1前言
1.1实习时间、参加人员及组织情况
实习时间:2012年12月9日至2012年12月15日 。
参加人员及组织情况:带队老师有范柱国老师带队,王蓉老师,郭君老师,
赵虹老师。实习班级有资勘1221班全体同学,一共44人,加上老师一共有50人。总共分了4个小组,由每位老师负责指导一个小组进行参观认识实习。
实习前期,由带队老师召开院、系领导参加的实习动员会,向学生讲清野外实习的目的、要求及重要性,野外工作方法、实习区的基本情况及所能观察的地质现象,并对安全问题做了严格的要求。学生根据老师的介绍,准备实习所需资料及仪器设备、个人生活用品。由带队老师负责安排好后勤保障工作,预定车票、联系住宿,为实习作出周密的准备。
1.2实习目的、实习内容
(一)目的
1. 通过对野外地质现象观察,结合室内理论学习所获知识,做到理论和实际相结合,巩固所学的知识,加深对《地质学概论》课程的理解。
2. 通过野外对地球的外表特征,物质组成,各种地质作用和地质构造的观察,一方面增加我们对地质工作的感性认识;另一方面培养我们观察问题,分析问题和解决问题的能力,使我们成为“技能型”人才。
3. 加深拓宽我们所学基本理论知识,为后续课程的学习打下基础。
4. 培养我们了解地质工作的科学性,初步掌握野外地质工作的基本方法和技能。
5. 通过对自然因素和人类活动的观察分析,教育我们认识地质工作在社会经济建设中的重要性,加深对“人与自然和谐发展”的理解,从而激发我们对即将从事的专业热情和责任感。
(二) 大理-丽江地区内外动力地质现象极为丰富,通过此次实习我们要掌握一下内容:
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1. 常见矿物 石英,方解石、正长石、斜长石、黑云母、绢云母、绿泥石、绿帘石、石榴子石、辉石、角闪石、黄铁矿、磁铁矿、褐铁矿等。 2. 三大类岩石
(1) 岩浆岩:橄榄岩、辉长岩、闪长岩、花岗岩、各种斑岩、玢岩。 (2)沉积岩:角砾岩、砾岩、砂岩、粉砂岩、灰岩、白云岩及过渡性岩石。 (3)变质岩:板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、混合岩、大理岩、石英岩、变粒岩及过渡性岩石。
3. 各种外动力地质作用的观察分析 (1) 三大类岩石风化作用的特点。
(2) 西洱河、弥苴河、金沙江等河流地质作用特征及演化现状。侧重观察金沙江石鼓段河流的侵蚀、搬运、沉积作用特征,包括心滩、河漫滩、河流阶地的观察分析、长江第一湾的形成原因。下关天生桥的成因及演化。
(3) 苍山东麓十八溪洪积扇,洪积裙及洪积平原。详细观察万花溪洪积扇的形状,坡度、组合与结构、水系特征、演化过程。分析断裂活动与现代地貌的关系。 (4) 洱海形状面积、水深、水质、湖水的补给及排泄状况、地质作用特征、成因及类型、演化特点。侧重观察一下几个方面的内容: ①洱海东西两岸地质作用的特点; ②上关弥苴河三角洲; ③喜洲海舌侵蚀与沉积特征、形成原因分析。
(5) 下关塘子铺温泉,蝴蝶泉的出露特征、水质、成因及类型、可利用的价值。 4.各种内动力地质作用的观察分析。
(1) 参观禄丰恐龙博物馆:观察禄丰恐龙化石产出层状、岩性特征。
(2) 向阳(海东区)下奥陶统剖面图观察:岩性、古生物化石、岩层产状、解除关系、沉积岩原生构造(层理(波痕等)。依据地层层序和岩层产状分析褶皱特征。作向阳乡上庄村下奥陶统第一段信手剖面图(向阳背斜西南冀)。仔细观察其中的小断层特征:断层破碎带特征(两盘运动方向等。
(3) 向阳(温泉等地断层的分析(详细分析向阳断层、要求: ①确定向阳断层存在的证据— ②确定向阳断层的性质— ③初步掌握描述断层的
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方法:断层产状、断层两盘地层及岩性特征、断层破碎带特征等。 ④学会画向阳断层素描图。
(4) 各种小构造的观察。西洱河及石鼓镇两地变质岩系中线理、劈理、节理、原始层理的鉴别和褶皱构造的观察。详细观察江风寺附近片麻岩中的两组节理。 (5) 上庄村下奥陶统第一段中辉绿岩脉的观察。辉绿岩脉出露的形态、产出特征与围岩的接触关系、侵入时代等。
(6) 点苍山和石鼓镇变质岩系的岩石类型、变质程度、变质类型及原岩分析(侧重石鼓镇附近公路旁下泥盆统变质岩剖面的观察。
(7) 大理三塔寺、丽江古城地震遗迹的观察。参观国家地震局滇西地区地震预报实验场。
5)程地质和环境地质
(1) 大保公路西洱河段地质灾害及防治工程。边坡的稳定性分析(边坡护理方法。西洱河梯级电站的地质环境及其对洱海环境的影响。 (2) 莫残溪泥石流防治工程的规划(设计的问题。
(3) 引洱入宾工程(大理及虎跳峡自然生态旅游区开发中环境地质问题。 6.地质工作方法的初步培训
(1) 地质罗盘的原理及使用方法(岩层产状的测定(定向(定点的学习。 (2) 地层层序划分的基本方法及信手剖面的作法。素描图的格式、要求。 (3) 标本的采集和整理。
(4) 地质现象的记录方法和格式。
(5) 野外及室内资料的搜集整理。 (5) 地质认识实习报告书的编写。 1.3实习路线
详细交通路线见下图(图1-1)
实习交通路线
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图1-1 实习地区交通位置图
主要的线路:1)昆明-下关
2)下关—罗荃寺-生态牧场-向阳村-下关塘子铺温泉-下关。 3)下关-天生桥-感通寺-喜洲-蝴蝶泉-大理三塔-大理古城-下关。 4)下关-洱源-剑川-白汉场-石鼓镇。 5)石鼓镇-黎明风景区-中兴镇-石鼓镇-丽江 6)丽江-昆明 1.4实习地区概况
(1)大理的地区概况:
