地球科学概论【一】

修一切 2012-01-25

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第一章区域地质概况

编辑：探矿者

中国科学院院士，原西安地质学院院长，著名地质学家张伯声教授创立的波浪状镶嵌构造学说认为，实习区位于北西向天山－祁连－秦岭－桐柏山活动带与北东向长白山－太行山－横断山活动带相互交织的秦岭地轴的北部，包括鄂尔多斯盆地的一部分。中国科学院院士，著名地质学家李四光、张文佑、陈国达教授分别用地质力学、断块学说和地洼学说的观点对该区进行了划分。本章以我国著名地质学家，中国科学院院士黄汲清教授创始和奠基的中国历史大地构造学观和活动论、阶段论、地槽褶皱带多旋回发展的理论和方法为指导思想，对该区构造单元进行了划分。
实习区自北向南跨越两大地质构造单元，五个次级单元。北部的“北山”及关中平原属于华北地台区，而南部的秦岭北坡属于秦岭褶皱系。两大构造单元及各二级、三级单元的地质发展历史、地层发育序列、沉积演化的历史、岩浆活动、地质构造情况等有较大的差异。六条地质观测路线分属于不同的构造单元和二级、三级构造单元。实习区大地构造区划见图1－1。

图1－1 实习区大地构造分区图（据陕西省区域地质志，1982）

一、华北地台

实习区位于华北地台的南部，主要由四个次级构造单元组成：①陕北台凹；②陕甘宁凹缘褶断束；③渭河断凹；④太华台拱。
（一）陕北台凹（I₁¹）
陕北台凹是鄂尔多斯盆地的一部分。鄂尔多斯盆地的基底由太古宇及下元古界变质岩系组成，其上为中元古界长城系、蓟县系及上元古界震旦系和古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系以及中生界三叠系、侏罗系、白垩系乃至第三系、第四系等不同类型的地层沉积，厚度可达万米以上。早古生代浅海相地层岩性以灰岩为主，由于海盆西南缘地势低洼，沉积厚度稍大一些。晚古生代至早中生代，沉积环境由海相向内陆湖盆转化。中生代地层沉积厚度大，主要以三叠系、侏罗系的砂岩、页岩及泥岩为主。白垩系主要沉积物以河湖相杂色砂泥岩及山麓相砾岩为主。第三系在此区分布零星，主要位于盆地西缘及西北缘。第四纪时，盆地北部以一套河湖相沉积和风沙沉积为主，南部以黄土沉积及河谷中的冲积层沉积为主。中生代晚期，受燕山运动的影响，鄂尔多斯盆地逐渐结束了它漫长的历史，自白垩纪晚期至第三纪，此区整体处于缓慢隆升时期，地理学上称其为高平原地貌时期，其周边也开始出现了一些小型断陷盆地如渭河盆地等。第三纪晚期，鄂尔多斯地块隆升速度加快，地表风化剥蚀强烈，呈现出壮丽的高原景观地貌。这一时期，新构造运动表现明显，如造成此区大量基岩山区剥蚀的泥砂质等碎屑物质堆积在山前低洼地带或一些盆地之中形成的红色粘土、砂粘土类的松散物质沉积。第四纪以来，受这一构造作用影响，黄土高原处于不断的区域性上升过程中，黄土状地层在风化侵蚀的环境中沉积着有限的厚度。在这一特殊的新构造运动制约下，地表水的下蚀能力增大，山间河流水系发育明显。
总之，鄂尔多斯地台自古生代以来，一直是一十分稳定的地台，虽然这期间也曾有过地壳升降和海陆交替的历史，但也只是盆地的中心有所偏移，而盆地的整体结构并未遭到严重破坏。盆地中心显示出地层较为水平的格局。从宏观上看，鄂尔多斯周边区域构造情况类型各异。如中生代时，盆地南部隆起成山，称为渭北山系，这一山系组成鄂尔多斯地台的南部边缘，也称为陕甘宁凹缘褶断束。
（二）陕甘宁凹缘褶断束（I₁²）
陕甘宁凹缘褶断束大致以泾河为界划分为两个次级单元。实习区泾阳县口镇—淳化县花园口地质路线为景福山-永寿断褶段（I₁^2-1）。该区的奥陶系灰岩具陆缘活动环境特征；石炭系-三叠系主要为河湖相砂泥岩；白垩系为山麓磨拉石。岩浆活动不发育。褶皱总体为一北倾的复单斜，次级褶皱一般较为宽缓对称，但常被断裂破坏而不连续。渭河盆地北缘北山山前大断于具多期（次）活动特征，早期以压扭性为主，中新生代多为张扭性质。
（三）渭河断凹（I₂¹）
渭河断凹亦称渭河断陷、渭河地堑，为新生代复杂的“箕状”地堑式断块凹陷，受断凹北缘北山山前与南缘秦岭北坡山前两大断裂带所控制，西起宝鸡，东到潼关，长约300km,宽度30-60km,构成“八百里秦川”。陆相堆积层厚度大于700m,总断距上万米。温泉、地震发育。
新生界可分三个亚构造层（下第三系亚层、上第三系亚层和第四系亚层）。第四系亚层分四小层。第一至第三层分别为下、中、上更新统，每层分两部分，下部为河、湖相沙砾石，上部为风成黄土。第四层全新统为河床相沙砾石。
（四）太华台拱（I₂¹）
太华台拱为一长期隆起单元，至今仍在上升，形成与渭河断凹高差悬殊的陡峻地形。太华群总厚褶度大于5000m。铁铜沟组碎屑岩呈角度不整合覆于太华群之上。熊耳群火山岩与铁铜沟组的接触关系为角度不整合。太华群的变质作用达角闪岩相-麻粒岩相。熊耳群火山岩与铁铜沟组均经历了绿片岩相的变质作用。岩浆活动发育，以燕山期花岗岩为主，并有武陵期花岗岩的侵入。矿产主要有金，产于太华群石英脉和武陵期张家坪花岗岩体之中。

