河漫灘和河流階地工程地質條件

① 地質條件概況

一、地層岩性

灌區地處秦嶺山脈緯向構造帶、祁呂賀「山」字型的前弧東翼與新華夏系等構造體系的復合部位，灌區基底構造形態復雜，斷裂比較發育，且多數隱伏於地下，如涇河斷裂、三原斷裂、魯橋斷裂等。灌區處於鄂爾多斯台向斜南部邊緣，渭河斷陷盆地中段的北側，為新生代以來的構造下陷區。基底構造為不對稱塊狀斷裂，呈現高角度階梯式且多為北高南低，控制著第四系的沉積厚度，岩相變化及地貌景觀。地貌單元可劃分為河漫灘，一級階地，二級階地，三級階地，其中以二級階地的分布范圍最大，佔90%左右。黃士台源、洪積扇僅分布在灌區的西北、北部邊緣。灌區階地類型，除涇陽縣以西涇河左岸為嵌入式階地外，東部均為上疊階地。

灌區內第四紀地層比較發育，沉積厚度及岩相變化自西向東、由北向南，厚度逐漸遞增，岩性顆粒由粗變細。

（1）第四系全新統沖積層（Qh^2al）：岩性為亞砂士、砂質粘士、粗砂、砂卵石。分布於一級階地上部及近代河漫灘。

（2）第四系全新統沖積層（Qh^1al）：岩性為砂質粘士、亞砂士、砂礫石。分布於涇河二級階地上部。

（3）第四繫上更新統沖積層（Qp^3-2eol）：由新黃士、夾1～2層古士壤組成。分布於涇河三級階地和渭河二級階地。

（4）第四繫上更新統沖積層（Qp^3-1al）：岩性為亞砂士、砂質粘士夾砂層，底部有少量卵石。分布於渭河二級階地及涇河三級階地下部。

（5）第四系中更新統沖積層（Qp^2-2pl）：岩性為棕紅色粘士、亞粘士夾半膠結砂及砂礫石互層。分布於各級階地下部。

（6）第四系中更新統風積層（Qp^2-1eol）：岩性為老黃士，夾1～2層古士壤，分布於黃士台源下部。分布於各級階地下部。

（7）第四系下更新統洪積層（Qp^1pl）：岩性為深棕灰色夾砂，砂卵石透鏡體，沉積厚度大。分布於黃士台源及河谷階地最下部。

二、水文地質

灌區內地下水的類型根據其埋藏條件可分為潛水、淺層承壓水和深層承壓水。潛水總體流向與地形傾向基本一致，即流向為北西-南東，由於地形地貌、河流縱向切割、地下水開采分布等因素的影響，在各個地區流向亦有所不同。例如灌區上游涇河一、二級階地區，流向趨於南北方向；灌區中游二級階地區，流向為北西-南東或者近於東西方向；清峪河北側、南側的局部范圍，流向為北西-南東、南西-北東向；局部地區由於地下水開采因素的影響，潛水由四周向閻良區以北一帶的漏斗中心流動。清峪河南部的水力坡降為1.74‰～4.71‰，由西向東遞減；清峪河北部水力坡降為2.3‰～6.78‰，總體趨勢與地形坡度基本一致，灌區水文地質剖面圖見圖2-3。

灌區潛水分布較廣，各種垂向滲入為其主要的補給來源，也是近期主要的農業灌溉開采水源，賦存於第四系全新統沖積層中，埋藏相對較淺，容易開采。在河漫灘和一、二級階地區，潛水埋深一般為2～10m。在清峪河與涇河兩側、階地與黃士台源交替地帶潛水埋藏較深，大致為10～20m，其分布面積相對較小。潛水含水層岩性主要是亞粘士、亞砂士、粉細砂、砂礫石層，厚度為20～50m。渭河二級、涇河三級階地區，潛水埋深為20～40m，岩性主要為上更新統沖積亞砂士、粘士、砂礫石層，厚度為13～59m。其中涇河一級階地區，由於含水層的亞砂士、亞粘士覆蓋於砂卵石層之上，呈二元結構，故局部具有微承壓性，承壓水頭400～414m。灌區承壓水埋深大約在100 m以下，為遠源補給，埋藏較深、水量小、不易開采。

圖2-3 灌區水文地質剖面圖 Fig.2-3 Hydrology geological section in jinghui Canal Irrigation District

三、工程地質

灌區分布最為廣泛的為第四系全新統沖積層，表層為黃士狀壤士，厚度5～9m，其下部為古士壤與粉質壤士互層，古士壤層厚約2.0m，士層總厚50m以上。表層黃士狀壤士，士壤塑限含水量16.07%；平均天然干容重1.3g/m³；平均天然孔隙率52%；平均飽和度為0.583；平均天然含水量23.5%；該士細粒士及粒徑＜0.05mm的士粒質量占士樣質量的12%，屬凍脹士。

