河北省臨城古生代張夏組巖石學(xué)特征

1、摘 要通過(guò)對(duì)河北臨城地區(qū)張夏組地層巖石樣品進(jìn)行分析鑒定、分析統(tǒng)計(jì)，得出該組地層是以鮞粒灰?guī)r為主的碳酸鹽巖，可分為顆粒-灰泥石灰?guī)r和晶粒石灰?guī)r兩大類。巖石的結(jié)構(gòu)組分中顆粒情況較為復(fù)雜，填隙物、晶粒、生物格架較為簡(jiǎn)單。巖石發(fā)育多種沉積構(gòu)造。該工作為后期研究該區(qū)的巖相古地理提供參考。關(guān)鍵字：張夏組；鮞?；?guī)r；巖石學(xué)特征；河北臨城ABSTRACTIn hebei lincheng in the zhangxia formation rock sample analysis identification, analysis, statistics, it is concluded that the gr

2、oup formation and the carbonate rocks of oolitic limestone, can be divided into grain - plaster limestone and crystalline limestone two kinds big. Particles in the structure of the rock component is more complex, filler content, grain size, biological framework is simple. A variety of sedimentary st

3、ructure rock development. The work for the later research for the reference of the lithofacies palaeogeography.Key words：zhangxia formation；Oolitic limestone；Petrological characteristics；hebei lincheng 目 錄1區(qū)域地質(zhì)背景.11.1構(gòu)造.11.2地層.21.3地層剖面.22張夏組地層巖石學(xué)特征42.1巖石的類型.42.2巖石的結(jié)構(gòu)組分特征.62.3巖石的構(gòu)造特征.72.4沉積相.83結(jié)論8致謝.

4、10主要參考文獻(xiàn).1111本科生畢業(yè)論文河北省臨城古生代張夏組巖石學(xué)特征 河北臨城的古生代張夏組組地層為一套碳酸鹽巖，本人選擇具有剖面進(jìn)行測(cè)量并采集了巖石樣品。該剖面在工作區(qū)具有代表性。1 區(qū)域地質(zhì)背景1.1構(gòu)造臨城地區(qū)位于華北地臺(tái)二級(jí)構(gòu)造單元山西臺(tái)隆的東部。以太行山為主體的山西臺(tái)隆，太行山為多呈NE-NNE向雁列分布，東鄰華北斷拗，西部為NE-NNE雁列分布的盆地。太行山表現(xiàn)為NE-NNE向斜列的兩個(gè)隆起和兩個(gè)凹陷組成（圖2-20）。由北向南，它們依次為阜平隆起、井陘凹陷、贊皇隆起和武安凹陷。隆起區(qū)主要由太古界變質(zhì)巖組成的基底巖系，凹陷區(qū)主要為下元古界-中元古界的裂谷沉積。臨城地區(qū)則位于贊皇

5、隆起東南緣。該區(qū)主要出露新太古代、古元古代、中元古代、古生代及第四紀(jì)地層。新太古代分布在基地的中部，分為北部新太古代花崗巖和南部新太古代石家欄組片麻巖；古元古代變質(zhì)沉積-火山巖分布與基地西部，主要地層分布在郝莊至青尼山一帶，變質(zhì)火山巖分布廣泛，達(dá)到東部王家崇一帶，為一套裂谷沉積；中元古帶分布在基地的東部，位于太古代花崗巖與古古生代之間，只發(fā)育了常州溝組下部地層。古生代主要分布分布在基地的東部，為一套單斜地層。 圖1-1 河北省南部構(gòu)造體系略圖1.2 地層 區(qū)內(nèi)下古生界寒武系，發(fā)育良好，化石豐富，出露齊全，廣泛分布于區(qū)內(nèi)西北部的山頂上，呈北東南西向展布，為一套濱淺海相泥巖-碳酸鹽巖沉積。寒武系與

