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自然地理学是研究地球表层地理现象形成演变过程和分布规律的科学。自然地理现象和成因复杂多变,尤其是地质和地貌,课堂上讲授的自然地理知识是前任研究和实践总结得到的最一般普遍的原理,高度概括归纳的结果。实际自然地理现象往往是各种因素相互作用的产物,非常错综复杂。自然地理学研究的许多内容、资料,许多程序、环节,许多方法、手段,需要进行大量地实地调查、考证和分析。在自然地理学习中,离不开实践学习这一环节。
林州地区各种地质、地貌、气候、水文、土壤、植被等现象典型多样,并且出露良好,区内交通便利具有较好的实习条件,因此,10月24日至28日,在张吉献老师、邹胜利老师、冯凤英老师、李勇老师、李金凤老师、焦老师的带领下,我们在林州愉快地进行了为期五天的自然地理实习。通过林州实习,一方面结合实际应用和验证课堂教学所学的理论与知识,加深巩固对教材内容的理解;另一方面是学习自然地理各组成部分要素的调查方法和技能,以及综合分析观察自然地理现象相互联系相互制约的关键。
1.实习时间:2011年10月24日—28日
2.实习地点:河南省林州市太行山区
3.实习对象:野外地质地貌以及本区的土壤、植被、气候4.实习者:资源环境与旅游学院10级地本一班郝亚萍5.指导老师:张吉献、邹胜利、冯凤英、李勇、焦老师、李金凤
一、林州概况:
1.自然地理概况
林州位于太行山麓下,晋、冀、豫三省交界处。北纬36度线大致横穿林州盆地中央。盆地西界为太行山;东部为低山丘陵;北止于太行山与东部丘陵相接的姚村;南到东部丘陵与太行山相接的合涧镇。盆地略呈南北延伸的长方形,南北长35公里,东西宽约5-10公里。盆地形态很完整,构成一个独立的自然单元。林州市位于盆地东缘,恰在盆地纵长方向的中央。盆地海拔450米,盆内为第四系黄土所覆盖,土层深厚,地表平坦。盆地走向为北北东—南南西向。盆地西侧的太行山受林州断层的制约,并为断层抑侧,平均高出盆地400-500米;盆地东侧为东部丘陵,高出盆地100-200米,为林州断层的下降盘。
太行山,中国东部地区的重要山脉和地理分界线。耸于北京、河北、山西、河南4省、时间。北起北京西山,南达豫北黄河北崖,西接山西高原,东临华北平原,绵延400余公里。东北-西南走向,局地近于南北走向。太行山,北高南低,海拔1700米左右,与大兴安岭、巫山、雪峰山,组成我国第二、三阶级分界线。太行山山势东陡西缓,由黄土高原过渡到华北平原。
2.经济地理概况
林州是红旗渠的故乡,是红旗渠精神的发祥地,1994年元月撤县设市,全市总面积2046平方公里,总人口100万。建国以来,林州已逐步发展成为建筑之乡、旅游胜地和投资创业的热土。经济发展迅速,连续22年位居河南省各县(市)之首。林州先后获得全国卫生城市,全国文化模范市、全国科技工作先进市,全国造林绿化百佳县(市)、全国创建文明村镇工作先进市、全国村镇建设先进市、全国广播电视先进市等荣誉称号,并被确定为国家星火技术密集区、国家可持续发展实验区和全省综合改革试点县(市)。林州投资环境优越。工业基础雄厚,初步形成了以冶金、机械铸造、建材、轻工纺织、医药化工、农副产品加工六大产业为主的工业体系。矿产资源丰富,已探明的矿产资源有32种。交通便利,新河、安林、合嘴三条省级干线公路贯穿全境,东距107国道和京珠高速公路50公里,安(阳)林(州)高速公路建设在即,京广铁路支线安林铁路直达林州腹地。供电、供气、供水、供热等基础设施日臻完善。
