第一节 地质填图的有关术语、比例尺及精度要求 一、 地质填图与区域地质调查
有关地质填图的术语很多,许多情况下都是用不同的语词表达了同一个概念,在地质行业内叫法也不统一。归纳起来,地质填图有区域地质填图、预查或普查地质填图和矿区地质填图(详查或勘探阶段)几种情况或基本类型。
区域地质调查(简称区调),以往有两种叫法。一是以前苏联为代表的东欧等国(我国在计划经济时期亦如此)称区域地质测量(简称区测)【英文为Regional Geological Survey】。二是以美国为代表的北美和西欧等国则多称区域地质填图(简称地质填图或填图)【英文为Regional Geological Mapping (Geological Mapping)】。实际上,北美的地质填图术语在我国的使用也非常普遍,早已演化为一种区域地质调查的习惯性用语,现行的1/5万区调已演变为1/5万区域地质填图。
矿区地质填图在我国又称矿区地质测量(简称地质测量)。根据观测点定位精度细分为正规地质测量(简称正测,是在勘查工作的详查或勘探阶段采用)和地质草测(简称草测,是在勘查工作的预查或普查阶段采用)二类(按原规范,地质测量分正侧、简测和草测三类,但在实际工作中将简测和草测统归为草测,因为其观测点定位精度是相同的)。不同的目的和任务,以及程度和划分精度基本一致,仅在定位精度上有区别。预查或普查阶段作草测。除有另行规定和要求外,正测和草测的控制一般来说,详查及其以上阶段需正测,使用正测的同比例尺或更大比例尺高精度地形图,地质观测点采用全仪器(经纬仪、高精度GPS)精确定位方法所进行的矿区地质填图称为矿区正规地质测量,即正测。使用同比例尺正测或草测地形图(包括放大或其它方法形成的低精度地形图),而地质观测点采用半仪器(罗盘)或地形定位方法所填制的矿区地质填图称为地质草测。在目前,地质勘查单
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位(地质队)所进行的矿区地质测量很少为正测(国家地质勘查项目或业主要求的除外),多属地质草测类型(商业地质勘查项目)。
区调与矿区地质填图的主要区别在于:前者的工作范围是按国际统一划分的规则图幅(一定的经纬间距【国境区和特殊工作目的区除外】)设定的,其宏观性、基础性和理论性较强,是国土资源调查的主要手段,并作为国家战略性资源普查和指定中长期发展规划的重要科学依据,其成果是以图幅为单位向社会、国家提供印制精美的文图产品。地质测量的工作范围依矿区或矿床地表的自然分布情况而划定,其专用性强;填图单位划分更为精细,低级别填图单元(位)及非正式填图单元(位)在图中丰富多彩、往往占其主体,矿体、矿化带的产状、延伸方向等观测数据准确,成为下步工作的可靠依据,因此往往匹配一定数量的槽探或浅井等轻型山地工程配合填图工作,并侧重矿化类型、矿床地质、矿田地质特征的研究,为扩大矿床规模、增加找矿远景和找矿潜力研究,是地方部门或矿山企业为加快矿产勘查开发进程及自身发展而投资设立的。此外,二者的工作方法亦有所不同,除了沉积成因的矿区外,矿区填图往往增加了露头观测、界线追索、剖面测制及工程揭露工作量。
二、 填图比例尺
区域地质填图的比例尺一般为1/250000和1/50000,更小比例尺的地质图大都是在1/250000和1/50000地质填图的基础上进行编制的。
矿区地质填图的比例尺较多,选择灵活,常与矿床类型及其规模、地质复杂程度及工作阶段等有关。其比例尺一般包括1/50000、1/25000、1/10000、1/5000、1/2000、1/1000和1/500几种,金属矿产的填图比例尺一般为1/2000-1/10000,非金属矿产的填图比例尺一般为1/5000-1/50000,矿区地质填图属专门性填图阶段。
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三、 地质填图的一般精度要求
地质填图的精度与填图比例尺大小有关,比例尺越大,精度要求越高,而不同比例尺的地质图,其图面上最小地质体的规格要求则是一致的,亦即成图后,地质图上最小地质体的大小是相同的。因此,这里以成图后,地质图上所反映的地质体的形态大小来讨论地质填图的一般精度要求。
(1)等轴状、类等轴状闭合地质体,其成图后直径≥2mm时;条状、带状地质体成图后宽度≥1mm,长度≥5mm时;线形地质体(如断层、节理等)长度≥5mm时必须划分,填绘在地质图上。如1/10000地质填图中,宽度≥10m,长度≥50m的条带状地质体须单独填绘;直径≥20m的闭合地质体须单独填绘。
(2)对于小于上述成图规模的地质体,但具有重要意义时,如控矿层、含矿层、找矿标志层、特殊地质事件层(体)及各类专门性调查的目的地质体等则不受此限,要酌情放大表示在成果图上,但应在图上附注放大的情况。如用(K×5,C×5)表示宽长均放大5倍等。
(3)对于基岩区内的第四纪地层应视填图的目的任务决定其精度要求。一般其表达精度比其它地质体要放宽4~10倍。而特殊事件层及特殊目的之填图例外。
(4)无论何种比例尺地质填图,其地质路线的观测记录均为连续的,不允许间断进行。 填图精度是衡量填图质量的重要指标,不论何种比例尺的地质填图,必须满足精度要求,这是保证填图工作质量和效果的必要条件。
第二节 地质填图的重点与非正式填图单元(位)的使用 一、地质填图的重点与基本原则
地质填图的重点是基本查明图(测)区的地层层序和构造格架,以图件为最终成果的
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区域地质图应重点突出,内容丰富,以反映图(测)区最大限度的地质构造及矿化信息量为基本原则。 对于矿区地质填图,其重点和应遵循的基本原则为:
(1)突出“矿产及有关信息”的原则。矿产信息是矿区地质填图的主要表达对象,应详尽反映。对所有矿产、矿化直接信息应全部反映在图上,与矿化有关的间接信息也应尽可能表示。除了矿区已知的主矿种等有关信息作为填图重点之外,还应根据成矿元素的共生组合规律及成矿作用的多期性复合特点,结合区域成矿背景,注意其它矿产信息的收集,尽量减少顾此失彼现象,做到对矿床价值和找矿远景的客观评价。
(2)实行“详尽的实体填图”原则。实体地质填图就是以岩性特征为依据划分填图单元(位),客观详实反映测区岩石--构造面貌,减少各类人为性的归并、推测及不必要的综合因素干扰的填图方法,相当于区调“组图”的细化。其主要表达方式为大量使用和详细划分各类非正式填图单元(位),研究其含矿性。
(3)树立“矿区的系统性”填图思想,把矿区作为一个统一的物质场来研究,突出物质场的变化规律和成矿规律研究,系统采集各类测试鉴定样品。注意研究测区各类岩石单元(位)的相互关系,地质体的平面几何关系、控矿构造、矿田(床)构造、有益组分的带出带入规律、地球化学过程以及成矿后的保存条件。为揭示矿床成因、成矿物质来源、成矿热源、矿区应力作用方式及应力场变化规律等成矿规律,进而指导布置下步矿床勘探工作。注意与其它矿区工作的紧密配合,达到相互补充,相互验证,相互促进,协调运行的目的。如与矿区山地工程、异常查证、土壤测量工作等的配合等。
二、 非正式填图单元(位)的使用
除区域地质填图应采用非正式填图单元(实体填图)外,矿区地质填图同样适宜于采用“实体填图方法”,矿区填图应达到比区调“组图”的填图单元划分更精细的客观要求。
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为此,非正式填图单元的大量使用成为矿区地质填图的关键。
(一) 非正式填图单元(位)的使用原则及其意义
非正式填图单元(位)是指那些无需进行正式命名的局部性岩石单元(位)或其研究程度不够,暂时不能进行正式命名的填图单元。划分非正式填图单元主要是为了突出和有效地补充说明正式填图单元(位)区域宏观一致性的局部特殊性的不足,更准确全面地反映图区的岩石单元(位)面貌,丰富填图内容,提高岩石单元的表现力和地质图的实用性。
非正式填图单元的使用与划分等级,应以低级别为主,尽量使用段、层级小型单元或无级别单元,以真实反映矿区特殊面貌为原则。组级以上单元的使用,应主要参考区域资料,尽量少用非正式组(无组群除外)级单元。
(二) 非正式填图单元的划分与命名方法
非正式填图单元包括:非正式(沉积)岩石地层单元,非正式侵入岩石单元,非正式构造岩石单元,非正式构造~地层单元,非正式变质岩石单元及非正式成因单元等几种。其命名方法为:
(1)对于有级别的非正式岩石地层单元,如组、段、层,一般以岩石的典型特征或(主体)岩性特征加组、段、层命名为宜,尽可能少用顺序号(如第一段,第二段等)及层序命名(如上岩组,中岩组,下岩组)方法,突出其岩石的直观性特征,如砂岩组,页岩组,基性火山岩组,酸性火山岩组;黄铁矿化泥质岩组,硅化石灰岩段。这样可以避免与过去非正式年代地层单元命名(如上面提到的上岩组、中岩组、下岩组)方案的混淆。当然,若在较高一级的岩石单位中出现两个以上无法区别的同岩性低级单元时,亦可以在岩性之前冠于上、中、下等字样,分别命名,如下部火山岩组,中部碎屑岩组,上部火山岩组。此外非正式岩石单元的命名,尽可能不要出现地理专名,避免与正式单元混淆。