6、下伏中元古界地層為微角度不整合接觸，寒武奧陶系為連續(xù)沉積，呈整合接觸。區(qū)內(nèi)寒武系發(fā)育完整，出露連續(xù)，化石豐富，巖性巖相特征典型，與鄰區(qū)及華北標(biāo)準(zhǔn)剖面均可對(duì)比。根據(jù)巖層層序、巖性巖相、沉積旋回等特征，寒武系劃分為五個(gè)組級(jí)巖石地層單位。張夏組主要分布在西部、南部的山頂部，張夏組在地貌上表現(xiàn)的非常壯觀。一段以較陡的緩坡，而二段為難于翻越的近100米陡崖。一段以泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r為主，夾有生物碎屑泥晶灰?guī)r，泥晶鮞?；?guī)r，礫屑灰?guī)r及藻灰泥丘，鈣質(zhì)頁(yè)巖等。其中泥晶鮞粒灰?guī)r向上增多變厚與泥質(zhì)條帶灰?guī)r，頁(yè)巖組成韻律層。129.6米二段下部為青灰色厚層狀亮晶鮞粒灰?guī)r，中部為青灰色厚層狀白云巖化亮晶鮞粒灰?guī)r夾砂屑灰

7、巖。上部為青灰色厚層、巨厚層疊層石灰?guī)r夾鮞?；?guī)r。厚179米。按照張夏組的一、二段的巖相組合特征，可劃分為不同的基本層序類型。基本層序（A）：可作為張夏組一段地層的描述單元。下部單元由泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r組成。上部單元由青灰色中層狀生物碎屑鮞粒灰?guī)r組成。在垂向上由六個(gè)層序組成，以向上變薄為特征?；緦有颍˙）：可作為一段的描述單元。底部由薄層狀泥質(zhì)條帶灰?guī)r組成。上部單元由青灰色中層狀粉晶灰?guī)r組成。在橫向上比較穩(wěn)定。基本層序（C）：可作為一段地層描述單元，其特征為：底部單元由青灰色薄層泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r組成。上部為青灰色鮞?；?guī)r與鈣質(zhì)頁(yè)巖組成向上變薄的韻律層。在垂向上變化穩(wěn)定；在橫向上，主要由泥質(zhì)條帶

8、灰?guī)r與風(fēng)暴成因的礫屑灰?guī)r組成且以向上變厚為特征。基本層序（D）：可作為一段地層的描述單元，底部單元為風(fēng)暴成因的鮞粒礫屑灰?guī)r，下部單元為灰綠色頁(yè)巖夾粉晶灰?guī)r薄層。上部單元是向上變厚再改造鮞粒灰?guī)r夾泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r。在垂向上由兩個(gè)基本層序組成；在橫向上，下部層序基本穩(wěn)定，上部層序主要由條帶狀泥晶灰?guī)r和鮞粒礫屑灰?guī)r組成?；緦有颍‥）：可作為一段地層的描述單位，本類層序表現(xiàn)為向上變粗基本特征，下部單元為泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r夾極薄層鮞粒灰?guī)r，上部單元由后曾狀鮞粒灰?guī)r夾泥灰?guī)r組成。在垂向上兩個(gè)基本層序組成，并夾一層灰泥丘灰?guī)r。二者巖性較單一，以鮞?；?guī)r為主，其基本層序以向上變厚為特征?；緦有颍‵）：可作為

9、二段地層的描述單位；下部單元由厚層狀泥晶、亮晶鮞?；?guī)r組成，上部單元由厚層狀、巨厚層狀亮晶鮞?；?guī)r組成，形成于淺斜坡。在垂向上由四個(gè)單元組成，較穩(wěn)定，其中基本層序表現(xiàn)為對(duì)稱性旋回，底部為含蟲孔鮞粒灰?guī)r，中部單元為巨厚狀亮晶鮞?；?guī)r，上部單元由薄層白云巖化鮞?；?guī)r組成，其他各層序均向上變厚的基本樂(lè)行。在橫向上變化較明顯，表現(xiàn)為：斜層理極發(fā)育；疊層石灰?guī)r發(fā)育，由鮞粒灰?guī)r與疊層石灰?guī)r組成礁灘基本層序。1.3 地層剖面剖面位于甕城-祁村剖面甕城東山，底部與早古生界徐莊組呈整合接觸，上部與寒武系崮山組呈整合過(guò)渡接觸。剖面描述如下： 圖1-2 臨城寒武系張夏組實(shí)測(cè)剖面圖上覆地層：崮山組泥質(zhì)條帶微晶灰?guī)r整合

