路线2 东部落-潮水峪寒武系地层剖面

一、教学路线:东部落村西-潮水峪

东部落村西陡崖-潮水峪村西地质路线起于实习区内东部落村西小河西岸陡崖处,止于潮水峪村西路旁陡崖处,路线方向西微偏南,路线长度大约3500米。

二、教学任务:

1.观察判断东部落村西山NNE向断层性质及其标志。

2.观察馒头组地层与第四系之间接触关系。

3.逐层观察寒武系各组地层岩石主要特征;分析沉积环境条件;观察各组地层之间的分界标志;分析其间的接触关系。

4.观察煌斑岩岩脉、闪长玢岩岩脉岩石特征及产状。

5.重点观察沉积岩的组构特征,主要包括鲕粒、竹叶状、叠层石、波痕等现象;分析其形成环境条件。

6.了解各地层中各种化石,清楚其意义。

7.做1:10000信手剖面图。

三、教学进程安排

—开始之前,东部落村东远景观测点

Ø观察判断东部落村西NNE向断层性质及其标志

No-1:馒头组(Є1m)与第四系(Q)界限(信手剖面起点)

—No-2:毛庄组(Є2m)与馒头组(Є1m)岩性分界点

—No-3:徐庄组(Є2m)与毛庄组(Є1m)岩性分界点

—No-4:张夏组(Є2z)与徐庄组(Є1m)岩性分界点

—No-5:崮山组(Є3g)与张夏组(Є2z)岩性分界点

—No-6:长山组( Є3c )与崮山组(Є3g)岩性分界点

—No-7:凤山组( Є3f )与长山组( Є3c )岩性分界点

—No-8:冶里组(O1y)与凤山组( Є3f )岩性分界点


地质现象素描要求

—1、断层三角面

2、张夏组叠层石侧面、顶面

3、冶里组闪长玢岩岩墙


相关知识

(1)东部落村西山断层

西山断层发育在东部落村之西山口,在地貌上形成南北向的陡崖三角面,远处可看到在陡崖三角面上出现由大小不一,棱角明显,分布混乱的角砾石构成的断层角砾岩。近看陡崖三角面上分布有断面滑动留下的擦痕,可以判断出断面移动的方向为由山顶滑向山底,经测量该断层的产状约为70°∠65,即断层呈近北北东向发育,该断层上盘地层为第四系,下盘地层为寒武系的馒头组。从断层断面的擦痕方向及产状、断层角砾岩特征分析出该断层性质属于正断层。

(2)第四系与馒头组地层接触关系

在东部落村西的小河边,可见第四系黄土(其上长满了树木及庄稼)直接覆盖在馒头组泥页岩之上,这两套地层的产状不一致,地层岩性差异特明显,反映出二者在沉积时代,沉积环境上明显不同,并且二者之间出现有沉积间断,其接触关系应属于角度不整合接触关系类型。

(3)馒头组地层(ε1m

馒头组地层建立于山东张夏镇的馒头山而得名。该组岩性主要为砖红色泥岩和页岩。

在东部落村之西山口处可见馒头组地层出露。其地层岩性主要为砖红色的泥岩与页岩。该组地层底部应发育有角砾岩和砾岩,但由于第四系地层的覆盖未曾见到。在泥岩中层理不发育,在页岩中层理极发育且含有石盐假晶。

泥岩:一种成分比较复杂,层理不明显的块状粘土岩,由弱固结的粘土经过较强的压固,脱水和重结晶而形成。泥岩矿物粒度极细,肉眼难以鉴别,岩石颜色随形成环境而变化,但岩石的层理不发育。

石盐假晶:石盐是在高盐度湖盆或咸化泻湖泥质沉积物中结晶出来的盐类化合物,代表着蒸发相环境。由于成岩后生作用,失水、压缩使地层厚度变薄,盐类矿物比粘土矿物收缩性小,压入上覆沉积物中,在上下岩层之间留下印痕。石盐后被其他物质置换形成晶体假象,为一种层面构造。

