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1、湖北松滋刘家场地区普通地质实习报告 目录 第一章前言 第一节交通位置 第二节自然地理与经济 第三节区域地质概况 第四节学习的主要任务及学员 第二章地层 第一节 寒武系 第二节 奥陶系 第三节 志留系 第四节 泥盆系 第五节 石炭系 第三章沉积相 第一节 岩石类型 第二节 相标志 第三节 沉积相分析 第四章地质构造 第一节 褶皱 第二节 断裂 第三节 构造形成机制分析 第五章地质发展史 第一节 构造层的划分 第二节 地质发展简史 第六章第四纪地质与地貌 第一节 现代河流地质作用特征 第二节 地下水地质作用特征 参考文献 第一章 前言 第一节交通位置 实习区位于湖北省西南部松滋刘家场至宜昌一带,主
2、要实习点位于松滋刘家场至洈水一 带。刘家场是湖北省南部边境的一个小的工业城镇。刘家场地属荆州松滋市,南距湖南 澧县边山河约 23 公里,北与宜都县松木坪相邻。自沙市轮渡过江,经弥市、松滋市至刘 家场约 96 公里,由江陵绕枝江县经枝江大桥过江至刘家场,约 123 公里,交通四通八达, 甚为便利(见图 1-1) 。 第二节自然地理与经济 刘家场镇位于武陵余脉的湖北省松滋市刘家场镇。处于江汉平原西南边缘的低山丘陵区, 为鄂西武陵山山脉东延的余脉。区内主要的山势大致近东西向延伸,镇附近最高山峰海 拔高度均在 500 米以下,如帽子山406 米,关木山 442 米。全区地势西高东低,西部最 高峰达 6
3、96.9米,刘家场以东即为低矮丘陵。镇西地形大致呈一箕状盆地,有三条溪流分 别自西南、西北和北方先后相汇于镇区,再向东注入洈水。溪水清浅,平时可涉渡。 刘家场镇为解放后,特别是六十年代以后迅速发展起来的小型工矿业城镇,主要矿产有 煤、石灰石、磷、和重金石矿等;重要的工业包括水泥、磷肥、发电、陶瓷以及军事工 业等;主要的农业种植为玉米、水稻以及棉花等。商业也很发达,人口近十万。境内有 沙渔、雅澧两条省道穿过,还有松宜地方铁路与焦柳铁路、长江枝城港相连,交通十分 便利。 地图画图 第三节区域地质概况 实习区北邻长江三峡,西部及南部与鄂西南山地、湘西北武陵山地相连,东接江汉平原。 在大地构造位置上属
4、扬子稳定陆块中段。区内震旦系至第三系分布广泛发育齐全,化石 丰富,历来是地质学界颇为重视的中扬子代表性地区之一。 区内震旦纪和古生代底层主要出露为海相沉积,它们呈条带状围绕着以前震旦纪花岗岩、 片岩和片麻岩为基底的黄陵背斜周缘、以三叠系为核部的仁和坪向斜周缘、以寒武系为 核部的刘家场背斜周缘分布。由海相海陆交互相陆相沉积组成的中生代底层主要分 布在西北部的秭归盆地。区内的新生代底层均为陆相沉积,主要分布在宜昌、枝城和刘 家场附近。 区域构造的主要特征是: 1以褶皱变动为主, 构造线自西向东呈北东至近东弧形延伸; 2褶 皱多呈不对称状,北西翼或北翼较陡,局部倒转; 3与褶皱同期的纵向逆冲层多出现
5、褶皱 的陡倾翼,断面倾向南或西东; 4区域性大断裂有北东、北北东、北西、北北西、南北向 六组; 5褶皱、断裂构造作用主要形成于印支至燕山期,尤以后者最为重要。 第四节学习的主要任务及学员 一、学习的主要任务 1、学习使用地形图、罗盘以及用后方交汇法确定自己在地图上的位置。2、观察中、上 寒武统各组的地质特征。 3、观察新神洞的岩溶地貌。 4、观察奥陶系各组的地质特征。5、 观察现代河流沉积的相关特点。6、观察志留系各组的地质特征。7、观察泥盆系各组的 地质特征。 8、观察石炭系各组的地质特征。9、对红花园组大湾组一段分层描述以 及制图。 10、观察断层(正断层、逆断层、平移断层)。11、观察重
