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周口店实习报告

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周口店地区地质实习报告

班级:

姓名:

指导老师:

中国地质大学(北京)

2012年7月25日

目录

1 前言……………………………………………………………

2 地层…….…………………………………………………………………………

2.1岩石地层单位划分……..……………………………………………

2.1.1太古界…………………………………

2.1.2 中元古界………………………………………………

2.1.3 新元古界…………………………………………….

2.1.4 下古生界…………………………………….

2.1.5 上古生界……………………………………………………………

2.1.6 新生界……………………………………………

2.2 沉积环境分析………….……………………………………

2.2.1 中元古界………………………………………….

2.2.2 新元古界……………………………………..

2.2.3 下古生界………………………………….

2.2.4 上古生界………………………………………………………………

2.2.5 新生界………………………………

3 侵入岩…………………………………………………

3.1 房山岩体…………………………………

3.1.1 岩石学特征…………………………

3.1.2 细粒石英闪长岩与中粗粒花岗闪长岩关系……………

3.1.3 岩体的原生构造…………………

3.1.4 岩相变化与其次划分…………………………………

3.1.5 房山岩体形成机制分析…………………………………………

3.2 牛口峪“灯泡”岩体…………………………

3.3“龙眼”花岗岩……………………………………..

3.4 岩脉…………………………………………………

3.3.1 闪长玢岩岩脉………………………

3.3.2 长英质岩脉…………………………

4 变质岩……………………………

4.1 区域变质岩…………………………………

4.1.1 板岩………………………………………………

4.1.2 千枚岩……………………………………………

4.1.3 变质砂岩(砾岩)………………………

4.1.4 片岩、片麻岩………………………………………

4.15 斜长角闪岩………………………………………….

4.1.6 大理岩………………………………………………….

4.2 热接触变质岩………………………………………..

4 .2.1 角岩类………………………………….

4.2.2 片岩类……………….

4.2.3 大理岩…………………………………………………

4.3 动力变质岩…………………………………………….

4.3.1 碎裂岩系列………………………………………

4.3.2 糜棱岩系列…………………………………………

5 构造……………………………………………………………….

5.1 区域构造轮廓……………………………………….

5.2 褶皱……………………………………………………………………………..

5.2.1164背斜…………………………………..

5.2.2 太平山向斜……………………………………………..

5.3 断裂构造………………………………….

5.3.1 走向断裂系……………………………….

5.3.2 横向断裂………………………………….

5.4 韧性剪切带………………

5.4.1 孤山口顺层韧性剪切带…………………………………………….

5.5 构造演化.……………………………………

5.5.1 前印支期构造…………

5.5.2 印支期构造…………………………………

5.5.3 燕山期北北东向构造……………

5.5.4 喜山期高角度正断层……………………

6 地质发展史…………………………………………………

6.1 基底形成阶段(Ar+Pt1)………………………………..

6.2 盖层形成阶段…………………………………………..

6.3 盖层活化阶段………………………………………

6.4 新构造阶段……………………………………………………

7 经济地质…………………………………………………..

7.1 矿产地质……………………………………………

7.1.1 煤矿………………………………………………..

7.1.2 石材………………………………………

7.1.3 石灰…………………………………………………….

7.1.4 耐火材料…………………………………………

7.2 环境地质……………………………………………………..

7.3 旅游地质…………………………………………………..

7.4 灾害地质…………………………………………………………

7.5 工程地质…………………………………………………

8 认识与成果………………………………………………………………

9 结束语…………………………………………………

参考文献

附小论文:车厂地区节理分期配套及构造应力浅析

附图:

附图Ⅰ北京市房山区周口店地区地质图

附图Ⅱ综合地层柱状图

附图Ⅲ实测地层剖面图

附图Ⅳ周口店地区构造纲要图

附图V 周口店地区实际材料图

附图VI 实际材料图例

1前言

实习区位于北京市西南房山县境

内,实习站设在国土资源部探矿工程

研究所。实习区距北京市约50Km,

交通十分便利(图1-1)。

实习区位于太行山脉北麓与华北

平原接壤处,地形以低山和丘陵为主,

高程一般在150-300m,最高山峰太平

山,海拔301.1,相对高差约为255m。

区内主要河流为—周口河。

周口店地区年降雨量为

150—700ml,雨季为7-8月,其降雨量

占全年70%,七月气温最高,平均

28?C,最高达40?C。每年11月到次

年2月,气温最低。

实习区基岩出露良好工矿企业较

多,如燕山石化,长沟峪煤矿等,也有很多的水泥厂、石灰厂、石材厂等。农业方面,平原区以种植小麦、玉米为主;丘陵山区以杂粮为主;山口河滩多种植苹果、梨、杏、李、酸枣、核桃、柿树,产量相当可观。

周口店地质研究历史可大体分为三个阶段:1914年以前的初期阶段;1914-1949年中期阶段;新中国成立以来的全面发展阶段。在初期阶段,几名外籍学者测绘出北京西山的1:200000的地质图并对北京西山的地层做了一定的研究。中期阶段,学者们对北京西山的地层、岩体、构造及猿人进行较深层次的研究。在解放后全面发展阶段,学者们对北京西山的地层、岩体、构造做了更加详细的研究,我校在本区的实习教学工作对本地区的研究工作也起到了很大的推动作用。

本次实习为二年级的地质教学实习,也是地质入门实习,着重对地质基本知识、方法和技能进行训练。实习内容主要有地层、岩浆岩、构造(断层、褶皱、面理、线理、节理)的野外观察和工作方法的介绍,区域调查的概念、程序、内容和方法。组队教员:徐德斌、张世红、景秀春、李大鹏、毛小平、唐玄、高志前、孙卫华、陈家富、曹毅、席党鹏、王小牛、赵文涛、张聪、罗艳珍、张松航、李梦瑜,第一期实习班级有10011010、10011011、10011012、10011013、10011014、10011030、10011031、10011032、10011033、10011051、10061021、10061022、10061023、10061024、10009010、10103050展野外工作,本组同学是李炜恺、王大川、刘梦真、张黎、曹健、何彬。实习期间,全队老师对我们进行了专题报告及论文指导工作。本次实习日期从6月26日到7月30日,实习大致分为3个阶段,包括教学路线、半独立和独立填图、室内的小论文撰写、绘图、资料整理和完成实习报告。

