8.1南口-青龙桥实习路线
南口-青龙桥路段位于北京市，昌平区西部南口镇境内、长城以南、军都山下。其所在区域的西部、北部为山区、半山区，以南口及居庸关为界，西部山区统称西山，属于太行山脉；北部山区称军都山，属于燕山山脉。南口在燕山与华北平原的接壤处，其中路线起点关沟位于南口镇与八达岭岭口之间，长20公里，两旁有军都山夹峙。如图81所示。
1.地质概况
南口所在区域自西向东由延庆山前断陷盆地、京西隆起山地和北京地堑平原等组成。总体地形轮廓西北高、东南低，从西北山区向东南平原区呈阶梯状倾斜下降，分别构成中山、丘陵、冲洪积扇、基岩残丘及平原。平原和山区的相对高差为400m~500m，山区除个别海拔高于1000m的中山(如莲花山、风陀梁、磨盘山)外，多为小于1000m的低山及低山与平原交界的山前丘陵，一般高程为几十至百余米不等。区内这种层状地形普遍发育，反映的是晚第三纪以来山区间歇性的抬升作用，从而显示出3个不同的层状地形，其海拔由高到低依次为1000m、500m和150m。中、晚更新世和全新世的冲洪积扇环绕山麓呈带状分布。
在南口山前与平原交界处，自白羊城经南口村至虎峪一带是北东向的山前断裂带。南口山前的断层为军都山隆起与京西丘陵平原区的分界断层，在构造上处于北东向太行山构造带与东西向燕山构造带的交接部位，地质构造环境较为复杂，断裂总体呈S形展布。
其中关沟-老峪沟断层的走向为40°~60°，倾向为SE，倾角为50°~80°，断层的上升盘为山地，前缘三角面发育；下降盘为盆地，山麓洪积扇发育，呈上叠式。南口山前断裂主要错断中元古界地层，根据区测资料，该断层形成于燕山早期，之后有过多期活动。南口台地受新构造运动的影响，自第三纪以来一直处于上升受剥蚀的地位。在台地上，零星分布着基岩残丘，如骆驼山、灰山等。这些残丘由硅质灰岩组成，其上残存着暗红色的黏质古土壤。南口山前带及广大平原区具有非常深厚的河相冲洪积物，土壤中砂石的含量十分丰富。
2.实习内容
本路线三大岩类分布全面，有震旦系沉积岩，震旦系、太古界变质岩，燕山期岩浆岩(如图82所示)。在内力地质作用中，地壳升降运动强烈，河流下蚀显着，风化作用非常发育；地质构造形迹清晰，可见倾斜构造、断层三角面；山前洪积扇典型，河漫滩、阶地清晰。详细的观测路线介绍如下。
1号观测点：关沟沟口的高速公路桥下。对该处出露岩层及地形进行分析可知，沟口东西两侧向南延伸的山脉在此处突然同时中断，东西两侧断崖的位置近于一条直线，中断处形成明显的断崖三角面，东侧山比西侧高出约十几米，两侧岩层的倾斜方向大致相同。地势由断崖分析处向南倾斜下降，形成扇面状倾斜平原。
此处为正断层，下盘上升为山崖，上盘下降并覆沉积物。山前地貌为洪积扇，沿沟口向平原方向勘察，地形逐渐变低，地表物质由粗(漂砾、卵石、砾石)逐渐变细(砂、黏土)，地下水位由深变浅，为典型的洪积扇地形。
2号观测点：沟口西侧山体内一个人工开挖的小山洞附近。穿越公路桥进入沟内的人工路，沿路勘察山体岩性及岩层等地质现象。可观察到震旦系沉积岩——硅质灰岩，颜色深灰，厚层状，致密；主要矿物成分为方解石，岩层间夹杂灰黑色燧石条带，山体上部有粉红色正长岩岩脉出露，为后期岩浆作用形成；岩脉周围节理发育，岩体破碎。两侧山体岩层清晰，产状倾斜，上覆黄土及砾石、砂等。此处要求勘测小山洞旁硅质灰岩的硬度、颜色，辨认矿物组成，量测岩层产状和岩层厚度，如图83所示。
