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精選優質文檔-----傾情為你奉上精選優質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業專心---專注---專業精選優質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業巢湖地質教學實習指導書宿州學院地球科學與工程學院編二零零九前言區域地質調查是一項十分重要的基礎性、公益性地質工作,其目的和任務是通過不同比例尺的地質填圖來查明一定區域范圍內地層、巖石、構造、礦產等各種地質體的分布和組成特點,系統研究其屬性、形成環境、地質背景、相互關系及發展演化規律等基礎地質問題,為國土資源規劃、礦產資源勘查開發、工程地質勘察、水文地質和環境地質評價、地質學基礎理論研究、尋找和發現新的礦產資源、國民經濟建設的重大工程等提供可靠的基礎地質資料。因此,區域地質調查是地學類專業學生必須掌握的一項最重要的基本技能。區域地質調查實習,即地學專業本科二年級的野外教學實習,涉及到眾多的地質基礎理論課程,如古生物學、地史學、礦物學、巖石學、構造地質學、水文地質學、地貌學、礦床學等,因此二年級野外教學實習實際上是對學生所學專業基礎知識的一次大檢閱,也是一次地質調查工作方法的綜合而系統的訓練。在巢湖實習基地,我系地理專業學生已經進行過多期實習,但地質工程專業尚屬頭一次,因此,本指導書是在馬艷平、陳松、孫林華老師在巢湖進行了調查的基礎上,并借鑒了其他高等院校(長安大學、中國礦業大學及南京大學等)的指導書和相關圖件,匯編而成的。目錄第一章緒論………………………(1)一、實習目的和任務……………(1)二、實習要求……………………(1)三、實習時間安排………………(1)四、考核…………………………(2)第二章地理環境與地質研究簡史…………………(3)一、實習區位置、交通及地理概況……………(3)二、實習區地質研究簡史………………………(3)第三章區域地質背景及演化………………………(5)一、概述…………………………(5)二、相關大地構造單元簡介……………………(5)三、實習區地質發展演化簡史…………………(5)第四章地層…………………………(8)一、概述…………………………(8)二、各地層單元特征……………(8)第五章沉積巖及沉積相…………(14)一、常見巖石類型及其特征…………………(14)二、沉積構造及其特征………………………(18)三、沉積環境與沉積相……………………(21)第六章地質構造…………………(24)一、褶皺…………………(24)二、斷裂…………………(25)三、節理…………………(26)第七章侵入巖…………………(27)一、概述…………………(27)二、實習區侵入巖特征………………………(27)第八章礦產與旅游資源………………………(28)一、礦產資源……………(28)二、旅游資源……………(29)第九章區域地質調查方法……………………(31)一、概述……………………(31)二、區調工作程序…………(31)三、區域地質調查工作的基本方法…………………(31)第十章實測剖面及其成圖方法………………(39)一、實測地層剖面的方法………………(39)二、實測地層剖面圖的繪制……………(43)三、地層柱狀圖及綜合地層柱狀圖的繪制…………………(43)第十一章野外地質教學路線指南……………(47)一、地質教學路線觀察的目的任務………(47)二、地質教學觀察路線的布置……………(47)三、野外地質教學觀察路線指南……………(47)主要參考文獻………………………(52)附錄地質圖例…………………(53)第一章緒論地質學專業二年級野外教學實習是在一年級野外認識實習和二年級室內教學的基礎上進行的,是大學階段一次重要的、集中而且較系統的實踐教學過程。實習以區域地質調查方法為重點,涉及縱多的基礎地質知識、技能和方法,如古生物學、地史學、地層學、礦物學、巖石學、礦床學、構造地質學、水文地質學、第四系及地貌學等學科,實際上是對學生所學專業知識的一次綜合性實習,同時也是一次地質調查工作方法的綜合而系統的訓練。一、實習目的和任務理論聯系實際,通過實習鞏固并加深對已學課程的理解和認識。同時注意培養學生吃苦耐勞、艱苦奮斗、開拓創新、團結合作的精神;養成實事求是、科學嚴謹的工作態度;培養學生熱愛地質事業,勇于探索地球奧秘的興趣。逐步掌握由點到面、點面結合、由表及里、由淺入深、將今論古等地質思維方法和工作方法。實習期間主要進行區域地質調查方法的系統訓練,讓學生掌握地質踏勘、剖面測量、地質填圖、數字填圖和地質報告編寫的基本知識、方法與技能。培養學生獨立從事地質調查設計和野外調查研究的能力,為今后的課程學習和地質工作打下堅實的基礎。二、實習要求1.任務使學生學會識別并描述各種地質現象;掌握地質素描、信手剖面、實測剖面、綜合地層柱狀圖、地質填圖、GPS等野外工作方法和技能。實習結束后,實習老師要認真進行本次實習的總結和討論:包括實習計劃完成情況,是否達到教學大綱的要求和預期目的,有何新發現和新進展,今后實習建議等。對學生要求提交:①區域地質調查報告1份;②實測地層剖面2條(含剖面小結、記錄本和記錄紙);③1/5萬地形地質圖1幅(以小組為單位,1*1km/組,含綜合地層柱狀圖和圖切剖面圖);④實習記錄本一個;⑤各小組提交一套野外實際材料圖;2.積極開展思想教育,嚴格組織紀律1)以黨、團支部為核心,發揚團隊精神,做好扎實細致的思想工作。結合實習基地特點,進行國情和民情教育,從思想和組織上確保野外實習的順利完成。2)野外實習期間,嚴禁下河或水庫游泳洗澡,違者實習成績記零分,并送回學校處理。3)嚴禁打架斗毆,酗酒鬧事,夜不歸宿。違者視情節輕重給予紀律處分,嚴重的實習成績記零分。4)野外工作無故缺勤者,每次扣10分,三次以上記零分。5)野外工作中應相互關心、幫助,提高警惕,嚴防因開礦爆破、滾石等可能造成的不安全事故。三、實習時間安排根據學校教學計劃,本次實習時間為4周。實習具體時間安排如下:1.室內準備2天1)召開實習動員大會,明確實習目的、任務、要求,宣布實習紀律及注意事項;介紹實習區地質概況,明確野外工作步驟、要求和注意事項。2)按照學生的學習和身體狀況,分配實習小組,選出組長,負責小組工作,檢查并分發野外實習用品,督促完成實習期間的各項任務。3)每位實習同學認真閱讀實習指導書,并盡可能收集前人資料和文獻,以便熟悉實習區的基本地質特征。4)出發前每位實習同學必須準備好野外實習用品:地質錘、羅盤、放大鏡、野外記錄本、實習指導書、三角板、量角器、2H鉛筆、橡皮、鉛筆刀;個人根據自身情況準備:工作服、登山鞋、地質包、草帽、飯盒、水壺、專業書(沉積巖、古生物地層學、構造地質學)。2.野外實習15-18天野外實習期間,根據天氣情況、學生掌握知識程度和實習進度需要對野外資料及時整理、階段總結和講課,一般是野外作業開始前,指導老師講授實習區地層系統、地質概況、地質路線踏勘目的、方法和要求;踏勘結束后,按時完成踏勘階段的資料整理,同時指導老師講授實習區主要巖石類型以及實測剖面的方法和要求,隨后分組開始剖面實測工作;實測剖面結束后,指導老師講授剖面圖和綜合柱狀圖的制作規范、方法和要求,各實習小組可根據剖面的長度和厚度自選比例尺完成剖面和綜合地層柱狀圖的制作;同時指導老師講授野外地質填圖的規范、工作方法和要求;隨后開始野外填圖。填圖結束后,指導老師講授地質圖的成圖規范、方法和要求,并介紹地質報告編寫的內容、要求;各實習小組整理記錄本、手圖等原始資料,繪制實際材料圖和清繪地質圖,編寫地質報告。