② 何謂河流階地它有哪些要素它是如何形成的

河流階地是在地殼的構造運動與河流的侵蝕、堆積作用的綜合作用下形成的內。當河漫灘容、河谷形成之後，由於地殼上升或侵蝕基準面相對下降，原來的河床或河漫灘遭受下切，而沒有受到下切的部分就高出於洪水水位之上，變成階地，於是河流又在新的平面上下切河床。此後，當地殼構造運動處於相對穩定期或下降期時，河流縱剖面坡度變小，流水動能減弱，河流下蝕作用變弱或停止，側蝕和沉積作用增強，於是又重新擴寬河谷，塑造新的河漫灘。
在長期的地質歷史過程中，若地殼發生多次升降運動，則引起河流侵蝕與堆積交替發生，從而在河谷中形成多級階地。
一般可以將其分為下列三種主要類型：侵蝕階地、侵蝕-堆積階地、堆積階地（他又分為上迭階地和內迭階地）。

③ 工程地質條件包括哪些因素

(1) 地層的岩性：是最基本的工程地質因素,包括它們的成因、時代、岩性 相關書籍
、產狀版、權成岩作用特點、變質程度、風化特徵、軟弱夾層和接觸帶以及物理力學性質等.(2) 地質構造：也是工程地質工作研究的基本對象,包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵、地質構造,特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂,對地震等災害具有控製作用,因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義.(3) 水文地質條件：是重要的工程地質因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和化學成分等.(4) 地表地質作用：是現代地表地質作用的反映,與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和地表水作用密切相關,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等,對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大.(5) 地形地貌：地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等;地貌則說明地形形成的原因、過程和時代.平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵,這些因素都直接影響到建築場地和路線的選擇.

④ 在河漫灘平原修建房屋會有怎樣的工程地質問題

河漫灘平來原的形成：
在中自下游地區，河流在凸岸堆積，形成水下堆積體。堆積體的面積不斷擴大，在枯水季節露出水面，形成河漫灘。洪水季節，河漫灘被洪水淹沒，繼續接受堆積。如果河流改道或者繼續向下侵蝕，河漫灘被廢棄。多個被廢棄的河漫灘連接在一起，形成了寬廣的河漫灘平原。或河谷發育成谷底較寬平時，洪水泛濫挾帶的泥沙，堆積在河床兩側的河漫灘上，河水反復漲水泛濫，沖積層不斷增厚，形成河漫灘平原。

⑤ 河漫灘發育為階地的原因不可以是河流流量減少嗎

河漫灘發育的原因不可以是河流流量減少，流量減少，嗯，攜帶來的你傻就會減少。

⑥ 河流階地與河漫灘的異同

二級河流階地河流階地 river terrace 河流下切侵蝕，使原先的河谷底部（河漫灘或河床）超出一般洪水位，呈階梯狀分布在河穀穀坡的地形。階地由階地面、階地陡坎、階地的前緣、後緣組成。階地按上下層次分級，級數自下而上按順序確定，愈向高處年代愈老。階地物質下部為砂礫石，上部為粉砂、粘土，具二元結構。河流階地是在相對穩定堆積和迅速下切過程中形成的。由於下切侵蝕的條件不同，階地的成因也不相同。主要成因有：氣候的變化，形成氣候階地；構造運動，形成構造階地；侵蝕基準面的變化；人類活動的影響，如水利工程建設，改變了基準面。 河流階地按組成物質及其結構分為以下4類：①侵蝕階地。由基岩構成，階地面上往往很少保留沖積物。②堆積階地。由沖積物組成。根據河流下切程度不同，形成階地的切割疊置關系不同又可分為：上疊階地，是新階地疊於老階地之上；內疊階地，新階地疊於老階地之內。③基座階地。階地形成時，河流下切超過了老河穀穀底而達到並出露基岩。④埋藏階地。即早期的階地被新階地所埋藏。運用物理、化學、生物、年代學的方法研究階地的級數、結構、年代、成因、分布的規律在科學上與經濟上都有著十分重要的意義。 河漫灘flood plain位於河床主槽一側或兩側，在洪水時被淹沒，中水時出露的灘地。河流洪水期淹沒的河床以外的谷底部分 。它由河流的橫向遷移和洪水漫堤的沉積作用形成。平原區的河漫灘比較發育。由於橫向環流作用，V字形河谷展寬，沖積物組成淺灘，淺灘加寬，枯水期大片露出水面成為雛形河漫灘。之後洪水攜帶的物質不斷沉積，形成河漫灘。

⑦ 路線一 下葦甸—丁家灘—大覺寺河流地質作用

一、路線

下葦甸—丁家灘—軍庄—灰峪—大覺寺

二、任務和目的

1.任務

1）河流侵蝕作用及典型地貌景觀觀察；

2）河流沉積作用及階地；

3）軍庄二疊紀沉積岩及侏羅紀玄武岩觀察；

4）灰峪村接觸變質作用及植物化石觀察；

5）石英二長閃長岩的球形風化作用與根劈作用觀察。

2.目的

從現代地表地質作用前推，了解表層地質作用過程與演變（從現代走進地球歷史——將今論古）。

三、主要觀察點（顏丹平，1998）

觀察點1：永定河的間歇河道支流，河流系統的侵蝕和沉積作用觀察

1.點位

下葦甸南西2km公路南側，間歇支流河道中。

2.點性

1）觀察片流、洪流的剝蝕作用和沉積作用。

2）觀察間歇性河流的凹岸侵蝕作用和凸岸沉積作用。

3.內容

1）在到達間歇河床之前，公路北的山坡下發育有片流的沉積物——坡積物。觀察坡積物分布的部位、構成的地形特徵、物質成分、結構特點等。

坡積物：分布於山坡坡底，常構成坡積裙，成分單一，與山坡上的基岩一致。沉積物的顆粒細，一般以砂、粉砂、亞粘土為主，偶夾有岩屑礫石。礫石的磨圓差，略具與坡向一致的層理，分選性差。

