蓟县地质资料.docx

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蓟县地质资料

太古界变质岩

    蓟县中上元古界下伏地层为太古界变质岩。

主要岩性有角闪斜长片麻岩、角闪岩等。

太古界岩石属地质时代最古老的岩石，地质年龄约25亿年。

太古界与元古界分界

    蓟县中上元古界剖面最底部的长城系XX沟组地质年龄约18亿年，而下部太古宙变质岩的年龄约为25亿年，其间为明显角度不整合，并见古风化壳。

缺失约7亿年地质记录。

斜层理

    XX沟组下部含砾粗碎屑岩中单向斜层理十分发育，这是河流相沉积的基本特征之一。

不同的沉积物有不同类型的斜层理，如河流形成的沉积物，斜层理是单向的，滨海（潮间带）条件下形成的斜层理是双向的，双向的斜层理也叫交错层。

宇宙尘

    宇宙尘是地球上是除陨石、月球样品以外的第三种固体宇宙物质。

圆球状宇宙尘为空心球形式，表面具有气孔和溅射物，是研究地球形成早期天体关系得重要信息。

古地磁取样点

    磁性矿物因受到古地磁磁场的作用，使磁性物质的两极指向古地球两磁极，并随之固定在岩石中。

反映了成岩前古地磁的特征，并用以对比岩石形成的时代。

XX沟组与串岭沟组分界

    两组间为整合过渡关系。

XX沟组顶部石英砂岩单层变薄，粒度变细，形成互层。

再向上形成以页岩为主，夹有凸镜状细砂岩的地层，这便是串岭沟组的开始。

中华裂梭藻真核疑源类化石产地

    串岭沟一段，页岩中产有丰富的微古植物化石，并以中华裂梭藻为代表，这是生物进化史上最早的真核生物。

对于研究生物起源具有重要意义。

地质年龄约为17.5亿年。

团山子组宏观藻类化石产地

    团山子组上部地层产有丰富的碳质宏观藻类化石，它由叶片和带状叶柄构成，是世界上迄今已知最古老的宏观叶状多细胞藻类化石，对于生命进化的研究具有重要意义。

地质年龄约为17亿年。

中华格鲁纳叠层石

    为一种层柱状叠层石，其柱体部分多由硅泥质组成，常彼此间密集共生，柱体横断面为次圆形到椭圆形。

泥裂

    当未固结的沉积物露出水面时，会受到暴晒而干涸，并发生收缩和裂开，这时所形成的裂缝为泥裂。

泥裂的裂片上宽下窄，大致与层面垂直，其中常充填有上覆沉积物成分。

泥裂多见于湖或海洋的滨岸地带或者河漫滩沉积环境中

团山子组与大红峪组分界

    两个地层单元界线为整合过渡关系。

以大红峪组底部厚度较大的石英岩状砂岩为界线。

其下为团山子组顶部加薄层砂岩的含粉砂白云岩；其上为大红峪组灰白色薄至中厚层中粒石英砂岩。

断层

    断层指岩层发生的错断。

大红峪沟口断层走向近东西，造成了大红峪组大白石英岩第一层的重复出现。

火山角砾岩

    火山爆发时深度岩浆喷出，伴随通道附近为岩碎片的加入，以及喷发强度及深度诸多因素影响，可出现火山熔岩、火山角砾岩、火山凝灰岩等。

大红峪火山角砾岩十分发育，分布X围广，角砾成分主要为白云岩、燧石、玄武岩等。

火山熔岩中的气孔、杏仁构造

    岩浆喷溢时，随着压力降低，挥发份呈气体析出，聚集成气泡并向表面浮动，同时又随岩浆流动。

当岩浆凝固时，气泡的孔壁固化，内部的气体或散失或凝为液体，只保留孔洞，即为气孔构造。

若气孔被矿物填充，则称为杏仁构造。

此处大红峪组地质年龄约为16.25亿年

波痕

    由风，水流，波浪交互作用于沉积物表面而形成。

地质年龄约为16亿年。

大红峪组与高于庄组分界

    两组界线为平行不整合接触关系。

高于庄组底部为一层石英状砂岩，层面有波痕，砂岩之下为大红峪组含锥叠层石燧石白云岩，其锥顶被切，表示曾受到侵蚀作用，代表一次沉积间断。

