【正文】 面認(rèn)識巖石及其組合特征。觀察內(nèi)容應(yīng)分項逐條記錄在筆記本上。第二節(jié) 淮南地區(qū)的礦物與巖石一、沉積巖的觀察和認(rèn)識在野外，沉積巖一望無際的層狀分布是最易辨認(rèn)的。單個巖層厚度大小不一也是沉積巖應(yīng)描述的特征：巨厚層 2m厚層 2———頁薄層開始之前，可找一些建筑用的沙粒,用放大鏡觀察。練習(xí)看看它們的礦物成分、大小、磨圓度、分選性等。碎屑巖有兩種結(jié)構(gòu)組分，一是碎屑顆粒，主要為石英，其次為長石、白云石、巖屑等。二是膠結(jié)物或基質(zhì)（圖2—1）。未經(jīng)膠結(jié)的碎屑稱為“沙”。打下一塊新鮮標(biāo)本，先觀察碎屑，確定其成分、含量、分選性、磨圓度等，再觀察基質(zhì)或膠結(jié)物的成分、含量、膠結(jié)方式。然后考慮命名。最后還要觀察沉積構(gòu)造、古生物情況。碎屑巖命名采用成分+結(jié)構(gòu)的原則。碎屑中某礦物成分含量在５０％以上，即可以其命名。但長石或巖屑若含量超過25% 即可命名為長石砂巖或巖屑砂巖。實際上它們非常少見，分布的最廣的還是石英砂巖。為什么？同學(xué)們可獨立思考這個問題。碎屑粒度大小標(biāo)準(zhǔn)為：礫2mm粗砂　2—中砂　—細(xì)砂　—粉砂　—某一標(biāo)準(zhǔn)粒度的碎屑占５０％以上即可以此命名。例：淮南謝橋下二疊統(tǒng)下石盒子組７煤層底板砂巖描述灰色，中厚層；碎屑礦物成分主要為石英，含量75%以上，次要成分為長石、巖屑、炭屑等，共占15%；— 之間，含量共占70%以上，主要為中粒碎屑；碎屑多為次棱角——次圓狀，分選中等；膠結(jié)物主要為泥質(zhì)，孔隙式膠結(jié)為主，次為接觸式；基質(zhì)含量少，主要為泥質(zhì)、粉砂。單斜層理發(fā)育，上部見波狀層理。向上為細(xì)砂、粉砂巖，粉砂巖中可見植物碎屑化石。定名：中粒石英砂巖在野外，碎屑巖常形成山脊或突兀地面，抗風(fēng)化能力較強，表面無水溶蝕痕跡，除鈣質(zhì)膠結(jié)者外，滴酸無反應(yīng)。更重要的是經(jīng)常使用手中的放大鏡，從結(jié)構(gòu)的觀察中很容易與其它巖類區(qū)別。碳酸鹽巖主要為石灰?guī)r、白云巖。在野外，用小刀和稀鹽酸很容易認(rèn)識和區(qū)別它們。石灰?guī)r主要礦物為方解石，但其結(jié)構(gòu)組分也可分為兩部分：泥晶基質(zhì)與顆粒。特殊情況下還有生物形成的架狀結(jié)構(gòu)，如淮南地區(qū)的疊層石灰?guī)r。碳酸鹽巖中的顆粒不是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物，而是沉積過程中由于機械的、化學(xué)的或生物作用形成的，如粒屑、鮞粒、生物屑、藻團等。顆粒含量50%以上者可定為顆粒石灰?guī)r，如：竹葉狀（礫石）石灰?guī)r、鮞粒石灰?guī)r、生物碎屑石灰?guī)r。一般顆粒含量高，沉積時水體能量高。泥晶含量50%以上者稱泥晶 圖2—2鮞粒石灰?guī)r石灰?guī)r，反映較為平靜的水體環(huán)境。例：中寒武統(tǒng)張夏組鮞粒石灰?guī)r的描述灰色，厚層狀；主要礦物成分為方解石，滴稀鹽酸劇烈起泡；鮞粒結(jié)構(gòu)。鮞粒圓球狀，大小均勻，一般粒徑1mm左右，含量60%；顆粒中含生物碎屑，主要為三葉蟲，軟體動物，約占10%；亮晶方解石膠結(jié)，含量30%。水動力強，無泥晶基質(zhì)。定名：亮晶鮞粒石灰?guī)r白云巖由白云石組成，它們主要為白云石交代石灰?guī)r而成，故多為晶粒結(jié)構(gòu)，放大鏡下能觀察得很清楚。