柳江地质实习报告.doc

秦皇岛石门寨地区综合地质实习报告姓 名：学 号：专业年级：地质工程实习队长：带队教师： 中国石油大学（北京）地球科学学院二一四年九月目 录第一章 绪言2第1节：实习区宏观情况2第2节：实习区地质调查史5第3节：实习区基本概况5第二章 地层与相分析8第1节：实习区地层发育概况8第2节：地层与相分析9第三章 岩石23第1节：岩浆岩23第2节：变质岩28第四章 构造30第1节：实习区构造概况30第2节：褶皱30第3节：断层与节理32第4节：褶皱与断层的关系41第五章 地质发展史43第六章 结束语47参考文献47附图48第一章 绪 言第1节：实习区概况一、地理位置与交通概况秦皇岛石门寨地质教学实习基地位于秦皇岛市北二十八公里，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、南临华北平原和渤海湾，属河北省秦皇岛市抚宁县石门寨镇管辖（图1-1）。区内外交通十分方便，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。图1-1秦皇岛地区交通位置图二、地形地貌 实习所在的石门寨地区，为一南北向延伸的低山丘陵区。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布区是本区山高坡陡的部分，一般都在海拔200300米。三、气候实习区气候属暖温带半湿润季风型大陆性气候，气候总趋势是冬季较长偏暖，夏季凉爽，秋季较短，春季干旱多风。年平均气温11.3，最冷为一月份，月平均气温-29，最热为七至八月份，月平均气温24.8。本区年降水重为400l000毫米，多集中七、八月份，占年降水量的70。由于受海洋性气候影响，每年的5-10月份，尤其是7-8月份，渤海碧波荡漾，海风习习，气候湿润凉爽宜人，日平均气温仅23.6。四、工农业生产概况近几十年来，秦皇岛市工业迅速发展，已成为河北省重要的工业城市，有建材、机械电子、铁道桥梁制造、冶金、化学、店里、纺织等工业和采矿业及轻工业。农业主要种植玉米、小麦、高梁等，山坡多种果树，尤以桃树较多，盛产蜜桃。海滨地区有丰富对虾、海蟹等水产资源。工业以采掘业为主，有煤、铝土矿、建筑石材以及水泥原料等。第2节：地质调查简史秦皇岛柳江盆地是中国最早开展地质调查研究工作的地区之一，被誉为“地质教育第二课堂”，历年来，大批的地质学者前赴后继，来此地调查研究。最早关注柳江盆地的是德国学者李希霍芬，他对中国的地理、地质进行了详细的科考研究，为中国近代地质事业奠定了深厚基础。1869年，他对柳江盆地进行了地质研究与矿产调查，是对柳江盆地科学认识之始。自李希霍芬之后，著名的国内地质学家先后前来考察。曾任北洋政府矿产股长、国民政府农矿部地质调查所所长、行政院院长的中国第一位地质学博士翁文灏先生，曾在此开展深入的地质矿产调查，他在1918年著有“河北东北部抚宁县金属矿产调查报告书”。接着，作为农商部地质调查所调查员的叶良辅、刘季晨于1919年对柳江盆地进行了全面调查，以石门寨北侧的亮甲山命名创建了“亮甲山组”地层，并沿用至今。1935年，北京大学教授孙云铸先生连续发表“中国北部上寒武纪之三叶虫化石”、“中国北部下奥陶纪笔石化石”两篇古生物的开创性论文，修正了前人对奥陶系不正确的划分，在当时震动了学界，其基础之一就是对柳江盆地的地层化石进行了研究。在中国地质学会创会六十周年的1982年，我国地质学家曾经对柳江盆地进行过详细的科考。1993年，中国第一次承办的世界地质大会，柳江盆地也被作为专门科考的路线之一。2000年，第六届国际古植物学大会在秦皇岛召开。研究成果显著，已完成1：20万、1：5万区域地质调查；确定金属、非金属矿产52种；完成1：2.5万水文地质调查，是暑期北戴河的重要水源地；发表各类专著和论文数以百计。现在，基本确定盆区内三大岩类出露齐全，盆内太古代到新生代地层均有出现，有24个组级地层单位，2个组级地层单位的建组剖面，以及集中反映区域性地质构造运动的六大步整合面，还有各种叶灰岩，藻灰岩等。本区素来享有地学研究“天然实验室”和地质学家成长的“摇篮”的美誉，每年都有数十所大专院校及科研单位在此进行教学实习和科学研究。第3节 ：矿产概况 本区的矿产以沉积矿产为主，如煤、铝土矿、玻璃原料石英砂岩，冶炼用的白云岩及建材用的和烧石灰的石灰岩。其中煤、铝土矿、安山质凝灰岩和石灰岩，开采历史悠久，具有一定规模。金属矿产仅在柳江盆地周围的接触带附近曾发现铁、铜、铅、锌矿点和矿化点十余处，如上平山重晶石铅锌矿点、杜庄矽卡岩型铁矿点，规模大，多无工业价值。第4节：实习概况一、实习安排本次综合地质实习从2014年8月1号开始到8月22号结束，共历时22天。