巢湖地質地貌實習報告大綱

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第一章

巢湖地質地貌實習報告大綱

緒論

第一節

 實習目的任務及成果

一、實習目的與任務

1、實習目的:

通過野外實習,使我們鞏固,充實《資源環境地學基礎》或《普通地質學》、《構造地質學》、《礦物岩石學.》、《古生物地層學》、《測量學》、《水文地質學》等基礎地質學的理論教學內容,加深對課程相關內容的理解,學會典型地質現象的觀察、描述、綜合分析的基本方法;培養學生獨立思考、綜合分析和解決問題的基本技能,以及團結互助、吃苦耐勞的精神。

2、實習任務:

(1)通過巢北鳳凰山地區自然露頭和人工揭露的地質點進行系統的觀測,收集各種地表地質信息等有關資料,研究地表地質規律,包括地層劃分和層序、巖性組合及巖相特徵、地質構造及構造變動、岩漿活動以及有用礦產的賦存規律等。

(2)繪製相應的地質圖件,如綜合地層柱狀圖、地質剖面圖、地形地質圖、構造綱要圖等。

(3)編寫文字報告。對測區內的地層層序的沉積環境的變遷、古生物的演化、構造形態組合及變動歷史作綜合分析研究。

二、實習要求

1.掌握實習區內地層層序、巖性巖相、厚度、標誌層、接觸關係以及地質體的變化規律,對測區內的地層層序的沉積環境變遷、古生物演化、構造形態組合及變動歷史作綜合分析和研究。

2.掌握實習區內各類岩石、古生物化石的野外觀察、鑑定、描述和命名方法。

3.掌握各種野外地質現象(如地層接觸關係、褶皺構造、斷裂構造、典型沉積特徵、各種地質作用現象等)觀察、描述、記錄和分析的方法。

4.掌握實測地質剖面和野外地質填圖的步驟、方法和要求。

5.掌握編制地形地質圖、地質剖面圖、綜合地層柱狀圖等主要地質圖件的方法、格式和要求。

6.學會在地質觀察、編圖基礎上進行綜合分析,掌握地質報告編寫的要求和方法。

三、工作方法

每個階段進行之前,都要上課對本階段的要求以及方法進行介紹。

第一階段:由老師帶隊進行踏勘,分別到麒麟山東南麓以及麒麟山和鳳凰山交匯處、7410工廠及甘露寺一線、馬家山、平頂山、姚家山、和177高地等地,共計5天。

第二階段:分組進行實測地層剖面(包括繪製地層剖面圖、編寫地層剖面說明書),共計5天。

第三階段:地質測量填圖,共計5天。

四、成果

(1)、區域地質調查報告1份;

(2)、實測地層剖面圖3張;

(4)、1:10000地形地質圖1張;

(5)、1:10000構造綱要圖1張;

(6)、1/2千綜合地層柱狀圖1張;

(7)、1:10000圖切剖面圖2張。

第二節  巢北地區地理概況

1、位置

實習地區位於安身省中部巢湖市市區北部山區,三面環山一傍水,南臨我國五大淡水湖泊之一的巢湖,北依江淮丘陵區南緣,西北距合肥市約65公里,南距蕪湖市80公里,東距南京市約120公里。(圖1-1)。

2、地貌

巢北地區山脈走向10°—40°,平面“m”型展布,最高山峯海拔350m,最低處20 m。

3、氣候

巢北地區氣候溫和溼潤,四季分明,屬於季風副熱帶 溼潤氣候,但盛夏之際非常炎熱,七八月份最高溫度可達39℃,一月份氣溫可降至-13℃,年平均溫度爲15℃,年平均降雨量爲1200毫米,無霜期230天。

4、物產

(1)、農副產品

農產品以水稻、小麥爲主,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;水源豐富,盛產各種淡水魚、蝦、螃蟹等,巢湖銀魚馳名中外,素有魚米之鄉的美稱。

(2)、礦產資源

巢北地區礦產資源豐富,以非金屬礦產爲主,主要有石灰岩、白雲岩、磷礦、硅石、耐火粘土及煤礦等,其中石灰岩、白雲含量均屬大型,是安徽及華東經濟區水泥、化工、冶金熔劑、建材原料的重要基地之一。

此外,區內碳酸鹽巖地層中有油苗顯示,對於尋找石油天然氣有着重要的指示作用。

5、交通

本區交通極爲便利,淮南鐵路而過,公路四通八達,主要幹線可通合肥、南京、蕪湖、徐州等地。水運以巢湖爲中心,可通往合肥及長江沿岸各城鎮(如圖1-1)。

第三節 以往地質工作及評述

1934年,徐克勤,1:5萬地質調查,著作成果《安徽省巢縣北部地質報告》。

1953年,李雲祝,1:1萬泥盆系鐵礦普查,著作成果《安徽巢縣鳳凰山—岠嶂山鐵礦評價報告》。

1956年,華東地質局巢湖地質隊,1:1萬煤田普查,著作成果《安徽含山、巢湖、懷寧一帶煤田普查報告》。

1978年,安徽省區域地質調查隊,1:20萬區域地質調查,著作成果《合肥、定遠幅區域地質調查報告》。

1983年,安徽省區域地質調查隊,1/5萬區域地質調查,著作成果《巢縣幅區域地質調查報告》。

1997年,宋傳中等,教學研究項目,成果著作《地球科學專業羣巢湖實習基地建設》。早在五十年代,該區即闢爲合肥工業大學地質系教學實習基地。五十多年來,我院廣大師生在教學實踐過程中有過不少重要發現,諸如巢北侏羅系的發現,貓耳洞附近洞穴堆積中大古脊椎動物化石的發現,青苔山推覆構造的發現,紫薇山塌陷地下暗河和紫薇洞的發現等,對深入研究該區的基礎地質、環境地質和旅遊地質工作,提供了可靠的基礎資料。

