嵩山世界地质实习河南理工1.doc

1嵩山地质实习报告学生姓名：学 号：专业班级： 01指导教师： 1嵩山地质实习报告目录第一章 绪言.1。第二章 地层5第一节 太古宙5第二节 古元古界6第三节 中新元古界7第四节 古生界8第三章 岩浆岩10第四章 构造13第一节 地壳运动13第二节基本构造格架16第五章 矿产20第一节 优势矿产20第二节 其他矿产21第六章 地质发展史24第七章 地质剖面和地质填图26第一节 地质剖面图26第二节 地质填图29第八章 结语331第一章 绪言9本次实习地点为嵩山世界地质公园。嵩山世界地质公园位于河南中部、郑州市西南80km处登封市境内，亦包括巩义市、偃师市的部分区域，东西平均长36.24km，南北宽14.42km，面积450.12平方千米。一、交通位置嵩山及附近地区已经形成密集的高速公路网络，郑少高速（郑州少林寺）、少洛高速（少林寺洛阳）、永登高速（永城登封）已全部建成通车，只需半小时车程即可向东到达郑州、向西到达洛阳。京广、京九、焦枝、新荷等铁路干线纵横交织与嵩山临近城市。这种优越的地理位置和方便的交通条件十分适合全国各地学生到嵩山地区开展地质实习。图1-1嵩山世界地质公园交通位置图 登封市就位于地质公园的中心，自市区到每一条观察路线都有柏油公路相通，有的观察点可以乘坐市内公交车直接到达。嵩山地质实习条件可谓得天独厚。三、自然经济地理 嵩山地处北温带南缘，属北温带大陆性季风气候，四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，全年无霜期213天，年平均气温10.2。嵩山地区气温季节变化比较明显，1月份平均气温0.4，最低气温-15.5；7月份平均年气温26.3，最高气温40.5.嵩山地区年降水量为700800立方分米,7月降水量占年降水量的20%26%。嵩山是避暑胜地，嵩山山上山下温差大45，每到夏季，常有游人来此避暑。嵩山属于秦岭山系向东延伸的余脉之一，属中低山丘陵地区。北部为嵩山主脉，海拔高度在3001500m之间，主峰峻极峰海拔1491m；中部为山间丘陵地区，海拔350-500m。嵩山地区基本地貌有中山、低山、丘陵、岗台地和原5种类型，以丘陵所占面积最大。四、工农业状况登封县属于郑州市管辖。总人口55.90万人，耕地面积55.50万亩。1990年社会总产值128831万元，工业总值在社会总产值中比重较大，达103660万元。其中工业总产值76397万元，农业总产值27263万元。 登封历史悠久，据史书记载，中国第一个奴隶制国家夏王朝最早在阳城(今告成镇)建都(禹都阳城)，西汉武帝刘彻游篙山，正式设立崇高县，隋代改为嵩阳县。公元696年，武则天登嵩山、封中岳，大功告成，改嵩阳县为登封县，改阳城县为告成县，金代将两县合并为登封县，1994年5月30日经国务院批准登封县撤县设市。登封矿产资源十分丰富。我市已探明的矿产品种达37种，其中煤炭探明储量15.8亿吨，远景储量30亿吨，1991年被确定为全国15个重点开发区之一，被能源部定为全国100个商品煤基地之一登封县的工业并不发达。工业部门主要有机械加工，化肥厂，机修厂等，集中分布在芦店一带。本区矿业开采比较普遍，其中以煤矿为主，较大的煤矿有新新煤矿、新建煤矿、新登煤矿等。乡办煤窑较多，集中分布在县城西南部。另外还有铝土矿、铁矿、铅锌矿等矿业开采。五、实习目的地质实习是课堂教学的野外延伸，野外地质实习是培养学生观察、认识地质现象，掌握野外地质工作方法的现场教学活动，是教学活动的基本环节，是理论与实践相结合、技能训练和综合素质培养的有效途径。素质培养与业务教育的结合、树立良好的思想作风、实事求是的工作态度、吃苦耐劳、团结协作和为科学事业献身的精神是野外地质实习的最重要内容。嵩山地质认识实习地质启蒙教育，是以认识为重点的地质基本概念、基本知识和基本技能训练的实践过程。嵩山地质认识实习的目是通过短期野外实践使同学们对地质学研究的主要内容和特点有一个比较全面的、概括性的了解，进一步巩固和掌握地质学基础课程的基本概念和基本理论。通过嵩山地质实习，要求学生基本掌握在野外观察、认识、记录、描述地质现象的方法，熟练掌握地质罗盘等地质工具的使用，熟悉地形图的使用和判读知识，初步了解分析地质问题的一般方法，掌握地质素描图基本方法和地质报告的写作方法。通过嵩山地质实习，使我们的野外地质工作能力得到初步的训练，专业思想进一步巩固，为今后的地质学习和实践打下坚实的基础六、实习内容：1.由老到新了解华北型沉积地层层序、接触关系、岩性特征及其沉积环境和沉积矿产，初步建立地质发展的时，空概念。2.初步掌握工作区出露的三大类岩石的主要岩石类型及其矿物成分，结构和构造特征及鉴定标志，进一步锻炼鉴定矿物和岩石的方法，学会野外观察和描述矿物和岩石。3.观察区内褶皱构造和主要断裂构造及其鉴别特征和依据，学习在野外识别断层和褶皱的方法，了解其形成作用及其对区域地层分布和矿产的控制作用。4.沿石淙河观察外动力地质作用，重点是岩溶作用过程及其所形成的各种地貌景观。