中国石油大学(北京)地质工程2013级的1、2、3、4、5、卓越、创新班的所有同学参加了本次地质综合实习，带队老师为童亨茂老师。本次实习我们地质12-3班在刘小平老师的带领下，全班分为5个小组，我属于地质12-3班第一小组，本小组成员有：。 实习路线一共分为三个部分。第一部分为野外地质观察路线，共有16条路线。第二部分为野外地质剖面实测路线，选择出露良好的石门寨西门-瓦家山C-P地层剖面和亮甲山奥陶系地层剖面进行实测，并编制综合地层剖面。第三部分为野外地质填图路线，选择石门寨以西、瓦家山以北、赵庄以东、大石河东西向段以南的基岩岩出露区进行以小组为单位的独立填图，面积约5平方公里.填图比例尺1:2万。路线具体安排如下表：表1-1 实习路线安排日期路线编号路线内容8.1乘车到实习区，整理内务8.2L1实习区踏勘8.3L3东部落-潮水峪寒武系地层观测8.4L4石门寨西门-瓦家山C-P地层、岩石路线8.5L5-6石门寨西门-瓦家山O-C-P地层剖面实测8.6L7亮甲山奥陶系地层剖面实测8.7L2张岩子-东部落Ar-Pt3地层观测8.8L9鸡冠山构造（含沉积构造）观测路线8.9L10吴庄褶皱-断层构造观测路线8.10休息一天（画实测地质剖面图图）8.11L8黑山窑“柳江叠加褶皱”和T-J1地层观测路线8.12L12潮水峪-砂锅店断层、岩脉侵入期次、岩墙、岩溶作用观测路线8.13L13板厂峪火山岩类型、溶洞充填作用及古夷平面观测路线8.14L14山羊寨构造地貌观测路线8.15L16燕塞湖南-大石河大桥下-老龙头现代河流沉积作用和侵入岩观测路线8.16L11义院口褶皱构造和火山岩观测路线8.17L15南戴河现代海洋作用观测路线8.18野外地质填图(老师带领)8.19野外地质填图(小组)8.20野外地质填图(小组)8.21室内整理工作8.22实习结束，乘车回学校二、实习完成工作量 此次实习中我们小组六人在老师的指导下，团结协作，认真学习，圆满完成了预定的实习任务。在实习中，通过老师的悉心指导，我学会了罗盘使用，观察及描述地层、岩石、构造及其他地质构造现象，地质填图等的基本方法，加深了对已经学过的基础地质理论的理解。在本次实习中，完成信手剖面图6张，示意图64张，采集标本69块，实习报告1份，附图5张，其中实测剖面图2张，综合地层柱状剖面图1张，综合地质填图1张，玫瑰花图1张。第二章 地层与相分析第一节：实习区地层发育概况实习区地层分区属华北-东北南部区、燕山分区的山海关小区，为典型的华北地台。柳江盆地从地质填图的角度看，为一宽缓的向斜构造，故名“柳江向斜”。除较普遍缺失中、上奥陶统至下石炭统、三叠系、白垩系、第三系外，就华北型地层而言，该区地层出露较全（缺失中元古界的长城系、蓟县系和上元古界青白口系的下马岭组），化石丰富，各单位地层划分标志清楚，地层特征具有一定的代表性。全区范围内出露的地层主要是上元古界的青白口系、下古生界的寒武系、下奥陶统、上古生界中上石炭统、二叠系、中生界侏罗系以及新生界的第四系。柳江盆地基底为新太古界晚期混合花岗岩，新元古界沉积不整合覆盖在新太古界花岗岩之上。新元古代晚期缺失沉积。寒武纪至奥陶纪中期，沉积了以碳酸盐岩、粉砂岩为主的海相地层。晚奥陶世至早石炭世普遍缺失沉积，晚石炭世至二叠纪开始出现海陆交互沉积、陆相沉积。中生代至第三纪地层，在实习区内除了出露侏罗系陆相碎屑岩和火山岩之外，其余均缺失。到新生界第四系有现代河流沉积，及松散沉积物沿现代河谷及盆地分布。中元古界及古生界环绕盆地边缘分布，构成向斜的两翼，中生界侏罗系分布于盆地中部，构成向斜的核部。地层顺序以及它们之间的接触关系见地层柱状图（见附图一）。第2节 ：地层分析与相分析1、 太古界实习区太古代时期为华北克拉通基底的形成时期，全区广泛发育绥中混合花岗岩侵入岩基，构成华北克拉通稳定的结晶基底。太古界地层主要出露于张岩子一带的东部边缘及鸡冠山一带的东南边缘，呈米粒状风化，岩石未完全重溶，变质程度较高。原岩由于遭受区域变质作用而成为花岗片麻岩及混合花岗岩，成分与花岗岩相似，含石英、长石、黑云母、角闪石，岩石呈肉红色，略具黑色斑点。岩石中残留原岩的片理、片麻理等，有片理构造、斑状变晶结构，无解理。定名为肉红色混合花岗岩（见图2-1）。 图2-1混合花岗岩太古界与上覆地层元古界的长龙山组角度不整合接触，示意图见图2-2图2-2张岩子西山Ar-pt3c不整合剖面图二、元古界1、长龙山组实习区长龙山组主要见于东部张岩子至东部落、南部鸡冠山等地。以沉积不整合覆于上太古界绥中花岗片麻岩之上，以张岩子村西剖面最好，厚度91m。本组由两个沉积韵律组成。下韵律底部是灰白色含砾粗粒长石石英砂岩，向上过渡为黄绿色杂色页岩。上韵律底部砂岩稳定成分增加，顶部出现青灰色泥灰岩。分选磨圆较好，砂岩中可见斜层理及羽状、槽状层理（图2-3）、波痕及海绿石，属于典型滨海相至浅海相沉积。