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文檔簡介

1、第二篇    區域地質調查工作方法 第八章   區域地質調查的準備工作 區域地區調查是地質工作的先行步驟,是一項具有戰略意義的、綜合性基礎地質工作。其主要任務是在選定的地區范圍內,運用地質理論和各種技術手段,全面系統地進行綜合性的地質礦產調查研究工作。也就是通過區域地質填圖(測量)、查明區域內地層、巖石、構造礦產、水文地質和地貌等基本特征及其相互關系;探索和查明各種礦產的成礦地質條件和分布規律,檢查或重點評價礦產的賦存情況。圈出遠景區或預測區,指出進一步找礦方向;并為資源和環境科學提供基礎性資料,為國民經濟建設、國防建設和國

2、土整治和科學研究等提供最重要的基礎地質資料,為上層決策者提供理論依據。根據地質調查工作的精度要求,通常分為小比例(:萬、:萬)、中比例尺(:萬、:萬)和大比例尺(:萬、:萬)三種類型。區域地質調查的一般工作程序是:()   準備工作和設計;()野外地質礦產調查;()年度中間性室內綜合整理;()最終室內綜合整理,編寫區域地質調查報告;()區域地質調查報告的審查、驗收和出版。 一、資料的搜集、整理與研究 良好的開端,是成功的一半。地質調查前應系統地搜集區域內和鄰區前人工作成果資料,以便對調查區內地質礦產情況獲得初步了解,并結合實際情況進行去粗取精,去偽存真的

3、綜合分析研究,總結前人工作的經驗教訓,從而制訂出合理正確的工作方案,使區域地質調查工作重點明確、針對性強,避免盲目性和少走彎路。(一)資料收集的內容、地形底圖區域地質調查野外工作所用地形底圖的比例尺至少要比最終成果圖的比例尺大一倍。如,:萬區域地質調查使用1:萬或:萬地形圖;:萬區域地質調查使用:.萬或:萬地形圖。此外,還應準備調查區四周鄰幅的地形圖。、航空相片和衛星相片航空相片、衛星相片所提供的信息對區域地質調查非常有價值的。由于衛星相片拍攝的面積大,視域廣闊,因而可以從宏觀上反映地質現象的空間分布特征和相互關系,可以一目了然地看出調查區所處的構造環境,構造格架的輪廓和特點,特別構造單元的劃

4、分,區域性線性構造和環狀構造等反映的異常清楚。衛星照片具較強的透視信息效果,可以較好地反映深部特征或隱伏構造。因此,在區域地質調查工作之前,搜集和研究有關衛星相處等資料,是區域地質調查的一個重要技術手段。由于衛星相片比例尺小,不能反映更多的細節,因而不能代替常規的航空地質攝影資料。因此,有關調查區的所有航空攝影資料,只要對地質礦產調查有用,均應盡可能搜集。野外用航空相片的比例尺,至少要大于地質調查比例尺一倍以上,以便于在相片上定點和圈定地質界線。3、工作成果資料,包括各種地質調查、礦產普查勘探,航空及物、化探,水文地質及其它專題科學研究等的報告,已發表或未發表的論文,圖件以及有實際資料檔案。順

5、帶提出“口頭”資料也是新發現的重要線索。此外,前人在調查區內采集的礦物、巖石、古生物等標本和薄片,已有鉆孔的巖心以及鄰區的有關標本等實物資料,調查區內的自然,經濟地理資料,工農業生產有關情況都應搜集。(二)資料的綜合研究、地球資源衛星相片和航空相片的地質解釋(略)。、地質礦產資料的整理評價和綜合研究對搜集來的地質礦產資料,既不能盲目信從、照搬照抄;又不應輕易否定,而應根據實際,由此及彼,由表及里的綜合分析研究,從而發現規律性的東西,作為指導設計和今后工作的依據。其具體內容有:(1)詳細了解前人在調查區內所做過的工作,有關資料和圖件,工作精度及其效果,可供利用的程度;編制地質礦產研究程度圖。(2

6、)基礎地質資料的整理和研究,著重弄清前人對調查區地質和礦產的認識程度。明確已經解決了的重要地質問題和資源環境評價;提示出前人尚未解決的遺留問題,從而確立需要進一步研究的內容,初步明確解決這些問題的方向和途徑。同時根據工作需要編制專門性圖件,如綜合地層柱狀圖,構造綱要圖和地質草圖等。(3)自然資料的整理研究,對調查已知的各種資源(礦產、旅游等),逐一記錄,編制登記卡片,對所有的物、化探異常也應進行登記。然后編制自然資源分布圖和開發預測圖等。 二、野外踏勘路線的選擇 (一)路線踏勘的目的和具體任務通過室內準備階段,搜集閱讀和綜合分析前人資料,對測區有了初步了解,但還缺乏感性認識

7、,所以在野外工作開始階段,有關人員應對全區作一概略性的實地觀察了解即“踏勘”;其目的和具體任務就是,對測區的典型地層剖面,填圖單位的劃分標志;各類地質休的主要特征、分布范圍和接觸關系;主要標志特征和資源情況進行現場觀察。此外,還應了解測區的自然地理和經濟地理情況等,以便為設計提供直接依據。(二)巢湖市北郊山區踏勘路線,內容及要求(見“野外地質踏勘路線”部分) 三、地質調查設計書的編寫 在詳細研究前人工作成果和對航空資料進行初步解釋及野外現場踏勘后,便著手編寫設計書。設計書是根據上級下達的任務規范要求,結合調查區的具體情況制訂的工作方案。批準后的設計書是進行野外地質調查,檢查

8、完成任務情況,和驗收評價成果質量的主要依據。 第九章   地質測量(填圖)方法 地質測量是由地質工作者在工作區范圍內,選擇一定的觀測路線和觀測點對地質露頭進行系統的觀測、研究和描述;并通過一定的方法,采用各種符號,色譜和花紋,按一定比例尺將出露在地表的地層,巖體,褶皺、斷裂和礦產等概括地投影到地形圖上的工作。地質圖是反映一個地區地質情況的最基本的圖件,是區測工作要完成的最主要任務之一。 一、觀測路線的布置原則和方法 選擇一定的路線和觀測點進行系統的野外觀測,是地面地質調查的基本方法。為了盡可能地作到跑最短的路線,而又能觀測和搜集到盡可