自從八十年代後,區內先後有合肥工業大學、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、華東師範大學等30餘所院校來此實習。九十年代中期,合肥工業大學承擔的安徽省教學研究項目—《地球科學專業羣巢湖實習基地的建設》的研究和實施,深化了科研程度,豐富了教學內容,積聚了教學資料,並使得該教學基地能適應於大地學專業中不同專業的教學需要。

第二章  測區地質

第一節  地層

巢北地區在地層區劃上屬揚子地層區、下揚子地層分區、六合—巢縣地層小區、巢北沉積區。區內地層除古近系、新近系缺失外,自上震旦統燈影組至第四系均有不同程度的發育,尤以上古生界至下三疊統發育較爲齊全;特別是下三疊統剖面完整,露頭連續,化石豐富,是國際地科聯印度階和阿勒尼克階“金釘子”被選層型之一。也是進行科研、教學、地質旅遊的良好地區。從志留系的高家邊組到三疊系的東馬鞍山組,在實習區內出露較好,化石豐富,是實習的良好地區。

本區地層總厚度達3485—4397米。由於地層年代久遠,包括奧陶系在內的較老地層在本區沒有出露。觀測地層按地層時代由老到新依次敘述如下:

一、 古生界

(一)志留系(s)

本區志留系發育下統高家邊組,中統墳頭組,缺失上統茅山組露頭分佈較廣,出露較好,一般都組成背斜(如鳳凰山背斜)核部。

1.高家邊組

巖性藍灰色粉砂質泥岩,夾有少量粉砂岩和極少量細砂岩,巖性軟弱易風化,風化後呈褐黑色、灰綠色等,地層厚度達300m。

2.墳頭組:

區內墳頭組在甘露寺和獅子口出露較好。

下段:黃綠色中厚至厚層石英細砂岩、泥質細砂岩夾粉砂質泥岩、薄層頁岩。砂岩中各種交錯層理、波痕等沉積構造發育。底部以一層厚約10cm的岩屑雜砂岩與高家邊組互界。厚約250m。

上段:黃綠色薄至中厚層泥質細砂岩爲主,成分不均一,具蟲跡構造。厚大於20m。

墳頭組與下伏高家邊組連續沉積、整合接觸。

(二)泥盆系(d)

本區泥盆系缺失下統和中統,僅發育上統五通段。

五通組,分佈較廣,露頭良好。厚約176m。按巖性及組合特徵分五段。

五通組(d3w)

砂礫岩段:爲灰白色中厚至厚層礫岩、中—細粒石英砂岩,局部夾薄層泥岩。礫岩4—5層,礫石以石英岩、燧石爲主,含少量細砂岩、粉砂岩、條帶硅質岩等礫岩。粒徑通常1—2cm,少數爲大於5cm。礫石分選性較好、磨圓度較高,多滾圓狀、次圓狀,部分爲次棱角狀,厚約21m。

石英砂岩段:爲灰白色中厚—巨厚層中細粒硅質膠結的石英砂岩夾薄層泥質粉砂岩、粉砂質泥岩。交錯層裏發育,厚約52m。

砂泥岩互層段:下部爲灰黃、灰白、灰紫色薄層粉砂質泥岩與薄層至中厚層石英細砂岩互層,中間夾有粗粒石英砂岩,偏上夾有一層粘土礦,厚約65m。

細粒石英砂岩段:灰白色巨厚層細粒石英砂岩,交錯層理髮育,厚約15m。

細粒石英砂岩夾泥岩段:灰褐、灰白、灰黃色中至薄層鐵質膠結細粒石英砂岩夾薄層泥岩爲主。靠下有一層灰黑色粘土礦層,偏上夾有一厚10—15cm的褐鐵礦層。厚約23m。

本組含大量生物化石:鱗木、葉肢介。

五通組與下伏中志留墳頭組平行不整和接觸。

(三)石炭系(c)

本區石炭系發育較爲齊全,分佈廣泛,多出露於背斜和向斜之翼部。其下統包括金陵組、高驪山組、和州組,缺失老虎洞組;下統爲黃龍組、船山組。

分組描述如下:

1. 金陵組

本組厚度7.5米,按巖性分上、下兩段。

下段:灰黃色泥岩夾粉砂岩,局部含鐵質,厚1米左右。

上段:灰黑色中厚層生物碎屑微晶、細晶灰巖。

本組於下伏五通組爲平行不整合接觸。

2.高驪山組

本組在區內相變顯著。按巖性可大致三分,厚約13米。

下段:土黃色、灰綠色、紫紅色、紫褐色的雜色泥頁岩,厚約4.5m。

中段:黃綠色、灰黑色灰巖夾薄層細砂岩,厚約4.3m。

下段:土黃色中厚層狀細砂岩,厚約5m。

本組與下伏金陵組爲平行不整合接觸。

3.和州組

按巖性分爲上下兩段,厚約27米。

下段:厚層狀灰巖與灰紫色薄層泥岩重複出現,形成五個旋迴。上段:灰色微帶肉紅色生物碎屑泥晶灰巖,頂部爲爐渣狀灰巖。

本組與下伏高酈山組爲平行不整合接觸。

4.黃龍組

肉紅色、灰白色泥晶灰巖,含生物碎屑成分,粒度由晶體顆粒組成,致純緻密堅硬主要爲水泥原料,厚度約爲25m。

本組與下伏和州組平行不整合接觸。

5.船山組

底部有一層礫狀灰巖,下部爲暗灰色中厚層狀緻密灰巖,上部爲灰色中厚層狀藻屑豆粒灰巖,厚8m左右。與下伏黃龍組平行不整合接觸。

(四)二疊系(p)

本區二疊系分佈於平頂山、馬家山、龜山及俞府大村等地,包括下統棲霞組、孤峯組,上統龍潭組、大隆組,總厚約280-400米,各組巖性描述如下:

1. 棲霞組

本組厚約717米,自下而上可分爲兩段六部分。

梁山段:下部炭質頁岩,風華後爲土黃色泥岩,厚約0.5-1米。臭灰巖段:灰黑色薄至中厚層瀝青質含生物碎屑灰巖,厚約61m。

下硅質岩段:灰黑色薄至中厚層含燧石結核灰巖夾黑色薄層燧石層及夾黑色頁狀瀝青質泥灰岩,厚約9m。

本部灰巖段:灰黑色薄至中厚層含燧石結核灰巖嘉黑夾灰黑色薄層含瀝青質泥岩,厚約78米。

上硅質岩段:黑色中薄層硅質岩與深灰色含燧石結核白雲質灰巖及薄板狀硅質灰巖互層,厚約8米。

頂部灰巖段:灰深灰色含燧石結核灰巖,含白雲質灰巖,厚約15米。

本組化石豐富,富含蜓類、珊瑚、腕足類、腹足類及大量有孔蟲和藻類化石。

本組底部與下伏船山組接觸面上有不穩定的鐵質層或灰白色粘土,且船山組頂部缺失鄰區pseudoschwagaerina帶相應層位,故兩者爲平行不整合接觸。

2.孤峯組

本組厚約48米,按巖性可分爲三段。

下段:灰黑、黑色薄層放射蟲硅質岩、硅質岩夾紫色泥岩。底部約2.5米

中段:淺紫、紫,黃褐色薄層泥砂岩夾(或爲互層)紫色泥岩,厚約8.5米。

上段:巖性以灰深灰色頁岩爲主,下部有黃褐,紫紅色簿層泥岩。頁岩中局部夾硅質條帶及結核,厚約20米。

本組化石豐富含菊石類等。

孤峯組與棲霞組之間有一層含礫粘土,且棲霞組頂部凹凸不平,兩者平行不整合接觸。

3.龍潭組

本組厚約65米。按巖性、化石及含煤情況分成上下兩段。

下段厚約54米,可分爲三部分。下部灰黃、黃褐、棕色中薄層泥岩、粉砂質泥岩、細粒岩屑長石石英砂岩,上部夾紅褐色薄層硅質結核層,厚約23.5m。上部灰黃、灰黑色薄層泥岩、頁岩、頂部爲一厚約0.5米的薄煤層,厚約27.5米。頂部黃褐、紅褐色薄層鐵質細粒石英砂岩,局部相變爲灰巖透鏡體,厚約3米。

上段以灰紫色頁岩、黑色薄層硅質岩、薄層含鐵質泥岩爲主,局部夾黃褐色鈣質細紗巖、含鐵質粉沙岩,厚約11米。

本組與下伏孤峯組接觸面有一薄層鐵質巖,認爲存在沉積間斷,爲平行不整合接觸。

4.大隆組

本組按巖性可分爲三部分:

下段灰黑色薄層硅質岩、碳質硅質岩夾紫色頁岩、碳質頁岩,底層有一薄層岩屑,厚約5.2米,中部紫灰色泥岩夾深灰。灰黑色碳質頁岩、硅質頁岩,厚約15.6米,上部灰黑色薄層硅質碳質泥岩,近頂部夾灰質白雲質泥灰岩,厚約8-24米左右。本組與下伏龍潭組爲整合接觸。

一、 中、新生界

(五)三疊系(t)

本區三疊系下統爲殷坑組、和龍山組、南陵湖組、中統爲東馬鞍山組。

1.殷坑組

本組厚約84米,巖性可分爲三段。

下段:淺灰綠。黃綠色鈣質泥岩、含砂質泥岩與黃綠、棕灰色薄層泥灰岩、含白雲質泥灰岩互層,局部含有鈣質結核,厚約23m。

中段:灰黃、黃綠色粉砂質泥岩夾中薄層泥質條帶灰巖或似瘤狀灰巖,厚,22m。

上段:灰綠色鈣質泥岩夾灰、深灰色薄層泥質灰巖及薄層條帶白雲質灰巖,厚約39m。

本組與下伏大隆組爲整合接觸。

1. 和龍山組

本組厚約21米。按巖性分成上、下兩段。

下段:灰黃綠色、紫紅色簿層似瘤狀灰巖與鈣質泥岩互層,偏上部夾灰、深灰色中至中薄層泥質灰巖,厚約9.3m。

上段:灰、深灰色薄至中厚層灰巖夾黃綠色簿層似瘤狀灰巖及頁岩。厚約12m。

本組與下伏殷坑組爲整合接觸

3.南陵湖組

本組厚約160米,巖性可分爲三段。

下段爲厚層灰巖段,厚約49米。下部灰,灰蕭,微紅色薄層瘤狀灰巖夾灰色灰巖,厚約13米,上部灰,深灰色中厚層灰巖夾灰黃色中薄層瘤狀灰巖,鈣質泥岩用同生角礫狀灰巖,厚約36米。

中段爲瘤狀灰巖段,厚約47米。下部紫紅色中薄層瘤狀灰巖;中部灰,深灰色中厚層灰巖夾紫紅,灰綠色瘤狀灰巖及鈣質頁岩,厚約18米;上部灰綠色中薄層瘤狀灰巖夾雜色泥岩及深灰色薄層灰巖,厚約13米。

上段爲灰黑色薄層灰巖段,厚約64米。下部灰黑色薄層灰巖家黃綠色鈣質頁岩,厚約26米;上部灰黑色薄層灰巖夾黑色瀝青質炭質頁岩及棕色鈣質頁岩,頂部有時含燧石結核,厚約38米。

本組與下伏和龍山組爲整合接觸。

4.東馬鞍山組

本組厚約95.8米,未見頂,分爲兩段。

下段:灰,深灰色薄層至中層灰巖,底部爲淺肉紅色中至厚層含石膏假晶鈣質白雲岩,厚約12.7米。

上段:灰黃厚層至塊狀角礫狀灰巖,泥質灰巖,泥質白雲質灰巖,厚約83米。

本組與下伏南陵湖組爲整合接觸 。

(六)侏羅系(j)

