涞源白石山地质资料
白石山世界地质公园有关的地质基础知识
白石山世界地质公园的地质遗迹具有重要的、较强的科学和美学价值，如由巨型花岗岩基和其上的大理岩顶盘悬挂体组成的白石山“双层结构”；大理岩构造峰林；距今10亿年前古地震遗迹；地球上最古老的化石之一叠层石；花岗岩地貌；控制十瀑峡瀑布的花岗岩三组原生节理……等等。要了解和认识地质遗迹，就必须对一些最基本的地质知识有所了解，因此有必要介绍一些与白石山地质公园有关的地质基础知识，这样不仅欣赏到白石山的美丽自然风光，还了解到它形成的奥秘，在旅游的同时增长知识、陶冶情操。
一、地壳中有哪些岩石？
什么是地壳？地壳就是地球的固态表层，它是由各种岩石组成的。
什么是岩石呢？岩石就是由一种或多种天然矿物组成的固态集合体。
地壳中的岩石按其成因可分为三大类，即：岩浆岩（火成岩），沉积岩和变质岩。这三大类岩石在涞源县都有分布。
1、岩浆岩：分布在涞源县城东部和东南部，占全县面积的25%。
（1）什么是岩浆岩？
岩浆岩又称火成岩，地壳内部高温、灼热的岩浆冷凝后形成的岩石称为岩浆岩。地壳中岩浆岩最多，占地壳总重量的三分之一，占地壳体积的30—40%，但在地表的分布面积仅占20%左右。
（2）岩浆岩的种类
按照岩浆岩的形成环境分两类：
a、喷出岩（火山岩）：岩浆喷出地表后冷凝所形成的岩石称喷出岩（火山岩）。
b、侵入岩：岩浆在地底下（未达到地表）冷凝后形成的岩石称侵入岩。
在地表中分布最广的岩浆岩是花岗岩（侵入岩）和玄武岩（喷出岩）。
涞源县十瀑峡景区的岩石就是花岗岩，是距今1.4亿年前燕山期形成的。
2、沉积岩
沉积岩分布在涞源县中部和北部，占全县面积的40%。
沉积岩分布在地壳上部，深度有限，占地壳总重量的8%，但覆盖面积很广，陆地表面约有四分之三是沉积岩分布区。
（1）沉积岩是怎样形成的？
首先介绍什么是沉积作用？沉积作用是泥沙、土、石等碎屑物质，借助河流、冰川、风力的搬运，在搬运途中或适当的地区堆积下来的过程便是沉积作用；或者原来溶解在水中的物质，由于化学作用或物理条件变化而沉淀下来，也是一种沉积作用。
沉积岩的形成，是沉积物通过沉积作用，一层一层的向上堆积起来的，溶解在水中的矿物质将碎屑颗粒粘结起来，天长日久，再经过压实作用，原来松散的沉积物便固结、硬化成为坚实的岩石，这就是沉积岩的形成过程。
（2）白石山地区沉积岩的特点是什么？
a、岩性特征：白石山地区沉积岩主要是含燧石条带（或结核）的白云岩，受热变质作用成为白云质大理岩或大理岩。
A：水平层理
B：交错层理
b、沉积构造特征：沉积构造是沉积岩中重要的、最常见又最容易观察到的主要特征之一。沉积构造指的是沉积物在沉积时到固结之间，由物理、化学、生物等作用，在沉积物内部或沉积物的表面所形成的构造，例如层理、波痕等。沉积构造是判别沉积环境的重要标志之一。
（a）层理：是沉积岩最主要特征之一，也是绝大部分沉积物或沉积岩的外貌特征之一，是区别岩浆岩和部分变质岩的主要标志。
层理是一种层状构造，沿着沉积物堆积方向，由于物质成分或颜色的变化、或由于颗粒大小、外形的变化等原因而形成的这种层状构造就是层理。
层理的种类很多，有水平层理、交错层理、递变层理、波状层理、槽状层理……等，在白石山地层以水平岩层为主。
（b）波痕：
由于河流、波浪或风的作用在沉积物表面留下波状起伏的痕迹，称为波痕。白石山地区雾迷山组波痕是在滨海（潮坪）环境波浪作用下形成的。
（c）泥裂：
