现代地质地貌实习计划

1、现代地质地貌学南京地质野外实践教学指导书华东师范大学地理系现代地质地貌学地质学部分实习一、地球内部结构模型制作（一）目的与要求建立一个三维立体模型，能展示地表的各种地形，能从截面上看出地球的内部结构。通过该模型的制作，使学生掌握海底扩张板块构造理论及其驱动机制。（二）主要内容1. 地球内部结构：按比例做地球内部圈层模型，并标注从地心到地表的温度变化；2. 海底扩张：在模型上表示出海底扩张和洋壳消减的最后结果；3. 板块构造：在模型上加上板块边界，并做出三种类型边界的地形，标注地形特征和板块运动方向；（三）操作步骤1. 列出材料清单2. 设计模型并绘制草图3. 制作模型（四）思考题1. 如果有一

2、天，地核的温度下降了，地球将会发生什么变化？2. 根据模型填写下表。深度（km）圈层名称物质组成201502000400060003. 洋中脊正在向非洲和亚洲之间的红海延伸，你认为将来红海会有什么变化？请解释。4. 2.25亿年前，地球上发生了什么事件？请解释。5. 用什么方法可以测量板块运动的速度？二、矿物和岩石观察（一）目的与要求莫氏硬度矿物等级实验方法滑石1是已知的最软的矿物，当用指甲划动时它很容易形成薄片。石膏2指甲可以轻易划动。方解石3指甲划不动，但硬币可以。萤石4小刀可轻易划动。磷灰石5小刀可以划动。长石6小刀划不动，但玻璃可以划动。石英7能够划动钢和硬玻璃。黄玉8能够划动石英。金

3、刚砂9能够划动黄玉。金刚石10是已知的最硬的矿物，它可划动所有其它物体。掌握矿物和岩石的鉴定方法（二）内容1.矿物特性的观察，包括硬度、颜色、条痕、光泽、密度、晶系、解理和断口、特殊理化性质2.根据颜色、结构和矿物组成进行岩石分类和命名（三）步骤1.参观地质陈列室，多媒体播放2.观察磁铁矿和黑铁矿的颜色和外形；3.将磁铁矿和黑铁矿在瓷砖反面各擦一下，观察瓷砖上的擦痕。4.用指甲和硬币在滑石、方解石和石英上划，然后按照硬度由小到大的顺序将这三种矿物排列起来。5.用手持放大镜观察大理石和砾岩样品，描述这两种岩石，包括它们的颜色和结构，再用硬币在这些岩石的表面划一划。6.用手持放大镜辨别花岗岩和黑曜

4、岩样品，用粗粒、细粒或玻璃质描述它们的结构。根据岩石的物理特征，你能推断出它们是怎样形成的吗？7.用手持放大镜观察砂岩和页岩的标本。它们有什么相同点，有什么不同点？8. 用手持放大镜观察片麻岩和花岗岩样品。仔细观察两类岩石的颗粒或晶粒在岩石样品中的排列。画出两块岩石的草图，并描述它们的结构。三、断层和地震1. 模拟断层运动地壳发生断裂，大块岩石向上、向下或相互移动形成断层。本次实验将模拟断层的运动。问题：不同类型断层两边的岩石的运动方式有什么区别?材料：两种或两种以上颜色的橡皮泥；铅笔；小刀步骤：1) 取一部分橡皮泥，把它压成0.5cm后6cm宽的正方形，然后取另一种颜色的橡皮泥再作同样的一块

5、。2) 将它们切成两块，叠在一起，两种颜色交叉叠放，不同颜色的橡皮泥代表不同的地层。颜色的区别有助于分辨断层运动发生后各岩层的变化情况。3) 将分层叠放的橡皮泥压成手掌大小的长方体。4) 用塑料刀将橡皮泥小心地斜着切开；5) 将所切的两块橡皮泥放在一起，但不要粘起来；6) 回忆一下与断层有关的内容，确定模型中哪一块是上盘，哪一块是下盘。用铅笔在模型上标注出哪一部分是断层？7) 模型中哪一部分代表地面？在两块橡皮泥的表面画一条河流，河水横穿断层流过，用箭头标出水流方向，这个箭头必须从下盘指向上盘；8) 绘制一个表格，包括不同类型的断层名称、断层两盘运动方向以及地形变化。9) 运用橡皮泥模仿平移断

6、层两边的运动，在表格中记下运动类型和地形变化；10) 照着步骤9，模仿正断层的运动；11) 照着步骤9，模仿逆断层的运动；断层类型断层两边如何移动地形变化分析和结论:根据刚才表格中的资料绘制一幅图表，再根据图表回答以下1-4题。1、 在图表中显示每一类型断层两边的运动方向。2、 在图表中表示平移断层运动与另外两种断层运动的区别。3、 在图表中增加一栏，列出发生不同断层时河流的变化情况。4、 假设河流从下盘流向上盘，哪一种类型的断层会产生小瀑布？5、 如果你只看到断层在地表的部分，你怎么知道哪个是平移断层？哪个是正断层？6、 如果你的模型的上盘相对于下盘向上运动，形成哪种类型的断层？当这种运动继

