duì)巖石的擾動(dòng)

53、。剝落形成的坡積物(4)崩塌。崩塌是在陡坡低端，邊坡上部的巖體受陡傾裂隙切割，在重力作用下，突然以高速脫離母巖，翻滾、墜落的急劇變形破壞現(xiàn)象。崩塌以自由墜落為主要運(yùn)動(dòng)形式，巖塊在斜坡上翻滾滑動(dòng)并相互碰撞破碎后堆積于坡腳，形成巖堆或崩積體。崩塌給陡崖下的房屋、道路和其他建筑帶來(lái)威脅，尤其是對(duì)各種線性工程的危害嚴(yán)重。崩塌造成的破壞(5)滑坡。在自然地質(zhì)作用和人類(lèi)活動(dòng)等因素的影響下，斜坡上的巖土體在重力作用下沿一定的軟弱面“整體”或“局部”保持巖土體結(jié)構(gòu)而向下滑動(dòng)的過(guò)程和現(xiàn)象及其形成的地貌形態(tài)稱(chēng)為滑坡?；卢F(xiàn)象4.2 影響邊坡穩(wěn)定的因素影響邊坡穩(wěn)定的內(nèi)在因素有土體的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力等

54、。外在因素有地表水和地下水的作用、地震、風(fēng)化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷載等。其中地表水和地下水是影響邊坡穩(wěn)定最重要、最活躍的外在因素，其他大多起著觸發(fā)作用。就本地區(qū)而言，組成邊坡巖土體的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造這兩個(gè)內(nèi)在因素及地表水和地下水的作用、風(fēng)化作用、人工挖掘、爆破、振動(dòng)這五個(gè)外在因素是影響邊坡穩(wěn)定最為重要的因素。4.3 邊坡加固處理措施試問(wèn)邊坡的防治應(yīng)采取以防為主、綜合治理、及時(shí)處理的原則。經(jīng)常采用防治措施有：一、消除和減輕地表水和地下水的危害；二、改善邊坡巖土體的力學(xué)強(qiáng)度。掛網(wǎng)支護(hù)噴錨支護(hù)重力式擋土墻噴砂漿支護(hù)第五章 隧洞巖體的穩(wěn)定問(wèn)題5.1 影響洞室?guī)r體穩(wěn)定的因素地形、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地

55、下水及地應(yīng)力都是影響洞室圍巖穩(wěn)定的因素。(1)地形條件在地形上要求巖體完整，洞室周?chē)ǘ错敿鞍樯絺?cè)應(yīng)有足夠的山體厚度。避免由于地形條件不良造成施工困難以及洪水期地表溝谷水流倒灌等。隧洞進(jìn)出口地段的邊坡應(yīng)下陡上緩，無(wú)滑坡、坍塌等現(xiàn)象存在。洞口巖石應(yīng)直接出露或破積層薄，巖層最好傾向山里以保證洞口邊坡的安全。在地形陡的高邊坡開(kāi)挖洞口時(shí)，應(yīng)不削坡或少削坡即進(jìn)洞，必要時(shí)可做人工洞口先進(jìn)洞，以保證邊坡的穩(wěn)定性。隧洞進(jìn)出口不應(yīng)選在排水困難的低洼處，也不應(yīng)選在沖溝、伴河山嘴及谷口等易受水流沖刷的地段。坦禮隧道(2)巖性條件巖性是影響圍巖穩(wěn)定的基本因素之一。對(duì)于堅(jiān)硬完整的巖體，圍巖一般是穩(wěn)定的，能適應(yīng)各種斷面

56、形狀的地下洞室。而軟弱巖體，如粘土巖類(lèi)、破碎及風(fēng)化巖體、吸水易膨脹的巖體等，通常力學(xué)強(qiáng)度低，遇水易軟化、崩解、膨脹等，不利于圍巖的穩(wěn)定。 因此，洞室位置應(yīng)盡量選在堅(jiān)硬完整巖石中。一般在堅(jiān)硬完整巖層中掘進(jìn)，圍巖穩(wěn)定，日進(jìn)尺快，造價(jià)低。在軟弱、破碎、松散巖層中掘進(jìn)，頂板易坍塌，邊墻及底板易發(fā)生鼓脹、變形、擠出等事故，需邊掘進(jìn)邊支護(hù)或超前支護(hù)，工期長(zhǎng)，造價(jià)高。斜河澗車(chē)站3號(hào)隧道此外，巖層的組合特征對(duì)圍巖穩(wěn)定也有重要影響。一般地，軟硬互層或含軟弱夾層的巖體，穩(wěn)定性差。層狀巖體的層次越多，單層厚度越薄，穩(wěn)定性越差。均質(zhì)厚層及塊狀巖體的穩(wěn)定性好。(3)地質(zhì)構(gòu)造條件地質(zhì)構(gòu)造是控制巖體完整性及滲透性的重要因素

