嵩山地区野外地质地貌实习2.doc

1、 嵩山地区地质野外实习报告院(系): 环境与地理科学系 专业年级: 08级地理科学 姓 名: 学 号: 指导教师: 2009年 6月 7 日目录引言-1一， 地理与经济概况-2（1） 地势-2（2） 水系-3（3） 气温-3（4） 经济情况-3（5） 矿产-4（6） 交通-5二， 区域地层与岩性-5三， 构造-14四， 岩浆活动-21五 地质发展史-24六， 感言-28引言“恒山如行,华山如立,泰山如坐,恒山如飞,嵩山如卧”，这是古人对中华名山-五岳的真切描述，我对五岳也是神往已久，只是苦于没有机会亲身去体会它们的妙处，今年学校为了加强同学们对地质学基础的更深一步的理解，同时也希望同学能够亲身

2、接触大自然，激发同学们对地理的热情和拓展同学们的眼界，特意组织了一次嵩山的地质实习。终于有一次拜访被诗经赞为“嵩高维岳，峻极于天”的嵩山。 中岳嵩山耸立于河南省中部登封市（县级市，隶属于郑州市）境内，地理坐标为东1124411301，北纬34273433，位于秦岭造山带中部东段，东望郑州，西邻洛阳，南横颖水，北依黄河，峰岳连绵，气势磅礡，嵩山地区总面积达450平方公里。我们的实习共进行了一周（5月20日5月26日）的时间，尽管时间比较短暂，但我们的收获却比较丰富，通过这次实习，我们能够快速并准确的运用各种地质仪器，例如罗盘的正确的运用，并且学会了一些地质研究方法，例如对岩石的观察和识别。通过这

3、次实习，我们坚实了所学知识，拓展我们的视野，增强了实际动手操作能力。总之，嵩山之行是不虚此行！实习七天，共有六条实习路线：（1） 路线一：市区玉皇庙村（2） 路线二：市区老母洞石船峻极峰一线天卢崖瀑布（3） 路线三：市区中岳庙小顶山（4） 路线四：市区三皇寨少林寺（5） 路线五：市区十八盘（6） 路线六：市区石秤启母石一， 地理与经济概况（1）地势：中岳嵩山是我国五岳之一，耸立于河南中部，东西绵延近百公里，东望郑州，西邻洛阴，南横颖水，北依黄河，自西向东主要有万安山、安坡山、马鞍山、五佛山、挡阳山、玉寨山、篙山和五指岭等，层峦叠嶂，气势磅礴。嵩山地区属中低山区，北部为嵩山主脉，海拔高度300至

4、1500米之间，南部为低山分布区，海拔600700米，中部为山间丘陵地带，海拔350500米。嵩山主峰峻极峰海拔1492米，区内最高点玉寨山主峰高程为1512米，最低点大仙沟，高程为500米，相对高+1012米。山区基岩出露良好，丘陵地区多为第四系覆盖。嵩山主峰地区的玉寨山、峻极峰、五指岭、尖山等，多为石英岩组成，加之构造运动所致，使诸峰在400米标高上拔地而起，立壁千仞，险峻清秀，奇峰异谷遍布全区，形成独特的地形、地貌，也成为古往今来的游览胜地。（2）水系区内主要河流为嵩山南麓的颖河，属淮河水系，区内长30余公里，两岸支流呈羽毛状向东流入白沙水库。区内有小型水库十余个，水资源主要为自然降水和

5、深层地下水，用水主要靠库、塘、堰等截流蓄水供给，部分地段打深井取水。（3）气温嵩山地区地处北温带南沿，属北温带季风型大陆性气候。大陆度58.8度，四季分明，寒暖适中。据登封市气象站资料：全年向阳面平均日照2275小时，无霜期213天，年平均气温14.7，最高可达40.5，最低为 -15.5。年均降水量563毫米，年均蒸发量为1300毫米，相对湿度60%。全年最多风向为东风，频率18%，其次是西北风，频率15%，平均风速3.0米/秒。嵩山山上山下温差（年均）达45，年平均气温10.2。（4）经济情况地质公园450.12km2范围内有村庄150个，其中行政村24个，自然村126个，多分布在沟谷内

6、寺庙大大小小数十座，僧人约千人，总人口约2万余人。农业用地 16.5 km2，粮食作物以小麦、玉米、红薯为主，间以烟叶、花生、棉花等经济作物，年均粮食总产量1300多万斤，自给有余。嵩山地区及周边矿产资源丰富，已探明的矿藏达37种，主要有煤，铝钒土、石灰石、白云石等，目前已形成煤炭、电力、耐火材料、冶金、机械化工等工业生产体系，有企业1800多家。保沪区内有石英岩矿SiO2含量95-99%，是优质玻璃用原料，目前因保护地质遗迹，已规划为禁采区。嵩山地区是闻名中外的旅游胜地，有驰名中外的“中岳”嵩山、少林寺、中岳庙及汉室三阙等自然、人文景观，每年约有200万人次到此旅游观光，带动了第三产业的发展

