周口店地質(zhì)簡介—地質(zhì)報告編寫方法一、概況1．交通位置周口店位于北京市西南約50km處，屬北京市房山區(qū)周口店鎮(zhèn)。本區(qū)有京原（北京—太原）鐵路通過，周琉（周口店一琉璃河）支線與京廣鐵路相連，公路可直達(dá)北京，交通十分便利（圖附1—1）。周口店實(shí)習(xí)區(qū)地理位置處于華北于原同燕山山脈交接地帶。其范圍北起燕山石油化工總廠，南至云峰寺，東起房山，西達(dá)上方山。2．地形、氣候周口店地區(qū)相對高差一般在100m左右，最大高差達(dá)200m,屬低山丘陵區(qū)。河流有周口河、沙河兩條季節(jié)陛河流。年降雨量平均700mm，全年70%的降雨量集中在7?8月，每年6?7月為高溫季節(jié)，平均氣溫26°C，最低氣溫平均一7°C,多集中在1—2月，4?10月的月平均氣溫超過10C，是開展野夕口作的有利季節(jié)。周口店有世界聞名的“北京猿人”遺址，這里發(fā)現(xiàn)的石器和用火痕跡，表明我們的祖先用勞動創(chuàng)作了燦爛的古代文化。本區(qū)地處山麓地帶，耕地不多，農(nóng)業(yè)以小麥、玉米、花生和水果為主；工礦企業(yè)有著名的燕山石油化工總廠、長溝峪煤礦、卷揚(yáng)機(jī)廠等。本區(qū)礦產(chǎn)豐富，主要有煤、石灰?guī)r、花崗巖、大理石和板巖，有力地支援了首都的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。3．地質(zhì)調(diào)查簡史周口店地區(qū)的地質(zhì)調(diào)查工作始于19世紀(jì)末期，最早是美國地質(zhì)學(xué)家龐派來（R．Pumpeuy），20世紀(jì)20?30年代我國地質(zhì)學(xué)家葉良輔、謝家榮、譚錫疇、陳愷、熊永光、趙金科、楊杰、李捷、楊仲健、斐文中、何作霖等對本區(qū)地層都做過不同程度的研究。楊增成對房山巖體的研究，劉清香、周宗俊測繪的1：25000地質(zhì)圖，為周口店的地質(zhì)研究奠定了基礎(chǔ)。1912年12月2日斐文中發(fā)現(xiàn)了完整的北京猿人頭骨化石，由此使周口店聞名于世。解放后，北京西山（周口店地區(qū)屬北京西山的一部分）進(jìn)行了許多綜合陛的地質(zhì)調(diào)查，自50年代以來，王述平、賈藍(lán)坡、劉憲亭、王嘉蔭、王曰倫、楊杰、鄭劍東、湯英俊、馬杏垣、高平、邱家驤、王人鏡、李東旭、張德全、葉俊林、王根元、單文瑯、宋鴻林等先后就周口店地區(qū)地層、構(gòu)造、巖石、第四紀(jì)冰川等作了探討。1975年以后正式出版了北京地質(zhì)研究所編制的比例尺1；100000"北京市地形地質(zhì)圖”、1：100000"北京地區(qū)活動構(gòu)造體系圖”和“北京地區(qū)構(gòu)造體系圖”。值得提出，原北京地質(zhì)學(xué)院自1954年建立周口店地質(zhì)教學(xué)實(shí)習(xí)基地以來，對周口店地區(qū)進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的地質(zhì)研究工作，在地層劃分對比、地質(zhì)構(gòu)造、第四紀(jì)地質(zhì)和地貌、水文地質(zhì)等方面取得了卓有成效的成果，對周口店的地質(zhì)研究作出了一定貢獻(xiàn)，為其它地質(zhì)院校（系）的實(shí)習(xí)提供了方便。1985年以原武漢地質(zhì)學(xué)院師生為主，測制的1；50000房山幅地質(zhì)圖，使該區(qū)地質(zhì)研究程度又提高了一步。