南京地质学基础 实习报告.docx

地质学基础野外实习报告目录第一章：前言（区域概况）3第二章：地层31. 震旦系（Z）32. 寒武系（E）33. 奥陶系（0） 44. 志留系（S）45. 泥盆系（D）46. 石炭系（C）57. 二叠系（P）58. 三叠系（T）69. 白垩系（K）6第三章：构造61. 褶皱62. 断层83. 节理8第四章：岩浆作用与变质作用9第五章：区域地质发展史101. 寒武纪到白垩纪古地貌古气候特征102, 寒武纪到白垩纪的重大构造运动10第六章：感想后记11一. 前言（区域概况）本次实习地点主要分布在南京东郊（汤山一一孔山一一排山一一棒槌山）， 幕府山、燕子矶处以及黄山。南京处于地层发育齐全的宁镇山脉，从震旦系到第四系均有出露。其中，苏 州地区花岗岩周围，为泥盆纪的石英砂岩所围绕，在西南及西部与花岗岩体相接 触处出现有二叠纪的砂页岩。而南京地区山脉在西段多呈北东向，到终端逐渐转 向近东西向延伸；山脉大多为褶皱山，但已达到相当的剥蚀深度，“地形倒置” 现象比较普遍；还有一些因岩层软弱受侵蚀而形成的次生谷地。汤山，在南京麒 麟门外汤山镇西，距南京城约30公里。汤山地处宁镇山脉西端，由小汤山、雷 公山等7座近东西走向的山峰组成。我们在此地所观察的是从寒武系的观音台组 到泥盆系的五通组。排山，临近汤山，我们在此地所观察的是从泥盆系的五通组 与石灰系金陵组的地层分界线至二叠系的龙潭组。棒棰山，位于排山附近，我们 在此地所观察的是从三叠系的下青龙组至三叠系的上青龙组。以汤山地为中心， 北至陡山，南至走家山，南起候家塘，东至汤山镇一线的大致范围称为汤山地区。 汤山地区又是一处古生代地层剖面宝库。这里古生代地层出露齐全，地质历史时 限长达3亿年（距今5-2亿年），由寒武系至三叠系地层组成，反映了一个完整 的海陆变迁过程。黄山位于安徽省南部黄山市境内（景区由市直辖），为三山五岳中三山之一， 有“天下第一奇山之美称。黄山山体主要由燕山期 花岗岩构成，垂直节理发 育，侵蚀切割强烈，断裂和裂隙纵横交错，长期受水溶蚀，形成瑰丽多姿 的花岗岩洞穴与孔道，使之重岭峡谷，关口处处，全山有岭30处、岩22处、洞7处、关2处。前山岩体节理稀疏，岩石多球状风化，山体浑厚壮 观；后山岩体节理密集，多是垂直状风化，山体峻峭，形成了 “前山雄伟， 后山秀丽的地貌特征。二. 地层分布实于南京地区的地层属于扬子地层区下扬子地层分区。南京地区地层发 育完整，出露良好，在下扬子地区有代表性，是学习观察地层的首选地区。 按照地质年代由老至新的顺序（取主要的底层进行论述）：250米1. 震旦系（Z）上统：灯影组（Z2dn）港八库121度30 米主要岩性为一套浅灰、灰白色中厚微晶白 云岩及白云石化微晶灰岩。巨厚的白云质灰 岩，总体以构造地貌为主，新鲜面为浅肉红 色，风化面为黄色或灰黄色，矿物成分以微 晶为主，表面有刀砍状溶沟。为浅海相硅质 碳酸盐沉积。2. 寒武纪（C）上统 观音山组（E3g）颐尚温泉340度主要岩性为一套青灰、灰白色厚层一一巨厚层白云岩和白云质灰岩，含有燧 石结核。厚度为287m左右。新鲜面为灰白色，风化面为灰黑色，有苔薛，矿物 成分以微晶为主，表面有刀砍状溶沟，构造块状，结构致密，岩相为海相沉积。 