10、接觸張夏組二段（12）疊層石灰?guī)r 45米（11）灰白色巨厚鮞?；?guī)r和細(xì)晶灰?guī)r 108米（10）青灰色中厚層，巨厚層和中厚層鮞?；?guī)r 26米（9）灰白色中厚層鮞?；?guī)r夾泥質(zhì)條帶灰?guī)r 20米張夏組一段 (8)灰色薄層泥晶灰?guī)r夾綠色頁(yè)巖 29米(7)青灰色薄層鮞粒灰?guī)r與頁(yè)巖互層 45米(6)紫紅色白云質(zhì)頁(yè)巖夾有中細(xì)粒砂巖 9米(5)灰色生物碎屑灰?guī)r 1米(4)青灰色礫屑灰?guī)r夾有厘米級(jí)灰綠色中細(xì)粒砂巖 1米(3)灰色泥質(zhì)條帶灰?guī)r 3米(2)青灰色巨厚鮞?；?guī)r 13米(1)青灰色中厚層鮞?；?guī)r夾泥質(zhì)條帶灰?guī)r 11米 整合接觸下伏地層：徐莊組紫紅色含云母頁(yè)巖張夏組一段以泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r與鮞粒灰?guī)r，礫屑灰?guī)r

11、組合為特征；二段以鮞?；?guī)r為特征表現(xiàn)了從潮下中斜坡到深斜坡變深的序列至中斜坡到淺斜坡的演化周期。2 張夏組地層巖石學(xué)特征2.1巖石的類型在巖石的鑒定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，張夏組地層主要為鮞?；?guī)r。根據(jù)碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)-成因分類分為不同種類的巖石。1顆粒-灰泥石灰?guī)r：根據(jù)顆粒的含量，將顆?；夷嗍?guī)r劃分為顆粒石灰?guī)r、顆粒質(zhì)石灰?guī)r、含顆粒石灰?guī)r以及無(wú)顆粒石灰?guī)r。對(duì)于某一具體的巖石，其名稱還應(yīng)根據(jù)更具體的顆粒類型來(lái)確定。主要包括疊層石灰?guī)r、亮晶鮞?；?guī)r、泥晶砂屑灰?guī)r、亮晶砂屑生物碎屑灰?guī)r、異地礫屑灰?guī)r。2泥晶石灰?guī)r：主要以晶粒這一結(jié)構(gòu)組分確定。根據(jù)晶粒的粗細(xì)劃分為粗晶石灰?guī)r，中晶石灰?guī)r、粉晶石灰?guī)r、泥晶石灰?guī)r。

12、主要包括泥晶灰?guī)r、泥晶鮞?；?guī)r、泥晶砂屑灰?guī)r。下面就主要巖石類型進(jìn)行描述：內(nèi)碎屑灰?guī)r：內(nèi)碎屑可以大到礫屑級(jí)，小到粉屑級(jí)，他們的填隙物可以是灰泥雜基或亮晶膠結(jié)物，或者兩者都有。但竹葉狀礫屑在我國(guó)北方寒武系及奧陶系中廣泛分布。與礫屑共生的常有砂屑等，其基質(zhì)多為灰泥，亮晶少見。這種礫屑是在淺水海洋環(huán)境中，經(jīng)強(qiáng)大的水流、潮汐灰風(fēng)暴作用，把它破碎、磨蝕、搬運(yùn)再堆積而成。與此同時(shí)內(nèi)碎屑的圓度因搬運(yùn)磨蝕程度而明顯不同，本區(qū)屬淺水波浪環(huán)境的內(nèi)碎屑灰?guī)r，磨圓度良好。鮞?；?guī)r：鮞粒石灰?guī)r中鮞粒的含量大于50%，由于填隙物性質(zhì)不同有亮晶鮞?；?guī)r及灰泥鮞?；?guī)r。按照鮞粒類型不同有正常鮞灰?guī)r、放射鮞灰?guī)r、復(fù)鮞灰?guī)r、表皮