藻席与藻屑

    在碳酸盐岩地层中常见能反映生物有机物的藻席结构，它们通常由亮，暗纹层交替叠置而成，如早期被硅化，有时还可保存藻丝体化石。

它们通常成纹层状碳酸盐岩，有时则形成典型的叠层石。

这种藻席结构的沉积物若遭冲刷而再沉积，则成藻屑。

锰方硼石矿

    1971年，我国在此地首次发现该稀有矿物，且形成了世界上独一无二的大型矿床。

属浅海相沉积锰硼矿。

锰方硼石矿在电子工业和原子能工业上都具有重要的应用价值。

波浪波痕

    波痕的形态类型较多，常见有叉状波痕，干涉波痕，削顶波痕，波浪波痕等。

它们均是不同水动力条件下沉积作用的结果。

桑树鞍藻

    桑树鞍藻是一种呈直线形，蛇曲形，螺旋形等多种产出形态的窄带状碳质宏观藻类化石。

它的发现将宏观真核生物出现的时间大大提前，受到国内外地学界的极大关注。

地质年龄约为14.5亿年。

瘤状构造

    岩层中出现如瘤的团块，以半球形，糖饼状形态的透镜状岩石为主，其物质成分与上下岩层略有区分。

以含沥青质，泥质白云岩为主。

由于沉积时水动力及静压力等因素改变而成，在高于庄组中，上部出现较多。

同位素年龄测定

    地质学家利用岩石中某些矿物所含放射性元素的半衰期测定矿物的形成年龄。

用先进的单颗粒锆石的铀铅同位素测年方法测得大红峪组火山熔岩的年龄为16.25亿年。

长城系与蓟县系分界

    高于庄组顶部的硅质条带白云岩与杨庄组底部的含大量岩石角砾的灰白色含粉砂泥质白云岩间存在着明显差异，而且在高于庄组顶部多处发现规模不等的喀斯特角砾岩漏斗和普遍可见的硅质结壳层等暴露标志，表现出一定的沉积间断。

长城系顶部高于庄组与其上覆的蓟县系杨庄组之间的假整合接触关系。

蓟县系与青白口系分界点

    下马岭组的底部砾岩或含砾粗砂岩覆盖在XX组灰色灰岩或紫红色，绿色页岩之上，沿这个接触面，还有墨绿色铁绿泥石粗砂岩，有时成为贫铁矿透镜体，其下为受铁锰质强烈污染的古风化壳和一薄层因钙质淋失而遗留的燧石结核层。

表明XX组沉积后期，地壳抬升，不仅没有沉积地层，反而遭受剥蚀，造成沉积间断，并称为“芹峪上升”。

二者间为平行不整合接触。

分界面地质年龄约为10亿年。

三叶虫化石产地

    寒武系府君山组灰褐色厚层白云质灰岩厚约4m,其上为灰色厚层豹皮状白云岩化灰岩，厚6m。

产中华来得利基虫Pteroredlichiachinensis（Walcott），凤阳大古油栉虫Megapalaeolenusfengyangensis（Chu）等三叶虫。

其上为厚约50cm的灰白色中厚层白云岩。

中上元古界长城系剖面

    地层类型是现代地层学研究的重要内容之一，区域地层发育的差异是地史演化过程中常见的地质现象。

划分地层类型的目的在于，用简单的术语、详实的资料、科学的阐述表示某一地质年代具有相同特征的地层，使其更为准确合理地明确地层学概念、地层类型和某些特征。

    中、新元古界广泛出露在燕山地区。

由于蓟县位于中、新元古代时期燕山古海盆地内凹陷最强烈的地段，因此，地层厚度最厚、地层发育也最齐全。

现今的蓟县剖面出露在蓟县城北，蓟县至兴隆县公路的东面（图3-1）。

剖面以北，为以太古宙遵化岩群石榴角闪斜长片麻岩和变粒岩等为核部的复背斜。

 南部是一个向斜，轴部为下寒武统府君山组（图3-2）。

除剖面中部有一个较大的逆断层，使部分地层重复，剖面所在地区的地质构造非常简单，为一单斜构造。

剖面上各组岩石基本上未受到变质作用，地层层序和顶底界限出露颇为清楚，绝大部分为海相碳酸盐沉积，叠层石和微体植物化石丰富，有多种可用于测定同位素地质年龄和古地磁的矿物和岩石。

