上庄坨—沙锅店岩浆作用及河流、地下水地质作用观察路线

据带队实习的老师介绍，野外实习根据不同的地质现象，不同的地点，在实习区域内共分为10 条实习路线。

1—地质观察点；2—公路；3—铁路1）赤土山—鸽子窝基岩海岸海蚀地貌观察路线2）老虎石海洋地质作用观察路线3）燕山大学—山东堡风化作用及河流、沙质海岸地质作用观察路线4）石门寨西地层观察路线5）上庄坨—沙锅店岩浆作用及河流、地下水地质作用观察路线6）马蹄岭—驻操营地质构造观察路线7）鸡冠山地质构造观察路线8）燕塞湖—山海关岩浆作用及旅游观察路线9）祖山风景区地质作用及旅游观察路线10）金山嘴海洋地质作用、岩浆作用及构造运动观察路线这10条路线的景观基本反映了秦皇岛地区的地质现象，也划定了实习站的区域范围。这个区域范围包括秦皇岛市北戴河区、山海关区、抚宁县东北部。北戴河区和山海关区是著名的旅游区，交通十分便利。抚宁县东北部区域（包括石门寨镇、杜庄乡和驻操营乡）位于秦皇岛市北，距市区20～30千米，往来有公路和铁路。抚宁县东北部实习区实际上是一个盆地，称为柳江盆地，它是燕山山脉东段一个南北向延伸的丘陵盆地，地形为西北高、东南低，东西向宽约10千米，南北向长约20千米，整个盆地面积约200平方千米。盆地东、西、北三面为中低山，其中部主要是起伏的丘陵，海拔493米的老君顶位于盆地北部，是盆地内的最高峰。发源于燕山山脉东段的大石河全长70千米。由西北至西南流经柳江盆地，经山海关南侧老龙头处注入渤海，大石河流域面积为560平方千米。1974年在大石河流经的盆地南缘大陈庄（大陈庄位于河流下游，为河流出山口）建成了蓄水量为7000×104立方米的大石河水库“燕塞湖”。它是秦皇岛市主要的淡水水源地之一，现已成为重要的旅游景点。
北戴河区实习区北倚燕山山脉东段，南濒渤海。北戴河区属由侵蚀残丘组成的丘陵地形，海拔152米的联峰山是北戴河区的最高峰。戴河由北而南沿山脚蜿蜒注入渤海。北戴河区因位于戴河以北，故名北戴河。联峰山植被繁茂，各种松柏四季常青。山中奇岩怪洞甚多，亭台别墅、文物古迹掩映其中，如诗如画。北戴河区东南部是漫长悠缓的海岸线，沙软潮平，质细坡缓，水质良好，盐度适中，沿海岸开辟的30多个海水浴场，分布在从鸽子窝往东北至山海关老龙头这段优质的沙质海岸之间。位于东部的鸽子窝是看海上日出、观海潮涨落的最佳首选地。
山海关实习区位于秦皇岛市东北，距市区约15千米，东南临渤海，南部老龙头为大石河入海口。该区主要是由侵蚀残丘、冲积扇和海积阶地构成的地形。山海关区在古代是军事上的险关要塞。早在新石器时代这一地区就有先人在此地劳动生息。明洪武十四年（1381年），中山王徐达奉命在此修建长城关隘，因其倚山连海，故得名山海关。山海关关城建筑粗犷雄伟，布局独特，气势非凡，有“天下第一关”的美誉。
以戴河为界，河南为南戴河。南戴河海滨位于抚宁县东南19.5千米处，与北戴河海滨隔河相望，一桥相连。海滨东起戴河口，西至洋河口，海岸线长为1.5千米，面积为2.5平方千米，海滩宽阔和缓，沙软潮平，最高潮位1.66米、最低潮位0.66米、湖差1米左右。海底沙细柔软，无礁石碎块；海水清澈透明无污染，是海浴、沙浴、日光浴的理想场所。

