焦作地区地质概况

11、焦作自然地理概况（一）地理位置焦作市地处北纬34°48′16″～35°29′30″，东经112°32′48″～113°39′45″之间，位于河南省西北部，北依太行，与山西省晋城市的陵川搭界，南临黄河，与郑州市的荥阳、巩义，洛阳市的孟津隔河相望，西与济源市毗邻，东与新乡市的辉县、获嘉、原阳接壤，具有承东启西、通达南北的宏观区位优势，是中原城市群“金三角”的战略支撑点和区域性中心城市。（二）地形地貌全市的地貌特征呈现北山、中川、南滩的特点。山区奇峰屹立，绿林缠绕，沟深谷狭，溪流潺潺。云台山世界地质公园的五大园区皆分布于此，是焦作“梦幻山水”的杰出代表。区内著名主峰茱萸峰、紫金顶海拔高度分别为1327米和1116.9米，是南太行中最为雄险的绿色明珠；丘陵区地势平缓，多为梯田和山前冲积扇砾石坡地，是我市退耕还林工程的主战场；平原区属太行山南麓冲击平原，平均海拔130米左右。该区土地肥沃、林丰粮茂，是我省主要的粮食高产区；滩区地处黄沁河冲洪积扇边缘，属于太行山南麓的褶裙斜坡与黄沁河冲积扇接触地带的凹地平原，平均海拔95米，可细分为洪积冲积平原，沙丘及丘间沙地，古黄河滩地、河漫地、岗地、洼地六种微地貌类型。该区域是我市最重要的自然湿地区域，也是防沙治沙的重点和工业原料林的主要分布区。全市地势北高南低，高差起伏较大，海拔高度85～1300米。东西最长处98公里，南北最宽处55公里，国土总面积4026平方公里。其中海拔低于200米的平原约2959.5平方公里，占全市总面积的73.5%，海拔200米以上的丘陵和山区约1066.5平方公里，占26.5%。（三）气候概况焦作市地处北温带，属暖温带大陆性季风型气候，气候温和，四季分明。春暖干旱，夏热多雨，秋高气爽，冬冷少雪。全年平均气温为11.4～14.9℃，1月最低，7月最高，极端最低气温-19.9℃，极端最高气温43.6℃。有效积温4633～4974℃，无霜期219～231天，年均日照时数2484小时。年均降水量575～641毫米，具有年际变化大、季节分配不均等特征，全年80%的降水量集中在夏秋两季的7～9月份，这种水热同步的气候特点，适宜多种树木生长。主要气候灾害有：干旱、洪涝、大风、冰雹、干热风、沙尘暴等。（四）水文概况总体上讲，焦作市属河流较多的地区。境内分布的较大型河流有黄河、沁河、新、老漭河、丹河、大沙河等，还有云阳河、神仙河、瓮涧河、普济河、山门河等季节性河流，分属黄河、海河两大水系。境内拥有群英、八一、马鞍石、顺涧湖、青天河等多座水库，基本上可以保证常年有水，广泛用于工业生产和农、林业灌溉。焦作市地理位置得天独厚，拥有丰富的地表水和地下水资源，可开发利用的水资源总量为21.65亿m3。其中，地表水和浅层地下水8.1亿m3，岩溶水2.55亿m3，过境水3.0亿m3，省分配焦作市的引黄指标8.0亿m3，南水北调中线工程实施后，每年可为焦作提供2.82亿m3的用水指标。目前，引黄水量较少，总量空间较大，黄河小浪底水库的建成，为黄河在枯水期不断流提供了有力保障，在时间分布上也较均衡。这些条件为我市的工农业发展提供了有力的水资源保障。惊世创意焦作缝山，以大胆的艺术想象警示人们：人类过去的无序采石带给地球身体的伤害。