综合地质实习指导书(秦皇岛,).doc

中国石油大学（北京）重点教改项目成果秦皇岛石门寨综合地质实习指导书编写：童亨茂中国石油大学（北京）地球科学学院2013年5月前 言综合地质实习是中国石油大学（北京）品牌专业地质工程专业最重要的一个实践教学环节。中国石油大学（北京）1990年招收第一届地质工程专业的本科生，1993年开始在周口店进行综合地质实习。当时为了满足实习的需要，1993年编者编制了北京周口店综合地质实习指导书。通过多年的教学改革和实践，2005年，该指导书重新编写。由于在周口店住宿无法得到解决等方面的原因（中国石油大学(北京)90级到07级地质地质工程专业的学生在周口店实习，共18届），从2010年起，综合地质实习首次从北京周口店地区移到秦皇岛石门寨地区。由于地区的变动，对中国石油大学（北京）而言，秦皇岛石门寨地区是一全新的区域，与基地相关的建设和研究工作急待开展。为此，2010年底，中国石油大学（北京）批准设立“秦皇岛综合地质实习基地建设的研究与实践”校级重点教改项目，实习指导书编写是其中的重要组成部分。为此，编者在2010年编制了秦皇岛综合地质实习指南，经过两年教学改革的研究与实践，在指南的基础上，编写完成了秦皇岛石门寨综合地质实习指导书。本指导书分两大部分，共6章：第一部分 地质概况及实习教学路线；第二部分 野外工作方法，还包括2个附录。该指导书能在新的条件下满足地质工程专业学生在周口店综合地质实习的需要。本指导书由童亨茂完成编写。该教材的编写过程中，得到了系、院、教务处有关领导的支持与鼓励，在此谨致谢意。由于时间紧迫，水平有限，疏漏、不妥之处希望读者批评指正；同时本书也需要在今后的教学实践中不断完善与提高。编者 童亨茂2013年5月 20日第一部分 地质概况及实习教学路线第一章 实习区区域地质概况第1节：自然地理、交通概况图1-1 石门寨地区交通位置图 秦皇岛石门寨地质教学实习基地位于秦皇岛市北二十八公里，是国家地质公园“河北秦皇岛柳江国家地质公园”。该区自然地理位于燕山山脉东端、南临华北平原和渤海湾，属河北省秦皇岛市抚宁县石门寨镇管辖（图1-1）。区内外交通十分方便，大秦、京哈等铁路在秦皇岛设有国家三级站，实习区与市区有水泥公路、地方铁路相通，从实习区乘车经市区可到北戴河海滨、山海关和昌黎县黄金海岸等旅游胜地。 实习所在的石门寨地区，为一南北向延伸的低山丘陵区。北、西、东三面为陡峻的高山所包围。高山主要由上太古界混合花岗岩和燕山期花岗岩侵入体组成，低洼的丘陵和平原由古生界和中生界地层构成；而在地质构造上则形成一个比较宽缓的向斜，故名“柳江向斜”。前者是地貌形态，后者为地质构造概念。故又通称谓“柳江向斜盆地”。贯通盆地的大石河，是本区最主要的水系，它流向东南，在山海关以南流入渤海。盆地内最高的山峰为老君顶，海拔493.7米。南部大石河河谷的南刁部落海拔70米左右。盆地中西部的火山岩分布区是本区山高坡陡的部分，一般都在海拔200300米。 实习区气候属暖温带半湿润季风型大陆性气候，但受海洋影响较大。冬季长，春、夏、秋季较短。年平均气温11.3，最冷为一月份，月平均气温-29，最热为七至八月份，月平均气温24.8。 本区年降水重为400l000毫米，多集中七、八月份，占年降水量的70，山洪也主要集中在这个时期内。本区工农业并重。农业主要种植玉米、小麦、高梁等，山坡多种果树，尤以桃树较多，盛产蜜桃。海滨地区有丰富对虾、海蟹等水产资源。工业以采掘业为主，有煤、铝土矿、建筑石材以及水泥原料等。其中煤矿开来历史悠久，煤质为无烟煤，局部为劣质煤，总储量23亿吨。第2节 构造层与地层分布本区地层分区属华北-东北南部区、燕山分区的山海关小区，地层特征属华北型。除较普遍缺失中、上奥陶统至下石炭统、三叠系、白垩系、第三系外，就华北型地层而言，该区地层出露较全（缺失中元古界的长城系、蓟县系和上元古界青白口系的下马岭组），化石丰富，各单位地层划分标志清楚，地层特征具有一定代表性。全区范围内出露的地层主要有上元古界的青白口系、下古生界的寒武系、下奥陶统、上古生界中上石碳统、二迭系、中生界侏罗系以及新生界的第四系。地层顺序以及它们之间的接触关系见石门寨地区地层简表（表1-1）。 本区处于燕山沉降带东段，山海关隆起东南缘，主要构造线方向近南北向。依据区域性角度不整合面与各地质时期的地质构造基本特征，本区可划分如下构造层： 中生界构造层 盖层 古生界构造层 新元古界青白口系构造层基底-混合花岗岩第3节 构造变形基本特征自古生以来，本区经历了海西-印支运动和燕山运动，形成了一系列较为复杂的褶皱与断裂构造。