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济南泉域岩层分布

2007-03-17 20:54阅读：

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五、泉域岩层分布

济南地区最古老的岩石是变质岩，分布在长清、历城和章丘的南部山区。泰山也是这样的岩石，它是由原生的岩浆岩或沉积岩变质而成。“变质岩”是个综合名称，常见的花岗片麻岩、黑云母片麻岩、片岩、大理岩等均属变质岩类。

济南泉域岩层分布
（本图只可作教育学术交流使用）
泰山及其周围在地质历史上长期处在陆地状态，直到距今5.7亿年的时候，它的周围被海水淹没，但泰山本身及其附近仍为山丘和陆地。平阴、长清、历城、章丘乃至华北地区都是当时的海域。不同的岩层大多在海洋生成，也有在陆地河流、湖泊沉积而成的，其生成时期，在地质学上做了如下划分：

（一）寒武纪 当泰山古陆被风化剥蚀的碎屑物质随地表水带入海洋，滨海地区沉积以泥沙为主，后来变成了页岩和泥质灰岩；较深海域溶解在水中的碳酸盐，沉淀析出，后来形成了石灰岩。到距今5亿年为止，历时7千万年的这套沉积岩层称“寒武系”，5.7—5亿年这段时间称“寒武纪”。“系”是地层单位；“纪”是时间单位。
济南泉域岩层分布

寒武系及其以后的沉积地层，总称“沉积盖层”，而其下伏的变质岩，称“结晶基底”，因为组成变质岩的矿物颗粒多是晶体。（图一）

（二）奥陶纪 从距今5亿年的时候起，泰山周围的海洋进一步下沉，海水入浸范围不断扩大，到距今4.4亿年为止，历时6千万年沉积了一套以碳酸岩即石灰岩为主的沉积建造，其总厚在本地区600—800米。这套岩层称“奥陶系”，这段时间称“奥陶纪”。(图二)
济南泉域岩层分布

（三）志留纪和泥盆纪 从距今4.4亿年始，已沉积的寒武系与奥陶系地层上升为陆地，海水向更远的地方退去。奥陶系地层顶面长期受到风化剥蚀，达九千万年之久。在此期间，地质历史上经历了志留纪与泥盆纪（S—D）。这两个纪在我国北方无沉积，但在南方仍然是海洋，沉积了很厚的岩系。（图三）
济南泉域岩层分布

（四）石炭纪 距今3.5亿年到2.85亿年，历时六千五百万年地史上称“石炭纪”。在此期间被风化剥蚀的奥陶系岩层陆面，曾经六次海水侵入，相应的有六次海水退却。每次海水侵没，都沉积了一层石灰岩，共为六层。最下一层灰岩厚度10米左右，称“徐家庄灰岩”。其它五层厚度1—4米不等。海水退后，本地属海滨地带，曾经有十三次大范围森林覆盖，每次林木被海水或陆地泥沙迅速掩没，最终都形成了煤层，共计十三层。这套由六层灰岩和滨海泥沙质岩石并含煤十三层的沉积建造，自上而下1—4层煤及其相间砂页岩，属“二迭系”（P）。由第五层煤往下称“石炭系”（C）。石炭系在本地区约200米厚。（图四）
济南泉域岩层分布

（五）二迭纪 从2.85—2.3亿年，历时五千五百万年的地质历史时期称“二迭纪”。本地区二迭系属陆地河湖砾砂沉积建造（P），其岩层是陆地水成岩，因气候炎热氧化剧烈，一些含铁质较高的沉积层变为红色岩层，称“红层”，主要由砂页岩组成，其下部含煤（1—4层）；中、上部含铝土矿2层。二迭系在本地区总厚1200米，主要分布在章丘、淄博等地。

（六）三迭纪 距今2.3—1.95亿年，这段时间称“三迭纪”。本地区无沉积，地层缺。

（七）侏罗纪 距今1.95—1.37亿年，历时五千八百万年。全部沉积均属陆地河湖砾砂建造，称“侏罗系”。下部含煤二层。岩层多属灰色或绿色，代表了温凉的气候环境。该系地层分布于章丘中部、历城董家、遥墙一带。