沿书院河观察河流阶地，建立地壳演化的基本概念5.熟练掌握地形图的使用，线路的地质剖面的测量以及利用地质罗盘测量产状，节理，断层产状和野外地质记录等基本地质工作方法。嵩山地质实习报告6.组织学生浏览地质名胜，参观嵩山地质公园博物馆，并进行专业思想教育。7.学习地质剖面和地质填图的方法和步骤以及报告的编制。,七、完成工作量实习路线如下：路线一：玉皇庙新生界、登封大断层、河流阶地观察路线。 飞机场花岗岩体、风化壳观察路线。路线二：石淙河断层谷、岩溶地貌观察路线。 中岳庙古远古界、褶皱、节理、飞来峰观察路线。路线三：龙山太古宇、嵩阳运动界面、泉水、辉绿岩墙观察路线。 嵩顶褶皱构造、地貌观察路线。路线四：稻田沟上古生界、中生界、地表水观察路线。路线五:井湾唐窑早古生界、少林运动界面观察路线。 此次实习我们班跟随郑老师和吴老师于5月7号至5月27号进行学习，每六人一组，共分六组。在老师的指导下完成了地质剖面和地质填图的任务，达到了此次实习的目的，完成了所要求的实习内容。图1-2 实习线路示意简图第二章 地层嵩山地区岩石地层之间有五个明显的不整合面，即登封群与嵩山群、嵩山群与五佛山群（含兵马沟组）、五佛山群与寒武系（含罗圈组）、中奥陶统与中石炭统、上三叠统与古近系之间的不整合面。不整合面代表一个地质构造演化阶段的结束和另一个新的演化阶段的开始，是区域大地构造环境发生重大变化的标志，嵩山地区的五个不整合面代表了该区地壳活动的不同发展演化阶段。在一个狭小的范围内，五个不整合面清晰出现，在国内外都是少见的，这也是嵩山地区的又一个重要地质特色。地层之间既有整合接触，又有平行不整合接触和角度不整合接触，既是一个优越的天然地质博物馆，又是一个理想的地质实习基地。嵩山地区“五代同堂”变“七代同堂”：嵩山地区的地层形成于五个地质“代”，曾长期被称为“五代同堂”，可是现在有学者称嵩山是“七代同堂”，原因如下：长期以来国际地质界根据生物进化的总体面貌结合重大地质事件将地质历史分为显生宙和隐生宙，隐生宙再分为太古代和元古代，显生宙分为古生代、中生代和新生代，这五个代的地层在嵩山地区都有分布，故称“五代同堂”。但是，随着地质科学的快速发展，人们发现按照过去的划分法，早期地质历史划分得时限过长，太古代延续了11亿年，元古代延续了19亿年。国际地质界将这两个代提升为宙，内部又分别划分出古太古代、中太古代、新太古代和古元古代、中元古代、新元古代三个代，于是地质历史被划分为3宙9代。嵩山地区恰好占据了3宙7代。所以“五代同堂”就变为“七代同堂”了。第一节 太古宙嵩山地区的太古宙地层为登封群（Ard），主要分布在登封市君召乡以北的老羊沟、石牌河等地，在登封城区片麻岩套中仅呈零星包体产出。登封群为深度区域变质岩，该群岩性复杂，主要为片麻岩、变粒岩、片岩、千枚岩，夹少量大理岩及磁铁石英岩等。该群下部片麻岩受强烈混合岩化形成混合岩；中部以斜长角闪片岩为主；上部为浅变质片岩类。登封群顶被古元古界嵩山群等地层不整合覆盖，呈角度不整合接触。因变质变形改造，原始沉积层序已被破坏，现据原岩建造和变质建造组合、同位素地质年龄、含矿性对比、区域地层展布与构造特征建立的构造地层层序，自下而上分为三个组，石牌河组、郭家窑组、老羊沟组。在实习阶段我们认识了郭家窑组的地层。一、郭家窑组（Arg）岩性为斜长角闪片岩、二云变粒岩、二云石英片岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩夹钙质绢云绿泥片岩、薄层大理岩及黑云斜长片麻岩等，以灰绿色斜长角闪岩类为主要特征。原岩以基性火山岩为主，在变质较浅地段可见杏仁、气孔、集块及火山角砾等火山岩构造，其中夹少量酸性火山岩和正常沉积的碎屑岩及碳酸盐岩。有大量中基性酸性脉体侵入，有些地段混合岩化强烈。厚857m。郭家窑组斜长角闪岩的铷锶全岩等时线年龄值为25.72.1亿年。侵入该组的伟晶岩脉白云母K-Ar年龄值为20.5523.45亿年。郭家窑组与老羊沟组为整合接触，以郭家窑组有片麻岩，而老羊沟组没有片麻岩为界线，老羊沟组底部有一层长石石英岩标志层，但分布不太稳定。第二节 古元古界嵩山地区的古元古界由嵩山群（Pt1s）组成，岩性主要为石英岩，嵩山群构成了中岳嵩山的骨干，所以又称嵩山石英岩。嵩山群自下而上划分为罗汉洞、五指岭、庙坡山、花峪组共四个组，为一套碎屑岩夹碳酸盐岩组合，是浅变质强变形的沉积地层。在实习阶段，老师给我们讲解了罗汉洞组的地层。一、罗汉洞组（Pt1l）罗汉洞组为一套单调而稳定的石英砾岩石英岩层，下部为中粗粒石英岩，底部有13层石英砾岩；中部为中细粒石英岩；上部为中粗粒石英岩，夹绢云石英片岩。岩石单层厚度较大，一般为厚巨厚层状，单层最厚达15m。罗汉洞组厚度490750m。下以底砾岩为标志与登封群不整合接触；上以石英岩层基本结束、绢云石英片岩大量出现为标志与五指蛉组呈整合过渡关系。岩石具粗细相间的韵律性特征，其中普遍发育对称波痕、交错层理、泥裂、槽模、沟模等沉积构造，属河流滨海沉积。