下苇甸野外地质实习报告

下苇甸野外地质实习报告

一、区域地质概况

本次实习的北京西山下苇甸地区行政区划属北京市门头沟区妙峰山镇，距离北京市中心约33km，109国道、永定河穿境而过（图1）。地理上位于燕山山脉、太行山脉和华北平原的接合部位，为太行山的余脉，区内寒武系出露完整，主要发育碳酸盐岩，为典型的华北型地层[1]。

北京西山寒武系发育极好，受永定河深切河曲的切割，露头十分完整，是华北寒武系典型剖面之一[1]。下苇甸剖面位于北京西山门头沟区下苇甸至丁家滩一带公路旁(图1)，地层出露完整，自下而上分别为：下寒武统昌平组、馒头组和毛庄组；中寒武统徐庄组和张夏组；上寒武统崮山组、长山组和凤山组[2]。馒头组和毛庄组以灰色和灰黑色页岩与风化后呈紫红色的页岩互层为主，向上红色越来越多，夹杂灰色灰黑色条带状泥灰岩；徐庄组的岩性以薄层泥质条带状灰岩为主，泥质含量较高，夹中-薄层鲕粒灰岩；张夏组地层岩性以鲕粒灰岩为主，上部和下部夹薄层砂屑灰岩、砾屑灰岩以及竹叶状灰岩，中间形成了大套厚层、巨厚层亮晶鲕粒灰岩；崮山组岩性较复杂，主要有条带状灰岩、泥晶灰岩、亮晶鲕粒灰岩以及风暴成因的竹叶状灰岩；长山组和凤山组以泥质条带灰岩和砾屑灰岩为主。

北京西山下苇甸地区位于华北板块中北部，华北板块曾经历了四大构造发育阶段，即太古宙-古元古代地台结晶基底形成发展阶段、中元古代-早古生代拗拉槽发育阶段、早古生代-晚古生代初期稳定克拉通盖层发育阶段、中-新生代板块内部造山复杂构造变形阶段[3]。

二、地层特征及沉积相分析

府君山是在青白口系不整合面之上发育的新的一套台地碳酸盐岩，基本上为中后层的灰质白云岩，部分轻变质到大理岩，府君山上面连续沉积的是灰黑色、灰色页岩夹薄层状泥灰岩，越向上红色页岩越多。沉积环境由碳酸盐岩台地变为水较深的类泻湖环境，淤塞很多陆源的泥质，形成馒头、毛庄组。沉积物不断供应，台地逐渐变浅，来自陆源的泥质含铁重，形成一些红色的。徐庄张夏是一套典型的以颗粒碳酸盐岩为特征的一套地形，沉积相演化为台地上的滩，风暴沉积，滩上发育的藻礁等。崮山组、长山组和凤山组是台地演化到震荡期以后，水体不断动荡，但水体能量小于徐庄、张夏的一套混合的碳酸盐岩，豹皮、燧石条带、成分不均匀，是云质灰岩或灰质云岩。

2.1 雾迷山组

在下车点的砌墙上，我们远观了雾迷山组的岩石。岩石为深灰色燧石结核和条带状白云岩。含层状叠层石，岩石上突出的为遂石条带（图**）。雾迷山组形成于距今12亿年前，组名以典型地点天津市蓟县雾迷山命名。该地区的硅质条带可能为风暴高潮时的异地搬运产物。碳酸盐沉积为典型的清水沉积，因此二氧化硅的周期性来源可能与风暴流携带有关。风暴携带来的硅质在酸性条件下交代方解石，形成了遂石条带。