地质作用的分类 根据产生地质作用的能源及作用发生的部位 ，地质作用分为内力地质作用和外力地质作用两类
内力地质作用是因地球内部能产生的地质作用，这类地质作用主要发生在地下深处，有的可波及到地表。它使岩石圈发生变形、变位，或发生变质，或发生物质重熔，以至形成新岩石。外力地质作用是因地球外部能产生的，它主要发生在地表或地表附近 。外力地质作用几乎都有重力能参与。外力地质作用使地表形态和地壳岩石组成发生变化。根据地质营力，内力地质作用又可分成构造运动、地震作用、岩浆作用和变质作用 。外力地质作用又可分成河流的地质作用、地下水的地质作用、冰川的地质作用、湖泊和沼泽的地质作用、风的地质作用和海洋的地质作用等。外力地质作用按照其发生的序列还可分成风化作用、斜坡重力作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用。

构造运动是指岩石圈物质的机械运动。它有垂直和水平两种运动形式。构造运动可使岩石变形、变位，形成各种构造形迹，塑造岩石圈的构造 ，并决定地表形态发育的基础。构造运动可引起海陆变迁。地震是岩石中积蓄的应变能以弹性波形式突然释放而引起的地球内部的快速颤动。地震发源于地下深处，并波及地表。绝大多数地震是构造运动引起岩石断裂而发生的。

岩浆作用是岩浆从形成、运动直到冷凝成岩的全过程 。岩浆是地下岩石的高温 （800～1200℃）熔融体。它不连续地发源于地幔顶部或地壳深部。岩浆形成后循软弱带从深部向浅部运动，在运动中随温度、压力的降低，本身也发生变化，并与周围岩石相互作用。

变质作用是岩石在风化带以下，受温度、压力和流体物质的影响 ，在固态下转变成新的岩石的作用 。岩石变质后，其原有构造、矿物成分都有不同程度的变化，有的可完全改变原岩特征。

风化作用是地表环境中，矿物和岩石因大气温度的变化，水分、氧、二氧化碳和生物的作用在原地分解，碎裂的作用。

斜坡重力作用是斜坡上的土和岩石块体在重力作用下顺坡向低处移动的作用 。重力是主要营力 ，斜坡是必要条件，暴雨、地震、人为开挖往往起诱发作用。块体物质的运动方式分为崩落、滑移、流动和蠕动。前三者运动较快，后者较慢。

剥蚀作用是河流、地下水、冰川、风等在运动中对地表岩石和地表形态的破坏和改造的总称。

搬运作用是地质营力将风化、剥蚀作用形成的物质从原地搬往他处的过程。

沉积作用是各种被外营力搬运的物质因营力动能减小 ，或介质的物化条件发生变化而沉淀、堆积的过程。

硬结成岩作用是松散沉积物转变为坚硬岩石的过程。这种过程往往是因上覆沉积物的重荷压力作用使下层沉积物减少孔隙，排除水分、碎屑颗粒间的联系力增强而发生；也可以因碎屑间隙中的充填物质具有粘结力，或因压力、温度的影响，沉积物部分溶解并再结晶而发生。

内、外力地质作用互有联系，但发展趋势相反。内力作用使地球内部和地壳的组成和结构复杂化，造成地表高低起伏；外力作用使地壳原有的组成和构造改变，夷平地表的起伏，向单一化发展。一般来说，内力作用控制着外力作用的过程和发展。

路线：基地—上庄坨─沙锅店─基地

任务：

1）观察中侏罗统火山岩。

2）观察石河河流地质作用。

3）观察岩墙及岩溶作用。

预习内容：

1）岩浆作用。

2）河流地质作用。

3）岩溶作用。

No.15

位置：上庄坨西抽水站旁石河东岸。

意义：

1）中侏罗统火山岩观察点。

2）石河的侵蚀与沉积作用观察点。

观察内容：

1）安山岩、火山集块岩。

2）河流地质作用及其产物。

教学内容：

利用地形、地物标志练习地物定点法，进一步巩固以前学习的内容。在观察该点的内容前，简要回顾岩浆作用的内容，以及各类岩浆岩在成因和物质组成方面的不同特征，包括岩石的颜色、结构、构造、矿物成分等。

1）从抽水站至小傍水崖，火山岩可分为以下几层：

① 灰绿色安山岩：风化面为褐灰色，新鲜面为灰绿色，斑状结构，气孔构造、杏仁构造和块状构造。斑晶为辉石、斜长石，斜长石常风化成高岭土；基质为隐晶质，矿物成分有斜长石、辉石、角闪石等。气孔大小为2～5mm，杏仁体成分为钙质或硅质，多呈椭圆形。

