路线五 黄山店—孤山口—周口店复杂构造现象

一、路线

黄山店—引水渠、孤山口火车站、周口店北京人遗址

二、任务和目的

1.任务

1）观察黄山店一带的倒转地层关系；

2）从黄山店一带的地层关系观察推断大型逆冲断层系统；

3）观察大型倒转褶皱及其中的劈理构造。

2.目的

1）通过孤山口、黄山店路线观察，认识如褶皱—冲断构造、褶叠层构造、倒转褶皱和两种含藻灰岩中的“鞘褶皱”等构造现象。

2）从黄山店的构造分析中充分认识和理解“地层是构造分析的基础”。

3）认识在构造分析中如何把握和分析研究多期构造的叠加关系。

三、主要观察点

观察点1

点位：黄山店村公路两旁。

点性：蓟县系铁岭组中的顺层韧性剪切带，以及从黄山店村至黄山店小学后山，下马岭组、铁岭组、洪水庄组以及雾迷山组的地层倒转关系观察。

内容：沿线出露雾迷山组厚层白云岩、洪水庄组千枚岩、铁岭组白云岩及下马岭组下部变质砂泥岩地层，组成黄山店褶皱—冲断构造。

黄山店褶皱—冲断构造是在早期（D₁）变形基础上发育起来的，其出露范围约30km²，总体形态由两相互叠置的大型平卧背斜和平卧向斜组成，并在褶皱倒转翼上形成铲式逆冲断层（图3-11）。其后，受后期东西向褶皱影响，断层面被重褶成开阔的迎风峪向形。

在村后南沟阴坡遥望，可见由中元古界雾迷山组、洪水庄组及铁岭组构成的大型平卧褶皱转折端全貌，枢纽呈NEE75°～80°方向延伸，轴面向SSE倾斜；黄元寺东沟628高地下，为冲断面的消失点。

在背斜核部附近，褶皱下翼的雾迷山组藻灰岩中墙叠层石及柱叠层石已发生强烈的剪切变形，并在褶皱转折端和下翼出现平卧和翻倒的位态，指示着原生沉积岩层的直立和倒转。沿公路向西北，铁岭组薄层白云质灰岩中豆荚状褶皱十分发育，矿物拉伸线理与褶皱枢纽近于平行。平卧向斜核部出露了下马岭组泥质岩，其中轴面劈理完全置换早期面理，并清楚看到D₂期轴面劈理。

图3-11 黄山店褶皱冲断推覆构造

（据Yan等，2006)

A—为野外照片；B—为路线示意剖面

经研究证明（单文琅等，1991; Yan等，2006），从观察点往西，断层滑距逐渐加大，雾迷山组地层推掩于平卧向斜正常翼的铁岭组之上.并在上方构成飞来峰，最大位移距离2.75km。

在黄山店一带，构成大型平卧褶皱的褶叠层由强应变带和弱应变带组合而成，属I型（单文琅等，1991）。在鸡场铁岭组白云岩中可以看到一个完好的强应变带剖面。剖面出露铁岭组薄层白云岩、白云质灰岩，其中固态流变褶皱虽然隐约可见，但强烈的透入性劈理化已基本上置换了原生层理。强烈的剪切作用形成了典型的杆状构造和同构造肠状褶皱，碳酸盐岩石也糜棱岩化。在露头上构成细粒矿物组成的暗色域和粗粒矿物组成的浅色域分带，显示韧性流动构造的特征。在更大一级尺度上，动力变质岩发育了S面理和C面理，交织呈菱形网结形（图3-12）。通过对该韧性剪切带XZ面的应变测量，其白云石颗粒的变形强度由边部向中心增加，短轴：长轴由1∶2增强到1:3.5(Song等，1996）。在中心地带，岩石高度细粒化，其粒径仅十几微米（μm），残斑呈不对称眼球状构造，与小尺度构造具有同样的旋转变形特征。

图3-12 黄山店宝金山口鸡场顺层韧性剪切带素描

（据Yan等，2006）

观察点2

点位：黄山店小学后山。

点性：雾迷山组中的倒转叠层石。

描述：雾迷山组白云岩中发育锥叠层石，叠层石尖端指向下，大多与层面呈高角度斜交，说明地层已经倒转。可测量叠层石产状等构造要素。

观察点3

点位：黄山店东南公路边水渠壁。

点性：雾迷山组中的原生沉积构造。

内容：出露雾迷山组厚层白云岩，岩石变形非常微弱，矿物定向不明显，原生构造很好地得到保存。在水渠壁上，可以看到保存完好的泄水构造和冲刷构造，小型生长断层及扰动层理也很清楚，显示了原始沉积的不稳定性。这一区段的调查表明，叠层石的位态与上述观察点的情况完全不同，基本上是直立面向上的，反映它处于I型褶叠层的无变形或弱变形的地层区段。

