巢湖地質(zhì)實(shí)習(xí)基地教學(xué)資源評(píng)述

劉文中 陳健

摘要：教學(xué)資源的挖掘和教學(xué)內(nèi)涵的充實(shí)是提高野外地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量的迫切需要。由于獨(dú)特的大地構(gòu)造位置和漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化歷史，巢湖鳳凰山地區(qū)不僅保存了震旦紀(jì)以來(lái)不同時(shí)期的地質(zhì)記錄，而且形成了豐富多彩、類(lèi)型齊全、典型直觀(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象。眾多的研究成果和豐富的教學(xué)內(nèi)容，為開(kāi)展野外地質(zhì)教學(xué)提供了優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。

關(guān)鍵詞：實(shí)習(xí)基地；地質(zhì)；實(shí)踐教學(xué)資源；巢湖

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）24-0076-03

巢湖鳳凰山地區(qū)西以郯廬斷裂帶與華北陸塊分隔，南與大別造山帶毗鄰，東與太平洋板塊相鄰。實(shí)習(xí)區(qū)三面環(huán)山，一面臨水，南部為安徽省最大的淡水湖——巢湖。由于獨(dú)特的大地構(gòu)造位置、典型的地質(zhì)地貌和漫長(zhǎng)的演化歷史，實(shí)習(xí)區(qū)地層發(fā)育齊全，巖石種類(lèi)眾多，生物化石豐富，地質(zhì)構(gòu)造典型，露頭發(fā)育良好。近年來(lái)，多所高校在此開(kāi)展了地質(zhì)實(shí)習(xí)，并進(jìn)行了卓有成效的地質(zhì)研究。尤其是下三疊統(tǒng)層型候選剖面、魚(yú)龍化石和郯廬斷裂帶的地質(zhì)研究，為開(kāi)展優(yōu)質(zhì)實(shí)踐教學(xué)提供了極其豐富和十分珍貴的地質(zhì)資料。

一、地層和古生物

實(shí)習(xí)區(qū)地層區(qū)劃上屬華南地層大區(qū)、揚(yáng)子地層區(qū)、下?lián)P子地層分區(qū)。出露的地層有震旦系、寒武系、下奧陶統(tǒng)、下—中志留統(tǒng)、上泥盆統(tǒng)、石炭系、二疊系、下—中三疊統(tǒng)、下侏羅統(tǒng)和第四系。志留系碎屑巖與三疊系碳酸鹽巖分別構(gòu)成鳳凰山背斜和平頂山向斜的核部地層，其余地層依次分布在其兩側(cè)。

震旦系燈影組厚150m～370m。巖性主要為灰、深灰色厚層微晶白云巖夾硅質(zhì)條帶，見(jiàn)燧石結(jié)核、疊層構(gòu)造和葡萄狀構(gòu)造。

寒武系厚570m，自下而上劃分為冷泉王組、半湯組和山凹丁群，主要由含鮞微晶白云巖、砂屑白云巖、粉晶白云質(zhì)灰?guī)r組成，夾灰黃色薄層頁(yè)巖。白云巖中含葛萬(wàn)藻，頁(yè)巖中含三葉蟲(chóng)及腕足類(lèi)化石。

奧陶系以侖山組發(fā)育為特征，厚118m，主要由細(xì)晶白云巖、硅質(zhì)結(jié)核白云巖、含灰白云巖、亮晶球粒微晶灰?guī)r組成。產(chǎn)頭足類(lèi)化石。

志留系缺失上統(tǒng)沉積。下統(tǒng)高家邊組厚度超過(guò)380m，以青灰色、黃綠色頁(yè)巖、粉砂質(zhì)泥巖與粉砂巖互層為主。含筆石、腕足類(lèi)、雙殼類(lèi)、三葉蟲(chóng)、腹足類(lèi)等動(dòng)物化石；中統(tǒng)墳頭組厚271m。巖性主要為黃綠色中、厚層巖屑砂巖、石英砂巖、含礫巖屑石英砂巖，夾粉砂巖、泥巖。發(fā)育大型丘狀交錯(cuò)層理，含魚(yú)類(lèi)（多鰓魚(yú)）、三葉蟲(chóng)（王冠蟲(chóng)）、腕足類(lèi)、腹足類(lèi)、雙殼類(lèi)化石。

