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文檔簡介
1、中國石油高校(北京)重點教改項目成果秦皇島石門寨綜合地質實習指導書編寫:童亨茂中國石油高校(北京)地球科學學院2013年5月前 言綜合地質實習是中國石油高校(北京)品牌專業地質工程專業最重要的一個實踐教學環節。中國石油高校(北京)1990年招收第一屆地質工程專業的本科生,1993年開頭在周口店進行綜合地質實習。當時為了滿足實習的需要,1993年編者編制了北京周口店綜合地質實習指導書。通過多年的教學改革和實踐,2005年,該指導書重新編寫。由于在周口店住宿無法得到解決等方面的緣由(中國石油高校(北京)90級到07級地質地質工程專業的同學在周口店實習,共18屆),從2010年起,綜合地質實習首次從
2、北京周口店地區移到秦皇島石門寨地區。由于地區的變動,對中國石油高校(北京)而言,秦皇島石門寨地區是一全新的區域,與基地相關的建設和爭辯工作急待開展。為此,2010年底,中國石油高校(北京)批準設立“秦皇島綜合地質實習基地建設的爭辯與實踐”校級重點教改項目,實習指導書編寫是其中的重要組成部分。為此,編者在2010年編制了秦皇島綜合地質實習指南,經過兩年教學改革的爭辯與實踐,在指南的基礎上,編寫完成了秦皇島石門寨綜合地質實習指導書。本指導書分兩大部分,共6章:第一部分 地質概況及實習教學路線;其次部分 野外工作方法,還包括2個附錄。該指導書能在新的條件下滿足地質工程專業同學在周口店綜合地質實習的需
3、要。本指導書由童亨茂完成編寫。該教材的編寫過程中,得到了系、院、教務處有關領導的支持與鼓舞,在此謹致謝意。由于時間緊迫,水平有限,疏漏、不妥之處期望讀者批判指正;同時本書也需要在今后的教學實踐中不斷完善與提高。編者 童亨茂2013年5月 20日第一部分 地質概況及實習教學路線第一章 實習區區域地質概況第1節:自然地理、交通概況圖1-1 石門寨地區交通位置圖 秦皇島石門寨地質教學實習基地位于秦皇島市北二十八公里,是國家地質公園“河北秦皇島柳江國家地質公園”。該區自然地理位于燕山山脈東端、南臨華北平原和渤海灣,屬河北省秦皇島市撫寧縣石門寨鎮管轄(圖1-1)。區內外交通格外便利,大秦、京哈等鐵路在秦
4、皇島設有國家三級站,實習區與市區有水泥大路、地方鐵路相通,從實習區乘車經市區可到北戴河海濱、山海關和昌黎縣黃金海岸等旅游勝地。 實習所在的石門寨地區,為一南北向延長的低山丘陵區。北、西、東三面為陡峻的高山所包圍。高山主要由上太古界混合花崗巖和燕山期花崗巖侵入體組成,低洼的丘陵和平原由古生界和中生界地層構成;而在地質構造上則形成一個比較寬緩的向斜,故名“柳江向斜”。前者是地貌形態,后者為地質構造概念。故又通稱謂“柳江向斜盆地”。貫穿盆地的大石河,是本區最主要的水系,它流向東南,在山海關以南流入渤海。盆地內最高的山峰為老君頂,海拔493.7米。南部大石河河谷的南刁部落海拔70米左右。盆地中西部的火
5、山巖分布區是本區山高坡陡的部分,一般都在海拔200300米。 實習區氣候屬暖溫帶半潮濕季風型大陸性氣候,但受海洋影響較大。冬季長,春、夏、秋季較短。年平均氣溫11.3,最冷為一月份,月平均氣溫-29,最熱為七至八月份,月平均氣溫24.8。 本區年降水重為400l000毫米,多集中七、八月份,占年降水量的70,山洪也主要集中在這個時期內。本區工農業并重。農業主要種植玉米、小麥、高梁等,山坡多種果樹,尤以桃樹較多,盛產蜜桃。海濱地區有豐富對蝦、海蟹等水產資源。工業以采掘業為主,有煤、鋁土礦、建筑石材以及水泥原料等。其中煤礦開來歷史悠久,煤質為無煙煤,局部為劣質煤,總儲量23億噸。第2節 構造層與地
6、層分布本區地層分區屬華北-東北南部區、燕山分區的山海關小區,地層特征屬華北型。除較普遍缺失中、上奧陶統至下石炭統、三疊系、白堊系、第三系外,就華北型地層而言,該區地層出露較全(缺失中元古界的長城系、薊縣系和上元古界青白口系的下馬嶺組),化石豐富,各單位地層劃分標志清楚,地層特征具有肯定代表性。全區范圍內出露的地層主要有上元古界的青白口系、下古生界的寒武系、下奧陶統、上古生界中上石碳統、二迭系、中生界侏羅系以及新生界的第四系。地層挨次以及它們之間的接觸關系見石門寨地區地層簡表(表1-1)。 本區處于燕山沉降帶東段,山海關隆起東南緣,主要構造線方向近南北向。依據區域性角度不整合面與各地質時期的地質