因此,蓟县剖面长期以来一直是我国中、新元古界的标准剖面。

    蓟县中、新元古界剖面描述及各级地层单位界线

    目前，蓟县剖面采用的是3系12组的划分方案（图3-3），全国地层委员会根据国际地层委员会的意见已将中、上元古界更名为中、新元古界。

依据国际地层委员会的意见，保护区管理处在实施和编制本底调查及野外自然综合考察项目工作中，结合野外调查，对蓟具中、新元古界剖面的描述进行了补充修改。

    长城系

   长城系分为XX沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组、高于庄组5个组，总厚度为4204m。

    1、XX沟组（图3-4）

（1）基本特征

    XX沟组原名“长城石英岩”，为“南口统”最下部的一个单位。

1956年申庆荣、廖大丛将“南口统”改为“长城统”。

1958年陈荣辉等将“长城石英岩”改为“黄崖关组”，以避免与“长城统”重复，1959年为第—届全国地层会议采纳。

1961年俞建章等指出黄崖关处的碎屑岩并非“黄崖关组”地层，在XX村（或XX沟）一带该组剖面出露最好，建议改用“XX村组”。

由于XX村居房分散，且多坐落在太古宇片麻状混合岩上，1964年蓟县震旦系现场学术讨论会建议改称XX沟组，乃沿用至今。

    XX沟组为一套以砂岩为主的粗陆源碎屑沉积岩系,主要为砾岩、砂岩、粉砂岩，夹少量粉砂质页岩、砂质页岩。

在蓟县剖面， XX沟组下部为河流相杂砂砾岩和含砾粗砂岩夹砾岩； 中部为滨海沙滩相浅紫红色砂岩、石英岩状砂岩；上部属潮汐带泥－砂相的中厚层、板状石英砂岩，与薄层状粉砂质页岩互层。

XX沟组底部以砾岩角度不整合覆于太古宙遵化岩群石榴角闪斜长片麻岩之上。

根据不整合面上、下岩层在走向、倾斜上的显著不同，以及变质程度上的巨大差别，可判明其间为角度不整合。

不整合面以下，是太古宙遵化岩群受混合岩化的铁铝榴石角闪岩相的角闪斜长片麻岩，角闪岩和变粒岩等。

片麻理走向为北东30度，倾角70—80度，倾向北西。

其上直接接触的长城系XX沟组， 为无明显变质的灰紫色厚层－巨厚层含砾石较多的粗砂岩和砾岩。

地层走向为北西60度，倾向南西，倾角32度。

底部砾岩的砾石成份主要为脉石英和石英岩，砾石磨圆度较好，砾石直径一般＜3cm，仅有少数达10×8×6cm。

砾岩中砾石排列疏散， 被粗砂和泥、铁质杂基式充填。

 但自蓟县向南东（遵化、迁西、迁安等地）、向西北（平谷、兴隆），砾石直径均增大，相变成数米至数十米厚的中—巨砾岩，例如在距XX村不远的兴隆县茅山镇快活林，砾石直径显著增大，普遍＞3cm。

    接触面以下，变质杂岩有古风化壳。

风化壳分三带，上部为白色含碎屑物质的粘土带；中部为灰绿色绿泥石-粘土带；下部为风化片麻岩带，其中的暗色矿物已蚀变为绿泥石类；再下为无明显风化、蚀变的变质岩，保留了原岩结构和矿物成分。