6、晶石矿。 12、野外地 质填图。 二、学员 长江大学地球物理与石油资源学院物探11001班的全体学生以及带队老师。 第一章地层 第一节 寒武纪 寒武纪(Cambrian)是在地质时间上约为5.7-5.05亿年前古生代初期的一段地质时间。它 可区分为三个时期:始寒武纪(5.7-5.4 亿年前) 、中寒武纪( 5.4-5.23亿年前)、以及后寒 武纪(5.23-5.05亿年前)。刘家场地区寒武系层系完整,分布广泛,露头较好,主要围绕 着黄陵背斜、长阳背斜和松滋刘家场背斜分布,下统尤黄陵背斜东、西翼出露较佳,主 要为陆棚相台地相沉积,中上统除黄陵背斜东、西翼及长阳背斜外,在刘家场背斜 南、北翼出露也
7、较完整,主要为局限台地相碳酸盐岩沉积。本区寒武系厚度较大,达千 余米,以碳酸盐岩为主,碎屑岩较少,且主要发育于下统下部,其中蕴藏较丰富的多金 属、稀有元素、磷和膏盐等矿产资源。下统生物化石丰富,中统化石较少,上统仅发现 少量牙形石和腕足类化石。 一、 中寒武统 (一) 覃家庙组 覃家庙组分布于刘家场背斜核部及两翼,主要为一套浅灰、灰白、深灰色薄至中厚层白 云岩、白云质灰岩、泥质白云岩夹灰黄、黄褐色薄至中层长石石英砂岩,下部被覆盖。 出露厚度约 300米。根据岩性的不同可以分为四段: 一段:为灰色、黄褐色薄中厚层白云岩、泥质白云岩。下部以黄灰色、薄层状和含泥 质较多为特征,并含石盐、石膏假晶:上
8、部以灰色、浅灰色、中厚层状泥晶粉晶白 云岩为特征。本段厚约 100米。极少发育波痕、交错层理、冲刷面等沉积构造,未见泥裂等 暴露标识 ,微生物岩非常稀少。 二段:灰黄色、黄褐色薄中层状长石石英砂岩,厚约510米,露头上岩石风化较强烈、 长石常风化为白色斑点状高岭石。本段岩性特殊、易于辨认,在区内分布稳定,是以良 好的标志层。中上部发育大量波痕、交错层理等沉积构造,发育少量蒸发岩假晶 ,是微生物 岩的主要发育层位。微生物岩为中厚层,层厚20150 cm。 三段:灰深灰色中厚层状白云质灰岩、白云岩,夹少量泥质白云岩。以泥晶粉 晶结构为主,夹数层砂屑、砾屑、粉屑白云岩、白云质灰岩。本段中见较多波状、
9、柱状 叠层石。本段厚约80 米。发育少量波痕、交错层理等沉积构造,微生物岩较发育。 四段:浅灰色、黄灰色中厚层状白云岩、 泥质白云岩与深灰色中厚层白云岩互层, 以最顶部的半米厚黄灰色泥质白云岩与其上覆盖三游洞群相区别。本段厚约120米。 。微 生物岩少 ,但结构特殊。 1、覃家庙组沉积环境分析 刘家场地区的覃家庙组属于寒武系中统,目前仅发现三叶虫及个别腕足化石。 在覃家庙组一段中有两种岩性:一是灰色、中层状的泥粉晶白云岩,结构为晶粒结 构。二是灰黄色薄层状泥质白云岩,结构也是晶粒结构。在沉积构造上呈现为水平层理。 岩石中有石膏假晶(图2-1) 、食盐假晶(图2-2) 。化石含量少,可见该地层不
10、适合生物 化石的形成。从地层特征可看出地层的沉积环境为潮平的朝上带的蒸发环境。 覃家庙组二段的岩石主要为碎屑岩、砂岩(细沙)和黄褐色、肉红色中厚层状的长 石、石英岩屑砂岩( Sio2 75% 长石 10%20%)沉积环境为潮平环境。 覃家庙组三段的岩石为褐色、粉晶粒屑白云岩。在此处的碎屑灰岩,这主要是由于 风暴而形成的。沉积环境为潮平潮汐水道的潮夹带。 覃家庙组四段的岩石主要有灰色、厚层状的泥质白云岩,为粉晶结构;灰色、中厚 层状叠层白云岩以及泥晶、粉晶灰岩。此处的岩石因风化而形成刀砍纹现象。 (二) 、三游洞组 刘家场地区的三游洞组属寒武系地层,主要分布在刘家场背斜的南、北翼,其中,发 育有
