马角坝地质实习报告.docx

马角坝地质实习报告姓名：熊荣学号：201101010618指导老师：王道永老师1.绪言11 马角坝实习区自然地理概况：（1）实习行政区划：马角镇行政区划归属四川省绵阳市江油市。成都理工大学实习基地就建于马角镇的中心。地理座标为东经10504，北纬3205 。 （2）实习区交通位置：马角镇南西距江油市62km，距成都市214km，交通较为方便。宝成铁路在区内纵贯南北，108国道成都广元高速公路从实习区东南侧通过，与宝成铁路相伴而行的江油雁门坝公路通过实习区，其它级别的公路四通八达。 （3）实习区域范围：实习区的四个角点坐标为（18504.7,3550.4）、（18508.3,3550.4）、（18504.7,3553.2）、（18508.3,3553.2）。全实习区面积约10平方公里。（4）实习区自然地理：实习区地处岷山山脉，龙门山系的前山带的边缘；属我国第一地势与第二地势面的过渡带靠近盆地的一侧。实习区山系呈北东南西走向，属于构造山系；地势西北高，东南低。西北部为深切割的中山，海拔1200m，东南部为低山丘陵，海拔500m. 产化石：Coronocephhalus sp. 韩家店组与下伏地层栖霞组为段层接触。中-上泥盆统观雾山组（D2-3g）：出露在实习区的北西侧偏东部，主要是在地形等高开始急剧下降的位置,在其顶部以出现豹斑灰岩为标志，向其底部白云质含量增多，逐渐过渡到白云岩。厚度82-200。产化石：Temnophyllum sp. 与下伏地层通常为断层接触，上覆地层为整合接触。上泥盆统沙窝子组下段（D3s1）:出露在实习区的北西侧偏中部，为一套厚层的灰色块状细晶、中晶白云岩为主，夹有少量的灰岩。厚度46-69m。与下伏地层上覆地层均为整合接触。上泥盆统沙窝子组中段（D3s2）:出露在实习区的北西侧偏的北西侧偏东部，为一套厚层-中厚层的灰岩，以瘤状灰岩的出现作为标志。厚度74-144m。产化石：Cyrtospirifer sp. Parallelopora cellulose(层孔虫礁)。与下伏地层与上覆地层均为整合接触。上泥盆统沙窝子组上段（D3s3）:出露在实习区的北西侧偏东侧，主要出露的是一套灰色厚层块状细晶的白云岩。厚度126-144m。上泥盆统茅坝组（D3m）:出露在实习区的北西侧，主要为浅灰白色厚层块状的灰岩。厚度70m。与上覆与下伏地层均为整合接触。下-上石炭统总长沟组（C1-2z）:出露在实习区的北西侧，为矿山开采的主要矿产。下部主要是一套紫红的泥页岩（作为与下伏地层D3m为平行不整合的标志与证据），含鲕粒赤铁矿和珊瑚礁。中下部为浅灰色厚层块状砾屑灰岩、介壳灰岩。中上部为一套风暴沉积的介壳灰岩、砾屑灰岩、震积岩。顶部主要为一套玫瑰红的灰岩作为与上覆地层整合接触的标志。厚度160m。产化石：Gigantoproductus(大长身贝) Striatifera sp.(细线贝) Dibunophyyllum sp.(棚珊瑚)上石炭-下二叠统黄龙组（C2-P1h）：出露在实习区的北西侧，底部为紫红色的砾屑灰岩作为与下伏地层整合接触的标志。中部为灰色、灰白色厚层-块状灰岩。上部为核行石灰岩，产风富的蜓类化石和珊瑚化石。顶部为一套青灰色的块状白云岩作为与上覆地层整合接触的标志。厚度160m。 产化石;Fusulina sp. Triticites sp. 四射珊瑚、LIthostrotion sp.