(2)对于无需正式命名的非正式填图单元,岩石的特殊性识别标志成为其划分与命名
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的依据和准则。如岩性、形态、颜色、矿化、风化特征、经济意义、实用意义、典型成因、结构、构造、蚀变特征等等。
(3)各岩类的具体划分命名意见
沉积岩类:包括特殊成分层、特殊标志层(鲜明色调层、遥感影象标志层、沉积或成岩结构构造等)、特殊形态的岩石地层体(楔状、舌状、透镜状、丘状、原始倾斜状或其它不规则形态的岩石地层体)、特殊成因的岩石地层体(如生物礁、生物骨架灰岩、风暴沉积、等深流沉积、饥饿段、古风化壳、古土壤层、古文化层、冰积层等)、矿化层【各类矿体、矿化体、矿化层(带)、含矿层(带)、各类矿化蚀变带等】等均可作为非正式岩石地层单元进行直接划分命名。
岩浆岩类:可以在原区域资料的基础上,按其岩性、颜色、矿化蚀变特征、原次生构造发育特征、包体特征、矿物成分变化、结构构造等进一步划分非正式岩石单位或无级别岩石带等其它非正式填图单位,注意小型独立侵入体的划分,刻意细分岩体,避免岩浆杂岩类的出现。特别要注意与成矿有关的岩性、岩体和其它单位的划分与命名。还要特别注意各种脉岩,甚至脉体的划分和圈定。
中深变质岩奖:浅变质岩类参考沉积岩、岩浆岩类的划分与命名方法并结合变形特点、蚀变特点进行划分与命名。对于中深变质岩类除考虑变形特征和蚀变特点之外,还应考虑特征变质矿物、特殊颜色、特殊组构和特殊岩性等进行划分与命名。这类填图单位属于构造一地(岩)层或岩石单位范畴。
构造岩类:构造与成矿关系十分密切,对矿区地质填图,特别是内生矿产来讲,构造岩的详细划分与命名与矿化信息几乎有同等重要的意义。可按碎裂岩类和糜棱岩类统一的分类方案,结合其变形强弱、构造发育程度、构造岩形态以及矿化蚀变特征等进行灵活划分与命名。如强碎裂火山岩、断层角砾岩、含矿破碎蚀变岩、超糜棱岩、构造片麻岩、L构造岩、S—L构造岩、S面理密集带、劈理密集带等等。
此外,还可以根据岩石的典型成因特征(结构、构造、成因组合),划分一些非正式岩石成因单位;第四系还可以划分一些岩性--地貌--成因单位,这些单位对现代砂矿区填图至关重要。
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第三节 区域地质调查方法简介
区域地质调查也称区域地质测量或区域地质填图,简称区调、区测或填图。属综合性的基础地质工作,战略意义十分重大,各行各业(矿产勘查、交通、水利、城镇建设、环境、农业、林业等)都要应用区调成果。其目的任务是通过地质填图查明测区内的地层、岩石(沉积岩、岩浆岩、变质岩)、构造以及其他各种地质体的特征,并研究其属性、形成环境和发展历史等基础地质问题。
区域地质调查不仅为地质矿产普查、水文工程和环境地质勘查、地质科学研究和教学等提供必不可少的基础地质资料,而且为国民经济各部门、重大工程项目以及国土规划、国防建设等方面提供必要的区域地质资料及相应的科学依据。随着社会经济建设的发展、地质科学技术的进步以及地质找矿工作的深入,区域地质调查的重要意义和巨大的社会经济效益,已愈来愈明显。根据国家的区调战略部署,自上世纪80年代以来,广泛开展运用新方法进行1:50000区域地质调查工作,在全国范围内形成了区调工作高潮,并且取得了很大进展。因此,作为地质类专业的学生,了解和掌握区调方法不仅是生产(填图)实习的要求,而且也是适应今后地质工作形势的需要。
一、区域地质调查的工作程序
按照任务要求和工作精度的不同可将区域地质调查分为小、中、大3种比例尺。小比例尺地质调查主要是指1:500000、1:1000000的地质调查,往往是先期布置的概略地查明区域地层、岩石和构造特征以及成矿远景区的工作项目,相应的工作精度不高。中比例尺的地质调查系指1:100000、1/250000的地质调查,一般部署在较有利的成矿远景区内,其主要任务是比较详细地查明区内地层、岩石、构造特征及矿产分布规律,发现有利的成矿地段或矿床(点),其工作精度大大高于小比例尺的地质调查。大比例尺的地质调查指1:
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50000或大于l:50000的地质调查,往往是针对有利的成矿地段以及特殊关键的地质构造部位而进行的,主要目的是详细查明测区内的地层、岩石、构造以及包括矿产在内的其他各类地质体的特征、分布及其相互关系,并研究它们的形成、发展和演化历史,相应的工作精度很高。
尽管可将区域地质调查划分为3种不同的比例尺进行,不同比例尺的地质调查和填图的任务和工作重点不同,但它们的工作程序和各阶段工作的基本内容是一致的。过去根据工作性质的不同,粗略划分为准备阶段、野外填图阶段和室内整理阶段。现在按照新的《区域地质调查总则》,区域地质调查一般应遵循立项论证、设计编审、地质填图、成果编审及出版准备5个程序。
各阶段的工作重点不同,但又有密切的联系,它们之间的关系可用图3-3-1加以概括。其中地质填图是整个区域地质调查工作的主体,是取得第一手野外实际资料的重要阶段;而成果编审是区调研究的深化和提高阶段,要重点突出新成果、新认识、新方法。
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图3-3-1 区域地质调查工作程序图
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立项 方法理论 地质构造条件 成矿条件 物化探条件 论证 10 设计编审地质填图成果编审出版准备 综合论证立项 组队 资料收集 野外踏勘 设计编制 遥感图象解释 编制地质草图 设计审批 编制工作细则 主干路线调查填图 实测剖面 助路线调查填图 重点解剖 综合研究及野外检查验收 专题研究 地质图 区调报告 专题图件 全面资料整理 最终成果验收 补充调查 修改报告 修改图件 出版准备 资料归档
图3-3-1 区域地质调查工作程序图
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二、区域地质调查的前期准备工作
(一)资料的搜集、整理和研究
在区调项目立项后,要进行前期准备,编制设计。要求系统地收集、整理和综合研究图(测)区内以及邻区的前人工作成果,了解区内的地质矿产概况、野外工作条件及地质矿产的研究程度。收集资料的内容有:
1、有关图(测)区及邻区的地质矿产工作成果,如地质、矿产、物化探、水文地质等专题科研报告,公开发表或内部交流的学术论文及有关图件、实际资料等;
2、有关图(测)区内的人文、经济、地理及交通概况;
3、前人在图(测)区及邻区工作中采集的矿物、岩石、古生物等标本和切片等实物资料。
对所搜集的资料应分门别类加以整理,编制资料文献目录,建立资料档案。然后应当及时进行审理评价和综合研究,确定资料的实用价值,最大限度地开发利用这些资料。
(二)地形底图的准备
地形底图作为野外填图的手图、实际材料图和地质图的底图,其精度和质量的好坏直接影响填图和制图的质量。因此,区域地质调查对地形底图有严格的要求:
1、野外工作所用地形图的比例尺应比最终成果图的比例尺大一倍。如1:250000区调使用1:100000或1:50000地形图;1:50000区调使用1:25000万或1:10000的地形图;
2、国家测绘机关批准出版的相应比例尺的地形图,基本上能满足填图的精度要求。除特殊情况外,一般不允许使用将较小比例尺的地形图放大使用;
3、应准备充分数量的地形底图以满足野外填图和编制各种成果图的需要。
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(三)航卫片的准备与解译
航卫片可以提供非常有价值的地质构造和矿产信息。卫片视域广阔,可以宏观地反映地质体的空间分布特征和相互关系,对于了解区域地层分布规律及构造格局有重要的帮助。而且卫片有较强的深部透视效应,可以反映隐伏的地质构造和成矿信息。航片比例尺大,能清晰地反映各类地质体的分布特征。应尽量搜集时间新、比例尺大、质量好的航卫片,以满足区调工作的要求。野外地质填图之前必须系统地对其进行地质构造和成矿信息解译。航卫片的解译主要是利用目视解译,一般在立体镜下进行,通过解译最后编制地质构造解译图。
三、地质剖面的测制 (一)实测剖面的目的、任务
在区域地质调查(或矿产勘查)中,有各种类型的地质剖面需要测制。测制地质剖面的目的和任务是:
(1)地层剖面:是为了了解沉积序列的岩石组成和结构、划分地层、建立填图单位。要求进行详细分层、描述,系统采取岩矿、古生物、岩石地球化学等样品,研究地层的接触关系及时代,必要时采集人工重砂样品进行重矿物组合特征研究,运用宏微观相结合的方法研究地层的各种地质特征、划分岩石地层单位,为路线地质调查和填图以及多重地层划分、对比打下基础。实测沉积岩地层剖面一般在野外踏勘之后、野外地质填图之前进行。实测剖面应选择在地层出露较完整,接触关系与标志层、相带清晰,构造相对简单的地段测制。
其目的是通过研究岩石物质及矿物成分、结构构造、古生物特征及组合关系、含矿性、标准层、沉积建造、地层组合、变质程度等。建立地层层序、查清厚度及其变化,接触关系,确定填图单位。