磨山組

本區磨山組露頭零星,出露不全,僅見其下部地層,厚度大於7米。

本組下部巖性以灰黃色中薄至厚層泥質岩屑石英砂岩、粉沙質泥岩夾淺灰色薄層細粒石英砂岩,底部以厚層石英礫岩不整合於下伏地層之上。

(七)第四系

本區第四系多發育南側,山區一般發育坡積物,由礫石、沙及黏土組成,可達3-4米厚;近巢湖濱有河流、湖泊沉積物。有沙礫及亞黏土,亞沙土等組成;碳酸鹽巖地區出現不少洞穴堆積,採獲大量脊椎動物化石;巢縣狗、寧鎮熊、寬周口犀、半湯李氏野豬、楊氏大角鹿、山羊、青羊、野牛等化石。

第二節 地質構造

一、 概述

實習區位於中國南方穩定的揚子陸塊東北緣,是在太古宙---古元古代發育形成陸塊變質岩系基底時期,嗣後進入中—晚古元代優地槽和冒地槽構造演化向外擴展增生,基本造就了穩定統一的大陸塊,再經震旦紀—三疊紀海相沉積蓋層發育時期,現今區內地表地質自晚三疊世以來,又受到東部太平洋板塊運動影響,以及在西部特提斯海板快影響下,於印支期、燕山期、喜馬拉雅期發生強烈的構造、岩漿活動和成礦作用,出現“地臺活化”的特徵。

實習範圍位於安徽省巢湖市北部鳳凰山地區,出露地層爲古生界和中生界,其東、南、西三面均爲第四系覆蓋,向北止於小羅斷層。其構造形態爲兩個向斜和一個背斜,自東向西依次爲俞府大村向斜、鳳凰山背斜、平頂山向斜,斷裂發育。

二、 褶皺的描述

褶皺構造發育是實習區內的基本構造特徵。實習區在區域上爲半湯複式背斜西翼的組成部分,自東向西由俞府大村向斜、鳳凰山背斜、平頂山向斜組成,出露地層爲志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系。連續折返的三個褶皺兩翼地層產狀基本正常,多有歪斜,局部發生倒轉,褶皺相互平行排列,平面上呈一“m”形展開的低山地貌。軸跡方向爲20º—30ººº,樞紐ssw傾伏,傾伏角15º—26º不等。受多期構造作用影響,軸面傾斜且彎曲;次級小褶皺在向斜槽部傾伏部位頗爲發育;褶皺多被平行軸面和橫切軸面斷裂破壞。

1. 鳳凰山背斜

位於本區中部,分佈於鳳凰山—麒麟山—長腰山—碾盤山一帶。規模較大,總體構造線的方向nee—sww。鳳凰山背斜樞紐起伏,大致向sw方向傾伏,軸面傾向nw並有絞扭現象。根據裏卡德褶皺分類法,可命名爲斜歪傾伏褶皺。

核部由志留系地層組成,兩翼依次爲泥盆系(d)、石炭系(c)、二疊系(p)。東翼地層傾角較大,局部倒轉,西翼地層較緩,傾角一般30゜左右。由於核部志留系地層多爲泥岩、粉砂岩,抗蝕性差,兩翼泥盆系五通組(d3w)地層多爲石英砂岩,抗蝕性強,常形成背斜谷這樣一種特殊地貌,而兩翼則由泥盆系五通組(d3w)石英砂岩形成單斜山,如:麒麟山、大尖山、朝陽山等。

該背斜轉折端出地層產狀明顯(圖2—18)。放射狀小斷層和節理特別發育,形成向傾伏端撒開的扇形斷層組合。

鳳凰山背斜出露長約7公里,寬約4公里。在其北端大尖山的西麓,可見核部地層的轉折部分。背斜核部的大部分由於是志留系頁岩構成,剝蝕強烈,形成小型山間盆地,並被第四系(q)鬆散沉積物覆蓋。

2.平頂山向斜

位於本區西部,分佈於馬家山—平頂山—向核山(石灰山)一帶,出露規模僅次於俞府大村向斜,總體構造線方向爲nee—sww。向斜核部爲三疊系東馬鞍山組(t2d)、南陵湖組(t1n)中部地層;兩翼爲南陵湖組(t1n)下部、殷坑組(t1y)、和龍山組(t1h)和二疊系大隆組(p2d)的地層,兩翼岩層產狀:平頂山南坡山腳下東翼277゜∠52゜,西翼132゜∠83゜;山頂東翼261゜∠51゜,西翼150゜∠44゜。

該向斜揚起端出露清晰,西翼岩層直立,局部斜轉,山頂北坡轉折端清楚,其瘤狀灰巖擠壓破碎,但未發生位移。北坡轉折端產狀:東翼235゜∠46゜,西翼146゜∠44゜。

影響平頂山向斜發育的因素有:

①核部揚起端岩層產狀很陡(50゜—80゜),風化剝蝕主要沿着岩層節理面進行。

②三疊系殷坑組(t1y)岩層軟,抗蝕性差,易風化,即巖性差異造成的。

同樣,由於受多期構造運動的影響,其向斜形態複雜多變,並被許多斷層破壞。在向核山(石灰山)轉折端正是受到一條右行平移正斷層的影響,而使石炭系地層向下跌落,地形上表現爲向東扭轉

特別是平頂山向斜的次級褶皺極爲發育,主要分佈於耙子山—馬家山—巢湖水泥廠一帶,典型的次級褶皺主要有以下三個:

(1)水泥廠扇形背斜

位於巢湖水泥廠的北西方向、平頂山向斜南西傾伏端附近的圓形採坑內。圓形採坑的周圍岩層均爲三疊系南陵湖組(t1n)地層,且都向採坑中心傾斜。扇形背斜的核部爲三疊系南陵湖組下部(t1n1)地層,兩翼分別爲南陵湖組中部(t1n2)和上部(t1n3)地層以及東馬鞍山組(t2d)地層。其產狀東翼280゜∠54゜,西翼135゜∠78゜,轉折端產狀爲196゜∠41゜。在扇形背斜的東、西兩側,又出現兩個以三疊系東馬鞍山組(t2d)地層爲核部的小向斜,並且倒轉。平頂山向斜樞紐自北向南有起伏,至扇形背斜出現處,樞紐急劇起伏並翻卷。