潮湿的（含水的）灰、泥质沉积物暴露于地表，干裂收缩，沉积物表面形成一系列多角形块体，裂缝表面宽，向下变窄，断面呈“V”字形，有时裂缝中又被砂泥质充填。常发育于河岸、海滨（潮坪）、湖泊等环境。白石山地区雾迷山组泥裂是在潮坪环境形成的。
白石山地区由于是水平岩层，不易见到层面，但在旅游路线上，由于开山铺路，步道上的铺路石上可见到泥裂和波痕。
(d) 叠层石
是地球上最古老的化石之一，组成化石的生物为原始的低等、单细胞蓝绿藻类，叠层石是由明暗相间的纹层构成，暗层富含藻类和有机质，亮层是贫藻纹层，主要为灰砂、灰泥组成。
为什么会形成明暗相间的纹层呢？
由于蓝绿藻的丝状体，在生长过程中，分泌大量含有粘性的有机质形成藻席，这就是叠层石的暗层，当藻席中的藻类丝状体粘结、捕获过多的沉积物，形成一层由灰砂、灰泥组成的薄层，这就是叠层石的亮层。蓝绿藻类丝状体又穿越灰砂、灰泥薄层后，又分泌含有大量粘性的有机质形成了一层新的藻席，新藻席又重新捕获粘结外来的灰砂、灰泥，形成新的贫藻灰砂、灰泥亮层。如此反复，就形成了亮、暗交替的纹层，经过石化作用，形成藻叠层石。
叠层石是一种生物沉积作用。
3、变质岩：分布在县城西南部，占全县面积的25%。
（1）什么是变质作用和变质岩？
地壳中已经形成的岩石（岩浆岩、沉积岩等），由于地壳中的温度升高，压力加大，有时还有外来物质加入到原来的岩石中，使原来的岩石、矿物颗粒被压碎、破裂或重新排列，从而改变了岩石的外观或内部构造，造成原来岩石面目皆非；或是原来岩石中的矿物发生重结晶，或产生新的矿物，这些变化就是变质作用，所以有人比喻变质作用是“脱胎换骨”，由变质作用产生的岩石称为变质岩。
（2）涞源地区的变质岩
a、大理岩：洁白色，粗晶。
白石山的大理岩是怎么形成的？
距今1.4亿年左右，白石山地区花岗岩侵入到白云岩中（距今10亿年前生成），白云岩受到热变质，颜色变浅，白云石矿物发生重结晶，颗粒变粗形成了白云质大理岩和大理岩，在与花岗岩接触带附近，还形成了硅灰石透辉石大理岩。
b、片麻岩：许多类型岩石经较深的区域变质作用都可能形成片麻岩。片麻岩细一粗粒变晶结构，片麻状构造。由片状、柱状、粒状矿物组成，主要矿物有长石，石英、云母、角闪石、辉石等，长石含量大于30%。
片麻岩主要分布在涞源县南部出露距今25亿年前的阜平群中。
涞源的片麻岩怎样形成的？
在距今25亿年前，海盆地中沉积了砂泥质岩层，经过多次岩浆活动，海底火山喷发和构造运动，使原来形成的沉积岩层、岩浆岩、火山岩，遭受区域挤压变质和热变质作用，从而形成片麻岩。
二、有关地层、化石、地质年代的知识简介
（一）地层
1、什么是地层？
我们在野外见到的层状的岩石，都可称为岩层，当涉及到岩层的新老顺序，地质年代时，该岩层就称为地层，所以说地层是具有时间顺序的岩层。
2、地层之间的关系如何？
（1）地层的顺序总是上新下老——“地层叠覆律”
地球表面的岩层是一层层依次先后沉积下来，时代老的岩层先沉积，然后较新的岩层再叠覆在它上面。这样由它们组成的地层就有了先后顺序，只要未经过强烈的构造变动而发生倒转，地层的顺序总是上新下老，这就是“地层叠覆律。”
（2）地层的接触关系类型
a、整合接触关系：在一个沉积盆地中沉积作用不断进行，所形成的地层接触关系称为连续，连续的两套地层间没有明显的、截然的岩性变化，它们常常是逐渐过渡的，这种接触关系称为地层的整合接触。
b、不整合接触类型包括两类：平行不整合和角度不整合。