中二叠梁山组（P2l）：主要分布在实习区的北西侧。主要为一套紫红的砂页岩，地层出露较为破碎，与下伏地层为平行不整合接触。厚度5m左右。中二叠栖霞组（P2q）：主要出露在实习区的北西侧，为一套灰色、灰白色的灰岩。厚度。产化石：Nankinellea sp.(南京蜓) Hayasakais sp.(早板珊瑚)等上二叠吴家坪组（P3w）：主要出露在实习区的F4、F5断层的上盘，为一套灰色、灰白的厚层块状的灰岩，含燧石结核。厚度10m。产蜓类化石和腕足类化石（天平山路线可见）。下三叠飞仙关组下段（T1f1）：实测剖面列述：上覆地层：下三叠统飞仙关组下上段T1f2 紫红色中薄层粉砂质泥岩夹泥页岩 8.53m 19层： 紫红色中薄层泥页岩 2.82m 18层：灰白色中厚层泥页岩 4.06m 17层：紫红色薄层状粉砂质泥岩 1.64m 整合 下三叠统飞仙关组下段（T1f1）: 128.67m 16层： 灰白色薄层状泥晶灰岩 4.92m 15层： 灰白色厚层状砾屑灰岩 3.83m 14层： 中厚层-块状核形石灰岩 5.62m 13层： 灰白色厚层豆粒鲕粒灰岩 8.46m 12层： 灰白色中厚层鲕粒灰岩 4.25m 11层： 青灰色砂屑灰岩 14.78m 10层： 灰白色厚层缝合线灰岩 15.77m 9层： 灰白色蠕虫状纹层状灰岩 11.93m 8层： 灰白色蠕虫状含圆珠状微晶灰岩 2.94m 7层： 灰白色带黄灰色薄板状灰岩夹泥灰岩 9.05m 6层： 灰白色蠕虫状灰岩 5.77m 5层： 灰白色薄层纹层状灰岩 14.85m 4层： 灰白色中厚层纹层状微晶灰岩 14.72m 3层： 灰白色薄板状圆珠状灰岩 9.96m 2层： 黄褐色薄板状钙质泥岩 2.18m 整合下伏地层：上二叠统吴家坪组 P3w 8.89m 1层： 灰白色中厚层含燧石结核微晶灰岩 剖面综述： 下三叠统飞仙关组下段T1f1底部出露的为一套灰黄色薄层钙质泥岩与圆珠状灰岩，共计12.14m。黄灰色钙质泥岩与下伏地层吴家坪组为整合接触。所见的圆珠状灰岩，风化面颜色为黄灰色-黄褐色，风化面呈现凹凸状，不平整，局部可见有重结晶现象。圆珠状灰岩指示了当时的沉积环境为一个潮间核行石滩，当时海水较浅。 下部主要是一套纹层状、蠕虫状的微晶灰岩，基本上反映了一个低能的碳酸盐岩沉积建造。水动力条件较弱。 中部-中上部出露的是一套以砂屑灰岩、鲕粒灰岩、砾屑灰岩为主的岩性组合的岩石。该组合基本反映了沉积环境为潮间高能环境。局部有韵律性的沉积。顶部主要出露的是一套鲕粒灰岩与生物碎屑灰岩。说明此时的海水是一个动荡的沉积环境。该套地层出露处于马角坝背斜的北西翼，F5断层的上盘，F4断层的下盘，地层中多处见层间揉皱。下三叠飞仙关组上段（T1f2）：主要出露在实习区的中部，下部主要是一套紫红色页岩夹灰色薄层泥灰岩，中部为紫红色细砂岩-粉砂岩-泥岩组成的旋回，上部是紫红色页岩。厚度130m。 产化石Clanalas sp.下三叠统嘉陵江组下段（T1j1）：主要出露在实习区的南东侧，为马角坝背斜的核部地层，主要为一套破碎的灰岩为主。厚度40m。下三叠统嘉陵江组中段（T1J2）：主要出露在实习区的南东侧，下部：紫红色、黄褐色薄层状泥灰岩与泥页岩互层。中部：黄灰色、灰色厚层状微晶白云岩，上部：灰色、灰紫色薄层白云质泥岩夹泥质白云岩、钙质粉砂岩。 厚度104m。产化石：Clanalas sp.