《自然地理基础(地质地貌)》
林州野外实习指导书
张吉献 杨铭
安阳师院资源环境与旅游学院
2013年9月(修订)
前 言
地质野外实习是地理专业教学的重要环节,学生通过在野外对矿物、岩石、岩石风化壳、矿床、地质构造等各种地质现象及地貌、气候、水文、土壤和植被等地理现象的考察实习,可以印证在课堂上和教材上学习的基本知识和基本理论,扩大地理视野;还可以初步掌握地理野外调查与研究的基本方法,并能得到理论联系实际的科学思想和科学方法训练。
林州市地处太行山东麓,西依太行山连接黄土高原,东连华北平原,位于我国地势的第二阶梯与第三阶梯的分界线上。林州地区各种地质、地貌、气候、水文、土壤、植被等现象典型、多样,并且出露良好,区内交通便利具有比较好的实习条件。
林州地区的地质现象主要有:岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类岩石多达数十种;各种规模的褶皱、断层等地质构造典型,特别是太行山东麓大断层证据充分,对地区的地形地势起控制作用;地层多样,太古界、元古界、古生界、中生界、新生界地层均有分布;有铁矿、煤、石灰岩、石英、大理岩等多种矿藏。
林州地区的各种地理现象主要有:中山、低山、丘陵、盆地、平原、高原和流水地貌、河谷地貌、喀斯特地貌、构造地貌、岩性地貌、黄土地貌等地貌类型多样;山地气候、地形降水等气候现象明显;季风气候区河流水文特征典型;土壤类型多样;森林、灌丛、草甸以及植被的垂直地带性明显。所有这些为地质、地理实习考察提供了便利条件。
本指导书在介绍地质、地理野外实习考察的一般工作方法的同时,分别介绍了林州地区的地质、地貌、气候、水文、土壤和植被等方面的情况,以便让同学们对实习区有一个概括的了解。
本书在1993年5月编写时,曾得到河南大学地理系冯兴祥教授的亲临指导和大力帮助。2002年4月修订时得到了安阳师院地理系同事的大力支持和帮助,至此一并表示感谢。由于水平所限不妥之处在所难免,恳请读者批评指正。
张吉献 杨 铭
2001年4月
I
目 录
前 言.....................................................I 目 录......................................................II 第一部分:野外实习计划.......................................1
一、实习目的.................................................................................................................1
二、实习要求.................................................................................................................1 三、实习时间安排.........................................................................................................1 四、野外观测路线及内容..............................................................................................2
第二部分:地质地貌野外工作方法简介............................4
一、地质罗盘的使用.....................................................................................................4
二、观测点上的工作.....................................................................................................6 三、地质野外实习的内容和方法..................................................................................8 四、地貌野外实习的内容和方法................................................................................14 五、水文野外实习的内容和方法................................................................................16 六、植被、土壤野外观察的内容和方法.....................................................................17 七、编写地质实习报告................................................................................................17
第三部分 林州自然概况......................................21
一、地质基础...............................................................................................................21
二、褶皱和断层构造...................................................................................................23 三、地表形态...............................................................................................................23 四、气候概况:...........................................................................................................24 五、水文概况...............................................................................................................26 六、土壤概况...............................................................................................................27 七、植被概况...............................................................................................................28
附录:......................................................29
附录1 太行山区(石家庄——新乡)地层表........................................................29
附录2 常见地质符号...............................................................................................33 附录3 林州市地图...................................................................................................34
II
第一部分:野外实习计划
一、实习目的
根据地理教育专业教学大纲,自然地理要进行地质学基础学、水文地貌学、土壤地理学等方面知识的教学实习,这些实习属于野外认识性实习,其目的在于:
1.通过实习,使学生印证、丰富和巩固课堂所学的理论知识,以达到理论联系实际。 2.通过实习,使学生初步学会观测和分析实习地区的地质、地貌、土壤、水文和植被等自然地理现象,并掌握地质野外工作的一般方法,掌握地貌、土壤等野外考察方法。培养学生独立工作能力,为将来教学和进行乡土地理调查打下基础。
3.通过实习,使学生了解实习地区自然地理环境的整体性和自然地理各要素之间的相互联系和相互制约的关系,以培养学生的辨证唯物主义世界观。
二、实习要求
为达到野外实习的目的,完成野外实习任务要求学生:
1.在教师的指导下,认真观测,理论联系实际,及时记录观测内容。