泥盆系上統(tǒng)五通組厚180m。底部巖性為灰白色厚層石英巖礫巖；下部為灰白色石英砂巖；上部灰黑色粘土巖夾細(xì)粒石英砂巖。發(fā)育大型板狀交錯(cuò)層理，上部含褐鐵礦層及古植物（亞鱗木、薄皮木，見(jiàn)圖1）、葉肢介、腕足類(lèi)化石。泥盆紀(jì)是陸生植物大發(fā)展時(shí)期，生物界完成了從海生向陸生的轉(zhuǎn)變，開(kāi)始了生物演化的新篇章。

石炭系下統(tǒng)金陵組厚5m。巖性為灰黑色中厚層生物碎屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r，富含珊瑚、腕足類(lèi)（金陵穹房貝）等化石。高驪山組厚12m，巖性主要為雜色頁(yè)巖，局部夾泥灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖、劣質(zhì)煤與赤鐵礦，頂部為細(xì)粒石英砂巖。含貴州珊瑚、網(wǎng)格長(zhǎng)身貝及雙殼類(lèi)化石。和州組厚25m，巖性為灰—灰黑色中厚層生物碎屑灰?guī)r，夾鈣質(zhì)泥巖、灰質(zhì)白云巖，頂部為特征顯著的淺灰色厚層礫狀生物碎屑灰?guī)r（爐渣狀灰?guī)r），富產(chǎn)袁氏珊瑚、始塔夫蜓及大長(zhǎng)身貝。上統(tǒng)黃龍組厚27m，巖性為灰色、帶紅色調(diào)中厚層白云質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r和亮晶砂屑灰?guī)r，富含蜓類(lèi)、珊瑚。

二疊系下統(tǒng)棲霞組厚175m。由灰黑色、深灰色薄層—中厚層泥晶生物碎屑灰?guī)r組成，含燧石結(jié)核或燧石層。分四個(gè)巖性段：臭灰?guī)r、下硅質(zhì)層、本部灰?guī)r和上硅質(zhì)層。生物化石有蜒類(lèi)、珊瑚、海綿、腕足類(lèi)。中統(tǒng)孤峰組厚25m，巖性為黃、灰色薄層泥巖、頁(yè)巖及黑色薄層硅質(zhì)巖，下部泥巖中含錳及磷質(zhì)結(jié)核。生物以營(yíng)漂浮生活的硅質(zhì)放射蟲(chóng)和游泳生物菊石（阿爾圖菊石）為主。上統(tǒng)龍?zhí)督M厚78m，由棕灰、灰黑色薄層泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾灰黃色長(zhǎng)石石英砂巖組成，中、上部含煤，頂部夾生物碎屑灰?guī)r透鏡體（壓煤灰?guī)r），含古植物（大羽羊齒、美楔葉）和腕足類(lèi)（刺圍脊貝）化石。大隆組厚21m，巖性為褐、黑色頁(yè)巖夾薄層硅質(zhì)巖、泥灰?guī)r，富含菊石（假提羅菊石、假腹菊石）、腕足類(lèi)及雙殼類(lèi)化石。

三疊系下統(tǒng)殷坑組厚84m，巖性以黃綠色頁(yè)巖、鈣質(zhì)泥巖為主，發(fā)育韻律層理、水平層理，富含菊石（蛇菊石）、雙殼類(lèi)（克氏蛤）。和龍山組厚21m，巖性為灰色微晶灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r與黃綠色鈣質(zhì)頁(yè)巖互層，水平層理發(fā)育，以菊石（米克菊石）發(fā)育為特征。南陵湖組厚170m，巖性為中厚層微晶灰?guī)r，局部夾薄層泥灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r，生物以游泳的魚(yú)龍（見(jiàn)圖2）和菊石為特征。中統(tǒng)東馬鞍山組厚191m，巖性為灰白色、紫色粉晶白云巖夾微晶灰?guī)r，含多層中厚層膏溶白云質(zhì)角礫狀灰?guī)r，風(fēng)化后呈蜂窩狀構(gòu)造。東馬鞍山組沉積后，本區(qū)受印支期地殼運(yùn)動(dòng)的影響，褶皺隆起，整體抬升，海水退出，結(jié)束了該區(qū)的海洋環(huán)境。