下三叠统嘉陵江组上段（T1J3）：主要出露在实习区的南东侧，出露为一套淡灰色的厚层-块状微晶白云岩。厚度84m。中三叠统雷口坡组下段（T1l1）：主要出露在实习区的南东角，为一套淡黄黄灰色薄层白云质泥岩与灰质白云岩，底部以一套薄层云泥岩为界。 厚度150m。中三叠统雷口坡组上段（T1L2）：主要出露在实习区的南东角，主要出露浅灰色的中厚层的灰岩，顶部以蓝灰色的薄层状白云质泥岩为界。3 岩石3.1概述（实习区岩石分类及类型） 马角坝实习区主要出露的为沉积岩，简单分类如下：碎屑岩(中)砂岩 细砂岩泥质粉砂岩粉砂质泥岩碳酸盐岩沉积岩化学(成分)分类(灰岩、白云岩、白云质灰岩、灰质白云岩)结构构造分类(砾屑、球粒、鲕粒、砂屑灰岩、纹层蠕虫灰岩) 结晶(程度)分类(泥晶、粉晶、微晶、细晶、中晶)生物成因分类(介壳、核形石、礁灰岩、“圆珠状”灰岩) 粘土岩 泥岩、页岩；云泥岩、钙质泥岩松散堆积物 冲积砂砾、坡积碎石、砂土 3.2 典型岩石分述（典型岩石分布的地理位置、所在地层层位、岩性特征、含矿性、含古生物特征、形成的沉积环境及成因）附：典型岩石特征素描图 石英砂岩：在矿山梁-田家池塘、马角市场-王家岩的路线中能见到较为典型的石英砂岩，所在地层为泥盆系金宝石组，与上覆的地层观雾山组为整合接触，与下覆地层为断层接触。岩石主要颜色为肉红色，局部有褐铁矿化显黄色。石英颗粒为中粗粒，含量达到80-90%，为铁质、石英质胶结。岩石局部显层理，颜色化生变化。整体岩石比较坚硬。 圆珠状灰岩：主要是在下三叠统飞仙关组下段地层可见，风化面颜色为黄灰色-黄褐色，新鲜面为浅灰色-灰黄色，主体岩性为浅灰色灰岩，局部有重结晶现象，且可见大小不等的圆珠镶嵌于灰岩内部，分布不均匀，粒径在9-17mm。指示了当时的沉积环境是一个低能的海平面较为平静的环境。 豹斑状灰岩：主要出现在观雾山组的顶部，是观雾山组与沙窝子组接触界线的标志。其成因是由于先前的岩性是一套较纯的灰岩，受到白云岩化作用。由于灰岩的抗风化能力弱于白云岩，且表面较白云岩干净，故在岩石表面出现的为灰岩常常呈现凹坑，白云岩凸起，灰岩表面为灰白色，而白云岩表面为灰黑色，形成类似于“豹斑”的形状 白云岩：实习区的白云岩的成因有两种：岩溶成因与构造成因。白云岩在整个实习区的分布都较为广泛，由实习区北西侧到南东侧出现白云岩的地层有：（1）上石炭统-下二叠统黄龙组的上部为一套青灰色的厚层白云岩;（2）上泥盆统沙窝子组上段，为一套灰色厚层块状细晶、中晶白云岩;（3）上泥盆统沙窝子组下段，为灰色厚层块状细晶、中晶白云岩，夹灰色中厚层白云质灰岩；（4）中上泥盆统观雾山组的底部，为一套刀砍纹发育的灰质白云岩；（5）下三叠统嘉陵江组上段，为一套浅灰色厚层到-块状微晶白云岩，夹角砾状灰岩；（6）下三叠统嘉陵江组下段，主要为灰、灰黄色的破裂白云岩；（7）中三叠统雷口坡组下段，主要为淡黄色、黄灰色薄层白云质泥岩与灰质白云岩。 其中（1）（2）（3）（4）（5）（7）成因为巴哈马式成因，当时沉积环境为一泻湖环境，与广海的连通性较差，盐度都较高，通过真溶液的沉积为白云岩。（6）主要为构造的成因，主要是在马角坝背斜的转折端的地层可见，为一套填补构造角砾岩。 砾岩：主要在实习区外的参观路线可见，主要出露的地层是须家河组、白田坝组、莲花口组。在须家河组与白田坝组接触界限能见到许多角度不整合标志的砾岩。（1）在须家河组（T3x）中见到的砾岩砾石成分主要是石英质砾岩与灰岩，其中石英质砾岩呈现次圆状，颗粒大小不均匀，灰岩砾石为次棱角状-次圆状，反映了砾岩的结构成熟度较低。