该路线的观察点主要位于刘杜镇正北方向的发云山南及发云山东南沟。实习目的是观察背斜构造,建立背斜构造的概念。
下车位置为刘杜村,一路上依次可观察到豹斑灰岩,属张夏组顶部地层;黄绿色页岩夹薄层灰岩,属张夏组中部地层,有的直立或发生褶曲变形;闪长玢岩,为徐庄组与张夏组之间的地层。
图二十六:发云山背斜
发云山岩层总体北倾,根据植被覆盖量可判断岩性,由下至上依次为张夏组豹斑灰岩(植被不发育)、崮山组泥页岩夹薄层灰岩(植被发育)、紫红色带氧化圈砾屑灰岩(不是标志层)、长山组底部鲕粒灰岩、砾屑灰岩与生物碎屑灰岩及页岩互层(植被较发育)、凤山组顶部藻叠层白云岩及盐溶白云岩(植被不发育),地层逐渐变新。寨山岩层北东倾,逐渐过渡为向东倾。四周山或高地所包围的洼地核心地层为张夏组鲕粒灰岩,即背斜的核部;背斜两翼由黄绿色页岩夹薄层灰岩、豹斑灰岩、崮山组及长山组所组成。
发云山大背斜轴近东西向,长约300米,核部出露宽度约150米,为短轴背斜。核部节理最发育,受挤压应力,在轴部产生裂缝。
七、新汶西西周水库路线
该路线的主要实习内容为对黑云斜长片麻岩的观察、观察并描述新泰——垛庄大断裂以及官庄组和奥陶系之间的角度不整合接触。
西西周水库(四清水库)北西方向一公里的采石场内可见侵入岩岩体(花岗闪长岩)经变质作用形成黑云斜长片麻岩,形成时间为27.1亿年前的晚太古代。新鲜面呈黑灰色。暗色矿物主要为黑云母及角闪石,连续性较好,浅色矿物主要为中酸性斜长石
- 31 -
及石英,连续性较差,两者相间排列。具变晶结构、片麻状构造。可见较明显的片麻理,倾向西南倾。片麻理的方向反映挤压应力的方向。在岩体中常见一些黑色条带,团块,为黑云母、角闪石等暗色矿物局部富集形成,这是变质分异作用的结果,即成分和结构构造比较均匀的岩石变质时,在不发生部分熔融或交代作用的情况下,由于温度、压力等的影响,使岩石中某些组分发生迁移聚集和重新组合,形成成分和结构构造不均匀的变质岩的作用。岩体的完整程度称为块度,该岩体块度中等,可见节理构造。岩体局部具有帚状构造(旋卷构造),一头收敛,一头散开,是变质作用过程中围绕核心发生旋转而成。岩体中可见古风化壳,平面上分布不均匀,呈透镜状,孔隙、裂缝十分发育,形成跟水流和搬运营力有关。
新泰——垛庄大断裂是新汶盆地的北部边界断裂,全长约140㎞,呈现舒缓波状形态,南部和郯庐大断裂相交,往北至泰安市角裕镇附近隐伏于泰山山前平原。本区西西周水库至榆山一带断层出露较好。断层下盘,即北盘,为太古界片麻岩,经风化剥蚀后,地形低矮而平缓;断层上盘,即南盘,为中奥陶统灰岩,岩层向南倾斜,榆山即为该灰岩组成,地势向南变缓。断层下盘地层老,上盘地层新,如今两地层几乎在同一层面上,故上盘下降,下盘上升,为正段层。断层面断续裸露成高约0.5 ~2米的断层崖,较直立,是由于断层两盘岩性不同,下盘岩体抗风化能力较差,差异风化形成的,基本上向南倾,部分地段又略向北倾,说明断层面为扭曲的起伏状。断裂带中可见石灰质角砾岩,砾石成分以灰岩为主,分选差,次棱角状,无明显定向排列,砾石间填隙物为泥质,氧化后呈红色,局部可见钙质胶结。榆山南坡可见一小断层,将官庄组地层与奥陶系灰岩地层断掉,断层面明显但断裂带不明显。断层面上可见节理被充填后形成的方解石脉以及擦痕,但擦痕多数被方解石脉盖住。