11、较多的古溶洞,如古神洞、新神洞等。该组的主要岩石为灰色厚层至块状的泥-粉晶 白云岩、灰色中厚层状的砾屑白云岩、灰色厚层状的砂屑白云岩、灰色厚层状的泥晶白 云岩、灰色厚层状的叠层石白云岩。局部见交错纹理,发育柱状,半球、波状状叠层石 石盐假晶示意图石膏假晶示意图 (图 2-3) ,厚 300 米。 由于在三游洞群顶部颗粒灰岩中发现早奥陶世牙形石,故将该群顶部分出西陵峡组(朱 忠德等, 1995) 。 - 1、三游洞组沉积环境分析 此组主要为一大套浅灰、灰黑色厚层至块状粉晶细晶白云岩,夹砂屑、砾屑白云 岩及硅质条带,顶部为灰色厚层颗粒灰岩夹浅灰色薄层白云岩。并且常见羽状交错层理 (图 2-4) 、
12、板状交错层理(图2-5) 、丘状交错层理、火焰构造、倒小字排列的沉积构造。 从中可以说明该组的沉积环境为潮坪的潮间带,水动力较强。 第二节奥陶系 古生代第二个纪, 约开始于 5 亿年前,结束于 4.4亿年前。在此期间形成的地层称奥陶系, 位于寒武纪之上,志留纪之下。奥陶纪亦分早、中、晚三个世。奥陶纪是地史上海侵最 广泛的时期之一。在板块内部的地台区,海水广布,表现为滨海浅海相碳酸盐岩的普遍 发育,在板块边缘的活动地槽区,为较深水环境,形成厚度很大的浅海、深海碎屑沉积 和火山喷发沉积。刘家场地区的奥陶系层序完整,露头良好,以宜昌黄花场和松滋刘家 场剖面最具有代表性。总体上为一套泥质岩和碳酸盐岩沉
13、积。其中不仅生物化石十分丰 富,而且门类繁多。既有介壳相、笔使得硅质页岩相,又发育有介壳相与笔石泥质页岩 相混合沉积。生物化石门类有:头足类、三叶虫、笔石、腕足类、双壳类、苔藓虫类、 海绵类、托盘类以及牙形石等。更有意义的是在分乡组和红花园组中产的生物礁(朱忠 德等,1993) 。 叠层石示意图 羽状交错层理板状交错层理 本地区除五峰组缺失外,其他地层发育完整,露头连续。下统包括西陵峡组、南津关组、 分乡组、红花园组和牯牛潭组,上统包括大田坝组、宝塔组和临湘组。本区奥陶系与下 伏寒武系呈整合接触,与上伏志留系马龙马溪组呈平行不整合接触。 一、 下奥陶统 (一) 、西陵峡组 本区西陵峡组岩性以亮
14、晶砂屑灰岩为主,夹粉晶白云岩与鲕粒灰岩。底部以含砾屑砂屑 灰岩、叠层石白云质砂屑灰岩与上寒武统雾渡河组粉晶白云岩分界,厚24 米。本组上部 产牙形石,该化石为下奥陶统第一个牙形石带的带化石,见于宜昌黄花场西陵峡组和南 津关组下部。 1、西陵峡组沉积环境分析 因为本组发育了一套颗粒灰岩、藻灰岩、细晶粉晶白云岩,灰色块状含砾屑砂屑灰 岩,夹白云岩、及柱状、波状叠层石白云质砂岩灰岩。根据以上判断,本组继承了上寒 武统的局限台地相。 (二) 、南津关组 南津关组主要灰色厚层石灰岩及薄层泥质石灰岩、白云质灰岩,底部含钙质页岩或黄绿 色页岩,厚约 42 米。根据岩性差别可分为四段: 一段:主要是灰色厚层至
15、块状的亮晶生物屑灰岩、亮晶砂屑灰岩以及黄绿的页岩。在 页岩中有较多的化石,如腕足、瓣腮、螺类、三叶虫、笔石等,且保存较为完好。可见 交错层理。 二段:下部灰色中层状亮晶砾屑、砂屑灰岩,夹薄层泥晶灰岩;上部为灰色厚层状叠 层石灰岩与砂屑灰岩互层。产三叶虫、腕足和海百合茎。 三段:灰色厚层 -块状砂屑灰岩夹有少量的砾屑灰岩和团块条带状白云岩。底部有一层 灰黄色泥晶白云岩,化石比较稀少。 四段:浅灰色 -深灰色砂屑灰岩,砾屑灰岩,鲕粒灰岩。有大型交错层理出现,化石比 较稀少。 1、南津关组沉积环境分析 南津关组的化石主要集中在下部页岩和灰岩中,主要有三叶虫,牙形石等。其顶、底 界限的划分主要考虑生物
