周口店野外地质教学指导书：黄院东山梁早古生代地层路线

一、路线简介

该路线属于早古生代地层-构造观察路线，连接八角寨—拴马庄路线地层的龙山组。位于周口店实习站西部黄院村下黄院附近，班车可直达，步行至实习站约1h。路线全长约2．0km（图3-3-1）。地层出露条件和连续性较好，构造、沉积现象较丰富，交通便利。地层包括新元古界龙山组（Pt3l）、景儿峪组（Pt3j），早古生代早寒武世府君山组（∈1f）、馒头组（∈1+2m）、中寒武世徐庄组（∈2x）、张夏组（∈2zh），晚寒武世黄院组（∈3h），早奥陶世冶里组（O1y）、亮甲山组（O1l）、马家沟组（O1m）。

图3-3-1 黄院东山梁路线剖面位置

二、路线地质背景知识

华北地区早古生代时期属于海相沉积环境。华北陆块包括寒武纪和奥陶纪的冶里组、亮甲山组、马家沟组及峰峰组，时限为102Ma。它由一个完整的一级海进和海退旋回组成，由碎屑岩沉积演化到碳酸盐岩沉积，最后演化成蒸发型沉积盆地。它的底界是震旦系和寒武系之间的不整合，是一个明显的侵蚀面。顶界在华北陆块内为下奥陶统与中石炭统之间的巨大不整合，是一个著名的侵蚀间断，形成一个对油气和铝土矿有重要意义的古风化壳，这个风化壳在鄂尔多斯地区已证明是一个重要的含气目的层，上覆中石炭统本溪组铝土质泥岩是鄂尔多斯盆地中部气田的区域优质盖层。

华北地区在怀远运动的影响下普遍发生了海退，导致了亮甲山组顶部由南到北不同程度的地层缺失。中奥陶统峰峰组沉积之后，华北地区又发生了加里东运动，导致大规模的海退，到晚奥陶世末最终从华北地台西缘鄂尔多斯地区退出。华北地区在早古生代以碳酸盐台地沉积体系为主。根据岩性、颜色、沉积构造、古生物化石、陆源物质含量等多种标志，可划分出5个沉积相带，从陆向海方向依次为：环陆潮坪（可进一步分为环陆砂泥坪、云坪、潟湖）、滨岸浅滩、远岸浅滩、局限海（滩间海）和开阔海环境。早古生代沉积环境的演化可分为两大阶段。第一阶段早寒武世海侵开始至早奥陶世亮甲山期海退，属于第一沉积旋回。由于怀远运动的影响，造成了早奥陶世亮甲山期与下马家沟期之间的平行不整合；自下马家沟期至中奥陶世峰峰期华北地区出现了更大规模的海侵，构成了第二沉积旋回。这两个二级沉积旋回对华北地区早古生代沉积环境的发展和演化起着重要的控制作用（韩征等，1997）。

周口店地区早古生时代总体处于浅海-潮坪环境。寒武纪发育纹层状结晶灰岩夹钙质板岩、豹皮灰岩、千枚状板岩、大理岩、结晶白云岩、鲕粒灰岩、竹叶状灰岩夹粉砂岩和泥灰岩等，属于潮坪-浅海沉积环境。奥陶纪以结晶灰岩和结晶白云岩为主，夹板岩、砾屑灰岩和膏溶角砾岩，属于滨浅海-蒸发潮坪-潟湖沉积环境（童金南等，2015；马学平等，1998；梅冥相等，2001；陈云峰等，2007）。

三、教学内容及要求

（1）观察描述新元古界龙山组至下古生界马家沟组地层的岩性及其组合特征、古生物化石情况及地层接触关系。

（2）详细划分地层单位并按实测剖面精度要求分层。

（3）系统采集地层岩石标本。

（4）常规方法测制信手剖面图（1∶5000）。

（5）用GPS、便携式电脑及相应软件系统实测地层剖面图（1∶2000）。

四、教学进程及安排

（1）该条路线是第一次训练学生制作信手地质剖面图，除进一步加强定点、观察、记录、描述外，尚要学会掌握用罗盘测方向及坡度角、目估或步测距离以及信手地质剖面图的制作方法和技巧。教员应在黑板上示范画出信手剖面图，以供学生参考。初学者制图时易将地形起伏夸大和岩层倾角画陡，教员要随时提醒并给予纠正。

（2）黄院东山梁植被不发育，岩石露头良好且地层连续，可作为实测剖面的选择区段之一。若此，则应安排两次教学活动。第一天详细划分地层，制作信手地质剖面图并选择其中一段（选择在239高地或281—285高地地形有一定起伏和变化的地段，以便训练学生多种工作方法和技巧），按实测剖面的精度进行分层工作。

（3）实测地层剖面工作安排3个阶段。第一阶段为野外实测，时间一天，严格按计算机软件系统要求完成野外属性数据、图形数据的采集和存储，标本、古生物化石的采集和编号等工作。第二阶段于室内进行标本整理、原始资料核对及各类数据处理。第三阶段个人完成地层实测剖面图并上交教员审核。

（4）该路线以地层观察教学为主，黄院地质剖面中褶皱构造、构造置换等内容丰富且典型直观，可以适当给予介绍。

（5）该区段采石场较多，地形起伏较大，告诫学生要注意安全。

五、地层剖面介绍

本剖面是实习区内新元古界及下古生界发育齐全的地层剖面。东部周口店—房山一带虽有上述地层大部出露，但因构造、变质作用的影响（不排除岩相变化）使其岩性、岩性组合、地层厚度及空间上的连续性变化颇大（图3-3-2）。自下而上地层发育如下。