具體時間安排如下:1)路線踏勘5天:地質路線踏勘4條,自主踏勘路線1條;2)講課2天:實測地質剖面方法、地質填圖方法、剖面圖繪制方法及報告編寫。3)實測剖面3天:分組進行,實測剖面2條;4)地質填圖6天:地質路線4條,野外地質補課或專題研究2天;3.返校整理10-12天1)繪圖5天:剖面圖及綜合柱狀圖繪制3天,地質圖成圖2天;2)報告編寫5-7天。以上安排僅供參考。四、考核按照學校規定,二年級野外教學實習凡是考核不及格者一律不予補考。成績評定采用優秀、良好、中等、及格和不及格五個等級。1、考核原則:堅持高標準、嚴要求、全面綜合考察的原則。2、考核內容:學生在整個實習過程中的表現,對基礎理論知識、野外地質工作技能和方法及實習區主要地質現象的掌握情況,最終完成實習報告的質量等三大方面。3、考核辦法:學習態度、野外表現、出勤及遵守紀律情況占20%;對實習大綱要求掌握的基礎理論知識、基本技能和方法以及野外地質現象的掌握情況占30%(面試);原始資料、圖件的整理情況和文字報告的完成質量占50%。綜合成績90分以上為優秀級;80~89分為良好級;70~79分為中級;60~69分為及格;60分以下為不及格。第二章地理環境與地質研究簡史一、實習區位置、交通及地理概況實習區位于安徽省中部的巢湖市北部,屬于江淮丘陵區的南部,距合肥市約70公里。以鳳凰山為中心,南抵巢湖之濱,北達草鞋嶺,西至俞府大村,東到大小湯村。其范圍是東經117°47′—117°54′,北緯31°36′—31°42′。區內三面環山,南面近鄰巢湖。山脈走向為35°-40°,平面圖上呈“M”形延伸,主要由龜山、馬家山、平頂山、朝陽山、碾盤山、鳳凰山、大尖山、岠嶂山等組成。最高峰大尖山海拔高程350m,一般山區海拔高程100-300m,最低處獅子口海拔高程僅20m。實習區西南部的巢湖為我國五大淡水湖泊之一,東南為裕溪河沖擊平原,地形平坦,水系發育,系屬長江流域。最大的河流為裕溪河,是溝通省會合肥、巢湖與長江的水上通道。實習區水陸交通極為便利,淮南鐵路貫穿境內,高等級公路四通八達,(圖2-1)。水運以巢湖為中心,水輪、木帆船沿水運可通往合肥及長江沿岸各城鎮。地質構造清晰適中,沉積地層出露較好,類型多樣,自然礦產資源豐富。物價不高,居住生活等條件優越。旅游文化底蘊深厚,民風純樸。是高等院校學生野外教學實習的極佳選地,學生把理論知識應用于實踐的良好場所。在環境宜人,條件優越的短暫實習生活中,學生能很快的熟悉和適應當地的水土人情,學到實用的野外地質工作方法,得到動手能力和綜合思維能力的訓練。巢湖地區屬北亞熱帶濕潤季風氣候區。總的氣候特征是:氣候溫和,雨量適中,光照充分,無霜期長;季風氣候顯著,冬寒夏熱,四季分明。巢湖地區年降水量在1000~1158毫米之間,一年內7月降水最多,12月最少。農產品以水稻、小麥為主,豆、薯次之。經濟作物有棉、麻、茶葉、油菜、芝麻、花生等;水果有花紅、桃、杏、石榴等;水產品有魚、蝦、河蟹等,尤以巢湖銀魚馳名中外,素有魚米之鄉之美稱。礦產有煤、白云石、化工石灰巖、熔劑石灰巖、水泥石灰巖、硅石、螢石、耐火粘土、陶用粘土和馳名省內外的半湯礦泉水等。工業較發達,主要為水泥、化工、機械及輕工業等,規模較大的工廠有巢湖水泥廠、安徽維尼綸廠、柴油機廠、油泵油咀廠、鑄造廠、坦克修配廠等。二、實習區地質研究簡史實習區自20世紀30年代以來,地質工作者出于不同的目的做過大量的地質工作。20世紀50年代以前主要是圍繞找礦展開的較大大比例尺的地質調查工作,20世紀70年代到80年代主要進行的是大中比例尺的區域地質調查。合肥工業大學地質系早在20世紀50年代就將該區辟為野外教學的實習基地,50多年來該校師生在地層、古生物以及地質構造,第四紀地質,環境和旅游地質等方面都有重要的發現,并取得一些研究成果,為巢湖實習基地的建設奠定了良好的基礎。并于2005年由合肥工業大學出版社出版了《巢湖地學實習教程》作為野外教學的指導書。進入21世紀以來,結合下三疊統印度階-奧倫尼階層型剖面的研究圍繞區內的平頂山剖面做了大量地層方面的工作,取得了重要研究成果。自20世紀80年代以來,區內先后有、中國石油大學、南京大學、同濟大學、、浙江大學、中山大學、中國科技大學、中國礦業大學、華東師范大學、長安大學、西北大學、中國海洋大學、西安石油大學等30余所院校來此實習。其中一些院校在經過數年野外教學,以及地質研究的基礎上正式出版或者內部發行了各自的野外教學實習指導書。有的學校還結合野外教學設立研究課題,取得了較多的研究成果。主要的研究成果或者文獻列述如下:1、1934年,徐克勤曾在巢湖市北部地區作過1:5萬地質調查,著有“安徽省巢縣北部地質報告”。2、1953年4月,安徽省地質局合肥市地質隊李云祝,對該區曾做過1:1萬泥盆紀鐵礦普查,著有“安徽巢縣鳳凰山-岠嶂山鐵礦評價報告”。3、1956年元月,華東地質局巢縣地質隊曾做過1:1萬煤田普查,著有“安徽含山、巢縣、懷寧一帶煤田普查報告”。4、1978年,安徽省地質局區域地質調查隊作過1:20萬區域地質調查,著有“1:20萬合肥、定遠幅區域地質調查報告”。5、1983年,安徽省地礦局區域地質調查隊作過1:5萬區域地質調查,著有“1:5萬巢縣幅區域地質調查報告”。6、2005年,王道軒、宋傳中等,《巢湖地學實習教程》,合肥工業大學出版社。7、2007年,西北大學地質系,《巢湖北部鳳凰山地區區域地質調查實習指導書》,西北大學出版社。8、2005年,郭俊鋒等,《安徽巢湖地區石炭紀-三疊紀生物地層研究》,長安大學內部研究課題報告。9、南京大學地球科學系,《區域地質調查實習指導書》,南京大學內刊。第三章區域地質背景及演化一、概述安徽巢湖地質教學實習基地的大地構造位子處于揚子地塊東北部的下揚子坳陷,西以郯(城)廬(江)斷裂帶與華北地塊相分隔,東與太平洋板塊相鄰,其西南部與大別造山帶相毗鄰。在地層區劃上屬于揚子地層區,下揚子地層分區,六合巢縣地層小區。該實習區的地質發展演化主要與上述相鄰的大地構造單元相關。二、相關大地構造單元簡介華北地塊和揚子地塊是我國南北兩個相對穩定的地塊,在地史中總體表現為構造活動性較弱,區域穩定性較強的特點。其中,華北地塊在古元古代末的呂梁運動后(1800Ma)基底固結,成為穩定的克拉通地塊。從中元古代至古生代期間發育有穩定的沉積蓋層,地塊內部只有差異升降運動,基本沒有發生造山運動。在中、晚寒武世~早奧陶世期間發育了一套厚度和巖相均一的陸表海沉積;中奧陶世一早石炭世期間地塊主體處于隆起剝蝕狀態;晚石炭世~二疊紀主體上處于準平原化階段,發育了一套分布廣泛的海陸交互相~河湖相沉積。在侏羅紀~新近紀進入構造活化期,受到強烈的伸展作用改造,在渤海灣、松遼等地區發育了一系列NE~NNE向張性斷陷盆地,中~基性巖漿活動比較強烈。南方的揚子地塊在青白口紀末的晉寧運動后(約800Ma)基底才固結,其上發育了震旦紀以來的穩定蓋層沉積。下揚子坳陷在晚震旦世廣泛發育燈影組碳酸鹽巖臺地相沉積;寒武紀~早志留世早期,該地區強烈拗陷,發育了一套累計厚度上10000m的濱淺海~較深海相砂泥質沉積建造,實習區見到的高家邊組就是其代表;從中志留世開始發生海退,沉積范圍和沉積厚度大幅度減小,到晚志留世~中泥盆世該區基本沒有接受沉積;從石炭紀開始再次發生大規模海侵,普遍發育了臺地碳酸鹽巖相沉積,并一直持續到中三疊世后期;晚三疊世全區抬升,僅局部殘留有海相沉積環境;三疊紀以后海水退出下揚子地區,從此轉變為陸相河湖沉積環境。晚侏羅世一早白堊世期間構造活動強烈,并伴有大規模的巖漿活動,巖漿巖以重熔型“S”型花崗巖和流紋巖、粗面巖、粗面安山巖等為主。大別造山帶是揚子板塊與華北板塊對接之后形成的碰撞造山帶,碰撞作用發生在晚三疊世。