且有生命大爆炸的痕迹，判断依据：三叶虫化石。3.奥陶系（0）沿着地层的倾向而走，见到断层带山谷，判断依据：逢沟必断下统（01 ）红花园组（01h）： 观景亭60度100米下部分为深灰色致密厚层灰 岩夹有结晶灰岩，含有少量燧石结 核；上部为浅灰、深灰色中厚 层含生物碎屑及似鲕状灰岩。风化 面为肉红色，新鲜面为灰白色，巨 厚，矿物成分以微晶为主，矿物结 构为方解石。其产状：北面倾向：66o；倾角：26o南面 倾向：18。；倾角：43o4.志留系（S）（1）下统高家边组（S1g）:古泉水 库108度50米岩性以黄绿色页岩泥岩为主，均夹 有薄层粉砂岩及细粒岩屑砂岩，为黄、 绿色页岩及砂质页岩、泥岩、炭质页岩， 底部燧石层，总厚度为2901560米。 与下伏上奥陶统五峰组呈假整合接触。 该地产状：倾向：1650；倾角：800（2）上中统 坟头组（S2+3f）岩性可分三部分。下部为黄褐、黄 绿色中厚层细粒砂岩夹页岩；中部 为黄绿、灰绿色中厚层含岩屑细砂岩夹泥岩和页岩；上部为黄绿、青灰色含粉砂质泥岩及页岩。厚约200500 米，与下伏高家边组呈整合接触。其产状：倾向：1640；倾角：7205.泥盆系（D）（1）中下统 茅山群 （D1-2m）:岩性为灰白色粗粒砂岩砾 岩。新鲜面为灰白色，风化面为 灰黄.其产状为倾向：3400；倾角：900金陵组和五通组界限，下为五 通组，上为金陵组（2）上统 五通组（D3W）：岩性可分三部分：下部为灰白色中厚层粗粒含砾石英砂岩；中部为白、灰白色 中一一厚层中细粒石英砂岩夹页岩；上部为黄褐、灰白色薄层细粒砂岩夹粉砂岩 和页岩，局部地区夹白色粘土岩。其产状为：倾向：3370 ；倾角：89。6.石炭系（C）1、下统（1）金陵组（C1j）:底部为黄 褐色细粒含铁石英砂岩。其上为 灰黑色中厚层含生物碎屑结晶灰 岩。产珊瑚类化石，中间有黑色 的煤线。（2）高骊山组（C1g）:主要为 一套灰白、灰黄、灰绿及紫红色 的杂色粉砂岩、页岩、泥岩及砂 岩，夹泥质灰岩透镜体，厚 20-160米，与下伏金陵组呈假 整合接触。（3）和州组（C1h）：为灰黄、 灰紫色含泥质中厚层灰岩及白云质灰岩。2、中统黄龙组（C2h）：底部为浅灰色厚层含肉红色燧石结核白云岩；中及上部 为浅灰、灰白及粉红色厚层致密纯灰岩，岩性稳定。7. 二叠系（P）1、下统（Pl）栖霞组（Plq）（1）：本组岩性可分为四部分：底部为灰黄、黄褐色泥质页岩及泥岩；下部为深 灰色及灰黑色薄一一中厚层含沥青质细质灰岩；中部为灰黑色薄层硅质岩；上部 为灰及深灰色中厚层含燧石团块致密灰岩。为浅海相硅质碳酸盐岩沉积，以暗蓝 灰色层状灰岩为主，此灰岩又称臭灰岩，用地质锤敲有臭味，说明有机质含量高。8. 三叠系（T）中下统 青龙群（T1-2）棒槌山（1）下青龙组（T1x）:岩性主要为黄绿、灰绿色钙质页岩、薄层灰岩及页岩 互层。（2）上青龙组（T2s）：岩性为灰白、浅灰色薄层灰岩组成中一一厚层灰岩， 其中夹少量页岩。9. 白垩系（K）（1）上统一浦口组（K2p）：燕子矶公园观澜亭207度100米上部为紫红色细砂岩、粉砂岩及砂质页岩，夹有灰白色泥岩；下部以紫红和 灰紫色砾岩为主，夹有粉砂岩、细砂岩。