9、能多的地質信息,就必須根據具體的任務和要求,使路線的布置與基地的選擇和搬遷作到緊密合。同時,還要考慮到構造性質和構造的復雜程度。觀測路線的布置有兩種方法:1、穿越法地質人員基本上垂直地層走向或區域構造線方向,按一定的間隔橫穿整個調查區,研究地質剖面,標定地質界線。而路線之間的地質界線則用插法或“”字形法則來填繪。此法優點是,能比較容易查明地層層序,接觸關系,巖相縱向的變化以及地質構造的基本特點,且工作量較少,而所獲資料較多。缺點是兩條路線之間的地質界線,不能直接觀測到,聯絡的地質界線難免與實際有出入;對巖相、厚度沿走向的變化不易查清,且有可能漏掉主要的小地質體、礦點,橫斷層等。填用比例越小,路

10、線間距越大,上述缺點越明顯。2、追索法沿地質體,地質界線或構造線的走向布置路線,適用于追索巖漿巖巖體、斷層、含礦層、標志層和地層不整合界線等。其優點是:可以細致地研究地質體的橫向變化,特別是對確定接觸關系,斷層和含礦層的研究;可以準確地填繪地質界線,有利于研究專門問題。缺點是工作效率低,多用于大比例尺,如礦區的填圖。實際工作中,兩種路線常配合交替使用。例如在穿越路線上,為了確定接觸關系或橫向變化等,需經常向路線兩側作短距離的追索;在追索路線上,也必須經常穿越走向以了解地質體縱向上的變化。如在追索巖體界線中,需配合穿越路線,以了解巖體由邊緣至中心巖性巖相的變化。穿越法和追索法都是指觀測路線相對于

11、地質構造走向線的關系而言的。其布置是以預期要解決的地質任務為根據的。在這個前提下,還必須考慮自然地理條件(如逾越情況)、露頭情況等因素。總之觀測路線的布置必須用因地制宜,靈活多變,以滿足調查比例尺的精度要求,又能發揮最佳效率。每一條觀測路線的布置都應有既定的目的和任務。一般地說,經過航空相片的初步解釋和踏勘之后,每條路線的內容都是預先設計的。 二、觀測點的布置原則和標測方法 1、觀測點的布置以能有效地控制各種地質界線和地質要求為原則。一般應布置在填圖單位的界線上、標志層、化石層,巖性和巖相明顯變化的地方;礦化現象、蝕變帶、礦體;褶皺軸部及轉折端,斷層及節理的巖層產狀急劇變化

12、處;河流沖溝切割的剖面和采石場等人工露頭處。此外,還有水文、地貌、風景、出土文物地點等位置上,切忌機械地等距離布點。2、觀測點標測方法,在地形圖上標定觀測點的位置必須要求準確,不能超過填圖精度要求的允許誤差不得超過mm。常用的定點方法有三:(1)、目測法,是最簡便的方法。當地形地物特征顯著,如煙囪、橋、涵洞、孤立大樹、涼亭、墳包、獨立石等,選擇其中離點位最近的一個地物、用羅盤定方法,目估點位與物之間的實際距離,按比例在地形圖上定出點位。這種方法相對粗糙,但在填圖過程中是不可缺少的。特別是在溝谷或懸崖等不開闊處無法用后方交匯時,就更顯出目測法的優越性了。(2)、后方交匯法,當地形特征不明顯時,則

13、采用后方交匯法。其方法就是用前方已知地物點的方位來交匯后未知點的位置。首先在點的周圍找出三個或三個以上明顯地形或地物(三角控制點、古塔、橋梁、涼亭、孤樹、獨立石、公路交叉口、河流交匯處、山峰、煙囪、水塔等),用羅盤儀測出待定點位于已知點地形地物)的方位,然后用量角器在地形圖上分別從三個已知點按所測方位角向中心交匯,三線交點即待定點位置(圖91)。事實上往往交匯出一個三角形。如果三角形不大,則取其重心作為點位。如果三角形太大,則要重新交匯。 圖91  后方交匯法標定觀察點位置 (3)、GPS法,是利用遙感衛星定位測定儀,直接定量測定某點的經度、緯度(具體方法參見后面

14、的專門敘述)。在目測法和后方交匯法選用已知地形、地物點時,要注意以下幾點:(1)選用的目標不能太大。如選尖山峰,而不能選平坦的山峰否則方位不準、誤差較大。(2)選用的已知點與觀測點之間距離要大致相等,如果距離懸殊過大,也會出現較大的誤差。(3)選用已知點方向線之間夾角應盡可能大于°(補角小于°)以減少繪圖時產生誤差。 三、觀測路線和觀測點的密度定額 觀測路線和觀測點的密度額是地質測量的質量標準。萬區域地質礦產調查暫行要求(試行稿)規定:“基巖區線距一般為m,點距m。在有航片解釋程度較高的地區,巖性單一的地層或出露較寬的地區,其線、點距均可適當放稀。大片第

15、四系分布區,其線距可放寬至m。”“萬地質圖,只標定直徑大于m的閉合地質體;寬度大于m,長度大于m的線性地質體;長度大于m的斷裂、褶皺構造。小于上述規模的直接、間接找礦標導和具有特殊意義的地質體適當放大或歸并表示。”“基巖區內,面積小于.km和溝谷中寬度小于m第四系,在圖上仍按基巖填繪。大片第四系覆蓋者,在物化探工作的基礎上,可酌情布置工程予以揭露。”“分層界線,接觸帶,化石層、標志層和礦化標志等,其標定誤差不得大于m。” 四、路線地質觀測程序、內容和編錄方法 (一)路線地質觀測點的一般觀測程序:(1)標定觀測點的位置;(2)研究與描述露頭地質特征和地貌;(3)測量地質體的產

