蓟县地质实习报告

蓟县地质实习报告2012年11月12日，我班组织蓟县地质实习。目的是深化对课本知识了解，形成感性认识，为以后学习打下实践基础。在此次蓟县地质实习，我通过亲身实践和老师讲解收获良多，同时我通过查阅资料，阅览网页深化理解。我将按本人所走所见记录此次实习，同时我还将重点介绍褶皱、断层、以及海绿石页岩等。在实习前我们对蓟县地质剖面国家自然保护区进行部分了解，蓟县地质剖面自然保护区位于中国天津市蓟县城关以北。面积800公顷。1934年地质学家高振西发现此地质剖面，称之为震旦系蓟县剖面，后改蓟县震旦亚界剖面，1982年定名为蓟县中上元古界地质剖面。属燕山山系，出露中上元古界地层剖面。层序齐全，顶底清楚，构造简单。地层厚度1万米。含有丰富的叠层石、微体化石，是研究中上元古界的标准剖面。下伏地层为太古界迁西群，上覆地层为下寒武统府君山组。地层自下而上划分为长城系（包括常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组），蓟县系（包括高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组、铁岭组），青白口系（包括下马岭组、景儿峪组），3个系11个组。该地质剖面的建立，可以重溯距今8～19亿年前长达12亿年的古地理面貌，对深入了解地球早期的演变历程，重大地质事件的发生，探讨生命起源以及地层对控制矿藏预测均有重要意义。这种层序齐全、保存完整的古老地层，为世界各地罕见，可作为国际中上元界标准剖面之一。而中上元古界自然保护区位于天津市蓟县境内，面积900公顷，1984年经国务院批准建立，主要保护对象为中上元古界标准剖面，是中国第一个国家级地质剖面自然保护区。中上元古界剖面展布在山峦重叠的燕山南脉，以岩层齐全、出露连续、保存完好、质地清楚、构造简单、变质极浅和古生物化石丰富闻名于世，并被确定为中国中上元古界国家级自然保护区风景中上元古界的标准剖面。剖面地层总厚度达9197米，记载着距今18.5亿年至8亿年间的地质演化史。在蓟县北部山区，始于县境东北端的常州村，沿东北至西南方向层层叠复，直至临近县城的府君山。这里有一块保存完好的古代地层，地层总厚9197米，剖面长约24公里，以顶底清楚、构造简单、变质极浅、古生物化石丰富而著称。据测，该地层的地质年龄约为18.5亿至8亿年，由老至新分为长城系、蓟县系、青白口系三个地层单位，包括11组105层。1984年国务院批准将该剖面列为第一个国家级地质自然保护区，下设陈列馆，集地学资料、学术研究、自然景观于一体，填补了中国此类自然保护区的空白。而这里“中上元古界”所指的，是形成于距今18亿～8亿年间的地层，它属于地质历史中的第二个阶段，即“元古代中晚时期”形成的地质地层，故称为“中上元古界”这里的“上”是“晚”的意思，指晚元古代时期。下表为老师提供的地层划分表。我们主要参观了青白口系和蓟县系部分组所在地。我们驱车近三个小时终于到达目的的，由方晶老师和另一名工作人员为我们带队讲解。很快我们就发现第一个构造现象——褶皱构造。我们可以看到岩层呈平行分布，但稍显倾斜弯曲。我们所见岩层向上弯曲，应为背斜。岩层层层在此处堆积、固结成岩。后受平行于岩层的力的挤压产生弯曲变形形成褶皱，我查阅相关内容如下。褶皱构造是岩层因在构造运动的作用下而变形，形成的一系列连续弯曲。岩层的连续完整性未遭到破坏，是岩石塑性变形的表现。定义：简言之，岩石受力发生的弯曲就称为褶皱。特征：它在层状岩层中表现的最为明显；是地壳上最常见的一种地质构造形式；规模差别很大。意义：褶皱是最重要的构造现象，因而是构造地质学研究的重要内容；与矿产的关系：大向斜就是盆地，形成沉积矿床，虎睛形成于热液充填矿床；与石油：背斜圈闭，过去发现的石油绝大多数与此有关；工程地质，水文地质。旅游地质；构造地质。基本类型，背斜：向上弯曲；向斜，向下弯曲。