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(2)构造剖面:是着重研究区内地层及岩石在外力作用下产生的形变,如褶皱、断裂、节理、劈理、糜棱岩常(韧剪带)的特征、类型、规模、产状、力学性质和序次组合及复合关系。对研究区域构造的剖面,要通过主干构造剖面研究。
(3)第四系剖面:研究第四纪沉积物的特征、成因类型及含矿性、时代、地层厚度及变化特征、新构运动及其表现形式。
(4)火山岩剖面:研究火山岩的岩性特征、与上、下地层的接触关系、火山岩中沉积夹层的建造、生物特征;火山岩的喷发旋迥、喷发韵律,火山岩的原生构造和次生构造,确定火山岩的喷发形式、火山机构和构造。
(5)矿区勘查线剖面:分铅直剖面和水平剖面,此处仅指铅直剖面。在布设勘查剖面时,要照顾到整个矿床的各个地段,或兼顾相邻矿床。剖面线垂直矿体(床)走向线,间距一般与勘查网度一致。勘查线剖面主要反映矿体与围岩之间的界线,矿体中各种矿石自然类型和工业品级的界线,各种岩石之间的界线,各种构造界线;矿体的数量、分布、形状、大小、产状、厚度、矿石的自然类型和工业品级;构造控制和构造破坏等。剖面上标出探矿工程的种类、数量、位置、取样资料,从而可反映出勘查工作的工程控制程度、矿体圈定的合理程度、各地段的资源/储量类别。
二、剖面选择和布置原则
地层剖面选择:应选在地层发育完整、基岩露头良好、构造简单、变质程度浅的地段.若露头不好或因构造影响,致使地层不全、界线不清时,可测制补充性的小辅助剖面。
剖面布置:应基本垂直区域地层走向。地质构造复杂地区,剖面线方向和地层走向夹角应不小于60º。若地层产状平缓,其剖面宜布置在地形陡坡处。
三、测制剖面的基本方法和要求
(—)剖面踏勘:在剖面线基本选定之后,应沿线进行踏勘,了解露头连续状况、构
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造形态、岩性特征、地层组合、侵入岩的分布、种类、岩性岩相变化、接触关系,初步了解地层单元及填图单元的划分位置、化石层位、重要样品采集地点等。在此基础上确定总导线方位、剖面测制中导线通过的具体部位,需平移的地段和必须工程揭露的地区,以及工作中的驻地和各驻站的时间。
(二)剖面测制中人员分工
野外工作一般需要5-8人。人员大致分工为: 地质观察、分层兼记录1人 作自然剖面、掌平面图(航片)1人 前测手兼填记录表l人 后测手兼标本采集1人 放射性测量1人
若人员充足时,记录和样品采集均可由专人负责。若测制古生物地层剖面,最好有古生物鉴定人员参加,变质岩地层剖面最好有岩矿鉴定人员参加,以指导化石、薄片的采集工作。
(三)剖面比例尺的选择及有关精度要求
l、剖面比例尺:根据剖面所要研究的内容、目的、岩性复杂程度等,精度要求视实际情况具体对待。一般情况下比例尺为1/500~l/10000。
2、剖面上分层精度的要求:原则上在相应比例尺图面上达1mm的单位(厚度)均需表示。但一些重要或具特殊意义的地质体,如标志层、化石层、含矿层、火山岩中的沉积夹层等,其厚度在图上虽不足1mm,也应放大到1mm表示,并在文字记录中说明。分层间距按斜距丈量。
3、剖面的平移:剖面通过区如遇有大片覆盖、天然障碍或因构造破坏造成测制意义不
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大的地段,则需要平移。平移应依一定的标志层或实测的顺层追索为准。一般平移距离不大于500m,否则应分开另行测制剖面。
(四)剖面的具体施测
l、地形剖面线的测量:有仪器法和半仪法两种,仪器法由测量人员负责测制;半仪器法由地质人员测制,以罗盘测量导线方位和坡度,以皮尺或测绳丈量斜距。注意将皮尺或测绳尽量拉紧.方向和坡角要用前、后测手测量的平均值,且要求两人测量数据差值不能过大。
2、将测量数据和分层位置及时记入剖面记录表,并表示在平面图上,二者相互对照互相吻合。剖面记录表见表3-3-1。
表3-3-1 实测地层剖面记录表
第 页 矿区 剖面编号 剖面位置或起点坐标 共 页
导 导线距(米) 坡 地质 导 线 度 高 计 观察 线 方 斜 平 累计 角 度 高 倾 点号 号 位 距 距 平距 ± 角 度 向 角 点距离 角 号 度 度 号 号 倾 距地质向的夹代 厚 厚 累 位置 向与倾层 层 计 岩层名称 编 编 注 本 品 备 岩层产状及 导线方分 分 累 标 样 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 16
参加人 记录人 年 月 日
填表说明(附在封面的背后)
1、应在所测量的产状上方标注“层”“片”、“接”、“节”、“断”等简称,以表示“层理”、“片理或片麻理”、“接触”、“节理”、“断裂”等的产状(以下有关表同)填人10、11栏。
2、应在标本、样品编号前冠以相应的代号,以表示其种类,填人18、19栏。
3、根据剖面测制的目的,按需要配合以物探、化探工作。
4、剖面上样品采集工作:应根据剖面研究的目的,系统采集岩石薄片样、各类标本、岩石化学、人工重砂、古生物样等。特别注意矿化地段样品的采集,严防漏矿现象发生。
5、沿剖面线用定地质点的方法控制剖面起点、终点、转折点、重要地质界线、接触关系、构造关键部位和矿化有利地段等。地质点和分层号、化石及主要样品应用红漆在实地标记,并准确标绘在图上。
6、居民点、河流、地形制高点、主要地物及探矿工程等,应适当标注于平面图和剖面图上。
7、在剖面通过部位,遇到有意义的地质现象应画素描图或拍摄地质照片,并在记录上记明地点、时间和要说明的内容。遇到构造、特别是可说明大褶皱构造的次级褶皱构造,应在小构造具体出现位置的剖面图上方,用特写方式附上小构造形态特征素描图,如图3-3-2。
图3-3-2 小构造在剖面上的表示方法
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(五)剖面图的绘制
剖面图的绘制常用的有展开法和投影法两种。当导线方位比较稳定多用展开法,当导线方位多变、转折较多时宜用投影法.
1、展开法:在导线方向变化不大时,用展开法绘制剖面图。将各次所测的不同方向的导线,按其斜距和坡度角依次连接。在每一导线的起点标注导线方位角,分层等位置就是野外投影在导线上的斜距读数,导线上用真倾角按换算后的视倾角绘制。但产状为实测倾向、倾角,见图3-3-3、3-3-4、3-3-5。
图3-3-3 地层产状、地形坡度与导线关系立体图
图3-3-4 展开法实测剖面图
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图3-3-5 导线展开法剖面图作法
展开法绘制剖面图时,下方的导线平面图意义不大,成图时可以忽略不绘。
2、投影法:导线方向多变、转折点较多时,用投影法(二次投影)绘制剖面图。首先在图纸在下方,绘出一条代表剖面总体方向的水平投影基线,然后把各种地质要素标绘在这条基线的相应位置上,构成路线地质图,如图3-3-6。路线地质图是根据导线计算的平距和方向所绘。根据各地质要素在剖面导线上的斜距,计算为平距后,绘于导线平面图的相应位置上,地质界线则绘出走向线或分层界线,其它地质要素(如产状、标本等),按规定的图示标注在平面图上。
图3-3-6 两次投影法绘制剖面图作法
在导线方位转折不大,每条导线方向和剖面总方向基本一致,也就是说和地层走向接近垂直,则可将平面图上地质界线与导线交汇点直接投影到剖面图上,进行剖面绘制。此
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法也称一次投影法。
如:实测导线0~1斜长20m,方向31°,坡度+5°
导线1~2斜长15m,方向29°,坡度+8° 导线2~3斜长21rn,方向30°,坡度+10° 导线3~4斜长18m,方向31°,坡度+6° 总剖面方向为30°
根据各导线斜长和坡度,计算得出各导线平距和导线两端高度。 导线0~1平距=20×Cos5°=19.92m, 高差20×Sin5°=1.74m 导线1~2平距=15×C os8°=14.85m,高差15×Sin8°干2.09m 导线2~3平距=21×Cos 10°=20.88m,高差21×Sin10°=3.85m 导线3~4平距=16×COS 6°=15.91m,高差16×Sin8°=1.67m 依椐上述数据绘制成剖面图,见图3-3-7所示。
图3-3-7 一次投影法绘制剖面图及导线平面图
投影法绘制剖面图较展开法复杂,但仍可在野外绘制,成图后剖面上的地层厚度基本上反映了地层真厚度,构造要素和形态特征基本情合实际。缺点是剖面地形轮廓线有所歪
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的。
关于投影基线的确定方法,在投影基线与剖面线总体方位相一致,即垂直或基本垂直地层走向的原则下,其常用方法有以下几种:
(1)设影基线通过各条主要导线。见图3-3-8(1)
图3-3-8 投影基线选定法
(2)导线起始点的连线。但必须是测置导线较均匀地分布在投影基线两侧。见图3-5-8(2).