根據區域應力分析,該扇形背斜的形成是在印支期—燕山期,先(近)南北向,後(近)東西向擠壓並改造而造成的,扇形背斜的東、西兩側,特別是西側擠壓特徵非常明顯,擠壓帶岩層揉皺加劇,擠薄拉長,尖棱角狀褶皺極其發育。

(2)耙子山小向斜

位於耙子山的西南麓。其核部主要由東馬鞍山組(t1d)地層組成,兩翼由和龍山組(t1h)地層組成,從東翼經轉折端至西翼地層產狀分別是254゜∠45゜、200゜∠59゜、146゜∠86゜。在其轉折端,由於樞紐的傾伏角大於坡角,以至於小向斜的轉折端給人於背斜的假象。

(3)馬家山—耙子山倒轉背斜

位於馬家山與耙子山之間。距離耙子山小向斜東南約150米處見到該次級倒轉褶皺的轉折端,其由三疊系和龍山組(t1h)灰巖組成,產狀236゜∠48゜。背斜兩翼產狀:東翼209゜∠85゜(倒轉)、西翼254゜∠45゜(正常)。

根據區域應力分析,該扇形背斜的形成是在印支期—燕山期,先(近)南北向,後(近)東西向擠壓並改造而造成的,扇形背斜的東、西兩側,特別是西側擠壓特徵非常明顯,擠壓帶岩層揉皺加劇,擠薄拉長,尖棱角狀褶皺極其發育。

(2)耙子山小向斜

位於耙子山的西南麓。其核部主要由東馬鞍山組(t1d)地層組成,兩翼由和龍山組(t1h)地層組成,從東翼經轉折端至西翼地層產狀分別是254゜∠45゜、200゜∠59゜、146゜∠86゜。在其轉折端,由於樞紐的傾伏角大於坡角,以至於小向斜的轉折端給人於背斜的假象。

(3)馬家山—耙子山倒轉背斜

位於馬家山與耙子山之間。距離耙子山小向斜東南約150米處見到該次級倒轉褶皺的轉折端,其由三疊系和龍山組(t1h)灰巖組成,產狀236゜∠48゜。背斜兩翼產狀:東翼209゜∠85゜(倒轉)、西翼254゜∠45゜(正常)。

3.俞府大村向斜

位於本區東部,沿北北東方向分佈於貓耳洞—大理寺—炭井村—俞府大村一帶,規模相對較大,總體構造線方向爲nne—ssw。向斜核部由二疊系大隆組、龍潭組、孤峯組、棲霞組組成,兩翼分別由石炭系船山組、黃龍組、和州組、高驪山組、金陵組、泥盆系五通組、志留系組成。向斜受多期構造活動影響,向斜一翼近於直立,局部倒轉,甚至發生扭曲,特別在其核部使大隆組、龍潭組、孤峯組、棲霞組強烈揉皺,樞紐ssw向,波狀起伏,軸面nw——nww向傾斜,傾角變化大。向斜nne端在試刀山北部轉折揚起。ssw端被ew向橋頭集—東關斷裂切割而傾伏終止。根據俞府大村向斜不同部位形態表現特徵,其表現出斜歪—陡斜歪傾伏、直立不對稱傾伏褶皺段,東翼緩,西翼陡,總體爲一軸面彎曲,樞紐起伏的斜歪傾伏的次級複式向斜。

觀察點向斜核部爲孤峯組,兩翼地層由新到老從棲霞組到五通組,北西翼地層產狀爲152º<80º,南東翼地層產狀爲280º<55º。由此判斷向斜爲斜歪或不對稱向斜。軸跡走向爲64º,軸面向北西傾斜,向斜傾伏端指向南南西。向斜核部孤峯組由於巖性軟弱,在擠壓應力場作用下,揉皺現象明顯。

4.馬家山西北坡平臥褶曲

馬家山西北坡疑似平臥褶曲,地層爲殷坑組,灰綠色泥岩夾灰白色薄層灰巖。由於巖性軟弱,在構造應力場擠壓應力及重力作用下,岩層發生褶曲變形.

二、 斷層的描述

本區在近ew向擠壓剪切構造應力作用下,多期構造運動致使不同性質的斷裂配套發育,斷層走向有nww和nne兩個方向。按整體構造體系可大致分爲擠壓性質的逆衝性質斷層和拉張性質的正斷層。nne向的斷層規模相對較大,多爲縱向逆斷層。nww向的斷層數量多,但規模較小多爲橫向正斷層。

1.獅子口平移斷層

斷層走向約130º,北東盤爲墳頭組上段,灰黃色粉砂質泥岩;南西盤爲五通組下部礫岩段,地層對頂明顯。北東盤墳頭組與五通組界線向南東方向側移約120m,表明該斷層爲右行平移斷層。

2. 獅子崖斷層

位於俞府大村向斜西翼,麒麟山與鳳凰山交界沖溝處,因該地剝蝕殘留斷裂帶形貌似獅子,故稱獅子崖。

斷面產狀:335º<53º,斷面形態呈弧形。下盤(南東盤)爲肉紅色厚層狀中粗粒狀石英砂岩,破劈理構造發育;上盤(北西盤)爲肉紅色石英礫岩,又含有角礫岩,爲破碎帶表現。根據劈理的銳角方向指示斷層本盤的運動方向,可判斷此斷層爲逆衝斷層。

3.177高地右行平移正斷層

位於金銀洞北山南坡、俞府大村向斜東翼。該斷層可切割的地層爲d3w、c1、c2及p1q,並破壞金銀洞北山縱斷層。向東延伸至岠嶂山,向西橫切177高地南坡。斷層線地表出露長度約1200米。

