杭州地质实习报告-杭州西南山区主要洞穴形成原因及特点 - 图文

地理科学系杭州地质实习报告

学生姓名： 姜宁 学号： 1107079013

专业年级： 2011级地理科学1班

题 目： 杭州西南山区主要洞穴形成原因及特点

指导教师： 李渊妮

二〇一三年七月

目 录

前言 ...............................................03-08

第一章

第二章

第三章

第四章

第五章

第六章

实习区概况 ..................................09-10 洞穴的形成及分类 ............................10-12 洞穴的形成原因及特点 ........................12-14 结束语 ........................................14 学习心得 ......................................14 实习总结 ......................................14

前言

一、实习的意义

自然地理学是研究地球表层自然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，课堂讲授的自然地理知识是前人研究和实践总结得到的最一般最普遍的原理，是高度概括归纳的结果。通过野外实习可以把抽象的自然地理学理论与实际的自然地理现象结合起来，真正理解课堂上所学到的知识。因此，自然地理野外实习是自然地理教学环节的有机组成部分。

自然地理学是一门实践性很强的科学，它的形成和发展是建立在坚实的野外调查基础之中，反过来又为人类认识自然改造自然服务。当前，随着科学技术的飞速发展，许多相关学科的新理论、新技术不断地向自然地理学渗透，使自然地理学进入前所未有的大发展时期，但是自然地理野外考察仍然是学科发展的重要前提条件之一。地理工作者只有深入实际，应用新理论、新技术对自然地理环境进行深入系统的调查研究，才能发现问题，在此基础上进行抽象概括才能丰富和发展自然地理学理论。

自然地理野外实习不仅可以培养和锻炼我们的独立工作能力，而且还可以使我们领略到祖国的秀丽风光，了解我国的基本国情，有助于培养我们的爱国主义精神，进一步树立民族自尊心，增强社会主义优越感。野外工作不同于校园生活，有时需要爬山涉水、风餐露宿、早出晚归，生活和工作条件比较艰苦，这有助于培养我们的吃苦耐劳、艰苦奋斗精神。在自然地理野外实习期间，完成某项实习任务要靠全体同学有组织、有纪律的共同努力，这有助于培养我们的集体主义精神，增强其组织纪律性。另外，在自然地理野外实习期间，师生同吃、同住、同工作，这有助于密切师生关系，为教师开展教书育人活动创造良好的环境条件。 总之，自然地理野外实习是自然地理教学不可缺少的重要组成部分，是自然地理学科建设和发展的需要。

二、实习时间及安排

7月 1日至7月10日

三、实习地点

杭州市西南山区

四、实习任务

主要观察杭州市西南山区的地质地貌特征，包括岩层产状的判别及测量，一些岩石和矿

物的识别，观察西湖复向斜地貌，以及各种地质构造现象。本次实习我们还进行了地质测量、踏勘、描述观测点、填绘地质图、调查路线等工作。

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五、组织状况

本次实习由李渊妮老师、李伟明老师、石磊老师带领，地理科学专业野外实习，在进行野外实习时以小组为单位进行活动。

六、实习计划

路线一：钱塘江边 六和塔—白塔山—泔水巷—虎跑泉

主要内容：观察西湖组、唐家钨组地层和岩性以及虎跑泉的成因 001六和塔下：倾斜岩层。观察岩层的颜色，定方向（远）；量岩层的厚度，测岩层的倾向、走向和倾角（近），组成岩石的粒度，开始熟悉罗盘的使用

002白塔山：倾斜岩层。查岩层的年代，量岩层的厚度，测岩层的倾向、走向和倾角，描述岩石的结构（粒度），

003泔水巷：量岩层的厚度，测岩层的倾向、走向和倾角，描述岩石的结构（粒度），查岩层的年代

004虎跑泉：天下第三泉，孔隙水泉 ，由于虎跑泉是从难溶解的石英砂岩中渗出来的，带来的可溶解矿物质不多，因此虎跑水质相当纯净 。

路线二：四眼井——青龙山——石屋洞——水乐洞——烟霞洞——南高峰——丁家山 主要内容：观察叶家塘组、黄龙组、船山组、栖霞组、茅口组和丁家山组岩性，青龙山背斜，石屋洞、水乐洞、烟霞洞岩溶洞穴,南高峰向斜，丁家山组砂页岩。