3号观测点：观察岩体崩塌特征。顺路前行，距2号观测点约500m处有一个岔路口，沿岔路斜上，可观察到陡倾状岩体，山体坡脚有规模不大的岩堆。此处岩性已有变化，为震旦系变质岩——石英岩。颜色为乳白、乳灰色，厚层状，致密，坚硬，质脆；主要矿物成分为石英。石英岩为硬质岩，但此处岩石很破碎，稍用力击打岩块，即成为小碎石。岩石强度降低，为强烈风化作用的结果。岩堆的形成除了与陡倾岩层地形有关外，还与石英岩强烈风化、节理极其发育有着密切的关系。要求观察石英岩的物质组成，观察新鲜石英岩与风化石英岩的硬度变化、颜色变化，理解崩塌产生的具体条件。
4号观测点：观察节理特征。返回人工路，前行约50m处下沟，沿沟谷向上游方向行走，沿途有泉水出露，可见山上滚落下来的大块石英岩及出露的基岩，并有棋格式节理。其中剪切节理非常明显，剪切面平直、光滑、细密，这与在自然高地应力作用下缓慢剪切力剪切有关。此处要求对节理产状、密度、厚度、延伸及节理宽度等作现场调查。
5号观测点：观察岩性特征。继续前行，沿途岩层倾角逐渐变缓，岩性发生变化，变化界面被植被覆盖已不明显。此处岩性已成为太古界片麻岩，黑灰色，主要矿物成分为角闪石，少量斜长石、石英，具有明显的片麻理构造。
6号观测点：观察河流高阶地。沿沟继续深入，可见第一阶地出露。其底部可见裸露基岩，基岩起伏不大，其上被砾石层夹黄土层覆盖，这是河流沉积中典型的二元结构特征。砾石层与基岩陡峭，说明当时地壳运动强烈，使谷底迅速抬升，河流下切强烈，如图84所示。
7号观测点：观察导流堤。沿沟谷进入高速公路桥，在桥的外侧有人工导流堤。堤的方向一般与桥堤平行，目的是为了在洪水期减轻水流对桥堤的冲刷，起到分水流的作用。
8号观测点：青龙桥车站、詹天佑墓。开车到八达岭烈士陵园附近一停车场，然后徒步前往青龙桥车站，沿途可观测到燕山期花岗斑岩，其新鲜面呈肉红色，全晶质等粒结构，部分为斑状结构、块状构造，主要矿物成分为正长石、石英及少量角闪石、黑云母，是岩浆在地下冷凝生成的。此处岩体风化剥蚀强烈，花岗岩表面呈黄褐色，光泽暗淡，岩石呈松散砂粒状，强度明显降低。植被直接生长于破碎花岗岩中，生物风化作用显着。
在青龙桥车站，可看到着名的“之”字形铁路。此处地形坡度较大，路东、西紧靠巨厚山体，陡峻且高，中间空地极为有限。亲临现场观察，“之”字型铁路穿越其中，更能体会到大师设计之精巧。至今铁路仍在正常运行中。
总体来讲，南口-青龙桥一线，剖面清晰，岩石种类齐全，地质构造、地貌及工程现象都有所涉及，可与三家店、斜河涧结合起来，作为土木工程专业学生工程地质野外实习的基本观测点。
3.问题思考
本实习路线的主要目的是认识三大基本岩石类型、倾斜构造特征、地壳升降运动现象及风化作用现象，据此提出以下问题供学生讨论。
①该区出露哪些岩石，属于哪种类型，其具体的组成成分、结构特征是什么？
②青龙桥附近出露的岩石主要为何种岩石，分别从岩石强度、结构成分、外观及工程特性上分析其风化前后的变化。
③关沟沟谷中出露的阶地是哪种类型的？解释阶地形成的地质历史特征。
④位于关沟的山前洪积扇处明显的地貌特征是什么？
8.2门头沟三家店-灰峪实习路线三家店-灰峪实习路线位于北京西部门头沟区的东南部，龙泉、军庄镇境内。
1.地质概况