二、秦岭褶皱系

实习区所设及到的秦岭褶皱系为北秦岭加力东褶皱带，包括两个次级构造单元：纸房－永丰褶皱束；太白－商县褶皱束。
脂肪－永丰褶皱束（Ⅱ₂²）
脂肪－永丰褶皱束位于渭河断陷的南侧，其主体为中元古褶皱带，主要由宽坪群、陶湾群组成，南缘可能卷入早古生界。中元古界宽坪群分布广，厚度大，原岩有海相基性火山岩、碎屑岩和钙硅质岩。根据岩石化学成分，火山岩属大洋拉斑－岛弧拉斑玄武岩。宽坪群之上的陶湾群，原岩为浅海相碳酸盐岩及泥、碎屑岩，厚约3000m。盖层为陆相含煤碎屑岩－红色碎屑岩。侵入岩分布较广，具多时期和多岩类特点，以燕山期花岗岩为主。加里东期有中性、基性、超基性岩体和印支期花岗岩基分布，另有花岗斑岩岩株出露。中元古界经中压相系低绿片岩相－低角闪岩相变质。
该褶皱束总体为一复背斜，有四期不同形式的叠加，早期褶皱往往被掩盖，现有褶皱后期叠加的背、向形，次生面理发育，多期变形与变质作用、岩浆活动紧密伴生。第一期褶皱近东西向，呈同斜紧闭褶皱，局部出现平卧褶皱，发生轴面片理S1及弯褶皱、勾状褶皱、无根褶皱及“香肠”状褶皱等，伴随早期基-中性脉岩侵入。为前加里东期变形。第二期褶皱也为东西向，与第一期交角小于20°，或近于共轴叠加，形成较开阔的弯褶皱－滑劈褶皱，产生S2折劈理，并在北部较发育，为加里东期变形。第三期褶皱为燕山早期变形，出现垂直叠加的南、北向平行式褶皱和同轴向断裂。沿断褶带及与第二期背形交汇部位有燕山期花岗岩侵入。第四期为断裂变形，出现NW向、NE向X扭裂及大规模由北向南的推覆，推测为燕山晚期变形。
太白－商县褶皱束（Ⅱ₂³）
        位于北秦岭加里东褶皱带南部，呈东西向条带状展布，曾被认为是秦岭地轴的主体部分。由中元古界、古生界和新生界组成。
        中元古界构造层实际上是地槽内的陆壳残缺，由秦岭群片麻岩、大理岩、片岩组成，厚度大于9000m，原岩为海相陆源碎屑岩夹碳酸盐岩、火山岩。
        岩浆活动发育，早古生代火山岩以钙碱性系列钠质类型为主，接近于岛弧－深海拉斑玄武岩亚系列。侵入岩约占本区总面积的三分之一，以中酸性岩为主。加里东期有混合花岗岩和基性超基性岩。华力西期有闪长岩。印支期有大型花岗岩基。
        秦岭群变质程度较均一，为低压相系高绿片岩相－高角闪岩相，混合岩化强烈，具多期变质。变质年龄主要有两组：①1000－1400Ma（“芹峪”期）；②420MA±（加里东期）。前者为主变质期，此外还有印支期、燕山期叠加。

第二章口镇—花园口地质观测路线

一、地质概况

口镇位于泾阳西北方向23km处，距西安90km，有简易公路相通，交通较为方便（图2-1）。

图2-1 口镇交通位置图

口镇—花园口一带地势北高南低，北部由基岩山脉及黄土塬、峁组成，山脉走向近东西。南部口镇以南被巨厚的第四系黄土覆盖。这里平均气温13.1℃（最高气温41.4℃，最低气温–20.8℃），年降雨量550mm，多集中在7―9月份。口镇周围一带以产小麦、玉米及经济作物棉花、大蒜为主。目前，该区农民养有大量奶羊，以卖鲜羊奶为主要经济收入。工业以采铝土矿、烧石灰以及制造水泥等为主。