7、续下去，上盘的岩石将会在哪儿终止？7、 你如果从飞机上看到一排长而窄的湖泊沿着断层分布，你知道这是由哪种类型的断层形成的吗？8、 思考 这个模型在哪些方面对你描绘断层沿线发生的情况有帮助？在哪些方面反映得不准确？虽然有不准确的地方，但模型对你还是有怎样的帮助？2. 确定震中位置为确定震中位置，必须先收集地震资料。已知美国位于丹佛、休斯顿、迈阿密的地震仪记录的P波（纵波）和S波（横波）到达当地的时间差，请你根据这些数据来确定这次地震的震中位置。材料：圆规、美国地图步骤：1) 根据地震资料，列表表示不同地震波到达的时间。2) 下面曲线图反映了P波和S波到达的时间差与震中到地震台之间距离的关系。在Y

8、轴上在丹佛测到的两波的时间差，经过该点作一条平行与X轴的直线，交垂线于一点。沿交点画向下的垂线，与X轴交点的读数就是丹佛到震中的距离。将这个数据添到表中。3) 对休斯顿和迈阿密，重复步骤24) 使圆规两脚之间得距离等于你在数据表中记下的从丹佛到震中的距离。5) 以丹佛为圆心，以步骤4中确定的距离为半径画圆（不要画到纸外面）6) 对休斯顿和迈阿密，重复步骤4、5数据表：城市P波和S波到达的时间差与震中的距离(km)丹佛科罗拉多州2分11秒休斯顿得克萨斯州3分55秒迈阿密佛罗里达州5分40秒 分析与总结：1) 观察刚才画的三个圆，找出震中位置2) 图中哪个城市距离震中最近？距离是多少千米？3) 表

9、中所列的三个城市中，哪一个城市的地震仪最先测到地震波？哪一个最后测到？4) 要确定震中，为什么必须知道至少三个地震台到震中的距离？5) 你确定的震中离旧金山有多远？对于旧金山的地震台，P波和S波到达的时间差是多少？6) P波、S波到达的时间随着震中距离的增加有什么变化？7) 应用：假设你是一位地震学家，如果震中集中在一个地区，你对这个地区的地壳有什么看法？ 进一步的探索：请你把刚才确定的震中位置在地震分布图中标注出来。根据该图，你认为这次地震是偶然的吗？这次地震对该地区有什么危害？然后参照地球岩石板块图试着找出这次地震发生的原因四、模拟热点火山1. 在塑料盒装一半凉水，代表海洋。2. 用热水融

10、解红色色素，并装入窄口小瓶中，代表岩浆。3. 用手指堵住瓶口，将小瓶放到盒子中间，水必须淹没瓶口。4. 在水面放一小块泡沫塑料代表板块，将“板块”放在瓶口上方。5. 把手放开，观察有什么现象。制作模型:将泡沫塑料在水面上慢慢移动，观察“岩浆”与“板块”在哪儿接触。这个试验与热点火山的形成类似吗？五、模拟风化作用你认为哪种风化更快，是被植物酸侵蚀的岩石还是在湍急的小溪中的岩石？许多因素影响着岩石风化的速率。这个实验将比较不同条件下的风化速率。问题：摇动与酸性条件如何影响石灰石风化速率？材料：300毫升水，天平，纸巾，不透明胶带，2片薄布，记号笔，300毫升醋，量筒（250毫升），80小块浸透水的

11、石灰石，4个塑料容器（500毫升）实验步骤：第一步-第1天1) 用不透明胶带给4个500毫升的容器贴上A、B、C、D四个标签。2) 将80小块石灰石分成四堆，每堆20块。3) 在你的笔记本上抄上数据表。将第一堆20小块石灰石放在天平秤上，称出它们的重量，记录在数据表上。再放入容器A中。4) 重复3，将另3堆石灰石分别放入容器B、C和D中。5) 分别向容器A和容器B中加入150毫升水，盖上盖子。6) 分别向容器C和容器D中加入150毫升醋，盖上盖子。7) 预测对这些石灰石风化的影响，哪个风化更多，泡在水中的石灰石还是泡在醋中的石灰石？预测震动对容器B和容器D中石灰石的影响。将你的预测记录在笔记本

12、上。8) 让石灰石浸泡过夜。9) 将容器B和容器D的盖子拧紧，摇动容器10-15分钟，每个容器的摇动时间和摇动强度必须相等。摇动后，将容器放置一边，不要摇动容器A和容器C。10) 打开容器A的盖子，将薄布放在开启的容器口上，细心地将水通过薄布倒出，不要让石灰石块与水一起倒出。取出石灰石块，擦干，称出质量并记录在数据表上。11) 接下来，确定容器A中有多少石灰石由于风化而流失。提示：第一天的石灰石质量减去第二天的石灰石质量。12) 重复10、11，记录容器B、容器C、和容器D的情况。分析与结论1、计算每个容器20小块石灰石质量变化百分比。 变化率（%）=变化的质量*100/开始时的质量 将结果填

13、入表中。2、你的数据是否表明每个容器的20小块石灰石的质量发生了变化？3、有没有哪个容器中的石灰石质量变化比其他的容器要大？解释原因。4、你预测的摇动与酸影响石灰石风化的正确性如何？解释原因。5、 想一想 根据数据，你认为那哪种因素对石灰石的分解起着更大的作用，醋或摇动？解释原因。实验设计 如果改变可变因素，你这次实验的结论是否会改变？如浸泡和摇动更长时间，或被测岩石与石灰石不同，你也可以增加石灰石的数量（一堆30小块而不是20小块），是否会有不同的结论。设计一个关于风化速率的实验，测定这些可变因素对风化作用的影响。设计必须经教师同意方可实行。容器总质量第一天总质量第二天质量的变化质量变化百分

