構造地質學野外實習指南

1、構造地質學課間野外教學實習指南一、實習地點 本課程把野外實習地點選在涇陽縣口鎮(zhèn)淳化縣金川灣，實習沿公路進行。圖1 橫穿汾渭地塹的構造剖面示意圖圖示實習區(qū)的大地構造位置 實習區(qū)位于鄂爾多斯地塊的南緣，汾渭地塹北緣的渭北隆起帶（圖1）。地貌上屬于渭河盆地北緣涇陽縣與淳化縣交界的嵯峨山。該區(qū)褶皺、斷裂發(fā)育，構造形態(tài)多種多樣，是研究渭河地塹及其北緣渭北隆起帶構造特征及形成過程的良好區(qū)段，長期以來受到教學、科研、生產(chǎn)單位的普遍關注，而且不同研究者對該區(qū)段構造發(fā)育的幾何學、動力學已分別提出了不同的認識，是實施野外教學、訓練分析問題的基本能力、培養(yǎng)科學思維的良好實驗室。二、實習目的 配合構造地質學的課堂教學

2、，通過口鎮(zhèn)金川灣地質剖面實習，有望達到以下目的：客觀識別自然狀態(tài)下的各種構造要素（褶皺、斷裂、面理、線理）及其幾何學特征；學習野外各種構造要素的產(chǎn)狀測量、性質確定和構造要素的運動學分析；進行構造要素形成序列、構造組合和運動學分析的初步訓練，并對構造形成的動力學過程和構造疊加、改造關系進行一定的探討和討論。三、實習要求及注意事項 1注意安全。由于實習沿著公路進行，山路狹窄且路上來往車輛較多，請同學們一定要注意安全。 2多觀察。仔細觀察地質現(xiàn)象（包括地層、構造等），對典型地質構造要作素描圖。 3勤思考。結合課堂上所講內容，對所觀察到的地質現(xiàn)象作一定的幾何學、運動學與動力學分析。 4在實習結束后的一

3、周之內，每個同學都要交回關于此次實習的實習報告。 實習報告包括的主要內容有：實習名稱（構造地質學野外教學實習）、時間、地點、帶隊老師和參加實習的人員；實習目的；實習地區(qū)的地質概況；描述本次實習所觀察到的地質現(xiàn)象（對典型地質現(xiàn)象最好附上素描圖），并結合課堂上所講內容對這些地質現(xiàn)象作一定的幾何學、運動學和動力學分析；本次實習的體會（取得的認識、對實習的建議等）。四、實習時間 實習時間初步安排在學完褶皺和斷裂構造的有關內容之后的某個星期六。五、實習區(qū)的地質情況簡介（據(jù)周鼎武，1988） 1地層 實習區(qū)出露的地層主要為寒武奧陶系、二疊系和中生界（圖2）。由新到老分述如下： 劉家溝組（T1l）：下部灰色

4、厚層石英砂巖；上部為紫紅色中厚層泥巖和灰綠色薄層粉砂巖、紫紅色泥巖與紫紅色含礫砂巖互層，局部可見紫紅色礫巖。厚300m。 石千峰組（P2sh）：下部黃色、灰綠色塊狀長石石英粗砂巖與紫紅色薄層泥巖互層；上部灰綠色厚層砂巖、粉砂巖，局部中粗粒長石砂巖；頂部灰綠色中厚層砂巖與泥巖互層。厚427m。 上石盒子組（P2sh）：下部黃綠色粉砂質泥巖，局部夾石英砂巖透鏡體，最底部為灰白色石英砂巖；中部黃色、黃綠色含礫長石石英砂巖，局部夾粉砂質泥巖，砂巖具大型交錯層理；上部黃色粉砂巖、泥巖。紫紅色泥巖和粉砂巖中產(chǎn)植物化石。厚165m。圖2 金川灣口鎮(zhèn)地區(qū)地質草圖（據(jù)周鼎武，1988） 下石盒子組（P1sh）：

5、下部為灰白色厚層狀石英砂巖、灰白色長石石英砂巖，斜層理發(fā)育；上部互層的紫紅色、灰色、雜色鋁土質泥巖、粉砂巖、泥巖與黃色、灰綠色粉砂巖中產(chǎn)植物化石。厚142m。 山西組（P1s）：底部灰白色中粗粒含礫石英砂巖，向上為紫紅色石英砂巖；中部紫紅色、灰色泥巖、頁巖；上部為灰綠色、紫紅色泥巖互層；頂部夾數(shù)層煤層。產(chǎn)植物化石，厚37m。 寒武奧陶系（O）：灰色中厚層灰?guī)r、白云質灰?guī)r，產(chǎn)直角石。見古溶洞角礫石，風化后由于鐵質浸染表面呈紅褐色。未見頂、底面。 2構造 （1）本區(qū)構造概況 本區(qū)構造運動具有多期性，產(chǎn)生了不同性質和不同構造樣式的構造變形。本區(qū)早古生代構造運動相當強烈，下古生界和前寒武系地層發(fā)生了強