蘇魯造山帶與秦嶺一大別造山帶本來是一個連續的造山帶,受郯廬斷裂的大規模左行走滑活動使二者錯開,使蘇魯造山帶現今的主體位于山東半島。關于蘇魯一秦嶺一大別造山帶形成的板塊碰撞作用,目前一般認為是印支運動的南象幕(南象運動創名于南京南象山,是指中、下侏羅統象山群沉積前的構造運動)。這次構造運動對巢湖地區也產生了重要影響,導致該地區侏羅紀以前的地層發生褶皺變形。郯城一廬江斷裂(簡稱郯廬斷裂)縱貫中國大陸東部,對中國大陸東部中、新生代區域構造演化與含油氣盆地形成具有重要的控制作用。該斷裂帶北起黑龍江的羅北,向南經依蘭、伊通、四平、營口后穿過渤海灣,再向南經濰坊、郯城、廬江,過長江后繼續向南延伸。斷裂帶由一系列次級斷裂和斷塊構成,大別造山帶的東段被郯廬斷裂帶截斷。巢湖實習基地位于揚子地塊的東北邊緣,總體上具有揚子穩定地塊的沉積和構造特征,但又顯示了一定的構造活動性。在構造上,侏羅紀以前主要受到揚子地塊和大別-蘇魯造山帶的影響,侏羅紀以后主要受到東部庫拉一太平洋板塊向亞洲大陸之下俯沖作用的影響。因該區處于大陸邊緣活動帶環境,表現出如下兩大地質特征:①實習區地處揚子地塊邊緣,構造活動性相對較弱,主要表現為巖石基本未變質,地層變形不強烈。②實習區的地層系統和構造屬于揚子板塊體系,不同于華北板塊體系。三、實習區地質發展演化簡史整個揚子地塊在青白口紀末期的晉寧運動(800Ma)完成基底固結,此后進入一個相對穩定的大地構造單元演化階段。其上的沉積蓋層主要由臺地型碳酸鹽巖和碎屑巖組成,其內部構造變形和巖漿活動相對較弱。從巢湖實習區晚震旦世以來的地質記錄,可將實習區的地質發展演化歷史分為如下5個階段:1.震旦紀階段繼晉寧運動之后,揚子地塊從震旦紀開始發育穩定的蓋層沉積。在上揚子區,震旦紀沉積記錄可以長江三峽地區震旦系為代表。包括蓮沱組陸源碎屑巖、南沱組冰磧巖、陡山沱組和燈影組的臺地一陸棚相碳酸鹽巖及細碎屑巖。實習區所在的下揚子區,震旦紀只有晚期燈影組的局限臺地白云巖、白云質灰巖和硅質巖沉積。震旦紀末,揚子區總體又抬升,形成了與寒武系之間的區域平行不整合接觸關系。2.早古生代階段繼震旦紀末的短暫抬升之后,揚子地塊發生強烈的沉降作用,引起廣泛的海浸。在早古生代早中期發育了寒武一奧陶系的海侵沉積序列,但在早寒武世晚期和奧陶紀晚期分別有過短暫的抬升,形成了相應層位的平行不整合接觸,其余各組地層之間為整合接觸。在早古生代晚期發育了志留系的海退沉積序列,這主要是受加里東運動,即我國的廣西運動的影響。作為廣西運動的前奏,揚子地塊從志留紀初即開始抬升并發生海退,揚子地塊內部志留紀的水體逐漸變淺,沉積范圍變小,使志留系主要由廣海陸棚相細碎屑巖組成。由此表明,廣西運動從其醞釀階段就開始對揚子地塊區的沉積環境造成了顯著的影響,到志留紀末,廣西運動使華南加里東造山帶形成,也造成了晚志留世地層的普遍缺失。實習區早古生代階段的地質演化與整個揚子地塊的演化基本一致。因受后期構造的改造,大部分地層未見出露,僅見到下志留統高家邊組和中志留統墳頭組。兩者之間為整合接觸,與下伏地層為斷層接觸,與上覆地層泥盆系五通組呈平行不整合接觸。3.晚古生代至三疊紀階段揚子地塊從晚泥盆世又一次開始大規模的海侵。這次的大海侵旋回包括了多個次級海進~海退過程,海水進退的頻繁交替,形成了多個層位存在的短暫沉積間斷。位于下揚子區的巢湖實習區,在經歷了晚志留世一中泥盆世的隆起剝蝕之后,在晚泥盆世發育了一套以石英砂巖為主的河流一濱海相碎屑巖沉積,被稱為五通組(D3w),屬于海侵初期在本區的反映。從石炭紀開始,本區發育了石炭系~二疊系以開闊臺地碳酸鹽巖和陸棚相碳酸鹽巖一硅質巖為主的沉積建造,反映其海侵作用的規模逐漸擴大,晚二疊世晚期發育了較深水環境下的低速沉積。三疊紀一開始,基本繼承了晚古生代的沉積環境,整個下中三疊統是一套海退序列的泥鈣質型陸棚淺海較深水相~濱海潮坪相含泥質碳酸鹽巖沉積。晚三疊世,揚子板塊與華北板塊碰撞,形成了大別一蘇魯造山帶。這次造山運動被稱之為印支運動的南象幕,對實習區的沉積環境和地質構造也產生了顯著的影響,表現在本區中三疊統馬鞍山組明顯海退序列的蒸發臺地相蒸發巖沉積建造。中三疊世之后,本區全面抬升為陸地。受印支運動(南象幕)強烈的南北向擠壓應力作用,還使本區前侏羅紀地層發生強烈的褶皺和斷裂活動,形成一系列緊閉的線性褶皺,奠定了巢湖地區現今地質構造的基本輪廓。4.侏羅~白堊紀階段印支運動之后,整個中國東部地區在侏羅~白堊紀期間地質演化主要受控于庫拉~太平洋板塊向亞洲板塊的俯沖活動,使中國東部地區的地質構造背景變成一個新的大陸邊緣活動帶。造成該區沉積環境的不均勻性加強,河流湖泊相地層的層序殘缺不全,地層分布范圍局限,地層之間的角度不整合接觸關系頻繁出現,巖漿活動強烈。侏羅紀,由于庫拉~太平洋板塊向亞洲大陸之下俯沖,中國東部成為弧后伸展背景,在下揚子坳陷區發育了零星的侏羅系沉積。在巢湖實習基地北部地區發育有下部磨山組河流沼澤相含煤碎屑巖沉積和上部羅嶺組的河流相細碎屑巖沉積。在臥牛山一帶可見到上侏羅統毛坦廠組分布,主要由粗安質火山角礫巖夾凝灰質巖屑細砂巖和粉砂巖組成。另外,在實習區出露的獅子口花崗斑巖和王喬洞花崗斑巖也是晚侏羅世的產物,反映該區晚侏羅世的火山、巖漿活動比較強烈。早白堊世,庫拉~太平洋板塊的洋中脊接近俯沖帶,庫拉板塊向亞洲大陸Nw向的俯沖難以繼續進行,便向NNw方向向北移動并俯沖,造成亞洲大陸東部處于強烈的左行扭動應力環境。在此背景下,郯廬斷裂發生大規模的左行走滑運動,使大別一蘇魯造山帶被錯斷。巢湖地區在印支運動中形成的緊閉線性褶皺也被強烈改造,褶皺的延伸方向逐漸被改造為NE向,同時還形成一些逆斷層。晚白堊世,庫拉板塊對中國東部的影響明顯減弱,太平洋板塊向西俯沖于亞洲大陸之下,中國東部再次處于弧后伸展背景,發育強烈的火山活動。但在實習區未見該期火山活動記錄,一些Nw走向的正斷層可是這一時期發育的。在巢湖實習區,白堊紀僅在臥牛山一帶的上侏羅統毛坦廠組之上不整合覆蓋了一套紅色砂、礫巖沉積,被確定為上白堊統宣南組。5.新生代階段新生代以來,中國東部的地殼活動基本繼承了中生代的特點,主要受控于太平洋板塊向西的俯沖作用,以差異升降和斷裂活動為主要特點。白堊紀以后,下揚子區地殼緩慢上升,僅局部可見零星分布的第三系雙塔寺組沉積和較廣的第四系沉積。第四系沉積在巢湖實習區覆蓋了一定的面積,沉積類型較多:山區有坡積物和倒石堆,由含礫石或礫塊及含砂礫粘土組成,可達3-4m厚;河谷中有河床沖積物,由礫石或含礫粘土、粘土呈層狀排列;巢湖湖濱有河流-湖泊沉積物,以含砂或礫石亞粘土、亞砂土、亞粘土等組成;碳酸鹽巖區可有少量洞穴堆積。新生代,在巢湖地區的新構造主要表現為一些早期形成的不同方向斷裂繼續活動,同時還可能產生了一些新的小型斷裂。經過新構造運動的改造、風化剝蝕作用以及人為活動的改造,最終形成了巢湖地區現今地表的地地質地貌特點。第四章地層發育特征一、概述巢湖市北部鳳凰山地區屬于揚子地層區、下揚子地層分區、六合巢縣地層小區。實習區內出露的地層有下—中志留統、上泥盆統、石炭系、二疊系、下—中三疊統、下侏羅統和第四系。下—中志留統與中—下三疊統分別構成鳳凰山背斜和平頂山向斜的核部,其他地層依次分布在它們的兩側。現將實習區地層的發育特征闡明如下(表4-1):二、各地層單元特征(一)志留系實習區僅出露下志留統高家邊組和中志留統墳頭組,構成了鳳凰山背斜的核部。兩組之間呈整合過渡關系;區域上,墳頭組與上覆上泥盆統五通組呈平行不整合接觸,在獅子口剖面呈斷層接觸。1.下志留統高家邊組(S1g)區內高家邊組大多出露不全,僅見高家邊組之中上部。以獅子口及旗山出露較好。獅子口大致可以分為三部分。下部未見底,厚度>29m,青灰色頁巖夾薄到中厚層泥巖及黃綠薄層狀頁巖,產腕足類化石。中部以黃綠、灰綠色薄層泥質細砂巖為主,厚約24m,未見化石。