構造地質學課程設計報告(景陵峪)三

1、構造地質學課程設計報告(景陵峪) 三 構造地質學課程設計報告第一章 前 言1.1實習目的綜合作業(yè)是使我們學生能夠比較全面掌握構造地質學的基本理論、知識和技能，以提高自己分析并解決地質構造實際問題的能力，對所學到的知識做到學以致用的一種強化手段，同時，培養(yǎng)自己讀圖、作圖以及提高自己運用理論知識分析構造問題的能力，在綜合讀圖，分析圖的過程中再次將所學的知識進行鞏固和系統(tǒng)化的整合，并進一步理解所學知識在實踐應用中的轉換方法，提高實踐動手的能力與綜合素質。1.2實習要求在對選定的圖幅進行全面分析后，編出一副構造綱要圖、兩幅地質剖面圖以及說明地質構造和構造發(fā)展史的文字概述。1.3所讀圖幅情況名稱：景陵峪

2、地質圖，其比例尺為：1：100000，總面積為（18.2*1000m）（14.1*1000m）=2566.2km2，地貌特征為：由圖上標高可以觀察到最高海拔為1180m（平望崗處），最低海拔為250m（平望崗北部邊緣），由地質圖亦可以觀察到景陵峪地區(qū)河流、山地、溝谷、丘陵等地貌均發(fā)育較好，河流依照地勢基本為南北走向。根據(jù)地質圖綜合作業(yè)的要求，結合楊梅忠老師的指導，最后完成的作業(yè)為：景陵峪構造綱要圖一幅，景陵峪地質剖面圖兩幅，景陵峪地質構造的說明分析及構造發(fā)展史等相關內容。第二章 地層與巖體特征根據(jù)圖例判斷地層的連續(xù)性與否，在結合地質圖上地層的出露特征及產狀，可以看出景陵峪地區(qū)最新出露地層為第四

3、系（Q4），最老地層為下志留統(tǒng)（S1），中間缺失上志留統(tǒng)（S3），下泥盆統(tǒng)（D1），三疊系（T），侏羅系（J），下第三系的始新統(tǒng)（E2）和漸新統(tǒng)（E3），以及第四系的上中下更新統(tǒng)（Q3、Q2、Q1）地層，其它時代的地層發(fā)育較好，出露較全，各地層劃分標志明顯，易于識別。全區(qū)范圍內出露的地層有下志留統(tǒng)（S1）、中志留統(tǒng)（S2）、中泥盆統(tǒng)（D2）、上泥盆統(tǒng)（D3）、下石炭統(tǒng)與中石炭統(tǒng)（C1+2）、上石炭統(tǒng)（C3）、二疊系（P）、下白堊統(tǒng)（K1）、上白堊統(tǒng)（K2）、古新統(tǒng)（E1）和全新統(tǒng)（Q4）。 2.1地層分布（1）下志留統(tǒng)（S1）：出露于景陵峪地區(qū)的東部靠北地區(qū)，代表性巖石為千枚巖，大理巖。（2）

4、中志留統(tǒng)（S2）：主要分布在景陵峪地區(qū)的東部靠北地區(qū)，在西部也有部分地層，代表性巖石為板巖。（3）中泥盆統(tǒng)（D2）：本地層主要分布于清風嶺一帶，在景陵峪西南西山地區(qū)也有分布，代表性巖石為砂巖，礫巖。（4）上泥盆統(tǒng)（D3）：地層主要出露分布在青風嶺的北部，在景陵峪地區(qū)中部地區(qū)也有大面積分布，代表性巖石為砂巖頁巖。 （5）下石炭統(tǒng)與中石炭統(tǒng)（C1+2）：該地層 主要分布于景陵峪、沙峪、黃村地區(qū)和區(qū)莊、下臺地區(qū)，代表性巖石為灰?guī)r，白云巖。（6）上石炭統(tǒng)（C3）：該地層主要分布于景陵峪西部小片地區(qū)和黃山周圍地區(qū)，代表性巖石有砂巖，頁巖，粉砂巖。（7）二疊系（P）：該地層主要在黃山地區(qū)出露分布，該地層出

