『壹』 旅游1线:五佛山、马鞍山旅游考察路线
路线大体南北走向,翻越玉寨山西延部分的马鞍山。马鞍山北坡在偃师市境,南坡属登封市管辖。马鞍山海拔1258m,北坡高差950m,南坡高差680m。马鞍山山脊部位陡峻挺拔,南北两坡相对平缓。有简易公路可通汽车,交通方便。
马鞍山南北两坡是嵩山地区地质研究程度最高的地段之一。从20世纪50年代起,来此研究的地层学家、构造学家、地质队员和地质院校师生,不计其数。嵩山地区前寒武纪许多地层岩石单位都是在这里研究建立的,有新太古界登封岩群、君召北区的新太古代片麻岩套、古元古代侵入岩、中元古代侵入岩,中—新元古界五佛山群等。用作命名地层单位的地名有郭家窑、金家
路线从登封城西20km的水磨湾开始。水磨湾坐落在石秤钾长花岗岩体范围内,向北不远即进入变质岩区,马鞍山南坡是早期建立登封群的地方,地层、构造和岩浆岩各方面的地质内容极为丰富。由于地层、侵入岩的片理、片麻理都是近南北向的,与我们的旅游路线平行。南坡公路绝大部分在登封岩群郭家窑岩组中盘旋而上,要观察更多地质单位,须不时离开公路,向东西两侧追索以扩宽视野。于是就可以看到新太古界登封岩群的郭家窑、金家
登上马鞍山脊,放眼四望,北边远处苍茫中显出邙山剪影,邙山下伊洛河蜿蜒东来,注入黄河。南边箕山遥遥相望,颍河两岸,绿野绵绵。马鞍山东西两侧,由坚硬的嵩山群石英岩构成的两座南北向山脊——挡阳山和安坡山,山势雄伟,犹如两条巨腿,直插君召盆地。
马鞍山山脊是由五佛山群马鞍山组构成的单面山,马鞍山组不整合覆盖在新太古界登封岩群和片麻状侵入岩之上,公路附近未见嵩山群,不整合界面即为中岳运动界面。沿马鞍山北坡而下,进入佛光峪,即是五佛山群的完整剖面。五佛山是个小村子,村南一字排列着五个滑动三角面,形如五尊佛像,是嵩山滑动构造的产物。在这里,马鞍山组砂岩是下伏系统,普峪页岩是润滑层,今天看到的三角面是滑面,普峪页岩及其以上的骆驼畔砂岩等是滑动系统。不同序次、形态多样的滑面多处可见。五佛山群中普峪页岩顶部与骆驼畔砂岩之间可见微角度不整合假象,1958年马杏垣教授曾据此命名“偃师运动”,后来他自己否定了。两者之间曾经发生过滑动,也可能有过短暂沉积间断或水下冲刷,仍应为整合关系。
继续北行,过佛光峪乡政府所在地,进入古生界寒武系分布区。寒武系在佛光峪出露情况良好,层位连续完整。山口两侧凤山组之上,尚可见到中奥陶统下马家沟组的石灰岩。
在这条旅游路线上,中岳运动和少林运动的两个不整合界面都可看到。
『贰』 青杨沟片麻状辉长闪长岩
分布于君召北部,晋瑶与吴家
青杨沟岩体侵入郭家窑岩组和北沟片麻岩(图5-28及图5-29)。岩体中多有次闪石岩、细粒闪长岩、变粒岩、角闪片岩、变辉长岩及北沟二长花岗片麻岩捕掳体。岩体西部及东南部分别被吴家
图5-28青杨沟闪长岩侵入郭家窑岩组(桥家沟西采石场)素描图
①角闪片岩;②变辉长岩;③辉长闪长岩;④糜棱岩化花岗岩脉;第四系
图5-29青杨沟岩体(深色)侵入北沟片麻岩(浅色)
图5-30青杨沟岩体辉长闪长质糜棱岩(深色)
浅色为糜棱岩化细粒花岗岩脉
岩体中脉岩主要为伟晶岩和变基性墙群。伟晶岩脉大多呈北西向展布,切割青杨沟岩体及其片麻理;变基性岩墙群呈北北东向展布,切割岩体及伟晶岩,局部尚有近东西向岩墙产出。
图5-31片麻状闪长岩
①强烈拉伸之次闪石岩捕掳体②素描图
青杨沟岩体,无论其矿物成分,还是岩石组构都很不均匀,岩石同化混染特征比较明显。同化作用是岩浆完全熔化了围岩及捕掳体,混染作用即岩浆与围岩接触而吸收部分围岩成分,对岩浆而言它被围岩所混染。正是由于岩浆的这种“消化不良”,造成岩体内岩石成分变化很大。在宏观上,岩石中角闪石含量变化很大,普遍有钾长石化和绿帘石化,相对而言,块状岩石角闪石含量高,钾长石化、绿帘石化较强。在晋瑶村东部,岩石中有大量片麻岩包体,包体中有大量角闪石,而闪长岩中则多见浅色矿物,两者界线十分模糊,有明显的混染现象。未被岩浆完全消化的现象也反映在次闪石岩包体的分布方面,如闪长岩中有大量圆—半圆形次闪石岩小包体,它们之间的边界非常不清。岩体内岩石的不均一性,还可能是由于韧性剪切变形的不均一性引起的,致使片麻状岩石与定向构造岩石及块状构造岩石不均匀的掺杂在一起。此外,青杨沟片麻状辉长闪长岩还可能受到南部中元古代石秤钾长花岗岩体侵入影响而发生钾长石化,使岩石矿物成分及化学成分发生很大变化。
据显微镜下观察,岩石具半自形粒状结构,块状构造,边部岩石具糜棱结构,片麻状-流状构造。主要矿物成分由角闪石(30%~40%)、斜长石(5%~10%)、钾长石(35%~55%)组成,次有少量石英(1%~5%)及黑云母,副矿物有磷灰、锆石、榍石等。岩石的矿物组合不同于通常所见的闪长岩类的矿物组合。矿物粒度变化也很大,角闪石一般由直径为0.2~0.3mm集合体组成,少量单晶体直径大于1mm,可能系由辉石演变而来。斜长石呈不等粒状,粒径0.2~1.5mm,常被钾长石、绿帘石交代。上述矿物组合及交代现象表明,岩石具有明显的同化混染和边缘混合岩化的特点。据矿物组合及含量很难对岩石进行分类。