7、構造基本特征,本區可劃分如下構造層: 中生界構造層 蓋層 古生界構造層 新元古界青白口系構造層基底-混合花崗巖第3節 構造變形基本特征自古生以來,本區經受了海西-印支運動和燕山運動,形成了一系列較為簡單的褶皺與斷裂構造。西部地區產生了近南北內的背斜(柳觀峪-秋子峪背斜,張趙莊-伍莊背斜)構造,其特點為西翼地層產狀較緩而東翼地層直立倒轉,被斷裂破壞;中部和東部地區則為一個開闊的不太對稱大向斜,即柳江向斜。該向斜北起城子峪,南到石龍山、南林子一線,長達20公里,東起娃娃峪西溝、張巖子,西到王莊、山羊寨一線,寬約8公里。向斜核部為中生代地層呈角度不整合掩蓋。向斜的西翼由上寒武統、下奧陶統、中-上石炭
8、統和二迭系組成,但由于受近南北向逆斷層影響,地層產狀發生直立倒轉,有的地層組段缺失。地層傾角一般在4050之間,個別地段傾角大于80。向斜的東翼由元古界青白口系長龍山組、景兒峪組、寒武系、中、下奧陶統、中-上石炭統、二迭系地層組成。地層傾角一般在1025之間,局部達30左右。由于傾角較小,所以東翼分布面積寬敞。此外,在向斜東翼可見很多脈巖,呈巖床與巖墻產出。巖床與地層產狀基本全都,而巖墻切割地層,多為北西向延長。由于在南北向褶皺區,侏羅系地層系統地不整合掩蓋在前侏羅系地層之上,確定南北向褶皺是燕山期東西向擠壓構造作用的產物。這一生疏已得到廣泛的認可。本區除南北向的褶皺構造外,還有東西向的褶皺構
9、造。東西向的褶皺消滅在實習區的南部、中部和北部的部分地區,包括義院口背斜、潮水峪東斷背斜、黑山窯向斜(潮水峪東斷背斜、黑山窯向斜是本次爭辯新命名的褶皺構造)等。依據姜耀儉等(2010)對黑山窯向斜的爭辯,發覺黑山窯向斜是由前中生界的地層組成,而晚三疊統的黑山窯組以大角度不整合在前中生界地層之上,從而確定黑山窯向斜是海西期南北向擠壓作用的產物。以此推斷,包括義院口背斜、潮水峪東斷背斜、黑山窯向斜在內的東西向褶皺構造是海西期南北向擠壓構造作用的產物。上述分析表明,實習區是海西期和燕山期構造疊加形成的疊加褶皺,其中以燕山期褶皺占主導。本區斷層較發育,以NE、NW、SN向斷層占主體,以逆斷層、走滑斷層
10、和壓扭性斷層占主體,正斷層在露頭區廣泛發育,但規模均較小。逆斷層主要在本區的西部發育,走滑斷層和壓扭斷層主要的盆地的中部發育,正斷層在各個區域都有發育??偟膩碚f,從西向東,斷層的發育程度不斷降低。走滑斷層和壓扭斷層大多以共軛的方式消滅,NE、NW走向,反映東西方向的擠壓作用。逆斷層南北走向,也反映東西向的擠壓作用。依據楊明慧的分析(2010,個人溝通),斷層對水系起重要的把握作用,水系局部段落的走向主要受斷層把握。燕山期南北向延長的褶皺、北東和北西走向的走滑斷層、以及南北延長的走滑斷層均反映出本區曾受到東西向擠壓應力,說明它們均是燕山期的,是遞進構造變形過程中的產物。表明燕山期對本區的構造變形
11、起主導作用。第4節 巖漿巖概況本區的巖石種類繁多,沉積巖主要有陸源碎屑巖和內源沉積巖兩大類。陸源碎屑巖在本區主要分布在中-上石炭統、二迭系和侏羅系內,其次分布在青白口系、寒武系及奧陶系內。中粒碎屑巖(砂巖)較粗粒碎屑巖(礫巖)發育,而細粒碎屑巖(粉砂巖)和泥質巖也有廣泛分布。區內內源沉積巖以碳酸鹽巖為主,分布在寒武系及奧陶系內。巖漿巖也有相當豐富的類型,從基性巖到酸性巖都有。從空間上觀之,深成侵入巖主要出露在在柳江向斜兩翼,東老而西新。淺成侵入巖則廣泛分布于向斜核部,而以東翼更甚。溢流、爆發形成的噴出巖主要集中在向斜核部。變質巖主要有接觸變質巖和混合花崗巖巖(因其主體在遼寧綏中一帶,亦稱綏中花
12、崗巖)。巖漿巖主要是燕山期的?;旌匣◢弾r是本區最老的巖石,據吳家弘等1981年測定巖年齡為25億年左右(鋯石全都年齡249524Ma,Pb-Pb法等時年齡245278Ma),即太古代末期或元古代早期(A2-Pt1)。本區主要見于柳江盆地東部張巖子村四周和西南雞冠山下。巖石為肉紅、灰白色,在雞冠山下多見暗色巖石的殘留體,鴿子窩可見較明顯的片麻理。綏中花崗巖形成時代尚有爭議。河北區調隊(1987)區調報告中將其歸為上太古界單塔子群白廟組(Arb)。依據同位素年齡數據(約2500Ma)及該巖體的結構構造特征,本教材暫將其歸為上太古代處理(1)。第5節 礦產概況本區的礦產以沉積礦產為主,如煤、鋁土礦、
13、玻璃原料石英砂巖,冶煉用的白云巖及建材用的和燒石灰的石灰巖。其中煤、鋁土礦、安山質凝灰巖和石灰巖,開采歷史悠久,具有肯定規模。金屬礦產僅在柳江盆地四周的接觸帶四周曾發覺鐵、銅、鉛、鋅礦點或礦化點十余處,如上平山重晶石鉛鋅礦點、杜莊矽卡巖型鐵礦點,規模不大,多無工業價值。第6節 區域構造演化簡史實習區經受了二十幾億年的地質歷史、多次的構造運動,形成了目前的構造格局。歸納起來有如下幾個階段:太古代結晶基底形成階段;新元古代裂陷槽發育階段;古生代克拉通盆地發育階段;中生代燕山期擠壓褶皺、斷裂和巖漿作用階段;以及新生代的差異隆升作用階段。太古代結晶基底形成階段 這一階段本區以發育綏中混合花崗巖為代表,