本次实习在张聪老师的带领下完成的主要工作详细见(表1-1)。

2地层

2.1岩石地层单位划分

周口店地区地层属华北型,位于今东西向的燕山构造带与北北东向的太行山构造带的结合部位。区内地层发育较齐全,实习区主要发育有太古界、中新元古界、古生界,新生界零星出露(附图Ⅰ、附图Ⅱ)。现分述如下:

2.1.1太古界

本区太古界统称为官邸杂岩(ArG),区内分布于房山岩体南侧,沿官地村—李家坡—乱石陇—五副坝—周家坡一带成东西向带状展布。出露总面积占图区0.5%(附图1),与上覆不同地层间呈现剥离断层接触关系。主要岩性为黑云母角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云母角闪石变粒岩等(插图 2.1),这套岩石在显生宙时遭受动力变质作用形成各种糜棱岩。

2.1.2 中元古界

本区中元古界分布广泛,包括长城系、蓟县系,实习区仅出露蓟县系的雾迷山组(Jxw)、洪水庄组(Jxh)和铁岭组(Jxt)。区外在八角寨—拴马庄大桥一带出露完整(插入八角寨图2.2),区内分布于一条龙-羊屎沟-骆驼山-五副坝一带。出露的各系、组岩性特点如下。

(1) 雾迷山组(Jxw)

在八角寨—拴马庄大桥一带(图2-2),岩性组合为灰色中薄层白云岩、灰质白云岩,白云岩中夹有浅灰色、白色硅质条带,劈理顺层发育,劈理面绢云母化,含化石:Conophyton sp.(锥叠层石),厚度大于500m,与下伏地层接触关系不详。在区内分布于一条龙——骆驼山一带,面积50m2,主要岩性为灰白色厚层含透闪石和硅灰石大理岩。由于断层作用使其减薄。

(2) 洪水庄组(Jxh)

在八角寨—拴马庄大桥一带(图2-2),岩性组合灰黑色砂质板岩为主,上部

夹微晶—细晶灰质白云质透镜体,下部加有多层变质粉砂质、泥质,厚度38m,与下伏雾迷山组呈整合接触。在区内分布于一条龙—骆驼山一带,面积0.05 km2,主要岩性为灰黑色薄层砂质千枚岩。由于断层作用使其减薄,与下伏地层呈断层接触。

(3) 铁岭组(Jxt)

在八角寨—拴马庄大桥一带,根据岩石组合,将其分为下、中、上三段,下段(Jxt1)主要岩性为灰白色中厚层结晶白云岩为主,厚约76m;中段(Jxt2)岩性深灰色、灰黑色薄层白云质灰岩,厚约62m;上部(Jxt3)岩性灰色中厚层白云岩,夹硅质条带和白云质泥岩,发育大型包卷叠层石(图2-5野部P22图16),含化石:Cryptozoon sp.(包心菜状叠层石)。厚186 m,与下伏洪水庄组呈整合接触。在区内分布于一条龙—骆驼山一带,面积0.23 km2,主要岩性灰白色大理岩,由于断层作用使其减薄,与下伏地层呈断层接触。

2.1.3 新元古界

新元古界主要出露青白口系,包括下马岭组(Qbx)、长龙山组(Qbc)、景儿峪组(Qbj)。区外在八角寨—栓马庄大桥(图2-1),区内分布于一条龙、羊屎沟和房山西等地(附图1)。新元古界受房山岩体、区域变质作用、韧性剪切带的影响,经变质作用形成各种片岩,变晶石英岩,大理岩。

(1)下马岭组(Qbx)

区外在八角寨—拴马庄大桥一带,岩性主要为底部为青灰色千枚状板岩,中部砂质板岩上部为灰黑色、黑色含炭质千枚状板岩。与下伏铁岭组为平行不整合接触,底部有30—40 cm的褐铁矿形风化壳(图2-7P 23图17),代表芹峪运动。在区内分布于一条龙—骆驼山--向源山--房山西一带,呈弧形展布,面积0.4km2。主要岩性为炭质板岩、云母片岩。由于断层作用使其减薄,与下伏地层呈断层接触。

(2)长龙山组(Qbc)

区外在八角寨—拴马庄大桥一带可见变质石英砂岩出露,与下伏下马岭组呈整合接触。主要岩性下部砂岩,上部板岩,岩层厚度24m;区内分布于一条龙--骆驼山--山顶庙-房山西一带,呈弧形展布,面积不足0.1km2。主要岩性为下部变质石英砂岩,上部灰黄色薄层板岩或钙质板岩。由于断层作用使其减薄。

(3)景儿峪组(Qbj)

在区外分布于黄院东山梁一带,出露岩层岩性为上层灰色、灰黑色钙质板岩,下层为大理岩,厚度55m,与下伏长龙山组呈整合接触。在图区内分布于一条龙南一带,面积0.02 km2,主要岩性为青灰色的板状大理岩,灰黑色钙质板岩,在房山西也有出露,面积很小,岩性为钙质千枚岩,由于断层作用使其减薄,与下伏地层呈断层接触。

2.1.4 下古生界

黄院东山梁( )一带出露完整。包括下、中寒武统府君山组(∈1f)、馒毛组(∈1+2m)、徐庄组(∈2x)、张夏组(∈2z),上寒武统黄院组(∈3h)及下奥陶统冶里组(O1y)、亮甲山组(O1l)和马家沟组(O1m)。图区内分布于一条龙-骆驼山-山顶庙--向源山一带,因后期断层作用部分地层难以详细划分,地层厚度明显减薄。

(1) 下、中寒武统

下、中寒武统包括府君山组(∈1f)、馒毛组(∈1+2m)、徐庄组(∈2x)、张夏组(∈2z),区外黄院东山梁一带出露完整,区内在一条龙—房山西一带有出露,由于经受区域变质作用,其岩性多为灰岩、白云质灰岩、在组间发育断层,界限不明显,具体岩性组合特征如下:

府君山组(∈1f)

黄院东山梁一带的主要岩性为青灰色豹皮灰岩、纹带状灰岩。含化石Redlichia sp.(莱德里基虫),厚度为25m,与下伏景儿峪组平行不整合接触(图2-9图19),代表晋宁运动,我们在黄院东山梁观察到了该不整合。图区内分布于一条龙-骆驼山-向源山一带,岩性为纹带状灰岩,出露面积0.01km2,与下伏地层呈断层接触。

