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1、1韩城地区地层演化史专业：地质工程 学号：201411596 姓名：李东东一、地层概况2图 1 韩城矿区局部地层柱状图 韩城市处于华北地台的陕北台凹与汾渭断陷之间的铜川韩城断裂褶皱带的交汇部位，其出露的地层主要有太古界（涑水群） 、元古界震旦系（霍山组） 、寒武系（馒头组、毛庄组、徐庄组、张夏组）、奥陶系中统、石炭系（本溪组、太原组） 、二叠系（山西组、下石盒子组、上石盒子组） 。（一）太古界涑水群（Ars）岩性为紫红色花岗片麻岩，具有条带状构造。颜色为紫红色说明其含有大量钾长石，有长石存在，进一步说明形成后处于干燥氧化环境下。（二）元古界震旦系霍山组（Z）为浅灰色中厚层粗粒石英岩状砂岩，上细
2、下粗，底部夹薄层或条带状砾岩，发育板状斜层理。粒度上细下粗说明处于一种水进（退积）环境局部夹薄层说明水流速不稳定，时快时慢；板状斜层理是由于细层单向倾斜，单向水流所造成，见于河床沉积中。（三）寒武系（）1.馒头组（ 1m）底部以薄层状泥灰岩与霍山组中粗粒石英岩状砂岩为界。薄层泥灰岩说明形成过程中地壳缓慢动荡，处于一种滨海环境中（海陆过渡地带）,粗粒石英岩状砂岩说明成分成熟度高，处于一种干旱氧化环境下。古老三叶虫开始出现，但不太发育，这与环境不适有关。2. 毛庄组（ 2m）砾屑石灰岩，常见于该组底部，为含海绿石的生物骨屑砂屑石灰岩。海绿石是典型的表生矿物引，产在浅海砂岩、石灰岩中，是在还原状态的
3、浅海环境及缓慢的沉积作用之下形成的，生物骨屑砂屑也说明了其形成过程中水动力较弱。3. 徐庄组（ 2x）底部以一层黄灰色灰色鲕粒灰岩与毛庄组为界。鲕粒颜色较浅，颗粒大，反映水体浅、水动力强，还原环境下。4. 张夏组（ 2z）该组以厚层石灰岩为主，地貌上成陡坎状，上部与底部以竹叶状灰岩与威力灰岩为特征。该组的鲕粒灰岩鲕粒颜色深，反映水体深，水动力小。竹叶状灰岩是在在正常的浅水海洋中形成的薄层石灰岩，在其刚形成后不久，有的可能尚处于半固结状态，被强烈的水动力破碎，搬运和磨蚀，并在搬运不太远的地方，在水动力条件相对较弱的环境下堆积下来的。一般认为，古地理古气候的面貌自中寒武世晚期逐渐发生了变3化，形成
4、了一套白云质钙质的沉积物，而且具有鲕粒灰岩和竹叶状粒屑等颗粒结构，一般认为这时期为潮坪泻湖的沉积，气候为炎热干燥多笼罩，三叶虫的生存受到了巨大的打击，几乎在此时绝迹。（四）奥陶系中统实习区顶部为浅灰色晶粒状白云石化灰岩（疙瘩灰岩） ，底部为含燧石条带的粗晶灰岩，燧石条带以灰白色与紫红色居多。（五）石炭系（C）1. 本溪组（C 1b）底部为浅灰色铝土质泥岩（K 1标志层） ，含大量铁质结核。该组不整合（假整合）于奥陶系马家沟组灰岩之上，发育古风化壳，由花岗岩风化而成的，是一种浅海相沉积。2. 太原组（C 2t）为海陆交互相含煤沉积，在整个实习区厚度较大，说明当时沉积时地壳较为稳定，没有发生什么大
5、的构造运动。以黑、深灰、浅灰色砂泥岩、石灰岩夹煤组成。上部含植物根茎及叶部化石，下部含动物化石。全组以富含黄铁矿结核为其主要特征，下与奥陶系平行不整合接触。太原组地层按岩性可分上、中、下三段。下段：主要由灰、褐灰色铝质泥岩（K 1）和深灰色砂质泥岩及10 号煤层组成。铝质泥岩直接沉积于奥灰侵蚀面之上，内含菱铁质鲕粒及较多黄铁矿结核。中段：为浅海相沉积，由两层深灰色石灰岩（K 2） ，其间为粉砂岩或砂质泥岩组成，中夹 9 号薄煤层。石灰岩细晶质或隐晶质，致密，坚硬，含大量筳类，少量腕足类动物化石及黄铁矿细粒，具方解石细脉，局部夹泥灰岩或钙质粉砂岩，含黄铁矿结核。上段：层位质较纯，且厚，局部为中-
6、粗粒，位于 K2 灰岩之上，为滨海三角洲相。粉砂岩及砂质泥岩，质细均一，多为滨海湖泊或泻湖相，以含少量植物碎片化石，细小云母片，大量黄铁矿结核为其特征。（六）二叠系下统（P 1）（1）山西组（P 1s） 本组地层为一陆相含煤沉积，主要由灰、灰白色细至中粒砂岩，深灰、灰黑色砂质泥岩、粉砂岩及煤层组成，中夹数层砂质灰岩。本组以含黄铁矿及大量白云母片为其主要特征，按岩性及含煤性可分为上、下两段。下部含煤段：岩性多为深灰色粉砂岩，夹灰黑色砂质泥岩及灰色细至中粒砂岩。上部夹薄层砂质灰岩，本段含煤 2-5 层。3 号煤多由 2-3 个煤分层组成，各分层间距一般 1-3m，煤厚一般 0.3-0.4m4左右，
