河北省临城古生代张夏组岩石学特征

1、摘 要通过对河北临城地区张夏组地层岩石样品进行分析鉴定、分析统计，得出该组地层是以鲕粒灰岩为主的碳酸盐岩，可分为颗粒-灰泥石灰岩和晶粒石灰岩两大类。岩石的结构组分中颗粒情况较为复杂，填隙物、晶粒、生物格架较为简单。岩石发育多种沉积构造。该工作为后期研究该区的岩相古地理提供参考。关键字：张夏组；鲕粒灰岩；岩石学特征；河北临城ABSTRACTIn hebei lincheng in the zhangxia formation rock sample analysis identification, analysis, statistics, it is concluded that the gr

2、oup formation and the carbonate rocks of oolitic limestone, can be divided into grain - plaster limestone and crystalline limestone two kinds big. Particles in the structure of the rock component is more complex, filler content, grain size, biological framework is simple. A variety of sedimentary st

3、ructure rock development. The work for the later research for the reference of the lithofacies palaeogeography.Key words：zhangxia formation；Oolitic limestone；Petrological characteristics；hebei lincheng 目 录1区域地质背景.11.1构造.11.2地层.21.3地层剖面.22张夏组地层岩石学特征42.1岩石的类型.42.2岩石的结构组分特征.62.3岩石的构造特征.72.4沉积相.83结论8致谢.

4、10主要参考文献.1111本科生毕业论文河北省临城古生代张夏组岩石学特征 河北临城的古生代张夏组组地层为一套碳酸盐岩，本人选择具有剖面进行测量并采集了岩石样品。该剖面在工作区具有代表性。1 区域地质背景1.1构造临城地区位于华北地台二级构造单元山西台隆的东部。以太行山为主体的山西台隆，太行山为多呈NE-NNE向雁列分布，东邻华北断拗，西部为NE-NNE雁列分布的盆地。太行山表现为NE-NNE向斜列的两个隆起和两个凹陷组成（图2-20）。由北向南，它们依次为阜平隆起、井陉凹陷、赞皇隆起和武安凹陷。隆起区主要由太古界变质岩组成的基底岩系，凹陷区主要为下元古界-中元古界的裂谷沉积。临城地区则位于赞皇

5、隆起东南缘。该区主要出露新太古代、古元古代、中元古代、古生代及第四纪地层。新太古代分布在基地的中部，分为北部新太古代花岗岩和南部新太古代石家栏组片麻岩；古元古代变质沉积-火山岩分布与基地西部，主要地层分布在郝庄至青尼山一带，变质火山岩分布广泛，达到东部王家崇一带，为一套裂谷沉积；中元古带分布在基地的东部，位于太古代花岗岩与古古生代之间，只发育了常州沟组下部地层。古生代主要分布分布在基地的东部，为一套单斜地层。 图1-1 河北省南部构造体系略图1.2 地层 区内下古生界寒武系，发育良好，化石丰富，出露齐全，广泛分布于区内西北部的山顶上，呈北东南西向展布，为一套滨浅海相泥岩-碳酸盐岩沉积。寒武系与

6、下伏中元古界地层为微角度不整合接触，寒武奥陶系为连续沉积，呈整合接触。区内寒武系发育完整，出露连续，化石丰富，岩性岩相特征典型，与邻区及华北标准剖面均可对比。根据岩层层序、岩性岩相、沉积旋回等特征，寒武系划分为五个组级岩石地层单位。张夏组主要分布在西部、南部的山顶部，张夏组在地貌上表现的非常壮观。一段以较陡的缓坡，而二段为难于翻越的近100米陡崖。一段以泥质条带泥晶灰岩为主，夹有生物碎屑泥晶灰岩，泥晶鲕粒灰岩，砾屑灰岩及藻灰泥丘，钙质页岩等。其中泥晶鲕粒灰岩向上增多变厚与泥质条带灰岩，页岩组成韵律层。129.6米二段下部为青灰色厚层状亮晶鲕粒灰岩，中部为青灰色厚层状白云岩化亮晶鲕粒灰岩夹砂屑灰