大理地处云南省中部偏西,市境东巡洱海,西及点苍山脉。这里气候温和,土地肥沃,山水风光秀丽多姿,是中国西南边疆开发较早的地区之一,远在四千多年前,大理地区就有原始居民的活动。大理有“风花雪月”的美称,即下关风、上
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关花、苍山雪、洱海月。海拔2090米,东邻楚雄州,南靠普洱市、临沧市,西与保山市、怒江州相连,北接丽江市。自治州首府驻大理市下关,距昆明市338公里。自治州总面积达29459平方公里。山区面积占总面积的83.7%,坝区面积占16.3%。东西最大横距达320多公里,南北最大纵距达270多公里。大理市位于中国云南省西北部,横断山脉南端,地处东经99°58ˊ至100°27ˊ,北纬25°25ˊ至25°58ˊ之间。是一个依山傍水的高原盆地。市境东西横距46.3公里,南北纵距59.3公里。大理州地处低纬高原,在低纬度高海拔地理条件综合影响下,形成了低纬高原季风气候特点。受气候的影响,植物垂直分布变化显著,适宜于各种农作物的生长,湖滨平坝地带,是著名的“鱼米之乡”。大理州辖1市8县3自治县,即:大理市、漾濞彝族自治县、祥云县、宾川县、弥渡县、南涧彝族自治县、巍山彝族回族自治县、永平县、云龙县、洱源县、剑川县、鹤庆县。全州130个乡镇、办事处(其中民族乡17个、镇16个、办事处2个)、1098个村公所,并设有一个省级经济开发区和一个省级旅游度假区。州驻下关。 (2)丽江的地区概况:
丽江市位于云南省西北部云贵高原与青藏高原的连接部位。北连迪庆藏族自治州,南接大理白族自治州,西邻怒江傈僳族自治州,东与四川凉山彝族自治州和攀枝花市接壤。总面积20600平方公里经度是100.25,纬度是26.86 。辖古城区、玉龙纳西族自治县、永胜县、华坪县、宁蒗彝族自治县,共有69个乡(镇)446个村民委员会。丽江自古就是一个多民族聚居的地方,共有12个世居少数民族,其中纳西族23.37万人,彝族20.14万人,傈僳族10.62万人。 丽江市区中心海拔高度为2418米,与同为第二批国家历史文化名城的四川阆中、山西平遥、安徽歙县并称为“保存最为完好的四大古城”。
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2 区域地质概况
大理-丽江地区位于青藏高原东缘,横断山系或“三江”流域中段,特提斯-喜马拉雅构造域东南部弧形构造转折处,冈瓦纳古陆与欧亚的拼合带的边缘,也是扬子准地台与滇西地槽褶皱带交接区。区内地层比较齐全,自前震旦系至第四系均有分布。由东向西各时代地层发育程度、沉积厚度及岩相变化十分显著。不同时代及各种类型的变质岩、岩浆岩亦有相当程度的发育。构造十分复杂,发育有北西向、北东向和近南北向等多组断裂,这些断裂具有不同的延伸方向,规模大小、切割深度、活动性质和演化历史,将本区地壳分割围限成许多大小不一、级次不同的构造块体。上新世中晚期以后,块体运动发生变化,沿块体的东、西边界逐渐发育形成了近南北向的裂陷构造带,地貌上表现为盆地带,构成了本
区现代活动构造的基本格局(图2-1)(图2-2)(图2-3)。
图2-1 大理-丽江实习区遥感照片图
图2-1大理-丽江地区遥感影像图
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图2-2大理-丽江地区构造纲要图
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图2-3大理-丽江地区地质图
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2.1区域地层
大理洱海周缘地层发育,从元古界到新生界除部分系、统、组缺失外均有出露,元古界苍山岩群和沟头箐岩群分布于西部点苍山一带,呈北北西向展布,为一浅至深变质岩系。下古生界下、中奥陶统,志留系主要分布于海东向阳地区,下 、中奥陶统由一套泻湖,滨海相—陆棚边缘相碎屑岩组成(缺失上奥陶统),志留系由一套陆棚边缘相—台地相碳酸盐岩组成。上古生界泥盆、石炭、二叠系均发育,主要为台地一深海盆相碳酸盐岩及玄武岩,大都出露于洱海之东。中生界三叠、侏罗、白垩系,以红色陆相地层为主,部分为煤系,主要分布于南部地区。新生界见有上第三系上新统和第四系出露,前者为一套裂隙型喷发式喷出—溢出产物,分布于云浪村,挖色两地,受断裂控制,后者为一套洪积,冲积,湖积和冰 物,主要分布于洱海东部的乌龙坝,点苍山的东坡。
2.2区域构造
大理实习区位于扬子准地台与三江褶皱系之结合部位,根据区域沉积建造、岩浆活动、变质作用、成矿作用、构造层次及构造形迹、地形地貌特征,该区以洱海深大断裂为界,划分为东、西两个构造区。
(一)东部构造区 东部构造区泛指洱海断裂以东的向阳、挖色一带地区。区内广泛分布着古生界海相沉积岩层,岩性以碎屑岩、碳酸盐岩和基性火山岩为主,间有硅质岩,上覆以中生界红色碎屑岩。中生代末期燕山运动,促使上述地层褶皱,复经喜山运动进一步复杂化,再经近期外力地质作用的塑造而显露当今外貌。
(1)褶皱 区内褶皱轴向多为北东及北西向,呈两组分布,普遍被不同性质、不同方向的断层破坏。前者以早期褶皱为主,在华力西晚期已确立其雏型;后者主要与洱海断裂带晚期构造活动关系密切。现以向阳复式背斜说明之。 向阳复式背斜位于洱海断裂之东,轴线呈北北西向,南起五福山、经向阳北抵康廊,轴长大于70公里,由于第四系的掩盖和断裂活动的影响,致使褶皱形迹比较零碎,多有弧形弯曲。背斜核部主要由下奥陶统向阳组第一、二段组成,向阳组第三段至第六段、中奥陶统迎风村组、下志留统湖西组则分居两翼,东翼保存较好,西
