一、教学路线:张崖子村-东部落
张崖子-东部落村东地质路线起于实习区东部的张崖子村西南500米处的小河西岸北的陡崖下,止于东部落村东山坡处的果园边缘,路线方向为西微偏南,路线长度大约2500米。
二、教学任务:
1.观察判断绥中花岗岩的岩石类型、野外产状、结构构造、矿物组成等特征。
2.观察分析绥中花岗岩(γ2)与长龙山组地层之间的接触关系。
3.观察分析长龙山组地层的岩石组成、成因特征及沉积构造(交错层理)等地质现象。
4.观察分析长龙山组地层岩石类型与地貌、植被之关系。
5.观察正长斑岩的岩石特征、产状,分析造成的地貌现象。
6.观察景儿峪组岩石主要特征,分析沉积环境条件及其与长龙山组地层的分界标志;分析二者接触关系。
7.观察寒武系府君山组豹皮灰岩岩性特征,分析沉积环境及其与景儿峪组地层的分界标志,分析二者接触关系。
8.观察府寒武系君山组与第四纪的分界标志,分析二者接触关系。
9.做1:10000信手剖面图。
三、教学进程安排
开始之前,张崖子村北远景观测点
①讲解野外地质记录方法及地形图定点;
②介绍地质背景,如华北克拉通基底、盖层等。
No-1:晚太古代绥中花岗岩(γ2)观测点,开始作信手剖面
点间观察:花岗岩中的节理、片麻理、矿物组成、伟晶岩脉
No-2:长龙山组/绥中花岗岩分界点
点间观察:交错层理、粒序变化、沉积韵律
No-3:正长斑岩与长龙山组顶部页岩侵入关系出现的位置
点间观察:正长斑岩的岩石特征、矿物组成及产状
No-4:正长斑岩与长龙山组(Qnc)顶部页岩侵入关系消失的位置
No-5:景儿峪组(Qnj)与长龙山组分界点
No-6:府君山组(Є1f)与景儿峪组(Qnj)分界点(平行不整合)
No-7:第四系与府君山组(Є1f)分界点(以出现农田为标志)
地质现象素描要求
1、长龙山组石英砂岩内部交错层理
2、不同岩性对地形地貌的控制
3、府君山组内部煌斑岩墙
相关知识
(1)绥中花岗岩(γ2)
该岩石因主要出露于辽宁省绥中县明水塘、九门口一带而得名。实习区主要出露于张崖子、鸡冠山、山神庙及海滨地区。岩石风化面呈褐黄色;新鲜面呈肉红色。具有片麻或似片麻状结构(即岩石中暗色矿物呈定向或微定向排列),块状构造。岩石内发育有混合岩化作用形成的伟晶岩(一种主要由粗大或巨晶的浅色矿物,主要由钾长石和石英组成的岩石),岩石内也含有由斜长角闪岩(主要由角闪石和斜长石组成的变质岩)构成不规则的暗色块状包体。
绥中花岗岩中主要的浅色矿物组成包括:
1.正长石,肉红色;中粒透明结晶体;形态呈厚板状;不均匀分布于岩石中,也可产于岩石中形成的伟晶岩脉的边缘呈粗粒状。含量为30%左右。
2.钠奥长石,灰白色;细粒-中粒透明结晶体;形态呈不规则状;局部易风化为高岭土;含量25%左右。
3.石英,青灰色-乳白色;中粒-粗粒透明结晶体;形态呈不规则状;不均匀分布于岩石中;也可产于岩石中形成的伟晶岩脉的中间部位。含量为30%左右。
岩石的暗色矿物主要包括:
1.黑云母,灰黑色;呈薄片状半透明形态,局部可发生蛭石化而呈褐黄色;呈定向或微定向分布于岩石中形成似片麻状结构。含量5~10%。
2.角闪石,黑色;呈长柱或针状半透明形态;可定向分布于岩石中形成片麻状结构,也可出现于斜长角闪岩中构成岩石中的暗色块状包体。含量5~10%。
从该岩石的矿物组成、结构构造特征分析其应为岩浆岩中的花岗岩。根据陈丹玲等人研究,其锆石年龄约为25亿年左右。所以绥中花岗岩(γ2)形成时代为晚太古代。