二、地層北京西山地層發(fā)育較全，自老至新有前上元古界（長城系、薊縣系、青白口系）、古生界（寒武系、下奧陶統(tǒng)、中上石炭統(tǒng)、二疊系）、中生界（侏羅系、下白堊統(tǒng)）及新生界（第三系和第四系）。由于實(shí)習(xí)區(qū)內(nèi)出露面積有限，加之?dāng)鄬佑绊?，使早古生代以前地層普遍發(fā)育不全，現(xiàn)自老到新簡述如下：1?前上元古界（AnPt2：）原稱“前震旦亞界”，包括太古界及下元古界，主要是一套變質(zhì)程度較深的區(qū)域變質(zhì)巖系。由于實(shí)習(xí)區(qū)內(nèi)此套地層出露不全，加之北側(cè)燕山期房山侵入體的穿插影響，目前尚難建立起更詳細(xì)的地層層序，所以統(tǒng)稱“前上元古界變質(zhì)巖系”。同位素年齡約在18億年前，有人稱“太古宙變質(zhì)巖系”。該套地層主要分布在周口店實(shí)習(xí)區(qū)北部，房山侵入體以南的宮砥、大洪寺等地呈東西帶狀分布。主要巖性為黑云母斜長片麻巖、透輝石角閃巖、薄層石英巖、淺粒巖及混合巖等。與北部房山巖體呈侵入接觸，與南部沉積圍巖呈斷層接觸。2?上元古界叫）原稱?震旦亞界”，現(xiàn)有人將其劃歸為中、上元古界。北京地區(qū)上元古界地層與實(shí)習(xí)區(qū)地層系統(tǒng)的對比，見表附l—1。現(xiàn)將實(shí)習(xí)區(qū)內(nèi)所見地層簡述如下：薊縣系高于莊組(鞏2刃厚度大于200m。僅分布于房山區(qū)西南，該組出露不全，未見頂?shù)?。巖性主要為硅質(zhì)團(tuán)塊或條帶白云巖、灰質(zhì)白云巖。鐵嶺組(P2t)厚度約100m。由于斷層影響，該組未見頂?shù)住Ｖ饕植荚谝粭l龍、駱駝山北坡、亂石垅一帶。巖性為灰，灰白色含燧石團(tuán)塊或條帶的白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r，夾少量粉砂巖、頁巖，現(xiàn)已變質(zhì)為結(jié)晶灰?guī)r、透閃石或硅灰石大理巖及蛇紋石大理石，夾少量板巖、千枚狀板巖、千枚巖；富含藻類疊層石。與下伏地層呈斷層接觸。青白口系下馬嶺組(P2x)厚度120?127m。該組地層主要分布在一條龍至向源山一線。原巖為泥巖及砂質(zhì)泥巖，現(xiàn)已變質(zhì)為銀灰色板巖、千枚狀板巖、黑色板巖及二云母片巖、柘榴石一紅柱石片巖等。龍山組(Pt21)厚度15?30m。其分布同下馬嶺組，以含海綠石石英砂巖為主夾泥巖、頁巖，現(xiàn)已變質(zhì)為變質(zhì)石英砂巖、石英巖夾板巖、干枚狀板巖。砂巖中見多種類型的層理及波痕，地貌上常為突出的山脊或陡崖。景兒峪組(？^)厚度40,?60m。分布同下馬嶺組，巖性主要由兩部分組成：下部為白色薄層板狀大理巖，上部主要為灰綠色千枚狀板巖，板理極為發(fā)育。青白口系各組地層之間均為整合接觸或斷層接觸。3?下古生界(P%)寒武系下寒武統(tǒng)府君山組又稱豹皮灰?guī)r組。厚度16~27m。?巖性以青灰色、中厚層狀灰?guī)r為主，夾少量紋帶狀白云質(zhì)灰?guī)r及板巖，灰?guī)r因含泥質(zhì)而風(fēng)化后常呈不規(guī)則的黃褐色、灰黃色斑點(diǎn)，貌似“豹皮”故稱“豹皮灰?guī)r”，為本組地層特征標(biāo)志；產(chǎn)Redlichiasp（萊德利基蟲）。饅頭組厚度23---?46m。巖性為黃褐色、灰黃色、紫紅色頁巖（變質(zhì)為板巖、千枚巖），夾1—3層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r透鏡體；未見完整生物化石。