57、。選址時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地段，否則會(huì)給施工帶來(lái)困難。巖層產(chǎn)狀對(duì)洞室圍巖的穩(wěn)定構(gòu)成影響。在水平巖層中布置洞室時(shí)，應(yīng)盡量使洞室位于均質(zhì)厚層的堅(jiān)硬巖層中。若洞室必須切穿軟硬不同的巖層組合，應(yīng)將堅(jiān)硬巖層作為頂板，避免軟弱巖層或軟弱夾層至于頂部，后者以造成頂板懸垂或坍塌。當(dāng)洞室的軸線與巖層走向垂直時(shí)，圍巖的穩(wěn)定性較好，特別是對(duì)邊墻穩(wěn)定有利。當(dāng)巖層較陡時(shí)，穩(wěn)定性最好。褶皺對(duì)洞室圍巖的穩(wěn)定也會(huì)產(chǎn)生重要影響。褶皺劇烈的地區(qū)，一般斷裂也很發(fā)育，特別是褶皺核部巖層的完整性最差。對(duì)于洞室軸線與褶皺軸線平行的情況，在背斜的核部，巖層呈上拱形，歲巖層破碎，但猶如石砌的拱形結(jié)構(gòu)，能將上覆巖層的荷重傳到兩側(cè)巖體中去

58、，所以有利于洞室的穩(wěn)定。洞頂雖有張裂隙發(fā)育，但巖塊呈上寬下形，不易掉落。向斜核部巖層呈倒拱形，頂部被張裂隙切割的巖塊上窄下寬，易于塌落。另外，向斜核部往往是承壓水儲(chǔ)存的場(chǎng)所，地下洞室開(kāi)挖時(shí)，地下水會(huì)突然涌入洞室。因此，在向斜核部不宜修建地下洞室。在布置地下洞室時(shí)，原則上應(yīng)避開(kāi)褶皺核部。若必須在褶皺巖層地段修建地下工程，可以將洞室放在褶皺的兩翼。斷裂對(duì)地下洞室也有重大的影響。斷裂構(gòu)造破壞了巖體的完整性和連續(xù)性，并且形成各種類(lèi)別的“構(gòu)造巖”。與原巖相比，這種巖石的物理力學(xué)性質(zhì)有很大的降低，因而為圍巖的滑塌創(chuàng)造了條件。此外，斷裂構(gòu)造為地下水的滲流提供通道，而滲透壓力促成了滑動(dòng)的發(fā)生。因此，斷層破碎帶

59、及斷層交匯區(qū)，穩(wěn)定性極差。地下掘進(jìn)如果遇到較大規(guī)模的斷層，幾乎都要產(chǎn)生塌方或冒頂(洞頂大規(guī)模的坍塌破壞)。一般情況下，應(yīng)避免洞室軸線沿?cái)鄬訋Р贾谩Ｈ缍词逸S線垂直或近于垂直斷裂帶，則需要所穿越的斷層破碎帶較短，但也可能產(chǎn)生塌方或大量的地下水涌入。因此，在選址時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)大斷層。(4)地下水地下工程施工中的塌方或冒頂事故，常常和地下水的活動(dòng)有關(guān)。因此，選址時(shí)最好選在地下水位以上的干燥巖體內(nèi)，或地下水量不大、無(wú)高壓含水層的巖體內(nèi)。地下水在圍巖中滲透時(shí)，一方面增加巖石的含水量和飽和度，降低巖石的強(qiáng)度和彈性模量，使某些粘土巖類(lèi)發(fā)生塑性流變或膨脹。另一方面，由于開(kāi)挖地下洞室而增加了滲透梯度，產(chǎn)生指向洞內(nèi)的

60、滲透壓力。因裂隙方位變化不均勻分布而產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)的滲透壓力，使得洞壁上的分離塊體易于發(fā)生塌落。若地下水沿?cái)鄬悠扑閹Щ蛴兴樾嘉锍涮畹牧严稘B流，還可能造成滲流破壞現(xiàn)象。地下洞室穿過(guò)儲(chǔ)水構(gòu)造、充水洞穴、斷層破碎帶時(shí)，會(huì)遇到突發(fā)性的大量涌水，危害極大。(4)地應(yīng)力圍巖受初始應(yīng)力和重分布應(yīng)力的作用。初始應(yīng)力的存在，在地下工程的開(kāi)挖施工過(guò)程中，常引起與卸荷回彈和應(yīng)力釋放相聯(lián)系的變形和破壞現(xiàn)象。給工程造成不利的影響或增加施工難度。地下洞室開(kāi)挖后，由于圍巖質(zhì)點(diǎn)應(yīng)力、應(yīng)變調(diào)整而引起天然應(yīng)力大小、方向及性質(zhì)的改變，稱(chēng)為應(yīng)力重分布。洞室開(kāi)挖后，洞壁受到的應(yīng)力集中最大，當(dāng)洞壁的應(yīng)力超過(guò)巖體的屈服極限時(shí)，洞壁圍巖就由彈性