华北地层区.doc

华北地层区
地壳构造及古地理演化分析
专业：地质工程 学号：201411599 姓名：任亚平
韩城实习区域，主要出露地层由老到新依次有太古界涑水群、元古界震旦系、古生界的寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系和第四系。实习期出露地层见下表：
实习区出露地层一览表

系

统

群（组）

厚 度

岩性描述

第四系Q
全新统（Q）

厚度0--20m

为近代冲积和坡积物，多分布于沟谷及两侧地段
更新统（Q）

厚度0--100m不等。

为砂土、亚砂土、亚粘土组成，俗称“黄土”

三叠系T

下统T

和尚沟组

厚度约120m
岩石主要为朱红色具团块构造的砂质泥岩或粉砂岩，中夹薄层灰绿色砂岩。含钙质结核，
含εetheria（叶肢介）化石。

刘家沟组
厚度约150m
岩性以淡红色中厚层细——中粒砂岩为主，夹泥岩及粉砂岩薄层，具有水平及波状斜层理，层面常见龟裂和波痕，含εetheria（叶肢介）化石，

二叠系P

上统P

石千峰组

一般厚度220m左右
该组分布于井田的中深部，该组属于陆相碎屑岩建造，下部及中部则以厚层灰绿色、灰色砂岩为主，与一套暗紫色砂质泥岩、粉砂岩互层，其宏观特征明显易于辨别。底部普遍有一层灰白色灰绿色中粗粒砂岩，厚达30--50m，含石英砾石和泥岩包体多，成分以石英、长石为主，含暗色矿物，颗粒分选不好，硅泥质胶结，致密坚硬，大型直线斜层理发育，为典型的河床相沉积，地表露头多以悬崖峭壁出现。其上部以猪肝色泥岩、薄层状，含钙质结核及薄层石膏，水平层理发育，显示了干燥内陆闭塞湖泊相沉积的特点，在该层泥岩之下，普遍发育有2--3层浅灰色泥灰岩，外观极明显。

上石盒组

一般厚度300m左右
区内浅中部露头均有出露，包括过去划分的上下石盒子组地层，本组地层由一套陆相杂色碎屑岩组成，说明当时气候已经明显趋于干燥，其中以灰绿、黄绿、紫杂色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩互层为主，中间夹中细粒砂岩及含砾砂岩。本组底部为一层10多米厚的灰白色厚层状中粗粒砂岩，含砾石及泥岩包体，分选性和磨圆度差，层位稳定，普遍有沉积，斜层理发育，是典型的河床相沉积，其上有一层10m左右紫杂色泥岩或砂质泥岩，含大量的铁质鲕粒，团块状构造，在全区为一明显的标志层（K）。本组也含有植物化石

下统P

下石盒组

厚度17.56--70.18m不等，一般40—50m左右
本组为陆相沉积，。中下部夹黑色泥岩，色深，上部有紫杂色砂质泥岩或泥岩，含铁质鲕粒。砂岩较山西组砂岩复杂，重矿物增多，砂粒磨圆度较差，为钙制或泥质胶结，粉砂岩主要为粉砂质石英或硅质碎屑组成，其次为粘土质，它们主要为胶结物，常为条带状分布，构成岩石的层状构造，具斜波状、波状、水平层理。本组植物化石十分发育
山西组

厚度19.85--74.85m，一般厚45—55m
本组为纯陆相沉积，为井田主要含煤岩系，。岩性主要为硬砂质砂岩及石英硬砂岩，其次为粘土泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，上中部夹2、3号煤层，其中3号煤层为主要可采煤层。本组底部为石英硬砂岩，中厚--厚层状，中细粒结构为主，局部有粗粒，灰色，主要成分由石英、燧石组成，其次为长石，并含大量的泥质和炭质物岩屑，它们多为条带状或不规则状，常形成层理，含大量的就白云母和黄铁矿结核。胶结物多为泥质，也有钙质。
硬砂质砂岩分别为2、3号煤层的顶板，一般为灰色，主要成分为石英、长石及石英岩屑，其次含较多的炭质和泥质物碎屑，暗色矿物少量，层面含大量的白云母，胶结物多为泥质胶结，也有钙质胶结，该层具有明显的斜层理，也有断续水平层理。
上述砂岩之间所夹粉砂岩，一般颜色较深，成分复杂，由石英、岩屑组成，含炭质，具有缓波状及水平层理，沿层面有大量植物碎屑分布。粘土岩多为煤层底板，层理不明显，团块状，含植物根化石，煤层顶板多为灰黑色砂质泥岩，含大量植物叶化石。