我们这次看到的是紫红色砂岩。其粒径 相当大，砾石成分也较复杂，磨圆度与分选性都很差，因此，石灰岩应为短距离 搬运至此。三构造1. 褶皱褶皱构造是岩层因在构造运动的作用下而变形，形成的一系列连续弯曲。岩 层的连续完整性未遭到破坏，是岩石塑性变形的表现。野外识别褶皱除根据地层的重复外，还必须注意地层的对称性，因为在一些 情况下，断裂也会形成地层的重复出现。此外，产状的变化也是判断褶皱存在的 重要依据。确定为褶皱后，需要根据褶皱的形态及两翼岩层的产状确定褶皱类型。汤山一棒槌山地区是一个大的复背斜一一汤伦大背斜的北翼，其核部在汤山 山脉，由上寒武统观音台组构成，北翼由奥陶系、志留系和上古生界组成，在五 通组孔山地区还有一个次一级背斜，栖霞组火石峰地区还有一个次一级向斜。汤 伦背斜的走向主要是东北一西南向，市宁镇山脉南带的主体构造。本区的山脉大 多为褶皱山，故其延伸方向基本与本区褶皱轴方向是一致的。在孔山上可以清楚地观测到这样一个褶皱的核。从外形看，是背斜。从产状 上看，是受到南北两面的挤压力造成的。由核部的倾角看，来自北边的力要更大 一点。因为左边（图上倾角）更大。这个是很难得才能看到的地质现象。其核部 为五通组的石英砂岩，两翼为金陵组、高骊山组等的砂岩、生物碎屑岩，通过测 量其左翼、右翼、轴面、枢纽的产状要素以及对其整体的观察，可以得出其为倾 斜背斜，其中还含有次生构造：透镜体和节理。据测量，左侧产状为：倾向：339o ；倾角：63o右侧产状为：倾向：19Oo ；倾角：22o孔山背斜素描图2.断层断层是岩体在构造应力作用下发生破裂，沿破裂面两侧的岩体发生显著的位 移或失去连续性和完整性而形成的一种构造形迹。野外断层的识别主要依据岩层的重复和缺少、地层的不连续、断层面（带）、 断层崖或断层三角面等现象。然后依据断层面的产状确定上盘与下盘，并据标准 地层判断两盘的相对运动方向进而确定断层性质是正断层还是逆断层。燕子矶大断裂在幕府山西侧以很小的角度斜切幕府山背斜轴部，形成断层陡崖和断层三角 面。燕子矶就是由长江断裂形成的。它向海凸出，呈一个断层陡崖三角面，切 口整齐，断层面几近垂直。（2）西海大峡谷花岗岩由于断裂抬升作用以及侵蚀作用形成了壮观的深切西海大峡谷。西海 达峡谷由南部石柱峰、石床峰，东部的飞来石，背面的排云亭、松林峰等奇峰怪 石所围成。3. 节理节理是指岩体中断裂两侧的岩块沿着破裂面没有发生后没有明显发生显著 位移的断裂构造。（1）张节理从纵切面看到孔山向斜核部岩石有该节理，节理处有碎屑岩石填充。（2）剪切节理黄山鳌鱼背该地岩体为肉红色含有石英颗粒的花岗岩。岩体上多处可见“X” 型节理分布，且各组节理呈相互交错状态。节理裂隙处均为结晶良好的石英所填 充，形成一条条石英脉。这些石英脉的形成时间均晚于岩体，它们是在岩体受节 理作用产生裂隙后，将裂隙填充，并在裂隙中充分发育形成的，故其形成时间晚 且结晶状况多较好。、岩浆作用与变质作用1. 岩浆作用岩浆作用是指岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全过部程。（1）黄山鳌鱼峰燕山期侏罗系花岗岩。早期花岗岩经过燕山 运动后，第二次结晶。