平頂山和馬家山剖面為全球下三疊統(tǒng)印度階、奧倫尼克階界線(xiàn)（251.5Ma）的層型候選剖面。

侏羅系厚度超過(guò)450m，巖性為陸相沉積的灰白、灰黃色中、粗粒長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖、巖屑砂巖、夾粉砂巖、泥巖，含植物化石毛羽葉、蘇鐵杉及葉肢介、瓣鰓類(lèi)、魚(yú)類(lèi)化石。

第四系為中更新統(tǒng)洞穴堆積及全新統(tǒng)的殘坡積物，由各色粘土、亞粘土、碎屑混雜物組成，不整合于下伏各時(shí)代地層之上。

二、地質(zhì)構(gòu)造與巖漿活動(dòng)

實(shí)習(xí)區(qū)位于揚(yáng)子陸塊東北部，郯廬斷裂帶東側(cè)，屬半湯復(fù)背斜北西翼。印支期強(qiáng)烈的褶皺造山運(yùn)動(dòng)，奠定了本區(qū)的構(gòu)造格架，形成NNE向褶皺，并伴有一系列的斷層發(fā)育。

實(shí)習(xí)區(qū)構(gòu)造由三個(gè)二級(jí)褶皺組成，自東向西分別為俞府大村向斜、鳳凰山背斜和平頂山向斜（見(jiàn)圖3）。褶皺巖層由志留系—三疊系構(gòu)成。俞府大村向斜核部地層為龍?zhí)督M，翼部為孤峰組至高家邊組。樞紐向北東仰起，軸面傾向300°，傾角84°，屬直立褶皺；鳳凰山背斜核部為高家邊組，北西翼為高家邊組—東馬鞍山組，南東翼為高家邊組—龍?zhí)督M。兩翼產(chǎn)狀基本正常，局部倒轉(zhuǎn)。樞紐向南西傾伏，軸面傾向300°～320°，傾角80°，為線(xiàn)性斜歪褶皺；平頂山向斜核部最新地層為東馬鞍山組，翼部地層為下三疊統(tǒng)—高家邊組。平頂山以南兩翼地層向西傾，平頂山以北兩翼地層產(chǎn)狀正常。樞紐北東向仰起，屬直立、倒轉(zhuǎn)褶皺。

郯廬斷裂帶是西太平洋東亞大陸邊緣上一系列北北東向斷裂系中的巨型斷裂帶。中國(guó)境內(nèi)長(zhǎng)達(dá)2400km，總體走向25°～40°，平面形態(tài)呈“S”形。郯廬斷裂帶的大規(guī)模平移，使中國(guó)東部前期的構(gòu)造單元被左行錯(cuò)移。原先近東西向的大別—蘇魯造山帶左行錯(cuò)移達(dá)550km。蘇魯造山帶在向北錯(cuò)移中發(fā)生了牽引彎曲，使兩造山帶之間沿郯廬斷裂帶殘留了北北東向延伸的張八嶺隆起帶。

郯廬斷裂帶斷層巖主要有兩種類(lèi)型：韌性走滑剪切形成的糜棱巖系列和拉張作用、擠壓作用形成的碎裂巖系列。斷裂帶性質(zhì)有三種類(lèi)型，即走滑期的平移斷層、伸展期的正斷層以及擠壓期的逆斷層。該斷裂帶經(jīng)歷了晚三疊世至早白堊世的左旋走滑運(yùn)動(dòng)，晚白堊世至古近紀(jì)的伸展運(yùn)動(dòng)和新近紀(jì)以來(lái)擠壓逆沖活動(dòng)的演化。演化規(guī)律與中國(guó)東部大地構(gòu)造演化一致，主要受控于太平洋板塊運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)。