口镇地处陕甘宁盆地的南缘，属景福山-永寿断褶段（I

₁

^2-1

），位于鄂尔多斯地块与渭河地堑之间。陕甘宁盆地是印支期形成的内陆坳陷盆地。渭河地堑形成于早第三纪。

从口镇沿冶峪河谷向北溯源而上，依次出现奥陶系海相碳酸岩，石炭系海陆交互相砂岩、泥岩夹透镜状灰岩及薄煤层，二叠系和和三叠系陆相碎屑岩偶夹海泛层泥岩、泥灰岩。出露的主要地层如下：
下奥陶统
深灰色（局部紫红色，特别是与上覆地层接触带）钙质白云岩，与上石炭统断层接触。
上石炭统太原组
杂色泥岩，底部为褐铁矿、铝土矿层，局部有硅质岩和煤层，泥岩中含有大量植物化石。
下二叠统山西组
灰白色、青灰色含砾石英砂岩为主夹深灰色泥岩。下石盒子组：下部以杂色泥岩为主，局部为灰色长石石英砂岩；上部为杂色泥岩夹菱铁矿结核；底部为含砾长石石英砂岩。
上二叠统上石盒子组
下部为杂色泥岩夹砂岩；底部为黄色长石石英砂岩；上部为杂色泥岩夹菱铁矿结核；顶部为长石石英砂岩。石千峰组：淡黄、青灰色厚层长石石英砂岩夹紫红色泥岩，偶夹浅灰色泥质灰岩。
下、中三叠统
        为一套灰绿色中厚层砂岩夹粉砂岩、泥岩。
        在构造方面，因口镇一带位于地壳活动区边缘，褶皱、断裂明显受秦岭纬向构造控制。断裂多沿东西或北东向延伸。褶皱的轴向与断层的走向基本吻合，在区域上构成一个强烈的挤压带，称为韩城西山—耀县—崛山强烈褶皱断裂带。带上褶皱、断裂均很发育，褶皱紧闭，地层时有倒转，小褶皱类型多样，造型十分生动美观。冶峪河口正断层规模宏大，断层面清晰平整，如同板上作画。这些构造现象，充分表现了地壳活动带周边区域的构造特点。
        寒武纪、奥陶纪时期海侵泛及整个渭北，主要为一套白云质碳酸盐沉积，后因加里东运动的影响，地壳抬升，造成中奥陶统至下石炭统的普遍缺失。晚石炭世开始，海水时进时退，沉积了一套以石英砂岩为主体底部为铝土质页岩及褐铁矿、夹有泥岩煤线以及薄层灰岩的海陆交互相地层。二叠纪初期本区主要为滨海环境，沉积了成熟度很高的石英砂岩。此后基本脱离海洋环境，形成近海湖泊沼泽，沉积了一套含煤碎屑岩系，有人称为渭北黑腰带。晚二叠世以后，此地转为较干旱环境，接收了一套上二叠统—下、中三叠统以碎屑岩为主体的河、湖相沉积，局部含有植物化石，不再含有煤层。近年来的研究表明，这套沉积夹有多层海泛层位，有的地点夹有碎屑灰岩、泥灰岩等海相沉积。从沉积物由下而上，由青灰―淡黄且向杂色紫红色转变来看，反映了沉积环境渐向炎热气候转化。

二、剖面列述

在口镇—花园口，沿冶峪河河谷，奥陶纪、石炭纪—三叠纪地层断续出露。由于一系列褶皱和断层的影响，岩层倾角不一，大致向北倾斜，同时使得出露的地层有许多重复。经几条实测剖面的拼接现把此地C—P系列述如下（图2-2）。此地奥陶纪地层由于靠近山前断裂，断层、褶皱等影响较大，层序复杂。三叠纪地层由于覆盖以及断层等的破坏出露不好。

