河漫滩和河流阶地工程地质条件

① 地质条件概况

一、地层岩性

灌区地处秦岭山脉纬向构造带、祁吕贺“山”字型的前弧东翼与新华夏系等构造体系的复合部位，灌区基底构造形态复杂，断裂比较发育，且多数隐伏于地下，如泾河断裂、三原断裂、鲁桥断裂等。灌区处于鄂尔多斯台向斜南部边缘，渭河断陷盆地中段的北侧，为新生代以来的构造下陷区。基底构造为不对称块状断裂，呈现高角度阶梯式且多为北高南低，控制着第四系的沉积厚度，岩相变化及地貌景观。地貌单元可划分为河漫滩，一级阶地，二级阶地，三级阶地，其中以二级阶地的分布范围最大，占90%左右。黄士台源、洪积扇仅分布在灌区的西北、北部边缘。灌区阶地类型，除泾阳县以西泾河左岸为嵌入式阶地外，东部均为上叠阶地。

灌区内第四纪地层比较发育，沉积厚度及岩相变化自西向东、由北向南，厚度逐渐递增，岩性颗粒由粗变细。

（1）第四系全新统冲积层（Qh^2al）：岩性为亚砂士、砂质粘士、粗砂、砂卵石。分布于一级阶地上部及近代河漫滩。

（2）第四系全新统冲积层（Qh^1al）：岩性为砂质粘士、亚砂士、砂砾石。分布于泾河二级阶地上部。

（3）第四系上更新统冲积层（Qp^3-2eol）：由新黄士、夹1～2层古士壤组成。分布于泾河三级阶地和渭河二级阶地。

（4）第四系上更新统冲积层（Qp^3-1al）：岩性为亚砂士、砂质粘士夹砂层，底部有少量卵石。分布于渭河二级阶地及泾河三级阶地下部。

（5）第四系中更新统冲积层（Qp^2-2pl）：岩性为棕红色粘士、亚粘士夹半胶结砂及砂砾石互层。分布于各级阶地下部。

（6）第四系中更新统风积层（Qp^2-1eol）：岩性为老黄士，夹1～2层古士壤，分布于黄士台源下部。分布于各级阶地下部。

（7）第四系下更新统洪积层（Qp^1pl）：岩性为深棕灰色夹砂，砂卵石透镜体，沉积厚度大。分布于黄士台源及河谷阶地最下部。

二、水文地质

灌区内地下水的类型根据其埋藏条件可分为潜水、浅层承压水和深层承压水。潜水总体流向与地形倾向基本一致，即流向为北西-南东，由于地形地貌、河流纵向切割、地下水开采分布等因素的影响，在各个地区流向亦有所不同。例如灌区上游泾河一、二级阶地区，流向趋于南北方向；灌区中游二级阶地区，流向为北西-南东或者近于东西方向；清峪河北侧、南侧的局部范围，流向为北西-南东、南西-北东向；局部地区由于地下水开采因素的影响，潜水由四周向阎良区以北一带的漏斗中心流动。清峪河南部的水力坡降为1.74‰～4.71‰，由西向东递减；清峪河北部水力坡降为2.3‰～6.78‰，总体趋势与地形坡度基本一致，灌区水文地质剖面图见图2-3。

灌区潜水分布较广，各种垂向渗入为其主要的补给来源，也是近期主要的农业灌溉开采水源，赋存于第四系全新统冲积层中，埋藏相对较浅，容易开采。在河漫滩和一、二级阶地区，潜水埋深一般为2～10m。在清峪河与泾河两侧、阶地与黄士台源交替地带潜水埋藏较深，大致为10～20m，其分布面积相对较小。潜水含水层岩性主要是亚粘士、亚砂士、粉细砂、砂砾石层，厚度为20～50m。渭河二级、泾河三级阶地区，潜水埋深为20～40m，岩性主要为上更新统冲积亚砂士、粘士、砂砾石层，厚度为13～59m。其中泾河一级阶地区，由于含水层的亚砂士、亚粘士覆盖于砂卵石层之上，呈二元结构，故局部具有微承压性，承压水头400～414m。灌区承压水埋深大约在100 m以下，为远源补给，埋藏较深、水量小、不易开采。

图2-3 灌区水文地质剖面图 Fig.2-3 Hydrology geological section in jinghui Canal Irrigation District

三、工程地质

灌区分布最为广泛的为第四系全新统冲积层，表层为黄士状壤士，厚度5～9m，其下部为古士壤与粉质壤士互层，古士壤层厚约2.0m，士层总厚50m以上。表层黄士状壤士，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%；平均饱和度为0.583；平均天然含水量23.5%；该士细粒士及粒径＜0.05mm的士粒质量占士样质量的12%，属冻胀士。