若沉積時交代，則形成于干燥氣候下，與鹽類共生，故少見生物化石。碳酸鹽巖易與水作用，表面溶蝕溝槽十分發(fā)育。特別是白云巖風(fēng)化面上的“刀砍”狀構(gòu)造常是白云巖的重要識別標(biāo)志，其成因系白云巖在構(gòu)造作用下破裂，在地下水作用下沿裂隙沉淀方解石，表面上方解石較白云石易風(fēng)化，形成“刀砍”狀。在地下，碳酸鹽巖是重要的含水層。粘土巖的礦物主要為高嶺石、蒙脫石等。顆粒一般粘土巖在野外較易辨認(rèn)，其巖性松軟，易風(fēng)化，常形成低洼地形而被掩蓋。如羅山南側(cè)洼地就是青白口系劉老碑組頁巖風(fēng)化侵蝕后形成的。粘土巖由于含雜質(zhì)不同呈黃、綠、灰、紅等顏色，如煤系地層中頁巖因富含碳質(zhì)呈黑色，有時可稱碳質(zhì)泥（頁）巖，上二疊統(tǒng)石千峯組頁巖因含F(xiàn)e3+ 呈紫紅色。二、變質(zhì)巖的觀察和認(rèn)識羅山以南山余家出露有上太古界的變質(zhì)巖，巖性為角閃斜長片麻巖。暗色礦物為角閃石，含量40%，淺色礦物為斜長石，占60%。粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。具一定程度混合巖化，脈體主要為長石和石英，晶體粗大，呈脈狀、腸狀分布（圖2—3）。其同位素年齡值為27億年，形成于晚太古代，原巖系基性、中性火山巖、火山碎屑巖、沉積砂巖等經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用而成。其中發(fā)現(xiàn)有來自宇宙的塵粒，表明太古代地外星體的撞擊在地球演化過程中曾起重大作用。長英質(zhì)脈體的腸狀曲折表明變質(zhì)作用的同時經(jīng)歷了多期次的褶皺。太古代時，地殼厚度較現(xiàn)代薄，地殼變動、巖漿活動、變質(zhì)作用強烈。直到太古代末，地殼活動減弱，華北地區(qū)才形成相對穩(wěn)定的地核，逐漸形成穩(wěn)定的華北陸塊。在野外，劈理、片理、片麻理發(fā)育的變質(zhì)巖常被初學(xué)者誤認(rèn)為沉積巖。請注意以下區(qū)別：、早元古代的巖石 圖2—3混合巖化中腸狀脈體多已變質(zhì)，時間愈早變質(zhì)程度愈高。變質(zhì)巖為晶粒（即粒狀、纖狀、片狀等變晶結(jié)構(gòu)）與沉積巖的碎屑、生物等結(jié)構(gòu)明顯不同。、輝石、黑云母等暗色礦物一般不會出現(xiàn)在沉積巖中。其在風(fēng)化過程中易初分解，難以保存。山余家變質(zhì)巖半風(fēng)化層中，顏色變淺，結(jié)構(gòu)疏松，就是角閃石先被風(fēng)化的緣故。第三節(jié) 建筑石材的觀察和認(rèn)識本節(jié)和下一節(jié)的目的主要是補充實習(xí)區(qū)巖石礦物類型的不足。如時間允許或雨天不能出野外均可進行這方面的工作。另外，也可以在學(xué)習(xí)者閑暇時不經(jīng)意的學(xué)習(xí)和觀察提供一點幫助，以豐富學(xué)習(xí)者礦物巖石學(xué)知識。巖石由于堅硬、耐久，被廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)。其中色澤艷麗者被做為裝飾材料。它們經(jīng)拋光加工后，其礦物形態(tài)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造更加典型、清晰，利于初學(xué)者的觀察與學(xué)習(xí)。三大巖類符合條件者均可作為裝飾材料。