第一章 实习区概况
实习区主要位于安徽省淮南市境内。位于东经116°40’—117°15’、北纬
32°35’之间,属江淮丘陵与淮北平原结合地带。在地质上属于华北板块的南部
边缘,南与扬子板块相接,因此其地质特征上属华北型,且独具特色
。
一、行政区划与位置
淮南市位于安徽省中北部,地跨淮河两岸。东与滁州市相邻,南与合肥市接
壤,西南与六安市相连,西与阜阳市交界,北与亳州市、蚌埠市相交。总面积
2526平方千米。总人口240万人。全市辖田家庵、大通、八公山、谢家集、潘
集5个区和凤台一个县。
二、地形,地貌
淮河为江淮丘陵与淮北平原的分界线,她由西向东流经淮南市境中部,其南
岸多低山丘陵,八公山、舜耕山、上窑山均在淮河以南,最高点为白鹗山,海拔
241.3米;而其北岸则是河流冲积平原,海拔在20米左右。从南北两岸汇入淮河
的支流有西淝河、架河、泥河、东淝河和窑河,
三、气候
淮南市,四季分明,属于暖温带大陆半湿润型季风气候区,年降水量900~
1000毫米,年均气温15.3
℃。
四、物产与经济
淮河两岸自古就是膏腴之地,农业以粮食生产为主,稻麦各半,东果西蔬,
故有“走千走万,不如淮河两岸”的民谣流传。西汉淮南王刘安创制的“八公山
豆腐”更是世间一绝,蜚声海内外。
淮南市的矿产资源以煤为主,另外还有磷灰石、石灰石、白云石、石英砂、
紫砂、粘土等。新中国成立后,因为国家经济建设的需要,淮南因煤立市,1949
年7月设淮南矿区, 1950年9月改为淮南市。1952年4月淮南市由安徽省直辖。
并随着煤炭开采延伸而发展,随着淮南老矿区煤炭资源的逐渐枯竭以及煤炭资源
新探明储量的向南和向西延伸,1972年原属凤台县的潘集区,划入淮南市,1977
年原属阜阳地区的凤台县划归由淮南市。
依托优质而丰富的煤炭资源淮南市一直是华东地区重要的电力基地,目前装
机容量830万千瓦,占安徽省电力生产量的近一半。
淮南市为传统重工业城市,支柱产业为煤炭,电力,化工以及制药。为安徽
省第二大城市。1984年被國務院批准為較大城市
1
五、交通
淮南市市内道路纵横成网,交通便利。与外交通的公路有206国道、合淮
高速公路 合徐高速公路、及102、203、225、308、310省道等通往邻市、邻
省。铁路则有淮南线、商杭线 和合蚌线,另外还有即将建成通车的京合高速
铁路。水路主要是淮河主航道。
六、地质研究简史
1949年建国前,我国老一辈地质工作者就在淮南地区及凤阳山
区做过地质和矿产调查,如李四光先生曾于1936年对该地区前元古
界地层进行过研究和划分,建国后很多专业地质队、科研机构、大专
院校等先后在本区进行过普查找矿、科研、地质调查等工作。
本区1:20万区域地质调查由安徽省地质局区域地质调查队,于
1977年3月开始,1978年10月完成野外验收及补课,1979年9月
提交成果并完成验收。1987年淮南地区由省地质局337地质队,进
行了1:1万的矿产地质调查填图工作。由于本区煤炭资源丰富,且
大地构造位置特殊,所以地质研究程度较高。更由于早期三胚层动物
化石——“淮南虫”的发现而蜚声海内外。
2
第二章 淮南地区地质概况
第一节 地层
淮南地区地层为华北地层区、淮河地层分区、淮南地层小区。地层发育主要
为上太古界、上元古界、下古生界、中生界、新生界。但又有其特殊性,如猴家
山组、 凤台组、 四顶山组、 寿县组等都是淮南地区特有的,更因九里桥组中
发现世界最早的后生动物化石而闻名于世。本区地层自下元古界的前长城系至第
四系,除中奥陶统至中石炭统、中生界的三叠系侏罗系和白垩系缺失外,均有不
同程度的发育(见表2-1)。
一、上太古界(霍邱群)
上太古界地层为霍邱群(安徽地质局337地质队1974年命名),在淮南地区
出露不多,在唐山翟至东梁山一线以南、望峰岗东山余家有出露。主要为变质岩
系,由角闪石片麻岩、角闪斜长片麻岩组成。在角闪石片麻岩中,有长石岩脉、
石英脉及伟晶花岗岩脉顺层贯入和穿插。据省地质局区调队资料,对黑云母、白
云母或角闪石矿物用钾一氩法测定的同位素年龄一般为14~17亿年,铷锶法测
定的同位素年龄为24.46亿年左右。从岩石组合、岩化特征、构造面和变质程度
及含矿性等方面分析,本区霍邱群可与豫西太华群、登封群对比。地层总厚度大
于1521m。
二、上元古界
区内发育青白口系及震旦系地层。
(一)青白口系
又称八公山群,此名源于徐嘉炜(1958)的“八公山统”。由一套浅变质或
基本未变质的碎屑岩系组成,在泉山水库以西至望峰岗、余家山及上窑西陡山有
出露。地层总厚度为573m。岩性自下而上可划分为曹店组(Qnc)、伍山组(Qnw)、
刘老碑组(Q)。
nl
1、曹店组(Q)
nc
1978年由安徽区调队命名。系指凤阳群大理岩-千枚岩之上、伍山组石英砂
岩之下的铁质砂砾岩。以往都将本组归属伍山组底部。虽其出露厚度较小且不稳
定,但在广大区域断续出现,其岩相和岩性与上下地层均有差异,顶底都有沉积
间断,属于山前坳陷类磨拉石沉积。厚度21米。
本组砾岩分选较差,砾石磨圆度较好,砾径不等,1-3cm者居多,大者达
30-50cm,成分以石英岩为主,次有千枚岩,片岩和大理岩等。泥砂质及铁质是
基底式接触式胶结。粗碎屑物都来源于下伏地层。岩石无明显变质,与凤阳群的
3
低绿片岩相变质岩系之间有明显的变质作用间断,其与凤阳群应属不整合接触。
表2-1 淮南地区区域地层表
4
地 层 代号 厚度 地 质 特 征
新 第四系 未固结的沙、砾、泥
生
界
K
中
生
界
上 石千峯组
上石盒子组
古 二叠系
下统
生
界
S
上统
下
奥陶系
古
生
界
∈t 137 白云岩,含不规则石英条带,风化后蜂窝状
∈g 崮山组
∈zh 张夏组
中统
寒武系
227 厚层鲕粒石灰岩,生物碎屑灰岩
140 灰岩,页岩互层
下统
上统 土坝组
Ct 112
石碳系
泥盆系
志留系
O
中统
T
中统
三叠系
N
第三系 老
白垩系
Jm 300 火山岩,砂岩
侏罗系
Q
新 紫红色砂页岩
上统
下统
上统 毛坦厂组
中统
下统
上统
下统 和尚沟组
刘家沟组 >1000 紫红色砂岩,页岩
Psh 180 紫红色砂岩,页岩
上统
Px 220 粉砂岩,页岩与砂岩互层,含煤9-12层
上统太原组
下统
E
K 紫红色砂岩,泥岩夹砾岩
J
2
1
3
2
J
1
3
T
2
Th
1
Tl
1
2
Ps 530 粉砂岩, 砂岩,页岩,含煤20-25层
2
1
Ps 70 砂岩,粉砂岩,泥岩,煤层,含植物化石
1
2
C
1
D
3
O
2
Om 147 白云岩,灰质白云岩,页岩
1
Ox 224
1
Oj 10 页岩,泥质白云岩
1
3
3
2
∈x 徐庄组 上下部灰岩,中部砂页岩
2
∈mz 毛庄组
1
∈m 馒头组
1
∈h 猴家山组
1
(米)
74 上部页岩,泥灰岩,下部鲕粒灰岩
200
193 上下部紫红色页岩.中部灰岩,含三叶虫
120 白云岩,白云质灰岩,页岩,底部砾岩,含磷
97
117
灰岩和砂页岩,煤层互层,含
下石盒子组
山西组
马家沟组
肖县组 灰岩为主 夹白云岩
贾汪组
凤台组 灰红色厚层白云质砾岩、中厚层砾岩。
下统
浅灰色厚层白云岩,顶部为含燧石条带或Z 九顶山组
结核的灰质白云岩、硅质白云岩 上统
Є
1f
2jd
38 灰-浅红色条纹状含燧石结核白云岩
元
古
界
中
元Pt
古
界
5
下
元Pt
古
界
上
元
古
界
震旦系 倪园组 Z
四顶山组 Zs
71 灰岩,泥灰岩,含蠕虫化石
下统
九里桥组 Zj
寿县组 Zsh 砂岩
刘老碑组 Ql
伍山组 Qw 石英砂岩
曹店组 Qc 砂砾岩
2n
2
1
1
n
n
n
2
255 白云岩为主,含叠层石
45
530 页岩为主,夹灰岩、砂岩
22
21
青白
口系
1
2、伍山组(Q)
nw
原名“伍山石英砂岩”,1952年创名。以凤阳县宋集剖面为代表。淮南地区
仅出露于寿县的店疙瘩及山余家等地。
岩性为灰白色含海绿石沉积石英岩,底部有时见石英砾岩。底部砾岩虽显示
了与曹店组间的沉积间断,但分布局限,故为整合或假整合接触,很多地段则直
接不整合超覆于更老的地层之上。厚度22m。
3、刘老碑组(Q)
nl
本组名称为谢家荣1947年首创。标准地点在寿县刘老碑。
岩石为青、紫、黄等颜色以黄绿色为主,呈薄片状,页理发育,夹薄层泥灰
岩及钙质粉砂岩,含丰富的低等动植物化石为特征。按岩性可分为下、中、上三
部分:
下部:青灰、紫红、灰黄色薄板状泥质灰岩,含白云质泥灰岩、夹含海绿石
薄层砂岩及黄绿色,厚254m。
中部:黄绿色页岩及薄层泥灰岩,厚243m。
上部:灰色薄至中厚层泥灰岩及钙质粉砂岩,下部夹黄绿色页岩,顶部为钙
质粉砂岩,粉砂质泥岩增多,厚187m。
总厚度为530m。页岩内含多门类化石Chuaria(疑源类),Shouhsienia,
Vendotaenides
(藻类)等化石。与下伏八公山组呈假整合接触。
(二)震旦系
震旦系以碳酸盐沉积为主,中下部岩性为石英砂岩、长石砂岩及白云质灰岩,
上部以白云岩为主。区内分布广泛。其岩性自下而上划分为寿县组(Z)、九里
1sh
桥组(Z)、四顶山组(Z)、倪园组(Zn)、九顶山组(Zjd)。
1j2s
1、寿县组( Z )
1sh
本组名称首见于1976年安徽省地层表。其岩性主要为灰白,灰黄色中至厚
层石英砂岩,长石石英砂岩,岩性比较稳定,顶底均含钙质,见有徽古植物化石
残片。厚度45m。本组石英砂岩致密坚硬,一般成山脊。
该组在本淮河地层分区又称为四十里长山组,1960年由杨志坚创名,命名
地点在霍邱县四十里长山。
2、九里桥组(Z)
1j
该组由朱兆玲等(1964)以寿县城北九里桥命名。
主要岩性为灰色中至厚层含海绿石粉砂质白云质灰岩,粉红色厚层含海绿
石、粉砂质、泥质灰岩及薄层泥灰岩,局部夹薄层海绿石钙质石英粉砂岩,全组
岩性较稳定。四顶山组除在本区八公山~四顶山出露较好外,在凤台及上窑山、
明龙山等地,均有不同程度的出露,与下寒武统猴家山组呈假整合接触。厚度
6
71m。含叠层石灰岩,呈透镜体出现。
藻类和蠕形动物繁盛,尤以富含叠层石为显著特征。
3、四顶山组(Z)
2s
最早由徐嘉炜(1958)命名,创名地点在寿县城北四顶山。厚度255m。含
Baicalia f化石。四顶山组可分下、中、上三段。
下段:厚约48m。最下部为薄板状泥灰岩与薄层白云岩互层,中部为浅肉红
色中厚层状白云岩,偏上夹有同生角砾透镜体,上部为夹有方解石团块和含“云
雾状”石英结核的紫红色至灰白色的泥质白云岩和中厚层状白云岩。
中段:厚约98m。自下而上为灰白色到黄灰色的中厚层状白云岩,含“串珠
状”石英结核、燧石团块、燧石结核或条带。
上段:厚度108m。合肥工业大学地质系郑文武等入1981年将此段单独定名
奶奶庙组。本段底部为红灰色~浅灰色“大竹叶状”泥质白云岩(即为角砾状白
云岩)厚0.5~1.2m。中为红灰色到深灰色中厚层状白云岩,多产叠层石向上为深
灰色夹燧石簿层的白云岩本段底部的最上为含鲕状硅质条带的白云岩,风化后似
“宝塔状”;中部为厚层白云岩夹燧石条带;顶部为黄灰色粗晶白云岩夹硅质条
带,含丰富的叠层石碎屑。
4、倪园组(Z)
2n
由苏皖两省区调队(1977)联合命名,创名地点在江苏省铜山县倪园庄。主
要为灰-浅红色条纹状含燧石结核白云岩,厚38.47m(37~92m)。可分成两个岩
性段:
下段以灰白色中-厚层条带状含硅泥质白云岩为主,时见燧石结核,底部局
部夹凸镜状和似层状石英砂岩。含叠层石Anabaria f.,Archaeozoon f.等。
上段为灰白色薄-中厚层泥质白云岩,含燧石条带和结核,微细水平层理发
育,
5、九顶山组(Z)
2jd
本组创名地点为灵璧县北东部之九顶山。岩性以及浅灰色厚层含燧石结核或
条带的白云岩、含灰质或硅质白云岩为主,底部皆为竹叶状灰岩。含叠层石
Tungussia f,Baicalia f等化石。厚117m。
三、下古生界
区内发育寒武系及奥陶系地层。
(一)寒武系(Є)
本区寒武系地层分布广泛,八公山区、舜耕山区、上窑山区和明龙山一带均
有出露,主要为一套局限台地-开阔台地相碳酸盐沉积,总厚度达1400m。与下
伏青白口系之间为平行不整合接触,系内各组均为连续沉积。分上、中、下三统。
7
1、下寒武统(Є)
1
由凤台组、猴家山组、馒头组及毛庄组组成。区内除明龙山之外,其它各地
均有分布,尤以八公山区出露最广。
(1)凤台组(Є)
1f
为徐嘉炜(1958)创建,当时泛指凤台县东南八公山区下寒武统下部的一套
砾岩。为一套灰黄、灰红色砾岩,顶部为灰绿色页岩。下部为石灰角砾岩,断续
分布于青白口系之上,岩石为灰红色,局部为灰黄色,砾石呈棱角~半棱角状,
排列混乱,分布不均,大小不一(0.5~10cm,大者可达50cm以上),砾石成分
为白云岩、少量燧石及泥灰岩,被白云质所胶结。厚层状,至今未获化石依据。
厚96.79m。与下伏九顶山组地层为假整合接触。
(2)猴家山组 (Є)
1h
为徐嘉炜(1956)创建,命名地点在淮南市猴家大山。下部为磨圆度极好的
