矿物学报
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浅谈硅化木国家地质公园矿物和岩石的特征和识

1 研究区域及仪器材料

北京延庆硅化木国家地质公园位于“夏都”延庆县东北部燕山丛中白河两岸。园区西起燕山天池,东至滴水壶,全长26公里,南北宽约6-8公里,总面积226平方公里。在地质公园的中心区,已挖掘出木化石57铢,其分布在白河两岸山坡上的海相沉积沙页岩中。这些木化石是研究华北地区中生代地质历史时期古地理、古气候演化的重要依据。研究位置如图1所示。

图1 研究区域作者简介:王波(1987-),女,吉林四平人,本科,助理工程师,研究方向:地质矿产。

本文使用的仪器材料主要有地质罗盘仪、地质锤、放大镜、卷尺、标本袋、照相机、地质图[1]和地形图[2]等。

2 硅化木国家地质公园矿物和岩石的识别方法

图2 硅化木国家地质公园矿物和岩石分布图

本文主要阐述硅化木国家地质公园六个位置(如图2所示)的矿物和岩石的环境和判别方法。P1点(图2中1点位置)为刘斌堡(地质公园正门)。典型的黄土剖面(如图3所示),中间可见砾石层,岩体中夹深色古土壤层,并且岩体有垂直裂隙。从地质图上看,P1点为黄土沉积物,由上至下沉积的年代越久远,上部为流水搬运、沉积作用形成的次生黄土,中间夹有砾石层,但是局部堆积,最上层发育为土壤,为洪积物。下层的黄土多经二次搬运的原生黄土,为风积物。这一带的黄土是第三季沉积物,没有变成岩石且易散落,类别为马兰黄土。马兰黄土为均匀、细致、有垂直节理的风积物,是水平一层一层形成的,戈壁上的风将黄土吹至边缘堆积,黄土疏松,遭遇水的下切侵蚀,此外,黄土的矿物组成中含有钙质,水能对其进行溶蚀,颗粒松动而被带走,所以形成了垂直节理。物质和风源区为西北、西亚的沙漠,大量细颗粒被吹过来之后堆积。

图3 黄土剖面

P2点(图2中2点位置)地理环境描述:沿途路两侧的山体的物质组成,水库的西侧、东南侧是一些由白云质砂岩掺杂白云岩组成的山体,山体的产状三要素为:走向(西北—东南)、倾向(西南)、倾角(54°)岩性判断及理由:①从地质图上看,“Jxy”表示砂岩,“Chg”表示白云岩,形成于元古代的浅海区,山体以砂粒为主,掺杂白云岩。②河流在断层下发育,推测该地曾经的造山运动导致断层,并且从地质图上看是蓟县系和长城系之间的一个断层;土地利用方面主要是白云岩和侏罗纪的陆相沉积。该陆相沉积于干旱时期形成,发育较晚还很新,地表植被差,种类单一,多小灌木。

P3点(图2中3点位置)为千家店,主要是硅化木,主要形成过程是在距今一亿多年前的中生代侏罗纪中后期,华北地区地壳开始了频繁的动荡,此时地面起伏迅速加大,岩浆四处喷溢,气候变得异常干燥炎热,致使动植物大量毁灭,同时,河流将此处盆地内部以及盆地四周的岩石碎屑、泥沙、火山灰等物质搬运至盆地的不同部位,其堆积速度非常快,迅速将已经死亡的动植物遗体和正在生长的动植物就地掩埋,这种快速掩埋起到了保护这些遗体免遭自然破坏的作用。被埋藏植物中的木质纤维部分被带出,而以二氧化硅为主的物质被带入,取代了木质部分,即发生了石化作用,从而形成了硅化木[3],将植物的外形甚至树皮的纹路和年轮都清晰完整的保存了下来。

P4点(图2中4点位置)为红石湾前。此地西面背斜的岩体为白云岩[4],东面浅色单斜的岩体为紫砂岩;有断层,白云岩和砂岩并肩而立;山体东北-西南走向,倾向为西北,倾角45°;单斜的沉积物存在明显的差异风化。

P5点(图2中5点位置)环境描述:路边具有海相波痕的岩石,为白云岩,有些波痕浅有些波痕深。山体判断及理由:此处发生过海陆交替,波痕浅的为深海岩石,波痕深的为浅海岩石。具有不同的层理层面,环境在不断演化。P6点(图2中6点位置)为六道河。此点有对称的大背斜,大背斜上局部还有小背斜,背斜与小背斜构成了穹窿构造,该观察点是典型的小昆仑地貌,位于穹窿构造的中心,站在该处可看到四面都是背斜,该处背斜正西方向为缓背斜;岩体由上至下为黄色、白色、红色岩石;背斜的下方岩层的核部处,存在平卧褶皱。

3 结束语

本文利用地质罗盘仪和各个地区的地质地貌图,观测了山体的各种岩石,沉积地貌,河流地貌,洪积扇,泥石流地貌,火山盆地,穹窿构造,波痕,风化等多种地质地貌现象,深刻了解到了沧海桑田的巨变。同时提供硅化木国家地质公园中矿物和岩石的识别方法,为后续学者对矿物和岩石的认识和学习提供参考基础。