16、组成的特点,底界划分在牙形石等开始出现的层位,顶界划分 在牙形石的消失和腕足类大量出现的层位之底,本层厚175 米。本组的主要沉积环境为 发育局限台地和开阔台地两种相类型及多种亚相和微相类型。局限台地相中包括云坪、 灰云坪或云灰坪、灰坪、潮渠和潮沟等微相类型。开阔台地相包括滩和滩间海等亚相类 型。 (三) 、分乡组 分乡组分布于鄂西一带。本区下部主要为灰色中层亮晶砂屑灰岩、核形石(图2-6) 、 砾屑灰岩等,产小型灰礁;上部为泥晶生物屑灰岩、亮晶藻屑灰岩、薄层瘤状灰岩、厚 层叠层石灰岩等与黄褐色页岩互层,化石丰富,本组厚71 米。与下伏南津关组呈整合接 触。 1、分乡组沉积环境分析 本组的下部
17、主要为砂屑灰岩、砾屑灰岩。上部主要为灰黄色页岩。富含三叶虫,腕足、 笔试化石。据上可以判断为开阔台地相,剖面上表现为滩和滩间海交替,滩由各种颗粒 灰岩组成,滩间海岩性为页岩、泥晶灰岩、泥质条带灰岩等。 (四) 、红花园组 红花园组分布于鄂西及贵州一带。刘家场地区的红花园组岩性以中厚层亮晶砂屑、生 物屑灰岩为主,夹 23 层黄褐色页岩,厚 4055 米。灰岩中,由 Calathium、海绵、蓝绿 藻、托盘(图 2-7)等组成的礁群普遍发育,化石丰富。其顶界根据造礁生物Calathium、 海绵及满州角石、朝鲜角石的消失,以及中薄层含海绿石的砂屑、生物屑灰岩的出现 及生物礁的消失而确定。 核形石
18、托盘 1、红花园组的沉积环境分析 本组大化石以 CalathiumArchaesocyphia 组合最为特征,他们与多种蓝绿藻类、苔藓虫 类等组成相互交错叠覆的丘状礁群,极为醒目。根据以上判断为主体环境为开阔台 地相,发育礁、滩和滩间海亚相。造礁生物基为下伏亮晶砂屑、砂屑、砾屑灰岩。礁灰 岩呈块状、无层性,横向上很快尖灭,为典型的“点礁” ,具原地生长特征和粘结抗浪结构。 其上为亮晶生物屑灰岩,生物屑含量约65,以棘屑、腕屑、三叶虫屑为主。 (五) 、大湾组 大湾组属早奥陶世宁国期地层。分布于鄂西一带。由下而上的岩性有青灰色瘤状石灰岩 夹黄绿色页岩,产扬子贝,故又称“扬子贝层” ,中部红色薄层
19、石灰岩富含头足类化石,上 部灰绿色页岩夹瘤状灰岩。自下而上含三个化石带:瑞典断笔石带,前环角石带, 中国齿状雕笔石小型变种带。全厚50 余米。与下伏红花园组呈整合接触。根据岩性差 别可分为三段: 一段:灰色薄厚层状砂屑、生物屑灰岩,夹薄层状黄绿色页岩,底部含海绿石晶粒或 晶屑。化石极为丰富,以腕足类、腹足类以及三叶虫等小型底栖生物为主,分异度不高。 二段:紫红色泥质瘤状灰岩夹灰黄、灰绿色灰质泥岩。化石门类众多,其中以腕足类, 鹦鹉螺,三叶虫为主。 三段:紫红色、棕黄色、灰黄色含生物屑泥质灰岩、灰质泥岩。夹条带状、瘤状含生物 屑灰岩。生物大量繁盛,尤其以直壳式鹦鹉螺类和三叶虫类最为繁多,腕足类、
20、腹足类、 苔藓虫、海百合、海林檎等也大量出现,形成极为昌盛的生物发育期。但是笔石类化石 保存极少。 1、大湾组组的沉积环境分析 大湾组下部为泥晶生物屑灰岩夹黄绿色条带状泥岩,泥晶生物屑灰岩中的生物屑有棘屑、 腕足类、三叶虫等,排列杂乱,大小混杂,灰泥充填,其间均为黄绿色泥岩分隔。以上 表明。与红花园组相比,大湾组的早期沉积水体深度已有所增加,陆源注入物增多,水 体能量明显减弱,已由开阔台地相、礁滩亚相变成浅海陆棚相上部。大湾组中上部为瘤 状泥灰岩等,生物屑减少,故为浅海陆棚相中部。 (六) 、牯牛潭组 牯牛潭组属于早奥陶世宁国期分布于鄂西一带。本组大致与华南的胡乐组、龙马溪组、 烟溪组相当。刘