上部黃綠色薄層片狀粉砂質泥巖夾黃綠色薄層泥質細砂巖,厚約6.17m,有時可見垂直蟲管。2.中志留統墳頭組(S2f)該組在區內可劃分為上、中、下三部分,總厚約189m。下部:黃綠色局部呈淺紫色薄—中厚層石英細砂巖及含泥質含礫石英砂巖,交錯層理發育,厚約148m左右。含磷。中部:黃綠色薄層粉砂質泥巖與石英砂巖呈互層,波痕、交錯層理發育,厚38.3m。上部:紫紅、灰紫、紅、灰綠等雜色薄層泥巖、粉砂質泥巖,厚約2.6米。該段地層在巢湖北部地區時有斷續可見,如萬家山較發育而獅子口處則不見。(二)泥盆系1、上泥盆統五通組(D3w)實習區內僅發育有上泥盆統五通組,由于巖石比較堅硬而常形成懸崖絕壁。它與上覆下石炭統呈平行不整合接觸。巢湖市北獅子口處剖面最為良好,根據巖性組合特征,可明顯分為上、下兩段,厚約93m。下段(D3w1):石英砂巖段,厚73.2m。下部的灰白色厚層或中厚層礫巖、砂礫巖、含礫石英砂巖組成,層內見有15°傾角之斜層理。礫石成分以石英、燧石為主,含少量細砂巖、粉砂巖、條帶硅質巖等成分,次園狀居多;礫徑不同地點變化較大,一般2-5cm,個別達8cm以上。縱向剖面上,地層主要以礫石礫徑大小變化而顯示出沉積韻律,橫向上該底部礫石層位極不穩定,呈扁豆狀或透鏡體狀沿層面分布。上部厚層至中厚層中粒—中細粒硅質膠結的石英砂巖夾薄層泥質粉砂巖、泥巖。石英砂巖中可見大型單向斜層理,部分槽形斜層理、板狀交錯層理、平行層理,層面上局部發育有舌狀波痕、雨痕(雹痕)等。本段由于巖性堅硬在區內多組成山脊或陡壁,含化石甚少。上段(D3w2):砂、頁巖層段。厚約20m。該段巖性以灰黑、灰黃、灰紫、灰白等色薄層粉砂巖、粉砂質泥巖、炭質頁巖、頁巖、粘土巖及薄—中厚層石英細砂巖之交互韻律層為特征。自上而下至少可劃出六個韻律層,近上部夾有兩層灰色粘土礦層。在粘土礦頂底板附近含大量植物化石及葉肢介層。含植物化石。本組在巢北假整合于墳頭組之上,在巢南則假整合于茅山組上。(三)石炭系實習區石炭系厚度不大,但發育齊全,生物化石豐富。分上、下二統。下統包括金陵組、高驪山組、和州組;上統包括黃龍組、船山組。除高驪山組為碎屑巖外,其余皆為碳酸鹽沉積。各組間除了高驪山組與和州組呈過渡關系外,其他各組之間及其與上覆下二疊統棲霞組均為平行不整合接觸。1.下石炭統金陵組(C1j)以鳳凰山東風石料礦剖面為代表,可分為上、下兩部分,厚7.7m。下部:灰黃色薄層含泥細砂巖或含鐵砂巖,厚10cm至1m左右。含腕足類化石。上部:灰—灰黑色中厚層生物碎屑灰巖、微晶灰巖。內含豐富的化石,有珊瑚、腕足、牙形刺等。2.下石炭統高驪山組(C1g)鳳凰山剖面本組可分上、中、下三個巖性段,厚12.1m。下段:灰、灰黃色薄層粘土巖,底部夾褐鐵礦層(0.1-0.3m),含植物化石碎片,厚3.4m。中段:灰黃、紫紅色薄層含生物碎屑灰巖、含鈣、鐵質泥巖夾姜塊狀灰巖和中薄層含生物碎屑灰巖,厚5.0m。含腕足類、珊瑚、瓣鰓類等。上段:灰黃、黃褐色含鐵質細粒石英砂巖及灰白色石英砂巖,厚4.3m。巢北地區上巖段自西向東變薄,較厚處該組下部見豆狀赤鐵礦層。層內蟲跡構造發育,自下而上,構成自生水平管跡、V-Y形管跡、似甲殼狀管跡之組合。3.下石炭統和州組(C1h)實習區該組按巖性特征可分為上、下兩部分,厚約27.3m。下部:深灰、灰黑色中薄至厚層白云質生物碎屑灰巖、泥質類巖,厚22.5m。含蜓化石、珊瑚類、腕足類以及牙形刺。上部:灰色、微帶肉紅色中厚層至厚層亮晶及微晶生物碎屑灰巖、白云質灰巖夾黃綠色薄層泥巖;底部為粗結晶灰巖,頂部為爐渣狀灰巖,總厚4.8m。含蜓化石、珊瑚類等;白云質灰巖中產柱狀疊層石。4.上石炭統黃龍組(C2h)實習區內黃龍組僅見有純生物灰巖段,且直接覆于爐渣狀灰巖之上。以金銀洞北至岠嶂山一帶剖面較好,另外在鳳凰山東風石料礦也相當完善。可劃分為上、下兩段,厚27.2m。下段:灰、深灰、肉紅色中厚至厚層狀白云質灰巖、生物碎屑泥晶與微晶灰巖,厚16.7m。含蜒類化石、珊瑚類、腕足類等。上段:灰、紫紅色厚層亮晶生物碎屑灰巖夾砂屑灰巖。厚10.5m。含蜒類化石。本組巖性、厚度較為穩定,各處大體相近。在東風石料礦處黃龍組灰巖可見某些特殊組構:如底部呈韻律層狀,中部見交錯層,含泥晶灰巖,上部藻席灰巖與生物礫塊灰巖互層等特征,表明黃龍組沉積時受過較強的水動力作用,屬淡水臺地環境。本組與下伏和州組呈明顯間斷。5.上石炭統船山組(C2c)本組巖性以含球藻灰巖為特征,分上、下兩部分,厚8.3m。下部:黑色厚層微晶灰巖,底部有一層灰黃色含褐鐵礦團塊泥巖,厚約1m。含腕足類化石。上部:灰、深灰色中厚至厚層狀亮晶生物碎屑球藻灰巖,夾灰色泥晶生物碎屑灰巖。含蜒類化石。在鳳凰山東風石礦,船山組下部夾同生礫巖或同生角礫巖出露。與南京地區相比缺失上部假希氏蜒帶,與下伏黃龍組為假整合接觸。(五)二疊系實習區二疊系發育齊全,出露清晰,接觸關系明了,生物化石豐富。巢湖北部地區的二疊系主要分布在馬家山及俞府大村一帶,下統由棲霞組和孤峰組組成,上統由龍潭組和大隆組組成,總厚288.4—487.8m。各組之間除棲霞組和孤峰組及其上、下統之間為平行不整合接觸外,龍潭組和大隆組之間及其與上覆下三疊統殷坑組均為整合過渡接觸關系。1.下二疊統棲霞組(P1q)按巢湖市北部北平頂山剖面,棲霞組自下而上可分為兩段六部分,厚約171.3m。下段:厚61.60m。可分為兩部分。下部:為碎屑巖夾劣質煤(梁山煤系),平頂山剖面碎屑巖風化為土黃色風化物。該部分巖性變化較大,在岠嶂一帶為深灰色、灰黃色鈣質透鏡體泥巖,厚0.25m,向西到東風石礦為灰黑色頁巖及黑色劣質煤層,厚0.75m,與下伏船山組呈凹凸不平之假整合面。上部(臭灰巖層):深灰、灰黑色薄至中層含瀝青質臭灰巖及含生物碎屑泥灰巖,厚60.6m。含蜓化石、珊瑚及腕足類化石。上段:按巖性特征可分為四部分,總厚109.7m。下部(下硅質層):含燧石結核或團塊灰巖,黑、灰黑色灰巖,夾黑色薄燧石層及生物碎屑粉砂質泥巖,厚8.7m。含珊瑚化石。中部(含燧石結核灰巖層):深灰、灰黑中薄到中層含燧結核灰巖,夾黑色薄層含瀝青質泥類巖,厚78.1m。含蜓類、珊瑚及腕足類化石及大量有孔蟲化石。上部(上硅質層):黑色中—薄層硅質巖、深灰色含燧結核白云質灰巖及薄板狀硅質灰巖互層,厚7.7m。含蜓類及珊瑚化石。頂部(頂部灰巖層):灰、深灰色含燧石結核灰巖、白云巖質灰巖,厚14.9m。含蜓類及珊瑚化石。2.下二疊統孤峰組(P1g)孤峰組由薄層黑色硅質巖及薄層棕、褐、紫等色泥巖組成,巢北地區該組厚度一般在30m左右。平頂山西側姚家山剖面可分為三部分:下部:以灰黑色、黑色薄層放射蟲硅質巖夾紫色泥巖與頁巖互層為主,厚19.8m。其中底部2.5m為灰黃、淺棕、褐色泥巖、頁巖,含有磷結核(P2O5含量可達10.64%)。含菊石、腕足類及雙殼類化石;中部:淺紫、紫、黃褐色薄層泥巖夾少量放射蟲硅質巖,厚8.5m。含含菊石、腕足類化石;上部(原稱銀屏組(P1y)):在巢北平頂山西側姚家山一帶也有發現,厚20m左右,以灰、深灰色泥巖及頁巖為主,夾少量薄層硅質巖,含遺跡化石以及許多未能定名的生物化石,反映茅口晚期成為濱岸沿澤的陸屑沉積的特征。改組底部與棲霞組界面凹凸不平,其上含有10-20cm的含礫泥質松散物,為假整合接觸。近年來在硅質巖中發現放射蟲化石,說明孤峰組應為淺海盆地中較深水環境的硅質巖沉積。3.上二疊統龍潭組(P2l)龍潭組為一套濱岸沼澤相的含煤沉積,厚約60m。本組以灰黃色厚層含礫粗粒石英砂巖為底部層,與下伏孤峰組上部(銀屏組)接觸面有一薄層鐵質層,認為存在一沉積間斷。龍潭階上界是以阿拉斯菊石科分布的上限為頂界,本區龍潭組中未發現過晚二疊早期菊石,以龍潭組富含腕足類的灰巖及砂巖為頂。