资源描述
秦皇岛石门寨综合地质实习报告
目录
第一章 绪言………………………………………………………1
第二章 地层………………………………………………………4
第三章 岩石………………………………………………………11
第四章 构造………………………………………………………15
第五章 地质发展史………………………………………………20
第六章 结束语……………………………………………………23
第一章 绪言
一、实习地区概况
本次实习地点为河北省秦皇岛市抚宁县石门寨镇上庄坨村地质实习基地周边地区。
秦皇岛地区位于河北省东北部,地里坐标为119°30′E—119°50′E,39°50′N—40°10′N,包括三区四县,三区为海港区、北戴河区和山海关区,四县为吕黎县、抚宁县、芦龙县和青龙县,总面积约7812.4平方公里。实习基地位于秦皇岛市北二十八公里,地理纬度119°34′45″E—119°36′50″E,40°7′45″N—40°9′50″N,是国家地质公园——“河北秦皇岛柳江国家地质公园”。该区自然地理位于燕山山脉东端、南临华北平原北端的滨海冲积平原和渤海湾,属河北省秦皇岛市抚宁县石门寨镇管辖。
区内交通十分方便,大秦、京哈等铁路在秦皇岛设有国家三级站,实习区与市区有水泥公路、地方铁路相通,从实习区乘车经市区可到北戴河海滨、山海关和昌黎县黄金海岸等旅游胜地。
实习所在的石门寨地区,为一南北向眼神的低山丘陵区。北、西、东三面为陡峻的高山所包围。高山主要由上太古界混合花岗岩和燕山期花岗岩侵入体组成,低洼的丘陵和平原由古生界和中生界地层构成;而在地质构造上则形成一个比较宽缓的向斜,故名“柳江向斜”。前者是地貌形态,后者为地质构造概念。故又通称谓“柳江向斜盆地”。贯通盆地的大石河,是本区最主要的水系,它流向东南,在山海关以南流入渤海。盆地内最高的山峰为老君顶,海拔493.7米。南部大石河河谷的南刁部落海拔70米左右。盆地中西部的火山岩分步区是本区山高坡陡的部分,一般都在海拔200—300米。总的地貌特征表现为西北高,东南低。
实习区地处中纬度地带,为温带半湿润季风区,属于温带半湿润大陆性季风气候。主要特征是四季分明,阳光充足,水热紫苑丰富。春季多日照,气温回升快,降水少,相对湿度低,空气干燥,蒸发快,风速较大;夏季多阴雨,空气潮湿,气温高但少闷热;秋季时间短,降温快,秋高气爽;冬季长,寒冷干燥多晴天。年温差较大,年降水量多寡变化显著。
本区工农业并重。工业以秦皇岛为中心,有造船、机械、建材、煤炭、纺织、食品加工等,山海关桥梁工厂,秦皇岛耀华玻璃厂在全国享有盛名。农业主要是北方干旱作物,以水稻、玉米、小麦、高粱、谷子、红薯等为主。山区盛产水果和药材。沿海产鱼、虾、蟹等,是我国北方主要的水产基地之一。
二、地质实习概况
本次实习时间为2011年7月27日至2011年8月16日,共计21天,目的是为了巩固近两年所学习的地质基础知识,将自己所学的知识用于实践中,熟悉并掌握野外地质工作的基本技能和方法,具体如下:
1. 矿物和岩石的肉眼鉴定与描述;
2. 地层划分对比及时代的确定;
3. 岩石和化石标本的采集与编录;
4. 实测地层剖面的工作方法;
5. 描绘野外地层露头的信手剖面的方法;
6. 基本地质构造现象的识别、描述以及成因的初步分析;
7. 填图单位的划分和地质界线的填绘等。
