2009年兴城地质实习路线指南-吉林大学版本

兴城实践教学路线地质指导吉林大学兴城实践教学大队二○○八年七月目录1、台里晚太古宙和中生代深成岩以及韧性剪切带观察路线（海滨）2、钓鱼台侵入岩路线（海滨）3、夹山元古代地层、晚太古斑状花岗岩观察路线4、上长茂早古生代地层及矿产观察路线（登山）5、牤牛山古生代地层、矿产观察路线（登山）6、龙回头中生代地层观察路线（海滨）7、老滩白垩纪火山岩观察路线（参观古城）（海滨）8、茶棚庵采石场构造路线9、白庙子构造地质观察路线10、松树卯矿产地质路线11、角山白垩纪火山岩及古长城考察路线（长城）台里晚太古宙和中生代深成岩以及韧性剪切带观察路线金巍郑常青董永胜郑培玺一、观察主要地质内容1、晚太古宙深成侵入岩（绥中花岗岩ArSγ）的野外地质特征；2、依据变质变形、穿切关系、岩石特征等标志，进行深成侵入岩侵位顺次的观察与分析；3、识别各种糜棱岩；4、识别各种脉岩与构造变形的关系。二、观察目的与要求1、掌握花岗质变质深成岩与正常侵入岩的区别与联系；2、了解早前寒武纪古老结晶基底的岩石组合、变质变形特征；3、掌握未变形的脉岩种类及其侵位次序；4、了解深成岩的韧性变形组构特征并判断变形作用的性质；5、了解海岸带地质作用特点。三、观察提示1.引言辽西兴城台里地区出露的变质深成岩系一直以来被认为是建平（岩）群大营子（岩）组（ArJd）前寒武纪地层，主体岩性为黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩和磁铁石英岩等（辽宁地矿局区调队二分队，1981－1983）。80年代中期以来多数地质学家已经认识到太古代变质岩石并非如此简单。除了少量岩石属于火山—沉积岩残留体外,大部分岩石为古老的侵入岩石,并经受了多期强烈变质变形作用的改造。林宝钦等将建平群解体为建平杂岩(高级区)和花岗绿岩带。建平杂岩是以原“小塔子沟组”为主体的岩石,由大量古老侵入岩体和少量绿岩残根(早期绿岩带)组成；花岗绿岩带(晚期绿岩带)由原“小塔子沟组”顶部岩石和“大营子组”组成。90年代后期,区内开展的1∶5万区调填图研究,将前寒武纪基底岩石解体为:表壳岩、片麻杂岩、斜长片麻岩、二长片麻杂岩、花岗伟晶岩。其近年来随着前寒武纪研究的深入，逐渐解体出新的岩石单元。如果能够详细划分出结晶岩系的岩石组成、构造变形、时间演化序列，将对深入诠释辽西地壳演化具有重要意义。2.研究结果2004起，我们对辽西兴城地区出露的所谓的前寒武纪变质结晶基底岩系进行了野外大比例尺岩性－构造调查和测量（图1）。发现该区变质岩系中各种岩性之间关系复杂，经历过多期构造变形，以及多次不同程度的变质作用，岩浆作用的改造。研究表明，辽西兴城建平群大营子组并不是原来意义上的前寒武纪变质结晶基底岩系，其中既包含有前寒武纪变质岩系，又有中生代花岗岩类，其侵位关系清晰，构造关系明确,实质上反应了从前寒武纪－中生代多期岩浆—变形－变质漫长的演化历史。通过野外和室内岩学、锆石U－Pb测年等研究工作，获得岩石形成次序为：（1）花岗闪长质片麻岩（英云闪长岩），（2）花岗质伟晶岩，（3）眼球状花岗质变晶糜棱岩，（4）花岗细晶岩，（5）含石榴石花岗细晶岩，（6）黑云母二长花岗岩。其中黑云母二长花岗岩原来认为是前寒武纪的淡色块状花岗岩，但野外产状显示其最晚侵位，基本没有遭受后期变形改造。岩石构造变形次序：兴城地区至少发育两次透入性韧性变形、多次脆性变形。早期透入性韧性变形，载体岩石为花岗闪长质片麻岩（英云闪长岩），面理产状350°∠65°，变质程度在角闪岩相－麻粒岩相；之后为第一次脆性变形，载体岩石为呈脉状产出于花岗闪长质片麻岩（英云闪长岩）中的花岗伟晶岩，明显被眼球状花岗质变晶糜棱岩侵入；接下来为第二期透入性韧性变形，糜棱叶理产状335°∠75°，载体岩石为眼球状花岗质变晶糜棱岩，这次韧性变形强度大、发育不均匀，对第一次透入性韧性变形改造较彻底，表现为第一次面理强烈平行化或协调化，总体为变晶糜棱岩石或片麻岩，变质程度为高绿片岩相－角闪岩相；之后为第二次脆性变形，切割了（1）花岗闪长质片麻岩（英云闪长岩）、（2）花岗质伟晶岩、（3）眼球状花岗质变晶糜棱岩，沿此次脆性变形同侵入脉岩为未变形的花岗细晶岩脉，产状125°∠25°；第三次脆性变形切穿上述四种岩石，而且沿脆性带侵入的是含石榴石花岗细晶岩。