龍潭組在巢湖北部地區主要分布在俞府大村向斜核部炭井村一帶及平頂山向斜平頂山四周,但掩蓋較多,剖面不全,但可明顯劃分為三部分。下部:灰黃、青灰色中厚層細粒巖屑長石石英砂巖及含礫砂巖,夾黑色薄層泥巖。含植物化石。上部:青灰、灰黑、灰黃色薄層泥巖、粉砂質泥巖、粉砂巖夾煤線,產植物化石。頂部:灰黑色中厚層泥晶白云質生物碎屑灰巖,含燧后團塊及條帶,產腕足類及雙殼類化石。區內頂部灰巖呈透鏡狀,與大隆組硅質巖沉積易于劃分。4.上二疊統大隆組(P2d)本組巖性較穩定,以灰黑色薄層硅質巖、炭質硅質巖及紫色泥巖、炭質頁巖、硅質頁巖為主,化石較豐富,厚約30m。大致可以分為三部分。下部:灰黑色薄層硅質巖、炭質硅質巖夾紫色頁巖、炭質頁巖,底部有一薄層灰黃色細粒巖屑砂巖(火山巖屑),厚5.2m。產菊石及腕足化石。中部:紫灰色泥巖夾深灰、灰黑色炭質頁巖、硅質頁巖。厚15.6m。產菊石及腕足化石。上部:灰黑色薄層硅質炭質泥巖,近頂部夾灰質白云質泥灰巖,厚8-24m左右。產菊石及腕足化石。大隆組的沉積,反映自龍潭期后期至長興期,本區處于一較深水低能環境的淺海盆地所沉積的一套遠硅質建造。近年來研究發現,大隆組可分為上、下兩部分。下部以安德生菊石科及阿拉斯菊石科Aroxoceratidae為主。上部以假提羅菊石科、肋瘤菊石科、大巴山菊石科為主,代表菊石不同演化階段。因此本區龍潭組并不代表晚二疊世早期全部地層,而應包括大隆組下部地層在內。這是巖石地層單位與年代地層單位不一致的表現。(六)三疊系實習區三疊系主要發育在平頂山向斜核部平頂山-馬家山-陰都山一帶。生物化石豐富,僅發育有下、中三疊統。下三疊統由殷坑組、和龍組及南陵湖組構成,中統稱東馬鞍山組。三疊系各組間為整合接觸關系,未見與上覆侏羅系直接接觸。以馬家山剖面為代表。1.下三疊統殷坑組(T1y)本組可分為下、中、上三個巖性段,厚83.8m,。下段:淺灰綠、黃綠色泥巖、含粉砂質泥巖,夾薄層泥灰巖,下部泥巖中局部含鈣質結核或似瘤狀灰巖,底部為厚約20cm的黃綠色鈣質泥巖,厚22.8m。產菊石、牙形刺及腕足化石。中段:灰黃色粉砂質泥巖夾灰色中—薄層泥質條帶灰巖或似瘤狀灰巖,厚22m。含菊石及腕足化石。上段:灰綠色鈣質頁巖夾薄層泥質灰巖及薄層條帶白云質灰巖。厚39m。產菊石、牙形刺及腕足化石。2.下三疊統和龍山組(T1h)馬家山剖面本組厚約21.2m,可分為上、下兩段。下段:灰黃綠、棕紫色薄層似瘤狀灰巖與鈣質泥巖層,近上部泥質灰巖,厚9.3m。產菊石、牙形刺及腕足化石。上段:灰色薄層灰巖夾黃綠色薄層似瘤狀泥質灰巖及泥巖,厚11.9m。產菊石。由于Parasibirites在本區僅在本組頂部采得,可作為與殷坑組分界的標志性生物。3.下三疊統南陵湖組(T1n)巢湖北部地區馬家山剖面本組厚159.5m,可劃分為下、中、上三段。下段:厚層灰巖段,厚48.6m。下部:以瘤狀灰巖為主,由灰綠、微紅色中薄層瘤狀灰巖夾深灰色灰巖組成,厚13m。產菊石以及大量牙形刺化石。上部:以厚層灰巖為主,由灰、深灰色厚層灰巖夾黃色中薄層瘤狀灰巖及鈣質泥巖、同生礫狀灰巖組成,厚35.7m。產菊石及牙形刺化石等。中段:瘤狀灰巖段,厚46.8m,可分為下、中、上三部分。下部:以紫紅色瘤狀灰巖為主,由紫紅色中薄層瘤狀灰巖、泥灰巖夾中薄層灰巖組成,厚16.4m。產菊石及牙形刺化石。中部:以灰、深灰色中厚—厚層灰巖為主,夾紫紅、灰綠色瘤狀灰巖及鈣質頁巖,厚17.9m。產多種牙形刺化石。上部:以灰綠色中薄層瘤狀灰巖為主,夾雜色泥巖及深灰色薄層灰巖,厚12.5m。產菊石及牙形刺化石。上段:薄層黑色灰巖段,厚64.1m,可分為上、下兩部分。下部:由深灰色薄層灰巖夾黃綠色鈣質頁巖組成,厚26.0m。產恐龍、腕足與牙形刺化石。上部:由深灰、黑色薄層灰巖夾炭質頁巖、瀝青質頁巖、棕色鈣質頁巖組成,頂部有時含燧石結核,厚38.1m。產腕足化石。經巖相分析,殷坑組、和龍山組可能屬陸棚潮下較深低能環境,而南陵湖組屬開闊臺地潮下淺水低能環境。4.中三疊統東馬鞍山組(T2d)巢湖北部馬家山剖面本組厚度大于95.8m,根據巖性特征可以分為上、下兩部分。下部:灰、深灰色薄、中層灰巖,底部為灰、淺紫紅色含石膏假晶鈣質白云巖,厚12.7m。含牙形刺。上部:灰、灰黃厚層至塊狀角礫巖狀灰巖及泥質灰巖、泥質白云質灰巖,厚度大于83.2m。本組可能屬蒸發臺地潮上低能環境沉積。其底界以出現含鳥眼構造之白云巖為界。由于化石稀少僅采獲少量牙形刺化石,因此僅依據巖性及層序與懷寧地區對比而確定。(七)侏羅系在巢湖北部地區侏羅系出露較少,僅零星見于俞府大村向斜南部,如東側小山村附近、西側九棵松-鑄造廠-變電所一帶。前者僅發育底部灰白色礫巖層及部分灰黃、黃褐色中至薄層長石石英砂巖夾細砂巖薄層,曾采到過植物化石,不整合覆于二疊系棲霞灰巖之上。而后者底部礫巖夾中粗粒灰黃、淺灰色長石石英砂巖,不整合于五通組之上;其上部逐漸出現黃綠、紫紅色等細砂巖、粉砂巖、頁巖及薄層細砂巖互層。近下部泥質細砂巖中曾采到大量植物化石。(八)第四系第四系沉積在巢湖實習區覆蓋了一定的面積,沉積類型較多:山區有坡積物和倒石堆,由含礫石或礫塊及含砂礫粘土組成,可達3-4m厚;河谷中有河床沖積物,由礫石或含礫粘土、粘土呈層狀排列;巢湖湖濱有河流-湖泊沉積物,以含砂或礫石亞粘土、亞砂土、亞粘土等組成;碳酸鹽巖區可有少量洞穴堆積。第五章沉積巖及沉積相實習地區自震旦紀以來,除了缺失早中泥盆紀沉積外,各期的沉積地層均有出露,尤以陸源和內源沉積巖最為發育。沉積巖的野外觀察與描述,是進行沉積巖研究的基礎,通過對沉積巖本身所具有的各種特征(如顏色、結構、構造、生物化石及沉積地球化學等),不僅是劃分各種巖石類型的依據,而且是研究沉積巖成因及其分布,恢復研究區沉積歷史及其沉積環境,進行區域巖石地層對比的基礎。古環境的恢復不僅對于了解地史時期地表的古地理特征和地質歷史的演變具有重大的理論意義,而且對于指導礦產資源的普查和預測也具有重要的實際意義。沉積巖是古代沉積環境的產物。沉積環境是指沉積物形成的自然環境條件。沉積相是自然環境的產物,即沉積環境的物質表現,即將“沉積相”理解為一個“沉積環境”中所有的原生沉積特征的總和,包括巖石、古生物和巖石地球化學等特征。沉積環境與沉積相的研究是沉積學一項重要內容。一、常見巖石類型及其特征常見巖石類型是指實習地區出露于震旦紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀、二疊紀和三疊紀沉積的各類沉積巖石。一般認為,沉積物的來源是沉積巖形成歷史的物質基礎,物源不同,其成分和性質亦不同,搬運和沉積方式以及其成巖后生作用的方式和趨勢也會有所不同,所形成的巖石結構與構造和其它性質都會有所差異。因此,本指導書采用按照物質來源進行沉積巖分類的觀點。實習地區巖石類型豐富多樣,尤以陸源沉積巖和內源沉積巖最為發育。(一)、陸源沉積巖陸源沉積巖主要由機械搬運沉積的陸源物質組成,包括主要由碎屑物質組成的陸源碎屑巖和主要由粘土物質組成的泥質巖。陸源碎屑巖是指由母巖經過物理風化作用(機械破碎)所形成的碎屑物質,經過機械搬運和沉積,并進一步壓實和膠結等成巖作用而形成的沉積巖類。它包含四種基本組成部分,即碎屑顆粒、膠結物、雜基和孔隙,其中膠結物和雜基又合稱為填隙物。碎屑顆粒是陸源碎屑沉積巖的最主要組分,碎屑顆粒包括礦物碎屑和巖石碎屑。常見的礦物碎屑主要有石英、長石、云母、重礦物等;巖石碎屑類型比較多。膠結物是成巖過程中新生的對碎屑顆粒起膠結作用的化學沉淀物,常見類型有鈣質、鐵質、硅質等自生礦物。雜基是指與砂、礫等碎屑一起由機械作用沉積下來的較細粒物質,主要為粘土物質,有時還有細粉砂和碳酸鹽灰泥等。