馒毛组(∈1+2m)

黄院东山梁一带的主要岩性土黄色千枚岩,其间有两层大理岩透镜体,局部大理岩化,厚度为46m,与下伏地层呈整合接触。图区内分布于一条龙-骆驼山-向源山一带,岩性为土黄色千枚岩,与下伏地层呈断层接触。

徐庄组(∈2x)

黄院东山梁剖面出露,底部深灰色中厚层灰岩,向上为板岩夹灰岩,局部夹鲕粒灰岩,顶部为含孔雀石薄膜的灰绿色板岩。厚41 m,与下伏地层呈整合接触。图区内未见露头。

张夏组(∈2z)

黄院东山梁剖面岩性灰色板岩夹中层鲕粒灰岩,厚度36 m,与下伏地层整合接触。图区内未见露头。

(2) 上寒武统

主要为黄院组(∈3h),在图区外的黄院东山梁一带有出露,以灰黄色薄-中厚层泥质条带灰岩为主,夹数层鲕粒灰岩,劈理置换层理发育。含化石:Ptychaspis sp.(褶盾虫), Blackwelderia sp.(蝴蝶虫)。厚123m,与下伏地层呈整合接触。图区内分布在一条龙—羊屎沟一带,岩性以灰黄色薄-中层泥质条带灰岩为主,面积0.01km2,与下伏地层呈断层接触。

(3) 下奥陶统

冶里组(O1y):黄院东山梁剖面底部泥质纹带灰岩,向上泥质成分减少,以中厚层灰岩为主,夹白云质灰岩和白云质豹皮灰岩,含化石:Piloceras sp.(枕角石), Ophiteta sp.(蛇卷螺)。厚67m,与下伏地层呈整合接触。图区内未见露头。

亮甲山组(O1l):黄院东山梁剖面灰色中厚层白云岩与灰质白云岩,含少量燧石团块,含化石:Armenoceras sp.(阿门角石)。厚70m,与下伏地层呈整合接触。图区内未见露头。

马家沟组(O1m):区外黄院东山梁剖面岩性为青灰色厚层灰岩、纹带灰岩、豹皮灰岩,夹薄-中层白云质灰岩。厚180m,与下伏地层亮甲山组呈平行不整合接触。在图区内,主要出露在一条龙—房山西一带和太平山南部地区。岩性以厚层结晶灰岩,局部出现角砾状灰岩和大理岩,为房山岩体热接触变质作用所致,面积0.5km2,与下伏地层整合接触。

2.1.5 上古生界

上古生界分布于图区中部及西南部太平山(图2-10图3)一带,主要包括上石炭统本溪组(C2b)、太原组(C3t)和下二叠统山西组(P1s)、杨家屯组(P1y)。我们在太平山南坡完成了1:1000的实测剖面,获得了该套地层的岩性、产状、厚度等详细资料(附图Ⅲ)。各组地层的特征分述如下:

(1) 本溪组(C2b)

实习区内本溪组主要出露于太平山北坡(图2-11图33)和南坡,岩性组合主要为底部为硬绿泥石角岩,红柱石角岩,太平山北坡出现底砾岩(俗称“三好砾岩”);下部以灰色、灰绿色粉砂岩、粉砂质板岩为主,夹有一层生物碎屑灰岩透镜体;上部为黑灰色板岩及红柱石板岩、压力影板岩。化石:Fusulina sp.(纺缍蜓)及蜓、腕足类、双壳类、植物类等碎片,厚33m,面积0.15km2,与下伏地层呈平行不整合接触(图2-12图29),代表加里东运动。

(2) 太原组(C3t)

太原组主要分布在太平山南北坡、房山西、牛口峪等处,出露面积0.4 km2,下部为灰色细砂岩及粉砂岩与含红柱石砂岩互层;上部为炭质板岩、薄层粉砂岩,顶部见煤线。含化石:Neuropteris ovata(卵脉羊齿)。厚61m,面积0.4km2,与下伏于本溪组呈整合接触。

(3) 山西组(P1s)

主要分布地点有太平山南北坡和磨盘山等地。由两个沉积旋回构成,第一旋回底部为变质砂岩及含砾岩屑不岩,抽上渐变为中细粒岩屑砂岩、粉砂岩和黑色炭质板岩;第二旋回底部为中细粒岩屑不岩,向上过渡为粉砂岩及粉砂质板岩并夹可采煤一层。化石:Sphenophyllum sp.(楔叶),Lobatannulania sinensis (中华瓣轮叶)。厚36m,面积0.2km2,与下伏地层呈整合接触。详细文字剖面描述如下:

(4) 杨家屯组(P1y)

分布主要地点太平山、二亩岗和煤炭沟等地。下部为变质角砾岩、变质粗砂岩及变质含砾粗砂岩,中部粗中粒变质岩屑砂岩,上部为变质细砂岩、粉砂岩及炭质板岩。与下伏地层呈整合接触。详细文字剖面描述如下:

太平山南坡晚古生代地层实测剖面文字描述

(实测剖面图见附图Ⅱ)

(未见顶)

下二叠统杨家屯组(P1y)

⒅灰色角砾状豆腐块砾岩

-------------------------------------整合接触--------------------------------

山西组(P1s):总厚度约36m

(19)灰黑色板岩夹煤线--------------------------------------------------------------4.72m (18)灰白色含砾砂岩------------------------------------------------------------------------4.72m (17)灰黑色板岩夹煤线----------------------------------------------------------15.72m

(16)灰白色岩屑砂岩-------------------------------------------------------…………………………11.40m

----------------------------------整合接触----------------------------------

石炭系太原组(C3t):总厚度61

(15) 砂板互层。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。46.36m (14)灰白色红柱石角岩------------------------------------------------------------------------------12.47m (13)深灰色块状变质砂岩----------------------------------------------------------------2.17m

------------------------------------整合接触--------------------------------

本溪组(C2b)总厚度33m

(12)深灰色红柱石角岩----------------------------------------------------------------------------7.34m (11)灰色板岩。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6.67m (10)灰黄色板岩。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5.34m (9)灰色压力影板岩--------------------------------------------------------------------------------4.00m (8)深灰色唐山灰岩透镜体…………………………………………………………….1.00m (7)紫红色板岩---------------------------------------------------------------------------2.00m