作为创意的一部分，焦作市缝山公园内雕塑有一枚巨大的医用手术针，2用不锈钢制作，高约２０米，重１０吨，最粗直径80厘米，是焦作市缝山公园标志性雕塑，呈弯月状矗立在河南省焦作市区北不远处的凤凰山顶。1.2地层本区出露有太古界、元古界震旦系、下古生界寒武系和奥陶系、上古生界石炭—二叠系、中生界三迭系、新生界第三系和第四系。由老至新分述如下：太古界（Ar）：出露于山区峪河口、薄壁一带，主要岩性为中等程度变质作用形成的片麻岩和混合岩，厚度大于1000m。震旦系（Z）：分布于山区马鞍石水库一带，与下伏太古界呈角度不整合接触。主要岩性为浅红、紫红色石英状砂岩，厚度100—500m。寒武系（E）：出露于丹河、峪河等深切河谷中，与下伏震旦系地层平行不整合接触。总厚度300—500m。分下中上三统。下统主要为泥灰岩、泥质灰岩、砖红色页岩和砂岩，中统下部为紫红色页岩、砂岩，中上部为深灰色亮晶灰岩、白云岩，上统是中厚层状结晶白云岩。奥陶系（O）：山区广泛出露于地表，山前倾斜平原区则隐伏于石岩—二叠系地层之下，与下伏寒武系地层呈整合接触。总厚度500m，分中统、下统。下统出露于深切河谷两岸，岩性为青灰色细白云岩和硅质条带或硅质团块白云岩。中统广泛分布于山区，山前倾斜平原区除局部埋藏于新生界地层之下外，大部分埋藏于在石炭系地层之下。是一套碳酸盐岩地层，厚度约400m。岩性主要是黑色、灰色厚层状灰岩、白云质灰岩和泥灰岩。石炭系（C）：山区零星出露，山前平原区则隐伏于新生界地层之下，是一套由灰岩、泥岩、页岩组成的海陆交互相沉积，含煤数层。厚70—90m研究区3二叠系(P)：隐伏于山前平原之下。岩性为砂岩、页岩互层，可采煤层。厚度为70—120m。三迭系（T）：未出露。据钻孔揭露，岩性为砂岩、页岩，夹煤层。第三系（R）：未出露。据钻孔资料，下部为砾岩、泥岩、砂岩、灰岩互层，上部是粘土、砂砾石互层。第四系（Q）：主要分布于山前冲洪积平原区，分中更新统、上更新统和全新统。中更新统（Qal—pl2）：零星分布于近山前地带。上部为坡洪积成因的粉质粘土和粉土，含碎石及钙质结核；下部为松散卵砾石、含砾粘土和粉质粘土等。厚20—88m。上更新统（Q3al—pl）：广泛分布于山前倾斜平原上。由冲洪积黄土状粉土、粉质粘土、砂及砂砾石组成，厚5—60m。粉土、粉质粘土中富含钙质结核和小砾石，局部有钙质结核层，柱状节理和大裂隙发育。全新统（Qal4）：分布于南部黄河和沁河冲积平原上，由浅黄色粉土及砂层组成。厚10—40m。1．3区域构造本区广泛发育了燕山运动以来形成的各种构造形迹，断裂构造尤为发育，多为高角度正断层。受断裂构造控制，区内地层形成由北向南呈阶梯状下降的单斜式构造形式，倾角为10°—20°。区内东西向构造主要有凤凰岭断层和盘古寺—新乡断裂（焦作段称朱村断层），凤凰岭断裂，大高村东（称董村断裂）；北东向断层有九里山断层、马坊泉断层和薄壁断层，三下九号井断层、王封断层、三号井断层、两仓上断层等，这些北东向断层将焦作西部地层切割成地垒和地堑断块，将焦作东部的地层切割成南升北降的阶梯状断块。1．4新构造活动本区新构造活动比较活跃，主要表现形式有：（1）差异性升降运动，即山区强烈上升，平原区不断下降。基岩山区由于强烈上升，基岩裸露，沟谷深切，山坡陡峭，河床堆积物很少，河谷断面多呈“V”字型。平原区由于长期下降，相继沉积了中更新统、上更新统，其中上更新统厚度就达500—700m，最厚达1000m以上。