16、狀要素及其構造要素;(4)采集標本和各種樣品;(5)追索與填繪地質界線;(6)沿前進方向進行路線觀測和描述,并測繪路線地質剖面圖(信平剖面圖或素描剖面圖)。地質現象的觀測研究與描述時,應防止片面理解,不要僅僅局限于觀測點上及其附近,應當強調,在路線上連續地進行地質觀測。即應當詳細觀測和描述完一個觀測點后,沿路線,都應該連續觀測和記錄到下個觀測點,以便了解地質要素在點與點之間的變化情況。如果孤立地進行點上的觀察和描述,中間缺乏足夠的系統性、綜合性的路線觀察資料,將很難對區域地質特征得出完整的認識。(二)地質路線的觀測內容和要求由于地質現象紛繁復雜,豐富多彩,因此很難用一個統一的公式化的要求來表達

17、每條觀測路線上。在野外進行地質觀測研究的過程中,必須堅持嚴肅認識,實事求是的科學態度;堅持實踐第一的觀點,重視第一性資料,客觀地反映實際情況,不能對現象的取舍帶有主觀隨意性,應該勤追索、勤敲打、勤觀察、勤測量、勤編錄。調查過程中,還必須對所觀察到的資料和數據,不斷地進行分析綜合,勤思考,這樣不僅可以對發現的問題隨時做出正確的判斷或提出解決問題的方案,及時地在現場進行檢查和驗證;還可以對前進途中可能出現的情況作出預計,提高路線調查的預見性和主動性。(三)路線地質觀測編錄方法關于野外地質觀察記錄,要求對觀測點和觀測路線上所見到的全部客觀地質現象都要進行仔細地,全面地觀測記錄,不得輕易放過任何一種地

18、質現象,哪能怕最普通的地質現象。文字記錄要注意措詞準確、充實,避免要領含糊,詞不達意,語焉不詳等毛病。注意重點突出,主次分明,對重要的地質現象或首次觀察到的現象要詳細記錄,表達其它要特征;對一般或多次見到的地質現象則可以簡略一些,重點記錄其出現的特殊性或變化情況。此外,也應該記錄觀察者對客觀地質現象的分析判斷,推理和綜合歸納。但在文字上必須明確區分開來,使人一目了然地知道哪些是第一性資料,哪些是觀察都的推理判斷。每條路線結束后,都應該作路線地質小結,以便及時總結規律,發現問題,深化認識,為下一步工作方案提供依據。觀測和描述應在現場進行,地質工作者最忌諱隨便相依靠自己的記憶力,等到離開現場再找合

19、適的場合或回到室內再作補寫。1、地質觀測點的描述內容(1)日期、天氣情況;(2)路線與任務;(3)人員分工;(4)點號,即觀測點的編號,用調查區統一的編號注明,并寫出該點的所在圖幅的名稱;(5)點位及高程,要寫明觀測點的地理位置和座標網及構造部位以及后方交匯方向。高程則根據氣壓計或實際交匯等確定的,在記錄時應予以說明清楚,以更使人們了解其可靠性;(6)點性或目的,目的指需要解決什么問題。如主要是描述標志層及其變化,地層界線和接觸關系,還是觀察褶皺或斷裂構造等;(7)露頭情況,描述觀測點附近的露頭好壞、出露哪些地層、露頭性質(天然露頭還是人工采石場),露頭面積大小,延伸情況,風化程度和植被覆蓋等

20、情況。(8)地貌特征,描述觀測點附近的地形形態特征。如是山坡、山脊、陡崖或沖溝等,組成的巖性,成因及其與地質構造關系;(9)巖性描述,一般描述的順序是由老到新,但也可以反過來描述。首先應將界面上下兩地層單位的接觸關系和時代略加說明,然后再分別描述其巖性和其它特征;(10)沿途描述和路線小結,當一個觀測點描述完了后,應該連續觀測描述到下一個觀測點;當一條路線觀測完了之后要認真作出路線小結。這樣可以及時地使野外資料得到系統化,使原始記錄成為一個有機的整體,而不是一些孤立的地質點的描述。地質觀測點的記錄格式和描述舉例,參見(圖92)。2、地質素描在野外地質編錄中,除文字描述外,還必須要繪制路線地質剖

21、面圖或信手剖面圖和各種地質素描圖,使圖文并茂,相互印證。(1)路線地質剖面圖或信手剖面圖,是在野外路線觀測過程中連續勾繪的地質剖面圖。它的精度不高,其距離和高差是目估或步測的,可反映測路線上褶皺、斷裂、巖體等  圖92  地質觀測點的記錄格式和描述地質體在空間上的特征及其相互關系。(2)路線地質圖,實際上是一條觀測路線的平面圖,將一系列連續的路線地質圖組合起來,就構成了一幅地質圖。當逾越程度不良、觀測路線為折線時,路線地質圖就比信手剖面優越些。(3)地質素描圖,有兩種:一種是用花紋圖例表示地質內容的平面圖象素描圖,其主體感稍差,但地質內容比較鮮明突出,如平面素描圖

22、,剖面素描圖、露頭素描圖等;另一種是主體圖象素描圖,用于反映區域構造或地貌;近景素描圖,用于小型構造,各種接觸關系,標本或露頭的特寫素描(相當于靜物寫生)等。3、地質攝影地質攝影、照相比素描來,更真實準確,簡單方便,所以也是地質編錄的重要手段之一。但因自然界各種景物的干擾,照片往往出現地質主題不突出的缺陷,所以地質攝影不能代替地質素描,倒是經常以素描作補充。如果素描以相片為依據,則素描更準確,效果更佳。 五、標本及樣品的采集 在區域地質測量過程中需要采集的標本及樣品種類繁多,主要有地層標本,巖石標本、化石標本、礦石標本、構造標本、巖組分析定向標本和硅酸鹽分析(全巖分分析)樣