本次实习由的老师带队,全班共分为六组,我们一组成员分别为:本实习报告共附图5张,其中实测地层剖面图2张,综合地层柱状剖面图1张,实际材料图1张,综合地质实习填图1张。
第二章 地层
本次实习地区属于华北克拉通板块,地层分区属华北—东北南部区、燕山分区的山海关小区,地层特征属华北型。我们所观察到的最古老的最古老的地层为太古界。新太古界末期发生大规模岩浆侵入,形成花岗岩。本地区普遍缺失中、上奥陶统至下石炭统、三叠系、白垩系、第三系。寒武纪至奥陶纪中期为海相地层,晚石炭世至二叠纪开始出现海陆交互沉积、陆相沉积。具体情况如下:
一、 上太古界 Ar2
上太古界绥中花岗岩分布于张岩子村附近及鸡冠山等地,岩性为肉红色混合岩化花岗岩,可作为良好的油气储层,与上覆青白口系长龙山组为角度不整合接触关系。
二、 元古界青白口系
1.长龙山组 Qbc
分布于张崖子至东部落及鸡冠山等地。由两套沙泥旋回构成,岩性主要为黄灰色粗粒石英砂岩,可见鱼骨状交错层理,楔状交错层理,属于典型海相沉积,与下伏绥中花岗岩角度不整合接触。层厚约1米。
2.景儿峪组 Qbj
整体分布于实习区内东部地区,岩性由粗到细,底部为砂岩中上部为紫红色泥页岩向灰岩过渡,构成一个完整的韵律。具有海侵沉积特征,与下伏长龙山组整合接触。该组分界标志为底部黄褐色中细粒铁质石英砂岩,含海绿石。属滨海至浅海相。层厚约为28米。
三、 古生界 Pz
寒武系 Є
1.府君山组 Є1f
分布于东部落北部,是寒武系最下部地层,岩性主要为暗灰色豹皮状含沥青质白云质灰岩。属浅海沉积相。与下伏景儿峪组为平行不整合接触,分层标志不明显。层厚约146米。
2.馒头组 Є1m
分布于东部落河流附近,由于岩体侵入、构造破坏和风化剥蚀,零星出露。岩性为鲜红色泥页岩。无可靠的化石依据。属干旱条件下的滨海沼泽相或潮坪瀉湖相。与下伏的府君山组为平行不整合接触关系。层厚约71米。
3.毛庄组 Є1mo
主要分布在沙河寨西一带。岩性以紫红、暗红色页岩为主,含少量白云母,颜色比馒头组稍暗,但比上覆徐庄组的暗紫色要新鲜。属瀉湖相沉积。与下伏馒头组为整合接触关系,但分界模糊,因此可与馒头组并称馒毛组。层厚约112米。
4.徐庄组 Є2x
徐庄组分布范围广泛,以东部落西山出露较全,岩性为黄绿色、暗紫色粉砂岩、细砂岩夹少量鲕粒灰岩透镜体。未能发现本该出现的三叶虫化石。属浅海相沉积。与下伏毛庄组为整合接触关系,该组以黄绿色粉砂岩与暗紫色粉砂岩互层的出现为分组标志。层厚约101米。
5.张夏组 Є2z
张夏组是寒武系在区内分布最广的地层之一,岩性可分为上下两部分:下部为细粒灰岩加黄绿色页岩,上部以鲕粒灰岩为主,夹泥质条带灰岩。其中鲕粒灰岩表面可见大量叠层石,岩层顶部可见圆环形叠层石,说明形成时的水动力强,水体动荡,属浅海高能环境沉积,但是依然没能找到本该出现的三叶虫化石。与下伏徐庄组为整合接触关系。层厚约为130米。
6.崮山组 Є3g
主要分布在柳江盆地内侧,出露整齐、完整。岩性为上下两层紫色碎屑灰岩及紫色粉砂岩中间夹灰色带红色氧化圈的竹叶状灰岩。竹叶状灰岩的出现表明该处曾处于浅水高能的海洋环境。与下伏张夏组为平行不整合接触。分组标志为紫红色突出,发育竹叶状灰岩。层厚约102米。
7.长山组 Є3c
分布于潮水峪附近等地,主要岩性为紫色砾屑灰岩、粉砂岩及页岩互层。属浅海相沉积。地层角度很小,与下伏崮山组为整合接触关系。分组以组内底部紫色生物碎屑灰岩的出现为标志。层厚约18米。
