林州地区地质实习报告
08级地理二班
李灵敏
2009年11月13日
引言：林州市位于河南省西北部，晋冀豫三省交界处的林州盆地。北纬36℃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连接的合涧镇。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，盆地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制约，并为断层仰侧，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。
实习时间：10月31日——11月4日
学习的地质工作方法：
（1） 认真观测并及时记录观测内容。
（2） 认识实习区所见各种矿物，进行矿物的野外鉴定。认识实习区的主要岩石种类并进行岩性描述。掌握实习区的地层层序，分析地层之间的接触关系。使用地质罗盘测量岩性和地质构造的产状。观测实习区的地质现象。根据实习区的岩性、构造和地层接触关系等恢复实习区的地质发展史。
（3） 分析实习区的主要地貌形态及其成因。
（4） 分析实习区的植被状况、植被类型及其规律。
（5） 分析实习地区各种自然地理要素之间的相互关系和影响。
一、林州概况
林州市地处河南、河北、山西三省交界地带。西依太行山，东临华北大平原，是我国地势由第二阶梯到第三阶梯的过渡地带。太行山脉南北贯穿全境。林州市交通通信便利。境内铁路连接京广线；国家干线公路胶(东)长（治）线横穿东西，新（乡）河（口）线纵贯南北；地方干线公路直通境外；物产资源丰富。境内已探明的矿产资源有铁、铅、锌、铜、煤、石灰石、白云石、石英石、大理石、花岗岩、耐火土等20多种。农业方面盛产小麦、玉米、谷子、红薯、水稻、大豆、花生、棉花、油菜等。柿子、核桃、山楂、板栗、花椒、蚕茧等土特产和花岗岩、大理岩等优质工艺品声名远播。
林州市自然风光秀丽多姿，名胜古迹闻名遐迩。素有“太行天然公园”之称的林虑山风景名胜区和“人工天河”—红旗渠、国家级森林公园—五龙洞，以其独特的雄、险、奇、秀、幽令中外游客流连忘返。王相岩、惠明寺等文物古迹，“亚洲第一、世界一流”的林虑山国际滑翔基地更以卓越丰姿蜚声海内外。
林州属暖温带半湿润大陆性季风气候。四季分明，冷热季和干湿季区分明显。春季多风少雨，夏季炎热，降水集中，秋季旱涝不均，冬季既干又冷。年均13℃，年均降水量700mm，其区域内地质现象丰富。三大岩类，火成岩、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、元古界新生界地层均有分布。且太古界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，古生界奥陶纪地层主要为灰岩，新生界地层主要为未胶结的沉积物；各种规模的褶皱、断层等地质构造典型。地貌类型多样。主要有山地、丘陵、盆地、流水、河谷、阶地、峡谷、构造、岩性、喀斯特和黄土等地貌。地表形态差异显著。西部为高大陡峭的太行中山；中部为南北连续分布的盆地；东部为低矮浮圆状的丘陵；北部和南部为连绵不断的低矮丘陵地带。境内自北向南有三条发源于太行山的河流——漳河、洹河和淇河自西向东横穿内部。
二、区域地层与岩性
林州地区各种地质现象典型，排列有序，出露良好，分布集中。出露的岩石有太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五个地质历史时期的岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类30余种岩石。许多岩石中含有古生物化石，有的岩石中波痕，泥裂、雨痕等层面构造清晰。