孔隙是指巖石中未被固體物質所占據的部分,它可以是在原始沉積時就保留下來的原生孔隙,也可以為成巖后生階段的所形成的次生孔隙。碎屑顆粒、雜基和膠結物之間的關系,往往能夠反映巖石形成的古水體介質的流動性質和沉積環境的某些特征及其巖石本身的一些物理性質(如孔隙性、滲透率等)。一般地,按照碎屑顆粒的粒徑大小,陸源碎屑沉積物可作進一步劃分。礫和角礫(粒徑>2mm):細礫,粒徑16~2mm;中礫,粒徑64~16mm;粗礫,粒徑256~64mm;巨礫,粒徑>256mm。砂(粒徑2~0.125mm):粗砂,粒徑2~1mm;中砂,粒徑1~0.5mm;細砂,粒徑0.5~O.25mm;微粒,粒徑,0.25~0.125mm。粉砂(粒徑0.125~0.032mm):粗粉砂,粒徑0.125~0.063mm;細粉砂,粒徑O.063~O.032mm。泥(粒徑<O.032mm)。1.礫巖礫巖為粒徑>2mm的陸源碎屑物含量超過30%的陸源碎屑沉積巖,礫石中次圓狀和圓狀礫石含量大于50%。實習區內的礫巖主要分布于泥盆系上統五通組下部,由礫巖至砂巖的五個韻律層組成,在區域上礫巖分布和厚度極不穩定。礫石成分以石英巖為主,約占85%,燧石次之,約占10%,細砂巖、粉砂巖及條帶硅質巖,約占5%。礫石以2~5mm為主,偶見>10cm礫石,礫石分選較好,磨圓度以次圓狀為主,填隙物為硅質膠結物和細粉砂級雜基組成,顆粒支撐,基底式膠結。礫石呈迭瓦狀定向排列。整體來看屬于河流沉積。2.砂巖砂巖主要產出于志留系下統高家邊組、中志留統墳頭組、泥盆系上統五通組、石炭系下統和二疊系上統龍潭組。根據成分和成因分類方案,用三角圖解法對砂巖進行分類。首先根據基質含量將砂巖分為砂巖和雜砂巖兩大類,前者基質含量<15%,后者基質含量>15%。在砂巖和雜砂巖進一步細分則用三角圖(圖5-1),其三個端員所代表的碎屑物質組分為:石英(Q)端元代表石英、燧石、石英巖和其它硅質巖巖屑;長石(F)端元代表長石及花崗巖、花崗片麻巖巖屑;巖屑(R)端元代表除石英、長石端元中的巖屑以外的其它巖屑(火山巖及其變化產物,板巖、千枚巖、結晶片巖等淺變質巖,粉砂巖、泥質巖及碳酸鹽巖等沉積巖)以及碎屑云母和綠泥石。各端元的成因意義是:Q的含量或Q/(F+R)值反映砂巖的成分成熟度;F/R值既反映物質來源(深成巖或表成巖),又反映大地構造狀況;F端元又在一定程度上反映了氣候和風化作用的特點。三角圖的進一步分區,首先是根據Q的含量90%和75%值為界分成三大區,即石英砂巖區、長石砂巖一巖屑質長石砂巖一長石質砂屑巖一巖屑砂巖區及其二者的過渡區(長石質石英砂巖、巖屑質石英砂巖、長石巖屑質石英砂巖);然后再根據F和R的相對含量將后兩個區加以細分,共劃分了8個類型。F和R端元還可以進一步采用輔助三角圖細分。其輔助三角形端一般是:R可細分為火山巖屑、沉積巖屑和變質巖屑三個端元;F可細分為鉀長石、酸性斜長石和基性斜長石三個端元。并可依此進一步命名,如鉀長石砂巖、火山巖屑雜砂巖等。如果巖石中含有特殊意義的礦物時,可用附加命名的辦法,如海綠石石英砂巖、鋯石石英砂巖等。根據上述分類方案,實習區內可劃分3種類型。(1)石英砂巖:產于志留系下統高家邊組中下部、泥盆系上統五通組和石炭系下統高驪山組上部,尤以五通組最為典型。該組為灰白色石英砂巖,風化后呈褐色,顆粒成分幾乎全由單晶石英碎屑組成,以粗粒為主,分選磨圓較好。其中發育大型楔狀交錯層,板狀交錯層、單斜層理、平行層理等,層面上見不對稱波痕、雨痕(冰雹痕)等。(2)長石質石英砂巖:主要產于中志留統墳頭組上部和二疊系上統龍潭組,巖石呈淺黃、淺灰色,長石含量約10%~20%,分選性和磨圓度較好。墳頭組發育有大型交錯層理和波痕,龍潭組見有羽狀交錯層理。(3)石英雜砂巖:主要產于中志留統墳頭組下部,巖石呈淺灰色,中細粒,泥質雜基含量達30%。發育平行層理和低角度交錯層理。3.泥質巖泥質巖類在實習區內分布廣泛,主要產于志留系下統高家邊組、志留系中統墳頭組、泥盆系上統五通組、石炭系下統金陵組、二疊系下統棲霞組底部和孤峰組、二疊系上統龍潭組和大隆組、下三疊統等。根據其成分和頁理發育狀況,往往可直接影響泥質巖的定名,如頁巖、泥巖、粉砂質頁巖、粉砂質泥巖、鈣質頁巖、鈣質泥巖、鐵質泥巖、鋁土質頁巖、鋁土質黏土巖、炭質頁巖、黑色頁巖、硅質頁巖等。(二)內源沉積巖內源沉積巖是指組成巖石的沉積物在沉積盆地中通過生物沉積作用和化學沉積作用而形成的巖石。按沉積作用方式可分為機械、生物、化學和生物化學作用形成的碳酸鹽巖、硅質巖、鋁質巖、鐵質巖、錳質巖和磷質巖,以及主要由化學作用形成的蒸發巖和主要由生物作用形成的可燃性有機巖。1.碳酸鹽巖碳酸鹽巖主要由沉積的碳酸鹽礦物(方解石、白云石等)組成,還含有非碳酸鹽自生礦物及陸源礦物化合物等。主要的巖石類型為石灰巖(方解石含量大于50%)和白云巖(白云石含量大于50%)和陸源碎屑及粘土組成各種過渡類型的巖石。從結構的角度來看,碳酸鹽巖主要由顆粒、泥、膠結物、生物格架和晶粒五種結構組分組成。碳酸鹽巖中的顆粒,按其是否在沉積盆地或沉積地區中形成,可分為內顆粒(盆內顆粒)和外顆粒(盆外顆粒)兩類。內顆粒是主要的,外顆粒是次要的。按碳酸鹽巖顆粒的組成特征和成因分為:內碎屑、鮞粒、生物碎屑、球粒、藻粒5種。內碎屑:指在沉積盆地內形成的由弱固結或半固結的碳酸鹽沉積物經波浪、潮汐等水流作用沖刷、破碎或搬運而形成顆粒。內碎屑按粒徑大小分為:礫屑,2mm;砂屑,2~1mm;粉屑,1~0.1mm;泥晶,<0.01mm。碳酸鹽沉積物中常見的內碎屑有的來自干涸的潮坪泥晶灰巖碎片或石片,大量石片經過潮汐作用,發生相互磨蝕,形成扁平礫石,如竹葉狀灰巖。鮞粒:是一種由核心和包殼組成的粒徑小于2mm的球形或橢球形顆粒。其核心可以是陸源碎屑(石英、長石)、內碎屑、生物碳酸鹽顆粒等。包殼是由化學沉淀形成的微晶碳酸鹽礦物呈同心狀或放射狀排列所組成。直徑大于2mm的類似顆粒稱豆粒。鮞粒與豆粒均屬包粒,系形成于動蕩水中。鮞粒的成因有無機和有機成因兩種說法。一些持有機成因論的學者認為,鮞粒的形成與藻類以及細菌的作用有關;無機成因被人們普遍承認,主張碳酸鹽鮞粒是在碳酸鹽過飽和且擾動的水體環境,由溶液中析出的碳酸鈣(主要是文石)圍繞著被水擾動浮起質點為核心沉淀而成。生物碎屑:是指經過搬運和磨蝕以及未經搬運和磨蝕的生物化石碎屑及完整的生物化石個體。鏡下觀察,生物鈣質硬體顯示由方解石和文石組成的空間形態的顯微結構,可歸納為粒狀、纖(柱)狀、片狀、單晶四大顯微結構(戴永定,1981)。粒狀結構由光性方位雜亂、三向大致等軸的方解石(或文石)晶體組成,如軟體動物最外殼層。纖(柱)狀結構由平行或放射狀排列的單向延長的方解石(或文石)晶體組成,C軸與長軸近乎一致。如三葉蟲和珊瑚。片狀結構由近乎平行的方解石(或文石)片以各種方式疊集而成,如腕足動物等。單晶結構指骨片全部或局部由一致消光的單一晶體或雙晶組成,如棘皮動物。團粒(或球粒):由微晶碳酸鹽礦物所組成的不具有內部構造的表面光滑的球形或卵形顆粒。球粒至少有藻球粒、糞球粒和假球粒三種成因類型,它們都是低能環境的產物。團塊:是由幾個碳酸鹽顆粒被灰泥或藻類粘結在一起形成的,在巴哈馬灘,這樣的顆粒稱為葡萄石。藻粒:即與藻類有成因聯系的顆粒,它包括藻鮞、藻灰結核、藻團塊及藻碎屑等。泥是與顆粒相對應的另一種結構組分,是指泥級的碳酸鹽質點。它不是陸源的,而是盆地內形成的細小的碳酸鹽泥屑。根據它的具體成分,可分為“灰泥”和“云泥”。灰泥是方解石成分的泥,也稱“微晶方解石泥”;云泥是白云石成分的泥。有三種成因的灰泥:①化學沉淀作用生成的灰泥;②機械破碎作用生成的灰泥,這主要是指泥級的內碎屑;③生物作用生成的灰泥。膠結物主要是指充填于原始沉積顆粒之間起膠結作用的化學沉淀物質。由于這種膠結物的晶體清澈明亮,稱為“亮晶”或“亮晶膠結物”。