嵩山实习报告

时间:2024.3.23

嵩山实习报告

一.引言

嵩山是五岳之一,地处中原,属伏牛山系,在大地构造上位于嵩山位于华北古陆块南缘,嵩箕地块的北中部。它西起洛阳龙门西侧,东到新密境内,全长近百公里,总面积约450平方公里,主峰是“峻极于天”的峻极峰,海拔1492米,可谓东西横卧,雄峙中原。主要位于河南省登封市境内,04年被联合国教科文组织确定为世界地质公园。该地地质现象复杂而典型,地层出露较齐全,构造明显,且地貌类型多种多样。

为印证巩固对《地质学基础》、《地貌学》等课本基础知识和基本理论的理解,培养野外观察分析事物的能力,锻炼和提升野外考察基本技能,我们在翟秋敏、赵永久、刘桂芳等老师的带领下,于20xx年6月29(6.29—7.04)日到达嵩山地区,开展为期六天的嵩山地区野外实习活动。

此次实践共有五条路线,以下路线及各路线实习内容:

1. 嵩山地质博物馆了解嵩山地区地质历史

2. 玉皇庙①观察和描述花岗岩及砾岩②罗盘的使用③绘制信手地质剖面图

3. 逍遥谷①观察和描述洪积扇②认识断层面、岩墙并绘制断层三角面

4. 大金店颍河河谷实测并绘制该地河谷地貌

5. 鹅岭口①观察并测量不同地质时期的地层②野外标本的采集及鉴定 实习期间,我们认真学习并完成任务要求。并且通过实习,我们夯实了课本知识做到理论与实践的结合,开阔了眼界,培养了团队精神,提高了实践能力。

二.自然地理和经济地理概况

1. 地势

嵩山属于秦岭山系向东延伸的余脉之一,近乎东西走向,包括玉寨山、嵩山岭和五指岭三部分。山地平均海拔700~1200米之间。嵩山南侧的登峰盆地最低处海拔220米。区内最低点与最高点高差在1200米以上。嵩山山脊两侧山坡陡峻,平均坡度30°以上,近于直立陡崖随处可见。

中山,海拔1000~3500m,相对高度200~1000m的山地。嵩山西起小槐树山,东到跑马岭和石淙河上游地带,海拔1000m以上,属中山。低山分布于中山南北和中岳庙——青岗平以东,小槐树山以西地区多数山峰海拔在600~700米之间,相对高度200米以上。丘陵海拔200m以下,相对高度500m以下。本区丘陵多在350~500m之间,弧丘状分布于山前盆地内。岗地主要分布于登封盆地石道至芦店之间的地区,海拔400m左右,相对高度100m以下,与颍河支流及沟谷相间。台地主要分布于大金店以西和玉寨山北侧低山与河谷平原之间,相对高度50~30m以下。平原包括山前倾斜平原和平坦平原两大类。山前倾斜平原典型代表是登封市区北和玉寨山东侧的洪积平原以及君召、江北一带的洪积平原。平坦平原主要是河流阶地和河漫滩,分布于颍河干流谷地和伊河南侧。

2. 水系

嵩山地区是淮河流域与黄河流域的分界线,大部分流域属于淮河流域,该地河流水系支流众多,不对称性明显,多山地形河。流区内有小型水库十余个,水资源主要为自然降水和

深层地下水。

颍河是该区最大的一条河流,区内河段是上游,在区内长约57km,近乎东西走向,是淮河的重要支流。颍河两岸次级支流众多,多分布于北岸。伊洛河属黄河流域,在该区只有一条支流--逛河,逛河属季节性河流。洗耳河属汝河水系,区内全长4km。

3. 气候

嵩山地区属暖温带大陆性气候,四季分明,雨热同期,春季少雨多风,夏季炎热多雨,秋季晴朗日长,冬季寒冷干燥。在全国气候带属暖温带半湿润气候。

登封市气象台资料:嵩山地区降水主要集中在夏季(占52%),冬季(4%),秋多于春。年平均降水量为563mm年均蒸发量为1300mm,最多年降水量935mm,最少年为379mm。雨量从东南向西北递减,中部山区随海拔上升而递增。该地平均气温14.2℃;最冷月平均气温0.4℃,最热月平均气温26. ℃3,极端低温-15.1℃,极端高温40.5℃。