14、構成這一區域的結晶基底。結晶基底形成以后,本區長期處于隆升剝蝕狀態,直至新元古代晚期。新元古代裂陷槽發育階段 本區新元古代裂陷槽是華北克拉通燕遼裂陷槽的組成部分。燕遼裂陷槽主體部分是在中、新元古代發育,沉積長城系、薊縣系和青白口系的地層,由海相碎屑巖和碳酸鹽巖組成。而本區處在燕遼裂陷槽的東部邊緣,中元古界的長城系、薊縣系和新元古界青白口系的下馬嶺組地層缺失,青白口系長龍山組和景兒峪組海相碎屑巖直接不整合在太古界地層之上。古生代穩定地臺蓋層發育階段 這一階段華北克拉通以升降運動為主,為穩定的克拉通盆地沉積。晚奧陶世-早石炭世導致近100Ma地層缺失是這一時期最有名的上降運動(加里東運動)。下古生
15、界主體由陸表海沉積的碳酸鹽巖組成;上古主體由海陸交相互(石炭系和二疊系下部)和陸相(二疊系上部)碎屑巖地層組成。地層穩定性很強,橫向可以進行很好的對比。古生代末期的海西構造運動使本區患病南北向擠壓(圖1-2),形成東西方向的褶皺構造。但總體構造變形不猛烈,褶皺只在局部區域發育。表1-1 柳 江 盆 地 地 層 簡 表界系統組(代號)接觸關系主要巖性新生界第四系Q角度不整合沖積粘土、砂礫石及部分黃土積累。中生界侏羅系上統孫家梁組 J2s灰色酸性和中堿性火山熔巖和火山碎屑巖。中統蘭旗組 J2l角度不整合上部:黑綠色、紫紅色玄武質火山熔巖、集塊巖;中部:安山質、粗安質火山熔巖、集塊巖、火山角礫巖;下
16、部:灰綠色-黃綠色安山質流紋質集塊巖夾凝灰巖。下統北票組 J2b角度不整合上部:粉砂巖、頁巖,含煤線,底部為礫巖;下部:礫巖和含礫粗砂巖,夾少量粉砂巖、頁巖。三疊系上統黑山窯組 T3h角度不整合灰白色中粗粒長石石英雜砂巖,炭質頁巖,粉砂巖,含煤線。古生界二疊系上統石千峰組 P2sh粉砂巖、泥巖夾少量礫巖,粗粒至中細粒砂巖和雜砂巖。上石盒子組 P2s中厚層含礫粗粒長石砂巖,夾紫色細粒砂巖,粉砂巖。下統下石盒子組 P1x中粗粒長石雜砂巖。山西組 P1sh灰黑色中細粒長石雜砂巖、粉砂巖,碳質頁巖,含煤。石炭系上統太原組 C3t灰黑色粉砂巖,以含鐵質結核為特征。中統本溪組 C2b平行不整合上部:粉砂巖
17、、頁巖;下部:鐵質砂巖或褐鐵礦(山西式鐵礦)。奧陶系下統馬家溝組 O1m暗灰色白云質灰巖夾白云巖,含燧石條帶白云質灰巖,頂部少量灰巖。亮甲山組 O1l中厚層豹皮灰巖,下部夾少量碎屑巖、鈣質頁巖。冶里組 O1y上部灰色礫屑灰巖夾灰綠色頁巖;下部微晶純灰巖夾少量礫屑及蟲孔灰巖。寒武系上統鳳山組 3f黃灰色泥灰巖夾礫屑泥灰巖,黃綠色鈣質頁巖夾薄層泥質條帶灰巖。長山組 3c礫屑灰巖、粉砂巖及頁巖互層。崮山組 3g上、下部為紫色礫屑灰巖及粉砂巖,中部為灰色灰巖。中統張夏組 2z上部鮞?;規r夾泥質條帶灰巖;下部鮞?;規r夾黃綠色頁巖。徐莊組 2x黃綠色、暗紫色粉砂巖,細砂巖夾少量鮞?;規r透鏡體。下統毛莊組
18、1mo紫紅色頁巖,含白云母碎片。饅頭組 1m平行不整合磚紅色泥巖、頁巖,底部角礫巖。府君山組1f平行不整合暗灰色豹皮狀含瀝青質白云質灰巖。元古界青白口系景兒峪組 Qj角度不整合中上部粉紅色薄層泥灰巖,底部砂巖。太古界上太古界綏中花崗巖 2肉紅色混合巖化鉀長花崗巖。注: 1.本區元古界以后地層缺失O2、O3、S、D、C1、T1、T2、K及R。2.地史時期中消滅4個角度不整合,3個平行不整合,1個沉積不整合接觸關系。中生代印支期階段 三疊紀晚期發育湖盆,沉積黑山窯組地層。黑山窯組地層與上覆地層平行不整合接觸,表明本區印支期的構造活動比較安靜,沒有發生顯著的構造變形。中生代燕山期猛烈的擠壓褶皺、斷層
19、和巖漿作用階段 燕山運動在本區以東西向擠壓作用為主(圖1-2),表現為南北向的褶皺作用,南北向延長的逆沖斷層作用和北西、北東方向的共軛走滑斷層作用,巖漿活動格外猛烈,對本區的構造變形起打算性的作用。燕山期發育陸相碎屑巖和各種產狀的巖漿巖,以中性巖漿巖為主。表明具有弧后的構造背景,是由于受到太平洋板塊猛烈的推擠作用造成的。海西期 燕山期圖1-2 實習區中生代應力場演化示意圖新生代的差異隆升階段 新生代期間表現為顯著的差異隆升,柳江盆地周緣(西、北和東部山區)表現為猛烈的隆升作用,而盆地中部地區的隆升作用則相對偏弱,構造上表現為正斷層的普遍發育,但規模都比較小。新生代的隆升作用使“河流回春”(兼有