校內(nèi)電氣工程系樓外用裝飾材料為灰色石灰?guī)r，其白色花紋系巖石破裂后地下水的沉積作用所形成的方解石充填而成。方解石脈成網(wǎng)狀、枝狀或羽狀，這在野外司空見慣，但加工后猶如李斯小篆拓帖，頗有情趣。內(nèi)廳正面墻面為矽卡巖，系中酸性巖漿巖與碳酸鹽巖接觸交代形成的變質(zhì)巖，綠色礦物為綠簾石，深綠色為綠泥石、透輝石，淺色者為硅灰石及少量石英等。天井內(nèi)的假山為石墨石英片巖。校門用料為白色大理石，底部為紅色疊層石灰?guī)r。疊層石原為圓柱狀，石材切面與柱體垂直。家屬區(qū)綜合樓內(nèi)廳墻壁為大理巖，其黑色條紋系原灰?guī)r泥質(zhì)條帶變質(zhì)所致。廳柱為介殼石灰?guī)r，幾乎全部由瓣鰓類殼堆積而成。東門體育活動中心的外柱裝飾材料系 類石灰?guī)r，淺黃色可能因為輕微大理巖化使灰色褪色所致。其含 數(shù)量之多，個體之大，在國內(nèi)甚至世界上都是罕見的。一般 類個體多在2mm以下，而石材中的個體最大超過35mm。類是劃分石炭二疊系地層的重要化石。因此，這種石料的科學(xué)價值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于它的實用價值。立交橋南側(cè)路西金聯(lián)城市信用社的外墻用料為片麻巖，臺階為花崗巖。片麻巖的片麻狀構(gòu)造和花崗巖的塊狀構(gòu)造形成了鮮明對照?；◢弾r在裝飾石材中用量最大，一是因暗色礦物（角閃石、黑云母）含量高低、長石種類變化、晶粒大小不同形成如白、灰、紅、綠等多個花色品種，二是由于分布廣，產(chǎn)量大，價格低廉。輝石巖、輝長巖因其暗色礦物含量高顯示莊重的黑色而被廣泛利用。其中最昂貴的裝飾材料當(dāng)屬拉長巖，為基性巖漿巖一種。拉長巖由拉長石組成，系斜長石一種，為Ca、Na長石的類質(zhì)同像固溶體，因二者光性不同，反射時產(chǎn)生干涉呈現(xiàn)五彩繽紛的顏色，十分美麗。數(shù)千元一平方米的價格只能是銀行、電信部門營業(yè)大廳中才能見到。第三章 淮南地區(qū)的地層與古生物第一節(jié) 地層認(rèn)識了巖石，還要研究巖石的形成時代和它們的先后順序，這就是地層學(xué)。地層工作的主要內(nèi)容就是將野外的巖石（層）進行劃分和對比，即根據(jù)其巖性、古生物、同位素年齡等確定其形成時代，并按原有的先后順序，將巖層劃分為不同的地層單位，如年代單位宇、界、系、統(tǒng)等，巖石地層單位群、組、段等。不同地區(qū)地層還要對比, 確定它們時代是否相當(dāng)。從而建立區(qū)域的地層系統(tǒng)。地層學(xué)是地質(zhì)科學(xué)的重要分支，地層工作是一切地質(zhì)工作的基礎(chǔ)。在研究地質(zhì)歷史、生物演化、構(gòu)造、尋找礦產(chǎn)等方面有著重要的作用?；茨系貐^(qū)煤系地層隱伏于新生代松散層下，而淮南煤田卻是從地面地層研究，特別是石炭系含 地層的研究而發(fā)現(xiàn)的。地層的野外觀察包括：巖性、古生物、厚度、地層之間的接觸關(guān)系等?；茨系貙优c華北地區(qū)類似，但又有其特殊性，如猴家山組、鳳臺組、四頂山組、壽縣組等都是淮南地區(qū)特有的。更因九里橋組中發(fā)現(xiàn)世界最早的后生動物化石而聞名于世。第二節(jié) 古生物一、隱生宙的生物世界上最早的生物化石發(fā)現(xiàn)于32億年前的巖層中，它們是一些原始的菌澡類，屬于原核生物。元古宙是真核生物的發(fā)展時期，主要是一些微觀或宏觀的低等藻類，較難形成化石，故很少能見到它們。疊層石是主要能直接觀察它們存在的標(biāo)志.，它們是某些藻類活動的遺跡，劉老碑組、九里橋組、四頂山組均可見到。