平行不整合：因为地壳运动的结果，原来的沉积区上升为陆地，原来沉积的地层遭受风化、剥蚀，直到该区再次下降，又被海水浸漫，接受新的沉积。如图3-2所示，原来沉积的地层a和新沉积的地层b之间平行一致，但新老地层之间存在一个剥蚀面，这种关系称为平行不整合。
角度不整合：在沉积盆地中，如图3-3所示，原来沉积的地层a，由于地壳运动的结果，不仅上升为陆地遭受风化剥蚀，而且地层褶皱变形。当地壳再次下降，又被海水浸漫
接受新的沉积时，新地层b、老地层a之间呈现斜交关系，这种接触关系称为角度不整合。
（3）侵入接触和沉积接触
侵入接触：当沉积岩形成之后，受到地球内部灼热的岩浆侵入，在岩浆岩与沉积岩的接触带上受到岩浆的烘烤而发生变质，这种关系称为侵入接触。如白石山地区，1.4亿年前的燕山期花岗岩侵入到10亿年前生成的含燧石条带白云岩中，在接触带上白云岩受烘烤变质为大理岩。
A— 地壳抬升造成的大陆剥蚀面；
B—地壳重新下降接受新的沉积
沉积接触：当灼热岩浆冷却凝固之后，由于剥蚀作用而露出地表，然后地壳又下降，新的沉积岩层覆盖在岩浆岩之上，在岩层底部可以见到冷却固结后的岩浆岩的砾石，这种关系叫沉积接触。（图3-4）
（二）化石
什么是化石呢？
化石就是指保存在地层中地质历史时期的生物遗体或生物活动所留下的遗迹，统称为化石。保存完好的化石，在一定程度上反映当时的生物特征，如形状、大小、纹饰等等。
这些古生物的遗体或遗迹，被当时的沉积物埋藏起来，经历了漫长的地质年代，随着沉积物固结成为岩石，这些古生物也成了化石。
化石可以确定地层形成的相对时代，也可以提供当时环境的信息。
换句话说，地层和化石，不仅是江、河、湖、海的忠实记录，告诉我们生物发展演化的规律，还可以让我们了解地球经历的沦海桑田，海陆变迁的事实。
例如白石山地区在白云岩中的叠层石，就是地球上最古老的化石之一。
（三）地壳中的时钟—同位素年龄的测定
前面说过，地层是地球（地壳）演化过程中部分历史的忠实记录。地层中的化石，记录了生物由低级至高级，由简单到复杂演化的不同阶段的历史，化石所反映的地质年代，只是相对新老的时代关系，就像我国历史的朝代——唐、宋、元、明、清的关系一样，不具有“绝对”的数字年代意义。如何确定地层的“绝对年龄”，特别是生命出现之前的地球年龄和不含化石的沉积岩、岩浆岩、变质岩的年龄呢？科学家终于找到了同位素年龄的测定方法，解决了测定地球（地壳）绝对年龄的重大课题。
什么是同位素年龄？它是如何测定的？
1896年，法国物理学家贝克尔发现了天然放射性元素铀，随后美国物理学家卢瑟福又提出了放射性元素的原子会蜕变，也就是能自行分裂为另外的原子，例如，相对原子质量为238的铀（238U），蜕变的最后结果是产生出氦和相对原子质量为206的铅。人们还发现这些放射性元素蜕变的速度不受外界和地质作用的影响，稳定不变，例如238U经过45.1亿年就蜕变掉一半，这个时间被称为铀238的半衰期。
放射性元素在地球上分布很广，铀在许多岩石中都有，它蜕变产生的氦是气体，容易散失，而铅留下了。因此，根据一块岩石中含有多少铀及从这些铀分裂出来的铅，就能够算出这块岩石的形成年龄。这种采用同位素方法确定的年龄，称为同位素年龄。以百万年计算（Ma ）。
随着科学的发展，发现地球上还有多种同位素方法可以使用。
根据同位素年龄，可以得到比较可靠的岩石年龄和地质年代表。
例如，涞源白石山中元古代蓟县纪雾迷山组的同位素年龄值为距今14-10亿年。（即1400-1000Ma）之间。
因此，同位素测年解决了地球上不同地质年代各种岩石的年龄。如果说“地质年代”（如前面所说的中元古代）相当于人类历史的“朝代”，那么同位素年龄10亿年（1000Ma）前的概念，即相当人类历史公元前×××年的含义相当。