现代的地壳变形资料表明，不均匀升降活动仍在继续。（2）老构造继承性活动。晚近期以来，在新地应力场作用下，区内一些断裂如凤凰岭断层、盘古寺—新乡断层、薄壁断层、九里山断层等均继承性活动或复合性活动，物探、地震、卫星照片等方面的资料均明显地显示出断层活动迹象。（3）地震活动比较频繁。2．实测地层缝山针公园石炭系太原组实测地层：总厚973.6cm9．灰白色薄层状泥岩。210cm48．深灰色薄层状灰岩。15cm7．灰白色薄层状泥岩。150cm6．浅灰色厚层状灰岩，可见块状层理，发育大量的生物碎屑化石：有蜓，珊瑚等。72cm5．灰白色薄层状泥岩。246.6cm4．灰色厚层状中粒石英砂岩，块状层理。40cm3．浅灰色中-厚层状白云质灰岩，含燧石结核，可见大量的生物碎屑：蜓，珊瑚等。80cm2．灰白色薄层状泥岩。10cm1．浅灰色薄-中厚层状生物碎屑灰岩，层理不明显，可见大量的蜓，海百合茎化石。150cm与下覆石炭系本溪组砂岩和铝土质泥岩整合接触。3．沉积构造特征在缝山针太原组灰岩地层中，普遍发育块状层理或生物扰动构造。块状层理又称均匀层理或无层理，它是一种呈现大致均匀外貌，甚至用仪器也辨认不出纹理或内部物质排列的一种沉积构造。它的形成大致有3种成因：①由未经分选的沉积颗粒杂乱分布沉积而成，没有任何明显的沉积构造，②由沉积物非常迅速沉积或者高密度悬移物质快速沉积形成，③因生物的强烈扰动破坏原生层理（对于碳酸岩沉积而言，此成因可单独成为一种沉积构造——生物扰动构造），④也可能是在成岩压实作用过程中，沉积物中大量的水及气泡向上运动，完全破坏了原层理而成。综合分析，在太原组灰岩地层中形成的块状层理或生物扰动构造，与蜓、珊瑚、海百合等生物活动有关。灰岩中珊瑚、海百合茎几乎都以碎屑形式出现，这很好地说明了成岩水动力条件较强。4．生物特征在缝山针太原组灰岩地层中，发育大量的海相生物实体化石，主要有蜓、珊瑚、海百合茎。系由一套正常沉积和风暴沉积组成．以风暴沉积占优势、太原组灰岩中风暴沉积特征性序列主要为风暴期沉积和风暴问隙期沉积。风暴沉积以显示jE粒序的滞积层和纹理层为#特征．风暴间隙期沉积以均质细粒沉积和牛物活动痕迹作为其识g1标志、蜓粪化石以完整5或破坏的个体构成基底滞积层。正粒序层．纹理层的生物颗粒风暴间隙期沉积和正常沉积巾．蜒多以完整构个体赋存于灰岩中。由于不断受风暴流的影响．鞋必须具备适应环境的外·形特征和内部构造。根据太原组鞋类形态及轴率统计，可划分为透镜形、球形或近球形，厚纺锤形，纺锤形，长纺锤形，状等右种形态。以长纺锤形和长拄状的个体为主(见表1焦作地区太原组鞋类主要属种的形态及轴率)。从现代沉积学的观点来看．完整的蜒类个体可作为碳酸盐岩颗粒进行研究。水体内的颗粒的形态必须与水动力条件相适应，绝大多数的蜒在水体下用伪足移动或爬行。因此它的形态必须要与水动力条件相适应。作为单颗粒生物体的蜓在流水中的稳定程度取决于力矩(G-b)与移动力矩(F、a)之比。当物体幕量一定时。它的稳定程度与所受的阻力成反比，而与它的扁率(b，a)成正比球体受力最大。而扁率最小，故稳定性最差。长往状、长纺锤状体受力最小。而扁率最大、昕以稳定性晟高，因而球形鲢多集中于弱水动力条件的环境．长柱状、长纺锤形的照能适应强水动力条件。这便是焦作太原皇}I的鲢粪为什么会以长纺锤形和长拄状个体为主的原因。5．沉积环境分析及演化6