7、，已成为当地主耍经济来源。近几年，当地政府更加注重旅游业的发展为旅游资源的开发建没提供全方位的政策、资金优惠，以创建全国旅游名城为发展目标，大大推进了地方经济的发展。（5） 矿产嵩山地区是我国矿产资源比较丰富的地区之一。目前为止先后发现和探明的矿种有40余种：黑色金属铁，有色金属铝、铜、铅、锡，稀有金属镓、锂、铌，贵金属金矿和银矿；特种非金属水晶、云母、石棉；冶金辅助材料熔剂用白云岩、石灰岩、硅石、萤石，叶蜡石；耐火绝热石棉、蛭石、耐火粘土；建材水泥原料用大理石、花岗岩、灰岩、粘土；工艺美术材料玉石；陶瓷玻璃原料石英、长石；能源然料烟煤、无烟煤；药用矿石麦饭石（黑云母斑状石英二长岩）、嵩山药石

8、；矿泉水等。该区所有矿产主要为沉积或变质矿产，其中以煤、铝土矿为主，其次为石灰岩、白云岩、粘土矿、硅石矿、铁矿等，内生矿床少。（6）交通中岳嵩山是我国五岳之一，耸立于河南省中部登封市境内，地理坐标为东经1124411301，北纬34273433，本区交通较发达，有207国道和豫03、豫31省道贯穿全境，同时由禹登高速、郑少高速等多条高速公路通过，为本区经济建设和发展提供了保障。登封市公路总里程606.58km(不含村道85条260.029km)，其中：国道一条39.962km，省道4条117.642km,县道4条78.549km，乡道28条328.388km，专用道11条42.039km。公路

9、网密度49.72公里。（二）区域地层与岩性本区属华北地层区豫西分区嵩箕小区，地层发育比较齐全，太古宙、元古宙和显生宙均有出露。1.太古宇登封群（ARdn）主要分布于登封市君召以北地区，总体上呈近东西向展布，为本区最古老的地层，自下而上分为三个岩组：石牌河组（ARs）,郭家窑组（ARg），老羊沟组（ARl）。宇群组符号厚度(m)岩性太古宇登封群老羊沟组ARl312绢云石英片岩、白云石英片岩和云母片岩郭家窑组ARg857斜长角闪片（麻）岩、黑云斜长片麻岩、上部夹少量云英片岩石牌河组ARs256黑云斜长变粒岩、黑云斜长片麻岩夹斜长角闪片（麻）岩登封群下部为混合杂岩，包括片麻状花岗岩、混合岩和片麻岩，

10、中部以基性-中酸性火山岩为主，上部为浅变质的沉积岩。太古宇“登封群”是园区最古老的地层，为新太古代变质岩，原岩是海底喷发的基性、中基性和部分中酸性火山岩以及海相沉积岩，距今27亿年。在嵩山地区太古宇变质地体中广泛出露TTG和钙碱性花岗岩片麻岩，这种岩系是太古宇地壳的主要组成部分，是了解地球早期地壳成分以及太古宙演化的窗口。 登封群下部为混合杂岩，包括片麻状花岗岩、混合岩和片麻岩，中部以基性-中酸性火山岩为主，上部为浅变质的沉积岩。观测点：嵩阳运动遗址处 时代：太古宇主要岩石岩性：绢云母片岩：颜色：银灰黑色 结构：变晶结构主要矿物成分：云母、绿泥石 构造：层理构造2.元古宇（1）下元古界嵩山群古

11、元古界嵩山群分布于鞍坡山到新密市助泉寺的广大地区，总面积约400km2，构成了嵩山主体群峰。（2）中元古界五佛山群。元古宇为一套滨海浅海相陆源碎屑碳酸盐沉积，当时，该地区处于滨海浅海环境，震旦系为陆相沉积。界群组厚度（m）岩性中元古界五佛山群何家寨组329含叠层石的灰岩、白云岩、紫红色页岩，泥岩页岩、夹薄层石英砂岩，白云岩、白云质灰岩骆驼畔组68厚层石英砂岩，夹砂质页岩含砾砂岩葡萄峪组103紫红色砂质页岩灰黄色砂质页岩马鞍山组175石英砂岩底砾岩兵马沟组575紫红色砾岩、砂砾岩、砂岩夹页岩、页岩下元古界嵩山群花峪组194石英岩，千枚岩，庙坡组395石英岩，片岩五指岭组718石英片岩，石英岩，千

12、枚岩罗汉洞组749厚层状粗粒石英岩，夹薄层绢云母石英片岩、千枚岩灰白色厚层状粗粒石英岩底砾岩元古宙出露的地层为古元古界“嵩山群”，中新元古界“马鞍山群”、“五佛山群”，新元古界震旦系罗圈组剖面。嵩山群上一套低绿片岩相变质岩，与下伏的太古宇登封岩群呈不整合接触，主体为南北向的褶皱带。嵩山群可以揭示华北陆块南部古元古代的大地构造格架、沉积环境以及古元古代晚期华北陆块结晶基底形成方式和过程，即哥伦比亚大陆在什么时候、以何种方式聚合的。“五佛山群”地层普遍发育交错层理、波痕、含叠层石，为研究中元古代后期和新元古代早期的古地理环境提供了地质依据。“罗圈组”沉积了2050米厚的暗紫、灰绿色杂砾岩，是典型的