罗汉洞组底部变质砾岩的底界不整合面随同地层褶皱，在大多数地区发生拆离滑脱和韧性变形，界面两侧岩石已糜棱岩化，砾石强烈压扁拉伸，最大长轴可达35cm。第三节 中新元古界嵩山地区的中-新元古界包括五佛山群和罗群组。五佛山为一套轻微变质的陆源碎屑岩组合岩性主要是砾岩、石英砂岩、粉砂质页岩、页岩等。五佛山群与下伏新太古界登封群或古元古界嵩山群呈角度不整合接触。五佛山群虽然岩性较稳定但厚度变化较大，除下部的 马鞍山组广泛发育外，之上其他两个组的延伸范围都很小。根据岩性特征和沉积岩石共生组合关系，五佛山群自下而上划分为冰马沟组、马鞍山组、葡萄峪组、骆驼畔组、何家寨组，该群总厚417.7m。实习过程中观察了马鞍山组、葡萄峪组、骆驼畔组。（一）马鞍山组（Pt2m）马鞍山组在嵩山及周边地区广泛分布。以石英砂岩夹少量砾岩及粉砂质页岩和具底砾岩为特征。主要岩性为灰紫色、灰白色石英砂岩，夹砂质页岩及14层砂砾岩、砾岩。底部为厚层状砾岩，厚240m不等，局部夹透镜状赤铁矿层。砾石成分主要为灰白色、紫红色石英岩及脉石英，局部有条带状赤铁矿砾石及黑云母花岗岩砾石。砾石大部分为浑圆状，大小不一，一般砾径530cm，最大者达1m左右，砾石磨圆度中等，分选性较差。在一些砾石的裂隙中有砂岩充填，胶结物以砂质为主，另有铁、泥质胶结物。马鞍山组石英砂岩交错层理发育，层面多见对称波痕和泥裂等沉积构造，形成于滨岸海滩河流三角洲沉积环境。总厚度170640m。马鞍山组下以底砾岩为标志与兵马沟组平行不整合接触，或与登封（岩）群、嵩山群角度不整合接触；上以石英砂岩结束为标志，与葡萄峪组页岩整合接触。大部分地段与下寒武统辛集组平行不整合接触。本组岩性单调、稳定，岩层较坚硬、耐风化，往往形成陡峭的山峰或单面山，地貌标志明显。马鞍山组中部分石英砂岩岩层质纯，SiO2含量较高，可作硅石矿。（二）葡萄峪组（Pt3p）分布在少林寺何家寨一带。岩性单调，主要为一套页岩夹少量砂岩及炭质页岩。下以页岩出现为标志，与马鞍山组整合接触；上以页岩结束为标志，与骆驼畔组整合接触。厚90130m。岩性软弱易风化，多呈负地形，标志明显。葡萄峪组含丰富微古植物化石，它们的膜壳个体大、纹饰复杂、属种类型繁多，有大量古片藻、纹层粗面球形藻（亲近种）、假网粗面球形藻、有褶粗面球形藻、厚缘粗面球形藻、并有光球藻、蜂巢球形藻、大褶藻、网格藻等生，形成独有的特征。属浅海（陆棚）相沉积。（三）骆驼畔组（Pt3l）仅分布在少林寺何家寨一带。岩性以石英砂岩为特征。主要为紫红、灰黄色石英砂岩，夹砂质页岩及细砂砾岩，底部为细砾岩或砂砾岩。具水平层理、小型砂纹层理、楔状层理，层顶有不对称波痕、新月型波痕，属中能海滩环境。厚度1768m。骆驼畔组下以石英砂岩出现为标志与葡萄峪组整合接触；上以石英砂岩结束为标志与何家寨组整合接触。第四节 古生界古生代被分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪共六个纪。习惯上前三个纪被统称为早古生代，而后三者被统称为晚古生代。嵩山地区和整个华北地区一样，自从中奥陶世地层沉积以后，就整体抬升为陆，以后的1亿多年一直是陆地，缺少沉积物，故缺失了奥陶系上统、志留系、泥盆系以及石炭系下统。一、寒武系嵩山地区寒武系发育完整，出露良好，主要分布在嵩山主体的周边地区，呈东西向展布，主要为一套砾岩，砂岩，页岩，灰岩，鲕粒灰岩，白云质灰岩及白云岩，含丰富的三叶虫化石，并有腕足类，牙形石等动物化石，为滨海氧化环境的沉积，厚5541035m。寒武系与奥陶系以怀远运动形成的不整合面为界，奥陶系的“贾旺页岩”之下的砂砾岩层，是两系分界的标志层。根据嵩山寒武系化石和岩性组合特征可划分为三统（上统、中统、下统）七组（凤山组、长山组、崮山组、张下组、徐庄组、毛庄组 、馒头组、辛集组），各组之间均呈整合接触。（一）辛集组（1x）广泛分布于嵩山、箕山。下部为淡红、灰白色砾岩，中部为钙质石英砂岩，上部为铁质灰岩及砂质泥灰岩。岩石碎屑粒度由下向上变小，钙质成分增多，厚19.8m。辛集组底部以底砾岩为标志，与下伏地层古元古界五指岭组呈角度不整合接触，上以石英砂岩消失、厚层角砾状白云质灰岩出现与朱砂洞组分界。野外识别辛集组与朱砂洞组界线主要依据颜色和岩性，前者是碎屑岩，后者是碳酸盐岩，前者一般为紫红色，后者为灰白色。辛集组底部的砾岩又称“关口砾岩”，因在嵩山关口比较典型而得名，代表震旦纪末期的一次全球性构造运动少林运动。少林运动是发生在晚前寒武世的一次构造运动，发生在地处华北地块西南边缘的嵩山地区，这次运动表现为明显的角度不整合。辛集组底部砾岩呈角度不整合覆盖在五佛山群各组之上，这一角度不整合界面在少室山、嵩山北坡及五指岭、尖山一带到处可见，尤其是少林寺西山露头良好，界面清晰、一目了然，故称此构造运动为“少林运动”。辛集组在河南省中南部产磷、石膏、铅、锌等矿产，但嵩山地区未曾发现。（二）朱砂洞组（1zh）以灰岩、白云质灰岩为特征。主要岩性为深灰色白云质灰岩、青灰色厚层含燧石团块白云岩，底部为黄白色泥灰岩、泥质条带或泥质斑块状白云质灰岩（俗称豹皮状灰岩），在关口厚97.1m。