中寒武統(tǒng)厚度60--?90m。巖性以普遍發(fā)育的鮞狀灰?guī)r為特征，夾泥質(zhì)條帶灰?guī)r、千枚狀板巖、砂質(zhì)板巖及少量粉砂巖；產(chǎn)Bailiellesp（畢雷蟲）化石。上寒武統(tǒng)厚度47?137m。巖性主要為灰色、灰黃色泥質(zhì)條帶灰?guī)r，夾少量薄層鮞狀灰?guī)r及竹葉狀灰?guī)r；產(chǎn)Ptychaspissp（褶盾蟲）、Blackwelderiasp（蝴蝶蟲）、Obolus（圓貨貝）。寒武紀(jì)地層主要分布于西部黃院、太平山北坡、三不管溝、山頂廟南磨盤山東。各組地層間為整合接觸，與下伏景兒峪組為平行不整合或斷層接觸。奧陶系（O）僅發(fā)育下奧陶統(tǒng)（O》，主要分布在太平山南北兩坡、牛口峪水庫等地，自下而上（由老到新）分為下述三組。冶里組（0詳）厚度30—85m。巖性以淺灰色紋帶狀灰?guī)r為主，夾少量“豹皮灰?guī)r”。亮甲山組（O1l）厚度35~83m。巖性以下部含燧石團(tuán)塊或條帶狀灰?guī)r為特征；上部主要為灰白色白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，風(fēng)化面上常見縱橫交叉的“刀砍狀”溶溝；產(chǎn)ManchurocerascF（滿州角石）、Cameroceres6F（房角石）、OphiLeta（舌卷螺）等化石。馬家溝組（O]m）厚度24—263m、巖性是底部常發(fā)育1?3層同生角礫狀灰?guī)r，下、中部主要為青灰色的中厚層狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r，上部主要為泥質(zhì)條（紋）帶灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r；產(chǎn)Acginoceres、甲（珠角石）、Armenocerassp（阿門角石）。本統(tǒng)各組地層間均為整合接觸，與下伏上寒武統(tǒng)為整合接觸或斷層接觸。4?上古生界（Pz2）本區(qū)上古生界缺失泥盆系及下石炭統(tǒng)，主要為中、上石炭統(tǒng)及二疊系，分布于太平山南北兩坡。中石炭統(tǒng)（C2）本溪組（C2b）原稱“清水澗組”，厚度18—40m。底部普遍發(fā)育有褐綠色硬綠泥石角巖（風(fēng)化后常為褐紅色），為古風(fēng)化殼產(chǎn)物；中、上部主要為黃褐色板巖、千枚巖及紅柱石角巖（俗稱菊花石），夾1~3層生物碎屑灰?guī)r透鏡體及少量粉砂巖，其中板巖、千枚巖中普遍發(fā)育有黃鐵礦壓力影；灰?guī)r透鏡體中富產(chǎn)生物化石Chaetetes（刺毛蟲）、Crinus（海百合莖）。太平山北坡巖性差異較大，下部為數(shù)米厚的礫巖，礫石成分多,為石英巖，磨圓度較好，硅質(zhì)膠結(jié)，上部為灰黑色變質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)板巖。本溪組與下伏奧陶系為區(qū)域平行不整合接觸關(guān)系。上石炭統(tǒng)C3太原組原稱“下楊家屯組”，厚度38?60m。主要分布在太平山、磨盤山、大桿山一帶。本組具有旋回性強(qiáng)、普遍含有不規(guī)則煤層的特點(diǎn)。自下而上可劃分出以下二個沉積旋回，即二個段。第一段底部為中厚層狀中、細(xì)粒變質(zhì)砂巖，中上部為灰黑色紅柱石角巖、千枚狀板巖、斑點(diǎn)板巖及黑色板巖。