    XX沟组顶部与上覆串岭沟组页岩为连续过渡关系。

XX沟组石英岩状砂岩的厚度大，岩石坚硬不易风化，多形成与地层走向一致的巍峨山岭。

著名的万里长城在燕山地区有相当一部分建筑在本组石英岩状砂岩山脊之上。

（2）剖面描述

    上覆地层：

串岭沟组  灰绿色泥质粉砂岩，夹砂岩薄层和凸镜体

                            整合接触     

    XX沟组（859m）

    三段（380m）

    12．顶部为黄褐色薄层细粒石英砂岩，夹黄绿色薄层砂质页岩波痕发育。

上部为白色中厚层石英砂岩，间夹绿色粉砂质页岩。

中部为紫红色铁质石英砂岩。

下部为肉红色中厚、厚层细粒石英岩状砂岩，夹绿色粉砂质页岩。

146m；

    11．灰白、肉红色中厚、厚层石英岩状砂岩。

                                                     168m；

    10．上部为浅肉红、灰白色厚、巨厚层中粒石英岩状砂岩。

下部为浅灰黄色巨厚层、块状含砾的中、粗粒石英砂岩，夹三层中、细砾岩，砾石直径20mm左右。

                                                          66m；

    二段（219m）

    9．浅肉红、灰白色巨厚层－块层中粒石英岩状砂岩。

                                               68m；

    8．紫红、灰白色细、中粒石英杂砂岩，下部碎屑砂粒较粗且含细砾。

                                 77m；

    7．中厚－巨厚层含细砾中粒石英杂砂岩，以灰白色为主，亦有灰紫、灰黄绿色。

下部较粗且含砾较多，向上变细。

                                                                                              18m；

    6．上部为黄、浅灰色含细砾粗砂岩；下部为浅紫色细砾岩；底部为厚2m的浅紫红色中砾岩，基底式胶结。

本层自底至顶构成一个正向韵律，内部又可分成若干个次一级韵律。

                                            56m；

    —段（260m）

    5．浅紫色石英砂岩夹浅灰色薄层扁豆状含细砾的细砂岩、粉砂岩。

                                   41m；

    4．浅紫色中厚、厚层细砾岩、中粗粒石英杂砂岩，夹灰绿色细砂岩、粉砂岩凸镜体和薄层。

             49m；

    3．本层上部为浅紫、肉红色中厚、厚层不等粒石英杂砂岩，夹细砾岩。

    本层中部为灰黄色、紫色砂砾岩，砾石直径为1—5mm者占40—50％，单向斜层理发育。

本层下部为紫色中厚、厚层含砾中粒石英杂砂岩。

                                                                           110m；

    2．紫红色厚、巨厚层细砾岩、含砾粗粒石英杂砂岩，间夹灰绿色泥质细砂岩，夹—层0.5m厚的中砾岩。

   40m；

    1.紫色中粒石英杂砂岩，帚状和楔形交错层理发育，交错层具同向倾斜和向同一个方向收敛的特点。

本层底部为砾岩，砾石成分主要为石英、石英岩、磁铁石英岩、片麻状混合岩，砾石直径一般为10—20mm，最大者100×80×50mm，呈次圆状，表面有凹坑，向上砾径变小。

砾岩与砂岩间显粒序过渡关系，斜层理发育。

               20m；

                             ～～～～～～～～～～不整合～～～～～～～～～

    下伏地层：

新太古代遵化岩群石榴角闪斜长片麻岩和变粒岩

    2、串岭沟组（图3-5）

（1）基本特征

   串岭沟组是1934年由高振西等命名的，称为“串岭沟页岩”。

1959年后称串岭沟组，沿用至今。

串岭沟组以泥质岩为主，下部和上部为滨海潮间带灰绿、黑色页岩，含砂岩凸镜体和条带；中部为潮下低能带黑色页岩，常含有宏观化石碳质碎片。

由于泥质岩质软，多风化成碎片，在地貌上形成舒缓的低山丘陵。

从岩石地层学角度来看，串岭沟组与下伏的XX沟组是一个过渡型的界线。

在蓟县剖面， 在XX沟组的上部， 石英砂岩的单层厚度逐渐变薄，粒度变细，到顶部，便成为板层状细砂岩；同时，砂岩间开始夹粉砂岩或粉砂质页岩，这种夹层愈向上愈多，从而形成板层状细砂岩和粉砂质页岩的互层。