(γ代表地球发育历史过程中酸性岩浆侵入的事件,其符号右下角的阿拉伯数字表示侵入时间的顺序,数字小代表侵入事件发生早,岩石年龄大而老;数字大代表侵入事件发生晚,岩石年龄小而年轻)。
(2)长龙山组地层与绥中花岗岩接触关系
岩层(体)间的接触关系为地壳中的各种地质体(包括沉积岩层与沉积岩层、岩浆岩与岩浆岩、岩浆岩与沉积岩等)之间彼此的接触特征。这种接触关系反映了岩层(体)形成的地质环境条件、时代顺序及地层沉积的连续或不连续的特点。这种接触关系按岩石类型(如岩浆岩与沉积岩接触)及接触特点可分为侵入接触(一般指岩浆岩侵入沉积岩等岩石中)、沉积接触(一般指沉积岩与沉积岩或火山岩间接触关系)和断层接触(一般指地质体之间以断层关系接触)三种。而沉积接触关系可再细分为整合接触(地层沉积无时间间断,连续沉积);平行不整合(又称假整合)接触(地层之间出现沉积时间间断,但相邻地层产状基本相同,一般表示地壳发生垂直升降构造运动);角度不整合(地层之间出现有沉积时间间断且相邻地层产状不相同,一般表示地壳发生水平构造运动)。
在实习区张崖子村西北小路河流分岔处,可见绥中花岗岩与其上伏的长龙山组地层以风化壳相接触,风化壳呈不规则状分布在二者之间,颜色呈浅灰绿色;矿物分布不均匀。其矿物组成主要包括:
1.高岭土,呈白色-杂色细粒泥土状;应为绥中花岗岩的长石类矿物风化而来。
2.石英,呈棱角状分布;其颜色、成分均与绥中花岗岩中的石英相同,推断应为绥中花岗岩中的石英经过原地风化沉积而来。
3.海绿石,呈浅绿色,影响了风化壳也呈浅绿色。这种矿物为浅海相环境下形成的标型矿物,其反映出这种风化壳形成于浅海环境条件下。
(3)长龙山组地层(Qnc)
地层中的“组”为岩石地层的基本单位,是以地层划分中的岩性特征为依据,可以由单一岩性、单一沉积韵律组成,也可由同一沉积环境沉积的几个韵律构成。其特点为:
- 受古地理环境范围控制,属于地方性的地层单位。
- 一般以研究最早的剖面的所在地而命名。
(1)石英砂岩:岩石风化面呈褐黄色,新鲜面呈灰白色;具有粒状胶结结构;层状构造。岩石中砂粒为石英,其粒度、磨园度、分选性与沉积环境有关;砂粒之间的胶结物为硅质成分,故岩石硬度较高,在地貌上往往呈正地形,如图7所示。在后期应力作用下,岩层的节理特发育。
长龙山组的石英砂岩有两层,每层中石英粒度均呈现由粗变细的规律性,形成两个沉积韵律层。
沉积韵律:沉积岩层中矿物颗粒度由粗到细,再由细到粗构成一个完整的沉积韵律。一般岩石组合特征为从砾岩开始,到粗粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩、页岩至化学岩再从化学岩到页岩、粉砂岩、细粒砂岩、粗粒砂岩到砾岩形成一个完整的沉积韵律。一般地层中这种沉积韵律发育不完善。
(2)页岩:页岩为具有薄页状或薄片状且层理极发育的粘土岩,为弱固结的粘土经过较强的压固,脱水和重结晶而形成。在定向外力作用下易分解成很薄的纸片而得名。矿物成分除粘土外,也可含有少量的石英,长石等。岩石颜色随形成环境而变化。
长龙山组页岩:岩石风化面呈褐黄色,新鲜面呈紫红色、蛋青色、灰黑色、黄绿色等杂色;具有细粒泥状胶结结构;薄层构造。岩石中矿物成分主要为高岭土,岩石硬度特低,在地貌上往往呈负地形。在后期应力作用下,沿岩层的层理可发生揉皱现象。
长龙山组的页岩在地层中出现有两次重复,每次出现均与石英砂岩为邻。
