一、教学路线
孤山口火车站铁路旁峭壁。
二、路线地质介绍
孤山口复杂褶皱观察路线位于三岔复杂背斜向北东的倾伏端部位(图3-10-1)。孤山口到三岔一带的褶皱成为三岔复杂背斜构造,核部和两翼均为雾迷山组,轴向为NE60°—SW240°。背斜核部大致在三岔北侧至大站尖,下中院至三岔盘山公路分水岭为背斜转折端部位。其南、北两翼地层产状分别为SE140°∠5°与NW340°∠40°~65°。背斜被许多次级褶皱所复杂化(图3-10-2)。
图3-10-1 孤山口路线地质简图
图3-10-2 孤山口火车站铁路旁峭壁复杂褶皱构造变形露头照片及剖面示意图(据赵俊明等,2011)
上中院至孤山口一带为三岔背斜倾伏端北翼,出现了一系列轴向北东倾斜的紧密褶皱。在孤山口火车站两侧的陡壁上,清楚展示出几个倒转背斜和向斜的复杂图案(图3-10-2)。这些褶皱有以下特点:①两翼岩层变薄,尤其在倒转翼的软岩层变薄明显,而在转折端部位软岩层明显加厚;②多组牵引褶皱组合,小褶皱在倒转翼表现为“S”形,在转折端变为“M”形,在正常翼变现为“Z”形;③褶皱倒转翼薄层软硬相间岩层中常出现寄生小褶皱;④与褶皱相关的劈理发育,它主要发育在软岩层(千枚岩、泥灰岩)中。夹于厚层白云岩中的泥灰岩或钙质千枚岩由于层间挤压错动,伴随小褶皱形成一组轴面劈理,而在褶皱转折端部位千枚岩中多发育反扇形流劈理;⑤张节理主要发育在厚层白云岩中。在褶皱转折端部位往往形成扇形张节理;在正常翼常可见在两组共轭剪节理基础上形成的火炬状张节理(图3-10-3、图3-10-4)。
图3-10-3 孤山口复杂褶皱典型地质现象照片
a.孤山口雾迷山组大一级向斜核部次级褶皱呈“W”形;b.孤山口不协调褶皱(雾迷山组);c.孤山口“扇形”劈理组合样式(雾迷山组);d.孤山口斜歪褶皱三度空间特征;e.孤山口片理无根褶皱;f.孤山口褶劈理(滑劈理)(雾迷山组)(据赵温霞等,2004)
图3-10-4 孤山口复杂褶皱典型地质现象照片
g.孤山口破劈理;h.孤山口雾迷山组白云岩次级褶皱转折端发育的被方解石脉充填的放射状张节理;i.孤山口小型复式背斜;j.孤山口轴面劈理;k.孤山口窗棂构造;l.鞘褶皱(YZ面);m.鞘褶皱(XY面);n.鞘褶皱(XZ面)(据赵俊明等,2011)
三、教学内容及要求
(1)了解地层时代以及观察描述岩性及其组合特征。
(2)观察识别和描述与褶皱构造相关的各类典型构造,进行各种构造要素的测量及有关资料的收集工作。
(3)观察不同级别的褶皱构造形态特征及其相互关系。(www.xing528.com)
(4)对其他各类小构造的意义进行解释。
(5)制作典型构造露头素描图及景观素描图并利用数码相机拍照。
四、教学进程及安排
1.铁路南西侧高地
介绍区域地质背景及孤山口复杂褶皱所处的构造位置;了解地层时代及岩性组合特征;远观铁路北东侧峭壁褶皱构造总体轮廓;完成构造景观素描图并用数码相机拍照。观察认识鞘褶皱,尤其是在不同剖面上的形态特征,了解成因机制及构造意义。
2.铁路北东侧峭壁
从北西到南东顺序观察以下构造点:
(1)褶皱位态观察点。此点发育一小型褶皱构造,三度空间暴露良好,可进行两翼、枢纽、轴面劈理和相关线理等要素的产状测量,在此基础上进行褶皱位态分类。
(2)次级从属褶皱观察点。大型褶皱中常发育有同构造期的次级从属褶皱,两翼从属褶皱具有不对称性而被称为“S”形或“Z”形,转折端处则为对称的“M”形(背斜)或“W”形(向斜),总体构成“SMZ”形或“SWZ”形组合。因此,对其进行观察研究是厘定大型褶皱的基础。该点大一级褶皱为一向斜构造,除两翼发育有上述类型的次级从属褶皱外,其转折端发育的则为对称的“W”形。另外,在此还应掌握有关褶皱倒向、褶皱包络面等概念并加以利用。
(3)滑劈理(褶劈理)观察点。观察此点滑劈理(褶劈理)表现特征及间隔大小,并对其结构形态进行分类。
(4)石香肠构造及楔入褶皱观察点。该点除发育石香肠构造与楔入褶皱外,尚有火炬状节理发育。注意观察描述小型构造的表现特征并分析其构造意义。
(5)劈理与节理观察点。观察厘定劈理与节理的类型及表现特征;劈理与节理的产状和排列(扇形、反扇形)特征及与褶皱构造的关系;不同岩性层中劈理发育情况及其组合特征(劈理折射);劈理与层理的关系并用其判定层序正常或倒转。
3.铁路南东侧峭壁
观察描述岩性组合特征及厘定大型线理构造类型、形态;测量线理产状要素;分析大型线理与褶皱构造的关系以及相邻不同岩层中构造类型的差异性。
4.火车站旁
观察认识鞘褶皱,尤其是在不同剖面上的形态特征,了解成因机制及构造意义。
(视频讲解二维码:No.3-10-1/2)
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