(3)导线加权平均法求投影基线方位(导线平均方位):
Ll·θ1+L2·θ2+…··+Ln·θn
公式:θ=—————————————————— n
∑L i i=1
式中:θ为投影基线方位角 Li为各导线长度
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n为导线条数 ∑L i为导线长度和
在求得投影基线方位角θ值后,在选择投影基线通过主要导线的位置,并按θ角值标定投影基线。
(4)几何作图法:依次连接各导线的中点,再连第一次连线中点,第二次连线的中点,最后形成一条直线,再通过进行计算(柱状图中可表示岩性相变或说明厚度的变化,不可采用两翼岩层中较大厚度的单层建立柱状图)。
4、地层真倾角换算为视倾角
在剖面图中,地层走向与剖面线方向不垂直时,在剖面图上地层产状以视倾角表示。其产状数字表示仍为真倾向、倾角。
5、实测剖面图中表示的主要内容
实测剖面图上应有图名、图例、比例尺、剖面起点坐标、方位、垂直标尺、水平标尺、剖面图、平面图及责任签等。具体要求为:
(l)导线平面图表示内容:导线、导线点、地质点、产状(可选择表示)、地质界线、地层代号、含矿层、断层、主要地物等。导线长度以平距表示。
(2)导线平面图上表示内容:方向、导线(长度以平距计)和导线号、地层界线、地层代号、岩浆岩代号、矿体蚀变带、断层、采样点、探矿工程、地质产状、各地质内容编号及代号、重要地物等。
(3)剖面图上的主要内容:剖面起点坐标、方位、垂直标尺、水平标尺、导线号、地层界线、地层代号、岩浆岩代号、岩性、矿体、蚀变带、断层、采样点及标本、样品编号、探矿工程、地质产状、各地质内容编号及代号、重要地物等。如有放大素描图应在剖面上方绘制并用箭头表示位置。
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(4)剖面图必须和投影基线相平行。
(5)剖面图摆法:剖面的左端应为西、北西、南西、南。相应在右端为东、南东、北东、北。
(6)如剖面经平移,则导线平面图上按平移的方向、距离另作起点。而剖面图仅按两点的高差决定起点的标高,水平方向酌情断开1~2cm,以作图方便互不重叠为原则。 (7)如剖面测制中并进行有电、磁测量、伽玛测量等工作,若种类少,或仅一种,可在剖面图上部作曲线图表示,但图中地质剖面应相互一致。 (8)剖面图布局可参照图3-3-5。
(六)地厚度计算
地层厚度按各导线分层进行计算。
厚度计算公试:D=L(Sinα×Cos β×Sin γ±Cos α×S1nβ) 式中D:地层真厚度(m) L:导线斜距(m) α:岩层真倾角(°) β:地形坡度角(±°)
γ:剖面导线与地层走向线的锐夹角(°)
(注:当坡度与岩层倾向相反时,公式中用加号计算:当坡向与岩层倾向相同时,公式中用减号计算。)
例如:某实测剖面中某段导线记录如下: 导线2~3,斜距25m,方向35°,坡度+10° 0~5rn:砂岩
5~23m: 百云质灰岩,产状200°/60° (20m处)
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23~25m;粘土岩
计算白云质灰岩层厚度:
L=23-5=18m, α=60°, β=10°, γ=走向110°—方位35°
代入公式 D=18×(Sin60°×Cos10°×Sin75° —Cos60°×Sin10°)= 13.27m (七)剖面地质小结(总结)内容提纲 1、前言
(1)剖面测制的目的。
(2)剖面线位置、方向、坐标、长度、测制方法。 (3)工作起始、完成日期、工作单位及主要工作人员。
(4)完成主要工作量:剖面长度、工程工作量、标本××件、样品××件。 2、地质成果
(l)简述剖面测制区的区域构造部位及地层、构造特征。 (2)依不同时代,由老到新分别对剖面所见地层进行叙述。
每一时代中地层可按地层组合单元总述其组合特征,再按不同岩性层详述其岩性、颜色、矿物成分、结构构造等岩石岩性特征,应详细述明岩层之间的关系,特别是不整合接触关系。
(3)岩浆岩及脉岩的描述。
(4)构造:断裂构造、褶皱构造,分别描述其类型、性质、规模、形态特征、断层对地层连续性的影响,控矿构造特征。 (5)矿产:对矿产应详述。 (6)新进展、新发现和新见解。 3、存在问题。
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五、填图路线与观察点的布置原则和方法 (一)填图路线的布置
地质填图中观察路线的布置,要以地质条件的复杂程度和要解决的主要地质问题为依据,在充分利用遥感图像资料解译的基础上,按照不同的基岩出露情况和穿越条件,精心布置。一般采用穿越路线、追索路线或两者相结合的方法进行填图。
1、穿越路线
为基本上垂直于地层(或地质体)、区域构造线的走向布置的填图路线。在观察路线上测制地质剖面、观察描述和素描各种地质现象并标定地质界线,路线之间用内插法、 “v”形法或解析几何法则标定地质界线。穿越路线的优点是容易查明地层和岩石的顺序、上下接触关系、岩相的纵向变化以及地质构造的基本特征,且工作量较少。缺点是两路线之间的地质构造情况难以了解。
2、追索路线
指沿地质体、地质界线或构造的走向布置的填图路线。主要用于追索特定的地层层位(如化石层、含矿层、标志层)、接触界线和断层等。可以详细地研究地质体的横向变化,是准确查明接触关系、断层及地层含矿特征的有效方法。
在野外实际填图过程中,两种方法需要灵活使用,必要时可结合起来布置填图路线。-般地,对于露头良好地段,应以穿越路线为主并辅以追索路线,可采用主干路线与辅助路线相结合的办法填图,露头不好或较复杂的地区要有针对性地布置追索路线。填图路线间距的大小应由填图精度要求和地质条件决定,以达到填图要求和解决主要地质问题为前提,不能机械地按网度布置或无根据任意放稀。一般情况下,填图的比例尺越小或地质条件越简单,填图路线的间距应越大;填图比例尺越大或地质条件越复杂,填图路线间距越
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小。比如,1/200000和1/100000区调布置的路线间距一般分别为2000m和1000m;1:50000区调布置的路线间距为500m或更小。
(二)观察点的布置和标测方法 1、观察点的布置原则
观察点的作用在于能准确地控制地质界线或地质要素的空间位置。其布置原则应是能有效地控制各类地质界线和地质要素。一般在地层的填图单位界线、标志层、化石点、岩相界线或岩性明显变化的地点,侵入体的界线、接触带等,节理、劈理、片理、断层和褶皱等构造要素的观测和统计地点,矿化蚀变带、矿体(矿点)等,岩性及产状控制点和各类采样点等均应有观察点控制。观察点布置密度应依据地质条件的复杂程序而定,不能平均等距性地布置观察点,否则不仅将会漏掉一些有重要地质意义的观察点,而且还会布置一些无效的观察点,从而影响布点的质量。
2、观察点的标测方法
在地形图上标定观察点的位置必须力求准确,误差范围不能超过规范精度要求(一般要求在野外手图比例尺的图面上不超过1mm)。当地形地物标志明确时,可直接目测标定点位;当微地形特征不明显时,则可利用手持式卫星定位仪(GPS)定位或用罗盘交汇【测量观察点与已知地形控制点(山头、村庄等)的方位关系,用后方交会法确定位置。后方交会法,一般应三点交会,其方位线间的夹角应大于45º,以减小误差。如三线相交不在一点,出现视差三角形,则以三角形的重心做点位】定位。
六、路线地质观察的程序和编录要求 (一)地质路线观察的一般程序 1、标定和描述观察点的位置; 2、研究与描述露头地质地貌特征;
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3、测量和标定地质体的产状要素及其它构造要素; 4、采集标本和样品,并标绘在手图和信手剖面上; 5、向两侧追索和填绘地质界线;
6、沿途连续观察和描述,并测绘路线剖面图(信手剖面图或素描图)。 (二)路线观察的编录要求 1、野外记录
野外观察内容主要记录在野外记录本上,若是数字地质填图则直接录入掌上电脑中。野外记录本中的使用要求是:右页做文字数据记录描述,记录项目有日期、观察路线编号及路线的起迄和经由地点、观察点编号及位置、地质观察内容和各种剖面数据、标本样品编号、照片编号,以及路线小结等。观察路线、观察点编号及标本样品编号应做到统一、顺序编录,并与手图、实际材料图吻合一致。记录本左页方格纸,供做信手剖面图或地质素描图之用。每册记录本均应在封面上贴上编录标签,并编制内容目录。