太古界
（1）花岗片麻岩 花岗片麻岩是太古界地层中出露的最典型岩石，距今约有25亿年，是林州地层中最古老的岩石，也可以说其是现今为止整个中国地层中历史最长的岩石。
此次实习，我们在白羊坳处见到了花岗片麻岩。此处的花岗片麻岩颜色较深，主要由石英、正长石、斜长石和黑云母组成，属变晶结构，片麻构造。此岩为林州太行中山的基体，因其易风化，故在地貌类型上常形成缓坡。此岩是三大岩石中的变质岩，是由黏土岩、粉砂岩、砂岩和中酸性火成岩等经区域性高温、高压、变质作用而形成的，但在高温热接触变质作用下也可形成该岩。没有经风化的该岩可用作建筑材料，地板砖就是其在建材上的应用。此外，其还可以做装饰品的原料。
（2）角闪片麻岩 在八疙瘩上石桥南端和任石公路三公里处我们都见到了形成于大约25亿年前的角闪片麻岩。此岩为变质片麻岩，其形成矿物主要有黑色角闪石，还有少量的长石，属变晶等粒结构，片麻构造。岩性为角闪片岩，为林州地区最古老地层。因其易破碎、风化，故形成的缓坡上植被茂盛。其上覆地层为元古界石英岩。
元古界
石英岩 石英岩是由太古界的岩石经变质作用而形成的变质岩。我们在柿子坳顺河道向上大约1000m处见到了石英岩。此处的石英岩颜色主要为肉红色和棕黄色，组成矿物主要为石英，并兼有少量的长石、云母类矿物及赤铁矿和针铁矿等。因其是在高温、高压的条件下形成的，其矿物进行了重结晶，因此结晶良好，所以石英岩就具有了等粒变晶结构，又因其形状呈块状，所以其为块状构造。其主要覆盖于太古界片麻岩之上，和下伏的片麻岩呈角度不整合接触。
石英岩大都呈肉红色是因为在其形成时处于浅海区的氧化环境之中，浅色的二价铁离子被氧化为红色的三价铁离子所致。当然，也有少部分的石英岩颜色较浅，泛白。它们的形成原因则是因为在形成时处于浅海或滨海的还原环境之下，红色的三价铁离子被还原为浅色的二价铁离子所致。在大量深色石英岩中也夹杂有少量白色的泥岩，但其仍属于石英岩类。仔细观察此处的石英岩，我们发现其表面偶有黑的的斑点出现。这些黑色的斑点就是由石英岩形成的早期环境中藻类死亡沉积形成的有机质所致。在石英岩上常常能发现在其形成时因潮汐和波浪作用而形成的波痕。
石英岩的层理结构发育显著。在此处，我们能观察到石英岩因海洋的不平静而形成的水平层理和斜层理，也能看到因海洋的动荡而形成的交错层理。石英岩质密，隔水性好，因而在地下易形成隔水层，其直立节理发育突出，常形成“X”节理（又称追踪张街理）。如果河流的下切能力较强，在石英岩上也常常形成嶂谷。
古生界
（1）页岩 在石板沟谷口，我们看到了属于早寒武的页岩。此处的页岩呈红色和浅灰色，和泥灰岩形成互层。其下伏地层为元古界的石英岩，上覆地层为中寒武的鲕状灰岩，属页理构造。页理主要是鳞片状黏土矿物层层累积平行排列并压紧而成。常含有石英、长石、白云母等细小矿物碎屑。此岩形成于平静环境之中，易风化，破碎。但又因其致密，隔水性好，在地下也易形成隔水层。页岩性质柔软，抵抗风化能力弱，在地形上常表现为低山低谷。其中存在于其中的最典型的化石为三叶虫化石。
（2）鲕状灰岩 鲕状灰岩（鲕粒灰岩）指鲕粒含量大于50%的灰岩，为中国北方中寒武统有典型的岩类。在三道河桥东800m处，河嘴公路旁我们见到了鲕状灰岩。这种灰岩的形成条件一般认为是海水中溶解的CaCO3成过饱和状态，沉积环境为潮汐和波浪作用强烈的浅海，并且海水中富含泥沙等路源碎屑，内碎屑、生物碎屑，且比较混浊。潮汐和波浪作用经常引起水介质的搅动，每搅动一次，水中各种碎屑便处于悬浮状态，并促使CO2从水中逸出，这样就导致海水中过饱和的CaCO3 发生沉淀，并以各种细小碎屑为结核中心，层层围绕，形成鲕粒。如此周而复始，鲕粒越来越大，当其重量超过波浪，水流搅动的能量，便堆积在海底，并为CaCO3所胶结，形成鲕状灰岩。所以这种灰岩是一种化学成因和机械成因的灰岩。其上覆地层为寒武纪的竹叶状灰岩。在鲕状灰岩中夹杂的浅黄色条带状泥灰岩，说明当时的海水处于平静状态。
