前言三峡地区号称天然的地质和地貌博物馆,地层、、古生物、岩石、地质构造和地质的内容非常丰富,各种现象比较集中,是一个理想的地质实习基地。
三峡地区各种类型岩石非常丰富,从碎屑岩到石灰岩,从基性岩到酸性岩,从浅变质岩到深变质岩应有尽有,同时出露了扬子地台的结晶基底,由目前华南地区所发现的最古老的岩石。
2010年7月30日,老师们率领着地科系09级的同学们踏上了三峡实习的旅程。
怀着满腔热情和好奇心,寻觅惟妙惟肖的“黑锅”,登高俯瞰西陵峡美景,近距离接触随时崩塌的链子危崖,在三峡坝区,纪念园为我们展现了三峡工程曲折的历史;在观景台,三峡大坝,高峡平湖尽收眼底;一路披荆斩棘,横穿白果树瀑布。
一路下来我们学到了许多课堂上无法获得的知识,养成野外考察的能力。
第一次野外实习,第一份实习报告,笔力难免稚嫩,望老师多多指正。
以下是实习区域地质图:下幅是三峡坝区地图:考察点具体特征2009.8.1 星期日多云~晴秭归县城、横墩岩隧道至棕岩头隧道口沿线001茅坪滚装船码头旁人工采石场,长江200О方向30О50'N,110О57'E,204m位于黄陵背斜核部的前震旦控岭群杂岩体。
节理: 70О∠70О杂岩体形成于小于2亿年到几千万年前,由正长石、石英构成,黑云母角闪石较多,呈碱性。
花岗岩形成于4.5亿年前,冷凝速度快致矿物晶体微小,侵入以斜长角闪石为主的围岩中,穿插暗色矿物造成表面显红色,为氧化铁质。
边缘地带带状岩脉穿入,在围岩中有烘烤边。
路边散落有风成球状花岗岩。
正断层:275О∠37О属于小型断层,擦痕较小,具有正、反阶步,擦痕面,形成低温变质矿物叶腊石。
又因为其上盘下移,属正断层。
该点为长江流域仅有的黄陵花岗岩地带,基本生成于8.4亿年前左右,属前寒武纪,具10多公里的侵入岩脉,均为黄陵背斜地段。
002001点以西200m的采石场30О51'N,110О57'E,199m岩脉:332О∠84О,斜长石为主,少量正长石,宽约80cm,有烘烤边。
伟晶岩:岩石重融的标记,晶体比较出大,该地段看见的有云母伟晶岩和长石伟晶岩。
003横墩岩隧道以西500m拐弯处30О52'N,110О51'E,195m水平层理:242О∠8О垂直节理:242О∠83О此处隶属寒武纪下统水井沱组,极可能为动植物死亡后的还原环境下的沉积场所浅海甚至是极限海(与外海相隔离的内海)。
多为含C质页岩,有大量的豆荚状、锅状结核体,乃已成岩的沉积物内部物质重新分配,Ca、Si质物质聚集形成,核部为Ca质,有穿层现象。
因海陆升迁,还原环境转化为氧化环境,故未成煤。
004棕岩头隧道与仙女峰隧道间30О53'N,110О50'E,180m属中寒武世的石龙洞组,白色灰岩正断层:90О∠82О(估计值,与上同因安全因素未近距离测量)对岸西陵峡背斜西翼,倾角约为30О,有三组地层,由上而下分别是覃家庙组(灰岩)、石龙洞组(灰岩)和天河板组(页岩),在石龙洞组和天河板组(隔水层)的界限上发育三个溶洞。
2009.8.2 星期一晴棕岩头隧道—链子崖—横墩道隧道一线005棕岩头隧道与九畹溪大桥之间30О53'N,110О50'E,215mS型平卧褶皱:位于覃家庙组中部,中厚层砂岩。
燕山运动时期黄陵背斜隆起,在隆凸顶处地层断裂向两侧滑落,层间滑动的摩擦应力致使此处地层形成S型褶皱006链子崖顶30О55'N,110О47'E,500m地层:90О∠29О属茅口组,灰白色灰岩,夹有铅黑色眼球状燧石结核裂缝1:172О∠88О宽1.5~2m裂缝2:210О∠85О宽约0.7m裂缝3:250О∠88О宽约1.5(与1相交未画出)链子崖危岩体,位于湖北省秭归县新滩镇的长江南岸,兵书宝剑峡出口处,与新滩滑坡隔江对持。