② 何谓河流阶地它有哪些要素它是如何形成的

河流阶地是在地壳的构造运动与河流的侵蚀、堆积作用的综合作用下形成的内。当河漫滩容、河谷形成之后，由于地壳上升或侵蚀基准面相对下降，原来的河床或河漫滩遭受下切，而没有受到下切的部分就高出于洪水水位之上，变成阶地，于是河流又在新的平面上下切河床。此后，当地壳构造运动处于相对稳定期或下降期时，河流纵剖面坡度变小，流水动能减弱，河流下蚀作用变弱或停止，侧蚀和沉积作用增强，于是又重新扩宽河谷，塑造新的河漫滩。
在长期的地质历史过程中，若地壳发生多次升降运动，则引起河流侵蚀与堆积交替发生，从而在河谷中形成多级阶地。
一般可以将其分为下列三种主要类型：侵蚀阶地、侵蚀-堆积阶地、堆积阶地（他又分为上迭阶地和内迭阶地）。

③ 工程地质条件包括哪些因素

(1) 地层的岩性：是最基本的工程地质因素,包括它们的成因、时代、岩性 相关书籍
、产状版、权成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等.(2) 地质构造：也是工程地质工作研究的基本对象,包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征、地质构造,特别是形成时代新、规模大的优势断裂,对地震等灾害具有控制作用,因而对建筑物的安全稳定、沉降变形等具有重要意义.(3) 水文地质条件：是重要的工程地质因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和化学成分等.(4) 地表地质作用：是现代地表地质作用的反映,与建筑区地形、气候、岩性、构造、地下水和地表水作用密切相关,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等,对评价建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大.(5) 地形地貌：地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等;地貌则说明地形形成的原因、过程和时代.平原区、丘陵区和山岳地区的地形起伏、土层厚薄和基岩出露情况、地下水埋藏特征和地表地质作用现象都具有不同的特征,这些因素都直接影响到建筑场地和路线的选择.

④ 在河漫滩平原修建房屋会有怎样的工程地质问题

河漫滩平来原的形成：
在中自下游地区，河流在凸岸堆积，形成水下堆积体。堆积体的面积不断扩大，在枯水季节露出水面，形成河漫滩。洪水季节，河漫滩被洪水淹没，继续接受堆积。如果河流改道或者继续向下侵蚀，河漫滩被废弃。多个被废弃的河漫滩连接在一起，形成了宽广的河漫滩平原。或河谷发育成谷底较宽平时，洪水泛滥挟带的泥沙，堆积在河床两侧的河漫滩上，河水反复涨水泛滥，冲积层不断增厚，形成河漫滩平原。

⑤ 河漫滩发育为阶地的原因不可以是河流流量减少吗

河漫滩发育的原因不可以是河流流量减少，流量减少，嗯，携带来的你傻就会减少。

⑥ 河流阶地与河漫滩的异同

二级河流阶地河流阶地 river terrace 河流下切侵蚀，使原先的河谷底部（河漫滩或河床）超出一般洪水位，呈阶梯状分布在河谷谷坡的地形。阶地由阶地面、阶地陡坎、阶地的前缘、后缘组成。阶地按上下层次分级，级数自下而上按顺序确定，愈向高处年代愈老。阶地物质下部为砂砾石，上部为粉砂、粘土，具二元结构。河流阶地是在相对稳定堆积和迅速下切过程中形成的。由于下切侵蚀的条件不同，阶地的成因也不相同。主要成因有：气候的变化，形成气候阶地；构造运动，形成构造阶地；侵蚀基准面的变化；人类活动的影响，如水利工程建设，改变了基准面。 河流阶地按组成物质及其结构分为以下4类：①侵蚀阶地。由基岩构成，阶地面上往往很少保留冲积物。②堆积阶地。由冲积物组成。根据河流下切程度不同，形成阶地的切割叠置关系不同又可分为：上叠阶地，是新阶地叠于老阶地之上；内叠阶地，新阶地叠于老阶地之内。③基座阶地。阶地形成时，河流下切超过了老河谷谷底而达到并出露基岩。④埋藏阶地。即早期的阶地被新阶地所埋藏。运用物理、化学、生物、年代学的方法研究阶地的级数、结构、年代、成因、分布的规律在科学上与经济上都有着十分重要的意义。 河漫滩flood plain位于河床主槽一侧或两侧，在洪水时被淹没，中水时出露的滩地。河流洪水期淹没的河床以外的谷底部分 。它由河流的横向迁移和洪水漫堤的沉积作用形成。平原区的河漫滩比较发育。由于横向环流作用，V字形河谷展宽，冲积物组成浅滩，浅滩加宽，枯水期大片露出水面成为雏形河漫滩。之后洪水携带的物质不断沉积，形成河漫滩。

⑦ 路线一 下苇甸—丁家滩—大觉寺河流地质作用

一、路线

下苇甸—丁家滩—军庄—灰峪—大觉寺

二、任务和目的

1.任务

1）河流侵蚀作用及典型地貌景观观察；

2）河流沉积作用及阶地；

3）军庄二叠纪沉积岩及侏罗纪玄武岩观察；

4）灰峪村接触变质作用及植物化石观察；

5）石英二长闪长岩的球形风化作用与根劈作用观察。

2.目的

从现代地表地质作用前推，了解表层地质作用过程与演变（从现代走进地球历史——将今论古）。

三、主要观察点（颜丹平，1998）

观察点1：永定河的间歇河道支流，河流系统的侵蚀和沉积作用观察

1.点位

下苇甸南西2km公路南侧，间歇支流河道中。

2.点性

1）观察片流、洪流的剥蚀作用和沉积作用。

2）观察间歇性河流的凹岸侵蚀作用和凸岸沉积作用。

3.内容

1）在到达间歇河床之前，公路北的山坡下发育有片流的沉积物——坡积物。观察坡积物分布的部位、构成的地形特征、物质成分、结构特点等。

坡积物：分布于山坡坡底，常构成坡积裙，成分单一，与山坡上的基岩一致。沉积物的颗粒细，一般以砂、粉砂、亚粘土为主，偶夹有岩屑砾石。砾石的磨圆差，略具与坡向一致的层理，分选性差。