石炭系C

上统C

太原组

厚度26--86.85m，一般厚50—60m
本井田主要含煤地层，海陆交互相沉积，。本组含5-1、5-2、6、7、8、9、10、11、11号之下的煤层，其中5-1、11号为主要的可采煤层，其它煤层均不可采，或出现零星可采见煤点。岩性主要为灰黑色、黑色泥岩、粉砂岩、煤层及石英砂岩等。石灰岩及粉砂岩、砂质泥岩中含丰富的动植物化石。

中统C

本溪

厚度0--30.48m不等，一般厚度12m左右
本组底部为粘土泥岩（K）（或铝土矿层），含铁质结核及灰岩碎块。其上为灰白色石英砾岩，风化后表面是褐红色，石英砾岩沿走向和倾向可相变为石英砂岩，以至没有沉积。泻湖海湾相沉积的砂质泥岩及透镜状石灰岩位于本组的上部，产丰富的海相动物化石。海相层的上下主要为泥岩、砂质泥岩，尚有粉砂岩夹不稳定的煤线，产丰富的植物化石。区内本组。因受沉积基底奥陶系灰岩顶面古侵蚀地形的控制，故沉积厚度在区内颇不均衡

奥陶系O

中统O

峰峰组

厚度48--127m，一班83m左右。

上部以深灰色厚层状石灰岩为主，分布不普遍，隐晶--微晶结构，质地较均匀，致密、坚硬、性脆，局部显豹斑构造。溶蚀裂隙发育且被方解石、黄铁矿充填，溶孔及溶洞多被泥砂岩充填；下部为泥质灰岩、泥质白云岩互层，中--薄层状，褐灰--深灰色，局部呈玫瑰红色，质地不均匀，多夹炭质、铝质泥岩薄层，含黄铁矿团块及同生角砾，显示花斑状，裂隙较发育，并有充填型小溶洞及溶孔，

上马家沟组

厚度110--190m，一般160m左右。
上部以白云岩为主，深灰色，中--厚层状，下部以互不等厚的泥灰岩与白云质灰岩互层为主，褐灰色，中--薄层状。含燧石团块及同生角砾，见大量缝合线，局部含鲕粒及纤维状石膏，溶蚀裂隙、溶孔发育，
下马家沟组

厚度55—103m，一般82m左右。
白云质灰岩，泥灰岩，中夹石灰岩层，中--厚层状，质地不均。上部常见鸟眼构造，方解石斑晶及大量缝合线。下部夹多层微薄层纤维状石膏及泥岩，并含大量同生角砾，有的似竹叶状。溶蚀裂隙较发育，有的被方解石、石膏充填。底部为厚0.3--0.5m的含砾石英中粗粒砂岩，呈一间断面。

下统
O

亮甲山组

厚度42—63m，一般52m左右。

主要为燧石条带白云岩，岩性为黄色、浅灰色，中--厚层状，质地不均，上部为含灰质夹2--3层2—3m厚的烟灰乳白色燧石条带，下部含泥质及燧石结核、团块，层面极不平整，局部为硅质白云岩，致密坚硬。垂直裂隙发育，被方解石充填。

冶里组

厚度40--70m，一般45m左右
以白云岩、灰质白云岩为主，橘黄--深灰色，中--厚层状，微细晶结构，质地不均，但较致密坚硬。下部含泥质成分高，夹数层0.1--0.3m的竹叶状白云岩。局部见垂直溶蚀裂隙和椭圆形溶蚀小晶洞。

寒武系€
中下统（€）

厚度不详。
仅出露于象山北侧的灰沟。岩性为红色板状泥岩及深灰色厚层鲕状灰岩，
前震旦系

涑水群

出露韩城象山、杨山庄、禹门口一带，厚度不详。
系太古代的产物，为井田最古老的基底岩层。岩性为肉红色眼球状花岗片麻岩，含磁铁矿石英岩脉。井田内原在象山北侧灰沟有零星出露，现已被采石场废渣掩盖。