2）觀察洪積作用的產物——沖溝和洪積扇。

沖溝：由洪流的侵蝕作用形成，常分布於山坡的低窪處或山谷中，在平面上呈線狀分布，在剖面上為「V」字形，沖溝底的縱剖面很陡。在沖溝中很少有沉積物，若有也是由一些分選差、磨圓差的礫石構成。大量的物質沉積在沖溝口處，構成洪積扇。

洪積扇：洪流沉積作用下形成的沉積物稱洪積物。洪積物既可分布於沖溝內（很少的一部分），也可分布於沖溝口（大部分），在地貌上常構成一個扇狀的地形，稱之為洪積扇。洪積扇從沖溝口向外側的平坦地域呈撒開的扇狀分布，是由洪水流出沖溝口在向外側散流的過程中，被攜帶的物質逐漸沉積形成。一般說來洪積扇具有以下四個特點：①分布於沖溝口處，在地貌上形成扇形體。②在扇頂部位主要由粗大的礫石組成，礫石的分選性和磨圓度都很差，沉積物的厚度較大，地形面的坡度大。③從扇頂到扇邊緣沉積物粒度逐漸變小，地形坡度變緩，沉積物厚度變小，沉積層理變好。④沉積物的成分較簡單，與山坡及沖溝中的基岩一致。

3）觀察河曲的形成過程以及河流凸、凹岸地質作用特點。

先了解河水單向環流的形成及運動特點，主流線及河水最大沖擊點的概念，河流最大彎曲點在河流地質作用過程中的遷移。

凹岸處河水在單向環流及中軸線快速水流作用下，不斷被侵蝕掏空，並引起重力崩塌而後退，凸岸則在河流的沉積作用下不斷前進，從而形成河曲。

觀察河床沖積物的特徵：礫石的復雜成分、磨圓度中—差、分選性較差、疊瓦狀排列方式、層理以及分布的部位，並與洪積物及坡積物進行比較。

觀察河漫灘沖積物的特徵。與河床沖積物進行對比，並分析產生差異的原因。

理解沖積物二元結構的含義——即河漫灘相沉積覆蓋於河床相沉積之上。

觀察點2：丁家灘和永定河河流階地

1.點位

丁家灘東的小山丘。

2.點性

觀察更新世時期的河流階地及沖積物。

3.內容

如圖3-1所示。

1）觀察點處距現代河床已有40餘米高，這表明即使出現特大洪水，所在點也不會被淹沒。從山腳到山丘頂部的路上，在近山頂和山頂處可見礫石層：礫石層厚度約2～3m。礫石磨圓度和分選性均較好，由於含有較多的紅色粘土，故表面呈紅色。礫石礫徑一般2～5cm,成分主要為岩石碎屑。從礫石層的特徵可以推斷，它是由河流沉積作用形成的，時代可能為中更新世（0.17Ma左右）。該礫石層為沖積物，構成了永定河較高一級階地。

圖3-1 丁家灘永定河河谷橫剖面圖

T₀、T₁、T₂和T₃—現代漫灘沉積和階地；Dp₁—河床相沉積物

根據階地面距現代河床的高度，可以推斷河流至少下切了40多米。

2）古河谷：站在小山丘上向西望去（有電線桿的地方），有一個低窪的、橫斷面近於「V」字形的谷地，從韭園到我們現在的觀察點處，其延伸方向近於東西向。谷地底部的高度與點處的位置（有礫石層的地方）高度基本相同，或前者略高一點。實際上這是一條中—更新世時期的古河谷。

3）深切河曲：從本觀察路線可以看出，永定河已發生極度彎曲；從地形來看，河床兩側的谷坡都很陡，河流的下切速率是比較大的。這表明，中—更新世的地殼運動經歷了一個較穩定的時期，河流側蝕作用廣泛，發育形成河曲；後來該區地殼抬升，侵蝕基準面下降；河流下蝕作用加強，從而形成了深切河曲，並出現了河流改道。

觀察點3：軍庄鐵路北陡崖玄武岩和二疊紀沉積岩

1.點位

軍庄南約1km，鐵路邊。

2.點性

觀察沉積地層層序、斜層理和玄武岩的特徵。

3.內容

1）在鐵道邊觀察二疊系砂岩的地層層序和其中的斜層理。地層時代為晚二疊世（P₂），主要岩性為厚層砂岩，其岩性層和層面清晰，厚層砂岩中發育大型斜層理。觀察地層的岩性、地層產狀（135°∠30°）及斜層理產狀。觀察單層岩性層由下而上砂岩粒度的變化，同時依據斜層理向水流方向收斂、向底層面收斂的特點，判斷岩石沉積時的水流方向和岩層的頂底面。沿鐵路向南可觀察上述地層中發育的一系列的節理和小型斷層。

