新汶地区地质特征.doc

新汶地区地质特征第一节 自然地理新汶盆地是鲁西南一个小型的新生代陆相盆地，在大地构造上称为“新汶单断拗陷” ，形态上为一箕状的、不对称向斜盆地，基底为太古界的变质岩。盆地位于山东省新泰市境内，南界为刘杜、南流泉、马头庄、盘车沟一线以北，北界位于榆山、西西周水库一线南，西至碗窑头，东到东住佛，长约 30 千米，最宽处达 17.5 千米，面积为 400 平方千米。 盆地边缘为山区，海拔高度为 300-500 米，北高南低，东窄西宽，中部地势较低，小汶河横贯东西，磁（窑）莱（芜）铁路由盆地中部通过，公路成网，四通八达，交通便利（图 11） 。 本区属北温带半干旱大陆型气候，四季分明，年平均气温 12.5，年平均降水 680mm，78月份为雨季。实习区工业发达，以煤炭工业为主，位于铁路以北，铁路以南以农业为主。图 11 新汶自然地理位置图第二节 区域地层特征实习区主要位于新汶盆地。新汶盆地中部被近代沉积物充填，南北山区地层露头良好（图2-1） ，尤以南区出露更为完整。区内地层走向北西 110125，倾向北东，倾角 1026，由南向北地层逐渐变新。发云山、马头崖及盘车沟以北的朝阳洞山一带为寒武系地层分布区，且发育较完全；山后村、寺山庄和颜庄一线以北至碗窑头、孙村和甄家庄一线以南平坦而开阔的范围为奥陶系分布区，本区缺失上奥陶统、志留系、泥盆系和下石炭统地层；区内磁莱铁路沿线及汶河、甄家庄以北地区为石炭系、二叠系分布区，分布局限，发育不全；中生界地层仅在东都附近有零星出露，主要发育在蒙阴地区中，上侏罗统蒙阴群的汶南组、分水岭组的标准剖面就在这里；下白垩统的青山组在常路以东也有广泛出露；第三系官庄组主要分布于骑路官壮、常路一带，在完庄一带出露也较好；第四系很薄，主要分布于盆地中央的低洼地区。 一、太古界（Ar） 太古界泰山群为本区最古老的地层，主要出露于南部蒙山凸起及北部新甫凸起之上，以片麻岩为主，夹有少许片岩、千枚岩等。据同位素年龄测定，泰山群形成于 25 亿年左右的太古代。岩石经受多次构造运动影响，已强烈褶皱变质，构成本区的基底。由于长期风化剥蚀，地势低矮平坦。初步认为，黑云母斜长片麻岩可能是泥砂质沉积经变质作用而成。其厚度可达万米以上。 泰山群之上为下古生界的海相沉积岩，两者之间为区域性角度不整合接触。二、下古生界 本区下古生界包括寒武系和奥陶系。寒武系发育较全，奥陶系只发育下统和中统。奥陶系上统和志留系缺失。寒武系和奥陶系的分布基本一致。寒武系下部多为碎屑岩，中上部碳酸盐岩发育，特别是泥质条带石灰岩、鲕粒石灰岩、竹叶状石灰岩及叠层石灰岩等发育。下奥陶统冶里组和亮甲山组以白云岩类为主，马家沟组一段、马三段和中奥陶统阁庄组以泥粉晶白云岩为主；下奥陶统马家沟组马二段、马四段和中奥陶统八陡组以中厚层至块状泥晶石灰岩为主。寒武系奥陶系总厚约 1500m左右。由于中生代的岩浆活动，这一套以碳酸盐岩为主的地层或多或少被侵入岩岩体和脉岩穿切。 寒武系奥陶系呈由西到东向北凸出的弧形出露于：济南淄博、莱芜沂源、新泰蒙阴、泗水临沂、枣庄苍山等地。莱芜、蒙阴、新泰一带地层出露良好，化石丰富。莒县、安丘一带寒武系奥陶系呈北北东南南西方向延伸，出露较差。此区八陡组大部分缺失。西部覆盖区仅嘉祥邹县一带有零星露头分布。总的看来，寒武系常呈丘陵地形，露头较差。经过多次野外调查，我们选择了新泰、蒙阴露头较好的地区为学生实习基地。图2-1 新汶地区综合柱状示意图寒武系馒头组与下覆太古界泰山群地层呈角度不整合接触的接触关系，下奥陶统与中奥陶统之间则由于怀远运动的存在，为平行不整合接触。中奥陶统与中石炭统之间的接触关系与华北其它地区一样，为平行不整合接触。 本区下古生界寒武系发育有七个组：下寒武统馒头组（1m） ，中寒武统毛庄组（2mz） 、徐庄组（2x）和张夏组（2z） ，上寒武统崮山组（3g） 、长山组（3c）和凤山组（3f） 。奥陶系发育有五个组：下奥陶统冶里组（O1y） 、亮甲山组（O1l），中奥陶统马家沟组（O2m） ，阁庄组（O2g）和八陡组（O2b） 。有关各组的岩性、标准化石和接触关系等下面将逐一分述。（一）寒武系（） 本区寒武系发育较全，并以张夏一带出露的剖面为华北地区的标准剖面。根据古生物及岩性组合特征可将寒武系划分为三统七组，现分述如下： 1、馒头组（1m） 本组主要发育石灰岩、白云岩及页岩。中下部灰及灰黄色石灰岩和白云岩为主，间夹紫红色页岩。上部则以紫红色页岩为主，间夹石灰岩。在区域范围内，岩性由北往南有一定变化：在莒县馒头组下部为粉砂质页岩，中上部为石灰岩沉积；在北部明水博山地区馒头组下部以页岩为主夹石灰岩透镜体， 向南至莱芜蒙阴地区石灰岩夹层增多， 及至枣庄则相变为石灰岩及泥灰岩。本组东西方向上岩相变化不大。馒头组所含化石以 Redlichia sinesis（中华莱得利基虫）为特征。本组与下伏太古界泰山群呈角度不整合形接触。厚度 119157m。2、毛庄组（2mz）本组岩性以张夏剖面为代表：下部为一套暗紫色粉砂质页岩、页岩夹少量石灰岩和石灰岩透镜体，页岩在层面上富含云母片。上部以暗紫色页岩与黄绿色页岩互层。在新汶地区岩性近似张夏剖面。但南部枣庄地区岩性则变为以泥灰岩为主的沉积，厚度也急增到116m。