13、冰川堆积物，为研究元古宙古冰川活动提供了丰富的信息。 距今148亿年的中元古代后期和新元古代早期，嵩山全区沉积了一大套滨海浅海沉积物，称为“五佛山群”。岩性为砾岩，石英砂岩、砂质页岩、白云质灰岩和泥灰岩。五佛山群普遍发育交错层理、波痕、含叠层石。厚1000米。与嵩山群、登封岩群呈角度不整合关系。 距今6.55.8亿年嵩山发生了山岳冰川，沉积了2050米厚的暗紫、灰绿色杂砾岩，称“罗圈组”，是典型的冰川堆积物，平行不整合覆于五佛山群之上。（1）千枚岩（变质岩）：出露嵩亭走向330，500m处山脊上；为下元古界五指岭组岩石。颜色：肉红色 结构：变晶结构主要矿物成分：石英、绢云母 构造：千枚状构造（

14、2）石英岩：主要有石英组成的浅色粒状岩石，一般为快状构造，粒状变晶结构。由砂岩和硅质岩变晶作用重结晶形成，由于石英在温度作用下不易发生变化，在低温至高温的宽广范围内主要引起重结晶作用，所以石英在不同的变质条件下都可以形成。在嵩山地区石英岩分布最为广泛。3.古生界（Pz）出露地层有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系。界系统组符号厚度（m）岩性上古生界二叠系上统石千峰组P2sq600紫红色砂岩，泥质粉砂岩上石盒子组P2s500砂岩，砂质页岩，页岩下统下石盒子组P1x80砂质页岩长石石英砂岩山西组P1s30长石石英砂岩铝质黏土岩，粉砂岩石炭系上统太原组C3t40砂岩、页岩夹煤层铝土页岩，夹黄铁矿结核中统

15、本溪组C2b36石灰岩铝土页岩、砂质页岩紫红色含铁质页岩夹鸡窝状铁矿下古生界奥陶系中统马家沟组O2m92深灰色灰岩灰黄色泥灰岩寒武系上统凤山组3f94白云质灰岩长山组3c52白云质灰岩崮山组3g168灰色白云岩，鲕状白云岩中统张夏组2zh208鲕状灰岩，白云质灰岩徐庄组2x103深灰色白云质灰岩，豹皮状白云质灰岩灰绿色细砂岩毛庄组2m126紫红色砂质页岩，紫色页岩下统馒头组1m35紫红色泥灰岩，灰黄色泥灰岩，页岩辛集组1x110石英砂砾岩，石英砂岩，豹皮状灰岩寒武系为一套砾岩、砂岩、页岩、灰岩、白云岩等组成的滨海浅海相环境的沉积，奥陶系为地台型碳酸沉积，石炭系为地台型海陆交互铝质岩、碳酸盐岩、

16、含煤碎屑岩沉积，二叠系为海陆过渡相含煤碎屑沉积和陆相碎屑沉积。古生代出露的地层为寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系。寒武系，地层发育完整，出露良好，化石丰富，研究最为详细，自下而上分为三统八组，岩性为砾岩、燧石白云岩、泥灰岩、页岩、鲕粒白云岩，含丰富的三叶虫化石。奥陶纪只有中期的沉积，岩性为页岩、砾屑白云岩、灰岩和白云质灰岩，称为马家沟组。石炭系岩性为杂色铝土页岩、鸡窝状赤铁矿、含燧石团块灰岩、钙硅质黏土岩、砂岩夹煤线。二叠系岩性为页岩、砂质页岩、砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩、高岭石黏土岩夹碳质页岩和煤层。含丰富的鳞木、芦木、瓣轮叶、栉羊齿、织羊齿和硅化木等植物化石。砂岩中水平和楔形斜层理发育，常见

17、波浪等沉积构造。 晚古生代分为泥盆纪、石炭纪和二叠纪。嵩山缺失泥盆纪沉积，石炭、二叠纪是华北主要的成煤时期，俗称煤系地层。 石炭系岩性为杂色铝土页岩、鸡窝状赤铁矿、含燧石团块灰岩、钙硅质黏土岩、砂岩夹煤线。石炭纪地层因受基底风化壳地形的控制，厚度变化很大，最厚处86米。平行不整合于寒武系或奥陶系之上。 二叠系岩性为页岩、砂质页岩、砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩、高岭石黏土岩夹碳质页岩和煤层。含丰富的鳞木、芦木、瓣轮叶、栉羊齿、织羊齿和硅化木等植物化石。砂岩中水平和楔形斜层理发育，常见波浪等沉积构造。厚998米，与其下的石炭系为整合接触 嵩山奥陶纪只有中期的沉积，岩性为页岩、砾屑白云岩、灰岩和白云质