6、烈變形，形成以緊閉倒轉褶皺（軸面南傾）和相同產(chǎn)狀的斷裂為主的構造面貌，顯示了早古生代向北推擠的構造應力場，并造成了上古生界與下古生界之間的高角度不整合。晚古生代和印支期（三疊紀）構造運動在本區(qū)都較微弱，地層多為連續(xù)沉積和假整合接觸。燕山運動（侏羅白堊紀）在本區(qū)較為強烈，它使渭河地區(qū)（包括渭北部分地區(qū)）隆起，并產(chǎn)生一些寬緩的褶皺和逆沖斷層。本區(qū)晚古生代和中生代的一些構造主要是此時形成的。喜山運動（新生代）時，在上述隆起之上發(fā)生拉張斷陷，形成了渭河地塹?？阪?zhèn)正斷層就是此時形成的。 （2）圣人橋附近的構造變形（圖3）圣人橋南北兩側均為平緩的構造變形。南部二疊系地層呈寬緩的背斜和向斜，北部三疊系地層呈

7、近于水平的單斜構造。層序都正常。而圣人橋附近南北200m左右的距離內地層產(chǎn)狀變化劇烈，正常直立倒轉都存在；褶皺變形強烈，形態(tài)復雜多樣；層間同生礫巖及軟弱層一般遭受褶、斷、剪的改造，并發(fā)育不規(guī)則的層間小褶皺和泥巖包卷構造等。其主要特點為：圖3 口鎮(zhèn)-圣人橋-金川灣地質剖面圖（據(jù)周鼎武，1994）1-第四系；2-砂巖；3-粉砂質泥巖；4-泥巖；5-頁巖；6-灰?guī)r；7-逆沖斷層；8-三疊系；9-下二疊統(tǒng)山西組；10-上二疊統(tǒng)石盒子組；11-上二疊統(tǒng)；12-奧陶系 褶皺形態(tài)復雜多樣。傾斜、直立、倒轉、平臥褶皺交替出現(xiàn)。 地層產(chǎn)狀紊亂，有翻卷、疊置、逆沖等現(xiàn)象。軟巖層在褶皺的不同部位變厚、變薄或錯斷。

8、含多套層間礫巖。礫石成分單一，為先成的砂巖或泥巖。膠結物為砂、泥質。粒徑大小不一，大者45cm，小者0.5cm，多數(shù)為橢圓形、紡錘形，具明顯的塑性變形，如壓扁、拉伸等定向性排列，平行層理延伸。 對這一套極其復雜的構造變形的成因爭議頗多，許多人提出了不同的解釋。西安工程學院魏寬義等認為這是由擠壓作用所致的呈疊瓦片狀排列的逆沖推覆構造。宮同倫等（1987）通過野外實測剖面和觀察，提出該地區(qū)的構造變形是一種水下重力滑塌構造，層間變形礫巖和局部角度不整合是其證據(jù)。也有人認為該地區(qū)的變形可能是在斷層的影響下或是在構造運動過程中軟弱巖層發(fā)生的層間滑動所致。 （3）具體觀察點（從北向南） 金川灣：三疊系地層

9、中節(jié)理的觀察。注意菱形斷塊、羽狀節(jié)理和折尾構造等。測量其產(chǎn)狀，分析期次及力學性質和方向。 金川灣南：觀察三疊系與二疊系的接觸關系。接觸帶上是不是底礫巖？ 圣人橋附近的復雜構造變形。主要從以下幾個方面觀察： · 褶皺形態(tài)、軸面的變化； · 地層展布、產(chǎn)狀變化，及劈理、泥礫、擦痕、層間礫巖等現(xiàn)象。注意軟巖層中的泥枕構造和包卷構造； · 由北向南沿途觀察沉積構造特點。如斜層理、交錯層理、不整合（新生界與二疊系地層之間）等現(xiàn)象； · 注意觀察南端溝東坡厚層砂巖的撓曲及周圍巖層的變形。 東風渡北：仔細觀察地層產(chǎn)狀的變化。是否連續(xù)？判斷是斷層還是撓曲（膝折）。 口鎮(zhèn)北