5、露面積較小，近線狀排列。代表性巖石為砂頁巖夾煤。（8）下白堊統(tǒng)（K1）：該地層在地表出露面積較小，僅有一小片呈層狀分布于景陵峪南部地區(qū)，代表性巖石為砂礫巖。（9）上白堊統(tǒng)（K2）：該地層主要分布于景陵峪及黃村以南地區(qū)，代表性巖石為灰?guī)r，頁巖。（10）古新統(tǒng)（E1）：該地層主要分布于景陵峪地區(qū)東部和南部，呈帶狀在景陵峪南部向東延伸，代表性巖石為頁巖，粉砂巖，砂巖。（11） 全新統(tǒng)（Q4）：本地層主要分布于景陵峪地區(qū)西南部，沿河谷分布，代表性巖石為砂巖。2.2接觸關系根據(jù)各個地層之間的連續(xù)性（根據(jù)圖例的時代是否連續(xù)）和各自的產狀及分布特征，則可以得出地層的接觸關系如下：2.2.1整合接觸（1）下志

6、留統(tǒng)（S1）與中志留統(tǒng)（S2）、（2）中泥盆統(tǒng)（D2）、上泥盆統(tǒng)（D3）、下中石炭統(tǒng)（C1+2）、上石炭統(tǒng)（C3）、二疊系（P）（3）上白堊統(tǒng)（K2）與古新統(tǒng)（E1）2.2.2平行不整合接觸（1）中志留統(tǒng)（S2）與中泥盆統(tǒng)（D2）（西南方向西山處）2.2.3角度不整合接觸（1）下志留統(tǒng)（S1）、中志留統(tǒng)（S2）與中泥盆統(tǒng)（D2）（東北方向花崗巖侵入體處）（2）中泥盆統(tǒng)（D2）與全新統(tǒng)（Q4）（3）下中石炭統(tǒng)（C1+2）與全新統(tǒng)（Q4）2.3侵入巖體讀圖可以觀察出巖漿巖總共有兩種：玄武巖和花崗巖。根據(jù)巖漿巖的類型，玄武巖為噴出相，花崗巖為侵入相，則可以推斷出本區(qū)的巖漿活動方式有侵入作用和熔漿溢流

7、及火山爆發(fā)等。出露的巖體共有五處分布。2.3.1青風嶺羊山花崗巖侵入體（酸性巖漿侵入體）產出部位：主要分布于羊山地區(qū)和紅地地區(qū)；出露的平面形態(tài)為片狀，根據(jù)地質圖的比例尺，用坐標紙鑲套計算出露面積總共約為10km2，面積較大；由花崗巖侵入體的分布和出露產狀推測出其侵入時代為：中泥盆統(tǒng)（D2）之后；與圍巖為不整合接觸。2.3.2 平望崗玄武巖侵入體（基性巖漿侵入） 產出部位：主要分布于景陵峪地區(qū)的東南部和平望崗附近一帶地區(qū)；出露的平面形態(tài)為層帶狀，局部小片狀，同上所用方法測得在地質圖上的出露面積總共約為2 km2，面積較小；本區(qū)的基性熔巖為玄武巖，由于其存在分布于上白堊統(tǒng)（K2）和古新統(tǒng)（E1）的

8、接觸帶上，則可以推測巖漿巖的侵入時期為古新統(tǒng)（E1 ）沿兩地層的接觸帶擠壓圍巖最終冷凝成為侵入巖體。第三章 地質構造景陵峪地區(qū)自早古生代后期（Pz約為438Ma）以來發(fā)生了一系列復雜的構造地質作用，在內外地質作用力的作用下，包括內動力地質作用地層的下降或抬升，使較為韌性的水平巖層隆起形成褶皺，或較為脆性的巖層發(fā)育形成斷層等地質構造；而在外動力地質作用下，地層遭受風化剝蝕或侵蝕，最終讓地貌變得豐富且富有層次，在地質構造形態(tài)中也逐漸形成了一系列較為復雜的褶皺構造和斷層構造。本區(qū)的褶皺有羊山青風嶺大背斜位于該區(qū)的東北部，在中部地區(qū)也有一大背斜，兩翼基本對稱。中部地區(qū)順西北到東南走向有一較大的斷層發(fā)育