门头沟区地处华北平原向蒙古高原的过渡地带，地势西北高，东南低。地形骨架形成于中生代的燕山运动。境内总面积的98.5%为山地，平原面积仅占1.5%。地貌类型主要是低山，其次是中山、丘陵与河谷。岭谷相间排列，区内3条主要岭脊均呈东北向平行排列，自西北至东南依次为：黄花梁-黄草梁-棋盘山复背斜、百花山-清水尖-妙峰山复向斜、铁坨山-九龙山-香峪大梁复向斜。由于山地切割严重，各岭脊之间形成大小沟谷300余条。平缓的山坡与陡峭的山地交替出现，地势起伏较大，地形呈锯齿状、阶段性上升。
地层主要由震旦亚界的蓟县系和青白口系，下古生界的寒武系、石炭系和二叠系，上古生界的侏罗系和第四系的马栏组、百花山冰期堆积所构成。经过漫长的地质变迁，境内形成了多种类型的矿床。其中煤、石灰石的储量大，分布广。
2.实习内容
这条路线南起三家店、香峪大梁的西端，北至灰峪村。其最大优点是，地层出露比较齐全(主要为沉积岩分布地区)，构造简单，有利于初学者建立最基本的构造及地层层序概念。
地层特征：由剖面可以看到(由老至新)奥陶纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪及第四纪地层，这些地层在华北地区分布都很广。岩性特征：主要为灰岩、多种颜色及成分的砂岩、页岩、砾岩，还可以看到多次喷发的喷出岩(有清楚的气孔及杏仁状构造)。地质构造特征：该区出露背斜构造、向斜构造及层裂构造(如图85所示)。
本路线有9个观测点，每个观测点的内容和要求如下。
1号观测点：三家店西北端，永定河废弃桥墩附近，铁路隧道1号隧道洞口旁。
认识岩性：该观测点出露中侏罗纪岩层，顶部为灰绿色的凝灰质石英砂岩与紫色页岩互层，砂岩的主要成分为石英，含少量长石，火山凝灰质胶结，质地坚硬；中部为杂色凝灰质砂岩；底部为绿色、褐色的砾岩，砾石的主要成分为石英岩、花岗岩与燧石岩，粒径一般为3cm，主要是泥质胶结。
2号观测点：永定河废弃桥墩附近的公路旁。
观察岩体：该观测点岩性为中侏罗系砾岩夹砂岩，如图86所示。砾岩中的砾石成分复杂，主要为岩石碎屑，多呈圆状至次圆状，分选好，粒径大部分为5cm~8cm，具有定向排列，砾石之间的填隙物主要是粗砂。砂岩主要由粗、中砂构成，含少量细砾。砂粒成分大多为石英，其次是长石，磨圆度及分选性较好；砂岩层呈透镜体状，发育交错层理。岩层中发育两组剪节理，节理面与岩层面大角度相交，节理切穿多层砾岩和砂岩，砾岩中被切割的砾石、粗砂碎屑颗粒和胶结物光滑如刀切面。与剪节理不同，张节理一般绕过砾石颗粒形成S状裂隙。
3号观测点：位于1号与2号隧道之间，可看到岩墙出露(如图87所示)，岩墙与围岩接壤处在地形上形成狭窄的沟。
①认识岩性：该处出露岩石为暗黑色，结晶质，具辉绿结构(斜长石被辉石所包裹或充填于斜长石之间)，气孔状、杏仁状、块状构造，主要矿物成分是辉石、斜长石，有褐铁矿斑点。风化面呈黄褐色，定为辉绿岩。围岩有烘烤现象。
②确定产状：围岩层理倾向SE，侵入体切过层理，宽约2m，为明显的不整合侵入体岩墙。
③节理发育对比：岩浆岩体有3组节理与围岩节理系统有显着的差别。
4号观测点：3号隧道北口的路堑边坡。观察九龙山砾岩，沿途还可看到被石英岩脉充填的羽毛状节理。
①观察砾岩的岩性特征：砾状结构、层状构造、钙质胶结物，胶结类型属孔隙式胶结。
②观察厚层砾岩中的砂岩尖灭层及两者的过渡关系。
③观察砾岩中光滑的节理面，区分张节理与剪节理。
5号观测点：观察玄武岩体。从4号观测点向北，沿铁路线很长一段地层有玄武岩出露。注意沿铁路观察岩性变化，寻找玄武岩露头。