（八）白垩纪 距今1.37—0.67亿年，历时七千万年。本地区无沉积岩层，但本纪初期距今约1.3亿年的时候，地壳发生了大规模的造山运动，我国北方燕山山脉隆起，泰山继续隆起，使寒武纪、奥陶纪、石炭纪、二迭纪、侏罗纪沉积的水平岩层隆起并向北倾斜，同时产生一系列北西方向的断裂，如文祖断裂、东梧断裂、千佛山断裂、马山断裂等，经过亿万年的流水冲刷剥蚀，形成现在的济南山区和丘陵地形地貌。伴随造山运动，地壳深处的岩浆沿大断裂上涌，其喷出的岩流冷凝而成安山岩、玄武岩等。其喷发的火山灰降落后，形成火山凝灰岩。未喷出地表的岩浆侵入到以上各系地层中。济南市区岩浆侵入岩体，经风化剥蚀裸露地表的有华山、鹊山、无影山、药山、粟山等。岩浆沿奥陶系泥灰岩侵入，其接触带局部生成铁矿石，如张马屯、郭店等处铁矿。这个时期形成的岩浆岩，凡喷出地表的，称“燕山期喷出岩”，凡侵入其它岩层的，称“燕山期侵入岩”。本地区岩浆岩的种类有辉长岩、闪长岩等。鹊山辉长岩体，有专业名词“济南辉长岩”，作为建筑材料人称“济南青”。侵入岩被剥出地表的还有历城柳埠宅科的花岗岩，肉红色的属“钾长石花岗岩”，作为建筑材料人称“柳埠红”。

（九）第三纪 距今0.67—0.02亿年，地史上称“第三纪”。这段时间的沉积建造称“第三系”。第三系仍为陆地河湖砾砂沉积层，但没有硬结为岩石。土层比常见的黄土、红土更坚硬一些。其色调为黄、白、灰等呈斑驳状，砾石也呈半胶结状态，黑虎泉洞穴底部就是这层砾岩。丘陵与平原交界处有时见到“淡水灰岩”，是湖泊中沉积的次生性的白色石灰岩。在第三纪地壳发生了大规模的造山运动，喜马拉雅山脉隆起，对本地区地质构造产生影响。比如强烈的地震将侏罗—白垩纪燕山运动形成的断裂体系 “震活”，同时产生新的断裂和裂隙，增强了断裂带及岩层裂隙的导水性，对各大泉群的形成具有重要作用。

（十）第四纪 指距今200万年到目前的地质时期。沉积物以黄土、红土、古河道与今河道之砂砾石为主。山坡及冲沟内的松散沉积或堆积物亦属第四系。

关于地层岩系的划分，最早研究地层的地质学家曾把各个地质时代的岩层或松散沉积物按不同岩土性质或密实程度划分为四个岩系：

“第一系” 指5.7亿年前的变质岩系。即从45亿年前地球形成到5.7亿年之间形成的岩石。原生岩石也分为变质岩、沉积岩、岩浆岩三大类。它们经受了历次地壳运动和火山活动的热力和压力的作用。原生的岩石已变的面貌全非，岩性发生了根本性的变化。例如原来是岩浆岩的花岗岩，经高温和挤压使构成岩石的矿物呈定向排列，取名“花岗片麻岩”。也就是说花岗片麻岩是变质岩的一种，而不属于岩浆岩类。再如原来是石灰岩经热力和压力作用，变成了白色结晶状的“大理岩”。也就是说，大理岩是变质岩的一种，而不属于沉积岩类。地质学家最早将变质岩类称“第一系”。后来将第一系进一步划分为两部分，其下部更古老的岩石称“太古界”。“界”是比“系”更大的地层单位。相应界的时间单位称“代”。代是比纪历时更长的时间单位。第一系的上部称“元古界”，相应的时间单位称“元古代”，元古界地层在本地缺失。下部称“太古界”，泰山片麻岩属“太古代”形成的岩石。“第一系”这个词现在已经不用了。