2.认识实习区所见各种矿物,并能进行矿物的野外鉴定。认识实习区的主要岩石种类,并学会岩性描述。掌握实习区的地层层序,并能分析地层之间的接触关系。掌握地质罗盘的使用,会用地质罗盘测量岩层和地质构造的产状。能够观测实习区所见到的地质现象。学会根据实习区的岩性、构造和地层接触关系等恢复实习区的地质发展史。
3.掌握地貌野外观测的一般方法;学会分析实习区的主要地貌形态及其成因。 4.学会分析实习区的土壤类型及其成因;并能绘制土壤剖面图。 5.学会观测实习区的植被状况、植被类型及其规律。
6.学会分析实习地区各种自然地理要素之间的相互联系和影响,并学会编写实习地区的自然地理实习报告。
三、实习时间安排
实习时间两周,其中野外观测八天,机动一天,室内作业和编写实习报告一天。
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四、野外观测路线及内容
路线Ⅰ:河涧桥头----弓上水库
观测太古界震旦系及早古生界各统地层和岩性;观测第四纪沉积物和新构造运动所形成的河谷阶地等。
1. 测定岩层的产状。
2. 观测褶皱、断层、节理等地质构造。 3. 观测河谷地貌、河漫滩、阶地及曲流。 路线Ⅱ:林州市----八疙瘩
1. 观测太行山东麓大断层及其证据。 2. 观测太古界角闪片麻岩、第三纪沉积物。
3. 观测中山地貌、低山丘陵和林州盆地及其分布大势,了解岩性与地貌、构造与地貌的关系。
路线Ⅲ:林州市----桃圆谷----黄华谷 1. 观测辉长岩和辉绿岩侵入体。
2. 侵入体与上覆地层的侵入接触关系及其热水溶液形成的蛇纹石化大理石、花岗岩伟晶岩脉。
3. 混合岩化作用及其太古界云母片岩。
4. 冲沟地貌、嶂谷地貌、山麓洪积扇以及洪积裙。 路线Ⅳ:林州市----蜜蜂山
1. 中奥陶统(O2)石灰岩及其标准化石—珠角石化石。 2. 长岩侵入体、闪长岩。
3. 接触交代变质作用及其变质带的硅卡岩化、石灰化、大理石化,变质矿物石榴子石、变质赤铁矿—镜铁矿。
4. 丘陵地貌及岩溶作用(地表水对石灰岩的侵蚀作用),岩石的球状风化。 路线Ⅴ:河顺镇----东冶铁矿一带 1. 变质赤铁矿、岩石风化。 2. 低山、丘陵地貌和黄土地貌。
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3. 测定土壤剖面
4. 断裂构造、岩浆岩侵入体、接触变质带。 路线Ⅵ:杨家窑----达莲池----邵家窑
1. 石炭—二叠系砂岩、页岩等陆相沉积地层,红色砂岩、黄色。 2. 石炭—二叠系煤层。 路线Ⅶ:横水镇附近洹河谷地
1. 四纪松散沉积物、河漫滩相沉积物。 2. 河谷地貌、河谷曲流。 3. 实测河谷剖面。 路线Ⅷ:林州市----东岗镇一带 1. 闪长岩侵入体、变质带。 2. 低山丘陵地貌。
路线Ⅸ:临淇镇----五龙镇----五龙洞 1. 溶洞等岩溶地貌。 2. 淇河谷地、河谷地貌。 3. 森林植被。
路线Ⅹ:青年洞----南谷洞水库----石板岩 1. 花岗片麻岩及混合岩化作用。
2. 震旦系和前震旦系地层的沉积接触关系及构造底砾岩。 3. 中山地貌、河谷地貌和河谷类型等。 4. 太行山土壤类型及其发育。 5. 地层垂直剖面、植被垂直分布。
6. 地质、地貌、土壤、气候、水文和植被的综合考察。
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第二部分:地质地貌野外工作方法简介
一、地质罗盘的使用
地质罗盘是地质地貌等野外考察最重要的工具之一。利用罗盘可以测定方位,测定方向,测量岩层和构造面的产状等。
(一)、方位的测定
1.自己位于基点A,要测定目标B位于自己的方位
将罗盘长边(N/S)平行A-B线,将罗盘N端指向目标B,读磁针N在罗盘上的读数,即为目标B为于基点A的方位。例如,图(1)中,B位于A的NE30°。
2.自己位于基点A,要测定A点位于目标B点的何方位
将罗盘长边平行于AB线,将罗盘S端指向目标B,读磁针N在罗盘上所指的读数即为A点位于B点的何方位。如图(2)中,A位于B的SW210°。
注意,在读罗盘磁针的读数前,一定要使气泡居中,罗盘水平,且使指针稳定下来,或者取左右摆动磁针的平均指数。
N E N 目标 E S 目标B(NE30°) W N W N E S W SW210° A基点 S w S 图1 图2 (二)、产状要素的测定
产状要素是一项主要的基础地质资料,岩层、断层面、接触面等产状要素的测定基
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本方法如下:
1.层走向的测定
将罗盘的长边紧贴倾斜岩层面上,然后移动罗盘,使罗盘气泡居中即使罗盘水平。待指针稳定后,读出指针的度数,即为走向的方位角。走向有两个指向,二者相差180°。因此,仅记录一个方向即可(见图3)。
2.岩层倾向的测定
先将罗盘的北端指向岩层倾斜方向,将罗盘的南端紧贴在岩层层面的走向线上,水平放置(水泡居中),读出指针N在罗盘上的度数,即为倾向方位角,倾斜岩层的倾向只有一个。在野外实际工作中,只要测出岩层的倾向,再加上或减去90°即为岩层的走
向(见图3)。
3.岩层倾角的测定
将罗盘长边顺倾斜岩层的坡面侧竖,使其长边全部贴在倾向线上,摆动测斜仪上的水准气泡,使其居中,读测斜仪指针在刻度盘上的度数,即为倾角值。
4.产状要素的表示
当一岩层的产状要素测量完毕后,应立即记录在野外记录簿上。例如: 走向:NW330倾向:NE60° 倾角:40°
但因岩层的倾向只有一个,而且走向加、减90°即为走向,所以一般情况下用0°~360°的倾向方位角(即倾向)和倾角来表示。例如:NE60°∠40°,表示岩层倾向在北东象限,倾向方位角为60°,倾角为40°,由于走向和倾向成垂直关系,如需走向
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图3 构造面产状要素的测定
°~SE150°
数据,可以把倾向角加、减90°换算出来。
二、观测点上的工作
(一)、观测点的观测和记录内容
野外考察时,在观测点上,要根据观测到的不同的地质内容作适当的记录。一般的记录包括下列内容:
1.
每天出发时,在记录簿上记录下日期、观测路线号数及沿途所要经过的主要
地点,并注明当天的主要观测任务。
2.
在观测点上一般按下列方法进行观测和记录。
(1)观测点的编号,确定此点的位置、标高和定点的目的 观测点的编号应用规定的代号注明,一般采用No.1、No.2……。观测点的位置应写明地理位置和构造部位,地理位置要包括相对位置和高程,以便人们了解其可靠性。定点的目的,只需要说明为什么要在此定点,主要打算哪些地理(地质、地貌、水文、土壤、植被)现象,搜集哪些资料。
(2)露头的描述 主要是观测点附近露头的好坏,出露了哪些地层;出露的原因(人工露头或天然露头);浮土;碎石和植被覆盖等情况,并说明露头的范围、面积大小、延伸情况和风化程度。
(3)地层描述 一般应由老到新进行描述,描述的方法是先将界面两组地层的时代和接触关系略加说明。然后,描述其岩性和具体特征,包括岩层中所有有用矿物和化石,另外还要描述地层厚度及在纵横方向上的变化情况。
(4)测量岩层产状和节理产状
(5)构造描述 应指出构造名称、证据、大小延伸情况及成因等。 (6)地貌描述 (7)水文描述
(8)绘制素描图 绘制出露头的地质素描图,如有必要还可以附照片等其它图件,以便更有力地说明文字内容。
上述为观测点上的一般工作方法和描述提纲,应该灵活运用。在野外见到提纲中未提到的地质现象或其它有特殊意义的地理现象,都应注意观测并加以记录和描述。沿途所见地质、地理现象在记录时一般放在下一个观测点进行记录。
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(二)野外记录簿的记录方法
野外观测到的地质、地理现象都要记录在记录簿上,记录的有一定的规格,记录方式如下:
1.
野外记录簿应先留两页空白,可留作填写目录和必要的符号,页次应编号。
在扉页上还应写上记录簿使用人的姓名,使用人的联系方法(通讯地址、联系电话等),以防万一记录簿遗失时,便于检拾者归还时联系。
2. 录。
3. 4. 5.
录页的顶端注明观测日期、星期、天气状况等。 观测路线或观测点的记录应独占一行,并写在行的中间。
记录页的两侧各留一厘米左右的空白,并用铅笔画出。左侧空白内记录地层野外记录簿的左页绘图,右页记录。如果所附图件不多时,左页也可用作记
顺序和符号;右侧空白内记录地层厚度。
6.
记录时,不同性质的观测点,可以用不同的符号表示。例如地质点用方框
No.6表示;地貌点括号(No.8)表示,在符号中注明观测点的号码。观测点的号码顺序按观测的先后顺序来编排,而不同性质的观测点不另作编号。
7.
岩层、断层面的产状要素要单列一行,写在行的中央,并用单横线标出,使
之醒目;节理的产状要素的表示也类似,但下面用双横线标出。例如:倾向NW60°∠50°(指岩层的产状要素);倾向NE30°∠40°(指节理的产状要素)。
8. 9.