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翼为断裂破坏及第四系堆积物掩盖。两翼次级褶皱发育,次级褶皱的轴线方向与主背斜轴向总体一致。两翼地层倾角40°∠45°,基本对称,枢纽呈北倾或近于水平。因此,为一枢纽波状起伏的直立复式背斜。 另外,在洱海断裂东侧,第四系下更新统松毛坡组也有褶皱存在,说明该区挽近时期仍有较强的活动。 (2)断裂 区内裂断发育,主要有北西向及北东向两组。其中北西向断裂,主要分布在洱海断裂的东侧,并与之有成生联系,有较强的晚期活动。北东向断裂与相应方向的褶皱关系密切,可能同属华力西晚期的构造形迹,但其后又继续活动,并部分错移了北西向构造形迹和喜马拉雅期早期的中酸性斑岩体。断裂性质以逆冲断层为主,部分断裂在挽近时期有向张扭性转化的趋向。
现以向阳断裂来说明:向阳断裂出露于合山顶西坡,走向北北东至北北西,呈弧形转折,地貌表现为冲沟,断层面倾向250°—325°,倾角78°—82°,上盘为上志留统五福组地层(S 3W),下盘为下奥陶统向阳组(O 1X)地层。断层破碎带宽10—15米,构造角砾岩发育,可见少量断层泥。向阳组粉砂页岩见有小褶皱,据局部断层分析,为一高角度正断层,具有张扭性特征。如图2-4所示:
图2-4向阳断层剖面素描图
(二)西部构造区 西部构造区泛指洱海断裂以西的苍洱一带地区。该区经
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历了多旋回的长期活动,现今所见以晚期构造形迹为主,区域构造线方向呈北西或北北西。点苍山变质带与周围中、古生界呈断层接触关系,其地貌景观拔地而起,仿若鹤立鸡群,呈一巨大推覆体映眼帘,内部为一背形2000米,反映了现代地壳运动表现为强烈差异性抬升之中。
(1)褶皱 该区褶皱发育,古老的褶皱形态,由于多次构造叠加、改造已难恢复,但见局部呈东西向的紧闭褶皱残迹存在。后期的叠加褶皱轴向则以北东或北西向为主,尤以北西向发育,但多为次级揉皱。表明该区区域构造应力场的主压应力方向由南北向向北东—南西方向的转变。这种多期的叠加褶皱,在大理石工艺品中比比皆是,使之呈现出美丽的花纹。
(2)断裂 区内断裂发育,以北北西向为主,北北东向次之。前者以压扭性断裂结构面为主,后者则以张扭性平移断层为主。苍山东麓多级冲(洪)积扇、台地、辫状“V”型河谷、发育于西洱河“V”型河谷两侧的多级阶地、第四纪沉积物褶皱和断错、大理三塔寺地震遗迹、泉眼呈带状展布、洱海东西两岸夷平面与剥蚀面的差异等都表明该区新构造运动强烈,为红河断裂带活动最强的地段,从而也形成了苍山洱海对照性极强的现代地貌。
(3)大理断陷盆地 主要分布于点苍山以东,东侧为洱海水域,西侧为第四系堆积物掩盖,为新第三纪上新世以来拉张断陷形成的盆地,走向北北西,长约50公里,长宽比为4:1,盆地大致以洱海断裂为东界,邓川-大理断裂为西界,第四纪堆积厚度达2000米,挽近时期以来,湖泊面积日渐减小,表明湖泊已逐渐走向更年期。
3.区域边界断裂 区内断裂发育,以北北西向为主,北北东向次之。前者以压扭性断裂结构面为主,后者则以张扭性平移断层为主。苍山东麓多级冲(洪)积扇、台地、辫状“V”型河谷、发育于西洱河“V”型河谷两侧的多级阶地、第四纪沉积物褶皱和断错、大理三塔寺地震遗迹、泉眼呈带状展布、洱海东西两岸夷平面与剥蚀面的差异等都表明该区新构造运动强烈,为红河断裂带活动最强的地段,从而也形成了苍山洱海对照性极强的现代地貌。 (1)洱海断裂 区域边界断裂呈北北西向纵贯全区,为红河断裂带北段中一条代表性断裂,区内全
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长60余公里。该断裂深切基底,对两侧的古地理、古生物和沉积建造均有明显的控制作用,也控制了洱海的东边界,使洱海东岸成为山水相连的基岩陡壁,不发育冲(洪)积扇和“海岸”过渡带。洱海断裂既是扬子准地台与三江褶皱系的区界,又是横断山脉与云贵高原的分界线,形成于晋宁运动后期,其后历经多次构造活动至今。燕山运动时期以来,断裂除具升降差异运动外,还表现有水平运动的迹象,渐新世35—22Ma期间呈左行走滑,第四纪以来以右行走滑为特征。 (2)西洱河断裂 该断裂位于西洱河出口处,上覆苍山群远古代变质岩,基岩是侏罗统紫红色砂岩,二者呈断层接触,为一逆冲推覆构造,外来岩块是元古代片麻岩,原地岩块是砂岩。如图2-5所示:
图2-5沙坝人家推覆构造示意图
2.3区域岩浆岩
实习地区火成岩发育,具有多期次、多阶段、多旋回活动特点,活动时期有晋
宁期、华力西期、燕山期和喜马拉雅期,活动方式有侵入和喷发两类。岩类复杂
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多样,有酸性、中性、基性及超基性岩类。现对本次实习观察的火成岩概述如下:1.侵入岩
此次实习可以观察到五福山岩群侵入岩体:五福山岩群主要出露于五福山-海东向阳一带,所见岩体规模较小,呈岩株、岩枝、岩墙、岩脉状产出,与古生界之不同地层呈侵入接触。岩性为辉长辉绿岩、辉绿岩,辉长辉绿结构、辉绿结构、块状构造。矿物成分为斜长石57%,普通辉石35%,石英1%,钛铁矿+磷灰石3%。岩体属晋宁期之产物。 2.喷出岩
实习区内二叠纪火山岩,集中分布于挖色-双廊-桂平一线以北,南起弥渡,北抵鹤庆,出露面积169km2,共分为四个岩性段。岩性以玄武岩为主,火山碎屑岩(凝灰岩、火山角砾岩)次之。斑状结构、火山凝灰结构、火山角砾结构、致密块状构造、杏仁状构造、角砾状构造。从岩石组合特征来看,区内二叠纪玄武岩喷发期次可以划分为一个完整的喷发旋回,两个喷发亚旋回,从下向上由海相喷发转为陆相喷发,岩类则有由基性―中性―酸性的演化趋势。