2）观察洪积作用的产物——冲沟和洪积扇。

冲沟：由洪流的侵蚀作用形成，常分布于山坡的低洼处或山谷中，在平面上呈线状分布，在剖面上为“V”字形，冲沟底的纵剖面很陡。在冲沟中很少有沉积物，若有也是由一些分选差、磨圆差的砾石构成。大量的物质沉积在冲沟口处，构成洪积扇。

洪积扇：洪流沉积作用下形成的沉积物称洪积物。洪积物既可分布于冲沟内（很少的一部分），也可分布于冲沟口（大部分），在地貌上常构成一个扇状的地形，称之为洪积扇。洪积扇从冲沟口向外侧的平坦地域呈撒开的扇状分布，是由洪水流出冲沟口在向外侧散流的过程中，被携带的物质逐渐沉积形成。一般说来洪积扇具有以下四个特点：①分布于冲沟口处，在地貌上形成扇形体。②在扇顶部位主要由粗大的砾石组成，砾石的分选性和磨圆度都很差，沉积物的厚度较大，地形面的坡度大。③从扇顶到扇边缘沉积物粒度逐渐变小，地形坡度变缓，沉积物厚度变小，沉积层理变好。④沉积物的成分较简单，与山坡及冲沟中的基岩一致。

3）观察河曲的形成过程以及河流凸、凹岸地质作用特点。

先了解河水单向环流的形成及运动特点，主流线及河水最大冲击点的概念，河流最大弯曲点在河流地质作用过程中的迁移。

凹岸处河水在单向环流及中轴线快速水流作用下，不断被侵蚀掏空，并引起重力崩塌而后退，凸岸则在河流的沉积作用下不断前进，从而形成河曲。

观察河床冲积物的特征：砾石的复杂成分、磨圆度中—差、分选性较差、叠瓦状排列方式、层理以及分布的部位，并与洪积物及坡积物进行比较。

观察河漫滩冲积物的特征。与河床冲积物进行对比，并分析产生差异的原因。

理解冲积物二元结构的含义——即河漫滩相沉积覆盖于河床相沉积之上。

观察点2：丁家滩和永定河河流阶地

1.点位

丁家滩东的小山丘。

2.点性

观察更新世时期的河流阶地及冲积物。

3.内容

如图3-1所示。

1）观察点处距现代河床已有40余米高，这表明即使出现特大洪水，所在点也不会被淹没。从山脚到山丘顶部的路上，在近山顶和山顶处可见砾石层：砾石层厚度约2～3m。砾石磨圆度和分选性均较好，由于含有较多的红色粘土，故表面呈红色。砾石砾径一般2～5cm,成分主要为岩石碎屑。从砾石层的特征可以推断，它是由河流沉积作用形成的，时代可能为中更新世（0.17Ma左右）。该砾石层为冲积物，构成了永定河较高一级阶地。

图3-1 丁家滩永定河河谷横剖面图

T₀、T₁、T₂和T₃—现代漫滩沉积和阶地；Dp₁—河床相沉积物

根据阶地面距现代河床的高度，可以推断河流至少下切了40多米。

2）古河谷：站在小山丘上向西望去（有电线杆的地方），有一个低洼的、横断面近于“V”字形的谷地，从韭园到我们现在的观察点处，其延伸方向近于东西向。谷地底部的高度与点处的位置（有砾石层的地方）高度基本相同，或前者略高一点。实际上这是一条中—更新世时期的古河谷。

3）深切河曲：从本观察路线可以看出，永定河已发生极度弯曲；从地形来看，河床两侧的谷坡都很陡，河流的下切速率是比较大的。这表明，中—更新世的地壳运动经历了一个较稳定的时期，河流侧蚀作用广泛，发育形成河曲；后来该区地壳抬升，侵蚀基准面下降；河流下蚀作用加强，从而形成了深切河曲，并出现了河流改道。

观察点3：军庄铁路北陡崖玄武岩和二叠纪沉积岩

1.点位

军庄南约1km，铁路边。

2.点性

观察沉积地层层序、斜层理和玄武岩的特征。

3.内容

1）在铁道边观察二叠系砂岩的地层层序和其中的斜层理。地层时代为晚二叠世（P₂），主要岩性为厚层砂岩，其岩性层和层面清晰，厚层砂岩中发育大型斜层理。观察地层的岩性、地层产状（135°∠30°）及斜层理产状。观察单层岩性层由下而上砂岩粒度的变化，同时依据斜层理向水流方向收敛、向底层面收敛的特点，判断岩石沉积时的水流方向和岩层的顶底面。沿铁路向南可观察上述地层中发育的一系列的节理和小型断层。