地层中所含化石要每种单列一行。
在左页右侧也要留下约一厘米宽的空白并用铅笔画出,用以记录标本号码。
10.记录簿左页图上应标出图的名称、方向、比例尺和简单的图例说明。野外记录簿的记录格式实例如下图:
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1991年5月12日 星期一 晴 NE55° 公路 水泥厂 路线Ⅱ 林县城—蜜蜂山—洹河谷地 No.1 蜜蜂山下,闪长岩侵入体与奥陶系灰岩的侵入接触带上. 在人工开凿的剖面上,可见到石灰岩有明显的挤压破碎现象及小型褶皱和穹隆.有石灰岩变质为大理岩和白垩状石灰土,以及硅卡岩、变质矿物石榴子石、变质赤铁矿等变质现象出现. (No.2) 蜜蜂山顶 在本点可以见到石灰岩在降水形成的地表流水冲刷下发生的溶蚀现象,其使得蜜蜂山浑圆,陡壁上出现溶沟等. 下午四点 下午五点
三、地质野外实习的内容和方法
(一)、不同岩石地区的观察与描述方法
观测点上对岩石描述,一般可以分为基本描述和补充描述。基本描述的内容主要:岩石的颜色、结构、构造、矿物成分、岩石的名称等。例如:浅灰色、厚层状、粗粒云母砂岩。再如:深灰色、化学结构、层理构造、厚层石灰岩,矿物成分为方解石。又如:粉红色、粗粒等粒结构、块状构造花岗岩,主要矿物成分石英、长石、黑云母。但是,基本描述对野外地质工作来说显得简单,不足以完全描述岩石的特征。因此,一般还需要进行补充描述,补充描述和基本描述的项目相同,不过更详细,它要求把所见到的岩石特征都描述出来。
例如:深灰色、化学结构、层理构造、厚层石灰岩,矿物成分为方解石(此系基本描述)。若再进行补充描述则应记载到“有时表面风化和经化学侵蚀呈灰褐色,层厚达50米,层面上有时有波痕等层面构造。矿物成分方解石在雨水的侵蚀下,在灰岩的缝隙中有时可以见到方解石的次生矿物雯石”等内容。
在野外地质实习考察中,三大类岩石都会见到,它们的观察、描述应注意之处分别介绍如下:
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曲山—蜜蜂山之间的闪长岩侵入体出露剖面图 比例尺 1:2000
1.沉积岩野外观察和描述的内容
(1)沉积岩的颜色 沉积岩的颜色,要注意观察区别原生色、继承色、次生色及颜色与沉积环境的关系。
(2)沉积岩的结构、成分(碎屑物、胶结物)、粒度、岩石名称 区别沉积岩的结构,看其是角砾状、砾状、砂质、粉砂质、泥质、化学或生物化学结构;对于碎屑结构还要进一步观察碎屑物的情况如粒度、磨园度等;观察胶结方式(基底胶结、接触胶结、孔隙胶结)。沉积岩的成分主要观察描述碎屑物的矿物成分,还要观察描述胶结物的成分(钙质、铁质、硅质、泥质等胶结物等)。
(3)沉积岩的构造 详细观察层理构造和层面构造如:层理的类型、单层厚度、层面是否有波痕、雨痕、干裂、结核和化石等。如有化石还要进一步观察和描述化石的保存情况,并大致确定化石的类属。
(4)沉积岩体形状及其风化程度和风化时的变化 观察沉积岩体呈现的形状如:层状、透镜状或透镜体。观察沉积岩的风化程度以及风华时出现了哪些变化。
(5)测定岩层厚度(或露头宽度)以及岩层的产状要素。 2.岩浆岩野外观察和描述的内容
岩浆岩的观察必须在岩浆岩露头的新鲜面上进行,主要观察和描述岩浆岩的颜色、结构、构造和矿物成分,然后确定岩浆岩的名称。
(1)岩浆岩的颜色 岩浆岩在地表极易风化,颜色的观察和描述必须在新鲜面上进行。一般超基性岩常呈黑色、黑绿色;基性岩常呈灰黑色、灰绿色;中性岩常呈灰、暗灰或灰白色;酸性岩常呈灰白、肉红色等。因此,根据岩石的颜色可以初步确定岩石的类别。
(2)岩浆岩的结构 观察和描述岩浆岩中矿物的结晶程度、晶粒形态、晶粒大小等。
(3)岩浆岩的构造 观察并区别岩浆岩的块状构造、气孔构造、杏仁构造、流纹构造、流线构造和斑杂构造等,并根据岩石不同的结构和构造大致确定岩浆岩的产状。
(4)岩浆岩的矿物成分 观察岩浆岩的主要矿物和次要矿物,注意暗色矿物与浅色矿物的种类及其含量有无石英、橄榄石、长石等。注意岩浆岩风化后矿物成分的变化。
(5)确定岩浆岩的名称和产状 根据岩浆岩的主要矿物、次要矿物、暗色矿物等成分,以及岩浆岩的颜色、结构、构造等情况确定岩浆岩的名称。
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(6)采集标本
3.变质岩野外观察和描述的内容
在野外观察和描述变质岩一般遵循从矿物成分、构造、结构到综合分析定名的步骤。 (1)变质岩的矿物成分 注意观察是否含有变质矿物,常见的变质矿物有石榴子石、绢云母、绿泥石、滑石、硅灰石、石墨、蛇纹石等。除这些变质矿物之外,还要观察石英、长石、云母、角闪石、磁铁矿、方解石、白云石等常见矿物的含量。
(2)变质岩的结构 观察并注意区别变晶结构(等粒、斑状、鳞片状)与变余结构。
(3)变质岩的构造 观察岩石是否具有片理构造(板状、千枚状、片状、片麻状构造)、块状构造、条带状构造与变余构造。
(4)命名和采集标本 根据变质岩的结构、构造和矿物成分确定出变质岩的名称,并采集标本。
(二)、地质构造的野外观察和描述方法
1.褶皱构造的观察和描述
(1)确定岩层的岩性和时代 观察和确定褶曲核部和两翼岩层的岩性和时代。 (2)确定褶皱的产状 观察褶皱两翼岩层的倾斜方向、转折端的形态和顶角的大小,并确定褶曲轴面及枢纽的产状。
(3)确定类型推断时代和成因 根据褶曲的形态、两翼岩层和枢纽的产状确定出褶皱的类型,进一步分析推断褶皱的形成时代和成因。
2.断层的观察和描述
(1)观察、搜集断层存在的标志(证据) 如在岩层露头上有断层的迹象,要观察、搜集断层存在的证据,如:断层破碎带、断层角砾岩、断层滑动面、牵引褶曲、断层地形(断层崖、断层三角面)等。
(2)确定断层的产状 测量断层两盘岩层的产状、断层面的产状、两盘的断距等,确定断层的产状。
(3)确定断层两盘运动方向 根据擦痕、阶步、牵引褶曲、地层的重复和缺失现象确定两盘的运动方向,上盘、下盘;上升盘、下降盘等。
(4)确定断层的类型 根据断层两盘的运动方向,断层面的产状要素,断层面
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产状和岩层产状的关系确定出断层的类型,其是正断层、逆断层;走向断层、倾向断层;直立断层、倾斜断层等。
(5)破碎带的详细描述 对断裂破碎带的宽度、断层角砾岩、填充物质等情况要详细家以描述。
(6)素描、照相和采集标本 3.节理的观察和描述
(1)确定节理类型 注意观察节理的长度和密度,根据节理的产状和成因联系确定出节理系。然后,根据节理和断层和褶皱的伴生关系推断出节理类型。确定是走向节理、倾向节理或斜向节理;纵节理、横节理或斜节理。
(2)确定节理的类型 根据节理的形态和组合关系推断节理的力学类型。确定是张节理、剪节理。张节理比较稀疏、延伸不远,节理不能切断岩层中的砾石。节理面粗糙不平呈犬牙交错状,节理开口呈上宽下窄状。剪节理常密集成群出现,节理面平滑,延伸较远,节理口紧闭。剪节理常由两组垂直的节理面呈“X”型组合。
(3)测量节理的产状 为了进一步研究节理的发育情况,可以大量进行节理产状要素的测量,并根据测量的数据编制节理玫瑰图。
4.接触关系的观察和描述
观察岩层的接触时要注意对岩层的接触界限观察,如果是沉积岩与沉积岩、沉积岩与变质岩相接触,看有无沉积间断、底砾岩、剥蚀面、古风化壳存在;看上下岩层产状是否一致;然后判断岩层是整合接触、平行不整合接触或角度不整合接触。
如果是沉积岩和岩浆岩相接触,看岩浆岩中有无捕虏体;看沉积岩中有无底砾岩,底砾岩的碎屑物有无岩浆岩的成分。然后确定二者是沉积接触或侵入接触关系。
(三)、地质标本和样品的采集和编录
许多地质现象在野外难以进行详细的描述或需要用实物进行说明,因此在野外观察露头时常常需要采集标本和样品,以便在室内进行进一步分析、补充说明、研究剖面或进行地层对比。标本和样品主要有以下几种:岩石和矿物标本、化石标本、有用矿产标本、其它标本或样品。
采集标本和样品应注意以下几点:
目的要明确,明确采集此标本是说明、描述什么用的;具有代表性和系统性,采集的标本要典型,特征要明显,能说明情况和问题,并且所采集的标本要系统;规格要一
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定,岩石标本应按一定的规格采集,通常规格是3×4×9cm,供陈列用的标本应为4×8×12cm。标本上要有新鲜面,同时保留一部分风化面。
标本采集后,要及时对其进行编号整理步骤如下:
首先,要对标本编号。标本的号码和观测点的号码,在野外就应编写清楚。如果从一个露头中采集几块标本,应按上下层序详细编号。标本号应与记录簿上、地质图上的号码一致。标本号码应用油漆或黑墨水写上,并立即填写标签(如表1)。
然后,将已编号的标本和标签一起包装并装箱。 最后,还需将标本登记在标本记录簿上(如表2)
表1
安阳师院地理系标本签
标本编号 采集地点 采集层位 简单描述