21、家场地区的牯牛潭组岩性以棕红色厚层状含泥质条带或纹层的瘤状含生 物屑灰岩泥质泥晶灰岩为主,略具似龟裂纹构造。厚21 米。大化石稀少,多为碎屑状, 不易鉴定。可见三叶虫、鹦鹉螺、震旦角石、瓦氏长颈角石、隔板正形贝、小四齿贝等 化石,与下伏大湾组之间有一沉积间断面。 1、牯牛潭组沉积环境分析 此组因主要为瘤状泥灰岩,泥质条带灰岩,生物屑含量明显减少,但完整的生物个体, 特别是一些薄壳生物明显增多;说明水体进一步加深,故也为浅海陆棚相中部。 (七) 、大田坝组 刘家场地区的大田坝组上部为灰色中层状微含沥青质、生物屑泥晶灰岩夹黄灰色薄中 层页岩,下部为中厚层状深灰色微红色含沥青质泥晶灰岩,厚 2.4
22、米。 富含头足类(图 2-8) ,三叶虫化石,而笔石类则未采获。与下伏牯牛潭组及上覆宝塔组均为整合接触。 1、大田坝组沉积环境分析 本组的生物屑含量高而填隙物为灰泥,生物为棘皮类、三叶虫、腹足类、瓣鳃类等正常 海相生物。露头上常见生物化石保存完整,不见被水动力改造的迹象。缺乏砂屑、鲕粒 等颗粒和亮晶胶结物,顶部还出现薄层泥岩,均说明沉积环境的水动力能量不强,故为 浅海陆棚相。 (八) 、宝塔组 宝塔组属于中奥陶世江阶。因含形似宝塔的巨大直壳的鹦鹉螺类震旦角石而得名。分布 于中国鄂西及四川一带。刘家昌地区的宝塔组岩性主要为一套紫灰、灰色厚层状含泥质 画图头足 泥晶灰岩,具有明显的龟裂纹构造(图2
23、-9)及泥质条带,厚15 米。含丰富的头足类化 石和牙形石。与下伏庙坡组呈整合接触。 (九) 、临湘组 临湘组属于晚奥陶世中期,本区临湘组以浅紫灰、黄灰、灰色厚层含泥质条带泥晶灰岩 为主,具有龟裂纹及瘤状构造。顶部为黄灰色薄中层状灰质泥岩及泥岩。本组下部所 含化石主要为头足类,上部泥岩中则产丰富的三叶虫。因上奥陶统五峰组缺失,故临湘 组与上覆下志留通过龙马溪组应为假整合关系。 1、宝塔组 -临湘组沉积环境分析 本两组为一套含生物屑或生物屑质含粘土或粘土质泥晶灰岩,露头上常显示出瘤状及特 征的“龟裂纹”构造表明,未见或仅发育极少量的底栖生物化石,但是一些薄壳生物化石碎 片、浮游型的生物化石却较常
24、见。自下而上,泥质含量逐渐增多,说明这两组沉积时水 体均较深,碳酸盐沉积受到部分抑制,达到了深陆棚-半深海环境。 第三节志留系 志留纪 (笔石的时代,陆生植物和有颌类出现)是早古生代的最后一个纪,也是古生代第三 个纪。本纪始于距今4.35 亿年,延续了 2500 万年。志留纪可分早、中、晚三个世。一 般说来,早志留世到处形成海侵,中志留世海侵达到顶峰,晚志留世各地有不同程度的 海退和陆地上升,表现了一个巨大的海侵旋回。志留纪晚期,地壳运动强烈,古大西洋 闭合,一些板块间发生碰撞,导致一些地槽褶皱升起,古地理面貌巨变,大陆面积显著 扩大,生物界也发生了巨大的演变,这一切都标志着地壳历史发展到了转
25、折时期。刘家 场地区的志留系除中统上部及上统外发育较全,并常伴随奥陶系的沉积而展布,主要分 布于松滋刘家场背斜南、北翼、宜昌黄陵背斜东、西翼以及长阳宜都一带马鞍山向斜, 厚约 11002000 米,一般为 1500 米左右,其岩性通常三合性明显,主要为一套盆地相 黑色笔石页岩、浅海滨岸相碎屑岩和泥质岩沉积。在宜昌、长阳一带与上伏奥陶系呈 画图龟裂纹 整合接触,在松滋刘家场、卸甲坪及西斋一带与上奥陶统临湘组呈不整合接触。本区志 留系可分为龙马溪组、罗惹坪组,下统至中统纱帽组。以下是详细介绍: (一) 、龙马溪组 龙马溪组原代表下志留统,后经厘定和限制,认为应属下志留统下部。分布于华中和 西南区的