20、山區河流和曲流河的一些特征),多級河流階地,在山頂山殘留古夷平面等。其次章 地質實習路線路線1 實習區踏勘一、教學路線:石門寨鎮北161.1高地及采石場 (基地向南過大石河橋,過加油站,進“長城玻璃纖維廠”院內后上山)二、教學任務:1、了解實習區地貌概況(介紹柳江盆地的基本地貌特征)2、了解實習區區域地質概況(結合構造層剖面,介紹區域構造演化歷史)3、復習羅盤的使用(量面狀產狀,打方位)4、把握地形圖的使用(介紹各種地形在地形圖上的特征,讓同學們把握),并把握定點的兩種方法-微地貌法和后方交會法(選擇定兩個點進行定點)5、生疏灰巖、燧石結核,巖床和巖墻6、初步學會地質觀看點的描述與記錄(介紹野
21、簿的記錄方法)。路線2 張巖子-東部落Ar-Pt3地層觀測一、教學路線:張巖子村-東部落 (基地乘車經石嶺-小劉莊-黃土營到張巖子村北)二、教學任務:1、了解太古界和新元古界地層、巖性特征和古地理概況(結合吉老師的詞進行介紹)2、了解地層的劃分原則、建立本區Ar-Pt3地層層序。3、系統了解和把握Ar-Pt3各組巖性特征、分層標志特征。4、觀測描述Ar-Pt3不整合,Ar混合花崗巖、長龍山組砂巖及其沉積構造5、做1:5000 Ar-Pt3信手剖面。三、教學進程支配No-1 張巖子村北Ar-Pt3c接觸關系遠景觀測點(0.5h)No-2 張巖子村西Ar-Pt3c不整合、巖性及沉積構造觀測點(村西
22、陡壁下),開頭作信手剖面(1.3h)No-3 張巖子西山東坡Pt3c下段和上段接觸關系觀測點,以紫紅色粉砂巖作為下段的頂(20min)No-4 張巖子西山西坡Pt3c-Pt3j接觸關系遠景觀測點,以消滅夾紫紅色頁巖的泥灰巖作為Pt3j底部的標志(楊樹林東北路上)(20min)No-5 東部落東山南坡Pt3j-1f不整合觀測點,以消滅豹皮灰巖作為1f的標志,并觀看1f的差異溶蝕作用(旁邊有廢石碓)(0.5h)路線3東部落-潮水峪寒武系地層觀測一、教學路線:東部落村西-潮水峪 (基地乘車經石嶺-小劉莊-黃土營到東部落村西)二、教學任務:1、了解寒武系地層、巖性特征、化石分布和古地理概況2、建立本區
23、寒武系地層層序。3、系統了解和把握寒武系各組巖性特征、分層標志特征。4、化石觀看和描述5、1:5000 Ar-Pt3做信手剖面。三、教學進程支配No-1 斷層三角面觀看,介紹寒武系剖面層序,及沉積環境(東部落村西楊樹林西)30minNo-2 1m和2x分界點(村西陡壁下),1m為灰紫色泥巖,2x為黃綠色泥巖(鬧野溝溝口上山約30米),開頭作信手剖面 (20min)No-3 2x和2z分界點,以消滅2z的鮞?;規r為標志,2z組上段有豐富的疊層石(在山梁路上,需要進行描述(30min)No-4 2z和3g分界點,以消滅3g的竹葉灰巖為標志(山頂橫路松樹旁)(30min)No-5 3g和3c分界點,
24、以消滅3c的疊層石灰巖為標志(在巖石上有標志A),3g以紫色為主,3c以灰色為主(20min)No-6 3c和3f分界點,以消滅3f的薄餅狀灰巖為標志(前一點向西30米,在主山梁上)(20min)No-7 3f和O1y分界點,以消滅O1y的泥紋層灰巖為標志(在山頂四周,已開頭下山處,有陡坎)(20min)四、路線地質狀況介紹(寒武系剖面描述) 該剖面起于東部落村西鬧野溝溝口,經大砬子嘴下,止于潮水峪北西后山坡上。 上寒武統(3) 鳳山組(3f)鳳山組始建于唐山市趙各莊鳳山。巖性為黃灰色泥灰巖夾礫屑泥灰巖、黃綠色鈣質頁巖及薄層狀泥質條帶灰巖。本區鳳山組剖面位于揣在北288高地東坡出露較好,整合覆
25、于長山組之上。30.薄層泥質灰巖,產雜索克蟲未定種。 29.薄層泥質灰巖夾生物碎屑灰巖,產畢氏方頭蟲。 1.8米 28.薄層泥質灰巖。 3.0米 27.灰色泥質條帶灰巖夾礫屑灰巖。 5.5米 26.紫色頁巖夾藻灰巖,灰巖中產柱狀疊層石。 2.8米 25.紫色礫屑灰巖夾灰巖,產發狀濟南蟲、球狀褶盾蟲、山西褶盾蟲。 3.0米 24.黃色泥質薄層灰巖。 23.黃綠色頁巖,底部有一層紫色頁巖。 8.5米 22.灰色礫屑灰巖夾黃綠色頁巖,礫屑灰巖中產發狀濟南蟲。 2.4米 長山組(3c) 總厚18.0米 始建于唐山市長山溝。主要巖性為紫色碎屑灰巖、粉砂巖與頁巖互層,夾藻灰巖。地層厚度很小,與崮山組為整合
26、接觸。21.紫色粉砂質葉巖,礫屑灰巖,底部具半米厚藻灰巖,其中產柱狀疊層石,礫屑灰巖中產莊氏蟲未定種。 10.2米 20.紫色粉砂質頁巖。 7.3米 19.灰色厚層藻灰巖,產柱狀疊層石。 0.5米 崮山組(3g) 總厚28.6米 1907年由維里土建組于山東崮山唐王寨。主要分布于柳江盆地之內側,出露整齊、完整。巖性可分為三部分:上、下部均以紫色碎屑灰巖及紫色粉砂巖為主,中部為灰色灰巖(包括泥質條帶狀灰巖、鮞?;規r及藻灰巖等)。18.紫色粉砂質頁巖夾礫屑灰巖透鏡體,產帕氏蝴蝶蟲。 11.6米17.灰色厚層藻灰巖,產柱狀疊層石,產帕氏蝴蝶蟲。 1.8米16.綠色含云母頁巖夾深灰色泥質條帶狀灰巖。