在该组地层中也夹有少量的灰黑色,黄灰色白云质的灰岩透镜体,构成与毛庄组地层的分界标志。这些现象均反映出该组地层形成于炎热的泻湖相沉积环境。该组地层中目前未发现有生物化石,其标准厚度为71米。由于馒头组地层产状与下覆的府君山组一致,但二者的沉积环境差异较大,所以二者则属于平行不整合(假整合)接触关系。

府君山组地层与馒头组地层均属于下寒武统,二者之间属于平行不整合接触关系。

(4)煌斑岩岩脉

在东部落村之西山口内的馒头组地层顶部出露一煌斑岩岩脉,该岩脉宽度不足1米,呈岩墙状顺层产出。

煌斑岩:岩石风化面呈土黄色,新鲜面呈褐色;斑状结构。斑晶分别为斜长石和普通角闪石,少量为石英。其斑晶多已风化,但保留有晶体假像。基质多为玻璃质或微晶矿物。其形成时代推断应属于后来的燕山期,岩石类型属于浅成碱性侵入岩。

(5)毛庄组地层(ε2mo)

毛庄组地层的典型剖面建立于山东张夏镇的毛庄村,因而得其名。主要出露于实习区东部的288高地,东部落村西山,沙河寨西一带。在东部落村西山可见毛庄组的岩性,主要由紫红色页岩与粉砂岩构成。因其岩石颜色暗于馒头组的砖红色,故又称猪肝色页岩和粉砂岩。页岩中含有许多白云母晶片。在阳光下沿岩石页理面可见白云母晶片呈现出闪闪发光的特性。

粉砂岩:岩石成分以粉砂质的石英为主,可含有其它矿物组分。在干燥炎热气候条件下形成的粉砂岩可呈现紫红色。

在毛庄组的页岩和粉砂岩层中夹有灰岩或白云质灰岩透镜体。这些反映出其沉积环境属于潮上带及干旱炎热的泻湖相沉积环境。

该组地层标准厚度为112米。毛庄组地层产状与下覆的馒头组一致,二者沉积环境相同或相近,故二者属于整合接触关系。

(6)徐庄组地层(ε2x)

徐庄组地层的典型剖面建立于山东张夏镇的徐庄村,因而得其名。主要出露于实习区东部的东部落一带。在东部落村西山半坡处可见徐庄组地层出露,其岩性由黄绿色含白云母晶片的粉砂岩、暗紫色页岩夹黄绿色页岩(构成与毛庄组地层的分界标志)及黄绿色细砂岩、页岩互层组成。

砂岩:砂粒比较细,主要为石英,部分为长石。砂砾磨圆度及分选性均比较好,但粒间胶结较差。岩石中出现有白云母晶片。

徐庄组地层顶部岩石中含少量呈透镜状或扁豆状顺层分布的鲕粒灰岩构成与上覆的张夏组地层的分界标志。徐庄组的岩石特征均反映其形成于浅海相的沉积环境,且岩石颜色反映出沉积环境由氧化逐渐转为还原,表示海水逐渐增深。

 (7)张夏组地层(ε2z)

张夏组地层先后由维里士(1907)和卢衍豪等(1953)建立于山东张夏镇,因而得名。在实习区主要出露于东部的揣庄288高地、东部落西山及西部柳观峪、秋子峪等地。在东部落村西山半坡处剖面上可见张夏组地层出露,其岩性可分成两部分:

下部岩性由灰色鲕粒微晶灰岩夹黄绿色页岩(构成与徐庄组地层的分界标志)组成;上部以灰色含海绿石厚层状鲕粒灰岩为主,夹有藻灰岩、泥质条带灰岩。

鲕粒灰岩:灰岩中的鲕粒为钙质,呈黑色园粒状,大小分布不均匀。其核为微晶灰岩粉屑,也有生物粉屑及矿物粉屑。鲕粒灰岩具有化学成因和机械成因二重性,它可形成于碳酸钙过饱和的海洋、湖泊浪活动带或潮汐通道水流活动带。多数情况下由于波浪或潮汐引起水介质的搅动,每搅动一次,各种碎屑处于悬浮状态,促使CO2从水体中逸出,过饱和的碳酸钙便围绕碎屑颗粒沉淀一圈包壳,经过这样反复的搅动和沉淀作用,便形成具有一圈层结构的鲕粒,当鲕粒达到一定大小,其重量超过水介质的能量便堆积在海底,被钙质或泥质沉淀物所胶结而形成鲕粒灰岩。