与下伏绥中花岗岩块状岩石呈沉积接触。 图2-3长龙山组砂岩槽状交错层里2、 景儿峪组与长龙山组基本一致为一套紫红、紫灰、灰绿和蛋青色薄-中层含泥白云质灰岩、泥晶灰岩，局部夹硅质条带，最底部常有一层含海绿石粗粒长石砂岩或细砾岩，顶部为一层淡青色的灰泥岩与长龙山组底部的紫红色泥页岩整合接触。3、 古生界（一）、寒武系1、府君山组实习区府君山组地层主要分布在东部落-潮水峪，剖面出露较全，可作为标准剖面。本组岩石标志明显，下部为深灰色云斑灰岩，中部为灰白色硅质灰岩，上部为深灰色豹皮灰岩、深灰色厚层细晶灰岩。与下伏景儿峪组为平行不整合接触，分界标志为底部薄层灰岩中局部含角砾或砾岩。本组碳酸盐岩属浅海相沉积。府君山组豹皮灰岩标本见图 图2-4府君山组豹皮灰岩2、馒头组实习区馒头组主要位于路线三东部落-潮水峪，馒头组以红色泥岩为主。上部位粉砂质页岩夹白云质灰岩，底部含角砾及食盐钾晶，为滨海沉积相。馒头组与下覆的府君山组平行不整合接触，标准厚度71米。3、 毛庄组实习区馒头组主要位于路线三东部落-潮水峪毛庄组与馒头组岩性相似，以紫红色粉砂质页岩为主，含白云母片，比馒头组暗，比徐庄组浅，底部出现黄绿色的钙质页岩与馒头组的界线，中部和上部含灰质白云岩透镜体，顶部含灰岩透镜体和核形石（藻孢粒），说明毛庄组水体动荡，属高能环境，沉积环境为潮上带-潮间带。标准厚度为112米3、 徐庄组实习区徐庄组分布较广泛，在潮水峪-东部落及吴庄均有分布。徐庄组岩性以砂岩为主，有黄绿色云母质砂岩页岩、暗紫色砂岩，夹少量鲕粒灰岩透镜体，总体为暗紫色。沉积环境为滨海潮上带到浅海；标准厚度为105米4、 张夏组实习区分布较为广泛，在潮水峪-东部落及吴庄均有分布。张夏组分为明显的三段，下部为鲕粒灰岩加黄绿色页岩，中部为叠层石灰岩以及白云质灰岩和鲕粒灰岩互层夹泥质条带灰岩和生物碎屑岩，上部为泥质条带灰岩和页岩，分界明显：下部的鲕粒灰岩含较多的三叶虫化石。沉积环境为浅海相。张夏组特征岩石为鲕粒灰岩（图2-5）标准厚度为30米 图2-5张夏组鲕粒灰岩5、崮山组与张夏组在区内分布位置大体相同，在东部落潮水峪一带出露较好，出露整齐。本组岩性特征明显，下部紫色页岩、粉砂岩夹砾屑灰岩；中部灰色灰岩(薄灰岩、鲕状灰岩、条带状灰岩)；上部紫色砾屑灰岩与紫色粉砂岩互层，顶部为灰色厚层藻灰岩。底部为紫色砾屑灰岩，似有水下冲刷面存在。与下伏张夏组含泥质灰岩整合接触，界限明显，接触部位两者岩性差别很大，张夏组以鲕粒灰岩为界，崮山组以出现竹叶状灰岩为开始（图2-6）。本组属滨海相至浅海相沉积。标准厚度为102米 图2-6崮山组竹叶状灰岩6、长山组本组分布基本上与崮山组一致，在东部落潮水峪一带出露较好，主要岩性为紫色碎屑灰岩、粉砂岩与页岩互层，夹藻灰岩。组的底部为灰色厚层藻灰岩，产柱状叠层石。上覆紫色粉砂质页岩。向上为紫色粉砂质页岩，砾屑灰岩，岩性底部具半米厚藻灰岩，紫色氧化圈非常明显，其中产柱状叠层石。与崮山组整合接触，分界清楚，属浅海相沉积。标准厚度为18米7、 凤山组实习去凤山组主要分布于潮水峪。凤山组主要岩性为黄灰色泥灰岩夹薄饼状砾屑泥灰岩。由于内碎屑含泥质成分增多，容易被风化，风化后发生破碎而形成黄色土状物，边缘光滑呈薄饼状。本组与下伏长山组为整合接触，分界是以底部的青灰色砾屑泥质灰岩为标志层。本组属于浅海相沉积。标准厚度为92米。 总体来说实习区寒武系岩性为页岩、泥岩、灰岩、砂岩。下寒武以泥页岩为主以及少量的府君山组的白云质黑色豹皮灰岩；中寒武以鲕粒灰岩为主含少量的黄绿色、暗紫色砂岩；上寒武以灰岩为主夹少量的泥质条带灰岩。寒武系在实习区主要分布在东部落到潮水峪一带，东部落到潮水峪寒武系底层剖面图见图2-7 图2-7潮水峪到东部落新手剖面图（二）、奥陶系1、冶里组本组地层主要分布在实习区东部地区，在亮甲山、山羊寨等地均有出露。岩性主要为泥纹层灰岩，所含泥质条带较薄且不规则。下部岩性为灰色灰岩夹少量砾屑灰岩；上部为灰色砾屑灰岩夹黄绿色页岩。与下伏地层整合接触，以灰色薄层砾屑灰岩与凤山组分界。本组属浅海相较深水沉积。标准厚度为125米2、亮甲山组本组主要分布于亮甲山、潮水峪一带，以出现豹皮灰岩为标致，岩性主要为豹皮灰岩见图2-8，白云石化豹皮灰岩及白云石化灰岩，与下伏冶里组为整合接触，分界以亮甲山底部的中厚层状豹皮灰岩为标志。属于浅海相沉积环境。亮甲山组的豹皮灰岩是本区烧制石灰、水泥的主要原料。标准厚度约为118m。图2-8亮甲山黄色豹皮灰岩3、马家沟组本组露头主要分布在亮甲山、山羊寨地区。本组岩性以白云岩和白云质灰岩为主，底部是具微层理、含细砾、遂石结核（图2-9）黄灰色白云质灰岩与亮甲山组分界，与下伏亮甲山组为整合接触。白云岩具“刀砍痕”。有的含燧石条带，顶部为含泥质灰岩、风化后呈黄色。