该玄武岩体以暗绿色及紫红色为主。主要矿物成分是辉石、斜长石，结构致密，细晶质，具细孔及杏仁状构造。填充物多为方解石、石英、绿帘石等矿物，风化面一般为黑色。
该路段岩体还夹有火山角砾岩、凝灰质砂岩之类的砂岩夹层。注意玄武岩容易与九龙山砂岩相混，着重观察玄武岩的构造及产状，以掌握喷出岩与沉积岩的野外区别。
6号观测点：4号隧道北出口处一条向西开口较宽的冲沟。三叠纪地层在冲沟里出露，主要为砂岩、砾岩及页岩。砂岩颜色鲜艳，碎屑成分以石英、长石为主，凝灰质或硅质胶结，较坚硬。页岩为杂色，页理发育，风化成碎片。砾岩为灰白、褐色，钙质、铁质胶结。
在路线上未见露头。此沟以北处的高边坡就是由二叠纪的地层组成。
①认识岩性：此处出露砂岩、泥岩、页岩及片岩。砂岩(称红庙岭砂岩)为玫瑰红色，风化后呈棕黄色，主要碎屑是石英，铁质或硅质胶结，质地坚硬。泥岩为棕红、棕黄色，易风化。页岩为黑色、紫色，页理发育，易风化。动力变质作用形成的片岩表现十分破碎。
②观测岩层剖面、分层特征，实测岩层产状。
③区别层理与节理：层理是沉积岩成层性的体现，所以在垂直层理方向上沉积物的成分、颜色及颗粒粗细的变化会显现出层理来，而节理只是机械的破裂面，这就是层理与节理的本质区别。请于露头近处详细观察粒度变化及颜色变化所显示出的层理。
④认识断层，如图88所示。确定断层性质，量测断层面的产状及断距，如图89所示。
图88红庙岭小断层图89量测断距7号观测点：观察石炭二叠系地层特征。由6号观测点往北，经过一条冲沟，有黑色砂岩、页岩出露于石炭、二叠纪地层(杨家屯煤系地层)，其中有三层砾岩出现。黑色炭质页岩风化后呈黄色，节理发育，风化严重，工程性质差；砂岩为灰褐色，风化后呈黄褐色，碎屑以石英为主，钙质胶结；砾岩为灰白色，碎屑主要为燧石，钙质、硅质胶结，分选性及磨圆度都较好。
8号观测点：灰峪村南口。此处开始有中厚层奥陶系石灰岩出露，最好由村南口以西上山，在牛场附近观测。
①石灰岩产状变化：从峭壁的最南端开始，岩层向东南倾，渐次向东，最后在峭壁北端的岩层向东北倾斜，呈明显的向东倾伏背斜构造。
②伴生的张节理：背斜顶部张裂缝发育，导致外力强烈破坏，因而在地形上形成不规则的冲沟。
③峭壁的最高端可见小型背斜，并联合一复杂小向斜，沿裂隙地下水的溶解作用显着，并残积有红色黏土。
④观察灰岩层面或剖面上，有许多地表水或地下水的溶蚀现象。
⑤观察峭壁对面，可见出露的背斜核部特征，如图810所示。
9号观测点：观察岩床。大致沿等高线向北走，在峭壁的北端可见一岩床出露，向北倾斜，如图811所示。
图810破碎的背斜核部图811远处倾斜岩床①岩性特征：新鲜面呈灰白色，风化后呈米黄色，全晶质，斑状结构。主要成分是石英及斜长石；有斑晶，近边缘处散布有黄铁矿，属中酸性石英玢岩；有三组节理，沿裂隙有黄铁矿，方解石等矿物沉淀。
②岩床产状：厚1m左右，与围岩产状完全一致，有接触变质现象，层状延长，为典型的整合式侵入体的一种。
③围岩特征：围岩与侵入体直接接触部分，由于受热烘烤变质为白色或米黄色的大理岩，其蚀变深度可达2cm。
10号观测点：观察岩层产状特征及接触关系。从8号观测点下山，进村口向北走。
了解倾伏向斜构造：沿途注意奥陶系灰岩及杨家屯煤系地层的产状变化；分别在灰峪村村口南北两侧测量岩层产状，绘图比较岩层的变化特征。可以看出，岩层明显向东倾伏。若登高望远更为清楚，煤系地层构成的丘状山向东展开向西尖灭。