一、地层情况
1、前寒武系
  太华群和涑水群是陕西已知最老地层,前者出露于汾渭分区的渭河小区和豫西分区的金堆城小区,后者仅分布在陕甘宁盆缘分区的铜川—韩城小区部分地段。
  太华群的可见厚度达5000余米,其层序划分尚有争议。下太华群以混合化黑云斜长片麻岩和条带状混合岩为主,夹斜长角闪岩、变粒岩等,产脉金,厚度超过千米。中太华群由长石石英岩、黑云(角闪)斜长片麻岩及少量石墨大理岩、石墨片岩、斜长角闪岩组成,厚200～650米,为该群标志层。上太华群以黑云(角闪)斜长片麻岩为主,夹斜长角闪岩、混合片麻岩、混合岩、变粒岩及少量麻粒岩、磁铁石英岩,厚1900～3870米,为铁的赋存层位。上群所测铀—铅法同位素年龄值为2301～2411百万年,可划入晚太古代。其北的涑水群,工作程度甚浅,主要由混合花岗片麻岩、混合片岩麻和混合岩组成。
  下中元古界铁铜沟组,亦分布在渭河、金堆城小区,主要由含白云母石英岩组成,岩性变化不大,但从南西往北东向有由薄变厚的趋势,厚315～2850米,与太华群呈不整合接触。分布在金堆城和陇县—永寿小区的中元古界地层有三套:第一套为熊耳群,主要由变质玄武岩、安山岩组成,夹变质流纹岩、英安岩等,局部见粗面岩及火山碎屑岩,厚1129～4376米,与下伏铁铜沟组或太华群呈不整合接触。其顶部铀一铅法同位素年龄值为1545百万年。第二套山河组,由石英砂岩夹粉沙或泥质板岩、白云岩一组成,层厚100～3920米,与下伏地层呈平行不整合或不整合接触;该地层化石,下部含微古植物Trachysphaeridium in-crassatum等,中部产叠层石Kussiella tuanshaziensis等。下部板岩铷一锶等时线年龄值为1394±43百万年。第三套由隐藻白云岩、内碎屑或沙屑白云岩夹泥沙质板岩组成,厚432～2211米,与下伏地层呈不整合接触,富含叠层石,下部(龙家园组和巡检司组)有Pseudogym-nosolen mopanyuensis等近十种,上部(杜关组和冯家湾组)则含Chihsienella chihsienensis等五种。
  未分上元古界的石北沟组分布在洛南境内的金堆城小区,但石门以西地段缺失,厚16～4000米,由黑色炭、硅质岩组成,上部含微古植物化石Trachysphaeridium rude,T.hyal-inum等,铷一锶等时线年龄值为902±48百万年,与下伏地层为平行不整合接触。区内震旦系很不发育,仅见下统罗圈组,上统缺失,出露于金堆城、陇县一永寿小区局部地段。罗圈组下部由冰碛砾岩、冰水泥积的含砾板岩组成,上部则为滨海相沙页岩,厚度变化大,为1～800米,与下伏地层呈平行不整合接触。上部板岩中见微古植物化石,铷一锶法等时线年龄值为722.3±5百万年。
2、下古生界
  寒武系地层分布广泛,但以金堆城小区发育最完整,陇县一永寿小区则缺上统的中上部层位。下统以杂色白云质灰岩和白云岩为主,下部见含磷碎屑岩,厚度50～300米,洛南孤山村一带达1209米,三叶虫化石主要有Bergeroniellus,Redlichia等。中统的下中部为杂色沙页岩,上部为鲕状、竹叶状灰岩和白云岩,厚50～775米,见Shantungaspis,Sunaspis等三叶虫化石。上统由具竹叶状、角砾状构造的白云岩组成,厚164～1200米,产Blackwelderia等三叶虫化石。与震旦系呈平行不整合接触。
  奥陶系以下统分布最广,上统仅见于陕甘宁盆缘分区的富平县以西地段,与寒武系呈整合接触。下统为白云岩和泥质灰岩,上部夹豹皮状灰岩,为优质水泥灰岩,厚28～800米,生物化石有Ellesmeroceras,Koraispns等。上统为碳酸盐岩和碎屑岩,其东西向岩性变化较大,由东往西下部由灰岩(局部夹凝灰岩)渐变为黑色页岩,上部则由灰岩夹页岩变为沙页岩夹灰岩(局部夹凝灰岩),厚度300～2680米,东、西部薄,中部厚;生物化石丰富,下部由下而上可建立Glyptogr. Tereti usculus带等五个笔石带,并见有介壳类化石,上部则有Favistella,He-liolite s等多种化石。
  华北区自奥陶纪末海水全部退出,致使缺失志留系及上古生界的泥盆系、下石炭统等地层。
3、上古生界
  自中石炭世中期后,华北区在长期剥蚀后再次遭受来自东部的海侵,形成石炭系中统上部、上统地层。中统上部为泥岩、砂岩夹灰岩及煤层,底部有粘土(铝土)页岩及沙砾岩,含蜒类Fusulina,植物Neuropteris gigantea等化石,厚仅2～27米,与奥陶系呈平行不整合关系。上统为泥岩、砂岩和粉岩,夹灰岩和煤层,见有蜒类、腕足类及早期华夏植物群化石,厚12～90米,所见石炭系主要分布在北部陕甘宁盆地分区、陕甘宁盆缘分区的铜川-韩城小区。
  二叠系下统分布范围同石炭系,上统扩大至陇县—永寿小区。下统下部为深灰色粉、细砂岩夹泥岩和煤层,上部为黄色、绿褐色粉砂岩、泥岩夹砂岩,总厚度55～174米,富含中期华夏植物群的A期组合和B期组合植物化石,与石炭系多呈整合接触。上统由灰绿色、紫杂色砂岩、粉砂岩夹泥岩及粗砂岩组成,厚320～465米,产晚期华夏植物群化石及孢粉。
4、中生界
