地质实习报告.doc

南京、苏州地区地质野外实习报告关键词：岩性 岩相 构造 地貌 生物 一、岩性岩相分析 从震旦纪(Z)到志留纪(S)本地区处于海侵状态，是一个很稳定的沉积时期，形成了不同种类的沉积岩，主要有白云岩、页岩、灰岩、泥岩、粉砂岩、砂岩等，层厚较大，属块状构造。下志留统高家边组(S1g)，以黄绿色页岩、泥岩为主，其中含有大量的笔石化石，表明为海相沉积。 志留纪后期，受加里东运动影响，本地区很多地区抬升，风化、剥蚀，与后来岩层形成平行不整合。仅在少数地区有陆相碎屑沉积，如我们在泥盆系五通组(D3w)上部看到的薄层石英砂岩，该岩石颜色为黄白色，薄层构造，碎屑结构，颗粒为中粒，矿物成分为石英（大部分）、云母、长石（很少）。五通组中部为灰白色厚层石英砂岩，下部为灰白色粗粒含砾石英砂岩。 从石炭纪(C)起，海侵又逐步扩大，构成本区第二个重要沉积时期，早石炭世中期(C1g)有一次短暂的海退（有植物化石亚鳞木），但局部地区发现了海相化石（珊瑚、狮鼻、长身贝、新石燕），说明海退不彻底 ，形成了海陆过渡相的高骊山组(C1g)。高骊山组主要为杂色页岩，夹有砂岩，为薄层理构造。局部地区含有紫色粘土。在观察点 ，可以看到沉积岩的层面构造波痕，说明高郦山组此时为浅海。中石炭统黄龙组(C2h)底部为灰白色厚层白云岩，含肉红色燧石结核；下部为灰白色厚层白云石化粗晶灰岩；中上部以浅色灰色、微带肉红色的厚层、巨厚层微晶生物屑球 (或团块)灰岩。其中在实习地区有大量黄龙灰岩出露。在不少的黄龙灰岩中，还可以看到结晶的方解石岩脉 ，属于次生岩脉，晶形发育不好，方解石为白色，有玻璃光泽。 中晚石炭世(C3)和早二叠世(P1x)海侵广泛，所以沉积以浅海碳酸盐为主,在下二叠统栖霞组(P1x),可以看到灰岩,该岩石为黑色,泥质结构,成分为黏土、有机质。该岩石在还原环境下形成，所以显黑色。在阳山的火石烽灰岩中还能见到大量的燧石结核（成分为含二氧化硅的矿物）。由于二者抗风化能力不同，燧石露出，呈条带状分布。早晚二叠世之交，发生过一个重要的地壳隆起过程，这就是东吴运动，它使本区海水外撤变成滨海沼泽环境。在下二叠统上部孤峰组(P1g)砚瓦山，还能见到海相沉积的青灰色页岩（局部有变质，页岩变质为板岩。）和海洋生物化石。而到上二叠统下部龙潭组(P2l)就形成了一层厚约20米的长石石英砂岩，该岩石为黄褐色，块状构造，碎屑结构，颗粒为粗粒，矿物成分为正长石、石英。与五通组的石英砂岩相比，长石含量增多，故易风化。在龙潭组，还出现了煤屑，表明了滨海环境。 本区海侵到中三叠世(T)才结束。三叠系青龙群(T1-2q)在沉积过程中，可以明显的看到沉积岩的变化，从下到上：页岩泥灰岩互层泥灰岩夹页岩泥灰岩灰岩灰质白云岩石膏白云岩互层。根据泥含量增加，表明离陆相较近，碳酸钙含量增加，表明离海相较近。可以知道，扬子海区的逐渐收缩，海水变浅，青龙群顶部出现海湾，泻湖环境下形成石膏沉积。 中三叠世后，本区发生印支运动，使中三叠统以前的地层褶皱成山，奠定了本区的构造轮廓。燕山期(J、K)是本区岩浆活动的活跃期，有大量的中酸性和偏碱性的岩浆喷发活动，还有广泛的中酸侵入岩发育,苏州地区天平山便是在这段时间形成。天平山由花岗岩构成，颜色为白色，属于深成侵入岩，全晶质、等粒、中粒结构，块状构造，主要成分有正长石、石英、云母。在此花岗岩中还能见到一些捕虏体（围岩），与围岩的接触关系是侵入接触。此外，岩浆活动也形成了本区许多内生金属矿藏,如句容铜山的铜钼矿床。 燕子矶属于上白垩统浦口组(K2p)，主要由灰白色石灰岩、红色砾岩胶结而成，碎屑结构，碎屑物质有棱角，未经过分选，可知这些碎屑物质未经长期搬运，近蚀源区。 第三纪(N)以来，本区仍有大幅升降差异活动，剥蚀作用进一步加强，一些重要断裂发生继承性活动，并有玄武岩喷发。