23、品,粉鑒定樣品,同位素地質年齡樣品、人工重砂樣品及古地磁樣品等。采樣工作量應列入設計出項目,有目地針對某項樣品或標本的用途和要求進行有效的采樣,加工處理和實驗工作。標本采樣時應注意代表性和真實性,根據設計書的任務和要求,選擇有利合適的地點采樣,不可信手拈來,甚至撿取來歷不明的巖塊。一般供鑒定原始成份的樣品,采樣巖石應十分新鮮,沒有次生破壞或混入物。手標本即觀察標本或陳列標本,也要盡可能采集新鮮巖石,有時根據特殊要求,最好能適當保留一點風化面,以便能全面地再現巖石的野外直觀特征。標本的規格,陳列標本一般不小于××cm3;供鑒定用的標本以能反映實際情況和滿足切制片,薄片以及手標

24、本觀察的需要為原則,一般不小于××cm3;對于礦物晶體,化石和構造標本規格不限。標本采集后,應立即填寫標簽和進行登記(表91)并在標本上編號,以防混亂。在記錄本上應記明采關位置和編號。送實驗室的巖礦樣品,應附剖面或柱狀圖。送出的樣品應留副樣,以便核對鑒定成果,幫助提高對標本的肉眼鑒定能力。 表91  觀察點及標本、樣品登記表-幅                   &

25、#160;                              第      頁路線編號觀察點號點的性質坐 標 產狀標本、樣品、照片編號 備注XY標本化石薄片光譜年齡照片其它     

26、                                                  

27、                                                  

28、                                   單位              

29、0;                填表人                         年    月    日  第十章

30、60;  巖石學研究方法 一、沉積巖的野外觀察和研究 (一)、沉積巖野外觀察和研究的內容1、主要觀察內容(1)、顏色:原生色、次生色。(2)、礦物成分;主要成分、次要成分。(3)、結構: 粒度(單位:mm): 0.03 0.06 0.25 0.5 2 4 16 64 126 256 泥    粉砂    細砂   中砂   粗砂 細礫 中礫  粗礫  細卵   粗卵   漂礫圓度:高棱角狀棱角狀次棱角狀次滾

31、圓狀滾圓狀高滾圓狀分選度:分選差分選中等分選好分選很好成熟度:成熟度低成熟度中等成熟度高膠接類型:基底式、空隙式、接觸式、鑲嵌式(4)、沉積構造(表101):(5)、次生變化:鐵質氧化造成的次生顏色;長石風化粘土礦;海綠石風化成褐鐵礦。2、主要巖石類型(1)、陸源碎屑巖:泥巖、粉砂巖、砂巖、礫巖和角礫巖。(2)、生物化學生物有機巖:石灰巖、白云巖、硅質巖、磷塊巖、煤。(3)、化學沉積巖:鐵質巖、蒸發巖、錳質巖、鋁土質巖。(4)、火山碎屑巖:凝灰巖、集塊巖、角礫巖。(二)、正常沉積巖的野外觀察及描述1、礫巖(1)、礫巖野外觀察和描述的內容表101  沉積構造分類表 機械成因構

32、造 流動成因層理構造水平層理;韻律層理或互層層理;平行層理;交錯層理(包括流水、波浪、潮汐、風力成因類型);塊狀層理;粒序層理上層面構造波痕;剝離線理構造;流痕構造下層面構造槽痕;構模;跳模;刷模、錐模、鋸齒痕流動成因的其他構造沖刷面構造;侵蝕槽構造;疊瓦構造同生形變與重力作用有關的構造重荷模;砂球和砂枕構造;包卷層理;滑塌構造液化作用形成的各種泄水構造包卷層理;盤狀和泄水溝構造;碎屑巖脈構造;其他泄水構造沉積介質的拖曳和牽引作用形成的構造變形翻卷層理;包卷層理暴露干縮作用形成的構造干裂;帳篷狀構造撞擊作用形成的構造雨痕;冰雹痕;泡沫痕化學成因構造結核;晶體石膏、鹽等印痕;冰晶痕;瘤

33、狀構造;疊椎構造;縫合線構造;色帶構造;雞籠網狀構造生物成因構造疊層石構造;生物骨架構造;生物擾動構造(弱、中、強)復合成因構造層狀晶洞構造;席狀裂隙構造和斑馬構造;鳥眼構造;窗孔構造;示底構造;硬底構造表生風化成因構造蜂窩狀構造;針孔狀構造;疏松狀構造等 顏色:白、灰白、綠、黃褐、紅、雜色等。巖層厚度:薄層狀、中層狀、厚層狀、巨厚層狀等。礫石成分:巖屑、石英、燧石、石灰石及其含量等。雜基或膠結物:雜基成分、含量;膠結物成分、結構及類型。礫巖結構:粒度、圓度、分選度、成熟度。沉積構造:平行層理、交錯層理、疊瓦構造等。(2)、礫巖野外肉眼觀察和描述舉例顏色:為淡黃綠色,風化后呈黃褐色,

34、礫石含量占85%,充填物占一五%。礫石成分:石英巖灰白色,風化后呈黃褐色,約占礫石的50%;板巖黑色、暗綠色,致密光滑,約占10%;脈石英灰白色,透明,渾圓狀,約占一五%;石英砂巖灰白色,風化后呈黃褐色,約占10%;粉砂巖黃綠色,磨圓度較高,表面較光滑,占10%;燧石黑色,紋層理,礫石一礫石一般較小,有較明顯的棱角,占5%。膠結物:為鈣質,孔隙式膠結。雜基部分為粘土。部分充填物為0.10.5mm石英、巖屑和白云母砂粒。風化面上部分鈣質被淋濾,并被鐵質充填,使巖石呈黃褐色。結構:礫石粒度最大者65×45mm,占5.5%,一般為20×一五mm,占50%,最小者為4×6

35、mm,占44.5%。次圓狀,球度較高,表面光滑,無刻劃痕跡。構造:巖石呈塊狀構造,礫石排列雜亂,大小分布不均勻。定名:淡黃綠色塊層狀鈣質石英質礫巖。2、砂巖(1)、砂巖野外觀察描述的內容顏色:白、灰白、灰、綠、黃褐、紅、雜色等。巖層厚度:薄層狀、中層狀、厚層狀、巨厚層狀等。顆粒:成分(巖屑、石英、長石等)與含量、粒度、圓度、分選度、成熟度雜基:成分(粘土、細粉砂等)、雜基含量。膠接物:結構(非晶質、隱晶質、晶質);類型(基底式、空隙式、接觸式、鑲嵌式特殊礦物質:如含海綠石、菱鐵礦等。沉積構造:層頂面構造(波痕、干裂、剝離線理、雨痕、蟲跡及足跡等);層底面構造(槽模、構模、壓刻模等);層內構造(