图2-2 口镇—花园村地质剖面图

上覆地层：下、中三叠统纸坊组（T₁₊₂z）：紫红色砾岩，紫红色岩屑中粗粒长石石英砂岩。
平行不整合
上二叠统石千峰组（P₂sq）：出露厚度为22.2m。
97.紫红色粉砂质泥岩夹泥灰岩；	6.0m
96.浅灰色中薄层状泥灰岩，灰绿色粉砂质泥岩；	3.2m
95.紫红色粉砂质泥岩与灰色中薄层状细砂岩互层，夹紫红色薄层状泥灰岩；	6.0m
94.紫红色泥岩；	2.0m
93.灰白色泥质灰岩；	0.8m
92．绿灰色、紫红色中厚层状细砂岩与粉砂质泥岩互层，偶夹黄灰色中粗粒长石砂岩。	4.2m
整合
上二叠统上石盒子组（P₂s）：总厚度为179.2m。
91.浅绿灰色中厚层状中细粒砂岩夹浅绿灰色粉砂岩薄层，粉砂岩薄层表面有大量白云母，砂岩中见有水平虫管，具有单向斜层理；	3.5m
90.绿灰色泥质粉砂岩； 3.0m
89.黄绿灰色中细粒砂岩，夹绿灰色粉砂质泥岩，砂岩中具有“硅化木”和波痕；	4.0m
88.黄灰色中薄层状长石砂岩；	8.0m
87.黄灰色中厚层状含长石石英砂岩，具有大型斜层理；	6.0m
86.黄灰色中薄层状长石石英砂岩，斜层理发育；	3.0m
85.绿灰色中厚层状中细粒长石砂岩夹灰绿—灰黑色粉砂质泥岩，泥岩中含有大量植物化石 Gigantonoclea； Alethopterissp； Lobatannularia； Cordaites sp.；slerophyllites cf. longifolias； Annularia cf. （?）papilioformis； Sphenopteris；	8.0m
84.紫红色粉砂质泥岩，见有白云母，在横向上可相变为绿灰色粉砂质泥岩； 2.0m 83.灰绿色中薄层状中细粒砂岩，夹薄层状泥质粉砂岩；	3.0m
82.紫红色粉砂质泥岩，顶部具有5～10cm灰绿色泥岩；	3.0m
81.灰绿色中薄层状中细粒砂岩，夹薄层状泥质粉砂岩；	1.5m
80.紫红色粉砂质泥岩，顶部有灰绿色泥岩；	1.5m
79.浅绿灰色中厚层状中粗粒长石石英砂岩夹中薄层状中粗粒石英长石砂岩，具有鱼骨状双向斜层理，可见“硅化木”；	4.0m
78.青灰色中薄层状细砂岩与中薄层粉砂质泥岩互层；	1.2m
77.黄灰色中薄层状钙质砂岩夹灰色薄层状粉砂质泥岩，泥岩中有水平沙纹层理，具有小型斜层理；	6.0m
76.紫红色泥岩，层理发育；	2.5m
75.灰绿色中层状细砂岩夹灰绿色粉砂质泥岩；	4.0m
74.紫红色泥岩，上、下具有黄绿色条带；	4.0m
73.灰黄色薄层状细砂岩夹黄绿色粉砂质泥岩，含有植物碎片，发育大型斜层理，砂岩中见有大量白云母和泥砾；	2.0m
72. 薄层状黄灰色中细粒长石砂岩与灰绿色粉砂岩互层；	4.0m
71.绿灰色中层状细砂岩，岩石中可见泥砾，裂隙或岩层表面具有假化石（铁锰质薄膜）； 7.0m 70.紫红色泥质粉砂岩夹灰绿色粉砂质泥岩，出露大型斜层理；	3.0m
69.中薄层青灰色细砂岩，含白云母，岩层表面可见大量白云母；	2.5m
68.黄灰色中厚层状中粗粒长石砂岩；	2.5m
67.中薄层青灰色细砂岩，含白云母，岩层表面有大量白云母；	1.5m
66.绿灰色泥岩；	0.3m
65.紫红色粉砂岩；	1.5m
64.绿灰色中厚层状细粒长石砂岩，具有斜层理；	6.0m
63.紫色泥岩；	2.5m
62.黄灰色长石砂岩；	20.0m
61.黄灰色泥质粉砂岩夹细砂岩薄层；	4.5m
60.黄绿色厚层中粗粒长石砂岩；	1.0m
59.黄绿色中薄层长石砂岩与灰绿色、紫红色泥岩互层；	4.0m
58.灰绿色中细粒长石砂岩；	1.5m
57.浅灰色泥岩；	3.0m
56.灰绿色中细粒砂岩；	1.5m
55.紫红色粉砂质泥岩夹灰绿色粉砂质泥岩互层；	4.0m
54.灰绿色钙质泥岩；	0.2m
53.黑灰色中厚层钙质泥岩；	2.0m
52.灰色中厚层状粉砂质泥岩；	3.0m
51.黄灰色中薄层状中粗粒长石砂岩与粉砂岩互层；	6.0m
50.黄灰色中厚层中粗粒长石砂岩，具有斜层理；	6.0m
49.紫红色泥岩夹黄灰色中细粒长石砂岩；	10.0m
48.黄灰色长石砂岩，中厚层状，向上粒度变细；	3.0m
47.浅灰色—暗灰色粉砂质泥岩；	2.0m
46.暗紫红色—紫灰色粉砂质泥岩夹中粒长石石英砂岩；	2.5m
45.黄灰色中厚层状中粗粒石英长石砂岩，有铁质结核，具有条带状分布的砾石。	4.0m
整合
下二叠统下石盒子组（P₁x）：总厚度106.0m。
44.黄绿色风化面，灰绿色粉砂质泥岩夹紫红色粉砂质泥岩；	3.0m
43.中层状黄灰色中粗粒长石砂岩夹粉砂岩薄层；	10.0m
42.黄灰色、紫红色粉砂质泥岩夹中薄层状中细粒长石砂岩；	4.0m
41.黄灰色中厚层状中粗粒长石砂岩；	1.2m
40.黄绿色、紫红色粉砂质泥岩；	4.0m
39.黄灰色中层状长石砂岩夹黄绿色、紫红色粉砂质泥岩；	2.0m
38.黄灰色—绿灰色中层状中粗粒长石砂岩，含有砂岩同生砾石，斜层理发育；	12.0m
37.土黄色粉砂质泥岩；	0.7m
36.黄灰色薄层中细粒砂岩夹紫红色、灰绿色砂质泥岩；	5.0m
35.黄灰色薄层中细粒砂岩夹紫红色、灰绿色粉砂质泥岩；	3.0m
34.黄灰色中层中粗粒长石砂岩夹薄层粉砂岩；	2.5m
33.紫红色粉砂质泥岩夹粉砂岩；	1.0m
32.暗紫色厚层中粒长石砂岩，含泥砾；	1.5m
31.紫红色—灰绿色粉砂质泥岩夹砂岩及少量薄层鲕状灰岩；	3.0m
30.暗紫色中厚层细砂岩；	1.2m
29.暗紫红色中厚层泥岩；	0.8m
28.暗紫色中粗粒长石砂岩与紫红色粉砂质泥岩互层；	2.5m
27.青灰色粉砂质泥岩；	1.0m
26.黄灰色厚层状中粗粒长石砂岩；	2.0m
25.黄灰色中薄层中细粒长石砂岩夹粉砂岩，层面有大量白云母片；	3.0m
24.黄灰色中层状中粗粒石英长石砂岩与褐灰色中厚层状含砾粗砂岩，具有双向斜层理；	7.0m
23.褐黄色中厚层状含砾粗砂岩，有斜层理；	1.2m
22.灰紫色中薄层状中粗粒含长石石英砂岩，分选、磨圆较好，硅质胶结；	2.5m
21.灰绿色粉砂质泥岩与浅灰色细砂岩互层，夹褐灰色中粒砂岩及紫红色泥岩；	3.0m
20.浅灰—紫红色、杂色中厚层状粉砂质泥岩，粉砂泥质胶结，含钙质较高，易破碎；	4.5m
19.暗紫色中厚层粗粒石英长石砂岩；	0.8m
18.灰色泥质粉砂岩，粉砂质泥岩夹细砂岩，粉砂泥质胶结；	4.5m
17.暗紫色中厚层状粗粒石英长石砂岩，分选、磨圆差，含较多铁质结核；	6.0m
16.灰绿－紫红色粉砂质泥岩与紫灰色中粗粒长石石英砂岩互层；	1.2m
15.浅绿灰色中厚层状粗粒长石石英砂岩，分选、磨圆较好，含有少量砾石；	2.2m
14.绿灰色中细粒中薄层状长石砂岩，含有铁质结核；	1.5m
13.浅灰色中细粒长石石英砂岩，风化面粗糙；	3.2m
12.灰白色风化面，灰色长石石英砂岩，中厚层状中粗粒结构。	5.0m
整合
下二叠统山西组（P₁s）：总厚度6.9m。
11.青灰色厚层状中细粒石英砂岩，分选、磨圆好，见有单向交错层理；	2.5m
10.黑灰色粉砂质页岩，整体成透镜状，最厚处20cm，页理发育；	0.2m
9．灰白色中厚层状含砾粗粒石英砂岩，可见有粉砂或泥质同生角砾。	4.2m
整合
上石炭统太原组（C₂t）：总厚度4.5m。本组在口镇地区成透镜体产出，所以在许多地点下奥陶统马家沟组（O₁m）的淡紫红色白云质灰岩与二叠系山西组的含砾石英砂岩直接呈平行不整合接触。
8．灰白色中薄层状中细粒石英砂岩,见有波痕；	1.0m
7.青灰色透镜状细晶灰岩；	0—0.3m
6.灰白色中粒石英砂岩，分选、磨圆好；	0.2—1.0m
5.深灰色碳质粉砂质泥岩、页岩，夹深灰色细粒长石砂岩，此层呈透镜体产出。在深灰色碳质页岩中见有Neuropteris sp.等植物化石；	0—1.0m
4.土黄色中层状中粒长石砂岩，分选、磨圆较好；	0.2m
3.黑灰色中薄层状灰岩，岩石致密，比较坚硬；	0.6m
2.青灰色泥岩，块状构造，岩石致密，较破碎，局部因铁染而发红；	0.3m
1.褐红色—灰褐色褐铁矿层，岩石比重大，主要矿物为褐铁矿和赤铁矿，层理不明显，此层出露于响龙潭边的溶洞底部，下部被覆盖，出露不全。	＞0.8m
从响龙潭向南50m，在冶峪河边可见到下奥陶统马家沟组（O₁m）的淡紫红色白云质灰岩与石炭系太原组的接触关系，在这里，此层成断续的褐铁矿小透镜体产出，透镜体大小一般为10—30cm。
平行不整合
下伏地层：下奥陶统马家沟组（O₁m）：淡紫红色白云质灰岩。