斷層證據:

(1)石炭系高驪山組(c1g)沿走向突然中斷,與黃龍組(c2h)直接接觸,水平錯開約60米。

(2)斷層破碎帶寬5—8米,出現斷層角礫岩,局部可見定向排列的構造透鏡體。

(3)斷層面產狀在不同的地段有所變化,西段:22゜∠50゜;中段350゜∠45゜;東段:20゜∠60゜。有時可見側伏角爲50゜e的擦痕。

(4)、斷層帶旁側節理、劈理髮育明顯,主要有兩組:①14゜∠41゜;②8゜∠70゜。斷層帶中有寬10釐米的方解石脈,產狀164゜∠48゜,與斷層線成銳角相交。

(5)、沿斷層線向東追索,可見泥盆系五通組(d3w)岩層組成的山脊沿走向明顯錯開,而形成錯脊。

(6)、沿斷層線向西追索,構造破碎帶越來越寬,至油庫破碎帶寬達45m,角礫岩發育;0.8—1.2米寬的方解石脈計有6條,均顯張性(對生)特徵,與主幹斷層形成“入”字形構造。

(7)、極射赤平投影求得三個主應力方位分別爲:σ1=356゜∠54゜;σ2=96゜∠6゜;σ3=190゜∠35゜。

綜上所述,該斷層爲右行平移正斷層,北盤下降相對東移,南盤上升相對西移。

4.177高地皖維採石場斷層

該斷層與俞府大村向斜軸跡斜交255º,北西盤由五通、金陵、高驪山、和州組等組成並向北東移動;南東盤可見五通組,南東盤五通組與北西盤和州組對頂,錯移80—100m,說明南東盤向南西運動。該斷層爲右行平移斷層。

5.耙子山東部逆掩斷層

耙子山地層上部爲和龍山組,下部爲黃綠色鈣質泥岩夾灰白色薄層泥晶灰巖和殷坑組頂部灰白色中厚層狀泥晶灰巖, 產狀爲:233º<45º;山體下部爲殷坑組黃綠色、深灰色鈣質泥岩夾灰白色薄層泥晶灰巖,地層產狀:305º<73º。上下部產狀差異明顯,推測有斷層存在,可能爲一逆掩斷層.

4.節 理

本區節理極爲發育,大多數發育在泥盆系五通組(d3w)石英砂岩中。主要有兩種:一種是區域性“x”節理,在泥盆系五通組(d3w)石英砂岩中最常見,將石英砂岩切成許多極爲規則的平行四邊形塊體。另一種是與斷層伴生的各種節理,多相互平行,密集排列。另外,還有追蹤張節理和節理尾端變化的羽裂、節理叉、菱形節環和折尾等。其次,本區節理還發育在志留系(s)、石炭系(c)、二疊系(p)、三疊系(t)、侏羅系(j1+2)及岩漿侵入體中。發育在灰巖中的節理大都被方解石脈充填。

四、構造應力分析

巢北地區褶皺和斷裂的形成和演化經歷了印支和燕山兩期構造運動。印支運動形成了巢北褶皺和一些斷層。燕山運動對其進行了改造,使巢北褶皺向南西傾伏,鳳凰山背斜南部轉折端向東偏轉,平頂山向斜內部產生了次級褶皺,並形成了衆多的橫向正斷層和馬鞍山斷層等。

印支運動爲nw—se向擠壓,應力由nw向se推擠,使平頂山向斜兩翼發生倒轉,此應力來源於郯廬斷裂的左旋平移運動。燕山運動的構造應力場早期爲近sn向拉張,晚期爲近sn向擠壓,分別來源於郯廬斷裂在侏羅紀的左旋平移和白堊紀右旋平移。

第三節 岩漿岩

巢北地區岩漿岩不發育,僅發現4個小巖體,分佈7410廠—王喬洞一線,嚴格受nw向正斷層控制。單個巖體規模較小,主要由淺成—超淺成花崗斑岩、花崗閃長斑岩小巖株組成。圍巖接觸帶可見較薄的烘烤退化現象或角巖化帶。此外本區見有兩條岩脈:雲斜煌斑岩及閃長玢岩脈,沿斷裂70—250度方向延伸。

獅子口巖體爲黑雲母花崗斑岩,位於獅子口北西約1500米處,出露在鳳凰山背斜的核部,地表呈橢圓形,沿南東—北西方向展布,面積約400平方米,侵入於高家邊組灰黃綠色粉砂質泥岩中。

王喬洞巖體爲花崗斑岩,位於王喬洞南的南側,俞府大村向斜西翼,平面上近圓形,面積約160平方米,侵入於棲霞組灰黑色中厚層微晶灰巖中。

炬嶂山岩體爲花崗閃長斑岩,出露於炬嶂山中段西坡,俞府大村向斜南西翼,平面上呈橢圓形,面積約100平方米,侵入棲霞組微晶灰巖中。

炭井村巖體爲花崗閃長斑岩,出露於炭井村小溪帝,俞府大村向斜核部,巖體四周均被第四系覆蓋,出露面積約100餘平方米,推測圍巖爲龍潭組長石石英砂岩。

上述巖體均呈巖株狀,據其成分、結構、產出狀態推測爲同一時期的產物。根據炭井村巖體黑雲母k-ar同位素測年獲106ma,結合地質特徵認爲其時代爲晚白堊世。

注: 實習過程中於177高地盤山公路見岩漿岩體,岩石描述如下:

顏色淺灰黃色

礦物成分:斑晶佔40%,其中絕大部分爲灰白色板條狀、短柱狀,有解理,少量黑雲母,黑色或深褐色,片狀,部分具有假六方晶形,偶見角閃石,黑色,柱狀或針狀;基質約60%,灰白色略帶黃綠色調。