8.凤山组 Є3f
分布于潮水峪南,出露较好。岩性为黄灰色泥灰岩夹砾屑泥灰岩,黄绿色钙质页岩夹薄层泥质条带灰岩,由于泥质成分较多,因此风化严重,形成黄土。属浅海相沉积。与下伏长山组为整合接触关系。层厚约92米。
奥陶系 O
1.冶里组 O1y
主要分布在区内东部,亮甲山、砂锅店等地有部分出露。岩性主要分为两部分:下部为纯灰岩夹少量砾屑及虫孔灰岩,上部为灰色砾屑灰岩夹灰绿色页岩。属浅海相较深水环境沉积。与下伏凤山组呈整合接触关系。分组标志为瘤状灰岩。层厚约126米。
2.亮甲山组 O1l
主要分布于亮甲山、潮水峪等地。岩性下部为少量砾屑灰岩,上部为中厚层豹皮状灰岩,可见一些燧石结核,是烧制石灰和水泥的主要原料。见到腹足类蛇卷螺未定种化石。与下伏冶里组整合接触。其分层标志为中厚层豹皮灰岩。属浅海相沉积。层厚约为118米。
3.马家沟组 O1m
分布于石门寨西门西。岩性为暗灰色白云质灰岩,含燧石条带,顶部为少量灰岩。属于浅海较深水环境沉积。与下伏亮甲山组为整合接触关系,可与亮甲山组合称亮马组。分层以出现燧石条带为标志。层厚约111米。
石炭系 C
1.本溪组 C2b
本组岩层主要分布在石门寨、瓦家山一线。岩性分为两部分:下部为铁质砂岩,有糖块状、鸡窝状构造,是陆相沉积;上部为湖泊沼泽相的粉砂岩、页岩,其中页岩中含有透镜状泥灰岩,表明当时海水尚未完全退去。本组共有两个上述砂—泥旋回,含有铁矿、铝土矿,平行不整合覆盖于马家沟组之上。海陆交覆,泥沙变化频繁是本溪组岩层的特征。分组标志为红褐色铁质砂岩。层厚约82米。
2.太原组 C3t
分布于石门寨西门西,百印台附近。岩性分为两部分:下部为黄褐色粉砂岩,被褐铁矿浸染,具球形风化特征;上部为青灰色泥页岩,或泥灰岩透镜体。本组共见两个上述旋回,与下伏本溪组整合接触。属海陆交互相沉积。分组标志为明显的球形风化。层厚约51米。
二叠系 P
1.山西组 P1sh
本组是二叠系最底部地层,主要分布在石门寨至瓦家山一带以及黑山窑等地。岩性以灰黑色中细粒长石砂岩、粉砂岩、炭质泥岩为主,含煤矿,是重要的煤系地层,属滨海沼泽相沉积。与下伏太原组为整合接触关系。层厚约62米。
2.下石盒子组 P1x
分布于石门寨以西、黑山窑等地。岩性原本应该主要是灰色中粒长石岩屑杂砂岩、细粒岩屑杂砂岩、泥质粉砂岩、粘土质粉砂岩构成三个沉积韵律,但我们由于实习路线设计和时间不足等原因只看到土黄色中粗粒长石杂砂岩。本组为大陆湖泊沼泽相沉积。与下伏山西组整合接触。层厚约115米。
3.上石盒子组 P2s
黑山窑、欢喜岭至瓦家山一带以及大石河西侧都有出露。岩性为中厚层土黄色含砾粗粒长石砂岩,夹紫色细粒砂岩、粉砂岩,砾石磨圆好,分选差,粒序变化快而明显,并发现大型楔状交错层理,为陆相河床滞留沉积。与下伏下石盒子组整合接触。分组标志为下石盒子组紫红色泥岩结束,出现上石盒子组粗砂岩。层厚约72米。
4.石千峰组 P2sh
主要分布在欢喜岭至黑山窑一带。岩性为紫色粉砂岩、泥岩夹少量砾岩、粗粒至中细粒砂岩和杂砂岩。属干旱条件下的陆相沉积。石千峰组以出现紫色含砾砂岩为分组标志。与下伏上石盒子组整合接触。层厚约150米。
四、中生界 Mz
三叠系 T
黑山窑组 T3h
该组为三叠系在区内唯一留存并有良好出露的地层,主要分布在黑山窑村西。岩性灰白色中粗粒长石石英杂砂岩、炭质页岩、粉砂岩,含煤线。是湖泊相沉积,生煤的应为湖泊滨岸沼泽沉积。与下伏的石千峰组为角度不整合接触关系。层厚约162米。
