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嵩山地质实习报告

第七节 新生界

嵩山地区新生界出露包括古近系张家村组、新近系洛阳组,第四系由松散的碎屑沉积物组成。 一、 古近系

嵩山地区古近系发育不全,只有始新统张家村组,分布于东金店盆地的告成、大金店附近。张家村组不整合覆盖于三迭系不同层位之上,其上部被新近系洛阳组不整合覆盖。该组在肖家沟一带厚达1100m,向东逐渐变薄以至尖灭。 张家村组下部为鲜红、砖红色砾岩、含砾砂岩与中厚层中粗粒长石石英砂岩互层,底部砾岩层数较多,砾岩层厚0.3~1m,砾石以紫红色石英砂岩、脉石英、灰岩等为主,砾径3~7cm,大小混杂,不具分选型,半滚圆。下部砂岩中水平层理、斜层理发育,层面微波痕清晰,为洪积—河流冲击沉积。下部为暗紫红、砖红色细粒长石石英砂岩与砂质泥岩互层。上部为暗红、砖红色薄层至中厚层钙质粉砂岩与砂质泥岩互层,为一套含盐碎屑沉积建造。 二、新近系与三、第四系在本次实习中并未观察到。

第三章 岩浆岩

实习中岩浆岩观察点有两个:即辉绿岩墙观察点和花岗岩采石场观察点。

第一节 辉绿岩墙观察点

点位——吕仙庙南约500m逍遥谷西侧谷壁上。 坐标——E 113.0399° N 34.4865° 高程——498m

辉绿岩呈脉状侵入于登封群郭家窑组黑云斜长片麻岩中,岩脉近于直立,与围岩片麻理斜交,走向103°。露头上部微向北倾,下部微向南倾,宽约8m、高约30m。岩体与围岩界限清楚,南壁比较平直,北壁微呈分叉、锯齿状。

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第三章 岩浆岩

图3-1 辉绿岩墙剖面示意图

岩石新鲜呈墨绿色风化面显黄褐色,微晶—细晶结构,块状构造。岩体中心部位风化面上可见斜长石细晶,具辉绿结构(是指一种自形、半自形斜长石晶体的交叉空隙中充填他形辉石颗粒结构)。矿物成分除斜长石和辉石外,肉眼尚可见黄铁矿。岩体边部结晶程度较中心部位差,呈隐晶质结构,系边部岩浆冷凝迅速、未充分结晶所致,称之为“冷凝边”。

逍遥谷是一个断层谷。中岳庙区域性逆断层由此通过,呈NW-SE方向。谷东岩层为嵩山群,谷西岩层为登封群。该断层属左行断层。

第二节 花岗岩采石场观察点

点位——在飞机场西侧有一块球状花岗岩,就是石秤的“秤砣”,再向西约500m即采石场。

坐标——E 112.9964° N 34.4510° 高程——350m

石秤花岗岩呈灰白色,风化面显浅黄褐色,中粗粒花岗结构(半自形等粒结构)、局部含长石斑晶,块状构造、局部呈斑点状构造。矿物成分主要为微斜长石(灰白色,占55%~60%)、石英(暗紫色,占15%~20%)、斜长石(灰白色,占5%~20%)、黑云母(黑褐色、鳞片状,占5%~10%)。定名:黑云母钾长花岗岩。在花岗岩中可见其它岩石的捕掳体。

在采石场可见清晰地共轭X剪节理。节理面产状近直立(产状为175° ∠72°),平直光滑,可延长数十米。在采石场,花岗岩风化壳厚约0.5~1.0m,风化壳不发育。该地区同是花岗岩但风化程度不同原因是结构不同或是里面矿物组成分不同。

在附近可见清晰的花岗岩风化壳结构和风化壳垂直分布现象。 ①土壤层——位于顶部,为深灰、黑灰色含腐殖质土壤层、亚土壤层,厚0~20cm。 ②残破沉积——黄褐色,由长石、石英碎屑和岩屑组成。 ③半风化壳——黄褐色,矿物颗粒之间已松动但尚未完全脱离,呈现大致平行于

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地形表面的断裂状裂纹,被黑云母析出的氧化铁染成褐色、褐黄色的不连续条纹,状似片麻装构造。

④基岩——最下层为未经风化母岩。基岩在此出露不佳,有利于风化花岗岩开采。

第四章 构造

嵩山古老基底由新太古界登封群和古元古界嵩山群组成,盖层由中新元古界、古生界、中生界组成,由于受历次构造运动影响,地质构造相当复杂,既有形态复杂的褶皱构造,又有不同方向不同性质的断裂构造。