西南嘉祥与东南莒县地区石灰岩夹层也有所增加。本组化石以Shantungin aclis（刺山东盾壳虫）为特征，与下伏馒头组为整合接触，厚度为3060m。3、徐庄组（2x）本组下部岩性以暗紫色、浅紫色粉砂质页岩为主夹石灰岩或粉砂岩透镜体，上部为粉砂岩及细砂岩。新汶地区岩性比较稳定，但北部张夏、明水一带则变为石灰岩与页岩互层。在莱芜、新汶一带采到的化石有Probowmaniella prisca（始小原波曼虫）、Kaotaia（？）magum（大形高台虫）、Probowmania quadrata（方形原波曼虫）等化石。本组与下伏毛庄组呈整合接触，厚度为5070m。4、张夏组（2z）本组以浅灰、深灰色石灰岩为主，特别是以鲕粒石灰岩的广泛发育为特征。在区域范围内，北部博山、莱芜、新泰及蒙阴一带，其上部岩性相变为石灰岩与页岩互层。由蒙阴往南，岩性变细，如泗水地区张夏组为鲕粒石灰岩与豹斑石灰岩的互层。再往南至枣庄，则除底部见有鲕粒石灰岩外，中上部全为豹斑石灰岩。常见的化石有Crepicephalina（小裂虫）、Amphoton(双耳虫)、Damesella（德氏虫）等。在泗水还采到Baliella（毕雷氏虫）、Hyolithes sp（软舌螺）；在莱芜也采到了Bailiella lantenoisi（兰氏毕雷氏虫），且此化石出现在大套鲕粒石灰岩中的夹层页岩中。在新泰盘车沟层采到Dorypyge laevis（光滑叉尾虫）、Sunia typica（标准孙氏虫）、Dorypyge richthofeni（李氏叉尾虫）、Anomocarella walcotl（华氏小无肩虫）、Anomocarlla of temenus（特殊小无肩虫）、Liaoyangaspis bassleri（巴氏巨阳虫）、Crepicephalina sp（小裂头虫）、Ptychoparial（？）grabaui（葛氏褶夹虫）。在博山曾采到Damesella Paronai（帕氏德氏虫）。本组与下伏徐庄组之间有沉积间断存在，其厚度一般在130220m 之间。5、崮山组（3g）本组为一套石灰岩及页岩沉积，石灰岩泥质成分较多。下部页岩一般较多，向上石灰岩增加。页岩以灰绿色为特征，石灰岩以疙瘩状、瘤状及链条状石灰岩为特征，如新泰盘车沟剖面，下部为黄绿色页岩与浅灰色薄层状石灰岩（链条状石灰岩）互层；中部为竹叶状石灰岩、泥质条带（纹）石灰岩及疙瘩状石灰岩夹页岩；上部为豹斑灰岩，泥纹条带灰岩夹竹叶状石灰岩。本区内张夏、长清、明水、博山、莱芜及蒙阴等地其岩性组合与新泰盘车沟剖面近似，但枣庄地区则上下部全为石灰岩。本组化石丰富，下部产Blackwelderia（蝴蝶虫）、上部产Drepanura（蝙蝠虫）为特征。在新泰盘车沟采到Blackwelderia of sinensis（中华蝴蝶虫）、Blackwelberia paronai（帕氏蝴蝶虫）、Tienstion Lansi（兰氏宽甲虫）、Drepanura Premesnili (璞氏蝙蝠虫)；在莱芜采到Blackwelderia sp（蝴蝶虫）、Monkaspis sp（孟克虫）、Blackwelderia of sinensis（中华蝴蝶虫）、Blackwelberia paron（帕氏蝴蝶虫）、Drepanura Premesnili (璞氏蝙蝠虫)；在嘉祥采到Blackwelderia（蝴蝶虫）；在枣庄采到Blackwelderia of sinensis（中华蝴蝶虫）、Drepanura Premesnili (璞氏蝙蝠虫)。本组与下伏张夏组为整合接触，厚度变化较大，一般为45130m。6、长山组（3c）本组多以石灰岩为主。而在博山、蒙阴和嘉祥地区则出现较多的页岩。石灰岩以具氧化圈的竹叶石灰岩与泥质条带（条纹）石灰岩发育为特征，竹叶砾径大。区内本组底部普遍有一层含海绿石生物碎屑石灰岩，含Chuangia（庄氏虫）化石。岩性变化有一定规律，如由北向南，明水发育各种石灰岩，博山为石灰岩与页岩互层；莱芜发育各种石灰岩，新泰则下部为石灰岩与页岩互层；枣庄发育各种石灰岩。由西向东，由嘉祥、泗水、蒙阴至莒县也有近似南北向的变化。可见，无论由北向南或从西向东，也有的增多，均以“跳跃式”出现。常见的化石有：Chuangia（庄氏虫）、Changshania(长山虫)、Kaolishania（蒿里山虫）。在莱芜采到的化石有Chuangia batia(刺庄氏虫)、Chuangia conicauata（平尾庄氏虫）；新泰盘车沟采到Chuangia conica（锥形庄氏虫）、Chuangia subquadrangualata （ 次方形庄氏虫）、Chuangia batia( 刺庄氏虫) 、Chuangiaconicauata（平尾庄氏虫）；在泗水采到Chuangia batia(刺庄氏虫)；在枣庄采到Chuangia conica（锥形庄氏虫）。本组与下伏崮山组为整合接触，厚度较稳定，在5077m 之间。7、凤山组（3f）本组以浅灰色、褐灰色竹叶石灰岩、泥质条带石灰岩发育为特征。竹叶砾径大，具红色氧化圈。在区范围内岩性大致相似。但在博山以南，凤山组的顶部发育有褐灰色白云岩及藻白云岩，此白云岩类并有向南加厚的趋势。