18、灰岩，称为马家沟组。经长期剥蚀厚度仅剩92米，与寒武纪地层平行不整合接触。 晚古生代分为泥盆纪、石炭纪和三叠纪。嵩山缺失泥盆纪沉积，石炭、二叠纪是华北主要的成煤时期，俗称煤系地层。石炭系岩性为杂色铝土页岩、鸡窝状赤铁矿、含燧石团块灰岩、钙硅质黏土岩、砂岩夹煤线。石炭纪地层因受基底风化壳地形的控制，厚度变化很大，最厚处86米。平行不整合于寒武系或奥陶系之上。 二叠系岩性为页岩、砂质页岩、砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩、高岭石黏土岩夹碳质页岩和煤层。含丰富的鳞木、芦木、瓣轮叶、栉羊齿、织羊齿和硅化木等植物化石。砂岩中水平和楔形斜层理发育，常见波浪等沉积构造，与其下的石炭系为整合接触。寒武系为一套砾岩、

19、砂岩、页岩、灰岩、白云岩等组成的滨海浅海相环境的沉积，奥陶系为地台型碳酸沉积，石炭系为地台型海陆交互铝质岩、碳酸盐岩、含煤碎屑岩沉积，二叠系为海陆过渡相含煤碎屑沉积和陆相碎屑沉积。该区的主要岩石岩性：（1）、页岩：为黏土岩中固结较强的岩石，局薄层状页理构造，页理主要是鳞片状粘土矿物层层累积、平行排列并压紧而成。常含有石英、长石、白云母等细小矿物碎屑。致密，不透水。可有各种颜色，含有机质者呈黑色，含氧化铁者呈红色，含绿泥石、海绿石等呈绿色。性质柔软，抵抗风化能力弱，在地形上常表现为谷地。古生界页岩主要出露区:十八盘和猴子观海处。（2）、白云质灰岩：颜色：灰色 结构：化学结构 构造：层理构造主要矿

20、物成分：白云石、方解石、黏土矿物主要出露区：石淙会饮处（见图3-4）和十八盘地区（见图3-3）4.中生界（Mz）和新生界(Cz)中生界有三叠系（T），新生界有古近系(E)、新近系(N)和第四系(Q)。界系统群厚度（m）岩性新生界第四系亚黏土，亚砂土，黄土，砂砾新近系泥岩，泥灰岩，砂砾岩古近系长石石英砂岩，泥岩中生界三叠系上统延长群300黄绿页岩紫红色粉砂岩中下统二马营群400长石砂岩，粉砂岩和页岩互层中生代分为三叠、侏罗、白垩三纪，嵩山只沉积了三叠系，缺失侏罗系和白垩系。三叠系划分为三统六组。岩性为粗粒石英砂岩、长石石英砂岩、泥岩、粉砂质泥岩夹碳质页岩、油页岩和煤线。砂岩中斜层理、波痕、雨痕和

21、泥裂发育。厚1195米，与其下的二叠系为整合连续沉积。0.65亿年至今为新生代，分为古近纪、新近纪和第四纪。古近纪只在内陆盆地中沉积了始新世的红色砾岩。含砾砂岩、砂岩和砂质泥岩，厚4351100米，称为“张家村组”，不整合覆于三叠系不同层位之上。 新近纪也只在个别盆地中沉积了中新世的紫红，黄褐色砾岩、粉砂质泥岩和泥岩，厚35米，称“洛阳组“，不整合覆于古近系张家村组之上。 第四系（距今0.026亿年至今）下更新统为灰绿、红、棕红色冰啧泥砾岩。中、上更新统为砾石层、亚砂土、亚黏土、黄土状粉砂质重亚砂土，多钙质结核。全新统为砂砾层、亚砂土、亚黏土。 主要岩石岩性：红色砂砾岩：颜色为紫红色，属孔隙胶

22、结，其中砂的成分主要有：黏土矿物、石英砂、铁质；砾的成分主要有：长石、石英砂岩、泥质岩。另外，砾岩的分选性差，磨圆度不好。三，构造嵩山地区近30亿年的地壳演化历史，可分成太古宙、古元古代、中新元古代及显生宙四大阶段或旋回，每个阶段都有独特的地质事件组合，特别是地壳运动的多幕性，留下多期变形的构造特征，构成各自得构造变形序列，清晰地保存着嵩阳、中岳、少林、加里东、燕山等多个构造运动所造成的角度(或平行)不整合接触界面，特别是嵩阳、中岳、少林等3个形成于前寒武纪的角度不整合界面，代表了三次前寒武纪造陆和造山运动的结果。 三次构造运动遗迹的基本特点 “嵩阳运动”的基本特点 嵩阳运动是发生在太古宙登封