整体来说砾岩的成分较杂，反映了其成分成熟度较低。（2）在白田坝组（J1-2b）中的砾石成分主要是砂岩、灰岩、变石英砂岩，成分较杂推测其砂岩主要的物源为T3x、D2j、D1p。（3）在莲花口组中见到的砾岩沉积是多次旋回性沉积，由北西向南东见到两次，都是由砾石粒径逐渐变小的次序沉积，且前一次旋回沉积的砾石粒径整体小于后一次。在这三个地层所见的砾石都是盆山转换的证据，反映了当时的龙门山快速的抬升，剥蚀堆积到盆地的结果。4构造4.1 概述(大地构造位置及构造单元、构造级别；实习区地质构造总体轮廓) 附：构造纲要图 马角坝实习区大地构造位置为扬子板块西缘龙门山推覆构造带前缘，实习区主要发育的地质构造为：呈现叠瓦状排列的，走向为北东-南西向的逆冲推覆断层，主要为走向逆冲断层（F1-F7）。 右行平移段层(F8)。 一系列与断层有关的褶皱（马角坝背斜，小白岩山背斜，白虎头背斜，小池塘向斜，灌林包背斜等）。马角坝地区构造背景解析：如下图（马角坝地区构造背景解析图）所示，马角坝所在的地区处于川西高原与四川盆地中间的龙门山的前缘地带，其中川西高原处于马角坝地区的北西一侧，四川盆地处于南东一侧。将怎个地区背景几何模拟化，为一个不规则的几何体，首先受到来自川西高原的挤压，由于其是个不规则几何体，所以在四川盆地的一侧，主要的受力点主要集中在一点，这样的话，就会以这个主要的受力点为中心，使整个的几何体产生一个旋转的趋势（而假设是一个规则的矩形几何体，与之对应的是在另外一侧为一个均匀的受力面，所以会在几何体的上表面形成规则的褶皱构造）。这样的一个受力趋势，会使得在岩层下面产生一个剪切力的作用，下部的岩层就会有一个统一的应力场而发生相对的剪切滑动。滑动在地层的某个阻力较为弱的地带，就会使得这一系列的滑动冲破岩层，释放能量，进而产生一系列的断层。这能解释为什么马角坝实习区的断层构造的断层面的倾向都是向北西方向（谢家坡路线F3断层的地表倾向是南东，但是在延伸在底部的地区的倾向仍然是北西），是受到整个构造背景的控制。4.2 褶皱构造（褶皱名称及编号、分布、延伸情况、规模；褶皱的核部及翼部地层、两翼岩层产状、轴向、枢纽产状；转折端形态、褶曲类型） 附：上述褶皱构造素描图或剖面图 在马角坝实习区由南东向北西方向依次能见到的褶皱构造有：马角坝背斜、小池塘向斜、白虎头背斜、小白岩山背斜。在许多岩层中间发育许多的层间褶皱。马角坝背斜：该背斜是实习区所见到的规模最大的褶皱，卷入的岩层有T1j1、T1j2、T1j3、T1l2、T1l1等。其轴面走向为近北西向，枢纽向北东倾伏，马角坝背斜的转折端为尖棱形。为实习区内的一级褶皱。小池塘向斜主要出露在T1j2的地层中，北西翼产状：14555，南东翼产状：32362，枢纽走向2159白虎头背斜：主要出露在T1j2的地层中，北西翼产状32063，南东翼产状11044，推测其枢纽倾向南西。小白岩山背斜：该背斜位于F3断层的上盘，在实习区内主要出露的是下三叠统飞仙关组上段或者下段的地层。其行成主要是F3断层的形成过程中，受到力的作用牵引性成，为一无根褶皱。层间褶皱：以T1j2地层的层间褶皱为列 4.3 断裂构造（分述F1F7：断裂名称及编号，分布、延伸情况；断裂两盘地层及岩性、岩层产状及变化；断层产状；断裂破裂带特征；断层两盘位移特征断层性质）附：F1F7断层剖面图或素描图 ）在马角坝地区的断裂构造都为逆断层构造，前面构造概述中已经解释其大的形成背景。