26、川、鄂、贵、湘等省。刘家场地区的龙马溪组以丁家冲发育较好,上段以黄绿、 蓝灰等色粉砂质页岩、水云母页岩、粉砂岩为主,时夹泥灰岩透镜体及石英砂岩、细砂 岩;下段以黑色风化后呈紫灰、灰白色炭质页岩、硅质页岩或粉砂岩为主,见丰富的细 分散状黄铁矿,厚约500 米。页岩中产丰富的笔石(图2-10) 。本组与下伏上奥陶统临湘 组呈平行不整合接触。 1、龙马溪组沉积环境分析 因为龙马溪组主体为灰绿色、黄绿色页岩夹灰色薄层泥质粉砂岩、粉砂岩,黑色页岩中, 在其中上部有薄层的泥质粉砂岩,在粉砂岩的表明上偶有波痕(图2-11)出现,以此可 判定上部沉积环境为浅海陆棚环境;下部为深海半深海相。 (二) 、罗惹坪组
27、 罗惹坪组属于早志留世中期地层,但其时代归属尚有争议。分布于湖北宜昌一带。本 组下部为灰绿、灰黄色粉砂质页岩与灰黄色薄中层细砂岩互层,砂岩中见较多的波痕。 中部为深红色、灰绿色页岩、砂质页岩、粉砂岩,底部为一层约五米的灰色块状生物屑 灰岩,产珊瑚、苔藓虫化石。上部为灰黄色、灰绿色砂质页岩夹泥质页岩、粉砂岩及透 镜状灰岩,顶部为灰色中厚层状瘤状生物屑灰岩,产腕足类化石。 本组总厚度 800900 米,与下伏龙马溪组呈整合接触。 画图笔石 画图波痕 1、罗惹坪组沉积环境分析 罗惹坪组底部碳酸盐岩主要为一套生物屑灰岩,产大量的单体或群体珊瑚化石; 而上部砂 质页岩夹泥质页岩,通过沉积环境分析,认为该
28、沉积环境为清水沉积,属浅海陆棚向滨岸 过渡。 (三) 、纱帽组 纱帽组的时代属早志留世晚期。分布于鄂西峡区。上段以灰绿、蓝绿、浅灰色中至厚层 状石英细砂岩、细砂岩、粉砂岩、夹泥页岩、砾状磷块岩、含磷砾砂质白云岩、生物屑 灰岩及少量含砾砂岩。含腕足类、鱼类化石。下段以蓝灰、暗灰色薄至中厚层状粘土岩、 泥岩、页岩、下部夹细砂岩、生物屑灰岩透镜体。含三叶虫、笔石、腕足化石。在岩石 上可见平行层理、楔状交错层理、槽状交错层理、冲洗层理等沉积构造。 总体厚度约 80100 米。与下伏罗惹坪组呈整合接触,与上覆写经寺组呈平行不整合接触(图2-12) 。 1、纱帽组沉积环境分析 本组岩性主要为灰黄色、灰绿色
29、薄中层粉砂岩,沉积构造可见平行层理,交错层理。 又因产腕足类,笔石,三叶虫等化石。由此可见本组为潮坪相沉积。 第四节泥盆系 (一) 、云台观组及沉积环境分析 云台观组属泥盆系中统,与纱帽组志留系中统存在不整合,经测量两者地层夹角小于10 度,所以为平行不整合。在云台观组中有浅灰色中厚层状的石英砂岩、灰绿色泥质粉砂 岩,该岩石中有生物钻孔的痕迹,岩石表面存在平行层理、楔状交错层理以及槽状交错 层理。石英砂岩中含有石英、长石、岩屑,有冲洗层理,为前滨沉积产物。故为前滨亚 相。 (二) 、黄家磴组及沉积环境分析 黄家磴组底部为页岩,呈现褐灰色;主体黄灰色中厚层状的石英砂岩、黄灰色中厚层状 画图平行不
30、整合 的粉砂岩、灰色页岩。在页岩中有鲕粒状的赤铁矿,有海陆交互化石,矿物的形成与泻 湖有关。该组常见的沉积构造有平行层理、楔状交错层理及泥裂(图2-13) 。故为后滨亚 相 (三) 、写经寺组及沉积环境分析 写经寺组指整合于黄家磴组之上、金陵组之下的一套地层。上部砂页岩段,为黄灰、灰 绿、灰黑色碳质页岩、页岩、粉砂岩夹砂岩,时含鲕绿泥石菱铁矿及煤线。含腕足类和 植物化石;下部碳酸盐岩段,以灰、深灰色泥灰岩、灰岩及白云岩为主,时夹砂页岩及 鲕状赤铁矿或鲕绿泥石菱铁矿。富含腕足类等化石。 (四) 、梯子口组及沉积环境分析 梯子口组主要为褐灰、黄灰色厚层状的石英砂岩、黄灰色厚层状的泥质粉砂岩、灰色含