4. 土壤

褐土在嵩山地区广泛分布,是最主要的土壤类型约占全区土壤总面积的92%,在温带大陆性季风气候,落叶阔叶林下发育而成,是地带性土壤,全区大部多有分布。

棕壤,地带性土壤,主要分布于中山地区,面积较小,占土壤总面积5%左右。

潮土是本区最重要的非地带性土壤,集中分布在颍河谷底两岸低阶地上,长条分布,面积较小,约占全区土壤总面积的3%。潮土地区土壤肥沃,农业生产水平较高。

5. 交通

中岳嵩山耸立于河南省中部登封市境内,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。公路网密度49.72公里。

6. 经济状况

地质公园450.12km内总人口约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,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。

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,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,大大推进了地方经济的发展。

三.地层

嵩山地层出露太古界、元古界、古生界、中生界、新生界各个地质年代地层,剖面完整有“五代同堂”之说。三大岩类均有分布,火成岩一花岗岩为主,沉积岩为古生界的主要地层,变质岩广布,组成前古生界老地层。基地由太古宇中深变质岩系和古元古界变质碎屑岩—碳酸盐岩组合构成。盖层为中元古界碎屑岩、寒武系~奥陶系碳酸盐岩、石炭系~三叠系碎屑岩-碳酸盐岩和新生界等地层组成。地层之间既有整合接触,又有平行不整合接触和角度不整合接触。方便我们学习和研究。

(一)、太古宇(Ar)登封群(Ard)

太古界登封群主要出露在登封市老羊沟、石牌河等地,为深度区域变质岩,岩性主要是片麻

岩和片岩,自上而下分三组,为石牌河组(Ars),郭家窑组(Arg)和老羊沟组(Arl)。

(二)、元古宇()

1、下元古界()嵩山群(Pt1s)

古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。有嵩山组()、五指岭组()、庙坡组()和花峪组(),变质岩(石英岩)和沉积岩(页岩、砾岩)交错出现。

2.中元古界()五佛山群()

五佛山群是浅海沉积,岩性为砾岩,石英砂岩、砂质页岩、白云质灰岩和泥灰岩,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。震旦系发育“罗圈组”,冰川堆积物,平行不整合覆于五佛山群之上。

(三)、古生界()

古生界出露地层寒武系、奥陶系、石炭系中上统、二叠系,缺失志留系、泥盆系、石炭系下统。寒武系与奥陶系有观察,其余两个未观察。

1.寒武系()自下到上分为三统八组,分别为辛集组()、馒头组()、毛庄()、徐庄()、张夏()、固山()、长山()和凤山(),为一套砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩、灰岩、白云岩、白云质灰岩等组成的滨海浅海相环境的沉积,含丰富的三叶虫化石。各组之间均为整合接触。以下为实地观察到的岩层。

1)馒头组:观察到的为紫红色泥岩,新鲜面为紫红色,块状构造,抗风化弱,矿物成分为黏土矿物。泥岩的矿物可以细小,用手摸上去较光滑,砂岩用手摸起来有粗糙感,这是区别砂岩与泥岩的简便方法。

产状:335°±5°∠22°±2°。

2)毛庄组:紫红色砂质页岩夹薄层粉砂岩,该页岩成分为粘土和鳞片状云母。页理构造,节理发育。

产状:===================

3)徐庄组:底部为绿色和褐色海绿石细砂岩,中部上部为灰岩、白云质灰岩、页岩等。有化石。

产状:===================

4)张夏组:观察到鲕状灰岩,颜色为深灰色,可以清晰地看到鲕状,鲕状灰岩是浅海相沉积,在潮汐、波浪的振荡作用下形成的。路边石灰岩有明显泥质条带,易风化,留下许多沟,称之为刀砍纹。灰岩与页岩互层,说明地壳上下反复运动,海侵海退交互。另外,在此地敲到几块三叶虫化石。