36、各種層理、結核、潛穴、鉆孔等)。化石:腕足類、雙殼類、植物及其埋藏、保存狀況等。(2)、砂巖野外肉眼觀察描述舉例巖石為灰白色,中細粒結構,主要成分為石英,約占80%,磨圓度、分選度較好。其次有少量燧石碎屑,黑色,細粒結構約占5%。膠結物為白云質,硬度不大,有解理,玻璃光澤,約占一五%。巖石具厚層狀,具大型交錯層理,局部有波痕,因風化而不甚清晰。該巖石為:灰白色中厚層狀細粒白云質石英砂巖。(3)、砂巖成分分類表(表102)3、泥巖(1)、泥巖野外觀察和描述的內容顏色:灰、紅、綠、雜色斑點等。巖層厚度:極薄層狀、薄層狀、中層狀等。裂開情況:易成頁片(頁巖);不易成頁片(泥巖);塊狀、土狀;易成板狀

37、、易裂開(板巖)。沉積構造:層狀或紋層狀、水平層理、生物擾動或塊狀。.非粘土礦物:含石英、云母、鈣質、石膏、黃鐵礦、菱鐵礦等及其含量。有機質:富有機質、瀝青質、炭質、不含有機質等。化石:含化石:如筆石、介形類、植物及其埋藏、保存狀況等。表102  砂巖成分分類表類型 巖 石 名 稱碎  屑  組  分 說 明石英(%)長石(%)巖屑(%)石英砂巖石英砂巖90010 長石石英砂巖609052510長石巖屑巖屑石英砂巖609010525巖屑長石多礦物石英砂巖508010251025長石巖屑者,叫巖屑長石石英砂巖巖。巖屑長石者,叫

38、長石巖屑石英砂巖巖。長石砂巖長石砂巖752510 富長石砂巖257510 巖屑長石砂巖65251025 富巖屑長石砂巖502525 巖屑砂巖巖屑砂巖751025 富巖屑砂巖251075 長石巖屑砂巖65102525 富長石巖屑砂巖502525  (2)、泥巖野外肉眼觀察和描述舉例灰白色,泥質結構,主要有粘土礦物組成,含少量細砂巖非粘土礦物,質地軟,有滑感,塊狀構造。一般:未固結者為粘土巖;已固結,具葉理者為頁巖;已固結,不具葉理者為泥巖。4、碳酸鹽巖(1)、碳酸鹽巖野外觀察和描述內容顏色:灰白、淺灰、灰、

39、深灰、灰黑、黃綠、紅色等成分:石灰巖(方解石10095,白云石05);含白云質灰巖(方解石9575,白云石525);白云質灰巖(方解石7550,白云石2550);含泥質灰巖(灰質9575,粘土質525);泥灰巖(灰質7550,粘土質5025);砂(粉砂)質灰巖(灰質7550,陸屑2550);含砂(粉砂)質灰巖(灰質9575,陸屑525)。結構:按顆粒、亮晶膠接物或泥晶基質類型及含量可劃分為石灰巖類型:如鮞狀亮晶灰巖、團粒泥晶灰巖、內碎屑亮晶灰巖、生物碎屑泥晶灰巖等26種;按顆粒及灰泥含量變化、支撐類型,可劃分為石灰巖類型:顆粒灰巖、泥粒狀灰巖、粒泥狀灰巖、泥狀灰巖;礁灰巖可劃分如下類型:礁屑粒

40、泥灰巖、礁屑泥粒灰巖、礁碎塊灰巖、粘結灰巖、骨架灰巖。巖層厚度:薄層狀、中層狀、厚層狀、巨厚層狀等。沉積構造:前沉積構造:溝道、沖刷痕、小槽、爬跡、大槽等;同沉積構造:扁平層、交錯層、紋層、波痕、藻席紋層等;沉積后構造:滑塌構造、干縮、鳥眼、層狀晶洞、鈣結層、帳篷構造、晶體印模、示底、縫合線等。特殊礦物:如海綠石、黃鐵礦、菱鐵礦等。生物化石:蜓、有孔蟲、海綿動物、珊瑚動物、腕足類、雙殼類、頭足類、三葉蟲、棘皮類、苔蘚動物、鈣藻類等及其埋藏、保存狀況。(2)、碳酸鹽巖野外肉眼觀察描述的方法一般用放大鏡觀察巖石的新鮮面。觀察時可先用水浸濕,看有無顆粒:若無顆粒可能是泥晶灰巖或結晶灰巖;若具貝殼狀斷

41、口多可能是泥晶灰巖;若看到閃閃發亮的方解石晶體,則為晶粒較粗的結晶灰巖;如果有顆粒,則盡可能辨別出顆粒類型,含量、大小、排列方式等,一般可定為顆粒灰巖;若顆粒可分出礫和砂級,則可定為礫屑灰巖或砂屑灰巖;若能分出顆粒的種類,則可進一步分鮞狀灰巖、礫屑或砂屑灰巖、生物碎屑灰巖等。(3)、碳酸鹽巖野外肉眼觀察和描述舉例巖石呈黑色,含較多的有機質,未見生物化石。巖石呈微晶細晶結構,厚層狀,塊狀構造,加稀鹽酸劇烈起泡。硬度中等,貝殼狀斷口,局部呈砂狀。地貌上形成喀斯特地形,溶洞較發育。野外定名為:黑色細晶灰巖。(4)、巖層厚度分類0.01m,極薄層狀;0.010.1m,薄層狀;0.10.5m,中層狀;0