2、地质素描及拍照
野外地质填图时,除文字描述外,必须要求测绘路线信手剖面图和各种地质素描图,以淮确、生动地表达地质现象,并与文字描述相互印证。地质素描要求重点突出,各类地质体的接触关系清楚,地质要素齐全,标绘准确、整洁。一幅素描图要有比例尺、作图方位、岩性、产状等内容,并尽可能真实地反映地貌、地物特征。地质素描还应进行统一编号。
对于有重要意义和代表性的地质现象除要求地质素描外,还应尽量进行拍照,可作为地质素描的必要补充。对野外拍摄的地质照片也应进行详细的编录,在记录本或照片登记册中标明照片编号、拍摄地点和方位、摄影参数及拍摄的地质内容。
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七、地质界线的确定及标绘
地质图是客观反映各种地质体的空间展布及相互关系的基础性资料,图上所表示的地质界线和各类地质要素必须在野外现场填绘,不允许在室内任意删改和连图。
(一)地质界线的确定
准确地标定地质界线是保证填图质量和图面结构合理的重要前提。在基岩裸露地区,可直接根据所划分填图单位的岩性、岩性组合标志及地质体的接触关系确定地质界线的位置。但多数情况下,基岩出露不全,地质界线常被掩盖,这时除在关键地段进行适当的人工揭露(探槽、浅井或制图钻)外,多是借助间接标志或其它方法确定地质界线。主要有以下几种:
l、利用残坡积物判断地质界线:在残坡积物发育地区,带以残坡积物中某种岩屑出现的最高位置作为与不同岩性的界线所在地。但因情况复杂,运用时要慎重,如被埋藏的岩石不一定全部在残坡积物中出现;有些互层出现的岩层,会造成岩屑混杂,难于分辨。故只有对测区的标准地层、主要界线性质和构造状况等基本清楚时,运用此法才具有可靠性。
2、利用地貌特征判断地质界线:当各填图单位的岩性有明显差异时,风化后在地貌上亦有明显的表现,在熟悉地层剖面的情况下,可借此确定地质界线。若有航片现场解译,则更是一种重要的间接确定地质界线的手段。
3、天然生长的植被规律分布,常是基本地质界线所在,如沿断层面(带)呈带状分布的植被、在软岩层中植被茂盛等,往往是重要地质界线的位置。
(二)地质界线的标绘
在地质填图过程中,虽然对各种地质体不论大小都要求进行研究,但在图上只要求填绘按比例尺计算直径大于2mm的闭合地质体的界线和宽度大于lmm、长度大于3mm的线状地质体的界线。如果小于上述限度,而又对了解该区地质特征或矿产有重要意义的地质
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体(如岩脉或断层),可按图的比例尺放大至1×3mm表示在图上,并应尽量反映其真实的平面形态和产状。
标绘地质界线的方法:在确定地质界线的位置后,除由观察点控制的一段地质界线外,在视野能力范围内的地质界线,可选择地质构造转折部位,如地质界线通过山背及谷底的位置,按目标测定观测点的方法,遥测一些辅助控制点,然后将整段地质界线合理地连绘出来。如果露头不好或通视条件差时,则需作适当追索以填绘出地质界线。地质界线的填绘必须在野外现场进行,决不允许在野外只定点不连线。或者在两观察点之间以直线相连。应根据地质界面在地表出露线的真实形态,准确的填绘地质界线。
八、标本和样品的采集送样 (一)标本和样品的采集原则
1、标本、样品的采集必须首先明确目的和任务。对要解决的地质问题,从需要与可能出发,以最少的工作量、最小的投资,取得较多和必不可少的成果,达到较好的实际效果。
2、采集的各类标本、样品必须具有代表性。采集对象准确,数量恰当合理。 3、采集的标本、样品应尽可能新鲜,并要及时做好编录描述及整理。 (二)标本和样品的采集方法
1、采集标本的规格以能反映实际情况和满足切制光、薄片及手标本观察需要为原则。代表测区岩石、地层单位的实测剖面上的陈列展示标本,一般要求3×6×9cm3。岩矿鉴定标本可适当减小。对于矿物晶体、化石、反映特殊地质构造现象的标本,可视具体情况而定。
2、定向标本:要求在露头上选择一定的平面,用记号笔画上产状要素符号(如→25°),然后再打下标本。为保证标本上有定向线,可在定向面上多画几条平行的走向线,以便敲
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下标本后,据以描绘产状符号。定向标本一般不必整修。
3、岩石全分析样品:应选择新鲜、无风化、无污染的岩石露头采集,可采用造块法。对侵入岩可根据不同单元采集。对沉积地层,应垂直地层、厚度连续打块,或按一定网络打块,然后合并为一个样。样品重量一般不少于2000g。采集全分析样品应同时采集岩石标本、薄片、微量元素样和稀土元素样。
4、微量元素样、稀土元素样等亦应采集新鲜、无风化、无污染、有代表性的岩石作为样品。
5、其它样品采集:需根据设计和相应样品的测试要求,按照一定的规格、数量和方法,采集符合质量的样品进行测试鉴定。
(三)样品和标本的编录和整理
1、采集各种标本和样品均应有原始记录资料,同时在相应的图件文字登计表格上注明采样位置、编号,并填写标签包装,按类别、系统分别装箱,放入清单、送样单,及时送出。
2、作岩矿鉴定的标本要涂漆上墨编号。切记因在样品、标本上涂漆上墨,造成人为污染。
3、对返回的测试鉴定报告,应及时整理、编录、分类清理,决定采纳取舍,并反馈到相应的样品标本登记表、送样单、野外记录、样品分布的各种实际材料图、剖面图、柱状图上,必要时应带到地对照观察。
4、对于与野外认识有较大分歧的分析鉴定结果,室内也无法协调统一时,应及时向有关负责人汇报,研究处理,复查原因。
5、送出分析鉴定及磨片加工的标本样品,都要分类填写送样单,一式3份,其中1份自留,作编录底稿;1份送分析及加工单位;1份随样品标本箱。
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6、对制作薄片、光片、定向切片的标本,需在标本上画上切制部位和方向,送出鉴定和加工的片于,必须在送样单上逐项填写要求和鉴定加工项目。
7、要及时对标本样品的鉴定测试结果进行分析研究,与野外观察描述、各种图表及编录登记进行核对。
第四节 沉积岩地层的野外工作方法
—、沉积岩岩石分类和野外观测
实习区为沉积岩区,沉积岩主要有碎屑岩类和碳酸盐岩类,可遵循沉积岩的工作方法进行综合分析。
(一)碎屑岩类 l.碎屑岩分类
碎屑岩一般由碎屑颗粒、杂基、胶结物和孔隙等4部分组成。碎屑颗粒的大小(粒级)和成分决定了岩石的基本特征,是碎屑岩分类的主要依据。为了表明碎屑大小与水动力条件之间的关系,常采用自然粒级划分标准(表3-4-1);为了野外便于应用,也可采用表3-4—2中的简易划分方案。根据碎屑粒级的不同,可把碎屑岩分为砾岩及角砾岩、砂岩、粉砂岩和泥质岩4大类。其中砂岩又可进一步划分为粗砂岩、中粒砂岩和细砂岩3种基本类型;粉砂岩又可划分为粗粉砂岩和细粉砂岩。对于砂岩,也可根据碎屑物的成分及相对含贵进一步进行划分(表3-4-3)。
Φ值粒级划分表 表3-4-1
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颗粒大小 32 砾 (2) 45φ值 -5 -4 -3 -2 -1 0 +1 +2 砂 粉 砂 泥 颗粒大小(mm) 0.125 (2) 0.063 (2) 0.0315 (2) 0.0157 (2) 0.0078 (2) 0.0039 (2) 0.0020 (2) 0.0010 (2) -10-9-8-7-6-5-4-3φ值 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +10 16 (2) 8 (2) 4 (2) 2 (2) 123砂 1 (2) 0.5 (2) 0.25 (2) -2-10
2、碎屑岩的野外观察
(1)碎屑岩的成分:对于单成分砾岩,由于砾度粗大,砾岩成分比较容易确定。对于复成分砾岩可以采用统计的方法来确定砾岩的成分;对于砂岩要判断是单矿物的石英砂岩,还是复成分的长石石英砂岩、岩屑砂岩或杂砂岩等。
(2)碎屑岩的结构:碎屑岩的结构包括颗粒形态、分选程度、胶结类型以及碎屑颗
粒的组构形式等。碎屑颗粒形态可用圆度、球度和形状加以描述(图3-4-1);碎屑结类型主要由碎屑颗粒与填隙物的相对含量和相互间的关系决定的,对砾岩在野外可根据图3-4-2直接判别;对于砾岩还应研究砾岩的组构特征,特别是要测量扁平系数较大砾石的
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优选方位。