(6)灰黄色钙质板岩----------------------------------------------------------------------------3.74m (5)灰色粉砂质板岩-----------------------------------------------------------------------------------3.07m (4)厚层块状硬绿泥石角------------------------------------------------------------------……………4.10 m

-----------------------------------------平行不整合------------------------------

下奥陶统马家沟组(O1m)

(3)青灰色岩溶角砾岩。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3.64m

⑵灰黄色钙质千枚岩------------------------------------------------------------------------4.16m

⑴青灰色中厚层条带泥晶灰岩。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5.20m

(未见底)

2.1.6 新生界

新生界主要分布于周口河两侧及山前平原区,少量分布于碳酸盐岩溶洞内。现以周口河河流阶地沉积(图2-?)、北京猿人洞沉积为例分别介绍(图2-?)。(插图)

(1)河流阶地沉积

主要分布与周口河附近,河床经三次抬升作用形成了三级阶地,以实习区附近的周口桥西小公园为观察点为例分别为:公路所处的一级阶地、铁路所处的二级阶地和探矿所篮球场所在的三级阶地图2-13(图31)。河流阶地岩性为第四系的砂砾石、亚砂土、粘土。

(2) 北京猿人洞沉积

北京猿人遗址的洞穴主要分布于龙骨山上,化石资源丰富。洞穴堆积岩性为灰质角砾、亚砂土,含化石Sinanthropus pekingensis(北京人),Homo sapiens (山顶洞人),Sinomegaceros pachyosteus(肿骨鹿)等。厚度大于50m,与下伏地层呈角度不整合接触。北京猿人洞的洞穴堆积剖面由上而下详细文字描述如下(图2-14图32):

第1-2层:1石灰的角砾层,厚约4 m。

第3层:粗角砾层,含洞顶崩塌形成的大石灰岩块,厚约3 m。

第4层:灰烬层,含烧骨,烧石和大的石灰岩块,厚约6m。

第5层:硬灰层,厚约1m。

第6层:角砾层,含巨大的石灰岩块和动物粪层,厚约5m

第7层:砂层,厚约2m

第8-9层:含灰烬的角砾层,厚约6m。

第10层:红土和灰烬层,厚约2m。

第11层:角砾岩层,厚约2m。

第13层:含动物粪的泥沙层,底部巨砾,厚约2m。

以上13层均是化石,除第十二层外,都发现过石制品,第十三层以下未曾发掘过,只从探测得知,无化石制品。

2.2 沉积环境分析

2.2.1 中元古界

蓟县系岩石普遍经受区域变质,但是,原岩较易恢复。雾迷山组以白云岩为主,夹燧石条带,代表环潮坪沉积环境;洪水庄组以千枚岩为主,原岩为泥质岩石,代表局限泻湖低能沉积环境;铁岭组上、下段为潮间-潮下高能沉积环境,中段潮间-潮上沉积环境。因此,蓟县系从雾迷山组开始海水逐渐海退变浅,至洪水庄组沉积期海平面最低;从铁岭组沉积早期开始,海水又经历了两次个

由深变浅的过程,直至最后暴露地表,经受风化剥蚀作用。

青白口恢复原岩后,下马岭组代表了泻湖-潮坪沉积环境;长龙山组为滨海浅滩沉积环境;景儿峪组为环潮坪沉积。青白口纪从早到晚海水逐步加深,最终受晋宁运动影响,暴露地表。

2.2.2 下古生界

下古生界原岩易于恢复。寒武系代表滨海-浅海沉积,其中中寒武世海水相对较深,水动能较低。下奥陶统冶里组与马家沟组为浅海沉积,亮甲山组为碳酸盐岩台地潮坪沉积

2.2.3上古生界

本溪组原岩为一套泥质岩石组合夹碳酸盐岩,代表泻湖-潮上坪沉积;太原组以砂泥互层为特点,代表海陆过渡环境的河流—湖沼沉积;山西组和杨家屯组砂岩、泥岩交替沉积,并夹有少量煤层或煤线,是河流-湖泊及沼泽环境的沉积。

2.2.4 新生界

第四系总体以冲积物-河流沉积为主,少量为洞穴堆积。

3岩浆岩

岩浆岩包括侵入岩和喷出岩,实习区仅见侵入岩。周口店地区侵入岩出露面积最大是房山岩体,在牛口峪分布有“灯泡岩体”,在东山口分布有“龙眼花岗岩”,三不管沟至大砾岩山以北有闪长玢岩岩脉。本次实习侵入岩从中性的闪长玢岩—石英闪长岩—花岗闪长岩—花岗岩均有出露。

3.1 房山岩体

房山岩体位于图区西北,平面形态近圆形,出露面积约为56km2,总体看为一中等规模的岩株,接触面产状较陡,一般倾向围岩(图3-1)。房山岩体主要由早期侵位的石英闪长岩和晚期侵位的花岗闪长岩组成。岩体与围岩官地杂岩、铁岭组大理岩等呈侵入接触关系(图3-2图6)。

3.1.1 岩石学特征

结合前人资料(周正国等,1992),房山岩体是由东山口细粒石英二长闪长岩、良各庄中粗粒花岗闪长岩、迎风坡似斑状粗粒花岗闪长岩和凤凰亭巨精中细粒花岗闪长岩等单元组成。

(1) 细粒石英二长闪长岩

主要分布于岩体的边缘,在图区西北155.1高地至东山口,官地村西北部出露,出露面积约0.36 km2。多数为暗灰色,细粒结构,块状构造,主要矿物

成分有斜长石、角闪石等。其中斜长石多为灰白色,含量55%,平面上呈条带状,自形程度较好。角闪石为黑色,呈长柱状,截面为菱形,含量约15%。黑云母多为鳞片状,其具极完全解理,含量10%左右。石英多呈他型,油脂光泽,约占10%。钾长石浅肉红色,宽板状,其解理发育,含量约5%,另外还有副矿物榍石,含量约1%。