- 32 -
图二十七:新泰——垛庄大断裂榆山附近剖面图
图二十八:官山组——奥陶系角度不整合示意图
榆山山顶覆盖了第三系页岩夹砾岩,而其下则是奥陶系石灰岩,两者之间具有明显的角度不整合接触关系,即官山组——奥陶系角度不整合。新泰——垛庄大断裂也延伸至此。岩性可表示为:
- 33 -
风化壳 —— 泥页岩 ╲
↓ 第三系
页岩夹砾岩 ╱
↓
灰岩 —— 奥陶系 ↓ 页岩夹灰岩
↓ 泥质胶结 ↓
片麻岩 —— 太古界
岩体中可见碳酸盐结核,能反映古气候、构造运动期次,是不整合面的标志,比风化壳更靠近地表。
八、甄家庄 — 分水岭 — 盘古庄路线
该路线主要观察下——中侏罗统汶南组和上侏罗统分水岭组(更趋向于归为白垩纪地层)陆相沉积的岩性特征。
分水岭组主体岩性为深灰色页岩夹泥质粉砂岩。以页泥岩为主,抗风化能力弱,易破碎,节理十分发育。具有小薄夹层,为粉砂质泥岩或泥质粉砂岩,抗风化能力较强,凸出于岩体表面,较硬,还可见少量白色泥灰岩透镜体。具有低角度交错层理。总体粒度非常细,沉积环境为浅湖 —— 半深湖亚相。岩性由泥页岩变为粉砂岩,说明沉积环境水体变浅,为一小旋回;由下往上,粉砂岩层厚度不断增大,说明沉积环境水体总体变浅,为进积式沉积,为大旋回。一个大旋回中包含多个小旋回,说明湖平面变化相对频繁。沿公路向前走,可见一个小断层,断裂带发生古土壤化。此处泥质粉砂岩层厚度很大,局部呈疙瘩状,原因是选择性地沿层理和节理风化而成(此时的风化面就是原来的节理面)。具有低角度交错层理、楔状交错层理、波状交错层理等,可见稍变形的层理,反映了沉积环境中有一个坡度,造成沉积物成层沉积时有滑动。岩石中白云母片含量增多,易发生风化,说明更靠近物源区了(近湖岸线),黑色物质为炭屑。继续向前,在公路一侧的岩层中发现硅化木,且岩石粒度整体变粗,砂岩厚度变大,局部含砾,层理以炭屑富集表示,可能为三角洲河道沉积。公路另一侧岩层上可见侧积层(凸岸加积,凹岸遭受侵蚀),河道走向与侧积层垂直,还可见向上变细的粒序层理和交错层理,反映水流强弱多期变化。向前下了公路到达一凹地,此处岩性为岩屑砂
- 34 -
岩,含有云母片和黑色火山碎屑物质,砂岩呈薄片状,层理十分发育。可见大型槽状交错层理,层系与层系之间相交。属河流沉积或三角洲分流河道沉积。砂岩与砂岩(即河道沉积物与河道沉积物)之间的物质为紫色泥质,发生古土壤化可能为陆上氧化环境。岩层中可见钙质结核,是氧化暴露面的标志,属水上平原相沉积。
图二十九:分水岭组深灰色页岩夹泥质粉砂岩
上侏罗统汶南组中下段(沉积物与火焰山类似)主体岩性为紫红色砂岩与砾岩互层,属于干旱条件下河流相沉积。该套砾岩呈透镜状,向两边砾岩厚度变薄,粒度变小。砾石磨圆好但分选差,有一定的排列方向,呈叠瓦状排列。砾石成分以石英岩及太古界的片麻岩为主(花岗片麻岩风化后留下钾长石,颜色发红)。属河道底部滞留沉积。砂岩为长石砂岩,泥质胶结,故胶结化较疏松。构造类型有平行层理、板状交错层理及楔状交错层理。其中平行层理主要产于砂岩中,细层平直并与层面平行,常与大型交错层理共生;板状交错层理纹层间平行,层系界面为平面且相互平行呈板状延伸;楔状交错层理层系界面相互不平行,为水流叠覆冲刷造成。河道沉积砂体横向变化快,发育有很多隔层。
- 35 -