再向上，细砂岩的厚度更薄，并过渡为凸镜状；页岩则变厚，成为以页岩为主，夹有凸镜状细砂岩的地层，这便是串岭沟组的开始。

本组与上覆团山子组为连续过渡的整合接触关系。

（2）剖面描述

    上覆地层：

团山子组 灰—深灰色含铁白云岩和深灰色薄板层、薄片层含粉砂泥质白云岩

                            整合接触     

    串岭沟组（889m）

    三段（141m）

    7．黑色粉砂质页岩，夹灰色粉砂岩、细砂岩凸镜体。

凸镜体与页岩界线清楚，内部显上平下凸的透镜状层理。

                                                                                               109m；

    6．深灰色中厚层含灰泥质白云岩，夹黑色页岩，顶部有星点状黄铁矿晶体平行层理产出，透镜状层理、波状层理发育。

底部有一层石英砂岩，厚0.1一0.6m。

                                                          32m；

    串岭沟组二段、三段为迅速过渡关系。

    二段（406m）

    5．上部为黑色纸片状粉砂质页岩，中、下部为黄绿色泥质页岩，地表常见碎片状和小棒状。

本层常有较多的顺层侵入的中基性岩脉，并见有筒状火山角砾岩，角砾成分复杂，以白色石英岩、火山岩为主，其次为白云岩、砂质白云岩、黑色页岩等。

                                                                                 309m；

    4．黑色纸片状含粉砂泥质页岩，页岩中夹有顺层侵入的中基性脉岩，脉岩附近页岩多已角岩化。

         97m；

    一段（342m）

    3．深灰、黑色粉砂质页岩，夹少量粉砂质细条带，可见小型斜层理。

                                 30m；

    2．深灰绿、黑色页片状粉砂质页岩，夹深灰、褐棕色粉砂岩、砂岩细条带和凸镜体。

层面见波痕和干裂，岩石中见明显的潮汐层理，收缩裂隙发育。

上部粉砂质页岩多为灰绿、深灰色。

                                 140m；

    1．上部为暗灰绿色粉砂质页岩，夹少量砂岩凸镜体。

中部为杂色粉砂质页岩，夹深灰、棕黄色砂岩凸镜体。

下部为灰绿色粉砂质页岩夹扁豆状、凸镜状细粒石英砂岩                                                   172m；

                            整合接触     

    下伏地层：

XX沟组  黄褐色薄层石英砂岩与黄绿色砂质页岩互层

    3、团山子组（图3-6）

（1）基本特征  

    团山子组系高振西等原称的“串岭沟页岩”上部的碳酸盐岩系。

1957年地质部221队在XX省庞家堡铁矿区命名为“庞家堡灰岩”。

1960年XX省地质局区域地质测量大队在蓟县团山子村一带的相当层位也见到相似的碳酸盐岩地层，遂建议改称团山子组，1964年被《蓟县震旦系现场学术讨论会》接受，沿用至今。

    从岩石地层学角度来看，团山子组与下伏的串岭沟组是一个过渡型的界线。

在蓟县剖面，串岭沟组顶部开始出现深灰色簿层泥质泥晶白云岩夹层，向上白云岩夹层增多，逐渐过渡到深灰色薄层和中厚层互层的含铁泥晶白云岩夹黑色粉砂质页岩，即为团山子组。