标本名称 采集时间 采集单位
表2 安阳师院地理系野外实习标本采集登记表
标本号码 采集日期 采集地点 采集层位 标本名称 备 注
001 1993.6.6 林州桃园 太古界 花岗片麻岩
(四)、绘制野外地质素描图
野外地址素描图,就是在野外工作期间用简单的绘图工具(罗盘、铅笔等)、简明的线条和专业的地质符号,将所观察到的重要地质现象在段时间内,勾画出具有地质意义的平面图、立体图形或图案。地质素描图不同于一般的写生和照相,它是概括的和有选择地去描绘地质现象,其意义是作为文字叙述的有力佐证和补充。例如下图(图5、图6):
NW290°
图5 河涧桥下小褶曲、小断裂素描图
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NE120°
图6 八疙瘩石桥南太行东麓断层O2石灰岩与Ar片麻岩水平接触示意图
(图中图例自左到右依次为:O2-石灰岩 Ar-片麻岩 Z-石英岩 断层破碎带)
(五)、地质剖面图的作法
地质剖面图分为实测地层剖面图和信手地层剖面图,这里主要介绍信手地层剖面图的作法。信手地层剖面图就是在穿越某一剖面时信手绘制的简单的剖面草图(即剖面草图)。这种图理论上必须穿越山头和多个地层,或剖开矿体,因此是理想的。它的作图条件是,在露头良好且路线横穿走向时即可绘制。具体作法是:用罗盘定向,用步子测量距离,用空盒气压计测量高程,按行进的路线将地层的产状和地质构造绘制在图上,并注明图图名、比例尺、剖面方位、图例、观测点号码和采集标本的号码等。这种图可以帮助我们记忆和了解区域构造以及其它地质情况,是重要的有关工作区域的原始资料之一(如图7)。
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图7 地质剖面图
四、地貌野外实习的内容和方法
(一)、山地和平原的地貌观察
1.山地地貌观察
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在观察地貌时既要横切河谷和分水岭,同时又要沿河谷和山岭观察地貌。其观察内容如下:
(1)山地的高度 可根据下表观察山的高度,判断山体的类型(如下图)。
山地地貌分类表
高 山
山地类型 极大起伏高山 大起伏高山 中起伏高山 小起伏高山
中 山
极大起伏中山 大起伏中山 中起伏中山 小起伏中山
低 山 丘 陵
中起伏低山 小起伏低山 高丘陵 低丘陵
起伏高度(m) >2500 1000-2500 500-1000 200-500 >2500 1000-2500 500-1000 200-500 500-1000 200-500 100-200 <100
1000 00 1000-35>3500 海拔高度(m)
(2)山体的形态及其发育过程 山体由山顶、山坡和山麓三部分组成。山顶的形状,一般可以分为尖峭状、浑圆状和平坦状。山坡的形态主要反映在坡形、坡度和坡长等方面,可以分为:极缓坡(2°-5°)、缓坡(5°-15°)、陡坡(15°-35°)、极陡坡(>35°)和陡崖(>75°)。山麓常是坡积层或重力堆积发育的地方,地貌上常形成坡积裙或倒石堆。在考察中要注意山地地貌与地质构造和岩性的关系,以便确定山地的成因。
2.平原地貌的调查
注意观察林州各盆地内平原的形态及成因。
(二)、构造地貌的观察
1.褶皱地貌的观察
褶皱构造与地形起伏一致形成背斜山、向斜谷。有时形成背斜谷向斜山。在野外一定要首先查清新老岩层的叠置关系,岩层倾向与地貌形态的关系,然后确定山地和谷地是属于顺地形,还是逆地形。
2.断裂构造地貌的观察
林州地区主要的断层地貌有断层崖和断层三角面(山),特征明显,形态典型,主要分布于太行山主脉东麓。
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(三)、流水地貌的观察
河流地貌观察主要是对河谷纵、横剖面结构及其发育过程的观察。河谷横剖面的的观察,一般包括下列内容:
1.河谷横剖面是否对称。
2.河漫滩的高度、宽度、洪水淹没范围、特大洪水淹没范围、河漫滩的物质结构、植被生长情况和土地利用情况等。
3.谷坡的特点及其岩性和构造等因素的关系,谷坡上植被的生长情况,谷坡及其坡角松散沉积物覆盖的程度等。
4.河谷横剖面的微地貌(如阶地)的情况。 5.绘制河谷的横剖面图。
6.河谷纵剖面的观察重点是河床的纵剖面形态,包括岩坎和烈点及各级阶地在纵剖面上的分布和变化等。
(四)、松散沉积物的观察
松散沉积物是指不同成因的第四纪沉积物,它们与地貌的关系十分密切。其观察内容主要有:
1.沉积物的厚度 薄层:<2cm;中层:2-10cm;厚层:>10cm。 2.沉积层的产状 水平;倾斜;波状;起伏。 3.沉积层的颜色 继承色;原生色;次生色。 4.沉积物的结构
A.粒度成分:砾、砂、粉砂、粘土。 B.砾石的形状 C.砾石的磨圆度
D.胶结情况:胶结;半胶结;微胶结。 E.其它:潮湿度等。
五、水文野外实习的内容和方法
1.河床比降的测定
(1)任意量算两点的水平距离L。
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(2)测出此两点的海拔高度分别是H1和H2。 (3)求算出比降:ρ =(H2-H1)/L 2.观察河流河道、河床和流量
通过沿河道观察河床变化、流量变化,得出山区河流及河流出山河床、流量的基本特征:流量小,比降大;下蚀力强,深切曲流发育;流速大,搬运的物质大而多。
3.观察地下水的人工和天然露头 (1)水井的主要观察内容
A.观察水井所处的构造部位、地貌部位、深度、结构和形状。 B.观察水井所揭示的地层剖面,确定含水层的位置、厚度和性质。 C.了解水井的使用情况和引水情况。 (2).泉的主要观察内容
A.观察泉的构造位置、地貌部位和高程。
B.观察泉水露头所处的地质条件,包括岩性和构造条件。确定构造条件与泉水补给的关系;确定补给泉水的含水层;确定泉的类型;判断其是上升泉还是下降泉。
C.观察泉水的利用情况,分析进一步利用的可能性,以及能否饮用。
六、植被、土壤野外观察的内容和方法
1.观察植物的种类及其分布,了解和分析该地区在林业发展的方向。
2.观察区域内的土壤类型及农作物生长情况,了解和分析本区土壤的利用方向。 3.观察土壤发育情况,作土壤剖面图。
七、编写地质实习报告
编写地质实习报告,是在野外认真观察的基础上,对所获得的第一手资料进行系统整理、核对、分析把各局部地质现象联系起来,得到一个统一的认识;同时还要把野外绘制的各种草图进行清绘和编制;最后,按实习报告的要求,编写成一份文字报告。实习报告的编写。着重写亲自观察过的内容,但资料要有选择,能说明问题,叙述要真实,文字要简练,字体要工整,附图要清晰。
实习报告应包括以下内容:
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1. 封面
写出实习区及其内容、作者姓名、撰写时间等(如下图)。
林州地区地质地貌实习报告 ×××
年 月 日
2. 目录
3. 报告原文(附图置于文章中) 4. 参考文献
实习报告编写提纲
引言
地理位置;所属行政区划;实习时间;学习了哪些地质工作方法。
一、地理与经济概况
1. 地势:叙述本区的地形大势,地形、地势分布规律。属何地理区,何山系或高山、中山、低山丘陵、平原区的一部分。指出区域的高差,有哪些最高点等。
2. 水系:描述区内主要河流及其支流的流向、流量、河床宽窄等。 3. 气候:应根据文献资料或亲身经历,简单介绍区内的气温、降水的最高、最低和平均值。
4. 交通:主要交通线及交通工具等。
5. 经济概况:工农业的一般概况;城镇、村落的分布;居民、人口和劳动力等情况。
在撰写时,除野外调查外,主要是根据地形图及其有关资料进行编写,文字力求简练。
二、区域地层与岩性
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地层与岩性是地质报告中最重要的部分。在这部分主要说明实习区域的主要存在的地层;各地层的岩性(岩石的颜色、结构、构造、主要组成矿物和岩石在区域内的厚度、出露地点及分布等);区域的地层层序;地层的接触关系等方面的内容。
本部分的写法是:
先写一个“引子”,概要说明本区由哪些岩石构成,使读者对本区有一个一般性的概念。
“引子”之后,按地层自老而新的顺序分段进行描述。分段描述时,每段都要有一个小标题。如:
太古界 元古界 古生界 中生界 新生界
在描述具体岩性时,要先写分布情况。然后再写出岩石的性质、厚度及其地层的接触关系。
三、构造
本部分主要是根据岩层的产状情况,写岩层受到何种地质作用的破坏,形成何种地质构造等。
本部分的写法是:
开始先写区域内地质构造的一般情况,如:本区构造复杂与否;本区所属的构造部位;区域内有哪些较大的构造;构造线的方向如何等。总的构造轮廓描述之后,即可分褶皱和断裂两大部分分别进行描述。
即:(一)褶皱构造 (二)断裂构造
1. 2.