  中生代,随着陕甘宁内陆河湖盆地的基本形成,地层以内陆盆地型为主。三叠系下统为紫红、灰色砂岩、泥岩,厚340余米。西南部岐山、麟游等地有海相夹层,产早三叠世瓣鳃类化石Eumorphofis mulJPGorsis等。中统下部为紫灰、黄绿色细砂岩、粉砂质泥岩夹页岩,在神木、府谷一带见中国肯氏兽动物群的Shansisuchus Kuyeheensis等化石;上部为黄绿、灰黑、灰绿色细砂岩、页岩、油页岩、粉砂岩等,含延长植物群Annalepis-Tongchuanophyllum组合,并以节蕨类某些种占优势,也有石松类和种子蕨等植物化石,层厚达1200余米。上统为灰绿色砂岩、粉砂岩、灰黑色泥岩。含煤和石油,厚600余米。生物化石丰富,主要为延长植物群的Danacopsis-Bemoullia组合,并以蕨类、真蕨类某些种占优势,种子蕨也居重要地位,另外还见有不少瓣鳃类化石。
  省内地层自侏罗纪始只划为西北、西南二大地层区,为贯穿地层叙述的连续性,仍按三区格式描述,仅加注明而已。
  西北区陕甘宁盆地分区侏罗系发育,下统以紫红色泥岩为主,局部为砂岩、砾岩及杂色泥岩,厚仅数米至百余米,含煤和石油,与上三叠统之间有沉积间断,植物化石以银杏类某些种居优势。中统为沙砾岩、砂岩、页岩、油页岩和泥灰岩,厚600米,含煤和石油,富含植物化石,有Ginkgoite sibirica等7种,还见有瓣鳃类、鱼及介形虫化石。上统为棕、紫色砾岩、巨砾岩夹砂岩、粉砂岩,化石少见。层厚达1174米。
  白垩系亦分布于盆地区内,但仅见下统,其下部为紫杂色砾岩、长石砂岩、粉砂质泥岩及页岩,上部则为橘红色细砂岩、粉砂岩,总厚度1020米,下统生物化石丰富,见有植物、介形虫类、鱼类和瓣鳃类多门类化石。
5、新生界
  陕西新生界主要发育在秦岭以北地区,第三系以陕甘宁、汾渭分区发育最佳。下第三系为紫红、棕红色泥岩、砂岩及砾岩,厚1200～2000米。古新统仅见于洛南石门盆地,由一套河湖相棕色泥岩、沙质泥岩和沙砾岩互层构成,厚170余米,含脊椎动物化石Linnania sp.等。始新统和渐新统均以汾渭分区最发育。始新统为河湖相紫红色泥岩夹灰黄绿色砂岩,底部见砾岩,厚166～820米,产脊椎动物化石Breviodon sp.等,夹建材粘土,层厚可达1045米。渐新统下部为河湖相灰白色砂岩夹棕红色泥岩,厚43～785米,含哺乳动物化石Sia-nodon bahoensis等,上部由灰白色含砾粗砂岩、沙砾岩与含砾泥岩互层组成,厚401米,含轮藻类化石Tectochara等。
  上第三系以汾渭分区和洛南盆地发育最好,由红色、棕色粘土、沙质粘土夹砾岩层构成,厚1200米。汾渭分区中新统为河湖相棕红色砂岩与沙质泥岩互层,厚432米,局部地段呈沼泽相,由泥岩、炭质岩夹煤线组成,厚可达641米;产Listriodon lishanensis等多种哺乳动物化石,为山旺及通古尔动物群的典型分子。洛南盆地中新统以河流相砂岩、沙砾岩、砾岩为主,厚48～885米,未见化石。上新统在陕甘宁、汾渭分区分布很广,为一套河湖相或河流相的棕红、棕黄色泥岩、沙质泥岩、粘土岩及灰白色砂岩,底部见沙砾岩,局部地段还含有钙质结核、石膏等,厚19～340米;地层中富含Dicerorhinus orientalis等多种哺乳动物化石,且均为上新世三趾马动物群的典型分子,陕西其它上新统几乎都有此类化石分布。
  陕甘宁、汾渭分区是第四系最发育的地区,其下更新统下部由河湖相粘土、沙质粘土、沙砾石层及冰碛砾石、块砾层(郭家岭冰碛层)组成;上部则由风成黄土(午城黄土)、黄土状沙质粘土及冰碛石层(公王岭冰碛层)组成,下上部总厚度2～395米,地层中富含沋河和阳郭—涝池河哺乳动物群化石,主要有Archidiskodon youheensis,Mimomys youheenisis等多种化石,均属早更新世泥河湾动物群典型分子。洛南盆地的下更新统,由沙砾岩层、含钙质结核的粘质沙土组成,局部见冰碛泥砾层。
  中更新统由风成黄土状粘质沙土和黄土状粉沙土组成,夹钙质结核层、褐红色古土壤层,后者常作标志层处理,厚16～136米,该层总称离石黄土。中更新统底部有冲积、洪积形成的沙砾石层,局部还见湖泊相沙质粘土、沙及沙砾石层,所以二分性清楚。洛南盆地的中更新统,下部为冰碛砾层(嘴头冰碛层),上部为沙质粘土、黄土状粉沙土夹古土壤,总厚度25～153米。陕西中更新统一般均含哺乳动物化石,有Equus sanmenensis等六种以上,均属中更新世蓝田人动物群及周口店动物群的典型。
  上更新统下部为河湖相及冲积、洪积相砾质粘土、沙及沙砾石层,称乾县组,上部则为风成黄土(称马兰黄土),总厚度5～90米,该层亦富含哺乳动物化石,有Equusprzewalski等多种,但均属晚更新世萨拉乌苏动物群及丁村动物群典型分子。洛南盆地见有上更新纨,但了解程度甚浅。
  全新统在全省各地均有分布。本区全新统由冲积、洪积粘质沙土,粉—细沙及沙砾石层构成,局部为残积、坡积物及次生黄土层和沙层,厚2～133米不等;含有多处仰韶至西周时期的文化层,产大量现代生物骨骼,属于动物的有Homo sapinus,Bovinae等多种。