它通常是在水動力較強的沉積條件下,原始粒間的細粒灰泥質點被沖洗帶出后,在成巖過程中在粒間孔隙中以化學方式沉淀的方解石。生物格架主要指原地生長的群體生物(如珊瑚、苔蘚、海綿、層孔蟲等)以其堅硬的鈣質骨骼所形成的骨骼格架。晶粒是晶粒碳酸鹽巖(也稱結晶碳酸鹽巖)的主要結構組分。晶粒可首先根據其粒度劃分為礫晶、砂晶、粉晶、泥晶等。砂晶還可再細分為極粗晶、粗晶、中晶、細晶及極細晶,粉晶還可再細分為粗粉晶和細粉晶。碳酸鹽巖按其中的礦物成分可分為石灰巖和白云巖兩種基本類型。(1)石灰巖:按照結構和成因分類的觀點(表5-2),對實習地區石灰巖進行劃分。這種分類首先把石灰巖劃分為三大類型,即顆粒一灰泥石灰巖、晶粒石灰巖和生物格架石灰巖。分類表中的巖石名稱為巖石類型的名稱,而不是某一具體巖石的名稱。對某一具體的巖石,其名稱還應根據具體的結構組分特征和相對含量,定得更具體些,如褐灰色鮞粒灰巖、灰色泥晶生物碎屑灰巖等。根據實習地區的具體情況,這里主要介紹顆粒一泥晶石灰巖類的主要類型及其特點。內碎屑灰巖:內碎屑是指沉積盆地中沉積不久、半固結或固結的碳酸鹽沉積物,受波浪或水流作用的影響而破碎、搬運、磨蝕、再沉積所成的顆粒。根據顆粒直徑的大小可以把內碎屑劃分為礫屑、砂屑、粉屑和泥屑四個級別,我們通常所說的內碎屑一般指的是前三者。實習地區常見于石炭系和二疊系中。生物碎屑灰巖:生物碎屑是指經過搬運和磨蝕以及未經過搬運和磨蝕的生物化石碎屑與個體,主要形成于開闊海臺地、淺海陸棚、濱海潮坪和海灘等環境。生物碎屑灰巖在實習區常見于石炭系、二疊系和三疊系中,生物碎屑主要由海百合莖、腕足類、腹足類、介形蟲等組成。鮞粒灰巖:鮞粒是具有核心和同心紋層結構的球狀顆粒,一般形成于溫暖淺水、水動力條件較強的環境中。鮞粒的核心可以是內碎屑、生物碎屑、陸源碎屑及其它物質,同心紋層主要由泥晶組成。根據結構和形態特征,通常把鮞粒分為正常鮞、表皮鮞、復鮞、負鮞、放射鮞、單晶鮞及多晶鮞等,粒徑一般在2~O.25mm之間。實習區偶見于震旦系、石炭系和二疊系中。藻粒灰巖:主要是由與藻有成因聯系的富藻類的碳酸鹽顆粒組成的巖石,常見的藻粒有核形石、藻團塊及藻屑等。實習區見于震日紀、石炭紀和二疊紀地層中,主要巖石有藻團塊白云巖、藻屑白云巖和疊層石白云巖等;核形石主要產出于三疊系,石炭系和二疊系也有少量產出。泥晶灰巖:是顆粒一泥晶石灰巖類型中以泥質組分為主的巖石類型。一般認為,基本上不含顆粒的泥晶灰巖是水動力條件很弱的環境中的產物,常與球粒灰巖和粉屑灰巖共生。泥晶的成因基本包括三種類型,即化學沉淀成因、機械破碎成因和生物成因。泥晶灰巖一般形成于受保護的淺水瀉湖、潮坪、陸棚及較深水的濱外盆地。實習地區常見于震旦系、石炭系和三疊系中。實習區內泥晶灰巖主要產于石炭系下統和州組,二疊系下統棲霞組和三疊系。(2)白云巖:白云巖是由白云石組成的沉積碳酸鹽巖,主要由碳酸鈣沉積物或石灰巖被白云石交代而成。通常認為,沉積物形成后的準同生交代和固結過程中交代以及固結以后交代作用所形成的白云巖,是交代白云巖主要的成因類型。白云巖和灰巖一樣,也是由顆粒、泥晶基質、亮晶膠結物及孔隙4種結構組分構成。同樣地,石灰巖的結構/成因分類系統和命名原則基本可適用于白云巖。實習區內的白云巖產于上震旦統燈影組、石炭系下統和州組及三疊系下統和龍山組。2.硅質巖硅質巖是指由化學作用、生物和生物化學作用以及某些火山作用形成的富含二氧化硅(一般超過70%)的巖石,其中包括在盆地內經機械破碎再沉積的硅質巖。硅質巖的礦物成分主要有各種類型的蛋白石、結晶質的玉髓和自生石英。實習地區硅質巖主要為層狀燧石巖、薄層硅質巖和結核狀燧石巖,多產于二疊系下統棲霞組和孤峰組。3.煤煤是溫暖潮濕氣候條件沼澤環境的產物。實習地區煤產于二疊系棲霞組底部,俗稱“梁山煤系”。下二疊統棲霞組底部在華南板塊統稱為梁山段。二、沉積構造及其特征沉積構造是沉積物中最常見的宏觀特征之一,是由沉積物的成分、結構、顏色的不均一性而形成的特征。沉積構造是分析和判別環境的重要標志之一。實習地區各時代巖層中發育有較為豐富的多種沉積構造,為沉積相的確定和沉積環境的恢復提供了重要依據。(一)層理構造層理構造是沉積巖中最重要的一種構造,它是沉積物沉積時在層內形成的成層構造。層理由沉積物的成分、結構、顏色及層的厚度、形態等沿垂向的變化而顯示出來。組成層理的要素有細層、層系和層系組。細層又叫紋層,是組成層理的最小單位,其厚度極小,常以毫米計;同一細層具有比較均一的成分和結構,但有粒度變化,是在相同水動力條件下同時形成的。層系是由成分、結構和產狀上相同的許多細層組成,是同一環境的相同水動力條件下,不同時間形成的細層組成。層系組是由兩個或兩個以上相似的層系組成,是同一環境相似水動力條件下形成的。按層系的厚度可分為:大型(>10cm);中型(10-3cm);小型(<3cm)。常見的層理有水平紋理(層理)、交錯層理、平行層理和塊狀層理等等。巖層按層的厚度可劃分為:塊狀層,>2m,;厚層,2~O.5m;中層,O.5~O.lm;薄層,O.1~O.01m;微層或頁狀層,<O.01m。實習地區的沉積巖層理類型豐富,主要是受牽引流搬運沉積作用產生的各種層理。1.塊狀層理其層內物質均勻,組分和結構上無差異,不顯細層構造的層理,亦稱均勻層理。實習地區幾乎各紀地層中均有發育,如志留系中統墳頭組和泥盆系上統五通組的砂巖,石炭系金陵組、和州組、黃龍組和二疊系下統棲霞組的生物碎屑灰巖、白云質灰巖等。后者大都是在淺海陸棚或開闊海臺地環境形成的,這里水體溫暖、富氧,底棲生物繁盛。造成塊狀層理的成因就是由于強烈的生物擾動,致使沉積物的原生層理遭到徹底破壞,并將沉積物完全混和在一起形成的。2.水平紋理(層理)水平紋理是沉積巖中彼此平行的紋理,與沉積水平面一致,亦稱水平層理。它主要產于泥質巖、粉砂巖、泥晶灰巖、層狀硅質巖中。水平層理是在比較弱的水動力條件下,由懸浮物沉積而成,因此它出現在低能環境中。實習地區幾乎各紀地層中均有發育,如志留系下統高家邊組、志留系中統墳頭組、泥盆系上統五通組、石炭系下統高驪山組中的粉砂巖和頁巖、石炭系上統船山組及二疊系下統棲霞組中的泥晶灰巖和泥晶藻球粒灰巖、二疊系下統孤峰組和二疊系上統大隆組中層狀硅質巖等。3.平行層理平行層理主要產于砂巖中,是在高流態條件下產生的一種層理類型,牽引流和密度流沉積中均可出現。它主要是在較強的水動力條件下,高流態中由平坦的床沙遷移,床面上連續滾動的砂粒產生粗細分離而顯出的水平細層。實習地區平行層理主要見于志留系中統墳頭組和泥盆系上統五通組的砂巖中,與大型板狀、楔狀、沖洗及槽狀交錯層理共生。4.交錯層理交錯層理是最常見的一種層理,在層的內部由一組傾斜的細層(前積層)與層面或層系面相交,所以又稱斜層理。根據交錯層理中層系的形狀不同,可分為:板狀交錯層理、楔狀交錯層理、槽狀交錯層理、波狀交錯層理等。大多數交錯層理是在非粘性的沉積面上由流水流動產生的床砂形體因遷移而形成的。實習地區的交錯層理常見的有大型板狀交錯層理、楔狀交錯層理、槽狀交錯層理、沖洗交錯層理、羽狀交錯層理及波狀交錯層理等。前四種類型產于志留系中統墳頭組和泥盆系上統五通組石英砂巖及長石雜砂巖中,而羽狀交錯層理見于志留系中統墳頭組和二疊系上統龍潭組砂巖中。板狀交錯層理層系界面平直,互相平行,層系厚度在橫向上呈板狀。如果層系厚度成楔狀,就稱楔狀交錯層理,細層常平行,細層與層系界面平行、斜交或相切。槽狀交錯層理層系界面為弧形侵蝕面,層系呈槽狀,以彎曲的細層充填,槽可對稱或不對稱,其長軸方向平行于水流流動方向。沖洗交錯層理是當波浪向淺水海灘或砂壩方向傳播時,由于波浪運動,不僅受到水質點內部摩擦,而且還有與海底的摩擦的阻力,使海浪發生變形,水質點運動的軌跡由圓→橢圓→扁平→向岸及離岸的直線,形成往返的沖洗作用而形成的。