斑狀結構,粒度在0.5-1.5mm,隱晶質結構

岩石風化嚴重,手捏即碎,因出露點不規則,則推測產狀爲岩脈。

命名:黑雲母閃長玢岩

第四節 有益礦產

一、 礦產資源:

巢北地區環境優越、交通便利,礦產資源得到充分利用,同時帶來對大自然的較大破壞,礦產資源形成與沉積作用相關,主要礦產爲石灰岩、白雲岩、砂岩、粘土、磷礦、劣質煤及鐵礦等,成爲本區水泥、耐火製品、化工玻璃的主要原料。

1. 石灰石與白雲石礦

區內石灰石礦發育好、分佈廣、礦層多、厚度大,主要岩層爲石炭系、二疊系、三疊系,用於水泥製品、化工原料、建築石料、冶金輔助原料等。已開發的礦牀有:(1)馬脊山化工石灰石礦牀,位於俞府大村向斜東翼,礦層屬於石炭系和州組微晶灰巖,厚7.6米;黃龍組微晶灰巖,厚22.4;船山組微晶灰巖、球狀灰巖,厚7.69米;二疊系棲霞組臭灰巖段,厚54.3米。(2)青苔山水泥石灰石礦牀,位於平頂山向斜東南翼,由石炭系和州組、黃龍組、船山組及二疊系棲霞組微晶灰巖構成,總厚度約200米,cao含量54%左右。(3)馬脊山水泥廠石灰石礦牀,位於馬家山平頂山向斜西翼,開採的礦石爲二疊系、三疊系石灰岩、瘤狀灰巖、泥灰岩,cao含量達31.51—54.1%,礦層分佈穩定,總厚約60米。

2. 耐火粘土和陶用粘土

本區粘土層較多,分佈廣可,主要含礦層有上泥盆統五通組、下石炭統高驪山組及下二疊孤峯組上部。其中五通組粘土巖礦層穩定、質量較好,產出九層,厚度變化不大。褐黑色粘土巖厚6.72米,另一層爲褐黑色、灰白色粘土巖厚3.56米。一般厚1—3米,礦石主要由高嶺土、伊利石,其次少量石英及微量褐鐵礦等。耐火度1650—1710攝食度,可素指數13—17,按成分和工藝性能可作爲三級耐火粘土和陶瓷原料。

3. 鐵礦

以沉積鐵礦爲主,跌加有熱液型。賦存層位有上泥盆統五通組和下石炭統高驪山組。礦體呈似層狀、透鏡狀、脈狀,其中炬嶂山鐵礦具一定規模,產於俞府大村向斜東南翼五通組。礦層厚0.8—1.2米,沿地層走向延伸1500米。頂板爲粘土巖,中—低礦石品位。較富的鐵礦石中可見受構造控制的赤鐵礦脈。

4. 磷礦

區內磷礦有三處:大尖山、曹家山和炬嶂山,均爲沉積型。含礦地層爲下二疊統孤峯組底部,賦存於砂泥質硅質岩建造中。礦體穩定呈層狀、似層狀產出,厚0.8—1.8米。礦石類型有含磷泥岩型和結核狀磷塊巖。因規模小,一般爲民採,無工業價值。

5. 煤礦

區內及外圍含煤巖繫有上泥盆統五通組、下二疊系棲霞組、上二疊系龍潭組及下侏羅統磨山組,有工業價值的煤礦產於龍潭組下段。煤層呈扁豆狀,平均厚0.5米,局部達7.5,頂底板均爲炭質頁岩。煤層中含有機炭41.7—90.2%,粘土質4.2—55.2%,硫化物0.4—5.4%,二氧化硅0.2—1.6%。

二、旅遊地理資源

實習區所在巢湖市坐落巢湖東北,市區依山傍水、湖光山色,可謂“孤城三面水,落日萬重山”。山山水水、勝地美景,旅遊景點多。

巢湖秋月爲巢湖市十景之一,巢湖面積820平方千米,蜿蜒曲折的湖岸線周長150多千米,因形貌狀似鳥巢而得名,全國五大淡水湖之一。“長湖三百里,四望豁江天”有湖天第一勝地之美稱。

王喬仙洞位於實習區維尼綸廠西側、紫薇山下,爲石灰岩溶洞,屬古地下水暗河殘留,洞長40餘米,寬4米,高5~7米。後人在洞內兩壁摩崖石刻大小佛像520多尊,以及獅想麒麟靈獸,是安徽省唯一石窟選像遺址。

湯麓溫泉一湖之外,又有一泉,“湯麓溫泉”名列十景之一。巢湖市有半陽山,山有湯池,故名半湯;或其山有冷、熱二泉,時分時合,炎涼各半,因名半湯。有大小泉眼四十餘處,溫泉產於由震旦系—寒武系—奧陶系組成的半湯復背斜中,受兩組斷裂構造控制,水溫56—59攝食度,晝夜出水三千多噸,屬硫酸鈣鎂型水質,展布面積約12500平方米。現已建成多所療養院。

紫薇仙洞位於巢湖市北郊具特色鮮明的地下河型溶洞,全長1500米。洞體宏偉,景觀奇特,以雄、奇、險、幽著稱,爲江北第一大洞。紫薇洞發育在二疊系棲霞組黑色灰巖中,因岩層走向近南北,傾角陡立,而沿岩層層面發育紫薇洞。溶洞兩壁上多留下多層溶蝕痕,洞底相對平坦,其下仍有多層地下暗河發育。

第五節 地質發展史

根據構造層的發育情況,可將巢北地區的地質發展劃分爲三大階段。

一、 活動地殼階段(anz)

巢北地區的前震旦系由上太古界闞集羣、下元古界肥東羣和中元古界張八嶺羣組成,缺失上元古界青白口系。這套地層出露於實習區西側的浮槎山—南將軍山隆起區,在實習去內無露頭,推測存在於地下。該套地層由片麻岩、千枚巖、大理岩和淺變質火山岩等組成,原巖爲地槽環境中的碎屑岩、碳酸鹽巖和火山岩建造。反映出地殼的強烈活動性。

