嵩山世界地质公园地质工程野外教学体系的构建与探索

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1、嵩山世界地质公园地质工程野外教学体系的构建与探索嵩山世界地质公园地质工程野外教学体系的构建与探索　摘要：野外教学是地质工程专业巩固课堂理论知识、培养学生科研素养和实际工作能力的重要教学环节。多年来，郑州大学水利与环境学院充分利用嵩山世界地质公园实习基地丰富而典型的野外地质教学资源，取得了很好的实践教学效果。根据多年的嵩山地质实践教学探索，提出了适合于交通运输专业方向的地质工程实习的内容、方法及特色。　　关键词：嵩山世界地质公园；地质工程野外教学；实践教学资源；实践教学体系　　作者简介：王志荣（1963-），男，浙江嘉善人，郑州大学环境与水利工程学院，副教授。（河南 

2、郑州 450001）　　中图分类号：G642.42     　　1.区域含水层的划分与了解　　河南省气候属大陆性半干燥亚湿润气候带，特点是冬春干旱，夏秋湿润，降雨多集中在7～9月，曲线成三角峰形，约占全年降水量的60%以上。根据地下水赋存条件，水力特征，岩性特征以及与主采层之间的空间关系，将园区含水层划分为第四系松散孔隙含水层、碎屑岩类裂隙含水层和碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层三大含水岩组。　　（1）第四系松散岩类孔隙含水层。园区内新生界第四系松散土层广泛分布，厚度0～15m，局部20m。由于缺少足够的水源补给，赋水性较差

3、，不能作为区域性供水层位。　　具有供水意义的含水层唯独河谷漫滩与阶地，主要分布在大金店以东颍河河谷。除受南北山区基岩裂隙水补给外，还与地表水呈季节性互补关系，含水丰富，常有泉点出露。　　（2）碎屑岩类裂隙含水层。碎屑岩类裂隙含水层主要由区域二叠系砂岩组成，总厚度约70m左右。岩性以中粗粒、中细粒长石石英砂岩为主，有时底部有厚度较小的砾岩，富水性及透水性一般。　　（3）碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层。嵩山世界地质公园灰岩含水层可分为石炭系太原群（C3）岩溶裂隙含水层和寒武奥陶系（+O）灰岩岩溶裂隙含水层。石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层分布于太原组下段和上段的灰岩，一般有10层以上

4、，单层厚度不大，总厚约30～40m。上段灰岩为中等含水层。有一定的供水意义。　　+O灰岩岩溶含水层为园区主要含水层，溶隙溶洞发育，临近园区的雪花洞风景区曾揭露8.8m高的溶洞。富水性极强，但不均匀，是本区真正意义上的供水层。　　变质岩类隔水层主要有太古界、元古界的片岩、片麻岩、石英岩组成，分布在山区，如图10所示及山麓地带，含水性极不均匀，完全取决于裂隙发育程度，无供水意义，常常构成区域性隔水边界。　　2.第四纪地质地貌观察与分析　　嵩山世界地质公园发育众多类型的地貌单元，主要有山地（前寒武系变质岩）、丘陵（古生界沉积岩）、山前平原（第四系松散层）以及河谷地貌（第四系松散层）

5、。以嵩阳书院观察点为例，古建筑群就位于山前平原中的某一洪积扇中，该洪积扇西北高、东南低，总体坡向南东，属典型的山麓斜坡堆积地貌。第四纪更新世，西北嵩山山谷（即颖河上游）中的洪流携带大量碎屑物质向山前平原泄洪，从而形成扇形地质体。　　洪积扇由第四系松散的卵（碎）石、圆（角）砾、漂（块）石、砾砂和粘性土构成，常常以不同的颗粒形状及粒径比例组成不同的混合土，如图11所示。各混合土层厚度变化极大，难以区分及对比，完全符合洪积扇中土粒级配和层次结构的典型特征。此外，少林水库下游发育典型的河谷地貌。水库建成后，虽然经历过开垦开挖等人工破坏，但河床、河漫滩、阶地等河谷地貌，如图12所示，依

6、然清晰可见。　　3.地下水的补给与径流排泄　　嵩山世界地质公园的地质地貌特征对园区水文网的控制具有明显的方向性。嵩山和萁山分别成为东西向展布的一级分水岭，构成本区大气降水渗入补给场的南北边界。与其走向一致的颖阳芦店向斜在地形上为低洼的山间盆地，正好汇集两翼的地表水与地下水，并沿东南方向在告成一带向白砂向斜盆地排泄。　　（1）地下水的补给。嵩山、萁山分水岭一带的高中山区为基岩区，大面积出露古老变质岩与花岗岩。但岩石裂隙极不发育，植被稀少，且地形起伏较大，雨水易形成地表径流。因而几乎无地下水补给。　　萁山背斜北翼低中山区和告成以东大冶、王村一带丘陵地区，广泛出露寒武、奥陶系灰岩和

7、白云质灰岩，地面发育大量的溶槽、溶沟与溶隙，地下水补给条件十分优越。　　松散岩类含水层主要分布在芦店向斜核部的河谷盆地中。上游属山麓堆积，以残坡积物居多，局部有新老第三系半固结的泥岩和砂质泥岩。这些岩层出露部位地形相对较高，沟谷切割厉害，地下水补给条件较差。而中下游颖河河谷地段，广泛出露砂砾石层，地形平坦，植被发育，是园区地下水的主要补给区段。　　（2）地下水的径流排泄。嵩山地区为一南、北、西三面高围，向东一面开口的畚箕形地形。储水地质构造为一东西向展布且略向东倾伏的承压向斜，由此可见，区内地下水分水岭