(2) 中粗粒花岗闪长岩

花岗闪长岩主要分布于图区北部,东山口-官地村一带大范围分布,出露面积约1.2 km2占房山岩体出露面积的96%以上。花岗闪长岩为灰白色中粗粒似斑状结构,块状构造。斑晶为钾长石、斜长石,基质为斜长石、钾长石、石英、黑云母、角闪石及少许副矿物榍石。其中斑晶:斜长石为灰白色板条状,大小5×7㎜左右,约占总体的40%;钾长石为浅肉红色短柱状,横截面为长方形,大小约5×6㎜,占总体的25%;石英暗灰色,不规则柱状,具有油脂光泽,约占总体20%。基质中的斜长石、钾长石、石英颗粒相对较小。黑云母为黑色片状,具珍珠光泽,大小约2×2㎜, 约占总体3%;角闪石暗绿色长柱状,细粒结构,约占总体5%;另外还有副矿物榍石,含量约1%。

3.1.2 细粒石英闪长岩与中粗粒花岗闪长岩关系

细粒石英闪长岩早于中粗粒花岗闪长岩,证据如下:

①花岗闪长岩脉穿插石英闪长岩内部(图3-3图5);

②花岗闪长岩具有细粒化边和冷凝边,且只有热的或温度相对较高的岩浆遇到围岩冷却才会出现这种现象;

③花岗闪长岩边部具有石英闪长岩的捕虏体。从周口店地质图的宏观表象上来看,石英闪长岩以较小区域范围分布于花岗闪长岩中。这是由于晚期岩浆侵入时,早期岩体部分脱落并被包裹带出地表的结果;

3.1.3 岩体的原生构造

1) 流面和流线、流动构造

岩体内发育由角闪石、黑云母、斜长石及各种扁平化包体显示的各向异性面理和线理,以外围石英闪长岩和花岗闪长岩的边缘相最为发育,向中央逐渐消失。面理产状在空间上依岩体轮廓呈同心圆状平行接触面分布,但西北部倾角陡(85)、东南部较缓(35—55),大多数倾向围岩;线理的总趋势向SE倾覆,倾角30—60 ,在岩体边部则与面理走向平行,倾角较缓(30—40)。

2)包体特征

分同源包体和异源包体(捕掳体), 主要分布于东山口和125.5高地周围。

同源包体:岩石类型主要为镁铁质和正长花岗岩,寄主岩为中细粒石英闪长岩或中粗粒花岗闪长岩。包体平面形态多呈被拉伸的椭圆状,长轴方向代表岩浆的流动方向,

异源包体:岩石类型主要为黑云母斜长片麻岩、斜长角闪岩、角闪岩、变质石英砂岩,寄主岩为中细粒石英闪长岩或中粗粒花岗闪长岩。黑云母斜长片麻岩捕掳体平面形态近长方形,斜长角闪岩捕虏体次棱角状;也可见有冷凝边和烘烤边的现象;角闪岩捕掳体风化严重,呈下凹状。

3)原生节理

横节理(Q):与流面、流线垂直,属张节理,节理面粗糙,延伸较长,被残余岩浆和岩浆期后热液物质充填;

纵节理(S):与流线平行,垂直于流面,属张节理,节理面粗糙,但节理发育程度比横节理差,可能是岩浆上冲,岩体产生的拉伸作用形成的;

层节理(L):与流线、流面平行,也与接触面平行,属张节理,节理面较平滑,可能是由于岩浆在垂直围岩接触面冷却收缩而产生的破裂构造,常被细晶岩或伟晶岩脉充填。

4)其他原生构造特征

岩筒: 在官邸村北部127.2附近以及车厂一带均有出路。直径10-20cm。推测是岩浆混合作用形成的。具有冷凝形成的细粒化边。Ω

小型断裂,不多见。

3.1

4. 岩相变化与期次划分

主要矿物的变化以及岩石结构构造的变化:由边缘相至中心相,钾长石无色变为浅肉红色,含量增多,自形程度变好,斑晶从无到有并逐渐变大,在迎风坡单元数量最多,直径可达7mm,凤凰亭单元钾长石直径集中在11mm左右,可见卡式双晶、参差状断口,基质中粒度变小;斜长石无色,含量增多,斑晶从无到有并逐渐变大,可见复式双晶、聚片双晶,基质中粒度变小;石英烟灰色,含量增多,粒度变大。

接触关系的变化:边缘相与过渡相为脉动关系,过渡相与中央相为涌动关系。

岩体-期次划分与成因分析:基性岩浆 石英闪长质岩浆、花岗闪长质岩浆多次上涌

3.1.5 房山岩体形成机制分析

(1)岩浆的混合作用及证据

--石英二长闪长岩、花岗闪长岩中存在半塑性镁铁质微粒包体(闪长质);

--闪长质岩脉、岩筒侵入在石英二长闪长岩中;

--镁铁微粒包体中普遍存在着矿物不平衡现象(钾长石、石英晶体呈吸收边、成分环带以及矿物包裹体的环带分布);

--镁铁微粒包体的边界部分模糊,甚至呈斑杂构造;

--镁铁微粒包体由边缘相至中央相由定向排列的小纺锤体渐变过渡为近圆形的大包体;

--各单元之间脉动与涌动侵入接触关系;

--不同岩相单元同位素侧年结果具相似性(125-130Ma);

--钾长石斑晶内部具有多个富含暗色矿物的环带;

--岩石地球化学特征;

(2)房山岩体侵位机制分析

----区域构造运动作用下,深部岩浆呈强力底辟式上涌;

-----继早期的石英闪长岩岩浆就位后,主期的花岗闪长岩继续脉动式上涌和向四周扩张。

3.2 牛口峪“灯泡”岩体

牛口峪“灯泡”岩体(图3-6图52)位于图南东区,分布在牛口峪水库主坝和一副坝附近,平面形态不规则椭圆,出露面积0.1 km2,呈一个灯泡状。牛口

峪“灯泡”岩体主要由花岗岩组成。石英闪长岩:灰色、风化呈黄色,细粒结构、弱片麻状构造,主要矿物石英9%、钾长石10%斜长石60%白云母10%菱铁矿1%黑云母10%

3.3“龙眼”花岗岩体

“龙眼”花岗岩体位于一条龙西侧东山口“龙头”附近,平面形态近圆形,明显侵入在下马岭组片岩与变质粉砂岩中,是一个小岩株。其岩性为细粒黑云花岗岩,岩石呈灰色细粒结构,块状构造,以富含石英为特征。该岩株为与房山岩体之南侧,可能代表参与岩浆混合作用的酸性岩浆端元