13、鮞灰?guī)r以及早期壓實(shí)的變形鮞灰?guī)r與警告過(guò)成巖重結(jié)晶的單晶鮞灰?guī)r及多晶鮞灰?guī)r等。鮞?；?guī)r一般形成于溫暖淺水、中等攪動(dòng)的環(huán)境，常產(chǎn)于水下淺灘及潮汐沙壩或潮汐三角洲地區(qū)。放射狀鮞多產(chǎn)于咸化澙湖及鹽湖中。值得注意的是，巨厚層的鮞粒灰?guī)r是張夏組的顯著特征。圖2-1 礫屑灰?guī)r 圖2-2 鮞粒灰?guī)r泥晶灰?guī)r：泥晶石灰?guī)r是由泥晶方解石構(gòu)成的?；蚍Q泥屑灰?guī)r，灰泥石灰?guī)r等。顆粒一般含量很低，一般不超過(guò)10%，但它與含顆粒石灰?guī)r呈過(guò)渡關(guān)系。顆粒的類型，尤其是生物碎屑的種類是判斷泥晶灰?guī)r沉積環(huán)境的重要標(biāo)志。如含低棲雙殼類、有孔蟲及綠藻等局限環(huán)境生物，則應(yīng)為淺水環(huán)境，如含浮游生物則為深水；泥晶灰?guī)r如有如有干化作用或藻類活動(dòng)

14、產(chǎn)生亮晶方解石充填的鳥眼構(gòu)造，則為潮上或潮間的典型標(biāo)志；丘狀的泥晶灰?guī)r有障積生物的支撐，應(yīng)屬生物泥丘，具有特殊的環(huán)境意義?？梢哉f(shuō)泥晶灰?guī)r出現(xiàn)在低能環(huán)境中，如淺水澙湖、陸棚以及較深水的濱外盆地等。 疊層石灰?guī)r：屬于生物格架石灰?guī)r中的隱藻石灰?guī)r，這是具有明顯隱藻紋層構(gòu)造的粘結(jié)灰?guī)r。富藻的有機(jī)紋層和貧藻的碳酸鹽紋層是通粘結(jié)作用和 藻席生長(zhǎng)形成的。疊層石石灰?guī)r產(chǎn)出形態(tài)與生物骨架灰?guī)r有類似之處，也具有透鏡狀、塊狀、丘狀和層狀巖體，但嚴(yán)格的來(lái)講，它并非骨架生物的建造體。 圖2-3 泥晶灰?guī)r 圖2-4 疊層石灰?guī)r2.2巖石的結(jié)構(gòu)組分特征1顆粒：泛指沉積盆地內(nèi)由化學(xué)、生物化學(xué)成因的碳酸鹽沉積物，在波浪潮汐等水

15、流作用下就地或經(jīng)短距離搬運(yùn)而形成的一系列碳酸鹽巖顆粒。按其成因和組分特征，可分為五種主要類型。（1）內(nèi)碎屑：礫屑、砂屑、粉屑、泥屑。礫屑：泥晶砂屑灰?guī)r中礫屑由鮞?；?guī)r，球?；?guī)r組成，含量20左右。異地礫屑灰?guī)r中礫屑呈菊花狀，倒小字型，直立，單向或雙向疊瓦狀排列，大小不定，從0.5-10cm不等，礫屑可以具氧化環(huán)，但較薄。礫屑成分非常復(fù)雜，可以為來(lái)自淺水區(qū)的泥晶灰?guī)r，再搬運(yùn)的正常礫屑；蟲孔灰?guī)r及來(lái)自深水區(qū)的球?；?guī)r、核形石灰?guī)r、凝塊石灰?guī)r、含海綠石生物碎屑灰?guī)r，生物丘灰?guī)r，生物碎屑球粒泥晶灰?guī)r及生物碎屑泥晶灰?guī)r。砂屑：泥晶砂屑灰?guī)r中砂屑由泥晶方解石組成，圓狀或次棱角狀、無(wú)定向排列，可成群分布，含