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3大理-丽江实习区不同成因类型岩石的野外识别
3.1沉积岩(以大理海东地区碳酸岩、碎屑岩为例说明)
沉积岩是在地壳表层条件下,由风化产物、深部来源物质、有机物质及少量宇宙物质经过搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的岩石。 沉积岩主要包括:白云岩、灰岩、砂岩、砾岩、页岩等; 1、碳酸盐岩
碳酸盐岩在地壳中的分布仅次于泥质岩和砂岩,约占沉积岩总面积的20%。碳酸盐岩是很有价值的矿产,广泛用于冶金、建筑、化工、农业、医药等方面。孔隙和裂缝发育的碳酸盐岩也是地下水的重要含水层;广泛分布于表面的碳酸盐岩对工程建设、国防施工、旅游事业等均有重要意义。碳酸盐岩是以钙、镁碳酸盐矿物为主组成的沉积岩。在下关洱海东岸,罗荃寺北东60○ 300m的洱海周边观察,以及对基岩敲打分析,并得到指导老师解说,确定此基岩属于S3W(下志留系五福组)白云质灰岩。
S3W(下志留系五福组)白云质灰岩,呈灰白色,块状,主要矿物是方解石,含白云石。具有可溶性,由于洱海水流加上风浪的侵蚀、冲刷,形成有湖蚀崖、湖蚀洞和湖蚀平台,基岩岩面上发育有较多的孔洞应属于湖水侵蚀所致。湖蚀崖、湖蚀洞,是湖岸节理发育,湖水顺节理侵蚀,大量的湖水溶蚀了碳酸盐岩,使裂隙变大加深。在侵蚀过程中,形成一些碎屑角砾岩在湖岸沉积。
在下关塘子铺温泉(热泉),有泉华台地的现象,经分析属钙华。位于温泉度假村前,长约1-8m,CaCO3为主要沉积物,呈白色,因受雨水泉水的冲蚀及化学作用形成各种大小不一的孔洞,并发育钟乳石、石笋和石柱。 2、碎屑岩
碎屑岩是由母岩破碎后产生的碎屑物质经过搬运、沉积及压实、固结成岩等作用而形成的岩石。
实习地区的碎屑岩主要物质来源为陆源碎屑物质,因此定为陆源碎屑岩,主要由碎屑物质、化学物质和杂基三部分组成。根据碎屑颗粒的大小,可以把碎屑
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分为三类:(1)粗碎屑岩——砾石、角砾岩(碎屑直径﹥2mm)。(2)中碎屑岩——砂岩(碎屑直径2-0.0625mm)。 (3)细碎屑岩——粉砂岩(碎屑直径0.0625-0.0039mm).向阳村2公里山沟,向阳断层断层破碎带存在断层泥、黄色泥质粉砂岩和棱角状角砾岩,向阳村地层岩性观察点,有黄褐色长石石英砂岩。长石石英砂岩是石英砂岩和长石砂岩之间的过渡类型。含有长石、绿帘石、角闪石、绢云母、绿泥石,碎屑的粒度较粗,为中-粗粒,颜色为黄褐色。中厚层状。产状:2830∠250。
发现三叶虫化石和其它一些种类的化石,但是少有完整结构,推测是由于化石在沉积时,海水较为动荡,应是沉积于滨海。
3.2变质岩(以大理西岸苍山群为例说明)
变质作用是各种岩石(沉积岩、岩浆岩、变质岩)基本上在固态下受到内动力地质作用,发生矿物成分和结构、构造的变化而形成一种新岩石的过程。遭受变质作用而变成的新岩石,称为变质岩。
影响变质作用的因素主要是温度、压力、活动性流体和时间四个因素作为控制因素。因为这四个因素的变化,可以显著的影响变质作用的强度、范围和产物,进而决定变质作用的类型。
根据变质作用发生的地质环境、变质因素的组合关系及变质产物的特征,将变质作用分为接触变质作用、气—液变质作用、动力变质作用、区域变质作用和混合岩化作用等几种基本类型。
此次实习,主要观察了大理西江风寺地区的片麻岩(区域变质作用)、大理岩(接触变质作用)。
1.大理岩 大理岩大面积的出露于大理地区,是一种接触变质岩,呈中厚层状,灰白色,主要成分是方解石和白云石,具有块状构造,但无定向性,具有较粗的粒状变晶结构。
2.片麻岩、片岩
区域变质作用是在较大区域内发生的、由一种因素为主或多种因素共同起
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作用的复杂变质作用。区域变质作用常与强烈的构造运动有密切的关系,并伴随有大规模的形变、岩浆活动和混合岩化等作用。其热量来源除构造运动的动力热能和岩浆热能外,主要的是从地幔上升的热流。
江风寺地区出露的变质岩为眼球状的片麻岩,灰白色,片麻状构造,有条纹,眼球状的排列大致与条纹平行。主要成分为绿石,有硅质条带,黑白云母条带,眼球体主要为正、斜长石(粒径5—20mm)。属深度变质岩。 岩层产状大致:90°∠32°并且在岩层层面上还发育了两组节理,且互为共轭剪节理,两组节理产状大致:165°∠58°,285°∠50°。
3.3 岩浆岩(以大理海东岩脉与剑川盆地周缘火山岩为例说明)
岩浆是在岩石圈深处或软流圈内形成的粘稠熔融体。其主要成分为硅酸盐并
含有较多的挥发分。岩浆从源区向岩石圈浅处运移冷凝成岩的过程,称为岩浆的侵入作用。岩浆喷逸出地面及其冷凝成岩的过程,称为喷出作用或火山作用。侵入作用和喷出作用统称为岩浆作用。此次实习在向阳村东地层岩性观察点观察到辉绿岩脉;在剑川盆地南公路旁某饭店,观察了玄武岩。 1 辉绿岩脉
辉绿岩是最常见的侵入岩之一,常呈块状,有时则由深色矿物和浅色矿物分别相对集中形成相间的平行带状构造。 向阳村观察点的辉绿岩,粒度较细,矿物成分以长石和辉石为主,具有辉绿结构特点:岩石中的斜长石和辉石颗粒大小相近,但斜长石明显的比辉石要自形些,往往在自形的板状斜长石组成的三角形孔隙中充填着一粒他形辉石。这种结构常见于岩体边部或较浅的侵入体中,因之其形成可能与岩体侵入时压力减低有关。观察点处辉绿岩与围岩不整合接触,呈斜交。如图3-1所示:
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图3-1向阳上庄村辉绿岩脉
2 玄武岩
