路线5 吴庄一小傍水崖地质观察路线

一、教学路线:

吴庄南-大傍水崖村西地质路线位于柳江向斜西翼,起于实习区内吴庄西南的100米处小河拐弯处南岸陡崖底下,止于大傍水崖村西河岸南处沟分岔处,路线方向东微偏南,路线长度大约1000米。


二、教学任务

1.观察判断燕山花岗岩的岩石类型、野外产状、结构构造和矿物组成等特征。

2.观察分析燕山花岗岩(γ5)与寒武系地层之间的接触界线及接触关系,及其对柳江向斜西翼的改造作用。

3.观察热接触变质角岩的特征。

4.观察分析寒武系地层的岩石组成、产状。

5.观察奥陶系地层岩石类型、产状,分析其与地貌、植被之关系。

6.观察石炭系地层特征、产状,分析地貌现象。

7.观察二叠系地层岩石主要特征、产状。

8.观察侏罗系北票组地层岩性特征、产状。

9.观察蓝旗组地层岩石类型、岩性特征。

10.建立柳江向斜的整体概念,了解两翼地层的配置关系。

11.做1:5000信手剖面图。


三、教学进程安排

No-1.燕山期花岗岩(γ5)与寒武系地层之间的接触关系。

No-2:奥陶系与寒武系地层分界点

No-3:石炭系与奥陶系地层分界点

No-4:二叠系与石炭系地层分界点

No-5:侏罗系(北票砾岩)与二叠系与地层分界点

No-6:中侏罗统蓝旗组火山碎屑岩观察点


地质现象素描要求

寒武系地层褶皱


相关知识

(1)燕山花岗岩(γ5

距今约200-65Ma的中生代时期,在我国河北省燕山地区发生了典型的构造热事件,这一事件伴随着岩浆剧烈活动。大规模的酸性岩浆侵入于地层中形成巨大的花岗岩基被命名为燕山花岗岩,它属于深成酸性侵入岩。燕山花岗岩主要分布于柳江盆地西,东的周围,在地貌上形成陡峻的山脉。实习区吴庄西南出现有花岗岩侵入体呈岩基出露;花岗岩也可沿寒武系地层的滑脱层侵入形成花岗细晶岩岩脉。

花岗岩:岩石呈肉红色;似斑状结构。斑晶为微斜长石、奥长石;基质为花岗结构。

主要矿物为:

钾长石:呈肉红色;中-细粒;厚板状形态;矿物表面比较新鲜干净。主要矿物为微斜长石;部分为正长石,含量45%左右。

钠长石:呈灰白色;中-细粒;厚板状形态;矿物表面易风化成高岭土。主要矿物为钠-奥长石,含量约15%左右。

石英:呈褐色或灰色;中-细粒;不规则形态。矿物表面特干净。含量约15%。

黑云母:呈褐色或黑色;中-细粒;片状形态,片状解理发育;矿物表面易风化成蛭石。含量小于10%。

副矿物:岩石中可含有磷灰石、磁铁矿、锆石等副矿物。

细晶花岗岩:主要顺层侵入于寒武系地层内呈岩脉出露。岩石呈肉红色,细晶结构。矿物颗粒均细小;矿物种类、含量与花岗岩的完全相同,为花岗岩浆较快速侵入冷凝结晶的产物。

(2)花岗岩体与寒武系地层接触特征

在吴庄西南小河南边的陡崖边,可见花岗岩体与寒武系地层呈不整合接触。由于花岗岩浆从地下侵入上升过程中形成巨大推动力,引起在岩体附近地层的倾角明显增大,靠近岩体的寒武系地层产状发生明显倒转。使得寒武系地层由南东倾向转为南西倾向。花岗岩浆的侵入捕获作用及上升过程中的逆冲作用也形成了一系列平行排列的逆冲断层群,造成寒武系地层,甚至奥陶系地层出露不完整,并使得多组地层,如青白口系的长龙山组、景儿峪组,寒武系的府君山组、馒头组、毛庄组、徐庄组、固山组、长石组和风扇组地层,及奥陶系的冶里组等部分地层出现缺失,也导致一些地层出露不全。即使在同一地层内,由于岩性成分的差异,如岩性比较软、成分比较稳定的岩石在岩浆引起外力的作用下,可发生层内断皱现象。