9、。同時，可根據(jù)地層間角度不整合接觸關系，判斷褶皺和斷層的形成時代：對于褶皺來說，形成時代應該在不整合面以下褶皺巖層最新地層時代之后，與不整合面以上最老地層時代之前；而斷層的形成時代為：一般在被其錯斷的最新地層之后，未被錯斷地層的上覆不整合面以上的最老地層之前?？傊?，結合地質構造各個方面的規(guī)律標志等，綜合分析主要褶皺和斷層的特征如下。3.1 褶皺構造 3.1.1 青風嶺大背斜 該背斜位于青風嶺一帶，呈NWSE向延伸，核部由下志留統(tǒng)（S1）及花崗巖侵入體組成，長約15.2km，寬約6.4km（沿AB剖面線測得），長寬比約為31，為穹隆構造。青風嶺背斜兩翼由中志留統(tǒng)（S2）、中泥盆統(tǒng)（D2）與上泥盆

10、統(tǒng)（D3）組成，兩翼產狀分別為：北翼：（2° 15°）（35° 40°），南翼：（182° 190°）（45° 50°），由此可以看出南翼相對較陡但兩翼傾角相差不大，軸面北傾，傾角在35°到50°之間。在組合類型上可以觀察出此大背斜為復背斜，由景陵峪地質構造綱要圖可以看出，北翼有兩個小褶皺發(fā)育，南翼由四個小褶皺組合而成，同時，沿其大背斜的核部和F5正斷層，核部較老地層下志留統(tǒng)（S1）和中志留統(tǒng)（S2）被花崗巖（4）侵入，在西北部（羊山西側）和東部（青風嶺南側）紅地地區(qū)地層被風化剝蝕均有基花崗巖體

11、（4）出露，且出露面積較大約為10 km2。背斜的剖面形態(tài)詳見附圖“景陵峪地質圖AB剖面圖”。形成時代為：由地層的不整合關系不容易直接判斷出褶皺的形成時代，但可以根據(jù)斷層F5將其南翼錯斷，可以推測出先形成褶皺，而后發(fā)育斷層，則可以大概確定其形成時代為上泥盆統(tǒng)（D3）之后。3.1.2 黃山下臺向斜 該向斜主要位于該區(qū)西部黃山南北兩側和下臺地區(qū)，呈東西向延伸，核部為二疊系（P）地層，出露區(qū)長約18km，寬約4.5km，平面呈條帶狀分布，長寬比約為41，為短軸褶 皺，兩翼為地層為上石炭統(tǒng)（C3）、下中石炭統(tǒng)（C1+2）和上泥盆統(tǒng)（D3）、兩翼產狀分別為：北翼：（180° 189°

12、）（42° 46°），南翼：（5° 15°）（40° 55°），由此可以看出南翼相對較陡但兩翼傾角相差不大，基本呈對稱分布，根據(jù)軸面產狀可以看作是直立褶皺，翼間角約20°，為緊閉褶皺。形成時代為：由地層不整合接觸關系，可以推測其形成時代為：二疊系（P）之后，上白堊統(tǒng)（K2）之前。3.1.3 黃村背斜 該向斜主要位于黃村地區(qū)，軸線呈東西方向延伸，核部為中泥盆統(tǒng)（D2）地層，在地質圖西側，尖山南西發(fā)向地質圖邊緣，僅出露一小片區(qū)域，不足1km2，圖上出露地層大部分為上泥盆統(tǒng)（D3），核部長約為17 km，寬約為1.2 km，長寬比

13、>101，為典型線性背斜褶皺，兩翼為上泥盆統(tǒng)（D3）和下中石炭統(tǒng)（C1+2）地層，兩翼產狀分別為：北翼：（5° 20°）（30° 40°），南翼：（192° 200°）（30° 57°），兩翼傾角變化較大，但基本呈對稱分布，軸面近直立。該背斜沿其延伸方向有一大斷層發(fā)育。如景陵峪地質圖AB剖面圖所示。3.1.4 景陵峪向斜 該向斜主要分布于景陵峪地區(qū)，軸線呈NWSE方向，核部為上石炭統(tǒng)（C3）長約10 km，寬約2km，長寬比約為51，兩翼由下中石炭統(tǒng)（C1+2）和上泥盆統(tǒng)（D3）地層組成，兩翼產狀分別