化石除常见的三叶虫类以外，上部尚有Callograptus sp（无羽笔石）及较多的头足类：Ellesmeroceraticla（爱丽斯目角石目）。在新泰盘车沟采到Sankia acamus（针尖索克虫）、Strophomena sp（扭月贝）、Quadraticephalus(？)sp（方头虫）、Tellerina callisto（公主泰勒虫）、Ellesmeroceraticla（爱丽斯目角石目）、Tsinosaukia humilis（矮小济南虫）、Callograptus sp（无羽笔石）；本组与下伏长山组为整合接触，厚度较大，在130150m 之间。（二）奥陶系（O）奥陶系的分布与寒武系基本一致。本区内缺失上奥陶统。下奥陶统冶里组和亮甲山组以白云岩类为主；下奥陶统马家沟组和中奥陶统阁庄组、八陡组其岩性构成三个明显的沉积旋回。马一段、马三段和阁庄组以白云岩沉积为主，马二段、马四段和八陡组以石灰岩沉积物为主.下奥陶统与下伏寒武系风山组基本为整合接触，与上覆中奥陶统为平行不整合接触。1、冶里组（O1y）本组竹叶为褐灰色中厚层竹叶白云岩、泥粉晶白云岩和粉细晶白云岩。竹叶白云岩竹叶含量由下往上减少。区内岩性稳定，厚度则由北向南增加，在2660m 之间变化，本组中化石稀少。2、亮甲山组（O1l）本组岩性为褐灰色厚层状含燧石条带及结核的细晶白云岩及灰白色、浅黄色泥粉晶白云岩，局部含角砾。区内岩性稳定。在新泰及莱芜等地曾采集到Kaipingoceras of acfennatum（细弱开平角石）、Ophileta of plana（平卷蛇螺）、Yehlioceras yehliense（冶里角石）。本组与下伏冶里组为整合接触，厚度为5070m。3、马家沟组（O2m）本组岩性可分为四段，即马一至马四段，构成由白云岩到石灰岩两个明显的沉积旋回。马一段：黄灰色薄层微晶泥质白云岩、泥质白云岩夹角砾状白云岩和微晶石灰岩，厚 87m。下与亮甲山组为假整合接触，上与马二段为整合接触。马二段：灰深灰色中薄层微晶石灰岩、中厚层云斑石灰岩夹少量黄灰色薄层白云岩、泥质石灰岩或白云岩，厚90267m。在新泰市汶南厚176.5m。与下伏马一段和上覆马三段均为整合接触。马三段：黄灰色薄中厚层泥晶白云岩，角砾状白云岩和白云质石灰岩，厚1490m。在新泰市汶南厚28.4m。与下伏马二段和上覆马四段均为整合接触。马四段：灰色中厚层泥晶石灰岩、云斑石灰岩、云质石灰岩和含燧石条带（结核）石灰岩，在新泰市汶南厚321.1m。与下伏马三段整合接触，与上覆阁庄组为平行不整合接触。4、阁庄组（O2g）本组命名地点在新泰市汶南果庄，与华北的马五段相当。其岩性为灰色中、薄层泥晶白云岩，局部有角砾状白云岩夹钙质页岩，厚50124m，在新泰市汶南厚123.5m。与下伏马四段为平行不整合接触，与上覆八陡组为整合接触。5、八陡组（O2b）本组命名地点在淄博市博山区八陡镇，与华北的马六段相当。其岩性主要为灰浅灰色厚层泥晶细晶石灰岩夹白云质石灰岩和泥灰岩，厚24238m,在淄博市八陡厚136.4m，在新泰市汶南厚115.8m。与下伏阁庄组为整合接触，与上覆石炭系本溪组平行不整合接触。鲁西南地区中奥陶统不仅从岩性上存在着三个明显的沉积旋回，从古生物化石组合来看，也存在着明显的三个不同的化石组合（见表72）。地层化石头足类(南古、河北省区测一队、北大)牙形石（华东石油学院鲁西南泗水莱芜研究队）八陡组阁庄组Gorhyoceras( 戈比角石)Gonioceras (棱角石)Badouceras (八陡角石)MicroelodusPanderodus（微腔牙形石潘特耳牙形石）分布单元马三、四段Tofangoceras(豆房沟角石)Steroplasmoceras（角灰石）Ozarkodina（沃扎克牙形石）SishuidusPhragmodus(泗水牙形石篱牙形石)分布单元马一、二段Ordososeras(鄂尔多斯角石)Polydesmia(多泡角石)Tangshanodus( 唐山牙形石) 分布单元Histiodus Laiwuensis scolopodus( 莱芜帆牙形石尖牙形石)分布单元三、上古生界上古生界只发育石炭系的上统和二叠系，而泥盆系和下石炭统缺失。石炭系和二叠系均为海陆交互地层，是我国主要的产煤层位，动植物化石也较丰富。（一）石炭系（C）石炭系在本区仅发育上统的本溪组和太原组，而下统缺失。本溪组与下伏中奥陶统八陡组之间为平行不整合接触，其间缺失上奥陶统、志留系、泥盆系和下石炭统，约有1.2 亿年的沉积间断。石炭系由下而上，据岩石类型和古生物特征可将本区上石炭统划分为下部的本溪组和上部的太原组。1、本溪组：以铝土质泥岩和页岩为主，夹有砂岩、粉砂岩及 24 层石灰岩，局部含薄煤层。在本溪组底部发育有G 层铝土矿和山西式铁矿。因此，在本区常以此来作为本溪组底部的识别标志。本组中有两层石灰岩是非常重要的，一是草埠沟灰岩，二是徐家庄灰岩。草埠沟灰岩的命名地点是淄川沣水草埠岭附近的草埠沟，为浅灰棕灰色，略带红色的石灰岩，质地不纯，疙瘩状，富含黄铁矿晶粒，厚0.85m，位于本溪组的下部（中国科学院地质研究所，1966）。