1、周口店地区“三好砾岩”的成因探究曹文 刘新 王许鹏 李廷锐 张海龙中国地质大学（北京）10021021 第三组【摘要】通过对岩石及周边环境的观察对其进行成因探究是一项重要的工作。本文通过对大砾岩山及两侧的实测和考察，发现“三好砾岩”在此地区出现，因此分析了其成因，根据其结构这一显著特点，再结合构造运动推测其为二次沉积（先经过河相沉积，再经过海相沉积） 。【关键词】大砾岩山 三好砾岩 结构 构造运动 沉积相【引言】在大砾岩山我们发现磨圆分选胶结完好的三好砾岩，在太平山的实习路线中，我们发现由于太平山向斜的存在，出露的地层大致是一致的，但是经过观察可以发现：南北坡存在一个明显的差异，就是北坡出现了
2、底砾岩，而南坡却没有出现。这一差别激发了我们小组的兴趣，因此我们决定去研究“三好砾岩”的成因，以便进一步去分析南北坡的岩性差异。【正文】一、 “三好”砾岩的特征描述砾岩是指碎屑颗粒粒径大于 2mm，含量大于 50%的沉积岩。 “三好砾岩”是指分选好、磨圆好、胶结好的岩石。在本地区主要分布在石炭纪本溪组的底部，主要出露在太平山北坡，东至小砾岩山，西至尖峰山北坡。砾岩主要分为两部分：碎屑颗粒和胶结物。其中碎屑颗粒主要由燧石和少量石英砾组成；而胶结物主要为铁质和硅质胶结。在研究区主要可见的是分布于大砾岩山一带，形成于中石炭纪的底砾岩。底砾岩是指位于侵蚀面之上，与下伏地层不整合接触的砾岩。我们所看到的
3、砾岩总体呈青灰色至黄褐色，局部紫红， “三好砾岩”基质颜色大体一致，但砾石颜色多样，砾状结构砾石滚圆好，球度较好，分选好，胶结好因此有“三好”之称。另外由小砾岩山向大砾岩山过度，无论圆度，球度，分选，胶结等性质都逐渐变好，砾石总体有定向排列的特征。下面是我们实测的两组数据：粒径 大砾岩山北坡测量 20 组，平均粒径 4.2cm2.6 3.2 2.7 4.8 3.6 3.9 3.5 4.2 4.1 5.03.6 3.9 4.9 4.3 3.9 4.8 5.7 4.4 5.3 5.4大砾岩山南坡测量 20 组，平均粒径 3.9cm3.3 3.5 5.0 4.1 3.1 5.6 4.3 4.3 4.
4、9 4.03.6 2.6 2.7 4.0 3.8 3.5 3.9 4.6 5.1 4.9小砾岩山北坡测量 20 组，平均粒径 4.0cm3.4 3.6 2.9 4.8 3.6 4.2 4.0 5.1 3.9 2.94.6 3.5 3.6 3.9 4.7 5.1 5.2 5.8 3.6 2.6方位 大砾岩山南坡测量 20 组，平均方位 94.8100 90 76 80 85 105 93 86 107 9595 120 90 105 110 87 85 95 90 103大砾岩山北坡测量 20 组，平均方位 94.3101 160 88 95 100 97 90 85 91 9585 90 85
5、 80 85 95 90 87 93 94小砾岩山北坡测量 20 组，平均方位 88.580 90 95 75 85 75 80 75 95 10278 103 81 102 87 93 96 79 90 109由上面数据可知，该区砾岩砾石粒径在 4cm 左右，砾石方位在 90 度左右说明太平山北区底砾岩具有磨圆和分选好，且砾石呈良好定向排列。下面分为砾岩的定向排列和胶结好的图片。综合分析得出太平山北坡底砾岩，灰黑色，中粒等粒结构，块状构造，分选好，磨圆好，胶结好，风化面呈黄褐色，砾石大小基本一致，成分单一，砾石成良好的定向排列，砾石直径为 2-5 厘米不等。通过观察与敲击发现，基质成分主要是
6、砂岩和粘土质，含少量绿泥石的泥土质，砂质成分为中细粒和粉砂粒级的石英长石和岩屑。二、成因分析对于“三好”砾岩的成因有多种说法，根据其结构为“三好”情况，大胆推测：1.岩石粒度大，且磨圆好，应该为湖泊河流或海相沉积。推测冲刷时间长，且水动力大。2.下层马家沟组为浅海相沉积，上层太原组煤线说明当时为陆相沉积，且气候温暖潮湿，而本溪组介于中间应该为海相与陆相的过度，符合海岸沉积的推测。故提出假设一种是河流相沉积，第二种是海相沉积，第三种是二次沉积，我们更趋于第三种观点，依照我们在野外找到的证据：首先如果为河流相沉积形成，那么其分选性与磨圆度达不到现在的水平。它出露的延伸方向又仅从小砾岩山至 252.
7、1 高地北坡，而且从大砾岩山至两边出露的越来越少，说明它不是河流相沉积。若是海相沉积的话，那么“三好砾岩”的出露不会只局限于太平山北坡，而且岩石的胶结物很复杂，有硅质，铁质，也有砂质，钙质。所以我们认为它是由于二次沉积而形成的，所谓的二次沉积就是先经过河流相沉积，沉积后出露地表，接受风化，在强烈的风化之后，仍有局部保存下来，形成类似飞来峰的构造。之后地壳下降，残留的岩石进入海平面之下，在浅滨海水动力较弱的地方在接受沉积而成。其依据是:1.砾岩中磨圆和分选较好说明其经过了漫长的搬运作用；2.其表面有一层氧化圈（见右图） ，说明曾经出露过地表，经过风化作用；3.岩石的胶结物很复杂说明其在成岩之前混
8、杂了很多杂质；4.小砾岩山砾石有良好定向排列与叠瓦扇构造为强水动力环境提供依据，定向方向指示了水流方向（东西向） ；5.周口店太平山地区曾经发生过加里东运动，加里东运动使此处盆地隆起，遭受了长期的风化剥蚀作用，地表成为准平原状态，到了中石炭早期，华北又发生了一次规模不大的南升北降构造运动，海平面相对上升，海水从东向西入侵，该区从东部开始接受滨海沉积。这又映证了以上几点。结论综合分选、磨圆、胶结物以及其定向排列，我们推测“三好砾岩”先经过河流沉积在由海相沉积的二次沉积而形成。参考文献：1王根厚等，2006，周口店地区地质实习指导书。中国地质大学（北京） 。2乐昌硕，2005，岩石学。地质出版社。