2）向南沿鐵路至隧道口處，觀察玄武岩特徵。本點玄武岩形成時代為早侏羅世，屬下侏羅統南大嶺組（J₁n）。岩石呈淺紫紅色或灰色、淺綠色，隱晶質結構，杏仁構造或氣孔構造，杏仁體主要為方解石或石英。玄武岩呈厚層狀，其間夾有熔結凝灰岩碎塊或透鏡狀礫岩，地層產狀為140°∠32°。玄武岩中發育多組節理，相互交切而呈網格狀，主要節理產狀為347°∠68°。本處玄武岩平行不整合於前面看到的二疊系砂岩之上，二者之間缺失了三疊系，但地層產狀相差不大。

3）玄武岩中發育的節理產狀與鐵路工程護牆修築的關系觀察。通常只有在節理（或層理）傾向鐵路開挖路基方向，或其走向與鐵路路基延伸方向小角度相交時，才需要進行護牆等工程措施。

觀察點4：奧陶統馬家溝組中的岩床和接觸變質岩

1.點位

灰峪村西山坡上。

2.點性

觀察褶皺形態，觀察岩床的冷凝邊和圍岩烘烤邊及矽卡岩特徵。

3.內容

1）本處出露岩層為下奧陶統馬家溝組（O₁m）灰岩。在灰峪村西山坡上向東眺望，東山坡採石場北側奧陶系灰岩產狀向北傾，而南側向南傾，二者傾向相反，呈近對稱分布，顯示為背斜構造。背斜樞紐近東西向，其轉折端處盡管已被采空，但仍十分清晰地表現出軸面直立的背斜形態。

2）在西山坡上，沿奧陶系灰岩層面可見順層侵入的岩脈。岩脈與岩層層面平行，沿層面延伸穩定，厚度變化不大，與圍岩呈侵入接觸關系（圖3-2），因此命名為岩床。在岩床出露處觀察，岩石呈淺灰或略呈黃色，主要礦物為長石和石英，暗色礦物很少，全晶質細粒結構，塊狀構造，定名為細晶岩。

圖3-2 灰峪村西山坡奧陶系灰岩中岩床侵入示意圖

在岩床邊部與圍岩接觸部位，可見到明顯的侵入接觸關系。主要表現為：①在岩床邊部形成4～10cm寬的冷凝邊。冷凝邊處細晶岩為細粒至隱晶質結構，與岩床中部相比，顏色和結構均有差異；②與岩床接觸的圍岩形成烘烤邊，灰岩發生熱接觸變質作用，形成白色的大理岩，寬5～8cm，並可見黃鐵礦的晶體。

本點岩床及圍岩均向北傾，與觀察點1內容比較，相當於上述背斜的北翼。從岩床延伸情況分析，它與奧陶系灰岩一起參與了褶皺，因此其形成時代應在褶皺作用之前。

註：現在本點由於採石廢渣部分覆蓋，但向西延伸至山坡上，仍可觀察。

觀察點5：大覺寺，石英二長閃長岩的球形風化及的層狀剝落

1.點位

大覺寺後山。

2.點性

觀察侵入岩岩性特徵、球形風化作用與根劈作用。

3.內容

1）觀察石英二長閃長岩岩性特徵。包括岩石顏色、結構、構造、主要礦物、次要礦物等，並對岩石命名。岩石總體呈灰白色，中粒等粒結構，塊狀構造。主要礦物可見斜長石、鉀長石、石英等，次要礦物有黑雲母和角閃石等。

2）球形風化作用（圖3-3）。石英二長閃長岩中總體發育了三組節理，其產狀分別為75°∠72°、340°∠80°、230°∠17°，相互之間近於垂直或以大角度相交，因而在風化作用下，通過去棱去角而形成了球形風化的外貌。

3）根劈作用觀察（圖3-3）。植物的根系沿石英二長閃長岩的裂縫生長發育，可以比較不同大小的植物生長發育對花崗岩風化的影響程度。

圖3-3 大覺寺後山石英二長閃長岩球形風化作用與根劈作用素描圖

（粗黑部分表示沿岩體原生節理方向發生的風化作用）

四、路線小結

1）本路線主要觀察河流地質作用，包括河谷地貌、河流下蝕作用和側蝕作用、河漫灘沉積和河床沉積、河流階地等地質現象。

2）通過對現代河流地質作用與中更新世及二疊紀河流沉積的對比觀察和分析，了解和領會地質學「將今論古」和地質演化的含義。

3）永定河上游中更新世以來發育的四級河流階地，清楚指示這一區域，即北京西山地區/太行山東北端至少經歷了四次垂直抬升。

思考題

1）什麼是河流階地，河流階地是如何形成的？

2）球形風化作用形成需要什麼條件？其過程如何？

⑧ 河漫灘與河流階地是如何形成的

河流〕

沿地表線形槽狀凹地集中的經常性或周期性水流。在中國，河流的名稱多種多樣，如江、河、水、川、溪、澗、藏布、格勒等。

河流的水源多來自大氣降水。降水一部分滲入地下，一部分蒸發返回大氣層，剩下的沿地表流動，通過河流進入海洋。還有一些水源來自地下水的補給、高山、高緯地區冰雪融水的補給。