31、 菱铁矿的页岩。沉积环境为后滨。 第五节石炭系 石炭纪开始于距今3.5 亿年,延续了约 6500 万年。它可以区分为两个时期: 始石炭纪(3 亿 2000-3 亿 6000 万年前)、和后石炭纪( 2 亿 8600-3 亿 2000 万年前) 。由于这一时期 形成的地层中含有丰富的煤炭,因而得名“石炭纪”。刘家昌地区的石炭系以松滋一带发育 最好,仅顶部缺失,其他地区发育较为零星。下统包括长阳组、金陵组、高骊山组以及 和州组,上统包括大埔组和黄龙组,缺失船山组。下统主要是一套浅海滨岸相碎屑 岩夹碳酸盐沉积,上统未浅海相碳酸盐岩沉积。以下是详细介绍: 一、长阳组及沉积环境分析 长阳组的时代属早石炭
32、世早期,分布于鄂西江陵以西和湘西北地区。本组岩性为灰、灰 黑、绿灰色粉砂岩、页岩,有在潮平环境中形成的褐色中厚层状的石英砂岩;页岩中含 煤线。本组以碎屑岩为主,常以含炭质页岩或煤线为特征。该组的沉积环境为潮上带的 沼泽环境。岩石中含腕足类、珊瑚等植物化石。与下伏写经寺组呈整合接触。 二、金陵组及沉积环境分析 金陵组属于早石炭世早期。分布于长江下游宁镇山脉、安徽和县、巢县、马鞍山等地。 本组主要为灰色中厚层状的含生物泥晶灰岩,厚度小,局部地区偶夹少量泥岩、钙质泥 岩。本组生物群较丰富,以珊瑚、腕足类为代表,也含筳类化石。厚约510 米。属于 开阔台地相。 三、高骊山组及沉积环境分析 高骊山组处于
33、早石炭世中期地层,分布于宁镇山脉、安徽和县、巢县、马鞍山等地。 高骊山组下部为褐灰色薄层至中层状的石英砂岩,上部为深灰、灰绿、紫红色页岩、炭 质页岩、粉砂岩、石英砂岩,页岩中含煤线,时夹灰岩透镜体、菱铁矿结核。含螺类、 瓣腮、植物、奇异亚鳞植物化石及腕足类等化石,厚20160 米,与下伏金陵组呈假整 合接触。据沉积环境分析,可得本组属于潮坪低能环境。 四、和州组及沉积环境分析 和州组属于早石炭世晚期地层,分布于宁镇山脉、安徽和县、巢县、马鞍山等地。和洲 组下部为灰、灰黑色串珠状灰岩、厚层状含生物的泥晶灰岩;上部为灰色中厚层状的石 英砂岩。在上部存在侧向加挤楔状交错层理(图2-14) ,该层理呈
34、半透镜状,该构造形成 于河流、三角洲、潮汐水道等环境。本组富含珊瑚、大长身贝、腕足等化石。厚约10 米。 与下伏高骊山段呈整合接触。根据以上分析可得,和州组下部为局限台地相,而上部却 为潮下带潮上带。 五、大埔组及沉积环境分析 大埔组主要为浅灰色厚层状的粉晶白云岩,局部含燧石团块。含蜓类、珊瑚、腕足类、 有孔虫、牙形石及海百合茎等化石。本组为正常滨-浅海相沉积。整合覆于罗城组灰岩之 上;伏于黄龙组灰岩之下。层型剖面厚704 米;区域厚 71-895 米。 六、黄龙组及沉积环境分析 画图楔状交错 黄龙组属于中石炭世。本组分布于宁镇山脉及南方各省,岩性稳定,分下、上两部:下 部,灰白色、浅红灰色厚
35、层白云岩含燧石结核;上部灰白色、微红色厚层质纯灰岩,富 含蜒类化石原小纺锤蜓、小纺锤蜓及四射珊瑚(图2-15) 、腕足类化石黄龙多壁管珊瑚、 莫斯科分喙贝等。厚约30180 米。本组与下石炭统在桂、黔、滇东呈整合接触,在苏 南、垸南呈假整合接触,在桂中呈角度不整合或假整合接触。本组大致与四川、贵州的 威宁群及华北的本溪组相当。沉积环境为局限台地相和潮坪相沉积。 第三章沉积相 第一节岩石类型 一、碎屑岩类 碎屑岩是由于机械破碎的岩石残余物,经过搬运、沉积、压实、胶结,最后形成的新岩 石。又称陆源碎屑岩。碎屑岩中碎屑含量达50以上,除此之外,还含有基质与胶结物。 基质和胶结物胶结了碎屑,形成碎屑结