5.壓扁層理、波狀層理及透鏡狀層理這三種層理又稱潮汐層理,它們是在泥(或灰泥)、砂(或碳酸鹽巖中的顆粒)都有供應和較活躍的水動力條件與緩慢或停滯的水動力條件相互交替的情況下形成的,一般出現存砂泥呈互層段,常見于細一粉砂巖、泥質粉砂巖或粉砂質泥巖中。實習區的壓扁層理和透鏡狀層理主要見于二疊系上統龍潭組細一粉砂巖和泥質粉砂巖中,而波狀層理則僅出現于石炭系下統和州組的泥晶灰巖和泥質粉砂巖中。(二)層面構造層面構造是指在沉積巖層面(頂面或底面)上的各種構造,主要由波痕、沖刷痕等,實習區與流動成因的層面構造主要是波痕。波痕:它是最常見的層面構造,是非粘性砂質沉積物層面上特有的波狀起伏的層面構造,是保留在層面上的床沙形體痕跡,在層內的痕跡就是層理。習慣上用垂直波脊的剖面來描述波痕。實習區內主要見于志留系下統高家邊組、志留系中統墳頭組和泥盆系上統五通組的石英粉砂巖和細砂巖中,另外還見于石炭系下統和州組爐渣狀灰巖頂部。(三)暴露成因的構造指已沉積的沉積物表面間歇性地暴露于大氣中所形成的沉積構造,主要包括干裂(泥裂)、雨痕(雹痕)、泡沫痕等。1.干裂(泥裂)干裂(泥裂)是指泥質沉積物或灰泥沉積物暴露于地表,通過干縮與壓實作用而產生的一系列收縮裂隙,將沉積物表面分割成許多多邊形的泥塊,表面呈龜裂網狀。從斷面上看為“V"字形,上寬下窄,尖端指向下伏地層,內含砂質沉積物。實習區內泥裂主要見于下石炭統和州組上部灰巖所夾的泥頁巖中。2.雨痕(雹痕)和泡沫痕雨痕(雹痕)是指由雨滴或冰雹降落在泥質沉積物的表面撞擊出的小坑,為圓形或橢圓形,邊緣都略微高起。泡沫痕是沉積物近于出露水面時,水泡沫在沉積物表面暫停留所留下的半球形小坑,邊緣無凸起,常成群出現,大小懸殊。雨痕(雹痕)和泡沫痕常見于河漫灘、海灘、潮上及潮問帶的上部和湖泊沉積環境。實習區內主要見于泥盆系上統五通組中部細粒石英巖的上層面,呈密布的圓形小坑,邊緣較光滑。大小懸殊。(四)化學成因的構造有些構造如結核、縫合線、疊錐等是與化學溶解、沉淀作用有關。1.結核:結核是巖石中自生礦物集合體,它在成份、結構和顏色等方面與圍巖有顯著區別,形狀常呈球狀、橢球狀及不規則狀等,大小不等,可以孤立出現或成串珠狀出現。結核按形成階段,可分為:同生結核、成巖結核合后生結核。按結核的成分可分為鈣質結核、黃鐵礦結核、硅質結核、菱鐵礦結核、磷質結核、錳質結核等。實習地區主要見于棲霞組灰巖中硅質結核。2.縫合線:常見于碳酸鹽巖中,在垂直層面的切面中呈鋸齒狀為裂縫,呈頭蓋骨接縫。(五)與生物活動有關的構造可分為生物生長構造,如疊層構造,以及生物遺跡構造,如鉆孔、潛穴、生物擾動構造、爬痕及蟲跡等。生物遺跡構造:是指保存在沉積物層面上及層內的生物活動的痕跡,如保存在沉積物層面上爬行跡及停息跡、保存在層內的居住跡和鉆孔跡等。生物遺跡構造都是原地形成并隨沉積物固結成巖而保存下來,不會被搬運轉移,所以生物遺跡構造是判斷沉積環境的良好標志。實習地區的生物遺跡構造種類較多,主要見于志留系下統高家邊組黃綠色頁巖和石英細砂巖、中志留統墳頭組上部的泥巖和黃綠色頁巖、泥盆系上統五通組粉砂巖。三、沉積環境與沉積相(一)晚震旦世晚期燈影期晚震旦世燈影期該區以硅質條帶、硅質結核藻粒白云巖、葡萄狀含藍綠藻泥晶白云巖、微晶白云巖、條紋狀白云巖、細晶鮞粒白云巖等沉積為主,并含有微古植物原始光面球藻、核形石、葛萬藻及其藻席等,均反映了碳酸鹽巖臺地相沉積,在沉積相方面自下而上表現為臺地邊緣相逐次為潮間低能帶的局限臺地相至潮間-潮坪碳酸鹽巖局限臺地相(張同鋼等)。(二)志留紀1.早志留世高家邊期(1)高家邊早期:該區沉積了以青灰色頁巖為主的地層,夾泥巖及粉砂巖、細砂巖,頁理發育;含筆石化石,筆石的出現說明為靜水或較深水環境,代表了半深海至深海環境。(2)高家邊中期:以黃綠、灰綠色薄層泥巖和頁巖沉積為主,夾泥質砂巖,砂巖,發育小型不對稱流水波痕。產有筆石、腕足類動物化石。上述特征反映了半深海至深海背景下的等深流沉積。(3)高家邊晚期:以黃綠色粉砂質泥巖、薄層泥質砂巖、粉砂巖及頁巖不等厚互層沉積為主。產有筆石、腕足類、雙殼類、三葉蟲、腹足類、魚類及沿層面密集分布的蟲管等多門類動物化石。砂巖中發育有交錯層理、平行層理、丘狀交錯層理,層面上具有波痕。上述特征均反映了水體開始變淺的濱外陸棚環境沉積,偶受風暴影響。早志留世高家邊期,反映了海水由深變淺的海退過程。2.中志留世墳頭期(1)墳頭早期:以黃綠、淺紫色石英細砂巖、含泥質礫石英砂巖及少量粉砂巖和頁巖沉積為主。含魚類,腕足類、雙殼類及遺跡化石。砂巖中沖洗交錯層理、平行層理、楔狀交錯層理及各種波痕發育。反映了濱海環境的沉積特征。(2)墳頭晚期:早期以黃綠色薄層粉砂質泥巖與石英砂巖互層,富含三葉蟲、腕足類、雙殼類、腹足類、珊瑚、海百合、魚類及其遺跡化石;后期以紫紅、灰綠等雜色薄層泥巖、粉砂巖互層為主。砂巖中波痕、交錯層理等發育,此外還發育生物擾動構造。上述特征反映從早到晚期海水深度逐步變淺的濱淺海環境的沉積特征。中志留世晚期受廣西運動(江南運動)的影響,海水退出本區,上升為陸,缺失晚志留系地層。(三)晚泥盆世五通期受廣西運動(江南運動)的影響,本區上升為陸地,經過長期的風化剝蝕,地勢被夷平,至晚泥盆世開始接受沉積,故而缺失早、中泥盆統地層。(1)五通早期:相當于五通組下段沉積時期。早期發育灰白色厚層-中厚層石英礫巖、石英砂礫巖、含礫石英砂巖沉積,礫石成分為脈石英和燧石,磨圓度較好,硅質膠結,其間夾的砂巖具有單向水流方向的斜層理,層內見遺跡化石。反映海水濱海環境的濱岸環境沉積,此時海水較淺。隨著海平面的上升,發展為砂質海岸沉積,由灰色厚-中層石英砂巖夾薄層泥質粉砂巖、泥巖層組成。石英砂巖由滾圓狀的石英顆粒組成,分選性和磨圓性均較好,硅質和鐵質膠結。發育沖洗層理、羽狀交錯層理、槽狀交錯層理,在砂巖層面上見遺跡化石。這套沉積形成于淺濱潮間帶下部至臨濱的潮下帶上部環境。(2)五通晚期:相當于五通組上段沉積時期。深灰、灰白色薄層粉砂巖、粉砂質泥巖、碳質頁巖、頁巖、黏土巖及赤鐵礦層和中厚-中薄層石英細砂巖交互韻律層沉積。富含原地埋藏的植物、葉肢介等,含少量腕足類化石。具波狀交錯層理、脈狀層理,具水流或浪成波痕,產遺跡化石。上述沉積特征反映潮間帶的砂泥混合坪沉積,隨后海水退出形成風化剝蝕面,短暫的風化其表面形成鐵質風化殼。沉積間斷不久,又有新的海侵開始,沉積褐鐵礦化的礫巖,粉砂、細砂巖質礫石均褐鐵礦化,隨后發展為濱岸沼澤化的泥炭坪。隨著海侵的進一步加大,間或出現潮間砂坪,封閉海灣或瀉湖,而且出現潮間帶的砂泥坪,海平面進一步上升。(四)石炭紀1.早石炭世(1)早石炭世早期:金陵期。早期巖性為灰黃色薄層含泥質細砂巖或含鐵砂巖,含腕足類化石;晚期為灰、灰黑色中厚層生物碎屑灰巖、微晶灰巖,富含珊瑚礁、腕足類、孢粉類、海百合莖、牙形刺等化石。反映該區早期為海陸交互相的砂泥質濱海沉積,晚期已轉變為水體清澈的開闊碳酸鹽臺地淺海相沉積環境。但后期曾發生海退,頂面遭受風化剝蝕。(2)早石炭世中期:高驪山期。早期發育為灰一灰黃薄層黏土巖,底部夾褐鐵礦層,含植物碎片;中期灰黃、紫紅薄層含生物碎屑灰巖、含鈣一鐵質泥巖夾姜塊狀灰巖和中薄層含生物碎屑灰巖;晚期沉積了灰黃一黃褐色含鐵細粒石英砂巖、灰白色石英砂巖。地層中含豐富腕足類、珊瑚、雙殼類、蟲跡和旋齒鯊魚牙齒和硬骨魚魚鱗化石等動物化石及柱狀疊層石。具水平層理、微波狀層理等。上述特征反映海平面上升,沉積了濱淺海環境的潮坪相石英細砂巖和瀉湖相含粉砂質頁巖、海灣相含鐵質頁巖、生物屑泥灰巖;而后海平面下降,接受

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