(3)热接触变质岩

在与花岗岩体直接接触的寒武系地层里,由于岩浆提供了巨大的热量,引起寒武系地层岩性发生了明显地重结晶的变质作用,导致徐庄组的砂岩变为角岩,张夏组部分灰岩变为大理岩。岩石的硬度明显增加,矿物种类发生改变,如角岩中石英发生重结晶,粘土矿物变成了红柱石、堇青石等接触变质矿物类型。

大理岩:一般指灰岩经过热接触变质作用发生重结晶后形成的碳酸盐岩。当灰岩中呈隐晶质或细晶的方解石在外界提供的热量作用下,会变成中粒、甚至是粗粒的方解石晶体,岩石结构由隐晶结构变为变晶结构。大理岩中矿物之间结合紧密,使岩石的硬度明显增加。

角岩:一般为泥岩或砂岩经过热接触变质作用发生重结晶后形成的岩石。变质前的岩石化学组成决定了形成后的岩石类型。如成分纯净的石英砂岩发生重结晶后形成石英岩,泥质岩经过重结晶后形成角岩,如红柱石角岩、堇青石角岩等。

(4)寒武系地层特征(∈)

在吴庄剖面上,寒武系地层由于受到燕山期花岗岩浆侵入作用的影响与改造,发生了明显的变化。表现在:

1、地层出露不全。在吴庄剖面上目前仅能观察到的寒武系地层仅有徐庄组、张夏组、凤山组。明显缺失了府君山组、馒头组、毛庄组、固山组、长山组地层。

2、地层岩石类型发生改变。各地层岩性受到热接触变质的影响与改造,岩石性质、类型发生明显变化,如砂岩变成角岩、灰岩变成大理岩等。

3、地层产状发生了改变。受燕山期花岗岩浆侵入与上升作用的影响,地层内不仅发育各种类型的断裂和揉皱现象,形成规模不等的连续或不连续的背斜、向斜构造。而且也导致了地层的产状发生明显倒转。

4、受燕山期花岗岩浆侵入作用的影响,沿各组地层层理面均发育有规模不等的逆冲断层群。而沿层面往往有花岗岩浆侵入形成规模不等,大小不一的花岗细晶岩。

5、寒武系凤山组地层由于岩石组成差异大,可形成明显的差异风化。

(5)奥陶系地层特征(O)

吴庄剖面上,奥陶系地层也由于受燕山期花岗岩浆的作用与影响,也发生了不同程度的变化。表现在:

1、地层出露不全。在吴庄剖面上目前虽然能观察到奥陶系的马家沟组、亮甲山组、冶里组地层,但各组地层的厚度均较原始厚度均有所减薄,各组地层均存在有缺失现象。但由于距花岗岩体距离比较远,岩石性质与类型变化不大。马家沟组中,由于灰岩与白云岩的互层存在,形成了明显差异风化现象。

2、地层产状变化较大。由于距花岗岩体距离较远,受其影响逐渐变小,导致地层产状由倒转变为直立最后转变为正常倾向东南方向,使得奥陶系地层的倾角变化大。

3、地层也受到逆冲断层群影响。沿断层面往往形成负地形,植被发育较为茂盛。

4、奥陶系地层与寒武系地层接触关系由于受花岗岩浆作用影响,相互间可能构成断层接触关系。

(6)石炭系地层特征(C)

吴庄剖面上,石炭系地层也由于受燕山期花岗岩浆引起的构造作用影响,也发生程度不同的变化。表现在:

1、地层出露不全。在该剖面上虽然目前能观察到石炭系的本溪组、太原组地层,但各组地层的厚度减小,岩性明显不全,且各组地层均存在有缺失现象。由于距花岗岩体距离比较远,岩石性质与类型变化不大。

2、地层产状虽变为正常,但产状起伏变化大。

3、地层也受到逆断层群影响。沿断层面往往形成负地形,植被发育较为茂盛。

4、石炭系地层与奥陶系地层接触关系也可能为断层接触关系。

(7)二叠系地层特征(P)

吴庄剖面上,二叠系地层也由于受燕山期花岗岩浆引起的逆冲断层作用影响,也部分发生变化。表现在:

1、地层出露不太全。在该剖面上目前能观察到的二叠系的山西组、石盒子组,缺失石千峰组。且地层的厚度、岩性明显不全。由于距花岗岩体距离均远,岩石性质与类型变化不大。

2、地层产状变为正常,产状变化不大。

3、地层也受到逆断层群影响。沿断层面往往形成负地形,植被发育较为茂盛。

4、二叠系地层与石炭系地层也可能属于断层接触关系。

(8)北票组地层特征(J1b

北票组可与杨志坚(195O年)命名的华北地区下花园组(J1x)对比。为侏罗系底部地层,层序完整,分布较广泛,实习区黑山窑后村至大岭一带可作为北票组之标准剖面,分上、下两段。下段以砾岩及含砾粗砂岩为主,夹少量粉砂岩和页岩,厚278m。分界标志为北票组的底砾岩;上段以粉砂岩、黑色炭质页岩为主,含煤线,厚215m,底部具大砾岩,与下段分界明显。根据岩性和生物化石特征分析,北票组属湖泊、河流及沼泽相沉积环境,水体来源于西北方向。
角度不整合无论在平面和剖面上,都表现为不整合面上下两套地层产状不同,并且其间有地层缺失。上覆地层底面的地质界线(不整合线)切割下伏不同时代老地层的地质界线,不整合面上具有风化壳,且常具有底砾岩。

吴庄剖面上,侏罗系北票组地层也发生变化。表现在:

1、地层出露不全。在该剖面上目前能观察到北票组下段的底砾岩,中上段地层缺失。但下段岩石性质与类型变化不大。

2、地层产状变为正常,产状变化不大。

3、北票组地层与二叠系石盒子组地层呈角度不整合接触关系。二者接触分界线标志为北票组底部的底砾岩。

 

(9)蓝旗组地层(J2l

蓝旗组地层相当于由叶良辅(1920)命名的髫髻山组地层。而蓝旗组名称则由凌源幅地质图(1965)中的命名延入实习区而得名。蓝旗组地层主要分布于柳江盆地的中心,以老君顶至大洼山一线为代表呈南北方向展布。

在大傍水崖村西河南处见有蓝旗组地层出露,其岩性主要为偏酸性-中性-基性的火山熔岩、火山碎屑岩。地层厚度大于1000米。与北票组以底砾岩接触,呈角度不整合接触关系。蓝旗组未见沉积岩夹层,也未获得化石资料,仅从岩性组合及层序特征判断其地层时代属于中侏罗统。

火山熔岩:属于岩浆岩范围,为岩浆从地下喷出地表所形成的岩石。该岩石常形成斑状结构。岩石中发育气孔构造,可含有岩屑成分。

火山碎屑岩:属于岩浆岩与沉积岩的过渡岩石类型,岩石成分可主要或部分由岩浆作用提供,但由于岩浆喷发于地表或空中,当从空中落入地表沉积时可部分与地表的沉积物一同沉淀下来,可形成层理构造,岩石中火山角砾发育。

蓝旗组地层根据岩性组合可分为下、中、上三部分:

下部(J2l1

下部岩石为偏酸性岩,主要为灰绿色,浅黄绿色的安山质、流纹质的火山集块岩夹火山凝灰岩和火山熔岩,岩层厚度大于300米。

火山集块岩:岩石新鲜面呈灰绿色,风化后呈灰白色。火山碎屑物50%以上粒度大于60mm。碎屑呈次棱角状,占岩石总量50%以上。岩石中含有大量的火山灰,晶屑等碎屑物。

火山凝灰岩:岩石呈绿灰色-灰白色,由粒度小于2mm的火山碎屑物和火山灰组成,可含少量的火山角砾。火山碎屑物占岩石总量的40%-50%;碎屑物成分主要为角闪石、长石、黑云母、晶屑、玻屑等,火山灰占50-60%。

这些岩石主要分布在火山岩的边缘部位。

中部(J2l2

中部岩石为偏中性岩,主要为灰绿色的安山质、角闪安山质、粗安质火山熔岩;火山集块岩;火山角砾岩及安山玢岩组成,厚度大于400米。

粗安质火山角砾岩:岩石呈灰绿色,火山角砾状结构。角砾占岩石总量的50%-90%;角砾呈棱角状,粒径在2-60mm之间的约占50%以上;角砾成分为安山质。胶结物与角砾成分一致,但结晶颗粒较细。

粗安岩:岩石呈灰绿色;斑状结构;块状构造。斑晶占20%左右,主要由斜长石、正长石、少量普通角闪石及辉石组成。基质中斜长石、正长石大致呈平行排列;微晶辉石、普通角闪石、磁铁矿充填粒间,形成交织结构。其中斜长石多已发生绿帘石化。

安山玢岩:岩石呈灰绿色;斑状结构;块状构造。斑晶占10-15%左右,主要由粗大的普通角闪石、斜长石、正长石、石英组成。基质为中-细粒的斜长石、正长石、微晶辉石、普通角闪石、黑云母形成胶结结构。其中斜长石多已发生绿帘石化导致岩石颜色呈绿色。

上部(J2l3

上部岩石以中基性岩为主,主要由呈黑绿色、紫红色、青灰色的玄武质、玄武安山质和辉石安山质火山熔岩;集块岩;火山角砾岩;凝灰岩等组成。厚600米。

玄武安山岩:岩石呈灰黑色;斑状结构;块状构造。斑晶占5%左右,主要由辉石、斜长石组成。辉石呈自形-他形,粒度在0.1-1mm之间,含量多;斜长石为中-奥长石,具有环带结构和卡氏双晶,局部见有高岭土化。基质由斜长石、正长石微晶组成,二者呈杂乱排列,粒间有辉石、磁铁矿及玻璃质充填,形成间隙-间粒结构。其中斜长石多已发生绿帘石化,导致岩石颜色呈褐绿色。

(10)柳江向斜特征

柳江向斜是实习区内最大的地质构造单位。该向斜是以实习区内石门寨西南之柳江村庄名而得来的。它的内容是指由青白口群下马岭组至侏罗系沉积岩层经过褶皱所形成的向斜。

柳江向斜特征如下:

1、向斜两翼地层为由边缘到中心,地层时代均按由老到新的顺序排列而构成。

2、向斜产状核部较平缓,轴向呈近南北向(北北东方向);西翼地层产状倾向东南,局部出现地层倒转现象,地层倾角较大,常为60-70°,个别地层倾角可达80;东翼地层产状倾向西北,地层倾角较缓,常为20-30

3、向斜东翼地层出露齐全,地层出露厚度比较稳定,岩性特征、沉积环境标志明显;西翼地层出露不全,地层缺失严重,岩性及厚度变化大,地层出露较狭窄,沉积环境标志不特征。

4、在地貌上,向斜核部由侏罗系火山岩构成较陡峻的山区;向斜东翼形成较宽缓的丘陵区;向斜西翼形成比较狭窄的低山区。

所以,整个柳江向斜是一个轴向近于南北,东西宽缓不对称的向斜构造。