2）向南沿铁路至隧道口处，观察玄武岩特征。本点玄武岩形成时代为早侏罗世，属下侏罗统南大岭组（J₁n）。岩石呈浅紫红色或灰色、浅绿色，隐晶质结构，杏仁构造或气孔构造，杏仁体主要为方解石或石英。玄武岩呈厚层状，其间夹有熔结凝灰岩碎块或透镜状砾岩，地层产状为140°∠32°。玄武岩中发育多组节理，相互交切而呈网格状，主要节理产状为347°∠68°。本处玄武岩平行不整合于前面看到的二叠系砂岩之上，二者之间缺失了三叠系，但地层产状相差不大。

3）玄武岩中发育的节理产状与铁路工程护墙修筑的关系观察。通常只有在节理（或层理）倾向铁路开挖路基方向，或其走向与铁路路基延伸方向小角度相交时，才需要进行护墙等工程措施。

观察点4：奥陶统马家沟组中的岩床和接触变质岩

1.点位

灰峪村西山坡上。

2.点性

观察褶皱形态，观察岩床的冷凝边和围岩烘烤边及矽卡岩特征。

3.内容

1）本处出露岩层为下奥陶统马家沟组（O₁m）灰岩。在灰峪村西山坡上向东眺望，东山坡采石场北侧奥陶系灰岩产状向北倾，而南侧向南倾，二者倾向相反，呈近对称分布，显示为背斜构造。背斜枢纽近东西向，其转折端处尽管已被采空，但仍十分清晰地表现出轴面直立的背斜形态。

2）在西山坡上，沿奥陶系灰岩层面可见顺层侵入的岩脉。岩脉与岩层层面平行，沿层面延伸稳定，厚度变化不大，与围岩呈侵入接触关系（图3-2），因此命名为岩床。在岩床出露处观察，岩石呈浅灰或略呈黄色，主要矿物为长石和石英，暗色矿物很少，全晶质细粒结构，块状构造，定名为细晶岩。

图3-2 灰峪村西山坡奥陶系灰岩中岩床侵入示意图

在岩床边部与围岩接触部位，可见到明显的侵入接触关系。主要表现为：①在岩床边部形成4～10cm宽的冷凝边。冷凝边处细晶岩为细粒至隐晶质结构，与岩床中部相比，颜色和结构均有差异；②与岩床接触的围岩形成烘烤边，灰岩发生热接触变质作用，形成白色的大理岩，宽5～8cm，并可见黄铁矿的晶体。

本点岩床及围岩均向北倾，与观察点1内容比较，相当于上述背斜的北翼。从岩床延伸情况分析，它与奥陶系灰岩一起参与了褶皱，因此其形成时代应在褶皱作用之前。

注：现在本点由于采石废渣部分覆盖，但向西延伸至山坡上，仍可观察。

观察点5：大觉寺，石英二长闪长岩的球形风化及的层状剥落

1.点位

大觉寺后山。

2.点性

观察侵入岩岩性特征、球形风化作用与根劈作用。

3.内容

1）观察石英二长闪长岩岩性特征。包括岩石颜色、结构、构造、主要矿物、次要矿物等，并对岩石命名。岩石总体呈灰白色，中粒等粒结构，块状构造。主要矿物可见斜长石、钾长石、石英等，次要矿物有黑云母和角闪石等。

2）球形风化作用（图3-3）。石英二长闪长岩中总体发育了三组节理，其产状分别为75°∠72°、340°∠80°、230°∠17°，相互之间近于垂直或以大角度相交，因而在风化作用下，通过去棱去角而形成了球形风化的外貌。

3）根劈作用观察（图3-3）。植物的根系沿石英二长闪长岩的裂缝生长发育，可以比较不同大小的植物生长发育对花岗岩风化的影响程度。

图3-3 大觉寺后山石英二长闪长岩球形风化作用与根劈作用素描图

（粗黑部分表示沿岩体原生节理方向发生的风化作用）

四、路线小结

1）本路线主要观察河流地质作用，包括河谷地貌、河流下蚀作用和侧蚀作用、河漫滩沉积和河床沉积、河流阶地等地质现象。

2）通过对现代河流地质作用与中更新世及二叠纪河流沉积的对比观察和分析，了解和领会地质学“将今论古”和地质演化的含义。

3）永定河上游中更新世以来发育的四级河流阶地，清楚指示这一区域，即北京西山地区/太行山东北端至少经历了四次垂直抬升。

思考题

1）什么是河流阶地，河流阶地是如何形成的？

2）球形风化作用形成需要什么条件？其过程如何？

⑧ 河漫滩与河流阶地是如何形成的

河流〕

沿地表线形槽状凹地集中的经常性或周期性水流。在中国，河流的名称多种多样，如江、河、水、川、溪、涧、藏布、格勒等。

河流的水源多来自大气降水。降水一部分渗入地下，一部分蒸发返回大气层，剩下的沿地表流动，通过河流进入海洋。还有一些水源来自地下水的补给、高山、高纬地区冰雪融水的补给。