产状:=================

2.奥陶系()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()。

马家沟组大致向北倾斜,位于嵩山背斜北翼,岩层上老下新,越往北越新。上部深灰色灰岩及角砾状灰岩。灰岩与页岩互层。顶部有风化壳,残积矿物成鸡窝状富集,矿产有山西式铁矿、铝土矿、铝土岩层。底部为贾旺层,成分复杂,有白云岩、灰岩、砂岩等,与下覆凤山组为平行不整合接触。

产状为:===============

(四)、中生界()

中生代分为三叠、侏罗、白垩三纪,嵩山只沉积了三叠系。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、雨痕和泥裂发育。与其下的二叠系为整合连续沉积。

(五)、新生界()

新生界有地层第三系()和第四系(),三四系之间为角度不整合。第三系砾岩砂岩互层。第四系为砂、砾、土等近代堆积。

四.构造

嵩山地区在大地构造上位于华北地台南缘的嵩箕台隆,具有明显双层结构。盖层主体构造是东西向褶皱及伴生的断裂,由印支—燕山运动形成。基底为东西构造,褶皱为主,断层次之。该地共发生过三次大的造山运动,分别是嵩阳运动、中岳运动和少林运动。有一个大背斜—嵩山背斜,是嵩山主体,另有规模不大的向斜。断层较多,东西、北西、北东向皆有大小不一的断层。

(一)、褶皱

有连续的褶皱构造,嵩山背斜,景店背斜,凤凰岭背斜,颍阳—石道向斜,月台向斜等,皆近乎东西走向。其中嵩山背斜规模大,是嵩山主体,也是本次实习的重点。下面着重介绍嵩山背斜。

嵩山背斜位于鞍坡山-玉寨山-嵩山-五指岭一带。北翼岩层缓,南翼陡,轴面北倾,枢纽向东倾伏。北翼完整,发育一系列褶皱,南翼受断层影响,出露不全。整体被北西向断裂唐尧—中岳庙断层、五指岭断层切成三段。

查阅资料得登封大背斜数据:

登封大背斜及鉴别;背斜:核老两翼新。褶皱:东西宽约120m,高约60m。鉴别:1、岩层拱起;2、核:古元古界嵩山群罗汉洞组石英岩,翼:古元古界嵩山群五指岭组千枚岩、石英片岩;3、两翼倾角不等:东52°∠31°;西294°∠24°。定名:斜外倾伏背斜。节理:背斜转折端有张节理,横剖面有共轭X剪节理。

(二)、断层

该地有北西向两条大断层—唐尧-中岳庙断层和五指岭断层,嵩山背斜被之切成三段东西向断层共有三条,另北东向也有断层。下面就所考察的断层详加叙述。

1. 玉皇庙断层(正断层):

断层面产状:走向:138°测量方法:罗盘水平,长轴平行于走向(沿层面上任一条水平线)。倾向:152°测量方法:短轴紧贴断层面,罗盘水平,读北针。北倒南倾,东倒西倾。倾角:44°30’ 测量方法:罗盘沿倾斜线侧立长管内水泡居中,0对准大刻度,读书。 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

2.逍遥谷断层

逍遥谷是断层谷,位于嵩山大背斜北翼,处于靠近核部位置基床为太古宙片麻岩,成分复杂。断层谷两边不对称。逢沟必断。

断层岩墙辉绿岩侵入到片麻岩之内,产状为254°±3°∠46°±2°

(2)、节理:①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。

②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。其岩株商界里成因与此类似。③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

五.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26—25亿年间。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23—21亿年间。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18—16亿年。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。 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

六.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;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。

是河南省两个铝钒土基地之一。石灰石储量30亿吨。现代装饰材料花岗石储量30亿吨,品种齐全,质量上乘。硅矿储量8亿吨。被明代大药物学家李时珍誉为神奇的“嵩山药石”——麦饭石储量2亿吨。登封煤炭:煤是登封市的优势矿产之一。登封地区出产的原煤为品位较高的无烟煤和焦煤,主要的煤矿有新登、新鑫、新建煤矿。在每层的两端煤矸石中保存着大量的植物化石标本。