朱砂洞组底以连续出现碳酸盐岩划界，与辛集组整合接触，或与前寒武纪变质岩不整合接触；顶以大套碳酸盐岩组合结束、杂色页岩或云泥岩出现划界，与馒头组整合接触。（三）馒头组（1+2m）岩石组合以紫红色页岩为特征，夹有灰岩、白云岩、云泥岩及砂岩。下部夹较多的黄灰色、砖红色泥质灰岩、泥质白云岩、云泥岩，中部夹较多的暗紫色石英粉砂岩、泥质鲕粒灰岩，少量薄层海绿石石英砂岩及灰岩透镜体，上部以黄绿色页岩为主，夹泥质条带鲕粒灰岩，泥质条带砂屑灰岩。厚276.86m。该组底以朱砂洞组连续的灰岩或白云岩结束、杂色页岩或泥灰岩、云泥岩出现划界，与朱砂洞组为整合关系；顶以杂色页岩或砂岩结束、连续的鲕粒灰岩出现划界，与张夏组为整合关系。馒头组划分为三段：一段厚66.3m，为褐黄色、紫红色薄层泥灰岩、泥晶灰岩、泥晶白云岩夹紫色页岩；二段厚115.4m，以暗紫色含云母页岩、粉砂岩为主，夹灰岩及薄层砂岩；三段厚95.16m，以灰色鲕状灰岩、粉砂岩、砂岩为主，夹灰黄色、黄绿色、紫色页岩。（四）张夏组（2zh）该组在关口窖粮坑一带出露较好，主要为灰深灰色厚巨厚层鲕状灰岩夹厚层鲕状白云质灰岩、泥质条带鲕粒灰岩、豆状、竹叶状灰岩，以具有鲕状、豆状结构为其特征。厚110208m。张夏组下部以馒头组页岩夹灰岩结束，厚层鲕状灰岩出现为该组之底，标志明显；其顶部以见到深灰色厚层白云岩与崮山组分开，二者岩石风化外表较易识别。张夏组富含三叶虫化石，化石集中在中下部，所采化石有光滑太子虫、大型太子虫、双疣太子虫、标准小满洲虫、磨坡斯氏盾壳虫、宽河南虫、满瘤小裂头虫、小平凡虫、矢部原附节虫、小脊状虫、宜阳小井上虫、大野营虫、辽东大野营虫、登封大野营虫、太子沟颊形虫、康家沟小无肩虫、北山虫等。第三章 岩浆岩 嵩山地区的岩浆活动主要有两期，分别受嵩阳运动和中岳运动控制，即太古代 侵入活动和早元古代侵入活动，相应本区岩浆岩的时代属嵩阳期（太古代）和王屋山期（中元古代）。嵩阳期岩浆活动一般规模比较小，岩体零星分布，多呈岩脉产出，岩石类型有辉长岩、伟晶岩等；中岳期岩浆活动规模较大，主要呈岩株产出。古生代以后嵩山地区没有再发生岩浆侵入活动。本区岩浆岩的时代属嵩阳期和王屋山期，嵩阳期岩浆活动一般规模比较小，岩体零星分布，多呈岩脉产出；王屋期岩浆活动规模较大，主要呈岩株产出。主要有：嵩阳期侵入岩，嵩阳期火山岩，花岗岩，辉绿岩及其他脉岩。嵩山地质实习报告图3-1辉绿岩墙1.辉绿岩呈脉状侵入岩与登封去郭家窑组黑云斜长片麻岩中，岩脉近乎直立，与围岩片麻里斜交，走向103度。岩石新鲜面呈墨绿色，风画面显黄褐色，微晶-细晶结构，块状构造，镜下观察具有灰绿结构。矿物成分除斜长石和灰石为，肉眼尚见有黄铁矿。该岩体侵入与登封群中，故侵入时代应晚于太古宙。图3-2石秤花岗岩2.石秤花岗岩位于登封县飞机场附近。呈灰白色，风画面显浅黄褐色，中粗粒花岗结构、局部含长石斑晶，块状构造、局部呈斑点状构造。矿物成分主要为微斜长石、石英、斜长石、黑云母、。在采石场可见清晰的共轭X剪节理。节理面产状近垂直，平面光滑。根据同位素法推断其侵入时代为中元古代早期。 第四章 构造嵩山位于华北地块南缘、嵩箕地块的北中部。嵩山古老基底由新太古界登封群和古元古界嵩山群组成，盖层由中新元古界、古生界、中生界组成，由于受历次构造运动的影响，地质构造相当复杂，既有形态复杂的褶皱构造，又有不同方向不同性质的断裂构造。 嵩山地区以中岳运动为界面，即以五佛山群与嵩山群之间的不整合面为标志，可划分为基底构造和盖层构造两大部分。中岳运动界面以下是嵩山地区的强变质基底岩层（岩石），构造线主要呈近SN向展布，构造变形主要是地壳中深构造层次中浅构造层次的塑性流变、韧性剪切和强烈褶皱的复杂变形构造形式，界面以上是嵩山地区的沉积盖层，受燕山运动影响而发生褶皱和断裂。燕山运动在嵩山地区只表现为浅表构造层次环境下形成的宽缓背、向斜和脆性断裂，主构造线方向呈近EW向展布，因此，中岳运动界面上、下地层（岩石）的构造变形，不但反映了构造层次、变形机制、变形程度的不同，而且反映了地壳运动方向的根本差别。在嵩山地区盖层中还发育有独具特色的少林运动和燕山运动造成的重力滑动构造。少林运动引发的重力滑动构造是由于地壳不均衡隆升引起重力失稳的构造变形，也是地壳由垂直运动转换为水平运动的典型实例，其中发育的复杂构造变形和完整的变形结构要素组合，在国内外都是少见的。燕山运动（或印支燕山运动）引发的重力滑动构造则主要是由于水平挤压地层褶皱隆起及断块抬升，在大背斜翼部斜坡上重力失稳造成的构造变形。第一节 地壳运动 一、嵩阳运动 嵩阳运动是指太古宇登封群与元古宇嵩山群之间不整合界面所代表的一次造山运动，张伯声教授于1951年创名。嵩阳运动是发生在太古宙末期与元古宙早期的一次激烈的造山运动，距今约2500Ma，代表了嵩山花岗岩绿岩地体的固结阶段。在区域上，嵩阳运动与五台运动相当。嵩阳运动使登封群强烈褶皱，形成以EW向为主的线型褶皱和穹隆构造，伴有以酸性岩浆为主的侵入活动，使岩石发生强烈区域变质和不同程度的混合岩化作用，造成嵩山群与登封群之间的角度不整合接触。