藻灰岩:由钙藻堆积形成的石灰岩或由藻类生命活动产生的石灰岩。一般由藻体、藻体间的碎屑充填物及化学沉淀胶结物组成。藻类生命的活动可以分泌出钙质或促使海水中的钙质沉淀,构成坚硬的钙质鞘或钙质骨骼形成岩石。而叠层石石灰岩是其中的一种。

叠层石石灰岩:常在张夏组出现,也在长山组出露,为一种具有叠层构造的石灰岩。叠层构造在剖面上及地表风化面上呈向上鼓起的倒置碗状,内部由许多细纹层组成。其形成于蓝绿藻丝状体分泌出胶状粘液,并捕获各种灰泥球粒,形成富屑纹层,然后由藻细胞生长,展布在富屑层表面构成富藻纹层,如此重复形成叠层构造。其可用来判断地层是否倒转。一般形成于潮汐环境条件下。

张夏组地层岩性特征反映其形成于浅海相的沉积环境,岩石呈现黄绿色或灰色指示其沉积环境为还原相,表示海水逐渐增深。

该组地层标准厚度为130米,其地层产状与下覆的徐庄组地层一致,二者沉积环境相同或相近,故二者属于整合接触关系。

毛庄组,徐庄组,张夏组的地层时代归为中寒武统。

 (8)固山组地层(ε3g

固山组地层由维里士(1907)建立于山东固山唐王寨,因而得名。其主要分布于实习盆地的东西部分。在东部落村西山近山顶处的剖面上可见固山组地层出露,其岩性颜色以紫色为主,可分为三部分:上、下部分岩石为紫色粗粒砾屑灰岩及紫色粉砂岩;中部为灰色灰岩,包括有泥质条带状灰岩、鲕粒灰岩及叠层石灰岩。

砾屑灰岩:砾石为薄饼状,是海盆地中沉积的半固结状态的灰泥质在被暴露出水体之外被冲刷破碎后,再次被碳酸盐胶结形成的同生沉积岩。岩石颜色变化较大。

紫色砾屑灰岩:岩石中的砾屑为砾石,砾石表面具紫红色氧化圈,砾石在岩石中呈放射状,菊花状或不规则杂乱状排列。砾大小在几厘米至几十厘米之间,分选性很差,砾石棱角明显,有时其排列成细长的形态,被称为“竹叶状”灰岩。砾石的成分为泥晶灰岩,生物泥晶灰岩、泥灰岩等岩屑。填隙物为泥晶、粉屑和砂屑,也见有生物碎片,可被微粒方解石胶结。胶结类型为基质与颗粒两种。砾石排列无序表明其形成与风暴潮汐作用有关。当能量巨大的风暴波面侵蚀冲刷着海底沉积物时,也席卷着未固结和弱固结的潮上带的沉积物,沉积物破碎形成砾屑。

固山组地层岩性特征也反映了其形成于浅海相的沉积环境,且沉积环境为氧化相,表示海水逐渐变浅,气候炎热,海水动力条件强烈,导致了该地层岩石颜色变红色而构成与张夏组地层的分界标志。

该组地层标准厚度为102米,其地层产状与下覆的张夏组一致,二者沉积环境相同或具有连续性,故二者属于整合接触关系,即中寒武统与上寒武统为整合接触关系。

(9)长山组地层(ε3g

长山组地层由孙云铸(1935)建立于河北唐山市的开平盆地的赵各庄北1公里的长山沟,因而得名。其主要分布于实习盆地的东西部分。在东部落村西山近山顶处的剖面上可见长山组地层出露,其岩性颜色以紫色为主,主要岩石为紫色砾屑灰岩、紫色粉砂岩与页岩互层。其中夹有叠层石灰岩。

长山组地层岩性特征也反映其形成于浅海相的沉积环境,且沉积环境为氧化相,表示海水逐渐变浅,气候炎热,海水动力条件强烈,导致该组地层岩石颜色也呈现红色,岩石中以含呈菊花状分布的海绿石的紫色砾屑灰岩构成了与固山组地层的分界标志。