14、為：北翼：（180° 200°）（50° 55°），南翼：（5° 20°）（42° 47°），北翼相對較陡，南翼較緩，但兩翼傾角相差不大，軸面向南傾斜，傾角在 42°到55°之間。如景陵峪地質圖CD剖面圖所示。形成時代為：根據(jù)地層不整合接觸關系，可以推測出其形成時代為：上石炭統(tǒng)（C3）之后，下白堊統(tǒng)（K1）之前。3.1.5 西山背斜 該背斜位于西山一帶，軸面呈東西向延伸，核部為中志留統(tǒng)（S2）地層，長約6.5 km，寬約為2.5 km，長寬比約為：31，據(jù)其的長寬比為穹隆構造，兩翼地層為中泥盆統(tǒng)

15、（D2）、上泥盆統(tǒng)（D3）與下中石炭統(tǒng)（C1+2），兩翼產狀分別為：北翼：（10° 15°）（40° 50°），南翼：（165° 170°）（33° 42°），北翼相對較陡，南翼較緩，但兩翼傾角相差不大，軸面近直立。形成時代為：根據(jù)地層不整合接觸關系，可以推測出其形成時代為：下中石炭統(tǒng)（C1+2）3.2 斷層構造 本區(qū)斷層發(fā)育良好，種類較多，主要有正斷層和逆斷層，還發(fā)育有逆掩斷層，且各斷層之間又組合形成不同的組合形態(tài)，它們分布于景陵峪地區(qū)各處，有NWSE走向發(fā)育的，有南北向延伸的，亦有東西向延伸的斷層發(fā)育，但以自西

16、北向東南延伸的斷層最為明顯。 3.2.1 F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3逆掩斷層F1 斷層走向近 東西，長約2km，傾向向北，上盤為下志留統(tǒng)（S1），下盤為中志留統(tǒng)（S2）；F2斷層東西，長約4km，傾向向北，上盤為下志留統(tǒng)（S1）和中志留統(tǒng)（S2），下盤為中志留統(tǒng)（S2）；F3斷層走向也是東西方向，長約3.6km，傾向向北，上盤為下志留統(tǒng)（S1），下盤為中志留統(tǒng)（S2）。三條斷層均形成于中志留統(tǒng)（S2）之后，中泥盆統(tǒng)（D2）之前，共同組合構成疊瓦式逆沖斷層。3.2.2 尖山-黃村正斷層 （F4）該斷層主要分布于尖山黃村地區(qū)，斷層走向為NWSE，全長約為14.3km，斷層面產狀為（192° 200

17、°）（75° 85°），上盤由上泥盆統(tǒng)（D3），下中石炭統(tǒng)（C1+2）地層組成，下盤亦由上泥盆統(tǒng)（D3），下中石炭統(tǒng)（C1+2）地層組成。 被該斷層錯斷的最新地層下中石炭統(tǒng)（C1+2）地層，未被其錯斷的最老地層為上白堊統(tǒng)（K2）地層，則可以推斷該斷層的形成時代為下中石炭統(tǒng)（C1+2）之后，上白堊統(tǒng)（K2）之前。此外，由斷層面的產狀可以看出斷層面傾角較大，延伸較遠。 3.2.3 二渡河-上臺正斷層 （F5）該斷層分布于二渡河上臺地區(qū)，斷層自西北向東南方向延伸，全長約為14.5km，斷層傾角約為75°到85°，上盤主要由下志留統(tǒng)（S1）、中泥盆統(tǒng)（

18、D2）和上泥盆統(tǒng)（D3）組成，下盤主要發(fā)育于志留系、石炭系和泥盆系。同時，該斷層橫切羊山青風嶺大背斜的南翼，形成縱斷層。由于該地質圖的覆蓋面積有限，通過斷層形成時代的判斷規(guī)則，只能判斷該斷層形成于下中石炭統(tǒng)（C1+2）之后，延伸較遠。 3.2.4 西山正斷層（F6、F7）本區(qū)主要分布于西山地區(qū)，有F6，F(xiàn)7兩個斷層。 F6斷層呈南北走向，傾向向東全長約為3.7km，斷層面傾角約為82°，上盤由泥盆系中泥盆統(tǒng)（D2）、上泥盆統(tǒng)（D3）地層和中下石炭統(tǒng)（C1+2）地層組成，下盤由中志留統(tǒng)（S2）、中泥盆統(tǒng)（D2）和上泥盆統(tǒng)（D3）地層組成。F7斷層走向也是南北方向，全長約為2.2km，傾