005青龙山背斜（构造）：位于南高峰与九曜山之间 ，定点在青龙山（满觉陇路，离十字路口约150米） ，岩性为深灰色石英砂岩和炭质页岩 ，地层属于石炭系下统叶家塘组 ，转折部位成尖棱状（即为背斜核部 ） 。观察岩石颜色，测背斜的两翼倾向、倾角，找到背斜轴的倾向

006石屋洞：溶蚀洞穴，位于南高峰和青龙山之间石屋岭东南麓的原大仁寺内 ，地层属于石炭纪中统黄龙组，岩性由黄龙组石灰岩组成 ，泥质多。该洞高敞，洞顶如屋，洞后上宽下窄，状如浮螺。洞内有许多的佛像，大小皆有。观察岩石颜色测量岩层倾向、倾角，洞口的朝向，洞的走向，洞的长、宽、高，溶洞形成原因

007水乐洞：位于南高峰南高峰南麓 ，烟霞岭下。地层属于石炭纪中统黄龙组，岩性为结晶灰岩，褶皱构造。它有左右两个洞口，入内合为一厅，厅大可容三、五十人，厅后即是主洞，洞形平直 。洞内可见石钟乳及石幔之雏形 ，洞中有水流（地下河）。观察岩石颜色，测量褶皱两翼的产状、洞口的朝向，洞的走向，洞的长、宽、高，溶洞形成原因

008烟霞洞：位于南高峰顶西南山腰处 。地层属于石炭系上统船山组 ，岩性为船山灰岩 （深灰色，结晶致密） 。洞形平直 ，洞前为一谷地，常常云雾缭绕其间。洞口的观音与大势至菩萨最为精美，有呼之欲出之感（造像）。其石灰华堆积较水乐洞发育，发育有典型的钟乳石、以及石柱。著名的有佛手岩，形如佛手下垂。在烟霞洞附近还有溶沟石芽发育，著名的

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有象鼻岩，大象内又套入小象，十分逼真，岩壁题有“象象”可多解。测洞口的朝向，洞的走向，洞的长、宽、高，溶洞形成原因 。

009南高峰顶（向斜山） ：高257.2米。地层属于二叠纪 下统栖霞组，岩性属岩性为含燧石条带石灰岩，所以较黄龙及船山灰岩坚硬，敲打有臭味。由峰顶向西周远望，则西湖美景城市风光尽收眼底，再望西北可见葛岭、宝石山、老和山、北高峰，望南东可见吴山、将台山、玉皇山、九耀山，向南西望则比之更高的天竺山、五云山等如屏障挡住视眼。南高峰为西湖诸山中观湖、观城、观山之最佳所在。 从地质意义上讲，南高峰正处在西湖复向斜的核部，在下图可清楚地看到此复向斜轴部向北东倾伏 。在南高峰顶偏北处，我们可见一锅形洼地，内无积水，且种植茶树，这就是溶蚀漏斗 。

