平泉地质地貌实习指导书2013年5月7日一、实习区概况平泉位于承德市东部，地处河北、内蒙、辽宁三省交接处，属河北省东北部燕山脉末端，位于滦河水系瀑河流域盆地区。

区域面积约200平方千米。

平泉山川形式和走向受地质构造和地表出露岩石物理性质的控制，古老的变质岩地区地貌低矮平缓。

海拔600-700米，形成了县城西部的低山地貌，山顶开阔，斜坡平缓；中生代火山岩分布区地貌斜坡中等，海拔700-800米，形成了贯穿本区中部的NNE走向的垄岩地貌；元古代及古生代沉积岩分布区，山峰直立，斜坡陡峭，海拔都在850以上，形成了本区东南部和西南部的中山地貌，并有许多单面山。

本区属大陆型季风气候，全年平均气温7.3°C，气候干燥，平均年降水量为540毫米，且集中在8-9月份。

但由于本区褶皱、断裂发育，使得地下水资源丰富，并且水质较好。

瀑河是本区主要河流，河谷平均海拔550米，河谷平均坡高度5.5米/千米。

流水切割强烈，两岸支流、冲沟发育。

主流河谷中有沙子和砾石冲积物，并保存有河漫滩的二级阶地，属壮年期地貌。

实习区以平泉县城为中心，有丹(东)-(北)京、锦(州)-承(德)两条铁路和京—冀，辽—冀省际公路穿过，交通方便。

在县城还建有平泉地质实习接待中心，专门接待各大院校地质实习。

二、实习路线和主要观测点根据三大类岩石，地质构造等的出露和交通情况，本区可选择以下主要实习路线。

<一>王杖子路线王杖子路线位于平原县城西南6千米的王杖子村附近山坡上。

起点在王杖子村南1千米公路西侧的陡砾下，沿公路向西北方向，止于王杖子村南公路边。

1、实习目的和要求：了解元古界以下地层常州沟组、串岭沟组、团山子组和大红峪组的基本岩性和岩石组合；掌握沉积岩石的形成，结构和性质，层理特征及层面现象，观察分析中型背斜构造和小型断层构造。

2、主要观测内容：沉积岩地层层序观察路线可见上元古界底部长城群地层，由老到新分别为：①常州沟组：该组岩石的上部出露于本区西南王杖子一带的公路边的背斜轴部，以石英砂岩为主。

靠近顶部的石英砾岩中斜层理、交错层理，波痕和泥裂等现象发育。

背斜轴部出露的石英砂岩层，由灰白色中厚层石英砾岩和灰紫色的含砾石石英砾岩组成，二者互层，间夹有细砾岩和粉沙质薄层；向上细砾岩夹层消失，粉沙岩夹层增多。

产状3040∠350。

②串岭沟组：底部为暗紫色铁质石英砂岩、粉砂岩和粉砂质页岩组成，间夹灰白色中厚层石英砂岩，产状3000∠500。

和常州沟组为整合过渡关系。

铁质石英砂岩，暗紫色，薄层状，中细粒，石英含量70—80%，磨圆度和分选性中等，铁质和泥质胶结，其中铁质含量10%。

暗紫色铁质石英砂岩、粉砂岩和粉砂质页岩互层，干裂痕发育；薄层粉砂岩中铁质含量较高，答15—20%。

灰白色石英砂岩，中厚层状，向上层厚迅速变小。

本组地层主体为紫色页岩，厚度为150米。

由于抗风化能力弱，已为小南沟溪流冲刷成低洼地带，并为冲击砂和砾石所覆盖，仅在小南沟北坡有紫色页岩出露。

③团山子组：该组岩石位于王杖子附近，整合于串岭沟组之上，以白云岩、白云质灰岩为主，底部为一层角砾状白云岩夹紫色粉砂质页岩。

主体为含燧石条带或结核的白云质灰岩。

④大洪峪组：该组岩石位于王杖子附近，整合于团山子组之上，以中薄层灰白色石英砾岩为主，中粒、质纯、硅质胶结，产状2970∠380。

由于岩石质地坚硬而耐风化，在王杖子村南北形成了海拔700米以上的NE走向的陡崖和单面山，并沿瀑河西岸连续分布，直达平泉县城西郊西坝村，全长约5千米，地势十分险要。

