1、野外實習經(jīng)過課堂上的學習我們對于工程地質(zhì)有了一定的認識與了解，為了更好的認識地質(zhì)現(xiàn)象，加深對其了解，在十月十三日我們在老師的帶領下進行了地質(zhì)野外的實習。實習地點是天津薊縣國家地質(zhì)公園，上午在中上元古界地質(zhì)自然保護區(qū)，下午在府君山公園進行學習。天津薊縣國家地質(zhì)公園位于天津市北部薊縣山區(qū)，屬燕山山脈中段南翼，居京（北）、津（天）、唐（山）三市腹心地帶，素有京、津、唐“金三角”之稱.保護區(qū)的地貌類型主要有中山、低山、丘陵、寬谷、盆地和坎谷等構成。中、低山主要分布在長城沿線及其以北地區(qū)的石英巖分布區(qū)，山高、坡陡，氣勢磅礴。是我國惟一記錄有中上元古界地球演化地質(zhì)歷史的國家地質(zhì)公園。其范圍北起九山頂，南至

2、府君山；東至八仙山，西至盤山，分為7個景區(qū): 1、中上元古界地質(zhì)自然保護區(qū)；2、八仙山石英巖峰林峽谷景區(qū)；3、盤山花崗巖地貌景區(qū)；4、九龍山碳酸鹽巖峰叢景區(qū)；5、黃崖關斷崖地貌景區(qū)；6、九山頂石英砂巖峰林景區(qū)；7、府君山地質(zhì)構造遺跡景區(qū)。中上元古界剖面展布在山巒重疊的燕山南脈，以巖層齊全、出露連續(xù)、保存完好、質(zhì)地清楚、構造簡單、變質(zhì)極淺和古生物化石豐富聞名于世，并被確定為中國中上元古界的標準剖面。剖面地層總厚度達9197米，記載著距今18.5億年至8億年間的地質(zhì)演化史，在巖層中，有生命早期階段的宏觀藻類植物，并在距今1412億年的巖層中，發(fā)現(xiàn)了世界罕見的微生物群，大大提前了此種微生物的出現(xiàn)年代

3、，具有重要的科學價值。它記錄著距今18.5億年至8億年間的地質(zhì)演化史，貯存著反映當時的古地理、古生物、古氣候、古構造、古地磁等大量自然信息和各種金屬非金屬礦產(chǎn)資源，被譽為“世之瑰寶”。 在中上元古界地質(zhì)自然保護區(qū)，我們由山上一路走下山來觀察各地層的巖石。首先看到典型的瘤狀構造，瘤狀構造即是巖層中出現(xiàn)如瘤的團塊，半球形，糖餅狀形態(tài)的透鏡狀巖石。其物質(zhì)成分與上下巖層略有區(qū)別。以含瀝青質(zhì)，泥質(zhì)為主要的白云巖，是由于沉積時水的力及靜壓力等因素改變而成在高于莊組中上部出現(xiàn)較多。之后看到的是大紅峪組與高于莊組界線，大紅峪組以發(fā)育碎屑巖為特色。主要由石英巖狀砂巖、長石石英砂巖和白云巖組成，中部為富鉀粗面巖、

4、火山碎屑巖。自下而上可分二段，一段為灰白色石英巖狀砂巖和長石石英砂巖，夾翠綠色富鉀頁巖，上部為富鉀粗面巖粗玄巖的熔巖和火山碎屑巖；二段為含燧石白云巖。底部以紫紅色頁巖夾砂巖為標志與下伏團山子組整合接觸；頂界則以遭受侵蝕的錐疊層石白云巖頂面為界。石英巖狀砂巖具交錯層理和波痕，白云巖含疊層石和燧石條帶。總408m。含疊層石等；微古植物等。薊縣大紅峪組火山巖中鋯石U-Pb下交點年齡(1487+28-32)Ma;北京平谷該組下部富鉀粗面巖Rb-Sr全巖等時線年齡為(1495±41)Ma(陸松年等，1989)。其古地磁極性為負極性,古磁極位置-8.1 N,79 (張惠民等,1991)。該組區(qū)域

5、分布僅局限于燕遼地區(qū)，其厚度和巖性均顯示多變的特點，與下伏團山子組呈整合接觸,局部可見假整合關系;在河北灤縣以東和遼西的錦西、興城、北鎮(zhèn)等地則直接超覆在常州溝組和太古界之上。薊縣中上元古界地層劃分表 上覆地層：下寒武統(tǒng)滄浪輔階，府君山組 下伏地層：太界古遷西群角內(nèi)斜長片麻巖等變質(zhì)雜巖 青白口系（厚371米）井兒峪組，砂礫巖，海綠石砂巖，頁巖，灰?guī)r。厚203米8.5億年下馬嶺組，頁片狀粉砂巖。厚163米10.5億年薊縣系（厚4509米）鐵嶺組，砂頁巖，白云巖，迭層石灰?guī)r。厚333米洪水莊組，頁巖和粉砂質(zhì)頁巖。厚131米 迷霧山組，燧石白云巖，瀝青白云巖。厚3389米 