2.2 馒头组和毛庄组

府君山是在青白口系不整合面之上发育的新的一套台地碳酸盐岩，基本上为中后层的灰质白云岩，部分轻变质到大理岩，府君山上面连续沉积的是灰黑色、灰色页岩夹薄层状泥灰岩，越向上红色页岩越多。沉积环境由碳酸盐岩台地变为水较深的类泻湖环境，淤塞很多陆源的泥质，形成馒头、毛庄组。沉积物不断供应，台地逐渐变浅，来自陆源的泥质含铁重，形成一些红色的。徐庄张夏是一套典型的以颗粒碳酸盐岩为特征的一套地形，沉积相演化为台地上的滩，风暴沉积，滩上发育的藻礁等。崮山组、长山组和凤山组是台地演化到震荡期以后，水体不断动荡，但水体能量小于徐庄、张夏的一套混合的碳酸盐岩，豹皮、燧石条带、成分不均匀，是云质灰岩或灰质云岩。

馒头组主要为紫红色泥岩，夹薄层的白云岩，厚度约80-100米。由紫红色泥岩和灰黄色泥质泥晶白云岩组成三个沉积旋回，每个旋回下层为含三价铁的紫红色页岩和泥岩，具有砂质结构，中层岩层显红、白色，上层岩层以灰色为主，为灰质泥岩，白云岩等碳酸盐类。（图**）。白云岩中发育叠层石，呈缓波状。缓波状叠层石反映了有一定水动力条件，根据其波状起伏程度，可以判别其生长环境主要为水体较浅的潮上带下部或潮间带上部环境泥岩地层中发育大量节理，并被方解石所填充（图**）。在野外，对于节理和层面的区分至关重要，岩层层面上下通常有岩性、颜色、粒度等的变化，且在地层沉积中，常多个层面相互平行；而节理是岩石中的裂缝，其没有明显的位移，故节理面两边的岩体的岩性、颜色、粒度等基本相同，在形态上节理可呈雁行式和X共轭式组合。属于干燥气候条件下的产物。馒头组为潮坪相碎屑岩(主)和碳酸盐岩(次)沉积。

在途中，还观察到了山脚下的一块滚石。其岩性为砾岩，砾石粒径2~3cm，成分多样，有遂石和各种火山岩等，分选中等，磨圆好，并具有一定的定向排列。这反应为牵引流沉积环境。故该砾石可能为砂质辫状河上的沉积（图**）。

毛庄组也为紫红色泥岩，但其颜色较馒头组更深，呈猪肝色。由于某些原因，不能近前观察。泥岩主要形成于潮间-潮下坪；泥质条带灰岩形成于低能局限潮下环境，表明相对海平面上升；页岩形成于低能停滞水体的潟湖环境，表明水体进一步加深。馒头组与徐庄组整合接触。

2.3 徐庄组

徐庄组与下部毛庄组为平行不整合接触。以紫红色页岩上出现灰岩为分界。徐庄组下部主要为细粒碎屑岩—泥岩沉积，夹有白云岩透镜体及透镜层；向上为一套厚层鲕粒灰岩，鲕粒灰岩呈灰色，粒径约为0.5mm左右，部分颗粒粒径可达1mm，颗粒含量达50%以上，分布均匀。其中，鮞粒、砂屑粒径向上变大，且有豆粒发育。地层上部发育有亮晶胶结、有层理的鲕粒灰

岩，鲕粒含量60%。鲕粒多为直径小于2mm的球状颗粒，主要存在于碳酸盐岩中。其成因离不开动荡的水体环境。改组整理表现为碳酸盐台地高能沉积环境。在剖面上还可以看到层面凹凸不平的差异风化（图**）。岩层中硅质条带的抗风化能力强，泥灰质的抗风化能力差，较易被剥蚀。其中，颜色较深的泥质含量较高，灰质含量少。在泥灰质层厚度不均，是差异压实作用造成的。在薄层的白云岩在观察到雁行式张节理，该节理仅发育在白云岩层中，因其岩石较上下岩层的含泥质灰岩更加脆，在地应力的作用下易发生破裂。在徐庄可见3个台地碳酸盐岩旋回。顶部厚层灰岩内发育灰绿色中性侵入岩床，产状与灰岩一致，长约30m，宽约1.5m，结晶程度较低，斜长石晶形较小，放大镜下可辨认，在围岩接触面可见烘烤边（图**）。该组的沉积相为下部开阔台地相，到中下部为台地边缘鲕粒滩相，再到中上部滩前斜坡相。