侏罗系 J
1.北票组 J2b
部分出露于黑山窑村西,分布广泛。岩性:下部为砾岩和含砾粗砂岩,夹少量粉砂岩、页岩,上部为粉砂岩、页岩,含煤线,底部为砾岩,其中砾石分选差,磨圆较好,直径多为3至10厘米。根据岩性以及含煤线这一特征分析,可能属于冲积扇或山区辫状河、湖泊、沼泽沉积环境。与下伏黑山窑组为角度不整合接触关系。以出现砾石压覆于煤线之上为分层标志,层厚约493米。
2.兰旗组 J2l
主要分布在柳江盆地向斜核部地区,径南北向展布,在上庄坨等地出露较好。根据岩性可分为三部分:下部稍偏酸性,为灰绿色、黄绿色安山质流纹质集块岩夹凝灰岩;中部以中性为主,为安山质、粗安质火山熔岩、集块岩、火山角砾岩;上部以中基性为主,为黑绿色、紫红色玄武质火山熔岩、集块岩。与下伏北票组角度不整合。层厚超过1000米。
3.孙家梁组 J3s
分布较局限,仅在区内东南有出露。岩性主要为灰色酸性和中碱性火山熔岩和火山碎屑岩。实习时所见甚少。与下伏兰旗组为角度不整合接触关系。层厚超过350米。
五、新生界 Kz
第四系 Q
石门寨地区新生界仅发现第四系零星出现,主要为冲积粘土、砂砾石及部分黄土堆积,其中在河流冲积剖面观察到典型的河流二元结构。我们在山羊寨还发现了大量新生界动物化石。与下伏孙家梁组为角度不整合接触关系。层厚未知。
第三章 岩石
本区三大岩类都有出露,其中沉积岩出露最多,覆盖面最广,其次为岩浆岩,变质岩相对最少,且分布也很局限。上一章已经详细介绍过本区的沉积岩类,因此本章主要描述本区的岩浆岩和变质岩。
由岩浆冷凝固结后形成的岩石称为岩浆岩,通常分为侵入岩和喷出岩两大类。侵入岩指岩浆在地下不同深度冷凝固结形成的岩石;喷出岩是指岩浆及其它岩石等沿火山隧道喷出地表形成的岩石。组成岩浆岩的矿物主要有石英、正长石、黑云母、角闪石、橄榄石等。本区岩浆岩类型丰富,从基性到酸性的都有。与区域上有成因联系的岩浆活动有四个岩浆旋回,即海西-印支流纹岩喷发旋灰,燕山运动第一期安山岩喷出-闪长岩,花岗岩侵入旋回,燕山运动第二期流纹岩,石英斑岩喷出-花岗岩侵入旋回和燕山运动第三期花岗岩长岩花岗岩,正长斑岩侵入旋回。
一、 岩浆岩
深成侵入岩
本区深成侵入岩分布在柳江向斜西侧和东南角,东老而西新。西侧板厂峪等地属响山岩体边缘相。东南角的燕塞湖一带属后石湖岩体的一部分。
响山岩体:
1.地质简介:响山花岗岩体分布在本区响山一带,岩浆从北西向南东侵入,东南侧内倾角45度左右,侵入府君山组,北票组中。围岩蚀变主要为大理岩化,其次是断续分布的矽卡岩化。
2.岩石特征:中心相为中粗粒花岗岩,呈灰白色,主要矿物有钾长石(60%-65%)、斜长石(微量)、石英(35%);边缘相为中细粒斑状花岗岩,呈肉红色。
后石湖岩体:
1.地质简介:后石湖岩体主要分布在山海关北,呈岩株状侵入中晚侏罗中心式火山口中,面积约45平方千米。该岩体与本区上侏罗统孙家梁组等岩层呈侵入接触,因此可断定形成时代应在晚侏罗统形成之后,属燕山期侵入的。与区域上的白垩纪岩浆活动三个阶段的第二阶段相吻合。属燕山运动第三期侵入的岩体。
2.岩石特征:主体岩性为似斑状花岗岩,组成矿物有:正长石、石英、云母、角闪石及绿色不透明矿物,其中正长石含量约65%。肉红色,似斑状结构斑晶为长石,半径10毫米左右,块状构造,是酸性深成侵入岩。