② 紫红色辉石安山岩：新鲜面为浅紫红色，斑状结构，斑晶为短柱状辉石，气孔、杏仁或块状构造。

③ 灰绿色角闪安山岩：斑状结构，斑晶主要为长柱状角闪石，晶形完好，颗粒较大，可达3mm×10mm，块状构造。

④ 紫红色角闪安山岩：紫红色，其他特点同第③层。

⑤ 灰绿色斜长安山岩：斑状结构，斑晶为针状、长柱状斜长石，基质为隐晶质，块状构造。

⑥ 灰绿色安山岩：斑状结构，斑晶有角闪石和斜长石，角闪石颗粒较大，一般为2mm×6mm，块状构造。

⑦ 灰绿色斜长安山岩：斑状结构，斑晶为斜长石，其他特点同第⑥层。

⑧ 灰绿色角闪安山岩：斑状结构，斑晶为角闪石，其他特点同第⑥层。

⑨ 火山集块岩：杂色，风化后呈紫灰色，集块结构，块状构造。火山碎屑粒径＞64mm的占75%，最大者可达200mm，棱角明显，成分为斜长安山岩、角闪安山岩等。胶结物为安山质熔岩。

2）在返回途中的陡崖处观察河流地质作用。

① 石河长75km，发源于实习区北部，向东南流入渤海，点处位于该河流的中上游。石河流经地区的岩石有沉积岩和岩浆岩，在沉积岩区河谷较宽，谷坡较缓；在岩浆岩区河谷较窄，谷坡较陡。本区冬、春季为旱季，河水流量小；7～8月份为雨季，流量大，水流急，是发生山洪和强烈侵蚀作用的主要时期。

② 点处可见河谷横断面呈较宽的“V”字形，发育河漫滩与河流阶地，谷坡较陡，谷底较宽，河床蜿蜒曲折（图版Ⅰ-8）。在侧蚀作用下，形成凹岸和凸岸，凹岸不断后退，凸岸不断前进，河床变得越来越弯曲，而河谷渐渐地变宽、变直。凹岸一侧受强烈侵蚀作用，形成深水区和陡峻的谷坡；凸岸一侧发生堆积，形成滨河床浅滩或河漫滩。

③ 滨河床浅滩分布于凸岸，宽10～15m，是由河床水流沉积形成的，因此，沉积物较粗，以砾石、粗砂为主，表面稍高出或接近河水面。浅滩进一步扩大形成河漫滩。河漫滩分布于谷底，是由冲积物构成的台地，表面向下游及河床微倾斜，高出平水期河水面。可见的河漫滩长数百米，宽几米至几十米。在洪水期河漫滩被淹没。当洪水溢出河床时，水域面积迅速扩大，流速骤减，一些粗颗粒就沉积在河床附近；而一些细粒物质，如粉砂、砂质粘土等，被水流搬运到河漫滩上，然后发生沉积。因此，河漫滩沉积物具有下粗（河床相）、上细（河漫滩相）的结构，即二元结构。这里可见河漫滩上有人工种植或自然生长的少量植被，由此可知河漫滩的上层或表层是由细粒物质组成的。

④ 由于地壳上升，造成侵蚀基准面相对下降，下蚀作用加强，原来的河漫滩就会被抬高，即使在洪水期也不会被淹没，这时河漫滩就转变为河流阶地。此处可见Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级阶