灰、灰黑色薄层磷砾岩(或磷矿层)和灰黄、微带灰红色厚层砂质灰岩,含三叶
虫Hsuaspis、腕足类和软舌螺;中部为浅灰、浅灰黄色中薄至中厚含硅灰质白云
岩、白云质泥灰岩,含三叶虫、腕足类和软舌螺,厚76-136m;上部为浅灰、灰
色中薄至中厚层灰岩、鮞状灰岩、含白云质灰岩,含三叶虫Megapalaeolenus、
腕足类和藻类。厚120m。
(3)馒头组(Є)
1m
馒头组原名馒头页岩,为B. willis和E. Blackwelder(1907)创建,命名地
点在山东长清县张夏镇南馒头山。
本组分布广泛,厚度大,层位稳定,按岩性组合分下、中、上三部分,总厚
193m 。
下部:紫、肝紫色为主,顶界夹5m厚的紫灰色中厚层瘤状泥灰岩和1m厚
的灰黄色页状泥灰岩。底为灰白、灰黄色中薄至中厚层含海绿石生物碎屑灰岩,
厚度在2m左右,本层厚度及岩相在淮南各区均十分稳定,在大面积范围内均作
可靠的分层标志,厚度55.33m。含三叶虫Redlichia sp,Girvanella sp等化石。
中部:灰、局部微带灰红色中厚至厚层豹皮状灰岩、豹皮状含白云质灰岩夹
同色厚层含燧石团块,燧石结核灰岩。厚度49m。含Helcionella sp。
上部:紫红、紫黄色页岩,粉砂质页岩、灰黄色钙质页岩与紫灰、黄灰色中
薄层含海绿石灰岩,含泥质灰岩、泥质白云质灰岩及瘤状泥灰岩组成比例不等的
互层。局部灰岩含藻、含砾和细鲕,并显示竹叶状构造。页岩普遍含云母小片,
泥灰岩表面疙瘩状突起明显。厚111m。含Redlichia sp。
(4)毛庄组(Є)
1m z
为卢衍豪、董南庭(1953)创建,命名地点同馒头组。岩性自下而上可以分
8
为:
下部:灰黄、黄灰色中薄至厚层灰岩,含藻白云质灰岩,含白云质条带灰岩
及少量灰、紫灰色中薄层细鲕状灰岩。底部产一层葛万藻和一层叠层石。沿走向
稳定,与下伏馒头组层位分界较可靠,厚33.76m。
中部:紫绿色中薄层含海绿石云母灰岩、紫灰色中薄层鲕状灰岩,灰黄色中
厚层灰岩,灰黄色中薄层泥灰岩与紫红色含粉质页岩,同色含粉砂质泥岩互层,
厚50.16m。
上部:浅灰、灰白色厚至巨厚层,中鲕条带状含白云质灰岩、灰黄色中薄层
细鲕状灰岩、细至中鲕状含白云质灰岩、含葛万藻白云质灰岩,含粉砂质灰岩、
豹皮状白云质灰岩夹少量紫红、紫灰色粉砂质页岩。厚度68.4m。
总厚140m。含Girvanella sp,Shantungaspis sp,Redlichia sp。
2、中寒武统(Є)
2
本统包括徐庄组、张夏组。区内均有分布,化石丰富。
(1)徐庄组(Є)
2x
本组命名人和地点同毛庄组。自下而上分三部分。
下部:灰白色厚层灰岩,褐黄色中厚层含葛万藻白云质灰岩,厚12.27m。
含三叶虫和海绿石。
中部:紫红色页岩、紫色页状含云母粉砂岩及浅棕、紫黄色中簿至中厚层粉
砂岩,含粉砂质细粒长石石英砂岩夹0.67m厚的灰、绿灰色中厚层含海绿石灰岩,
厚68.09m。
上部:灰青色中厚至厚层含泥质条带的碎屑状白云质灰岩、微晶条带状白云
质灰岩,局部显豹皮状和细鲕,厚度109m。
总厚度200m。含Bairella sp,Poriagraulos sp,Sunaspis sp。
(2)张夏组 (Є)
2z
原名张夏石灰岩,为B. willis和E. Blackwelder(1907)创建,命名地点在
山东长清县张夏镇。本区大百家山一带出露较好,化石丰富,可分综合成上、下
二部分:
下部:青灰、灰黄色中厚至厚层,细至中鲕条带状白云质灰岩、含白云质灰
岩、微晶灰质白云岩、微晶白云质灰岩。局部含同生砾,并显“似豹皮状”特征,
厚度106m。
上部:灰黄,紫黄色薄至中厚层砾状白云质灰岩、细晶白云岩,细鲕状灰质
白云岩。顶部为厚6.6m含铁泥质条带状灰岩,其中含海绿石,厚度40m。
总厚度227m。含Crepicephalina sp,Damella sp,Hyolithes sp。
3、上寒武统 (Є)
3
9
淮南矿区上寒武统发育较差,上、下分土坝组、崮山组,主要分布在八公山
东,南丁家山至车路山一带,以及舜耕山北坡。
(1)崮山组(Є)
3 g
原名崮山页岩,为B. willis和E. Blackwelder(1907)创建,命名地点在山
东长清县崮山唐王寨。本组可分为上、下两部分:
下部:以白金山至土坝子剖面出露较好。岩性为灰、黄灰色中厚至厚层中鲕
状含白云质灰岩,岩石具园锥状迭层石,底部为厚15cm的浅灰色竹叶状含白云
质灰岩,此层是与张夏组的分界标志。厚度33.21m,含丰富的三叶虫化石。
上部:浅灰、微带黄红色中厚至厚层含硅质灰质白云岩与土黄、粉红色薄层
页状泥质白云岩、白云质泥质灰岩不规则互层。前者岩性坚脆,后者结构疏松易
风化,厚度42. 25m。
总厚度74m。含Blackwelderia sp,Drepanura sp。
(2)土坝组 (Є)
3 t
由徐嘉伟1956年命名。主要分布在矿区土坝孜一带。其它地区亦有出露,
岩性较为单一,化石稀少,可分为上、下两个岩性段:
下段:浅黄棕色厚层微晶至细晶白云岩,含灰质白云岩,性坚硬、显微层理,
风化面呈褐黄色具刀砍状,厚度15.68m。
上段:下部为黄白、微带黄红色厚层硅质结核白云岩,坚硬致密,具硅质结
核,有时形成硅质薄皮,风化后白云质流失,硅质突出,显示蜂窝状构造,厚
21.47m;上部为黄白、浅肉红色厚至巨厚细晶、微晶白云岩,风化面褐黄色,溶
沟发育,岩石非常坚硬,厚134.66m。
总厚度137米。含Scaevogyra sp,Helcionella sp。
(二)奥陶系(O)
区内奥陶系地层出露不多,主要在舜耕山北坡、八公山东南部唐家山及土坝
孜一带,其次在毕家岗、李咀孜煤矿之西及山金家煤矿以南有零星出露。本区缺
失中~上奥陶统,下奥陶统自下而上分贾汪组、肖县组、马家沟组。主要为一套
海相灰岩、白云岩沉积,地层总厚为250m。本系与下伏上寒武统土坝组为平行
不整合接触,其余各组之间均为整合接触。
(1)贾汪组(O)
1 j
原名贾汪页岩,为李四光和谢家荣(1932)创建,命名地点在江苏徐州贾汪。
底部为2~4m厚的灰黄色板状泥灰岩夹黄绿色薄层钙质页岩、上部为角砾状石灰
岩和土黄、灰黄、黄色中薄至中厚层泥质灰岩,厚度为10m。
(2)肖县组(O)
1x
本组为安徽地勘局325地质队(1974)创建,命名地点在萧县团山。
10
上部为黄灰色含灰质白云岩,夹灰黄色薄层含泥质灰岩,下部为灰褐色厚层
白云质灰岩与黄灰色薄-中厚层泥质灰质白云岩互层。
厚度224米。含Eoisotelus sp。
(3)马家沟组(O)
1m
原名马家沟灰岩,为孙云铸和杨钟健(1922)创建,命名地点在河北开平冶
里附近小马家沟至大马家沟之间。
下部为灰色白云质灰岩,夹泥质条带和泥灰岩,局部含燧石结核,往上为灰
色中厚层致密白云质灰岩,有时含泥质,局部夹泥灰岩。中上部为棕灰、灰褐色
中厚~厚层状白云质灰岩,局部含燧石结核,顶部有时为角砾状灰岩,
厚度147m。含Ormoceras orientale Endo, Armenoceras coulingi(Grabau)。
四、上古生界
由石炭系和二叠系组成,是淮南煤田的赋煤地层。
(一)石炭系(C)
石炭系在区内仅发育上统太原组,零星出露于山金家、赖山集、老龙眼水库、
上窑缸厂以南等地,由一套海陆交替相含煤碎屑岩组成。与下伏奥陶系马家沟组
呈假整合接触。
1、太原组(C )
3t
原名“太原系”(1922),上个世纪六十年代后改称太原组。
由灰~深灰色石灰岩、粘土岩及细~中砂岩组成,夹5~10层不稳定薄煤及
炭质泥岩。厚112m。
产长身贝等腕足类、珊瑚、海百合茎及假纺锤蜓(Pudofusulina sp)、Triticites
sp等化石。
(二)二叠系(P)
与石炭系相伴分布,在罗山、老龙眼水库及泉山农场一带见有零星出露。二
叠系为区内主要成煤岩系,为海漫沼泽相含煤碎屑沉积,总厚度大于1960m。本
系与下伏太原组为整合关系。
1、下二叠统(P)
1
下二叠统包括山西组及下石盒子组。
(1)山西组(P)
1s
原名“山西系”,为维理士(Willis B.)于1909年所创。标准剖面在山西太
原西山。
厚度70m 。由灰黑色泥岩、灰色粉砂岩、灰白色砂岩(有时相变为砂泥岩互
层)组成,上部砂岩含较多的云母片。下部有1~2层菱铁簿层(或砂岩中含菱铁
结核),下部含煤1~3层(A~A)。
13
11
产植物化石Cordaies 科达 Ca1amites 芦木 Plagiozamites sp斜羽叶
Callipteridium sp丽羊齿 Pecopteris sp 栉羊齿 Compsopteris sp焦羊齿。
(2)下石盒子组(P)
1xs
来源于“下石盒子系”,系赫勒(1926)、丛林那(1922)所创的“石盒子系”
中细分出来的。标准剖面在山西太原西山。
厚度220m。由深灰、灰、浅灰、灰白色泥岩和砂岩组成。含煤13~16层(Ba
4
至Bc上煤层),多集中在中下部和中部,大部分可采和局部可采。底部发育一
11
层4~12m厚的含砾中粗砂岩,中上部常有2~3层石英砂岩(或中砂岩)。
产植物化石Cordaies(科达)、Odontopteis sp(点羊齿)、Compsopteris sp(焦
羊齿)Lepidoidendron Polygonale(封印鳞木)、Nilessonia sp(尼尔桑)
Sphenophyllum sp(楔叶)、Pecopteris anderssonill Halle(安得生栉羊齿)、
Cathaysiopteris whitei Kaidz(华夏羊齿)、Callipteris conferta Brong(密美羊齿)、
Lobatannulariasinensis Halle(中国辨轮叶)、-felis(猫眼鳞木)。
2、上二叠统(P)
2
上二叠统包括上石盒子组和石千峰组。
(1)上石盒子组(P)
2ss
原名“上石盒子系”,系赫勒(1926)、丛林那(1922)所创的“石盒子系”
中细分出来的。标准剖面在山西太原西山。
下部和中部由灰、深灰色粉砂岩、泥岩和浅灰、灰绿色、青灰色砂岩(或砂
泥岩互层)组成,含煤18~21层(C至E煤层)。上部由一套灰色、灰白、紫红
1826
砖红、灰紫灰绿等杂色花斑状泥岩及各种粒级的砂岩组成,不含煤层。
厚度530m。产化石Sphenophyllum sp(楔叶)、Lobatannularia sp(辨轮叶)、
Taeniopteris sp(带羊齿)、Gigantopteris nicotianaefolia Schenk(烟叶大羽羊齿)、
Gigantopteris sp(大羽羊齿类)Pecopteris sp(栉羊齿)Lingula sp(舌形贝)Cordaies
(科达)Archacopteris sp(古羊齿类)Stigmaris ficoides Brongn(鳞木根座)
nensis Halle(太原栉羊齿)Callipteris conferta(密美羊齿)-fe1is
(猫眼鳞木)Sphenopteris sp(楔羊齿)。
(2)石千峰组(P )
2sq
原名“石千峰系”,为那林(1922)所创。
厚度180m。为紫红色砂砾岩及紫红色砂岩、砂质粘土岩类组成,局部具小
溶洞,砾径为0.5~7cm。一般为0.5~2 cm,次棱角状及半圆状。
五、中生界
中生界地层区内发育不好,仅有部分三叠系、侏罗系、白垩系。
三叠系地层为陆源碎屑岩系沉积,由砾岩、砂岩、粉砂岩组成,区内发育不
12
完全,仅见于罗山、泉山水库一带,厚度大于1000m。
侏罗系、白垩系地层为陆相沉积,由砾岩和红色碎屑岩组成,区内零星分布,
厚度大于120m。
六、新生界
由第三系和第四系组成。
(一)第三系(R)
本区第三系分布零散,出露不全,分布于舜耕山南麓凤台县黑龙潭附近、上
窑山区东南、明龙山北坡等地,广大平原区第四系之下钻探表明也有分布。为一
套河湖相的碎屑岩系。它与下伏各时代地层呈角度不整合接触,走向变化极大;
厚度150—500m以上。
(二)第四系(Q)
区内分布广泛,以冲积成因为主,有湖相、沼泽、和残坡积沉积,岩性为细
砂、粉砂、粘土等。厚度>93m。与下伏古生界地层呈不整合接触。
第二节 地质构造
淮南在构造环境上位于华北板块南缘,淮南-豫西台陷带内。北以上窑-名龙
山断层与蚌埠隆起相接,南以阜(阳)-李(郢孜)断层与合肥盆地毗邻,东起郯庐
大断裂,西与阜阳、颍上复向斜相连,为连续发展部分(图2-1)。
总体构造格架为一近东西向展布的“对冲式断—褶构造带”。南部“八公山
—舜耕山构造带”,为一由南向北逆冲的推覆构造带;北部“明龙山—上窑构造
带”,是位于淮南煤田北缘由北向南逆冲的推覆构造带;中间为“淮南扇形复向
斜构造带”,构成淮南煤田的主体(见图2-1)。
13
图2-1 淮南构造地质图
①寿县断裂; ②阜李断裂; ③舜耕山断层; ④阜凤断裂; ⑤明龙山—上窑断裂带;
