路线七、傍水崖花场峪地质、地貌路线
路线位置:傍水崖—吴庄垭口—花场峪村北长城峰火台
教学内容:1.观察植物风化作用。
2.学习野外识别断层和确定两盘活动方式的方法。
3.认识和描述褶皱构造,掌握褶皱要素及褶曲类型。观察构造地貌。
4.观察描述火山岩、花岗岩,了解岩浆岩地区的地貌特点。
5.认识响山花岗岩特征,观察响山花岗岩与围岩的接触关系及接触变质作用特征。
教学安排与要求:
观察点1
位置:傍水崖村西
内容:1.观察植物风化作用,并绘出素描图。
      2.观察断层三角面。
时间:30分钟
观察点2
位置:牌坊砬子
内容:断层的观察与描述
要求:l.观察断层存在证据
2.测定断层要素,确定断层两盘的错动方向、断层性质及形成时代等。
    3.画断层素描图
时间:1小时
观察点3
位置:258高地西100m左右山梁鞍部
内容:观察认识地层的空间关系
要求:l.观察描述地层,测量岩层产状。
2.认识地层的空间和时间关系,学会在地质路线上认识背斜的方法。
时间:l小时
观察点4
位置:刘家房北西约500m山坳处
内容:观察背斜核部及转折端的特征,观察背斜的全貌
要求:1.确定吴庄背斜构造及其特征。
      2.学会作路线构造剖面图和描述背斜的方法。
      3.观察吴庄背斜的全貌及展布特点,观察背斜构造形成的地貌形态。
时间:l小时
思考题:1.吴庄背斜是什么时期形成的?
2.吴庄背斜和西部花岗岩体有什么成因联系?
观察点5
位置:吴庄垭口
内容:1. 观察吴庄背斜核部特征,测量组成背斜各岩层产状,分析背斜类型。
      2. 吴庄垭口小褶皱与断层观察,即观察垭口壁上的次级褶皱,描述其形态,确定其所属类型。
      3. 构造角砾岩观察,即观察断层破碎带和断层带两侧的糜棱岩,并描述它们的特征。
4. 吴庄—车厂断裂观察
5. 观察牵引褶曲,学习利用牵引褶曲判断断层两盘移动方向的方法。
要求:1. 观察与描述褶皱轴面及断层产状。
2. 画构造素描图
时间:1.5小时
思考题:1. 小褶皱与断裂的形成时期及外力作用方式。
2. 构造角砾岩是怎样形成的?
观察点6
位置:北杨庄西北大路边
内容:观察和描述断层
要求:l. 认识岩性,判断地层时代。
    2. 寻找断层存在的证据。
    3. 绘制素描图
时间:l小时
观察点7
位置:刘家房西北约500m小河边
内容:观察描述凤山组地层发生热接触变质作用而形成的岩石类型
要求:l. 对变质岩石类型进行矿物成分、结构、构造、变质程度的详细描述。
    2. 认识变余褶曲(揉皱)构造并画素描图
    3. 认识变质岩的成因和产状
时间:l小时
观察点8
位置:大绪口冲沟的沟口北侧,点7过小河约10m
内容: 观察描述治里组地层发生热接触变质作用而形成的岩石类型和特征
要求:对变质岩石类型的矿物成分、结构、构造、变质程度进行详细的描述。
时间:l小时
观察点9
位置:入大绪口冲沟内行约100m
内容:观察分析花岗岩与围岩的接触关系
要求:温习花岗岩与沉积岩的几种接触关系类型及特征。
时间:1小时
观察点10
位置:入大绪口冲沟内约200m
内容:观察花岗岩体相带的特征及相应的岩石类型特征
要求:1. 详细描述花岗岩的矿物成分、结构、构造特征。
      2. 了解深成侵入岩体相带的划分原则及岩浆冷凝结晶特点。
时间:1小时
教学内容概述:
    1.吴庄背斜及断层的观察
在吴庄东牌坊砬子,见NNE向延伸的断层,长达3km。该断层断于山西组与下石盒子组地层中,断面产状110°∠75°,上盘为粉砂质页岩、粘土岩,产状115°∠65°,下盘为粉砂质页岩,产状270°∠47°。断面附近片理化现象、透镜体发育,上盘X节理发育,旁侧的牵引褶皱、压性断裂特征明显,因此,属于逆冲断层。
从258高地西100m左右山梁鞍部开始观察,首先见到太原组(C2t)和本溪组(C2b)地层,要注意本溪组(C2b)与马家沟组(O2m)的接触关系。继而向西会顺序观察到亮甲山组、冶里组、凤山组、长山组、崮山组、张夏组,同时顺序测定各组地层的产状,为100°∠30°、95°∠47°、70°∠46°、69°∠30°。近山顶处可见一条花岗斑岩脉岩,呈北东向延伸。通过观察可以看出以上地层向东倾,逆倾向穿越,地层时代从新到老,属吴庄背斜的东翼(图7-7-1)。
沿路线继续向西观察,在刘家房北西约500m的山坳处,为张夏组鲕粒灰岩,详细追索会发现背斜转折端,其东翼产状为85°∠24°,西翼产状为270°∠75°。沿山脊小路向西北追索50m左右,局部地段地层近于水平,又出现崮山组地层。此时站在山顶向南西方向观察,可见背斜西翼的全貌,并见有两条花岗斑岩岩床(图7-7-2)。