青杨沟岩体岩石化学成分及微量元素含量见(表5-1)。其化学成分及含量与通常的闪长岩类平均成分有很大差异,SiO2、Al2O3、TiO2、<FeO>明显偏低,CaO、MgO、K2O明显偏高,而其SiO2、Al2O3、CaO、MgO等含量更接近于区内郭家窑岩组的变辉长岩的相应含量。这些特征也表明,岩浆的同化混染作用和晚期岩石的混合岩化作用十分强烈。微量元素含量普遍偏高,尤其Ba、Sr、U、Cr、Th等元素均高于区内同时代其他岩石相应组分含量的数个数量级。但总体上地球化学元素配分型式却与其他片麻岩协调一致(图5-27)。因此,其构造背景仍属大陆边缘碰撞花岗岩范围。岩石的稀土元素含量也高于同时代其他岩体,w(∑REE)=583.19×10-6,w(LREE)/w(HREE)=24.12,(La/Yb)N=83.07,分异明显,表现出轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的特点。稀土元素配分型式与其他片麻岩体基本协调一致(图5-20),表明它们的构造大背景相似。据上述岩石矿物成分及组合,结合岩石化学成分特点,现厘定为片麻状辉长闪长岩。岩体的钾长石化可能与石秤岩体侵入活动有关。
青杨沟岩体锆石U-Pb一致曲线测定其年龄为2520+17Ma,时代为新太古代。
『叁』 嵩山黄金地质旅游路线
1.五佛山、马鞍山旅游考察路线
路线大体呈南北走向,翻越玉寨山西延部分的马鞍山。马鞍山北坡在偃师市境内,南坡属登封市管辖。马鞍山海拔1258m,北坡高差950m,南坡高差680m。马鞍山山脊部位陡峻挺拔,南北两坡相对平缓。有简易公路可通汽车,交通方便。
马鞍山南北两坡是嵩山地区地质研究程度最高的地段之一。从20世纪50年代起,来此研究的地层学家、地质队员和地质院校师生,不计其数。嵩山地区前寒武纪许多地层岩石单位都是在这里研究建立的,有太古宇登封岩群、君召北区的新太古代片麻岩套、古元古代侵入岩、中元古代侵入岩,中元古界五佛山群等。用作命名地层单位的地名有郭家窑、金家、老羊沟、北沟、青杨沟、吴家
路线从登封城西20km的水磨湾开始。水磨湾坐落在石秤钾长花岗岩体范围内,向北不远即进入变质岩区,马鞍山南坡是早期建立登封岩群的地方,地层、构造和岩浆岩各方面的地质内容极为丰富。地层、侵入岩的片理、片麻理都是近南北向的。南坡公路绝大部分在登封岩群郭家窑岩组中盘旋而上,要观察更多地层单位,须不时离开公路,向东西两侧追索以扩宽视野。于是就可以看到太古宇登封岩群的郭家窑、金家
登上马鞍山山脊,放眼四望,北边远处苍茫中显出邙山剪影,邙山下伊洛河蜿蜒东去,注入黄河。南边箕山遥遥相望,颍河两岸绿野绵绵。马鞍山东西两侧,由坚硬的嵩山群石英岩构成的两座南北向山脊——挡阳山和安坡山,山势雄伟。
马鞍山山脊是由五佛山群马鞍山组构成的单面山,马鞍山组不整合覆盖在太古宇登封岩群和片麻状侵入岩之上,公路附近未见嵩山群,不整合界面即为中岳运动界面。沿马鞍山北坡而下,进入佛光峪,即是五佛山群的完整剖面。五佛山村南一字排列着5个滑动三角面,形如五尊佛像,是嵩山滑动构造的产物。在这里,马鞍山组砂岩是下伏系统,普峪页岩是滑动层,今天看到的三角面是滑动面,普峪页岩及其以上的骆驼畔砂岩等是滑动系统。不同序次、形态多样的滑动面多处可见。五佛山群中普峪页岩顶部与骆驼畔砂岩之间可见微角度不整合假象,1958年马杏垣教授曾据此命名“偃师运动”。两者之间曾经发生过滑动,也可能有过短暂沉积间断或水下冲刷,仍应为整合关系。
继续北行,过佛光峪乡政府所在地,进入古生界寒武系分布区。寒武系在佛光峪出露情况良好,层位连续完整。山口两侧凤山组之上,尚可见到奥陶系下马家沟组的石灰岩。
2.少林寺传统旅游路线
旅游路线从登封城开始,沿公路至少林寺西山,是人文景观和地质景观十分丰富的一条路线。
登封城西,低山丘陵区分布的就是新太古代片麻岩套。由老到新分别为大塔寺云英闪长质片麻岩、会善寺奥长花岗片麻岩和牛屋栏奥长花岗岩体。3个岩体都是经过强烈构造作用变质变形的深成岩体。大塔寺西南是张伯声教授1950年首次描述过的“嵩阳运动”发现地,不过这里不整合特征不够明显,远不及后来发现的老母洞一带清晰。若不进山,“嵩阳运动”不整合面在玄天庙公路旁边也可看到。
嵩岳寺、会善寺是嵩山有名的寺院、国家重点文物保护单位。嵩岳寺,始建于北魏。寺内的嵩岳寺塔,是我国现存最古老的砖塔,高15层,塔体挺拔柔和、外观优美。会善寺原为北魏孝文帝离宫,寺内亦有一塔,叫净藏禅师塔,建于唐朝。
过十里铺即到少林水库,大坝以西的玉寨山山坡上,就是张尔道教授1954年首次描述的“中岳运动”发现地。中岳运动是嵩山三大运动中最为明显的一个,凡有马鞍山组分布的地方几乎都可找到,这里是它的诞生地,有着特殊的意义。
在十里铺一带西望,巍峨的九朵莲花山向人们展示古元古界嵩山群罗汉洞组石英岩的伟岸本色,大型平卧褶皱向人们展示,如此坚硬的岩石,昔日也被地质应力像揉面团一样地反复弯折,大自然的巨大威力由此可见一斑。
少林寺正建在中元古界五佛山群与古生界寒武系的接触带上,少溪河谷占据了接触线。少林寺内被石友三烧毁的殿阁已经完全修复,使这座有1500年历史的古刹,以全新的面目迎接游人。少林寺外,初祖庵、二祖庵、塔林、少林武术馆各具特色,都是不可不游之处。少林寺后为五乳峰,传说五峰分别代表旗、鼓、剑、印、钟。五乳峰所在的地层是寒武系,有登山步道直通达摩洞,禅宗师祖达摩在这个山洞里面壁9年,静心修习。达摩洞凿在上寒武统白云质灰岩中。