主要的断层 节理
总之,在编写这部分报告时,应根据野外观察到的实际内容描述。描述时,对于每一个褶皱或断裂都要描述其具体位置、方向、长度和产状。然后,再说明其它特征等。
四、地貌形态
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(一)主要地貌类型
在野外实习期间所见到的主要地貌类型,如:中山、低山和丘陵;河谷地貌;洪积扇、洪积裙等。描述这些地貌类型的形态、分布规律等。
(二)岩性与地貌的关系 各种岩性对地貌的影响等。 (三)构造与地貌的关系
各种地质构造对地貌类型、地幔分布规律的影响等。 五、土壤、植被和水文状况
六、区域地质和自然地理环境发展历史
根据在野外考察所观察到的各个地层的岩性、各种地质构造来分析本区域在各个地质历史时期地理环境状况、所发生的主要构造变动等。例如:
1. 太古代 2. 元古代
根据元古界震旦系的石英岩及石英岩层面上的波痕、泥裂等构造分析在太古代震旦纪时,本区滨海、浅海环境,海水时进时褪。又根据在太古界片麻岩和元古界石英岩之间,有大量的底砾岩存在,分析出在太古代和元古代之间本区曾发生了一次大规模的构造运动。
3. 古生代 ……
结束语
在结束语部分,可以写实习收获,以及实习中存在的问题和建议等。
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第三部分 林州自然概况
林州市位于河南省西北部晋冀豫三省交界处的林州盆地,北纬36°线大致横穿林州盆地中央。盆地西界为太行山;东部为低山丘陵;北止于太行山与东部丘陵相接的姚村;南到东部丘陵与太行山相连接的合涧镇。盆地略呈南北延伸的长方形,南北长35公里,东西宽约5-10公里。盆地形态很完整,构成一个独立的自然单元。
林州市位于盆地东缘,恰在盆地纵长方向的中央。盆地海拔450米,盆内为第四系黄土所覆盖,土层深厚,地表平坦。盆地走向为北北东—南南西向。盆地西侧的太行山受林州断层制约,并为断层仰侧,平均高出盆地400—500米;盆地东侧为东部丘陵,高出盆地100—200米,为林州断层的下降盘。
一、地质基础
林州地区出露的地层最古老的是太古界片麻岩,最新的是近代冲积层。其中,发育较完善的为太古界、元古界和下古生界地层。上古生界和中生界地层本区缺失或为新生界地层所覆盖。
1.太古界片麻岩 这类岩层多分布在淋病子盆地西侧,呈狭长条带形,组成太行山的基部,片麻岩种类较多。在桃园附近多为花岗片麻岩,在片麻岩中散见石英片岩、云母片岩。在河涧西北八疙瘩,属于角闪片麻岩。
花岗片麻岩----呈红色,主要矿物为正长石、石英和云母,片麻状构造显著。 角闪片麻岩----呈暗绿色,主要矿物为斜长石,角闪石和石英,片麻状构造也很明显。
在上述片麻岩中,常见伟晶花岗岩、辉长岩侵入体的穿插,致使片麻岩岩层紊乱。 2.元古界 主要是一套覆盖于太古界片麻岩之上的棕黄色石英岩和石英砂岩,与下伏的片麻岩呈角度不整合,在石英岩的底部可见到底砾岩。石英岩、石英砂岩,主要分布在盆地西缘,构成太行山山体的悬崖陡壁,厚约200米。在石英岩及石英砂岩的层面上,可以见到波痕、干裂等层面构造,有些岩层有明显的交错层理。在石英岩层,节理构造发育,经侵蚀后常有崩离现象,造成石英岩峭壁。
在石英岩和石英砂岩之上,还可见到有硅质灰岩分布,这些硅质灰岩属于元古界顶
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部的震旦系地层。
3.古生界寒武系 古生界寒武系地层为石灰岩和业余覆盖在元古界石英岩、石英砂岩或硅质灰岩之上,寒武系地层与元古界地层呈假整合接触关系。
寒武系在本区可以分为下、中、上三统。下寒武统为红色页岩间以薄层灰岩,厚约百余米,性软,易风化,在地貌上常构成缓坡。中寒武统为厚层状鲕状灰岩,厚约300余米,质地较页岩坚硬,风化后构成高峻的绝壁,但绝壁的顶部浑圆。上寒武统为薄层灰岩间以竹叶状灰岩,在观察区内出露不佳,厚度较薄。
4.奥陶系 奥陶系地层的主要岩性为石灰岩,覆盖于寒武系之上,与上寒武统呈假整合关系
奥陶系下部为页岩,本区未见出露;上部为厚层状深色石灰岩,厚达800余米,主要分布在盆地东、北、南丘陵区域。林州市区东部的蜜蜂山以及合涧西北小丘中的奥陶系灰岩中,发现有珠角石化石。
盆地东缘的奥陶系灰岩,常有闪长岩的侵入体穿插。侵入体周围的灰岩,在侵入体热力和化学流体的作用下,灰岩变质为大理岩并有硅卡岩及接触交代变质铁矿产生。受岩浆侵入作用的影响,围岩岩层有明显的破碎现象,岩层紊乱。
5.石炭-二叠系 石炭-二叠系地层覆盖于奥陶系灰岩之上,全系共厚300余米。下部为海成的石灰岩层间以陆相页岩及煤层;上部全为陆相沉积,石炭-二叠系与奥陶系呈假整合接触。该系地层在林州盆地内未见出露,仅见于盆地之外的邵家窑、大莲池和杨家窑一带。石炭系为煤系地层,上覆的二叠系为红色砂岩、黄绿色页岩。
6.三叠系 本区三叠系地层为陆相地层,该层下伏二叠系,上覆新生界砾岩和黄土。林州盆地中未见出露,仅见于水冶附近的河谷大部为红色砂岩夹页岩。
7.第三系 主要为一套砾岩,其中砾石多由石英岩砾石所组成,表面园滑,大小不等。胶结物为红色粘土及红色砂质粘土,胶结疏松,红粘土易被冲刷,冲走后常常在地表留下成堆的砾石。
8.第四系 第四系在本区主要是红色土及黄土。黄土中常见有浑圆状砾石夹层,黄土柱状节理发育,有石灰性反应,属地表径流堆积。黄土被近代流水切割,常成黄土台地、黄土崖等黄土地貌形态。
9.岩浆岩 闪长岩是本区主要的岩浆侵入岩,主要分布在盆地东缘的丘陵地带。闪长岩呈灰色,全晶质中粗粒结构,似斑状构造或块状构造。其中的暗色矿物为呈长柱状暗绿色的角闪石,浅色矿物为中性斜长石。闪长岩在林州市区东部的蜜蜂山一带有出
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露,为中生代形成的侵入岩。
在黄华谷一带还有辉长岩及辉绿岩出露。辉长岩呈灰黑色,全晶质中粗粒结构,块状构造。主要矿物辉石呈短柱状和基性斜长石共同组成了辉长岩。辉绿岩的颜色较辉长岩颜色暗,矿物结晶较细。
二、褶皱和断层构造
林州盆地地处太行山林州盆地地处太行山南段山前过渡地带(指太行山主要山体与华北平原之间的倾斜地带)。大地构造位置属于山西台背斜东部边缘的太行山隆起,中生代的构造变动使太行山南段的前中生代地层形成宽缓的背斜隆起,并伴随着大量的断裂发育和岩浆侵入活动。