42、.52m,厚層狀;2m,巨厚層狀。(四)、化石野外工作1、化石的野外觀察和描述(1)、埋藏特征:分原地生長和異地埋藏,化石有無優選方位。(2)、化石組分及多樣性:采用拉線法或樣方法統計各類化石占總化石數量百分比,各類化石屬、種數量、化石密度等。(3)、化石的各種生態類型:統計底棲爬行、底棲固著、潛穴、鉆孔、浮游各占多少比例。廣鹽性、狹鹽性、暖水型、冷水型各占比例多少。(4)、生物間相互關系:如共棲、互惠、侵占等。(5)、化石保存類型:實體、模鑄、遺跡。(6)、化石成巖作用或造巖作用:如白云巖化、硅化、黃鐵礦化等;介殼灘、生物丘、生物礁等。2、化石野外觀察與采集要求(1)、選擇好進行觀察和測量的

43、主剖面和輔助剖面。(2)、逐層細致的觀察和記錄剖面的巖石性質、巖相特征及橫向變化、厚度變化、化石群面貌和巖層間的接觸關系。除有文字描述外,必要時輔以素描圖或照相。(3)、重要的地層界線附近(如界與界、系與系、統與統之間的界線)分層要精細,一般按厘米計。,化石和各種樣品按層采集。界線處應附素描圖和照相。(4)、對露頭巖性巖相全面充分研究之后,特別要對露頭上各類化石進行了詳細的古生觀采集,但也可邊觀察邊采集。(5)、逐層系統全面采集剖面上的化石。采集時應從數量上保證足以達到鑒定種的目的,對一些新類型和具特殊意義的化石(如能反映系統演化等)應盡量多采。采集時要特別注意采全生物群,不能只選完美或易采者

44、,更不能偏重某類生物化石采集,所有類別的化石都要全面系統采集。化石采集中須及時編錄,不同層位、不同地點的標本都不能相混。(6)、在礫巖、角礫巖中采集化石時,必須對礫石和膠接物中的化石分別采集。因為兩者所含化石的年代很可能不相同。(7)、在混雜巖地層剖面或調查路線上要按照基質和巖塊(片)對內部物質組成分別進行詳細描述,分別采集古生物化石,因為混雜巖基質和巖塊(片)、巖塊(片)與巖塊(片)之間所含的化石年代很可能不相同。(8)、如巖層內保存有大量個體大小不同的化石時,應當收集自幼年期至成年期一系列反映個體發育的標本。(9)、野外對所采集的化石標本整理包裝,防止損傷或遺失。有條件的應進行初步鑒定,以

45、指導野外生物地層工作的深入進行。2、古生態野外觀察要點古生態(學)是研究地史時期生物與環境之間、生物與生物之間相互關系的科學。為此古生態的觀察和記錄要著眼于有機界(化石)和無機界(圍巖)有關的全部現象和標本。為此,除進行認真觀察外,野外工作中還應帶著以下問題進行觀察和描述:(1)、化石的圍巖發育哪些沉積構造?所反應的沉積環境是什么?(2)、化石在圍巖中均勻分布還是集中在巖層的某些部位?生物群面貌和巖相是否協調?有無違反常態的現象?(3)、有無保存于特殊圍巖的化石(如各種結核中是否含化石)?(4)、圍巖的成分、粒度與化石的類別和保存類型有無關系?同一巖層不同露頭上的化石有無異同?(5)、圍巖中化

46、石是定向排列?雜亂排列?還是按某種規律排列?個體大小是否一致?化石完整程度如何?(6)、圍巖中化石類型多寡(分異度)與各類化石豐度如何?不同類型化石間相互關系如何?(7)、如含遺跡化石,遺跡化石保存方式如何(平行層面、斜交層面、垂直層面)?形態如何?(8)、化石屬種的各種生活方式(如底棲固著、底棲爬行、潛穴、鉆孔、漂浮、游泳等)各占多少比例?(五)、基本層序的野外觀察1、基本層序野外觀察和描述的內容(1)、基本層序類型旋回性基本層序:正向變化的,如曲流河沉積基本層序;反向變化的,如沉積型礫石質海岸沉積基本層序;雙向變化的,如潮汐作用序列基本層序。非旋回性基本層序:巖性均一的沉積;具某種隨機出現

47、的夾層沉積。(2)、基本層序內的巖性相巖性相是組成基本層序最小的巖石單位。在野外工作中,通常根據巖性和沉積及生物結構構造類型進行命名。如一個曲流河沉積的基本層序一般由四種巖性相組合而成的,自下向上依次是:塊狀含礫砂巖(Sms)槽樁交錯層理砂巖(St)爬升層理粉砂巖(Fe)水平層理泥巖(Fl)。(3)、基本層序的頂底界面多以沖刷面、暴露面為界,在無海泛面或海泛面難以識別的層序中,常以特殊沉積層,如重力流沉積、生物富集層、火山灰層或特殊巖性夾層的重復出現分出基本層序。在濱淺海層序中,以海泛面為界。(4)、疊覆特征:基本層理內各巖性相有無優選的疊覆方向,基本層序之間的疊覆特點,可否構成進積、退積和加

48、積型序列。(5)、基本層序古生物內容:利用化石確定基本層序時代,解釋古沉積環境,可利用生境型的疊覆特點,闡明基本層序的疊覆關系。(6)、基本層序的縱橫向變化:利用詳測剖面、草測剖面及填圖路線查明基本層序的空間變化,可否構成進積、退積和加積型序列,包括其組成、結構、類型、厚度及特殊夾層與某些重要界面的變化情況。(7)、與理想的相模式比較:對比異同點,幫助認識形成基本層序的沉積和環境特點,并起預測作用作用。(六)、事件地層單位與觀察內容1、物理事件火山灰層、區域性河道化和沖蝕事件、風暴層、塊狀流沉積物層、區域性跌積沉積斷源面、快速形成的海進假整合面。2、化學事件化學分析數據出現異常幅度的、可進行區