23、岩群沉积以后古元古代嵩山群沉积以前的一次剧烈的地壳运动。嵩山群底砾岩呈角度不整合覆盖在太古宙登封岩群和变质变形侵入体的不同层位和不同构造部位之上。嵩山群底部的砾岩层呈角度不整合覆盖在登封岩群的不同层位和不同构 造部位之上。嵩山运动的界面既是一个不整合面，又是一个古风化面，还是一个受后期构造影响顺嵩山群底面滑脱的构造面。嵩山群与登封岩群的分野，标志着地球发展、演化的一次重大转折，即在太古宙构成的基底上，发育了前所未有、巨厚的陆源碎屑建造系列。 嵩阳运动遗迹示意图（3-1图）产状：走向45 倾向320 倾角32砾岩厚度1.1m石英岩厚度0.58m 砾石长度0.18m 宽度0.08m“中岳运动”的基

24、本特点 中岳运动时发生在元古古代嵩山群沉积之后，中元古代马鞍山群和五佛山群沉积之前的一次剧烈地壳运动。形成了马鞍山群底砾岩不整合覆盖在嵩山群和太古宇的不同层位上。 中岳运动塑造了嵩山群主体近南北向的构造形态。整个嵩山群协调地形成了一系列走向近南北、轴面向西斜、向东倒转的紧闭的、复式背、向斜，形成一幅幅复杂、协调、优美的构造图象。 “少林运动”基本特点 少林运动是发生在晚前寒武世末的一次构造运动。华北古陆块的广大地域内，震旦系与寒武系之间曾出现短期的沉积间断，在嵩山地区寒武纪底部的砂、砾岩层呈角度不整合超覆于中元古界五佛山群、马鞍山群、古元古界嵩山群和太古宇登封岩群的不同层位之上。少林运动在嵩山

25、地区最突出的表现是马杏垣院士研究发现并创立的重力滑动构造体系蔚为壮观、多姿多彩。 “嵩阳运动”、“中岳运动”、“少林运动”三次剧烈地壳运动所保留的角度不整合界面遗迹世所罕见，是研究前寒武系沉积建造受运动影响积压变质、褶皱造山、剥蚀夷平等过程乃至地壳演化规律的良好场所。嵩山地区以中岳运动界面即五佛山群与嵩山群之间的不整合面为标志可划分为基底构造和盖层构造两大部分。界面以下的岩层，包括新太古代登封岩群、新太古代晚期片麻岩、古元古代早期岩浆岩以及古元古代嵩山群，这些岩层在嵩阳运动和中岳运动的作用下发生了强烈的变形，这种构造变形主要是地壳中深一中浅层次的塑性流变，韧性剪切和强烈褶皱。其应力方向是东西向

26、的，形成的构造如直立或倒转的复背斜、复向斜、断裂，其轴线都是近南北向的中岳运动界面以上是嵩山地区的沉积盖层，它们受少林运动和燕山运动的影响，发生了一系列褶皱和断裂，但这种构造作用都是在地壳浅表环境下发生的，形成的褶皱比较宽缓，断裂也是脆性的。这时的应力以南北方向为主，所以主构造线都是东西向的。 1.断裂构造：断层与节理皆属断裂构造，是岩石的脆性变形，而且断层往往是由节理进一步发展而成的，就力学成因来说，它们并无差别。但断层规模较大，断层面发生明显的位移，某些规模较大的断层控制着两侧的差异沉积作用和构造变动。有时甚至分隔着两个不同的大地构造单元。节理是沿断裂面两侧的岩块没有发生明显位移的断裂构造

27、。它是岩石受力而产生的裂隙，按力学成因分类可分为张节理和剪节理。（1）、断层：玉皇庙断层（正断层）： 玉皇庙断层示意图（3-2图）断层面产状：走向：263 倾向：342 倾角：44该断层破碎带长约59.8m，断层面左侧为古近系红色砂砾岩，产状近乎水平，砾石棱角明显，磨圆度不好，各层分选度不同，砾岩大小混杂，大多为石英砂岩。断层最上部是第四系的沉积物，它与花岗岩的接触关系是沉积接触关系。花岗岩与石英岩的接触关系是侵入接触关系，二者之间有过渡带，花岗岩较为破碎。十八盘断层（正断层）： 十八盘断层示意图（3-3图）断层面产状：走向:248 倾向：336 倾角：72断层下盘产状：走向203 倾向：35

28、3 倾角：14石淙河断层示意图（3-4图）断层面产状：走向：238 倾向：332 倾角：63页岩产状： 走向：270 倾向：353 倾角：18飞来峰断层示意图（3-5图）此处存在背斜，结构为碎裂结构，石英岩为等粒变晶结构。(2)、节理： 中岳庙后沟背斜上节理：中岳庙后沟背斜上节理示意图（3-6图）该处背斜上可观察到两种不同的节理，上部的裂缝多具张开裂口，产状不稳定，是受张压力作用张节理。下部裂缝产状稳定具紧闭的裂口，是岩石在剪切压力作用下产生的剪节理。 石秤及岩株上的节理：石秤手球状风化，因各种矿物的热胀系数不同，温度变化易引起岩石破裂，另外它的重要矿物成分长石易风化，促使节理形成。其岩株商界

