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水利地质实验报告 水利工程地质期末篇一
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实习目的和任务
实习过程
完成工作量统计
1、自然地理及地貌概况
1、1气象、水文
焦作的气候属大陆季风型温暖带半干旱性气候，四季分明。多年平均气温14.9℃，多年平均降水量为594.4mm，年最大降水量为921.6mm，年最小降水量为289.4mm。降水年内分配不均，多集中在六、七、八月份，三个月降水量约占全年降水量的65%左右。区内河流有丹河、峪河、西石河、三门河，丹河属黄河水系，其余属海河水系。丹河和峪河为常年性河流，其它为季节性河流。
1、2地形与地貌
焦作市区北部为太行山区，南部为黄河、沁河冲洪积平原。全区地形，西北高，东南低。北部山区地面高程200-1790m地形陡峭，河谷深切，岩石裸露，发育地表岩溶景观，地面起伏大。市区及市区南部为山前倾斜平原区，地形略向南、南东倾斜，由北向南逐渐降低，地面标高80-200m。
在长期内外地质营力的互相作用下，形成了山区和冲洪积平原二个一个地貌单元。根据地貌成因和形态特征，山地和冲洪积平原共划分为七个二级地貌单元。分述如下：
山地
1、构造侵蚀中心
分布于市区北部山西境内的晋庙铺、柳树口、夺火一带，山体呈北东向展布，标高1000-1790m，地形陡峭，沟谷深切，似峰林地貌。组成山体岩性以元古界变质岩为主。
2、构造溶蚀低山
分布于寨豁、赵庄、西村、黑龙王庙一线以北，地面标高500-1000m。地形起伏较大，沟谷深切。组成山体岩性多为中奥陶灰岩，地表岩溶发育。有溶隙、溶沟、溶槽及大型溶洞。
3、构造剥蚀丘陵
分布于近山前地带，标高200-500m。山顶呈浑圆状，山坡平缓。地表多出露中奥陶系灰岩和石炭—二叠系砂页岩。
山前倾斜平原
分布于山前一带，由季节性河流堆积而成。由坡洪积斜地、冲洪积扇群、扇前洼地和交接洼地组成。
1、坡洪积斜地
不连续地分布于市区东北部的方庄、薄壁近山前地带，由重力和坡面水流作用堆积而成，粘土、碎石、卵石等组成的坡积物呈倒石堆状或围绕坡麓堆积构成坡积裙，坡积裙相连组成坡积斜地。
2、冲洪积扇
在丹河、西石河、山门河、子房沟、翁涧河等河流的出山口处，间歇性暂时洪流堆积作用形成了一系列冲洪积扇。不同时期，不同河流的洪积扇重叠或相连，呈带状沿太行山前连成一片。组成物质为粉质粘土、粘土、卵砾石等。
3、扇前洼地
分布于铁路线以南至新河间的朱村—于村—墙南—待王一带，为西石河、翁涧河、山门河洪积扇的前缘地带，地形低洼，地面标高95-85m，微向东南倾斜。组成物质以粉质粘土、粉土为主，夹有沙层。
4、交接洼地
分布于新河—大沙河一带，为黄河、沁河的冲积平原和太行山山前冲洪积平原之间的'交接洼地，由粉质粘土、粉细砂土组成。地势低洼，地面标高100-90m，微向东南倾斜。
在山前冲洪积平原中上部，分布有十几座煤矿。采煤引起地表下沉变形，地表形成塌陷坑。据调查，焦作矿区有较大的塌陷坑17个，塌陷面积近70km2。
2、区域地层
2、1地层
本区出露有太古界、元古界震旦系、下古生界寒武系和奥陶系、上古生界石炭—二叠系、中生界三叠系、新生界第三系和第四系。由老至新分述如下：
太古界：出露于山区峪河口，薄壁一带，主要岩性为中等程度变质作用形成的片麻岩和混合岩，厚度大于1000m。
震旦系：分布于山区马鞍石水库一带，与下伏太古界呈角度不整合接触。主要岩性为浅红、紫红色石英砂岩，厚度100-500m,。
寒武系：出露于丹河、峪河等深切河谷中，与下伏震旦系地层平行不整合接触。总厚度300-500m，分下中上三统。下统主要为泥灰岩、泥质灰岩、砖红色页岩和砂岩，中统下部为紫红色页岩、砂岩，中上部为深灰色亮晶灰岩、白云岩，下统是中厚层状结晶白云岩。
奥陶系：山区广泛出露于地表，山前倾斜平原区则隐伏于石炭—二叠系地层之下，与下伏寒武系地层呈整合接触。总厚度500m，分中统、下统。下统出露于深切河谷两岸，岩性为青灰色细晶白云岩和硅质条带或硅质团块白云岩。中统广泛分布于山区，山前倾斜平原区除局部埋藏于新生界地层之下外，大部分埋藏于石炭系地层之下。是一套碳酸盐地层，厚度约400m。岩性主要是黑色、灰色厚层状灰岩、白云质灰岩和泥灰岩。
石炭系：山区零星出露，山前平原区则隐伏于新生界地层之下，是一套由灰岩、泥岩、页岩组成的海陆交互相沉积，含煤数层，厚70-90m。
二叠系：隐伏于山前平原之下。岩性为砂岩、页岩互层，夹可采煤层。厚度为70-120m。
三叠系：未出露。据钻孔揭露，岩性为砂岩、页岩，夹煤层。
第三系：未出露。据钻孔资料，下部为砾岩、泥岩、砂岩、灰岩互层，上部是粘土、砂砾石互层。