由北西向南东依次出现的断层为F1、F2、F2、F3（小白岩山断层）、F4（中梁山断层）、F5（滚材坡断层）、F6（漆树弯断层）、F7以及F8平移断层，此外在实习参观路线中见到了T2x中三叠统须家河组中的一逆断层。整个排列趋势为叠瓦状的排列。如下图所示：分别代表不同的由两个相领的逆断层所夹的断夹块。其中与F2-F7构成一个双重逆冲推覆构造，其中F2为顶板逆冲推覆构造，F7为底板逆冲推覆构造，其形成模式是一个前展式的形成。与F1、F2构成另外一个逆冲推覆构造体，F1为顶板逆冲推覆构造，F2为底板逆冲推覆构造。F1断层：主要分布在图区的最北西边，为韩家店组与栖霞组的接触构造点。断层面倾向北西，北东-南西方向延伸。韩家店组为断层上盘，主要为一套杂色的泥页岩夹石英砂岩，在接近断层带的岩石中都有褪色显现黄色的现象，受断层成因的劈理较为发育，其劈理的力学状态能够指示断层的上盘朝上运动，故为一逆断层。栖霞组为断层下盘，主要是一套灰白色中厚层的灰岩，接近断层带的岩石有碳化的现象，较为破碎。断层带中能见到一些构造透镜体。F2断层：主要分布在图区的偏中部，北东-南西延伸，断层的上盘主要是观雾山组的灰质白云岩（有三条路线能见到金宝石组的石英砂岩）。断层的下盘是飞仙观组上段的紫红色薄层泥页岩或上段的灰白色灰岩，路线的不同断层上下盘的出露情况不同。断层破碎带劈理化较强，呈现羽状分布，显示了此为挤压式断层，为逆断层。断层面产状30061，破碎带中分布构造角砾岩与构造破裂岩，呈现强弱分带的现象。F2断层：主要在图区中部和南西部出露，上盘主要为飞仙关组下段的灰白色中厚层的灰岩，产状33030，下盘主要为飞仙关组上段的紫红色薄层泥质岩，产状34048，下盘岩层的产状32028。其素描图如下：F4断层：主要分布在图区的中部偏南东侧，贯穿了整个图区，北东-南西延伸。断层的上盘（北西盘）主要出露的是吴家坪组的一套灰白色含燧石结核的灰岩。断层的下盘（南东盘）主要出露的是飞仙关组上段的一套紫红色的薄层的泥页岩，断层破碎带的劈理发育，断层面层产状32885，断层的下盘出露的是飞仙关组上段的紫红色的泥页岩，产状：30760。破碎带由劈理化的构造角砾岩组成，发育有透镜体，透镜体在破碎带中呈雁列状排列，显示了此为上盘上升的逆断层，断层面产状：30670。F6断层：断层主要出露在图区的南东一侧，被第四纪掩盖较为严重，露头仅在老鹰坟、天平山、田家祠堂等地区能见。主要为北东-南西延伸，在灌林包附近被F8断层错动。断层的上盘（北西盘）出露的为飞仙关组上段的紫红色薄层泥页岩，产状：32081，断层的下盘出露的主要是嘉陵江组的上段白云岩地层，产状：28353。F7断层：断层主要出露在图区的南东角，北东-南西延伸，断层的上盘出露的为嘉陵江中段的一套钙质粉砂岩夹灰岩31178，断层的下盘出露的为嘉陵江上段的白云岩，产状31060。F8断层：主要出露在图区灌林包的东侧，近南-北延伸，延伸长度不远，近300m左右，为一右行平移断层，错动了F6断层。 4.4 构造组合分析（构造剖面的组合形式、构造形成顺序及序次、分析构造形成机理） 4.4.1 整个马角坝地区的地层及构造的分布情况如下图（马角坝实习区地层构造纲要图）所示，按照理想的状态在该区每条沿倾向行进的路线应该能见到完全的地层及断层的出露，但是在一些路线并。能完全见到。