（3）竹叶状灰岩 竹叶状灰岩（砾屑灰岩）是一种典型的内碎屑灰岩，在我国华北寒武系上部和奥陶系下部有广泛分布。同样在三道河桥东800m，河嘴公路旁见到了这种岩石。它和上述鲕状灰岩呈角度不整合接触。竹叶状灰岩是由灰岩扁砾被钙质胶结而形成的典型砾屑灰岩，其砾屑为扁圆或长椭圆形，垂直层面切开形似竹叶，故名。一般认为这种灰岩是在潮汐和波浪活动频繁的海滩地区（潮间带或潮下带），先沉积了泥晶灰岩，然后被潮汐或波浪破坏，形成碎块，并被磨蚀成砾，然后又被CaCO3胶结而成。沉积环境是氧化环境。此岩属碎屑结构，快状构造，又叫风暴岩。
（4）白云质灰岩 白云质灰岩属早奥陶世（O1）冶理组岩石，其中含有的MgCO3大于CoCO3,呈灰白色，豹皮状。此岩属化学结构，块状构造。在路家脑村和金虎山下我们都见到了白云质灰岩。其形成于浅海或滨海区的平静环境之中。因其属早奥陶，自然其下伏地层为晚寒武，上覆地层为中奥陶。其中方解石含量为75%~50%，白云石含量为25%~50%，属石灰岩类。
（5）马家沟灰岩 我们在安姚公路泉门村西见到的马家沟灰岩和在蜜蜂山见到的灰岩同属中奥陶世（O2），常有闪长岩的侵入体穿插。侵入体周围的灰岩在侵入体热力和力学流体的作用下，灰岩变质为大理岩并有硅卡岩及接触交代变质铁矿产生。受岩浆侵入作用的影响，围岩岩层有明显的破碎现象，岩层紊乱。常见化石为珠角石化石。
中生界
磁铁矿 在东冶水库西北我们见到了形成于7800万年~1.32亿年的磁铁矿。此处的磁铁矿本是安钢70、80年代铁矿的主要产区，但现因其含量不足10%，故已废弃。形成于中生代的磁铁矿是燕山运动时期岩浆上熔，变质作用使磁铁矿富集而成，大都呈灰绿色。
新生代
黄土 黄土是第四纪时期形成的一种特殊的土状堆积物，大都呈灰黄色或棕黄色。在南窑村口我们看到黄土的分布。此处黄土明显分为上下两层，上层为马兰黄土，下层为离石黄土。马兰黄土钙质少，常有动植物化石存在，土质疏松，而离石黄土常出现白色的钙质结核，遇HCL溶液剧烈气泡，这表明离石黄土中钙质的含量明显大于马兰黄土。造成这种现象的原因是黄土遇水易淋溶，钙质下沉，使钙质大部分富集在了下部质密的离石黄土之中。
三、构造
林州地区构造复杂，褶皱和断层均有分布。
（1）褶皱构造 右图所示的褶皱即为我
们在安姚公路泉门村西所见到褶皱构造。此
褶皱为背斜，核部为破碎的闪长岩，因其风
化严重，表面已覆盖一层黏土，其组成矿物
主要为角闪石和长石。从核部向外存在一层
变质带。此变质带为因石灰岩的侵入作用变
质而形成的大理岩，其最外层为石灰岩。岩
层的产状为：走向SW213°倾向SE123°倾
角NE44°。此褶皱形成于白垩纪燕山运动时
期。
（2）断裂构造
岩石受力发生断裂并有相对位移叫断层。在河涧桥西50m处，
我们见到了一个小规模的断层。如右图所示，此断层为逆断层，受
新构造运动挤压的作用而形成。在断层带上能明显观察到断层泥、
擦痕和因动力变质作用而形成的断层角砾岩。
（3）林州大断裂 巍峨的太行山是在太行大断裂的作用下形成的。
太行大断裂的西侧岩层在构造运动的影响下被迫抬升，而东侧的岩
层则被迫下降，这就构成了太行山的整体骨架。太行大断层的证据在林州地区是明存的。
证据【一】 请看下图