第一节 构造运动

一、 嵩阳运动

嵩阳运动,是指太古宇登封群与元古宇嵩山群之间不整合接口所代表的一次造山运动,由张伯声教授于1951年创名。它是发生在太古宙末期与元古界早期的一次剧烈的造山运动,距今约2500Ma,代表嵩山花岗岩-绿岩地体的固结阶段。在区域上,嵩阳运动与五台运动相当。

嵩阳运动使登封群强烈褶皱,形成以EW向为主的线形褶皱和穹窿构造,并伴有以酸性岩浆为主的侵入活动,使岩石发生强烈区域变质作用和不同程度的混合岩化作用,造成嵩山群与登封群之间的角度不整合接触。

图4-1 嵩阳运动

二、 中岳运动 中岳运动,是指嵩山地区嵩山群与五佛山群之间的不整合接口所代表的一次褶皱造山运动,由张尔道教授于1954年创名。它是发生在古元古代和中元古代之间的一次强烈的造山运动,距今约1800Ma,大致与吕梁运动相当。中岳运动

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第四章 构造

既表现为嵩山群的强烈变形,造成地层紧闭、使嵩山群形成近SN向的紧闭同斜平卧褶皱,又表现为对新太古界花岗岩-绿岩体的迭加改造。中岳期构造演化阶段以强烈褶皱为主,变质作用较弱,嵩山群仅发生浅变质、为低绿片岩相。 中岳运动所造成的不整合接口在区内随处可见。该接口形成以后由于本区所遭受的构造变性作用较弱,均属于浅表构造层次变形,因此这一不整合面得以完好保留。

三、 少林运动 少林运动,原意指嵩山地区寒武系关口砂砾岩与五佛山群之间的不整合接口所代表的褶皱造山运动,由王曰伦教授1959年创名。少林运动的性质,在各地表现不尽相同。嵩山西北坡少林寺~五佛山地区,由于强烈的差异性升降运动,五佛山群发生重力滑动构造,造成岩层的强烈褶皱和断裂,在该地区寒武系关口砂砾岩不整合覆盖于强变形的五佛山群之上,少林运动显示造山运动的性质。五佛山以西和嵩山以南广大地区,关口砂砾岩假整合覆盖于震旦系罗圈组冰渍层之上,罗圈组又与马鞍山组呈假整合关系。因此,就区域而言,少林运动主要表现为造陆运动性质。 嵩山地区,少林运动实际包括了寒武系与震旦系和震旦系与五佛山群之间的假整合接口。就大区域而言,少林运动实际上代表震旦系与五佛山群界面所反映的运动,其主界面时限在距今800Ma左右。 四、 加里东运动

①早加里东运动——发生于早奥陶世末至中奥陶世初,主要表现为差异升降。本部因南部抬升而缺失中奥陶统马家沟组,在北部该组与上寒武统呈不整合接触。

②中加里东运动和晚加里东运动——前者发生于中奥陶世晚期,后者发生于早志留世末。它们使本地区全面上升隆起,自中奥陶世晚期至泥盆纪晚期长期处于剥蚀状态,造成缺失晚奥陶世至泥盆纪沉积。

第二节 路线观察到的构造运动

①中岳运动界面观察点及五指岭断层观察点 点位——蛤蟆嘴,登封—巩义公路旁

坐标——E 113°09′08″ N 34°33′53″ 高程——521m

马鞍山组底砾岩呈红灰色、风化面显红褐色。厚层、巨厚层状,砾状结构。砾径一般为5~20cm,最大达60cm,分选性极差,磨圆度参差不齐,以次棱角状居多。砾石成分以石英岩为主,脉石英次之。砾间填充物为碎屑和铁质、硅质胶结物,胶结紧密坚硬。马鞍山组与庙坡山组呈明显的角度不整合接触。

②少顶山背斜观察点

点位——少顶山背斜南面山脊上,黄盖亭305°方向

坐标——E 113°0′31″ N 34°28′14″ 高程——617m 少顶山背斜岩层由罗汉洞组石英岩组成,东翼较陡西翼较缓,两翼倾向相反、倾角不等。由于该次实习有大雾天气故观察不到具体背斜情况。

褶皱的基本类型只有两种——背斜和向斜。背斜的核部露出老地层,两翼为新地层,一般多形成背形,即岩层向上弯曲。向斜的核部露出新岩层,两翼则为老岩层,一般多形成向形,即岩层向下弯曲。如果岩层发生倒转,向斜也可以成

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