岩石年代学测试：对研究区内的代表性岩石进行了LA-ICP-MS法锆石U—Pb同位素年代学的研究。样品及其年龄为：花岗闪长质片麻岩（B0518-1）2510±7Ma；眼球状花岗质变晶糜棱岩（B0518-3）216.44±0.5Ma；花岗质细晶岩（B0517-4）216.94±6.2Ma；黑云母二长花岗岩（原绥中花岗岩）（B0517-1）153.7±4.7Ma。结果表明：花岗质片麻岩岩浆侵入发生在新太古代末期，而眼球状花岗质变晶糜棱岩和花岗细晶岩岩浆侵入活动则发生在三迭纪末期，是印支期运动的产物。在台里南部出露的黑云母二长花岗岩（狭义的绥中花岗岩）是侏罗纪末期一次岩浆活动形成的产物。3.结果讨论（1）辽西兴城台里地区出露的“前寒武纪”变质结晶岩系，分别由不同时代侵入岩组成的杂岩。（2）由于强变形带的影响，不同时代的花岗质岩石形成相似的结构构造。（3）黑云母二长花岗岩是侏罗纪末期岩浆活动的产物，是华北克拉通改造作用的产物。（4)强韧性剪切带呈现出近水平剪切构造带的特征，可能为克拉通在中生代早期破裂的构造标志。四、思考题1．为什么说绥中花岗岩（ArSγ）是早前寒武纪古老结晶基底？2．结合阅读1：20万地质图（兴城幅），分析绥中花岗岩（ArSγ）的分布特征。3.兴城台里地区岩浆侵位期次？4.结合前人研究分析该区从早到晚有几次大的变质变形构造事件？钓鱼台侵入岩路线位置：兴城海滨钓鱼台三礁揽胜亭下（GPS：N40°36′13.14″，E120°47′35.1″）一、观察主要地质内容1．中酸性侵入岩—斑状黑云二长花岗岩、石英闪长岩等；2．各种脉岩－花岗伟晶岩、细粒花岗岩、细晶岩、辉绿岩等；3．单矿物岩－角闪石岩等；4．不同侵入体形成相对时代的分析和描述。二、观察目的与要求1.掌握火成岩的野外地质观察内容、描述方法和命名原则，学会火成岩野外地质工作基本方法；2.掌握不同侵入体形成相对时代的判别标志、记录描述方法等。3．了解海岸带动力系统及其所产生的地质、地貌现象。工程地质专业的同学还可考虑海岸的稳定性，水文地质专业学生也要注重海水地下倒灌方面的问题。三、观察提示1.侵入岩的种类：掌握侵入岩矿物组合特征及矿物的肉眼识别；明确侵入岩的颜色与岩石的矿物成份、化学成份的关系（看颜色，识岩性）。该路线中出露的侵入岩主要为中酸性岩类：中粗粒斑状黑云母二长花岗岩和石英正长岩等。还有长英质花岗伟晶岩脉及细晶岩脉穿切岩体，在路线起点处还出露有基性的辉绿岩脉。岩石类型观察：①酸性侵入岩：花岗岩：要注意观察岩石风化面和新鲜面的颜色的变化。浅色矿物主要有钾长石、斜长石、石英，它们均可作为斑晶，其中钾长石斑晶较大，肉红色，板状一般2~10mm，大者达2cm。暗色矿物多为黑云母和角闪石（含量10%）。常见的结构为花岗结构、斑状结构等，矿物的粒度要分别描述；块状构造。②中性侵入岩：正长岩（闪长岩）：岩石的组成矿物与酸性侵入岩相似，但暗色矿物含量增加（10%），而石英的含量减少（10%）。③长英质伟晶岩脉和细晶岩脉：主要成分为钾长石和石英，但不同期次、不同位置的矿物的粒度不同。④基性岩：辉绿岩脉。注意暗色矿物含量的大量出现使岩石的抗风化性降低。2.侵入岩的产状：掌握侵入岩的产状类型，并注意岩石结构构造与侵入岩产状的关系（看结构构造，识产状）。要注意不同侵位深度（深成相、浅成相）、不同规模的侵入岩体（岩基、岩株、岩盆、岩床、岩墙、岩盖等）或侵入体的不同部位（内部相、边缘相）的岩石结构会呈现出不同的结构构造类型。该路线出露的火成岩主要为深成岩，部分为后期的脉岩。3.多期岩脉的侵入顺序：后期侵入的岩脉穿切早期侵入的岩脉（或其他的地质体）。要注意多点观察，切忌以偏概全，要从整体上考虑和观察。火成岩分类命名的关键在于熟练掌不同岩石类型矿物组合特征；而野外岩石定名的准确性依赖于矿物成分的肉眼识别。