二、 演化变迁史
华北地台是中国最古老的地台，其范围大体上包括华北和辽东地区以及渤海和黄海的大部分，北至大青山，西至六盘山，南至大别山。基底主要由太古代深变质的结晶岩系构成，除凹陷区外，盖层均不厚，其时代自震旦纪至第四纪均有。冀东迁西群和辽宁鞍山群有38.4亿年的同位素年龄数据。约25亿年前的阜平运动，23亿年前的五台运动和18亿年前的中条（吕梁）运动分别形成了该地台基底的三个组成部分。中条运动形成了统一的华北地台基底。其上的中元古代以来的沉积盖层都未经变质。它的地台阶段历史可分为三个阶段：
①中—新元古代是地台早期裂陷阶段，沿蓟县—左权、豫陕边界和银川—磴口有三个伸向地台内部的坳拉谷；
②古生代是地台最稳定的时期，寒武纪—中奥陶世主要为从南向北超覆的浅海相碳酸盐岩沉积，晚奥陶世—早石炭世地台整体抬升、沉积缺失，中石炭世—中三叠世为套从滨海沼泽相和陆相煤系沉积到红层的碎屑岩系；
③晚三叠世开始华北地台解体，大致以太行山为界，其东成为亚洲东部活动大陆边缘的一部分，晚中生代时有强烈的火山喷发—深成岩浆活动，地层发生褶皱并伴有逆冲—推覆构造；而其西部的鄂尔多斯地区则仍保持稳定状态，中生代的湖相地层至今仍保持近水平产状。中生代末地台东部转化为伸展拉张环境，渤海、华北平原等盆地就是这时形成的。

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