29、里成因与此类似。 鸡鸣山上节理：此处节理在下寒武统辛集组砂砾岩上表现为砾石裂开，表明形成此节理魏挤压力，因为拉张力形成地节理会绕开砾石。（3）褶皱岩石的弯曲现象称为褶皱。包括向斜和背斜。岩石在构造运动作用下，或者说在低应力作用下，改变了岩层的原始产状，不仅使岩层发生倾斜，而且大多数形成各式各样的弯曲。褶皱是岩层塑性变形的结果，是地壳中广泛发育的地质构造的基本形态之一。褶皱的基本组成部分包括：核，褶皱的中心部位；翼，泛指核部两侧比较平直的部分；轴迹褶皱面从一翼过渡到另一翼时出露的轴部；枢纽同一褶皱面上最大弯曲点的连线；轴面，各相邻褶皱面的枢纽联成的面，可以是平面，也可以是不规则的曲面，轴面与地面

30、或其他面的交线称为该面上的轴迹；轴，想的圆柱状褶皱可以由一条平行其自身移动而描绘出该褶皱面弯曲形态的直线，这一直线又称为褶轴。褶轴只是具有表明几何方位意义的线段，圆柱状褶皱的枢纽方向代表了褶轴的方向。非圆柱状褶皱可有枢纽线而没有统一的褶轴，只有把它分解成许多近似圆柱状褶皱的区段，才可分别确定其褶轴；脊线和槽线， 在横剖面上褶皱面的最高点称为脊，同一褶皱面上脊的连线称为脊线；反之，褶皱面在剖面上的最低点称槽，同一褶皱面上槽的连线称为槽线。本区总体构造，其特点大致有以下两个方面： 连续的褶皱构造：大致沿东西方向分布有府店向斜，登封大背斜，颖阳石道向斜，箕山背斜。 区域性大断裂：这组区域性大断裂大致

31、沿北西方向，分布有唐窑中岳庙断层，五指岭断层，这两个断层具有反扭性，将登封大背斜截为三段 5月22号上午，我们在王老师的带领下来到中岳庙后山上，观察了登封大背斜（如图3-6）。该背斜为倾斜背斜，两翼倾角不等：左翼约23右翼约45。宽约230米，高约75米。褶曲节理发育，岩性为石英岩，形成于中元古代。北翼地层出露较完整。四 岩浆活动 嵩山地区岩浆岩主要为嵩阳期、中岳期构造运动伴随的岩浆活动。新太古代喷出岩，岩浆成分以基性为主，后期部分呈中酸性。初期喷发方式是溢流，以后渐变为喷发和爆发。所有喷出都是在海底环境下进行的。这些喷出岩经过以后多次构造运动的作用，已经变成了各种片状岩石，如糜棱岩、杏仁状斜

32、长角闪片岩、构造片岩等，喷发年龄约在27亿年前后。 新太古代晚期侵入岩，这期岩浆活动是嵩山地区规模最大的一次，分布非常广泛，约占整个新太古代岩石出露面积的90%。岩浆以酸性为主，中性及基性较少。岩浆岩形成于地表下3千米的深处，属深成岩，岩性以花岗岩为主，闪长岩次之，有少量辉长岩。这些岩石经强烈的变质变形，由块状岩石变成了片麻岩。同位素测定其侵入时代约在距今2625亿年间。 嵩山地区内的太古宙属海底基性岩浆喷发作用和中基酸性岩浆侵入作用共同构成的花岗绿岩系，受多期构造影响已经发生中深变质，变质程度达角闪岩相。 古元古代早期侵入岩，这次岩浆活动规模不大却比较复杂，最早的是大量伟晶岩脉，接着上辉长辉

33、绿岩、辉绿岩岩墙，最后是钾长花岗岩侵入体。上述岩石均遭受不同程度的变质变形作用，已强烈片理化，部分已成为糜棱岩。同位素测定其侵入时代在距今2321亿年间。 中元古代早期侵入岩：是嵩山地区最后一次岩浆活动，先是碱性花岗岩侵入，形成了石秤、白家寨两个较大的钾长花岗岩体。石称花岗岩体出露面积约70km2，侵入到太古宙岩石和嵩山群中；白家寨花岗岩出露约4km2，被马鞍山群不整合覆盖。其它均沿构造裂隙贯入，形成岩脉或岩墙。同位素测定岩体年龄为1816亿年。该期岩浆岩的岩石学、岩石地球化学及其展布特征等反映了经过中岳运动结束，嵩山从此结束了岩浆活动的历史。 元古宙的滨海浅海沉积岩仅遭受浅变质，为低绿片岩相