由于侏罗纪地壳上升，黄 山的花岗岩出露，经过球状风化后形成山体。三 组解理非常发育。花岗岩中存在乳白色的石英、肉红色的钾长 石、角闪石以及黑云母。石英在裂隙中从两侧向 中间生长，由此说明主岩脉先于石英而存在。石 英占花岗岩成分的20%，是最重要的龟质，耐风 化，因此逐渐出露。钾长石最多，颗粒粗大，有 放射性。黑云母是晶质铀矿。（2）黄山天都峰北门岩细粒花岗斑岩，遵循“V”地形法则，岩脉 微有错动。经过崩塌作用、风化作用形成球状的 花岗岩。石英在裂隙中从两侧向中间生长，说明 石英岩脉的发育晚于主岩脉。2. 变质作用岩石从一种环境移到另一种环境，其成分、结构和构造等发生的变化，称为 变质作用。（1）汤山岩性为石灰岩重结晶形成白、灰白的中厚至厚的大理岩，结晶较好，节理面清晰 可见，在此地还发现了岩浆岩，可见此地曾有热液侵蚀，温度发生了变化。矽卡 岩发生交代，即岩浆岩与灰岩发生交代。（2）银桥大酒店对面岩性为浅变质绿泥石片岩，片理不发育，片理为变质结构。变质程度由低到高依 次为绿泥石一绢云母一石榴子石。岩石的变质与所处环境有密切关系。五、区域地质发展史：1. 寒武纪到白垩纪古地貌古气候特征（1）寒武纪由于质纯的白云岩，所以推断古地貌为海相沉。，古气候则是相对于震旦纪，天 气更炎热，水更浅，更干，有盐坪，为蒸发性海洋环境。（2）奥陶纪由于厚层致密灰岩和生物碎屑岩，所以推断古地貌为浅海相沉积。古气候则是气 候温暖，水深，浅海，波浪大。（3）志留纪，泥盆纪由于由泥岩逐渐过渡到粉砂岩、砂岩，所以推断古地貌海陆过渡相到陆相，古气 候则由于地壳抬升作用，海拔升高，气候干燥，蒸发迅速，海水干涸。（4）石炭纪a. 下统由于金陵组生物碎屑灰岩，高丽山组杂色砂岩，和州组泥灰岩，所以推断古地貌 为交替的海陆相沉积。古气候则由温暖湿润到干燥炎热再到温暖湿润b. 中上统由于致密灰岩所以推断古地貌为深海相沉积。古气候则是温暖湿润，水深。（5）二叠纪由于栖霞组薄层所以推断古地貌为浅海相至海陆过渡相。古气候则由于地壳抬 升，海退，干燥。（6）三叠纪a. 下青龙由于灰岩所以推断古地貌为海侵。古气候则是温暖湿润b. 上青龙由于泥岩、砂岩所以推断古地貌为海陆过渡相至陆相。古气候则由地壳抬升，干 燥，蒸发快。2. 寒武纪到白垩纪的重大构造运动（1）加里东运动（即加里东构造旋回）加里东运动始于距今约5.7亿年，结束于距今约4亿年，包括寒武纪、奥陶 纪、志留纪、泥盆纪。寒武纪地壳下沉，开始海侵，形成相对干燥的浅海相环境。 海侵到奥陶纪时，已经形成深海相环境，这时地壳开始上升，海水面积相对缩小。 志留纪时，出现了海陆交界的现象，处于浅海相环境。这一阶段是加里东运动的 前半期。泥盆纪初，亚洲在很多地区发生了褶皱运动，发生了大规模的海水后退， 形成众多高山。这一阶段是加里东运动的后半期，即造山时期。泥盆纪时陆相环 境形成。（2）海西运动海西构造期，包括石炭纪和二叠纪。石炭纪时，出现大规模的海侵，这一时 期为海西运动的前半期。二叠纪地壳开始上升，海水后退，开始了海西褶皱运动， 这个造山运动在二叠纪末结束，这一时期为海西运动的后半期。海西运动的完成， 标志着古生代的结束。