（四）地质年代
人们把地球漫长的历史划分为三大阶段：太古宙、元古宙和显生宙。
宙下面为代，代下面分为纪，纪下面分为世，世下面分为期，所以宙、代、纪、世、期、表示地质时间划分的单位；而相当于宙、代、纪、世、期的时间阶段所形成的地层相应称为宇、界、系、统、阶。即：地质时间单位：宙、代、纪、世、期
相对应的地层单位：宇、界、系、统、阶,如白石山地区白云岩的地质时代是：中元古代、蓟县纪、雾迷山期。对应的地层单位是：中元古界、蓟县系、雾迷山组。当初划分地质时代的时候，主要是考虑到生物的演化以及地壳运动。生物的显著变化和地壳运动形成的地质记录，是作为进入一个新时期的标志。
三、岩浆活动——地球历史中惊天动地的地质事件
岩浆活动是地壳运动强烈的表现之一。
我国黑龙江省德都县在1719-1721年有一次大规模的火山喷发，结果造成了火山熔岩阻塞了白河河道，集水形成五个相互联系的堰塞湖，也就是“五大连池”。1985年11月13日，哥伦比亚托马利省一座沉睡了400年的火山突然爆发，周围几个城镇被七、八米厚的岩浆，石块和火山灰掩埋，造成了2万多居民死亡。
这种猛烈的火山喷发有如天崩地裂、地动山摇，是地球上最壮观的地质奇观，也是突如其来最令人畏惧的地质灾害。没有喷出地表的岩浆，以巨大的压力向围岩软弱部分侵入，同时以高温熔化围岩，从而占据一定空间，围岩受岩浆高温影响，发生热变质。
岩浆活动是指地球内部的灼热岩浆和水气沿着地壳裂缝或薄弱地带侵入地壳或喷出地表。喷出地表称为火山作用，冷凝后的岩浆称为火山岩。如涞源县在距今约2亿年的侏罗纪，地壳深处炽热的熔融岩浆冲破了地壳脆弱地段形成了大规模的火山喷发，今天在东西团堡的峨头，支家压南穆家寨山和王儿岭，马庄乡范台的南山等地，还可见到当年火山喷发的地质遗迹。岩浆侵入活动虽没有像火山喷发那样壮观，但它的活动能力也是巨大的，也有着移山倒海之势。如白石山地区，距今1.4亿年前燕山期花岗岩侵入到距今10亿年前形成的中元古代蓟县纪雾迷山组白云岩中，把上覆的雾迷山组千米厚的地层顶托起来，并由于岩浆的烘烤使白云岩变质为大理岩或白云质大理岩。形成了今日见到的下面是花岗岩“基底”，上面是大理岩的“顶盘悬挂体”，构成了“双层结构。”
四、地球还在活动——地壳运动
在人们心目中，由岩石构成的大地应该是最安稳的，所以就出现了“坚如盘石”、“稳如泰山”等词汇。其实，大地从来没有安稳过，一直在不停息地运动着。有的运动，人们能够感受到，如地震、火山喷发，有的运动由于速度极其缓慢，人们往往不易感受到，但是日积月累，在漫长的岁月中，会留下运动的痕迹。
随着科技的发展，现在可以用大地测量仪器和GPS手段测定这种极其缓慢的运动。
地壳运动的表现如下：
（一）地震：大地突然动荡，顷刻间地动山摇，山崩地裂，房屋倒塌，这就是发生了强烈地震
例如：1976年7月28日，我国唐山大地震，震级7.8级，震中造成了24万人死亡，16万人重伤，多少人无家可归，多少儿童成了孤儿……造成了巨大灾难和经济损失，据记载，这是我国近千年来最大的破坏性地震之一；又如1934年四川松潘叠溪大地震，使半个山体滑入叠溪河谷中，阻断山谷形成天然水库，时隔60余年的今天，当地仍然称为叠溪海子。
有几种原因可以引起地震，如（1）火山活动：火山活动时，由于岩浆及其挥发份物质向上运移，冲破附近围岩而发生地震，这种地震有时发生在火山喷发前夕，可作为火山、活动的预兆；（2）陷落地震：易溶岩石被地下水溶蚀，形成地下空洞，上面岩石突然塌落引起地震；（3）诱发地震：人为的因素如水库地震和爆破地震等。