玄武岩属喷出型基性岩浆岩,岩浆喷出地面后冷凝结晶成岩。观察时敲开岩石的新鲜断面,可看到玄武岩为灰黑色细粒致密的岩石,隐晶质结构(由于冷凝结晶速度较快,结晶体不能分辨矿物质大小),块状构造,易风化,岩体表面有风化现象。岩浆含有的挥发组分挥发,有气孔构造,气孔或圆或椭圆或不规则状,或多或少,或稀疏散布或密集存在,有时呈带状出现。此外,玄武岩还有杏仁状构造、枕状构造。柱状节理等。
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4大理-丽江实习区典型地质作用
地质作用,是由自然动力引起的使地壳或岩石圈甚至整个地球的物质组成、内部结构和地表形态发生变化和发展的作用。
由外能(源自地球外部)引起的地质作用,称为外动力地质作用。一般过程:风化—剥蚀—搬运—沉积作用。主要有风化作用、河流地质作用、湖泊地质作用、冰川地质作用、地下水地质作用等。
由内能(源自地球内部的旋转能、重力能、热能、化学能等)引起的地质作用,称为内动力地质作用。主要有岩浆活动、地震等。
4.1风化作用(以剑川盆地南缘玄武岩风化剖面说明)
地表或接近地表的坚硬岩石、矿物在原地与大气、水及生物接触过程中产
生的物理、化学变化而形成松散堆积物的全过程,称为风化作用。
风化作用是一种重要的外动力地质作用,其按性质可分为三类,即物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。各种风化作用同时进行、相互影响、相互促进。物理风化作用蚀岩石破碎,表面增大,有利于溶液的渗透,为化学风化作用提供了良好的条件。化学风化作用溶解了岩石中易溶的物质,改变了岩石的物理性质(致密变疏松),从而加速了物理风化作用的进行。
实习所观察到的玄武岩,遭受了强烈的风化作用。有气孔构造,有利于风化作用的进行。形成了较明显的风化壳。上部是一层土壤层,长有茂密的树木和杂草植被;向下是一层不含腐殖质的残积层,由一些土质碎屑等组成;经玄武岩的风化碎屑物、半风化基岩过渡到玄武岩基岩。如图4-1所示:
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图4-1峨眉山玄武岩风化壳剖面
4.2河流地质作用
河流是最活跃的地质动力,是最强烈的外动力地质作用。 1.河流的侵蚀作用
从高向低,以自身化学动力和机械动力,以携带泥沙、砾石作工具,不断地破坏河床的过程,称为河流的侵蚀作用。
西洱河是洱海的唯一出口。在其江风寺段,观察到一座“天生桥”。其形成,是由于地壳抬升,西洱河发生溯源侵蚀,岩石体下部岩石被掏空,形成一个石洞,洞未塌,形成了“天生桥”。
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图4-2西洱河的侵蚀作用(天生桥)
2.河流的袭夺
长江第一弯的成因说法尚未一致;石鼓地区的主构造线呈北北东方向,断裂构造发育,这对河谷的转折起到一定的控制作用。地质学家认为,印度板块与欧亚板块碰撞,云南地壳抬升,又因为古长江溯源侵蚀,袭夺了金沙江水,使得金沙江在石鼓来了一个大转弯,形成有名的“长江第一湾”。
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图4-3河流的袭夺作用形成的长江第一湾
3.河流的山口沉积作用
苍山十八溪中的莫残溪携带着苍山上大量山石碎屑物质,流出山口,因地势变得开阔而平缓,水流不再受山谷的约束,溪水的动能迅速降低,导致碎屑物按机械沉积分异作用快速沉积,在山前地带堆积成洪积-冲积扇。
山口附近为粗大的砾石及砂,有片麻岩、大理岩、片岩、绿石等,磨圆度较差,是扇顶相沉积。往外堆积体展宽,沉积物质相对变细,砂夹砾石,磨圆度稍好,剖面有层状特征,是扇形相沉积。离山口更远的地方扇形堆积体的边缘地带,沉积物更细,为细砂及粉砂,是扇缘相沉积。形成面积广阔的洪积平原。 4.河床、漫滩沉积
河床内由于水流较急,只有较粗的砾石、粗砾才能沉积下来,随着凸岸的迁移而扩展,是为河床沉积。在洪水期溢出河床的浑浊河水,其流速比河床内的流速低,携带的细碎物质就沉积在河漫滩上,是为漫滩沉积。
由于河流的侧方侵蚀和河床的侧方迁移,原来的河床可逐渐变为河漫滩,因而河漫滩沉积的下部基本上由早期的河床相沙砾构成,具有倾斜层理;上部为河
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漫滩沉积,以砂和粉砂为主,层理近于水平。河流沉积的上述组合称为冲积层的二元结构。
图4-4金沙江右岸二元结构剖面图
5.河口沉积作用
弥菹江从苍山流入洱海,携带这一地区的红土及苍山上的碎石,在河口段河水与海水相互作用的地带,被搬运的较粗碎屑在河床内大量沉积,在河漫滩上为细碎屑沉积,形成江尾三角洲。
江尾三角洲同喜洲海舌呼应,推测可能连接上,把洱海一分为二,会加速洱海的消亡。
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图4-5江尾三角洲
4.3湖泊地质作用(以洱海地质作用为例说明)
1.洱海概述
洱海古代文献中曾称为叶榆泽、昆弥川、西洱河、西二河等,位于云南大理市区的西北,为云南省第二大淡水湖,中国第七大淡水湖,洱海北起洱源,长约42.58公里,东西最大宽度9.0公里,湖面面积256.5平方公里,平均湖深10米,最大湖深达20米。洱海唯一出水口在在下关镇附近,经西洱河流出。洱海是大理“风花雪月”四景之一“洱海月”之所在。据说因形状像一个耳朵而取名为“洱海”。洱海水质优良,水产资源丰富,同时也是一个有着迤逦风光的风景区。
2.洱海的成因类型