草埠沟灰岩见于淄博、莱芜、新泰、章丘、肥城及莒县等地。徐家庄灰岩的命名地点是章丘明水车站东南约7.5km的徐家庄（中国科学院地质研究所，1966），为灰深灰色厚层一块状石灰岩。其下部含燧石结核和条带，具有丰富的动物化石，位于本溪组的上部。该层石灰岩分布面积非常广泛且稳定，岩性特殊，是区域上对比的良好标志层。本组产出的动物化石蜓类、腕足类和珊瑚等，具体有海百合、分喙石燕、长身贝等，它们都是浅海生物。植物化石门类较少，种类单调且非常破碎，如产出的鳞木类化石，有的只保存叶痕的轮廓，有的保存叶座轮廓。说明它们是几经周折才在产出地层中保存下来。现在所在的存身之地并非它们所生活的陆地环境，而是产出地层所形成的亚浅海环境。综上所述，本溪组为浅海至滨浅海相沉积。在此环境下，以胶体搬运的铝、铁、粘土等质容易发生胶凝造成沉积，而形成铁铝质矿产和粘土矿产。本来就不丰富的有机质则因较长期搬运遭到破坏，不易聚集成矿，所以本溪组不利于煤的形成，即使有薄的煤层，也多无开采价值。2、太原组：本组岩性主要为灰色、灰黑色泥岩、页岩和粉砂岩，夹砂岩、灰岩和薄层煤。在淄博、莱芜、新泰、肥城等地所夹砂岩占总厚度的1/31/2；石灰岩一般发育有4 层，可作为小范围内的对比标志。太原组的煤层数均小于13 层，厚度较薄，但较稳定，可采性高。如淄博南定矿区含煤13层，可采者5 层；莱芜含煤12 层，可采者4 层；新汶含煤12 层，可采者5 层。另外太原组最顶部有一层深灰色或灰黑色砂质、铝质泥岩或泥质粉砂岩，区域上层位稳定。其上与下二叠统山西组底部的砂岩分界，可作为区域对比的标志层。该层的形成环境，从露头看是海相地层，其中含腕足类Dictyoclostus Taiyuanfuensis。太原组的沉积厚度一般为150m 左右。太原组产出的动物化石丰富，有蜓类、腕足类、头足类、腹足类、瓣鳃类等，多存在于石灰岩层中。由此可知为典型的浅海相沉积。在泥岩和粉砂岩中，含有较丰富的植物化石，不仅门类多，而且种属数量也大，既有植物的枝干，更具有大量的植物叶片。化石保存较好，叶片轮廓完整，叶脉清晰可辨。叶片相互叠复，错综复杂。说明当时气候潮湿，植物特别繁盛，致使有机物大量堆积。同时也说明植物遗体未经搬运或未经长距离搬运而就地埋藏，是滨海沼泽相生活环境与埋藏环境。太原组是滨海沼泽相和浅海相的交替沉积。从岩石的沉积韵律看，多是由砂岩、泥岩、页岩及石灰岩所组成。虽然每个韵律大都不等，但都反映出滨海沼泽相与浅海相交替的沉积规律。在新泰地区石炭系除碗窑头、东部的甄家庄等地有少量露头外，大多被第四系覆盖。石炭系是该区重要的煤层之一。（二）二叠系（P）鲁西地区二叠系主要为陆相沉积，以含煤碎屑岩为主。在西部的新汶盆地被第四系所覆盖，东部的蒙阴盆地缺失该地层。据岩性特征及生物组合与鲁中淄博地区极为相似，现以淄博地区剖面为代表。它可以分为上、下两统，下统为山西组和下石盒子组，上统为上石盒子组和凤凰山组。1、山西组（P1s）灰色、浅灰色粘土岩、砂岩、粉砂岩及煤层组成。本组植物化石丰富，晚石炭世的鳞木类已不很繁盛，而以芦木类的瓣轮叶、真蕨和种子蕨类的、兼有羽状脉和简单网状脉为特征的、中间类型的编羊齿属和织羊齿属的出现及带羊齿属的大量出现为特征。与下伏太原组和上覆下石盒子组均为整合接触，厚120.6m。2、下石盒子组（P1x）黄绿、灰绿色长石石英砂岩、粉砂岩和杂色泥岩，局部含薄煤层或煤线。至早二叠世晚期出现了以裸子植物苏铁纲为代表的大量植物。下石盒子组与下伏山西组和上覆上石盒子组均为整合接触，厚97.9m。3、上石盒子组（P2s）本组岩性可分为三段，下部万山段，主要为黄绿色厚层砂岩夹黄绿色、紫色砂质泥岩；中部奎山段，主要为灰白色厚层粗粒石英砂岩夹黄绿、紫色泥质粉砂岩和泥岩；上部孝妇河段，主要为灰色、紫色泥岩夹黄绿、浅灰色砂岩和泥质粉砂岩，三段之间均为整合接触。4、凤凰山组（P2f）紫红色、灰紫色砂岩和粉砂岩，夹紫红色泥岩和砂砾岩，厚度366488m，在淄博大昆仑厚369.5m。与上覆侏罗系为平行不整合接触。综观二叠系地层，其韵律性较好，为河流、湖泊及沼泽相沉积。四、中生界中生界在鲁西地区侏罗系的发育较全，三叠系仅在聊城有分布，白垩系仅存有下白垩统青山组地层。因此，现将侏罗系和白垩系作一详细介绍。（一）侏罗系（J）侏罗系依据其岩性组合及古生物化石，将侏罗系分为下中侏罗统汶南组和上侏罗统分水岭组。其特点如下：1、汶南组：该组位于新汶蒙阴盆地，在新泰汶南分水岭村云南研究较详细，自下而上由紫红色砂岩和砾岩紫红色砂岩与紫红、黄绿色页岩互层紫红色砂岩和砾岩构成一完整的沉积旋回，厚123m，基本上属一套粗碎屑红层，为典型的河湖相沉积。由分水岭往东南，至蒙阴城一带，岩性更粗（砾岩夹砂岩），但厚度仅4050m 左右，且仅有标准剖面的第三层。在新泰蒙阴盆地，汶南组以角度不整合于石炭系本溪组之上，与上覆分水岭组呈平行不整合接触。在莱芜盆地、沂源盆地、平邑盆地及鲁西南沉积区地层特征均与新泰蒙阴盆地一致。汶南组所见化石很少，仅见有孢粉化石和叶肢介化石。2、分水岭组：分水岭组的标准剖面在新汶蒙阴盆地的分水岭村附近。自下而上由底砾岩及薄层砂岩（常呈互层状）细砂岩组成，构成一个较完整的沉积旋回，总厚度740.6m。