14、比A（水，无摇动）B（水，摇动）C（醋，无摇动）D（醋， 摇动）六、河流作用侵蚀能形成冲沟、带走表土、使河流携带沉积物。用一个河流图表观察河流的侵蚀作用。问题：河流和溪流是如何侵蚀地表的？材料：大于等于27厘米*40厘米*10厘米的塑料盆，硅藻土，塑料量杯，洗瓶，手持放大镜，手表或闹钟，水，金属匙，塑料泡沫杯，蓝色食物色素，洗涤剂，剪刀，2块2.5厘米厚的木板，10-12厘米长、中空的塑料吸管，13-15厘米长的金属丝制作滴水器1、 把金属丝穿进塑料吸管，两端都要留出金属丝。2、 轻轻的把塑料吸管弯成U形。小心不要有尖角。这样就做好了一个滴水器。3、 用剪刀小心的在泡沫杯的边上剪出两个相对的口

15、子。4、 往杯子里加入用蓝色生物色素染过的水，直到凹口处，但不要溢出。以后每次加水时也要加入一些色素。5、 加一滴洗涤剂，把滴水器里的气泡排出，并能加快流速。6、 启动滴水器前，先将它加满水。然后倾斜，把它放在杯子的一个口子里，如上图所示。7、 调整流速，达到每秒种2滴水。提示：滴水器越弯，流速越快。反之则慢。实验步骤A：制造随时间变化的小溪1、 老师会提供你一个装有浸过水的硅藻土的塑料盆。把盆放在水平桌面上。注意：干的硅藻土产生的灰尘一旦被吸入会很刺激。要保持硅藻土的潮湿，可轻轻地洒点水。2、 盆的一侧可能含有较多的硅藻土，用木块把这侧抬高2.5厘米。3、 把杯子放在斜面的顶端，并使杯子的两

16、个凹口一左一右。4、 把杯子固定在土中。启动滴水器（见框中的第6步）。让水滴在右边的硅藻土中。5、 一直滴5分钟的水。提示：加水时不要打翻滴水器。6、 观察水流及其变化。用放大镜观察溪流的河床。7、 5分钟后，移走滴水器。8、 在实验手册上，作图表示水流的结果并标明“5分钟”。9、 现在把滴水器换到杯子的左边。重新启动滴水器并滴10分钟的水。然后移走滴水器。10、画图并标明“10分钟”。B：改变斜坡的角度1、 把杯子从水槽中拿走；2、 保留盆里右边的河床。用小匙把左边的硅藻土都挖出来；3、 再垫一块木块，增加水槽的倾斜角度； 4、 在实验手册上，预测增加坡度的影响；5、 重新放置杯子，再启动滴

17、水器，把它放在杯子左边的口子上。滴水5分钟，注意河床上新的变化；6、 在5分钟后，移走滴水器；7、 在实验手册上画下新的河床。标明“抬升后”；8、 实验结束后，在老师的指导下做好清理工作。分析与结论1、 比较5分钟和10分钟的水流。水流时间的长短对河床侵蚀有什么影响？2、 你对增加坡度后的结果预测正确吗？作出解释。3、 被携带向下流动的侵蚀物质最终如何？4、 除了时间和坡度外还有哪些因素影响河流侵蚀地面？5、 应用 有没有见过大雨之后雨水从山坡或街道上流下来？如果有，那个地区的坡度是多少？有没有注意过水的颜色？解释说明。实验设计设计一个水槽实验，测量河流流量增加时河流携带的沉积物的变化。做这个

18、实验前要征得老师的同意。七、多媒体教学1. 矿物、岩石薄片放映2. 制作“火山与人类”多媒体课件火山历来和人有着紧密联系，由于火山能给人们带来肥沃的土地、矿物和温泉等，因此人们常常选择在火山附近生活。制作一个反映火山附近人们生活的多媒体课件。集中表现一个主题，如生活在火山附近的人们怎样得益于火山，或人们怎样在他们的艺术和民间故事中表现火山，可以运用各种手段和媒体来表现。八、野外实习第一节 地质野外工作方法一信手地质剖面图及路线地质图的作法(一)信手地质剖面图的作法野外地质观察往往不是一个点上的观察，而是由若干点构成一条地质路线的观察。为了表示在这条线上的地层层序、岩性变化、地质构造、以及所出现

19、的岩脉、矿脉的位置等，往住需要将沿途观察到的上述现象画在剖面图上，这样的剖面图就称为信手地质剖面图(图1-1)。 作法：（1）首先确定前进方向(测定方位角)，如有比较明显的地物（如公路、陡坎、小屋、大树）应予利用，并标注在图上，然后沿此方向前进，观察岩性、构造等。(2)到了第二观察点，要目估点1至点2的水平距离和地形起伏情况，并按一定比例画在图上(勾绘地形起伏线，比例自定，但应考虑不致使剖面图过长或过短)，然后将1至2点间的地层岩性、产状，岩性界线(或地层界线)，地质构造等分别绘在该段剖面的相应位置上。（3）再继续由点2向前进行观察，操作方法同前；如此反复，直至路线终了为止。 （4）在画信手地