经过嵩阳运动的变质变形改造，嵩山地区最古老的结晶基底花岗岩绿岩地体最终固结。在此以后，虽然还受到中岳运动及其变质变形作用影响，但其总体构造格架和岩石面貌已经定型，这次运动使本区陆壳开始形成。二、中岳运动中岳运动是指嵩山地区五佛山群与嵩山群不整合界面所代表的一次褶皱造山运动，由张尔道教授1954年创名，是发生在古元古代和中元古代之间一次强烈的造山运动，距今约1800Ma，大致与吕梁运动或中条运动相当。中岳运动既表现为嵩山群的强烈变形，造成地层紧闭，使嵩山群形成近SN向的紧闭同斜平卧褶皱，又表现为对新太古界花岗岩绿岩地体的叠加改造。中岳期构造演化阶段以强烈褶皱为主，而变质作用较弱，嵩山群仅发生浅变质，为低绿片岩相。中岳运动是嵩山地区地质发展演化史中最重要的构造事件，经过中岳运动变质变形作用，以及石秤钾长花岗岩序列和竹园沟基性岩墙群等后造山岩浆活动，嵩山褶皱基底已经固结，这次地壳运动使陆壳进一步增长，地台基底基本形成。中岳运动是基底演化阶段的结束，沉积盖层演化阶段开始的标志，也标志着华北统一大陆的形成。从此嵩山进入了相对稳定的盖层沉积和地台构造演化的新阶段。三、少林运动与重力滑动构造少林运动原意指嵩山地区寒武系关口砂砾岩与五佛山群之间的不整合界面所代表的褶皱造山运动，由王日伦教授1959年创名。少林运动的性质，在各地表现不尽相同。嵩山西北坡少林寺五佛山地区，由于强烈的差异性升降运动，五佛山群发生重力滑动构造，造成岩层的强烈褶皱和断裂，在该区寒武系关口砂砾岩不整合覆于强变形的五佛山群之上，少林运动显示造山运动的性质。其他如五指岭地区，关口砂砾岩假整合覆于马鞍山组砂岩之上。五佛山以西及嵩山以南广大地区，关口砂砾岩假整合覆于罗圈组冰碛岩层之上，罗圈组又与马鞍山组成假整合关系。因此，就区域而言，少林运动主要表现为造陆运动性质。嵩山地区，少林运动实际上包括了寒武系与震旦系和震旦系与五佛山群之间的假整合界面。就大区域而言，少林运动实际上是代表震旦系与五佛山群界面所反映的运动，其主界面时限在距今800Ma左右，与晋宁运动相当，而寒武系与震旦系、寒武系与五佛山群之间的界面，在少林寺五佛山地区已发生兼并，应属于第二界面，时限在550600Ma之间。少林运动造成的五佛山群内部的重力滑动构造，在嵩山地区构造形迹中是独具特色的。我国著名地质学家马杏垣教授创名为“五佛山群重力滑动构造”。五佛山群重力滑动构造的润滑层是五佛山群中的构造软弱层，主要由葡萄峪组页岩组成。主滑面是重力滑动的主干断裂，在平面和剖面上主滑面多呈弧形展布，在剖面上一般向北倾斜，上陡下缓，在前缘则呈反向倾斜，总体呈勺状。主滑面不同部位有不同的运动方向，勺状断层后部即南部，上盘下降俯冲，属张性正断层，往前是平冲和逆冲，属压性逆断层或逆冲断层。主滑面之外还有滑体、滑块、滑片之间的低序次滑面，它们与主滑面共同有机的组合在一起。一般情况是，越靠上的次滑面倾角愈平缓，经过侵蚀后常呈飞来峰和构造窗形式存在。四、加里东运动（1）早加里东运动：发生于早奥陶世末至中奥陶世初，相当于怀远运动，主要表现为差异升降。本区南部因抬升而缺失中奥陶统马家沟组，在北部，该组与上寒武统平行不整合接触。（2）中加里东运动及晚加里东运动：前者发生于中奥陶世晚期，后者发生于早志留世末。它们便本区全面上升隆起，自中奥陶世晚期至泥盆纪晚期长期处于剥蚀状态，造成缺失晚奥陶世至泥盆纪的沉积。五、华力西运动早华力西运动发生于泥盆纪末，使本区继续处于整体上升状态，缺失下石炭统沉积，使中石炭统本溪组平行不整合于中奥陶统（北部）和上寒武统（南部）顶部剥蚀面上。中华力西运动（石炭纪二叠纪之间）和晚华力西运动（二叠纪三叠纪之间）则使本区持续处于稳定下沉状态。故早华力西运动之后，中石炭世至三叠纪本区连续接受沉积。六、印支运动三叠纪的印支运动使本区隆起剥蚀，缺失侏罗纪、白垩纪沉积地层。七、燕山运动燕山运动是本区显生宙以来最重要的造山运动。这次运动使盖层发生EW向宽缓的褶皱和强烈的断裂活动，奠定了本区盖层的基本构造格架。同时也使本区中部形成半地堑式断陷盆地，使古近系与前古近系地层呈角度不整合接触。八、喜山运动古近纪末的早喜马拉雅运动使中新统洛阳组不整合在始新统张家村组之上，新近纪上新世末的晚喜马拉雅运动则造成更新统内部普遍存在的角度不整合。区内新生代盖层受喜马拉雅运动影响，主要表现在由于旧有断裂活动形成新生代盆地，控制盆地内的沉积作用，并使古近系产生坳折、掀斜和断层。如颍阳东金店向斜核部的古近纪沉积即受盆缘老断层复活控制，沉积层由边缘向中心碎屑物变细，产生原始倾斜；盆缘岩层倾角可达20左右，中心则平缓。又如登封城南老龙窝等地，喜马拉雅运动使古近系与三叠系或二叠系呈断层接触，断面向盆内倾斜，属正断层性质。由此可见，喜马拉雅运动在区内是有影响的，但构造形式主要是沿袭老断裂发生差异性上升，造成拱曲和断裂，构造线方向仍以近EW向为主。第二节基本构造格架嵩山地区基本构造格架是燕山运动形成近EW向构造叠置在中岳运动及其以前近SN向构造之上，如高架的十字形立交桥。