颜色以灰色、黄色和绿色为主。上部岩层含少量凝灰质成分。由分水岭村往南，分水岭组的正常沉积层岩性变化不大，但火山物质逐次增强。至蒙阴西儒来、小辛庄、茶棚及蒙阴城一带，凝灰质成分在分水岭组中部即可见到，并在上部组成大套玄武安山质凝灰岩和层状凝灰岩。新泰至蒙阴盆地的分水岭组与其上的青山组之间为轻微角度不整合接触，这可能是强烈火山活动过程中的短期间断。与下伏汶南组为平行不整合接触。新泰蒙阴盆地周围地区，分水岭组的发育和保存条件不好，生物地层工作欠缺，只靠岩性对比来划分，或者仅以孢粉组合来确定有分水岭组。总的来说，周边地区岩性有粗、有细，有的颜色变浅呈灰白色。但都可以与新泰蒙阴盆地的分水岭组对比。从生物角度来看，分水岭组所含化石有介形虫、轮藻、瓣鳃类、腹足类、鱼类及爬行类等。从新泰蒙阴盆地分水岭组的标准剖面来看，由砾、砂、页岩的完整沉积旋回，砂岩中具大型交错层理及生物组合，可以推断为河流湖泊沉积相。上部凝灰质增多，说明该期火山活动较为强烈。（二）白垩系（K）鲁西地区白垩系仅发育有下白垩统，上白垩统缺失。下白垩统青山组分布于鲁西地区的蒙阴、平邑、莱芜、邹平、临朐、沂源等盆地，其中以蒙阴盆地的发育较好。青山组：青山组按有细可分为三段。第一段：由火山角砾岩、火山集块岩、火山角砾凝灰岩及复成分砾岩组成。KAr 同位素地质年龄值为127.4Ma，与下伏分水岭组呈平行不整合接触。在蒙阴未全部出露，厚度大于17.1m，一般在郯城李家庄一带，出露厚度较大，厚达1000.0m。第二段：在蒙阴地区由凝灰岩与粉砂岩互层组成，上部及下部粒度粗，中部细，韵律性强，为青山组的重要层段。其中泥质粉砂岩“团块”含丰富的生物化石。厚度达466.3m。在安丘张家沙沟一带，本段为巨厚的火山碎屑岩、集块岩、安山岩夹砂岩，厚度达1252.8m。第三段：由火山角砾岩、集块岩夹安山岩和玄武岩组成。火山角砾岩及集块岩之角砾岩成分主要为安山岩及玄武岩，但分布不广。KAr 同位素地质年龄值下部为113.06Ma，中部为107.25Ma。厚度7594.8m。在安丘县马家林一带尚有火山碎屑岩。另外，邹平盆地的青山组极少或没有沉积夹层，喷溢较多，且常伴有岩浆侵入，铜矿化作用明显。该盆地的青山组可与蒙阴盆地的青山组进行对比。沂源、莱芜及平邑等盆地也有小面积的青山组出露，但仅有一、二段发育。其岩性与蒙阴盆地青山组一、二段相同。从以上分析可知，各盆地的青山组虽然具有相似的构造条件，但由于陆相火山岩系的多变性，其岩石组合却较复杂。但它们的共同特征是以中基性岩为主，火山碎屑岩较发育。青山组的生物化石保存较好，为以女星介为主的由CyprideaEosestheriaProbaicaliaLycoptera 组成的生物群。五、新生界新生界主要包括古近系、新近系和第四系。在鲁西地区古近系主要分布于蒙阴、平邑、泰莱、汶口及肥城等盆地中；新近系主要分布于临朐、昌乐、安丘、沂水、济宁及德州等地的中新生代盆地内；第四系分布于整个鲁西南地区。（一）古近系（E）本区古近系仅存在下中始新统官庄组。官庄组为内陆的河流、湖泊相沉积。根据其岩相等特征可分为下、中、上三段。整个官庄组倾向北东，倾角932 度，一般20 度左右。由于受构造运动的影响，各段岩层倾斜程度不同，昌乐分布的宽度也不大相同。其中E23g1、E23g3 在洼陷中分布较广，而E2+3g2 分布出露于洼陷中间。官庄组三分特征明显。第三段基本上是一套巨厚的灰红色中砾岩。砾石成分单一，主要是早古生代的石灰岩，磨圆度较差，分选不好。以蒙阴骑路官庄一带最发育，厚度超过1000m，属山麓堆积洪积相。平邑卞桥一带，为灰、紫红色砾岩夹砂砾岩，总厚度大于630m，属洪积相。莱芜、蒙阴等地以砾岩为主夹砂岩，厚50m，属洪积相。第二段由灰、紫红、灰绿等色泥岩、泥质粉砂岩及少量砾岩、细砂岩组成，间有煤线、岩屑及泥灰岩,含腹足、瓣鳃及介形类化石，一般厚度仅370m。平邑卞桥一带，由紫红色泥岩、灰质泥岩及浅灰、黄灰色石灰岩、生物礁石灰岩、生物石灰岩及含生物泥灰岩所组成，含核形石及介形类化石，厚622.6773.8m。但岩相不稳定，相距不到1000m 即相变为浅灰、灰白、褐红、灰绿、灰黑色泥灰岩、泥岩、砂岩、石膏岩及少量砂砾岩、粉砂岩，产丰富的腹足、轮藻及介形类化石，厚260.4m。本段沉积物普遍较细，属河湖相。泗水柘沟全由石膏层及含石膏粘土岩、砂质粘土岩组成，厚117403m。莱芜蒙阴一带，由黄、紫及杂色页岩、细砂岩、粘土页岩夹泥灰岩组成，含少量腹足类化石，厚731m。第一段分布范围不大，由灰白、灰黄、紫灰、紫红等色泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩及砾岩组成，砾石成分复杂，粒度较第二段粗些，含软体动物及少量植物化石，厚458m。在平邑卞桥，本段多被覆盖，由浅灰色厚层石灰岩及砾状石灰岩组成，出露厚度24m。井下为灰、褐红、黑灰色泥灰岩、白云质泥灰岩、泥岩、砂岩及砾岩等，富含轮藻、腹足及介形类化石，厚75.6m。莱芜口镇等地，为黄、粉红、黄白色粉砂岩、细砂岩及砾岩等，厚约200m，属河湖相。官庄组产哺乳、腹足、介形、轮藻、孢粉及少量核形石、有孔虫等门类化石。