20、质剖面图时，如果观察路线在某点需改变方位，则应在图上相应的位置作出“330o ”的标记。(二) 路线地质草图的绘制以平面图的形式，将观察路线上沿途所见的地质现象(包括地层、岩性、构造面、侵入体等)按定的比例尺绘制在导线上，就成为路线地质草图(图12)。它可以直接绘在地形图上；如使用的地形图比例尺大小，也可以另在方格纸上按合适的比例尺勾绘。方法：（1）先大致确定观察路线，在图上找到(或确定)路线的起点位置，用罗盘测定前进方向，将此方向角标定在地形图(或平面图)上，这就是1至2点的导线方向。（2）目估l至2点的水平距离，或根据地形地貌特点确定2点的位置。（3）沿导线方向观察地质现象，将该路线上见到

21、的地质界线点（岩层分层界线，构造面，沉积岩与火成岩接触面等）的位置及平面延伸方向标注在路线平面图的相应位置上。（4）加注必要的地层或岩体代号，产状符号等。（5）按上法依次前进，将观测内容不断标绘在平面图上，直至路线终点。二 野外地质记录要求及格式(一)地质观察点 野外地质观察的对象是露头。所谓露头是指暴露在地表的基岩（“生根的岩石”)。注意不要把从山坡滚下的石块(称“转石”)误认为露头。野外对露头进行地质观察的点，称为地质观察点。根据性质不同，又可分为岩性点，地层界线点，地貌点，水文点，构造点等。不同性质的点，观察的内容自然不尽相同，记录的内容也不可能一样。但归纳起来，大致有以下几项是必须记录

22、的：1. 点号；2. 位置；3. 点的性质；4. 露头出露情况；5. 岩层（或构造面）产状；6. 其他地质描述。(二)观察点的记录内容：1. 岩性点描述内容及示例：所谓“岩性描述”就是在野外观察时，将岩石最主要的特征用简练的语言记录下来。它的描述顺序一般是：颜色、原生构造、结构、矿物成分（或物质组成），以上各项就构成岩石的名称。然后还可以记录岩石风化后的特征，岩层产状沿走向、倾向的变化，等等。例如，沉积岩的描述：浅灰色厚层粗粒含云母石英砂岩，风化后为黄褐色，呈蜂窝状。又如，青灰色厚层致密块状含砾青质灰岩。如果是火成岩或火山岩，描述的内容及顺序一般是：颜色+结构+构造+矿物成分，这些构成岩石的名

23、称。例如灰黑色中粒块状辉长岩，或灰黑、深灰色致密状气孔玄武岩。然后进一步描述其他内容，加与围岩接触关系，有无析离体、捕虏体、蚀变和矿化现象，侵入或喷出时代，风化特征等。若为岩脉，还应记录其厚度、产状，沿走向的变化及相互穿插关系等。2. 构造描述内容及示例：(1)褶曲的描述内容：(i) 地理位置；(ii)背斜或向斜；（iii）核部及两翼岩层性质和产状变化；（iv）轴面产状；（v）其他有关现象等。（2）断层的描述内容：(i) 地理位置；(ii) 出露构造部位；(iii) 断层面的产状变化；(iv) 断层的性质（正、逆断层，或压性、张性、压扭性等），如有可能应对断距作出估计；(v) 断层两盘岩层的岩

24、性和产状；(vi) 断层证据(挤压破碎、断层泥、角砾岩、擦痕、磨光面、断层带中的充填物，以及地貌上表现的沟壑断崖等)；(vii)断层的切割关系。 如排山小学东开采坑旁观察背斜构造，核部为五通组石英砂岩，翼部为五通组砂岩和页岩组成；北翼陡。产状为33071，南翼缓，产状为18235；轴向为NESW，横断面为一歪斜背斜。背斜向SW倾伏，故地层分界线在南西方向圈闭。(三)野外记录簿具体的记录格式： 野外记录是地质观察最宝贵的原始资料，应认真记好。野外记录簿一般右页作文字记录，左页印有毫米方格，主要用来绘制信手地质剖面图、露头素描图、标本素描以及其他地质草图或示意图。野外记录一般要求用铅笔记录，晚上回

25、到住地应进行补充和整理。 野外记录簿的具体记录格式如下(图13)三、地质剖面图的测制方法在一个地区进行地质测绘工作，为了弄清地层出露情况，地层顺序，岩性特征，岩层厚度，接触关系等，常常要选择定剖面进行实地测量，现将地质剖面的实测步骤与方法简述如下：（一）剖面线的选择 工作区域若是露头相当，就可以选择相当长的剖面线。这样的剖面可以得到有关地层及构造方面比较完整而系统的材料，也可以更正确地了解地质变化。 1.一般尽可能使剖面线和地层走向垂直。 2尽可能通过所有地层露头好的地方，尽可能反映构造特征。 3如果由于地形限制或露头分布的限制，而不可能完全在同一方向上测完一个剖面时，可以采用略拐弯的连续导线