斜长角闪岩:主要分布于张岩子村、鸡冠山等地,为灰色、黄灰色,角闪石含量大于斜长石,中基性,是太古界混合岩化花岗岩的变质原岩。
浅成侵入岩
本区浅成侵入体广泛分布于向斜核部,而以东翼更甚。主要呈岩床、岩墙产出。岩性从基性到酸性均有。现选择其中主要岩体进行描述。
1.辉绿玢岩或辉绿岩
辉绿岩呈岩墙、岩床、岩脉分布于潮水峪、亮甲山、鸡冠山等地。侵入于中生代沉积岩中。一般为灰黑色、灰绿色或黑色,矿物成分主要是基性斜长石和辉石。斑状或似斑状结构,辉石结晶较好的成为斑晶,基质为隐晶质或细晶,是基性侵入岩,有的可见流线构造。
2.闪长玢岩
呈岩枝,岩株,岩脉产出,主要分布在东部落南部、潮水峪、板厂峪等地,新鲜面呈灰白色,风化面多为灰黄色,斑状结构,有角闪石斑晶和斜长石斑晶,基质为闪长岩的成分,可见析离体定向排列,属中酸性超浅成侵入岩。潮水峪处闪长玢岩沿走向侵入上寒武统至下奥陶统地层中,形成时间应晚于辉绿岩。
3.二长玢岩
主要分布于燕塞湖一带,呈岩墙、岩脉产出。正长石含量较高,肉红色深,斜长石结晶较好,是闪长岩向正长岩过渡的种属,斑状结构,斑晶为斜长石类。块状构造,是中性侵入岩
4.花岗斑岩
本区花岗斑岩主要分布在砂锅店东山等地,呈岩墙,岩株产出。风化面红褐色,新鲜面灰黄色,斑状结构,斑晶为肉红色钾长石和部分石英,基质为隐晶质,长英质含量高。块状构造,是酸性侵入岩。
喷出岩
溢流、爆发形成的喷出岩主要集中在向斜核部,分布较广,厚度较大,共分为两期:中侏罗系以安山岩为主,晚侏罗系以流纹岩为主,具体如下:
1.安山岩
分布于柳江向斜核部的中侏罗统地层中,在老鹰窝等地有较好的露头,其类型丰富,大多数是斑状结构。颜色以灰绿色为主,少数为暗紫红色。成分有长石、辉石、黑云母、角闪石等。 属中性喷出岩。一般都呈块状构造,少数有气孔构造和杏仁构造。
2.流纹岩
局部分布于柳江向斜的北部和东南边缘。是一种灰色或灰红色斑状结构的岩石,矿物成分有石英、长石、以及一些暗色矿物。斑晶主要是一些结晶较好的石英和长石,有流纹构造。属酸性喷出岩。
二、变质岩
在地球内力作用下引起的物理化学条件的变化,从而使地壳中已形成的岩石在基本保持固态状态下,原岩组分、矿物组合、结构、构造等方面发生转化的作用,称为变质作用,本区变质作用按其作用方式分为接触变质作用,区域变质作用和区域性混合岩化作用。
本区的变质岩以柳江盆地东部张岩子村附近和西南鸡冠山下的绥中混合岩化花岗岩为主,该岩体是本区最古老的岩石,距今约25亿年,岩石为肉红色、灰白色,由区域性混合岩化作用形成,在鸡冠山下多见暗红色岩石的残留体,鸽子窝可见较明显的片麻理。
其他变质作用如五彩池边响山花岗岩与下寒武统毛庄组和中寒武统徐庄组、张夏组的页岩,泥灰岩和灰岩接触带上建有不同程度的热变质作用,其所形成的浅变质岩类不具代表性,因此不多作赘述。
第四章 构造
本次实习地区褶皱、断层、节理较多,因此研究该区的多种构造现象是本次实习的一个重要环节。
石门寨地区在大地构造位置上属燕山沉降带的山海关隆起东南缘。区内主构造方向近南北。自古生代以来,本区经历了加里东运动,海西运动,印支运动和燕山运动,形成一系列近南北向延伸的褶皱与断裂构造。
下面对观察到的各种褶皱、断层、节理进行逐一描述。
一、褶皱