首先分别介绍它们的主体褶皱和断裂，各主要构造阶段的变质变形及重力滑动构造特点将在后面分别详述。一、基底构造由于区内最古老的登封群出露不多，又受到多期岩体吞噬及中岳运动强烈褶皱改造，使其区域面理与嵩山群的区域面理近于平行，因此，嵩阳期登封群的构造轮廓尚难确切辨别，现今登封群的构造面貌是中岳期改造的结果。 图4-1少顶山背斜剖面图1.少顶山背斜由罗汉洞组石英组成。由于冲沟切割，背斜横剖面形态出露较好，宽约120m，高约60m。东翼教陡，产状7040，西翼教缓，产状为29525。根据两翼倾向相反，倾角不同，确定为轴面向西倾斜的斜歪背斜。又据两翼走向不平行和实地观察结果确定为枢纽向北斜伏的斜歪背斜。该背斜石英岩层节理发育，其中的张节理以背斜的转折端最为发育，节理面不平，延伸不远，常消失于单层界面而未透入相邻的层位，另一组剪节理与轴面斜交，向西倾斜，节理平直，延伸较远，切过不同层位，与其共轭的第三组节理向东倾斜，不甚发育。他们共同构成X剪切理2.石淙河大断层(1)断层证据：地层不连续：北岸为晚古代煤系地层，倾向西北；南岸为早古生代上寒武统地层，倾向南西。北岸新地层出露在低处，南岸老地层反而出露在高处，在层面延伸方向上，不同时代的地层相接，反映了地层展布的不连续现象。地貌上为不对称的断层谷:北侧谷坡缓，南侧谷坡陡直，形成悬崖峭壁。这是由于断层两盘岩性软硬不同，抗蚀能力存在差异的缘故。(2)断层产状：34860(3)由小石淙到大石淙，断层上盘依次出露本溪组、太原组、山西组及下石盒子组地层，下盘为寒武系白云质灰岩。断层面突起于小路南，略显波状变化，产状为NE250、NW35746。下盘白云质灰岩产状为SW19510，上盘石盒子组粉砂岩产状为NW3053316，根据断层面向北倾，下盘老地层相对上升，上盘新地层相对下降，确定为正断层。 图4-2石淙河断层示意 3.登封大断层(1)断层存在依据：地层缺失：罗汉洞组与上石盒子组接触，其间缺失下元古界嵩山群五指岭组，庙坡山组及花峪组、中-上元古界、下古生界、上古生界石炭系及二叠系山西组、石盒子组地层，断层落差在2000m以上。断层破碎带约50m，在主断裂南侧的上石盒子组、石千峰组、下第三系地层之间，稍有多余产状与其相近，性质相同的断层。期间可见断层泥、断层角砾岩。主断裂面见具断层磨擦镜面的特征，磨光面上附有氧化铁薄膜，可能是氧化铁随地下水沿断裂面淋漓沉淀所致。(2)断层产状：SE16444(3)断层性质为正断层，依据为断层倾向与地层倾向一致，断层请教大于地层倾角，地层缺失该断层下盘石英岩张节理与断层面的锐交角指向上，指示下盘相对上升，应为正断层。 嵩山地质实习报告 图 4-3登封大断层四 、飞来峰构造罗汉洞组石英岩由东向西逆冲在五指岭组上，逆冲作用上盘上升，覆盖于下盘新地层之上。上升盘表层的新地层被风化、剥蚀，将老地层露出地表。由于地形切割形成飞来峰构造。五 、节理、槽状层理 罗汉洞组石英岩为白色、灰白色，风化面呈黄褐色。中粗粒变余砂状结构-变晶结构，厚层巨厚层状构造，交错层理发育。暗色矿物磁铁矿沿水平层和斜分层分布而显交错层理。胶结物以硅质胶结为主含少量泥质，其原岩为滨海相石英砂岩。可见层理主要为交错层理，节理主要为剪节理，其中共轭X剪节理发育 槽状层理是由流水成因形成的，其分界线为弯曲的，两组不同层理形成凹槽。水流方向垂直层理面，收敛方向为底，宽敞方向为顶。第五章 矿产嵩山地区地壳活动频繁，岩浆岩活动较强烈，地质构造复杂，在漫长的地质发展过程中，形成了丰富的矿产资源。该区矿产资源有明显的层控性，如煤、铝、黏土矿和山西式铁矿赋存于石炭、二叠系，寒武系中有重晶石、方铅矿，登封式铁矿则主要赋存在五指岭组。嵩山是我国少有的几块古陆之一，也是矿产资源比较丰富的地区之一，经过地质工作者的努力，嵩山矿藏面貌已经基本清楚，成为嵩山地区经济发展的坚强支柱。登封还有交通方便、水源丰富及电力充沛等条件，为矿产资源的开发利用提供了有利条件。嵩山地区矿产丰富，主要有煤、铝土矿、铁矿、灰岩、白云岩、硅石矿、粘土矿、钾长石矿、玉石矿、饰面用花岗岩、建筑石料、萤石矿、云母、重晶石矿、 嵩山地质实习报告铜矿、铅矿、金矿、稀散元素矿产、矿泉水、药用矿石。该区已探明的矿产品种达37种，具有储量大、品位高、易开采等优点。其中煤炭探明储量15.8亿吨，远景储量30亿吨，1991年被确定为全国15个重点开发区之一，被能源部定为全国100个商品煤基地之一。铝钒土储量2.4亿吨，是河南省两个铝钒土基地之一。石灰石储量30亿吨。现代装饰材料花岗石储量30亿吨，品种齐全，质量上乘。硅矿储量8亿吨。被明代大药物学家李时珍誉为神奇的“嵩山药石”麦饭石储量2亿吨。第一节 优势矿产1.煤矿:分布在嵩山北麓及箕山北麓石炭二叠系煤系地层内。共含有九个煤组，分含30层。其中二1煤一般厚4-6m，最大厚度14m，含0-2层夹矸，煤层稳定，普遍可采。其次一3煤，二2煤及五3煤也较稳定，局部可采。煤种牌号为贫煤、焦煤及无烟煤。2.铁矿：登封地区现已知铁矿产地有14处，中型矿床、小型矿床3处，矿点11处。