49、域對比的短期漂移事件層、比較長期的、化學成分有異常的間隔分界面、化學沉淀層或成巖作用沿早期等時或近等時層位形成的各種類型的結核和團塊、輕穩定同位素化學事件層、有機炭化學事件層。、生物事件不連續進化事件、群集死亡事件、群集滅絕事件、迅速遷入和遷出事件、巨量繁殖事件、種群“爆炸”(極盛帶)事件、快速區域性底棲集群事件、快速生物復蘇事件。、復合事件米蘭科維奇氣候旋回事件、缺氧事件、撞擊事件。 二、巖漿巖研究方法 (一)侵入巖的野外觀察和研究1、野外觀察的內容和方法(1)野外觀察應注意巖體的產狀:區分小侵入體和較大侵入體,注意巖石標本所處的侵入體的部位,在其內部還是在其邊緣。巖體產

50、狀只能在野外直接觀察,具有相似結構的巖石,它們的產狀可以是不同的。例如:具有細粒結構或斑狀結構的巖石可以產在小侵入體中,也可以產在較大侵入體的邊緣部位。(2)巖石顏色的觀察:一般說來決定巖石顏色的主要因素是其中所含暗色礦物的含量,同時也與巖石中礦物的結晶程度有關,一般隱晶質結構的巖石要比具有相同成分的結晶程度較粗的巖石顏色要深些。在侵入巖中,暗色礦物與淺色礦物之比對區分不同類型的巖石是一個有用的標志,這種標志通常用暗色礦物的百分含量來表示,此數字稱為顏色指數(色率)。一般超基性巖的顏色指數最高可達90以上;對基性巖來說,顏色指數在3565之間,閃長巖為2035,花崗巖小于10,而正長巖在一五左

51、右。在觀察顏色時,要注意總的顏色,還應注意新鮮巖石的顏色。但是,在野外工作時經常見到的是風化巖,有些巖石當遭到風化時新呈現的特點有助于巖石的鑒定。例如,有些輝綠巖在風化表面可使輝綠結構顯得更加明顯。(3)礦物成分的鑒定首先看巖石中是否有石英、橄欖石,因為這兩種礦物肉眼容易識別而且具有較強的未屬性。如果巖石中含有橄欖石,一般應是超基性巖或基性巖,如巖石中含有較多的石英,一般應屬酸性巖類。區別長石的種類,首先應注意有無長石,如有大量長石,就要注意區分斜長石和鉀長石,并判斷其相對含量。斜長石突出的特點是沿較發育的一組節理面上可見到細的雙晶紋,在陽光下緩緩轉動標本,即能見到斜長石晶體延長方向上,有明暗

52、相間的細條紋,此即為聚片雙晶。其次還可注意斜長石常呈現長條狀或板狀晶體,尤其是在含有暗色礦物較多的巖石中更加明顯。此外多數斜長石為灰白色或白色,但也有呈現肉紅色。鉀長石在解理面上有時可見到一半明一半暗的卡氏雙晶,一般雙晶條帶較聚片雙晶寬。其次它常有短粗及不規則的晶形,多數鉀長石為肉紅色,但也有呈現灰白色,噴出巖中的鉀長石為玻璃光澤的透長石,晶體透明。區分基性、中性、酸性斜長石,還可以根據斜長石的晶形特點,巖石中的礦物組合來進行,如斜長石具板狀、有環節結構、與角閃石共生,一般情況下是中性斜長石;如斜長石晶體成長條狀、聚片雙晶且較寬、有大量輝石、橄欖石等礦物存在而且巖石的顏色又較暗,則往往是基性斜

53、長石。酸性斜長石常與石英、黑云母共生,晶體呈寬的板狀,雙晶條紋細密,巖石的顏色較淺,多為灰白色,肉紅色等。這種方法常存在一定的誤差,但屬允許誤差,所以常被采用。識別暗色礦物:首先要識別巖石中有無黑云母,它主要出現在中性巖石中。角閃石常為長柱狀,橫截面為六邊形;而輝石常為短柱狀,橫截面為八邊形。輝石主要出現在基性、超基性巖中,而角閃石常出現在中性巖中。要確定巖石中的礦物組合,并估計每種礦物的大致含量。(4)測定巖石的結構:對于粒狀結構的巖石應測定巖石中礦物顆粒的大小。粗粒:顆粒直徑5mm;中粒:顆粒直徑51mm;細粒:顆粒直徑10.1mm;微粒:顆粒直徑0.1mm中粗粒與中細粒結構的巖石也常出現

54、。對于斑狀或似斑狀巖石要特別注意基質,同時是斑狀巖石,有的基質是隱晶質,有的是中細粒這兩種巖石形成的條件就不同。(5)巖漿巖構造的觀察巖漿巖常有以下構造現象:塊狀構造、帶狀構造、氣孔構造、杏仁構造、晶洞構造、流面、流線構造、節理等。(6)巖漿巖次生變化的觀察(7)查表及巖石命名根據巖石產狀、結構構造、主要礦物組合,最終查表確定巖石名稱。例如:在野外見一小侵入體,呈暗綠色,其中主要礦物為斜長石和輝石,巖石呈細粒結構(風化面上可見細條狀斜長石呈格架狀排列,具典型的輝綠結構),塊狀構造。根據其特征應屬于基性巖類中的輝綠巖。2、侵入巖體和圍巖的接觸關系侵入巖體和圍巖的接觸關系可有以下三種情況:(1)侵

55、入接觸:是巖漿以活動狀態侵入到圍巖中所形成的接觸關系。具有以下標志:圍巖明顯為巖體所切穿,在巖體的邊部有巖枝伸進圍巖中。巖體邊部常有較細的冷凝邊,有時還有原生流動構造。巖體中還可有圍巖的捕虜體,有時還有明顯同化混染現象。圍巖中有接觸變質暈,有時還伴有礦化現象。這種侵入接觸表示侵入體的侵入時代晚于圍巖。(2)沉積接觸早先形成的巖體受風化剝蝕后,被沉積巖或沉積火山巖掩蓋超覆所構成的一種接觸關系,其主要標志為:和侵入體相接觸的上覆沉積巖層無任何變質現象。在上覆沉積巖層的底部有下伏侵入巖的卵石和沙礫。接觸界面間有不平整的侵蝕面或風化殼。巖體邊部無冷凝帶。切穿巖體的脈巖和斷裂未進入圍巖中,這種接觸關系說