林州风景名胜众多,现已形成以红旗渠和太行大峡谷为龙头、经黄华神苑、洪谷山、龙凤山、万泉湖、五龙洞为侧冀的景区格局。红旗渠的红色旅游与太行大峡见风使舵山水生太旅游“红”“绿”交辉,形成独具特色的旅游资源。国家级风景名胜区红旗渠、林虑山景区,以其“雄、奇、险、绝”令中处游客流连忘返。红旗渠景区被确定为国家4A级旅游区(点)。林虑山乃“北雄风光最胜处”,群峰秀拔,峭壁险峻,林木葱郁,飞瀑流泉、景物奇物,为世所称,内有天然公园“王相岩”,有高达米的亚洲第一高瀑,以及三九严寒桃花怒绽、三伏酷暑寒水结冰等神奇的自然景观。被国际航联誉为“亚洲第一、世界一流”的林虑山国际滑翔革基地,吸引着中外滑翔健儿竞相来此大展雄姿。
对于此次实习地林州,根据一路所见及一些书本知识,我把林州的概况分为以下几大方面。
二、地层
林州地区出露的地层最古老的是太古界片麻岩,最新的是近代冲积层。其中发育较为完善的是太古界、远古界和下古生界地层,上古生界和中古生界地层本区缺失或为新生界地层所覆盖。本区地质现象丰富多样。三大类岩石:岩浆岩、沉积岩和变质岩都有分布,其中变质岩和沉积岩分布最为广泛;地层多样,太古界、元古界、中生界、新生界地层均有分布,太古界地层主要分布着各类片麻岩,元古界地层以石英岩为主,古生界的寒武纪地层分布有竹叶状灰岩和鲕状灰岩,奥陶纪地层主要为灰岩,新生界未胶结的沉积物,各种规模的褶皱、断层等地质构造典型。
1.太古界
太古界片麻岩这类岩层多分布在盆地西侧,呈狭长条带形,组成太行山的基部,片麻岩种类较多。在白杨洼村西山附近出露较多,在太行山西部的八垯村也可见到太古界角闪片岩。
a.花岗片麻岩----在白杨洼村西山可看到花岗片麻岩。呈红色,全晶质变晶结构,片麻状构造,主要矿物为正长石、石英和云母。岩石具有一定的方向性,黑白相间。形成于太古代,距今约25亿年,与上覆地层成不整合接触。花岗岩原岩在高温高压下形成,出露在常温常压下易风化,植被茂盛,主要经济作物有板栗、柿子、杨树等。
b.角闪片麻岩----在八垯村西小石桥南,在人工开凿的剖面上,看到角闪片岩。呈暗绿色,全晶质变晶结构,片麻状构造,主要矿物为斜长石、角闪石和石英。其中暗色矿物结晶良好,呈长柱状或针状,具有角闪石特点。因该岩石出露于元古界石英岩之下,因此可推断其形成于25亿年之前的太古代。与上覆地层成不整合接触。其在高温高压下形成,出露于地表常温常压下易风化、破碎形成土壤,植被茂盛,主要经济作物有核桃、柿子。
c.钾长片麻岩----黄华村西500米的人工开凿的路边,看到钾长片麻岩。其呈棕红色,全晶质变晶结构,片麻状构造,主要矿物为钾长石、石英、云母,其中钾长石含量大,可推断出其为25亿年前太古代的钾长片麻岩。出露地表后易风化,有植物生长。
d.蛇纹石化大理岩----在黄华村西800米左右的河谷里,看到蛇纹石化大理岩。其呈黄绿色,球状产出,块状结构。基性浅成岩-辉绿岩引起太古界的地层中石灰岩发生接触交代变质形成了蛇纹石化大理岩,又称黄花玉。其品位不高,经济意义不大。
e.混合岩----在任石公路2千米处路边见到混合岩,有正长石、斜长石、云母,变晶结构,层状构造,深浅色相间。混合岩常与花岗片麻岩共生,形成于25亿年前,太行山曾发生嵩阳运动,上覆地层为中上元古界的石英岩,基部以太古界的花岗片麻岩、钾长片麻岩、混合岩为主。
2.元古界
在太行大峡谷东南出口,见到三层石英岩,下部为太行山基部花岗片麻岩、混合岩类,在中上元古界与太古代之间有20公分厚的底砾岩。
a.底砾岩----白色,没有完全变质的呈红色,全晶质变晶结构,块状构造,主要矿物成分为石英。该底砾岩是由于嵩阳运动形成的,同时也说明太行中山在太古界后期曾发生嵩阳运动(25亿年之后)。
b.石英岩----在石板河柿子洼、弓上水库、青年洞等地均观察到三层巨厚石英岩,其下层石英岩呈棕红色,中间一层呈棕色,上边一层呈棕白色,其间夹有紫红色、绿色、黑色页岩。页岩较软,易风化,风化后形成土层,故长有茂密的植被。石英岩较坚硬,且抗风化能力较强,页岩风化后,其失去支撑,坠落而成三层石英岩悬崖,其构成了太行山山体的主体。其上部白色石英岩二氧化硅含量较高较纯,当地群众开采作为磨制石英砂的原料。