西部地区产生了近南北内的背斜（柳观峪-秋子峪背斜，张赵庄-伍庄背斜）构造，其特点为西翼地层产状较缓而东翼地层直立倒转，被断裂破坏；中部和东部地区则为一个开阔的不太对称大向斜，即柳江向斜。该向斜北起城子峪，南到石龙山、南林子一线，长达20公里，东起娃娃峪西沟、张岩子，西到王庄、山羊寨一线，宽约8公里。向斜核部为中生代地层呈角度不整合覆盖。向斜的西翼由上寒武统、下奥陶统、中-上石炭统和二迭系组成，但由于受近南北向逆断层影响，地层产状发生直立倒转，有的地层组段缺失。地层倾角一般在4050之间，个别地段倾角大于80。向斜的东翼由元古界青白口系长龙山组、景儿峪组、寒武系、中、下奥陶统、中-上石炭统、二迭系地层组成。地层倾角一般在1025之间，局部达30左右。由于倾角较小，所以东翼分布面积广阔。此外，在向斜东翼可见许多脉岩，呈岩床与岩墙产出。岩床与地层产状基本一致，而岩墙切割地层，多为北西向延伸。由于在南北向褶皱区，侏罗系地层系统地不整合覆盖在前侏罗系地层之上，确定南北向褶皱是燕山期东西向挤压构造作用的产物。这一认识已得到广泛的认可。本区除南北向的褶皱构造外，还有东西向的褶皱构造。东西向的褶皱出现在实习区的南部、中部和北部的部分地区，包括义院口背斜、潮水峪东断背斜、黑山窑向斜（潮水峪东断背斜、黑山窑向斜是本次研究新命名的褶皱构造）等。根据姜耀俭等（2010）对黑山窑向斜的研究，发现黑山窑向斜是由前中生界的地层组成，而晚三叠统的黑山窑组以大角度不整合在前中生界地层之上，从而确定黑山窑向斜是海西期南北向挤压作用的产物。以此推断，包括义院口背斜、潮水峪东断背斜、黑山窑向斜在内的东西向褶皱构造是海西期南北向挤压构造作用的产物。上述分析表明，实习区是海西期和燕山期构造叠加形成的叠加褶皱，其中以燕山期褶皱占主导。本区断层较发育，以NE、NW、SN向断层占主体，以逆断层、走滑断层和压扭性断层占主体，正断层在露头区广泛发育，但规模均较小。逆断层主要在本区的西部发育，走滑断层和压扭断层主要的盆地的中部发育，正断层在各个区域都有发育。总的来说，从西向东，断层的发育程度不断降低。走滑断层和压扭断层大多以共轭的方式出现，NE、NW走向，反映东西方向的挤压作用。逆断层南北走向，也反映东西向的挤压作用。根据杨明慧的分析（2010，个人交流），断层对水系起重要的控制作用，水系局部段落的走向主要受断层控制。燕山期南北向延伸的褶皱、北东和北西走向的走滑断层、以及南北延伸的走滑断层均反映出本区曾受到东西向挤压应力，说明它们均是燕山期的，是递进构造变形过程中的产物。表明燕山期对本区的构造变形起主导作用。第4节 岩浆岩概况本区的岩石种类繁多，沉积岩主要有陆源碎屑岩和内源沉积岩两大类。陆源碎屑岩在本区主要分布在中-上石炭统、二迭系和侏罗系内，其次分布在青白口系、寒武系及奥陶系内。中粒碎屑岩（砂岩）较粗粒碎屑岩（砾岩）发育，而细粒碎屑岩（粉砂岩）和泥质岩也有广泛分布。区内内源沉积岩以碳酸盐岩为主，分布在寒武系及奥陶系内。岩浆岩也有相当丰富的类型，从基性岩到酸性岩都有。从空间上观之，深成侵入岩主要出露在在柳江向斜两翼，东老而西新。浅成侵入岩则广泛分布于向斜核部，而以东翼更甚。溢流、爆发形成的喷出岩主要集中在向斜核部。变质岩主要有接触变质岩和混合花岗岩岩(因其主体在辽宁绥中一带，亦称绥中花岗岩)。岩浆岩主要是燕山期的。混合花岗岩是本区最老的岩石，据吴家弘等1981年测定岩年龄为25亿年左右（锆石一致年龄249524Ma，Pb-Pb法等时年龄245278Ma），即太古代末期或元古代早期（A2-Pt1）。本区主要见于柳江盆地东部张岩子村附近和西南鸡冠山下。岩石为肉红、灰白色，在鸡冠山下多见暗色岩石的残留体，鸽子窝可见较明显的片麻理。绥中花岗岩形成时代尚有争议。河北区调队（1987）区调报告中将其归为上太古界单塔子群白庙组（Arb）。依据同位素年龄数据（约2500Ma）及该岩体的结构构造特征，本教材暂将其归为上太古代处理（1）。第5节 矿产概况本区的矿产以沉积矿产为主，如煤、铝土矿、玻璃原料石英砂岩，冶炼用的白云岩及建材用的和烧石灰的石灰岩。其中煤、铝土矿、安山质凝灰岩和石灰岩，开采历史悠久，具有一定规模。金属矿产仅在柳江盆地周围的接触带附近曾发现铁、铜、铅、锌矿点或矿化点十余处，如上平山重晶石铅锌矿点、杜庄矽卡岩型铁矿点，规模不大，多无工业价值。第6节 区域构造演化简史实习区经历了二十几亿年的地质历史、多次的构造运动，形成了目前的构造格局。归纳起来有如下几个阶段：太古代结晶基底形成阶段；新元古代裂陷槽发育阶段；古生代克拉通盆地发育阶段；中生代燕山期挤压褶皱、断裂和岩浆作用阶段；以及新生代的差异隆升作用阶段。