“第二系” 指5.7亿年到6700万年的沉积岩系，包括寒武、奥陶、志留、泥盆、石炭、二迭、三迭、侏罗、白垩九个岩系，它们的共同特点是成层的，它们的多数是由流水搬运和沉积而成的岩石，所以叫“水成岩”，但成层岩石并非都是水成岩石，比如火山灰或大风吹起的黄土沉积在大陆或海水中，也形成成层岩石，因此一般不称水成岩，而称“沉积岩”。
第二系历时5亿多年，沉积了巨厚的地层，其内容太庞杂了。后来，地质学家又把前六个系即寒武、奥陶、志留、泥盆、石炭、二迭系，归纳为一个“界”，称“古生界”。也就是说，这六个系的岩层加起来叫古生界，相应的地质时期称“古生代”；把后三个系即三迭、侏罗、白垩系归纳为另一个“界”，称“中生界”，其相应的地质时期称“中生代”。每个纪之间，即在一个纪结束、而另一个纪开始的时候，地球表面在一些地域发生地壳变动。地壳变动的阶段性和地域性，决定了沉积物质的差异性。同样都是寒武系地层，在欧洲和亚洲有不同的相貌，在一个国家的不同地方，沉积物相貌也有不同。岩石相貌称“岩相”，岩相不仅反映组成岩石的物质成分，也反映岩石形成的环境。如“红岩层”反映气候炎热的氧化沉积环境，“绿岩层”反映气候温凉的还原沉积环境。“第二系”这个名称现在已不使用了。
“第三系” 第三系的主要特征是“半成岩”状态，它即不同于古生代和中生代地层岩性，也不同于第四系完全松散的沉积层。它是致密成层岩石和松散成层沉积物的中间过渡类型，它是非岩非土的沉积层。“第三纪”和“第三系”名称至今仍然沿用。
“第四系” 指从距今200万年到现在的沉积层，它也是成层的，但又是以松散为特征的。它是未硬结成岩的近代沉积物。地表大面积覆盖的土层、河道中的砂砾石、山坡上的堆积物、乃至新风化崩裂的岩石碎屑，都属于“第四系”。相应的时间单位叫“第四纪”。两种名称至今仍然沿用。

第三纪和第四纪历时6700万年，这段时间地史上叫“新生代”。第三纪6500万年地史上划分五个时段，称：古新世、始新世、渐新世、中新世、上新世。中新世后期喜马拉雅山隆起，这次造山运动波及本地。大地震使本地区原有地质构造和地貌形态再次变动，济南各大泉群的总体布局从这时形成。以后经历数千万年，泉群位置有变动。地盘上升必然引起河道下切，叫作“向源侵蚀”。原来泉的位置代表了当时的“侵蚀基准面”，现在抬高到山半腰了。可以想像一些山半腰存在的溶洞，当初曾在地下水面以下。不同高度的溶洞代表了不同时期的“侵蚀基准面”，即地下水面。第四纪200万年地史上划分两个时段，称：更新世和全新世。全新世历时5万年，相当考古学的“新石器时代”。

关于岩浆岩。它不属于哪个系，也不是成层岩石。顺层侵入的岩浆岩看起来成层，但它本身是不成层的。在地质历史的长河中，岩浆喷发总是相伴地壳构造运动而发生。岩浆岩也叫“火成岩”，“火成”是对“水成”而言的。岩浆沿地壳断裂上涌，伴随有热液和气体。热液中含有大量矿物质成份，当冷却和沉淀析出时，充填了裂隙而形成“岩脉”或“矿脉”。它们的成因用 “火成”欠妥，因此比较科学的称谓叫作“岩浆岩”，而不叫“火成岩”。岩浆岩在本地区常见的有辉长岩、闪长岩、花岗岩等，它们是未喷出地面就冷凝的岩石，叫“侵入岩”；喷出地表后冷凝的岩浆岩叫“喷出岩”，如本地区出现的有安山岩、玄武岩、流纹岩等。火山灰沉积而成的岩石，称“火山凝灰岩”，它属于沉积岩类，见于章丘长白山。

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