图3-3-2 黄院东山梁地层信手剖面（据王根厚等，2010，修编）(www.xing528.com)

①白色石英岩；②浅褐黄色砂质板岩；③白色板状大理岩；④浅绿色钙质板岩；⑤深灰色豹皮灰岩；⑥深灰色纹带灰岩夹豹皮灰岩；⑦灰绿色、土黄色千枚状板岩夹大理岩；⑧底部为深灰色中厚层灰岩，顶部为含孔雀石薄膜的灰绿色板岩；⑨灰色、灰绿色板岩夹中层鲕粒灰岩、杂色板岩及碳质板岩；⑩黄灰色薄层泥质条带灰岩；⑪泥质纹带灰岩、灰色中厚层灰岩夹白云质灰岩；⑫灰白色中厚层白云岩和灰质白云岩；⑬灰色中厚层灰岩夹白云质灰岩

（视频讲解二维码：No．3-3-1）

（1）骆驼岭组（龙山组）（Pt3l）：该组基本特征已在八角寨路线详细描述，但在此应作如下补充观察：其一，区分判别下部变石英砂岩的沉积构造；其二，鉴别上部斑点状板岩的特征；其三，比较两处地层厚度（此剖面该组厚19m）（图3-3-3）。

图3-3-3 龙山组—昌平组地层中的典型地质现象照片

（2）景儿峪组（Pt3j）：可分两段，下段由灰白色中薄层状大理岩夹灰黑色大理岩组成，厚25m；上段为钙质板岩，厚11m。燕山地区该组中曾采到乔氏藻，时代为晚元古代。

（3）昌平组（府君山组）（∈1c／∈1f）：可分两段，下段为深灰色中厚层状豹皮灰岩夹白云质灰岩；上段为灰色中厚层状纹带灰岩夹豹皮灰岩，总厚约45m。该组曾采到三叶虫（雷氏虫）化石。府君山组与下伏景儿峪组为平行不整合接触，其间虽有地层缺失，但不整合的直接标志欠佳。可向学生提供区域地质资料以及对比上下两套地层岩性及古生物化石情况，以示对不整合的鉴别。

（4）馒头组（∈1+2m）：馒头组、毛庄组、徐庄组合称。据最新资料，馒头组应属寒武系第二统上部和第三统下部，但在该剖面各组界线不易划分，合并称为馒头组（童金南，2013）。主体岩性为灰色、灰黄色、浅灰绿色千枚状板岩夹灰黄色大理岩透镜体，厚49m。本组在实习区东部羊屎沟中曾采到三叶虫碎片。1个样品泥页岩的TOC%为0．01%。

（5）张夏组（∈2zh）：应属于寒武系第三统上部。灰绿色千枚状板岩、粉砂质板岩与中厚层鲕状灰岩、结晶灰岩互层，板岩与灰岩比例在3∶2～4∶1之间；厚134m。北京西山地区本组中产三叶虫（德氏虫）。该组岩性及其组合与徐庄组在此剖面中整合过渡，可告知学生层序划分及界线确定的依据是鲕状灰岩的层数明显增多且单层变厚，所含鲕粒较大且特征显著（图3-3-4）。

（6）炒米店组（黄院组）（∈3ch／∈3h）：即前人所称的“崮-长-凤”（崮山组+长山组+凤山组）组合或总称上寒武统而不予分组，后据黄院东山梁层型剖面而起名。主要岩性为灰绿色、黄绿色薄层状泥质条带灰岩夹少量鲕状灰岩，沿走向可出现少量竹叶状灰岩，厚约120m（图3-3-4）。

图3-3-4 馒头组—马家沟组地层中的典型地质现象照片

在实习区东部一条龙—骆驼山—山顶庙一带岩性相变为灰绿色板岩、灰绿色薄层变质粉砂岩夹薄层鲕状灰岩、结晶灰岩、泥质条带灰岩及竹叶状灰岩等，厚约200m。在牛口峪水库东岸泥质条带灰岩中曾采到三叶虫（蝴蝶虫）；泥质粉砂岩中曾采到褶盾虫、圆货贝、小海豆芽等化石，含化石的层位已包含了整个上寒武统，但其间地层分界难以确定，总称中上寒武统，在填图中可视为一个岩石地层单位。

（7）冶里组（O1y）：浅灰色—青灰色中厚层纹带状结晶灰岩、豹皮状白云质灰岩夹黄绿色板岩，厚约110m。曾采到房角石、蛇卷螺、原古杯等化石。

（8）亮甲山组（O1l）：以浅灰色中厚层状结晶白云岩为主，夹有膏溶角砾岩2～3层，厚70m。

（9）马家沟组（O2m）：灰色。灰白色厚层状结晶灰岩、纹带状灰岩夹白云质灰岩，局部地段夹有褐色钙质板岩，白云岩中见刀砍纹，厚200～300m。该组产阿门角石。

六、问题思考和讨论

（1）豹皮灰岩、鲕粒灰岩、竹叶状灰岩的基本特征是什么？各赋存的代表性层位是什么？

（2）膏溶角砾岩的基本特点及其油气地质意义是什么？

（3）鲕粒灰岩的水动力学和沉积环境意义是什么？

（4）龙山组石英砂岩的形成环境是什么？

（5）马家沟组顶部风化壳成矿和油气地质意义是什么？