与亮甲山组整合接触，与上覆地层本溪组平行不整合接触，属浅海相较深水环境沉积。图2-9马家沟组含燧石结核灰岩 总体本区出露的为奥陶系下统，以灰岩为主，岩石特征为：冶里组为泥晶，微晶灰岩；亮甲山组以白云质黄色豹皮灰岩为主，含少量的铁质灰岩；马家沟组以白云质灰岩为主，含有燧石结核，底部有刀砍纹的白云岩。冶里到马家沟的剖面图见附图三：亮甲山实测剖面图（三）、石炭系1、本溪组本溪组在试验区分布广泛在石门寨西门，黑山窑及校军场附近有出露。本溪组含有两个韵律，第一韵律底部为红褐色的细粒铁质砂岩（图2-10），顶部为灰色薄层泥页岩含铁质结核；第二韵律底部为红褐色的细粒铁质砂岩，顶部为薄层泥页岩，属海陆叫互相。本溪底部与马家沟顶部的白云岩平行不整合接触示意图见（图2-11）。 图2-10本溪组铁质砂岩 图2-11马家沟与本溪平行不整合2、太原组太原组分布与本溪组相似，太原组分为两个韵律：第一韵律底部为青灰色薄层铁质长石岩屑杂砂岩，具有球形风化（图2-12），顶部为灰白色薄层泥页岩，含植物化石（图2-13）；第二韵律底部为红褐色薄层细粒长石岩屑杂砂岩，顶部为青灰色泥岩图2-12太原组球形风化 图2-13太原组泥岩中植物化石（四）、二叠系1、山西组本组主要分布在石门寨西门-瓦家山、黑山窑等地，石门寨西门-瓦家山剖面出露情况较好，是本区重要的含煤、粘上矿层位，。山西组岩性由灰色、灰黑色中细粒长石岩屑杂砂岩、粉砂岩、炭质页岩及粘土岩，构成两个沉积韵律。韵律底部含长石多、含砾，单层厚度大。顶部为粘土矿或煤层。上韵律顶部为粘土层位。与下伏太原组整合接触。本组属大陆近海沼泽相沉积。标准厚度约62m。2、 下石盒子组本区在黑山窑、石门寨西门等地较为发育。下石盒子组分为三个韵律：第一韵律底部为小豆砂岩，顶部为黄色粗粒砂岩；第二韵律底部为黄色粗粒砂岩，顶部为一层紫红色的粘土岩；第三韵律底部黄褐色粗粒砂岩，顶部为细粒黄色砂岩。3、 上石盒子组本组分布比较局限，主要在黑山窑、欢喜岭至大石河西侧有出露。发育最好的剖面是欢喜岭。本组岩性以含砾粗粒砂岩、细砂岩及粉砂岩组成三个沉积旋回。顶部为杂色粉砂质粘土岩。细砂岩中含砾屑，水动力较强，后流速迅速变缓，为河漫滩沉积，可见平行层理，属典型的河流相沉积。与下伏下石盒子组整合接触，以下石盒子组紫红色泥岩结束后，出现橙黄色粗砂岩为分界点。标准厚度约为72m。4、石千峰组本组在黑山窑、欢喜岭一带出露较好。主要岩性是一套河流相紫色岩层，包括粉砂岩、泥岩、夹少量的砾岩、粗至中细粒净砂岩和杂砂岩。本组与下伏上石盒子组为整合接触关系，两者可以从颜色上区分，以出现石千峰组紫色含砾砂岩为特征。标准厚度为150m。石门寨西门到瓦家山剖面图见附图二：石门寨西门-瓦家山O-P-C地层实测导线图及剖面图四、中生界（一）、三叠系1、黑山窑组黑山窑组位于本区西南部的黑山窑后村西侧。本组岩性以灰白色中、粗粒长石石英杂砂岩、黑色炭质页岩、粉砂岩及煤线为特征。含有大量植物及少量双壳类化石。本组角度不整合与石千峰组之上（图2-14），以本组底部的底砾岩同石千峰组分界。本组属于湖泊相沉积。标准厚度为161.1m。 图2-14石千峰与黑山窑平行不整合接触平面图（2） 、侏罗系1、 北票组本组分布较广泛，黑山窑村至大岭一带出露较好。与下伏黑山窑组呈角度不整合接触（图2-15），以出现下花园组的底砾岩为标志。此处的底砾岩属于河流相沉积，含有石英、长石、浅成侵入岩等，磨圆差、分选也差，为磨拉石建造。底部以粗大的砾岩作为主要成分，说明当时的水动力很强，距离山较近，进一步说明周围存在造山带，构造运动非常强烈。上部以粉砂岩、炭质页岩为主。本组属于河流、湖泊及沼泽相。标准厚度为493m图2-15黑山窑与北票组角度不整合剖面图五、新生界实习区新生界主要为冲积粘土、砂砾岩及部分黄土堆积，观察点为路线14山羊寨的汤河河谷两侧的砂砾沉积没有胶结物或者胶结物十分松散，熔岩洞中和周边具有黄土堆积，以开始固结变硬，黄土堆中有许多动物化石。山海关、秦皇岛及北戴河等海滨区以海岸沉积物及三角洲沉积物为主。第三章 岩石 岩石是由一种或几种造岩矿物或天然玻璃所组成的。在岩石圈内岩石种类繁多，按照岩石形成的地质作用可将其划分为三大类，即岩浆岩、变质岩和沉积岩，这三大类岩石在实习区内都有不同程度的出露。其中沉积岩部分在“第二章 地层”中已经按照岩石地层单位“组”进行了详细的描述，故不再赘述。本章将对实习区中所见到的岩浆岩和变质岩进行阐述。 第一节 岩浆岩岩浆岩是由地壳内部上升的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的，又称火成岩。岩浆主要来源于地幔上部的软流层，按其活动又分为喷出岩和侵入岩。