• 教学内容
    1.   太古代花岗岩与常州沟组不整合接触关系；
    2.   沉积岩岩性、结构构造观察与描述，沉积环境的变化分析；
    3.   常州沟组、串岭沟组、团山子组和大红峪组地层层序、岩石组合，以及地层之间分界特征；
    4.   断层、褶皱、节理与劈理等构造要素观察与描述；
    5.   绘制路线随手剖面图与素描图。
    教学目的与要求
    1.   新太古代花岗岩与长城系的沉积接触关系（吕梁运动）；
    2.   长城系常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组地层间关系。特别注意团山子组与大红峪组之间的不整合接触（兴城运动）；
    3.   观察与识别沉积旋回；
    4.   观察描述串岭沟组所见断层、褶皱等构造，学习构造素描图方法，学会断层的识别标志、划分方式等；
    5.   学习随手剖面的绘制方法。
  •  基础知识
    1.   沉积岩的分类
    2.   砂岩的分类
    3.   成分成熟度与结构成熟度
    4.   沉积环境与沉积相
    5.   沉积岩构造
    6.   主要断裂类型
    7.   劈理
  •  路线概况

    首山路线位于首山风景区，路线全长约2Km，共有8个主要观测点。起始观测点坐标为： E 120°45'8.10"，N 40°37'58.41"，路线观察终点坐标为：E 120°45'30.39"，N 40°38'0.10"。

    图1   首山卫星地图路线与观察点位置

    沿首山路线发育了太古宙花岗岩基底（25亿年）至中元古界长城系。首山路线团山子上段（Cht3）缺失、未见大红峪上段（Chd3），其他地层发育良好。中元古界长城系是华北地台第一套未变质的沉积盖层，底界约18亿年，吕梁运动后覆盖于结晶基底之上，与下伏的绥中花岗岩呈沉积接触。自常州沟、串岭沟至团山子组地层整体产状协调，倾向北东、倾角约60-70°。常州沟段露头良好、构造现象丰富。

    图2  首山路线位置及地质简图
  • 观察点01：长城系常州沟组与绥中花岗岩沉积接触关系
     要求
    1.   观察认识太古代似斑状花岗岩，包括颜色、矿物组成、结构构造等，观察花岗岩与砂岩间接触关系以及石英岩脉的穿切；
    2.   中元古界长城系常州沟组与太古代斑状花岗岩沉积接触界面的观察，重点观察接触界面的形态、古风化壳、常州沟组底部的底砾岩；
    3.   绘制常州沟组（Chc）与太古代似斑状花岗岩沉积接触界面的素描图；
    4.   随手剖面绘制（起点）。
  •  内容

     常州沟组砂岩与绥中花岗岩沉积不整合接触

    绥中花岗岩与常州沟组底部紫色含砾粗粒长石石英砂岩的接触界面凹凸不平，界面之上的常州沟组底部砂岩部分沉积在花岗岩的凹坑中（图3）。 常州沟组砂岩中发育平行层理。

    图3  常州沟组砂岩与绥中花岗岩的接触关系

    绥中花岗岩：风化面呈土黄色，新鲜面呈黄灰色，具似斑状结构，具块状构造，形成于24.96亿年。主要矿物成分为：石英40%、钾长石30%、斜长石25%，暗色矿物主要有黑云母、角闪石。斑晶主要为钾长石及石英，粒径约2~8mm，其中钾长石斑晶较大，呈肉红色。绥中花岗岩可详细定名为：黄灰色似斑状中粗粒含黑云母二长花岗岩。

    常州沟组底砾岩：位于绥中花岗岩之上，含有大量花岗岩砾石，砾石为棱角-次棱角状，砾径2mm-20cm不等，分选磨圆较差，填隙物为粗砂（图4）。底砾岩应为其下的绥中花岗岩风化后沉积而成，沿不整合面往上，钾长石、石英、花岗岩砾石逐渐减少。常州沟组砂岩的岩石年龄约18亿年。

    由于后期构造变形影响，沿着常州沟组与下伏绥中花岗岩角度不整合面产生滑移，岩石破碎强烈，发育构造角砾岩、碎裂岩和地震岩。

    图4  常州沟组砂岩与绥中花岗岩的接触面附近详细特征

    石英岩脉穿切在绥中花岗岩中（图5）。花岗岩形成后受力破碎产生裂隙，之后富含SiO2的热液在裂隙中流动，SiO2结晶沉淀形成石英脉。石英脉常与热液型矿床密切相关。

    图5  石英脉穿切于绥中花岗岩中
  • 沿途观察点01-1 常州沟组岩石组合

     要求
    1.   观察常州沟组各段的岩性、粒度、颜色、厚度等变化，进行地层分段；
    2.   使用罗盘进行地层产状测量等，并绘制随手剖面。
     内容

    由下至上，常州沟组岩石的粒度明显表现为由粗变细的特征，岩层厚度由厚变薄（图6）。常州沟组下段主要发育中厚层含砾长石砂岩，长石石英砂岩（图7），发育平行层理。

    图6  常州沟组岩组组合特征
    图7  常州沟组灰色细砾长石石英砂岩
    图8  常州沟组下段中厚层含砾长石砂岩、长石石英砂岩
    图9  常州沟组灰色中厚层中细粒石英砂岩、长石石英砂岩，发育平行层理
    图10  常州沟组灰色薄层状粉砂岩、页岩
    图11   常州沟组灰白色中、薄层中细粒长石石英砂岩
  • 沿途观察点01-2：常州沟组中的斜层理

     要求
    1.   观察认识常州沟组砂岩中发育的斜层理，了解层理的分类；
    2.   了解各类层理的成因及其对应的水动力条件；
    3.   绘制斜层理素描图。
     内容