每条河流从河源到河口可以分为上、中、下游。河源是河流的发源地，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。流水是地球表面陆地上最经常、最普遍活跃的地貌营力。河流的侵蚀、搬运、堆积作用贯穿于上、中、下游，使地表形成各种地貌类型。一般大河流的上游位于山地或高原，以侵蚀作用为主；中游大多位于山地、平原交界的山前丘陵平原区，经常堆积与侵蚀作用兼而有之；下游多位于平原区，河谷宽阔平坦，以堆积作用为主。河口地区是受海、湖影响的交互作用地带。

在地球表面的总水量中，河流水量的比重很小，但循环速度快，是水的重要输送环节，也是促使自然环境中各类物质相互转换、代谢的动力之一。古代文明的发源地，无一不与河流联系在一起。一些大河的冲积平原、三角洲地区是人类社会经济、文化等的发达地区，是人类赖以生存的重要淡水区。随着人口增长及经济发展的需要，对淡水的需求急剧增加，因此，合理开发利用和治理保护河流是全人类共同的使命。

〔河谷〕

河水所流经的带状延伸的凹地。河谷内包 括了各种类型的河谷地貌。从河谷横剖面看，可分为谷底和谷坡两部分。谷底包括河床、河漫滩；谷坡是河谷两侧的岸坡，常有河流阶地发育。谷坡与谷底的交界处称谷坡麓，谷坡与原始山坡或地面的交界处，称为谷肩或谷缘。从纵剖面看，上游河谷狭窄多瀑布，中游展宽，发育河漫滩、阶地，下游河床坡度较小，多形成曲流和汊河，河口形成三角洲或三角湾。河谷是在流水侵蚀作用下形成与发展的：水流携带泥沙侵蚀使河谷下切；水流的侧蚀使谷坡剥蚀后退，包括谷坡上的片蚀、沟蚀、块体崩落；溯源侵蚀使河谷向上延伸，加长河谷。3类侵蚀方式经常同时进行，只是不同时间、地段各有所不同。河谷的发育受到气候与构造的影响。一般河谷形态类型有：隘谷、峡谷、宽谷、复式河谷。与岩层产状关系可分为顺向河谷、次成谷、逆向谷、偶向谷。其他还有纵谷、横谷的地质构造分类，幼年谷、壮年谷、老年谷的侵蚀轮回分类，以及古河谷、谷中谷等。

〔河漫滩〕

河流洪水期淹没的河床以外的谷底部分 。它由河流的横向迁移和洪水漫堤的沉积作用形成。平原区的河漫滩比较发育。由于横向环流作用，V字形河谷展宽，冲积物组成浅滩，浅滩加宽，枯水期大片露出水面成为雏形河漫滩。之后洪水携带的物质不断沉积，形成河漫滩。河漫滩沉积大多具二元结构，下部是河床相沉积，上部为河漫滩相沉积。河漫滩的主要类型有：①河曲型河漫滩，发育于弯曲型河段。常在凸岸堆积为滨河床沙坝、迂回扇等。②汊道型河漫滩，为在汊道型河段中形成的浅滩及其附属的沙坝、沙嘴等。③堰堤型河漫滩，发育于较直型河段，形成天然堤。④平行鬃岗型河漫滩，为堰堤型河漫滩与河曲型或汊道型河漫滩的过渡类型，表现为一系列平行鬃岗系统，鬃岗之间为浅沟、洼地或湖泊。

〔河流阶地〕

河流下切侵蚀，使原先的河谷底部（河漫滩或河床）超出一般洪水位以上，呈阶梯状分布在河谷谷坡的地形。阶地由阶地面、阶地陡坎、阶地的前缘、后缘组成。阶地按上下层次分级，级数自下而上按顺序确定，愈向高处年代愈老。阶地物质下部为砂砾石，上部为粉砂、粘土，具二元结构。河流阶地是在相对稳定堆积和迅速下切过程中形成的。由于下切侵蚀的条件不同，阶地的成因也不相同。主要成因有：气候的变化，形成气候阶地；构造运动，形成构造阶地；侵蚀基准面的变化；人类活动的影响，如水利工程建设，改变了基准面。

河流阶地按组成物质及其结构分为以下4类：①侵蚀阶地。由基岩构成，阶地面上往往很少保留冲积物。②堆积阶地。由冲积物组成。根据河流下切程度不同，形成阶地的切割叠置关系不同又可分为：上叠阶地，是新阶地叠于老阶地之上；内叠阶地，新阶地叠于老阶地之内。③基座阶地。阶地形成时，河流下切超过了老河谷谷底而达到并出露基岩。④埋藏阶地。即早期的阶地被新阶地所埋藏。运用物理、化学、生物、年代学的方法研究阶地的级数、结构、年代、成因、分布的规律在科学上与经济上都有着十分重要的意义。