7-7-1 吴庄背斜北段路线构造剖面图
7-7-2 吴庄背斜西翼剖面图
    沿路线向西观察,描述花岗斑岩岩性特征,测量花岗斑岩的产状、厚度,更重要的是测定花岗斑岩中的劈理,走向10°~15°。再观察凤山组薄层泥质条带灰岩,由于接触变质作用的影响,颜色变深,岩性变得坚硬,但仍然保留着原岩的构造特征,产状275°∠43°。
从以上路线观察可完全确定为一背斜构造,地层以徐庄组为核部,两侧地层对称出现,核部地层时代为中寒武世,而两翼为晚寒武世、早奥陶世等。
沿公路向南到吴庄垭口,观察徐庄组黑色页岩所形成的一系列挤压紧密的小褶皱和小型逆掩断层(图7-7-3)。
7-7-3 吴庄垭口逆掩断层构造剖面图
从垭口处再向北观察刘家房方向的山脊,会发现该背斜核部恰好是山脊的鞍部,为一负地形(图7-7-4)。
从吴庄垭口向西观察,会发现背斜鞍部更多的小褶皱、逆断层和花岗斑岩岩床,以及被挤压破坏的背斜核部的滑塌角砾。
在吴庄垭口处观察,背斜核部为徐庄组,两翼依次为张夏组、崮山组、长山组和凤山组。垭口附近有酸性岩脉侵入。垭口南侧沿背斜轴部纵张性断裂带内有几条构造角砾岩带。角砾成分为鲕粒灰岩、叠层石灰岩,角砾大小不等,大者几十cm,小者3~5cm,呈泥质基底式胶结,胶结物已角岩化,属于沿张性断裂滑塌堆积的角砾岩。其依据如下:
(1)这些角砾的分布是沿吴庄背斜核部纵张断裂出现的几条角砾岩带。
(2)从产状来看,这些角砾岩带上宽下窄,其底部岩层是连续的。
(3)角砾具棱角,属张性构造角砾,形成动力是重力滑塌,并在响山岩体侵入(或角砾岩化)之前。
7-7-4 吴庄背斜核部构造剖面图
从吴庄向南至北杨庄西北大路边,可观察到南北向展布的秋子峪断层的一个断点。沿地层倾向方向奥陶系灰岩及石炭系铝土质粘土岩重复出现,断层线上可见到断层角砾岩。断层面两侧地层产状变化很大,东盘地层产状为250°∠70°,西盘地层产状为115°∠72°。此外,还可见到断层泥、构造透镜体、反阶步及小型帚状构造等。根据地层产状及擦痕、反阶步等推断,西盘为上盘和上升盘,东盘为下盘和下降盘,该断层是逆断层。
    2.燕山期响山花岗岩特征
    花场峪一带花岗岩为深成侵入花岗岩体,根据河北省地质局区域地质测量二队1:20万山海关幅地质报告称该岩体为“响山花岗岩”。据化学成分分析,此花岗岩属于碱过饱和岩类,称为碱性花岗岩。同位素年龄鉴定为1亿年(相当于晚白垩世),因此定为燕山运动第三期花岗岩γ53。该岩体相带特征较为明显,可划分为中心相、过渡相和边缘相。在实习区范围内,南从温泉堡,北至花场峪一带所出露的花岗岩,大部分属于响山花岗岩的边缘相或过渡相。
    岩体中心相为灰白色中—粗粒碱性花岗岩,矿物成分正长石含量约为60%,石英约为30%,其他斜长石、黑云母、角闪石等约为10%,中—粗粒花岗结构,块状构造。
    岩体过渡相为肉红色中—细粒斑状花岗岩,岩石呈似斑状中细粒花岗结构,斑晶最大可达1cm,矿物成分正长石60%,板柱状晶体,石英25%以上,等轴粒状晶体,其他少量矿物有斜长石、黑云母、角闪石等。
边缘相见于紧靠接触带,为灰红色花岗斑岩,斑状结构,斑晶多为正长石、石英,粒径一般小于0.5cm,基质为细粒花岗结构,常呈小岩枝穿入围岩。
    3.接触变质带的观察
    接触变质带见于响山长城脚下,吴庄至花场峪一带,接触带围岩在吴庄为徐庄组泥岩,在刘家房北为凤山组泥质条带灰岩、冶里组厚层纯灰岩和鲕粒灰岩。由于响山花岗岩的侵入,围岩普遍发生了热接触变质作用,其变质程度属于低级接触变质。离接触带较远的中下寒武统灰岩有少量交代接触变质作用。
凤山组泥质条带灰岩经变质后形成钙硅质角岩或角岩化泥质条带状灰岩,具变余泥质条带状构造和变余褶曲(揉皱)构造。冶里组鲕粒灰岩经变质后形成鲕粒状变质结晶灰岩,具粒状变晶结构和变余鲕粒结构。冶里组厚层灰岩经变质后形成大理岩,具粒状变晶结构和变余层理构造。
角岩总体特点是矿物发生重结晶但不定向排列,岩石变黑、致密、坚硬,细粒—非晶质的变晶结构。
登长城向西和西南方向观察,可见丛山叠翠,嵯峨峻岭,最高处不下千m高程,这些都是由响山花岗岩构成的中低山,这种地貌是东北地区燕山花岗岩的一大特点,而加里东期、海西期等老的侵入体一般都形成低山丘陵。
  观察与思考:
褶皱构造与断裂构造在野外观察和描述时应注意哪些问题?

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