三、野外地质教学点观测描述内容

（一）圣人桥北侧断层和牵引褶皱观测描述点
此观测描述点有如下具体教学内容：

① 直接可见断层面；
② 断层两侧岩层明显错开，上、下盘岩性差别较大，所以断距可能较大，至少在数十米以上；
③ 断层发育在上二叠统石千峰组（P₂ sq）内；
④ 断层两侧的岩层有牵引现象，特别是在断层的下盘形成牵引褶皱（是几个连续的小型褶皱）；
⑤在断层面附近可以见到岩层破碎强烈，并有透镜体、断层泥等产出；
⑥ 根据牵引褶皱判断此断层上盘上升，下盘下降；
⑦根据断层产状和两盘运动方向以及出露的断层泥、透镜体等判断此断层是一逆断层。

如果是每次实习的第一个教学点，需要教授罗盘的使用方法，包括各种地质面产状的测量方法、方位角和坡度角的测量方法。具体的做法是找一岩层倾角中等，出露较好的地段，教授学生用罗盘测量层面的产状，同时教授学生利用罗盘测量周围山头的方位角和坡度角，然后学生自己练习。
断层的识别：在冶峪河东岸出露一条产状为150°∠50°的断层。此断层存在的证据如下：
牵引褶皱的识别：在断层的下盘（北盘），有连续的牵引褶皱出现，形成连续的两个背斜和两个向斜，其中最南部的一个牵引向斜是一个倒转褶皱（图版Ⅱ—1）。因为此段地层破碎强烈，次级的错动很多，所以此褶皱识别的关键是选择好标志层，根据标志层的弯曲形态判断褶皱的存在。
石千峰组（P₂sq）与下、中三叠统纸坊组（T_1＋2z）平行不整合接触关系的观测描述：在断层的北侧可以见到上二叠统石千峰组（P₂sq）与下、中三叠统纸坊组（T_1＋2z）平行不整合接触关系。不整合面清晰可见，上、下地层出露较好，由于出露于倒转褶皱的一翼，所以地层是倒转的。不整合面之上为石千峰组（P₂sq）的紫红色泥岩、紫红色厚层状细砂岩夹灰白色泥灰岩。靠近不整合面为紫红色泥岩。不整合面之下为下、中三叠统纸坊组（T_1＋2z）紫红色砾岩（图版Ⅱ—3），紫红色中薄层中粒长石砂岩，紫红色泥岩。靠近不整合面紫红色砾岩。此砾岩中的砾石成分主要是不整合面之下石千峰组（P₂sq）的紫红色泥岩，分选、磨圆比较差，最大可达近10cm，一般次棱角状。离开不整合面砾径迅速变小，在1m以内过渡为紫红色中薄层中粒长石砂岩。所以此砾岩为底砾岩。
绘制圣人桥北断层和牵引褶皱素描图：要求笔记本作图页上图名、比例尺、剖面方位、主要地名、各种产状要素、图例齐全。记录页上应有必要的记录和描述内容。可参考（图2-3，图版Ⅱ—1）。