以上地震强度不大，震源浅影响范围小，为数不多，它们不足以引起天崩地裂的变化。那么是什么原因引起强烈地震呢？板块构造学说，解释了这一问题。
（二）移山倒海的板块运动——水平运动
1967年“板块构造学说”兴起，用来解释过去难以完整、合理解释的地质现象，如山脉的形成……等等，该学说将地球表面划分成六个大板块，即：欧亚板块、美洲板块、太平洋板块、非洲板块、南极洲板块和印度板块。有人又划分许多小规模板块，板块的平均厚度100公里，板块一般比较坚硬，如同漂浮在水上的大冰块一样，可以自由的移动，彼此碰撞、挤压，这种力量十分巨大，因此在板块与板块交界之处，往往形成地震带和火山带，世界上一些著名的山脉，如我国世界最高山喜马拉雅山就是由印度洋板块由南向北与欧亚板块撞挤的结果。
这样就解决了发生强烈地震的原因，是板块之间互相碰撞而产生的巨大的力量。
（三）几种构造类型简介
地球的运动，除了前述的地震、板块运动之外，还有另外的几种构造运动。原来沉积是水平或近水平岩层，经过以后的地壳运动，可以使岩层发生弯曲或破裂，常见的有褶皱、断层、节理……等等。
1、什么是褶皱？
褶皱就是岩层受到各种压力，可以产生波浪形的弯曲，这种现象就叫褶皱。向上拱起为“背斜”，中心地层老，两侧地层新；向下凹曲称为“向斜”，中心地层新，两侧地层老。
如白石山地区，白石山山体整体为一大型向斜构造，由高于庄组、雾迷山组大理岩组成，向斜面积26.4km2，向斜轴向为NWW，向东扬起.
向斜北翼发育了一个次一级的斜歪背斜，宽约120m。其转折端处被燕山期花岗岩枝穿切。花岗岩体形成于距今1.4亿年，由此判断褶皱形成早于此期，地质学家认为是距今2亿年前（印支运动）形成的。
节理是岩层的破裂面，在破裂面两侧的岩层没有沿着破裂面发生相对的移动，节理面大致是一个平面，也有弯曲的，节理在岩层中大都成群出现，彼此略相平行，有时甚至两组以上的节理互相交织。
3、断层
断层也是岩层的破裂面，破裂面两侧的岩层，沿着破裂面发生相对的位移，或是上下移动，或是前后左右移动，称为断层。可以分几种：
（1）正断层：断层面的上盘相对下降，下盘相对上升的断层称正断层。
（2）逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层称逆断层。
（3）平移断层：两盘沿断层面走向相对水平错动的断层称平移断层。
白石山地区巨角砾岩两侧就是正断层。
五、外力对地球的改造
外力地质作用指的是风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用等。
1、什么是风化作用？
风化作用是指在地表或接近地表的环境下，由于气温、空气、水及生物等作用，使地壳中的岩石、矿物在原地遭受分解和破坏的地质作用。风化作用使地表岩石变得松软或破碎。
如花岗岩球形风化。
2、剥蚀作用
地表的岩石和矿物，由于风化作用，可以使他们分解、破碎，在流水或风的作用下，将他们远离原地的作用。剥蚀作用在地表十分常见，它塑造了地表千姿百态的地貌形态，如风蚀作用可以形成蘑菇石，流水剥蚀作用可以形成沟、谷等。
3、成岩作用
由松散的沉积物变为固结的沉积岩的过程称为成岩作用。