7、岩。上部为青灰色厚层、巨厚层叠层石灰岩夹鲕粒灰岩。厚179米。按照张夏组的一、二段的岩相组合特征，可划分为不同的基本层序类型。基本层序（A）：可作为张夏组一段地层的描述单元。下部单元由泥质条带泥晶灰岩组成。上部单元由青灰色中层状生物碎屑鲕粒灰岩组成。在垂向上由六个层序组成，以向上变薄为特征。基本层序（B）：可作为一段的描述单元。底部由薄层状泥质条带灰岩组成。上部单元由青灰色中层状粉晶灰岩组成。在横向上比较稳定。基本层序（C）：可作为一段地层描述单元，其特征为：底部单元由青灰色薄层泥质条带泥晶灰岩组成。上部为青灰色鲕粒灰岩与钙质页岩组成向上变薄的韵律层。在垂向上变化稳定；在横向上，主要由泥质条带

8、灰岩与风暴成因的砾屑灰岩组成且以向上变厚为特征。基本层序（D）：可作为一段地层的描述单元，底部单元为风暴成因的鮞粒砾屑灰岩，下部单元为灰绿色页岩夹粉晶灰岩薄层。上部单元是向上变厚再改造鲕粒灰岩夹泥质条带泥晶灰岩。在垂向上由两个基本层序组成；在横向上，下部层序基本稳定，上部层序主要由条带状泥晶灰岩和鮞粒砾屑灰岩组成。基本层序（E）：可作为一段地层的描述单位，本类层序表现为向上变粗基本特征，下部单元为泥质条带泥晶灰岩夹极薄层鲕粒灰岩，上部单元由后曾状鲕粒灰岩夹泥灰岩组成。在垂向上两个基本层序组成，并夹一层灰泥丘灰岩。二者岩性较单一，以鲕粒灰岩为主，其基本层序以向上变厚为特征。基本层序（F）：可作为

9、二段地层的描述单位；下部单元由厚层状泥晶、亮晶鲕粒灰岩组成，上部单元由厚层状、巨厚层状亮晶鮞粒灰岩组成，形成于浅斜坡。在垂向上由四个单元组成，较稳定，其中基本层序表现为对称性旋回，底部为含虫孔鮞粒灰岩，中部单元为巨厚状亮晶鮞粒灰岩，上部单元由薄层白云岩化鮞粒灰岩组成，其他各层序均向上变厚的基本乐行。在横向上变化较明显，表现为：斜层理极发育；叠层石灰岩发育，由鲕粒灰岩与叠层石灰岩组成礁滩基本层序。1.3 地层剖面剖面位于瓮城-祁村剖面瓮城东山，底部与早古生界徐庄组呈整合接触，上部与寒武系崮山组呈整合过渡接触。剖面描述如下： 图1-2 临城寒武系张夏组实测剖面图上覆地层：崮山组泥质条带微晶灰岩整合

10、接触张夏组二段（12）叠层石灰岩 45米（11）灰白色巨厚鲕粒灰岩和细晶灰岩 108米（10）青灰色中厚层，巨厚层和中厚层鲕粒灰岩 26米（9）灰白色中厚层鮞粒灰岩夹泥质条带灰岩 20米张夏组一段 (8)灰色薄层泥晶灰岩夹绿色页岩 29米(7)青灰色薄层鲕粒灰岩与页岩互层 45米(6)紫红色白云质页岩夹有中细粒砂岩 9米(5)灰色生物碎屑灰岩 1米(4)青灰色砾屑灰岩夹有厘米级灰绿色中细粒砂岩 1米(3)灰色泥质条带灰岩 3米(2)青灰色巨厚鲕粒灰岩 13米(1)青灰色中厚层鲕粒灰岩夹泥质条带灰岩 11米 整合接触下伏地层：徐庄组紫红色含云母页岩张夏组一段以泥质条带泥晶灰岩与鲕粒灰岩，砾屑灰岩