由少林寺西行约3km,即到了著名的“少林运动”发祥地。1959年王曰伦教授在嵩山以东的关口发现了寒武系与嵩山群之间的不整合接触关系,一路追索来到少林寺西山,终于发现了寒武系不整合覆于五佛山群之上的典型地点,命名为“少林运动”。迄今为止,这里仍是观察“少林运动”最理想的地方。
3.三皇寨探险旅游路线
路线基本上沿玉寨山西侧南沿沟谷行进。路线两侧山势极为险峻,沿线建有索道、栈道和登山阶道,使这条旅游路线的通行条件大为改善。如今不同年龄段、不同体质的游人,都可以轻松地游览三皇寨景区了。
路线由少林寺开始,沿少林寺西沟向南过滴水潭,爬好汉坡,进南天门,登三皇寨。也可以乘高架索道登山以节省体力。三皇寨是嵩山地区自然景观最集中、地貌最险峻、最壮观的地方,嵩山群石英岩形成的奇异山体,在华夏诸多名山中独具一格。可以毫不夸张地说,所经过之处,步步有景,无处不奇,据统计有名有典的景点达数十处。“石笋”、“石林”、待仙峡、滴水潭、聚仙崖、拜仙猴、挂冰崖、好汉坡、夹脚石、猴见愁、山鹰石、月门石、母子石、寿仙石、三皇献宝、猴王守山、石猴观天、云峰虎啸、仙人戏石、仙翁向佛……不一而足。最壮观的是由南天门西望,挡阳山显现得犹如两尊头像,当地人认定是“炎黄二帝”,时有供奉。这是在中原发现的惟一一处炎黄二帝天然石像。而这一切都与嵩山群石英岩在20亿年的岁月里经受地壳运动的改造密切相关。人们常常用“鬼斧神工”形容某种超自然的无穷威力,这“神鬼”其实就是地球的内外动力。
三皇寨是嵩山自然景色最美的景区,以“峰奇、石怪、路险、景秀”著称。三皇寨可以体会栈道之惊险、索桥之悠悠、进三皇行宫、登三皇宝寨,于茫茫云海中,凭栏长吟,大有飘飘欲仙之感。站在望洛峰顶,遥望九朝古都洛阳,方知什么叫“一览众山小”。
下山途中可以参观古元古界嵩山群罗汉洞组含砾石英岩不整合覆盖在新太古界会善寺二长花岗片麻岩之上。不过这里的嵩阳运动界面是经过韧性剪切变形改造的,不整合界面正处在强变形带中,砾石已经被拉长成长条状,与老君洞组的嵩阳运动界面不同,别具一番风韵。
走出峡谷到达这条路线的终点清凉寺。清凉寺始建于金,建筑古朴,工艺精巧。清凉寺建在中元古代石秤钾长花岗岩体上。清凉寺以北,岩体中多见登封岩群片岩、新太古代片麻岩和古元古代石英岩捕虏体,岩性变为花岗闪长岩或二长花岗岩,前人曾将这种岩石划为岩体边缘体,实际上应该是同化混染带。
古人有诗赞少室山三皇寨:“嵩山天下奥,少室险奇特。不游三皇寨,不算少林客”,是很有道理的。
4.攀登峻极峰旅游路线
古今游人访嵩山,莫不以登顶为美谈。嵩顶即峻极峰,是太室山主峰,海拔149m。山体由古元古界嵩山群罗汉洞组石英岩构成,南坡悬崖峭壁,十分陡峻。山前缓坡地带由较易风化的新太古代大塔寺云英闪长质片麻岩组成,接触界线就在坡度由缓变陡处。
古代攀登嵩顶有4条路线:唐宋年间多自逍遥谷经野猪坡而上,欧阳修登峻极峰时就是走的这条路;汉武帝登嵩山从启母石开始沿万岁峰东侧直上;乾隆帝登嵩山走的是中岳庙、青岗坪路线;明代旅行家徐霞客自老君洞北上,经石船、一线天、炼丹庵、十八隈直攀顶峰。比较起来,徐霞客走的是捷径,我们的旅游路线就选在这一条。
旅游路线从嵩阳书院开始,经老君洞至峻极峰,登顶后沿西边的五座塔后沟返回,至大塔寺结束,也可以原路返回。嵩阳书院海拔450m,老君洞海拔700m,公路可达老君洞,徒步登高约800m。
嵩阳书院是我国古代高等学府,宋代洛派理学家程颢、程颐、司马光、范仲淹都曾在此任教。司马光《资治通鉴》的一部分就是在嵩阳书院写成的。院内的汉封将军柏、门外的“大唐嵩阳观纪圣德感应之颂碑”是嵩阳书院的两大瑰宝。嵩阳书院和老君洞建在新太古代云英闪长质片麻岩上,沟谷及公路旁有新鲜露头可以观察片麻岩的岩貌。老君洞又称老母洞,背靠峻极峰,面临逍遥谷,乃唐代著名女道士潘师正所建。
老君洞后峻极宫即“石船”附近,是嵩山群罗汉洞组与新太古代片麻岩的不整合界面,是嵩山地区“嵩阳运动”最理想的参观点。界面及界面上下岩石出露非常清晰,它以无可争辩的事实揭示了25亿年前发生在嵩山的那场“史无前例”的地壳运动。
山势从峻极宫开始,突然陡峻起来。沿陡坡拾级而上,时而转进山谷,时而绕上山梁,盘旋曲折,过行宫、二仙洞、白鹤观,即到峻极峰。峻极峰取意“嵩高唯岳,峻极于天”而得名,因乾隆皇帝在这里赋诗立碑,故又名“御碑峰”。峰顶敞平开朗,站立峰顶遥望,黄河如线,箕山似影,云雾缭绕,峰岳连绵,河山壮丽,气象万千。汉武帝登嵩山时,曾在太室山顶建有“登仙台”、“万岁亭”、“八仙坛”。武则天封禅时建有“登封坛”,立“大周升中述志碑”。乾隆帝立有“御制诗碑”。武则天于公元700年在登封坛旁丢下的金简,1982年被唐庄农民屈西怀发现,成为稀世珍宝(现存嵩阳书院的展品为复制品,原件存河南省博物院)。
峻极峰下的嵩岳寺塔,是我国现存最古老的砖砌佛塔,塔体用糯米汁拌黄泥垒砌,经历近1500年的风雨地震,至今不酥不斜,为国家重点文物保护单位。附近的法王寺是嵩山最早的寺院,塔幢拱卫,松柏掩映,人称“嵩山第一胜地”。
距今200万年前后,嵩山发生了一次山岳冰川,这一带正处在冰川运动区。站立在法王寺和嵩岳寺,环望四周高山,冰川地貌如角峰、刃脊、冰斗、冰川槽谷清晰可见。
5.中岳庙卢崖寺科学考察路线
本路线由中岳庙开始,沿寺里河进山,至青岗坪后沟翻越垭口,顺龙潭沟返回。基本上徒步行进。
路线大部分在嵩山群五指岭组片岩分布区中,中间因青岗坪东的背斜和向斜构造使罗汉洞组上部石英岩两次露出。沿途可以观察嵩山群罗汉洞组及五指岭组的地层层序、变质变形特征,可以看到嵩山群中大型平卧褶皱及多次叠加的构造形态。