36、构。按碎屑颗粒大小可分为砾岩、砂岩、粉砂岩 等。 (一) 、砾岩 砾岩是指径大于2 毫米的圆状和次圆状的砾石占岩石总量30以上的碎屑岩。主要分布 于覃家庙组的二段,其他组也含有一些。岩石呈灰色、浅灰色、灰白色。在刘家昌地区 的砾岩分选度很差,磨圆也不好。其所在的环境都是高能环境,基本上有大型交错层理 出现,其中波状叠层石极为常见。 (二) 、砂岩 砂岩:在碎屑岩中,粒度为20.05mm 的碎屑物含量占 50%以上,由胶结物胶结起来的 岩石。以纯石英砂岩为主要类型的区域分布于下石炭统。岩石呈灰白、灰黄或黄绿色, 成分纯,石英含量 9095以上。石英颗粒呈镶嵌状接触, 部分石英颗粒具波状消光。 碎
37、屑外形为次圆圆状,粒度较均匀,大多在0.1mm 左右,以细粒结构为主。粒间填 画图四射珊瑚 隙物以硅质胶结物为主,见少量的铁、泥质,重矿物为稳定的锆石、电气石,有时亦见 金红石、锆石、电气石组合。岩石成分、结构成熟度高,反映出沉积时期环境相当稳定, 为高能环境长期强烈簸选的产物。 (二) 、粉砂岩 (1) 、石英粉砂岩 主要分布于纱帽组、云台观关组、黄家蹬组以及下石炭统。呈青灰色、浅灰色。风化后 局部出现黄色,厚515cm 。粉砂碎屑几乎全是石英,粒径在0.020.035mm之间。石 英颗粒呈线状、凹凸接触,分选好,胶结物为硅质与少量的粘土。石英颗粒、泥质常聚 集成条带状、纹层状,形成沙纹交错
38、和水平层理。岩石以成熟度高、粒度均匀、成分较 单一为主要特征。可能代表为前滨亚相和潮坪相。 (2) 、泥质粉砂岩 此种岩石出现于罗惹坪组和下石炭统。岩石呈浅灰、灰白、深灰色,成分为石英 (60%70% )和长石( 5%20% )及填隙物粘土等。颗粒磨圆度多呈棱角状,分选度 较好,颗粒常呈悬浮状。粘土矿物分布于粒间或成条带状。可能代表浅海陆棚相、潮坪 相。 二、粘土岩类 粘土岩是一种主要由粒径Ca(HCO 3 ) 2 ,后者可溶于水,当这种水在地下深处有一定压力时,溶解更 甚。石灰岩中的钙被水溶解带走,经过几十万、百万年甚至上千万年的沉积钙化,石灰 岩地表就会形成溶沟、溶槽,地下就会形成空洞。当
39、这种含钙的水,在流动中失去压力, 或成份发生变化,钙有一部分会以石灰岩的堆积物形态沉淀下来,由于免受自然外力的 破坏,便形成了石钟乳、石笋、石柱等自然景观。 二、溶洞沉积物类型及形成机理 溶洞的形成不仅有溶蚀作用,还有沉析作用。在石灰崖区从地上面流入地下的水,大多 已溶解有一定量的碳酸钙,但当其到达溶洞时由于环境中温度、压力的变化,会使水中 含有的二氧化碳被释放出来。于是水对碳酸钙的溶解力降低,使本来溶解在水中的碳酸 钙结晶析出。此外,滴落到溶洞中的水有时也会因蒸发而使在洞顶的碳酸钙晶体向下生 长,便成为钟乳石;若滴在洞底再凝结出来,向上生长便形成石笋;钟乳石和石笋在生 长中逐渐衔接成为一体,就是石柱。当然实际情况要复杂得多。比如,由于滴水的石缝 被析出的石钟乳所堵塞,或者由于地壳运动,使得地形、水流以及渗水的通道发生了变 化,致使水的滴落方向、速度、水量也随之发生变化,结果,有些才生长到一半的石钟 乳和石笋不再继续生长了,这样又在边上长新的钟乳石和石笋这些变化后形成的钟 乳石、石笋和石柱相互交错、叠接,便构成了令人叹为观止的各种瑰异的景观。钟乳石、 石笋的形成常常需要几千或几万年的时间。 三、古神洞、新神洞的形成机理及意义
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