太古代结晶基底形成阶段 这一阶段本区以发育绥中混合花岗岩为代表，构成这一区域的结晶基底。结晶基底形成以后，本区长期处于隆升剥蚀状态，直至新元古代晚期。新元古代裂陷槽发育阶段 本区新元古代裂陷槽是华北克拉通燕辽裂陷槽的组成部分。燕辽裂陷槽主体部分是在中、新元古代发育，沉积长城系、蓟县系和青白口系的地层，由海相碎屑岩和碳酸盐岩组成。而本区处在燕辽裂陷槽的东部边缘，中元古界的长城系、蓟县系和新元古界青白口系的下马岭组地层缺失，青白口系长龙山组和景儿峪组海相碎屑岩直接不整合在太古界地层之上。古生代稳定地台盖层发育阶段 这一阶段华北克拉通以升降运动为主，为稳定的克拉通盆地沉积。晚奥陶世-早石炭世导致近100Ma地层缺失是这一时期最著名的上降运动（加里东运动）。下古生界主体由陆表海沉积的碳酸盐岩组成；上古主体由海陆交互相（石炭系和二叠系下部）和陆相（二叠系上部）碎屑岩地层组成。地层稳定性很强，横向可以进行很好的对比。古生代末期的海西构造运动使本区遭受南北向挤压（图1-2），形成东西方向的褶皱构造。但总体构造变形不强烈，褶皱只在局部区域发育。表1-1 柳 江 盆 地 地 层 简 表界系统组（代号）接触关系主要岩性新生界第四系Q角度不整合冲积粘土、砂砾石及部分黄土堆积。中生界侏罗系上统孙家梁组 J2s灰色酸性和中碱性火山熔岩和火山碎屑岩。中统兰旗组 J2l角度不整合上部：黑绿色、紫红色玄武质火山熔岩、集块岩；中部：安山质、粗安质火山熔岩、集块岩、火山角砾岩；下部：灰绿色-黄绿色安山质流纹质集块岩夹凝灰岩。下统北票组 J2b角度不整合上部：粉砂岩、页岩，含煤线，底部为砾岩；下部：砾岩和含砾粗砂岩，夹少量粉砂岩、页岩。三叠系上统黑山窑组 T3h角度不整合灰白色中粗粒长石石英杂砂岩，炭质页岩，粉砂岩，含煤线。古生界二叠系上统石千峰组 P2sh粉砂岩、泥岩夹少量砾岩，粗粒至中细粒砂岩和杂砂岩。上石盒子组 P2s中厚层含砾粗粒长石砂岩，夹紫色细粒砂岩，粉砂岩。下统下石盒子组 P1x中粗粒长石杂砂岩。山西组 P1sh灰黑色中细粒长石杂砂岩、粉砂岩，碳质页岩，含煤。石炭系上统太原组 C3t灰黑色粉砂岩，以含铁质结核为特征。中统本溪组 C2b平行不整合上部：粉砂岩、页岩；下部：铁质砂岩或褐铁矿（山西式铁矿）。奥陶系下统马家沟组 O1m暗灰色白云质灰岩夹白云岩，含燧石条带白云质灰岩，顶部少量灰岩。亮甲山组 O1l中厚层豹皮灰岩，下部夹少量碎屑岩、钙质页岩。冶里组 O1y上部灰色砾屑灰岩夹灰绿色页岩；下部微晶纯灰岩夹少量砾屑及虫孔灰岩。寒武系上统凤山组 3f黄灰色泥灰岩夹砾屑泥灰岩，黄绿色钙质页岩夹薄层泥质条带灰岩。长山组 3c砾屑灰岩、粉砂岩及页岩互层。崮山组 3g上、下部为紫色砾屑灰岩及粉砂岩，中部为灰色灰岩。中统张夏组 2z上部鲕粒灰岩夹泥质条带灰岩；下部鲕粒灰岩夹黄绿色页岩。徐庄组 2x黄绿色、暗紫色粉砂岩，细砂岩夹少量鲕粒灰岩透镜体。下统毛庄组 1mo紫红色页岩，含白云母碎片。馒头组 1m平行不整合砖红色泥岩、页岩，底部角砾岩。府君山组1f平行不整合暗灰色豹皮状含沥青质白云质灰岩。元古界青白口系景儿峪组 Qj角度不整合中上部粉红色薄层泥灰岩，底部砂岩。太古界上太古界绥中花岗岩 2肉红色混合岩化钾长花岗岩。注： 1.本区元古界以后地层缺失O2、O3、S、D、C1、T1、T2、K及R。2.地史时期中出现4个角度不整合，3个平行不整合，1个沉积不整合接触关系。中生代印支期阶段 三叠纪晚期发育湖盆，沉积黑山窑组地层。黑山窑组地层与上覆地层平行不整合接触，表明本区印支期的构造活动比较平静，没有发生显著的构造变形。中生代燕山期强烈的挤压褶皱、断层和岩浆作用阶段 燕山运动在本区以东西向挤压作用为主（图1-2），表现为南北向的褶皱作用，南北向延伸的逆冲断层作用和北西、北东方向的共轭走滑断层作用，岩浆活动十分强烈，对本区的构造变形起决定性的作用。燕山期发育陆相碎屑岩和各种产状的岩浆岩，以中性岩浆岩为主。表明具有弧后的构造背景，是由于受到太平洋板块强烈的推挤作用造成的。海西期 燕山期图1-2 实习区中生代应力场演化示意图新生代的差异隆升阶段 新生代期间表现为显著的差异隆升，柳江盆地周缘（西、北和东部山区）表现为强烈的隆升作用，而盆地中部地区的隆升作用则相对偏弱，构造上表现为正断层的普遍发育，但规模都比较小。新生代的隆升作用使“河流回春”（兼有山区河流和曲流河的一些特征），多级河流阶地，在山顶山残留古夷平面等。