6、;楊莊組，紅色，白色含粉砂泥質(zhì)徽晶白云巖。厚707米14億年長城系（厚4257米）高于莊組，白云巖，白云質(zhì)灰?guī)r，燧石白云巖，含錳白云巖。厚1583米大紅峪組，石英巖，砂巖，火山巖，燧巖白云巖。厚408米 團山子組，含泥砂的鐵質(zhì)白云巖，細砂巖，頁巖。厚518米 串嶺溝組，粉砂質(zhì)頁巖，頁巖。厚889米 常州溝組，礫巖，砂巖，石英巖。厚854米18億年 高于莊組屬中元古代長城系頂部，分布于中國冀北一帶，最初命名地點在河北薊縣高于莊，故名。淺海相碳酸鹽沉積。主要為灰色、黑色白云巖，含燧石團塊或條帶，底部燧石條帶尤多，且呈網(wǎng)狀。本組特點：下部含疊層石豐富，中部普遍

7、含錳較高，上部含各種形狀的結核，頂部多含鈣質(zhì)和瀝青質(zhì)。厚4051963米。重要的疊層石分子有：錐疊層石及微古生物霧迷山粗面球形藻。在冀北一帶， 下部常夾有含錳頁巖（菱錳礦）。本組與下伏大虹峪組有沉積間斷。主由碳酸鹽巖組成(占95%)。下部疊層石發(fā)育；中部含錳；上部頗多形態(tài)各異的硅質(zhì)和白云質(zhì)結核，頂部灰質(zhì)和瀝青質(zhì)成分增多。底部以灰白色含礫長石石英砂巖與下伏大紅峪組呈假整合接觸。共分四段，一段：底部為灰白色砂巖(厚3m)，其上為燧石白云巖、泥質(zhì)白云巖，夾白云質(zhì)砂巖和白云質(zhì)粉砂巖，條帶狀和結核狀燧石發(fā)育,具交錯層，層面可見沖刷構造,厚347m;二段：下部為含錳白云巖和含錳粉砂質(zhì)白云巖,上部為微晶白云

8、質(zhì)灰?guī)r，具顯微平直層理,厚320m;三段：泥質(zhì)白云巖和灰質(zhì)白云巖,層理平直，呈板層厚層狀互層,上部多皮殼和豆狀結核,厚658m;四段：底部瀝青角礫白云巖,下部中厚層粗粒白云質(zhì)灰?guī)r,上部厚層含燧石粗粒白云質(zhì)灰?guī)r,白云巖中含陸屑和盆屑，層理波狀起伏，多同心園狀結核和連生結核,厚271m。總厚1596m。此外，燧石巖富含藍藻化石;桑樹鞍產(chǎn)宏觀藻類化石。高于莊組二段古地磁極性為負極性;四段亦為負極性。該組在燕遼地區(qū)廣為分布，其厚度和巖性均較穩(wěn)定。在燕山地區(qū)，該組與下伏大紅峪組呈整合或假整合接觸；在燕山西段則直接超覆于團山子組之上。接著接下來我們看到了錳方硼石礦，薊縣錳方硼石礦床發(fā)現(xiàn)于1971年,是世界

9、上第一個獨立形成礦體的錳方硼石礦床。錳方硼石為白色、淺黃色,是一種稀有礦物。礦床賦存于高于莊組桑樹鞍亞組中,在薊縣該礦帶東西延長30 km,向北西及南東分別延至平谷及遵化。現(xiàn)已勘探完畢的東水廠礦區(qū),從經(jīng)濟意義上講,它是最大的錳方硼石礦床。文中在以往研究的基礎上對該礦床特征及礦物物理化學性質(zhì)作進一步的研究。然后看到的是高于莊組官地亞組與桑樹庵亞組分界，官地亞組頂部為深灰色含猛燧石條帶白云巖夾含猛白云質(zhì)粉砂質(zhì)頁巖，桑樹庵亞組底部為深灰色含錳粉砂質(zhì)頁巖和薄層粉砂質(zhì)白云巖。二者之間為整合過度關系。接著看到是塊莖狀高于莊層疊石以及藻席和藻屑，層疊石是由單細胞的藍藻捕獲水中的沉積物，膠結，聚集成一種碳酸鹽