每條河流從河源到河口可以分為上、中、下游。河源是河流的發源地，河源以上可能是冰川、湖泊、泉水。河口可以是入海河口、入湖河口、入主流河口。流水是地球表面陸地上最經常、最普遍活躍的地貌營力。河流的侵蝕、搬運、堆積作用貫穿於上、中、下游，使地表形成各種地貌類型。一般大河流的上游位於山地或高原，以侵蝕作用為主；中游大多位於山地、平原交界的山前丘陵平原區，經常堆積與侵蝕作用兼而有之；下游多位於平原區，河谷寬闊平坦，以堆積作用為主。河口地區是受海、湖影響的交互作用地帶。

在地球表面的總水量中，河流水量的比重很小，但循環速度快，是水的重要輸送環節，也是促使自然環境中各類物質相互轉換、代謝的動力之一。古代文明的發源地，無一不與河流聯系在一起。一些大河的沖積平原、三角洲地區是人類社會經濟、文化等的發達地區，是人類賴以生存的重要淡水區。隨著人口增長及經濟發展的需要，對淡水的需求急劇增加，因此，合理開發利用和治理保護河流是全人類共同的使命。

〔河谷〕

河水所流經的帶狀延伸的凹地。河谷內包 括了各種類型的河谷地貌。從河谷橫剖面看，可分為谷底和谷坡兩部分。谷底包括河床、河漫灘；谷坡是河谷兩側的岸坡，常有河流階地發育。谷坡與谷底的交界處稱谷坡麓，谷坡與原始山坡或地面的交界處，稱為谷肩或谷緣。從縱剖面看，上遊河谷狹窄多瀑布，中游展寬，發育河漫灘、階地，下遊河床坡度較小，多形成曲流和汊河，河口形成三角洲或三角灣。河谷是在流水侵蝕作用下形成與發展的：水流攜帶泥沙侵蝕使河谷下切；水流的側蝕使谷坡剝蝕後退，包括谷坡上的片蝕、溝蝕、塊體崩落；溯源侵蝕使河谷向上延伸，加長河谷。3類侵蝕方式經常同時進行，只是不同時間、地段各有所不同。河谷的發育受到氣候與構造的影響。一般河谷形態類型有：隘谷、峽谷、寬谷、復式河谷。與岩層產狀關系可分為順向河谷、次成谷、逆向谷、偶向谷。其他還有縱谷、橫谷的地質構造分類，幼年穀、壯年穀、老年穀的侵蝕輪回分類，以及古河谷、谷中谷等。

〔河漫灘〕

河流洪水期淹沒的河床以外的谷底部分 。它由河流的橫向遷移和洪水漫堤的沉積作用形成。平原區的河漫灘比較發育。由於橫向環流作用，V字形河谷展寬，沖積物組成淺灘，淺灘加寬，枯水期大片露出水面成為雛形河漫灘。之後洪水攜帶的物質不斷沉積，形成河漫灘。河漫灘沉積大多具二元結構，下部是河床相沉積，上部為河漫灘相沉積。河漫灘的主要類型有：①河曲型河漫灘，發育於彎曲型河段。常在凸岸堆積為濱河床沙壩、迂迴扇等。②汊道型河漫灘，為在汊道型河段中形成的淺灘及其附屬的沙壩、沙嘴等。③堰堤型河漫灘，發育於較直型河段，形成天然堤。④平行鬃崗型河漫灘，為堰堤型河漫灘與河曲型或汊道型河漫灘的過渡類型，表現為一系列平行鬃崗系統，鬃崗之間為淺溝、窪地或湖泊。

〔河流階地〕

河流下切侵蝕，使原先的河谷底部（河漫灘或河床）超出一般洪水位以上，呈階梯狀分布在河穀穀坡的地形。階地由階地面、階地陡坎、階地的前緣、後緣組成。階地按上下層次分級，級數自下而上按順序確定，愈向高處年代愈老。階地物質下部為砂礫石，上部為粉砂、粘土，具二元結構。河流階地是在相對穩定堆積和迅速下切過程中形成的。由於下切侵蝕的條件不同，階地的成因也不相同。主要成因有：氣候的變化，形成氣候階地；構造運動，形成構造階地；侵蝕基準面的變化；人類活動的影響，如水利工程建設，改變了基準面。

河流階地按組成物質及其結構分為以下4類：①侵蝕階地。由基岩構成，階地面上往往很少保留沖積物。②堆積階地。由沖積物組成。根據河流下切程度不同，形成階地的切割疊置關系不同又可分為：上疊階地，是新階地疊於老階地之上；內疊階地，新階地疊於老階地之內。③基座階地。階地形成時，河流下切超過了老河穀穀底而達到並出露基岩。④埋藏階地。即早期的階地被新階地所埋藏。運用物理、化學、生物、年代學的方法研究階地的級數、結構、年代、成因、分布的規律在科學上與經濟上都有著十分重要的意義。

〔溯源侵蝕〕

河流或溝谷發育過程中，下切侵蝕不僅加深河床或溝床，並使其向上游源頭侵蝕後退的現象。又稱向源侵蝕。溯源侵蝕在河流源頭和河口地段最為明顯。河谷或溝谷源頭，因河床縱剖面較陡，下切侵蝕作用加強，引起向上游不斷侵蝕，從而加長河谷的長度。在黃土地區溯源侵蝕現象最為明顯，因為黃土土質鬆散並多節理，降雨後沿沖溝向上侵蝕。溝頭地區每年向源侵蝕可達數十米，這是黃土區水土流失的原因之一。河口地段由於侵蝕基準面的下降，可以引起河流下切，產生溯源現象，形成多級階地。