林州盆地的西侧为林州断层,在地形上为陡峭的悬崖,断层线走向为NNE。断层在盆地西部延长35公里,断层的上升盘位于断层线西部,平均高出林州盆地400-500米。基部出露的是太古界片麻岩,上覆元古界震旦系石英岩和古生界页岩、鲕状灰岩。由于岩层软硬相间,构成了太行山特殊的“堡垒式”地貌形态,断层的俯侧位于断层线之东的盆地境内,盆地中为黄土所覆盖,局部地区见奥陶系石灰岩与太古界片麻岩相接触,为断层的重要证据。盆地东部丘陵和西部断崖区内部都可以找到岩层的错乱和破碎现象,此也是断层的佐证。
林州盆地是伴随着林州断层的生成的,又形成了盆地内许多强度不等的褶皱构造,在盆地边缘常形成小型褶皱出现。
据调查,林州断层西侧(下盘即上升盘)出露太古界结晶片岩及震旦系变质石英岩、砂页岩,后因地壳抬升形成太行山的主体。断层东侧(上盘即下降盘)是由寒武系、奥陶系灰岩构成的基岩。反映在山地与盆地高差方面,反差极大,太行山海拔1000-1600米,盆地则在海拔300-450米。
在盆地西侧山体,断层的接触关系是太古界片麻岩与中奥陶纪灰岩相接触。 在断层带内部,断层碎屑物达数十、近百米宽,形成了明显的断层破碎带,且有晚近期的断裂活动,其证据就是新的活动使部分方解石晶脉或晶簇被错错断。
三、地表形态
林州盆地形态典型,但进一步又可以划分为三个不同的地形区。
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(一)、西部陡峻的太行中山
林州盆地的西部属山地地形,太行山中山大致呈南北长条状分布,一般海拔100-1600米,主峰林虑山海拔1619米。山体的基部由片麻岩所组成,山体为石英岩、页岩和石灰岩所组成。山体陡峭,壁立的陡崖连绵不断。
岩性对山地地形的影响很大,组成石英岩的山体由于石英岩岩性坚硬,其中节理发育,石英岩崩落之后形成悬崖峭壁和峡谷;石英岩之上的寒武系红色页岩,岩性较软,容易风化,形成陡崖之上的缓坡;缓坡之上位于山脊部位的中寒武系的鲕状灰岩,抗风化能力较强,但受降水的化学侵蚀,则组成坡面比较浑圆的陡崖;石英岩之下,位于山体基部的太古界片麻岩容易风化,形成山麓的缓坡。在寒武系石灰岩中,还可以见到由于崩落作用的岩柱和溶蚀作用生成的溶洞等。
西部的太行山中山大致以淅河为界分为南北两段,北段为太行山段块中山,南段为太行山褶皱中山。
(二)、浑圆的中部丘陵
自盆地东望,丘陵起伏,累累环列,其山顶多呈浑园状,奇峰险崖,极为少见,平均高出地面约有200米左右,一般山岭坡度较缓,在各丘陵之间有许多小型不规则的盆地,及平缓的宽谷,河流迂回期间,形成了东部丘陵地区的交通要道。
(三)、黄土覆盖下的林州盆地。
林州盆地西依巍峨高峻的太行山,东、北、南三面接着山顶浑园的丘陵区。整个盆地形式是西高东底。盆地形状完整,中心地形较平,略有土岗起伏,偶°见有奥陶纪灰岩所组成的缓丘。盆地底部以砾石为基,上部覆盖着第四纪黄土和近代冲积土。
四、气候概况:
林州盆地位于华北大平原的西南部和山西高原的交界地带,约北纬36°左右,东部距海不远属于北温带东亚季风气候区的范畴。按行星风系讲,一年中受盛行西风的影响很重;气团方面则极地气团和热带海洋气团的交替又严重地支配了这里的气候规律。
它西依太行陡壁,界接山西黄土高原;东南北三面都被高100——200m的丘陵所围绕,夏季自海上吹来流经华北平原的暖湿气流,几乎可以不受阻碍地直吹入盆地内部,气流性质亦很少变化;而遇到高峻连续的太行山后,被迫上升,绝热冷却形成地形鱼,
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故太行东坡云雨较多,比较湿润,西坡则较干燥。冬季寒燥气团自山西高原流来,受太行山的阻碍,除山口地方仍有干寒情况外,一般因气流沿坡下行增温变性,已减轻了其寒冷的情况外,故这里实是山西高原和华北平原间气候的过渡区 ,张宝坤在《中国气候区草案》中把本区划入华北区的华北平原附区是有道理的。
1.气温的变化
本地区地形复杂,盆地内各处亦不相同。夏季盆地内受热面广大,且两旁山坡裸露,植被缺乏,对热反映很快,故气温较高。冬季因山风下降,盆地内气温则较低。淅河冬季结冰,可以行人。
2.风向
冬季林州盆地在极地大陆气团的控制之下,自北向南梯度变化甚急故吹北风或西北风,且风速强劲。一月~三月东北风频率较大,但风速较弱。四月以后,极地大陆气团已开始侵入,开始有南风和东南风,整个夏季都以东南风占优势,因梯度不大风力风力常较冬季缓和。入秋以后,极地大陆气团又迅速增强,热带海洋气团南退,则偏北风又成为本区经常风向。由各方到达盆地的凤,因地形关系,风速都有不同的变化。尤其偏西方向的风,在山口沟谷的辅合作用下,谷口处风力增强。合涧镇附近曾产生过十级左右的风,造成拔树倒屋的惨象。桃园附近的调楼,也曾被风所吹毁。其他背风地区,又因回流作用,风力减弱,夏季谷坡的吸热散热条件不同,一昼夜中亦有山风谷风的变换。
3.降水
一年中各个时期不同性质和强度不等的气团活动,决定了盆地的降水特征。降水以冬半年最少,夏半年中又主要集中在7、8两月。因冬季主要为干冷的极地大陆气团所控制,降水多以雪的形态。夏半年中,4月以后日本海洋气团与极地大陆气团交锋,5月长江流域气团和前两气团交锋,雨量不大。6月势不甚强的热带海洋气团与极地气团相交所成的极锋降水甚少,而气温增高,蒸发加剧,不能补足蒸发所失去的水分,故5、6月为全年最干燥的时期。每年此时河溪呈干涸状态。故有“春雨贵如油”的谚语。7、8月海洋气团最盛,极锋已达内蒙、东北一带,全年降水量的50~70%都集中在此时,多为雷雨、暴雨。9月以后,极地气团重又占据中国大陆,本区降水骤然减少转为干季。可见,盆地降水与整个黄河北岸的华北区相同,但是因为太行山的阻障、抬升作用降水较东部平原地区多,尤其是在太行山东面的山坡上较大,大约可达700mm左右(东部安阳市的降水量为557.9mm)。
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总之,林州盆地的气候基本上和华北平原及山西高原的气候特征上都有相似之处,是雨区的过渡型。但又因地形复杂,山上山下、坡阳坡阴常有很大差异,各区小气候的地方性是很显著的。
五、水文概况
本区河流皆发源于太行山东坡,与太行山构造方向近于垂直,盆地北部为漳河,中部为洹河,南部为淅河,各河均由西向东流经盆地,在盆地东部的平原地区先后与卫河上源各河交汇。各河谷水文均具有干燥气候区域,山地和平原的河谷特征。河流在山中时,比降大,下蚀力强;到盆地中心河流干涸成砾石浅滩。
1.河床比降