(3) 印支运动印支运动对中国古地理环境的发展影响很大，它改变了三叠纪中期以前“南 海北陆”的局面，从此中国南北陆地连为一体，全国大部分地区处于陆地环境。 印支期形成的四条碰撞带，印支期地应力的主应力方向，按今天的方向来说，在 中国大部分地区近似北南走向。(4) 燕山运动燕山运动发生在侏罗纪、白垩纪。在这段时期，我国许多地区地壳褶皱隆起， 成为绵亘的山脉，北京附近的燕山，是典型的代表，燕山运动因此得名。燕山运动对中国大地构造的发展和地貌轮廓的奠定，都具有重要意义。此时 中国陆域又有扩大。由于构造背景不同，燕山运动的强度和表现形式有明显的东、 西差异。特别在东南沿海一带花岗岩侵入和火山岩的喷发尤为剧烈(黄山花岗岩 就是在侏罗纪出露形成)，显示了太平洋沿岸地带构造活动的加强。经过燕山运 动，中国地貌的构造格局已清晰地显现出来。(5) 喜山运动喜山运动不仅限于喜山地区，也影响到亚洲等广大地带。直到现在它的活动 仍很强烈，喜山运动后，进入了第四纪。喜马拉雅期地应力的主应力方向为东北走向，这充分说明了印度板块向北碰 撞对中国大陆的影响。喜山运动过后，现代的中国地貌基本形成。在中国西部，喜马拉雅山脉和青藏高 原的迅速抬升，后者成为“世界屋脊”，并导致新疆地区的“三山夹两盆”地貌 就此形成。六.感想/后记通过五天的实习，学习了野外地形图的使用、现场地层剖面图和路线地质剖面图的绘制， 利用罗盘测量地层产状要素及野外记录等常规地质工作的基本方法及技能训练。地理学是一门与自然和社会密切想关的科学，从学科的角度，要求我们能将 学到的理论和知识应用于实践，要求我们掌握地理学研究的主要方法，掌握区域 考察与研究的技能和技巧。通过野外实习，可以加深对地理学基本原理和实际问 题的理解和认识，培养地理学的空间观点和综合分析能力，学会发现问题、解决 问题的方法。大自然是地理学广阔而富有生机的实验室，是内容最为生动最为丰富的教育 环节之一。野外实习是学生接触大自然和社会的不可多得的机会，面对大自然和 社会的诸多地学和现实问题，将促使我们去思考和探索。地理学野外实习，在严 酷环境下要测量准确的地理数据，取得可靠的第一手资料，往往需要经历艰苦的 劳动，付出巨大的代价。这无论是对我们的专业思想教育，还是综合素能的提高， 均会起到非凡的作用。附：1.古泉水库一古泉采石场信守地质剖面图1:50 652.排山一棒槌山实测地质剖面图三叠系青龙群组（T” T2s）实测地质剖面记录表层面编 号地层范围（m）岩性描述产状100.9灰红色泥岩343°Z50°20.92灰绿色泥岩352°Z53°322.9棕黄色泥岩与灰白色灰岩互 层347°Z59°42.93.7棕黄色泥岩夹杂肉红色灰岩334°Z53°53.74.1肉红色灰岩316°Z55°64.14.7棕黄色泥石夹杂棕灰色灰石317°Z52°74.75.1灰绿色泥页岩312°Z43°85.15.5黄褐色泥页岩313°Z44°95.55.7灰绿色泥页岩334°Z46°105.76.6灰黄色页岩夹杂灰绿色灰岩327°Z50°116.67.9灰绿色页岩与肉红色灰岩互 层325°Z39°127.911.7灰黄色页岩夹杂肉红色灰岩338°Z56°1311.713.8红褐色泥岩夹杂红棕色灰岩342°Z41°三叠系青龙群组（T” T2s）实测地质剖面