要素：核：泛指褶皱弯曲的核心部位；翼部：泛指褶皱核部两测的岩层；转折端：泛指褶皱两翼岩层互相过度的弯曲部分。枢纽：褶皱的同一层面上的各最大弯曲点的连线叫枢纽；可以是直线，也可以是曲线或折线，可以是水平线，也可以是倾斜线；枢纽反映褶曲在延长方向产状变化的情况。轴面（枢纽面）：连接褶皱各层的枢纽构成的面称为褶皱轴面，可以是平面，也可以是曲面，一般用走向、倾向核倾角三要素来描述。轴迹：轴面与包括底面在内的任何平面的交线均为轴迹；脊线与槽线：背斜中同一层面上弯曲的最高点的连线称为脊线；向斜中同一层面上弯曲的最低点的连线称为槽线。与枢纽轴迹的区别，在寻找储油构造核开发油气矿床核地下水，弄清脊核和的位置。褶轴：是指与枢纽平行的一条直线。该直线平行自身移动的轨迹形成一个与褶皱层面完全一致的面；倾伏和侧伏：都是测量构造线空间位置的要素。倾伏是一条构造线在该线所在直立平面上与水平面之间的夹角；侧伏角：构造线在它所在平面上与该面平面交线之间的夹角。随后，我们到达青白口系所在地。青白口系自下而上分为下马岭组、长龙山组、井儿峪组。下马岭组由细砂岩、粉砂岩、页岩组成，下部以细砂岩、粉砂岩为主，向上逐渐过渡到以页岩为主。下马岭组分布区的地貌大多为起伏不大的低山和沟谷。下马岭期沉积结束后地壳抬升遭受剥蚀，有一明显的沉积间断，长龙山组底砾岩覆于其上。长龙山组主要由灰绿色长石砂岩、黄色含长石砂岩、白色石英砂岩和海绿石砂岩组成，其上为杂色页岩。井儿峪组由灰绿、蛋青、灰褐、红色泥灰岩组成。长龙山组、井儿峪组常分布于山脊和山岭，与下寒武统的灰岩一起组成陡峭山地。青白口系在天津市仅出露于蓟县城北府君山向斜两翼近核部的很小范围内。据钻孔资料，青白口系在平原区覆盖层之下也有分布。青白口系和下寒武统府君山组的界线，在蓟县见于东、西井儿峪地区。两者间为假整合接触，根据府君山组中三叶虫化石的采集情况，当前以北岭做为代表。从燕山范围内观察，井儿峪组之后，直到早期早寒武世，曾经产生过被称为“蓟县运动”的构造事件。这个运动在中、新元古代沉降幅度最大的蓟县地区，下寒武统中部的府君山组与井儿峪组间存在着长达2亿年的间断，在燕山地区中、新元古界遭受不同程度的剥蚀,造成府君山组覆盖在中、新元古代不同时代的地层之上。在相对隆起区，府君山组分别与髙于庄组、雾迷山组、下马岭组、铁岭组呈微角度不整合触。2、剖面描述青白口系层型剖面位于蓟县城北骆驼岭至老鸹顶，厚度为37lm，分为三个组。剖面描述如下：上覆地层：寒武系下统府君山组豹皮状含白云质灰岩，局部角砾岩发育。------------------------假整合------------------------青白口系(398m)井儿峪组(112m)l2．灰绿色薄层含白云石泥质灰岩，夹少量厚层含泥灰岩，顶部为灰紫色风化壳。39m；11．灰绿色薄层夹少量厚层含白云石泥质灰岩。21m；l0．绿灰、蛋青色薄、厚层互层和中厚层含白云石泥质灰岩，层面波状弯曲。32m；9．上部为紫红色薄层灰岩，夹数层含白云石泥质灰岩。下部为砖红色薄、厚层含白云石泥质灰岩，夹白色含白云石泥质灰岩薄层。底部有一薄层海绿石砂岩。20m；整合长龙山组(118m)二段(24m)8．杂色(绿色、黑色、紫色)页岩，底部夹含海绿石长石石英砂岩凸镜体。24m；一段(94m)7．黄绿色页片状夹薄层含海绿石长石石英粉砂岩、细砂岩和厚层含海绿石长石砂岩。36m；6．黄绿色伊利石页岩，常夹白色粉砂岩和中粒砂岩凸镜体。10m；5．灰、灰绿色长石砂岩，最下部有2m厚的棕、黄绿色含砾砂岩和砾岩，砾石主要为石英、石英岩、燧石和泥灰岩，砾径最大27×12×3.5cm，一般砾径为3—4cm，多数磨园度好，顺层排列，铁质、粘土质胶结。48m；------------------假整合--------------------下马岭组(168m)4.顶部为绿色页岩。