中岳庙是中岳嵩山的岳神庙。始建于秦,已有两千年的历史,黄瓦红墙,古柏相映。七进十一层,依坡而建,是河南省最大的道教活动场所。庙前有汉太室阙,庙后有黄盖峰,都是游人流连之地。
沿寺里河而上是卢崖瀑布景区。走过迎宾桥,经过长寿井,便是玉带桥,通过泼水亭,登上108阶的好汉阶,便进入十潭河墨浪涧,个个潭水清澈透底,河谷两岸崖陡壁立。过神会门是“一线天”奇观,其宽不过1.5m,窄处仅容一人可过,两壁光滑陡峭,如刀劈斧剁。
沿沟而翻过分水岭垭口,即进入龙潭沟,龙潭沟有龙潭寺和八龙潭,景色更是迷人。
嵩山在距今200万年前后发生过一次山岳冰川,跑马岭以东即是冰川运行区。以跑马岭为界,东边各山沟,包括寺里河、龙潭沟,可能都是冰川槽谷。跑马岭上的灯盏锅、白石尖,是冰体向后啮蚀山坡而形成的角峰。跑马岭则是由两侧冰斗或冰窖向后扩展而形成的“刃脊”。卢崖瀑布和八龙潭据专家考察,都是由冰川掘蚀、锉磨而形成的冰坎。附近尚可看到支谷与主谷会合处的冰川悬谷地貌,嵩山一带冰川地貌经过冰期以后长时间的流水改造,面貌已经改观,与现代冰川的典型地貌有很大差异,我们今天看到的许多冰川地貌实际上是冰川地貌经流水改造作用后的产物。
6.箕山怀古旅游路线
箕山在嵩山之南约15㎞处,与嵩山遥相对应,海拔721m,因山形如箕而得名,因许由、巢父而驰名。相传许由是尧、舜、禹三代宗师,因避尧的禅让而隐居箕山。至今尚有许由冢、许由庙、许由寨、许由手植槐、许由洗耳泉以及巢父饮牛坑等文物景观。许由是许姓始祖,每年农历六月九日(许由祭日)、八月一日(许由诞辰)前来寻根祭祖者络绎不绝。
箕山由二叠纪地层组成,箕山主脊是“平顶山砂岩”,东坡为上、下石盒子组,西坡为三叠纪地层。箕山以西的卷门水库附近,是三叠系刘家沟组、和尚沟组和二马营组的剖面测制地点,地层出露清晰完整,是嵩山地区结束海洋环境后内陆断陷盆地中的沉积物。
箕山东北5㎞处的告城镇,即古阳城。阳城周围分布着大量的裴李岗文化,仰韶文化、龙山文化和夏代以来的文化遗存,著名的有八方新石器遗址、王城岗遗址、春秋至汉的阳城遗址、古阳城遗址、周公庙、观景台等。
告城东行五里许,即是石淙河,距今5亿年前形成的寒武系白云岩,在地表水的作用下形成特殊的岩溶地貌,也称喀斯特地貌。这种类型的地貌在我国南方广泛发育,而在北方却十分罕见。女皇武则天曾在石淙河建造过规模宏大的三阳宫,游乐避暑,大宴群臣,“石淙会饮”乃嵩山八景之一。人称石淙河为“小桂林”。
7.五指岭避暑旅游路线
这条路线以地质景观和山水景观为主。由纸坊湖出发,经关口、搬倒井至巩义市涉村。然后东行登五指岭,由井湾返回唐庄。
纸坊湖即纸坊水库,湖光山色十分宜人。由纸坊湖北行上山,沿路均为五指岭组片岩,仔细观察,可以分辨地层的原始沉积层理和后期构造片理,各种构造形迹十分生动有趣。登上山顶即是“古阳关”关口,当年尚有关墙和关门。关口的地层是寒武系辛集组的底部砾岩。1959年王曰伦等人在这里首先发现了底砾岩与五指岭片岩之间的不整合接触关系,命名砂砾岩为“关口砂砾岩”。从关口开始往北经窖粮坑至巩义市涉村,完整地出露着寒武纪、奥陶纪地层。1957年北京地质学院师生在此测制了剖面,1977年、1983年河南区调队两次部分重测了这条剖面,采集了大量三叶虫化石,使这条剖面成为嵩山地区寒武系、奥陶系研究程度最高的剖面。寒武系辛集组上部的厚层含燧石团块白云质灰岩,层位稳定,是良好的标志层,王曰伦教授当时命名其为“搬倒井灰岩”。搬倒井村就在关口西北一里许,有泉水自山边流出,泉口石板上显马蹄印。相传昔日刘秀被王莽追赶,刘秀的人马到此饥渴难耐,而苦于井深不可汲。刘秀一声叹息,井便自己搬倒,水自流而出,刘秀人马因此获救而去。传说不足为信,但泉水确实甘甜。
参观完剖面已达涉村,沿盘山公路曲折而上至五指岭,五指岭主峰海拔1218m,由五指岭组、庙坡山组和花峪组岩层构成,南坡全是悬崖峭壁,山峰如五根手指,直插云天。五指岭山顶却奇迹般的平坦,鸡鸣狗吠,田园农舍,一派世外桃源风光,山顶有小片马鞍山砂岩和寒武系出露。
五指岭上气候凉爽宜人,是理想的夏日避暑之地。
五指岭南井湾一带是古元古界嵩山群的“祖庭”,五指岭组、庙坡山组、花峪组都是在这条沟里建立的。嵩山群的层序和变质变形特征在这里都有良好的显露。井湾附近还有特殊的推覆构造——飞来峰。“登封式铁矿”就因井湾铁矿在登封境内而得名。花峪磷矿、井湾油石矿都分布在井湾附近的小范围内。
『肆』 郭家窑岩组
出露较完整的地区是君召北部郭家窑、何家沟北以及马鞍山南坡贾家门—黄龙洞山东坡一带,另在君召北区片麻岩和登封城区片麻岩套中有少量分布。构成嵩山-双尖岭大背斜的核部。因受新太古代北沟二长花岗片麻岩和青杨沟变辉长闪长岩岩体吞噬,本组地层出露不全。目前所见,下部为似层状变辉长岩、变辉石岩与杏仁状角闪片岩或杏仁状斜长角闪岩互层;上部为杏仁状角闪片岩,夹少量变辉长岩和黑云或角闪变粒岩。由于地层的原生层理已被构造面理置换,原始层序受到改造,地层真厚度不能确定,只能以片褶厚度来表达,该组片褶厚度大于600m。
图5-3辉长质糜棱岩
图5-4郭家窑岩组辉长质糜棱岩与角闪质糜棱岩