按其So2含量可将岩浆岩分类见下表 So2含量%岩石类型 酸性 65中性52-65基性45-52超基性45喷出岩流纹岩安山岩玄武岩科马提岩浅层侵入岩花岗斑岩闪长玢岩辉绿玢岩金伯利岩深层侵入岩花岗岩闪长岩辉长岩橄榄岩1、 喷出岩喷出岩固体喷发物根据其性质与大小可以分为火山灰（粒径50mm）、火山集块（粒径50mm）。当集块大于50%是叫集块岩，角砾大于50%时为角砾岩，凝灰大于50%为凝灰岩。液体喷发物为熔岩，冷凝收缩常形成柱状节理。喷出岩具有的特征是具有气孔杏仁构造。实习区喷出岩分布较广泛，在医院口及板厂峪出露较好，现象明显。（一）中性喷出岩中性喷出岩主要为安山岩，根据其so2含量可以分为安山岩（5%）、石英安山岩（5%-25%），粗面岩（含石英和钾长石）；根据其含矿物成分可分为角闪安山岩（角闪石较多）、辉石安山岩（辉石含量较多）、黑云安山岩（黑云母含量较多）。1、 安山岩出露在医院口火车隧道两侧出露，在隧道口向南50米处安山岩为斑状构造，斑晶为斜长石和暗色矿物，暗色矿物为长条状定位角闪石，基质为隐晶质或者玻璃质，有气孔杏仁构造定名为角闪安山岩，此处为火山喷出相的溢流相。向北角闪石斑晶变大，出现安山质的角砾岩（图3-1）和集块岩，为火山喷出相里的爆发相。隧道口向南30米处安山岩里暗色矿物变为短柱状定为辉石，安山岩构造基本没变，所以定名为辉石安山岩，为喷出相里的爆发相。相分布以隧道口两侧对称。隧道口向北10米出现集块岩，集块大于50%，义院口喷出岩岩相分布图如图3-2。 图3-1安山角砾岩图3-2义院口喷出岩岩相分布图2、 粗面岩出露在板厂峪，岩流，形成多边形柱状节理（图3-3）。此处喷出岩颜色较浅，为灰白色，结构为斑状，斑晶为石英和肉红色的钾长石，颗粒较大，基质为玻璃质和隐晶质，石英含量约为30%，钾长石含量约为25%，具有气孔杏仁构造，表面较粗糙，表面有差异风化，部分石英和钾长石凹出，所以定名为粗面岩。节理玫瑰花图为附图5 图3-3板厂峪粗面岩柱状节理 （2） 酸性喷出岩 酸性喷出岩主要为流纹岩，由于形成时岩浆冷却速度较快使矿物来不及结晶，二氧化硅含量大于69%，其斑晶主要为钾长石和石英组成，晶体形状为方形板状，有玻璃光泽，但有解理。岩石为灰色、粉红色或砖红色，有斑状构造和流纹状结构。1、流纹岩实习区流纹岩分布不是很广泛且出露少。在吴庄垭口背斜核部有一层岩墙，颜色较浅，有气孔杏仁构造，具有流纹构造，石英含量较多，含有斜长石，定名为斐细岩流纹岩的一种。此外在燕塞湖大石河大桥下老龙头现代河流沉积作用和侵入岩观测路线中，在燕塞湖边的砾石中有流纹岩。二、侵入岩深部岩浆向上运移，侵入周围岩石，在地下冷凝、结晶、固结成岩的过程，称作侵入作用，形成的岩石叫做侵入岩，根据侵入体形成的深度不一，形成在地表10千米的成为深成侵入岩，一般规模较大，形成深度在3-10千米的成为浅成侵入岩，规模一般较小。侵入岩产状分为岩墙，岩床，岩盆，岩株，岩基。实习区岩墙和岩床较常见。一、浅成侵入岩浅成侵入岩常见的为花岗斑岩，闪长玢岩，辉绿岩，由于在地表3-10千米处，因此地表常被风化、剥蚀使得侵入岩出露地表。此外，实习区较多的岩墙和岩床为浅成侵入岩。（1） 、酸性浅层侵入岩酸性浅层侵入岩实习区见到的为花岗斑岩，主要出露在燕塞湖停车场南边。岩石颜色较浅为肉红色和灰白色，斑状结构，斑晶伟石英、钾长石及很少量斜长石，石英和钾长石含量大于80%，所以定名为似斑状花岗岩。与正长斑岩的侵入关系见图3-5。此外在砂锅店也有花岗斑岩出露，作为岩墙出露，斑晶为石英和钾长石，斑晶含量就多且颗粒大，此岩墙阻断雨水的流动促进了砂锅店东坡岩溶地貌的形成。花岗斑岩岩墙侵入图见图3-6（2） 、中性浅成浅层侵入岩中性浅层侵入岩常见为闪长玢岩、闪长斑岩及正长斑岩。颜色较浅，结晶程度一般。1、 闪长玢岩闪长玢岩主要分布在潮水峪，共有两处均为闪长玢岩侵入体。第一处位 图3-6砂锅店花岗斑岩岩墙于潮水峪侵入长龙山组的砂岩中，风化严重，颜色较浅，斑晶为石英、斜长石和暗色长条状的角闪石，所以定名为闪长玢岩。第二位于潮水峪和砂锅店观测路线中，两期岩浆沿活动。此处辉绿岩先侵入灰岩中，进过一次构造运动后闪长玢岩侵入，后又经过一次构造运动发生错段，示意图如下（3-4） 图3-4闪长玢岩与辉绿岩两次岩脉关系2、 正长斑岩在实习区的燕塞湖停车场南，岩石颜色较周围的似斑状花岗岩暗。具有斑状构造，斑晶较大为石英和钾长石，且含量较多大于60%，定名为正长斑岩。判断周围的似斑状花岗岩的侵入关系：接触带的烘烤边喝冷凝边向花岗岩颜色渐变，结晶较好，可知正长斑岩侵入花岗斑岩，由正长斑岩形状两面近乎平行可知正长斑岩侵入花岗岩，所以可定为正长斑岩侵入似斑状花岗岩，再由侵入关系可知似斑状花岗斑岩先形成，正长斑岩后形成。