登封铝土矿:嵩山地区铝矿层的分布范围遇上石炭统本溪组的分布一致。是浅海沉積的层状铝土矿矿床。矿层往往产于海进层序底部的奥陶系马家沟灰岩的侵蚀面。区内铝土矿总体上分上下两个铝土矿层。上层一般厚3~5m,下层矿体多沉透镜状或漏斗状,厚度不稳定、夹层较多一般厚4~7m,长处与氧化带以下,以原生矿石为主。矿体产状与围岩产状基本一致,多受岩溶地形和溶坑大小影响。铝土矿的品位与其厚度呈正相关。薄层铝土矿是矿与非矿之间的过渡类型矿石。

登封铁矿:登封地区现已知铁矿产地有14处,中型矿床、小型矿床3处,矿点11处。区内铁矿成因类型主要有登封式沉积变质铁矿和山西式沉积铁矿。

1.登封式沉积变质铁矿分布于井湾的大岭、庙坡、北英台、五指岭和三官庙的蛤蟆头等地。除井湾五指岭和水峪寺外,其他地方的工业价值不大。 2.山西式铁矿山西式铁矿分布于颍阳大金店向斜南翼、刘碑短轴背斜转折端和两翼、平陌背斜两翼、白沙向斜北翼和转折端,铁矿与铝土矿共生,分布于大冶、王村、告成、徐庄等乡。登封市铁矿虽然矿床规模小,但铁矿资源却十分丰富,远景储量达1.31亿吨,可供小型铁矿开采冶炼。

登封麦饭石:麦饭石是由地质作用形成的,产于地壳中的一种对生物无毒、无害、具有一定生物活性的天然矿物质保健药石,是一种形似麦饭团粒太的岩石,含无机元素30余种。我国早在宋朝就有记载麦饭石可作药用,明《本草纲目》中亦提到麦饭石“甘、温、无毒”主治“一切痈疽发背”。现代药理研究表明麦饭石具有利尿、健胃、保肝、抗疲劳等生物活性。

七.地质发展史

第一节太古宙~古元古代阶段嵩阳运动嵩阳运动是发生在2500Ma太古代末期的一次激烈的造山运动,使登封群强烈褶皱,形成以东西向为主的线型褶皱和穹窿构造,伴有以酸性岩浆为主的侵入活动,使岩石发生强烈区域变质和不同程度的混合岩化作用,并造成嵩山群之间的角度不整合接触。这次运动使本区陆壳开始形成。这次构造层以塑性形变为主,褶皱形态复杂,总体呈现以近东西向为主的一系列短轴背斜或穹窿构造。后期经过长期的风化剥蚀,嵩山渐渐被夷平,加上地壳不断下降,夷平的嵩山又被淹没在海水之下,形成滨海和浅海环境,于是接受了被称为嵩山群的碎屑物质、泥质及钙、铁等物质的沉积。中岳运动中岳运动发生于距今1800Ma的早元古代末的一次强烈的造山的运动,来自东西方向的应力作用和温、压效应使嵩山群形成近南北向的紧闭线状褶皱,岩石发生浅变质。使陆壳运动进一步增长,地台基底基本形成,中条构造层由嵩山群组成,与下伏嵩阳构造层不整合接触。地层褶皱强烈,形成近南北向的紧闭线形复式褶皱。这个时期形成的断裂构造主要有东北向的压剪性冲断层、近东西方向的张性正断层及沿嵩山群底剪切而形成的滑脱断裂。“中岳运动”后,嵩山再次被慢慢风化、剥蚀、夷平、下降,遂渐渐被海水吞噬,形成滨海、浅海、山间盆地等环境,先后沉积了被称作马鞍山群、五佛山群和罗圈冰渍层的底层层序。第二节中元古代~新元古代早期阶段大约距今1400Ma前后,嵩山地区开始沉降,这一沉降的范围大大超出以前的范围。首先在嵩山西段边坡沉积了兵马沟组。之后沉积了五佛山群。少林运动少林运动发生于距今800Ma~680Ma左右,嵩山地区开始剧烈的隆升,由于隆升速率不一,引起五佛山群重力失稳,形成了嵩山地区独具特色的、发育在浅表构造相环境下的伸张构造体系——重力滑坡构造,遂发生表层滑动褶皱和滑动断裂并形成飞来峰和构造窗。