26、法，或者采取顺走向平移的方法来测制。(二)实测方法导线法1. 导线法的野外工作一般需要2-3人同时工作，从剖面线起点开始，以皮尺或测绳量坡距，以罗盘定向，以测斜仪测坡度。 2以个导线点依次编号，并在专用表格上记录实测数据，现将所要记录的要素列举如下：1）导线编号：可编为01，12，23。各地形变化点，岩层分界线，构造分界线等，必须作为编号点。 2）导线方向：用方位角表示，除前视慎重观察外，可用回视校正。3）导线距离：尺要拉直，不可弯曲，经过计算得到水平距。 4）坡度角：上坡为正号，下坡为负号，即仰角为正号，俯角为负号。测坡度角时，也要用回视校正。 5) 高差：根据坡度角和距离计算出来。(室内计

27、算) 6）累积高差：自零点起至每点都有累积高差。(室内计算) 7) 地质描述：两导线点间或某地点见到的地质现象，如地层分界，岩性分界，岩性特点，产状要素，断层，不整合，化石及其他地质现象，用简单文字扼要地记录在表格中，如沿导线露头不好，可向两侧一定范围内追索，并采集必要的标本，化石，并编号和记录其位置，必要时可作素描或照相，这样可以帮助我们对地层的了解。 3. 实测时，最好边测边作速写剖面，如果导线方向改变，则最好再加作速写导线平面图，在导线上注明岩层产状和断层产状等主要地质数据，并使导线平面图和速写剖面图相对照。(三) 室内计算和剖面的绘测 1. 整理野外记录，将野外实测所得的山坡上的斜距换

28、算为水平距离。并算出每两个导线点间的高差和累积高度。 导线两点间水平距离及高差求法： 设D为水平距离，H为高差；L为斜距。为地形坡度角，则： HLsinDLcos 2. 绘制导线平面图：1) 根据导线方向或导线的平均方向，需要将图纸重新定向，并在图上用箭头指出N的方向。2）将导线自0点至终点，按其方位，水平距离，根据比例尺画在平面图上。3）各点的累积高度，地层分界、岩性分界点，地层产状，断层位置等，都按相应位置，标记在导线上。3绘制地形剖面图： 1) 在导线下画水平基线，与导线平均方向大体致，表示剖面的方向，此基线与导线间留有足够的空间，以便填绘地形及必要文字符号。 2) 在基线两端画垂直比例

29、尺。 3）将导线上的累积高差数据，投影到相应高度上，再用圆滑曲线连接起来。 4. 投影地质内容 将导线上各地质点投影到地形剖面上，然后按照产状及规定符号绘于地形线下，在相应部位标明地层代号。如果剖面线走向与岩层走向斜交，则应把有关岩层换成视倾角(可查表换算)。有时可以在剖面图上有关岩层的相应部位用数字标出其产状。 5整饰图件，最后按一定要求标出图名。比例尺(在图名下)、剖面方位(用数字标在剖面图的侧上方)，重要地名，图例，制图日期，制图者等(图1一4)。附图 倾斜岩层产状要素 附图 用罗盘测量产状示意图第二节 考察国际二叠系三叠系界线层型煤山剖面煤山剖面位于浙江省长兴县煤山镇至新槐乡公路北侧的

30、山坡上。山坡上暴露有一系列沿山坡东西向展布的采石场，延伸达2km，每个采石场上均可观察到出露良好的二叠系三叠系界线地层。在早年的研究中，这些采石场上所揭露的二叠系三叠系界线地层剖面，分别被划分为A、B、C、D、E和Z 6个子剖面（图）。其中D剖面被选为全球二叠系三叠系界线层型剖面（图2）。 煤山D剖面也是国际地质年代表中二叠系最上部一个阶-长兴阶的命名剖面。在该剖面上，相当于长兴阶的地层是长兴组，包括下部葆青段和上部煤山段，共被划分为23层个岩性层，即第224层。其下伏为龙潭组，上覆25层起即为殷坑组。该剖面上二叠系三叠系精细的地层学研究成果表明，岩石地层与生物地层和年代地层的界线有一定的距离

31、（图3）。以牙形石Hindeodus parvus (图4)标定的年代地层界线位于27b层与27c层之间，即全球二叠系三叠系界线层型点位于27c层之底。通过对该剖面上界线附近多层粘土层的同位素地球化学测年分析结果，二叠系三叠系界线的年龄值被确定为251.0百万年。 牙形石是二叠系三叠系之交的标志性化石，煤山剖面原长兴阶上部的Clarkina changxingensis-C. deflecta带被进一步划分为C. changxingensis带, C. postwangi带和C. changxingensis yini带。在三叠系下部地层中，继Hindeodus parvus带之后，其上又发现

32、了Isarcicella isarcica带，Neospathodus kummeli带，N. cristagalli带和N. waageni带。完整的牙形石Hindeodus parvus演化谱系已在煤山剖面上被揭示：Hindeodus latidentatus-H. parvus-Isarcicella isarcica。丰富的古生物化石资料，为煤山剖面更深入和更全面的地质学研究奠定了坚实的基础。生态地层学研究，煤山剖面长兴阶被划分为2个群落序列7个群落带，印度阶下部1个群落序列5个群落带；层序地层学研究，上二叠统与下三叠统为同一个二级层序。长兴阶和印度阶分别各包含2个三级层序，但二叠系三