在距今7億年時形成的九里橋組發(fā)現(xiàn)的蠕蟲類乃是世界上最早的三胚層動物，它們的出現(xiàn)是動物演化史上的重要里程碑，內(nèi)臟器官的出現(xiàn)與分化，軀體的分節(jié)與兩側(cè)對稱，運動器官的出現(xiàn)，表明它們可能是現(xiàn)代動物的祖先。二、早古生代的生物最初的生命的出現(xiàn)距今已約40億年，到蠕蟲類的出現(xiàn)經(jīng)歷了三十多億年的漫長時間，但在距今5億7千萬年的寒武紀(jì)初期，短短的時間內(nèi)，幾乎所有無脊椎門類動物都出現(xiàn)了，被稱為“寒武紀(jì)生命大爆炸”，二十世紀(jì)最驚人的發(fā)現(xiàn)之一的我國云南澄江縣“澄江動物群”就是這一壯觀情景的真實寫照。這對達(dá)爾文漸變式的生物進化理論是一個嚴(yán)重挑戰(zhàn)?；茨系貐^(qū)的寒武系各種海生無脊椎動物化石非常豐富，并形成生物碎屑灰?guī)r，與前寒武系地層形成鮮明對照。最有特色的生物是三葉蟲，是劃分寒武系地層的重要依據(jù)。三、晚古生代的生物晚古生代是陸生生物大發(fā)展的時期。淮南地區(qū)當(dāng)時處于濱海陸地環(huán)境、氣候適宜，剛剛登陸不久的植物形成茂密的森林，為石炭二疊紀(jì)煤的形成提供了豐厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。在煤系地層中，各種植物化石非常豐富（圖 3—3）?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，所見到的植物化石莖干都沒有年輪，意味著它們是四季長青的熱帶植物，這表明包括淮南地區(qū)在內(nèi)的整華北地區(qū)石炭二疊紀(jì)時應(yīng)該是熱帶氣候。古地磁測試數(shù)據(jù)表明當(dāng)時華北地區(qū)的中心部位在赤道附近?，F(xiàn)在淮南地區(qū)地處北緯33176。附近，就是說，在3億多年的時間里，淮南地區(qū)由南向北飄移了三千余公里。眾所周知，我國華北地區(qū)大型煤礦比比皆是，秦嶺、淮河以南很少見到，這是因為石炭二疊紀(jì)時華南、華北不是同一板塊，它們各有自己的演化歷史。石炭二疊時華北為陸地，森林廣布，因而含煤地層發(fā)育，煤層多，煤質(zhì)好。華南地區(qū)則是一片汪洋，海生生物十分繁盛，沉積物多為海相石灰?guī)r，僅短暫時間出現(xiàn)陸地，所形成的煤系地層煤層少且薄，煤質(zhì)也差，難以進行大規(guī)模開采。只是到了三疊紀(jì)后，兩板塊才碰撞連接在一起，并形成了秦嶺與大別山。四、淮河象淮南地區(qū)中生界地層不發(fā)育，難以領(lǐng)略中生代興盛一時的恐龍時代的風(fēng)光。然而淮北平原下的新生界地層中大量哺乳動物和被子植物化石的發(fā)現(xiàn)讓人們意識到生物演化進入到新生代。特別是第四系地層中發(fā)現(xiàn)了很多象化石。被稱為“淮河象”。現(xiàn)代的象生活于熱帶—亞熱帶的叢林和草原，這表明，淮河流域在過去一百多萬年來曾經(jīng)有過熱帶—亞熱帶氣候，當(dāng)時這里雨量充沛，森林、草原遍地分布，是各種哺乳動物生存的天堂。如今的淮北平原到處是人類活動的蹤跡，森林、草原消失了，淮河象們早已不知去向。人類現(xiàn)在占據(jù)了大部分的生存空間，野生動植物的分布范圍愈來愈狹小，這也許是歷史發(fā)展的必然結(jié)果。但是由于過度開發(fā)，環(huán)境惡化，地球上每年有近千種的生物正在消失，這種滅絕速度超過了地質(zhì)歷史中任何一次生物大滅絕。