高百米,主要由坚硬的二叠纪栖霞组厚层块状灰岩构成,其基脚地层为二叠纪的马鞍煤系,该煤系假整合的覆盖在石炭纪黄龙组灰岩之上。
由较坚硬的块状灰岩构成上部陡崖,较软弱的煤系地层构成下部基脚,又加之地层倾向长江(NW),倾角(27~34°)小于坡脚。
这种上软下硬,前缘临空以及滑动面切坡的地质结构,使链子崖处于极不稳定的状态。
在长期重力作用下,基脚软弱岩层易发生塑性变形,具流变性质,导致上部坚硬块状灰岩出现不均匀变形和开裂,加上煤层多处已被采空,如遇地震、暴雨等多种因素,有可能触发突然滑动和崩塌,造成碍航甚至堵江断航等严重后果。
共有58条裂隙,12条(组)大裂隙。
新滩滑坡地势北高南低,南北长1900m,东西宽210~710m,滑坡面积达0.73平方公里,为一向长江倾斜的大斜坡,平均坡度23°。
滑坡后缘及西侧为泥盆纪~二叠纪砂岩、石灰岩组成的基岩陡壁,裂隙分NNE和NNW两组,滑体主要追索这两组裂隙做阶梯状下座,落差20~25m。
区域性地壳强烈抬升和长江深切是造成新滩滑坡的根本原因,仙女山断裂和九皖溪断裂的影响也增大了岩体的破碎程度,破坏了岩石的完整性,使滑坡后面的黄崖山体的高陡峭壁上大块岩石崩落不断,造成的冲击和加载作用是滑坡体形成和发展的前提条件,而地表水和地下水的软化作用更是滑坡滑动的直接原因。
007链子崖半山腰30О56'N,110О47'E,394m栖霞组:灰黑色报纸巨厚层灰岩,燧石结核灰岩。
沉积环境多为浅海,广泛分布有明显的波纹。
梁山组:灰黑色粘土岩、砂岩,含煤层(陆相成煤)、铝土矿层和赤铁矿。
煤层被采集后三峡蓄水渗入摩擦力变小使链子崖更容易滑动。
008纱帽组和云台观组的界限30О56'N,110О47'E,385m纱帽组地层:324О∠30О云台观组地层:315О∠25О纱帽组紫红色泥岩粉砂岩与灰绿泥岩,云台观组的石英砂岩平行不整合覆盖于之上,是加里东运动的产物。
009Ⅰ横墩岩隧道以东100m公路边震旦系南沱组灰绿色冰碛砾岩,分选差,磨圆中等,可见许多擦痕。
是迄今为止可考的第一个冰期。
Ⅱ陡山沱组主要是黑色含磷质页岩,270О∠6О白色区域为与白云色灰岩的互层,有磷质结核Ⅲ公路山坡上陡山陀的平卧褶皱灰白色厚层白云岩,表面附有铁质红色氧化物析出。
有波痕、擦痕,可见曾经有过滑动,此处褶皱为倒转复式平卧褶皱。
地层挤压形成褶皱后又有一个较为剧烈的构造运动使地层倒转形成两翼朝上的褶皱。
2009.8.3 星期二晴莲沱村——三峡大坝010莲沱村30О50'N,110О57'E,202m上部是震旦纪莲沱组,基部以上是紫红色中厚层含砾石英砂岩,基部为紫红色底砾岩,磨圆中等,分选差。
在基部之下的是黄陵花岗岩的风化壳(可见之前环境比较稳定,侵蚀速度小于沉积速度),含长石、云母和石英等。
分选好,磨圆一般黄陵花岗岩形成于8.3亿年前,主要为肉红色厚层长石石英花岗岩,中~粗粒,分选良好,磨圆性差。
棱角分明有三组解理。
底砾岩成因:出露的花岗岩分化将长石,云母转变成高岭土等,留下未风化的石英,经过较短距离的搬运沉积成砂岩。
古风化壳的存在说明当时环境稳定,快速抬升剥蚀严重无风化壳,沉降会产生堆积,封闭下层地层无条件风化因此这一过程地貌始终为荒漠(植物登陆在志留纪)。
地层随时间的变化总结起来就是古风化壳形成之后经晋宁运动莲沱组角度不整合覆盖在风化壳之上,莲沱组形成后随即迎来冰期,沉降结果就是南沱组地层011莲沱村后山/王洪港点性:地层分界线、两地层岩性露头上部的莲沱组:薄层灰绿色粉砂岩(河湖相沉积)下部的南沱组:薄层含冰碛砾暗灰绿色粉砂岩,冰碛粒部分磨圆,分选擦痕明显底层产状:155О∠17О2009.8.4 星期三晴摩崖石刻——南津关012摩崖石刻灯影峡王家坪观景台30О48'N,111О10'E,435m地层薄层黑灰色灰岩,有黄土色泥岩夹层和石英方解石脉产状:155О∠8О节理1:234О∠83О观景台对面的灯影峡的峡谷地貌,两侧高山的山顶均是平地,且向东倾。