碎屑岩粒度结构命名表 表3-4—2
粒度(mm) 结构 砾状结构 >2 角砾状结构 2—0.5 0.5—0.25 0.25—0.05 0.05—0.025 粉状结构 0.025—0.005 <0.005 泥质结构 砂状结构 角砾岩 粗砂岩 中砂岩 细砂岩 粗粉砂岩 细粉砂岩 泥质岩 岩石名称 砾岩
砂岩的碎屑成分及命名 表3-4—3
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岩石名称 石英砂岩 长石石英砂岩 岩屑石英砂岩 长石砂岩 岩屑砂岩 石英含量 >95% 95%—75% 95%—75% <75% <75% 长石与岩屑相对含量 长石>岩屑 岩屑>长石 长石>岩屑 岩屑>长石
图3-4-1 沉积颗粒的圆度类型
图3-4-2 颗粒接触类型和胶结类型的关系
(3)碎屑岩的沉积构造:其内容非常丰富,包括测量层系、层系组厚度,细层度、交错层细层最大倾角、倾向及层系组的产状,并确定古流向;确定是交错层系(层系厚度>
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3cm)还是交错纹理(层系厚度<3cm),研究它们的各种特征。
(4)古流向测量:反映古流水特征的标志主要有交错层理和顶底面构造,包括槽模、沟模、流水波痕、冲蚀槽以及碎屑颗粒与化石优选方位等。
(二)碳酸盐岩类 1、碳酸盐岩分类
碳酸盐岩的分类首先是按矿物成分含量分为石灰岩、白云岩两个基本类型和其间的过渡类型(表3-4-4)。
碳酸盐岩类中方解石含量及岩石命名 表3-4—4
岩石名称 灰岩 白云质灰岩 灰质白云岩 白云岩
方解石含量 >95% 95%—50% 50%—5% <5% 白云石含量 <5% 5%—50% 50%—95% >95% 滴HCL反应 强烈反应 中等起泡 微弱起泡 无反应 石灰岩、白云岩及其过渡岩石还需要根据结构~成因作进一步的划分,目前国内外应用较广泛的是R.J.Dunham的方案(表3-4-5)。在野外研究基础之上,室内再据颗粒类型和结构等加必要的修饰词更精确地命名。
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碳酸盐岩的结构分类 表3-4—5
沉积结构能辨认 在沉积作用过程中原始组分未被粘结 含泥(粘土和细粉砂的质点) 泥支撑的 无泥,颗粒颗粒<10﹪ 颗粒>10﹪ 颗粒支撑在沉积作用过程中,原始组分被粘结在一起,沉积结构不能辨认 (还可根据其标志有连生的骨骼物结晶碳酸盐岩质;反重力纹理;以生物理结构和成岩特征作支撑的颗的泥粒灰物或可疑生物为顶、沉粒灰岩 岩 积物为底的大孔洞等粘结岩 进一步划分) 灰泥岩 粒泥灰岩
2、碳酸盐岩的野外观测
野外观测的主要内容包括:岩石的颜色、单层厚度、岩石中所含颗粒与灰泥的相对含量、颗粒类型与含量、生物扰动程度及特点和其他沉积构造及层序特征。
(1)含非生物屑颗粒的碳酸盐岩:非生物屑颗粒主要有外来碎屑、内碎屑、灰泥、鲕粒及球粒与类球粒等。野外要调查内碎屑碳酸盐岩的内碎屑(砾屑、砂屑、团块)的含量、形状、大小、成分与内部构造、磨圆度及分选、排列方式、有无氧化圈及填隙物的性质特征;要调查含鲕碳酸盐岩的鲕粒含量、形状、大小和填隙物的性质及特点。
(2)含生物碎屑的碳酸盐岩:生物屑和生物化石是碳酸盐岩最重要的造岩组分之一,因此遇到要详细观察和采样。野外主要调查化石组合特征、成岩作用和化石或生物屑的分
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布特征。
二、沉积岩的地层划分与观察描述
地层划分是沉积岩地层学的基础,也是地质图重要的表示内容。根据对地层划分的依据不同,可从不同的角度对地层进行划分,如岩石地层、生物地层、年代地层、磁性地层、化学地层划分等。目前最常用的仍是岩石地层划分和年代地层划分两类划分方法。 (—)岩石地层单元(位)划分
岩石地层单元(位)由以宏观岩石学特征变化为划分依据的,并正式定义命名的群、组、段、层等组成的地层划分系统。其中群是高级别的正式岩石地层单元,一般由纵向上相邻的两个或两个以上具有某种共同岩性特征的组归并而成。
组是描述、研究区域岩石地层序列的组成、结构、纵横向变化、区域地层格架及区域地层发展史的基本物质单位,是岩石地层划分的基本正式单元;段是级别低于组的岩石地层单元(位),是组的组成部分,具有与组内相邻岩石不同的岩石特征;层是等级最低的岩石地层单元(位),由岩石特征明显区别上、下相邻层的单层或复层组成,并可穿过不同的段或组。
(二)年代地层单元(位)划分
年代地层单元(位)是根据地层层序内存在的一系列特定时向间隔的等时面划分,由同一特定地质时间间隔内形成的全部岩层组成的地层单元(位)。年代地层单元(位)分为宇、界、系、统、阶、亚阶6级,并与岩石地层单元(位)没有对应关系。 (三)地层的观察与描述
地层的观察、描述的主要内容是岩层的颜色、层厚、结构、构造和岩性特征等,一个分层或组的记述顺序一般为颜色~层厚~结构构造~岩石定名。例如:①灰白色厚层状粗
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粒石英砂岩;②青灰色中厚层状鲕状灰岩;③黄绿色薄层状泥质条带灰岩。
岩层(石)的原生颜色与岩石的化学成分或矿物成分密切相关,岩层的颜色能反映部分沉积环境,但记述颜色必须以新鲜岩石的色调为准。
层厚指均一岩层的层理厚度,是沉积层的最小单元,其上下层面代表一个沉积的间隔或沉积条件的变更,顺层面往往形成明显的剥开面。层厚的大小一般与沉积速率成正比关系,层厚>100cm,称块状;]00-50cm,称厚层状;50-10cm,称中厚层状;<10cm,称薄层状。
岩石的结构构造对沉积环境的判断有重要意义,也是地层划分的根据之一。除了前述内容外,层理构造与层面构造的观察与描述,是必不可少的。
层理包括水平层理、平行层理、递变层理、透镜状层理、脉状层理以及各种交错层理。层面构造有波痕、印痕、底模、冲刷构造等。
层理要素包括细层、层系和层系组。细层是组成层理的最小单位,以mm计,是在相应营力条件下形成的;因而具有均一成份和结构。层理要素与层理关系可如图3-4-3所示。
图3-4-3 层理的基本类型及关系
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沉积地层中生物化石是确定地层时代的重要依据,并且能够比较准确地判断沉积环境。岩石地层学的研究,并不意味忽视古生物的研究,相反,还要尽力寻找化石,观察和采集化石,记述化石(包括遗体和遗迹化石)的类型、内容、保存状态等等。
注意观察和追索岩层或分层的几何形态(透镜状或层状……);纵向或横向变化情况;地层组合方式;不同岩性层所占比例(互层状、夹层状¨…)以及旋回性的重复出现等。 地层厚度的估计或测量。
地层的接触关系:上、下地层单元之间是连续过渡的,或是突变的;是整合的或是不整合的;是平行不整合或是角度不整合;不整合面上是否见有风化壳现象或冲刷现象;并推断其属于陆上不整合还是水下不整合……。
在构造复杂地区,要随时注意地层的正常与倒转。交错层、冲刷现象、沉积韵律、示顶构造、劈层关系等都能够判断上下层面的方面。
上述地层观察与描述内容,除了文字记述外,要多用素描图、示意图或沉积柱状图等记述,并在相应位置上标明采样位置和样品编号。
三、沉积岩的地层层序调查
层序地层学已经建立了一套地层单位等级体系,从小到大包括纹层、纹层组、层、层组、副层序、副层序组和层序等。除纹层外,每个地层单位都是一套以具有年代地层学意义的界面为界的彼此有成因关系的地层。这些界面的对比,为在各种尺度上进行沉积相分析和岩石类型预测提供了高分辨的年代地层框架。下面就层序、体系域、副层序和副层序组等主要地层单位作一简述。
(—)层序和体系域 1、定义
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层序是层序地层学分析的基本地层单位。所谓层序,就是一套以不整合或与其可对比的整合为界的、相对整合的、彼此有成因关系的地层。层序界面是由于海平面相对下降而形成的。
不整合是一个将时代较新的地层与时代较老的地层分开的界面,但在这个界面上必须有证据表明发生了地面侵蚀截切,在某些地区发生了与其对比的海底侵蚀或地表暴露作用,并有证据表明可能出现过明显的推断的间断(J.C.Wagoner等,1988)。 -
整合也是一个将时代较新的地层与时代较老的地层分开的界面,但在这个界面上没有证据表明发生了侵蚀(不论是地面的还是海底的)和无沉积作用,也无证据表明出现过明显的或推断的间断。