图2-3 圣人桥北牵引褶皱素描图

（二）上二叠统石千峰组（P₂sq）与下、中三叠统纸坊组（T_1＋2z）平行不整合接触关系观测描述点
此观测点主要有下列教学内容：

上二叠统石千峰组（P₂sq）岩性及产状特征的观测描述。此地石千峰组（P₂sq）的岩性主要为淡黄、青灰色厚层长石石英砂岩夹紫红色泥岩，偶夹浅灰色泥质灰岩。产状大致倾向南，倾角在40°—60°之间。
第四系更新统（Qp）岩性及产状特征的观测描述。此地更新统（Qp）为河流—山麓洪积相的砂砾石堆积。砾石分选、磨圆一般，多数次圆状到次棱角状，大小一般1cm-5cm，最大可达数十厘米。岩石基本没有胶结，比较疏松。产状基本水平，微向山外倾斜。
因为两套地层之间有比较长时期的缺失，两套地层产状不同，而两套地层之间结合面的产状与较新地层第四系更新统（Qp）产状整体上一致，但局部起伏不平，所以它们之间应为角度不整合接触。
绘制圣人桥北第四系更新统（Qp）与上二叠统石千峰组（P₂sq）角度不整合素描图。要求在笔记本作图页上图名、比例尺、剖面方位、主要地名、各种产状要素、图例齐全。记录页上应有必要的记录和描述内容。具体内容可参考（图2-4）。

图2-4 圣人桥北第四系更新统（Qp）与上二叠统石千峰组（P2sq）间的角度不整合素描图

（三）赛古桥—圣人桥北上二叠统上石盒子组（P₂s）上部—石千峰组（P₂sq）地质路线观测与描述
此观测描述路线主要有下列教学内容：
以踏勘的方式观测描述赛古桥—圣人桥北上二叠统上石盒子组（P₂s）上部—石千峰组（P₂ sq）地质路线，要求学生具体完成下列教学内容：

作信手剖面图一条，要求按照实际观测内容绘制图件，按照一般常用的图例标绘岩性、地层、断层等各种地质面产状，岩矿、化学分析等采样地点，各种沉积构造和化石及微体化石样品采集点等也必须正确标定。除上述内容外，图名、比例尺、剖面方位、图例等图件要素应该齐全。在笔记本记录页上对岩性各种构造等作必要的记录描述。
此段地层根据岩性可以划分为12个小层：下部8小层以黄灰色长石砂岩、长石石英砂岩为主，夹有页岩，见有波痕（图版Ⅰ—1、2），鱼骨状双向交错层理等沉积构造。可见硅化木化石，归属于上二叠统上石盒子组（P₂s）；上部4小层以紫红色、黄灰色泥岩，紫红色、黄灰色粉砂岩为主，夹有灰白色泥质灰岩和灰绿色泥岩、页岩，归属于上二叠统石千峰组（P₂ sq）。具体的分层和岩性特征可参考前面地质剖面列述一节。
图2-5 赛古桥—圣人桥北上二叠统上石盒子组（P2s）上部—石千峰组（P2sq）信手剖面图
描述常见的几种沉积岩石，采集的岩石手标本大小应为3cm×6cm×9cm或2cm×4cm×6cm。碎屑岩的描述应包括下列几个方面的内容：岩石的颜色，层理及其它构造，岩石的粒度及其他的结构，分选及磨圆情况，胶结物成分及胶结类型，杂基成分及特征和支撑类型；颗粒主要成分、次要成分以及各自的百分含量，是否有定向排列；在地层中的产出状态等。对于碎屑岩的命名一般为：颜色（基本颜色在后次要颜色在前）＋构造（成层性）＋结构（粒度）＋次要成分＋主要成分＋岩石基本名称。如：浅灰色中厚层状中粒长石石英砂岩。对于岩石的描述和定名可参考下面的例子：
浅绿灰色中厚层状中粗粒含黑云母长石砂岩：浅绿灰色，中厚层状,层厚一般10-50cm左右。岩石中见有双向交错层理（图版Ⅱ—7、8），其产状分别为165°∠26°和350°∠10°（对于斜层理的产状应尽量多测量，以便利用统计结果判断古水流方向）。中粗粒砂状结构，颗粒粒径一般在0.5mm-1.5mm左右。分选、磨圆一般，颗粒多数次棱角状到次圆状。泥质、钙质胶结，一般颗粒支撑，接触式胶结。杂基含量10%～15%。颗粒中长石含量45%～60%，，石英35%～40%，黑云母5%左右。岩石发绿的原因可能是胶结物中有次生绿泥石的缘故。手标本编号Ⅰb-1。
波痕、层理等沉积构造的观测描述：对于波痕的观测描述应包括波长和波高的测量，波痕两侧的对称性如何？波脊的走向，是否弯曲分叉？沿走向的连续性如何？应测量波痕所在岩层的产状以及波脊的走向，如果为非对称波痕还应分别测量和标定波脊两侧的产状。
对于层理的观测描述应包括层理的类型（水平层理、单向交错层理、双向交错层理、大型板状交错层理、槽状交错层理、楔状交错层理、平行层理、波状层理、脉状层理、粒序层理等），细层的特点，层系及层系组的厚度及特征等。还应尽量多的测量同一层中不同位置斜层理细层的产状以及斜层理所在岩层层面的产状，槽状层理的走向以及层理所在岩层层面的产状，粒序层理的变化特点等。
硅化木的观测与描述（图版Ⅱ—4）：包括硅化木化石产出的密度，产出状态、规模，是否定向？化石本身的具体特征是否致密，年轮等细微构造的保存是否清晰，其成分是否含有铁质等其他杂质。分析硅化木形成的条件。硅化木所在岩层的特征，包括岩性、颜色、结构构造等。采集必要的手标本和化学分析样品。注意采集是否有共生的其它植物或动物化石，必要时应采集孢粉分析样品。

（四）圣人桥南300m正断层观测描述点
圣人桥南约300m处，冶峪河北岸有两条小规模的正断层发育在上二叠统上石盒子组（P₂s）砂岩中。断盘、断层面及断层角砾岩等断层要素出露清晰。岩层错开非常明显。断层性质极易判定。其断层证据有：此观测描述点，要求学生自己寻找断层证据，总结断层特征，分析断层性质，并作断层素描图，最后教师总结。