长龙山组岩石特征总体反映其形成作用为两次海进海退的地质作用,也指示出海水变深变浅沉积环境。在下韵律层底部的石英砂岩中发育有完好的交错斜层理,可指示海水前进方向。页岩的出现反映其形成环境为海进的地质作用标志,指示环境为海水变深,岩石颜色变为紫红色反映其形成于强氧化条件。该组地层厚度为91米。
(4)正长斑岩(γ5)
在张崖子地质观察路线起点西约1000米处小山脚的下马岭组地层内,发育有呈侵入接触关系(也被称为角度不整合接触关系)的正长斑岩呈岩墙状切穿地层,反映其形成时代晚于地层时代,(γ5)表示其形成于燕山构造运动期。岩石呈斑状结构特征反映出其形成于浅成侵入环境。
正长斑岩:岩石风化面呈土黄色,新鲜面呈褐红色;具有斑状结构,块状构造。岩石中正长石呈粗粒的园粒斑晶均匀出现;基质为隐晶玻璃质。岩石类型属于浅成火山岩范围。岩石柱状节理发育,在地貌上常形成山脊或呈陡崖的正地形。
(5)景儿峪组与长龙山组地层接触关系
在东部落村东小沟南山角下,可见长龙山组地层与景儿峪组地层接触,两组地层的产状基本一致,应属于整合接触关系类型,但由于两组地层岩性特征明显不同,反映出二者在沉积时代,沉积环境方面有所不同。
(6)景儿峪组地层(Qnj)
景儿峪组地层,标准剖面建于天津蓟县的景儿峪村,因而得名。该组岩石均具有层状构造,岩石中明显发育层理,应属于沉积岩类型。其岩石类型主要为碎屑岩-页岩-灰岩:
灰岩:一种由隐晶质方解石组成的沉积岩。灰岩具有隐晶质结构,块状构造。灰岩属于沉积碳酸盐,为海相环境下形成的特征岩石类型。
在东部落村东小沟旁,仅发育了景儿峪组地层的上部岩石,缺失地层下部的碎屑岩和页岩。
灰岩岩石呈薄层状杂色分布,而各种岩层的颜色,厚度均不相同,反映其形成时环境的氧化与还原特点为多变性,但总的沉积环境为浅海相环境。地层厚度仅为28米。
长龙山组地层与景儿峪组地层均属于新元古界的青白口系。
(7)府君山组地层与景儿峪组地层接触关系
在东部落村东小沟北边陡崖下,可见府君山组地层与景儿峪组地层相接触,两组地层的产状基本一致,应属于整合接触关系类型。但由于两组地层岩性明显不同,反映出二者在沉积时代,沉积环境条件各不相同,二者之间出现有沉积间断,并以在府君山组地层下部发育有底砾岩为证,反映出二者的接触关系应为平行不整合(又称假整合)接触关系。
(8)府君山组地层(ε1f)
府君山组地层,为河北省地质局第二区域地质调查大队于1960年建立在河北省蓟县的府君山而得名。该组岩石均具有层状构造,岩石中明显发育层理,应属于沉积岩类型。其岩石类型为灰岩类。
在东部落村东小山顶上发育有府君山组灰岩,岩石风化面呈褐黄色或黄色,新鲜面呈深灰色,属于隐晶质或微晶结构。岩石中含有一种呈不规则的白云质斑纹,而斑纹中含有沥青质,颜色呈深黑色,貌似“豹皮”,所以该岩石被称为豹皮灰岩。这是灰岩在成岩过程中局部发生了白云石化所造成的。由于豹斑的成分与基质的成分明显不同,造成在岩石表明形成差异风化,呈不规则的冲刷构造。局部地方可形成溶洞。
这套灰岩经过后期热液改造可出现重结晶的粗大方解石颗粒。
府君山组的灰岩整体结构致密,颗粒细,在地貌上往往呈正地形。
地层标准厚度146米。府君山组地层属于寒武系的下寒武统(ε1f)
(9)府君山组地层与第四系接触关系
在东部落村东半山坡的果园旁,可见府君山组地层与第四系直接接触,第四系呈黄土状直接覆盖在府君山组地层之上。这两套地层的产状完全不一致,地层的岩性组成也明显不同,反映出二者在沉积时代,沉积环境上均不同,其间出现有很长的沉积间断,应属于角度不整合接触关系类型。