区内铁矿成因类型主要有登封式沉积变质铁矿和山西式沉积铁矿。（1）登封式沉积变质铁矿 分布于井湾的大岭、庙坡、北英台、五指岭和三官庙的蛤蟆头等地。除井湾五指岭和水峪寺外，其他地方的工业价值不大。（2）山西式铁矿 山西式铁矿分布于颍阳大金店向斜南翼、刘碑短轴背斜转折端和两翼、平陌背斜两翼、白沙向斜北翼和转折端，铁矿与铝土矿共生，分布于大冶、王村、告成、徐庄等乡。登封市铁矿虽然矿床规模小，但铁矿资源却十分丰富，远景储量达1.31亿吨，可供小型铁矿开采冶炼。3.铝土矿：产于中石炭统本溪组内，呈透镜体、扁豆体，局部为似层状，夹于耐火粘土岩或铝土质泥岩中。矿层厚度受基底地形控制。一般厚度为2-8m，平均含量为:三氧化二铝69.52、二氧化硅10.94、氧化铁2.29，烧失量12.62,铝硅比值平均为6.35。第二节 其他矿产一、灰岩1水泥灰岩 山产出水泥灰岩的层位较多，其中以中寒武统张夏组、中奥陶统上、下马家沟组最多，且质量好，规模大。其他如下寒武统辛集组、中寒武统馒头组三段、上寒武统崮山组、炒米店组和二叠系太原组等层位的灰岩，都可能成为水泥原料。上述地层在嵩山地区分布广泛，因此嵩山地区水泥灰岩的蕴藏量十分丰富。经预测嵩山地区水泥灰岩资源量有数亿吨。2熔剂灰岩嵩山可能成为熔剂灰岩矿床的层位有：下寒武统辛集组豹皮状灰岩；中奥陶统马家沟组厚层灰岩、条带状灰岩、斑块状灰岩；下二叠统太原组底部灰岩或生物碎屑灰岩。嵩山地区已探明熔剂灰岩资源储量约为1.3亿t，其中基础储量0.67亿t。3化工灰岩嵩山地区石灰岩非常发育，但作为化工灰岩的勘查工作很少，主要化工灰岩含矿层位是中、上奥陶统上、下马家沟组。20世纪50年代，在铝土矿勘探中，同时圈定了一部分资源量，计有巩义市茶店、水头、钟岭、小关南岭等4处，层位是下二叠统太原组灰岩，即铝土矿的顶板灰岩，共计算远景储量1957.2万t，均是小型矿床。4饰面用灰岩 本区饰面用石灰岩总储量约有500万m3，种类较多，有兽纹石（豹皮状灰岩）、核形石（豆状灰岩、核形石灰岩）、条纹石（条带状灰岩）、竹叶青（竹叶状灰岩）、石花石（生物岩石）、墨玉（深灰色灰岩）等。矿体分别赋存于古生界寒武系，下元古界嵩山界群五指岭组和奥陶系下马家沟组，其赋存状态为层状。二、白云岩以白云石为主要组分的碳酸盐岩叫白云岩。冶金工业中白云岩用作耐火材料和熔剂，白云岩还可制作含镁水泥，化学工业中用以制造硫酸和含水碳酸镁，橡胶、制药、玻璃、陶瓷、化肥等工业中也有应用，其工业要求随用途不同而异。区内白云岩矿产资源比较丰富。白云岩主要赋存于下元古界嵩山群五指岭组和花峪组，寒武系张夏组上段，崮山组和三山子组等层位中。 下元古界嵩山群五指岭组中的白云岩矿层多呈透镜状、似层状夹于绢云石英片岩中，为灰白色中厚层状白云岩，细晶结构，块状构造，主要矿物为白云石，含量97%以上，另有白云母、石英、方解石、磁铁矿等。下元古界嵩山群花峪组中的白云岩，呈层状或似层状分布，灰白色中厚层状，具粒状变晶结构，致密块状，主要矿物成分白云石含量95%以上，另有方解石、石英、磁铁矿等。寒武系张夏组上段白云岩矿层，呈层状分布，灰白色中厚层状，风化后呈暗灰色，糖粒状（灰色状），具细晶结构，致密块状构造，主要矿物成分为白云石，含量达97%以上，有时可达99%，另有少量的方解石、磁铁矿、黄铁矿等，此区的主要白云岩矿层厚度大，层位稳定，矿层结构简单，矿石质量好。三、硅石矿 硅石矿包括石英砂岩、石英岩、脉石英。区内硅石资源比较丰富，分布范围大、储量多，交通方便，易开采，有较好的开发利用价值。硅石矿层赋存于下元古界罗汉洞组、庙坡山组和中元古界马鞍山组以及普遍分布的石英脉中。四、钾长石矿 钾长石主要分布于君召乡郭家窑、晋窑、刘庄和大金店镇陈家门村北等地区，产于太古界登封群侵入的伟晶岩脉之中，脉体为长石、石英伟晶岩，脉长100550m，宽1030m，矿脉受小型背斜和小断层构造的控制，矿体呈脉状、透镜状，矿脉走向345，倾角50。围岩为太古界登封群黑云斜长片麻岩，二云石英片岩及后期细粒花岗岩等，围岩蚀变有钠长石化、锂云母化、绢云母化及硅化等。矿物成分变化较大，有时长石和石英混在一起，有时长石和石英分别成块体，但总的来看脉体是边缘长石多，中间石英多，似乎形成分带，有石英核心。矿体中云母由块状巢状出现，约占1%2%，大量的矿物为石英和钾长石，二者的含量为42。钾长石为肉红色或灰白色，大晶体板状解理发育，钾长石和石英易手选。经过手选，全部达到工业使用要求，作玻璃大多数可以达二级品，其含量K2O最高可达12%，最低的5.35%。五、玉石矿 嵩山玉石矿包括嵩山玉、油石，矿产于登封、密县交界处的井湾和助泉寺，另外在王村的瘦驴头、徐庄南山均有产出。井湾嵩山玉石矿，矿体呈层状产于下元古界嵩山群庙坡组下部，岩性为灰白色中粗粒石英岩夹细粒石英岩，油石是细粒石英岩中质纯颗粒均匀的部分，玉石是细粒石英中颜色艳丽的部分，含矿岩系厚233m，共含油石矿6层，其中第三层质量好，矿层稳定，延伸长度2300m，储量达974.4万t，五指岭断层从矿区附近通过，岩石裂隙发育，对矿体有破坏作用，所以利用率不高。