诸河河谷从源地至山麓,一般长度10km左右。较长的淅河由河源到河涧镇距离也仅35km,高差却达500m以上。比降很大,一般比降均达5%左右,淅河在河涧镇附近比降较小,但也达1.4%左右。因此,河流的下切力极强,破坏作用最大,洪水期能将巨大的石块从山坡上进行搬运,使山地形成陡峻的深谷,多瀑布急流。被搬运物质堆积在河谷或山前地区,成为石河、石滩等。由于淅河谷地的上升力小于流水的下切力,使淅河仍能保持其原有的流路,形成嵌入河曲,有数百米高的凹岸悬崖陡壁,进入盆地或山前平原后,比降变小,曲流发育。
2.流速、流量
各河谷受气候影响,季节性水量变化很大。全年最高水位时期,既是河流最大流量时期,也是东南季风最盛行的7、8月份。但这时主要降水为爆发性阵雨。降落到地面的雨水,在缺乏植被,坡度又大的情况下,能很快汇聚谷中。这时水位上涨很快。能在几分钟内造成1~2米高的洪峰,同时在1~2分钟后又会立即下降。9月以后降水减少,河流全靠泉水补给,流量下降,水位几无变化。1月前后流水结冰,流量更小。春季融冰化雪,流量稍有增加,因冬季积雪不多,故流量仍不大。5、6月因蒸发强盛,流量减少。从全年看,除雨季的洪水外,流量均小,显得与宽广的河床很不相称,甚至许多河谷常为干谷。
在地质构造河岩石性质及人类经济活动的影响下,流量一般由上游至下游减少。淅河在山西境内,水面宽可达10米,水深约一米。但到河涧附近,流量大减,水面宽约4~
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5米,几乎减少一半。桃园谷在黄崖底河谷中有一定水量,但到桃园出山谷后,下游成为干谷。其原因是沿河谷地区大量引水灌溉农田。同时流经区域多为节理发育的石灰岩以及断层裂缝,山麓盆地中有深厚的疏松沉积物,使流水易于下渗,成为地下河。
河谷流水的补给有二:一为泉水,一为雨水。泉水均出露于透水层和不透水层,或石灰岩中的裂隙水。它们经常补给河流,对河流流量起决定性的作用,其补给量以夏季为最大,冬季有减少现象,雨水的补给是暂时性的。补给量在时间上变化很大,一般是7、8月为最大补给。
3.地下水
因地表有深厚的疏松沉积物,地下水距离地表深度很大。盆地内,一般打井都达数十米,在山地的泉水出露,一般也都经过很深的石灰岩层在于不透水的石英岩接触的地方,才有泉水出现。只是在沿河附近,由于河水的补给,故使地下水面提高到距离地面十米深处,地下水受气候影响显著。一般在雨季水面升高,干季下降,这种现象也表现在出水量上。使得山地泉水夏季出水量达,冬季最少,如梯垴附近的泉水,夏季日出百担,冬季日出四担,且冬季有泉水因结冰而干涸。
六、土壤概况
本区的气候夏热冬寒,四季分明,全年降水量在600mm左右,且多以暴雨形式集中于夏季。春夏之间蒸发强盛,湿度较小。故植被多为耐旱性的落叶林、灌木和草类。仍因干旱关系,森林发育不良,且兼以人为砍伐及过度垦牧,更引起森林的衰落,而逐渐向草原性植被过渡。在这种情况下,土壤发育带有草原带的特色,而呈棕色森林土和栗钙土之间的褐土类。
在此种植被的影响下,形成有机质的是旱生性阔叶落叶树和灌木、草本植被等。其中灰分元素较多,有利于呼气性细菌活动,而不利于真菌的活动,故乌明酸和休明酸的作用强,而克列诺酸的作用不明显。干季淋溶作用不强,使得腐殖质得以积累,而形成结构较好灰分不明显的表层。湿季淋溶开始,腐殖质胶体向下淋移和铁铝胶体结合,沿土壤裂隙形成棕褐色薄膜,故土壤下部有棕褐层及团块结构。
土壤中风化所形成的钾钠盐类,已大部分被淋失,钙镁盐类也有淋移现象,故有些地区在表土下数十厘米处便有碳酸钙的结核层。担淋失不甚,表土中尚有碳酸钙存在,加稀烟酸仍发生二氧化碳反应。硅、铝、铁的淋移已开始,故剖面上已有粘化现象。
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本区地形各处不一,西部山区成土母质主要为石灰岩、石英岩、页岩、片麻岩等风化残积物。但以坡度陡峻,植被破坏,冲刷严重,致使土层极薄,基岩裸露。又因水分多,淋溶强,可溶性盐类尽被流失,没有碳酸盐的淀积。到冲积扇区,坡度平缓,母质均来自不远的坡积物,因坡向西高东低,故土壤的机械组成亦西粗东细。但这里仍非最低处,粘土含量仍小,都应属于淋溶褐色土类。
盆地中为广大低平地区,有河流贯穿其中,母质为冲积性黄土,土层很厚,发育历史教久,剖面层次亦较山区层次明显。又因冲积物前后不一,故土层中部与下部有很多不同,这里的土壤是碳酸盐褐色土。
盆地北部及其某些低凹地方,因地下水接近地面,受潜育影响很大,为潜育褐色土。 东部丘陵区,高处土壤很薄,多由石灰岩的风化残积物形成,河谷地处则堆积着厚度不等的黄土。土壤中碳酸盐反应强烈,又兼以土壤质地疏松,透水性很强,随冲刷程度不同,有些地方已出现钙积层,为淋溶褐色土分布区。
本区土壤磷、钾肥充足,透水、蓄水性适中,肥力较高。但植被稀疏,坡陡土薄,冲蚀作用严重。若能按坡度的急缓,划分宜农、宜林、宜牧的范围,开展水土保持,增施氮肥,则土壤的肥沃程度必能更高。
七、植被概况
林州地区的天然树木,早被砍伐破坏,现有林木基本上是近几十年植树造林的结果。植被中主要的树种有:槲、栎、槐、杨、榆、板栗、山楂、山皂荚等;草本有:蓑草、苦草及禾本科草类等为优势种。
植被的生长情况和岩性、地形关系密切。片麻岩和页岩风化土上植被最为茂密;石灰岩风化土上次之;石英岩风化土上只生长有草本植物,且低矮细弱。在同一岩性地区坡度较缓处,土层较厚,水分充足,植被生长较好,坡陡相反。阴坡因土壤水分较多,植被便比向阳坡茂盛。人口比较稠密区,因烧柴牧草,植被的人为破坏较多。
山坡废弃的梯田上,生长有艾蒿等,其间夹有山皂荚,可见已从高草群向灌木过渡。陡坡上因冲刷严重,土层很薄,只有蓑草、青茅等草本植物,不见木本植物。村落旁边,人工种植的有楸、桐、椿、槐、桃、杏、苹果、板栗、柿、梨、山楂和胡桃等。其中尤其以柿树最多,几乎每村都有。在人工林植被较好的地区,水土保持较好。
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附录:
附录1 太行山区(石家庄——新乡)地层表
(摘自《中国地层草案》一书)
第四纪:Q 全新世(全新统)Q4
砂、砾石等冲积物,见于河谷沟渠; 此生黄土,见于山麓和平原一带。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 上更新世(黄土)Q3
黄色、质软,有显著节理,底部有厚2~3米,甚至16~17米的砾石,多由钙质胶结的石灰岩砾石组成,偶夹黄土凸镜体。分布甚广,厚度不规则。
厚5~7米,最厚达40~70米。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 中更新世(中更新统)Q2