在棕红色石英岩中可观察到沙质物质,只有形象,不能剥离说明其已经过变质,由石英砂岩变质而来,当地群众将其剥为石板,用来修房,甚至棚瓦。红色石英岩中,在层面上波痕和干裂,很是常见,说明其形成时,本区为浅海滨海环境,海水时进时退,海水浸没时沉积有石英砂岩,海水退去时,沉积物暴晒形成干裂。石英岩和馒头页岩之间是不整合接触。根据华北地层表和岩石出露部位,该地区为中上元古界,距今约16亿年左右。
3.古生界
a.竹叶状灰岩----合嘴公路拐弯处,金虎山向西500米,在人工开凿的路边,观察到有竹叶状灰岩出露。其呈青灰色,化学结构,中厚层理结构,遇盐酸反应剧烈,碳酸钙含量高。在岩石剖面上观察到宽约3-5mm,长约2-5mm的石灰岩扁粒。对照华北地层表,其为上寒武世。还观测到该地层在林州地区较薄,属于尖灭状,上寒武与中奥陶呈平行不整合接触。其形成过程为:先在海洋中沉积有薄层的石灰岩,环境动荡,石灰岩翻起磨蚀成扁粒,后环境又稳定,其又沉积下来,形成竹叶状灰岩,也称风暴岩。
b.鲕状灰岩----石柱对面,在人工筑路开凿的剖面上,观察到10-15米的深灰色的鲕状灰岩。鲕状结构中厚层层理结构,遇盐酸反应剧烈,根据华北地层表和岩石出露的单斜部位,其应为中寒武世鲕状灰岩。下伏和上覆地层成整合接触。该岩层的形成也说明了在中寒武世时期,本地区为浅海动荡环境,海水中溶解有大量的碳酸钙,但海水动荡搅动起沙粒或贝壳碎屑等,海水中的碳酸钙以这些碎屑为核,在其上析出。当碳酸钙凝聚物的重量大于海水的动能时,沉积于海底,形成了鲕状灰岩。该灰岩当地群众一般也不作烧制水泥原料,也称张夏组灰岩。
c.馒头组页岩----安姚公路李辛庄附近,在人工筑路开凿的剖面上观察到有厚层的朱红色页岩出露,厚度达6.7米,其间夹有成棕灰色砂岩、石灰岩。根据华北地层表,该岩石应属于早寒武世馒头组页岩。往届同学曾在该地层中发现有中华莱德利基虫,该化石为早寒武世标准化石,进一步印证了该地层为早寒武世。
d.白云质灰岩----合嘴公路边的金虎山处,在人工筑路开凿的剖面上观察到出露较好的白云质灰岩。其呈浅灰色,化学结构,晶体颗粒较大,在阳光下闪闪发光,厚层状构造(达1-2米),出露厚度约达15米,遇盐酸反应微弱,说明其中碳酸钙含量较少。对照华北地层表知,该地层为早奥陶世,也称冶里灰岩为白云质灰岩。该岩石当地百姓也称驴皮石,一般用作打石子,不能做烧制水泥石灰的原料。
e.马家沟灰岩----全门村及海拔约460米的蜜蜂山顶,在自然出露的地表,可见到大量的马家沟灰岩出露。其呈青灰色,化学结构,层理构造,层厚达半米左右(为厚层石灰岩,亦称块状层),主要化学成分为碳酸钙,含量较高,遇盐酸反应剧烈,为烧石灰或制水泥的良好原材料,主要矿物成分为方解石。在掩饰的新鲜面上可看到呈圆形的豹纹状花纹。在岩石层面上还可观察到大量的长达7-8公分、宽达2-3公分的珠角石化石。珠角石化石为中奥陶世的标准化石,因此,该处地层为中奥陶世地层。
4.中生界
闪长岩----在蜜蜂山与驴寨之间通往林大县的公路边,及蜜蜂山角下,可观察到闪长岩。其呈灰白色,全晶质粗粒等粒结构,块状构造,其中晶体颗粒较大,暗色矿物呈黑绿色长柱状的角闪石,长达1cm左右,因此可判断该岩石为中性岩浆侵入所形成的深成岩-闪长岩,该岩石属于中生代,距今0.78-1.32年间的燕山运动。
5.新生界
a.第三纪砾岩----桃园渡桥北头,在人工开凿的剖面上观察到第三纪砾岩。其碎屑物圆度一般,砾石多由石英岩砾石所组成、大小不等,小至1cm,大至30cm,分选性较差。钙质胶结,也有硅质胶结、泥质胶结。显示沉积的特点,在合涧桥西侧500米的岸边人工建筑农田,也观察到此类岩石,其中碎屑物磨圆度较好,其下伏地层为花岗片麻岩。砾岩中有石英岩、鲕状灰岩、竹叶状灰岩等。