在该路线中可见到二长花岗岩、石英闪长岩（花岗闪长岩）等深成岩及花岗伟晶岩和细晶岩、辉绿岩等岩脉。对以上不同岩石类型依其颜色、结构、构造、矿物成分（晶形、自形程度、粒径及其含量）等予以详细描述；对其产状岩体形态、大小等分别予以叙述；特别是它们之间的相互关系（穿切、包裹等），有无包体和捕虏体等都要予以应有的重视。首先要以矿物组合特征为根据，划分出大类，为花岗岩类、闪长岩类还是辉长岩类等；再根据其结构、构造和产状等进一步分类命名（见野外记录本附录）。还要观察岩体同围岩（或地层）之间的接触关系；若同时出现不同的岩石类型时，也要分清它们之间的相互关系，以便于说明其形成顺序及该区岩浆演化历史等。四、思考题1.该路线花岗岩为深成侵入体，为何出露地表？2.如何判断岩体（脉）侵入的先后顺序？夹山元古代地层、晚太古斑状花岗岩观察路线位置：夹山西兴城－葫芦岛公路南测（起点N40°39´45.2″E120°47´49.4″;终点N40°39´54″E120°47´51.9″）一、观察主要地质内容1.斑状花岗岩；2.元古代地层——常州沟组（Chc）、串岭沟组（Chch）；3.斑状花岗岩与元古代地层接触关系；4.注意观察肉红色含砾长石砂岩与细粒花岗岩的区别；5.地层中小断层；6.含铁锰结核的热水沉积硅质岩。二、观察目的与要求1.观察斑状花岗岩的特征及其与常州沟组地层的接触关系2.观察常州沟组、串岭沟组、大红峪组各段的岩性、岩石组合特征及地层组、段划分标志，在此基础上进一步理解群、组、段各级岩石地层单位的含义及划分依据。3.掌握沉积地层与岩浆侵入体之间沉积接触关系的野外识别标志及研究方法，建立构造运动的时空概念。4.掌握陆源碎屑岩的野外工作方法，了解不同陆源碎屑岩沉积环境的指示意义。5.掌握常见层理、层面构造的形成环境及其观察方法。6.绘制地层随手路线剖面图，并对典型地质现象做素描图。7.依据本路线观察内容总结岩浆岩与沉积岩主要差别和识别标志。三、观察提示（一）斑状花岗岩的观察矿物组成：浅色矿物包括钾长石、石英，暗色矿物包括角闪石、黑云母，它们均可是斑晶，其中钾长石斑晶较大，肉红色，板状一般2-10mm，大者达2cm。结构构造：斑状结构、块状构造。鲜新面为灰紫色。斑状花岗岩为一种酸性侵入岩浆岩。（二）岩浆岩与沉积岩两者差别和识别标志岩浆岩是岩浆经过冷凝而形成的，按成分岩浆岩可以划分为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩，按产状可分为深成岩、浅成岩和火山岩。沉积岩是在地表及地表下不太深的地方形成的一种地质体，它是在常温常压下由风化作用、生物作用和某种火山作用形成的物质经过改造而形成的岩石。岩浆岩与沉积岩两者差别主要是由于两者形成的条件不同造成的，其识别标志主要有以下几点：1．结构构造：首先，宏观上沉积岩具有成层性；沉积岩具有多种层理，比如粒序层理、交错层理等；沉积岩具有一些层面构造，如波痕、龟裂、雨痕等。沉积岩为碎屑结构，岩浆岩为斑状结构、晶质结构、花岗结构等。2．矿物成分：岩浆岩矿物成分比较复杂，常见的矿物包括橄榄石、辉石、角闪石、云母、石英和长石。沉积碎屑岩成分比较简单主要由碎屑颗粒（石英、长石、岩屑）、杂基、胶结物（钙质、硅质、泥质等）和孔隙组成。岩浆岩中矿物晶形完整，而沉积岩中矿物为碎屑，无完整晶形。（三）常州沟组与斑状花岗岩沉积接触界面的观察1．常州沟组与斑状花岗岩之间明显存在一界面，该界面凹凸不平。斑状花岗岩存在明显的风化壳特征，主要表现为斑状花岗岩的强烈蚀变和退色，说明斑状花岗岩接受相当时间的风化作用过程（图1）。2．在斑状花岗岩的上覆常州沟组沉积地层的底部，可见大量的来自斑状花岗岩成分的长石、石英等矿物碎屑，局部可见到较粗的斑状花岗岩砾石，粒径在2-300mm，并且有一定的磨圆，即常州沟组底部有底砾岩。3．常州沟组为一套未变质的砂岩，其形成时代距今约1700-1800Ma。说明斑状花岗岩形成至少在1700-1800Ma以前。a.常州沟组与晚太古花