上部为绿、翠绿色页岩，夹薄层铁质粉砂岩，下部为深灰色页岩、粉砂岩，夹薄层泥灰岩并夹泥灰岩凸镜体。70m；3.黄绿色（新鲜面为深灰色）砂岩、粉砂岩、粉砂质页岩互层，砂岩呈透镜状。60m；2．深灰色粉砂质伊利石页岩与灰白色粉砂岩互层，夹少量透镜状砂岩。27m；1.上部为深灰色(风化面灰绿色)透镜状细砂岩、粉砂岩与页岩互层。下部为灰褐色厚、中厚层粗砂岩，常夹粉砂岩和薄层砾岩。底部为厚约0.3m的不稳定底砾岩，砾石以石英、长石碎块及含铁锰质页岩为主，砾径1—3cm，铁绿泥石和铁质胶结，砾岩之上常见透镜状铁矿或含铁粗砂岩。20m；----------------------------假整合---------------------------下伏地层：铁岭组深灰色泥、灰质白云岩下马岭组和上覆长龙山组的间断面所代表的地壳运动称为“蔚县上升”。在蓟县剖面上长龙山组底部的河流相长石砂岩和砾岩直接覆盖在下马岭组绿色页岩之上，而这层页岩与北京西山青白口系剖面对比，仅相当于下马岭组第一段顶部，缺失了二、三、四段沉积，清楚地显示为假整合接触关系。在区域上，长龙山组和井儿峪组在燕山东段和辽西地区表现为很大的超覆，可以超覆在下马岭组、铁岭组、雾迷山组、髙于庄组和大红峪组之上，到秦皇岛以北，甚至超覆在太古宇片麻岩之上。此为查找资料。在青白口系下马岭组，我们看到一种灰绿色的呈片状的岩石，我用手就可以剥下，大块岩石下有被风化剥蚀的岩石碎屑。老师告诉我们这是海绿石页岩，其呈绿色是因为含钾。同时老师还介绍了叠层石，叠层石就像它的名称一样，一层层重叠。板柱状平行排列，界线清楚。它是一种特殊的生物沉积构造，属于沉积岩。其在蓟县剖面有广泛分布，有6个组产出。在中上元古界，有保存完好的多姿多彩的叠层石。叠层石是远古时代海洋中大量繁生的藻类植物活动与海洋中碳酸盐类胶体、二氧化硅胶体等沉积作用，共同形成的奇异岩石。叠层石不仅是珍贵的地质遗迹，也是具有重要观赏价值和科学价值的宝贵的、不可再生的自然资源。老师还带领我们进入府君山公园，我一直跟在老师身后学到很多知识。府君山地质遗迹景区位于蓟县城北关。该景区的主要特点是地质构造界线多，如中上元古界地层与古生界地层分界线、中上元古界青白口系长龙山组地层与井儿峪地层分界线、燕山山脉与华北平原分界线；飞来峰多，如府君山主峰及附近众多山峰，均属典型飞来峰现象。我们发现有些岩石表面呈红色，像是被泼上颜料。后来才明白，那是风化壳。由于风、水等的破坏表面和破碎，而呈红色是岩石中的铁元素被淋溶出所致。当我们经过一个石碑老师十分激动，上面写着《两亿年的跨越》：“两亿年跨越——井儿峪组薄层状泥晶灰岩（8亿年）与府君山组角砾状灰岩（5.6亿年）之间，有一套紫红色黄白色相间含砾砂页岩，它是古风化壳面上的沉积物。中间缺失2.4亿年的地层。这是地壳升降运动造成的，此次运动称作‘蓟县运动’。”百米又是一块“断层构造——受水平挤压应力作用，岩层被断开并产生位移，中间出现破裂面。”再往上走我们发现另一石碑《逆掩断层》：“逆掩断层——断层面平缓弯曲，上部迷雾山组燧石条带状白云岩（12亿年）逆掩于府君山组角砾状灰岩（5.6亿年）之上。”下山后，我们进入蓟县地质博物馆，市蓟县地质博物馆坐落在蓟县国家地质公园主碑广场对面、府君山南麓山脚下，与主碑广场相对应，占地面积一万七千多平方米，其中建筑面积五千多平方米。博物馆建筑分地下一层，地上四层，内设地质展馆和历史展馆，是国内同类展馆中规模最大的一个。整个建筑外层用片石砌成，看上去显得古朴，层次感鲜明，凸现了地质博物馆的特色，同时体现了“层的地质，叠的历史、层层叠叠建筑、层层叠叠岩石”的特点。博物馆展出内容以地球科学、中上元古界地层剖面、矿产资源为主。馆内呈列大量石头标本，实习结束在回去路上，我们在农家砌的围墙上又有意外收获。我们发现石头上有波痕，老师解释是因为蓟县本是海，这岩石表面手海浪拍打形成。一天收获良多，意外惊喜连连，期待下一次的实习学习。