〔溯源侵蚀〕

河流或沟谷发育过程中，下切侵蚀不仅加深河床或沟床，并使其向上游源头侵蚀后退的现象。又称向源侵蚀。溯源侵蚀在河流源头和河口地段最为明显。河谷或沟谷源头，因河床纵剖面较陡，下切侵蚀作用加强，引起向上游不断侵蚀，从而加长河谷的长度。在黄土地区溯源侵蚀现象最为明显，因为黄土土质松散并多节理，降雨后沿冲沟向上侵蚀。沟头地区每年向源侵蚀可达数十米，这是黄土区水土流失的原因之一。河口地段由于侵蚀基准面的下降，可以引起河流下切，产生溯源现象，形成多级阶地。

〔河流袭夺〕

分水岭的迁移导致一侧的河流夺取另一侧河流上游段的现象。在诸多河系中，往往有一个主要河系，其侵蚀活跃、下切深，为其支流提供了较低的河流侵蚀基准面。这些支流有较强的侵蚀能力，它们往往切穿分水岭，夺取了分水岭另一侧位置较高的河源段。因分水岭被破坏造成的迁移称主动河流袭夺；由新构造运动等非河流因素引起的称被动河流袭夺。河流袭夺后，被夺河的上游称改向河；被夺河下游被截而无头，称断头河。袭夺的突然拐弯处称袭夺弯，此处流水有明显的落差，称为跌水。被袭夺河原来的谷地形态称风口。风口内可以找到被袭夺前的沉积物，甚至老阶地。断头河亦因断源而有大量堆积沉积物，堵塞水流后形成湖沼。

⑨ 教学目的

1）观察颍河河谷，了解河流的地质作用及地质现象。

2）认识河成阶地，了回解其成因及工程答地质条件，并观察第四系的岩性和河床相及河漫滩相的沉积特征。

3）观察下降泉，了解泉的类型。

4）观察描述下更新统冰碛层

。

⑩ 三门峡水利枢纽主要建筑物地区的工程地质条件（总的结论）

黄河三门峡地质勘探总队

(一)

1.从大的区域看，三门峡是处于中条山和秦岭之间的山间盆地中。从沉积物的性质上看，三门峡地区正好是一个基岩和第四纪沉积物的分界处。由于三门峡以西主要的沉积物是第四纪岩层、三门峡以东则完全是基岩区，所以三门峡以西地区的黄河两岸在地貌上表现出来的特征是由黄土类土形成的级级阶地，河谷较宽，而且有广大的渭河平原；在三门峡以东则大多是高山深谷，河谷狭窄，由黄河所形成的阶地是很少的。因此三门峡被选为根治黄河水害、开发黄河水利的第一期工程地点，在地理地貌上是非常合适的。

2.三门峡主要建筑物地区及其外围地区，分布着下奥陶纪页岩、中奥陶纪白云质石炭岩、石炭纪煤系、石炭二叠纪煤系、二叠纪砂质页岩、中生代闪长玢岩、老第三纪红色岩系、老第四纪三门系砂、砂卵石、粘土、中新第四纪黄土类砂质粘土及近代的砂、砂卵石层。所有上述古生代的岩层在主要建筑物地区，都是以15°左右的倾角倾向上游，而且厚达90～130m的中生代闪长玢岩也恰好以岩床状侵入于石炭纪及石炭二叠纪煤系岩层之间。因此，三门峡的河床中就出现了横跨黄河而宽达700m的闪长玢岩岩体。这种坚硬岩石的出现，毫无问题，它必定是我们选择为大坝基础的唯一对象。

(二)

3.作为主要建筑物基础的闪长玢岩是一种很坚硬的岩石，它的饱和抗压强度平均为1042kg/cm²，但是它并不是只有一些构造裂缝，而实际上它已经被以北东方向为主的破碎带断层切穿而形成了许多大块，所以这就带来了一个主要问题——这些破碎带、断层究竟是什么时候产生的?它们产生后继续活动过没有?如果今后发生Ⅷ度以上的地震烈度时，会不会由于这些断层和破碎带的继续活动，使主要建筑物遭受到严重的破坏?

经过调查研究分析，说明主要建筑物地段的断层破碎带是中生代燕山造山运动末期生成的，它们在第三纪之后喜马拉雅造山运动期受到轻微的影响，但在整个第四纪的时期内是没有重新活动过，而近代所发生的Ⅹ度以上的地震烈度时，也没有使这些破碎带和断层复活。这就进一步说明主要建筑物地段至少一百多万年以来就是一个构造断裂方面的稳定区。因此，我们就有理由说在今后大坝运用期间，不会因任何地质构造断裂的发生而引起建筑物的破坏。

4.新的构造断裂究竟在三门峡地区有没有呢，并不是没有，只是这些新的构造断裂没有影响到主要建筑物地段。从马家河底至坝头的铁路路堑上所见到的新构造断裂带向东逐渐减轻，而到史家滩一带则完全消失的情况看，可以充分地说明新构造断裂主要是发生在第四纪沉积区的边缘区，而基岩区则没有受到任何的影响。

(三)