第二章 地质实习路线路线1 实习区踏勘一、教学路线：石门寨镇北161.1高地及采石场 （基地向南过大石河桥，过加油站，进“长城玻璃纤维厂”院内后上山）二、教学任务：1、了解实习区地貌概况（介绍柳江盆地的基本地貌特征）2、了解实习区区域地质概况（结合构造层剖面，介绍区域构造演化历史）3、复习罗盘的使用（量面状产状，打方位）4、掌握地形图的使用（介绍各种地形在地形图上的特征，让同学们掌握），并掌握定点的两种方法-微地貌法和后方交会法（选择定两个点进行定点）5、认识灰岩、燧石结核，岩床和岩墙6、初步学会地质观察点的描述与记录（介绍野簿的记录方法）。路线2 张岩子-东部落Ar-Pt3地层观测一、教学路线：张岩子村-东部落 （基地乘车经石岭-小刘庄-黄土营到张岩子村北）二、教学任务：1、了解太古界和新元古界地层、岩性特征和古地理概况（结合吉老师的词进行介绍）2、了解地层的划分原则、建立本区Ar-Pt3地层层序。3、系统了解和掌握Ar-Pt3各组岩性特征、分层标志特征。4、观测描述Ar-Pt3不整合，Ar混合花岗岩、长龙山组砂岩及其沉积构造5、做1:5000 Ar-Pt3信手剖面。三、教学进程安排No-1 张岩子村北Ar-Pt3c接触关系远景观测点（0.5h）No-2 张岩子村西Ar-Pt3c不整合、岩性及沉积构造观测点（村西陡壁下），开始作信手剖面（1.3h）No-3 张岩子西山东坡Pt3c下段和上段接触关系观测点，以紫红色粉砂岩作为下段的顶（20min）No-4 张岩子西山西坡Pt3c-Pt3j接触关系远景观测点，以出现夹紫红色页岩的泥灰岩作为Pt3j底部的标志（杨树林东北路上）（20min）No-5 东部落东山南坡Pt3j-1f不整合观测点，以出现豹皮灰岩作为1f的标志，并观察1f的差异溶蚀作用（旁边有废石碓）（0.5h）路线3东部落-潮水峪寒武系地层观测一、教学路线：东部落村西-潮水峪 （基地乘车经石岭-小刘庄-黄土营到东部落村西）二、教学任务：1、了解寒武系地层、岩性特征、化石分布和古地理概况2、建立本区寒武系地层层序。3、系统了解和掌握寒武系各组岩性特征、分层标志特征。4、化石观察和描述5、1:5000 Ar-Pt3做信手剖面。三、教学进程安排No-1 断层三角面观察，介绍寒武系剖面层序，及沉积环境（东部落村西杨树林西）30minNo-2 1m和2x分界点（村西陡壁下），1m为灰紫色泥岩，2x为黄绿色泥岩（闹野沟沟口上山约30米），开始作信手剖面 （20min）No-3 2x和2z分界点，以出现2z的鲕粒灰岩为标志，2z组上段有丰富的叠层石（在山梁路上，需要进行描述（30min）No-4 2z和3g分界点，以出现3g的竹叶灰岩为标志（山顶横路松树旁）（30min）No-5 3g和3c分界点，以出现3c的叠层石灰岩为标志（在岩石上有标志A），3g以紫色为主，3c以灰色为主（20min）No-6 3c和3f分界点，以出现3f的薄饼状灰岩为标志（前一点向西30米，在主山梁上）（20min）No-7 3f和O1y分界点，以出现O1y的泥纹层灰岩为标志（在山顶附近，已开始下山处，有陡坎）（20min）四、路线地质情况介绍（寒武系剖面描述） 该剖面起于东部落村西闹野沟沟口，经大砬子嘴下，止于潮水峪北西后山坡上。 上寒武统（3） 凤山组（3f）凤山组始建于唐山市赵各庄凤山。岩性为黄灰色泥灰岩夹砾屑泥灰岩、黄绿色钙质页岩及薄层状泥质条带灰岩。本区凤山组剖面位于揣在北288高地东坡出露较好，整合覆于长山组之上。30.薄层泥质灰岩，产杂索克虫未定种。 29.薄层泥质灰岩夹生物碎屑灰岩，产毕氏方头虫。 1.8米 28.薄层泥质灰岩。 3.0米 27.灰色泥质条带灰岩夹砾屑灰岩。 5.5米 26.紫色页岩夹藻灰岩，灰岩中产柱状叠层石。 2.8米 25.紫色砾屑灰岩夹灰岩，产发状济南虫、球状褶盾虫、山西褶盾虫。 3.0米 24.黄色泥质薄层灰岩。 23.黄绿色页岩，底部有一层紫色页岩。 8.5米 22.灰色砾屑灰岩夹黄绿色页岩，砾屑灰岩中产发状济南虫。 2.4米 长山组（3c） 总厚18.0米 始建于唐山市长山沟。主要岩性为紫色碎屑灰岩、粉砂岩与页岩互层，夹藻灰岩。地层厚度很小，与崮山组为整合接触。21.紫色粉砂质叶岩，砾屑灰岩，底部具半米厚藻灰岩，其中产柱状叠层石，砾屑灰岩中产庄氏虫未定种。 10.2米 20.紫色粉砂质页岩。 7.3米 19.灰色厚层藻灰岩，产柱状叠层石。 0.5米 崮山组（3g） 总厚28.6米 1907年由维里土建组于山东崮山唐王寨。主要分布于柳江盆地之内侧，出露整齐、完整。