33、叠系界线高于界线处的层序界面（图5）；磁性地层学研究，长兴阶包含5个正向极性亚带和4个反向极性亚带，印度阶下部亦为正向极性亚带；事件地层学和化学地层学研究，在煤山剖面揭示出大量重要的重大转折事件标志，包括重大的火山活动事件、海平面升降事件、地球化学元素异常及与其相关的稀有地质过程事件和缺氧事件，以及由此触发的显生宙最大的生物集群绝灭事件。 总体来说，煤山剖面是当前国际上二叠系三叠系界线地质学研究成果最突出的剖面之一，该剖面上的各项研究工作已经成为国际二叠系三叠系界线地质研究的典范。该剖面的各项研究成果也被对比和推广到国际上各主要二叠系三叠系界线地层剖面上，成为国际二叠系三叠系界线的标准。 煤山

34、剖面取得全球二叠系-三叠系界线层型的地位，并不是偶然的。从科技层面来说，这是因为它具备了下列优势：1 二叠系-三叠系界线的定义-标志性化石Hindeodus parvus是由我国学者提出的，并在煤山剖面发现它与祖先、后裔种的连续演化系列。煤山界线剖面的牙形石系列是世界上最完整的。2 前人对长兴灰岩的研究工作使长兴阶成为国际公认的二叠系最高阶。岩石地层和生物地层研究证明煤山剖面地层连续之后，我国学者采用了所有可应用的地层学方法对煤山剖面进行研究。这些研究互为补充，使煤山剖面成为世界上二叠系-三叠系界线地质纪录最完整的剖面，一些国外地质学家甚至称它是世界上GSSP纪录最完整的剖面之一。3 迄今二叠

35、系-三叠系界线年龄值获得国际公认的只有煤山剖面，它成为国际地质年表上该断代界线年龄的标准值。在界线层中用化学地层、事件地层、旋回地层等所作的高分辨率地层工作是精度很高的。 图1 浙江省长兴县煤山剖面全图图2 煤山D剖面全图图3 煤山剖面二叠系三叠系界线处地层图4 采自煤山D剖面27d层中的牙形石Hindeodusparvus图5 煤山剖面二叠系-三叠系之交生物地层、年代地层、岩石地层及层序地层界线之间的关系第三节 南京地区区域地质简介从南京向东到镇江，在长江南岸，绵延了一列丘陵和低山，称为宁镇山脉。它全长l00余公里，标高一般为100一200米，少数山峰超过300400米，最高峰为南京紫金山(

36、钟山)主峰，海拔448米；区内其他较高的山头还有：栖霞山、幕府山、孔山、汤山、仑山等（图1）。图1 南京地区地形卫片解译图 一、地层 宁镇山脉地层发育齐全，从震旦系到第四系均有出露。震旦系见于背斜构造核部，在丹田县黄墟出露较好，在南京则仅见幕府山一地，而且只有上统灯影组的一部分。寒武系下统、中统也仅见于南京幕府山和句容仑山，上统（C3）则分布较广，在幕府山、仑山和江宁汤山都有出露。奥陶系除下统厚度稍大外，中上统很薄，不易详细划分；一般也都出现在背斜构造的核部。震旦系和寒武系化石稀少，不易寻到。奥陶系在汤山地区因硅化等原因，化石也不多见。志留系分布颇广，颜色以灰黄、黄绿色为特征，下部多页岩，底部

37、为笔石页岩，上部多为细砂岩、粉砂岩，化石丰富。泥盆系以紫红及灰白色砂岩为主，顶部有薄层砂岩和页岩发育，页岩中有时含丰富的植物化石，也找到过重要的鱼化石。石炭系和二叠系分布最广。大部分为海相石灰岩，含多种海相化石(如珊瑚、虫筳类，腕足类等)，其中也夹有海退相砂页岩。总之，整个古生界以及震旦系多数是海相沉积，其中只有少数几个层位属陆相或海陆交互相沉积，志留上统和石炭、二叠系化石相当丰富。海相沉积一直延续到三叠系中下统，再住上就都是陆相的沉积物或火山喷发岩石，而且分布往往比较零星，岩性在不同地点也可有较大变化。从寒武系到第四系本区各地层的名称、厚度和主要岩性，以及上下岩层的接触关系，可以汤山地区为代

38、表，已经详列在“汤山地区综合地层柱状图”中，这里不多加描述。二、地质构造（一）褶皱构造从构造上说，宁镇山脉的主体部分由三个较大的背斜褶曲和两个较大的向斜褶曲组成。现由南向北分述如下：1 汤(山)一仑(山)背斜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、志留系及上古生界组成。有时在翼部还有次级褶曲构造出现(如陡山向斜)。轴向主要为北东向，往东逐渐变为北东东向。该背斜延长约6070公里，宽度约45公里。2. 华（墅）亭（子）向斜这是紧接汤仑背斜北翼的一个向斜褶曲构造。向斜的南翼实际上就是汤仑背斜的北翼；向斜的北翼也由古生代地层构成，但受岩浆侵入影响，地层出露零星。向斜核部

39、由三叠、侏罗纪的地层组成。这个向斜，轴向北东，延长约4050公里，宽约34公里。3 宝华山背斜组成本背斜核部的岩层为志留系高家边组和坟头群。两翼为上古生界和三叠系出露。背斜轴向北东东，延长距离较短，约l0公里左右。因而也有人把这背斜看作是宁镇山脉中带大向斜的个次一级褶曲构造。4 范家塘向斜向斜核部为上三叠统黄马青组和范家塘组，有的地方也可以出露下中侏罗统象山群。南北两翼为古生代地层，基本上呈对称重复出现，轴向北东一北东东。向斜延长约2030公里。向南或南西方向可能与上述华亭向斜合并(复合)成一个大向斜。5龙(潭)一仓(头)背斜背斜核部由志留系组成，北翼受沿江断裂构造影响，已经破坏，断陷到长江河