16、量40以上。亮晶砂屑生物碎屑灰?guī)r中砂屑含量50左右，砂屑粒徑0.5-0.2mm，多已重結(jié)晶，少量為微晶組成，具泥晶包殼。含量30左右。砂屑白云巖中砂屑由白云石晶粒組成。砂屑粒徑為0.5-0.3mm。粉屑：泥晶灰?guī)r中粉屑主要由方解石組成，可含少量的生物碎屑、海綠石等，生物碎屑具磨圓現(xiàn)象，具自云巖化。（2）鮞粒：泥晶鮞粒灰?guī)r中鮞粒含量80左右，主要為多晶鮞、單晶鮞，真鮞，假鮞及放射鮞，可見有韻律層，由較細(xì)的（0.1mm）鮞粒、較粗的鮞粒（0.4mm以上）及三葉蟲碎屑組成。亮晶鮞?；?guī)r鮞粒為單晶鮞、多晶鮞，放射鮞及真鮞、假鮞，真鮞包殼可達(dá)8-12層，分選好，含量80。可見5以下生物碎屑。泥晶砂屑灰?guī)r

17、鮞粒多為放射緬，多晶鮞，核心由生物碎屑及砂屑組成，含量10左右。生物碎屑主要海百合、腕足、三葉蟲等，具泥晶化邊及很薄的包殼，含量小于10，（3）藻粒：柱狀疊層石灰?guī)r中疊層石主要由暗帶、亮帶相間組成，暗帶由灌絲藻，斑點(diǎn)藻等組成，亮帶由粉屑、微屑方解石組成。亮晶砂屑生物碎屑灰?guī)r可見少量的團(tuán)塊狀海綠石。（4）生物碎屑：亮晶砂屑生物碎屑灰?guī)r中生物碎屑主要為三葉蟲、腕足、棘皮、軟體、介形蟲等，保存完整，稍有磨蝕，體腔中填有砂屑及泥晶，具泥晶化邊。2.泥：具有典型的泥狀結(jié)構(gòu)。在泥晶灰?guī)r、泥晶鮞?；?guī)r、泥晶砂屑灰?guī)r、異地礫屑灰?guī)r常見。3膠結(jié)物：膠結(jié)物的晶體清澈明亮，晶粒一般較大?？梢娪诹辆b?；?guī)r、亮晶砂屑

18、生物碎屑灰?guī)r。4.晶粒：根據(jù)粒度可分為礫晶、砂晶、粉晶、泥晶。在泥晶灰?guī)r、泥晶鮞?；?guī)r、泥晶砂屑灰?guī)r、異地礫屑灰?guī)r中晶粒為泥晶。5.生物格架：其中柱狀疊層石灰?guī)r具粘結(jié)格架。2.3巖石的構(gòu)造特征1.波痕：是波浪的介質(zhì)運(yùn)動(dòng)，在沉積物表面所形成的一種波狀起伏的層面構(gòu)造。該地區(qū)一般是由于波浪作用作用于沉積物表面形成的。可分為對(duì)稱和不對(duì)稱的兩種。前者的特點(diǎn)是波脊兩側(cè)對(duì)稱，波峰尖銳，波谷圓滑，大多數(shù)波脊平直，部分出現(xiàn)分叉。至于不對(duì)稱波痕，外形與直線流水波痕相似。2水平層理：細(xì)層平直與層面平行，細(xì)層可連續(xù)或斷續(xù)，細(xì)層越0.1mm至幾毫米。水平層理是在比較弱的水動(dòng)力條件下，由懸浮物沉積而成，它出現(xiàn)在低能環(huán)境中