10、沉積結構。塊莖狀高于莊層疊石由塊莖狀或少數(shù)粗短的次圓柱體組成，柱體間通常為碎屑白云巖所充填。基本層呈平緩到凸起較高的穹形、帶狀。地質(zhì)年齡約15億年。藻席和藻屑，在碳酸鹽巖地層中常見能反映生物有機物的藻架結構，或藻席結構。它們通常由亮、暗紋交替層置而成，如早期（準同生）被硅化。有時還可保存藻絲體化石。它們通常成紋層狀碳酸鹽巖，有時則形成典型的層疊石。這種藻架結構的沉積物若遭沖刷而再沉積，則成藻屑。之后可以看到一些重要的地質(zhì)現(xiàn)象：波痕，泥裂。還有巖漿巖的典型構造：氣孔構造和杏仁構造。波痕它的地質(zhì)年齡為16億年。是由風、水流、波浪交互作用于沉積物表面而形成的。氣孔構造是由于巖漿迅速減壓冷凝時，氣體析

11、出，再黏稠的巖漿中形成氣泡。泥裂（如右圖），是未固結的沉積物露出水面時，受到暴曬而干涸，并發(fā)生收縮和裂開，形成的裂縫。泥裂的裂片多為多角形，裂縫上寬下窄。大致與層面垂直，其中常充填有上覆沉積物的成分。泥裂多見干湖或海洋的濱海地帶或者河漫灘沉積環(huán)境中。氣孔構造（如右圖），當熔巖噴出時,由于壓力降低,氣體從熔巖中逸出而形成各種大小和數(shù)量不同的圓形或橢圓形氣孔,個別呈管狀氣孔。以浮巖和火山渣的氣孔構造最為發(fā)育。在玄武巖中經(jīng)常見到。某些次火山巖、超淺成侵入巖也偶見氣孔構造。杏仁構造（如右圖），具有氣孔構造的巖石，其氣孔以后被礦物質(zhì)（如方解石、石英、玉髓等）所充填形成的一種形似杏仁狀的構造。杏仁構造與氣

12、孔構造多分布于熔巖的表層，因此可根據(jù)多層的此類構造判斷火山噴發(fā)的次數(shù)。接著看到巖漿巖和沉積巖的過渡火山角礫巖。火山角礫巖屬于沉積巖。火山爆發(fā)時隨著深部巖漿的噴出，由于通道附近圍巖碎片的加入，加上噴發(fā)強度及深度諸多因素影響，可出現(xiàn)火山熔巖，火山角礫巖，火山凝灰?guī)r等。其為由直徑大于4毫米之火山巖片所成，所含之熔巖碎片遠較凝灰?guī)r者為多，但玻璃細片及整石較少。有些角礫巖有多量之火山巖渣，礫塊多具棱角，直徑約十至三十厘米居多，堆積情形不顯層次，皆由火山物質(zhì)膠結，一部分集塊巖之膠結緊密，礫塊與膠結物之間無明顯之界限，此當由於其堆積之時尚未脫融狀態(tài)。礫塊之安山巖種類有普通輝石、紫蘇輝石，及角閃石等多種，慣稱

13、為安山巖質(zhì)集塊巖。大紅峪組火山角礫巖十分發(fā)育，分布范圍廣，角礫成分主要為白云巖，燧石，玄武巖等。角礫大者稱為火山集塊巖。接著我們可以看到明顯的斷層，指巖層發(fā)生的錯段，巖體在構造應力作用下發(fā)生破裂，沿破裂面兩側的巖體發(fā)生顯著的位移或失去連續(xù)性和完整性而形成的一種構造形跡。斷層幾乎在地殼上處處都有，特別是在山脈強烈變形的巖石中。我們看到的斷層兩層堅硬的石英砂巖沿著溝被錯開，它位于斷層面上盤。接著我們來到大紅峪組與團山子組的分界。此兩個地層單元界線為整合過度關系，以大紅峪組底部厚度較大的石英巖狀砂巖為界線，其下為團山子組頂部夾薄層砂巖的含粉砂白云巖。團山子組系高振西等原稱的“串嶺溝頁巖”上部的碳酸鹽

14、巖系。1957年地質(zhì)部221隊在河北省龐家堡鐵礦區(qū)命名為“龐家堡灰?guī)r”。1960年河北省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測量大隊在薊縣團山子村一帶的相當層位也見到相似的碳酸鹽巖地層，遂建議改稱團山子組，1964年被薊縣震旦系現(xiàn)場學術討論會接受，沿用至今。團山子組的巖石組合以含鐵白云巖、粉砂質(zhì)微晶白云巖為主，其次為灰黃色砂巖和少量綠色粉砂質(zhì)頁巖,可分三段:一段以深灰色鐵白云巖及粉砂質(zhì)菱鐵礦白云巖為主;二段上部為深灰色中巨厚層白云巖、含砂微晶白云巖，時見交錯層、波痕,下部為灰黃色鈣質(zhì)細砂巖或粉砂巖和深灰色泥砂質(zhì)白云巖薄層互層，鈣質(zhì)粉砂巖底面常見沖刷模，有時見泥裂和巖鹽假晶;三段紫色板層狀砂質(zhì)微晶白云巖，夾灰黃色砂巖