b.第四纪黄土----在清池村附近的公路边,及合涧公路边,在人工剖面上可观察到有黄土分布。该黄土分为上下两层,上层土质疏松,植物根系较多,可看出为马兰黄土。而下层致密以粘土为主,可看出为砾石黄土。总体可观察到黄土无层理、钙质结核多、固结好、含姜土、遇水软、湿陷性。此地一般以黄土塬为主。
三、构造
林州盆地地处太行山南段山前过渡带(指太行山主要山体与华北平原之间的倾斜地带),大地构造位置属于山西台背斜东部边缘的太行山隆起,中生代的构造变动是太行山南段的前中生代地层形成宽缓的背斜隆起,并伴随着大量的断裂发育和岩浆侵入活动。
1.断层
林州盆地的西侧为林州断层,在地形上为陡峭的悬崖,断层线走向为NNE。断层在盆地西部延长35公里,断层的上升盘位于断层西部,平均高出林州盆地400—500米,基部出露的是太古界片麻岩,上覆远古界震旦系石英岩和古生界页岩、鲕状灰岩。在盆地西侧山体,断层的接触关系是太古界片麻岩与中奥陶纪灰岩相接触。
证据一:在小石桥向东南150米左右的沟谷中见到距今5亿年的中寒武世的鲕状灰岩,在距此20米远处发现了距今25亿年的太古界角闪片麻岩。年代顺序一般下老上新,且层层分布,而太古界片麻岩却与中寒武世的灰岩成水平相触,由此证明太行山断层的存在。
证据二:在露水河桥南路东,在人工开凿的剖面上可见到鲕状灰岩,而在同一水平高度,露水河对岸有花岗片麻岩出露。两岸岩石岩性差异大,说明在露水河有断层存在,且露水河存在于断层之上。
证据三:林州东侧蜜蜂山和西侧太行山之间不是山,而是地势较低的林州盆地。据资料,太行山有马家沟灰岩出露于其海拔约1500米处,而海拔约460米的蜜蜂山山顶却有石灰岩出露,同岩性的岩石在盆地的两侧,出露的高差约1000米其间很可能有断层的存在。
证据四:三孝河处的河流从西向东流去,由于断层的存在,流向东南转南流去,河流下渗,过了洹水镇又流向东。洹水镇由于受断层控制变为地下河,后又由于西高东低,在安阳善应镇又出露处许多泉水。
2.褶皱
林州盆地是伴随着林州断层生成的,又形成了盆地内许多强度不等的褶皱构造,在盆地边缘常形成小型褶皱出现。在全门村附近的安姚公路边发现一褶皱构造。此构造为一背斜,两翼为中奥陶世的马家沟灰岩,核部为闪长岩侵入体。此构造的形成原因是热液岩浆挤压所致在闪长岩侵入体周围发现有变质代灰岩经热液作用而发生变质,形成大理岩。在此剖面中,存在角度不整合,不整合面以下的最新地层时代是早白垩纪,以上的最老地层时代是始新世。这个不整合的形成时代是在早白垩纪以后、始新世以前,此不整合代表燕山运动,故此褶皱属于燕山褶皱。
3节理
太行平湖向东可看到元古界的石英岩,X节理较发育,两间层有植被较发育。下部基部片麻岩较发育,顶部为石灰岩,由于风化、风蚀作用,多形成堡垒状。由于石英岩X节理较发育,流水冲刷,形成大峡谷。
四、地貌形态
1.基本地貌形态
a.西部陡峻的太行中山
林州盆地的西部属山地地形,太行中山大致呈南北长条状分布,一般海拔100-1600米,主峰林虑山海拔1619米。山体的基部由片麻岩所组成,山体为石英岩、页岩和石灰岩组成。山体陡峭,壁立的陡崖连绵不断。西部的太行山中山大致以淅河为界分为南北两段,北段为太行山断块中山,南段为太行山褶皱中山。
b.浑圆的中部丘陵
自盆地东望,丘陵起伏,累累环列,其山顶多呈浑圆状;奇峰险崖,极为少见。平均高出地面约有200米左右,一般山岭坡度较缓,在各丘陵之间有许多小型不规则的盆地,及平缓的宽谷,河流迂回期间,形成了东部丘陵地区的交通要道。
c.黄土下覆盖的林州盆地