洱海位于红河断裂带北段,湖盆东、西界分别受洱海断裂带和苍山东麓断裂控制,晚第三纪已具雏形。第四纪以来,该区随着印度板块向欧亚板块的碰撞、俯冲,青藏高原的明显隆升,红河断裂呈右旋剪切拉张性质。组成红河断裂带的一系列正断层系在近期构造应场作用下形成地堑型(裂谷型)断陷盆地(拉分盆地),盆地积水便形成了洱海。由上可知,洱海的成因类型为一典型的地堑型断陷湖泊(构造湖)。
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3.洱海的地质作用
由于湖盆两侧新构造运动的强度和幅度具有明显差异,苍山东麓断裂垂直差异活动明显,洱海断裂相对较弱,使得湖盆西侧和东侧结构不对称,呈现西岸陡,东岸相对较缓的特点。加之气候冷暖的变化和近代人类活动影响,致使洱海在不同时间和空间范围内的地质作用具有明显的差异。
a、洱海东岸的剥蚀作用
在洱海东岸,湖水受下关西南风的影响形成波浪,湖浪冲击和磨蚀东岸,形成了湖蚀洞穴、湖蚀凹槽、湖蚀岸等湖蚀地形地貌(图4-6)。随着剥蚀作用的加强,湖蚀岸垮塌后退,形成湖蚀平台。湖蚀平台微向湖心倾斜,且有湖岸基岩碎屑堆积。在湖岸基岩上见有大小不等的由湖水溶蚀作用形成的小溶沟。湖蚀作用使岩石表面多孔,湖蚀崖近地面部位颜色发白,侵蚀作用较强烈;湖蚀平台上有未胶结的砾、石,松散结构沉积。
图4-6 洱海东岸罗荃寺湖蚀地貌 1.湖蚀岸 2.湖蚀洞 3.湖蚀平台
b、洱海西岸的沉积作用(喜洲沙咀)
苍山强烈隆升,快速剥蚀,为洱海西岸快速堆积提供了丰富的碎屑物质,在
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苍山十八溪和洱海湖水的共同作用下,形成了从山前缘带向下到湖盆呈NNW向带状分布的洪积扇、老扇三角洲、现代扇三角洲平原和近岸水下扇沉积。沉积区地貌以喜洲沙咀甚为有名。
喜洲沙坝(沙咀)位于洱海西岸万花溪口,由南向北伸入洱海,呈长条形(图8)南北长约800m,宽约70m,前端变窄约40m,常年高出水面约1~1.5m,表面呈平缓的不对称形、东缓西陡,东坡1°~1.5°,西坡4°~5°,尾部向湖倾斜,倾角1°~3°。沙坝物源主要来自辫状三角洲水道的季节性洪水沉积,自下而上为黑色粘土质粉沙、中沙、含砾沙及生物层组成的下细上粗的反韵律,具岸滩沉积特征。沙坝东、西坡生物组成有异,西坡以螺壳为主,东坡除螺壳外,还出现少量瓣鳃类残片,即螺壳瓣鳃类组合。一般螺壳类完整,表面有棘刺。沙坝东侧及其前缘因受波浪巅选,分选好,西侧濒临相对平静的湖湾,波浪作用弱,分选较差。据探测剖面显示,在0~1.1m深度内,以生物堆积为主,其次为沙。这显然是因碎屑物质的加入改变了生物的生活环境,从而导致其大量死亡所致。沙坝的东侧为开阔的洱海湖面,西侧至沙村之间为相对平静的浅水湖湾。生物堆积增加了沙坝的障壁作用,使得湖湾水深不足2m,湾内水草从生,沼泽化严重, 每年岸滩向湖湾推进2~3m。这一环境表明,近岸水下扇沉积部分,受到了湖浪及湖流的再搬运,并与湖积的螺壳共同形成沙坝。
4.4地下水地质作用(以塘子铺温泉为例说明)
1.机械沉积作用
地下水的机械沉积作用主要是地下河流达到平缓、开阔的地带,使地下水的流速降低,水动力减小,其携带的机械搬运物便沉积下来。温泉泉口处,堆积有砂砾、粘土。与地表流水相比,其地下水机械沉积物的磨圆度、分选性都差。其堆积或角砾岩是由砾、沙、泥形成的混合堆积。 2.过饱和沉积
过饱和沉积是地下水化学沉积的一种最普遍的形式。地下水在运动过程中,由于温度、压力的变化,通常是地下水流出地表,因压力降低导致CO2的逸出,地下水中的溶解物产生过饱和,使搬运物沉积下来。
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图4-7下关塘子铺温泉泉口
4.5构造地质作用(以向阳断层为例)
1.断裂构造
此区断裂发育较多,现以向阳断裂为例说明之。向阳断裂出露于合山顶西坡,向北北东至北北西,呈弧形转折,地貌表现为冲沟,断层面倾向250°~325°,倾角78°~82°,上盘为上志留统五福组地层(S3w),下盘为下奥陶统向阳组(O1X)地层。断层破碎带宽10~15米,构造角砾岩发育,可见少量断层泥。向阳组粉砂页岩见有小褶皱,据局部断层段分析,为一高角度正断层,具有张扭性特征。 2.节理构造
千龟山发育了两组节理,其长轴方向近东西方向,角度290,其中,一组节理走向105,另一组走向195,。近南北向的裂隙将厚层砂岩切成块状,然后又经
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过泥裂和球形分化形成龟背和龟背物质花纹,乌龟向着日出的方向爬去,又称千龟向阳。如图4-9所示:
图4-8千龟山节理构造 3.褶皱构造
石鼓至维西公路56公里界碑处,发育着泥盆系灰岩褶皱构造(背斜),核部中层状灰岩,轴面直立,转折端呈圆弧状,两翼产状基本相等,两翼夹角大致120°-130°。南东翼倾角30°,北西翼倾角35°。如图4-9所示:
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图4-9红岩村背斜剖面图 4.丹霞地貌
实习区所观察到的丹霞地貌是一套第三系层理近水平的紫红色砂岩,下层是一套寒武系的变质岩,两套岩层呈角度不整合相交。紫红色沉积岩在流水的作用下而形成各种形状的岩石形态出露于地表。其成因叙述如下:在寒武系地层沉积形成之后,地壳下降,形成古湖泊,水流的所携带的物质继续沉积,然后。地壳抬升,由于地面流水的作用而形成冲沟,并且还在砂岩中还发育了节理,将岩石切割成柱形。总的说来,就是物质条件、动力条件(内外动力的共同作用)形成了我们今天所观察到的各种地貌奇观。如图4-10所示:
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图4-10黎明丹霞地貌剖面示意图