010丁家山（盖叫天墓）

二叠纪，砂质泥岩，泥岩风化物。含磷结核泥岩、炭质页岩、砂质泥页岩、夹粉细砂岩及灰岩。底部为硅质岩，含磷结核。

路线三：吴山—凤凰山—蒋台山—慈云宫—紫来洞—玉皇山

主要内容：观察茅口、栖霞组、船山组、黄龙组岩性及地层,慈云宫断层、紫来洞溶洞,玉皇山向斜

011吴山十二生肖石：地层属于二叠系下统茅口组 ，岩性为石灰岩，岩溶地貌（石牙和溶沟 ），反映风化残留，层理不明显

012敷文书院（万松书院）在杭州酒厂仓库观测泥盆系上统西湖组，石英砂砾岩。倾伏背斜，测量背斜两翼产状

万松书院：杭州最早的高等学府之一，传说梁三伯和祝英台曾经在这里读书。周围都是石灰岩，有溶沟、石芽等地表喀斯特地貌。

013凤凰山：背斜山，核部为泥盆系上统西湖组石灰岩，两翼岩层更年轻。主峰海拔178米,北近西湖,南接江滨,形若飞凤,故名

凤凰山中峰西南——月岩 ：二叠系下统栖霞灰岩，系深灰——黑灰色灰岩，其中燧石结核成团状或成透镜状产出。周围地表喀斯特地貌显著，溶沟、石芽发育。由于地表水及其地下水的溶蚀作用，形成石芽溶沟，蚀穿岩石而成穿洞，月岩即为天然形成的穿洞。穿洞近似园桶形，孔径34厘米，孔长45厘米，孔口朝向东偏南25°左右，穿洞与水平面倾角为40°。每逢日月的地平高度（入射角）和方位与穿洞圆孔之朝向倾角一致时，日、月光线就能穿孔而过，照在地面上，故称为月岩。一般日月光每年在春分和秋分前后（中秋节在秋分前后）可分别于上午九时许和晚上九时许穿孔而过，形成天下奇观。

014将台山排衙石：向斜构造，地层 属二叠系下统栖霞组石灰岩，燧石灰岩，山顶石芽排列有序，巍巍壮观。吴越国时为钱王讲议之地，曾休过御教场；南宋时为六宫嫔妃习武之地的“女教场”。蒋台山向斜北西翼与玉皇山向斜相连，南东翼受北东方向的凤凰山断裂的破坏，出露地层不全，轴部由栖霞组组成，我们测量的定点为蒋台山核部，排衙石。测量产状。

015慈云岭玉皇宫：背斜断层，石灰岩。直立产状，断层两边岩性差异大，地层不正常（缺

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地质作用和生物作用中的某个或者某几个作用共同形成的，杭州的洞穴归纳起来一般可分为化学溶蚀和机械崩塌这两种作用下形成的岩溶洞穴。

我们本次杭州地理实习为期7天，期间我们在李渊妮老师的带领下，考察了杭州西南山区若干个洞穴，其中有代表性的9个洞穴分别是石屋洞、水乐洞、烟霞洞、灵山洞、紫云洞、青林洞（济公洞）、玉乳洞、龙泓洞和紫来洞，这些洞穴的规模不一、构造各异。根据洞穴的一些特征可以判断紫云洞属于崩塌岩洞其余8个洞穴属于岩溶洞穴

下面我们就来分别分析其成因和特点。

崩塌洞穴（紫云洞）

紫云洞位于杭州西南栖霞山，洞穴主体长约80m，洞型平直简单，走向NE35°—45°洞顶平整如板且向东南倾斜，倾角35°—

40°，主要是循火山碎屑岩层面发育的，受沉积岩夹层控制。古老的火山作用使得栖霞岭一带布满火山碎屑，火山碎屑夹1至2层凝灰质砂、泥岩或沉凝灰岩，单层5—10m，经风化作用、流水作用循环对松软的沉积岩夹层进行剥蚀、侵蚀和浸泡软化，其碎屑物质被水流搬运带走而淘空,逐渐刻凿出倾斜状深槽。深槽顶板为坚硬的火山碎屑岩，并发育有NEE、NNW、NW向X节理，大大降低了顶板的稳定性，在重力作用下，巨石崩落，岩洞初具雏形，由浅入深由小到大向纵深方向发育与扩展。然而，岩洞并非无止境的发展下去，随着深度的增加，X节理趋于减少或呈闭合状，风化作用、流水侵蚀和水的循环交替随之变弱，形成今天我们看到的紫云洞。

岩溶洞穴

崩塌形成的洞穴在所有自然形成的洞穴中只占一小部分，自然界中的洞穴以岩溶洞穴为主，而岩溶洞穴又分为水平岩溶洞穴和垂直岩溶洞穴，他们虽然都是岩溶水侵蚀所造成的，但因为侵蚀的方向不同，其成因也是有所差异的。