Ⅰ八公山—舜耕山构造带; Ⅱ淮南扇形复向斜带; Ⅲ明龙山—上窑构造带;阴影部分为露头区
一、八公山—舜耕山构造带
该构造带位于淮南断褶带南缘,为一由南向北逆冲的推覆构造带,由一系列
逆冲断层和岩片构成典型的叠瓦构造组合。主要包括阜(阳)-凤(台)断层及凤台
岩片、山王集断层及八公山岩片、舜耕山断层及舜耕山岩片、阜(阳)-李(郢孜)
断层(见图2-2) 。
图2-2 八公山地区构造剖面示意图
1、阜凤断层及凤台岩片
(1)阜凤断层
阜凤断层是一条隐伏断层,该断裂总体走向为东西向,在不同地区分别切割
太古界、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系等不同地层。其主滑脱面向
南倾斜,起伏不平,顺层推覆,多与下伏岩层面的起伏一致,厚度一般大于10 m。具
14
有“断坡—断坪”的构造形式。在剖面上,常常是沿寒武系、石炭系和二叠系的
岩层面,形成断坪,向上切过该岩层面构成断坡,并沿走向形成侧断坡和斜断坡。
东段发育在石炭系、二叠系中,中段发育在寒武系—奥陶系之下,西段又切入到
石炭系—二叠系之中。构造岩以脆性为主,主要有构造角砾岩、构造透镜体、碎
裂岩、碎粉岩等。断层的西端发育较深,有时可见脆—韧性的变形,发育有初糜棱
岩、糜棱岩,次级断层、劈理等伴生构造极为发育,岩层强烈破碎,地层产状紊乱,
断层带的前方一般发育有多种级别的同向次级逆冲断层,越是在断层面陡倾或直
立的部位,次级断层越发育,断层的条数越多,有时出现反向的逆冲断层。其上盘
为凤台岩片。
(2)凤台岩片
凤台岩席的下部(北侧) 滑脱面为阜凤断层,其顶部为山王集断层(南侧) ,
在凤台、张楼一带出露地表,其余均隐伏于新生代地层之下。该岩片主要特征表
现为:地层由西向东,依次变新。在江口集以西为青白口系,向东依次变为震旦系、
寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系等;产状变化较大,走向为近东西向或北北西向,
倾向南,倾角一般较大。在孔集以西,多处地段局部倒转;孔集以东,一般由直立向
正常过渡;淮南老矿区中的孔集矿、李嘴孜矿为岩片产状的过渡地带;次级断层极
为发育,强烈活动,并导致大量不同类型的褶皱发育。在颖北地区的钻孔中,青白
口系刘老碑组的泥灰岩中发育有平卧褶皱;在张楼南小山地区,地表出露一组走
向与地层一致的断层;在刘庄、新集、陆塘等地揭露的伴生断层,也表现为同样的
特征。
2、山王集断层和八公山岩片
(1)山王集断层
该断层走向近东西,中段向南东偏转,总体形成向北突出的弧形,倾向南,倾
角50~55°(见图2-3)。断裂带中有宽约20 m 的碎裂岩带,成分主要为下古生界,
同性质、同倾向的次级断层发育;下盘的震旦系中有明显的逆冲滑动痕迹和轻微
的动力蚀变现象,具有压性断层的性质。沿断层走向,地层的变化较大。山金家一
带,分布有上白垩统;自山金家向西,上盘地层由下二叠统逐渐切入寒武系,至新
集以东,被阜李断层所截;山金家向东,断层沿背斜核部发育,从寒武系到二叠系,
地层有规律的对称出现。越向东断层规模和活动强度越小。其上盘为八公山岩片。
15
图2-3 山王集正断层剖面图
(2)八公山岩片
构成该岩片的地层主要为震旦—二叠系。地层倾向北东或北北东,在东、西
两端转为向北倾,倾角一般15~45°,整体上由北向南,由西向东地层的倾角逐渐
平缓。断层的伴生褶皱大量发育,在靠近阜李断层的附近最为强烈。八公山北侧
的刘老碑页岩中发育有近东西向的不对称褶皱,褶皱轴面向南或南西倾斜,北翼
较陡,倾角一般为30~60°; 南翼较缓,多在10~40°之间。沿构造带走向变形不
一。在岩片东南侧的李郢孜矿区及其东延的部分,由于舜耕山断层及阜李断层的
活动,上部地层变陡,乃至直立、倒转,形成褶皱;李郢孜向西直至八公山以西,岩
片中仅发育一些次级逆冲断层,且基本上是顺层发育,呈现出断坪的特征。北部山
王集断层附近,次级、同向逆冲断层更加发育。
3、舜耕山断层及舜耕山岩片
(1)舜耕山断层
该断层是八公山—舜耕山构造带中主要的断层之一,据井下资料和钻探、物
探资料分析,该断层西起阜阳,经口孜集,向东延伸至八公山之南和舜耕山以北,
再向东延伸到定远地区,隐伏于深部。该断层在从望峰岗到洞山一带长10余公里
的范围内可连续追踪(见图2-4)。其特征为:断层倾向南,倾角变化较大,一般浅部
较陡,向深部变缓,呈犁式断层的形态,显示出近南北向挤压的结果; 其次,断层
面呈起伏波状,显示出典型的断坡、断坪、侧断坡、斜断坡的几何学形态,使得在
大通矿和李郢孜矿区分别有两个凸起,洞山和九龙岗矿区为两个断面凹陷,断层
带宽度从数米至30余米不等。带内多见碎裂岩系、断层泥以及构造透镜体,长、
16
短轴比在1:3~1:5之间;断层切割的地层复杂,西老东新。
图2-4 舜耕山地质图
在舜耕山一带,下元古界、震旦系以及古生界的岩片推覆在石炭系—二叠系
的含煤地层之上,上盘发育有大量逆冲断层或产状较陡,甚至倒转的地层;下盘二
叠系常常发育因牵引而形成的倒转或平卧的褶皱。自李郢孜往西,该断层为下元
古界及震旦系组成的构造岩片推覆在含煤地层之上,或者为下元古界推覆在下古
生界、震旦系之上。再向深部可能收敛到作为主滑脱面的阜凤断层之上。
(2)舜耕山岩片
舜耕山岩片的主体部分是舜耕山,其地层主要为震旦系、寒武系、奥陶系、
石炭系及其二叠系。该岩席在小庙山一带被一组北西向的断层切割为两段。西段
在李郢孜—小庙山一带,主要为青白口系和震旦系。岩片中常见地层产状直立或
呈向南倾斜的倒转状态,形成强烈的牵引褶皱和次级同倾向断层,并且断层多顺
层发育,呈高角度出露地表。东段分布在下庙山东的泉山—沈家岗一线,浅部地层
由西向东,由中寒武统—奥陶系过渡到石炭系—上二叠统,向南倾斜且倒转。断层
发育,倾角较大,在前锋带的煤系中,常造成含煤地层的重复,并使得局部煤层厚
度增大。
4、阜李断裂
阜李断裂在八公山南麓—桂山—赖山一带出露较好,在李郢孜、新集一带的
钻孔中常有揭露。向西与舜耕山断层合并,延展长达百余公里,最大宽度可达80
米 ,是淮南地区内规模最大的逆冲推覆断层。该断层破碎带明显,构造岩分带现
象清楚,主要有构造透镜体、角砾岩、碎裂岩、碎粉岩等,局部有糜棱岩出现。沿
断裂的前缘带,挤压动力蚀变现象强烈,不同性质的构造岩共存。刚性岩石表现为
大规模的硅化角砾岩带。塑性岩层主要为薄层泥灰岩等,发育有大量的牵引褶皱
及其揉皱。该断裂带的上盘(南侧)主要为霍丘群的变质岩,在八公山—李郢孜一
17
带断面较缓。李郢孜以东地区断层产状渐渐变陡。
二、明龙山—上窑构造带
该构造带是位于淮南煤田北缘的推覆构造带,主要包括明龙山—上窑断裂和
上覆岩片。
(1)上窑-名龙山断层
该断裂带仅在明龙山、上窑一带有明显出露。主要特征为:北西西向延伸,
长约60 km ,呈一西窄东宽的长条状地带,发育在青白口系和下古生界中,夹有石
炭系—二叠系的岩片,由一系列向北倾斜的高角度叠瓦状逆冲断层组成,显示出
由北东向南西方向的逆冲;断层面上陡下缓,浅部倾角在70°左右,向深部断层面
的倾角变缓,若干断层收敛在一个主断裂面上;构造岩以脆性变形为主,伴有紧密
的褶皱带、褶劈理、破劈理、构造透镜体、角砾岩、碎粉岩等,呈现出挤压状态
下的构造特征;断层的下盘(南侧) 为淮南扇形复式向斜的北翼,为一套低角度的
寒武系到下三叠系,构造简单。地震资料表明,推覆体前缘含煤地层中褶皱和断层
的强度均不大,切割深度也有限。
(2) 上窑山岩片
上窑山位于淮南市东部边缘,与西部八公舜耕二山无构造上的直接联系,但
也同样是外来块体,只不过非地壳运动所致,而是重力滑覆即块体运动作用的结
果。
上窑山主体由上元古界和下寒武统岩层组成,形成一北西西軸向的宽缓向
斜。西南边缘有残缺不全的寒武系及煤系地层,受强烈挤压而破碎或揉皱变形。
深部为一勺状断层,主断面倾向南偏西。整个上窑山体处于断层上盘(图2-5)。
图2-5 上窑重力滑覆构造剖面示意图
按断层面倾向,上窑山应来自北北东方向,但现在看到上窑山以北是一望无
际的平原,它究竟是从哪里来的?
18
上窑山以北的构造单元称“蚌埠隆起”,与舜耕、阜凤逆掩断层同形成于印
支运动,由地壳强烈上升、隆起而形成。现在蚌埠附近仍能发现它的踪迹,山上
出露上太古界五河群和下太古界凤阳群,皆为片麻岩、片岩之类的变质岩。其之
上的上元古界、下元古界和煤系地层均遭剥蚀。中生代时,上窑地区虽然地势也
较高,但相对于蚌埠隆起,仍有2000米以上的落差,岩层在重力作用下便向南
发生块体滑移。但由于后期构造活动和侵蚀作用,原来高山被侵蚀殆尽或隐于新
生界之下,而上窑山有幸得以保存直至今天。实际上它是北部蚌埠隆起的一部分。
重力断层特征是其后部表现为正断层性质,当滑体至地面处受地面阻挡和反
作用,其前部又表现出向上逆冲的特征,并刮带下伏岩层形成前缘逆冲叠片。这
些特征常将重力断层误认为逆冲断层,冲叠片的出露认为是“构造窗”。上窑块
体前缘二叠系含煤地层并非“逆冲断层下盘”。否则上窑应具备建立大型矿井的
资源条件。钻探资料证明,上窑地区下盘煤系地层中可采煤层位于地下1000米以
下,开采技术条件要求高,目前还难以达到。
三、淮南扇形复式向斜构造带
淮南扇形复式向斜位于八公山—舜耕山构造带和明龙山—上窑构造带之间,
曾被称为“淮南复向斜”。该向斜为东西走向,枢纽向东倾伏,出露长度大于86km。
复向斜内部为一系列次一级的背斜和向斜构造。自北向南主要有尚塘集—朱集背
斜、尚堂—耿村集向斜、陈桥—潘集背斜、谢桥—古沟向斜、陆堂背斜、李郢孜
倒转向斜等(见图2-6)。各褶皱轴向均沿 N70~80°W方向沿展,一般向东倾伏,
倾伏角一般 3~5°,其中尚堂—耿村向斜沿煤田北缘分布,两翼倾角平缓,一般
5~20°,核部为下三叠统,西部有老第三系红层分布。向斜两翼均被走向逆断层
所切。陈桥—潘集背斜位于复向斜中部,呈S 形展布,近东西向。北翼倾角25°左
右,局部达45~60°,南翼倾角5~15°,轴面向南倾斜。核部为奥陶系、石炭系,
枢纽向东西两端倾伏。谢桥—古沟向斜位于淮南复向斜南部,东西长约80 km。向
斜两翼由石炭—二叠系组成,核部常有起伏,为下三叠统。北翼地层平缓,一般5~
15°,南翼地层倒转,普遍被由南向北推覆的古老地层覆盖。
此外,更下一级的附生断层在煤层中也很发育,且大多数发育在褶曲的翼部
和核部,尤其是背斜的端部呈放射状分布,含煤岩系被切割成断块状赋存,造成
多处地垒和地堑,有些褶曲已支离破碎,形态不完整。
19
图2-6 淮南复式向斜剖面示意图
第三节 岩浆岩
淮南矿区岩浆岩的出露甚少,仅见于上窑山区东南及明龙山西北坡,在八公
山区寿县境内的寿西湖一带有小型岩脉侵入于前长城系变质岩系之中,岩性为闪
长斑岩。另外在潘集地区也有小型岩脉和岩体的发育。现将上窑、明龙山区和潘
集地区的岩浆岩分述如下:
1、上窑山区岩浆岩
在沈山一带出露有灰紫色流纹岩及火山角砾岩,角度不整合于寒武系之上。
自上窑至白石咀一带有岩浆岩体出露,面积甚小,呈东南~西北向条状分布,与
断裂方向一致,侵入于寒武系和石炭系地层中,钻探证实深部多为脉状岩体侵入
于二叠系中,岩石呈斑状结构,主要矿物成分为正长石、斜长石和石英,基质具
有相同的成分,为浅成相的二长斑岩。
2、明龙山区岩浆岩
出露于蚂蚁山西北羊山山顶附近,呈长园形及长条状分布,侵入于青白口系
及寒武系中,面积不大,岩性为浅成相的正长斑岩。
3、潘集地区岩浆岩
在煤田勘探过程中发现潘谢矿区于潘集背斜轴部西侧、丁集与潘三井田边界
处,有岩浆岩侵入体,以小型岩脉和岩床形式侵入石炭纪和二叠纪煤系的下部,
主要对1煤层至11煤层有不同程度的影响,使煤层局部被岩浆岩吞蚀变为天然
焦,岩浆岩厚度为4.49~77.79m,一般由东往西变厚、翼部厚,向深部和背斜轴
部逐步变薄至尖灭。岩性大致与明龙山出露者相似为二长斑岩、细晶岩和煌斑岩
等。
20
本区岩浆岩的侵入时期属燕山期。
第三章 路线地质
路线一:校内建筑石材的岩石学观察
实习内容:
1、 观察和认识常见的造岩矿物。
2、 初步认识岩浆岩、变质岩和沉积岩,初步理解和掌握结晶结构、变质结构和沉
积结构的特征与区别。
3、 初步掌握三大岩类的肉眼鉴定方法和命名原则
4、 学会使用放大镜,观察和认识灰岩中的蜓类化石
5、 观察和认识酸雨对建筑物的腐蚀现象
路线二:洞山 古生代∈— O 地质剖面
实习内容:
1、掌握罗盘使用的基本方法与技能,学会测量与记录产状。
岩层
2、认识
沉积岩的成层性,理解和掌握野外正确认定层面的方法。
3、初步掌握碳酸盐岩的野外观察、描述与命名
4、初步掌握碎屑岩的野外观察、描述与命名
5、初步掌握泥岩的野外观察、描述与命名
6、认识碳酸盐岩不同结构所代表的沉积环境意义
7、观察和认识层面构造、并了解其沉积环境意义和构造意义
8、
观察和认识节理构造,并测节理产状和节理所在岩层产状
9、
观察和认识古生物化石
10、初步了解和认识舜耕山断层。
思考作业题
1、碳酸盐岩中发育的节理与碎屑岩中发育的节理有何异同?