实习地区西部是近南北向的背斜构造,其特点为西翼地层产状较缓而东翼地层直立倒转,被断裂破坏;中部和东部地区则为一个开阔的不太对称的大向斜,即柳江向斜。此外,区域内还有东西向的褶皱构造,出现在实习区的南部、中部和北部的部分地区,如义院口背斜等,据资料推测,它们是海西期南北向挤压构造作用的产物。因此,实习区是海西期和燕山期构造叠加形成的叠加褶皱,其中以燕山期褶皱为主。下面具体介绍实习时所观察的主要褶皱构造。
1.柳江向斜
本区中部和东部地区是一个开阔的不太对称大向斜,即柳江向斜。该向斜北起城子峪 ,南至石龙山,南林子一线,长达20公里,东起娃娃峪西沟,张崖子,西到王庄,山羊寨一线,宽约8公里。向斜核部为中生代地层呈角度不整合覆盖。向斜的西翼由上寒武统、下奥陶统、中-上石炭统和二叠系组成,但由于受近南北向逆断层影响,地层产状发生直立倒转,有的地层组缺失。地层倾角一般在40°—50°之间,个别地段倾角大于80°。向斜的东翼由元古界青白口系长龙山组、景儿峪组、寒武系、下-中奥陶统、中-上石炭统、二叠系地层组成。地层倾角一般在10°—25°之间,局部达30°左右。由于倾角较小,所以东翼分布面积广阔。此外,在向斜东翼可见许多脉岩,呈岩床与岩墙产出。岩床与地层产状基本一致,而岩墙切割地层,多为北西向延伸。由于在南北向褶皱区,侏罗系地层系统地不整合覆盖在前侏罗系地层之上,确定南北向褶皱是燕山期东西向挤压构造作用的产物。
2.义院口背斜
义院口背斜分布在义院口公路旁侧,核部为本溪组地层,两翼依次出露太原组、山西组。北翼岩层产状为360°∠45°,南翼岩层产状为192°∠25°,轴面产状约为174°∠80°。向斜向东延伸,核部是闪长斑岩类,但遭到风化剥蚀成为垭口,即所谓背斜成谷。
3.吴庄背斜
吴庄背斜主要分布于吴庄、花场峪一带,呈近南北向延伸,背斜核部出露徐庄组页岩,两翼出露张夏组鲕粒灰岩和长山组、凤山组泥质条带状灰岩。该背斜北端被花场峪-王庄断裂切割,南端被吴庄-车厂断裂切割,在花场峪以北,背斜向北倾没。该背斜是受强烈挤压的一系列复杂的褶皱和断层,并在一些地方形成了独特“九龙壁”景观。我们所到的垭口是背斜受风化剥蚀所形成的小山谷。在吴庄垭口附近我们还观察到虚脱现象、核部增厚的平卧向斜和小型断层伴生褶皱等。
二、断层
本次实习地区的断层主要与褶皱相关,比较发育,其中北东、北西、南北向断层占主体。以逆断层、走滑断层和压扭性断层占主体,正断层在露头区广泛发育,但规模均较小。逆断层主要在本区的西部发育,走滑断层和压扭性断层主要的盆地的中部发育,正断层在各个区域都有发育。总的来说,从西向东,断层的发育程度不断降低。走滑断层和压扭性断层大多以共轭的方式出现,北东、北西走向,反映东西方向的挤压作用。逆断层南北走向,也反映东西向的挤压。
1.石门寨西门正断层
位于石门寨西门外约80米废弃采坑。该断层规模小,断层标志明显。其上盘产状310°∠18°相对下降,下盘产状142°∠80°相对上升,是典型的正断层。该断层岩性为灰白色砾屑灰岩与褐色泥灰岩互层,为奥陶统上部岩层。断层产生于奥陶统以后。
2.鸡冠山小型正断层
位于鸡冠山山腰处。该断层规模小,特征明显,判别依据多。其断面产状228°∠45°,岩层产状250°∠4°,断裂带约30厘米。断裂带有透镜状构造角砾,长轴指示对盘运动方向,即上盘下降,下盘上升。断面处有拖拽现象,也显示该断层为正断层。
3.鸡冠山-汤河地堑