7、仅上部分层局部可采。底部砂岩（K 4）在该地区西部为河床相过渡到河漫相，并具有二相混合特征的细砂岩夹粉砂岩，中部多为河漫相过渡到浅湖相的粉砂岩夹细砂岩条带。东部相变为湖相沉积的黑色钙质粉砂岩及砂质泥岩，厚度也相应的由西向东变薄。上部不含煤段：岩性主要为灰、深灰色粉砂岩及砂质泥岩与浅灰、灰白色细至中粒砂岩为主，中夹数层致密坚硬的砂质灰岩，一般厚 0.5m 左右。顶部多为浅绿灰色带紫斑的泥岩、砂质泥岩，含菱铁质鲕粒；底部为灰白厚层状中粗粒砂岩。其下太原组地层为连续沉积。（2）下石盒子组（P 1sh）本组为陆相沉积地层，主要由绿灰、紫、紫杂色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩互层组成，夹灰绿、灰白色中、细粒砂岩
8、。上部多紫杂色，下部多绿灰色，很少见植物化石，底部为一灰白色局部带绿灰色厚层状的中粒砂岩，局部为粗粒砂岩（K 5） 。与下伏山西组为连续沉积。（七）二叠系上统上石盒子组（P 2sh）岩性主要为紫红、紫杂色部分灰绿色粉砂岩砂质泥岩，夹黄绿色中、细粒砂岩。本组砂岩以含肉红色长石和灰绿色岩屑为特征，与下伏地层为连续沉积。（八）第四系（Q）覆于各组地层之上，岩性上部为黄土，局部地区为半固结粉砂夹砾石层。黄土与砾石之间常夹有透镜状流砂层，顶部多含钙质结核。二、地层接触关系该区奥陶系为中奥陶统，缺失上奥陶统，奥陶系与石炭系属于假整合，受到加里东运动的影响，该区地层整体抬升，缺失了志留系和泥盆系。属于造陆运
9、动。二叠系与三叠系出露较好，连续沉积，整合接触。三叠系与第四系属于假整合，受到印支运动的影响，该区地层整体抬升，缺失侏罗系，白垩系。三、断层与褶皱韩城地区位于鄂尔多斯地块东南部与渭河盆地的交界部位。该区地层总体走向北东向，向北西方向缓倾斜的单斜构造。构造总体特征是南强北弱，东强西弱，边浅部复杂，中深部简单，南北分区明显，即北区挤压构造形迹发育较多，南区拉伸构造形迹占据主导。在该区内，F 1断层为山区和平原区的分界线，在毛子沟口西侧的支沟中。断层上盘为中晚更新世黄土，下盘为太古界涑水群片麻5岩。进入新生代，区内受着张力的作用，出现了构成渭河盆地北界的韩城正断层（F 1） ，北西部的山地上升，东部
10、平原形成。燕山运动时，由于山西台背斜，特别是其东的吕梁地块的上升并向西挤压，从而造成该区地层的褶皱，接着在褶皱的翼部发生了较大的逆断层（F 2、F 3） 。四、标志层的划分该地区含煤地层厚度变化较大，岩性也有变化，但有规律可寻。各煤层间标志层层位基本稳定、特征明显，是良好的地层对比依据。同时各煤层本身在结构、厚度、顶底板及煤质方面也有明显的特征差异。因而煤层本身也是较好的标志，煤层对比依据充分，对比可靠。煤层间的标志层自下而上依次编号为：K 1、K 2、K 3、K 4、K 中、K5 及 K6（见图 2） ，各层特征如下：K1：岩性为铝质粘土岩，灰色，内含黄铁矿及鲕粒结构为特征，易于鉴别，为奥灰
11、岩风化面上沉积物，岩性稳定，层位可靠，唯其厚度变化大，它常为 10 号煤层及 11 号煤层的直接底板。K2：岩性为黑色石灰岩，位于太原组中部，质较纯，内含细粒黄铁矿及大量的蜒科化石它常为 10 号煤层的直接顶板，是辨认 10号煤层的可靠标志。 K3：位于 5 号煤层之下，岩性为灰白色的石英砂岩，厚度变化大，常出现零点。它对 6 号煤层的对比有一定意义。同时，在钻探确定层位判别层及测井解释和曲线对比上也有其作用。K4：岩性为中粗粒砂岩，它是山西组底界砂岩，成份以石英、长石为主，层面以富含云母片为其特征。也有相变为砂质泥岩或粉砂岩夹细粒砂岩条带的地段，个别地方含淡水灰岩透镜体，它常下切冲刷掉下伏岩
12、层及煤层。它对煤层对比、地层时代的划分及指导钻探打煤都有良好的作用。K 中 ：位于山西组中部，1 号煤层之上。岩性为浅灰及灰白色的细至中粗粒砂岩，成份以石英长石为主，含少量碎云母片，泥质钙质胶结。该标志层是控制 1 号、2 号煤层的重要标志。K5：岩性为含砾粗砂岩，它是上下石盒子组的分界线。它的上覆地层为一套 10 余米的紫杂红色含鲕粒泥岩，它在煤层对比上并无多大用途，只是在地层划分指导钻探见煤上有其作用。K6：位于上石盒子组底部，岩性为厚层状灰绿色、紫色中细粒砂岩，风化后呈肉红色、灰黄色。成分以石英、长石为主，含少量砾石及粉砂岩包体。本层以含较多肉红色长石为特征，它是上石盒子组与下石盒子组的分界层。