27、0.9米15.深灰色中層泥質條帶狀灰巖。 3.0米14.灰色厚層鮞狀灰巖夾生物碎屑灰巖,產帕氏蝴蝶蟲。 7.3米13.灰色厚層含生物碎屑灰巖。 3.4米12.紫色礫屑灰巖,上部具少量黃綠色頁巖。 0.6米 中寒武統(2) 張夏組(2z) 總厚26.6米 維里士等(1907年)建組于山東張夏并命為張夏灰巖,后由盧衍豪等(1953年)更名為張夏組。張夏組是寒武系在區內分布最廣的地層之一。揣莊北288高地以東山脊上的剖面可作為該組標準剖面。巖性可分上下兩部分:下部為細?;規r夾黃綠色頁巖;上部以鮞?;規r為主,夾藻灰巖、泥質條帶灰巖。與下伏徐莊組為整合接觸關系。11.灰白色厚層藻灰巖,產柱狀疊層石。 3
28、.6米10.深灰色中薄層灰巖。 1.7米9.深灰色厚層鮞狀灰巖,頂部產帕氏德氏蟲。 8.7米8深灰色厚層鮞狀灰巖夾黃綠色頁巖,產溝頰早未定種,太子蟲未定種。 22.6米徐莊組(2x) 總厚143.8米始建于山東張夏鎮徐莊村。徐莊組分布較廣泛。以東部落西山出露較全,化石亦較豐富,可作為本區的標準剖面。巖性以黃綠色含白云母粉砂巖、夾暗紫色粉砂巖、細砂巖和少量鮞?;規r透鏡(扁豆)體為特征。徐莊組與毛莊組為整合接觸。7.灰綠色頁巖夾少量簡狀灰巖。 13.0米6.灰綠色含云母頁巖,產原附節蟲未定種。 43.9米5.紫色、灰綠色含云母粉砂質頁巖夾灰巖透鏡體。 5.8米4.紫色、黃綠色含云母粉砂質頁巖夾灰綠
29、色頁巖。 56.6米3.紫色含云母粉砂質頁巖。 9.2米2.灰褐色含海綠石粉砂質頁巖夾生物碎屑灰巖,灰巖中產孫氏盾殼蟲未定種。15.0米 下寒武統(1m) 毛莊組(1m) 始建于山東張夏鎮毛莊村。沙河寨西一帶出露也較好,化石較豐富,可視作本區標準剖面。巖性以紫紅色頁巖為主,頁巖中含少量白云母片,其顏色要暗于饅頭組的磚紅色,呈現為豬肝色,但要比上覆徐莊組的暗紫色則新穎一些。l.紫紅色頁巖。路線4 石門寨西門-瓦家山C-P地層、巖石路線一、教學路線:石門寨西門-瓦家山村(基地乘車到石門寨鎮“華聯超市”右拐,到“米面糧油”左拐,過石門寨西門)二、教學任務1.初步生疏石炭二疊系各組地層巖石組合、巖性特
30、征與分層標志。2.觀看描述碎屑巖的主要巖石類型。3.作1:4000的信手地層剖面三、教學進程支配 No-1 小型正斷層觀看點,位于石門寨西門外約80米廢棄采坑。該斷層規模小、斷層標志明顯。可以其為實例進行現場教學。(斷層的概念、幾何要素等)提示:爭辯斷層的內容主要是確定斷層的存在;推斷斷層的性質;確定斷層形成的相對時期;分析斷層的力學成因等,受觀看范圍的限制和同學現有把握學問的程度,應把前2個內容作為觀看爭辯的重點。圖1-3 石門寨西門正斷層素描圖在該點為黃綠色頁巖為標志層。斷層旁側張裂面內具有方解石晶體垂直張裂面生長,進一步佐證該斷層為一正斷層(圖1-3)。No-2下奧陶統馬家溝組(O1m)
31、與下奧陶亮甲山組(O1l)之間接觸關系觀看點,以消滅馬家溝組(O1m)燧石條帶為標志。位于西門向西200米山坡路邊的采石坑內。開頭作信手剖面。No-3中石炭統本溪組(C2b )與下奧陶統馬家溝組(O1m)之間平行不整合接觸關系和本溪組底部的“G層鋁土礦” 觀看點,位于養雞廠四周的舊采坑。連續作信手剖面。觀測點背景學問介紹1、鋁土礦賦存于本溪組、太原組、山西組和下石盒子組,共計8層。在本區以G層和山西組頂部的B層為最好,可供工業開采利用地段主要在半壁店和快活嶺一帶。本次所觀看的舊采坑位置即為G層粘土礦的層位,在其四周現在也可以找到殘留的礦石。礦石呈鉛灰色豆狀或鮞狀構造,比重較大,用手搓后有滑膩感
32、。2、自中石炭世開頭,本區的沉積環境(沉積相)已由原來的海相過渡到海陸交相互,到二迭紀完全進入陸相。沉積相的變化可通過巖石的沉積特征、生物特征等綜合判別和劃分。留意在本溪組和太原組中的砂頁巖中采集植物化石;在泥灰巖透鏡體中留意查找海相化石,前人曾在泥灰巖中發覺的海相化石有:筵、珊瑚、腕足類和雙殼類。3、本溪組由趙亞曾等在1926年命名于遼寧省本溪新洞溝一帶。在實習區小王山剖面可作為本區標準剖面。下部為鐵質砂巖或褐鐵礦(山西式鐵礦),上部為細砂巖、紋層狀泥質粉砂巖-粉砂質泥巖及頁巖,夾35層灰巖泥灰巖透鏡體,含G層鋁土礦,厚82m。本組平行不整合于馬家溝組之上。粉砂巖及頁巖中含植物化石:帶科達、