    观察和描述常州沟组中发育的斜层理（图12、图13）。

    图12  常州沟组砂岩发育的斜层理

    常州沟组砂岩中发育的斜层理，表明沉积时的水动力较强

    图13  常州沟组砂岩发育的斜层理
  • 沿途观察点01-3：常州沟组中的石英脉

    在常州沟组的构造破碎带中发育了数条石英脉，石英脉或连续分布或断续出现，石英脉的宽度变化较大（图14）。

    图14  常州沟组中发育的石英脉
  • 沿途观察点01-4:常州沟组与串岭沟组的分界标志

     要求
    1.   串岭沟组与常州沟组整合接触界线点；
    2.   观察描述岩石颜色、成分、结构构造等，并进行岩石定名；
    3.   识别地层进入串岭沟组以及划分依据，从岩石岩性、颜色等加以区分。
     内容

    （1）常州沟组与串岭沟组的分界特征

    当进入串岭沟组时，地层岩性为由砂岩变为页岩、粉砂岩；岩层的单层厚度变小，粒度变细，颜色变深。串岭沟组主要发育灰绿色页岩、粉砂质页岩（图15）。

    （2）层间劈理与顺层劈理

    由于顺层滑移形成层间劈理与顺层劈理（图15），层间劈理与层理斜交，依据二者之间交角，可以确定两侧地层滑移方向，以及地层层序是否倒转。

    图15  串岭沟组灰绿色页岩、粉砂岩，发育顺层劈理与层间劈理/div>
  • 观察点02：串岭沟组中的断裂和褶皱构造
     要求
    1.   识别断层：断层滑动面、构造岩、构造破碎带、构造透镜体、派生褶皱等为断层识别重要标志；
    2.   观测分析断层的几何学、运动学特征。断层的几何要素（包括断层面、断层线、断盘等）、运动学及断层性质（正断层、逆断层、平移断层（又分左行、右行）等）；
    3.   测量断层面及断层两盘地层的产状；
    4.   绘制断层的素描图；
    5.   绘制随手剖面。
  •  内容

    构造透镜体

    构造透镜体是岩石因构造作用而挤压破裂成的不连续块体，多呈透镜状或扁豆状，大小不一，其长轴均与挤压面大致平行，围绕着构造透镜体通常发育片理、叶理构造。

    图16  串岭沟组构造透镜体

    串岭沟组中发育多条断层以及褶皱构造，构造标志也十分发育，图16为串岭沟组发育的构造透镜体。

    褶皱构造

    图17显示串岭沟组受构造应力影响，地层产状复杂的弯曲变形。褶皱形成与断层紧密相关。

    图17  串岭沟组发育的褶皱构造

    断层带

    串岭沟组地层产状变化复杂，断层构造较发育（图18）。

    图18  串岭沟组断层带

    构造破碎带

    构造破碎带如图19所示，发育构造角砾岩（图20），破碎带两侧地层产状明显不一致。

    图19  串岭沟组构造破碎带
    图20  串岭沟组构造破碎带与构造角砾岩
  • 观察点03：团山子组特征及构造变形
     要求
    1.   观察团山子组灰黄色中层白云质灰岩、砂质白云质灰岩夹钙质砂岩；
    2.   认识串岭沟组与团山子组分界标志;
    3.   构造形迹观察；
    4.   随手剖面绘制。
  •  内容

    团山子组白云岩透镜体和走滑断层岩

    团山子组底部以浅粉红色（玫瑰色）砂质白云质灰岩出现与串岭沟组分界，上下岩层产状一致，表明串岭沟组与团山子组为整合接触。但从颜色和岩性上看，二者存在较大差异，表明串岭沟组与团山子组的沉积环境有很大不同，串岭沟组的沉积环境主要为还原环境下的浅海相沉积，而团山子组的沉积环境主要为浅海-潮坪环境。

    当进入团山子组时，可见团山子组发育特征的玫瑰红色砂质白云岩，并发育透镜体和走滑断层。

  • 观察点04：大红峪组特征
     要求
    1.   观察和描述大红峪组砾岩夹厚层石英砂岩，观察描述砾石的成分（石英砂岩、花岗岩等）、磨圆好，分选差； /li>
    2.   了解大红峪组与下伏团山子组不整合接触—兴城运动；
    3.   绘制素描图；
    4.   绘制随手剖面图。
  • 观察点05：大红峪组石英质砾岩
     要求
    1.   观察与描述大红峪组石英质砾岩，重点观察砾石与填隙物，从岩石颜色，砾石成分、大小、成熟度（磨圆分选），填隙物成分等方面进行描述。与下伏的复成分砾岩对比；
    2.   观察与描述大红峪组砾岩与砂岩的分界；
    3.   绘制素描图；
    4.   随手剖面绘制（终点）。
  •  内容

    大红峪组岩性段的分界

    大红峪组的石英质砾岩（单成分砾岩）与下部砂岩的分界

    图23  大红峪组上下段分界
    图24  大红峪组石英质砾岩
  • 问题与思考
    1.   常州沟组与绥中花岗岩之间是什么接触关系，主要判断依据是什么？
    2.   根据大红峪组单成分砾岩（石英质砾岩）特征，推断其形成的沉积环境。
    3.   什么是构造透镜体，串岭沟组中发育的构造透镜体有何特征？
    4.   什么是挤压破碎带，串岭沟组中的挤压破碎带有何特征？
    5.   比较大红峪组两种砾岩的特征。
    6.   什么是劈理，劈理有何特征？
    7.   团山子组有何特征？是在什么沉积环境下形成的？
    8.   列举主要的斜层理类型，常州沟组的斜层理属于什么类型，推断其可能的形成环境。
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