5.主要建筑物地段闪长玢岩中裂隙一般有三组：第一组走向30°～50°，倾向南东，倾角70°～85°；第二组走向320°～350°，倾向北东或南西，倾角70°～80°；第三组走向30°～60°，倾向北西，倾角20°～40°。这三组裂隙以第一组和第二组为最发育，第三组为数很少，而且延长也很短。这些事实说明做为坝基的闪长玢岩中可以说基本上是没有近乎水平的构造裂隙的。另外从闪长玢岩与混凝土的抗剪试验结果看，混凝土与新鲜的、弱风化的闪长玢岩的摩擦角为51°～66°。因此上面这两种事实，可以充分说明大坝由于受库水的压力而沿着基础岩石面或者角度小的构造裂隙产生滑动的可能性是没有的。

6.主要建筑物地区右岸的老鸦沟口至角胡同一带的闪长玢岩陡壁，由于近代地震引起了闪长玢岩的大量崩塌，形成了这一带广泛的崩塌堆积区。这种崩塌在古代曾经在主要建筑物的下游两次堵塞了河流，形成了天然的水库。那么这种情况在今后水库运用期间会不会还发生，以至影响到我们水电站的运转呢?根据现在情况，我们认为今后即使发生Ⅷ度以上的地震时也是不会发生的。这是因为这一个地段经过历史上几次大崩塌后，已经形成了一个距离较长、也比较稳定的边坡；这个边坡的形成不但减低了崩塌陡崖的高度，更重要的还是对崩塌陡崖起了良好的支撑作用。

7.在主要建筑物地区右岸的山头村、老鸦沟、永久变电站(指原设计永久变电站)及临时变电站一带的闪长玢岩及其上覆的黄土类砂质粘土中产生了不少较大的裂缝。这些裂缝的造成主要是闪长玢岩下伏石炭纪煤系岩层中废煤洞的存在以及在受到近代地震的作用下形成的。但必须指出这些裂缝在右岸非溢流坝以外150～200m的地方亦已发现，那么将来会不会继续发展，使整个右岸非溢流坝受到影响呢?这是不会的。因为废煤洞在水平方向上的挖掘深度不会达到右岸非溢流坝下边，而且这一建筑物下边的石炭纪煤系岩层埋藏很深，因此闪长玢岩就有了足够的不受崩塌影响的支撑。

(四)

8.根据钻孔压水试验和抽水试验，说明主要建筑物地段岩面5m以下的闪长玢岩，绝大部分属于不透水的岩石，只有以构造块状岩为主的破碎带或断层带才能达到微透水至中等透水的程度。一号竖井下穿河平硐曾经遇到一两个以构造块状岩为主的破碎带，但是通过破碎带进入平硐内的水只有0.42L/s。1958年在溢流坝基础的开挖中，虽然基坑面已经低于河水位，但通过一般裂隙渗到基坑中的水还是没有看到，而通过破碎带、断层带渗入基坑中的水的总量也只有0.5～1.0L/s，第二期基坑开挖后，地下水流入基坑中的水量为0.6L/s。这种种事实都有力地说明闪长玢岩基本上是一个不透水的岩层。

9.破碎带及断层中有微透水至中等透水带，这些地带仅存在于那些构造块状岩的分布地段，而构造块状岩在水平方向上，也常过渡为构造碎屑岩，成为不透水地带。破碎带、断层带的宽度变化往往也大，一般都是呈一连续的凸镜体伸延的。这些地质条件都大大地减低了库水沿破碎带及断层带产生渗漏的可能。因此，我们认为坝基下的破碎带和断层带没有进行任何灌浆处理工作的必要。

我们对溢流坝、电站坝体、电厂部分及右岸非溢流坝部分的坝基渗漏做简略的计算，计算结果，说明其总渗漏量为654m³/d，显然这个数字与正常高水位360m时水库库容640亿m³相比是很小的。

但必须指出黄河水含有大量的泥沙，水库充水后，这些泥沙必将沉淀于坝前，而形成一层天然防渗的铺盖，因之渗漏的通道也会为泥沙所堵塞。从神门河截流后上围堰上游的泥沙迅速淤塞看，这种计算的总渗漏量恐怕基本上是不会有的。

至于沿破碎带及断层是否产生机械管涌呢?我们认为可能性是很小的。因为断层及破碎带在水平方向上的分布，并不是宽窄一致，而且具有一透镜状延续的特点，另外一般破碎带、断层带中的产物又是以构造块状岩为主，所以由于地下水的机械搬运作用，把这些构造块状岩带走，形成管涌现象是不会存在的。

10.三门峡的大坝将全部建在闪长玢岩之上，而大坝的延长方向也基本上和闪长玢岩岩床的走向是一致的，所以绕坝渗漏的问题也就是通过大坝两端以外地区闪长玢岩的渗漏问题。坝址右岸大坝上游有一个三门沟，下游有一个老鸦沟，左岸大坝下游又有一个南山沟，而三门沟与老鸦沟的分水岭宽500m，南山沟与大坝上游黄河的分水岭为200m，因此绕坝渗漏问题又可以说是从三门沟通过闪长玢岩渗向老鸦沟和直接由黄河渗向南山沟的问题。既然通过钻探、水平探硐、竖井以及基坑开挖都说明了闪长玢岩是一种不透水的岩石，所以我们就可以根据这些事实来进一步说明库水在水平方向上通过200～500m长的闪长玢岩，而渗漏到南山沟和老鸦沟去基本上是不可能的。