19、向向西，傾角為75°。上盤由泥盆系中泥盆統(tǒng)（D2）、上泥盆統(tǒng)（D3）地層和中下石炭統(tǒng)（C1+2）地層組成，下盤亦由泥盆系中泥盆統(tǒng)（D2）、上泥盆統(tǒng)（D3）地層和中下石炭統(tǒng)（C1+2）地層組成。兩斷層的走向與西山背斜的軸向基本垂直，為橫斷層，根據(jù)其核部寬窄的變化情況，可以判斷為兩斷層均為正斷層，在斷層組合形態(tài)上，F(xiàn)6，F(xiàn)7走向基本一致且相向傾斜，共用一個上盤，且上盤相對向下運動則組成了地塹。表3.1斷層信息統(tǒng)計表 編 號名 稱類 型產狀（平均值）組合類型F1逆掩斷層5°75°疊瓦式逆沖斷層F2逆掩斷層0°75°F3逆掩斷層 4°75&#

20、176;F4尖山黃村正斷層斜斷層、正斷層192°77°F5二渡河上臺正斷層縱斷層、正斷層25°75°F6西山正斷層正斷層、橫斷層90°83°地 塹F7西山正斷層正斷層、橫斷層270°75°第四章 構造發(fā)展史景陵峪地區(qū)構造發(fā)展史：本地區(qū)在漫長的地質歷史發(fā)展進程中，在大地地質構造作用的影響下，經歷了多次構造運動。根據(jù)地層間的角度不整合接觸關系，可以將其劃分為四個構造層。根據(jù)各種地質構造形成的機理模式和基本理論，結合中國大地構造在全球地質應力作用下所表現(xiàn)出來的的基本特征，現(xiàn)將其構造發(fā)展史具體描述如下：第一構造層：下志留統(tǒng)

21、（S1）與中志留統(tǒng)（S2），此時為中國祁連期（早寒武世?1早泥盆世D1）對應于加里東階段，該時期地殼緩慢下降，接受沉積，逐漸形成下志留統(tǒng)S1和中志留統(tǒng)S2地層，他們之間是整合接觸關系。由于構造運動作用，受中國祁連期構造作用的影響，該地層形成一背斜構造，走向近東西，主應力方向為北西方向，與中國祁連期在秦皇島地區(qū)主應力方向跡線基本平行，隨著應力的逐漸作用，三條逆掩斷層開始發(fā)育，之后地殼開始抬升，早期沉積地層開始遭受風化剝蝕。第二構造層：中泥盆統(tǒng)（D2）、上泥盆統(tǒng)（D3）、下中石炭統(tǒng)（C1+2）、上石炭統(tǒng)（C3）、二疊系（P），此時為我國的天山期，在地質年代表上對應于海西印支期（早泥盆世D1中三疊世

22、T2），該時期地層呈現(xiàn)下降趨勢，接受沉積，逐漸形成第二構造層中的各個地層，在逐漸沉積到下中石炭統(tǒng)（C1+2）之后，地層受地質構造作用的影響，地層開始發(fā)生彎曲變形而表現(xiàn)出相對的抬升趨勢，證據(jù)為上石炭統(tǒng)（C3）地層厚度與下中石炭統(tǒng)（C1+2）地層厚度在同等沉積時間內比較明顯變薄。隨地質應力的逐漸作用，該地區(qū)幾乎全部的褶皺和斷層在這個時期開始發(fā)育形成，同時又有酸性巖漿在地球內部的影響下沿著斷層和褶皺的核部等地層相對薄弱地帶上升侵入，冷凝成為花崗巖，之后地殼開始上升，遭受風化剝蝕。第三構造層：上白堊統(tǒng)（K2）與古新統(tǒng)（E1）在地質年代表上對應于燕山階段晚期和喜馬拉雅階段初期，與中國的四川期（135Ma52Ma）相吻合，此時期該地層表現(xiàn)為地殼持續(xù)下降，接受沉積，表現(xiàn)在下白堊統(tǒng)（K1）、上白堊統(tǒng)（K2）、古新統(tǒng)（E1）地層的整