34、。 1.石秤花岗岩：登封石西南石秤地区是重要的花岗岩出露区，该出露区东西长15km，南北宽3.5km，面积约为35k，其产状为岩株，其中秤砣高2.86m，周长12.10m，节理为构造节理。花岗岩的主要矿物成分：石英、正长石、斜长石，次要矿物成分：云母，颜色：土黄色，结构：中粒似斑状结构，构造：块状构造。秤砣形成原因：化学风化和温差风化作用，其东南部风化较西北部严重。玉皇庙村西我们看到的花岗岩和石秤花岗岩是同一时代的岩石，它与下元古宇是侵入接触关系，中间过渡带为灰白色石英岩，在接触带围岩发生变化，是岩浆高温作用促使铁锰氧化，在侵入体中俘虏体。（2） 辉绿岩：一种基性浅成侵入岩。深灰、灰黑色。主要

35、由辉石和基性长石（与辉长岩成分相当的浅成岩类）组成，含少量橄榄石、黑云母、石英、磷灰石、磁铁矿、钛铁矿等。基性斜长石常蚀变为钠长石、黝帘石、绿帘石和高岭石；辉石常蚀变为绿泥石、角闪石和碳酸盐类矿物。因绿泥石的颜色而整体常呈灰绿色。辉绿岩为深源玄武质岩浆向地壳浅部侵入结晶形成，常呈岩脉、岩墙、岩床或充填于玄武岩火山口中的岩株状产出。辉绿岩跟辉长岩的成分差不多，但它形成得比较浅，不像辉长岩那样深。根据含有的不同成分，有多种。如含石英多的叫作石英辉绿岩；含沸石、正长石等的，称碱性辉绿岩等。辉绿岩是上等建筑材料。辉绿岩为深源玄武质岩浆向地壳浅部侵入结晶形成，常呈岩脉、岩墙、岩床或充填于玄武岩火山口中的

36、岩株状产出。按次要矿物的不同，可分为橄榄辉绿岩、石英辉绿岩等。可做建筑石材或工艺石料，是铸石原料。质地均匀、无裂纹者可做石材原料，细粒者尤佳。如贵州的“罗甸绿”、浙江临海的“孔雀绿”、河南的“五龙青”、“菊花青”均属此类矿床。 寡妇桥北50m处沟谷内辉绿岩墙示意图（4-1图）其中辉绿岩墙宽37.1m,斜高14m，坡度为38,高约8.4m。(3)岩脉穿插现象：位于寡妇桥北50m处沟谷内辉绿岩墙岩脉穿插现象：形成原因：形成较早的登封群花岗岩因受岩浆喷发作用而裂开，辉绿岩岩浆对裂缝进行填充，形成岩脉穿插现象。五 地质发展史 根据嵩山世界地质公园内“五代同堂”的地层层序和构造运动遗迹的基本特征，按照地

37、质科学的原理，科研追溯出嵩山形成的过程和发展、演化的景象，地球发展的早期阶段，表面被水包裹着。 嵩山在距今约30亿年的时候，已经有了小块的陆核存在，它具体位置可能在嵩山以西不远处。而这时嵩山地区应该是一片汪洋。 大约在距今27亿年时，由于地壳拉伸，在那时陆核东部边缘的海洋中产生了一个南北向裂谷。裂谷中发生了多次的火山喷发，初期是基性岩浆的海底火山溢流，中期喷发活动逐渐向酸性转化，后期火山基本停止，裂谷中的沉积物以海相运动分为三幕，第一幕洋陆碰撞作用，洋壳自东向西俯冲，陆壳自西向东推覆，使上述陆缘裂谷闭合。伴随俯冲，大规模花岗岩岩浆上侵。已经成岩的登封岩群发生了强烈的韧性剪切变形，局部发生了固态

38、塑性流变变形和角闪岩相变质。这次碰撞，使嵩山地区地壳进一步加厚并快速隆升。 进入古元古代嵩阳运动开始第二幕，陆壳的推覆强度已经减弱。这期间约在距今2321亿年间，曾发生过一次较强的推覆作用和热液活动，有大量伟晶岩脉侵入。第三幕主要表现在辉绿岩石墙群和钾长花岗岩的上侵。嵩阳运动使嵩山古老的基底花岗岩绿岩体完全固结，陆核也得到了大范围的增生。 嵩阳运动使嵩山及其周边地区第一次成为陆地并遭受了较长时期的风化剥蚀。大约在距今2118亿年时，原来已经闭合的裂谷，再次开裂。形成了一个新的海槽。嵩山地区第二次成为海洋。在这个海槽里，沉积了从陆地上搬运来的大量物质，这些沉积岩就是我们前面提到的嵩山群。 古元古