2、白云岩的刀砍状风化表面是野外辨识白云岩的重要标志,根据你的
野外观察,试探讨其成因。
洞山剖面 信手路线地质剖面图
21
路线三:罗山——山余家Ar2— Pt— P2 地质剖面
1、观察和认识二叠系石千峰组的岩性特征
2、观察和认识交错理,泥皮构造及其沉积环境意义和构造研究意义
层
3、观察舜耕山断层在罗山北坡所表现出的断层接触关系,上下两盘地层及
断失地层及厚度
4、观察和认识散体状岩体。
5、观察和认识隐生宙藻类化石,了解其地质意义
6、初步认识和掌握地形图的使用。
7、学会用罗盘测量地形坡度。
8、观察罗山公墓断层,描述其断层特征;认识构造不连续这一断层识别标
志。
9、观察和认识刘老碑底部灰岩中发育的小褶皱和“X”型共轭剪节理
10、 观察和认识伍山组砂岩的岩性特征,认识指相矿物海氯石
11、 认识岩石风剖面,了解土壤的结构和形成
12、 观察罗山水库断层,描述其断层特征;认识如何利用标志层错断和
山脊突然消失来辨识并最终确定断层的存在
13、 学习用GPS 将实地一点标注到地形图上。
野外作业题:
1、 练习草绘
路线地质剖面图野外草图
2、 练习草绘罗山水库断层的断层平面草图
3、 分组讨论两天实习所见四组沙岩岩性特征的异同,以及其工程地质性
质的差异
思考题:
罗山以西,
舜耕山为何不在继续向西延伸?
22
路线四
八公山
老鹰山 — 庙山洼 — 朱家洼 — 黄豆山 — 凤台桥头 — 茅仙洞 — 赖
山 — 李郢孜
实习内容:
1、 练习使用地形图
2、 观察认识八公山地层,通过由南东至北西系统测量八公山路线上各
观测点的产状,了解八公山地层的展布规律及变化趋势
3、 寻找化石,观察认识生物遗迹化石
4、 观察认识喀斯特——庙山洼石芽地貌
5、 结合地形地质图,实地了解山王集断层和阜凤断层
6、 观察认识边坡失稳现象,讨论哪些因素影响边坡稳定性
7、 观察认识淮河的地质作用
8、 观察认识舜耕山逆掩断层下盘——赖山断层角砾岩
9、 通过李郢孜煤矿的煤矸石,认识含煤地层的岩性特征
10、 了解矿区环境
野外思考讨论题
1、 一般软弱地层成谷,坚硬地层成山。但同是软弱地层刘老碑组,为
什么在罗山为谷地或洼地,而在茅仙洞则是较高的山。相似的现象还出
现在:洞山以土坝子组为山脊向南地势变低,到馒头组时几为平地;而
在老鹰山,馒头组却是老鹰山的主体和山脊。为什么?
分组讨论影响地形地貌的影响因素有那些。
2、 茅仙洞古道观建于由软弱地层刘老碑组构成的淮河侵蚀陡崖之上,
它能历经千年而安在,说明该边坡在自然状态下,基本上是稳定的。
通过观测,分组讨论边坡稳定性的影响因素有那些。
23
路线五 上窑山 —— 凤阳韭山洞
实习内容:
1、 观测上窑??? 山向斜构造。
2、 观测上窑??? 山南翼发育的断层构造
3、 观察认识地下水的地质作用。
思考题:
1、 较大规模溶洞的形成,须具备哪些条件?
2、 若矿井下,矿床的围岩是可溶盐岩类,则对采矿活动有何威胁?
3、 若大型高层建筑拟建在灰岩地区,应考虑什么排除什么危险?
照片 剖面图
第四章 实习报告的编写
本次认识实习是同学们踏入大学校门,修过相关专业基础课之后,进行的
首次理论与实践相结合的学习活动。相信大家通过本次实习,原来课堂上学到的
概念和理论都会有一定程度的具象化,所学的书本知识,有一部分已经开始变得
不那么抽象、空洞和枯燥,开始有些生动起来了。如果你有此感觉,则本次认识
实习的教学目的便基本达到了;若通过本次实习,原来因不感兴趣而被你所忽视
的专业基础课的内容,在本次实习中被你拣了一部分回来,则有理由相信,你有
能力把原来因不感兴趣而被你所忽视的专业基础知识,通过自学而全部补回来。
本次认识实习是同学们对已修过的相关专业基础知识的一次由理论到实践
的积极的学习过程,它会加深我们对相关专业基础知识的理解、激发我们对大自
然进行探索的热情、提高我们的观察分析能力和动手能力。因此,作为本次实习
的小结,每位同学都要把自己的收获,以实习报告的形式表述出来。实习报告的
编写可参考下面形式:
一、实习概况
内容包括:
实习时间、地区、参加人员和组织情况;
实习目的、实习主要过程和实习内容;
实习区地理、地质概况
二、实习报告正文
24
对在野外实习路线上的各观察点的观察、观测过程中,同学们收集了大量
的野外地质信息和资料,包括野外地质现象的文字描述,野外地质素描图和剖
面图,还有反映野外地质现象的照片,甚至反映我们实习生活的照片,都是编
写实习报告的基本资料和素材。把它们整理后,系统地展现出来,便是一篇很
好的实习报告。
比如,可以从如下不同角度
淮南地层古生物;
实习所见各种地质作用;
实习所见各种岩体的工程地质特征;
资源地质;
环境地质;
来系统地展示你在实习中所收集到的地质信息和资料。不要求角度相
同、千篇一律,但要求资料详实、文理通顺、展示全面、有条有理,图文
并茂。字数要求在4000以上,可以参考有关教材和参考书,可以相互讨论,
但千万不要抄袭。
报告的编写过程对每个人来说,意义不仅仅在于得到实习的学分,更重
要的是这一学习过程会锻炼和提高你的分析能力,综合能力以及文字表达
能力。因此,
每位同学对实习报告的编写都要认真对待,亲自动手。
三、实习后的感想
在这一部分,可以畅所欲言,将自己实习的收获,感想,意见,建议充
分、明确地表达出来。比如对实习时间的安排上、与基础课的衔接上等
方面都可以提出你的意见、看法和建议;再比如,对实习内容的安排上,
如有意见和看法也可以直抒胸臆;还有,对实习中存在的问题,可以秉
笔直书,大胆地提出自己的批评意见和建议。建设性的意见,对于教学
质量的提高将功莫大焉
,本次实习最终成绩的评定,主要依据如下三个方面:
1、野外实习中的表现
2、原始野外记录
3、实习报告
野外实习结束后,每人应提交的存档资料是
1、实习日志(野外记录每日整理后的誊清本)。
2、实习报告。
25
第五章 附录
——野外地质工作的基本技能和方法
第一节 实习准备
为了保证野外地质工作的顺利进行,每次出发前,都要进行大量的技术性、事务性的准
备工作,筹备充足的工作、交通和生活需要的装备和用具。工作内容不同,要求也不尽相同。
本次野外实习要求准备的物件如下:
集体借用类:地质包、地质锤、罗盘、放大镜
自备类:地形图、野外记录本、文具(2H铅笔、红铅笔、量角器、三角板、小刀等)、
饭具、饮水用具、遮阳用具、登山用鞋等。
第二节 地质罗盘仪的使用
地质罗盘仪是进行野外地质工作必不可少的一种工具,借助它可以定出
方向,观察点的所在位置,测出任何一个观察面的空间位置(如岩层层面、褶
皱轴面、断层面、节理面„„等构造面的空间位置),以及测定火成岩的各种
构造要素,矿体的产状等。因此必须学会使用地质罗盘仪。
一、地质罗盘的结构
地质罗盘式样很多,但结构基本是一致的,常用的是圆盆式地质罗盘仪。由磁针,刻度
盘,测斜仪,瞄准觇板,水准器等几部分安装在一铜、铝或木制的圆盆内组成(附图1)。
附图1 常用地质罗盘结构图
26
1、磁针:一般为中间宽两边尖的菱形纲针,安装在底盘中央的顶针,可自由转动,不
用时应旋紧动螺丝,将磁针抬起压在盖玻璃上避免磁针帽与顶针尖的碰撞,以保护顶针尖,
延长罗盘使用寿命。在进行测量时放松固动螺丝,使磁针自由摆动,最后静止时磁针的指
向就是磁针子午线方向。由于我国位于北半球磁针两端所受磁力不等,使磁针失去平衡。
为了使磁针保持平衡常在磁针南端绕上几圈铜丝,用此也便于区分磁针的南北两端。
2、水平刻度盘:从0º开始按反时针方向每10º一记,连续刻至360º,0º和180º分别
为N和S,90º和270º分别为E和W,用这种方法刻记的称方位角罗盘仪,用它可以直接
测得地面两点间直线的磁方位角。
另一种是把刻度盘分成四个象限,由相对的两个0º开始,分别向左右两边记10º,20
º,„„90º„„两个0º分划线处分别标注N和S。90º分划线处分别注为W和E。这种称
象限角罗盘仪,利用这种罗盘可测得地面直线的磁象限角,两种刻度罗盘中东、西两位置
的标记对调与实际相反,是为了便于测量能直接读得所求数。
3、竖直刻度盘(下圈):专用来读倾角和坡角读数,以E或W位置为0º,以S和N
为90º,每隔10º标记相应数字。
4、悬锥:是测斜器的重要组成部分,悬挂在磁针的轴下方,通过底盘处的板手可使悬
锥转动,悬锥中央的尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。
5、水准器:通常有两个,分别装在圆形玻璃中,圆形水准器固定在底盘上,长形水准
器固定在测斜仪上。
6、瞄准器:包括接物和接目觇板,反光镜中间有细线,下部有透明小孔,使眼睛、细
线、目的物三者成一线,作瞄准之用。
二、地质罗盘的使用方法
1、在使用前必须进行磁偏角的校正
因为地磁的南、北两极与地理上南北两极位
置不完全相符,即磁子午线与地理子午线不相合,
地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一
致,这两方向间的夹角叫磁偏角(δ)。地球上某
点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏,偏于
西边称西偏。东偏为正(+),西偏为负(-)(附
图2)。
应用这一原理可进行磁偏角的校正,校正时
可旋动罗盘的刻度螺旋,使水平刻度盘向左或向右转动,(磁偏角东偏则向右,西偏则向左),
使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0—180线间夹角=磁偏角。经校正后测量时的读数就
为真方位角。
实习区(八公山区?)的磁偏角为西偏4°00′,放在作磁偏角校正时旋动刻度螺旋使
水平刻度盘之0º分划线向左移动4°即可。
2、目的物方位的测量
是测定目的物与测者间相对位置关系,也就是测定目的物的方位角(方位角是指从子
午线顺时针方向到该测线的夹角)。
测量时放松制动螺丝,使对物觇板指向测物,即使罗盘北端对着目的物,南端靠自己,
进行瞄准,使目的物、对物觇板小孔、盖玻璃上的细丝连在一直线上,同时使底盘水准器
水泡居中,待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角。(若指针一时静止不了,
附图2 磁偏角正负示意图
27
可读磁针摆动时最小度数的二分之一处,测量其它要素读数时亦同样)。
若瞄准后指北针指着314º,即目的物之方位角A=314º,表示目的物在观测者的北偏西
46º。
若用测量的对物觇板对着测者(此时罗盘南端对着目的物)进行瞄准时,指北针读数
表示测者位于测物的什么方向,此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向,与前
者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒,故影响测物与测物者
的相对位置。
为了避免时而读指北针、时而读指南针,产生混淆,故应以对物觇板指着所求方向恒
读指北针,此时所得读数即所求测物之方位角。
3、岩层产状要素的测量
岩层的空间位置决定于其产状要素,岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角。测量
岩层产状是地质工作者最基本的工作方法之一,必须熟练掌握。
①岩层走向的测定
岩层走向:是岩层层面与水平面交线
的方向,也就是岩层任一高度上水平线的
延伸方向(附图3)。
测量时将罗盘长边与层面紧贴,然后
转动罗盘,使底盘水准器的水泡居中,读
出指针所指刻度即为岩层之走向(附图
4)。
因为走向是代表一条直线的方向,它
可以两边延伸,指南针或指北针所读数正
是该直线之两端延伸方向,如NE30º与
SW210º均可代表该岩层之走向。
②岩层倾向的测定
岩层倾向:是指岩层向下最大倾斜方
附图3 岩层的产状要素
向线在水面上的投影,恒与岩层走向垂直
(附图3)。
测量时,将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向,罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘,使
底盘水准器水泡居中,读指北针所指刻度即为岩层的倾向(附图4)。
假若在岩层顶面上进行测量有因难,
也可以在岩层底面上测量。仍用对物觇板
指向岩层倾斜方向,罗盘北端紧靠底面,
读指北针即可。假若测量底面时读指北针
受障碍时,则用罗盘南端靠着岩层底面,
读指南针亦可。
③岩层倾角的测定
岩层倾角是岩层层面与假想水平间的
最大夹角,即真倾角,它是沿着岩层的真
倾斜方向测量得到的,沿其它方向所测得
的倾角是视倾角。视倾角恒小于真倾角,
也就是说岩层层面上的真倾斜线与水平面
的夹角为真倾角,层面上视倾角斜线与水
附图4 用罗盘测量地质产状
28
平面之夹角为视倾角。野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要,它与走向垂直。此外可用小
石子使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动,此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜
方向(附图3)。
测量时将罗盘直立,并以长边靠着岩层的真倾斜线,沿着层面左右移动罗盘,并用中
指搬动罗盘底部之活动板手,使测斜水准器水泡居中,读出悬锥中尖所指最大读数,即为
岩层之真倾角(附图4)。
岩层产状的记录方式通常用两种:
一种是方位角记录,如果测量出某一岩层走向为310º,倾向为220º,倾角35º,则记
录为NW310º/SW∠35º或310º/SW35º或220º∠35º。
另一种是象限角记录,需要方位角310º转换为象限角,r=360º-310º=50º记作N50º
W/SW∠35º。
野外测量岩层产状时需要在岩层露头测量,不能在转石(滚石)上测量,因此要区分
露头和滚石。区别露头和滚石,主要是多观察和追索并要善于判断。
测量岩层面的产状时,如果岩层凹凸不平,可把记录本平放在岩层上当作岩层面以便
进行测量。
第三节 地形图的知识及其在地质工作中的应用
地形图是地表起伏形态和地物位置、形状在水平面上的投影图。具体来讲,将地面上
的地物和地貌按水平投影的方法(沿铅垂线方向投影到水平面上),并按一定的比例尺缩绘
到图纸上而成的图件。它是地面上地形和地物位置实际情况的反映。
地形图上表示地形的方法很多,最常用的是以等高线表示地形起伏,并用特定的符号
表示地物,一般的地形图都是由等高线和地物符号所组成。
地形图对野外地质工作具有重要意义,是野外地质工作必不可少的工具之一。因为借
助地形图可对一个地区的地形、地物、自然地理等情况有初步的了解,甚至能初步分析判
断某些地质情况,地形图还可以帮助我们初步选择工作路线,制定工作计划。此外,地形
图是地质图之底图,地质工作者是在地形图上描绘地质图的,没有地形图作底图的地质图
是不完整的地质图,它不能提供地质构造的完整和清晰的概念。
因而在野外地质工作之前要懂得地形图,会使用地形图。
(一)、地形图的基本知识
1、比例尺与地形图的类型
⑴ 比例尺
比例尺是实际的地形情况在图上缩小的程度。因为地面上地形与地物是不可能按实际
大小在图上绘出,而必须按一定比例缩小,因此地形图上的比例尺也就是地面上的实际距
离缩小到图上距离之比数,一般有数字比例尺,直线比例尺和自然比例尺,往往标注在地
形图图名下面或图框下方。
①数字比例尺:用分数表示,分子为1,分母表示在图上缩小的倍数,如万分之一则写
成1︰10000,二万五千分之一写成1︰25000。
②线条比例尺或称图示比例尺:标上一个基本单位长度所表示的实地距离。
③自然比例尺:把图上l厘米相当实地距离多少直接标出,如1厘米﹦200米。
29
此外,比例尺的精度也是一个重要的概念。人们一般在图上能分辩出来的最小长度为
0.1毫米,所以在图上0.1毫米长度按其比例尺相当于实地的水平距离称为比例尺的精度。
例如比例尺为1:1000,其0.1毫米代表实地0.1米,故1:1000之地形图其精度为0.1米。
从比例尺的精度看出不同比例尺的地形图所反映的地势的精确程度是不同的,比例尺
越大,所反映的地形特征越精确。
⑵地形图的类型
地形图一般按比例尺作如下几种分类。
①大比例尺地形图:包括1︰5000、1︰2000及1︰1000等几种比例尺的地形图。主要
用于城市居点的规划、市政建设、工矿企业及其他工地建筑的初步设计;乡镇的土地整理
及灌溉网的计划;地质勘探成果的填绘和矿产储量的计算等。1︰2000和1︰1000比例尺的
地形图主要用于居民点的详细规划和设计、地质勘探成果之精确填绘及矿产储量的精密计
算和施工设计等。
②中比例尺地形图:包括1︰50000和1︰10000等几种比例尺的地形图。主要用于地
质普查填图、详查;水文工程的水源勘探;水利工程勘查设计及道路选线等。
③小比例尺地形图:包括1︰100000更小比例尺的地图。主要用于地质路线普查、区
域地质测量及铁路、公路选线等。
2、地形图的分幅及编号
为了工程上和军事上管理、查找和使用方便,可按各地区所处的地理位置和规定的比
例尺将地形图进行分幅和编号。这样,每种比例尺的地形图都有一定大小的图廓,每一图
都有相应的编号。
分幅的方法有正方形和梯形分幅法。一般大比例尺多采用直角坐标线来分幅,图形为
正方形。中、小比例尺地形图一般都采用梯形分幅法。
地形图有了规律的分幅和编号,这样在管理、查找和使用上都很方便,只要我们知道
工作区的地理坐标经、纬度,就可以很准确的提出所要使用的各种比例尺地形图图幅的编
号,给工作带来很大方便。
3、地形的符号
一般用等高线表示。
⑴等高线的含义及其特征
等高线是地面同一高度相邻点之连线,等高线的特点如下。
①同线等高。即同一等高线上各点高度相同。
②自行封闭。各条等高线必自行成闭合的曲线,若因图幅所限不在本幅闭合必在邻幅闭
合。
③不能分叉,不能合并。即一条等高线不能分叉成两条,两条等高线不能合并成一条(悬
崖,峭壁例外)。
等高线是反映地形起伏的基本内容,从这一意义上说地形图也就是等高线的水平投影图
(当然,还要附加一些内容)。黄海平均海平面是计算高程的起点,即等高线的零点。按此可
算出任何地形的绝对高程。
等高距:切割地形的相邻两假想水平截面间的垂直距离。在一定比例尺的地形图中等高
距是固定的。
等高线平距:在地形图上相邻等高线间的水平距离,它的长短与地形有关。地形坡缓,
等高线平距长,反之则短。
⑵各种地貌用等高线表示的特征。
30
①山头与洼地
从附图5中可见山头与洼地都是一圈套着一圈的闭合曲线。但它们可根据所注的高程来
判别。封闭的等高线中,内圈高者为山峰,如附图5中A点。反之则为洼地,如B点。
附图5 山头与洼地之等高线特征
鞍部是相邻两山头之间呈马鞍形的低凹部位。鞍部往往是山区道路通过的地方,也是两
个山脊与两个山谷会合的地方。鞍部等高线的特点是在一圈大的闭合曲线内,套有两组小的
闭合曲线,如附图5中C点。
两个相邻洼地间为分水岭,在图上为两组表示凹陷的相同高度等高线各自封闭,相邻并
列,如附图5中D点。。
②山坡
山坡的断面一般可分为直线(坡度均匀)、凸出、凹入和阶梯状四种。其中等高线平距之
稀密分布不同。
均匀坡:相邻等高线平距相等。
凸出坡:等高线平距下密上疏。
凹入坡:等高线平距下疏上密。
附图6 山脊与山谷等高线特征
31
阶梯状坡:等高线疏密相间,各处平距不一。
③悬崖、峭壁
当坡度很陡成陡崖时等高线可重叠成一粗
线,或等高线相交,但交点必成双出现。还可能
在等高线重叠部分加绘特殊符号。
④山脊和山谷
如附图6所示,山谷和山脊几乎具有同样的
等高线形态,因而要从等高线的高程来区分,表
示山脊的等高线是凸向山脊的低处,如附图6中
A处。表示山谷的等高线则凸向谷底的高处,如
附图6中B处。
⑤河流
当等高线经过河流时,不能垂直横过河流,
必须沿着河岸绕向上游,然后越过河流再折向下
游离开河岸,如附图7。
4、地物符号
地形图中各种地物是以不同符号表示出来的,有以下三种:
⑴比例符号
是将实物按照图的比例尺直接缩绘在图上的相似图形,所以也称为轮廓符号。
⑵非比例符号
当地物实际面积非常小,以致不能用测图比例尺把它缩绘在图纸上,常用一些特定符号
标注出来它的位置。
⑶线性符号
长度按比例、而宽窄不能按比例的符号。如铁路、公路等成带状或狭长形,其长度可按
测图比例尺缩绘,宽窄却不按比例尺。
以上三种类型并非绝对不变的,对于采用那种符号取决于图的比例尺,并会在图例中标
出。
(二)、地形图的应用
1、读地形图
阅读地形图的目的是了解、熟悉工作区的地形情况,包括对地形与地物的各个要素及其
相互关系的认识。因而不单要认识图上的山、水、村庄、道路等地物、地貌现象,而是要能
分析地形图,把地形图的各种符号和标记综合起来连成—个整体。以便利用地形图为地质工
作服务。
读图的步骤如下。
⑴读图名:图名通常是用图内最重要的地名来表示。从图名上大致可判断地形图所在的
范围。
⑵认识地形图的方向:除了一些图特别注明方向外,一般地形图上方为北,下方为南,
右面为东,左面为西。有些地形图标有经纬度则可用经纬度定方向。
⑶认识地形图图幅所在位置:从图框上所标注的经纬度可以了解地形图的位置。
⑷了解比例尺:从比例尺可了解图幅面积的大小、地形图的精度以及等高线的距离。
⑸结合等高线的特征读图幅内山脉、丘陵、平原、山顶、山谷、陡坡、缓坡、悬崖等地
形的分布及其特征。
32
附图7 河流等高线特征
⑹结合图例了解该区地物的位置:如河流、湖泊、居民点等的分布情况,从而了解该区
的自然地理及经济、文化等情况。附图8所示为某地区地形图。
附图8 某地区地形图
(2)地形图上定点
野外地质工作中,无论是路线地质调查、地质测量,还是矿产调查工作,都必须要在
地形图上确定各种性质地质点的位置。
在地形图上定地质点时,除了要求地质现象观察准确之外,还要求将欲定点的实际位
置准确地填绘在地形图上,这就要求熟练地判读地形图上所标绘的地形地物符号,将一张
平面的地形图看成是山峦起伏、沟谷交错的生动画面,这样在图上才能准确地判断各种地
形单元间的相互位置关系。一般是直接观察周围地形地物的分布特征,与图画地形相对照,
来确定欲定点在图上的位置。也可以用已知的地形地物进行后方交会,来确定我们自己所
在的位置并将其定在图上。
如果所用地形图比较准确,利用周围地物、地形特点即可准确又方便地完成定点。例
如在道路分叉、公路、河流拐弯、村庄、房屋、小庙、桥梁、水坝等具明显特征的地物附
近定点时,首先将地形图定向,将实际地物与地形图上的标记一一对应,目估待定点与地
物之间的距离,就可方便而准确的定出地质点在图上的位置。如果周围地形具有明显的特
征,如地质点是在两山峰间的鞍部、三角点附近、陡崖下、山脊上坡度的变化部位等等,
且对地形图的判读比较准确而熟练,定准地质点是不难的。
当周围的地形特征不太明显,又无明显地物可参照时,可用后方交会法来确定我们所
在点在地形图上的位置。首先要确定实地比较明显的目标2~3个,而且在地形图上能够准
确测定我们所在点对与已知点的方位,然后用量角器在图上画出方位线,线之交点即是我
们所在点。
利用后方交会应注意以下几点。
⑴选择的已知点在图上的位置必须准确认定,点位明确。如有些村子在图上只画一片
房屋符号,无法确定具体点位。就不好作为已知点使用。最好是三角点、有标高的山峰等。
⑵所选的明显目标不要相距太远,否则测量方位的误差就会影响很大。罗盘事先要作
磁偏角校正,或者读数中校正。
33
⑶选择三点交会,其角度最好不小于30°。
⑷方位角最好多测几次取其平均值。在图上画方位线时要准确,铅笔要稍硬、削细,
画的要轻。
后方交会法出现误差的因素比较多,一般在野外很少完全依靠此法来定地质点,即使
用该法定点,最后还须利用周围的地形进行校正。如交会点在山脚下,而我们所在点却在
山脊上,就要根据实际情况进行校正。
第四节 野外岩石的观察与研究
一、沉积岩的野外观察和研究
1.颜色
沉积岩的颜色是沉积岩最醒目的标志,是鉴别岩石、划分和对比地层,分析判断古地
理的重要依据之一。
沉积岩颜色按成因可分为三类:继承色、自生色、次生色。继承色主要决定于碎屑颗
粒的颜色,如长石砂岩多呈红色,纯石英砂岩呈白色。自生色决定于沉积物堆积过程中及
其早期成岩过程中自生矿物的颜色,如海绿石长石石英砂岩一般为淡黄绿色。次生色是在
后生作用阶段或风化过程中,原生组分发生次生变化,由新生成的次生矿物所造成的颜色。
上述三类颜色中,继承色和自生色都是原生色。原生色与层理界线一致,分步稳定,
次生色一般切穿层理,分布不均匀。
沉积岩的颜色主要决定于岩石的成分,即决定于岩石中所含的染色物质(色素),或者
说沉积岩的颜色多半是由含铁质化合物或含游离碳等染色物质(色素)造成的。
①灰色和黑色:有机质(炭质、沥青质)或分散状硫化铁(黄铁矿、白铁矿)。还原~
强还原环境。
②红、棕、黄色:铁的氧化物或氢氧化物(赤铁矿、褐铁矿)等。氧化~强氧化环境。
③绿色:多数是由于含低铁的矿物,如海绿石、鲕绿泥石等。少数是由于含铜的化合
物,如孔雀石。两者皆反映弱氧化~弱还原环境。绿色有时是由于含有绿色的碎屑矿物,
如角闪石,阳起石等。
野外颜色的描述应逐层进行。在观察颜色时,必须看到新鲜面,并应以主要颜色为主。
要查明颜色的原生性或次生性及其成因性质。
2.主要岩石类型
沉积岩以物质来源为主要考虑因素的分类方案见附表1。
附表1 沉积岩分类表(据曾允孚等,1984)
基本类型 附生类型
陆源沉积岩 内源沉积岩
火山碎屑岩 附生岩
陆源碎屑泥质岩 蒸发岩 可燃有
岩 (粘土质岩) (盐岩) 机岩
非蒸发岩
34
按结构细分: 按结构细按成分和固结强
火山集块岩 锰质岩 海绿石质岩
火山角砾岩 磷质岩 沥青质岩
火山凝灰岩 砾岩 碳酸盐岩 硫质岩 高岭石粘土(岩)
分: 度细分:
角砾岩 铀质岩 蒙脱石粘土(岩) 硅质岩
砂岩 水云母粘土(岩)
粉砂岩 泥岩
石膏硬石煤
膏岩 油页岩
石盐岩
铝质岩 铜质岩
铁质岩 沸石质岩
页岩
钾镁盐岩
3.陆源碎屑岩的观察描述内容
⑴ 岩石的颜色。
⑵ 结构特征
碎屑岩的结构总称碎屑结构。它包括碎屑颗粒的结构、填隙物的结构、以及碎屑与填
隙物间的关系(胶结类型和支撑类型)。
1). 碎屑颗粒的结构