第二段底部為含礫變質(zhì)砂巖；中上部為變質(zhì)細(xì)砂巖、砂質(zhì)板巖及炭質(zhì)板巖，夾不規(guī)則煤線或2,---4層局部可采煤層；產(chǎn)植物化石Neurolgerisovaga（卵脈羊齒）等。下二疊統(tǒng)（叫）山西組原稱“中楊家屯組”，厚度25?90m。本組地層為一完整旋回，底部為灰黑色中、粗粒含礫變質(zhì)（巖屑）砂巖，局部為細(xì)礫巖，中上部為淺灰色變質(zhì)細(xì)砂巖，夾灰色板巖、炭質(zhì)板巖及煤層；常見Sphynophyllumofretticillatum（輪生楔葉）、Calamitessp（蘆木）、Lobotannulariasp（瓣輪葉）。楊家屯組原稱“上楊家屯組”，厚度100?150m。底部為灰綠色含礫變質(zhì)砂巖或變質(zhì)礫巖；中上部為雜色變質(zhì)砂巖，夾少量復(fù)成分含礫變質(zhì)砂巖及黑色板巖；在礫巖及砂巖中可見樹干化石碎塊。上二疊統(tǒng)(P2)上二疊統(tǒng)主要見于填圖區(qū)外的升平山向斜核部。紅廟嶺組(P』)厚度約200m。巖性主要為肉紅色、灰白色厚層狀變質(zhì)含礫粗砂巖、變質(zhì)細(xì)砂巖、砂質(zhì)板巖、紅色板巖等。局部夾炭質(zhì)板巖，砂巖中可見交錯層理及波痕等沉積構(gòu)造。雙泉組(P2Sh)厚度50m。?本組時代尚有爭議，有人認(rèn)為屬三疊系。巖性主要為灰紫、灰綠色凝灰質(zhì)細(xì)粉砂巖、砂質(zhì)板巖及變質(zhì)石英砂巖、長石砂巖、局部見炭質(zhì)板巖。上古生界各組地層之間均為整合接觸。5．中生界(Mx)北京西山中生界僅發(fā)育有侏羅系及白堊系下統(tǒng)，實(shí)習(xí)區(qū)內(nèi)未見。6?新生界(Kz)第三系(R)老第三系長辛店組，為紅色粘土及礫石層，膠結(jié)疏松，測區(qū)有部分出露；新第三系，測區(qū)內(nèi)不發(fā)育。第四系(Q)為松散的紅土層、坡積物、洪積物，以及石灰?guī)r溶洞和裂隙中的洞穴堆積物。廣布于山坡、山前、不整合于所有老地層之上。三、構(gòu)造周口店實(shí)習(xí)區(qū)位于地殼相對比較穩(wěn)定的一級構(gòu)造單元——華北地臺中強(qiáng)烈沉降、構(gòu)造上比較活動的二級構(gòu)造單元——蒸山臺褶帶（圖附1-2），本區(qū)處于該帶以拗陷為主、構(gòu)造變動以褶皺為主的西山拗褶區(qū)，具體的構(gòu)造位置則為北嶺向斜的東南端。實(shí)習(xí)范圍內(nèi)的填圖區(qū)構(gòu)造相對比較復(fù)雜（圖附1-3、圖附1-4），褶皺、斷裂及巖漿活動均較強(qiáng)烈。橫貫本區(qū)的主體構(gòu)造為近東西向的周口店復(fù)式向斜，向斜南北兩翼發(fā)育著一系列的縱向（逆或逆沖）斷層，且被近南北向的橫斷層所切，該向斜北部是有名的房山侵入體，在它的影響下構(gòu)造更趨復(fù)雜，表現(xiàn)了褶皺軸向多變、組合類型復(fù)雜、斷層縱橫交錯、小巖體星羅棋布的構(gòu)造景觀。1.褶皺本區(qū)褶皺構(gòu)造主要是周口店復(fù)式向斜，它的大致范圍是西起周口河，東至大洪山，東山口一山頂廟一線以南，云峰寺以北。東西長4km,南北寬2km,面積約8km2。復(fù)式向斜的核部為石炭、二疊紀(jì)地層，翼部為寒武、奧陶紀(jì)地層。復(fù)式向斜軸向近東西，由一系列的次級褶皺所組成，主體褶皺是太平山向斜，其次有164背斜、尖鋒山向斜、刀背梁背斜、大東坡倒轉(zhuǎn)向斜，以及更次級背、向斜組成。