岩性可分为三部分：上、下部均以紫色碎屑灰岩及紫色粉砂岩为主，中部为灰色灰岩（包括泥质条带状灰岩、鲕粒灰岩及藻灰岩等）。18.紫色粉砂质页岩夹砾屑灰岩透镜体，产帕氏蝴蝶虫。 11.6米17.灰色厚层藻灰岩，产柱状叠层石，产帕氏蝴蝶虫。 1.8米16.绿色含云母页岩夹深灰色泥质条带状灰岩。 0.9米15.深灰色中层泥质条带状灰岩。 3.0米14.灰色厚层鲕状灰岩夹生物碎屑灰岩，产帕氏蝴蝶虫。 7.3米13.灰色厚层含生物碎屑灰岩。 3.4米12.紫色砾屑灰岩，上部具少量黄绿色页岩。 0.6米 中寒武统（2） 张夏组（2z） 总厚26.6米 维里士等（1907年）建组于山东张夏并命为张夏灰岩，后由卢衍豪等（1953年）更名为张夏组。张夏组是寒武系在区内分布最广的地层之一。揣庄北288高地以东山脊上的剖面可作为该组标准剖面。岩性可分上下两部分：下部为细粒灰岩夹黄绿色页岩；上部以鲕粒灰岩为主，夹藻灰岩、泥质条带灰岩。与下伏徐庄组为整合接触关系。11.灰白色厚层藻灰岩，产柱状叠层石。 3.6米10.深灰色中薄层灰岩。 1.7米9.深灰色厚层鲕状灰岩，顶部产帕氏德氏虫。 8.7米8深灰色厚层鲕状灰岩夹黄绿色页岩，产沟颊早未定种，太子虫未定种。 22.6米徐庄组（2x） 总厚143.8米始建于山东张夏镇徐庄村。徐庄组分布较广泛。以东部落西山出露较全，化石亦较丰富，可作为本区的标准剖面。岩性以黄绿色含白云母粉砂岩、夹暗紫色粉砂岩、细砂岩和少量鲕粒灰岩透镜（扁豆）体为特征。徐庄组与毛庄组为整合接触。7.灰绿色页岩夹少量简状灰岩。 13.0米6.灰绿色含云母页岩，产原附节虫未定种。 43.9米5.紫色、灰绿色含云母粉砂质页岩夹灰岩透镜体。 5.8米4.紫色、黄绿色含云母粉砂质页岩夹灰绿色页岩。 56.6米3.紫色含云母粉砂质页岩。 9.2米2.灰褐色含海绿石粉砂质页岩夹生物碎屑灰岩，灰岩中产孙氏盾壳虫未定种。15.0米 下寒武统（1m） 毛庄组（1m） 始建于山东张夏镇毛庄村。沙河寨西一带出露也较好，化石较丰富，可视作本区标准剖面。岩性以紫红色页岩为主，页岩中含少量白云母片，其颜色要暗于馒头组的砖红色，呈现为猪肝色，但要比上覆徐庄组的暗紫色则新鲜一些。l.紫红色页岩。路线4 石门寨西门-瓦家山C-P地层、岩石路线一、教学路线：石门寨西门-瓦家山村（基地乘车到石门寨镇“华联超市”右拐，到“米面粮油”左拐，过石门寨西门）二、教学任务1.初步认识石炭二叠系各组地层岩石组合、岩性特征与分层标志。2.观察描述碎屑岩的主要岩石类型。3.作1:4000的信手地层剖面三、教学进程安排 No-1 小型正断层观察点，位于石门寨西门外约80米废弃采坑。该断层规模小、断层标志明显。可以其为实例进行现场教学。（断层的概念、几何要素等）提示：研究断层的内容主要是确定断层的存在；判断断层的性质；确定断层形成的相对时期；分析断层的力学成因等，受观察范围的限制和学生现有掌握知识的程度，应把前2个内容作为观察研究的重点。图1-3 石门寨西门正断层素描图在该点为黄绿色页岩为标志层。断层旁侧张裂面内具有方解石晶体垂直张裂面生长，进一步佐证该断层为一正断层（图1-3）。No-2下奥陶统马家沟组（O1m）与下奥陶亮甲山组（O1l）之间接触关系观察点，以出现马家沟组（O1m）燧石条带为标志。位于西门向西200米山坡路边的采石坑内。开始作信手剖面。No-3中石炭统本溪组（C2b ）与下奥陶统马家沟组（O1m）之间平行不整合接触关系和本溪组底部的“G层铝土矿” 观察点，位于养鸡厂附近的旧采坑。继续作信手剖面。观测点背景知识介绍1、铝土矿赋存于本溪组、太原组、山西组和下石盒子组，共计8层。在本区以G层和山西组顶部的B层为最好，可供工业开采利用地段主要在半壁店和欢喜岭一带。本次所观察的旧采坑位置即为G层粘土矿的层位，在其周围现在也可以找到残留的矿石。矿石呈铅灰色豆状或鲕状构造，比重较大，用手搓后有滑腻感。2、自中石炭世开始，本区的沉积环境（沉积相）已由原来的海相过渡到海陆交互相，到二迭纪完全进入陆相。沉积相的变化可通过岩石的沉积特征、生物特征等综合判别和划分。注意在本溪组和太原组中的砂页岩中采集植物化石；在泥灰岩透镜体中注意寻找海相化石，前人曾在泥灰岩中发现的海相化石有：筵、珊瑚、腕足类和双壳类。3、本溪组由赵亚曾等在1926年命名于辽宁省本溪新洞沟一带。在实习区小王山剖面可作为本区标准剖面。下部为铁质砂岩或褐铁矿（山西式铁矿），上部为细砂岩、纹层状泥质粉砂岩-粉砂质泥岩及页岩，夹35层灰岩泥灰岩透镜体，含G层铝土矿，厚82m。本组平行不整合于马家沟组之上。粉砂岩及页岩中含植物化石：带科达、栉羊齿未定种、近大脉羊齿、深裂齿叶，楔叶未定种、轮叶未定种等。 