哺乳类：见于新泰西周、莱芜、蒙阴等地官庄组二段的泥灰岩中，主要有Kuanchuaniusshantungensis，Thinoccyon sichowensis，Grangeria canina，Hyrachyus metalophus，Teleolophus shandongensis，Heptaconodon dubium，Propalaeotherium sinense。周明镇等将这一动物群称新泰动物群，时代为中始新世早期。软体动物群：官庄组产有丰富的软体动物化石，主要是腹足类，集中分布于第二、第一段。在蒙阴、莱芜、新泰等地产Spaerium sP.,Eosterobilops sinensis,Sinoplanorbis sinensis，Valvata menyinensis，Physa shantungengensis，Cyclophorus robustus, robustus，Palacancylus sinensis，Amphicoelina menyinensis 。平邑地区官庄组一段产丰富的腹足类化石， 计有Assiminca retopercula,Mirdaminatus obliquus;官庄组二段找到Physa yuanchuensis, Sinoplanorbis conjuagen 等。其时代为始新世早中期或晚古新世早中新世。介形类：官庄组的介形类共有19 属约30 种，主要产于官庄组二段，蒙阴、新泰、莱芜等地发现有Candoniella albicans，Darwinula stevensoni，Eucypris wutuensis，Timiriasevia mendelstami，T.prncipulis,Sinodarwinula guanzhuagensis，Paracandona euplectella，Cyclocypris changleensis，C.menyinensis, Metacypris changzhouensis 等。时代属始新世，可能有部分属古新世或古新世晚期。轮藻：仅见于平邑地区官庄组二段和一段，共有13 个属25 个种，为枝江培克轮藻高淳新轮藻组合。官庄组二段产Stephanochara barviovalis，Peckichara zhijiangensis，Neochara squalida等；一段产Stephanochara kiangsuensis，Pseudolatochara rhonbica，Gobichara tenera。官庄组二段和一段的轮藻化石以Neochara, Peckichara, Sinochara, Stephanochara 极其繁盛为特征。根据主要分子及整个组合的对比，这一轮藻植物群的时代应为早始新世。孢粉：在蒙阴、平邑、新泰和莱芜等地的官庄组中均含孢粉，其中蒙阴常路官庄组二段和一段的组合特征为：被子植物花粉含量（48.17）最高，裸子植物花粉（28.8）与蕨类植物孢子（23.17）含量大致相等；被子植物花粉中以小榆粉（10.3%）最高，其次为褶皱粉属（5.8%）、三沟粉属（3.8%）。裸子类以无口器粉属（12.5%）、麻黄粉属（4.8%），蕨类以卵形孢属（5.8%）、三角孢属（3.8%）最高；组合中含少量中生代分子如石松孢属、具唇孢属及希指蕨孢属。时代可能为晚始新世。（二）新近系（N）主要是由泥岩、粘土岩、砂岩、灰质页岩、硅藻土页岩、淡水石灰岩及玄武岩等组成。地层有牛山组、山旺组、尧山组及巴漏河组。其中山旺组是著名的中新世地层，产有丰富的多门类的珍贵的动植物化石，保存精美良好，仅哺乳动物就有90 多种之多。该层系在新泰蒙阴盆地缺失。（三）第四系（Q）第四系是地层历史上的最新沉积。根据岩性、岩相及生物组合又可进一步划分为更新统和全新统。在新泰蒙阴盆地仅有全新统。主要为灰黄色砂砾层及粘土，呈半固结或松散状。为河流流域的近代沉积物及丘陵地区的残积物。最后值得简要说明的是，新泰蒙阴盆地有三种沉积环境：海相、海陆过度相、陆相。三大沉积间断：缺失元古界震旦系，古生界上奥陶统下石炭统，三叠系中侏罗统；其它尚缺失上白垩统、新近系及第四系大部。在岩性上有碎屑岩、粘土岩和碳酸盐岩等。第三节、常见的岩石类型及形成环境在新泰、蒙阴地区三大岩石类型均可见到，但观察的主要岩类为沉积岩，现将各类岩石介绍如下：（一）变质岩类本区内见到的变质岩主要为黑云母斜长片麻岩，产出层位为太古界泰山群，距今已有 25 亿年历史。主要矿物成分为斜长石、黑云母和少量石英、角闪石。花岗变晶结构。矿物颗粒粗大，粒径一般为0.51cm 左右。片麻构造发育，在野外肉眼可观察到黑云母片状矿物作定向排列，被粒状浅色矿物斜长石、石英切割，形成间断性的定向构造。根据黑云母的片理方向测定，大致为南西230o 延伸。片麻岩内“X”型裂隙发育，多被方解石充填，并见有石英脉切穿。据前人研究成果可知，该套片麻岩为负变质岩类，即原岩为沉积岩，经区域变质作用而成。由于在变质作用过程中有岩浆岩的多次侵入，局部花岗岩化严重。（二）岩浆岩类本区所见到的岩浆岩类主要为正长斑岩。主要矿物成分：正长石斑晶含量一般为15左右，角闪石辉石斑晶含量约为5。基质含量一般为80，主要为长石、角闪石及辉石微晶等。