该组地层标准厚度为18米,其地层产状与下覆的固山组地层一致,二者沉积环境相同或相近,海水动力条件基本相同,故二者属于整合接触关系。

 (10) 凤山组地层(ε3g

凤山组地层也由孙云铸(1935)建立于河北唐山市的开平盆地的赵各庄的凤山,因而得名。主要分布于实习盆地东西部分,与固山组、长山组地层分布一致。在东部落村西山近山顶处的剖面上可见凤山组地层出露,其地层岩性颜色以黄灰色、泥灰色为主,岩性特点为泥质增多,且易风化为土黄色状物。主要岩石类型为黄灰色泥灰岩夹砾屑泥灰岩、生物碎屑泥灰岩、黄绿色钙质页岩、薄层状泥质条带灰岩夹风暴沉积岩。以青黄灰色的砾屑泥灰岩而构成与长山组地层的分界标志。

泥灰岩:泥质含量在20-50%之间的岩石。岩石风化后有泥状物出现,呈土黄色,新鲜面呈浅灰色。与盐酸反应后具有强烈气泡并见泥状物浮起。一般形成于海侵层位的上部,为浅海相较深水环境下沉积的岩石。泥灰岩中含有泥屑、砂屑或砾屑分别被称为泥屑泥灰岩、砂屑泥灰岩及砾屑泥灰岩。这些岩石具有碎屑沉积特征,岩石表面具有明显的粒度感。

生物碎屑灰岩:岩石中一般生物碎屑化石含量大于50%,生物遗体化石被冲刷破坏“解体”,可按碎屑搬运、沉积的特点分选,如凤山组中可见三叶虫的方头虫的活动颊,颊刺被集中搬运到一起被微晶方解石胶结沉淀。

风暴沉积岩,又称为砾屑灰岩:一种主要由风暴沉积作用形成的碳酸岩。该岩石中,灰岩砾屑呈放射状排列,像盛开的菊花,又可称为菊花石。这种岩石是在浅海环境条件下,动荡海水形成砾屑,而后在龙卷风的作用下相互撞击形成长条状的“花瓣”而定向沉积下来被钙质胶结形成沉积岩。

风山组地层岩性特征也反映出其形成于浅海相的沉积环境,且沉积环境为还原相,表示海水逐渐变深,局部可变浅,且海水动力等条件强烈。

该组地层标准厚度为92米,其地层产状与下覆的长山组一致,二者沉积环境相同或相近,海水动力条件基本相同,故二者属于整合接触关系。

固山组,长山组,凤山组地层时代归为上寒武统。

(11)冶里组与凤山组地层接触关系

冶里组地层属于奥陶系,凤山组地层属于寒武系,二者的接触关系既是组与组的接触关系,也是上寒武统地层与下奥陶统地层的接触关系,更是寒武系地层与奥陶系地层的接触关系。

二者的接触关系在实习区潮水峪村西陡崖下出露,二者以薄层砾屑灰岩为界,以下属于寒武系上寒武统的凤山组地层,以上则属于奥陶系下奥陶统的冶里组地层,这两组地层的沉积环境相似,均为浅海相沉积环境且二者的地层产状完全相同。所以二者的接触关系属于整合接触关系。反映出上寒武统与下奥陶统为整合接触关系,也说明了寒武系与奥陶系为整合接触关系。

(12)闪长玢岩

闪长玢岩主要分布于潮水峪、老炼炉、沙河寨等地,常呈岩脉状产出。在潮水峪村西冶里组的地层中可见其出露,岩石呈岩脉状产出穿切冶里组地层。两条岩脉延伸方向为290,岩脉一壁平直;一壁舒缓波状,脉宽在4米-5米之间。

闪长玢岩:岩石风化面呈灰黄色,新鲜面为灰白色。斑状结构。斑晶为角闪石,斜长石及少量辉石,但角闪石数目少于斜长石。其中角闪石,辉石已发生绿帘石化。斜长石经鉴定为中长石(An=35)。基质为细晶质的辉绿结构。其侵入时间与实习区北西方向的构造形成时间有成因联系,为中性浅成侵入岩。