有明显的河流阶地峡谷是由河流形成的深切河谷和阶地,有阶地证明当地曾有过地层加速抬升的过程。
摩崖石刻灰白色厚层白云岩或白云质灰岩,其间有丰富的古杯类和珊瑚化石互层现象:属寒武纪下统天河板组,薄层泥质灰岩,钙质泥岩互相交替的现象,又因水的剥蚀等多种力量,导致弱的丢失,强的留下,造成波纹状差异风化现象,因含有泥质故色泽较暗。
互层原因:依其频繁变化可知非构造运动导致,应为年度性的季节变化,如热带的季风变化带,即在半年中因季风使大量CaCO3 被搬运过来沉积,另半年由地方的江河携带沿路碎屑进行沉积,如此往复循环,便产生了互层。
三游洞:厚678m,可进一步划分为二组:新坪组、雾渡河组。
岩性主要为厚层至块状白云岩、白云质灰岩及少量灰岩,局部具硅质条带,化石稀少。
属中寒武纪晚期或晚寒武纪。
南津关组,厚114m,依岩性可分为三段:下部灰岩段(24m),中部白云岩段(45m),上部灰岩段(45m)。
其中下段底部产笔石,腕足类和头足类化石。
属奥陶纪下统。
013南津关旁五龙组30О45'N,110О47'E,246m属白垩纪砂岩观测点,多数为红色粉砂泥岩或泥质粉砂岩,地层产状:155О∠17О,上层还有含砾粉砂泥岩分选差,磨圆好,是山间盆地沉积。
可能有恐龙化石。
在奥陶纪后长期出露地层,至白垩纪形成盆地,缺失志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪,属假整合接触。
红色泥岩中的灰绿斑点为水分渗进岩层提供了还原环境将Fe3+还原成Fe2+,显绿色。
粉砂岩层为长石石英粉砂岩(河湖相沉积),粉砂岩中有三种递变的颜色:紫红黄绿,实质极有可能是生物还原环境的作用结果,即地下有生物沉积的产物如油气等提供了有机质为粉砂岩中的铁质被还原提供条件。
014三峡大坝坝区30О49'N,111О00'E,182m1994年12月14日,当今世界第一大的水电工程--三峡大坝工程正式动工,它位于西陵峡中段的湖北省宜昌市境内的三斗坪,距下游葛洲坝水利枢纽工程38公里。
三峡大坝工程包括主体建筑物工程及导流工程两部分,工程总投资为954.6亿元人民币(按1993年5月末价格计算),其中枢纽工程500.9亿元;113万移民的安置费300.7亿元;输变电工程153亿元。
工程施工总工期自1993年到2009年共17年,分三期进行,到2009年工程全部完工。
大坝为混凝土重力坝,坝顶总长3035米,坝顶高程185米,正常蓄水位175米,总库容393亿立方米,其中防洪库容221.5亿立方米,能够抵御百年一遇的特大洪水。
配有26台发电机的两个电站年均发电量849亿度。
航运能力将从现有的1000万吨提高到5000万吨,万吨级船队可直达重庆,同时运输成本也将降低35%。
三峡大坝建成后,形成长达600公里的巨型水库,成为世界罕见的新景观。
三峡大坝采取分期蓄水。
1997年11月8日大江截流后,水位提高到10-75米,三峡一切景观不受影响;2003年6月,第二期工程结束后,水位提高到135米,三峡旅游景区除张飞庙被淹将搬迁外,其余景区基本保存;2006年,长江水位提高到156米,仅屈原祠的山门被淹而将重建;2009年整个三峡工程竣工后,水位提高到175米,届时将有少数石刻将搬迁,石宝寨的山门将被淹1.5米,目前正计划修筑堤坝围护,那时石宝寨所在的玉印山将成为一座四面环水的孤峰,更别致传奇。