3.4 岩脉

3.4.1 闪长玢岩岩脉

闪长玢岩岩脉主要出露在大砾岩山北侧马家沟组和府君山组不整合接触面上,由一条龙一直延伸到羊屎沟,在太平山北坡也发现一个宽约5m的闪长玢岩,出露宽度只有几米,有些地方甚至渐灭。原岩为闪长玢岩,大多风化严重,呈浅褐色,新鲜面斑状结构、块状构造。斑晶由暗色矿物角闪石和中性斜长石组成,角闪石呈黑色,含量30%,基性斜长石含量15%;基质主要由基性斜长石组成及隐晶质组成,含量约55%。

3.4.2 长英质岩脉

长英质岩脉也以伟晶岩脉和细晶岩脉形式存在。实习路线中,在155.1高地、官地村官邸杂岩观察点(图3-7图8)(图3-8图9)、八角寨(图3-9图13)、车厂(图3-10图56)、黄山店等地较为发育,主要由长石、石英组成,含有少量云母。

4 变质岩

本区出露的变质岩类型较齐全、分布广泛。既有区域变质岩,亦有热接触变质岩和动力变质岩。

4.1区域变质岩

区域变质岩是在区域变质作用下所形成的一套变质岩系。周口店地区区域变质岩系主要包括板岩、千枚岩、变质砂岩、片岩、片麻岩、大理岩。

4.1.1板岩(变余泥质结构,板状构造)

板岩为低级变质岩,具完好平行面理,岩石中普遍见有变余粉砂—泥质结构及变余层理构造。本区代表性岩石如下:

含黄铁矿压力影板岩(图4-1见构造书)-----在太平山南、北坡本溪组地层中有分布,灰黑色板岩内部有自形程度好的截面呈菱形的,由黄铁矿氧化而来的褐铁矿颗粒。在拉张应力作用下形成黄铁矿两侧的低压引张区,可被石英、方解石填充。

钙质板岩----在黄院东山梁和一条龙的景儿峪组中有分布,灰色中薄层,变余泥

质结构、板状构造,钙质胶结。

含孔雀石薄膜板岩----在黄院东山梁徐庄组的顶部有出露,灰绿色,沿板理发育含孔雀石薄膜。

炭质板岩----出露于太平山、大砾岩山一带的太原组和山西组,黑色或灰黑色,变余泥质结构。若炭质成分达到一定标准即可有煤线的出露。

千枚状板岩----主要分布于黄院东山梁、八角寨—拴马庄桥及一条龙—骆驼山—牛口峪水库一带的下马岭组及寒武系中,变余泥质结构,具有一定的丝绢光泽或板理面上略具皱纹而显示千枚状构造的某些特征。

4.1.2 千枚岩(显微鳞片变晶结构、千枚状构造)

在本区内从元古宇到侏罗系均可见到,但主要发育在元古宙的泥质变质岩中,如洪水庄组的灰色千枚岩、下马岭组的灰色千枚岩、馒毛组的土黄色千枚岩等。岩石具鳞片变斑晶结构,千枚状构造,平均粒径小于0.1mm。岩石千枚理发育,具有明显的丝绢光泽。

4.1.3 变质砂岩(砾岩)(变余砂状或砾状结构)

变质石英砂岩----主要分布于羊屎沟一带长龙山组(Qbc)中下部,岩石呈浅灰色,中厚层状,具中粗粒变余砂状结构,块状构造,碎屑颗粒主要由石英颗粒(95%以上)构成,颗粒支撑。

变质岩屑砂岩----在太平山南坡山西组中可见出露,呈褐灰色,变质中细粒或中粗粒结构,块状构造,原岩中岩屑含量大于长石。

变质含砾岩屑砂岩----主要分布于太平山一带杨家屯组,浅灰色,砾块为白色、灰白色,细粒等粒结构,磨圆不佳,局部有小豆腐块砾石。

变质砾岩----分布于太平山一带,如杨家屯组上部的豆腐块砾岩和本溪组底部的“三好砾岩”。另外在二亩岗、罗卜顶一带都有零星分布。中粗粒砂砾结构、变余构造。

4.1.4 片岩、片麻岩

在官地村、羊屎沟分布有太古界官地杂岩(Arg),官地杂岩属于中级变质岩,其中的岩石类型包括黑云斜长片麻岩,角闪斜长片麻岩。其中片麻岩类呈灰黑色,鳞片变晶结构、片麻状构造;

4.15 斜长角闪岩斜长角闪岩呈粒状变晶结构,块状构造。

4.1.6 大理岩

主要分布于黄院东山梁景儿峪组中下部,岩石呈灰白色,薄板状,具微晶—细晶变晶结构,块状构造。主要矿物为方解石,含量>95%,原岩为泥晶灰岩4.2 热接触变质岩

热接触变质岩是指在岩浆岩体边缘和围岩的接触带上,由于岩浆的高温烘烤或从岩浆中分出的溶液的影响而变质形成的岩石。本区热接触变质岩主要分布于房山岩体周围。

4.2.1 角岩类:

角岩是由板岩进一步变质而来的矿物。此类岩石在太平山南北坡石炭系—二叠系地层中较为常见。

1、硬绿泥石角岩

主要分布于太平山一带本溪组下部,新鲜岩石呈灰绿色,风化后表面呈褐红色,中厚层状,具鳞片变斑晶结构,块状构造。硬绿泥石无定向排列,常风化成为褐铁矿,含量约占70%。

2、红柱石角岩

主要分布于太平山一带本溪组,暗灰色—黑灰色,斑状角岩结构,肉眼可见红柱石变斑晶,由于红柱石常被Fe3+、Mn类质同象置换而使颜色多变,或呈白色或呈灰色,长柱状,大小2—10mm。

4.2.2 片岩类

与房山岩体侵入有关的片岩类主要分布在羊屎沟南端的下马岭组(Qbx)内,其中出现了多种热接触变质的特征变质矿物,例如石榴石、红柱石、夕线石等。包括如下的类型:

1、红柱石云母片岩

分布于一条龙—羊屎沟—骆驼山—山顶庙一带中的下马岭组内,灰色、黑灰色,鳞片变晶结构,片状构造,具显著面理,可见长柱状的红柱石斑晶,是典型的中低级热变质作用成因的矿物。

2、石榴子石二云片岩

分布于一条龙—羊屎沟—骆驼山—山顶庙一带中的下马岭组内,灰色、黑灰色,鳞片变晶结构,片状构造,具显著面理,含粒状的石榴子石变斑晶。

3、矽线石云母片岩

分布于一条龙—羊屎沟—骆驼山—山顶庙一带中的下马岭组内,灰色、黑灰色,鳞片变晶结构,片状构造,具显著面理,含柱状的矽线石变斑晶。

4.2.3 大理岩

与房山岩体接触热变质有关的大理岩主要展布于岩体周缘,主要出露在东山口—羊屎沟—骆驼山—周家坡一带的铁岭组,雾迷山组也有少量出露。主要

岩性有:

1、透闪石大理岩

透闪石的单晶为针状,东山口一带的透闪石长度约有0.5㎝,其集合体为放射状或毛发状。

2、硅灰石大理岩

硅灰石的单晶为长板状,东山口一带的硅灰石大小约为0.6×0.1㎝,针状、细条状,其集合体为放射状。我们在东山口岩体与铁岭组接触关系观察点和羊屎沟剖面都看到了硅灰石。

4.3 动力变质岩

与韧性剪切带、剥离断层伴生的糜棱岩系列及与脆性断裂伴生的碎裂岩系列在实习区内广泛分布。

4.3.1 碎裂岩系列

1)构造角砾岩(八角寨、马刨泉等地)

断裂带中,受到应力成糜棱结构的碎块,发生过位移(剪切、重力作用下)、具有碎裂结构、角砾状构造的动力变质岩。

2)碎裂岩

指具有碎裂结构或碎斑结构的岩石,尚未达到糜棱岩阶段,以碎裂程度较高而区别于构造角砾岩。

断层角砾岩: 断层角砾岩是有仍保持原岩特点的原始碎块组成。可见于羊屎沟一带铁岭组与下马岭组高角度正断层接触带及房山西逆冲推覆断层带中,角砾的形状分别为不规则棱角状和定向排列的透镜状,其成分及特征因地而异。

断层泥: 断层泥是岩石在强烈研磨中成的为固结的泥状断层岩(图4-3图11)。在羊屎沟一带的正断层系和山顶庙-向源山-房山西的弧形逆断层系等的断裂带内均有断层泥发育,用手捻搓有明显的粗糙感。

4.3.2 糜棱岩系列

1、钙质糜棱岩

区内府君山组的底部普遍发育豹皮灰岩,豹皮灰岩顺层发育, 具有明显的剪切流变特征, 是黄院背斜形成之前前印支期近水平韧性剪切的产物(陈云峰等,2007)。

2.长英质糜棱岩

见于官地杂岩,,岩石发育透入性的糜棱面理及拉伸线理,可见黑云母、斜长石定向排列,并可见其发育有眼球状构造。在车厂也有出露,中粗粒的花岗闪长岩经变质作用形成糜棱岩,长石呈眼球状,发育“S---C”组构(图4-2图13)和“σ”型碎斑系。

5 构造

5.1 区域构造轮廓

该区位于华北板块中部,位于近北北东向太行山隆起北端,与近东西向的燕山山脉接壤处,这两个方向控制了区内多期构造。

5.2 褶皱

区内褶皱构造发育,主要有164背斜、太平山向斜以及图区外的孤山口复杂褶皱。下面分述如下:

5.2.1 164背斜

1) 164背斜几何形态

164背斜(图5-1图24)分布于太平山南坡,164第一采石场,属于近东西向延伸,区内长度约有300m,高约50m(图5-1),总体比较宽缓。其核部出露马家沟组灰岩,两翼为石炭系-二叠系一系列地层。在沟口其转折端圆滑,测得北翼产状为20°∠14°,南翼产状为179°∠23°。该背斜的枢纽向东倾伏,核部产状为75°∠8°,轴面近于直立,属直立倾伏褶皱。

2) 164背斜内部小构造

164背斜小构造十分发育,根据形成时期不同可分为三期,具体如下:

1、早期小构造:

①石香肠构造(图5-2图27):在164背斜的南翼可以观察到比较强硬的白云质灰岩和较软弱的泥质灰岩相间导致的石香肠构造。香肠体内部形成了垂直层面的张裂隙,并为方解石脉等矿物充填,但这些裂隙没有延入周围的灰岩中。

②火炬节理(图5-2图27):发育在中厚层灰岩中,是由两组雁列式张节理组成的共轭剪切带,主要形成于前印支时期的伸展背景下。

③压溶劈理:发育在164背斜南翼,它是先存的流劈理在纵弯褶皱作用下,压溶作用是物质溶失而缩短。尤其是在泥灰岩中的劈理形成,压溶作用起着重要作用。

(4)柔流褶皱:发育在164背斜南翼,柔流褶皱是指岩石在固态流变条件下发生在具有高韧性和低粘度岩石中,岩石呈类似于粘性流体粘滞性流动作用。是一种剪切褶皱作用,可以指示早期所反映的岩体运动方式。

2、同期小构造:为东西向劈理,与褶皱同时形成。

3、晚期小构造:为南北向劈理,在褶皱形成后,由于后期应力作用,在两翼发育。

5.2.2 太平山向斜

太平山向斜(图5-3图2)位于房山岩体的南部,分布于太平山-二亩岗一带,长约1.8 km,宽约800 m。核部地层为杨家屯组P1y,翼部为下古生界和元古界

各组组成,北翼产状为210°∠50°,南翼为330°∠30°左右。转折端圆滑,轴面总体EW走向,但轴面发生弯曲,枢纽向E倾斜,为斜歪倾伏褶皱。褶皱转折端为加厚。在太平山北坡发育小型次级褶皱,南坡不发育。

5.3 断裂构造

断裂按运动方向可分为正断层、逆断层和平移断层;根据断层与岩层关系可分为走向断层、倾向断层、斜向断层和顺层断层。

5.3.1 走向断裂系

1. 一条龙-骆驼山近东西向正断层系(图5-12联合剖面图)