图2-6 圣人桥南300m处正断层素描图
1-薄层状细粒长石砂岩;2-厚层状粗砾长石砂岩; 3-全新世黄土和砾石;4-构造角砾岩

① 直接可见断层面；
② 可见岩层被错开的标志，根据这个标志判断，此断层断距大约1.5m；
③ 可见断层角砾岩在南侧断层的下盘沿断层面呈条带状分布；
④ 断层产状大致倾向北，倾角中等（340°∠25°-30°）；⑤ 根据断层面产状以及两盘运动方向和产出的断层角砾岩判断，此断层是一组小型正断层。

（五）老赛古桥南侧桥头植物化石采集点
        在老赛古桥南侧桥头老公路东侧的山坡上，出露一套绿灰色中厚层状中细粒云母长石砂岩，夹绿灰色中薄层状粉砂质泥岩的岩层。在其粉砂质泥岩中，产有大量的古植物化石，计有Gigantonoclea sp.； Alethopteris sp.； Lobatannularia sp.； Cordaites sp. Aslerophyllites cf. longifolias； Annularia cf. papilioformis； Sphenopteris sp.等属种。在此化石采集点要求每个学生最少采集一块化石，进行描述，并带回室内作精确的鉴定，并据此判断该地层的地质年代。描述格式及鉴定描述内容如下：
        Gigantonoulea halleir（波缘单网单齿）《西北地区古生物图册陕甘宁分册（二）》，1983，图版176，图6；图版177，图1。
        现有标本五快，其中三块保存较好，两块较差。
        特征：小羽片长椭圆形，边缘波状或金缘，顶端渐尖，基部略圆缩，中脉直达小羽片顶端；
        侧脉仅有一级，细脉分叉并结成多角形网状，中脉和一级侧脉两旁有较伸长状伴网眼。描述标本特征见图2-7。

图2-7 Gigantonoulea halleir
        产出层位：口镇冶峪河，上二叠统上石盒子组。
（六）枣园村南断层及牵引褶皱观测描述点
园村南横穿冶峪河谷出露一条规模较大的逆断层，发育在下二叠统山西组（P₁s）和下石盒子组（P₁ x）石英砂岩、长石石英砂岩以及长石砂岩夹粉砂岩及泥岩中。河谷中断层经过的部位形成一个陡坎，造成一个落差约两米的小型瀑布。靠近断层岩层陡立。断层走向近东西，倾角较大（180°∠65°—75°）。在河谷两侧的山坡上形成沟谷，山梁上形成鞍部等负地形。在断层的上盘也就是南侧形成明显的牵引褶皱，轴面近直立。断层面附近有断层泥、碎裂岩等构造岩产出。
观测描述点，要求学生自己寻找断层证据，总结断层特征，分析断层性质，并和上一观测点的正断层做比较，根据各有自的特征画出断层素描图，最后教师总结。素描图的主要内容和要求可参考图2-8及图版Ⅱ－2。

图2-8 枣园村南断层及牵引褶皱素描图
（七）响洛潭上石炭统太原组岩性以及响洛潭形成原因观测描述点
        在水利工程“东风渡”下，冶峪河谷中有一个水潭，叫做响洛潭，此潭北侧是一高度约8m的陡崖，冶峪河从此陡崖跌下形成瀑布。在陡崖的底部由于长年跌水的冲刷形成一个洞穴。洞穴中出露有上石炭统太原组（C₂t）海陆交互相的地层（图2-9，图版Ⅱ－5）。其主要岩性为：青灰色泥岩，深灰色碳质粉砂质泥岩、页岩，灰白色中薄层状中细粒石英砂岩，黑灰色中薄层状灰岩，夹土黄色中层状中粒长石砂岩及青灰色透镜状细晶灰岩。底部出露褐红色—灰褐色褐铁矿层及铝土质页岩层。在深灰色碳质页岩中见有Neuropteris sp.等植物化石。其上整合覆盖的是下二叠统山西组（P₁s）灰白色厚层状中细粒石英砂岩。与下伏地层的接触关系在洞中未见，但从响潭洛向南50m，在冶峪河边可见到下奥陶统马家沟组（O₁m）的淡紫红色白云质灰岩与石炭纪太原组的接触关系。在这里，此组底部的褐铁矿层成小透镜体产出，透镜体大小一般为10—30cm，其上直接覆以下二叠统山西组灰白色厚层状中细粒石英砂岩。所以，本组在口镇地区成大透镜体产出。在许多地点，下奥陶统马家沟组（O₁m）的淡紫红色白云质灰岩与二叠系山西组的含砾石英砂岩直接呈平行不整合接触。整个剖面可分8层，具体的分层和岩性特征可见前面剖面列述一节。
        响洛潭及其北侧瀑布的成因是由于岩石的差异风化造成的，也就是岩石抵抗流水侵蚀的能力不同引起的。瀑布顶部出露的下二叠统山西组（P₁s）是比较坚硬的石英砂岩，抵抗流水侵蚀的能力极强，且产状水平。底部出露的上石炭统太原组（C₂t）是海陆交互相地层。其主要岩性为泥岩、碳质粉砂质泥岩、页岩以及中薄层状灰岩，容易被流水侵蚀破坏，因此在流水长期作用下形成洞穴，随着洞穴的加大、加深，上部的山西组（P₁s）石英砂岩失去稳定而坍塌，形成陡崖。随着陡崖的后退以及太原组（C₂t）的不断侵蚀最终形成响洛潭和其北侧的瀑布（陡崖）。现在随着河流侵蚀作用的不断进行，响龙潭及其北侧的瀑布仍在不断的向北退缩，这也就是所谓的向源侵蚀。
        在此观测描述点，要求学生通过教师的讲解总结上石炭统太原组（C₂t）的岩性特点和响龙潭及其北侧瀑布的成因，最后作上石炭统太原组（C₂t）实测剖面，厚度采用野外用卷尺直接测量。剖面图要求可参考图2-9和图版Ⅱ－5。