11、组合为特征；二段以鲕粒灰岩为特征表现了从潮下中斜坡到深斜坡变深的序列至中斜坡到浅斜坡的演化周期。2 张夏组地层岩石学特征2.1岩石的类型在岩石的鉴定过程中发现，张夏组地层主要为鲕粒灰岩。根据碳酸盐岩的结构-成因分类分为不同种类的岩石。1颗粒-灰泥石灰岩：根据颗粒的含量，将颗粒灰泥石灰岩划分为颗粒石灰岩、颗粒质石灰岩、含颗粒石灰岩以及无颗粒石灰岩。对于某一具体的岩石，其名称还应根据更具体的颗粒类型来确定。主要包括叠层石灰岩、亮晶鲕粒灰岩、泥晶砂屑灰岩、亮晶砂屑生物碎屑灰岩、异地砾屑灰岩。2泥晶石灰岩：主要以晶粒这一结构组分确定。根据晶粒的粗细划分为粗晶石灰岩，中晶石灰岩、粉晶石灰岩、泥晶石灰岩。

12、主要包括泥晶灰岩、泥晶鲕粒灰岩、泥晶砂屑灰岩。下面就主要岩石类型进行描述：内碎屑灰岩：内碎屑可以大到砾屑级，小到粉屑级，他们的填隙物可以是灰泥杂基或亮晶胶结物，或者两者都有。但竹叶状砾屑在我国北方寒武系及奥陶系中广泛分布。与砾屑共生的常有砂屑等，其基质多为灰泥，亮晶少见。这种砾屑是在浅水海洋环境中，经强大的水流、潮汐灰风暴作用，把它破碎、磨蚀、搬运再堆积而成。与此同时内碎屑的圆度因搬运磨蚀程度而明显不同，本区属浅水波浪环境的内碎屑灰岩，磨圆度良好。鮞粒灰岩：鮞粒石灰岩中鮞粒的含量大于50%，由于填隙物性质不同有亮晶鮞粒灰岩及灰泥鮞粒灰岩。按照鮞粒类型不同有正常鮞灰岩、放射鮞灰岩、复鮞灰岩、表皮

13、鮞灰岩以及早期压实的变形鮞灰岩与警告过成岩重结晶的单晶鮞灰岩及多晶鮞灰岩等。鮞粒灰岩一般形成于温暖浅水、中等搅动的环境，常产于水下浅滩及潮汐沙坝或潮汐三角洲地区。放射状鮞多产于咸化澙湖及盐湖中。值得注意的是，巨厚层的鲕粒灰岩是张夏组的显著特征。图2-1 砾屑灰岩 图2-2 鲕粒灰岩泥晶灰岩：泥晶石灰岩是由泥晶方解石构成的。或称泥屑灰岩，灰泥石灰岩等。颗粒一般含量很低，一般不超过10%，但它与含颗粒石灰岩呈过渡关系。颗粒的类型，尤其是生物碎屑的种类是判断泥晶灰岩沉积环境的重要标志。如含低栖双壳类、有孔虫及绿藻等局限环境生物，则应为浅水环境，如含浮游生物则为深水；泥晶灰岩如有如有干化作用或藻类活动

14、产生亮晶方解石充填的鸟眼构造，则为潮上或潮间的典型标志；丘状的泥晶灰岩有障积生物的支撑，应属生物泥丘，具有特殊的环境意义。可以说泥晶灰岩出现在低能环境中，如浅水澙湖、陆棚以及较深水的滨外盆地等。 叠层石灰岩：属于生物格架石灰岩中的隐藻石灰岩，这是具有明显隐藻纹层构造的粘结灰岩。富藻的有机纹层和贫藻的碳酸盐纹层是通粘结作用和 藻席生长形成的。叠层石石灰岩产出形态与生物骨架灰岩有类似之处，也具有透镜状、块状、丘状和层状岩体，但严格的来讲，它并非骨架生物的建造体。 图2-3 泥晶灰岩 图2-4 叠层石灰岩2.2岩石的结构组分特征1颗粒：泛指沉积盆地内由化学、生物化学成因的碳酸盐沉积物，在波浪潮汐等水