〔河流襲奪〕

分水嶺的遷移導致一側的河流奪取另一側河流上游段的現象。在諸多河系中，往往有一個主要河系，其侵蝕活躍、下切深，為其支流提供了較低的河流侵蝕基準面。這些支流有較強的侵蝕能力，它們往往切穿分水嶺，奪取了分水嶺另一側位置較高的河源段。因分水嶺被破壞造成的遷移稱主動河流襲奪；由新構造運動等非河流因素引起的稱被動河流襲奪。河流襲奪後，被奪河的上游稱改向河；被奪河下游被截而無頭，稱斷頭河。襲奪的突然拐彎處稱襲奪彎，此處流水有明顯的落差，稱為跌水。被襲奪河原來的谷地形態稱風口。風口內可以找到被襲奪前的沉積物，甚至老階地。斷頭河亦因斷源而有大量堆積沉積物，堵塞水流後形成湖沼。

⑨ 教學目的

1）觀察潁河河谷，了解河流的地質作用及地質現象。

2）認識河成階地，了回解其成因及工程答地質條件，並觀察第四系的岩性和河床相及河漫灘相的沉積特徵。

3）觀察下降泉，了解泉的類型。

4）觀察描述下更新統冰磧層

。

⑩ 三門峽水利樞紐主要建築物地區的工程地質條件（總的結論）

黃河三門峽地質勘探總隊

(一)

1.從大的區域看，三門峽是處於中條山和秦嶺之間的山間盆地中。從沉積物的性質上看，三門峽地區正好是一個基岩和第四紀沉積物的分界處。由於三門峽以西主要的沉積物是第四紀岩層、三門峽以東則完全是基岩區，所以三門峽以西地區的黃河兩岸在地貌上表現出來的特徵是由黃土類土形成的級級階地，河谷較寬，而且有廣大的渭河平原；在三門峽以東則大多是高山深谷，河谷狹窄，由黃河所形成的階地是很少的。因此三門峽被選為根治黃河水害、開發黃河水利的第一期工程地點，在地理地貌上是非常合適的。

2.三門峽主要建築物地區及其外圍地區，分布著下奧陶紀頁岩、中奧陶紀白雲質石炭岩、石炭紀煤系、石炭二疊紀煤系、二疊紀砂質頁岩、中生代閃長玢岩、老第三紀紅色岩系、老第四紀三門系砂、砂卵石、粘土、中新第四紀黃土類砂質粘土及近代的砂、砂卵石層。所有上述古生代的岩層在主要建築物地區，都是以15°左右的傾角傾向上游，而且厚達90～130m的中生代閃長玢岩也恰好以岩床狀侵入於石炭紀及石炭二疊紀煤系岩層之間。因此，三門峽的河床中就出現了橫跨黃河而寬達700m的閃長玢岩岩體。這種堅硬岩石的出現，毫無問題，它必定是我們選擇為大壩基礎的唯一對象。

(二)

3.作為主要建築物基礎的閃長玢岩是一種很堅硬的岩石，它的飽和抗壓強度平均為1042kg/cm²，但是它並不是只有一些構造裂縫，而實際上它已經被以北東方向為主的破碎帶斷層切穿而形成了許多大塊，所以這就帶來了一個主要問題——這些破碎帶、斷層究竟是什麼時候產生的?它們產生後繼續活動過沒有?如果今後發生Ⅷ度以上的地震烈度時，會不會由於這些斷層和破碎帶的繼續活動，使主要建築物遭受到嚴重的破壞?

經過調查研究分析，說明主要建築物地段的斷層破碎帶是中生代燕山造山運動末期生成的，它們在第三紀之後喜馬拉雅造山運動期受到輕微的影響，但在整個第四紀的時期內是沒有重新活動過，而近代所發生的Ⅹ度以上的地震烈度時，也沒有使這些破碎帶和斷層復活。這就進一步說明主要建築物地段至少一百多萬年以來就是一個構造斷裂方面的穩定區。因此，我們就有理由說在今後大壩運用期間，不會因任何地質構造斷裂的發生而引起建築物的破壞。

4.新的構造斷裂究竟在三門峽地區有沒有呢，並不是沒有，只是這些新的構造斷裂沒有影響到主要建築物地段。從馬家河底至壩頭的鐵路路塹上所見到的新構造斷裂帶向東逐漸減輕，而到史家灘一帶則完全消失的情況看，可以充分地說明新構造斷裂主要是發生在第四紀沉積區的邊緣區，而基岩區則沒有受到任何的影響。

(三)

5.主要建築物地段閃長玢岩中裂隙一般有三組：第一組走向30°～50°，傾向南東，傾角70°～85°；第二組走向320°～350°，傾向北東或南西，傾角70°～80°；第三組走向30°～60°，傾向北西，傾角20°～40°。這三組裂隙以第一組和第二組為最發育，第三組為數很少，而且延長也很短。這些事實說明做為壩基的閃長玢岩中可以說基本上是沒有近乎水平的構造裂隙的。另外從閃長玢岩與混凝土的抗剪試驗結果看，混凝土與新鮮的、弱風化的閃長玢岩的摩擦角為51°～66°。因此上面這兩種事實，可以充分說明大壩由於受庫水的壓力而沿著基礎岩石面或者角度小的構造裂隙產生滑動的可能性是沒有的。

