从区域性地质背景来看,本区前中元古代处于地槽发展阶段。地壳大幅度下降,堆积了巨厚的沉积物,经历了五台运动和吕梁运动。特别是早元古代的吕梁运动,地槽回返,产生了漫长而复杂的褶皱运动,并伴有区域变质作用,混合岩化和花岗岩化作用。逐渐形成了一套巨厚的变质岩,混合岩和混合花岗岩。构成了华北地台结晶基底。结束了前中元古代地槽发展阶段。
中元古代地台发展阶段(Pt2)
吕梁运动以后,华北地台进入一个相对稳定时期,初期地台边缘部位仍带有活动性特征,断裂活动比较强烈,断陷和隆起比较明显,地台北部出现了呈北东方向延伸的燕山海槽。 晚元古代地台发展阶段(Pt3)
晚元古代早期,华北地台由边缘凹陷转入整体下降。北部陆表海不断扩大,山海关古陆范围缩小。到青白口期本区已经成为陆表海的一部分。堆积了龙山组滨海相碎屑岩和浅海相泥灰岩,稍后堆积了景儿峪组滨海相碎屑岩和浅海相泥灰岩。本区晚元古代晚期震旦纪再度成为古陆剥削区。
二、古生代与中生代的发展 古生代地台发展阶段(Pz)
古生代伊始,本区再度下降,海水由北方侵入,接受沉积,随后海侵扩大,有大量的碳酸岩盐沉积。从整体上看,这一时期气候温暖潮湿;生物界无脊椎动物三叶虫开始出现,并发展起来。晚期浅水活动区形成球形隐藻灰岩。
早奥陶世冶里期海进再度扩大,沉积环境逐渐变为正常浅海较深水环境,以大量的碳酸岩出现为特征。早奥陶世末发生太康运动,华北地台大面积抬升,海水退出。
中石炭世早期,本区地壳又开始下降,海水侵入,本区处于滨海沼泽相沉积,形成一套富铝铁质碎屑沉积物。地壳升降频繁;晚石炭世地壳略趋稳定,海水时进时退,但以陆相沼泽为主,气候适宜大量植物生长,死后形成巨厚堆积,形成本区含煤地层。
二叠纪本区以河流相,湖泊相和沼泽想沉积为主,气候温暖湿润,植物生长繁茂,气候转为干旱时形成一些红色碎屑岩沉积,这个时期也有海水侵入。 中生代地台活化阶段(Mz)
本区在二叠系石千峰组地层沉积之后,曾发生过两次构造变动。大约在海西晚期本区经历了一次自西而东的挤压作用,产生了由龙山组至石千峰组组成的柳江向斜及南北向压性断裂和北东,北西两组扭性断裂。向斜西翼倾角略陡,东翼倾角较缓。由于柳江向斜向北扬起,地形北高南低,北端侵蚀层位较低,东翼区石岭以北侵蚀至二叠系下石盒,普遍不见下石盒子顶界。向斜北西端侵蚀至下奥陶统马家沟组。
本区在海西——印支运动以后,侏罗系北票组河流相沙砾岩层呈角度不整合覆盖在前中生界不同时代地层之上。
北票组沉积以后,本区燕山运动第一期构造变形仍以塑性变形为主,产生了本区北西向构造,并伴随有闪长玢岩浅成侵入体侵入形成岩墙岩脉等。
中晚侏罗世是华北地台极不平静的时期。兰旗组以角度不整合覆盖在北票组之上,频繁的构造运动伴随而来的是阵发式的火山喷发和岩浆侵位。本区兰旗组火山岩系受新华夏系北北东向构造控制。西翼区南北向走向断裂被新华夏系压性或压扭性断裂迁就,利用,部分新生断裂切割了北票组。 第三节 地层 3-1具体地层介绍
实习区柳江盆地地层属于华北型,除普遍缺失上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统、中下三叠统、白垩系及第三系之外,其它时代地层发育较好,出露较全,各地层单位划分标志清楚,化石较丰富,地层特征具有一定的代表性。全区范围内出露的地层有上元古界青白口系,