第三节震旦纪~三叠纪阶段加里东、华力西运动发生于距今543Ma前后的震旦纪与寒武纪之间的升降运动,这次地壳运动以后,本区全面沉降,广泛接受海相沉积。它使基底断块翘起,南高北低,导致五佛山群发生由南向北重力滑动,并伴生褶皱及构造。形成嵩山系,结束了地球生命大爆发钱的元古宙演化历史,后来虽然发生了古生代广泛的海侵,但嵩山山系的主要山峰始终未被海水淹没。嵩山从此扬眉吐气。

第四节侏罗纪~第四纪阶段燕山运动在距今200~65Ma的中生代晚期,强烈的“燕山运动”使该地区产生了巨大的剪应力,在应力作用下形成的唐窑—中岳庙断裂和五指岭断裂拦腰将嵩山山系截为三截,并使峻极峰和五指岭依次向北西方向推移了3公里和7公里。喜马拉雅运动 65Ma后的“喜马拉雅运动”使嵩山进一步升降并遭受风化剥蚀,历经沧桑的嵩山终于显现出当今的面貌

。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23—21亿年间,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21—18亿年时,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18—16亿年时,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

1.35亿年,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2330—260万年)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生息提供了优良的条件,颖河两岸的阶地成为人类祖先活动的场所。今天人们不断从颖河谷地的双庙,石羊关、告成、八方等地,发现先民们生活和生产的各种遗迹。嵩山地质历史,是一部沧桑变迁的历史,粗略统计,30亿年的嵩山历史中,隆起成陆的时间约17.5亿年,被海水淹没的时间约12.5亿年。其间六次成陆,六次成海,以海洋开始,以陆地结束。

嵩阳运动(约25亿年):古元古界嵩山群罗汉洞组(上部:石英岩,底部:变质砾岩)角度不整合/太古界登封岩群老羊沟组(上部:绢云石英片岩、绿泥石英片岩,下部:云英片岩、云母片岩);其为新元古代五佛山期沉积以前的一次强烈岩浆岩可能发生于距今14亿年左右.。其判别标志有以下几种:一是上下两套地层中间存放着一个角度不整合界面,不整合面上是一套几十公分厚的砾岩:二是这些砾岩历经多次地壳运动,砾岩多倍拉成椭圆状,且成定向排列;三是不整合界面的上下两套地层岩性不同,颜色区别很大,地貌转折明显;四是在不整合上下套地层的产状变化较大.

中岳运动(约18亿年):中元古界五佛山群马鞍山组(上部:石英砂岩、粉砂岩、页岩,底部:砾岩)角度不整合/古元古界嵩山群花峪组(石英岩、千枚岩、大理岩);其发生在嵩山地区古元古代嵩山期沉积之后,新元古代五佛山期沉积以前的一次强烈造山运动。五佛山群呈高角度不整合覆于嵩山群及登封群各组之上,可能发生于距今14亿年左右。中岳运动使整个嵩山群(罗汉涧组、五指岭组、庙坡山组、花峪组)协调一致地产生紧密的走向近南北、轴面向西倾斜、向东倒转的复式背斜和复式向斜。

少林运动(约6亿年) 古生界寒武系辛集组(上部:石灰岩、白云岩,底部:砾岩、石英砂岩、砂质白云岩)角度不整合/新元古界五佛山群何家寨组(紫红色页岩、泥质页岩、泥岩)。其是发生在晚前寒武世的一次构造运动。6亿年前,古生界寒武系辛集组与新元古界震旦系罗圈组角度不整合接触。典型剖面见于嵩山少林寺附近。其发生时间距今约5.43亿年左右。此运动仅在少林寺地区见角度不整合,其他地区均表现为平行不整合或逐渐过渡关系。