观察点4

点位：黄院东山梁。

点性：新元古界长龙山组、景儿峪组及下古生界沉积层序及岩性观察（备选参考点，详见王根厚等，1997）。

思考与讨论

1）褶皱—冲断构造有何特点？

2）同沉积断层（生长断层）如何识别？

3）如何判定沉积层序是正常还是倒转？

4）如何判断岩层是否发生了褶皱？如何判断是背斜还是向斜？

观察点5：孤山口大型复杂褶皱

观察点5-1

点位：孤山口火车站南小山包上。

点性：观察孤山口火车站北壁上复杂褶皱总体特征。

内容：先从南东向北西粗观一遍，了解褶皱总体特征；以土黄色钙质千枚岩为标志层，详细观察褶皱变形特征，绘制剖面素描图（图3-13）。

观察点5-2

点位：孤山口火车站南陡壁西侧。

点性：小型构造观察。

内容：①观察面理与线理构造；②平卧褶皱及其转折端劈理折射现象。

观察点5-3

点位：孤山口火车站北陡壁西端。

点性：次级褶皱及顺层断层观察。

内容：①观察Z、M、S型褶皱分布，并测量其产状要素；②观察顺层断层，并确定断层性质（根据断层带内劈理与断层面关系及拖曳褶皱确定）；③绘制典型构造素描图。

观察点5-4

点位：孤山口火车站北陡壁中部。

点性：劈理及节理观察。

内容：①观察劈理折射与弯曲现象；②褶皱转折端正扇形与反扇形劈理；③劈理与层理关系及识别岩层面向；④火炬状节理。

图3-13 孤山口火车站雾迷山组硅质白云岩、大理岩与钙质千枚岩互层系中Ⅱ_A型半协调顺层掩卧褶皱带

（据Yan等，2006)

A—褶皱总体素描；B ～D—褶皱转折端部位构造样式及其与劈理关系，注意B 中薄层白云石大理岩寄生褶皱及两侧钙质千枚岩中劈理，以及小褶皱转折端大理岩中的正扇形劈理及方解石脉充填的节理扇，千枚岩（左侧）中的反扇形劈理；E—褶皱翼部劈理类型、硅质白云岩（左侧）及千枚岩（右侧）的劈理折射；F—透入性劈理及其与矿物拉伸线理关系

观察点5-5

点位：孤山口火车站南峭壁上。

点性：窗棂构造观察。

内容：①窗棂构造形态特征及产状观察；②素描。

观察点5-6

点位：孤山口火车站北峭壁东侧。

点性：“鞘褶皱”观察（图3-14）和叠层石。

内容：①露头“鞘褶皱”的形态；②鞘褶皱枢纽特征；③观察叠层石。

观察点6：时间允许的话安排周口店北京人遗址考察（图3-15）

内容：周口店北京人遗址位于北京市房山区周口店镇，距北京市区约50km。1929年中国古生物学家裴文中在此发现了原始人类牙齿、骨骼和一块完整的头盖骨，并找到了“北京人”生活、狩猎及使用火的遗迹，为研究人类进化提供了生动有力的实证。后来，考古学家在这里发现了距今约60万年的一个完整的北京人头盖骨，最初定名为北京猿人。以后陆续在龙骨山上发现一些“猿人”使用的石器和用火遗址。这些发现和研究，奠定了这一遗址在全世界古人类学研究中不可替代的特殊地位。周口店遗址不仅是有关远古时期亚洲大陆人类社会的一个罕见的历史证据，而且也阐明了人类进化的进程。

图3-14 孤山口雾迷山组韧性剪切带内藻纹带状白云岩中“鞘褶皱”。注意XZ面和YZ面构造样式及长轴/短轴比值的变化情况

（据Yan等，2006）

图3-15 周口店北京人遗址

周口店北京人遗址在1961年被列为全国重点文物保护单位，1987年与长城、故宫、秦陵、敦煌一起被联合国教科文组织列入世界文化遗产清单，1992年被评为北京旅游世界之最，1997年被中宣部列入“全国百家爱国主义示范教育基地”。

目的：参观北京人遗址博物馆和北京人遗址挖掘现场，了解人类进化的过程和研究意义，了解考古挖掘现场和过程。

思考题

1）如何利用小构造识别较大的复杂褶皱？

2）为什么在孤山口一带出现如此复杂褶皱？

3）结合孤山口复杂褶皱的观察，说明不同岩性层的变形行为有什么不同？

4）为什么“北京人”选择在周口店一带定居？

5）“北京人”遗址的考古挖掘成果在古人类研究中有什么重要意义？