岩溶洞穴，主要是地下水循节理裂隙、断层带、各类接触带等对可溶性石灰岩进行化学

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溶蚀和机械侵蚀的结果。这次实习的各个洞穴中，石屋洞，水乐洞，烟霞洞，青林洞（济公

洞），玉乳洞，龙宏洞、紫来洞和灵山洞都属于岩溶洞穴，其中除灵山洞外，其它7个洞穴大体上呈水平状，属于水平洞穴。

第三章 洞穴的形成原因及特点

1）水平洞穴的成因及特点

成因：水平洞穴的成因大同小异，我们以紫来洞为例进行分析。

杭州市区包括三个褶皱区：西湖复向斜、石龙山褶皱区和半山—皋亭山褶皱区。西湖复向斜，即杭州复向斜在杭州市区倾伏部分，它是杭州市褶皱区的主体，组成西湖复向斜翼部最老地层是上寒武统的超峰群，核部的最新地层是下二叠统的丁家山组。玉皇山属于杭州复向斜中的玉皇山向斜，紫来洞又名飞龙洞，位于杭州西南玉皇山东南坡，地层属于二叠纪下统栖霞组，岩性为碎石灰岩、生物碎屑灰岩。成因是由于地壳运动（印支期的南象运动），受地质内部挤压形成褶皱和断层，这些褶皱绝大多数形成于受NE向断层控制，产生节理，岩溶水沿可溶层层面节理或裂隙进行溶蚀扩大而成。具体过程为地质作用，产生挤压，形成断层和节理发育，受到饱水带侵蚀，最上部为浅饱水带，那里的地下水流路最短，水的溶蚀能力强，溶洞发育较快，规模较大，个体间一般缺乏联系，形成水平溶洞。当侵蚀基准面下降、地壳抬升时，地下河便变成高悬于地下水面以上的干溶洞。如地壳多次抬升，就可形成多层水平干溶洞，紫来洞由此有好几个多层次的支洞。 特点：

紫来洞该洞发育在石炭纪、二叠纪石灰岩中，洞口长约80m，洞口朝向东方，洞的宽度和NNE和SSW方向上的断裂带相关。岩石属于石炭系石灰岩，质纯、性脆、非溶物质含量低，易受溶蚀。因洞口的寒气正好在东方日出的阳光照耀下呈现出紫色，有紫气东来之象，故名紫来洞。

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烟霞洞地层属于石炭系上统船山组，岩性为船山灰岩（深灰色结晶致密）从山下至 山上，随高度增加颜色逐渐由灰白变深灰，这种石灰系石灰岩质纯，性脆，非溶物质含量低，易受溶蚀，由于富含燧石，内生成许多小型溶洞，溶沟和石芽，佛手等。另外，新构造运动间歇性的抬升，造成岩溶洞穴空间分布成上下两层，楼上是阁楼，楼下是有两亿多年历史的干洞。该洞由于其致密的船山灰岩成为全杭州最适宜造像的洞穴，其中NE、NNE向规模大，发育深，影响带宽，深度为30多米，洞宽4.5米，高4米，洞面朝南，早烟晚霞，故名烟霞洞。水乐洞为“烟霞三洞”之一，洞中不但奇石嶙峋，更以水景闻名。该洞有2个洞口,入洞后和为一厅,厅内可容三五十人,洞深60多米，十分凉爽，洞深至洞底有流量很大的地下河，因发出清脆悦耳的水声，故名水乐洞。该洞为溶蚀洞穴，到处可见石钟乳、石笋、石幔之雏形等景观，说明该洞岩性较纯，含有丰富的碳酸钙。

石屋洞洞中有洞，洞洞相连，主洞最高处约5.6米，深约7.8米，宽约10米，洞形宽敞，轩朗如屋，故名。洞后有一穴，上宽下窄，状如浮螺，曰“沧海浮螺”。洞顶有“擒云亭”。洞内旧有罗汉、天王及飞天浮雕等石刻。洞壁上有白色方解石和黄泥，根据与盐酸的反应实验结果，说明石灰岩不纯，含杂质多。