沉积岩基本特征观察首先观察沉积岩的颜色。

沉积岩的颜色主要决定于构成岩石矿物的颜色，混入杂质的颜色，以及沉积环境和成岩以后的变化，王杖子路线见到的灰白色石英砂岩是继承了石英矿物的颜色，紫色石英砾岩是混入含铁杂质的结果。

其次，观察沉积岩的成分，沉积岩的物质主要来源于先成的各种岩石碎屑及溶解物质，即来源于最原生的火成岩。

因此，沉积岩的化学成分总体上和火成岩相似。

但在野外考察时主要观察沉积岩的矿物成分。

每种沉积岩一般由1-3种主要矿物组成，最多不超过5-6种，如石英，长石、白云母，高岭石和铝土矿等。

它们是各种砾岩，页岩和泥岩的主要矿物成分。

此外，还有方解石，白云石等，是构成石灰岩和白云岩的主要矿物成分。

再次，观察沉积岩的结构。

沉积岩的结构是指组成岩石的矿物颗粒大小，形状以及它们之间的组合关系。

如碎屑结构就是碎屑物被胶结物胶结而成的一种结构。

按碎屑物大小又可进一步划分为砾岩，砂岩和粉砂岩等。

后两种在王杖子路线广泛分布，由极细小的碎屑和粘土矿物组成的比较均一致密的结构称泥质结构：如页岩等；而由化学成因形成，一般呈结晶颗粒的为化学结构。

本路线大量出现的主要是白云质灰岩，它是白云岩和石灰岩之间的一种过渡性岩石。

最后，观察沉积岩的构造。

沉积岩的构造是指沉积岩组成部分的空间分布及排列方式。

本路线可见如下几种类型：层理构造，即沉积岩的物质成分、结构、颜色等在垂直方向上形成的成层更替现象。

它是沉积岩和其它类岩石区别的重要特征之一，分为水平层理、斜层理和交错层理。

在本路线中广泛见于常州沟组和大红峪组的石英砂岩中，它们是在广阔的浅海或滨海条件下形成的；层面结构是在沉积岩层面上保留的自然作用的痕迹，如波痕、泥裂（或干裂）等。

我们沿王杖子背斜东南翼上山，在常州组石英砂岩中几乎到处可见风化破碎的带和有波痕和泥裂的粉砂岩块。

是在滨海相沉积环境下形成的；结核构造，是沉积岩中的异性包裹物，本路线中常见于团山子组中部的硅岩辉岩中。

中型背斜构造和小型断层构造王杖子中型背斜，位于路线起点的公路边，其轴部为常州沟组石英砂岩地层，冀部为串岭沟组和团山子组地层。

背斜东南部被一条地区性NE向逆断层切断，产状变陡。

为了了解两翼的产状变化，在这里可使用罗盘测量产状。

小型断裂构造，沿路线观察，可见岩层剖面上触目皆是节理构造，其特点是岩石裂隙两侧的岩层并没有发生明显的位移。

在背斜转折部位，因受张力作用，节理特别集中，并于岩层垂直。

研究节理的类型、成因和分布规律，对找矿、找地下水及各种工程建设有重要意义。

沿路线剖面可看到小型断层构造。

特别是在王杖子村附近由团山子组白云质灰岩组成的山坡上一个小型断层形态明显，一目了然。

有的沿断层流水溶蚀成六七十厘米宽、三四米深的小溶洞。

沉积岩岩性和构造和地貌的关系地貌是内外营力综合作用的结果。

在相同的风化侵蚀条件下，不同岩石性质和构造会形成不同的地貌。

在王杖子路线注意观察和分析地貌和沉积岩岩性和构造的关系。

<二>吕家营路线吕家营路线位于王杖子至吕家营之间，起于王杖子村北755高地东段最低处，沿西北方向经哈叭气至吕家营沟口。

1、实习目的和要求：主要了解沿线地层的变化；掌握岩性及其变化规律；观察分析小哈叭气断层，掌握分析断层性质的方法。

2、主要观察内容；沿线地层及岩性观察高于庄组：为含猛碎屑岩，由于含锰细沙岩，含锰页岩组成的互层带。

磨园中等，分选性差；上部为灰色质页岩、泥质灰岩和钙质白云岩互层。

泥质灰岩和钙质白云岩互层；杨庄组：主要由青灰色石英砾岩组成，磨圆度较好，分选性较差，菱镁矿胶结，滴浓盐酸微微起泡，出露部分铁质氧化，岩石表面呈褐红色；雾灵山组：由砂质白云岩夹钙质砂岩组成。