第四系：主要分布于山前冲洪积平原区，分中更新统、上更新统和全新统。
中更新统：零星分布于近山前地带。上部为坡洪积成因的粉质粘土和粉土，含碎石及钙质结核：下部为松散卵砾石、含砾粘土和粉质粘土等。厚20-88m。
上更新统：广泛分布于山前倾斜平原上。由冲洪积黄土状粉土、粉质粘土、砂及砂砾石组成，厚5-60m。粉土、粉质粘土中富含钙质结核和小砾石，局部有钙质结核层，柱状节理和大裂隙发育。
全新统：分布于南部黄河和沁河冲积平原上，由浅黄色粉土及砂层组成。厚10-40m。
3、区域构造及新构造运动
1、地质构造
本区广泛发育了燕山运动以来所形成的各种构造形迹，断裂构造尤为发育，多为高角度正断层。受断裂构造控制，区内地层形成由北向南呈阶梯状下降的单斜式构造形式，倾角为10°—20°。区内主要构造体系轮廓有东西向构造，北东向构造和北西向构造。工作区地表多被第四系松散堆积物覆盖，断裂构造以隐伏构造为主。
东西向构造主要包括凤凰岭和盘古寺—新乡断裂，两条断裂规模大，切割深度较大，早、更新世活动较强烈，并对区域型构造格局和地形、地层分布等有一定的控制作用。
凤凰岭断裂沿走向大致分为三段，各段活动略有差异。西石河以西，由近于平行的五条东西向断层组成，断层错断古生界地层，断距小于100m，上新世以来断层落差约为250m，局部见有断裂错段晚上更新世—早中更新地层，表明中更新世前断层曾有过活动。西石河以西至焦作市北，断裂沿山前向东延伸，在地貌上构成山区和平原自然分界。在焦作市以东的平原区，断层隐伏于新生界地层之下。
盘古寺—新乡断裂是一条规模较大，切割较深的区域性活动断层裂，对全区地形地貌、构造格局和地层厚度都有较强控制作用。断裂分为三段：柏山以西，构成山区与济源盆地的分界线，两侧基岩落差700—1000m，沿断层局部见有破碎带，下盘为古生界地层，上盘早更新世地层被断层错断，中更新世地层无明显变形迹象。有关地质资料证实，该断层活动时代为n2—q2。自柏山至修武大高村，断裂隐伏于第四系下。大高村东断层两侧沉积地层及构造均不同，其南是武陟隆起，其北是修武地堑。据煤田物探资料，该断层自古生界以来具有明显的继承性正断层活动特征，新生界地层最大断距达800m。该断层现在仍在活动，沿断裂也曾记录到一些小地震活动。
北东向断裂是本区最发育的构造，规模较大的断裂有九里山断层、马坊泉断层和薄壁断层，规模较小断裂更多，有三十九号井断层、王封断层、三号井断层、西仓上断层等。这些北东向断层将焦作西部地层切割成地垒和地堑断块，将焦作东部的地层切割成南升北降的阶梯状断块。
九里山断裂为一隐伏正断层，与薄壁断层组成地堑，其间沉积了巨厚的第三系和第四系底层。据有关资料显示，该断层在第三纪晚期和第四纪早更新世活动强烈。薄壁断层是区内的的一条基底断裂，下盘出露太古界、震旦纪和下古生界地层，上盘为上古生界和新生界地层。在晚第三纪时活动比较强烈，近期仍有微弱活动的迹象。1973年10月辉县2级地震和11月修武的2.2级地震与断裂活动有关。
北西向断裂有平陵断层和武陟断裂，断裂规模和活动性都次于其他方向断裂。
2、新构造活动
本区新构造活动比较活跃，主要的表现形式有：差异性升降运动，即山区强烈上升，平原区不断下降。基岩山区由于强烈上升，基岩裸露，沟谷深切，山坡陡峭，河床堆积物很少，河谷断面多呈“v”字型。平原区由于长期下降，相继沉积了中更新统、上更新统，其中上更新统厚度就达500-700m，最厚达1000m以上。现代的地壳变形资料表明，不均匀升降活动仍在继续。老构造继承性活动，近期以来，在新地应力场作用下，区内一些断裂如凤凰岭断层、盘古寺-新乡断层、薄壁断层、九里山断层等均继承性活动或复合型活动，物探、地震、卫星照片等方面的资料均明显地显示出活动迹象。地震活动比较频繁
3、区域地震活动
焦作历史地震活动水平较低，自有地震史料以来，仅有过一次中等强度的地震，即1587年4月10日在35.3n、113.5e的修武县发生的6级地震，震中距离焦作城区约26km，对焦作造成6度烈度的破坏。由于焦作处在河北地震带、汾渭地震带和河淮地震带的交接部位，发生在这些地震带上的中强震，会对焦作市造成一定程度的破坏。根据历史地震资料统计，对焦作造成5度烈度以上破坏的历史地震共有12次，其中造成6度破坏的地震有7次。
区内现今时常发生小地震，自1970至今年，共记录到ml≥3级地震3次，最大的地震为1979年3月20日修武4.0级地震。地震活动与活动断裂有一定联系，1587年修武5.5级地震发生在北东向马坊泉断裂与东西向朱营断裂交汇处，1979年修武4.0级地震发生在盘古寺-新乡断裂与平陵断裂的交汇处。
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