第六章 地质发展史依据沉积组合、构造变形、岩浆活动及变质作用等特征，嵩山地区的地史大体上可划分为太古宙-古元古代、中元古代-新元古代早期、震旦纪-三叠纪和侏罗纪-第四纪四个发展阶段。太古代末期(约2500Ma），嵩阳运动使太古代沉积物及火山杂岩发生强烈褶皱变质和上隆，形成一系列呈近东西向展布的短轴背斜和窟窿体，同时伴有酸性岩浆侵入活动和区域混合岩化作用。强烈的造山运动使海水退出本区，出现嵩箕古隆起，大洋地壳开始向大陆地壳演化，古陆核初步形成。早元古代末（约1900Ma前）又一次强烈的造山运动中条运动发生了。这次造山运动在本区称为中岳运动，它使嵩山群遭受强烈褶皱和区域动力变质。来自东西方向的巨大压力使其形成近南北向的紧闭线型复式褶皱，同时也改造伏登封群原有的构造面貌，使之变得更加复杂。这次造山运动使嵩箕古隆起再次露出海面，并使近东西向的古断裂复活，造成各断裂间的相对隆起和坳陷。中元古代晚期(14001000Ma前)，嵩箕地区总体沉降，在中条运动和王屋山运动造成的古老剥蚀面上开始接受地台盖层沉积。晚元古代早期（1000800Ma前）末发生的晋宁运动使本区上升为陆，海水退出。受其影响，大部地区的洛峪群发生轻微挠曲，而在嵩山西北地区上升教急剧。这种差异上升使哪里的五佛山群向北倾斜，在重力作用下沿其中软弱岩层滑脱，发生表层滑动褶皱和滑动断裂，并形成飞来峰和构造窗。震旦纪（800600Ma前）末期的少林运动是一次升降运动。表现为短暂的上升挠曲。少林运动以后，本区缓慢沉降，开始了大规模的海侵，进入显生宙时期。早奥陶纪，海水已向北退出本区。早奥陶纪末，早加里东运动的差异上升使本区保持南高北低的地势。中奥陶世末期的中加里东运动使本区又全面隆升为陆，使晚奥陶世及志留纪均无沉积。晚三叠世时地壳更加隆起，本区已无沉积。三叠纪末的印支运动使地壳抬升，使三叠纪及其以前地层在上升过程中发生轻微挠皱。印支运动以后，嵩箕地区继续隆起剥蚀，缺失侏罗纪及白垩纪。发生于侏罗纪与白垩纪之间的燕山运动，是一次强烈的褶皱运动和断裂运动。这次运动在本区造成中元古代晚期一三叠纪地层的近东西向开阔复试褶嵩山地质实习报告使原有的东西向断裂复活，并发生北东向和北西向的断裂，塑造了本区显生宙盖层的构造格架。早第三纪末的喜马拉雅运动一幕和晚第三纪末的喜马拉雅运动二幕均表现为断块升降运动，使第三纪地层发生挠曲和断裂，造成上下第三纪及第四纪各地层之间均呈不整合接触。综上所述，嵩箕地区历经近三十亿年漫长、复杂的地质演化过程。太古代至早元古代是大洋地壳演化为大陆地壳，古陆核形成和地台基底基本形成的阶段；中元古代至晚元古代早期是地台基底最终形成，地台开始发展的阶段；震旦纪至三叠纪是地壳整体沉降和抬升，海侵、海退大规模发生，地台稳定发展的阶段；侏罗纪至第四季是地壳运动方式转变为以断块掀斜运动为主，地台活化并解体的阶段。第七章 地质剖面和地质填图第一节 地质剖面图一、地质剖面图的绘制方法： 地质剖面图（map of geological cross section）是按一定比例尺,表示地质剖面上的地质现象及其相互关系的图件。地质剖面图与地质图相配合，可以获得地质构造的立体概念。垂直岩层走向的地质剖面图称地质横剖面图；平行岩层走向的剖面图，称地质纵剖面图；按水平方向编制的剖面图，称水平地质断面图。按地质剖面所表示的内容，可分为地层剖面图、第四纪地质剖面图、构造剖面图等；按资料来源和精确程度，又分为实测、随手等二、绘制地层剖面示意图1、地层剖面示意图内容地层剖面示意图是表示地层在野外暴露的实际情况的概略性图件。用于路线地质工作之中。它是在勾绘出地形轮廓的剖面上进一步反映出某一或某些地层的产状、分层、岩性、化石产出部位、地层厚度以及接触关系等地层的特征.2 、 绘图步骤（1）确定剖面方向，一般均要求与地层走向线垂直。（2）选定比例尺，使绘出的剖面图不致过长或过短，同时又能满足表示各分层的需要。如实际剖面长，地层分层内容多而复杂时，剖面图要长一些，相反则短一些。一般地，一张图尽量控制在记录簿的长度以内，对于绘图和阅读都是比较方便的。如果实际剖面长度是 30m ，其分层厚度是数米以上时，则可用l：200或1：300的比例尺作图。（3）按选取的剖面方向和比例尺勾绘地形轮廓，地形的高低起伏要符合实际情况。（4）将地层及其分层的界线按该地层的真倾角数值用直线画在地形剖面相应点之下方，这时，从图上就可量出各地层及其分层的真厚度，注意检查图上反映出的厚度与目估的实际厚度是否一致，如不一致，须找出绘图中的问题所在，加以修正。（5）用各种通用的花纹和代号表示各地层及分层的岩性、接触关系和时代，并标记出化石产出部位、地层产状。（6）标出图名、图例、比例尺、方向及剖面图上地物的名称。图7-1地层剖面图二、绘制信手地质剖面图 如果是横穿构造线走向进行综合地质观察时，应绘制信手地质剖面图，它表示横过构造线方向上地质构造在地表以下的情况，这是一种综合性的图件，既要表示出地层，又要表示出构造，还要表示火成岩和其他地质现象以及地形起伏