33、櫛羊齒未定種、近大脈羊齒、深裂齒葉,楔葉未定種、輪葉未定種等。 No-4 上石炭統太原組(C3t )與中石炭統本溪組(C2b )分界點,位于四萬臺西南約100米的小路北側,太原組底層巖屑長石砂巖形成球狀風化,分析其緣由。連續作信手剖面。 觀測點背景學問介紹1、 野外如何鑒別膠結物的成分。硅質膠結:膠結堅硬,小刀難以刻劃。鈣質膠結:加稀鹽酸起泡,但白云質膠結物不起泡,或只有粉末起泡。泥質膠結;膠結松軟,小刀可刻劃。鐵質膠結:巖石呈紅色,硬度、比重均較大。海綠石膠結:綠色、風化后有褐色斑痕。2、 煤礦所在的層位。 柳江盆地為一含煤盆地,主要含煤巖系為上石炭統的太原組及下二迭統的山西組和下侏羅統的北
34、票組煤系地層。石炭、二迭系共含煤6層。由上而下編號,其中煤l煤4屬二迭系,煤5、6為石炭系。煤5、煤3層位穩定,沿途觀看所見的采煤坑開采的就是太原組的煤5和山西組的煤3。煤層在地表常以煤線出露,這是一種標志,指示深部可能有較好的煤層產出。3、 太原組、山西組的巖性特征。 太原組建組于山西太原西山四周(李?;舴?,1883),由太原系(泛指華北含煤巖系以下地層)演化而來。由兩個沉積韻律組成:下韻律底部為青灰色含鐵質細粒長石巖屑砂巖,風化后成黃褐色,具大型球狀風化。向上過渡為青灰色頁巖夾D層粘土或泥灰巖透鏡體。上韻律底部為薄層細粒長石巖屑砂巖,具小型球狀風化。向上為青灰色夾泥灰巖透鏡體。厚51m。
35、山西組由維里士等(1907年)創名于太原西山,劉鴻允(195年)更名為山西組。巖性由灰色、灰黑色中細粒長石巖屑砂巖、粉砂巖、炭質頁巖及粘土巖構成兩個沉積韻律。第一個韻律含煤層,其次個韻律的頂部含鋁土礦(相當B層鋁土礦)。厚近62m。 No-5山西組(P1s)和上石炭統太原組(C3t )分界點,以消滅山西組的煤系地層為標志。連續作信手剖面。No-6下石盒子組(P1x)和山西組(P1s)分界點,位于175高地北東300米小路拐彎處。觀看描述含礫粗粒巖屑長石砂巖。連續作信手剖面??梢岳m頁。觀測點背景學問介紹 下石盒子組創名于太原西山,由那琳命名的“石盒子系”演化而來。巖性主要為灰色中粒長石巖屑雜砂巖
36、、細粒巖屑雜砂巖、泥質粉砂巖、粘土質粉砂巖構成三個沉積韻律。二、三韻律頂部分別是A2和A3層粘土。厚115m,整合于山西組之上,屬湖泊相沉積環境。粉砂巖中產植物化石:帶科達、多脈帶羊齒、中蘆木未定種等。 上石盒子組組名來源同上,為“石盒子系”上部。上石盒子組分布較局限,發育較好的剖面在快活嶺。厚72m,整合于下石盒子組之上。巖性為灰白色中厚層含礫粗粒長石凈砂巖夾紫色細粒砂巖及粉砂巖,由l2個沉積韻律構成。第一個韻律底部是在A1層粘土之上的灰白色含礫粗礫長石凈砂巖,具大型斜層理。 石千峰組由那琳1922年創建于太原西山石千峰,原稱“石千峰系”。巖性是一套河流相紫色巖層,包括含礫砂巖和礫巖粗粒至中
37、細粒凈砂巖和雜砂巖、粉砂巖和泥巖。石千峰組的底部是紫紅色含礫粗粒巖屑長石雜砂巖。厚150m,與下伏上石盒子組為整合接觸?!皟羯皫r”和“雜砂巖”的區分主要是通過放大鏡或顯微鏡認真觀看巖石的膠結類型。前者呈顆粒膠結,后者為基質膠結。No-7上石盒子組(P2s)和下石盒子組(P1x)分界點,以下石盒子組(P1x)紫紅色泥巖結束后,消滅上石盒子組(P2s)的粗砂巖為特征。No-8石千峰組(P1x)和上石盒子組(P2s)分界點,以消滅石千峰組(P1x)紫色含礫砂巖為特征,石千峰組(P1x)以紫色為特征,分界點位于瓦家山村東500米的松樹林。并介紹下侏羅統北票組與上二迭統石千峰組角度不整合接觸關系及北票組
38、的底礫巖,但有莊稼的關系,無法現場觀看,結合小黑板圖示介紹,以后將在黑山窯村西進行觀看。北票組可與楊志堅(195O年)命名的華北地區下花園組(J1x)對比。為侏羅系底部地層,層序完整,分布較廣泛,黑山窯后村至大嶺一帶可作為北票組之標準剖面,分上、下兩段。下段以礫巖及含礫粗砂巖為主,夾少量粉砂巖和頁巖,厚278m。分界標志為北票組的底礫巖;上段以粉砂巖、黑色炭質頁巖為主,含煤線,厚215m,底部具大礫巖,與下段分界明顯。依據巖性和生物化石特征分析,北票組屬湖泊、河流及沼澤相沉積環境,水體來源于西北方向。角度不整合無論在平面和剖面上,都表現為不整合面上下兩套地層產狀不同,并且其間有地層缺失。上覆地
39、層底面的地質界線(不整合線)切割下伏不同時代老地層的地質界線,不整合面上具有風化殼,且常具有底礫巖。路線5-6 石門寨西門-瓦家山O-C-P地層剖面實測一、教學路線:石門寨西門-瓦家山村(路線5和路線6的分界點各組可以有差異,以實測進程為準;實測開頭前一天進行實測剖面方法介紹,并進行練習)二、教學任務1把握晚下奧陶統和晚古生代地層層序。2沿剖面按精度要求分層,具體觀看并描述各單層的巖性特征并正確命名,留意查找化石。3依據巖性組合特征,化石及地層接觸關系,劃分地層單位。4在重要地質界線上定地質點。5作信手剖面圖(1:2000)與實測地層剖面。6采集一套地層巖石標本。三、教學進程支配以馬家溝組和亮