2．?dāng)鄬颖緟^(qū)斷層相當(dāng)發(fā)育，集中分布在周口店復(fù)式向斜的南北兩冀和東部轉(zhuǎn)折端部位，以走向縱斷層為主，且有與其大致垂直、規(guī)模不——的橫斷層，依據(jù)本區(qū)斷層的展布及其性質(zhì)可劃分為三個斷層組。1）一條龍一山頂廟斷層組主要分布在太平山向斜北翼，大體可歸納如下幾個特點(diǎn)：（1） 斷層走向和巖層走向基本一致，由西向東，斷層匯擾乃至合并，斷距加大，呈近東西方向展布在向斜北翼，發(fā)育在晚元古代及古生代地層中。（2） 斷層傾向主要向北傾斜，傾角較陡，一般均在70~以上，沿傾向呈陡立的波狀起伏，因此暴露在地表的不同地段局部時有南傾，但總體北傾，在剖面上表現(xiàn)為逆沖疊瓦式。斷層密集。垂直斷層走向不到300m長的距離內(nèi)，查明的斷層達(dá)5條之多。由于斷層上盤逆沖和某些可能的巖石流變，致使部分地層缺失或變薄，成為確定本組斷層的重要直接證據(jù)。發(fā)育在脆性巖石中的斷層，普遍可見斷層破碎帶，塑性巖層中造成強(qiáng)烈的揉皺，以及各種構(gòu)造透鏡體、斷層角礫巖、劈理化巖帶、巖層陡立，各種旁側(cè)構(gòu)造時有可見，沿斷層面及其附近侵入的閃長巖體屢見不鮮。與走向逆沖斷層近垂直或大角度斜交的橫斷層將走向斷層切斷，并多使其東盤南移，造成地層走向的局部改變和地層界線不連續(xù)。據(jù)單文瑯等研究認(rèn)為，該組斷層是順層韌性剪切帶及其上下巖層的剪切流動而導(dǎo)致原生沉積巖系的高度變薄，甚至使某些巖性層發(fā)生構(gòu)造流失，地層嚴(yán)重缺失不全，但各組地層分子在剖面中依次排列、全部存在。2)云峰寺——房山斷層組分布在周口店復(fù)式向斜的南翼，主要由三條逆斷層所組成，它們走向北東，傾向南東，傾角一般小于40度，老地層逆沖到新地層之上，為本組斷層的主要特征。3)周口河斷層組由走向近南北的周口河斷層和若干張性分支斷層組成。它以東盤上升，西盤下降，兼具東盤南移、西盤北移為特征，燕山期房山巖體使之進(jìn)一步加強(qiáng)，新生代以來變上升盤為下降盤，表明新構(gòu)造運(yùn)動使周口河斷層的東西兩盤產(chǎn)生反向的升降運(yùn)動。四、巖漿巖和變質(zhì)巖1．巖漿巖周口店地區(qū)出露的巖漿巖主要為深成的房山侵入體；此外，尚有數(shù)個小型侵入體。1)房山侵入體位于填圖區(qū)北部，平面上近圓形，直徑約孔5?9km,面積近54km2,為一中型巖株。房山侵入體與周圍地層呈侵入接觸關(guān)系，局部為斷層接觸。房山侵入體是由兩個巖體組成的復(fù)合巖體，早期為石英閃長巖體，后期被花崗閃長巖體所侵入，成為房山巖體的主體，占整個巖體面積的96％，二者之間的關(guān)系是同源巖漿“脈動”侵入的結(jié)果。石英閃長巖體分布于花崗閃長巖體的邊緣，石英閃長巖為淺灰色、中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造，礦物成分肉眼可見斜長巖、鉀長石、石英、角閃石、黑云母及副礦物榍石等。原生節(jié)理不甚發(fā)育，圍巖捕虜體較多。花崗閃長巖為房山巖體的主體，根據(jù)鉀長石斑晶含量大小和特征的不同，可將花崗閃長巖體劃分為三個巖相帶。從巖體中央向外依次為中央相、過渡相和邊緣相，相帶以中央相為核心呈同心環(huán)狀分布?；◢忛W長巖為淺灰或灰白，中粗不等?；◢忛W長巖，或似斑）1犬花崗巖，主要礦物成分是石英、斜長石、鉀長石、次要礦物有黑云母、普通角閃石，副礦物為鉻鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石，具清楚的流動構(gòu)造和廣泛發(fā)育的原生節(jié)理，邊緣相和過渡相中捕虜體較多。