56、明巖體早于沉積巖層的時代。(3)斷層接觸即侵入巖體和圍巖成斷層接觸,巖體和圍巖之間是截變的,接觸帶上有斷裂現象,如斷層構造巖、擦痕等。原有的巖脈或礦脈被切斷等,這種接觸關系無法判斷侵入體的相對時代。3、侵入雜巖中侵入期的劃分一個地區同屬一個地質時代的侵入體,有時可能不是一股巖漿一次侵入形成的,那些凡是由一股巖漿一次侵入形成的巖體可劃分為一個侵入期。如果在巖體中發現有巖體相互穿插的接觸關系,穿插的巖枝中有明顯得冷凝邊,那就可以肯定為較晚期的巖漿侵入,有時晚期侵入體侵入時,前期的巖體尚未完全固結,兩者之間可能會發生物質的交換,而是其邊緣呈漸變的過渡性質,但每一期主要巖石的分布則是很清楚的,有時一個

57、地區同一地質時代,成因上有聯系的侵入雜巖的侵入期次,可以多過45次,這時就可以按照其互相穿插的關系,以侵入順序而劃分出第一期、第二期等,其中占面積最大,在侵入體中又起主要作用的巖體的形成期,可以稱為主要侵入期,而不同侵入期巖石的劃分可能是極不相同的。值得注意得時那些不同時代、成因上無聯系的侵入體之間也有明顯的穿插接觸關系,這時就不能將其和雜巖體中的不同時期相混淆,而要用年代學的方法去研究他們,以搞清它們之間的相互關系。4、侵入時代的確定(1)同位素年齡法:即利用巖石中某些元素蛻變的半衰期、各同位素含量的比例來計算巖石形成的年代,其中常用的是KAr法及RuSr法等,經常用于測定的單礦物有黑云母、

58、鉀長石、白云母、角閃石、方鉛礦等。(2)相對時代法直接觀察:如果侵入體與圍巖呈侵入接觸關系,則說明侵入體晚于圍巖,其時代即可根據圍巖地層的時代相對確定。巖性對比:即利用巖石特征、副礦物組和特征或微量元素的地球化學特征和臨近已知時代的巖石進行類比,以推定其相對時代。地質構造:即根據已知的地質構造活動時期來確定與地質構造相關的侵入體,因為巖漿活動往往與一定時期的造山運動有關,為某地區燕山運動比較強,因此可推斷該區的一些侵入體可能就是燕山期的產物。這種方法局限性很大,必須輔以其他方法才可靠,所以一般不單獨使用。5、侵入巖巖石觀察描述舉例:花崗巖:肉紅色,風化面上呈黃色,球狀構造,中粒結構,主要礦物成

59、分是石英、鉀長石、斜長石組成,含少量黑云母。石英:無色,粒狀,斷口呈油脂光澤,含量約25;鉀長石:肉紅色,板狀,半自形,完全解理,具玻璃光澤,有時可見卡氏雙晶,含量約55;斜長石:灰白色,板狀,完全解理,具玻璃光澤,在有的顆粒表面上可見到聚片雙晶,含量約一五;黑云母:黑色,片狀,極完全解理,珍珠光澤,可用小刀刮出小片,含量約5;尚有榍石、磁鐵礦等副礦物,含量1。巖石局部出現球狀風化。根據巖石的顏色、結構、構造及主要礦物的種類及含量,此巖石可定名為花崗巖。如果將巖石的顏色和結構都考慮進去,則較完整的定名是:肉紅色中粒黑云母花崗巖。 第十一章   地層學研究方法

60、60;一、實測地質剖面方法 地質剖面是研究地層、巖石和構造的基礎資料,根據剖面資料劃分填圖單位,是地質填圖工作的前提。因此,主要地質剖面的測制除某些特殊情況(如覆蓋嚴重,基巖露頭零星,構造復雜,地層變化大,層序不清等)外,一般要求在正式填圖之前完成。地質剖面根據研究對象和目的可進一步細分為地層剖面,巖漿巖侵入體剖面及構造剖面。(一)實測地層剖面的目的任務實測地層剖面的目的主要是為了查明地層的巖石組合、層序、厚度、沉積特征(或噴出巖、變質巖等的有關特點)、含礦性、接觸關系及時代,在此基礎上劃分地層和確定填圖單位。一般應選擇層序完整,構造簡單,接觸關系清楚,化石豐富,巖性組合和厚度具代表

61、性的地段進行布置。盡量避開侵入體和受其破壞影響的地段。(二)實測地層剖面的技術要求1、實測剖面線方向應基本上垂直于地層或主要構造線走向,一般情況下兩者的夾角不宜小于度。2、剖面線經過的具體位置要盡于可能選擇基巖露頭連續性良好地段。因此,要充分利用溝谷,自然和人工采掘的坑穴,壕塹和鐵路、公路旁側崖壁等作為剖面線的位置。當露頭不連續,而又找不到更合適的剖面位置時,可布置一些短剖面加以拼接,但須注意拼接的準確性,防止遺漏和重復。必要還可以考慮作探槽、井探或剝土等工程予以揭露。3、實測剖面的比例尺應根據規范要求及施測對象的具體情況而定,以能充分反映其最小地層單位或巖石單位為原則。即剖面上能標定為mm的

62、單位,均可在實地按相應比例尺所代表的厚度劃分出來。常用比例尺分。在剖面圖上小于mm的,但又具有特殊意義的單層(如化石層、標志層、礦層、巖脈等),可適當放大畫在圖上。但在記錄中應注明實際厚度。4、實測剖面的數量,一般每個地層單位及不同相帶至少應有條代表性實測剖面控制,主要根據區內巖相建造復雜程度,厚度及其變化情況以及前人研究程度等因素來考慮確定。5、實測剖面時,必須逐層進行巖性描述,系統采集巖石標本、光片、薄片、巖石光譜樣品等。對沉積巖或付變質巖系應認真逐層尋找和采集化石(或微體古生物)標本。此外,根據調查任務的需要可采集化學分析,人工重砂樣、單礦物樣等。必要時還可采集同位素年齡樣和古地磁樣品等。(三)實測地層剖面的一般方法與步驟實測地層剖面一般作為

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