简史嵩山古老的岩石系形成于23亿年前,此前,嵩山是一望无际的大海,据中外地质学家考察,嵩山岩石发育完整,在地球发展历史上,历太古代、元古代、古生代、中生代、新生代五代,习称为“五世同堂”。嵩山地区的岩浆岩、沉积岩、变质岩的出露,构成了中国最古老的岩系,登封群的“登封朵岩”。据中国地质界测定,这里是世界上稀有的自然地质宝库。据地质学家考察,经过23亿年的“嵩阳运动”,8亿年前的“中岳运动”,5、6亿年前“少林运动”,才结束了地质史上的元古代,进入了古生代的寒武纪和奥陶纪。又经过约两亿年,此处地壳上升至海平面以上,因其受风化和剥蚀作用,形成了嵩山地区的含煤地层。

两亿三千年前后,中国的版土上,又发生了一次延续很长时间的地壳运动,南北广大地区的“燕山运动”,嵩山地区受到南北方向的推挤,形成了今天的山势地貌。

感想六

感想十四周在学校的统一安排下,我们在王卓理老师和王冠波书记的带领下,开始了为期一周的嵩山地质实习,说实话,在我们刚得到我们能去嵩山实习时,都是十分的激动,内心久久难以平静,因为我们一直把这次嵩山之行视为一次放松心情,游山玩水的大好机会,暂时可以逃离学习的任务。

但是,事实并不是如我们所料,在嵩山实习期间,我们虽然也观看了嵩山的秀丽的风景,领略了嵩山的雄伟和挺拔,但这一切都被我们在攀登高山时的劳累消磨殆尽,尽管我们已经预见到爬山时需要消耗较多的体力,因此,在实习前我们大家就已经开始行动,每天到操场跑步锻炼身体,打篮球,踢足球等等,加强体育锻炼,我们自认为我们对付实习已绰绰有余,不过事实在向我们证明,我们显然是低估了嵩山的高度和山路的崎岖与坎坷,当我们第二天去登嵩山的最高峰——峻极峰时,那一眼望不到头并且是如此险峻的山路,不仅令人心生恐惧,而且令人身体疲惫不堪,一切在学校的锻炼都显得远远不足和微不足道,同时当我们好不容易完成白天的实地考察的任务,身心都十分疲惫的时候,我们还不可以回到旅馆立即休息,必须抓紧时间整理白天所学的新知识,并且还要写当天的实习心得,真的不是一般的累

通过这八天的实习,我收获了很多,不仅巩固了自己的专业知识,同时也增强了我们的团结意识以及处理问题的能力。在这次实习当中发生了很多令我们难以忘怀的事情,例如全班同学和张老师一起登嵩顶,虽然我们走错了小路,绕过了三个山头太到达嵩顶,但一路上,全班同学相互帮助,鼓励那些走不动的同学,将水留个那些走不动的同学,最终,全班去怕嵩顶的同学一个不少的都爬上了嵩顶,并在嵩顶合影留念。同时让我们对嵩山有了一个详尽的了解,感受到了他的雄伟、壮观、秀丽,和作为世界地质公园作为科学研究的实用价值,让我们更加为我们拥有如此重要的“地史书”而感到由衷自豪和骄傲。然而在这次实习当中无论是我自身还是我们这个班集体都暴露出了很多的问题,值得我们深思和认真改正,引以为戒。知识的匮乏,对专业知识了解不够理解不深等等,不一而足。同时也想提出一些建议:

1.应将实习时间延长到两周左右,八天的实习时间太短,好多地点和底层来不及深入的研究,同时游玩和实习的时间相冲突,毕竟在学习知识的同时也应娱乐身心,达到身心都愉快之效。许多景点都没有参观,如观星台、中岳庙,这是一大缺憾。2.实习前的准备工作,在实习之前应做好充分的准备,无论是老师还是我们自己,这样在实习过程中才能够得心应手。 3.安全问题,也是最最重要的问题,每个人都应该时刻保持安全意识,紧跟队伍,做到不落队,也不要走得太快,与队伍脱离,增强集体观念,不要到老师规定禁止的地方,也不要到危险的地方游玩,贪图一时快乐。同时学生应该注意圣体健康,到一个新的环境会有些不适应,应该准备好一些药,比如感冒药等,避免因生病而影响到实习

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