40、甲山組分界點向東50-30米開頭測量(不同組起點相隔5米左右) 路線7 亮甲山奧陶系地層剖面實測一、教學路線:亮甲山(詳見路線1)二、教學任務1把握晚下奧陶統地層層序。2沿剖面按精度要求分層,具體觀看并描述各單層的巖性特征并正確命名。3依據巖性組合特征,化石及地層接觸關系,劃分地層單位。4作信手剖面圖(1:2000)與實測地層剖面5采集一套地層巖石標本。三、教學進程支配從山腳下開頭測量(不同組起點相隔5米左右) 四、路線地質狀況介紹(奧陶系剖面描述) 上覆地層: 14.中石炭統本溪組:黃褐色鐵質細砂巖,底部具砂巖 平行不整合接觸 馬家溝組(O1m) 總厚115米 孫云鑄等(1920年)始建于唐
41、山市開平馬家溝。本區馬家溝組是1983年在亮甲山一帶亮甲山組上部發覺并劃分出來的。主要巖性為暗灰色白云質灰巖夾少量白云巖和含燧石結核的豹皮狀白云質灰巖,與下伏亮甲山組為整合接觸關系。13.黃灰色薄層細晶白云巖 5.0米12.黃灰色中薄層細晶白云巖 29.0米11.灰色中厚層含燧石結核細晶白云質灰巖 29.0米10.黃灰色厚層細晶白云巖夾黃灰色細晶豹皮狀白云質灰巖,含頭足類化石:長尾氏臨城角石;腹足類:蛇卷螺未定種。 38.0米9.黃灰色白云質灰巖夾淺灰白色細晶白云質灰巖,具明顯微層理,局部含燧石結核和礫屑。含頭足類:鏈角石;腹足類:馬氏螺未定種,蛇卷螺未定種等。亮甲山組(O1l) 總厚118米
42、亮甲山組的層型剖面及命名地點位于本區石門寨北亮甲山。以中、厚層豹皮狀灰巖為主,下部夾有少量礫屑灰巖和鈣質頁巖,整合于冶里組之上。8.灰色中厚層豹皮狀灰巖,含頭足類化石:扁豆滿洲角石,房角石未定種;海綿類:古缽海綿未定種,腹足類,蛇卷螺未定種。 39米7.灰色豹皮狀灰巖夾少量礫屑微晶灰巖、含頭足類化石、滿洲角石。 58米6.灰色細晶豹皮狀灰巖及少量黃綠色鈣質頁巖,含頭足類化石:馬底幼河北角石;腹足類:蛇卷螺未定種等。 21米冶里組(O1y) 總厚37米 孫云鑄(1920年)建組于唐山市開平冶里村。本組主要分布在區內東部,揣莊以北288高地以西的剖面可作為冶里組的標準剖面。下部巖性為灰色微晶質純灰
43、巖夾少量礫屑及蟲孔狀灰巖;上部為灰色礫屑灰巖夾黃綠色頁巖,厚126m左右,與寒武系鳳山組整合接觸。5.灰色礫屑灰巖夾黃綠色頁巖,含筆石:太子河無羽筆石;三葉蟲:小櫛蟲未定種等。 12米4.灰色礫屑灰巖、灰色薄層泥質條帶灰巖與黃綠色頁巖三層。含筆石:無羽筆石未定種;三葉蟲:小櫛蟲未定種等 17米3.灰色礫屑灰巖和深灰色薄層泥質條帶灰巖夾黃綠色頁巖。 8米2.灰黑色輝綠巖巖床。路線8 黑山窯“柳江疊加褶皺”和T-J1地層觀測路線一、教學路線:黑山窯-黑山窯后村西溝 (基地乘車向南進“黑山窯前村”向西約1km開頭)二、教學任務1.了解和把握黑山窯組、下花園組層序,及黑山窯組和侏羅系的不整合2.描述和
44、分析黑山窯組和下伏地層的角度不整合3.了解和生疏“柳江疊加褶皺”4. 作信手地層剖面三、教學進程支配 No-1 石千峰組地層產狀觀測點(黑山窯前村溝口邊),石千峰組砂礫巖地層直立,測量產狀,作示意圖,并分析其對應的構造(東西向的褶皺構造,與南北向擠壓作用有關)。(0.5h)開頭作信手地層構造剖面No-2 黑山窯組與下伏石千峰組地層不整合接觸關系觀測點(黑山窯前村溝口邊),石千峰組砂礫巖地層近于直立,黑山窯組地層平緩,作不整合示意圖,并分析東西向褶皺的形成時期。其對應的構造(東西向的褶皺構造,與南北向擠壓作用有關)。連續作信手地層構造剖面,(1h)No-3 黑山窯組與上覆下花園組地層不整合關系觀
45、測點,描述、測量并圖示不整合接觸關系,并連續作信手剖面(1h)路線9 雞冠山構造(含沉積構造)觀測路線一、教學路線:雞冠山主山梁 (基地乘車進“八嶺溝村”(對面為“蔣家洼村”入口)后約1.5km到雞冠山腳下房子旁開頭上山)二、教學任務1.學會野外識別和描述各類斷層,同沉積斷層;2.進一步學習描述Ar-Pt3不整合3.學會描述波痕,生疏海綠石4.生疏湯河地塹三、教學進程支配No-1 Ar-Pt3c不整合和斷層觀看點,并查找海綠石,作不整合和斷層示意圖(兩條斷層都要作)通過不整合面的重復消滅(不整合和巖層的“頂牛”現象,識別并確定斷層的存在),并在旁側查找到一小型斷層,通過牽引現象、斷層帶內透鏡狀