生態(tài)系統(tǒng)的破壞導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害頻頻發(fā)生，已秧及人類本身。如此發(fā)展下去，后果將是災(zāi)難性的。保護環(huán)境，維護生物多樣性，保持生態(tài)平衡，實際上就是保護 第四章 地質(zhì)作用的觀察第一節(jié) 風(fēng)化作用在羅山南側(cè)山余家村北小山崗上，有一個完整的風(fēng)化剖面（圖4—1），自上而下：：灰褐色，植被茂盛，厚5—25cm。：棕褐色，主要由粘土礦物組成；富含F(xiàn)e3+，板結(jié)成塊狀，垂直節(jié)理發(fā)育，厚10—50cm。：土黃色，暗色礦物已風(fēng)化，巖石結(jié)構(gòu)尚保存，但已疏松。：深灰色，為上太古界霍邱群角閃斜長片麻巖?；鶐r由角閃石和斜長石組成，風(fēng)化過程中在H2O、OCO2等作用下，礦物被分解，K+、Na+、Ca2+、Mg2+等被淋濾，Al3+、Fe3+不活躍組分殘留原地，分別形成粘土礦物和氧化物。如地處熱帶—亞熱帶雨林氣候帶，粘土礦物、或 圖4—1山余家風(fēng)化剖面鐵的氧化物會進一步被水解，形成鋁土礦、褐鐵礦等礦產(chǎn)，是提煉鋁、鐵等金屬的重要原料?；茨系靥帨貛?，這種情況較難出現(xiàn)。沉積巖除了粘土巖，其它巖類都或多或少含有粘土礦物，它們風(fēng)化后，也會殘余大量的粘土礦物。八公山、舜耕山的巖石縫隙中、凹地里都可以見到它們。風(fēng)化作用可以形成許多有用礦產(chǎn)，但更重要的是它為人類提供了寶貴的土壤資源，形成人類賴以生存的耕地。但這是一個漫長的地質(zhì)歷程。1cm厚的粘土層的形成可能需要成千上萬年，但一陣風(fēng)，一場洪水就讓它們消失。我國人均耕地面積僅是世界的1/4，人口增加、水土流失、荒漠化還在使它不斷減少。究其原因，還是人類過度開發(fā)、生態(tài)環(huán)境日益惡化所致。保護環(huán)境，保護耕地，已是刻不容緩，否則，我們的子孫后代將何以為生？地層中的古風(fēng)化面常常當(dāng)作不整合或假整合的標(biāo)志，它們代表巖層由沉積轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)化侵蝕的過程，造成了地層缺失和不連續(xù)，多被解釋為地殼上升的結(jié)果。如淮南地區(qū)奧陶系馬家溝組和上石炭統(tǒng)太原組之間的鋁土巖和褐鐵礦層，就是中奧陶世后華北地區(qū)整體上升，經(jīng)歷了志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、早石炭世的長期侵蝕風(fēng)化的產(chǎn)物，直到晚石炭世才開始接受沉積，形成石炭二疊系含煤地層。山余家霍邱群與上覆上元古界八公山組之間的不整合面上也有含鐵的古風(fēng)化面。第二節(jié) 淮河的地質(zhì)作用河流地質(zhì)作用是陸地上最重要的地質(zhì)作用之一，通過其侵蝕、搬運和沉積作用不斷改造地表形態(tài)，形成各種礦產(chǎn)，孕育著人類文明?；春影l(fā)源于河南省桐柏山的白山頭，目前已無法記錄它的原始長度。一一九四年南宋時期，黃河在河南省原陽縣決口，洶涌的洪水?dāng)y帶數(shù)以萬億噸的泥沙沖入淮河流域，淮河自江蘇江陰以下的河道被淤平，從此淮河失去了入海通道，成了名副其實的“斷頭河”，只得借助洪澤湖匯入長江。演繹了一幕慘烈的“黃河奪淮”的歷史。于是每每洪水肆虐，危害兩岸百姓，成了有名的害河。解放后，人工開挖了蘇北灌溉總渠，引淮入海，淮河才重新有了自己的入海通道?；春幼晕飨驏|流經(jīng)淮南市區(qū)。在西部