斑状结构，块状构造。岩浆岩多顺层侵入，形成岩床。据区域地质研究资料可知，它们形成于中生代的岩浆侵入作用。（三）沉积岩类1、碎屑岩海绿石石英砂岩 主要见于寒武系中统徐庄组的上部。岩石为灰白色，风化后呈黄褐色，颗粒含量80，主要成分为石英。颗粒粒径一般为0.10.2mm，分选好，磨圆度高。海绿石含量不均，一般为58，新鲜面呈深绿色，风化后成黄褐色。据显微镜下观察，部分海绿石作为胶结物的形式出现。胶结物主要为钙质（方解石），加酸后起泡强烈。砂岩中大型交错层理发育，纹层倾角较陡，反映双向水流，水动力条件强，砂层层面上可见一组不对称波痕。综合分析上述现象，可以认为这套石英砂岩形成于水体较浅潮汐砂坝环境，故砂岩的成分成熟度和结构成熟度都很好。粉砂岩 这种岩类分布较广，主要见于徐庄组下部和中新生代地层中。但是不同环境条件下形成的粉砂岩，其特征完全不同。徐庄组的粉砂岩中含有三叶虫化石和三叶虫觅食、潜穴等遗迹，证明为海相沉积。粉砂岩中夹有薄层石灰岩透镜体，层面上白云母碎片富集，并见有羽状交错层理、透镜状层理，反映为潮间带的沉积特征。中、新生代的粉砂岩多为红色，泥质含量高，常覆盖在透镜状砂岩或砂砾岩之上，粉砂岩中常见有楔状交错层理，化石罕见，有时可见少量植物碎屑，它是河流相中泛滥平原亚相沉积的结果。复成分砾岩 这类岩石主要见于老第三系官庄组早期的官一段地层中。砾石成分复杂，除了石英之外，还有石灰岩、粉砂岩、安山岩的碎屑。这些岩石碎屑多来自母岩区和河流流经区。碎屑颗粒大小不一，最大粒径可达10cm,最小粒径仅有几个毫米,相差悬殊.颗粒多呈棱角、次棱角状，磨圆度差。胶结物多为泥质，比较松散。有时可见叠瓦状排列的砾石，砾岩体多呈透镜体状产出，横向厚度变化较大。它是河道亚相中沉积最粗的岩石类型。洪积砾岩 这种岩石主要分布在官庄组上部的官上段地层中。碎屑成分虽然单一，主要为古生界石灰岩、白云岩碎屑，但出现例序现象，即自下而上砾石成分由奥陶系石灰岩逐过渡为寒武系的竹叶石灰岩、鲕粒石灰岩、斑状石灰岩，甚至可见太古界的片麻岩碎屑。显然，它们是古生代地层被断层作用抬起，遭受物理风化作用破碎、搬运、堆积而成。这种砾岩的分选程度极差，颗粒粒径相差甚大，磨圆程度也很差，而且多被钙质胶结，泥沙充填，岩石致密坚硬，在地貌上形成陡坎。长石砂岩 这种岩石常见于中生界侏罗系分水岭组和新生代地层中。其特点是：长石含量多，含量一般为4050，岩屑含量1015，石英含量40左右，颗粒分选中等较差，泥质胶结。其主要形成于河流、湖泊相，故成分成熟度、结构成熟度均较低。凝灰质砂岩 主要见于中生界分水岭组和青山组中，岩石颜色为灰绿色，碎屑颗粒成分以长石为主，次为石英和少量岩屑，凝灰质胶结。它是湖泊沉积的产物，但在沉积过程中受到了火山作用影响，火山灰和火山尘进入了砂岩之中，以胶结物的形式出现。紫红色粉砂质泥（页）岩主要见于寒武系中、下统和中新生代河流相地层中。但是它们的特点也不完全相同。寒武系的紫红色页岩，页理较为发育，常夹有薄层鲕粒石灰岩、生物碎屑石灰岩及泥质白云岩。在纵向剖面上常形成泥岩、石灰岩的韵律层。反映了地壳频繁振荡，水体较浅，处于氧化干旱的沉积环境之中。中新生界河流相沉积的紫红色泥岩，页理不发育，常与长石砂岩共生，它是河流洪泛时期的产物。黄绿色、灰绿色页岩见于中寒武统张夏组。常夹有薄层石灰岩透镜体，含有三叶虫化石，为水体相对较深，且又局限的潮下带沉积。灰黑色泥岩 主要见于官中段上部。泥岩中含有较多的螺类化石，有机质丰富，是我国东部主要的生油岩类，它形成于深湖、半深湖环境。2、碳酸盐岩本区常见的碳酸盐岩有如下几种类型：竹叶石灰岩这种岩石主要发育在上寒武统。竹叶状砾石含量一般为55-60%，其成分主要为泥晶石灰岩碎屑，粒径大小不一，分选性差，磨圆度中等-差，泥晶方解石胶结。有的竹叶砾屑具有氧化圈，表明形成时曾被抬出水面遭受氧化所致。竹叶石灰岩在地层剖面中常呈透镜体状产出，在横向上厚度变化较快。关于上寒武统竹叶石灰岩的成因，前人曾作过研究，主要观点有两种：一种观点认为竹叶石灰岩是浅水高能环境下的产物，它是早先形成的泥晶灰岩或灰泥，被波浪作用或水流冲碎，掘起、再沉积而成，因此竹叶砾屑的粒径大小代表水体的能量。上寒武统长山组的竹叶石灰岩可能属于这类成因。根据野外观查，该组的竹叶多呈放射状排列，可能是由风暴作用所形成的巨大涡流，将砾屑搅动，堆积而成。另一种观点认为，泥晶竹叶灰岩可能就是福克所讲的“结构退变”现象，即竹叶形成于高能条件下，后被水流搬运到较低能的沉积环境中。崮山组的竹叶石灰岩可能属于这类成因。它的特点是，竹叶砾屑粒径较小，常与砂屑、鲕粒、生物碎屑混合在一起，在垂向上具有典型的粒序层理，层面上见有丘状层理，并与泥晶石灰岩共生，竹叶砾屑一般没有“氧化圈”。鲕粒石灰岩 大套鲕粒石灰岩的出现，是作为本区中寒武统张夏组的岩性特征。该组鲕粒石灰岩中鲕粒的含量一般大于65%，粒径一般12mm，分选较好，方解石胶结。鲕粒分布不均，局部较集中，风化后常呈黄褐色。就鲕粒石灰岩而言，致密坚硬，在野外往往形成陡坎地貌。关于鲕粒石灰岩的形成环境，前人作过详细的研究。有人认为鲕粒的形成受两个因素的控制，一是搬运水流的强度，即能够把作为鲕粒核心的颗粒搬运到成鲕环境中去的水流强度，二是成鲕环境中水的动荡强度。