No-4 上石炭统太原组（C3t ）与中石炭统本溪组（C2b ）分界点，位于四万台西南约100米的小路北侧，太原组底层岩屑长石砂岩形成球状风化，分析其原因。继续作信手剖面。 观测点背景知识介绍1、 野外如何鉴别胶结物的成分。硅质胶结：胶结坚硬，小刀难以刻划。钙质胶结：加稀盐酸起泡，但白云质胶结物不起泡，或只有粉末起泡。泥质胶结；胶结松软，小刀可刻划。铁质胶结：岩石呈红色，硬度、比重均较大。海绿石胶结：绿色、风化后有褐色斑痕。2、 煤矿所在的层位。 柳江盆地为一含煤盆地，主要含煤岩系为上石炭统的太原组及下二迭统的山西组和下侏罗统的北票组煤系地层。石炭、二迭系共含煤6层。由上而下编号，其中煤l煤4属二迭系，煤5、6为石炭系。煤5、煤3层位稳定，沿途观察所见的采煤坑开采的就是太原组的煤5和山西组的煤3。煤层在地表常以煤线出露，这是一种标志，指示深部可能有较好的煤层产出。3、 太原组、山西组的岩性特征。 太原组建组于山西太原西山附近（李希霍芬，1883），由太原系（泛指华北含煤岩系以下地层）演化而来。由两个沉积韵律组成：下韵律底部为青灰色含铁质细粒长石岩屑砂岩，风化后成黄褐色，具大型球状风化。向上过渡为青灰色页岩夹D层粘土或泥灰岩透镜体。上韵律底部为薄层细粒长石岩屑砂岩，具小型球状风化。向上为青灰色夹泥灰岩透镜体。厚51m。 山西组由维里士等（1907年）创名于太原西山，刘鸿允（195年）更名为山西组。岩性由灰色、灰黑色中细粒长石岩屑砂岩、粉砂岩、炭质页岩及粘土岩构成两个沉积韵律。第一个韵律含煤层，第二个韵律的顶部含铝土矿（相当B层铝土矿）。厚近62m。 No-5山西组（P1s）和上石炭统太原组（C3t ）分界点，以出现山西组的煤系地层为标志。继续作信手剖面。No-6下石盒子组（P1x）和山西组（P1s）分界点，位于175高地北东300米小路拐弯处。观察描述含砾粗粒岩屑长石砂岩。继续作信手剖面。可以续页。观测点背景知识介绍 下石盒子组创名于太原西山，由那琳命名的“石盒子系”演化而来。岩性主要为灰色中粒长石岩屑杂砂岩、细粒岩屑杂砂岩、泥质粉砂岩、粘土质粉砂岩构成三个沉积韵律。二、三韵律顶部分别是A2和A3层粘土。厚115m，整合于山西组之上，属湖泊相沉积环境。粉砂岩中产植物化石：带科达、多脉带羊齿、中芦木未定种等。 上石盒子组组名来源同上，为“石盒子系”上部。上石盒子组分布较局限，发育较好的剖面在欢喜岭。厚72m，整合于下石盒子组之上。岩性为灰白色中厚层含砾粗粒长石净砂岩夹紫色细粒砂岩及粉砂岩，由l2个沉积韵律构成。第一个韵律底部是在A1层粘土之上的灰白色含砾粗砾长石净砂岩，具大型斜层理。 石千峰组由那琳1922年创建于太原西山石千峰，原称“石千峰系”。岩性是一套河流相紫色岩层，包括含砾砂岩和砾岩粗粒至中细粒净砂岩和杂砂岩、粉砂岩和泥岩。石千峰组的底部是紫红色含砾粗粒岩屑长石杂砂岩。厚150m，与下伏上石盒子组为整合接触。“净砂岩”和“杂砂岩”的区分主要是通过放大镜或显微镜仔细观察岩石的胶结类型。前者呈颗粒胶结，后者为基质胶结。No-7上石盒子组（P2s）和下石盒子组（P1x）分界点，以下石盒子组（P1x）紫红色泥岩结束后，出现上石盒子组（P2s）的粗砂岩为特征。No-8石千峰组（P1x）和上石盒子组（P2s）分界点，以出现石千峰组（P1x）紫色含砾砂岩为特征，石千峰组（P1x）以紫色为特征，分界点位于瓦家山村东500米的松树林。并介绍下侏罗统北票组与上二迭统石千峰组角度不整合接触关系及北票组的底砾岩，但有庄稼的关系，无法现场观察，结合小黑板图示介绍，以后将在黑山窑村西进行观察。北票组可与杨志坚（195O年）命名的华北地区下花园组（J1x）对比。为侏罗系底部地层，层序完整，分布较广泛，黑山窑后村至大岭一带可作为北票组之标准剖面，分上、下两段。下段以砾岩及含砾粗砂岩为主，夹少量粉砂岩和页岩，厚278m。分界标志为北票组的底砾岩；上段以粉砂岩、黑色炭质页岩为主，含煤线，厚215m，底部具大砾岩，与下段分界明显。根据岩性和生物化石特征分析，北票组属湖泊、河流及沼泽相沉积环境，水体来源于西北方向。角度不整合无论在平面和剖面上，都表现为不整合面上下两套地层产状不同，并且其间有地层缺失。上覆地层底面的地质界线（不整合线）切割下伏不同时代老地层的地质界线，不整合面上具有风化壳，且常具有底砾岩。路线5-6 石门寨西门-瓦家山O-C-P地层剖面实测一、教学路线：石门寨西门-瓦家山村（路线5和路线6的分界点各组可以有差异，以实测进程为准；实测开始前一天进行实测剖面方法介绍，并进行练习）二、教学任务1掌握晚下奥陶统和晚古生代地层层序。