位于鸡冠山和太平台山之间的汤河河谷中,由几条近南北向的正断层组合而成。两侧上部都是石英砂岩,下部都是绥中花岗岩;中间的石英砂岩下降。断层面倾角大,河谷东侧断层面向西倾,西侧断层西向东倾,汤河河谷就是沿地堑构造中心部位发育的。鸡冠山地区存在正断层、正断层牵引构造、同沉积断层及鸡冠山地堑。
4.吴庄垭口逆断层
位于吴庄垭口向南20米处。该断层规模比较大,看不到断层面,但我们在观察点附近找到鲕粒灰岩、竹叶状灰岩等不同岩层中的岩石胶结形成的大块断层角砾岩,该断层角砾岩证实了此处的大型断层。从地层的重复与缺失情况上来对比,我们看到徐庄组岩层逆冲到张夏组之上,应为大型逆冲断层。整体来看,该断层位于柳江盆地西北角,应为受响山花岗岩侵入时所产生的向东的力的作用而形成。
5.潮水峪村北沟底走滑断层
位于潮水峪村北的沟渠底部。经分析,该走滑断层形成过程比较复杂,共分为四个阶段:第一个阶段辉绿岩岩脉侵入;第二个阶段左行走滑断层产生,右右行雁列节理伴生;第三个阶段闪长玢岩岩脉侵入;第四个阶段右行走滑断层形成。
6.潮水峪逆断层
位于潮水峪村北三岔路口大核桃树下。该断层东盘为凤山组的泥质条带灰岩,产状260°∠25°,也是断层的上盘;西盘为冶里组的泥纹层灰岩,也是断层的下盘。断层面产状120°∠80°,有方解石脉充填、倾向擦痕、岩墙侵入和正阶步。阶步表明,该断层同时也是个右行走滑断层。
三、节理
柳江盆地地区复杂的构造运动,各种褶皱断层的叠加以及频繁的岩浆活动,使节理现象极为普遍。
1.柱状节理
柱状节理为几组不同方向的节理将岩石切割成多边形柱状体,柱体垂直于火山岩的基底面。
在板厂峪景区,可见大规模柱状节理。岩性为浅灰绿色,具斑状结构,斑晶2毫米左右,多为长石、石英或云母,推断为安山岩与闪长玢岩过渡类型。广泛发育两组接近正交节理。该区柱状节理规模较大沿一条峡谷分布,形似竹简,因而这条峡谷被人成为“石简峡”。
2.张节理
张节理是有张应力产生的破裂面,其产状不稳定,延伸不远,节理面粗糙,无擦痕,多开口,一般被矿脉充填。
本区张节理比较发育,常伴生与各种断层与褶皱构造。如石门寨西门正断层观察点处伴生的张节理,被方解石结晶所充填。又如潮水峪断层观察点处伴生的张节理,它被方解石脉所充填。
3雁列节理
雁列节理是一组呈雁行斜列式的节理,这类节理常被充填形成雁列脉。
潮水峪村北沟渠底部走滑断层伴生有明显的右行雁列节理,它被方解石脉所充填,具体伴生时间应为此处走滑断层形成的第二个阶段——左行走滑断层形成阶段,受到一个走向约220°的力的作用而形成。
第五章 地质发展史
本次实习地区属于华北克拉通的代表性区域,经历了二十几亿年的地质历史,曾经发生过五台运动,吕梁运动,蓟县运动,太康运动,海西-印支运动,燕山运动以及喜马拉雅运动,形成了目前的构造格局。归纳起来分为如下几个阶段:
一、太古代结晶基底形成阶段
这一阶段本区以发育绥中混合花岗岩为代表,构成这一区域的结晶基底。结晶基底形成后,本区基本长期处于隆升剥蚀状态,直至新元古代晚期,期间陆续经历了五台运动和吕梁运功。
二、新元古代裂陷槽发育阶段
本区新元古代裂陷槽是华北克拉通燕辽裂陷槽的组成部分。燕辽裂陷槽主体部分在中、新元古代发育,沉积长城系、蓟县系和青白口系的地层,由海相碎屑岩和碳酸岩组成。而本区处于燕辽裂陷槽的东部边缘,中元古界的长城系、蓟县系和新元古界青白口系的下马岭组地层缺失,青白口系长龙山组合景儿峪组海相碎屑岩直接不整合在太古界地层之上。
三、古生代地台发展阶段