4.6地震地质作用(以大理三塔为例)
地震是构造运动的一种特殊形式,也是地球内部存在巨大能量的证明。处于
特的地学区位和强烈的构造运动,大理-丽江地区的地震(构造地震)活动水平相当高。据统计,自宋、元以来,史书正史、实录、档案和地方志记载,该区共发生M≥5级地震32次,M≥6级地震23次。从地震的分布规律看,该区强烈而频繁的地震活动,在空间上具有沿活动断裂呈带状分布特征,这些带也是地应力集中的聚能地带。据国家地震局地质研究所,该区划分为4个地震带,5个地震区。
1925年发生的大理7级地震和1996年发生的丽江7级地震分别位于洱源-弥渡地震带和丽江-剑川地震带上。在时间上,地震活动表现为活跃期和平静期交替出现的规律。(表4-1)
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表4-1 大理、丽江7级地震一览表
地震震震名 发震时间 地理座标 带 洱源1925.03.大理 E100.4°N25.7° -弥7.0 九 15 渡 构造地南塔北斜320km 震 -4°北塔略向南倾斜 地裂缝、地丽江1996.02.E100°13’N27°1丽江 -剑7.0 九 03 8’ 川
构造地陷、崩塌、滑10km 震 坡、江面堵塞、建筑破坏 级 裂度 深度 别 大理三塔寺震中 震源地震类地震遗迹
图4-11地震后的大理三塔
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5大理-丽江实习区地质资源
5.1矿产资源(以大理之大理石等为例说明)
大理-丽江经过多旋回成矿作用,形成了丰富的矿产资源,大理石原是含泥质条带的中至细粒石灰岩、白云岩经接触变质而成。变质和变形中,发生强烈揉皱和断裂,呈现各种弯曲、错动图像,因属深层变质变形,镶嵌适度,未出现裂纹。泥质条带经变质作用而形成角闪石,绿泥石及各种云母等,从而呈现黑、绿、棕、红等色彩,构成色彩艳丽,波状起伏的花纹图案,类似山水画。
目前开采的大理石,结构均匀,磨光性好,透光性强,含,整体性能较好,是良好的工艺石料及建筑石材。
5.2地下水资源(以塘子铺温泉、蝴蝶泉为例说明)
1.下关塘子铺温泉
该泉位于西洱南之塘子铺,距下关市约2.5km。热泉水出露于西洱河支流的东侧沟壁,泉眼数十个。水温高达72℃,流量为32mL·s-1,其流量和水温都较为稳定。矿化度为1.0,泉眼口附近有钙华沉积,呈鱼鳞状。岩壁孔隙水渗透而析出白色粉末,呈白色菊花状、花瓣状,成分为芒硝。另外还见有蓝色的胆矾,黄褐色的黄钾铁钒及深绿色的含Ni、Cr矾类,属典型陆相热水沉积作用。
热泉处于西洱河近东西向大断裂带的南侧,泉眼位于北东向次级断裂带上,加之有利的地形条件,因而从沟壁沿裂隙纷纷涌出,该泉属深层热水沿断裂带排出。苍山变质岩中构造裂隙水渗入地下,受深部地温加热,变成热水,由于构造裂隙水的不断下渗,具有承压水的性质,热水势必沿西洱河断裂带上升,并沿分支次级断裂排出。如图5-1所示:
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图5-1下关塘子铺温泉示意图
2.蝴蝶泉
蝴蝶泉为一冷泉,水温在20℃左右,泉水出露点位于两红积扇之间的低凹带,并沿着南北向断裂带出露;从断裂带西侧达到泥盆系碳酸盐观察,该泉可能属于碳酸盐泉,丰富的泉水可能来自西部岩溶区的孔隙水及岩溶水,部分来自洪积扇的潜水,汇集于断裂带,在有机地形(地凹)出溢出。
5.3地质旅游资源(以大理、丽江地区为例说明)
大理-丽江地区旅游地质资源非常丰富,按地质景观的成因,可划分为:构造成景地质景观、侵蚀成景地质景观、岩溶成景地质景观、冰川成景地质景观。按成景的主导因素,可分为:地质构造景观、典型(地层)地质剖面景观、岩石矿物景观、冰川地质景观、流水湖泊地质景观、古人类文化地质景观、地震地质景观。按其成景规划,可划分为:宏观型地质景观、微型-超微型地质景观。按其开发利用形式不同,可划分为:观赏性旅游地质资源和商品性旅游地质资源。这些旅游地质景观具有较强的科学性和科普性。
5.4水电资源(以金沙江、西洱河水利发电为例说明)
金沙江是一条发育在高山深谷中的河流,水流资源十分丰富。尤其是中、下游河段,是我国拟建中的大小水电基地之一。因其经流丰富,四季流量均匀,水能丰富,交通条件好,距负荷中心不算太远,人烟稀少,淹没损失很小,干流上
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优越的水电坝址较多,水能利用充分,特大型水电站集中,技术经济指标优越等,它将成为我国近期拟将开发、建设的重要能源基地。金沙江水电开发具有巨大开发潜力、显著的经济效益和广阔的开发应用前景。
西洱河是洱海的唯一天然出水河道,全长22km,天然落差610m。七十年代至八十年代初,利用洱海调节水量,分别兴建了四级高水头引水式梯级电站,总装机容量22.5万kw,解决了滇西地区的用电问题。但随着电站的运行,出现了许多原设计中没预见到的问题,如湖水人为急剧下降,导致局地小气候的变化,地下水平衡体系的破坏,造成环境恶化,人为加速洱海消亡。因此,在利用西洱河水能资源的同时,应充分考虑其环境效应与可持续发展。
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6大理-丽江实习区主要地质灾害
6.1崩塌(以石鼓-黎明公路石鼓段为例说明)
崩塌是指陡坡上的岩土体,在重力作用下,突然脱离母体向下倾倒、翻滚的地质现象。产生在土体中的崩塌称土崩;产生在岩体中的崩塌称岩崩;规模巨大、涉及山体崩塌的称山崩。
崩塌是在特定的自然条件下形成的。地形地貌,地层岩性和地质构造是崩塌的物质基础;降雨,地下水作用,振动力,风化作用以及人类活动对崩塌的形成和发展起着重要作用。