①红色土:呈成层的钙质结结核,含安氏鸟蛋化石,底部偶含砾石,其上常与黄土接触,分布甚广,厚度不一,有厚达50米者。
②石灰体:呈黄白色,多为钙质所凝结的块状。及笋状固体,亦有由极细的管状体聚集而成,疏松多孔隙,质轻而性脆,成分以氧化钙为主,稍含氧化镁、硫酸钙及其它杂质,含淡水介贝类化石极多,下部有网状叶脉植物化石:直覆于石灰,厚度不一,最后达30米。
③洞穴裂隙堆积物:见于井径之青石岭,及因底村,相当于周口店期。 下更新统(洞穴沉积物)Q1
见于井径因底村等处,相当于泥河湾期。
…………………………………………………………………………………… 第三纪: 上新世(V)
雪花山玄武岩:黑色,致密,表面具气孔,含有橄榄石及长石斑晶。
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…………………………………………………………………………………… 红土:上层为棕色粘土,其下为薄层棕色软沙,再下则为粘土与红色软沙相间,而软沙层特厚,底部为红棕色石灰角砾岩与石灰砾岩,砾岩间夹有少许粘土及砂砾,分布于井径雪花山者厚达30米以上。
…………………………………………………………………………………… 渐新世——始新世(渐新、始新统)(E)
以砾岩为主,中夹灰色砂岩、粘土层,砾岩砾石多为红色石英岩,偶含石灰岩,红色砂岩,砾石圆滑,直径约为0.5~4cm之间,大者可达15cm,胶结物为沙质粘土及红色粘土;上部时见白色硬结土层,粘土南部较北部厚。见于河南北部、河北南端、鹤壁井厚1805米,中央一层16米,最厚可达150米。
…………………………………………………………………………………… 三叠-二叠纪(石千峰系)(TP)
以紫色页岩、砂岩为主,紫色页岩中含有云母及青灰色泥质物,紫色砂岩多呈薄层状,粒细而匀,有的含有紫色泥岩颗粒,具有交错层理、波痕及泥裂等,偶夹薄层灰岩、杂色页岩。一般上部多砂岩,下部多页岩,中夹黄色沙质粘土,底部有蓝色页岩,厚500m以上。
…………………………………………………………………………………… 二叠纪(石盒子系)(P)
大部为黄色石英粗砂岩与沙质页岩的互层,夹有灰绿、紫色砂岩、细砂岩、红色沙质粘土、淡蓝色耐火粘土。
上部以紫色页岩为主,夹黄色页岩、砂岩。下部以黄红色页岩为主,近底部偶夹黑色页岩,富含植物化石,底部夹有薄煤层。最底部为铝土页岩,出露于南部,厚度不一,60~300米。
二叠-石炭纪(二叠-石炭纪)(PC)
灰黑色砂岩、页岩夹煤层。上部有棕黄色砂岩及黄绿色、紫棕色页岩。鲕状页岩,夹有可采煤层一层。
上石炭纪(太原统)C3
以含铁质的页岩与夹黑色页岩、棕色砂岩为主,夹有0.6-5.2米含化石的石灰岩3—7层,以及重要的煤层9层,多为烟煤。
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上部一般多黄色及棕色砂岩。
中石炭统(?)(本统)C? 2
上部以蓝色沙质及钙质页岩、灰白色砂岩为主。
下部为铝土质页岩,灰白色粘土岩,红蓝色页岩,厚约88米。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 中奥陶统(马家沟统)O2 上部(石灰组)
深灰色块状石灰岩,呈细纹,多溶解物填充的缝隙痕迹,底部有厚达30米的石灰角砾岩(林州河涧镇等处)砾石大小不一,棱角显著,为黑灰色钙质所胶结,夹有青灰色厚约数米~十余米的陶土层,含Strophomnea,inonrvata,Graban等。南部厚300-400米,北部812米。
下部(贾旺页岩)
黄色页岩夹泥质薄层灰岩,质甚软,不耐风化,顶部含Isotelns.maximas的化石,见于林州南部,厚约30米。
下奥陶纪(三山子灰岩)
为杂色白云质石灰岩,其颜色以浅色及灰绿色者甚多,质细,风化后表面呈粒状,易误为砂岩。
中夹白及绿色燧石或蛋白层,顶部及底部白云质较少,成层较厚,出露厚度不一,南部厚约100米,层厚274米。
…………………………………………………………………………………… 上寒武统(凤山组)Є3
上部为浅灰色薄层灰岩,质疏松。 下部为含砾状石灰岩,灰绿色页岩。 含Qnadrati cepha.Sankia 化石,层厚30米。 (长山组)――-
上部硅质石灰岩,间夹少量的竹叶状石灰岩,砾石边缘为红或绿色。 下部为紫色页岩,夹有9层竹叶状石灰岩。 (崮山组)―――
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以浅绿、浅紫、棕黄色钙质页岩为主,夹灰绿色薄层石灰岩,厚20米。 中寒武纪(中寒武统)Є2
上部为黑色鲕状灰岩,含Dorypyfe最多。
下部为灰色薄层灰岩,含Ciepicephalus con-vexus ualcolt等化石。 在河南林州等地厚200米左右。 下寒武纪(宜良统)Є1
紫红色、棕色页岩为主,间夹薄层石灰岩。
上部薄层石灰岩或呈鲕状、肾状,有时含劣质、鲕状铁矿,厚20~30米,有时可达100米。
…………………………………………………………………………………… 震旦纪Z
获鹿灰岩――灰色硅质石灰岩,一般为薄层状,夹棕红、黑及旦绿色页岩,含黑色燧石甚多,石灰岩中含有Collenic chinsis Grabau等化石。仅见于获鹿城东北的锡高山。
石英岩
白、灰白及红色石英岩,夹有板岩、页岩及赤铁矿层。石英岩层面往往有波痕、泥裂和交错层理等痕迹,底部时夹有50~60米(林州一带)的红绿色页岩,厚度自东北向西南逐渐增厚,河南北部亦在200米以上。
…………………………………………………………………………………… 前震旦纪At 滹沱系
由灰白、赤褐等块状及板状石英岩,夹白色结晶石灰岩,暗灰色具丝娟光泽的千枚岩,及白色坚硬板状石灰岩组成。大致可分为三部:
上部为硅质石灰岩 中部为结晶石灰岩及千枚岩 下部为石英岩
…………………………………………………………………………………… 变质岩系:
片麻岩、石英岩、绿泥片岩、滑石片岩、云母片岩和大理石,常为伟晶花岗岩、石英脉及煌斑岩脉穿插,并有片麻状花岗岩出露于井径一带。
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附录2 常见地质符号
常见沉积岩符号
常见火成岩(岩浆岩)符号 常见变质岩符号
常见地质构造符号
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附录3 林州市地图
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