郭家窑岩组和登封岩群其他两个岩组共同受到三期不同构造层次变质变形改造,原岩矿物成分和化学成分有所改变,而岩石组构甚至发生根本改变。多数岩石发生糜棱岩化,甚至变为糜棱岩。郭家窑岩组上述主要岩石大多已变为辉长质糜棱岩(图5-3)、糜棱岩化次闪石、角闪质糜棱岩(图5-4)及糜棱岩化杏仁状斜长角闪片岩等。岩石的宏观组构特征是流状构造、条带或条纹状构造及局部的片麻状构造,普遍可见到辉石或角闪石碎斑并有拉长拖尾,细粒化的长石等呈缎带状线纹围绕碎斑矿物分布,大部杏仁体也被拉长而变形。
糜棱岩是一种构造岩。在20世纪70年代以前,一般认为它是由于原岩遭受强烈挤压破碎和研磨作用形成的细粒动力变质岩石,不伴随有组分的重结晶作用,其主导变形机制是破裂作用。20世纪70年代以来,随着变形实验研究的发展,金属物理学理论的引入,以及透射电子显微镜在岩石学中的应用,人们对糜棱岩的显微构造、组构及成因机制等方面有了新的认识。现在普遍认为,糜棱岩这种细粒化、页理化强烈,具流动构造的岩石,它的细粒化主要是通过塑性变形过程中,矿物的动态恢复和动态重结晶作用完成的。岩石的主导变形机制是矿物晶体位错滑动、位错蠕变、颗粒边界滑动及扩散蠕变等作用。它是地壳较深构造层次塑性(流变)变形的产物。岩石圈不同层次有不同的代表性糜棱岩或塑性变形岩石,如中上地壳代表性岩石为钙质的和富石英质的岩石,中下地壳为富长石的岩石,而上地幔则为橄榄岩。由此可见,郭家窑岩组辉长岩等岩石的变质变形环境,应是在中下地壳构造层次塑性变形或韧性剪切变形条件下形成的。由于塑性变形或韧性剪切变形,是在岩石或矿物没有明显破裂的情况下,其形态和大小发生了显著变化,其应变以逐渐变化的方式出现,所以在该组岩石中不发育明显的不连续面,这与通常所见的断层等脆性破裂有根本的不同。
郭家窑岩组主要岩石的矿物成分及矿物组合特征,尤其岩石中尚有变余辉长结构和杏仁状构造表明,它的原岩应为基性火山岩。根据岩石化学成分、微量元素及稀土元素含量(表5-1),采用有关图解判断(图5-5),该区火山岩属大陆边缘或岛弧拉斑玄武岩系列。结合登封岩群总体沉积岩石共生组合分析,火山岩的形成环境为裂谷带海相喷发环境。
图5-5登封岩群郭家窑岩组FAM图解(据欧文和巴拉加尔,1971)
在嵩山区南部,于汝州市东北的寨沟—黄虎堆一带也有大片杏仁状角闪片岩类变质基性火山岩分布,其中基性火山碎屑岩更为发育,岩石变质较浅,熔岩中有枕状构造,构造岩层层序更完整,该套火山岩片褶厚度大于1800m,其层位应为郭家窑组。为便于对比和研究,将其剖面附后(图5-6)。
表5-1登封岩群及片麻岩类岩石分析结果
续表
(据河南区调队,1996)
注:常量元素,由河南区调队测试中心分析,微量元素和稀土元素由武汉岩矿测试中心分析。
序号:1—角闪片岩;2—变辉长岩;3—次闪石岩;4—变粒岩;5—石榴十字黑云石英片岩;6—大塔寺英云闪长质片麻岩;7—会善寺奥长花岗片麻岩;8—牛屋栏奥长花岗岩;9—北沟二长花岗片麻岩;10—青杨沟片麻状辉长闪长岩;11—吴家
氧化物及元素名称等:SiO2二氧化硅,TiO2氧化钛,Al2O3氧化铝,Fe2O3氧化铁,CaO氧化钙,MgO氧化镁,MnO氧化锰,K2O氧化钾,Na2O氧化钠,P2O5五氧化二磷,Loss烧失,Ba钡,Sr锶,U铀,Cr铬,Nb铌,Rb铷,Th钍,Zr锆,Hf铪,Sc钪,La镧,Ce铈,Pr镨,Nd钕,Sm钐,Eu铕,Gd钆,Tb铽,Dy镝,Ho钬,Er铒,Tm铥,Yb镱,Lu镥,Y钇,∑REE总量;(La/Yb)N分异度,δEu正铕异常;wB为元素的质量分数。
图5-6临汝县黄虎堆—头道河登封岩群郭家窑岩组剖面图(据《河南省区域地质志》,1989)
Arg—郭家窑岩组;Arj—金家
『伍』 嵩山矿产资源
嵩山地区丰富的矿产资源已成为当地经济发展的坚强支柱,目前发现和开采的有煤矿、铁矿、铝土矿、粘土矿;玻璃原料石英岩;建筑材料石灰岩、白云岩、花岗岩;还有重晶石矿、油石、密玉、麦饭石等。
1.煤矿
煤是嵩山地区优势矿种之一,资源丰富,煤种齐全。煤质优良,煤矿开发历史悠久。
具体含煤岩系有:
上石炭统本溪组:中部仅见煤线,顶部见不稳定薄煤,一般1~2层。
上石炭统太原组:含煤4~7层。
上石炭统山西组:含煤1~3层。
下二叠统下石盒子组:含煤2~9层。
上二叠统上石盒子组:含煤层数最多,为4~16层。
经过多年普查勘探,嵩山地区已探明数十亿吨煤炭储量。
登封境内有登封煤田和禹州煤田的费庄、曲沟、王村、扒村等井田,及新密煤田的大冶、弋湾、东施村、王庄等井田。
2.铝土矿
嵩山地区铝矿层的分布范围与上石炭统本溪组的分布一。致嵩山铝土矿是在浅海
铝土矿矿体呈层状、似层状、透镜状和漏斗状。矿体的形态、产状和厚度均受基底地形的起伏控制。矿体的顶底主要为高岭石粘土矿或含一水硬铝石高岭石粘土岩,与围岩的界线呈突变或渐变关系。
3.铁矿
嵩山地区铁矿按其成因及成矿时代不同可分为3种类型:①古元古代沉积变质铁矿(登封式铁矿);②中—新元古代沉积铁矿;③石炭纪沉积铁矿(山西式铁矿)。
古元古代沉积变质铁矿(登封式铁矿)主要分布在嵩山东部,矿床(点)以登封井湾、巩义井沟、红河水库等3处为代表。含矿层主要为古元古界嵩山群五指岭组一段、三段中上部及花峪组的中下部。五指岭组一段含矿层由绢云千枚岩、石英岩、青灰色片岩等组成。矿石全铁含量为12%~40%。五指岭组三段含矿层由石英假象赤铁矿、绢云千枚岩及少量薄层状、透镜状石英岩等组成。矿带含矿1~6层,厚度稳定在7m左右。矿层(体)厚0.23~10m。矿石全铁含量为10.13%~35%。花峪组含矿层由紫色千枚岩、白云石英片岩、薄层铁质石英岩、赤铁矿等组成。矿石全铁含量为15%~25%。本类型铁矿中五指岭组三段含矿层具有工业价值。