如果水体的动荡强度大于水流的搬运强度时，所有的颗粒都悬浮在水体中，并处于反复运动状态，形成正常鲕。当水体的动荡强度略大于水流的搬运强度时，形成表鲕。若水体的动荡强度小于水流的搬运强度时，就没有鲕粒形成。有人对巴哈马滩现代鲕粒形成环境观察后指出：鲕粒的同心层数目表示其呈悬浮状态的次数，鲕粒同心层壳的厚度可以指示反复悬浮沉积过程的时间长短。潮汐砂坝和潮汐三角洲地区是形成鲕粒的理想环境。一般来说，泥晶鲕粒石灰岩形成于低能的的潮下带或局限海，亮晶鲕粒石灰岩形成于高能的潮间带或潮下带上部。泥晶石灰岩 主要由泥晶方解石所组成，由于方解石晶粒细小，肉眼难以区分，故有时也称隐晶石灰岩，主要形成在潮下低能带。泥晶石灰岩沉积后，进入成岩作用阶段，经受重结晶作用，就形成各种晶粒石灰岩，如微晶石灰岩，细晶石灰岩，中晶石灰岩等。燧石条带石灰岩 主要见于馒头组下部地层中。燧石条带宽窄不一，多呈黑色或灰黑色，顺层产出。自下而上，硅质成分减少者形成结核状。一般来讲，原生硅质沉积代表一种水体相对较深的冷水条件，可能为低能的局限海或潮下低能带沉积。泥质条带石灰岩 主要见于上寒武统崮山组、长山组中。泥质条带为土黄色，它是低能静水条件下沉积的标志，应属局限海或潮下低能带。豹斑石灰岩 主要见于张夏组上段，豹斑多呈黄褐色，加酸溶解后有较多的泥质残余，并含有白云质。所以，现多称为云泥斑石灰岩或云斑石灰岩。豹斑往往在层面上突起，反映抗风化性比方解石较强。关于豹斑石灰岩的成因，一般认为它与白云岩化作用有关，即原岩为泥质石灰岩，由于泥质（粘土矿物）颗粒微小，表面吸附能力强，往往吸附镁离子容易产生白云岩化，形成泥质云斑。但是就其原岩的沉积环境而言，应为低能局限条件下的沉积产物。白云质石灰岩主要见于凤山组中上部，岩石风化后呈灰褐色，表面见刀砍纹，加酸后起泡程度较差。若岩石中白云质成分高于方解石的含量，则向白云岩过渡，加酸起泡程度更差。它的原岩应为泥晶石灰岩类。柱状叠层石白云岩 主要见于凤山组顶部。这种柱状叠层石由“隐生藻”兰绿藻所组成，他是一种单细胞的低等植物的遗迹化石。在层面上看呈圆形、椭圆形和不规则形状，可见清楚的同心层，在剖面上看应为较粗的柱状、锥形藻叠层。它的特点具有一定的抗浪性。凤山组的藻白云岩晶体较粗，根据结构特征应为次生白云岩，原岩仍为石灰岩类，可能形成在潮间至潮下带。竹叶白云岩 主要见于冶里组中，竹叶砾屑的粒径较小，一般为4-6cm12cm，竹叶多顺层排列，也有杂乱状排列者。竹叶成分仍为白云石，胶结物也如此。这套竹叶白云岩仍为白云岩化作用的产物，原岩为竹叶石灰岩，形成于较高能的潮间带。燧石结核白云岩 主要见于下奥陶统亮甲山组中，它的原岩为燧石结核石灰岩，形成于潮下低能带。第四节、区域构造及地质演化本区自前震旦纪至中新生代，经历了多次构造运动，才形成了今天复杂交错的构造格局。现简述如下：一、区域构造特征新汶蒙阴地区从大地构造上看，属于华北地台（级）、鲁西台背斜（级）、鲁中隆断区（级）、新蒙断块束（级）内的次级构造单元（新汶凹陷、蒙阴凹陷）。鲁西台背斜位于华北地台东部，西接河淮台向斜，东邻鲁东台盾，它的内部又可分为沂沭断裂带（向延伸）、鲁中隆断区、郓城坳陷带和徐州坳陷带（向延伸）。鲁中隆断区的东部是一个复式背斜，为一不对称的构造，由北向南依次为泰山背斜莱芜向斜莲花山背斜新汶向斜蒙山背斜泗费向斜。新汶凹陷、蒙阴凹陷是鲁西台背斜、鲁中隆断区的新蒙断块束的一部分。其特征与鲁西台背斜相一致，表现为北断南超，凹陷内部为不对称向斜，北翼被新泰一垛庄大断裂切割破坏，南翼发育次一级小型褶曲（图23）。图 23 新汶凹陷剖面简图（据马玉新等）区域构造以断裂为主，按规模大小可分为三级：最大一级断裂为新泰垛庄大断裂（图2-4），断裂切穿基底，为地壳断裂。它的活动和演变控制了新汶凹陷、蒙阴凹陷的形成和发展；第二级断裂如东都马头庄断层、羊流店断层等，构成盆地发展的边界或煤田边界，一般长达十几公里，为盖层断裂；第三级断裂为一般断层，如山后村一碗窑头断层、北角峪一郭家泉断层、程家楼断层等，规模较小，构成各采煤区的边界，也为盖层断裂，它们受一、二级断裂控制和影响。二、三级断裂的方向，主要为北东南西向，绝大部分为正断层。某些断层（如程家楼断层）在地表显示为逆断层性质，因断层面的弯曲，在深部可能表现为正断层。这些断层切割了一级断裂（新泰垛庄大断裂），将其错断。由此可见，一级大断裂是早期形成（加里东运动时期），是长期发育的，二、三级断裂形成较晚（燕山期）。新汶蒙阴地区与鲁西台背斜一样，褶皱不发育，主要表现为单斜，岩层产状变化不大。仅在南部单斜背景上出现两个小型褶皱（寺山庄背斜和发云山背斜），呈短轴或穹窿状，都分布在寒武纪地层中。其成因可能与中生代燕山期岩浆活动及升降运动有关。以断裂（张性正断层）为主的特征说明，该区岩石可塑性较差，在外力作用下，表现为脆性变形。这是因为本区主要为古生界厚层状碳酸盐岩（可塑性较大的粘土岩较少）；另一方面构造运动为主的应力场，主要为张力和张扭力，特别是本区同鲁西台背斜一起在中生代以来，表现为上升隆起，因而产生一系列断裂变动。在新汶盆地南部，可见小规模的、多为孤立的、轴向不明显的褶皱构造。图 2-4 区域地质