由于多期構(gòu)造活動(dòng)，特別是受青苔山斷層活動(dòng)的影響，實(shí)習(xí)區(qū)主要發(fā)育北東向的逆斷層和北西向的平移正斷層。青苔山逆斷層走向50°，傾向北西，傾角約60°，上盤(pán)地層為燈影組，下盤(pán)為高家邊組。斷層碎粉巖帶寬1m～2m，發(fā)育平行于滑脫面的破劈理，可見(jiàn)擦痕和鏡面。斷層出露長(zhǎng)度5km，地層斷距達(dá)1km；222高地逆斷層走向20°～30°，傾向北西，傾角40°～45°，上盤(pán)地層為和州組、黃龍組，下盤(pán)為棲霞組。斷層破碎帶寬1m～2m，原巖為和州組爐渣狀灰?guī)r。斷層下盤(pán)近斷層面棲霞組灰?guī)r中節(jié)理密集，并發(fā)生牽引現(xiàn)象。斷層面見(jiàn)有擦痕和鏡面，出露長(zhǎng)度超過(guò)1km；177高地右行平移正斷層傾向20°～50°，傾角45°～60°，走向長(zhǎng)約1km。斷層破碎帶寬5m～8m，主要為碳酸鹽巖角礫；斷層帶旁側(cè)節(jié)理、劈理發(fā)育，并發(fā)育大量方解石脈與斷層線(xiàn)相交；局部見(jiàn)高驪山組與黃龍組直接接觸。

區(qū)內(nèi)巖漿巖與圍巖的接觸關(guān)系均為侵入接觸，除獅子口巖體侵入高家邊組外，其余巖體均侵入石炭、二疊系地層。巖體規(guī)模均不大，侵入體面積為100m2～400m2，呈巖株、巖脈、巖枝狀產(chǎn)出，屬于淺成、超淺成侵入體。侵入巖巖性單一，為花崗斑巖的單相巖體，侵入時(shí)代為晚白堊世。

三、礦產(chǎn)資源

實(shí)習(xí)區(qū)位于揚(yáng)子、華北兩大不同構(gòu)造單元的交接部位，郯廬斷裂帶貫穿全區(qū)，歷經(jīng)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，各時(shí)代地層發(fā)育形成了碳酸鹽巖、粘土、煤、鐵、磷等礦產(chǎn)。石灰?guī)r、白云巖礦產(chǎn)資源豐富。

區(qū)內(nèi)石灰?guī)r主要成礦時(shí)代為石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)。礦層多、厚度大、分布廣、資源豐富。工業(yè)用途為化工原料、冶金輔料、水泥原料及建筑石料。

白云巖主要賦存于震旦系的燈影組及寒武系的冷泉王組、半湯組、山凹丁群。礦體主要由中厚層白云巖組成。礦石中白云石含量在90%～97%，含少量石英、方解石和泥質(zhì)；礦石工業(yè)類(lèi)型為鎂礦（冶鎂白云巖）和熔劑用白云巖兩種。

耐火、陶用粘土礦層賦存于五通組和高驪山組。五通組粘土礦以粉砂質(zhì)粘土為主，層位穩(wěn)定。礦石成分主要為高嶺石、伊利石，少量石英和微量褐鐵礦。耐火度1650℃～1710℃，可塑性指數(shù)13～17；高驪山組粘土礦層不穩(wěn)定，礦體由雜色粘土巖組成。礦石耐火度在1580℃～1710℃，燒結(jié)度1205℃。

含煤巖系有五通組、棲霞組、龍?zhí)督M及磨山組。有工業(yè)價(jià)值的煤層產(chǎn)于龍?zhí)督M下段含煤巖系中。龍?zhí)督M煤層平均厚0.5m，局部厚達(dá)7.5m，呈透鏡狀產(chǎn)出。煤巖類(lèi)型以亮煤、暗煤為主，含少量絲炭，屬高硫無(wú)煙煤。

四、結(jié)語(yǔ)

巢湖鳳凰山地區(qū)地層出露完整，化石類(lèi)型豐富，巖石種類(lèi)齊全，構(gòu)造現(xiàn)象典型，資源與環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象獨(dú)特，是開(kāi)展野外地質(zhì)教學(xué)的優(yōu)質(zhì)場(chǎng)所。眾多的地質(zhì)研究成果，尤其是下三疊統(tǒng)層型剖面、晚古生代的地層特征和沉積環(huán)境、郯廬斷裂帶及實(shí)習(xí)區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、馬家山魚(yú)龍化石及中生代的地殼運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)演化研究，為開(kāi)展野外地質(zhì)實(shí)習(xí)提供了豐富的教學(xué)資源。實(shí)習(xí)基地每年接待的實(shí)習(xí)生超過(guò)5000人，在學(xué)生野外地質(zhì)教學(xué)中發(fā)揮了重要作用，是我國(guó)南方重要的地學(xué)實(shí)習(xí)基地。

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