层序内部由体系域组成。体系域可以根据层序界面的类型、副层序组的分布及其在层序中的位置等客观准则来划分,也可以根据几何形态和沉积相组合来划分。所谓体系域,是指一套同期的沉积体系;所谓沉积体系,是指三维的岩相组合。体系域有4种,即低水位体系域(LST)、陆棚边缘楔形体系域(SMW)、海侵体系域(TST)和高水位体系域(HST)。
2、界面
层序和体系域的界面总是存在于岩石记录中,尽管有时在某种情况下它们可能是隐蔽的或一个界面可以是多个界面复合而成的。这些界面包括层序界面、海侵面和最大海泛面。
(1)层序界面:为一个不整合面及与其可对比的整合面,是侧向上连续的、分布广阔的界面,起码覆盖了整个盆地,而且在全球许多盆地中似乎是同时产生的(J.C.Van wagoner,1990)。层序界面将其下面的所有地层与其上面的所有地层分开,而且具有年代地层学意义。
不整合接触关系是鉴别层序的关键。不整合是由在剖面中地层的终止(尖灭)显示出来的(图3-4-4)。在层序的底界面之上可以产生上超和下超,在顶界面之下可以产生顶
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超和侵蚀截切,他们代表地层单位的原始沉积范围。
图3-4-4 上超、下超、顶超和侵蚀截切的地层及年代地层关系
垂直线表示不整合所代表的时间间隔
上超是原始水平的地层超覆在原始倾斜面上或原始倾斜的地层超覆在更倾斜的原始斜面之上,通常与海岸沉积逐渐向陆推进有关,标志着海平面相对上升。下超是原始倾斜的地层逐渐向下终止(尖灭)于原始水平或倾斜面上,发生在层序底面之上或层序内部,与海底沉积缺失有关。顶超是层序顶部原始倾斜的地层向上终止(尖灭)于层序的顶界面,代表层序顶界面的不整合部分,表示没有发生沉积作用和可能发生了较小的侵蚀作用。俱蚀截切主要是由于侵蚀作用而使层序顶部的地层终止(尖灭)于层序顶界面,主要表现为不规则侵蚀面。
层序界面是由于海平面相对下降而形成的。根据沉积滨线坡折处的海平面下降速率是大于还是小于沉降速率,将层序界面区分为I型和Ⅱ型两类。A型层序界面(SBl)是海平面下降速率大于沉积滨线坡折处的沉降速率时形成的。此时,海平面降到沉积滨线坡折带以下,从而引起陆架露出水面的和河流下切。I型层序界面以陆上侵蚀为特征,具有陆架河谷切蚀、海底峡谷切蚀以及盆地浊积扇复合体和低水位进积复合体。Ⅱ型层序界面(SB2)是在海平面下降速率小于或等于沉积滨线坡折处的沉降速率的情况下形成的。此时海平面
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不会下降到沉积滨线以下,所以陆架露出水面是有限的,并且没有发生河流下切。Ⅱ型层序界面以内陆棚区地表条露、微小侵蚀以及一个陆棚边缘进积复合体为特征。
(2)海侵面:海平面下降到最低点后的第一个海泛面。它是划分低水位体系域(或陆棚边缘体系域)与海侵体系域的物理界面,即从这个海泛面起就在低水位体系域(或陆棚边缘体系域)之上开始产生向陆蚀退的海侵体系域的沉积,标志若低水位(或陆棚边缘)进积到退积的转换。在靠近大陆地区,海侵面与层序底部的不整合面汇合。
(3)最大海泛面:它是区分海侵体系域和高水位体系域之间的物理界面,是一个以上覆地层的下超和下伏地层的明显截切力特征的水下凝缩段。
(二)副层序和副层序组 1、副层序
副层序是层序和体系域的基本建筑块体。所谓副层序,就是一套以海水洪泛面或与其可对比的界面为界的、相对整合的、彼此有成困关系的层或层组(J.C,van Wagoner,1990)。在层序内的特殊部位,副层序的上下可以层序界面为界。海水洪泛面是一个将其上面的由于水深突然增加而沉积下来的时代较新的地层与时代较老的地层分开的界面。
副层序界面是一个从局部范围到盆地范围的平面,在很大的地区只有很小的地形起伏。海水洪泛面将其上面的深水岩和其下面的浅水岩石截然分开。海泛面以很弱的海底侵蚀作用和无沉积作用为特征,有时有不明显的推断的间断。
副层序产生在海岸平面、三角洲、海滩、潮汐、河口湾和陆棚等环境中。它既可能表现为颗粒向上变粗的海退序列,也可以表现为颗粒向上变细的海退序列,但本质上讲都是沉积相序向上变浅。在河流沉积剖面中很难鉴别副层序,因为那里没有海相或边缘海相岩石,在陆坡或深海盆地剖面中也很难鉴别副层序,因为那里的地层是在海平面以下很深因而不会受到水深增加影响的地方形成的。
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2、副层序组
所谓副层序组,就是一套组成一个有特色的堆叠型式的一般以明显的海水洪泛面或与
其可对比的界面为界的、彼此有成因关系的副层序(J.C.Van Wagoner,1990)。 与副层序界面一样,副层序组界面也是海水洪泛面及与其可对比的界面。它具有以下三种特征:(l)将有特色的副层序堆叠型式分开;(2)可以与层序界面一致;(3)可以是体系域的下超面和体系域的界面。
副层序组根据其内部副层序的堆叠形式是进积的,退积的或加积的,而分别称之为进积副层序组、退积副层序组和加积副层序组。
副层序组与体系域是两个既有联系又有区别的概念。副层序组是指一组具有相同堆叠型式的副层序,强调沉积岩相的垂向堆叠规律。而体系域是指一套同时期的所有沉积体系,强调沉积岩相在盆地中的三维组合。在具体剖面中,一个体系域可由一个或多个副层序组组成。副层序和副层序组在一个层序中堆叠的理想化剖面如图3-4-5所示。
图3-4-5 一个层序中副层序和副层序组堆叠的理想化剖面
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第五节 地质构造的野外调查和研究方法
构造地质学主要是研究由内动力地质作用所形成的各种地质构造形迹的基本特点及其演化历史,并进而探讨地壳运动的方式、方向和动力来源。调查和研究的内容有构造的几何学、运动学和动力学三个方面。
地质构造现象,无论在时间上或是在空间上都可以划分为许多级,即“构造尺度”。就空间上的尺度而言,可把地质体按大小范围相对地划分,其中每一地质现象都有一定的尺度或一定的尺度范围,每一尺度的构造都强调某些不同的方面,而且有其不同的研究任务和观察方式。因而从越多的尺度(大尺度、小尺度和微尺度)上看构造问题,就越能有机会得到比较全面的答案。
野外的构造研究是从露头上可见的小型构造入手,观察描述其形态、结构要素和产状、类型等,查明不同构造之间的空间组合关系和时间上的发育顺序。然后将不同露头的地质现象联系起来分析确定其与大型构造的关系,阐明构造变形机制并重塑变形演化历史。
一、地质构造观察研究方法
沉积岩、岩浆岩和变质岩等岩类的构造,各有其特殊性,必须采取相应的不同研究方法。但野外实践证明,各类岩石中的构造具有显著的共性。特别是小型构造的类型和性质都相当一致,因此我们首先要了解地质构造观察研究的一般原则和方法。
除各种地质构造的专门研究方法外,地质填图仍然是研究构造的基本手段。地质调查过程中应结合地质填图进行详细地质构造观察和地质制图,着重于各种结构要素的几何特征、力学性质及其相互关系,从构造形变的发生、发展、复合、转化等出发,建立构造形迹组合,构造事件的发展序列和相应的构造型式。
构造研究的基础是对岩石组构和不同要素之间相互关系的野外观察。包括各种面状构
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造,如层理、面理(劈理、片理)、节理、褶皱轴面和岩浆岩中的流面等,以及线状构造,如各种线理(杆状构造、矿物拉伸线理等)、褶轴和岩浆岩中的流线等。尤其要重视观察那些均匀贯穿于整个地质体中,在一定尺度上具有优选方位的透入性结构要素,因为这种结构要素分布的规律性即意味着变形作用中相应的规律性,即它是受特定的构造应力场控制的,所以它对于阐明地质构造的演化具有重要意义。
变形岩石完整的构造解析包括几何的和力学的两个方面。前者包括几何特征和物理特征的直接观察和测量,它是构造分析的基础,也是应变和应力历史分析的前提;后者则包括运动学和动力学的解释,直至建立一个地区的应变和应力历史。
全面的地质构造观察研究应该把形成和形变或建造与改造紧密结合起来。建造是基础,但在观察地质构造时形变是主要方面。应该以一场构造运动为主线,把沉积、岩浆、形变、变质、成矿等各种作用贯穿起来,加以综合考虑,统一于一个与其相应的构造应力场;还要恢复和建立地质构造发展史。
二、节理的野外观测