图2-9 响洛潭上石炭统太原组（C2t）上部及山西组（P1s）地质剖面图
（八）江水管北侧宽缓向斜观测描述点
在江水管北侧至响洛潭之间出露几个向斜和背斜。它们大多被不同级别的断层破坏。靠近江水管的一个向斜保存比较完好，出露于下二叠统下石盒子组（P₁s）中。其核部为紫红色粉砂质泥岩，两翼为含砾长石砂岩及长石砂岩。两翼产状相向倾斜，倾角较小，并且构成两翼从含砾长石砂岩及长石砂岩到紫红色粉砂质泥岩岩性上的对称重复，形成一个宽缓的小型向斜。
在此观测点，要求学生从江水管开始向北诸层测量产状，记录岩性，并分析研究产状和岩性的变化规律，从而确定褶皱的存在，进而对褶皱的特征、产出层位、核部及翼部的岩性进行描述，并作信手剖面图或素描图，要求和格式参考图2-10。

图2-10 江水管北侧宽缓向斜褶皱构造素描图
1-含砾长石砂岩; 2-长石砂岩; 3-粉砂质泥岩
（九）江水管逆断层观测描述点
        在当地人叫做江水管的部位，横穿冶峪河谷出露一条规模不大的逆断层，发育在下二叠统下石盒子组（P1x）石英砂岩、含砾长石砂岩中。河谷中断层经过的部位形成一个较小陡坎并造成一个落差约1.5m的小型瀑布。在瀑布下形成一个水潭叫做江水管。断层走向近东西，倾角较大（352°∠60°）。在河谷两侧的山坡上形成沟谷，山梁上形成鞍部等负地形。在断层的下盘也就是南侧有宽约40cm的断层破碎带，破碎带与正常岩石之间界限清楚，破碎带内形成一系列明显的小型拖褶皱和构造透镜体。拖褶皱轴面产状较陡，近于直立，和断层的锐夹角指示上盘逆冲。所以，此断层是一个压性逆冲断层。
        在此观测描述点，要求学生在教师讲解的基础上，自己寻找断层证据，总结断层特征，分析断层性质，并和观测过的两个断层比较其特征上差别的基础上作断层素描图。素描图要求可参考图2-11。

图2-11 江水管断层素描图

        江水管水潭虽然不大，但在当地却非常有名，因为自古以来经常有人掉入此潭中溺死。之所以叫做江水管，就是因为此潭象个水管一样，人不小心掉进去，就会迅速下沉，好像其下有一种神秘的力量拉扯，而无法出来，最后以溺死而告终。当地村民觉得不可思议，因此赋予许多神秘色彩。我们可以从地质构造的角度来解释这种现象。由于此潭的形成与断层有关，该潭实际上是一个向北倾斜的洞，底面是一个向北陡倾斜的斜坡，除洞口露出一点水面以外，水体向北面地下深入较深。人由洞口水面掉入洞中会沿底面的斜坡滑入洞内，而不得出来。但现在由于冶峪河上游修建了黑松林水库，河水大部分被截留用于灌溉，水量很小，所以冶峪河的搬运和剥蚀能力基本上丧失，包括江水管在内的许多水潭都已被沉积物淤满。
（十）口镇—关山大断裂观测描述点
口镇—关山大断裂是分割渭北山地与渭河地堑山前断裂的一段，自泾阳口镇向东经临潼关山、大荔县西寨一线，呈北东东向延伸，为一由数条类似平行的断层组成的断裂带。现今表现为向南倾斜、倾角为60°—70°的正断层。此断层多数地段被第四系掩盖，但在口镇附近断层面直接出露。断面平直，其上有糜棱岩残存，还可见到擦痕、阶步等构造。断层下盘由奥陶系白云质灰岩组成，上盘为第四系黄土及砂砾石堆积。在断层西侧的嵯峨山向斜南翼，保留有其次级逆断层，上盘中寒武统逆冲于中奥陶统马家沟组之上。这都反映了该断层早期因受压而逆冲的性质，只是由于后期构造运动的影响，才使其力学性质和运动方向发生转变。口镇—关山断裂是一个多期活动的断裂，直到喜马拉雅期也有活动。嵯峨山以东断裂被第四系覆盖，但卫片、航磁、重力、人工地震资料都显示其存在。在三原以东，人工地震资料反映出该断层倾角70°，断距在浅层50—200m、中层600—800m、深层800m以上。此断裂以北为渭北山地或黄土高原的南部，从大地构造的角度看是华北地台鄂尔多斯地块的南缘。以南为关中平原的北部，从大地构造的角度看是汾渭地堑的一部分。汾渭地堑以南就是秦岭褶皱带了。在黄土高原拱起块与秦、巴断块隆起之间的渭河地堑为一剧烈下降区，新构造运动十分活跃。此观测描述点主要观测口镇—关山大断层出露的断层面，及其上残留的糜棱岩、擦痕、阶步等断层证据。从宏观上观测断层的展布特征，对地形地貌的控制作用，以及对流水（冶峪河）侵蚀类型的控制。要求学生作素描图，要求及格式可参考图2-12。

图2-12 口镇沟口正断层及响龙潭张扭性断层地质剖面图