39、代末，即距今18亿年时，嵩山地区发生了中岳运动，使海槽迅速闭合，嵩山地区第二次成为陆地。这次运动使已经形成的所有岩层再次受到改造，发生了比嵩阳运动更为强烈的褶皱和变形，但变质程度普遍不高。这次运动使华北各陆块拼合在一起，形成了华北统一古陆块。 中元古代早期，即距今1816亿年时，嵩山地区产生了一些东西向张裂带，嵩山的石称，白家寨等地沿张裂带侵入了一系列花岗岩体和辉绿岩墙。这次岩浆活动是嵩山地区的最后一次，从此嵩山再没有发生过岩浆热事件。 中岳运动之后，嵩山地区又经历了长时间的剥蚀。嵩山的第二次陆地状态保持了7亿年，缺少沉积。只在地质公园以西的兵马沟一带有河流相沉积。 距今11亿年时，嵩山地区开

40、始沉降，在华北陆块之前形成了一个盆地，叫前陆盆地，嵩山地区第三次被水淹没。前陆盆地的沉积中心在嵩山西北佛光少林寺一带，沉积了五佛山群。 距今8亿年时，少林运动开始起动。少林运动是一次以垂直升降作用为主的造陆运动，嵩山地区又一次抬升，第三次成陆，受到风化剥蚀。各处抬升的速度和幅度不一样，盆地南部比北部抬升较快，幅度相对较大，在抬升过程中，岩层向北斜的角度加大，尚未完全固结或刚刚固结成岩的五佛山群岩层内部重力失衡，沿内部软层发生破裂，并自南向北滑动，形成了嵩山地区独具特色的重力滑动构造。滑动留下的大量遗迹，为世界所罕见。 距今6.1亿年以后，全球气候变冷，嵩山地区也发生了冰川活动，属于大陆冰川。遗

41、留下的冰川堆积物，是一种泥砾混杂的特殊沉积物，称罗圈组。 经受了少林运动以来2.57亿年的风化剥蚀，嵩山一带乃至华北古陆几乎被夷为平地。距今5.43亿年时，来自南方的海水慢慢向北推进，揭开了地质史上新的一页古生代。海水从东南和西南两个方向向华北古陆推进，淹没了嵩山地区，嵩山第四次成为海洋。到距今4.9亿年的寒武纪末，海水全部离开了嵩山地区，这里第四次成为陆地，属于熊耳古陆的一部分。嵩山地区的地形，也由寒武纪开始时的北高南低，变为南高北低了。距今4.55亿年的中奥陶纪末，受加里东运动的影响，华北海的海水向东北方向陆续退走，华北大部分地区上升成为陆地，嵩山地区第五次成陆。这一次陆地环境保持了1.3

42、5亿年，缺失了上奥陶系、志留系、泥盆系、下石炭系的沉积，连刚刚沉积的马家沟灰炭岩也多数被剥蚀，在嵩山只剩下了90余米的厚度。剥蚀面上形成了红土风化壳和岩溶地貌。 到了距今3.2亿年的晚石炭纪，海水从东北方向再次向嵩山地区淹来，嵩山地区第六次成为海域。 距今2.35亿年，地质时代进入二叠纪。二叠纪嵩山地区是一个海湾，处于海平面上下频繁波动的潮坪或宽阔平坦的滨海平原环境。 二叠纪末期，嵩山地区受华力西运动影响抬升，海水向东南方向退出，海退后的滨海浅滩上发育了大型海滨淡水湖泊。盆地渐渐缩小以至闭塞，气候也转为炎热干旱。嵩山第六次成为陆地，从此结束了海洋的历史。 进入中生代的三叠纪，嵩山地区大部分是陆

43、地，三叠纪末，印支运动使嵩山地区继续抬升，那几个可怜的小湖泊也消失了。抬升状态延续了1.48亿年，缺失了侏罗纪、白垩纪的沉积。虽然没有沉积，但却并不平静，白垩纪时，嵩山经受了燕山运动的强力改造，燕山运动以强烈的褶皱作用和断块作用为特征，使嵩山三叠纪以前的地层都发生了轴向近东西的褶皱，形成了嵩山复背斜和大金店复向斜。三组不同方向的断裂又对这些褶皱进行了再次的改造。 燕山运动时嵩山最成功的雕塑师，我们今天看到的嵩山山岳河流外貌，就是燕山运动定型的。经过燕山运动，嵩山高高隆起，称为“嵩箕高地”，在它的周围形成一些山间断陷盆地。这些盆地所处环境不同，新生代的沉积也各具特色。 古近纪（距今6500-2330万年），嵩山气候干热，南麓的大金店盆地里时有干涸，只有始新世的河流，湖泊相沉积。 新近纪（距今2330260万年）前期，大金店盆地又开始有了沉积，开始为紫红色山麓堆积的砾岩，逐渐变为湖泊相的沉积。 大约在距今200万年后，嵩山和整个北半球一样气候变冷，降雪量大增，发生了固体河流冰川活动。这次冰川活动相当于我国北方的朝阳冰期和南方的鄱阳冰期。 冰期过后，气候渐渐湿润炎热，或干湿交替，有利于生物繁衍，软体动物双壳类十分繁盛，古菱齿象和安氏鸵鸟沉稳地在草原上散步。这一时期沉积的黄土，为全新世人类的繁衍