40、谷以下南翼保存较完整，以龙潭擂鼓台、黄龙山。青龙山一带出露最佳。背斜轴向北东一北东东；延长约4 5公里。这些褶皱构造大致有如下特点：（1）褶曲轴的方向，总体以北东一北东东为主。（2）每一个褶曲：从形态上看，主要是斜歪褶曲，即一翼产状较陡，另一翼较缓。如宁镇山脉南带（汤山地区）背斜北翼陡、南翼缓。 （3）褶曲宽度较窄，而延伸往往很长，属于长轴褶曲(长宽比为10：15：1)至线状褶曲（长宽比大于10：1），背斜和向斜构造均有分枝和复合现象，所以在平面上组成一个线状褶皱束。 (二)断裂构造宁镇山脉断裂构造相当发育，构造线方向主要有以下几组：北东北东东向，这是主要的一组；其次为北北东向和北西向。各组断

41、裂构造的特征为：1北东向至北东东向的走向断层这是一组纵向断层，断层线方向与区域地层走向大体致。断层性质以逆断层为主，多造成地层缺失现象；断层破碎带挤压剧烈，角砾岩带等也比较明显，还常伴有圈岩的硅化和赤铁矿化。这组断层少数也表现为正断层性质，造成一些断层陡崖。这组断裂发生的时代在主要褶皱形成之后，可能为燕山运动中、晚期。它们对本区岩体以及有关热液矿床的形成，有一定的控制作用。如栖霞山的铅锌、银多金属矿，岔路口的黄铁矿等。2 北西向及近南北向的横断层断层线方向与区域构造线方向垂直或近于垂直，般规模较小。性质上多属平移断层，断层面陡，甚至近于直立；使相当层沿走向发生明显错开。地层产状在断层处有拖曳和

42、弯曲现象，断层角砾岩不甚发育。形成的时代往往略晚于上述纵向断层。3. 北北东向斜交断层本组断层的方向与区域构造线方向斜交，主要为北北东向，规模一般不大，多属于平移断层，破碎带也比较狭窄。三、山川形势 南京地区的山川形势表现了一定的特点。如本区山脉在西段多呈北东向，到中段逐渐转向东西向延伸（图1；附图1）；本区的水系也呈比较明显的格子状的特征。这些特点与区域地质构造以及岩层的发育都有密切的关系。本区的山脉大多为褶皱山。故其延伸方向与本区褶皱轴方向是一致的。但也应该注意到，本区的褶皱山已达到相当的剥蚀深度，“地形倒置”的现象比较普遍，如汤山一湖山地区的陡山正是向斜核部所在，而山头洼附近的低地则是背

43、斜轴的位置也有少数山头本身就是个短轴背斜，如汤山。但它也已遭到深刻的剥蚀，目前山头不是出现褶皱时应构成其背斜表层的上古生界或三叠系，而是出露了核部的寒武纪地层。向斜部位按理应形成开阔的谷地。这种现象在本区也能找到一些痕迹。但更多的是些次成谷。它们是由于岩层软弱易受侵蚀而形成的，如本区P2龙潭组分布的部位，常常形成次生的谷地；志留纪高家边页岩分布的地区也有这种现象。 另外，横断层常形成垭口或沟谷，山脉被切断，它们与上述次成谷组合起来，就使本区河流具有格子状水系的特征。硬岩层则多构成山脊。钟山的山脊就是由坚硬的象山群下部石英质砾岩层构成的。钟山南坡都是象山群的砂岩或含砾砂岩，产状较缓，抗风化能力强

44、，所以形成一典型的单面山；北坡大部为黄马青群的粉砂岩、泥岩等组成，抗风化能力弱，又是“反倾斜坡”，所以坡度较陡，只是到了北坡中下部。由于上坡风化细屑的覆盖，坡度才比较平缓。钟山还发育了几条放射状分布的横断层，沿着这些断裂后期有差异升降活动，其特点是中段上升，两侧下落，具有地垒山的性质，这种构造特点与钟山今天巍峨的形势也是大有关系的。坚硬的五通组砂岩也常常构成山头。汤山地区的孔山、黄龙山、团山、土山、狼山等就是例子。溶蚀地形的发育与石灰岩、白云岩有关。燕子矶附近沿江的头台洞、二台东、三台洞等溶洞，发育在江边的震旦系灯影组白云质灰岩中，溶洞大致可分为三层，是地下水溶蚀的结果。第三纪晚期和第四纪的玄

45、武岩喷发，在本区还造成一些形状独特的方山地形。南京附近还有较多的河流阶地，主要是古长江发育的产物。在燕子矶可以见到三级阶地(级和III级保存较差，分布比较零星)，出露高度分别为10米、2025米、4050米。雨花台地区的菊花台采石坑就位于长江的三级阶地上。四、地壳运动和岩浆活动本区中三叠世以前的地层接触关系均为整合或假整合，说明在此之前本区地壳运动以升降运动为主。中三叠世到早侏罗世，地层之间出现角度不整合，是本区褶皱构造形成的主要时期，这个时期的地壳运动就是印支运动(包括金子运动和南象运动)。晚侏罗世纪到白垩纪末，又有广泛的地壳运动，表现为褶皱构造进一步强化，形成新的断裂构造，并伴有大规模岩浆