林州盆地西依巍峨高俊的太行山,东、北、南三面接着山顶浑圆的丘陵区。整个盆地形式是西高东低。盆地形状完整,中心地形较平,略有土岗起伏,偶见有奥陶纪灰岩所组成的缓丘。盆地底部以砾石为基,上部覆盖着第四纪黄土和近代冲击土。
2.岩性与地貌
岩性对山地地形的影响很大,由于各种岩石的岩性不同,形成了各种地貌,如:中山、低山、盆地、丘陵,河漫滩、阶地,嶂谷,洪积扇,喀斯特地貌等。
a.悬崖、峡谷:组成石英岩的山体由于石英岩岩性坚硬,其中节理发育,石英岩崩落之后形成悬崖峭壁和峡谷。
b.缓坡:石英岩之上的寒武系红色页岩,岩性较软,容易风化,形成陡崖之上的缓坡。石英岩之下,位于山体基部的太古界片麻岩容易风化,形成山麓的缓坡。
c.陡崖:缓坡之上位于山脊部位的中寒武系的鲕状灰岩,抗风化能力较强,但受降水的化学侵蚀,则组成坡面比较浑圆的陡崖。
d.岩柱、溶洞:在寒武系石灰岩中,还可以见到由于崩落作用的岩柱和溶蚀作用生成的溶洞等。
e.河漫滩、阶地:合涧镇的淅河谷内有河漫滩,此处已近干涸,有一二级阶地,说明了地壳运动上升,形成阶地。一级阶地大部分已被辟为农田或用于居住。
f.洪积扇:林州盆地中的小平原大部分为洪积扇发育而成,由于山上流动河流,由山口向外逐渐散开,且沉积物由谷口由大变小。
g.喀斯特地貌:凡是水对可溶性岩石以化学过程(溶蚀和沉淀)为主,机械过程(流水侵蚀与沉积,以及重力崩塌和堆积等)为辅的破坏和改造作用,称为喀斯特作用,在林州多处可观察到该作用下形成的喀斯特地貌。
五、气候概况
林州盆地位于华北大平原的西南部和山西高原的交界地带,约北纬36°,东部距海不远,属于温带季风气候。它西依太行陡壁,界接山西黄土高原;东南北三面都被高100-200米的丘陵所围绕,夏季来自海上吹来流经华北平原的暖湿气流,几乎可以不受阻碍的只吹入盆地内部,气流性质亦很少变化;而遇到高峻连续的太行山后,被迫上升,绝热冷却形成地形雨,故太行山东坡云雨较多,比较湿润;西坡则是来自亚欧大陆内部的干燥西北风,少雨。冬季寒燥气团自山西高原流来,受太行山的阻碍,除山口地方仍有干寒情况外,一般因气流沿坡下行增温变性,已减弱了其寒冷的情况外,故这里实是山西高原和华北平原气候的过渡区。
六、地球发展史
1.太古代
根据太古界片麻岩和元古界石英岩之间有大量砾岩存在,可分析在太古界末期曾发生了一次大规模构造运动—嵩阳运动。 2.元古代
根据元古界石英岩及石英岩面上的波痕、泥裂及在灰岩中及蜜蜂山顶发现的单笔石等化石,可分析该区为滨海、浅海环境,海水存在进退现象。
3.古生代
页岩的存在说明海水稳定;灰岩的存在说明海水动荡;马家沟灰岩的存在反应了海水稳定。
4.中生代
侵入闪长岩的存在说明燕山运动时造成多次的岩浆活动,塑造了海陆分布骨架。
5.新生代
新生代中的砾岩、第四纪黄土、河床相沉积物的存在,反映了当时为陆相环境,自地壳运动剧烈时上升,成为阶地。
七、实习总结
印证、丰富和巩固课堂所通过这次林州自然地理实习,我学的理论知识,达到理论联系实际。初步学会观测和分析实习地区的地质、地貌、土壤、水文和植被等自然地理现象,并掌握地质野外工作的一般方法,掌握地貌、土壤等野外考察方法。提高了我的独立工作能力,为我将来教学和进行乡土地理调查打下基础。
此外,对于本就喜欢大自然的我,这次实习,更加让我热爱大自然。实习时很多奇妙的现象激起了我探索自然的兴趣,以后我会经常走出校园大门,亲近大自然的。
五天的实习,我深深地感觉到我们班这个大家庭更加和谐团结!一路上大家互帮互助,欢歌笑语,不亦乐乎!我们不仅学的开心,玩的也很开心!不过,开心的前提也离不开老师们的悉心讲解和照顾,谢谢老师们的一路相陪!期待着大三的连云港实习
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