林州市东南的蜜蜂山山顶分布着呈灰色、厚层状的鲕状灰岩，而在林州市西边的太行山山顶也分布着此种岩石。一种岩石是在同一地层中形成的，它们有厚薄差别但不会有分布高低差别，并且同一地层中的岩石是连续分布的，其中间不会没有分布。然而，实际上蜜蜂山和太行山两者水平距离为15Km左右，两者山顶的高差也有将近1000m。鉴于上述原因，我们可以断定：太行大断层形成时，同一地层中岩石的连续性就被打破。断层西侧的岩块由于受到内力作用而被迫抬升，东侧的岩块被迫下降，从而使蜜蜂山山顶和太行山顶的鲕状灰岩便有了分布的高低差别。
证据【二】 在八疙瘩村小石桥南端，我们发现了距今25亿年，呈黑绿色，具有全晶质变晶结构，片麻构造的太古界角闪岩。由该处向东南20m，我们又发现了距今5亿年，呈灰黑色，具有鲕状结构，层理构造的鲕状灰岩。下部老上部新且层层分布为地层的年代顺序。而距今25亿年的太古界角闪岩和距今5亿年的寒武纪鲕状灰岩在水平距离20m的地方相接处，这种情况不仅反映了太行大断裂的存在，还表明该地区位于断层地带。地层的顺序为：下老上新。太行大断层形成时在内力作用下，断层西侧岩块不断上升，东侧岩块不断下降，这样就使西侧岩块中的太古界角闪岩从地壳中露出地表，而东侧岩块顶部的鲕状灰岩下降到地表，进而二者发生接触。
四、地貌形态
林州地区地貌类型多样，西部有高大险峻的太行中山，东部有浑圆的低山丘陵，中部则为略呈南北延伸的长方形盆地。漳河、洹河和淇河形成的河谷地貌、洪积扇、河漫滩等发育显著。五龙山的喀斯特地貌和太行大峡谷更以其峻秀和神秘令人心驰神往。
<一>流水地貌 流水不断地塑造河床，水流动能增强，夹带河流泥沙的能力也随之增大，会使河床发生侵蚀，反之发生沉积。流水即通过侵蚀、搬运和堆积三种作用方式塑造着河流地貌。
（1）河流阶地 当一个地区受到构造上升或气候剧变，促使河流在它以前的谷底下切，原谷底露出在新河床之上，成为近于阶梯状地形，即为河流阶地。阶地表面常遗留昔日谷底或河漫滩的沉积物，高出现今洪水期水面。
到达柿子坳，一下车我们就能看到遍地的石英砂岩。此处海拔500m，河流从山上流下，冲积形成谷地。河流阶地发育良好，有一级阶地和二级阶地。因二级阶地地质较硬，因而有村庄存在。其形态如下图所示。
此处的河流阶地为侵蚀阶地，因形成于山区河谷之中，在形成时期，由于当时谷底比较狭窄，水流流速很大，在侵蚀成的谷底上很少有沉积物的堆积，或者即使有薄层的冲积物也几乎全被后期的剥蚀作用蚀去，因此在河流下蚀形成的阶地面基岩暴露，并常覆一些残积坡积物。在这些坡积物上生长的植被因河谷坡地暖带效应，生长茂盛。山坡上元古界的石英砂岩形成了“X”节理，又称追踪张节理。其夹层为页岩，因页岩易风化形成缓坡，故有植被的生长。
（2）河谷地貌 在桃源渡桥，我们所能看到的除阶地的发育外还有U形谷。如下图所示
此处U型谷本为V型，但因河流后期来水量减少，河流冲击能力下降，使原来的V型谷中堆积大量沉积物，加之地壳运动使河两岸上升，最终使其由V型变为U型。其谷底部为太古界的花岗片麻岩，而两侧则为灰岩。
（3）洪积扇 河流在出山口处堆积的扇形堆积体，成为洪积扇。其形成过程：山麓地带常常处于构造下沉状态，地形坡度急剧变缓，
河流水流分散，流速减慢，一部分水流渗漏地下，
因而河流夹带的大量碎屑物质在山口处发生堆积，
形成了一个半锥性的堆积体—洪积扇。在姚村镇
三孝村的洹河上游，我们发现了洪积扇的分布。
如右图所示，洪积扇的出口部位叫扇顶，扇的外
缘部位叫扇缘，从扇顶到扇缘之间地带叫扇中。
扇缘地带常常相合形成沼泽地。
（4）河漫滩 河流洪水期淹没河床以外的谷底部分，称为河漫滩。在合涧桥西50m处，我们观察到了二元结构的河漫滩沉积。请看右图。
在河漫滩二元结构的沉积剖面中，往往见到
下部粗粒的河床相沉积中也不是均以的，而是愈
近底部颗粒愈粗，愈到上部颗粒愈细，反映在河
床侧蚀作用下主流随河床向侧方移动，在凸岸浅