二、 地殼穩定發展階段(z—t2)

青白口紀末的晉寧運動使揚子地臺的基底固結,巢被地區伴隨整個揚子地臺進入地殼穩定發展階段。自震旦記到中三疊世。地殼在整體下降接受沉積的同時,多次平穩上升,形成了地層間的多個平行不整合。此階段無褶皺作用,無岩漿活動,變質作用和斷裂活動軟弱,而且地層厚度和巖性、巖相穩定。

早震旦世早期,下揚子地區被海水淹沒,沉積了數百米的碎屑岩。早震旦世早期末的澄江與動是一次升降運動,造成了上下地層間的平行不整合,並有變質作用,使下震旦統下部的周崗組變質爲千枚巖,說明敵臺早期仍既有一定的活動性,早震旦世晚期,氣候建造,含疊層石和藍綠藻,震旦記末,地殼緩慢上升,在湯山地區,下寒武統冷泉王組底部有一層不穩定的透鏡狀砂礫岩,表明震旦系與寒武系間有沉積間斷,表現爲平行不整合。

進入早古生代,在下揚子地區形成穩定的侷限臺地相含鎂碳酸鹽巖建造、開闊臺地相碳酸鹽巖建造和半深海至濱淺海相的碎屑岩建造。從寒武系到奧陶系是一個海侵沉積序列,各組間多爲整合接觸,以碳酸鹽巖爲主,奧陶紀晚期,由於加里東運動的影響,本區擡升,與志留系之間有一個沉積間斷,奧陶系頂面存在氧化環境下的鐵質層,上奧陶統五峯組缺失上部四個筆石帶,下志留統高家邊組缺失二個筆石帶。志留紀經歷了海侵至海退的過程,在開闊大陸坡—陸棚—濱海環境中形成高家邊組、墳頭組碎屑岩沉積。加里東運動在志留紀末表現爲大幅度升降,造成了上泥盆統與志留系間的平行不整合接觸,在實習區內缺失了上志留統茅山組和下中泥盆統,但在銀屏地區保存有上志留統茅山組。

進入晚古生代,地殼升降活動頻繁,發育了濱海碳酸鹽巖建造和碎屑岩建造。晚泥盆世,海水再次侵入本區,形成了以五通組中下部石英砂岩爲特徵的濱海沉積,後期發育瀉湖和嘲坪環境,五通組上部以砂泥岩沉積爲主。泥盆紀末,地殼曾經歷短暫擡升,造成了下石炭統金陵組與泥盆統五通組間的平行不整合接觸。石炭紀以陸棚環境爲主,氣候溫暖潮溼,生物種類繁多,猶以珊瑚和蜓類最爲重要,沉積建造以碳酸鹽巖爲主早石炭世依次發育受風暴流影響的開闊潮下、渾水潮坪—陸棚和淺海陸棚環境,分別形成了金陵組、高驪山組、和合州組沉積,各組之間均存在平行不整合,與銀屏地區相比,本區缺失下石炭統頂部老虎洞組以及上石炭統黃龍組下段;晚石炭世仍爲陸棚環境,形成黃龍組、船山組碳酸鹽巖沉積,船山組與黃龍組之間發育平行不整合。進入二疊紀,碳酸鹽巖含量相對減少,碎屑岩含量增加,在濱淺海環境中,生物大量繁殖,有珊瑚、腕足、蜓、苔蘚蟲、海百合等。早二疊世早期爲陸棚邊緣盆地—淺海陸棚環境,棲霞組爲石灰岩夾硅質岩沉積;晚期演變爲深水盆地,形成孤峯組泥岩夾放射蟲硅質岩沉積;早二疊世末,下揚子地區表現爲大幅度升降(東吳運動),造成了上下二疊統間的平行不整合,晚二疊世早期發育濱海潮坪環境,形成龍潭組含煤巖系;晚期隨潮坪水體逐漸加深,甚至到碳酸鹽巖補償深度以下,大隆組爲一套硅質岩、硅質泥岩夾炭質頁岩。

本區三疊紀與二疊紀爲連續沉積。下三疊統爲次深海盆地—陸棚—開闊臺地碎屑岩和碳酸鹽巖建造,主要生物爲菊石、瓣鰓及魚龍等。中三疊統僅出露東馬鞍山組,系蒸發臺地相蒸發巖建造。三疊紀明顯的表現爲海退序列,地殼不斷擡升,海水不斷退縮,氣候炎熱,海水鹽度加大。

三、 褶皺斷裂發育階段(t3—rec)

中三疊世以後,本區經歷了強烈的構造活動,主要表現爲褶皺作用、斷裂作用和岩漿活動。發生在中三疊世末的印支運動表現爲強烈的褶皺作用,並伴隨有斷裂作用,形成了區內褶皺構造、斷裂構造和下侏羅統磨山組與下伏地層間的角度不整合,但褶皺較平緩,其動力來源於郯廬3斷裂左旋平移在本區派生出的北西西—南東東向積壓構造應力場。

進入侏羅紀,在近東西的斷陷中發育了下侏羅統磨山組。白堊系僅發育上統,爲河湖相紅色粗碎屑岩建造,大面積分佈於實習去西側,實習區範圍內無該地層。

侏羅紀、白堊紀期間的燕山運動具多期次性,以斷陷活動、褶皺作用和岩漿活動爲主。在本區早期表現nww—ssw向拉張。一方面形成侏羅紀斷陷,另一方面使印支期發育的褶皺構造進一步加強;晚期表現爲近sn向積壓,使侏羅系表現爲近東西向寬緩向斜構造的同時,在平頂山向斜形成了次級褶皺和相應斷層。

燕山運動不僅導致了晚侏羅世的火山噴發活動,而且引起了岩漿侵入活動。目前實習區內以發現岩漿岩體四處。

新生代喜山構造期,本區擡升,遭受剝蝕,並有溶洞發育過程。

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