玉乳洞，又叫蝙蝠洞，位于栖霞岭上，是栖霞洞景五大洞之一。洞内有三世佛和财神佛，多廊道，多白色石钟乳，NE朝向，倾角近似于垂直岩层。

青林洞又叫济公洞，顶上为船山组，中间为黄龙组，下层为石英砂岩，洞内裂隙多，且岩石无层理特别厚，该洞长7—8米，宽3—4米，可见较多的石钟乳，长廊（济公床就是一个典型）。

龙泓洞，又名通天洞或观音洞，面朝洞口，左侧为垂直岩层，右侧为倾斜岩层，且该洞有两个主要出入的洞口，另一个洞口称为一线天，举首可在石隙中见到一线天光。

2）垂直洞穴的成因及特点

垂直岩溶洞穴的形成原因和水平岩溶洞穴差不多，都是在地质用和溶蚀作用下形成的，只是洞穴形态多为垂直状。以灵山洞为例，该洞有上下两层，属于竖井式分层溶洞，高低相差一百零

九米。洞穴的形成先是由于地质运动产生褶皱和垂直裂隙，然后受承压水沿着垂直裂隙溶蚀，这种地下水具有很大的动压力和静压力，沿着岩石构造面向深处流动，原来的垂直裂隙经过流水漫长岁月的淘蚀，发育成洞穴。承压水带洞穴的形态和展布受构造和岩性控制，深度可达可溶性岩层底面，所以形成垂直岩溶洞穴，然后地壳运动，地形再次抬升，又形成裂隙，

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岩溶水同样节理侵蚀，所以发育形成竖井式分层溶洞。因为杭州为亚热带季风气候，降水充足，为洞内提供了充足的水汽，石灰岩受水和二氧化碳的缓慢侵蚀，溶有碳酸氢钙的水，当从溶洞顶滴到洞底时，由于水分蒸发或压强减少，以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙的沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋，石幔等奇观。如果溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶上滴落，随着水分和二氧化碳的挥发，则析出的碳酸钙就会积聚成钟乳石、石幔、石花，洞顶的钟乳石与地面的石笋连接起来了，就会形成奇特的石柱，很是壮观。

第四章、结束语

杭州西南山区洞穴的形成有多种因素，其成因的研究在理论和生产实践上都有重要意

义，它对研究杭州古地质作用和岩石的发育和形成有很好的帮助。此外，古喀斯特洞穴附近一般都是良好的储油气构造，在喀斯特作用下形成的奇峰异洞、明暗相间的河流、清澈的喀斯特泉等，是很好的旅游资源。

第五章 实习心得

自然地理野外实习是一项对身体素质、心理素质、专业素质都要求极高的工作。同时，

野外实习也特别强调一种宏观、全面、系统的地理思维，对任何一个地理现象或事物的研究，既需要考虑到地质地貌、水文土壤等自然地理因素，也要考虑到社会经济、制度文化等人文地理因素，从而实现全面了解一个事物的目的，而扎实、深厚的地理专业知识则是展开一切工作的前提。

第六章 实习总结

经过为期7天的实习考察，收获颇丰，不仅见到了美丽的溶洞地貌，感受到了杭州美妙的风光，也进一步了解了西南山区岩石的特征和构造，加深了对课程中地层、地质构造和地貌等内容的了解，完善了我们的知识体系，也是对课堂知识最好的补充，让我们明白了地理科学研究的价值所在，意义深刻。更重要的是，这次野外实习锻炼了我们的实践动手能力，我们学会了对地貌的观察，内容的描述，数据的记录等野外工作方法，使我们受益匪浅。

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参考文献：

肖荣寰、吕金福：《地理野外实习指导》（东北师范大学出版社） 李四光：《地质力学概论》，1972 胡明、廖太平：《构造地质学》，2007，石油工业出版社 陈长明：《湘西北喀斯特溶洞发育的地质因素》1987.3

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