指碎屑颗粒的大小(粒度)、圆度、球度、形状和颗粒的表面特征。
①碎屑颗粒的粒度划分与分选性
粒度是指颗粒的大小,自然粒级标准主要是根据碎屑颗粒的水力学行为来划分的(附
表2)。
附表2 粒级划分标准表
粒级名称 野外岩石定名
砾 砾石 砾岩(角砾岩)
巨 砂 巨粒砂岩
粗 砂 粗粒砂岩
砂 0.5—0.25
中 砂 中粒砂岩
细 砂 细粒砂岩
微粒砂 微粒砂岩
粉
砂
泥 泥岩
粗粉砂 粗粉砂岩
细粉砂 细粉砂岩
<0.005
自然粒级(mm)
>2
2—1
1—0.5
0.25—0.1
0.1—0.05
0.05—0.01
0.01—0.005
分选性是指碎屑岩中碎屑颗粒大小的均匀程度称分选性或分选程度。分选程度可粗略
分为三级。
分选好:碎屑中主要粒级成分的含量>75%;
分选中等:碎屑中主要粒成的含量为75—50%;
分选差:碎屑中各粒级的含量均﹤50%,或颗粒大小相差悬殊。
②碎屑颗粒的形态
碎屑颗粒的形态包括颗粒的圆度、球度和形状三个方面。野外工作重点应描述圆度情
况。
35
圆度指碎屑的棱角被磨蚀圆化的程度。一般
分为四级:即棱角状,次棱角状,次圆状及圆状
(附图9)。
碎屑的圆度主要与搬运距离、搬运条件(介
质性质及搬运方式)有关,还与碎屑的粒度、碎
屑的性质有关。碎屑磨圆的好坏一般也可分为三
级。
磨圆好:碎屑多为圆及次圆状;
磨圆中等:碎屑多为次圆状及次棱角状;
磨圆差:碎屑多为次棱角状及棱角状。
③碎屑颗粒的表面特征
在碎屑颗粒的表面常有各种磨光面、毛玻璃化、擦痕和刻蚀痕迹等,称为颗粒的表面
特征。其成因主要与机械磨蚀作用和化学的溶蚀、沉淀作用有关。碎屑颗粒表面的某些特有
助分析其搬运和沉积的历史,帮助恢复形成时的环境。但应注意成岩后生作用的影响。颗粒
的表面特征用肉眼只能在粗碎屑上观察。
2). 填隙物的结构
填隙物包括胶结物和杂基。在粗碎屑岩还可有砂级碎屑填隙,称为“机械混入物”。
胶结物的结构指充填于碎屑之间孔隙内的胶结物的结晶程度、晶粒大小、排列方式及
分布的均匀性等。杂基是与碎屑颗粒同时机械沉积的起填隙作用的细屑物质。即粒度
<0.0315mm的粘土物质和细粉砂或碳酸盐灰泥等。
杂基在标本上一般为浅色,疏松无一定形态,充填于粒间孔隙内。其含量要认真估计,
当杂基含量>15%时则属杂砂岩。
胶结物:应定出胶结物的成分及相应的含量。常见的胶结物有碳酸盐质、硅质、铁质
及磷质等。
碳酸盐质:白色或乳白色,硬度低,加稀盐酸(5%)起泡者为方解石,加稀盐酸不起
泡,加浓盐酸起泡者为白云石。
硅质:浅色,岩石致密坚硬。
铁质:暗红色、褐色、断口致密。
磷质:暗褐色、灰黑色,断口致密。加浓硝酸后再加钼酸铵出现黄色沉淀物。
碎屑岩按碎屑颗粒与杂基含量的多少及支撑关系可分为杂基支撑和颗粒支撑。
杂基支撑:杂基含量较多,碎屑颗粒彼此不接触而呈漂浮状分散在杂基之中,由杂基
支撑着碎屑颗粒。这种关系一般反映为一种快速堆积的密度流沉积特点。其胶结类型为基底
胶结。
颗粒支撑:碎屑颗粒之间彼此直接接触,相互支撑,反映了稳定水流沉积作用和波浪
淘洗作用的特点。
颗粒支撑按碎屑与填隙物的相互关系可将胶结类型分为孔隙胶结和接触胶结。
孔隙胶结:在碎屑颗粒之间的孔隙内充满填隙物。其填隙物多为化学胶结物,也可以
是粘土杂基,或二者同时存在。
接触胶结:胶结物较少,一般只在颗粒接触点存在,在孔隙内则很少有或没有胶结物。
这种胶结类型可以是原生的也可以是由于溶蚀淋滤作用次生形成。这种类型孔隙性较好。
⑶.构造特征
沉积岩构造分类见附表3。
附表3 沉积岩构造分类(据曾允孚等,1984)
物理成因构造 化学成因构造 生物成因构造 复合成因构造
附图9 碎屑颗粒的圆度分级
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流动成因构造 同生变形构造 暴露成因构造
一、层理构造 一、孔洞充填
1、块状层理 2、包卷构造 2、雨痕 2、缝合线 2、叠层构造
2、韵律层理 3、砂球构造和 3、冰雹痕 3、叠锥 3、生物遗迹构造 1、示底构造
3、粒序层理 4、泡沫痕 4、晶体印痕 2、窗孔构造
4、平行层理 4、碟状构造和 5、流痕 5、成岩层理 3、鸟眼构造
5、水平层理 4、层状孔洞构
6、波状层理 5、滑塌构造
7、交错层理 6、帐篷构造
二、层面构造
(一)上层面 网状构造
构造
1、波痕
2、剥离线理
构造
(二)底层面
构造
1、侵蚀模
—槽模
2、刻蚀模
—沟模、跳
模、刷模、
锥模等
三、其它
冲刷充填构造
侵蚀面构造
1、重荷模构造 1、干裂 1、结核 1、生物生长构造
砂枕构造
柱状构造
7、鸡笼构造
构造
造
二、硬底构造
⑷.碎屑成分、特征及含量
是粗碎屑岩重点描述的内容之一。
对于粗碎屑岩,研究砾屑的成分具有重要地质意义,它是判断母岩性质的最直接最可
靠的标志。砾石成分多为岩石碎屑(单矿物碎屑极少)。对砾石成分的鉴定就是对构成该砾
石的某类岩石的鉴定。故鉴定时应从砾石的颜色、表面特征、“断口”特征(如贝壳状、平
坦状、砂状等),矿物组成,及岩石物理性质入手。常见的砾石成分有:
石英岩及石英砂岩砾石:均由石英集合体组成,浅色,表面较粗,呈粗糙的砂状断口,
具油脂光泽、硬度大。
脉石英砾石:浅色,表面光滑、由粗晶石英镶嵌组成,断口可见贝壳状、油脂光泽,
硬度大。
燧石岩砾石:颜色较深,多为黑色深灰色、表面光滑、断口致密状呈隐晶结构,硬度
大。
粉砂岩砾石:表面较光滑细致,断口呈粉砂状结构。
泥质岩砾石:多为黑色或紫红色,硬度低,土状光泽。
石灰岩砾石:浅色,硬度低,滴(稀)盐酸起泡剧烈。
千枚岩(片岩)砾石:灰黑色,丝绢光泽,具定向结构。
火山岩砾石:颜色较特殊(浅灰绿色或暗紫红色),断口较粗糙,常见火山碎屑结构,
37
可见长石或石英斑晶(或晶屑)。
此外,还应估计砾石在岩石中的百分含量以及各种成分的砾石含量。
对于中碎屑岩,要求首先大致估计出碎屑在整个岩石中的含量(%),然后再按由多到
少的顺序分别描述各碎屑成分的特征及其在碎屑中的含量。
砂级碎屑颗粒较小,要在标本上鉴定其成分确有一定困难。但只要掌握几点具鉴定意
义的特征是可能初步定出来的。常见碎屑特征如下。
石英:浅色,一般为灰白色,透明或半透明,表面因磨蚀而呈毛玻璃状,具贝壳状断
口和油脂光泽,无解理,硬度大。
长石:肉红色或灰白色,新鲜者可见闪光的解理面,具玻璃光泽,硬度大于小刀。经
风化蚀变的长石碎屑光泽暗淡,形似粘土,但仍具碎屑轮廓,以此可与粘土杂基区别。具解
理和玻璃光泽可与石英区别。
云母:片状,白云珍珠光泽为白云母,黑云母则为黑绿色或褐色片状。
岩屑:多为暗色颗粒。肉眼难以定出具体成分。
⑸. 碎屑岩描述例子
①砾岩描述实例
淡黄绿色,风化面为黄褐色。具砾状结构,砾石约占70%,充填物及胶结物占30%。
砾石大小不一,最大的为65×45mm,在测定200个砾石中,2—10mm者最多占68%,
其次是10—30mm者约占26%,>30mm者约占6%,(以上均为砾石个数百分含量)统计结
果表明砾石分选较差。砾石圆度属次圆状。砾石形状多为近圆球体或近椭球体,少数扁圆体。
砾石成分:以石英岩、石英砂岩、脉石英、燧石为主,其次有粉砂岩、板岩、泥质岩
等,量极少。其中:
石英岩砾石多为灰白色,风化面呈黄褐色,断面上观察由石英砂粒组成,具油脂光泽。
石英砂岩砾石为灰白色,具砂状结构,孔隙胶结,胶结物为泥质。
脉石英砾石为灰白色或黄白色,较透明,断口见粗大晶体呈镶嵌状,并可见贝壳状断
口,油脂光泽。
燧石岩砾石多为黑色致密状隐晶结构,具微波状层理,表面光滑。
粉砂岩砾石多为黄绿色,表面光滑,断口具粉砂状结构,砾石圆度高。
胶结物:为钙质(方解石),滴盐酸起泡。
机械充填物较多,均为砂粒,成分有石英碎屑及暗色岩屑、白云母等。
胶结类型,基底—孔隙式胶结。胶结紧密,为块状构造,砾石大小分布不均,杂乱排
列。部分砾岩因处于风化带,钙质被淋滤,而为铁质充填,使岩石呈黄褐色。镜下观察见其
充填物为0.1—0.5mm的砂粒,其成分为石英,暗色岩屑及白云母等。
定名:黄褐色钙质石英岩质砾岩。
②砂岩描述实例
灰白色,中—细粒砂状结构。碎屑在岩石中约占80%;碎屑的粒径多为0.2—0.3mm,
少数颗粒可达0.5mm或<0.1mm,分选较好,碎屑多为圆到次圆状,磨圆好。碎屑成分主要
由石英组成。填隙物含量约为20%,其成分为白云石(白色、硬度低、滴稀盐酸不起泡),
基底式胶结。
定名:白云质石英杂砂岩。
③粉砂岩的野外观察与描述
粉砂岩的观察描述内容及鉴定方法和砂岩相同。但由于粉砂岩粒度细小,在手标本上,
用肉眼辨认碎屑成分及胶结物成分是比较困难的。因此,更需要依赖于薄片的观察了。但
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在结构观察时应注意,粉砂岩由于粒度小,常呈悬浮状态搬运,碎屑间的摩擦较小,故多
呈棱角状或次棱角状,所以碎屑磨圆度的意义不大。
④泥质岩的观察与描述
泥质岩由于粒度细,故用肉眼鉴定其成分是很困难的,对泥质岩的研究必须采取一系
列现代方法。野外主要观察以下几个方面的内容。
颜色:决定于泥质岩的矿物成分和所含的杂质,质纯的单矿物粘土岩多呈浅色(白色、
浅绿色、浅黄色或浅红色)。当混入有杂质时颜色就会改变,如混入有机质变为黑色,混入
铁的氧化物或氢氧化物时则呈黄色、红色。颜色还能反映其工业性质。如:鲜红色、紫红色
或褐色粘土不能作为耐火粘土,而白色、浅灰色则可作耐火材料。
结构:肉眼观察泥质岩的结构只能根据断口的粗糙程度加以确定。常见的结构主要是
根据含粉砂及砂的情况而划分五个类型。
①泥质结构:用手触摸岩石有滑腻感,用小刀切割的切面光滑,断口呈贝壳状,或平
坦状。
②含粉砂泥质结构及粉砂泥质结构:断口较粗糙,手触摸微有粗糙感。用放大镜可见
粉砂碎屑,小刀切面不光滑。
③含砂泥质结构及砂泥质结构:手触摸有明显的粗糙感觉,肉眼见有砂粒,断口粗,
呈参差状。
构造:泥质岩常见的构造有水平层理、泥裂、雨痕、虫迹、结核等;具有沿层理方向
易剥裂成页状的页理构造。凡具页理构造的泥质岩称为页岩,无页理构造的泥质岩则称为泥
岩。
矿物成分:泥质岩的矿物成分,肉眼难以鉴别。只能根据一些物理性质初步确定,如
高岭石粘土岩、断口贝壳状、润湿后具可塑性,膨胀性不明显;而蒙脱石粘土岩则吸水膨胀
性特强、具有强的粘舌性,放入水中立即散开。尽管粘土矿物难鉴定,但混入物可通过其它
方法确定,如加盐酸起泡,说明有碳酸钙混入,岩石致密坚硬则有硅质混入,机械混入物石
英、云母等肉眼可以直接观察。
含生物化石的情况。
命名:主要是根据泥质岩的固结程度、结构、矿物成分、混入物及颜色等进行综合命
名。
4.火山碎屑岩的观察与描述
⑴火山碎屑物的粒度划分(附表7所示)
附表4火山碎屑颗粒度划分
粗火山碎屑 细火山碎屑
集块(火山块) 角砾(火山砾) 火山灰(火山砂) 火山尘
粗 细 粗 细 粗砂灰 细砂灰 尘 灰
0.25-0.0625mm <0.0625mm >128mm 128-64mm 64-8mm 8-2mm 2-0.25mm
⑵主要岩石类型鉴定
①集块岩和火山角砾岩:粒度上与正常沉积的粗碎屑岩相当。但要注意和正常沉积角
砾岩区别。这类岩石的碎屑多半是火山熔岩屑,及火山碎屑。有时混有沉积岩或变质岩的岩
屑。晶屑较少见,主要是石英长石。呈尖棱角状;玻屑及火山灰、火山尘含量少,它们与熔
岩物质或正常沉积物混在一起成为岩石的填隙物。熔岩碎屑中有时见斑晶及气孔。
39
②凝灰岩、沉凝灰岩:外貌很像细砂岩,它们共同点是都具碎屑结构。区别在于颜色
较特殊,颜色比较鲜艳,有紫红色、灰绿色、灰白色等,有时颜色分布不均匀。常含有新鲜
棱角状的晶屑(主要为长石、石英、其次为云母),玻屑在镜下可见到,这是最主要的一个
特征。此外,可见到沉积岩,火山岩岩屑。
③凝灰岩、特别是熔结凝灰岩和熔岩相似,其区别在于具碎屑结构,粗糙感较明显,
有时较疏松,外貌较斑杂,不如熔岩那样纯净,可混有沉积岩岩屑,具凝灰结构。晶体常见
有破碎现象,呈棱角状。
⑶火山碎屑岩的观察与描述内容
①颜色及其分布的均匀程度。
②结构:火山碎屑的大小、形状、分选性、致密程度。
③构造:块状、斑杂状等,层理构造、或火山泥球构造等。
④成分:有碎屑和填隙物之分。碎屑成分有岩屑(熔岩或沉积岩屑)、塑性岩屑、晶屑
(长石、石英、云母)、玻屑(塑性、或刚性),也可含少量化学沉积物,填隙物多半为细小
玻屑、晶屑组成的火山灰或火山尘。
⑤次生变化:如蒙脱石化、硅化、去玻化、碳酸盐化、沸石化等。
⑥定名:应综合考虑火山碎屑物质的含量、大小和物态、熔岩物质或沉积物质的混入
量、原始岩浆成分、次生变化以及成岩方式等来命名。一般命名是根据:颜色+原始岩浆成
分+火山碎屑物态+基本名称。例如:灰绿色流纹质晶屑玻屑凝灰岩。
⑷火山碎屑岩描述实例
浅紫红色,并有绿色及白色斑块,颜色不均匀,凝灰结构、块状构造。成分较复杂,
有岩屑、玻屑、晶屑。其中岩屑约占10%左右,呈棱角——次棱角状,大小悬殊,分选较
差,最大者有10—12mm,小的只有0.01—0.2mm。岩屑成分有火山岩岩屑,淡绿色或黄白
色,致密状,外形不规则,常呈扁长体(7—20mm);粉砂质泥岩及安山岩岩屑,多为紫红