底部白云岩具角砾状构造，向上消失。

砂岩胶结物以钙质、白云质为主。

小哈吧气断层在平泉县城西小哈巴气沟，高于庄组沟两侧的相应部分都有清晰的露头刨面，并有保存完好的小型褶皱形态。

通过观察分支可知是由NNE走向逆断层牵引形成的。

断裂北侧分布为太古界迁西群上平房组变质岩系（Arsh）；南侧分布着高于庄下段地层。

不同时代的地层接触，充分说明了断层的存在。

断层宽20余米，由片里化岩石、压碎岩、构造角砾岩、糜棱岩及断层泥组成。

主要断层面产状走向NE70度，倾角72度，倾向NW。

断层面无论在走向上，还是在倾向下均呈舒缓坡状。

其两侧次一级构造发育，由节理、小断层及牵引小褶曲在主断层面上组成“入”字形构造。

<三>双洞南山路线观测路线位于平泉县城东南8千米的双洞南山上。

1、实习目的要求：了解萤石矿特点及矿山开发情况；观察石灰岩溶洞的自然景观；认识铁锰矿的层位及特点。

2、主要观测内容：双洞南山萤石矿双洞南山海拔937米，远看此山，因人工开采萤石矿和天然溶洞，已是千疮百孔，故又名窟窿山。

双洞南山位于双洞背斜核部，岩石有硅砾岩和白云质灰岩组成。

双洞萤石矿属于中低温热液充填交代型矿床，由从岩浆中分逸出来的含氟汽水溶液顺构造通道贯入围岩，并和白云质灰岩中的碳酸钙反应发生交代作用，形成萤石（CaF2）.矿体受次级小褶曲和断裂构造控制，呈透镜状、似层状、脉状及巢状。

这里的萤石有白色、灰色和紫色几种，多呈粒状集合体，溶洞中还可见立方体形状的萤石晶体，玻璃光泽，硬度小于小刀，性脆。

伴生矿物有方解石、重晶石等。

萤石受热或在紫外线照射下发出荧光，萤石因此而得名。

萤石是炼优质钢的助溶剂，化学上是制氢氟酸的原料。

无色透明结晶完好者，可用做制造光学仪器的棱镜和透镜。

我们可向采矿工人了解这里的萤石品位及开采利用情况。

石灰岩溶洞自然景观在平泉的石灰岩地区分布有许多小型天然溶洞。

我们观察的是在双洞山南破上的一个天然溶洞。

溶洞的形状呈不规则状，面积约50平方米左右，洞高2米左右。

洞顶参差不齐，到处悬挂着圆锥状、乳头状的黄白色石钟乳。

有的已被破坏，仅在洞顶留下一些断面。

洞底有许多大小石笋正在生长，有锥状、塔状等。

有的已经和洞顶的石钟乳连在一起，形成了大小不等的石柱。

溶洞是由含二氧化碳的水对石灰岩溶蚀造成的。

由裂隙或空隙向下渗透的碳酸钙水溶液渗透到洞顶时，二氧化碳气体逸出，水滴滴下，一部分钙质残留在洞顶，并逐渐生长形成石钟乳。

石笋是由洞顶滴下的碳酸钙溶液沉淀堆积形成的。

石笋和石钟乳的横断面都具有同心圆结构，石钟乳有中央通道，石笋没有中央通道。

据了解，一九五八年以前，南山有许多溶洞，里面有石钟乳、石花、石蘑菇等，非常好看。

后来由于开矿，人工破坏，一些溶洞倒塌埋没了。

但在四通八达的采矿坑道中还有许多可供观赏的石灰岩溶洞自然景观。

外生沉积型铁锰矿床位于双洞南山的东南山梁上。

铁锰矿体为锰砂质含铁页岩，夹在白云质灰岩中，是在湿热气候条件下的海浸过程中形成的。

矿体呈透镜状、条带状；矿石呈致密块状。

通过采样分析，平均品位符合工业最低指标，但规模较小，所以不利于开采<四>北台子路线北台子路线位于平泉县城西南约4千米的北台子村周围。

起点在北台子西南山脚下，向北穿越花岗岩体，东行经村东山沟止于村东南山坡下。

1、实习目的和要求：主要掌握火成岩和变质岩的岩石特征，认识了解火成岩的侵入接触关系，观察分析不同岩石形成的地貌特点。

2、主要观测内容：火成岩的岩性特征北台子花岗岩：岩体出露于北台子村西北，出露面积约0.24平方千米。