其侵入关系示意图3-5如下： 图3-5似斑状花岗岩与正长斑岩侵入关系图（3） 、基性浅成侵入岩基性浅成侵入岩主要为辉绿玢岩和辉绿斑岩，实习区分布较多，均作为岩墙或者岩墙出露。1、 辉绿玢岩实习区辉绿斑岩主要出露在亮甲山，在亮甲山出露产状为一薄层岩墙，侵入亮甲山组的黄色豹皮灰岩中。岩石颜色较暗，斑晶为斜长石，基质为隐晶质定名为辉绿玢岩。2、 深成侵入岩深成侵入岩常见为闪长岩、辉长岩、花岗岩。实习区分布广泛，在亮甲山、潮水峪、花场峪、山羊寨等地均有出露。（一）、基性深层侵入岩1、 辉绿岩辉绿岩在实习区主要的出露点为亮甲山，山羊寨，和潮水峪。岩石成分相当于辉长岩的浅成岩。显晶质，细-中粒，暗灰-灰黑色，常具辉绿玢岩汇率结构或次辉绿结构。深灰、灰黑色。在亮甲山作为一层薄层岩床，示意图见3-7。在山羊寨处于马家沟组与亮甲山组的分界处，风化叫严重。在潮水峪为一期岩脉出露，填充在断层中，与后来侵入的闪长玢岩经过多期构造运动交叉错位，示意图见图3-4. 图3-7亮甲山辉绿岩岩床 （2） 酸性深成侵入岩1、 花岗岩在实习区花岗岩主要分布在花场峪，出露为一较大岩墙，侵入凤山组的泥岩中，在接触边具有明显的烘烤边，岩石呈肉红色，斑晶为钾长石，定名为花岗岩，与周围泥岩侵入示意图3-8如下： 图3-8花场峪花岗岩岩墙侵入剖面图第2节 变质岩变质岩是指受到地球内部力量（温度、压力、应力的变化、化学成分等）改造而成的新型岩石。固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下，发生物质成分的迁移和重结晶，形成新的矿物组合。本区的变质方式有接触变质作用、区域变质作用、区域混合岩化作用和动力变质作用。一、太古界混合花岗岩太古代混合花岗岩基底出露于张岩子村，岩石表面呈灰绿色，新鲜面肉红色，斑晶约占20%，为斜长石和正长石，有少量石英，基质约占80%，主要为斜长石、正长石、石英及黑云母等。由花岗岩通过混合岩化作用形成。二、角岩实习区内主要见于花场峪五彩池一带。角岩是具有细粒粒状变晶结构和块状构造的中高温热接触变质岩石的统称。原岩主要为粘土岩、粉砂岩、火成岩和各种火山碎屑岩。变质后全部重结晶，一般不具有变余结构。原岩受热变黑、变硬、密度变大，被角岩化。由于脉岩入侵，接触处产生韧性变形。五彩池旁原岩为页岩、砂岩，被角岩化，SiO2胶结，颜色鲜艳多样，五彩池因此得名。岩石内部产生褶皱，可见褶皱的立体形态。石英韧性变形的起点深度为10-15km，灰岩为12-18km。可就此推测其上地层被剥蚀的厚度。不过值得注意的是，推导的前提是：正常的低温梯度。此处由于有岩浆岩侵入，所以大致被剥蚀的厚度问5-6km。三、断层角砾岩断层角砾岩也称构造角砾岩，在吴庄垭口向南20米处可以观察到。在断层作用下，岩石发生破碎，上、下两盘之间的岩石不断的被糅合，原岩破碎成角砾状，角砾大小不等，具棱角。岩性与断层两侧岩石相同，并被破碎细屑充填胶结。示意图见图3-9： 图3-9吴庄垭口断层角砾岩第四节 构造第1节 实习区构造概况柳江盆地是由晚元古代到中生代的地层组成的向斜构造，故也称为柳江向斜。柳江向斜是由晚元古代至中生代岩层所组成的向斜构造，该向斜近南北向延伸。柳江盆地于晚古生代发育，到中生代沉积了厚度较大的地层，这段时间内，由于缺失泥盆纪、志留纪的地层，在这里有很大的不整合面，而且有过明显的海陆变迁。中生代构造变动是在古生代的褶皱基础上，于二叠纪末期，发生了的构造变动，形成柳江盆地的雏形，侏罗纪的时候，以角度不整合覆盖在古生界之上，产生地形上的差异北高南低，下侏罗统的时候，又发生一次构造变动，地层发生变形，改变了盆地的沉积中心，西翼出现沉积，西翼角度不整合于下伏之上。新生代第四系以来，有明显的上升运动，全区遭剥蚀，所以山区河谷有明显的阶地发育，全新世以来，亦有海积和海蚀地貌，由此发育成了现在西部陡东部缓的向斜地貌柳江盆地。柳江向斜核部由侏罗系组成，东南两侧呈西陡东缓的不对称结构。东侧地层近于单斜，倾角在1025之间，轴部紧靠西翼，沿黑山窑-傍水崖-老君顶一线分布，西侧地层受燕山期花岗岩侵入的挤压影响，产生了一系列紧密褶皱和逆冲断层，使地层局部直立，甚至倒转。断层以南北走向的逆断层为主，规模大，由于受到巨大的挤压，岩层薄甚至缺失。本区断层发育，正断层发育广规模小，逆断层主要发育于实习区西部。由于柳江盆地在印支期受到南北向挤压，在后来的燕山期又受到了东西向挤压，所以柳江盆地又有“柳江叠加向斜”之称。第2节 褶皱一、柳江向斜柳江向斜主要构造线为北东方向，轴向近南北，发育面积较广，东起张岩子，西至山羊寨。向斜地层由新元古界-中生界地层构成，核部为二叠系，多数被侏罗系火山岩不整合覆盖，两翼主要为寒武系、奥陶系和石炭系地层。轴向近南北，轴线在黑山窑-傍水崖-老君顶一线。轴面近直立，由于中生界与古生界角度不整合，向斜轴面有迁移的迹象，这是由于柳江盆地在印支期受到南北向挤压，在后来的燕山期又受到了东西向挤压而形成的构造叠加造成的。