中—新元古代沉积铁矿 主要分布在嵩山东部荥阳、巩县境内。目前发现有荥阳二郎庙、肖沟、巩县天井坑等3处。层位为中—新元古代五佛山群马鞍山组的顶部。铁矿层的底板为肉红色、灰白色石英砂岩,顶板为肉红色石英砂岩或寒武系下统辛集组灰白色石英砂岩。矿体多呈透镜状,矿化规模较小,矿体长100~200m,厚1~25m。分布面积不大,故该类型铁矿均为工业价值不大的小矿点。其矿石类型为含铁石英砂岩赤铁矿,矿石品位较低,全铁含量一般为20%~36.88%。这一类型铁矿为浅海—滨海相沉积成因。
石炭纪沉积铁矿(山西式铁矿)嵩山周围凡有上石炭统本溪组地层出露的地方,多有山西式铁矿的发育。含矿层位属上石炭统本溪组底部,产在奥陶系中统或寒武系上统灰岩、白云质灰岩之上的假整合接触面上。为浅海相胶体化学沉积铁矿。矿体形状不规则、变化大、规模小,多呈鸡窝状、囊状或透镜状成群出现。矿石矿物成分以赤铁矿为主,有少量褐铁矿及菱铁矿等。品位较高,全铁含量一般可达40%以上。矿化与铝土矿关系密切,铝土矿发育的地区,则铁矿化也比较发育。登封大冶乡庄头铁矿较典型。
4.水泥灰岩
用作制造水泥熟料的石灰岩叫做水泥灰岩。对水泥灰岩的一般工业要求是:w(CaO)≥48%,w(MgO)≤3.0%,w(K2O+Na2O)≤0.6%,w(SO3)≤1%。
嵩山产出水泥灰岩的层位较多,其中以中寒武统张夏组、中奥陶统上、下马家沟组最多,且质量好,规模大。其他如下寒武统辛集组、中寒武统徐庄组、上寒武统崮山组和长山组、石炭系太原组等层位的灰岩,都可能成为水泥原料。上述地层在嵩山地区分布广泛,因此嵩山地区水泥灰岩的蕴藏量十分丰富。
5.熔剂灰岩
冶炼生铁、钢和有色金属时作为熔剂的石灰岩,称作熔剂灰岩,也叫冶金灰岩。它能使矿石中各种杂质和燃料中的灰分变成炉渣,并有脱磷脱硫的能力。CaO是起熔剂作用的主要化学成分,工业要求含量在50%以上。
嵩山可能成为熔剂灰岩的层位有:①下寒武统辛集组豹皮状灰岩;②中奥陶统马家沟组厚层灰岩、条带状灰岩、斑块状灰岩;③上石炭统太原组底部灰岩或生物碎屑灰岩。
6.化工灰岩
应用于化学工业的石灰岩称作化工灰岩。一般是制碱、电石、碳酸钙、碳酸钾和氮肥等的原料。制碱灰岩要求矿石含CaCO3越高越好,需≥90%以上。电石灰岩的CaO含量一般要求是大于53%~54%。
嵩山地区石灰岩非常发育,主要化工灰岩含矿层位是中奥陶统上、下马家沟组。有巩义市茶店、水头、钟岭、小关南岭等4处小型矿床。
7.白云岩
以白云石为主要组分的碳酸盐岩叫白云岩。白云岩在冶金工业中用作耐火材料和熔剂,白云岩还可制作含镁水泥,化学工业中用以制造硫酸镁和含水碳酸镁,在橡胶、制药、玻璃、陶瓷、化肥等工业中也有应用,其工业要求随用途不同而异。主要含矿层位有:①上寒武统白云质灰岩、白云岩、泥质白云岩等,是嵩山白云岩主要产出层位,厚约百米;②中寒武统张夏组白云岩、白云质灰岩;③中奥陶统含燧石条带团块白云岩、白云岩、白云质灰岩;④嵩山群五指岭组和花峪组的白云岩。
8.硅石
嵩山地区是河南省重要的硅石产地,蕴藏量极大。少室山、太室山以及西段的鞍坡山、挡阳山,东段的五指岭,山体都由嵩山石英岩组成,山势突兀,界线分明。岩性为白色厚层—巨厚层状中—细粒石英岩,嵩山石英岩色白质纯,是良好的玻璃硅质原料、陶瓷原料和铸型砂原料,也可以用作冶炼硅铁和碳化硅及制造硅砖的原料。
9.耐火粘土
嵩山是河南省耐火粘土主要产地之一。耐火粘土具有工业价值的层位有两个:一个发育在奥陶系或寒武系灰岩的古风化剥蚀面上,为一套富铝、富铁的粘土岩,属上石炭统本溪组,已探明耐火粘土储量的95%在这个层位;另一个层位是二叠系上石盒子组下段的粘土岩,嵩山地区对这一层位尚未做过耐火粘土的勘查工作。
嵩山地区耐火粘土的品种为高铝粘土和硬质粘土,矿层与地层产状一致,倾角较缓,矿体在含矿层中呈透镜状和似层状产出。耐火粘土与铝土矿共生,多为铝土矿的顶底板。
嵩山耐火粘土矿主要分布在北坡的巩义市、偃师市和南坡的登封市、新密市境内。
10.黄铁矿
黄铁矿又称硫铁矿,是制硫酸和硫黄的主要原料,而硫酸又是化工、农药、医药、冶金、造纸、石油等工业部门的重要原料。
嵩山地区黄铁矿资源丰富,矿床成矿类型主要为沉积型。产于石炭纪海侵初期的海湾内,为浅海相沉积黄铁矿矿床。黄铁矿矿层均呈似层状—透镜体状产出。上覆地层为深灰色致密块状铝土矿、铝土页岩以及石灰岩。黄铁矿层位产于上石炭统本溪组的下部及底部、中奥陶统马家沟组石灰岩的古风化面上。上层黄铁矿含量较贫,但矿层稳定,矿化连续性较好;下层黄铁矿较上层黄铁矿矿石品位高,但矿化连续性差。矿石矿物主要由黄铁矿、粘土矿物及菱铁矿组成。矿石呈自形粒状—粒状结构,块状构造。矿石类型主要为浸染状和团块—结核状两种。
11.麦饭石
麦饭石,又称嵩山药石,我国台湾医学界也称其为“长寿石”。
嵩山麦饭石资源十分丰富,产于登封城西马庄和君召水磨湾等地,分布范围广,埋藏深度浅,容易开采,产地交通方便。
嵩山麦饭石主要产出来源有二:一种是花岗质片麻岩,岩体有新太古代北沟二长花岗片麻岩、会善寺二长花岗片麻岩以及吴家片麻状二长花岗岩;另一种是新太古代老羊沟变辉长闪长岩。