2沿剖面按精度要求分层，详细观察并描述各单层的岩性特征并正确命名，注意寻找化石。3根据岩性组合特征，化石及地层接触关系，划分地层单位。4在重要地质界线上定地质点。5作信手剖面图（1:2000）与实测地层剖面。6采集一套地层岩石标本。三、教学进程安排以马家沟组和亮甲山组分界点向东50-30米开始测量（不同组起点相隔5米左右） 路线7 亮甲山奥陶系地层剖面实测一、教学路线：亮甲山（详见路线1）二、教学任务1掌握晚下奥陶统地层层序。2沿剖面按精度要求分层，详细观察并描述各单层的岩性特征并正确命名。3根据岩性组合特征，化石及地层接触关系，划分地层单位。4作信手剖面图（1:2000）与实测地层剖面5采集一套地层岩石标本。三、教学进程安排从山脚下开始测量（不同组起点相隔5米左右） 四、路线地质情况介绍（奥陶系剖面描述） 上覆地层： 14.中石炭统本溪组：黄褐色铁质细砂岩，底部具砂岩 平行不整合接触 马家沟组（O1m） 总厚115米 孙云铸等（1920年）始建于唐山市开平马家沟。本区马家沟组是1983年在亮甲山一带亮甲山组上部发现并划分出来的。主要岩性为暗灰色白云质灰岩夹少量白云岩和含燧石结核的豹皮状白云质灰岩，与下伏亮甲山组为整合接触关系。13.黄灰色薄层细晶白云岩 5.0米12.黄灰色中薄层细晶白云岩 29.0米11.灰色中厚层含燧石结核细晶白云质灰岩 29.0米10.黄灰色厚层细晶白云岩夹黄灰色细晶豹皮状白云质灰岩，含头足类化石：长尾氏临城角石；腹足类：蛇卷螺未定种。 38.0米9.黄灰色白云质灰岩夹浅灰白色细晶白云质灰岩，具明显微层理，局部含燧石结核和砾屑。含头足类：链角石；腹足类：马氏螺未定种，蛇卷螺未定种等。亮甲山组(O1l) 总厚118米亮甲山组的层型剖面及命名地点位于本区石门寨北亮甲山。以中、厚层豹皮状灰岩为主，下部夹有少量砾屑灰岩和钙质页岩，整合于冶里组之上。8.灰色中厚层豹皮状灰岩，含头足类化石：扁豆满洲角石，房角石未定种；海绵类：古钵海绵未定种，腹足类，蛇卷螺未定种。 39米7.灰色豹皮状灰岩夹少量砾屑微晶灰岩、含头足类化石、满洲角石。 58米6.灰色细晶豹皮状灰岩及少量黄绿色钙质页岩，含头足类化石：马底幼河北角石；腹足类：蛇卷螺未定种等。 21米冶里组(O1y) 总厚37米 孙云铸（1920年）建组于唐山市开平冶里村。本组主要分布在区内东部，揣庄以北288高地以西的剖面可作为冶里组的标准剖面。下部岩性为灰色微晶质纯灰岩夹少量砾屑及虫孔状灰岩；上部为灰色砾屑灰岩夹黄绿色页岩，厚126m左右，与寒武系凤山组整合接触。5.灰色砾屑灰岩夹黄绿色页岩，含笔石：太子河无羽笔石；三叶虫：小栉虫未定种等。 12米4.灰色砾屑灰岩、灰色薄层泥质条带灰岩与黄绿色页岩三层。含笔石：无羽笔石未定种；三叶虫：小栉虫未定种等 17米3.灰色砾屑灰岩和深灰色薄层泥质条带灰岩夹黄绿色页岩。 8米2.灰黑色辉绿岩岩床。路线8 黑山窑“柳江叠加褶皱”和T-J1地层观测路线一、教学路线：黑山窑-黑山窑后村西沟 （基地乘车向南进“黑山窑前村”向西约1km开始）二、教学任务1.了解和掌握黑山窑组、下花园组层序，及黑山窑组和侏罗系的不整合2.描述和分析黑山窑组和下伏地层的角度不整合3.了解和认识“柳江叠加褶皱”4. 作信手地层剖面三、教学进程安排 No-1 石千峰组地层产状观测点（黑山窑前村沟口边），石千峰组砂砾岩地层直立，测量产状，作示意图，并分析其对应的构造（东西向的褶皱构造，与南北向挤压作用有关）。（0.5h）开始作信手地层构造剖面No-2 黑山窑组与下伏石千峰组地层不整合接触关系观测点（黑山窑前村沟口边），石千峰组砂砾岩地层近于直立，黑山窑组地层平缓，作不整合示意图，并分析东西向褶皱的形成时期。其对应的构造（东西向的褶皱构造，与南北向挤压作用有关）。继续作信手地层构造剖面，（1h）No-3 黑山窑组与上覆下花园组地层不整合关系观测点，描述、测量并图示不整合接触关系，并继续作信手剖面（1h）路线9 鸡冠山构造（含沉积构造）观测路线一、教学路线：鸡冠山主山梁 （基地乘车进“八岭沟村”（对面为“蒋家洼村”入口）后约1.5km到鸡冠山脚下房子旁开始上山）二、教学任务1.学会野外识别和描述各类断层，同沉积断层；2.进一步学习描述Ar-Pt3不整合3.学会描述波痕，认识海绿石4.