色,次棱角状,部分已风化而成孔洞;燧石岩岩屑,灰黑色硬度大,晶屑少见,其余为玻屑
及火山尘填隙物,肉眼不易分辨,胶结较疏松,质地粗糙。
定名:紫红色流纹质凝灰岩
5.碳酸盐岩的观察与描述
⑴ 碳酸盐岩野外观察和描述内容
1)、颜色:灰白、浅灰、灰、深灰、灰黑、黄绿、红色等。
2)、矿物成分:碳酸盐岩包括石灰岩和白云岩两大类,故确定矿物成分意义极大。在
标本上主要是根据加稀盐酸(5%)试验确定:①加稀盐酸立即剧烈起泡并嘶嘶作响,说明
岩石主要由方解石组成,应为石灰岩类;②若加稀盐酸不起泡或粉末缓慢起泡,且条痕加镁
试剂变蓝说明含镁,岩石主要由白云石组成,应为白云岩类;③若加稀盐酸起泡反应后留下
泥质物,则为泥灰岩类。其它如陆源矿物和自生矿物也应描述并说明其赋存状态。
3)、结构、构造特征:由于碳酸盐岩的结构与岩石的成因有密切的关系,故不同成因的
碳酸盐岩就具有不同的结构特征,在标本上观察碳酸盐岩的结构应先用稀盐酸或水打湿后进
行,观察其断口以确定岩石具什么结构。
① 若岩石断口粗糙,并明显看出由颗粒和填隙物两部分组成,则岩石具粒屑(颗粒)
结构,再进一步根据颗粒的特征,确定颗粒的类型。
② 断口致密,平坦光滑,或呈贝壳状,用放大镜可见晶粒,为微晶(泥晶)结构。
③ 由群体生物骨架和其它共生生物组成的岩石,孔洞经常发育,并为粒屑沉积物、灰
泥或亮晶,胶结物充填,为生物骨架结构。
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④ 断口呈“砂糖状”,晶粒较粗者为晶粒结构,可按晶粒的大小分如下。
巨晶结构:晶粒直径>4mm以上
极粗晶结构:晶粒直径4—1mm
粗晶结构:晶粒直径1—0.5mm
中晶结构:晶粒直径0.5—0.25mm
细晶结构:晶粒直径0.25—0.0625mm
极细(粉)晶结构:晶粒直径0.0625—0.0315mm
微晶结构:晶粒直径0.0315—0.0039mm
泥晶结构:晶粒直径<0.0039mm
碳酸盐岩的构造除具有和碎屑岩相同的层理、波痕、干裂等构外、还有一些碳酸盐岩
所特有的构造,如叠层构造、鸟眼构造、缝合线构造及生物扰动构造等。
4)、岩层厚度:<0.0lm者为极薄层状;0.01~0.1m者为薄层状;0.1~0.5m者为中
厚层状:0.5~2m者为厚层状;>2m者为巨厚层状。
5)、岩石中含生物化石或生物碎屑的情况。包括生物的种类、数量、分选及排列等特征。
6)、填隙物特征及含量:填隙物包括亮晶胶结物及泥晶(灰泥)基质。
亮晶是干净透明的方解石晶体,充填于粒间孔隙之中,对粒屑起胶结作用。
泥晶(微晶)基质是与颗粒同时沉积的直径<0.031mm的碳酸盐微细粒屑,为充填于格
架颗粒之间的填隙物,也可起固结作用。泥晶基质在标本中呈污浊、浑暗、微晶泥状结构,
极易与亮晶胶结物区别。
若岩石全由泥晶(微晶)组成,即具泥晶(微晶)结构,则为泥晶(微晶)灰岩。
7)、胶结类型:(指颗粒(屑)碳酸盐岩)同碎屑岩。
8)、命名:按结构成因及成分分类命名原则确定岩石基本名称(附表5、6、7)。
附表5 碳酸盐岩分类表
异地石灰岩 白云岩
原地石灰重结晶石
岩 灰岩
泥屑灰岩或生物礁灰显晶质灰无原岩残
微晶灰岩 岩 岩 留结构
粒屑<10% 粒屑>10%
微晶>90% 0.03mm
微晶灰岩 块状生物粒屑白粒屑亮晶晶粒白云
生物骨架晶粒>
结构 亮晶胶结 微晶基质
礁灰岩 云岩 灰岩 岩
层状生物
礁灰岩
结晶灰岩 粒屑微晶灰岩
粗粒灰岩 内碎屑内碎屑亮内碎屑微晶灰
中粒灰岩 白云岩 晶灰岩 岩
细粒灰岩
具原岩
残留结粒屑灰岩
构
鲕粒白鲕粒亮晶鲕粒微晶灰岩
云岩 灰岩
生物微晶灰岩 生物粒生物亮晶
白云岩 灰岩
团粒微晶灰岩 团粒白团粒亮晶微晶白云
云岩 灰岩
内碎屑
团粒
粗晶白云
岩
中晶白云
岩
细晶白云
岩
岩
鲕粒
骨屑
附表6 石灰岩与白云岩的过渡类型岩石(据曾允孚等,1984)
岩类 方解石(%) 白云石(%) 岩石全称 岩石简称
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石灰岩类 90(95)~75 10(5)~25 含白云质石灰岩 含云灰岩
10~90(95) 0~10(5) 石灰岩 灰岩
75~50 25~50 白云质石灰岩 云灰岩
50~25 50~75 灰质白云岩 灰云岩
25~10(5) 75~90(95) 含灰质白云岩 含灰云岩 白云岩类
10(5)~0 90(95)~100 白云岩 云岩
附表7 石灰岩、白云岩与粘土岩的过渡类型岩石(据曾允孚等,1984)
方解石或白云石 粘土矿物
岩 类 岩 石 名 称
(%) (%)
石灰岩、
白云岩类
100~90 0~10 石灰岩 白云岩
90~75 10~25 含泥石灰岩 含泥白云岩
75~50 25—50 泥灰岩 泥云岩
50~25 50~75 灰质泥岩 白云质泥岩
25~10 75~90 含灰泥岩 含云泥岩 泥岩类
10~0 90~100 泥岩 泥岩
⑵ 碳酸盐岩描述实例
紫红色,鲕粒结构,块状构造,成分以方解石为主,岩石硬度低于小刀、滴稀Hcl剧烈
起泡。
鲕粒直径多为0.8—1mm,大的直径可达2—4mm,鲕粒含量约占整个岩石的65%;可
见生物碎屑,含量约5%。填隙物为亮晶方解石和泥晶基质,含量约占30%。胶结类型为孔
隙—基底式。
定名:紫红色泥晶-亮晶鲕粒灰岩
二、侵入岩的野外观察和研究
1、野外观察的内容和方法
⑴ 岩体的产状
区分小侵入体和较大侵入体,注意岩石标本所处的侵入体的部位,在其内部还是在其
边缘。岩体产状只能在野外直接观察,具有相似结构的岩石,它们的产状可以是不同的。例
如:具有细粒结构或斑状结构的岩石可以产在小侵入体中,也可以产在较大侵入体的边缘部
位。
⑵ 岩石颜色的观察
一般说来决定岩石颜色的主要因素是其中所含暗色矿物的含量,同时也与岩石中矿物
的结晶程度有关,一般隐晶质结构的岩石要比具有相同成分的结晶程度较粗的岩石颜色要深
些。在侵入岩中,暗色矿物与浅色矿物之比对区分不同类型的岩石是一个有用的标志,这种
标志通常用暗色矿物的百分含量来表示,此数字称为颜色指数(色率)。一般超基性岩的颜色
指数最高可达90%以上:对基性岩来说,颜色指数在35~65%之间,闪长岩为20~35%,
花岗岩小于10%,而正长岩在15%左右。在观察颜色时,要注意总的颜色,还应注意新鲜
岩石的颜色。但是,在野外工作时经常见到的是风化岩,有些岩石当遭到风化时新呈现的特
点有助于岩石的鉴定。例如,有些辉绿岩在风化表面可使辉绿结构(风化面上可见细条状斜
长石呈格架状排列)显得更加明显。
42
⑶ 矿物成分的鉴定
①首先看岩石中是否有石英、橄榄石,因为这两种矿物肉眼容易识别而且具有较强的
未属性。如果岩石中含有橄榄石,一般应是超基性岩或基性岩,如岩石中含有较多的石英,
一般应属酸性岩类。
②区别长石的种类,首先应注意有无长石,如有大量长石,就要注意区分斜长石和钾
长石,并判断其相对含量。
斜长石突出的特点是沿较发育的一组节理面上可见到细的双晶纹,在阳光下缓缓转动
标本,即能见到斜长石晶体延长方向上,有明暗相间的细条纹,此即为聚片双晶。其次还可
注意斜长石常呈现长条状或板状晶体,尤其是在含有暗色矿物较多的岩石中更加明显。此外
多数斜长石为灰白色或白色,但也有呈现肉红色。
钾长石在解理面上有时可见到一半明一半暗的卡氏双晶,一般双晶条带较聚片双晶宽。
其次它常有短粗及不规则的晶形,多数钾长石为肉红色,但也有呈现灰白色,喷出岩中的钾
长石为玻璃光泽的透长石,晶体透明。
区分基性、中性、酸性斜长石。还可以根据斜长石的晶形特点,岩石中的矿物组合来
进行,如斜长石具板状、有环节结构、与角闪石共生,一般情况下是中性斜长石;如斜长石
晶体成长条状、聚片双晶且较宽、有大量辉石、橄榄石等矿物存在而且岩石的颜色又较暗,
则往往是基性斜长石。
酸性斜长石常与石英、黑云母共生,晶体呈宽的板状,双晶条纹细密,岩石的颜色较
浅,多为灰白色,肉红色等。这种方法常存在一定的误差,但属允许误差,所以常被采用。
③识别暗色矿物:首先要识别岩石中有无黑云母,它主要出现在中性岩石中。角闪石
常为长柱状,横截面为六边形;而辉石常为短柱状,横截面为八边形。辉石主要出现在基性、
超基性岩中,而角闪石常出现在中性岩中。
④要确定岩石中的矿物组合,并估计每种矿物的大致含量。
⑷ 岩石的结构的测定
对于粒状结构的岩石应测定岩石中矿物颗粒的大小。
颗粒直径>5mm为粗粒结构,颗粒直径5~2mm者为中粒结构,颗粒直径2~0.2mm
属细粒结构,颗粒直径<0.2mm属微粒结构。中粗粒与中细粒结构的岩石也常出现。
对于斑状或似斑状岩石要特别注意基质,同时是斑状岩石,有的基质是隐晶质,有的
是中细粒这两种岩石形成的条件就不同。
⑸ 岩浆岩构造的观察
岩浆岩常有以下构造现象:块状构造、带状构造、气孔构造、杏仁构造、晶洞构造、
流面、流线构造、节理等。
⑹ 岩浆岩次生变化的观察
⑺ 查表及岩石命名
根据岩石产状、结构构造、主要矿物组合,最终查表(附表8),确定岩石名称。
附表8 岩浆岩的分类及鉴定表
岩石类型 酸性岩 碱性岩
含量 <45 45—53 53—66 >66 53—66
颜色
超基基性中性
性岩 岩 岩
黑一黑灰—灰—灰淡灰—灰肉红—肉红—灰红—
绿黑 灰 绿 白 灰白 灰红 暗红
无 少—5% 无 石英含量 多>20% 极少
无—极较多
少 5-20%
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碱性长石及含量 无 无 极少 次要20%
主要主要主要
60% 30-40% 40%
极少
基性
斜长石类型及含量 少极少
<15%
基性为中性为酸性为主酸性为(副长
主>50% 主>5% 30% 主<30% 石多
20%)
橄榄黑云母
石>95(主) 角闪石
暗色矿物种类及含量 % 0-10% 10-20%
辉 角闪石 黑云母
石 (次)
喷 (黑曜岩、珍珠岩、松脂岩、浮岩)
出
岩 质 安山岩 英安岩 石英斑粗面岩 响岩
斑状 岩
辉 石 角闪石
(主) (主) 角闪石 碱性角
40-50% 25-40% 碱性辉
(次) (次) 黑云母 石
角闪石 辉 石
闪石 橄榄石 黑云石 10-25%
火山 气孔 玻璃
锥 杏仁
岩流 流纹 金 伯 玄 武
岩被 块状
隐晶流纹岩
伟晶
火 山 玻 璃 岩
利 岩 岩
各 种 脉 岩 类
(伟晶岩、细晶岩、煌斑岩等) 岩脉
辉 绿
浅 岩墙
块状 侵 成岩盘
细晶
等
岩 岩床
入
岩
细粒 苦橄岩 闪长玢花岗闪长花岗斑正长斑霞石正
斑状 玢岩 辉绿玢岩 玢岩 岩 岩 长斑岩
岩
中粗橄
深粒等榄
成块状 粒、岩 辉长岩 闪长岩 花岗岩 正长岩
岩 似斑辉
岩珠 花岗闪长霞石正
岩基 岩 长岩
状 岩
⑻ 侵入岩体和围岩的接触关系观察
侵入岩体和围岩的接触关系可有以下三种情况。
① 侵入接触:是岩浆以活动状态侵入到围岩中所形成的接触关系。具有以下标志:围
岩明显为岩体所切穿,在岩体的边部有岩枝伸进围岩中;岩体边部常有较细的冷凝边,有时
还有原生流动构造;岩体中还可有围岩的捕虏体,有时还有明显同化混染现象;围岩中有接
触变质晕,有时还伴有矿化现象。这种侵入接触表示侵入体的侵入时代晚于围岩。
② 沉积接触:早先形成的岩体受风化剥蚀后,被沉积岩或沉积火山岩掩盖超覆所构成
的一种接触关系,其主要标志为:和侵入体相接触的上覆沉积岩层无任何变质现象;在上覆
沉积岩层的底部有下伏侵入岩的卵石和沙砾;接触界面间有不平整的侵蚀面或风化壳;岩体
边部无冷凝带;切穿岩体的脉岩和断裂未进入围岩中,这种接触关系说明岩体早于沉积岩层
的时代。
③ 断层接触:即侵入岩体和围岩成断层接触,岩体和围岩之间是截变的,接触带上有
断裂现象,如断层构造岩、擦痕等。原有的岩脉或矿脉被切断等,这种接触关系无法判断侵
入体的相对时代。
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2、侵入岩岩石观察描述实例
某花岗岩:
岩石呈肉红色,风化面上呈黄色,球状构造,中粒结构,主要矿物成分是石英、钾长
石、斜长石组成,含少量黑云母。
石英:无色,粒状,断口呈油脂光泽,含量约25%。
钾长石:肉红色,板状,半自形,完全解理,具玻璃光泽,有时可见卡氏双晶,含量
约55%。
斜长石:灰白色,板状,完全解理,具玻璃光泽,在有的颗粒表面上可见到聚片双晶,
含量约15%。
黑云母:黑色,片状,极完全解理,珍珠光泽,可用小刀刮出小片,含量约5%。
尚有榍石、磁铁矿等副矿物,含量<1%。
岩石局部出现球状风化。
根据岩石的颜色、结构、构造及主要矿物的种类及含量,此岩石可定名为花岗岩。如
果将岩石的颜色和结构都考虑进去,则较完整的定名是:肉红色中粒黑云母花岗岩。
三、变质岩的野外观察和研究
1、变质岩的基本特征
⑴ 变质岩的矿物
变质岩是由岩浆岩或沉积岩等岩石变化而来的,其矿物成分一方面保留有原岩成分,
另一方面也出现了一些新的矿物。如岩浆岩中的石英、钾长石、斜长石、白云母、黑云母、
角闪石及辉石等,由于本身是在高温、高压条件下形成的,所以在变质作用下依然保存。在
常温常压下形成于沉积岩中的特有矿物,特别是岩盐类矿物,除碳酸盐矿物(方解石、白云