下古生界寒武系和中下奥陶统,上古生界中上石炭统和二叠系,中生界上三叠统和侏罗系,以及新生界第四系。各时代沉积地层分布占本区总面积的2/3左右,其中第四系分布最广,中生界次之,其它时代地层零星分布。现自老而新分述如下。
①亮甲山组:位于石门寨亮甲山。属浅海沉积。主要岩性是中厚层状豹皮灰岩,下部夹少量砾屑灰岩和钙质页岩。含有头足类、腹足类和蛇卷螺未定种等化石。与下伏冶里组为整合接触,分界以亮甲山底部的中厚层状豹皮灰岩为标志,风化后呈泥质条带状,局部含泥质结核。层厚118m。(如图2)
图2
②马家沟组:本组分部与亮甲山组一致,以亮甲山及北部茶庄北山发育较好。属浅海相沉积,较深水环境。本组岩性以白云岩和白云质灰岩为主,底部具微层理、含角砾、含燧石结核黄灰色白云质灰岩。化石有:头足类和腹足类。与下伏亮甲山组为整合接触,界限十分明显。白云岩具\刀坎痕\。层厚 101m。
③本溪组:中石炭本溪组在本区的东、西部分布都很广,发育和出露最好的是半壁店191高地、小王庄一带发育较好,小王庄剖面可作为本区的标准剖面。有2—3个由陆相到海相的完整沉积韵律。本组岩性特征与华北地区一致,是一套海陆交互相沉积。陆相粉砂岩中含植物化石:鳞木、科达、芦木等。下部为铁质砂岩、褐铁矿和粘土岩,平行不整合与马家沟组之上;上部为细砂岩、粉砂岩及页岩,夹3—5层泥灰岩透镜体。石门寨西门—瓦家山剖面地层厚度为70.7m。
④太原组:在半壁店、小王山一带发育较好。本组岩性比较稳定以灰黑色砂岩含铁质结核为主要特征,夹少量煤线及灰岩透镜体,由两个韵律组成,是海陆交互相沉积。含植物化石:脉羊齿、鳞木,动物化石:网格长身贝、古尼罗蛤。与本溪组呈整合接触,分界明显,本组底部青灰色铁质中细粒长石岩屑杂砂岩,具小型球状风化。瓦家山剖面厚48m。
⑤山西组:主要分布于东部黑山窑至曹山一带,西部也有出露。有两个韵律,第一个韵律含煤层,第二个韵律的顶部含铝土矿。本组是区内重要的含煤地层,属近海沼泽沉积。主要岩性为灰色、灰黑色中细粒长石岩屑杂砂岩,粉砂岩炭质页岩及粘土岩。含植物化石:芦木未定种、带科达、纤细轮叶。与下伏太原组呈整合接触关系。厚度变化较大,约在35m至60m。 ⑥下石盒子组:分布于黑山窑至石岭一带,西部有零星分布。由三个韵律组成。属湖泊相沉积。主要岩性为灰色中粗粒长石岩屑杂砂岩。含植物化石:多脉带羊齿、山西带羊齿、带科达。
层厚115m。 上统
⑦上石盒子组:主要在黑山窑、欢喜岭至大石河西侧有出露。发育较好的剖面是欢喜岭,可作为标准剖面。岩性特征以河流相的灰白色中厚层状含砾粗粒长石净砂岩为主,夹极度少量紫色细粒砂岩及粉砂岩。本组未获得化石资料。与下伏下石盒子组为整合接触关系。层厚72m。 ⑧石千峰组:最初的命名地点在山西省太原市西25km的石千峰。出露较好的剖面是欢喜岭至瓦家山一带,可作为标准剖面。主要岩性是一套河流相的紫色岩层,包括粉砂岩、泥岩、夹少量砾岩、粗至中细粒净砂岩和杂砂岩。含植物化石:太原带羊齿、尖头轮叶、朝鲜羽羊齿。与下伏上石盒子组为整合接触关系,两者可以从颜色上区分,厚 150m以上。