46、巖石的排列等確定斷層的活動方式(在介紹結構面力學性質的基礎上,給同學們介紹“上張下壓”的斷層活動方向判別法則,并讓同學們把握為止),并對上述兩條斷層之間的關系進行分析。No-2 Pt3c海相砂巖波痕觀測點。No-1向北30米。觀看、測量和描述波痕的相關參數(對稱性、波幅、波長及其變化等),并了解不同成因類型波痕的差異。No-3 湯河地塹觀測點。No-2向北200米。通過大平臺山頂、湯河河谷階地及雞冠山上的長龍山組地層的觀看,識別確定湯河地塹,并作湯河地塹示意圖。No-4同沉積斷層和壘塹組合觀測點。雞冠山北坡,No-3向西南300米。描述并分析消滅壘塹結構和同沉積斷層的意義(期間有伸展斷陷作用)
47、,并作示意圖(或素描圖)路線10 吳莊褶皺-斷層構造觀測路線一、教學路線:吳莊埡口到花場峪 (基地乘車經“上莊坨水泥廠”南側向西,經“小旁水村”、“大旁水村”到吳莊埡口,再到花場峪(對面有烽火臺)二、教學任務1.進一步練習野外斷層的識別2.生疏了解“九龍壁”褶皺和斷層之間的相互關系(斷層相關褶皺)3.了解巖體侵入與褶皺構造之間的關系4.生疏韌性褶皺變形及褶皺相關斷層,并確定造成韌性的緣由三、教學進程支配No-1 斷層觀看點(埡口向南20米),通過兩側地層對比確定地層的缺失、斷層角礫巖、檫痕等確定斷層的存在,作斷層示意圖(30min)。No-2 “九龍壁”簡單褶皺、斷層和巖漿侵入觀看點(埡口東壁
48、、西壁北壁)。在東壁帶著同學進行斷層、褶皺的識別,測量褶皺樞紐產狀,并分析其相互關系,作示意圖(40min);西壁讓同學自己觀看分析、測量和作圖,必要時作一些提示(30min)。過埡口后路西進一步進行描述。并提示分析在不同方向剖面褶皺和斷層的表現形式存在的差異。介紹吳莊背斜的宏觀特征,并結合前面的觀測,分析其成因(分析與柳江向斜之間的關系,及其形成時期,40min)。No-3 斷層相關褶皺觀看點(楊樹林向上30米采石坑內),帶同學識別褶皺和斷層,并讓同學測量樞紐,并與前面測量的樞紐進行對比(30min)。No-4 韌性褶皺和褶皺相關斷層觀看點(五彩池旁),帶同學識別褶皺和褶皺相關斷層,介紹韌性
49、變形和脆性變形的概念,分析造成韌性的緣由(40min)。路線11 義院口褶皺構造和火山巖觀測路線一、教學路線:教軍場隧道-義院口 (基地乘車沿秦青大路向北到教軍場鐵路隧道-沿鐵路到義院口村南北山埡口)二、教學任務1.學習和把握火山巖的識別與描述2.把握巖脈的各種產狀,并測量節理產狀和分析其成因。3.識別義院口背斜,并作信手構造剖面4.了解褶皺和地貌之間的關系三、教學進程支配 No-1 火山巖巖性和斷層觀看點(老鷹窩隧道口南20米路北),觀看描述火山巖,并介紹巖漿巖的分類和描述的要點(二氧化硅含量和產出狀態兩個方面來介紹),并描述斷層,包括斷層面產狀測量,斷層性質的確定等(1h)。No-2 巖脈
50、侵入及其節理觀看點(老鷹窩隧道口向北40米鐵路路北),觀看描述巖脈與安山凝灰巖的侵入接觸關系,測量巖脈的產狀和節理的產狀,分析節理的成因。(30min)。No-3 義院口背斜觀看點,通過地層對稱重復(南翼從南到北依次是下石河子組砂巖、山西組砂巖和煤系地層,地層南傾,北翼對稱重復)識別義院口背斜,讓大家爭辯義院口背斜的成因,并提出“柳江疊加褶皺”的概念。并觀測背斜核部地層的波狀起伏特征,以及背斜成谷的現象,爭辯構造和地貌之間的關系。(1.1h)。No-4 廢長城頂宏觀區域地質觀看點,義院口村沿廢長城爬到山頂,進一步觀看實習區的地形地貌,并進一步了解區域地質(1.1h)。路線12 潮水峪-砂鍋店斷
51、層、巖脈侵入期次、巖墻、巖溶作用觀測路線一、教學路線:潮水峪-砂鍋店東山梁 (基地乘車向南約1km煤場南側去潮水峪村)二、教學任務1.學習和把握利用交切關系來分析構造期次的方法2.描述和分析潮水峪斷層3.了解和生疏巖溶作用特征及其把握因素4.描述分析巖墻的成因三、教學進程支配 No-1 潮水峪斷層觀看點(潮水峪村北三叉路口大核桃樹下),斷層東盤為鳳山組的泥質條帶灰巖,西盤為冶里組的泥紋層灰巖,斷面上有方解石脈充填,有傾向檫痕,有巖墻侵入,描述斷層,包括斷層面產狀測量,斷層性質的確定等(1h)。No-2 潮水峪巖脈穿插關系觀看點(No-1向北20米溝底),識別和分析巖脈及其穿插關系,并確定構造形成期次,并作示意圖(1h)。No-3 砂鍋店東山梁巖墻觀看點(潮水峪村向砂鍋店方向行進1.5km后到砂鍋店東山梁),分析巖墻的成因(與斷層的關系)(0.5h
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