位于图区内北部,沿一条龙-骆驼山--羊屎沟一带分布,断层走向呈近东西向延伸,其中以官邸—大砾岩山剖面为典型,自北而南地层分别为:官地杂岩、雾迷山组、洪水庄组、铁岭组、下马岭组、长龙山组、寒武系、马家沟组,各组之间均为高角度正断层接触,再加之剥离断层的作用造成各组地层的垂向减薄。地层产状与断层面产状近相同,倾角50°-80°。一条龙联合剖面见图5-11。

2.周家坡—山顶庙—向源山—房山西弧形逆断层

位于图区内东部,沿牛口峪水库呈向北东突出的弧形(附图Ⅰ)。从内弧向外弧地层依次为:马家沟组、寒武系、长龙山组、下马岭组、铁岭组和太古界官邸杂岩。此断裂系中老地层均盖在新地层之上,判断为逆断层。该断裂系经历了多期作用,在房山西发育早期逆冲断层、晚期正断层(图5-12)。

5.3.2 横向断裂

横向断层是指断层走向与岩层走向基本直交的断层。

区内分布有三条横向断层,为乱石垅附近的横向断层及大砾岩山与骆驼山之间构成“Y”字型的两条横断层(附图Ⅳ),其切割地层长度均小于1000m,均切割附近的走向断裂系。乱石垅附近的横向断层切割铁岭组、下马岭组及马家沟组。“Y”字型切割的地层有蓟县群、青白口群、寒武统、马家沟组、石炭统和山西组。平面上呈“Y”,“Y”字内的太原组和山西组地层相对两侧地层向北运动,西边一条为左行断层,形成较早,被东边一条切割;东边一条为右行断层,形成较晚;但二者均形成于二叠纪,均为受水平剪切力而形成的

5.4 韧性剪切带

5.4.1 孤山口顺层韧性剪切带

孤山口顺层韧性剪切带发育于孤山口火车站-八角寨一带雾迷山组(Jxw)中下部岩层中,受到了绿片岩相的变质作用。主应变带位于孤山口火车站一带,向北至八角寨垭口变形逐渐减弱。其内部特征表现为;(1)近于顺层的韧性剪切,发育纤维至填图规模。(见PPt)

孤山口复杂褶皱(图5-4图42)分布孤山口火车站北侧陡壁上,主要岩性为雾迷山组青灰色硅质白云岩、黄色条带状钙质千枚岩,此褶皱样式为长翼薄而平缓,短翼厚而陡倾,总体为“Z”形的一系列倒转—平卧褶皱,其中黄色钙质千枚岩形成转折端较尖的顶厚褶皱,白云岩形成转折端平缓的等厚褶皱。褶皱枢纽近北东南西向,向北东向扬起。

观察到得孤山口复杂褶皱内部小构造如下:

1、小褶皱:

①“Z”“M”“S”形褶皱(图5-5图48):整体为一斜卧褶皱,核部为千枚状板岩,翼部位白云岩含硅质条带和团块,上翼为“Z”型褶皱,转折端为“M”型褶皱,下翼为“S”型褶皱。

②斜卧褶皱(图5-6图47):出露与铁路旁边的白云岩中,轴面产状55∠40,枢纽产状55∠30,即其轴面和枢纽产状基本一致,属斜卧褶皱。

③鞘褶皱(图5-7图51):在该处发育有多处鞘褶皱,形态各异,多成封闭的剑鞘状,由于流速不同,中心流速大于周围,因此形成剑鞘状,鞘褶皱被周围的灰岩所围,其内部硅质较多。层状发育明显,在一处测得轴线产状为319∠63。我班第四组进行了详细研究,并探讨了岩体成因(参见第四组小论文)。

2、劈理

①劈理弯曲和折射(图5-8图49):在铁路旁的陡坎处的褶皱中劈理形成于相对能干的灰色白云岩层中时,岩层与劈理夹角较大且发育稀疏;形成于相对软弱劈的土黄色钙质千枚岩中时,岩层与劈理夹角较小且发育密集,由于两种岩性相间分布形成劈理折射。另外在此处可见劈理弯曲。由于白云岩有厚层状向薄层状过度,使得劈理夹角逐渐变小,形成劈理弯曲。

②层间劈理:是一种受岩性及层面控制、与层理斜交的劈理。

③正扇形间隔劈理和反扇形连续劈理(图5-9图44):相对强硬层中,劈理向中间收敛,呈正扇形分布,形成正扇形间隔劈理。相对软弱层中轴面劈理向转折端收敛,呈反扇形分布,形成反扇形连续劈理。

3、线理

①矿物拉伸线理:在此处的陡坎处,绢云母千枚岩面上可观察到拉伸线理。是拉长的碎石岩屑、矿物颗粒或集合体等平行排列而显示的线状构造。倾伏向及倾伏角为85°∠60°。

②窗棂构造(图5-10图46):火车站的南侧峭壁上发育,窗棱构造属于大型线理,也是B型线理,常沿强弱岩层相邻的界面出现,一系列宽而圆的背形被尖而窄的向形所分开。此处强硬层位厚层白云岩中夹硅质条带,且可以观察到硅质条带在转折端的次级小褶皱;软弱层为千枚岩,呈尖窄形嵌入强硬层。

4、火炬节理:发育在中厚层灰岩中,是由两组雁列式张节理组成的共轭剪切带。

5、”s-c”组构

5.5 构造演化

根据区域地质资料以及前人研究成果,可将研究区的构造演化史概括如下D1 :固态流变构造群落(SEE向剪切)(164背斜的火炬节理、压溶劈理、固流褶皱、香肠构造等)和低角度顺层韧性剪切形成(SEE向伸展,110°-120°线理年龄133-135Ma)

D2:向源山-房山西冲断构造(SWW向逆冲)、黄院东山梁褶皱冲断构造(SSW 向逆冲),为代表近SN向挤压逆冲构造。

D3:164背斜、太平山向斜形成(近SN向挤压)

D4:NE-NNE向密集破裂和褶皱的形成(近NE向挤压)

D5:基底进一步抬升,遭受剥蚀。Jxw大面积出露

D6:(NWW向逆冲)

D7:近EW向断裂系形成于闪长岩席侵入(近SE向伸展,136-128Ma)

D8:早白垩世房山岩体强力入侵(125-130Ma)与房山岩体西北边缘韧性剪切带的形成。

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