各种沉积物最初都是松散的，在漫长的地质时期中，沉积物逐渐堆积，较新的沉积物覆盖在较老的沉积物之上，沉积物逐渐加厚，早期沉积物深埋在下，由于上面的沉积物的压力，下部沉积物逐渐被压实；同时由于孔隙水的溶解和沉淀作用，使颗粒互相胶结在一起；而且部分颗粒发生重结晶。最后，松散的沉积物固结成为岩石。沉积物经过成岩作用形成的岩石称为沉积岩。
例如，白石山地区的白云岩，就是在海水中白云质沉积物经过成岩作用而形成的。
六、涞源地区沦海桑田的变迁——涞源地区地质发展史（表3-2）
地球走过了46亿年漫长的岁月，一直处于不停的运动之中，虽然有相对平静的时期，但也经历着移山倒海的巨变，使地球的面貌不断地改变着。
在涞源县的西南，我们见到了古老的片麻岩，它记载着涞源地区25亿年前沦海桑田的变迁史。早在30亿年前，涞源地区被海水淹没，并沉积了巨厚的砂、页岩和含铁石英岩、白云岩等沉积物，后来涞源经历了翻天覆地、移山倒海的构造运动（阜平运动，五台运动，吕梁运动），伴随有天崩地裂的火山喷发和岩浆侵入，使原来沉积的地层，褶皱变形、变质，形成面目皆非的片麻岩和混合岩。距今25亿年左右的五台运动，使地壳上升，成为陆地，并且持续了7亿年之久地壳相对平静的历史。直至18亿年前的吕梁运动，形成统一的地台基底，又经过约3亿年的陆地剥蚀，大约15亿年前，海水再次侵漫涞源地区，开始了相对稳定时期，形成了地台沉积盖层。
距今14-10亿年左右，海侵范围空前扩大，形成了华北地区分布最广，厚度最大的雾迷山组地层，在涞源县附近，仙人峪、横岭子、空中草原和白石山上的燧石条带白云岩，记录下来这次海浸的历史。距今8-5.4亿年间，整个华北地壳又上升为陆地，持续了2.6亿年。
直到距今5.4亿年开始，地壳又开始下降，海水又一次侵入到涞源，这次海侵持续1亿年之久。在空中草原的燧石角砾岩，留家庄、上庄一带红色页岩（寒武纪）就是这次海侵留下的记录；艾河等地纯石灰岩代表了海侵后期（即奥陶纪早期）的沉积物；到距今.3亿年左右不仅涞源地区，整个华北都是陆地，形成了北方古大陆，持续了2亿年。
距今2亿年前，印支运动形成了白石山近东西向褶皱，随后涞源地区产生大规模的火山喷发。炽热的岩浆横溢在涞源大地上，今天在东西团堡的峨头，支家庄南穆家寨山和王儿岭，马庄乡范台的南山等地，还留下了当年惊心动魄的火山爆发的遗迹——火山岩。
距今1.4亿年燕山期花岗岩侵入，这次岩浆侵入活动，力量之巨大，竟然顶托起了千余米厚的白云岩。岩浆冷却而形成岩浆岩，在涞源司各庄岩体面积200多平方公里，王安镇岩体面积466平方公里，就是当年岩浆活动的见证。这时太行山深断裂加强，白石山地区产生了宽阔褶皱。
距今65-23百万年时期，地壳的活动还在继续，山西高原抬升，华北平原下降，涞源白石山体升起，涞源盆地形成，奠定了本区地形、地貌的格局。
距今23-2.4百万年，高原夷平面“空中草原”形成（海拔2100米），涞源盆地的湖沼中堆积了褐煤，这时地壳处于相对平静期，第四纪—现在（0.24百万年—今）有松散的砾砂、黄土等。
地壳不甘寂寞，还在不断的运动，持续上升，在太行山深断裂附近地区还有不断的地震影响。
所以说地球的历史，就是一部轰轰烈烈运动的历史，涞源地区沦海桑田的变迁，仅仅是地球演化的一个侧面 周六要去白石山了，找了点儿资料。 是不是就是原来所说的小黄山？
没意思啊 会有意思的，游玩在于心境而非物质。 这个资料我也许能有用。谢谢兄弟啦 回复 5# 职业农夫
欢迎老哥哥同游 谢谢您告诉我们那么多知识，希望有机会能认识您，与您同行涞源。 :)
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