6.主要建築物地區右岸的老鴉溝口至角胡同一帶的閃長玢岩陡壁，由於近代地震引起了閃長玢岩的大量崩塌，形成了這一帶廣泛的崩塌堆積區。這種崩塌在古代曾經在主要建築物的下游兩次堵塞了河流，形成了天然的水庫。那麼這種情況在今後水庫運用期間會不會還發生，以至影響到我們水電站的運轉呢?根據現在情況，我們認為今後即使發生Ⅷ度以上的地震時也是不會發生的。這是因為這一個地段經過歷史上幾次大崩塌後，已經形成了一個距離較長、也比較穩定的邊坡；這個邊坡的形成不但減低了崩塌陡崖的高度，更重要的還是對崩塌陡崖起了良好的支撐作用。

7.在主要建築物地區右岸的山頭村、老鴉溝、永久變電站(指原設計永久變電站)及臨時變電站一帶的閃長玢岩及其上覆的黃土類砂質粘土中產生了不少較大的裂縫。這些裂縫的造成主要是閃長玢岩下伏石炭紀煤系岩層中廢煤洞的存在以及在受到近代地震的作用下形成的。但必須指出這些裂縫在右岸非溢流壩以外150～200m的地方亦已發現，那麼將來會不會繼續發展，使整個右岸非溢流壩受到影響呢?這是不會的。因為廢煤洞在水平方向上的挖掘深度不會達到右岸非溢流壩下邊，而且這一建築物下邊的石炭紀煤系岩層埋藏很深，因此閃長玢岩就有了足夠的不受崩塌影響的支撐。

(四)

8.根據鑽孔壓水試驗和抽水試驗，說明主要建築物地段岩面5m以下的閃長玢岩，絕大部分屬於不透水的岩石，只有以構造塊狀岩為主的破碎帶或斷層帶才能達到微透水至中等透水的程度。一號豎井下穿河平硐曾經遇到一兩個以構造塊狀岩為主的破碎帶，但是通過破碎帶進入平硐內的水只有0.42L/s。1958年在溢流壩基礎的開挖中，雖然基坑面已經低於河水位，但通過一般裂隙滲到基坑中的水還是沒有看到，而通過破碎帶、斷層帶滲入基坑中的水的總量也只有0.5～1.0L/s，第二期基坑開挖後，地下水流入基坑中的水量為0.6L/s。這種種事實都有力地說明閃長玢岩基本上是一個不透水的岩層。

9.破碎帶及斷層中有微透水至中等透水帶，這些地帶僅存在於那些構造塊狀岩的分布地段，而構造塊狀岩在水平方向上，也常過渡為構造碎屑岩，成為不透水地帶。破碎帶、斷層帶的寬度變化往往也大，一般都是呈一連續的凸鏡體伸延的。這些地質條件都大大地減低了庫水沿破碎帶及斷層帶產生滲漏的可能。因此，我們認為壩基下的破碎帶和斷層帶沒有進行任何灌漿處理工作的必要。

我們對溢流壩、電站壩體、電廠部分及右岸非溢流壩部分的壩基滲漏做簡略的計算，計算結果，說明其總滲漏量為654m³/d，顯然這個數字與正常高水位360m時水庫庫容640億m³相比是很小的。

但必須指出黃河水含有大量的泥沙，水庫充水後，這些泥沙必將沉澱於壩前，而形成一層天然防滲的鋪蓋，因之滲漏的通道也會為泥沙所堵塞。從神門河截流後上圍堰上游的泥沙迅速淤塞看，這種計算的總滲漏量恐怕基本上是不會有的。

至於沿破碎帶及斷層是否產生機械管涌呢?我們認為可能性是很小的。因為斷層及破碎帶在水平方向上的分布，並不是寬窄一致，而且具有一透鏡狀延續的特點，另外一般破碎帶、斷層帶中的產物又是以構造塊狀岩為主，所以由於地下水的機械搬運作用，把這些構造塊狀岩帶走，形成管涌現象是不會存在的。

10.三門峽的大壩將全部建在閃長玢岩之上，而大壩的延長方向也基本上和閃長玢岩岩床的走向是一致的，所以繞壩滲漏的問題也就是通過大壩兩端以外地區閃長玢岩的滲漏問題。壩址右岸大壩上游有一個三門溝，下游有一個老鴉溝，左岸大壩下游又有一個南山溝，而三門溝與老鴉溝的分水嶺寬500m，南山溝與大壩上游黃河的分水嶺為200m，因此繞壩滲漏問題又可以說是從三門溝通過閃長玢岩滲向老鴉溝和直接由黃河滲向南山溝的問題。既然通過鑽探、水平探硐、豎井以及基坑開挖都說明了閃長玢岩是一種不透水的岩石，所以我們就可以根據這些事實來進一步說明庫水在水平方向上通過200～500m長的閃長玢岩，而滲漏到南山溝和老鴉溝去基本上是不可能的。