南北长约20km，东西宽约10km。示意图4-1如下： 图4-1柳江向斜示意图山羊寨南采石场出露奥陶系地层，此地属于柳江向斜的西翼。地层近乎直立，多发生倒转，发育一系列小褶皱和断层。二、义院口背斜义院口背斜展布在义院口公路东侧。两翼从下伏地层到上覆地层可见太原组砂岩、山西组砂岩、山西组煤系泥岩以及下石盒子组砂岩出露。背斜顶部被风化剥蚀，地势相对较低，即所谓的背斜成谷。枢纽大致为东西走向，故是由南北向挤压而形成。义院口背斜信手地层构造剖面图4-2见下图：图4-3义院口背斜信手剖面构造图三、吴庄背斜在吴庄垭口附近，由于石壁褶皱较多且形态清晰，称为“九龙壁”，是吴庄背斜的东翼区。吴庄背斜展布在赵庄、吴庄一带，呈近南北向延伸，也是柳江向斜西翼的叠加构造。东翼产状较为复杂，具多个小褶皱形成的揉皱构造，西翼倾角35左右，东翼产状较为复杂，多为2030，受东侧逆冲断层影响，局部变化很大。4、 黑山窑前村沟边挠曲此处为柳江向斜东翼和西翼德转折端，挠曲形成的原因：外因：东西受力以及自身的重力；内因：此处岩石含泥量高，可塑性较好，易发生变形。挠曲示意图4-4如下图： 图4-4黑山窑前村沟边挠曲第3节 断层柳江盆地各种性质的断层均发育，时代也不一致，但是规模不是很大，延伸不远，显示出了柳江向斜对断层的控制作用。一、 石门寨西门亮甲山正断层此处观察到的断层规模较小，具体位于石门寨西门80米废弃的采石坑处，属于冶里组内的正断层，断面一侧为厚层灰岩，另一侧为砂岩与灰岩薄层。通过对两侧岩层对比寻找标志层，下盘上升。故判断其为正断层。断层示意图4-5如下：图4-5：石门寨西门亮甲山正断层二、 鸡冠山小型正断层此处断层规模较小，断层现象较明显，具有明显的断层角砾锐夹角指向本盘的运动方向，具有一组张节理指向本盘运动方向，有一组剪节理锐夹角指向本盘的运动方向,此外由于力的牵引，岩石层里发生歪曲，此外断层面具有不太明显的阶步，擦痕不明显，根据这些现象判断为正断层。位于长龙山组正断层示意图4-6如下： 图4-6鸡冠山小型正断层三、鸡冠山小型地堑地垒此处发育小型的地堑地垒，长龙山组的海绿石石英砂岩，此处有疑点为同沉积断层，经过小组讨论，与老师讨论，此处没有同沉积断层，同沉积断层一般规模较大，多为走向断层，上盘即下降盘底层明显增厚，上盘常发育逆牵引构造。此处小型地堑地垒示意图4-7如下：图4-7鸡冠山小型地堑地垒剖面图四、汤河地堑在鸡冠山上可以观察到汤河地堑，在大平台和鸡冠山一带，岩层接近水平，、并发育一系列正断层，呈阶梯状分布。该地堑有四条断层组成，汤河河谷是共用下降盘。断层面近直立；地层是长龙山组和太古界混合花岗岩，4条断层向西南方向收敛，向东北方向发散，可知延伸不远。汤河地堑示意图4-8如图：图4-8汤河地堑示意图五、吴庄垭口倒转逆冲断层此断层观察点在吴庄垭口向南20米，没有明显的断层面。但是有很多断层标志，首先可以看到地面零星分布的断层角砾岩，其次可以观察到两侧的岩性有明显的差异，一侧是张夏组鲕粒灰岩，另一侧是亮甲山组的豹皮灰岩。此逆断层的观测主要是依靠断层角砾岩的形态和牵引构造，从构造角砾岩特征及地层缺失进行分析，该断裂为受挤压作用形成的逆断层。图4-9吴庄垭口逆冲断层示意图六、潮水峪溪河口逆断层该断层主要出露于潮水峪村北三叉路口的大核桃树下，规模较大，断面有方解石脉充填，可见阶步、擦痕及岩墙侵入。其东盘为凤山组的泥质条带灰岩，西盘为冶里组的泥质灰岩，断面上有方解石脉。断面风化严重，有脱落的断层角砾岩，但还能依稀地看到阶步。由此可以判断其为逆断层。断层3D示意图4-10如下： 图4-10潮水峪溪河大型逆断层3D示意图七、潮水峪村东岩脉侵入及断层在潮水峪水沟有两套侵入岩岩脉穿插在灰岩之中。经仔细鉴定，灰岩为冶里组的地层，而两套侵入岩岩脉为辉绿岩和闪长玢岩，结合此处共轭剪节理锐夹角的方向，判断其为左行走滑断层。首先沉积了冶里组的灰岩，之后是闪长玢岩的侵入，然后发育了一次右行走滑断层，接着又是辉绿岩的侵入，最后发育了左行走滑断层。潮水峪岩脉侵入关系及断层示意图4-11如下： 图4-11潮水峪河口多期构造运动示意图第4节 节理节理是岩石中的裂隙，是没有明显位移的破裂。节理可以分为：原生节理、构造节理和表生节理。我们通常所说的张节理和剪节理属于构造节理；而球形风化则为表生节理；柱状节理一般为原生节理。 一、石简峡柱状节理板厂峪石简峡处在峡谷的一侧可见大型的构造节理，几组不同方向的节理将岩石切割成多边形柱状体。火山熔岩形成柱状节理，犹如刀砍斧削，呈辐射状，向上收敛，向下散开，高达百米，绵延千米。 图4-12柱状节理二、节理与岩溶作用 在砂锅店东山梁北部可以观察到许多灰岩沿节理方向发生溶蚀现象，也有部分沿着层理层面溶蚀。