滩上，早期洪水流速大，残余的粗粒物粒径大，
并常富集有用矿物；后期因河床弯曲度增大，浅
滩上洪水流速大，残余的粗粒物粒径也相应变细
些。而且，由于山地洪水暴涨暴落，极不稳定，
所以下层粗粒的河底相沉积结构呈多次粗细重复出现的小层。有时在粗大的河床相砂砾层中，也能看到较细的粉砂或粘土夹层或透镜体。
<二>喀斯特地貌 凡是水对可溶性岩石以化学过程（溶解和沉淀）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，由这种作用所造成的地貌称为喀斯特地貌。五龙山的五龙洞和天生桥皆为由喀斯特作用而形成。一般形成喀斯特作用的基本条件为：岩石的可溶性；岩石的透水性；水的溶蚀力；水的流动性。而此处的五龙山具备了形成卡斯特地形的各种条件。
在五龙洞中我们能看到水沿岩石裂隙流出，洞壁上有黑色腐殖质，石钟乳和石笋。而石钟乳和黄土都是研究全球气候变化的重要载体。天生桥飞架于两侧陡峭的悬崖之间，其原型是一个呈拱形的喀斯特溶洞。由于后来林州地区气候由湿润型变成了干燥型，此溶洞停止生长，后又在漫长的地质时期经历多次构造运动和岩浆活动，最终形成此桥。
<三>峡谷地貌 峡谷出现在构造高原、台地或方山之间，沿构造裂隙发育，两坡由崖壁组成。
林州境内峡谷众多，主要有太行大峡谷、桃源谷、黄华谷等。峡谷多成嶂谷状，两岸岩石壁立，沟谷幽深，地势险要。在此处，我们主要说一下太行大峡谷。太行大峡谷沿水平方向上的“X”节理发育，经地势抬升，河流下切而形成。峡谷受节理的影响直角急转，整个峡谷呈“之”字型走向。峡谷两侧直立着由石英岩形成的陡崖，峡谷下切强烈形成深潭、跌水等。沿谷山清水秀，犹如画廊。
五、岩性、构造、水文、植被之间关系
在林州地区我们能明显看到位于山麓的太古界片麻岩由于其岩性较软，易风化，常形成土层较厚的缓坡。而这些缓坡也正为植物生长提供栖身之所。缓坡之上的石英岩因致密坚硬，不易风化，常形成峭壁。石英岩的夹层页岩也因其性软，易风化的特性常形成石英岩峭壁间的缓坡，这些缓坡当然也是植物的生长之地。
河流在缓坡地带流速缓慢，下蚀力弱，河床宽；而在陡坡地带，流速急快，下蚀力强，河床狭窄。太行山山顶浑圆，山体陡峭，因此河流流速快，下蚀力强，河床窄，常形成峡谷，而山基为缓坡，故到山麓时河流流速减缓，下蚀力减弱，河床变宽。
六、区域地质和自然地理环境演化史
林州地区存在的最古老岩石就是太古界的片麻岩。片麻岩属于变质程度较深的区域变质岩，但在高温热接触变质作用下也可以形成。片麻岩的存在说明林州地区曾经历区域变质作用。而区域变质作用常常和地壳活动，构造运动和岩浆活动等密切相关。根据在太古界片麻岩和元古界石英岩之间有大量的底砾岩存在，可以说明在太古界和元古界之间林州地区曾发生了一次大规模的构造运动。又根据元古界震旦纪的石英岩层面上的波痕、泥裂等构造，我们可以推定：在元古界震旦纪时期，林州地区为浅海、滨海环境，海水时进时退。鲕状灰岩和竹叶状灰岩的存在则再次证明林州地区在古生界为潮汐和波浪活动频繁的浅海或滨海区。在八疙瘩处，太古界角闪岩和古生界鲕状灰岩相接触，表明中寒武世后期，本区曾发生了大断裂——林州大断裂。白云质灰岩的形成说明中奥陶时期，本地区已变为平静的浅海或滨海区。中生代燕山运动造成了本区磁铁矿的出现。黄土在本区的分布足以说明在新生代，本区已是陆地环境。
结束语
为期五天的地质、地貌实习结束了。我们在邹老师的带领下，足迹遍布林州市的各个地方。我们爬山、涉水，道路虽然艰难，但我们的收获沉甸甸。我们把课本上的死知识运用到了现实之中，使我们对地质、地貌知识有了更深一步的领悟。以前真不敢相信沧海桑田的巨变就发生在我们生活和成长的地方。此次实习定为我们将来的学习打下更为坚实的基础。