古生代伊始,本区再度下降,海水由北方侵入,接受沉积,随后海侵扩大,有大量的碳酸岩盐沉积。从整体上看,这一时期气候温暖潮湿;生物界无脊椎动物三叶虫开始出现,并发展起来。晚期浅水活动区形成球形隐藻灰岩。早奥陶世冶里期海进再度扩大,沉积环境逐渐变为正常浅海较深水环境,以大量的碳酸岩出现为特征。晚奥陶世-早石炭世发生加里东运动,使地层抬升剥蚀,导致缺失近100Ma的地层。中石炭世早期,本区地壳又开始下降,海水侵入,本区处于滨海沼泽相沉积,形成一套富铝铁质碎屑沉积物。地壳升降频繁,滨海沼泽中有大量植物繁衍,以蕨类为主,海洋中则以珊瑚,腕足和双壳类动物最多;晚石炭世地壳略趋稳定,海水时进时退,形成本区含煤地层。二叠纪本区以河流相,湖泊相和沼泽想沉积为主,气候温暖湿润,植物生长繁茂,气候转为干旱时形成一些红色碎屑岩沉积,这个时期也有海水侵入。
四、中生代地台活化阶段
本区在二叠系石千峰组地层沉积之后,曾发生过两次构造变动。大约在海西晚期,经历了一次自西而东的挤压作用,产生了由龙山组至石千峰组组成的柳江向斜及南北向压性断裂和北东,北西两组扭性断裂。向斜西翼倾角略陡,东翼倾角较缓。由于柳江向斜向北扬起,地形北高南低,北端侵蚀层位较低,东翼区石岭以北侵蚀至二叠系下石盒,普遍不见下石盒子顶界。向斜北西端侵蚀至下奥陶统马家沟组,在老君顶——小王山东西向隆起上,其侵蚀层位也较低,而沉降盆地保留层位较高。本区在海西——印支运动以后,侏罗系北票组河流相沙砾岩层呈角度不整合覆盖在前中生界不同时代地层之上。北票组沉积以后,本区燕山运动第一期构造变形仍以塑性变形为主,产生了本区北西向构造,并伴随有闪长玢岩浅成侵入体侵入。中晚侏罗世是华北地台极不平静的时期。蓝旗组以角度不整合覆盖在北票组之上;孙家梁组以角度不整合覆盖在蓝旗组之上,频繁的构造运动伴随而来的是阵发式的火山喷发和岩浆侵位。本区蓝旗组火山岩系受新华夏系北北东向构造控制。西翼区南北向走向断裂被新华夏系压性或压扭性断裂迁就、利用,部分新生断裂切割了北票组。燕山运动第四期是以断块运动为主,鸡冠山地堑应是这次断块运动的实例。即本区晚东西向构造。
五、新生代的差异隆升阶段
新生代期间表现为显著的差异隆升,柳江盆地周缘(西、北和东部山区)表现为强烈的隆升作用,而盆地中部地区的隆升作用则相对偏弱,构造上表现为正断层的普遍发育,但规模都比较小。新生代的隆升作用使“河流回春”(兼有山区河流和曲流河的一些特征),多级河流阶地,在山顶残留古夷平面等。
第六章 结束语
为期21天的秦皇岛石门寨综合地质实习于8月16日圆满结束,期间我们有过翻山越岭的苦不堪言,也有过发现和认识到一些奇妙的地质现象的欢声笑语。这次实习不仅是对已经过去的两年里的学识的巩固与考察,而且是对我们这些未来地质工作者的一次考验,更增强了我们的团队协作意识。没有跑过野外的地质专业学生终究不能成为一名合格的地质工作者,可见,野外实践经验对于地质专业的人来说是多么的重要。
此外,本次实习也让我们看到了书本上的概念、插图与野外实际辨认和描述的差距。这个经验将始终提醒我们,地质是一门不能脱离实际的学科,我们所学的每一点都需要能投入于具体实践中才算真正掌握了。因此,我们还需要不断调整自己的学习方法,以保证学习质量。
最后,特别感谢老师一路不辞辛劳地带队与指导。
2011年8月27日
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