崩塌常使斜坡下的农田、厂房、水利水电设施及其他建筑物受到损害,有时还造成人员伤亡。铁路、公路沿线的崩塌则阻塞交通、毁坏车辆,造成行车事故和人身伤亡。
6.2 滑坡(以大保公路江风寺边坡治理为例说明)
由于交通道路的建设,人工切坡形成高陡临空面,破坏了坡体的自然平衡,在自重力的作用下,极易沿软弱结构面产生应力松驰,逐渐形成整个坡体的下滑条件。如果雨量增加,滑体中的动水压力增加,则会诱发滑坡体滑动。江风寺旁进行了加固处理。为了防止土体滑坡和坍塌,采用挡土墙加以支挡,常修成台阶式,并在其顶部修筑排水沟,防止水进入边坡内,造成滑坡。
6.3 泥石流(以莫残溪泥石流为例说明)
泥石流是山区常见的物理地质现象,它是一种有较高密度,饱含砂、砾的固液气三相流体,暴发突然,速度快,来势凶猛,破坏力大的地质灾害。 1.泥石流形成的条件
苍山地区属亚热带气候区,干、雨季节分明,雨量充沛而又集中,一次降雨量最高可达.2mm,众多的泥石流沟谷,当雨季来临时,形成洪流,从而为泥石流产生和运移,提供了激发条件和水动力条件。
由于新构造运动的影响,点苍山强烈抬升,形成巨大的地形反差,山坡陡峻,
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平均25°~35°,“V”型河谷发育,河床坡降大,河流流速较快,冲刷(底蚀、侧蚀)、搬运能力强。
具长期活动的红河深大断裂带穿过本区,不同方向的断裂发育,使得区内,地震活动频繁,点苍山东坡的岩石(岩体)完整性极差,肢离破碎,风化强烈,形成坡积物,从而为泥石流提供充足的物质来源。人为因素也是促使泥石流发生的的条件之一。 2.泥石流防治工程
据史料记载,莫残溪曾发生过大规模泥石流,造成了巨大的危害。五十年代后,几经整治,于1991年修筑了护岸坝、拦挡坝,结合生物工程措施,有效的控制了泥石流的发生。
(1)护岸坝:莫残溪沟槽发育在很厚的新老泥石流堆积层上。由于沟床比降大,水流冲蚀作用强烈,沟岸坍塌和沟床下切严重,从而成为泥石流固体物质的重要来源。莫残溪共设计了4座护岸坝,坝高4~10m。
(2)拦挡坝:莫残溪中的拦档坝采用的是透水型拦挡坝。透水型拦挡坝是用于泥石流防治的一种新型建筑物,它能有选择的拦蓄泥石流中的粗大颗粒,排走碎屑、泥浆和流体中的自由水,使进入库内的泥石流被很快疏干,实现水土分离。从而很好地起到固沙防泥流的作用.
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图6-1泥石流的发育条件及治理示意图
6.4 水土流失(以整个实习区为例说明)
大理丽江实习地区可以说是水土流失较为严重的,沿着路途观察,可以发现很多高山无植被生长的地区面积比较大,很多岩石都被风化剥蚀出来暴露于地表,再加上人为的各种因素的存在,当雨季来临时,大量的泥土会随着水流的运移作用而流走,同时也会产生各种地质灾害(滑坡、泥石流等)。此外,从江河的水流清澈与否也可说明水土流失的情况,在旱季的时候水流比较清澈,但在雨季的时候水流比较浑浊,说明水流携带了大量的泥土物质,进而说明水土流失较为严重。
6.5 地震(以大理三塔、丽江古城地震遗迹为例说明)
1925年发生的大理7级地震和1996年发生的丽江7级地震分别位于洱源-弥渡地震带和丽江-剑川地震带上。在时间上,地震活动表现为活跃期和平静期交替出现的规律。在大理地区我们可以明显看到大理三塔的其中发生了倾斜,丽江古城及周边种种遗迹。进一步说明了地震对人类的危害性是极大的;因此,我们应该做好地震的预防与防御工作,包括:
1.地震监测台网的现代化建设;2.深入开展地震调查与基础理论研究;3.完善地震灾害的工程防御措施;4.提高城市综合抗震能力。
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7 实习总结
此次的大理-丽江野外认识实习,虽然时间比较短,但是我们学到了不少的知识,充分认识到了大自然的的力量是多么的让人赞叹,是大自然塑造了我们今天所看到的各种奇观。地质虽是在野外作业,条件比较艰苦但也乐趣无限,看到了各种地貌、岩石、江河等景观,领略到了大自然的风采,并分析了各种地质现象的成因及类型,进一步巩固了本学期所学的有关地质方面的专业知识。同时,此次实习也培养了我吃苦耐劳的精神以及提升了自己的专业技能,使我懂得了一个团队团结协作的重要性,为以后的学习和工作打下了坚实的基础。
野外实习是将课堂上所学的专业知识与野外实践紧密联系起来的一个提升自己专业技能的一门野外学习的课程。将书本中的知识有效地在实践中应用,理论与实践结合在一起,处理各种问题,这是我此次实习最大的收获。加上实习带队老师对我们的讲解,老师在野外的教学使我学到了很多的知识(正确使用罗盘打方位、测岩层产状、三大岩类的识别与分析、断层的识别与描述、河流地质作用分析与描述、各种地质作用的防治与治理、化石的发掘等专业知识)。为日后的地质工作打下了一定的基础。室内完成的报告更是提高了自己总结与运用知识、专业软件作图的能力,期间我学会了对资料的收集、整理和综合运用,提高了思考和分析问题的能力,让我收获很多。
实习指导老师渊博的专业技能及知识令我很敬佩。这些都将是我以后学习和工作的前进方向,使我终生受益。在实习过程中,每位老师对我们的实习认真负责,对于我们不清楚的地方做了细心指导和热心的帮助,使我们在这次实习中,使我受益匪浅,在此,对四位老师表示衷心的感谢!同时,同学在此次实习过程中团队协作,互相关心和帮组的精神,在此,感谢每位同学对我的关心和照顾及在专业知识技能方面对我的指导。
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