11.至于在坝址附近库水可能通过南沟门里渗向南山沟及岳家河的问题，只要打开比例尺1：10000的地质图就可以初步地说明这种渗漏是不可能的。因为库水要向南山沟渗漏，就必须通过全部老第三纪厚达110m、而极少裂隙、胶结又很好的底砾石和厚达70m的石炭二叠纪砂岩、砂质页岩互层，向岳家河渗漏就必须通过水平距离近2000多米的老第三纪红色砂质页岩、页岩和底砾岩；这些岩层经地质调查及钻探都说明它们基本上都是不透水层。因此，这种在坝址附近向邻谷渗漏问题是完全不必考虑的。

12.坝址上下游各1000m的地方有史家滩断层和七里沟断层。这两个断层都穿过整个古生代各纪的岩层，而七里沟口上游又出现了不少具有喀斯特溶洞的奥陶纪白云质石灰岩。因此，人们很容易想到会不会今后通过史家滩大断层，库水向下游七里沟一带大量的渗漏呢?我们认为也同样是不可能的。这不但从断层带本身的性质上看可以说明这一问题，另外从闪长玢岩、石炭纪煤系岩层以及奥陶纪石灰岩中的地下水性质、地下水位标高以及水文化学方面，也可以找出不可能渗漏的有力证据。

(五)

13.按地下水分类，主要建筑物地区内有河漫滩砂层或砂卵石层中的潜水，老第三纪底砾岩、闪长玢岩及石炭二叠纪煤系岩层中的裂隙水，石炭纪岩层中的承压裂隙水及中奥陶纪白云质石灰岩中的喀斯特水。经过钻探证明除了喀斯特水而外，其他各层水的涌水量都是极小的，因此，喀斯特水就变成了整个工区用水的唯一供水水源。但是这种喀斯特水质有一个很重要的缺点，那就是水中SO₄离子含量为440mg/L，超过了饮用水中SO₄离子含量的标准。这种多量的 SO₄离子究竟是从那里来的呢?到现在还没得到一个满意的解释。

14.根据水文化学主要建筑物地段闪长玢岩中的裂隙水可以分为三个地区：溢流坝、电厂、右岸非溢流坝段的重炭酸盐钠镁水，左岸非溢流坝段的硫酸盐氯化物钠钙镁水和右岸非溢流坝以东地区的硫酸盐重碳酸盐钠镁水。上述溢流坝、电厂、右岸非溢流坝段及左岸非溢流坝以东地区的地下水，对任何水泥都无侵蚀性，只有左岸非溢流坝段地下水，SO₄离子含量达1123mg/L，超过了规范允许含量350mg/L很多。因此，这一段的地下水对于一般水泥拌成的混凝土是具有硫酸侵蚀性的。由于SO₄离子含量还没有超过3500mg/L，所以对耐硫酸水泥所拌制成的混凝土是没有侵蚀性的。因此我们建议修建左岸非溢流坝段时，应当用抗硫酸性水泥来拌制混凝土。

(六)

15.主要建筑物地段闪长玢岩的风化程度可分为四类：全风化带、强风化带、弱风化带及新鲜岩石。全风化带内的岩石一般已变成碎砾，但是这种风化岩石厚度一般是极小的，而且只是在闪长玢岩的岩面上零星地分布着。强风化带的岩石的特点是具有较密的水平风化裂隙，但是它的厚度一般为0.5～2.0m，最大的不超过4m。弱风化带中的岩石则仅仅是裂隙的两壁，由于地下水的活动，造成1～5cm宽的黄褐色风化色带，色带本身的岩石还是很坚硬的。根据上边这种情况可以很清楚地说明只有全风化带、强风化带岩石在基坑开挖时必须加以清除，但弱风化带的岩石则可以和新鲜岩石一样看待。

16.作为大坝基础的闪长玢岩中的裂隙大部分是闭合裂隙。经过钻探过程中的压水试验都说明闪长玢岩基本是一个不透水层。因此灌浆帷幕是完全没有必要的。

(七)

17.根据勘察资料证明中生代闪长玢岩裂隙水，漫滩冲积层潜水，水质虽好，但水量极少，因此没有供水价值，只有奥陶纪喀斯特水，它具有丰富的地下水源。已有的74号、213号及373号供水孔总的出水量可达130L/s，因此，已有的三个供水孔已经可以满足了大部分的设计用水量。在水质方面喀斯特水基本上是符合于施工用水的要求，但对生活用水，由于含SO₄离子较多，是有缺点的。关于生活用水的部分，三门峡工程局已经在七里沟沟口修建了两级沉砂池，将采取黄河水，经沉淀处理后加以使用。这样三门峡水利枢纽施工场地各个方面的用水就得到完全解决。

注：这份“总的结论”既是三门峡坝址工程地质条件总的评价，也是针对当时社会各界所担心的问题(归纳为七大问题)的答复。

(摘自黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察报告第一册第二卷“总的结论”P.180～183)

(原载于《三门峡工程》1959年第8期)