15、流作用下就地或经短距离搬运而形成的一系列碳酸盐岩颗粒。按其成因和组分特征，可分为五种主要类型。（1）内碎屑：砾屑、砂屑、粉屑、泥屑。砾屑：泥晶砂屑灰岩中砾屑由鲕粒灰岩，球粒灰岩组成，含量20左右。异地砾屑灰岩中砾屑呈菊花状，倒小字型，直立，单向或双向叠瓦状排列，大小不定，从0.5-10cm不等，砾屑可以具氧化环，但较薄。砾屑成分非常复杂，可以为来自浅水区的泥晶灰岩，再搬运的正常砾屑；虫孔灰岩及来自深水区的球粒灰岩、核形石灰岩、凝块石灰岩、含海绿石生物碎屑灰岩，生物丘灰岩，生物碎屑球粒泥晶灰岩及生物碎屑泥晶灰岩。砂屑：泥晶砂屑灰岩中砂屑由泥晶方解石组成，圆状或次棱角状、无定向排列，可成群分布，含

16、量40以上。亮晶砂屑生物碎屑灰岩中砂屑含量50左右，砂屑粒径0.5-0.2mm，多已重结晶，少量为微晶组成，具泥晶包壳。含量30左右。砂屑白云岩中砂屑由白云石晶粒组成。砂屑粒径为0.5-0.3mm。粉屑：泥晶灰岩中粉屑主要由方解石组成，可含少量的生物碎屑、海绿石等，生物碎屑具磨圆现象，具自云岩化。（2）鮞粒：泥晶鮞粒灰岩中鲕粒含量80左右，主要为多晶鲕、单晶鲕，真鲕，假鲕及放射鲕，可见有韵律层，由较细的（0.1mm）鲕粒、较粗的鲕粒（0.4mm以上）及三叶虫碎屑组成。亮晶鮞粒灰岩鲕粒为单晶鲕、多晶鲕，放射鲕及真鲕、假鲕，真鲕包壳可达8-12层，分选好，含量80。可见5以下生物碎屑。泥晶砂屑灰岩

17、鲕粒多为放射缅，多晶鲕，核心由生物碎屑及砂屑组成，含量10左右。生物碎屑主要海百合、腕足、三叶虫等，具泥晶化边及很薄的包壳，含量小于10，（3）藻粒：柱状叠层石灰岩中叠层石主要由暗带、亮带相间组成，暗带由灌丝藻，斑点藻等组成，亮带由粉屑、微屑方解石组成。亮晶砂屑生物碎屑灰岩可见少量的团块状海绿石。（4）生物碎屑：亮晶砂屑生物碎屑灰岩中生物碎屑主要为三叶虫、腕足、棘皮、软体、介形虫等，保存完整，稍有磨蚀，体腔中填有砂屑及泥晶，具泥晶化边。2.泥：具有典型的泥状结构。在泥晶灰岩、泥晶鮞粒灰岩、泥晶砂屑灰岩、异地砾屑灰岩常见。3胶结物：胶结物的晶体清澈明亮，晶粒一般较大。可见于亮晶鮞粒灰岩、亮晶砂屑