此处岩性主要为亮甲山组的豹皮灰岩，表面颜色偏黄，泥质含量较高，水流沿节理渗透而发生溶蚀作用，随着时间的积累，形成岩溶通道，并且互相连接。灰岩表面的小白斑是白云岩化现象和方解石脉充填。示意图4-13： 图4-13砂锅店岩溶第5节 褶皱与断层关系及构造应力场特征断层与褶皱是两种常见的构造现象，两者之间经常相互关联。根据构造形态在主控因素上的区别，我们产生了两种不同的构造概念：断层相关褶皱以及褶皱相关断层。断层相关褶皱即断层作用为主控因素的褶皱，主要有断展褶皱、断弯褶皱和断滑褶皱三种。褶皱相关断层：由褶皱起主导作用。一、九龙壁断层相关褶皱吴庄垭口九龙壁由于构造作用复杂，伴生了许多断层相关的褶皱作用， 在一处空地可见发育较好的断弯褶皱，其形成原理是 :在断层开始滑动时 ,形成一个膝折带 ,随着断层的继续滑动 ,膝折带不断增宽 ,形成单步台阶断弯褶皱。第5章 地质发展史实习区在地质历史发展进程中，曾经历过的主要运动有五台运动，吕梁运动，蓟县运动，泰康运动，海西印支运动，燕山运动以及喜马拉雅运动。实习区二十几亿年的地质历史、多次构造运动，可归纳为：太古代结晶基底形成阶段，新元古代裂陷槽发育阶段，古生代克拉通盆地发育阶段，中生代印支运动期阶段，中生代燕山期挤压褶皱、断裂和岩浆作用阶段，以及新生代的差异隆升阶段。 第一节 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，构成了这一区域的结晶基底。结晶基地形成以后，本区长期处于隆升剥蚀状态，直至新元古代晚期。第二节 新元古代裂陷槽发育阶段一、前中元古代地槽发展阶段 从区域性地质背景来看，本区前中元古代处于地槽发展阶段，地壳大幅度下降，堆积了巨厚的沉积物，经历了五台运动和吕梁运动。特别是早元古代的吕梁运动，地槽回返，产生了漫长而复杂的褶皱运动，并伴有区域变质作用，混合岩化和花岗岩化作用。逐渐形成了一套巨厚的变质岩，混合岩和混合花岗岩。构成了华北地台结晶基底。结束了前中元古代地槽发展阶段。实习区位于华北地台北部，大面积太古界和下元古界变质岩系虽未曾出露，但仍可见下元古界绥中混合花岗岩。二、中元古代地台发展阶段 吕梁运动以后，华北地台进入一个相对稳定时期，初期地台边缘部位仍带有活动性特征，断裂活动比较强烈，断陷和隆起比较明显，地台北部出现了呈北东方向延伸的燕山海槽，堆积了蓟县剖面上的长城系、蓟县系。至中元古代末期，边缘断陷作用减弱，结束了边缘活动的历史，燕山海槽转入陆表海盆地。实习区位于山海关古陆西南侧，在中元古代仍然是古陆剥蚀区，未接受沉积。 三、晚元古代地台发展阶段 晚元古代早期，华北地台由边缘凹陷转入整体下降。北部陆表海不断扩大，山海关古陆范围缩小。到青白口期本区已经成为陆表海的一部分。堆积了长龙山组滨海浅海相碎屑岩和浅海相泥灰岩，此时气候干燥炎热，海水时浅时深，青白口期末蓟县运动抬升，造成了大面积海退。实习区晚元古代晚期震旦纪再度成为古陆剥削区。 第三节 古生代克拉通盆地发育阶段此阶段华北克拉通以升降为主，为稳定的克拉通盆地沉积。古生代早寒武世府君山组底部具角砾状灰岩，标志着一套新的沉积开始，实习区再度下降，海水由北方侵入，接受沉积，使寒武系府君山组平行不整合直接覆盖在景儿峪组之上。随后海侵扩大，为广海环境，有大量的碳酸岩盐沉积。晚寒武世有明显的海退现象，崮山期处于滨海氧化环境，沉积物暴露在水面以上，遭受到风暴浪袭击。此时气候较湿润，三叶虫类发展达到了鼎盛时期，成为海洋中的主宰者，腕足类和头足类也开始兴盛起来。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。代表着陆表海的碳酸盐沉积。石炭系早期，本区地壳又开始下降，晚奥陶世-早石炭世导致近100Ma地层缺失是这一时期著名的上降运动（海西运动），此时期主体为海陆交互相和陆相碎屑岩地层沉积。地层稳定性很强，横向上可以进行很好的对比。古生代末期海西构造运动使本区遭受南北向挤压，形成东西方向上的褶皱构造。但总体构造褶皱不强烈，褶皱只在局部区域发育。第四节 中生代印支运动期阶段三叠系晚期发育湖盆，沉积黑山窑组地层。黑山窑组与上覆地层为角度不整合接触，表明当时存在构造变形运动。大约在印支期，门头沟组沉积以前，本区还经历了自北向南挤压作用，形成了东西向压性断裂、褶皱等。本区在海西印支运动以后，侏罗系门头沟组冲积扇、河流相砂砾岩层呈角度不整合覆盖在前中生界不同时代地层之上，持续的坳陷及气候转亚热带潮湿气候，盆地内部湖水加深，沼泽广布，大量的裸子植物繁盛起来，取代了古生代兴起的蕨类植物。第五节 中生代燕山期挤压褶皱、断裂和岩浆作用阶段 门头沟组沉积以后，本区燕山运动第一期构造变形仍以塑性变形为主，以南北向挤压为主，表现为南北向的褶皱作用，南北向的延伸的逆冲