根據(jù)房山巖體侵入接觸的最新地層為下二疊統(tǒng)，巖體熱變質(zhì)暈圈影響到中侏羅統(tǒng)龍門組，因此房山巖體侵入時代應(yīng)在中侏羅世之后，據(jù)14個同位素測定資料表明，其年齡值在143?100百萬年之間，即房山侵入體應(yīng)為燕山運(yùn)動晚期早白堊世的產(chǎn)物。2）小型侵入體及巖脈小型侵入體分布于房山侵入體以南的牛口峪、一條龍一帶，但出露面積較小，主要有牛口峪菱鐵礦化花崗閃長巖、“燈泡'：花崗巖、“龍眼”花斑巖等。這些小型侵入體共同的特點(diǎn)是更富于酸性、色淺，后期有菱鐵礦化，圍巖受熱變質(zhì)作用而產(chǎn)生白云母角巖。其時代可能晚于房山侵入體。本區(qū)巖脈以小型酸性巖脈為主，幾乎都分布于房山巖體之內(nèi)，而又以邊緣相和過渡相內(nèi)巖脈尤多，巖脈的種類有閃長巖脈（或玢巖）、花崗巖脈、花崗細(xì)晶巖脈、煌斑巖脈、霏細(xì)巖脈、長英巖脈及花崗偉晶巖脈。2．變質(zhì)巖周口店地區(qū)二疊紀(jì)以前的地層，都經(jīng)歷了不同的構(gòu)造變動、巖漿活動和變質(zhì)作用致使該區(qū)的變質(zhì)巖種類繁多。根據(jù)變質(zhì)程度，本區(qū)變質(zhì)巖大致可劃分為兩大類：淺—中級變質(zhì)的副變質(zhì)巖類和混合雜巖。其中，前者構(gòu)成實(shí)習(xí)區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖的主要組成部分。1）淺—中級變質(zhì)的副變質(zhì)巖實(shí)習(xí)區(qū)副變質(zhì)巖是在區(qū)域變質(zhì)作用的基礎(chǔ)上疊加接觸熱變質(zhì)作用的綜合結(jié)果。根據(jù)原巖類型，可劃分為泥質(zhì)巖類、碳酸鹽巖類和碎屑巖類。泥質(zhì)巖類原巖為粘土巖、粘土質(zhì)粉砂巖，根據(jù)特征的變質(zhì)構(gòu)造，常見的有板巖（炭質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖、干枚狀板巖等）、角巖（紅柱石角巖、堇青石角巖、硬綠泥石角巖）、千枚巖（銀灰色千枚巖、灰綠色千枚巖、紅柱石干枚巖、鈣質(zhì)千枚巖）、片巖（黑云母片巖、二云母片巖、紅柱石—柘榴石片巖、紅柱石片巖）。碳酸鹽巖類原巖為石灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽巖石，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用或接觸熱變質(zhì)作用而成。實(shí)習(xí)區(qū)常見的有含橄欖石大理巖、透輝石大理巖、透閃石大理巖等。碎屑巖類變質(zhì)巖原巖為各種粉砂巖、砂巖、礫巖經(jīng)變質(zhì)作用而成。實(shí)習(xí)區(qū)內(nèi)石炭二疊紀(jì)地層中，常見的有變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)細(xì)砂巖、變質(zhì)砂巖（變質(zhì)長石雜砂巖、變質(zhì)石英砂巖）、變質(zhì)礫巖等。2）混合雜巖在房山侵入體南側(cè)，關(guān)砥到山頂廟一帶和房山以東的小洪山，出露了一套混合巖，以及和混合巖密切共存的變質(zhì)程度較深的片麻巖、斜長角閃巖、石英巖等稱為混合雜巖。其主要的巖石類型有黑云母斜長片麻巖、斜長角閃巖、黑