19、，如湖泊深水區(qū)、澙湖及深海環(huán)境，主要產(chǎn)于泥晶灰?guī)r之中。圖2-5 波痕 圖2-6 水平層理3.斜層理：在層系內(nèi)部由一組傾斜的細(xì)層與層面或?qū)酉到缑嫦嘟弧＿@種層理是沉積介質(zhì)水流和風(fēng)的流動(dòng)造成的。當(dāng)介質(zhì)具有一定流速時(shí) ，底床上可以產(chǎn)生一系列的砂波，這種砂波順層流動(dòng)的結(jié)果，在陡坡的一側(cè)形成了由一系列紋層組成的斜層系，紋層傾向表示介質(zhì)流動(dòng)方向。斜層系互相平行或彼此切割構(gòu)成不同形態(tài)的交錯(cuò)層理。在泥晶鮞粒灰?guī)r、亮晶鮞粒灰?guī)r，砂屑白云巖中可見。4生物遺跡構(gòu)造：指由生物活動(dòng)而產(chǎn)生于沉積物表面或內(nèi)部具有一定形態(tài)的各種遺跡，包括生物生存期間的與電動(dòng)、居住、覓食和攝食等行為遺留下的痕跡。從某種意義上講，它是生物行為習(xí)性

20、適應(yīng)環(huán)境的無(wú)限制表現(xiàn)，由于他們能夠反應(yīng)當(dāng)時(shí)的生活環(huán)境，分布范圍又比較狹窄，特別是在硬體化石極為稀少的地層中，他們的分布普遍且保存良好，有助于古生態(tài)和巖相的研究。其中偶爾可見爬跡。 圖2-7 斜層理 圖2-8 生物遺跡構(gòu)造5.鳥眼構(gòu)造：指細(xì)粒沉積巖中鳥眼狀孔隙被亮晶方解石或石膏等膠結(jié)物充填而形成的，亮晶鮞粒灰?guī)r、亮晶砂屑生物碎屑灰?guī)r中可見。6疊層石構(gòu)造：疊層石形態(tài)為柱狀，不分叉，個(gè)別頂部分叉，柱體寬4-10cm左右，柱體高度與巖層厚度呈正相關(guān)，可穿過(guò)巖層，柱體之間充填有鮞粒、生物碎屑及礫屑。2.4沉積相從徐莊階開始，隨著海平面升高，發(fā)育了陸源細(xì)碎屑巖等潮坪沉積，后來(lái)到了張夏階，則發(fā)育泥質(zhì)條帶灰?guī)r

21、夾鮞?；?guī)r，礫屑灰?guī)r等斜坡沉積。直至形成碳酸鹽臺(tái)地的淺灘及灘間海沉積。故沉積環(huán)境為發(fā)育淺灘的斜坡。 臺(tái)地淺灘 澙湖 潮坪圖2-9 寒武系碳酸鹽巖沉積環(huán)境3.結(jié)論（1）張夏組主要以鮞?；?guī)r為主，可劃分為泥晶-顆粒石灰?guī)r類和晶粒石灰?guī)r類，又進(jìn)一步可細(xì)分為泥晶灰?guī)r、疊層石灰?guī)r、泥晶鮞?；?guī)r、亮晶鮞?；?guī)r、泥晶砂屑灰?guī)r、亮晶砂屑生物碎屑灰?guī)r、異地礫屑灰?guī)r，除此之外還有礫屑白云巖。（2）巖石的結(jié)構(gòu)組分中顆粒情況較為復(fù)雜，填隙物以亮晶方解石和泥晶方解石泥為主，晶粒以泥晶較為常見，生物格架中疊層石具粘結(jié)格架。（3）巖石具有波痕、水平層理、斜層理、鳥眼構(gòu)造、生物遺跡構(gòu)造、疊層石構(gòu)造。 （4）沉積環(huán)境為發(fā)育淺灘的斜坡環(huán)境。致 謝 大學(xué)生活一晃而過(guò)，回收走過(guò)的歲月，心中倍感充實(shí)，當(dāng)我寫完這篇論文的時(shí)候，有一種如釋重負(fù)的感覺(jué)，感慨良多。 首先誠(chéng)摯感謝我的論文指導(dǎo)老師王青春老師，他在忙碌的教學(xué)工作擠出時(shí)間來(lái)審查我的論文，還有教過(guò)我的所有老師們，你們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)的榜樣。他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予了無(wú)限啟迪。 感謝四年中陪伴在