在蓟县团山子村西的剖面上，串岭沟组顶部地层略有断缺，分界线划在一条顺层产出的闪长玢岩岩床处。

在离蓟县剖面最近的兴隆县茅山镇西湾（蓟县剖面西北方向15Km）观察到了两组的过渡关系。

西湾剖面串岭沟组二段上部和三段较蓟县剖面砂的含量显著增加，存在一定相变，此处串岭沟组顶部还出现了凸镜状砂岩， 之上迅速过渡到团山子组含铁泥质泥晶白云岩。

因此， 两组的界线就定在凸镜状砂岩处。

团山子组属海湾泻湖相，是以深灰色含铁白云石泥质和硅质微晶白云岩为主的碳酸盐岩沉积。

上部夹少量石英砂岩，与上覆大红峪组为整合接触关系。

（2）剖面描述    团山子组剖面自团山子村西开始，向西南方向穿越河谷后上山，止于陡崖，厚度为518m。

剖面描述如下：

    上覆地层：

 大红峪组  灰白色薄、中厚层中粒石英砂岩

                               整合接触     

    团山子组（厚度518m）

    二段（267m）

    8．上部为紫色富钾凝灰岩夹凝灰质、白云质石英砂岩。

中部为灰黄色薄层中粒长石石英砂岩与白云质石英砂岩互层，层面可见干裂，层内见小型交错层理。

下部为灰黄色厚层砂岩，层面不平整，有干裂、波痕和石盐假晶。

  48m；

    7．上部包括三个由碎屑岩到碳酸盐岩组成的韵律，韵律上层为黑色中厚层白云岩，中层为含砂岩条带的硅质白云岩夹硅质岩，下层为黄褐色中厚层中粗粒石英砂岩。

中部由黄色含砂硅质岩、黑色纹层状白云岩、砂质白云岩和砂岩构成。

下部为白色厚层石英岩状长石石英砂岩（俗称“小白石英岩”）。

                                   97m；

    6．深灰色巨厚层、块层含砂或不含砂白云岩。

上部夹两层云砾岩，并有交错层。

下部含砂白云岩的纹层发育平整，纹层由白云石、方解石相间而成，还有少量硅质细条带。

含格鲁纳叠层石，层面干裂现象发育。

          56m；

    5．由灰黄、灰白色白云质砂岩、深灰色页岩、深灰色砂质砾屑白云岩、含硅质条带白云岩、硅质岩组成的韵律沉积，有时有冲刷槽、冲刷纹的印痕。

下部的粉砂岩层面上常见不同规模的干裂和石盐假晶，含叠层石。

        66m；

    一段（247m）

    4．深灰、灰色（风化面褐黄色）中厚-巨厚层白云岩，白云石为铁白云石，并有2％的菱铁矿。

岩石含不规则状泥质、粉砂质条带、团块和平行层理的细纹下部白云岩中有黄铁矿结核。

                                    69m；

    3．由灰、浅灰色页片-微薄层状微晶白云岩和黑色厚、巨厚层燧石白云岩组成的韵律层含黑色有机质碎片。

38m；

    2．上、中部为深灰、灰色中厚层白云岩，夹少量粉砂质页岩。

下部为灰色块层含砂白云岩。

             97m；

    1．深灰色薄层铁白云岩与深灰色薄板层、薄片层含粉砂泥质白云岩构成的韵律沉积，向上粉砂、泥质成分减少，逐渐过渡到以白云岩为主。

                                                                      43m；

                               整合接触     

    下伏地层：

串岭沟组  黑色粉砂质页岩夹灰色粉砂岩、细砂岩凸镜体

    4、大红峪组（图3-7）

（1）基本特征  

    大红峪组即为1934年高振西等命名的“大虹峪石英岩及安山熔岩”。

1958年申庆荣等改称“大红峪层”。

1959年第一届全国地层会议改称大红峪组，沿用至今。

    大红峪组包括有滨海陆源碎屑沉积岩—石英岩状砂岩、 长石石英砂岩和砂质白云岩、含硅质条带和团块白云岩、含叠层石白云岩、燧石岩，以及陆相和海陆交互相火山岩类—富钾粗面岩、富钾凝灰岩和火山角砾岩等。

蓟县及其邻区大红峪组与上覆的高于庄组呈假整合的接触关系，表现在：

在蓟县，高于庄组底部普遍存在一层厚2—3m的滨海相石英砂岩覆盖在下伏的“大红峪组”之上，两者间关系截然，呈一突变关系的不连续的地层界面。

    在蓟县及其相邻的兴隆、平谷等地，大红峪组顶部普遍有一层大型的锥叠层石层,但锥叠层石的顶部往往被高于庄组底部石英砂岩截去。

由于锥叠层石的顶部遭到侵蚀，这一现象充分说明大红峪组沉积结束后，曾发生过侵蚀或剥蚀作用。

    在蓟县等地，在下伏大红峪组三段的叠层石白云岩顶部有一层厚达1m以上的白色硅质结壳层，表明在高于庄组沉积之前大红峪组还曾暴露出水面，遭受较长时间的淡水淋滤和风化剥蚀作用。

    在燕山地区，上述高于庄组底部石英砂岩盖于下伏大红峪组的不同岩性或层位之上，如在蓟县盖在上段截顶的叠层石白云岩之上，在兴隆盖在巨厚的燧石层之上（如大水泉），在宽城盖在大红峪组的白云质石英砂岩之上（如崖门子），等等