这主要是受到原始地层的沉积、后期构造、及风化剥蚀的层度不同的综合的影响，下面将简要介绍几条路线的该问题：（1） F2断层的出露在有的路线能见到F2的出露（），但是在有的路线并不能见到其出露。如马角坝实习区地层构造概要图所示，按照完整的出露情况，在中上泥盆纪的观雾山组的底部应该为D2j金宝石组的一套石英砂岩（其详细情况将在后面做介绍）。然后是与下三叠统飞仙关组上段的一套泥页岩断层接触，断层为F2。F2下盘的泥页岩然后与下三叠统飞仙关组上段的灰岩整合接触，该套灰岩地层为F2断层的上盘。出现如铁路沿线的路线不见F2的原因是因为该路线的现在风化剥蚀表面还未能达到将F2逆冲推覆上来的岩层剥蚀掉而将F2显示出来的程度。像在田家祠堂路线能见是因为该路线的地表剥蚀的深度已经很深。（2） 在许多路线中我们都能见到F2断层的下盘应该为下三叠统飞仙关组下段的泥页岩，然后出露下三叠统飞仙关组上段的灰岩。然而在矿山梁到银石子的路线中，F2下盘直接见到的是一套灰岩，并不能见到泥页岩的出露。如下图所示，该主要成因是由于该区域受到F3断层的影响，F3断层的断距不够。致使T1f2的那套泥页岩还未完全的冲出地表，少量已经冲出地表的泥页岩受到本身岩性及地形，已经被风化掉。再加之受到风化程度的影响，所以在该路线F2下盘出露的不是泥页岩而直接是灰岩。4.4. 2 与断层成因相关的褶皱成因分析 在实习区的褶皱中基本都是南东翼没有延生的无根褶皱。如下图所示，其褶皱及断层的演化分为三个阶段，第一个阶段，在构造的大背景下，由于地下剪切作用，岩层面相对滑动，以致其上覆地层弯曲发生褶皱，为断滑作用；第二个阶段，由于下部地层剪切力的释放，下部地层岩石向地表俯冲，发生相对位移，形成逆断层，但断层还未能冲出地表，在其上部的地层发生横弯褶皱作用形成褶皱，为断展作用；第三个阶段，由于断层力在地表的完全释放，冲出地表，牵引上覆地层的运动，行成牵引褶皱，为断弯作用。实习区马角坝背斜与小白岩山背斜的形成模式几乎为此机制，其形成的都为无根的褶皱，在南东翼的岩层无延伸，而白虎头背斜与小池塘向斜是行成与马角坝背斜的叠加褶皱3214.4.3 断层的形成顺序分析 F2断层所推覆的上盘岩层已经到达千佛岩组，实习观测路线能见到在较为平的地势上能见到由于F2断层的推覆所残留的飞来峰，其上盘的推覆体覆盖了F3-F7断层，所以其形成的时间是在F3-F7断层之后。由前面的盆山转换的分析我们知道，到喜山运动以前，实习区都是以前展式为主，所以F3-F7形成的顺序是由早-晚，过了喜山期为后展，故F1断层形成的时间是晚于F2断层。4.5盆山转换（盆山耦合）马角坝实习区处于龙门山褶断带的江油-灌县冲断带的北段，如下图所示：盆山转换指的是马角坝实习区及以北西的地区在J以前为一个海相的斜坡盆地，而以南东的现在四川盆地为一个较为高缓的平台。在T末期全球发生了印支运动，古特提斯洋的关闭，受到其影响，在龙门山地区挤压造山运动活跃，龙门山的迅速崛起形成高山，由原来的盆地转换成了山。盆山耦合是指在龙门山地区盆上转换的过程中，由于其快速崛起形成了与四川盆地高差极大的反差，风化作用的影响，产物为颗粒较大的砾石，经过搬运到四川盆地沉积。当风化到一定的程度的时候，龙门山地区与四川盆地的反差不再那么明显的时候，风化产物就会是一些较为细小的砾石或者砂。多次的重复作用，使得在盆地的一侧堆积的为由下-上、由远-近的为由粗到细的旋回沉积特征。在实习最后一条路线的时候，我们寻找到了其盆山转换的证据。在须