15、和綠色粉砂質(zhì)頁巖，層面可見干裂、波痕和巖鹽假晶。總厚479m。與下伏串嶺溝組呈整合接觸。一段含多細胞宏觀藻類;二段含疊層石及微古植物;三段含疊層石。其上部白云巖時線年齡值為1778Ma(鐘富道,1977)。團山子組沉積期古地磁極性為負極性。從巖石地層學角度來看，團山子組與下伏的串嶺溝組是一個過渡型的界線。在薊縣剖面，串嶺溝組頂部開始出現(xiàn)深灰色簿層泥質(zhì)泥晶白云巖夾層，向上白云巖夾層增多，逐漸過渡到深灰色薄層和中厚層互層的含鐵泥晶白云巖夾黑色粉砂質(zhì)頁巖，即為團山子組。在薊縣團山子村西的剖面上，串嶺溝組頂部地層略有斷缺，分界線劃在一條順層產(chǎn)出的閃長玢巖巖床處。在離薊縣剖面最近的興隆縣茅山鎮(zhèn)西灣（薊縣

16、剖面西北方向15Km）觀察到了兩組的過渡關系。西灣剖面串嶺溝組二段上部和三段較薊縣剖面砂的含量顯著增加，存在一定相變，此處串嶺溝組頂部還出現(xiàn)了凸鏡狀砂巖， 之上迅速過渡到團山子組含鐵泥質(zhì)泥晶白云巖。因此， 兩組的界線就定在凸鏡狀砂巖處。團山子組屬海灣瀉湖相，是以深灰色含鐵白云石泥質(zhì)和硅質(zhì)微晶白云巖為主的碳酸鹽巖沉積。上部夾少量石英砂巖，與上覆大紅峪組。最后我們看到格魯納疊層石，為一種層柱狀疊層石，其柱體部分多由硅泥質(zhì)組成，常彼此間密集共生。柱體橫斷面多為次圓形到橢圓形。基本層薄而干緩的穹形，向上有不同程度的凸起變化。地質(zhì)年齡約為16.8億年。下午我們來到府君山公園，我們徒步

17、爬山欣賞著地層運動所形成的景象，尤其是飛來峰，深深的震撼著我們。府君山組屬與早寒武世地層。巖性穩(wěn)定，見于中國冀北及冀西北尚義平泉深斷裂以南的山區(qū)。主要為厚至巨厚層豹。底部普遍有砂礫巖或角礫巖層，平行不整合或超覆于青白口系各組之上，一般厚數(shù)十米。在爬山過程中首先看到的是薊縣運動所形成的景象。薊縣運動是晚前寒武紀的一次地殼上升運動。是根據(jù)下寒武統(tǒng)礫狀灰?guī)r（府君山組）與新元古界青白口系景兒峪組千枚巖之間的平行不整合確定的。僅局部有微角度不整合，此后在遼寧省朝陽、河南省嵩山（少林運動）、河北省承德、北京市延慶均發(fā)現(xiàn)與此相當?shù)倪\動。接著看到的是逆掩斷層形成的景象。斷層面平緩彎曲，上部霧迷山組燧石條帶狀白

18、云崗（12億年）逆掩于府君山組角礫狀巖（5.6億年）之上。斷層是巖層或巖體中的一個或一組破裂面，沿破裂面兩側的巖層或巖體發(fā)生有顯著的位移。斷層的位移量有小有大，小者僅幾厘米，大者可達數(shù)公里乃至數(shù)十公里。斷層是巖塊間的一種不連續(xù)面，巖塊在平行與不連續(xù)面的方向上發(fā)生相對位移。正斷層是相對與下盤而言，上盤沿斷層向下方運動的斷層。一般認為多數(shù)正斷層是在重力作用和水平張力作用下形成的，故又稱為“重力斷層”。正斷層斷層面的傾角一般為45°90°。逆掩斷層是大規(guī)模的、以公里計的、斷層面傾角小于25°的逆斷層。還看到了巖石兩億年的跨越，井兒峪組疊層狀泥晶灰?guī)r（8億年）與府君山組角礫狀灰?guī)r（5.6億年）之間，有一套紫紅色黃白色相間含礫砂頁巖，它是古風化殼面上的沉積物，中間缺失2.4億年的地層。最后我們看到了飛來峰地貌。斷層為薊縣逆掩斷層，斷