认识汤河地堑三、教学进程安排No-1 Ar-Pt3c不整合和断层观察点，并寻找海绿石，作不整合和断层示意图（两条断层都要作）通过不整合面的重复出现（不整合和岩层的“顶牛”现象，识别并确定断层的存在），并在旁侧寻找到一小型断层，通过牵引现象、断层带内透镜状岩石的排列等确定断层的活动方式（在介绍结构面力学性质的基础上，给同学们介绍“上张下压”的断层活动方向判别法则，并让同学们掌握为止），并对上述两条断层之间的关系进行分析。No-2 Pt3c海相砂岩波痕观测点。No-1向北30米。观察、测量和描述波痕的相关参数（对称性、波幅、波长及其变化等），并了解不同成因类型波痕的差异。No-3 汤河地堑观测点。No-2向北200米。通过大平台山顶、汤河河谷阶地及鸡冠山上的长龙山组地层的观察，识别确定汤河地堑，并作汤河地堑示意图。No-4同沉积断层和垒堑组合观测点。鸡冠山北坡，No-3向西南300米。描述并分析出现垒堑结构和同沉积断层的意义（期间有伸展断陷作用），并作示意图（或素描图）路线10 吴庄褶皱-断层构造观测路线一、教学路线：吴庄垭口到花场峪 （基地乘车经“上庄坨水泥厂”南侧向西，经“小旁水村”、“大旁水村”到吴庄垭口，再到花场峪（对面有烽火台）二、教学任务1.进一步练习野外断层的识别2.认识了解“九龙壁”褶皱和断层之间的相互关系（断层相关褶皱）3.了解岩体侵入与褶皱构造之间的关系4.认识韧性褶皱变形及褶皱相关断层，并确定造成韧性的原因三、教学进程安排No-1 断层观察点（垭口向南20米），通过两侧地层对比确定地层的缺失、断层角砾岩、檫痕等确定断层的存在，作断层示意图（30min）。No-2 “九龙壁”复杂褶皱、断层和岩浆侵入观察点（垭口东壁、西壁北壁）。在东壁带着学生进行断层、褶皱的识别，测量褶皱枢纽产状，并分析其相互关系，作示意图（40min）；西壁让学生自己观察分析、测量和作图，必要时作一些提醒（30min）。过垭口后路西进一步进行描述。并提示分析在不同方向剖面褶皱和断层的表现形式存在的差异。介绍吴庄背斜的宏观特征，并结合前面的观测，分析其成因（分析与柳江向斜之间的关系，及其形成时期，40min）。No-3 断层相关褶皱观察点（杨树林向上30米采石坑内），带学生识别褶皱和断层，并让学生测量枢纽，并与前面测量的枢纽进行对比（30min）。No-4 韧性褶皱和褶皱相关断层观察点（五彩池旁），带学生识别褶皱和褶皱相关断层，介绍韧性变形和脆性变形的概念，分析造成韧性的原因（40min）。路线11 义院口褶皱构造和火山岩观测路线一、教学路线：教军场隧道-义院口 （基地乘车沿秦青公路向北到教军场铁路隧道-沿铁路到义院口村南北山垭口）二、教学任务1.学习和掌握火山岩的识别与描述2.掌握岩脉的各种产状，并测量节理产状和分析其成因。3.识别义院口背斜，并作信手构造剖面4.了解褶皱和地貌之间的关系三、教学进程安排 No-1 火山岩岩性和断层观察点（老鹰窝隧道口南20米路北），观察描述火山岩，并介绍岩浆岩的分类和描述的要点（二氧化硅含量和产出状态两个方面来介绍），并描述断层，包括断层面产状测量，断层性质的确定等（1h）。No-2 岩脉侵入及其节理观察点（老鹰窝隧道口向北40米铁路路北），观察描述岩脉与安山凝灰岩的侵入接触关系，测量岩脉的产状和节理的产状，分析节理的成因。（30min）。No-3 义院口背斜观察点，通过地层对称重复（南翼从南到北依次是下石河子组砂岩、山西组砂岩和煤系地层，地层南倾，北翼对称重复）识别义院口背斜，让大家讨论义院口背斜的成因，并提出“柳江叠加褶皱”的概念。并观测背斜核部地层的波状起伏特征，以及背斜成谷的现象，讨论构造和地貌之间的关系。（1.1h）。No-4 废长城顶宏观区域地质观察点，义院口村沿废长城爬到山顶，进一步观察实习区的地形地貌，并进一步了解区域地质（1.1h）。路线12 潮水峪-砂锅店断层、岩脉侵入期次、岩墙、岩溶作用观测路线一、教学路线：潮水峪-砂锅店东山梁 （基地乘车向南约1km煤场南侧去潮水峪村）二、教学任务1.学习和掌握利用交切关系来分析构造期次的方法2.描述和分析潮水峪断层3.了解和认识岩溶作用特征及其控制因素4.描述分析岩墙的成因三、教学进程安排 No-1 潮水峪断层观察点（潮水峪村北三叉路口大核桃树下），断层东盘为凤山组的泥质条带灰岩，西盘为冶里组的泥纹层灰岩，断面上有方解石脉充填，有倾向檫痕，有岩墙侵入，描述断层，包括断层面产状测量，断层性质的确定等（1h）。No-2 潮水峪岩脉穿插关系观察点（No-1向北20米沟底），识别和分析岩脉及其穿插关系，并确定构造形成期次，并作示意图（1h）。No-3 砂锅店东山梁岩墙观察点（潮水峪村向砂锅店方向行进1.5km后到砂锅店东山梁），分析岩墙的成因（与断层的关系）（0.5h）。No-4 砂锅