嵩山麦饭石应用研究的实践证明,其净化水质、除臭保鲜作用与岩石风化程度有关,风化、半风化的岩石效果较好。
12.密玉与油石
油石是一种专门用于加工精密仪器的研磨材料,密玉和油石为同一种矿体,作为玉石更要求颜色艳丽,有一定块度,无杂质裂纹,也称为“嵩山玉”。
油石矿体呈层状产于古元古界嵩山群庙坡山组下部,矿体东西展布,东段在密县境内助泉寺,西段在登封境内井湾,岩性为细粒石英岩中质地单纯、颗粒均匀的部分。
油石矿层的主要矿物成分为石英,占95%以上。石英颗粒在0.07~0.25mm之间。矿石为花岗变晶镶嵌结构。矿石呈乳白色、浅绿色或翠绿色。
嵩山油石矿是河南省惟一的油石矿产地。嵩山油石矿的发现解决了当时国家的燃眉之急,井湾、助泉寺的油石储量居全国第二位。
嵩山地区除上述矿种外,还发现有铜、金、银、铅、锡、镓、锂、铌、钽、磷、重晶石、钾长石、水晶、萤石、云母、石棉、蛇纹石、滑石、蛭石、叶蜡石、矿泉水等30多种。
『陆』 盖层构造
主要是燕山运动造成的褶皱和断裂。嵩山西北坡发育的少林期重力滑动构造,虽然也属盖层构造,但独具特色,将专门论述。
嵩山地区主要沉积盖层包括五佛山群至三叠系的沉积地层。其中有四个假整合界面,表明盖层沉积过程中曾有过地壳的整体升降运动,但没有造成地层的褶皱。直至三叠纪以后的燕山运动(时限约205~266Ma)才使沉积盖层发生整体褶皱和断裂,具有较强的造山性质。盖层构造主体近东西向展布,以横跨型式覆盖在基底构造之上,呈现出高架立交的构造格架图像。
1.盖层褶皱构造
嵩山-双尖岭大背斜分布于伊川县三尖岭、登封市玉寨山、嵩山、五指岭至新密市尖山一线,东西延伸长约110km,南北宽约15km。西部在伊川县石佛寺一带近于圈闭,被老第三系覆盖,东部在新密市白寨以东没入第四系之下。背斜东段分别被五指岭断层和唐窑—中岳庙断层错断。背斜北翼为五佛山群、寒武系、中奥陶统、上石炭统—三叠系,地层发育完整,岩层倾向5°~15°,倾角5°~25°,再向北即构成涉村-府店向斜的南翼。背斜南翼受近东西向断层切割,地层出露不完整,仅东段南翼地层大体可与北翼对应,岩层倾向南,倾角10°~30°。自中岳庙以西,受龙头—太后庙等断层切割破坏,零星出露寒武系—三叠系地层,岩层倾向南,倾角15°~40°,个别断块岩层倾角达60°。西端在石佛寺一带仅有古生代地层残留,岩层倾向215°~250°,倾角19°~46°。背斜核部为登封岩群、新太古代片麻岩及嵩山群等。
颍阳-东金店-卢店大向斜分布于上述大背斜之南部,受唐窑—中岳庙等北西向断层切割,东段向北西推移约3km。总长约70km,轴向近东西向。向斜北翼即上述大背斜南翼,地层出露零星。向斜南翼出露下古生界—三叠系,在西段还有马鞍山组和罗圈组。东端岩层倾向北或北西,倾角5°~15°;中段岩层倾向北东0°~25°,倾角15°~25°;西段岩层倾向北西325°~350°,倾角20°~30°。向斜槽部主要为二叠系和三叠系,但因新生代地层覆盖而出露不完整。向斜槽部有向东翘起,向西倾伏趋势。向斜东段卢店地区发育重力滑动构造,对煤矿的普查有重要影响。
2.盖层断裂构造
可分为三组。近东西向断裂形成较早,规模较大,与褶皱有成因联系;北西向断裂和北东向断裂发生较晚,对褶皱和早期断裂有明显的错断。
近东西向断裂带包括:
大背斜南翼断裂带断续出露于洛阳市龙门、伊川县石佛寺、登封市君召东月湾、太后庙、大王庄北、中岳庙龙头、新密市寨脖一带,延伸60km以上。君召—吕店一段为新第三系覆盖,对新生代地层有控制作用,据少数露头推测,该地段三叠系延长群直接与新太古代接触。西北段石佛寺—龙门一带,寒武系—二叠系与新太古代片麻岩呈断层接触,断层走向转为北西向展布。月湾—太后庙一段,寒武系与罗汉洞组及石秤岩体断层接触,断面倾向144°,倾角41°,破碎带宽20余米,其中有马鞍山组砾岩、砂岩断块(图12-5a)。登封城南断层南侧为二叠系,北侧为罗汉洞组,断面倾向160°,倾角44°,断裂带内有早古生代灰岩断片或巨大角砾块(图12-5b)。中岳庙附近,该断裂被北西向的唐窑—中岳庙断层切割错移。再向东在寨脖以东被五指岭断层切割。龙头—寨脖一带由三条断裂组成,断面倾向南或南东,倾角55°~70°,北侧为五指岭组或马鞍山组,南侧为寒武系。据断层上下盘地层位移关系及断层擦痕判断,其性质为正断层。
图12-5用湾村及周家岭一带君召—太后庙断裂特征(据马杏垣等,1981)
大向斜南翼断裂带分为东西两段。西段西起摩天寨北坡,东至西白栗坪西南的南窑一带,近东西延伸约25km,断面倾向北,南盘(下盘)为登封岩群和马鞍山组,向东切割寒武系;北盘(上盘)为古生代地层,断距300~500m。东段西起东白栗坪北的魏村,向东延经磨平寨北、双庙沟、尧坡山西、大冶北的寨根一带,至新密市南吴村被五指岭断裂截断,长约25km。断层带走向北东(东),断续出露,断面倾向北西,倾角46°左右。断层北盘(上盘)为二叠—三叠系,断层南盘(下盘)为寒武系、中奥陶统等,推测断距200m。据地层关系分析,该断层带为正断层。
芦店重力滑动构造即是由大背斜南翼断层和大向斜南翼断层共同作用形成的。
北西向断裂组包括:
五指岭断层分布于登封、巩义两市交界的五指岭西南侧,南东段在花家岭以东没入第四系,往北经北阴潭、塔水磨、庙凹至巩义市老井沟。出露长20km,呈3100方向延伸,切割大背斜和大向斜。断面倾向南西,倾角80°左右,破碎带宽10~100m。断层切割嵩山群、马鞍山组及古生界,五指岭西坡嵩山群与古生代地层呈走向断接,据此推测断层东侧地层至少向北西方向推移4~7km,并破坏了大背斜的完整性和连续性。在花家岭东南,据钻探及物探资料分析,断层仍向东南延伸,总长度在90km以上,是嵩山地区影响很大的平推正断层。
唐窑-中岳庙断层出露在唐窑、龙山头北、崇福宫、申半坡及中岳庙一带,向东南没入第四系,再向南东经五渡村至告城南与魏家窑—尧坡山断层相交,总长40km以上。断层走向315°,倾向南西,倾角65°~80°。断层切割新太古代片麻岩、嵩山群,五佛山群及古生代地层,破碎带宽100~200m。东南段切割大向斜,使芦店盆地向北西方向位移3km左右,西北段两盘地层相对错移2km左右,为较有影响的平推正断层。
此外,北西向较大断层还有送表—郭沟正断层,断面倾向180°~190°,倾角60°~70°,长约40km,下盘主要为登封岩群,上盘为古生代地层。北东向断裂组规模较小,常错断上述断裂,为平移断层性质。
区内新生代盖层也受喜马拉雅运动影响,主要表现在由于旧有断裂活动形成新生代盆地,控制盆地内的沉积作用,并使第三纪地层产生坳折、掀斜和断层。如颍阳-东金店向斜槽部的第三纪沉积即受盆缘老断层复活控制,沉积层由边缘向中心碎屑物变细,产生原始倾斜,盆缘岩层倾角可达20°左右,中心则平缓。又如登封城南老龙窝等地,喜马拉雅运动使老第三系与三叠系或二叠系呈断层接触,断面向盆内倾斜,属正断层性质。由此可见,喜马拉雅运动在区内是有影响的,但构造形式主要是沿袭老断裂发生差异性上升,造成拱曲和断裂,构造线方向仍以近东西向为主。
『柒』 河南有个登封市君召乡吗
有,具体信息如下:
君召乡位于登封市西约20公里处,马鞍山南麓,距市区20.2千米。东依省会郑州,西邻古都洛阳,南与汝州相接,北和偃师贯通,下辖21个行政村,3.5万口人,耕地5.4万亩,属豫西浅山区地带。境内物产富饶,交通便利,环境独秀,民风淳朴。
『捌』 石秤钾长花岗岩序列
区内有石秤岩体和白家寨岩体两处,分别分布于登封城西—君召北水磨湾一带及颍阳乡北部白家寨一带。岩体均呈近东西向展布,石秤岩体面积约60km2。白家寨岩体面积约4km2。
岩体侵入于登封岩群、新太古代片麻岩及嵩山群中,白家寨岩体被五佛山群马鞍山组不整合覆盖,石秤岩体南部局部与寒武系呈断层接触。岩体边部多有登封岩群角闪片岩、云母片岩及新太古代片麻岩、片麻状辉长闪长岩和嵩山群石英岩捕掳体,造成同化混染带,尤以石秤岩体北部最强烈,发育宽度达数百米的边缘同化混染带(以往划为岩体边缘相),致使岩石变为花岗闪长岩及局部的二长花岗岩,其中常见角砾状或斑点状构造。白家寨岩体边部有宽数米的细粒二长花岗岩边。边缘同化混染带岩石与主体岩石呈渐变过渡关系,边部岩石中斜长石、角闪石或黑云母及围岩包体含量逐渐增高,石英含量减少,岩石颜色变暗。岩体横切古元古代及以前地层走向。在登封城西,石秤岩体东端与大塔寺片麻岩接触面产状为倾向272°,倾角75°,略向内倾。岩体中脉岩较少,主要有细粒花岗岩脉和辉绿岩脉。
石秤岩体主体岩石具中粗粒结构,局部斑状结构。边部岩石具中粒结构,局部斑状结构,并见角砾状、斑点状构造、定向—片麻状构造。白家寨岩体主体岩石具中粒花岗结构,边部为细粒花岗结构。据显微镜下观察,石秤岩体主体岩石具中粗粒花岗结构(d=3~5mm),块状构造,主要矿物钾长石含量为50%~55%、斜长石4%±、石英35%~40%、黑云母2%~8%。边缘同化混染带岩石具中粒或不等粒花岗结构、块状构造,主要矿物斜长石含量为53%±、钾长石20%±、角闪石12%±、石英12%±。
白家寨岩体主体岩石具中粒花岗结构,局部文象结构,块状构造,主要矿物钾长石含量为52%~68%、斜长石7%±、石英20%~25%、黑云母5%~10%。边缘带岩石为细粒花岗结构,主要矿物微斜条纹长石含量为40%±、斜长石30%±、石英37%±。
据两岩体主体岩石实际矿物含量比例,应为钾长花岗岩,边缘同化混染岩石分别为花岗闪长岩和二长花岗岩。
岩石化学成分及微量元素含量见(表7-1、7-2)。岩石的化学成分与路家沟岩体接近,但SiO2、K2O+Na2O含量更高,Al2O3、MgO更低,仍属相对富钾过铝岩系。微量元素中Ba、Nb、Zr含量更高,Sr、Cr偏低。稀土元素总量在嵩山区特高(表7-3),w(∑REE)=713.53×10-6,但轻重稀土元素分异程度低,w(LREE)/w(HREE)=5.88,(Cla/Yb)N=15.23,铕强烈亏损(δEu=0.29),稀土元素配分型式更接近碱长(碱性)花岗岩的海鸥型(图7-8)。另据碱度指数(A·R)为2.79及2.89,在SiO2-A·R变异图解中,岩石投入碱性岩区内。因此,岩体属碱性花岗岩序列。
表7-1嵩山地区中元古代侵入岩岩石化学分析结果表(wB/%)
表7-2嵩山地区中元古代侵入岩微量元素分析结果表(wB/10-6)
表7-3嵩山地区中元古代侵入岩稀土元素分析结果表
图7-8石秤岩体与大塔寺片麻岩接触关系素描图
①斑状中粗粒钾长花岗岩;②条带状英云闪长质片麻岩;③强变形斜长角闪(变辉长)岩(登封城西公路边)
石秤钾长花岗岩序列岩体K-Ar年龄为1652Ma,39Ar-40Ar年龄为1805Ma,岩体又被中元古代五佛山群马鞍山组不整合覆盖,其时代为中元古代早期。