石)外,一般很难保存在变质岩中。
变质岩除了保存着上述岩浆岩和沉积岩中的共有继承矿物外,变质岩中还有它特有的
矿物,如石榴石、红柱石、兰晶石、矽线石、硅灰石、石墨、金云母、透闪石、阳起石、透
辉石、蛇纹石、绿泥石、绿帘石、滑石等。
⑵ 变质岩的常见结构
变质岩的结构是指组成矿物的粒度、形态和它们之间的关系,常见类型如下。
变余结构:指变质岩中保留了原岩结构的一种结构。如变余砾状结构、变余砂状结构、
变余斑状结构等。常见于变质较浅的岩石中,可借此了解原岩性质。
变晶结构:是指在变质作用过程中由重结晶作用所形成的结构。是变质岩中最重要的
一种结构类型。按矿物颗粒大小可划分为:粗粒变晶结构:粒径>3mm;中粒变晶结构:
粒径3~1 mm;细粒变晶结构:粒径<1mm。
如果按矿物的形态和颗粒的相对大小可划分如下:
粒状变晶结构:岩石主要由粒状矿物(如石英、方解石等)组成,无明显的定向排列,
如大理岩、石英岩等。
纤状变晶结构:岩石主要由针状、柱状矿物组成,有些呈放射状、束状,常具定向排
列,如角闪片岩、阳起石片岩。
鳞片变晶结构:岩石主要由片状矿物(云母、绿泥石)组成,而且呈平行排列,如云
母片岩。
斑状变晶结构:岩石中主要由于矿物结晶能力的差异和颗粒大小的不同而形成的结构,
其中结晶能力强的矿物形成了较大的变斑晶,如兰晶石片岩或石榴石片岩中的兰晶石、石榴
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石。
碎裂结构(或称压碎结构):是指岩石中的矿物在定向压力下发生破碎、裂开或移动等
所形成的一种结构,为动力变质岩的典型特征。
交代结构:是指新生的矿物交代原有岩石中的矿物而形成的一种结构。常见的有交代
假象结构(如黑云母被绿泥石交代,绿泥石里具有黑云母的外型),交代残留结构和交代环
状结构等。这些微观结构,一般要在显微镜下才能看的清楚。
⑶ 变质岩中的常见构造
变质岩的构造系指各种矿物的空间分布和排列特点。按其成因可分为如下三类。
1)、变成构造:主要是指变质作用过程中已形成的构造。这类构造是变质岩中最重要的。
常见者有:
① 板状构造:是页岩或泥岩(粘土岩)在经微变质中所形成的一种构造。原岩组分基
本上没有重结晶,岩石中表现的一组平整的破裂面,破裂面光滑而具微弱的丝绢光泽。
② 千枚状构造:矿物初步具有定向排列,但重结晶不强烈,矿物颗粒肉眼不能分辨,
仅在片理面上见有强烈的丝绢光泽,裂开面不平整而且有小褶皱。
③ 片理构造:主要由片状、柱状矿物(云母、绿泥石、角闪石等)平行排列连续形成
面理,其粒度较千枚岩的矿物为粗,肉眼可分辨。为各种片岩特有的构造。
④ 片麻状构造:是由变质形成的粒状矿物(长石、石英)和定向排列的片状、柱状矿
物(云母、角闪石等)断续相间排列而成。往往形成片麻理,如片麻岩就具有此构造。上述
几种构造主要是在定向压力作用下形成的。
⑤ 块状构造:岩石中的矿物成分和结构都很均匀,无定向排列。如石英岩、大理岩等
就具有这种构造。
2)、变余构造:是指变质岩中仍存在原来岩石的构造特征。例如变余层理构造、变余气
孔构造和变余流纹构造等。
3)、混合岩构造:在变质过程中,由于外来物质的加入,或原来岩石局部重熔形成的脉
体与原来岩石变成的基体混合而形成的构造。眼球状构造:脉体呈眼球形;条带状构造:脉
体与原有岩体相间成条带:肠状构造:脉体被揉皱成肠状。
⑷ 变质岩的分类
变质作用的类型是变质岩划分大类的依据。现简明分类见附表9。
附表9 变质岩分类简表
岩类 动力变质岩类 接触变质岩类 区域变质岩类 混合岩类 气成水热(交代)变质岩类
板岩
千枚岩
片岩
石英岩 条带状混合岩 蛇纹岩
角岩 肠状混合岩 云英岩 岩石名称
大理岩 眼球状混合岩 矽卡岩
片麻岩
麻粒岩 碎裂岩
变粒岩 糜棱岩
角闪岩
榴辉岩
大理岩
石英岩
2、野外观察变质岩的方法
在野外鉴定变质岩时,首先要注意产状的观察,如石英岩和大理岩在接触变质或区域
变质作用中均可形成,片岩和片麻岩为区域变质的产物,从岩性上无法区别某些变质岩的成
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因类型。但只要结合野外产状、分布及共生的岩石类型就能较好的解决。
岩石的颜色指岩石的总体颜色,描述时不仅要描述颜色种类,还须描述颜色的深浅,
如暗黑色、浅肉红色。有时岩石新鲜面和风化面的颜色得分别描述。
矿物成分可分为特征变质矿物、主要矿物和次要矿物。特征变质矿物应描述其晶形、
颜色、光泽、解理、硬度、大小和含量。对主要矿物则简要描述其主要特征、大小和含量。
对岩石的矿物成分尽量做出准确的鉴定。
岩石的结构:矿物颗粒大小是指矿物平均粒度大小,也可指矿物粒度变化范围。在观
察结构时要注意的是岩石中既有粒状、又有片状、柱状矿物时,对结构的描述必须是综合的,
如片麻岩主要由长石、石英的粒状矿物组成,并含少量片状矿物黑云母或柱状矿物角闪石,
片、柱状矿物又呈定向而不连续排列,这样就描述为鳞片粒状变晶结构。对于斑状变晶结构
的岩石,变斑晶与基质特征分开描述并估计其含量。
变质岩构造:如板状、千枚状、片状及片麻状等,在辨别时首先观察矿物的结晶颗粒
大小。当肉眼无法分辨的则可能属板状或千枚状构造类;反之属于片状或片麻状构造类。然
后观察破裂面的特点,如破裂面光滑整齐,易裂成均匀的薄板者为板状构造;若片理面上有
强烈的丝绢光泽和小褶皱者为千枚状构造。对于片理与片麻理构造的区别,主要是看矿物的
形态特征和定向排列的连续性,若主要由片状或柱状矿物组成且又连续分布,则为片理构造,
若是以粒状矿物为主,片、柱状矿物虽定向排列但不连续成层则为片麻状构造。若岩石中全
部由粒状矿物组成,无定向性,则为块状构造。
其它特征如岩石中矿物次生蚀变等。
岩石定名:对具有片理构造的变质岩的定名常用“附加名称+基本名称”。其中“基本名称”
可以其片理构造类型表示,如具板状构造者可定名板岩;具片状构造者可定名片岩等等。“附
加名称”可以特征变质矿物、主要矿物成分或典型构造特征表示。如对一块具明显片麻状构
造的岩石,若其矿物组成中含有特征变质矿物石榴子石,则在片麻岩前冠以“石榴子石”,该
岩石则定名为“石榴子石片麻岩”。同样,对含滑石或绿泥石较多的片岩分别定名为“滑石片
岩”和“绿泥石片岩”。
对具有块状构造变质岩的定名,则主要考虑其结构及成分特征,如粗晶大理岩、中粒
石英岩、蛇纹石大理岩等。
3、变质岩的描述实例
实例一 堇青石角岩
岩石为黑色,斑状变晶结构,基质部分为致密隐晶质,为角岩结构;致密块状构造,
半贝壳状断口,无定向性。变斑晶:堇青石,1~1.5mm,圆粒状,玻璃光泽,无解理,风
化面上呈褐白色小点,可与石英相区别,约占20~25%。基质部分为致密隐晶质,肉眼不
能辨明其成分。
定名:黑色堇青石角岩
实例二:十字石-石榴石-白云母片岩
灰白色,斑状变晶结构,基质具鳞片变晶结构,片状构造。变斑晶为十字石、石榴石。
十字石:红褐色,短柱状,长1~7mm,横断面六边形,有时可见十字形穿插双晶,含量约
15%;石榴石:褐红色,等轴粒状,粒径2~3mm,含量约10%;基质由细小(粒度约0.1mm)
鳞片状白云母和石英组成。
定名:灰白色十字石-石榴石-白云母片岩
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第五节 野外记录
进行野外地质观察,必须做好记录,地质记录是最宝贵的原始资料,是进行综合分析
和进一步研究的基础,也是地质工作成果的表现之一。
1、野外地质记录要求
⑴ 野外记录应该客观地反映实际情况:即看到什么记什么,如实反映,不能凭主观随
意夸大或缩小或歪曲。但是,允许在记录上表示出作者对地质现象的分析、判断。因为这有
助于提高观察的预见性,促进对问题认识的深化。
⑵ 记录清晰、美观,文字通达:这是衡量记录好坏的一个标准。
⑶ 图文并茂:图是表达地质现象的重要手段,许多现象仅用文字是难以说清楚的,必
须辅以插图。尤其是一些重要的地质现象,包括原生沉积的构造、结构、断层、褶皱、节理
等构造变形特征,火成岩的原生构造、地层、岩体及其相互的接触关系、矿化特征,以及其
他内、外动力地质现象,要尽可能地绘图表示,好的图件的价值大大超过单纯的文字记录。
2、 野外地质记录内容与格式
综合性地质观察的记录,要全面和系统,例如进行区域地质测绘,常采用观察点与观
察线相结合的记录方法。观察点是地质上具有关联性、代表性、特征性的地点。如地层的变
化处、构造接触线上、岩体和矿化的出现位置以及其他重要地质现象所在。观察线是连接观
察点之间的连续路线,即沿途观察,达到将观察点之间的情况联系起来的目的。每个观察点
要填写和描述的具体内容如下(附图10)。
⑴ 日期和天气。
附图10 野外记录格式
⑵ 实习地名或路线:从何处经过何处到何处,要写得具体清楚。
⑶ 点号:所有的观察点都要连续编号,采用“No.”等为前缀的阿拉伯数字,如“No.1”。
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⑷ 点位:观察点位置可根据地质图或附近标志明显的地貌或人工参照物来确定,如山
峰、垭口、沟口、小路分岔、路标、桥梁等等都可以用来做参照物。注意要尽可能交代详细,
如在什么山、什么村庄的什么方向,距离多少米,是在大道旁还是在公路边,是在山坡上还
是在沟谷里,是在河谷的凹岸还是在凸岸等,还要记录观察点的标高,即海拔高度,可根据
地形图判读出来。观察点的位置要在相应的地形图上确定并标示出来。
⑸ 点性:及点的性质,如地层分界点、构造观察点、岩性观察点、水文观察点、化石
点等等。
⑹ 描述:要尽可能地详细观察和描述地质现象,内容包括地质现象的组成、岩石学特
征、地质时代、形状和规模等多方面。此外,还要测量地质体的产状和厚度,画地质素描图
或照相,采集岩石或化石标本。
⑺ 绘制路线地质剖面图:路线地
质剖面图是表示横过构造线方向上地
质构造在地表以下的情况,是一综合性
图件,既要表示出地层又要表示出构
造,还要表示岩浆岩和其它地质现象以
及地形起伏、地物名称以及其它所需要
表示的综合性内容(附图11)。
路线地质剖面图是在野外观察过
程中绘成的,而不是在地质图上切下来
的。绘好路线地质剖面图是地质工作者
的一项重要基本功,必须掌握。
附图11 信手剖面图(路线剖面图)
路线地质剖面图中的地形起伏轮廓是目估的,但要基本上反映实际情况,各种地质体
间的相对距离也是目测的,应基本正确,各地质体的产状则是实测的,但绘图时应注意视倾
角与真倾角的关系。
图上内容应包括图名、方向、比例尺(一般要求水平比例尺和垂直比例尺一致)、地
形的轮廓、地层的层序、位置、代号、产状、岩体符号、岩体出露位置、岩性和代号、断层
位置、性质、产状、地物名称。
绘图步骤:
① 估计路线总长度,选择作图的比例尺,使剖面图的长度尽量控制在绘图纸的长度以
内。
② 绘地形剖面,目估水平距离和地形转折点的高差,准确判断山坡坡度、山体大小。
③ 在地形剖面的相应点上画出各地层分界面及断层面的位置和倾向与倾角,在相应的
部位画出岩体的位置和形态。
④ 标注地层、岩体的岩性花纹、断层的走向、地层和岩体的代号、化石产地、取样位
置等。
⑤ 写出图名、比例尺、方向、地物名称、绘制图例符号及其说明。
剖面图不仅要表达所观察的地质现象,还要讲究美观,各部分之间要搭配合理,不能
占得太满,大约占整个空间的70%左右为宜。
⑻ 标本、照片编号:岩石手标本一般为3×6×9cm,化石标本大小依化石大小而定,
尽量采集化石整体;三者分别连续编号,如岩石标本标为ys01、ys02、„„等;化石标本标
为hs01、hs02、„„等;照片标为zp01、zp02、„„等等。将编号登记在每个观察点描述
的后面,并且用记号笔或红蓝铅笔在标本上表示出来。
⑼ 沿途观察、记录相邻观察点之间的各项地质现象,使点与点之间的关系连接起来。
3、野外记录薄记录格式说明
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⑴ 每天开始一页应记录日期、工作区、天气状况。
⑵ 记录本的右面作文字记录,左面作素描图、路线剖面或附贴照片,必要时也可作简
要文字批注或补充记录。
⑶、记录本内不得记与野外地质调查无关的内容。
⑷、产状标记方法(记录或信手剖面):层理140°∠30°;次生面理50°∠40°,
可在产状前注明S0、S1、S2或糜棱片理等;断层120°∠45°;节理320°∠70°;轴面
A40°∠50°;枢纽Fh30°∠60°;线理L3000∠10°等。
⑸、记录本前面应空两页,第一页为扉页,填上工作者姓名、单位、通讯地址、邮编、
工作(或实习)地区。第二页填写目录。
⑹、每天回驻地,应把当日记录的野外地质资料分门别类(按构造、岩石、地质作用
等)进行系统整理。
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本文发布于:2023-05-26 01:28:32,感谢您对本站的认可!
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