如六合地区的下更新统尖山组(Q1j)石柱林，石柱林系玄武岩熔岩流垂直冷凝发育而成的规则的六方柱垂直节理。属于原生节理，玄武岩为隐晶质结构。在玄武岩中可以看到气孔状构造和橄榄石包裹体（根据Bowen 反应序列，橄榄石先结晶，被后来形成的玄武岩包裹）其中橄榄石颜色为绿色，透明粒状结合体，玻璃光泽，不完全解理，硬度为6.5-7，比重为3.27-4.32，断口形态为贝壳状。二、构造运动的证据1.地层接触关系 志留纪后期受加里东运动影响，本区广泛海退，造成上志留统坟头群与中下泥盆统茅山群平行不整合接触。早石炭世中期有一次短暂的海退，造成高郦山组与和州组、金陵组也平行不整合接触。中三叠世以后，本区发生重要的褶皱运动，使中三叠统以前的地层全都褶皱成山，这就是印支运动，后又下降接受沉积，造成上三叠统黄马青组与下侏罗系象山群角度不整合接触。2.地质构造 本区的汤(山)仑(山）背斜为本次实习主要区域，它是宁镇山脉南带的主体构造，核部由上寒武统观音台组构成，两翼由奥陶系、志留系、上古生界组成。有时在翼部还有次一级褶曲构造出现，如陡山向斜，孔山背斜。褶曲轴的方向为北东方向，属于线形褶曲。从形态上看，背斜北翼陡，南翼缓，是倾斜褶曲。（1）岩层产状：我们实地测量点集中在汤仑背斜北翼，因此测量的岩层均为北西倾，倾向为340左右，倾角为8090。点位倾向倾角NO.1 孔山北翼五通组NW33382NO.2棒锤山龙潭组NW34389NO.3棒锤山青龙群 NW34349 说明：整个区域的岩层，在地壳运动下，发生褶皱，这套岩层的倾斜角本该是一致的，但岩层中各层的软硬程度不一，软的岩层受力后发生的形变多种多样，易垮塌，因此倾角一般都相对较小，青龙群中出现倾角为49便是这种情况。 此外，在青龙群中叶岩较软，泥灰岩较硬，风化作用进行得很不均匀，造成泥灰岩突出，页岩凹陷。页岩较软，还使岩层产生了揉折和尖灭现象。（2）褶皱构造：NO.1点位：孔山五通组背斜倾覆端，倾覆端是与孔山山脊同一个褶曲的背斜构造。核部为泥盆系，两翼为石炭系。北翼产状为：NW34869，南翼为SE14957，属于倾斜褶曲。 NO.2点位：阳山火石烽向斜，核部为二叠系，两翼依次为石炭系，泥盆系，志留系。两翼均朝南东方向倾，倒转褶曲。 （3）断裂构造：NO.1点位：天平山。卸荷节理，三组节理发育，其中110-290，10-190两组垂直节理特别发育。天平山为白垩纪侵入岩，在后期抬升作用下，出露地表，压力减小，花岗岩内部质点重新排列，形成次生节理。由于风化作用深入进行，使节理的棱角磨圆，形成所谓的“万笏朝天“的自然景观。NO.2点位：六合桂子山。玄武岩六方柱节理，熔岩冷却过程中质点收缩形成，属于原生节理。NO.3点位：阳山大石碑断层。该断层发生在栖霞组灰岩中，两盘位移明显，上盘下降，下盘上升，故而为正断层。断距为3米左右，层面产状24583，因断层面较陡，往往引起错觉。断裂面张开宽窄不一，裂隙内长有小树，杂草，起生物风化的作用。NO.4点位：燕子矶中部沿山脊存在东北西南方向的断层，断层角砾岩呈块状，大小不一，显示出就地堆积，未经过长期搬运的特点。三、地貌一个地方的地貌，往往由两个因素决定：内力因素，内动力地质作用；外力因素，外动力地质作用。 1、内动力地质作用：如加里东运动，燕山运动，印支运动。在它们的影响下，本区形成了许多褶皱山，如汤山仑山、宝华山、孔山等。2、外动力地质作用：风化、剥蚀、搬运、堆积在以后漫长的时间里，不断改变着这里的地貌。其中岩性与地貌有很大关系。从整个实习地区来看，比较低洼的谷地都是一些岩层较软的地方，高山的山体都比较坚硬，有差异的风化剥蚀形成了本地区山系格子状分布的特点，进而造成水系分布也格子状化。从局部上看，五通组的石英砂岩较坚硬，所以常常构成山头。如孔山，阳山的山头。