46、活动(侵入和喷出)。地层之间的接触关系也以角度不整合为多见，这期的运动称为燕山运动。这两期的地壳运动奠定了今天宁镇山脉构造的基本轮廓。宁镇山脉虽以沉积岩层发育齐全著称，但各类火成岩也时有出露。其中侵入岩有蒋王庙的闪长辉长岩；句容铜山的花岗闪长岩(或石英闪长岩)、麒麟门的石英二长斑岩，以及镇江地区的花岗闪长岩等。火山岩及火山碎屑岩则以上侏罗统为代表，主要见于宁镇山脉南带，在平面上有呈带状分布之势；岩性早期以中性的安山岩为特征，晚期则转为偏碱性，如粗面岩等。第三纪晚期(上新世和第四纪初期本区还有玄武岩喷发，基性熔岩形成的火山锥至今仍能大致保持其特有的形态。岩浆活动与内生金属矿产有密切关系，蒋王庙、

47、凤凰山等地的铁矿、句容铜山的钼铜矿等，均与本区侵入岩有关。 五、地质发展简史本区的结晶基底由元古地层组成，但出露极少。震旦纪至志留纪是本区个长期稳定的沉积时期，沉积物以海相石灰岩、白云岩为主，到后期有页岩、粉砂岩、砂岩等。厚度可达2000米以上。志留纪后期，因加里东运动影响。造成本区广泛的海退，许多地方没有沉积，仅少数地区有陆相碎屑沉积发育，如茅山群的砂岩和五通组的砂岩、页岩。从石炭纪起，海侵又逐步扩大。构成本区第二个重要的沉积时期。但下石炭统底部发育不全，金陵组只相当于岩关阶上部的沉积。早石炭世中期还有一次短期海退，形成高骊山组以砂岩、页岩为主的沉积，但该组局部也含海相化石，说明海退不甚彻底

48、，到后期又有和州组泥灰岩沉积。 中、晚石炭世和早二叠世是海侵广泛的时期，当时气候温暖、浅海广布，所以沉积以浅海碳酸盐为主，化石丰富。早、晚二叠世之交，发生过一个重要的地壳隆升过程，这就是东吴运动，它使本区海水外撤，变成滨海沼泽环境，形成了晚二叠世龙潭组的含煤沉积。本区的海侵史与华南其他地区一样，直到中三叠世后期才结束。三叠系青龙群沉积的过程中，整个下扬子海区已经明显收缩，海水逐渐变浅，青龙群顶部出现了海湾、泻湖环境下形成的石膏沉积。中三叠以后，本区发生重要的褶敛运动，使中三叠统以前的地层全部褶皱成山，这就是印支运动，它可以分为前后两期，分别称为金子运动(T2末)和南象(T3末)。这两期的褶皱，

49、奠定了本区的构造轮廓。 燕山期本区构造运动有进步的发展，特别是许多断裂都形成在这个时期。同时，这段时间也是本区岩浆活动的活跃期，除有大量中酸性和偏碱性的喷发活动，还有广泛的酸性侵入岩发育，这些侵入活动对本区内生金属矿产的形成具有重要的意义。 第三纪以来，本区地壳仍有大幅度的差异升降活动，剥蚀作用加强，地形被进一步切割破碎，一些重要的断裂发生继承性的活动，并有玄武岩喷发，逐步形成了今日的地形和地貌。第三节 南京地区野外实习路线及观察要点实习路线1 孔山一、目的要求1. 认识志留系、石碳系、二叠系地层，进行沉积岩岩性描述；2. 用地质罗盘测量沉积岩产状；3. 认识背斜，测量背斜两翼产状；4. 绘制

50、孔山背斜剖面图。二、实习内容1.在孔山采石场观察对比黄龙组、船山组、栖霞组灰岩，认识葛万藻化石，认识燧石结核。2.在孔山山坡背斜两翼产状，认识志留系石英砂岩。葛万藻（石碳系船山组） 背斜核部（志留系，孔山）3.小河边观察志留系下统高家边组岩性特征，并测量产状，在坟头群页岩中寻找古生物化石，注意寻找方法（顺层面找）。附：黄龙组灰岩多为浅灰带肉红色，含纺锤虫筳化石；船山组灰岩多为灰白色，见葛万藻化石；栖霞组灰岩以黑色燧石结核为标志。实习路线2 棒锤山一、目的要求1. 认识下中三叠统岩性特征，复习路线一见过的地层，根据岩性及化石，分析古地理环境，分析本区石碳纪三叠纪海进海退过程；2. 绘制棒锤山西端的剖面素描图。二、实习内容观察下、中三叠统青龙群岩性特征，注意该地层在下、中、上三部分岩性组合上的差别，并测量产状，寻找化石，绘制剖面素描图。棒锤山西端下、中三叠统由页岩向泥灰岩、灰岩的变化实习路线3 大石碑一、目的要求1. 认识正断层上、下盘相对运动；2. 观察阳山碑材岩性。二、实习内容观察大石碑正断层，辨别上、下盘，测量断层面产状，绘制断层剖面图。附：大石碑断层简介在大石碑北陡壁上见一正断层，此断层发生在栖霞组灰岩中。所谓断层就是指岩层在受力后发生破裂，在破裂面