图4-10 石河河谷横剖面示意图

地，阶地上种满了庄稼，有道路和固定民居。要求画石河河谷横剖面图（图4-10）。

⑤ 最后可到河床边观察冲积物的特征，包括砾石大小、成分、磨圆度和分选性等，在公路旁可见河漫滩相粉砂、砂质粘土的水平层理。

重点与难点：

1）火山喷发的间歇性与火山岩特征。

2）河流地质作用与河床、河谷的形态变化。

时间：180分钟。

思考题：

1）在该地点观察到的火山岩为什么有红顶绿底？为什么成分相似的火山岩会重复出现？

2）火山集块岩与辉石安山岩的喷发环境有什么不同？前者有何地质意义？

3）在河流地质作用过程中，河谷及河床形态如何变化？河流阶地是怎样形成的？

No.16

位置：沙锅店北东石灰窑采石场。

意义：岩溶作用和侵入岩观察点。

观察内容：

1）下奥陶统岩性。

2）岩墙及似斑状花岗岩特征。

3）岩溶作用及岩溶地形。

教学内容：

先观察下奥陶统岩性及燧石团块，测量地层产状，然后上山观察花岗岩岩墙，最后观察岩溶作用及地形特征。

1）下奥陶统岩性包括白云质灰岩、灰岩、虫孔灰岩。白云质灰岩颜色较浅，新鲜面呈灰白色，风化面呈灰黄色，表面有明显的刀砍纹，滴盐酸弱起泡，比灰岩坚硬。白云质灰岩之下为灰岩夹虫孔灰岩（图版Ⅱ-1）。在虫孔灰岩中有多种海洋生物化石（图版Ⅱ-2）。

灰岩呈灰色，微晶-泥晶结构，厚层状构造，滴盐酸剧烈起泡。燧石以团块状夹于灰岩中，沿层理方向断续分布，明显不同于灰岩。燧石呈灰黑色，坚硬，用小刀刻不动。灰岩形成于偏碱性的环境中，在偏碱性的水溶液里SiO₂胶体会凝聚沉淀而形成燧石，因此，燧石团块常夹于灰岩中。

2）似斑状花岗岩岩墙侵入于下奥陶统灰岩中，宽约3.5m，走向320°，倾角近于直立，地表可见长度数百米。花岗岩呈浅肉红色，块状构造，矿物成分有钾长石、斜长石、石英和少量黑云母，似斑状结构，斑晶为钾长石和石英。大部分长石已风化成高岭土。由于该岩墙的抗风化能力比围岩强，所以在地形上岩墙呈脊状凸起。

3）灰岩岩溶地形有溶沟、石芽、落水洞、溶蚀漏斗、溶洞等。溶沟和石芽相间出现。溶沟深为几厘米至几米，长短不一，主要沿着层面以及大致互相垂直的、近于直立的两组节理发育；石芽突出于岩层表面，有脊状和锥状，顶端较尖锐，往下逐渐扩大。溶蚀漏斗呈漏斗状，落水洞多呈不规则状（图版Ⅱ-3），两者规模都比较小，其成因与近于直立的节理有关，向下可与溶洞相连。上述岩溶地形主要是地下水沿垂直方向运动形成的。溶洞则沿水平方向发育，长者达十余米，形态不规则，其展布方向与节理走向及地层倾向有关，是地下水沿水平方向运动形成的。

此处具备了岩溶作用发育的两个基本条件，即可溶性的岩石和具有溶蚀能力的地下水。可是，在岩墙两侧岩溶发育的程度差异很大，东北侧岩溶发育，西南侧却几乎不发育。造成这种差异的原因是地层倾向、倾角与山坡坡向、坡角的关系以及岩墙的隔水作用。地层产状为270°∠20°。在西南侧，倾向与坡向一致，且倾角小于坡角，因此地下水或地表水极易流失，不能充分地溶解岩石，所以岩溶不发育。在东北侧，倾向与坡向相反，并且由于地层中发育与地层倾向和走向平行的近于直立的两组节理，因此地表水或浅层地下水很容易沿层面和节理向下渗透；另外，岩墙的隔水作用使地下水有较长的时间与岩石相接触，可以比较充分地溶解岩石，所以在东北侧岩溶发育，而且多表现为沿层面和两组节理发育。

这里的岩溶地貌和我国南方相比，在规模上要小得多。这与北方气候较干旱、降水量小及气温低等因素有关。

4）画岩墙及岩溶地貌剖面示意图（图4-11）。

图4-11 沙锅店岩溶地貌剖面示意图

重点与难点：岩溶作用产生的条件与影响因素及岩溶发育过程。

时间：100分钟。

思考题：

1）该地点为什么未能形成较大规模的岩溶地貌？

2）似斑状花岗岩岩墙在岩溶发育过程中起到什么作用？