11.至於在壩址附近庫水可能通過南溝門里滲向南山溝及岳家河的問題，只要打開比例尺1：10000的地質圖就可以初步地說明這種滲漏是不可能的。因為庫水要向南山溝滲漏，就必須通過全部老第三紀厚達110m、而極少裂隙、膠結又很好的底礫石和厚達70m的石炭二疊紀砂岩、砂質頁岩互層，向岳家河滲漏就必須通過水平距離近2000多米的老第三紀紅色砂質頁岩、頁岩和底礫岩；這些岩層經地質調查及鑽探都說明它們基本上都是不透水層。因此，這種在壩址附近向鄰谷滲漏問題是完全不必考慮的。

12.壩址上下游各1000m的地方有史家灘斷層和七里溝斷層。這兩個斷層都穿過整個古生代各紀的岩層，而七里溝口上游又出現了不少具有喀斯特溶洞的奧陶紀白雲質石灰岩。因此，人們很容易想到會不會今後通過史家灘大斷層，庫水向下游七里溝一帶大量的滲漏呢?我們認為也同樣是不可能的。這不但從斷層帶本身的性質上看可以說明這一問題，另外從閃長玢岩、石炭紀煤系岩層以及奧陶紀石灰岩中的地下水性質、地下水位標高以及水文化學方面，也可以找出不可能滲漏的有力證據。

(五)

13.按地下水分類，主要建築物地區內有河漫灘砂層或砂卵石層中的潛水，老第三紀底礫岩、閃長玢岩及石炭二疊紀煤系岩層中的裂隙水，石炭紀岩層中的承壓裂隙水及中奧陶紀白雲質石灰岩中的喀斯特水。經過鑽探證明除了喀斯特水而外，其他各層水的涌水量都是極小的，因此，喀斯特水就變成了整個工區用水的唯一供水水源。但是這種喀斯特水質有一個很重要的缺點，那就是水中SO₄離子含量為440mg/L，超過了飲用水中SO₄離子含量的標准。這種多量的 SO₄離子究竟是從那裡來的呢?到現在還沒得到一個滿意的解釋。

14.根據水文化學主要建築物地段閃長玢岩中的裂隙水可以分為三個地區：溢流壩、電廠、右岸非溢流壩段的重炭酸鹽鈉鎂水，左岸非溢流壩段的硫酸鹽氯化物鈉鈣鎂水和右岸非溢流壩以東地區的硫酸鹽重碳酸鹽鈉鎂水。上述溢流壩、電廠、右岸非溢流壩段及左岸非溢流壩以東地區的地下水，對任何水泥都無侵蝕性，只有左岸非溢流壩段地下水，SO₄離子含量達1123mg/L，超過了規范允許含量350mg/L很多。因此，這一段的地下水對於一般水泥拌成的混凝土是具有硫酸侵蝕性的。由於SO₄離子含量還沒有超過3500mg/L，所以對耐硫酸水泥所拌製成的混凝土是沒有侵蝕性的。因此我們建議修建左岸非溢流壩段時，應當用抗硫酸性水泥來拌制混凝土。

(六)

15.主要建築物地段閃長玢岩的風化程度可分為四類：全風化帶、強風化帶、弱風化帶及新鮮岩石。全風化帶內的岩石一般已變成碎礫，但是這種風化岩石厚度一般是極小的，而且只是在閃長玢岩的岩面上零星地分布著。強風化帶的岩石的特點是具有較密的水平風化裂隙，但是它的厚度一般為0.5～2.0m，最大的不超過4m。弱風化帶中的岩石則僅僅是裂隙的兩壁，由於地下水的活動，造成1～5cm寬的黃褐色風化色帶，色帶本身的岩石還是很堅硬的。根據上邊這種情況可以很清楚地說明只有全風化帶、強風化帶岩石在基坑開挖時必須加以清除，但弱風化帶的岩石則可以和新鮮岩石一樣看待。

16.作為大壩基礎的閃長玢岩中的裂隙大部分是閉合裂隙。經過鑽探過程中的壓水試驗都說明閃長玢岩基本是一個不透水層。因此灌漿帷幕是完全沒有必要的。

(七)

17.根據勘察資料證明中生代閃長玢岩裂隙水，漫灘沖積層潛水，水質雖好，但水量極少，因此沒有供水價值，只有奧陶紀喀斯特水，它具有豐富的地下水源。已有的74號、213號及373號供水孔總的出水量可達130L/s，因此，已有的三個供水孔已經可以滿足了大部分的設計用水量。在水質方面喀斯特水基本上是符合於施工用水的要求，但對生活用水，由於含SO₄離子較多，是有缺點的。關於生活用水的部分，三門峽工程局已經在七里溝溝口修建了兩級沉砂池，將採取黃河水，經沉澱處理後加以使用。這樣三門峽水利樞紐施工場地各個方面的用水就得到完全解決。

註：這份「總的結論」既是三門峽壩址工程地質條件總的評價，也是針對當時社會各界所擔心的問題(歸納為七大問題)的答復。

(摘自黃河三門峽水利樞紐工程地質勘察報告第一冊第二卷「總的結論」P.180～183)

(原載於《三門峽工程》1959年第8期)