钟山单面山的形成也是由于岩性的缘故，组成北坡峰顶的石英砾石层，不易风化，且垂直节理发育，常大块崩塌，形成直立陡崖；中上部由砂岩，粉砂岩，页岩构成，较易风化，故坡度较陡。龙潭次生谷地的形成，也是由于龙潭组长石石英砂岩质软，易风化造成的。此外，本区的褶皱山已达到相当的剥蚀程度，“地形倒置”的现象比较普遍，如陡山正是向斜核部所在，而山头附近的低地则是背斜轴的位置。在长江下游南京附近黄土堆积得特别厚。更新世晚期，草原南移到此为止，其时长江下游二百米林界下限以下的丘陵、孤山和低原都没有成片的森林，长江水位下降时，从黄河泛滥区吹来的细土大部分都沉积在南京地区附近，所谓下蜀系黄土，马兰期以后，气候转暖，促使下蜀土的风化和淋溶作用加强，变成土壤状物质。在我们观察点，燕子矶中学右侧，可见到黄土出露，垂直节理比较发育，富含孔隙，无层理，富含钙质结核，呈生姜状、球状。在黄土高原地区，我们常见到有黄土柱矗立在地表，这是因为黄土中含有大量的碳酸钙，在雨水的冲蚀下，渗透到黄土表面，维持了黄土住的形态。研究黄土沉积还有一个重要意义，就是对古气候的恢复。黄土沉积反映了气候寒冷环境，为冰期；当间冰期的时候，黄土会风化为土壤。长江水由西向东流，产生向右的偏转力，长江右岸受侵蚀，左岸堆积。右岸中，岩性较坚硬的岩块残留下来，最终形成了燕子矶。由于地壳上升，河流下切呈阶梯状地貌，河流下切，原先宽阔的谷底突出在新的河床上，形成阶梯状地形，每一级阶地都有一个平坦的阶面和一个陡坎。在燕子矶处可见到三级阶地，一级阶地比较明显，二三级出露较差。四、生物发展史（参观中科院南京古生物研究所整理而成） 前寒武纪：叠层石，许多藻类化石堆栈而成，反映古海洋环境。寒武纪：贵州瓮安生物群，发现生物胚胎化石。云南澄江生物群，在天帽山处，有大量多细胞生物突然出现，基本上包括后来地球上绝大多数生物的祖先，被称为“寒武纪生物大爆发”，其中一种典型生物奇虾。奥陶纪：出现了头足类中华角石，是现代乌贼章鱼的祖先，贝类、腕足类也比较繁盛。志留纪：有代表性的是腕足类鸮头贝、石燕贝，腹足类的螺，志留纪除了海生藻类，还出现了半陆生的裸蕨类植物。志留纪高家边组，我们进行了笔石化石的挖掘工作。笔石是一类已灭绝的海洋群体生物，属于半索动物门，存在于中寒武-早石炭世。由于笔石化石的保存状态是压扁的碳质薄膜，很像铅笔在岩层上书写的痕迹，所以被叫做笔石。在高家边组，笔石化石被保存在黄绿杂色页岩中，数量很多，在我找到的八块化石之中，笔石的大小不一，长的可达3-4厘米，短的不足1厘米，属于单笔石，透过放大镜，可以清晰的看到笔石腹内的胞管。泥盆纪出现了头足类菊石。石炭、二叠纪：低等原生动物，蜓类，此时脊椎动物开始登陆，如总鳍鱼、肺鱼，植物界从水生到陆生，蕨类植物达到极盛在晚古生代晚期出现了裸子植物。三叠纪爬行动物大发展。侏罗纪是恐龙称霸的时代，裸子类植物迅速繁殖。可是到了白垩纪恐龙却突然灭绝，留下了一个千古之谜，现在比较流行的假说有：冰期到来；传染病；氧气含量下降；其中被人们普遍接受的是小行星撞击地球，产生的气体和尘埃飘散到大气层中，遮天蔽日，很长时间见不到太阳，植物无法进行光合作用，植食性恐龙先死亡，然后肉食性恐龙也因缺少食物而死亡。这期间，有名的生物群有辽宁的热河生物群，在这里发现了带毛的肉食恐龙：中华鸟龙。第三纪、第四纪：哺乳动物和其他生物共同进化、发展，形成了今天丰富多彩的自然界。五、一点体会 地质学的学习离不开实地考察，以增加我们对书本知识的感性认识。地质学源于自然，最终要应用于自然，以达到知行合一的目的，地质实习就给我们提供了这样一次宝贵的机会。我认为地质实习的意义在于：给我们树立了一个科学考察的范式，培养了我们科学的态度和钻研精神。最重要的一点，让我们体会到求知的乐趣，科学应该是有趣的（至少对研究它的人