图3 养鸡场——瓦家山上古界剖面示意图
⑨北票组 主要分布在中部地区,厚493米。岩性由粗到细可分三个旋回,植物化石丰富。与下伏黑山窑组为整合接触,属于湖泊、河流、沼泽相。(如图3) 3-2实习考察地地层介绍
亮甲山组原称“亮甲山层”,属早奥陶世晚期地层,最初命名地点在中国河北抚宁县亮甲山,故名。分布于华北及东北南部,在河北,广泛分布于尚义—平泉深断裂以南的山区。以富含燧石结核、条带的白云岩及灰岩为特征。 富含化石,并可建立化石带,其中头足类两个带:① Eothinoceras-Leptocyrtoceras-Proteocamerocer-as带,②Manchuroceras-Coveanoceras-Hope-ioceras-Hopeioceras带O牙形虫可建三个带:①Scolopodusrex-Scaloellodustersus带(大致相当头足类1带),②Serratognathusbilobatus带(大致相当头足类2带),ParaserratognathusPaltodiformis带。全组厚40—250米,与下伏冶里组呈整合接触。 层型:选层型
特征:整合于冶里组之上,平行不整合于马家沟组之下,灰色含燧石结核灰岩、白云岩夹少量砾屑灰岩。 亮甲山组夹泥质灰岩含有砾屑,为盆地内生成的隐晶灰岩或微晶泥岩碎屑,是以方解石为主要成分的岩石 .灰黑色、性脆,硬度不大。 分布:冀、晋、京、津、辽、吉。
第三节区域构造
一、构造位置
龙山组柳江盆地为一向斜构造。地层分区属于华北——东北南部区的燕山分区的山海关小区。区域地层特征属典型的华北地台型。前青白口纪的变质岩广泛分布于盆地的外围。晚元古界、古生界则分布于斜的两翼。中生界地层与燕辽一带极为相似,但本区仅见有侏罗系出露与向斜的核部。。
该向斜北起板广峪大刘庄一线,南至上平山一带,长达20公里;东起张崖子,西至花场峪,宽约10公里。青白口系和古生界地层环绕盆地周缘分布,构成向斜翼部。中生界侏罗系地层分布在盆地中部构成向斜核部。
向斜西翼构造复杂,受南北向冲断层的影响,地层出露不会,东翼构造简单,地层出露齐全。向斜西翼地层产状陡立,局部发生了倒转,而东翼地层产状平缓稳定,倾角一般在10~30°之间。因此,该向斜为一轴面西倾的不对称向斜。在南部地区轴面倾角为40°左右。 向斜轴紧靠西翼,向斜东翼出露宽度是西翼的五倍多。
向斜的枢纽向南、北端仰起,呈上弯的曲线状,但在南部埋深较北部大。
向斜的轴部大致在老君顶——傍水崖一线。因受西部构造影响,在老君顶以北轴向变为北北西延伸。
向斜内部次级构造很发育,如柳观峪秋子峪背斜,伍庄背斜,教军场背斜等;断裂构造主要有南北向的山羊寨——拿子峪逆断裂带,东西向的上平山——蟠桃峪逆断层,北西向的查庄——黄土营正断层
本区处于燕山沉降带的东段,山海关隆起的东南缘.主要构造线方向为近南北方向. A 褶皱构造
1.柳江向斜 该向斜长轴为南北方向,短轴指向东西.岩层出露较多基底大多为绥中花岗岩, 盖层是古生界的一套地层,主要是寒武奥陶系、二叠系的.该向斜地层缺失形成平行不整合的接触关系,地层倾角一般在40°—50 °之间(如图4)
图4 柳江向斜示意图