18、生物碎屑灰岩。4.晶粒：根据粒度可分为砾晶、砂晶、粉晶、泥晶。在泥晶灰岩、泥晶鮞粒灰岩、泥晶砂屑灰岩、异地砾屑灰岩中晶粒为泥晶。5.生物格架：其中柱状叠层石灰岩具粘结格架。2.3岩石的构造特征1.波痕：是波浪的介质运动，在沉积物表面所形成的一种波状起伏的层面构造。该地区一般是由于波浪作用作用于沉积物表面形成的。可分为对称和不对称的两种。前者的特点是波脊两侧对称，波峰尖锐，波谷圆滑，大多数波脊平直，部分出现分叉。至于不对称波痕，外形与直线流水波痕相似。2水平层理：细层平直与层面平行，细层可连续或断续，细层越0.1mm至几毫米。水平层理是在比较弱的水动力条件下，由悬浮物沉积而成，它出现在低能环境中

19、，如湖泊深水区、澙湖及深海环境，主要产于泥晶灰岩之中。图2-5 波痕 图2-6 水平层理3.斜层理：在层系内部由一组倾斜的细层与层面或层系界面相交。这种层理是沉积介质水流和风的流动造成的。当介质具有一定流速时 ，底床上可以产生一系列的砂波，这种砂波顺层流动的结果，在陡坡的一侧形成了由一系列纹层组成的斜层系，纹层倾向表示介质流动方向。斜层系互相平行或彼此切割构成不同形态的交错层理。在泥晶鮞粒灰岩、亮晶鮞粒灰岩，砂屑白云岩中可见。4生物遗迹构造：指由生物活动而产生于沉积物表面或内部具有一定形态的各种遗迹，包括生物生存期间的与电动、居住、觅食和摄食等行为遗留下的痕迹。从某种意义上讲，它是生物行为习性

20、适应环境的无限制表现，由于他们能够反应当时的生活环境，分布范围又比较狭窄，特别是在硬体化石极为稀少的地层中，他们的分布普遍且保存良好，有助于古生态和岩相的研究。其中偶尔可见爬迹。 图2-7 斜层理 图2-8 生物遗迹构造5.鸟眼构造：指细粒沉积岩中鸟眼状孔隙被亮晶方解石或石膏等胶结物充填而形成的，亮晶鮞粒灰岩、亮晶砂屑生物碎屑灰岩中可见。6叠层石构造：叠层石形态为柱状，不分叉，个别顶部分叉，柱体宽4-10cm左右，柱体高度与岩层厚度呈正相关，可穿过岩层，柱体之间充填有鲕粒、生物碎屑及砾屑。2.4沉积相从徐庄阶开始，随着海平面升高，发育了陆源细碎屑岩等潮坪沉积，后来到了张夏阶，则发育泥质条带灰岩

21、夹鲕粒灰岩，砾屑灰岩等斜坡沉积。直至形成碳酸盐台地的浅滩及滩间海沉积。故沉积环境为发育浅滩的斜坡。 台地浅滩 澙湖 潮坪图2-9 寒武系碳酸盐岩沉积环境3.结论（1）张夏组主要以鮞粒灰岩为主，可划分为泥晶-颗粒石灰岩类和晶粒石灰岩类，又进一步可细分为泥晶灰岩、叠层石灰岩、泥晶鮞粒灰岩、亮晶鮞粒灰岩、泥晶砂屑灰岩、亮晶砂屑生物碎屑灰岩、异地砾屑灰岩，除此之外还有砾屑白云岩。（2）岩石的结构组分中颗粒情况较为复杂，填隙物以亮晶方解石和泥晶方解石泥为主，晶粒以泥晶较为常见，生物格架中叠层石具粘结格架。（3）岩石具有波痕、水平层理、斜层理、鸟眼构造、生物遗迹构造、叠层石构造。 （4）沉积环境为发育浅滩的斜坡环境。致 谢 大学生活一晃而过，回收走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。 首先诚挚感谢我的论文指导老师王青春老师，他在忙碌的教学工作挤出时间来审查我的论文，还有教过我的所有老师们，你们严谨细致，一丝不苟的作风一直是我工作、学习的榜样。他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予了无限启迪。 感谢四年中陪伴在