节理是野外填图工作中常见的构造成分,就序次而言,初次的节理常大面积普遍分布,再次形成的节理分布多较局限;就等级而言,大多数节理的规模较小,但在航卫片上常可见到形成时代较新的、线性明显的、区域性分布的大型节理。节理是分析研究构造应力场的重要材料。
有关节理的测量统计,在许多教科书上都有介绍。从部分的实践情况看来,除某种特殊需要如为研究与流体矿产有关的问题外,一般说来,没有进行大量烦锁测量统计的必要,且难于说明构造问题。
对节理的观察研究,应在认准节理性质的基础上,进行节理的分期配套,以弄清区域构造的期次关系。在有明显构造间断面存在的情况下,应注意间断面上下节理系统的性质
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和方向的差别及其复合转变的关系。在地质观察点上所见到的节理,一般应分组测量不同性质、不同方向、不同期次的节理产状,在倾斜岩层上测量的节理产状应用赤平投影方法恢复水平,以便与区域构造方向联系起来研究,用以说明区域构造特点。
节理虽小,颇能反映构造。通过对节理某些细微末节特点的研究,可以揭示地块或岩块的构造活动历程。例如,利用节理的共轭关系、排列方式、结环形状、形态特征、尾端变化、交叉特点等鉴定节理的性质:从错开、限制、互切和追踪等现象,进行节理的分期配套。另外,一对共轭扭性节理,若沿追踪方向发生扭动,则常常出现斜向的紧闭段与开启段错开斜列的现象,其中开启段的空隙中常赋存矿质、水体等充填物,在找矿、找水方面有一定的实际意义。
在不同地质观察点上所测量并经复平校正的节理性质和产状,以及航空象片上解泽的不同规模的代表性节理,均应用直观的符号,标示在野外用图上,作为综合研究及编制成果图的基础资料,符号设计和表示方法,除参考统一规定的外,也可自行创用。
(一)观察点的选择
野外观测点是根据所要解决的问题选定的。每一观测点范围视节理的发育情况而定,一般要求几十条节理可供观测,而且最好将观测点布置在既有平面又有剖面的露头上,以利于全面研究节理。
(二)观测内容
(1)在任何地段观测节理,首先要了解区域褶皱、断裂的分布、特点以及观察点所在构造部位,然后根据不同的目的、任务,区分不同的岩性地层,观测和测量其中不同性质节理。其记录格式如表3-7-2。
节理观测点记录表 表3-5-2
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所在褶皱或断层部位 所在岩层时代、层位、岩性及产状 节理面及节理产状 充填物特征 节理的力学性质及旋向 点号及位置 节理的分期、配套 节理密度(条/m)
(2)区分节理的力学性质(是张节理、剪节理、缝合线节理或羽痕构造等),并根据其性质作进一步的细分。根据节理面特点(如产状变化、光滑程度、充填情况、擦线方向等)、组合特点、以及尾端变化特点(如分叉、折尾、马尾状、火炬状等)来确定。
节理若被脉体充填,调查时要尽量收集脉体产状、规模、形态、间隔、充填矿物的成分及生长方向等数据。并根据节理或脉的产状及性质分组,以它们之间相互交切、互切、限制、追踪以及脉矿物生长方向等分期配套,确定形成的先后顺序。并作素描图或拍照以说明其形态和相互关系。
(3)在选定地点内,对所有节理产状进行系统测量。测定方法和地层产状要素测定的方法一样,为特殊目的需要,如为确定某一组节理或充填脉与褶皱的伴生或派生关系,还要测定节理与层理,共轭节理等交线的产状。对于判别褶皱存在和褶皱几何形态有重要意义。
三、褶皱形态的描述和观测
褶皱是基本的构造成分,通常指背斜、向斜、穹窿、盆地等构造形态。随着科学技术的发展,许多学者从不同要素出发对褶皱进行了多种分类,为便于选择应用,现将褶皱的
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主要分类名称汇总如下(表3-5-3),以供参考。
褶皱主要分类名称汇总表 表3-5-3
分类依据 几何形态 横剖面形态 对称性 翼间角大小 褶皱面弯曲形态 各层弯曲形态的变化规律 地面出露形态 穹隆、构造盆地、短轴褶皱、线状褶皱 直立水平褶皱、直立倾伏褶皱、倾竖褶皱、斜歪水平褶皱、平卧褶皱、斜歪倾伏褶皱、斜歪褶皱 I类——I A型、I B型、I C型,II类,III类(即兰姆赛J.G.Ramsay 褶皱面曲率变化特征 1967 的褶皱几何分类) 圆柱状褶皱、非圆柱状褶皱 直立褶皱、斜歪褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱、翻卷褶皱 对称褶皱、不对称褶皱 平缓褶皱、开阔褶皱、闭合褶皱、紧闭褶皱、等斜褶皱 圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱状褶皱、扇状褶皱、挠曲 协调褶皱、不协调褶皱 分类名称 轴面和枢纽产状 48
组合形式 复背斜、复向斜、隔档式、隔槽式、雁行(斜列式)褶皱 纵弯褶皱、横弯褶皱、剪切褶皱、柔流褶皱;弯曲褶皱——弯曲滑动褶皱、弯曲流动褶皱,被动褶皱——被动滑动褶皱、被动流动褶皱、准一弯曲褶皱 形成机制
为深入认识褶皱构造的特点,在区调工作中不仅要多次反复地认真细致判读地质图,即做通常所说的“看图识字”工作。重要的是必须在野外填图过程中收集褶皱要素的基本素材,如褶皱轴、转折端、倾伏角、高点等。必要时得测制有代表性的构造剖面,并应用赤平投影方法解析基本的构造要素。
应调查了解不同方向、不同形态、不同构造样式褶皱区或褶皱带在形成条件、形成时代和形成机制方面的差别及其相互关系,它们对于揭示不同地区地质历史的区别,可能具有重要的意义和作用。不同褶皱区、带地势地貌上的差异可能是某些新的造运动的迹象,在实用性方面具有不同的作用。
在野外地质工作过程中,褶皱的观测首先是几何学的观测,目的在于查明褶皱的空间形态、展布方向、内部结构及各个要素之间的相互关系,建立褶皱的构造样式,进而推断其形成环境和可能的形成机制。
野外工作中,主要进行以下几方面的工作: (一)褶皱识别
空间上地层的对称或重复是确定褶皱的基本方法。多数情况下,在一定区域内应选择和确定标志层,并对其进行追索,以确定剖面上是否存在转折端,平面上是否存在倾伏端或扬起端。在变质岩发育区或构造变形较强地区,要注意对沉积岩的原生沉积构造进行研究,以判定是正常层位或倒转层位;利用同一构造期次下的小构造【如牵引褶皱和劈(片)理等】,对高一级构造进研究。
如图3―5―2对褶皱的识别就主要是在确认奥陶系~二叠系地层重复分布及产状关系
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的基础上才予以识别的;再由景儿峪组和长龙山组构成的多个倒转平卧褶皱则主要是在识别二者岩性组合的变化及长龙山组变质砂岩中发育的斜层理,确认地层顶面的基础上识别的。
图3―5―2 某地构造剖面图
(二)褶皱位态观测
褶皱位态需要轴面和枢纽两个要素确定,对于直线状枢纽或平面状轴面,只需测量其中一个要素就可以确定褶皱的方位,但不能确定其位态,因为具有相同枢纽方位的褶皱,可以具有很不相同的位态。轴面可以是曲面,枢纽也可以是的线。
实际工作中,露头上可见的褶皱全部暴露时,可以用罗盘直接度量其枢纽的倾伏向、倾角和轴面的倾向、倾角。若枢纽和轴面为曲线(面),必须测量若干代表性区段的产状来说明二者的变化,才能得到总体的认识。
当褶皱没有完全剥离时,只要能测出褶轴(或枢纽)、轴迹、轴面3个要素中任何两个要素,就可用赤平投影方法求导另一个;对大型褶皱的轴面和枢纽需要用π或β图解求导。具体方法可参考构造地质学教材。
(三)褶皱剖面形态及褶皱样式观测
褶皱形态一般是在正交剖面上观察和描述的。对褶皱横剖面形态描述,主要是运用枢纽、轴面、转折端剖面形态、翼间角、轴面和包络面关系以及波长和波幅等褶皱要素、参数进行描述。综合考虑才可以得出对褶皱面在剖面上整体形态的客观认识。
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褶皱样式要从剖面上所出现的褶皱形态和总特征来认识。F.J.特纳和L,B,韦斯(1963)按样式划分的十类褶皱,概括起来就是依据:
(1)褶皱层的平行性或相似性; (2)褶皱层的不连续性及不协调性;
(3)褶皱的紧闭性和翼间夹角大小; (4)褶皱的对称性;
(5)成双的共轭褶皱等特征。
褶皱样式有许多是取决于两个褶皱面之间的单层横截面形态,兰姆芬(Ramsay,1967)根据等倾斜线型式和厚度变化参数所反映的相邻褶皱面的曲率关系,将褶皱分为3类5型,表送了褶皱的基本样式。
为说明褶皱样式,必须取得α(岩层倾角)不同时的t。及Tα,t0=T0的原始数据资料。这些资料可以从顺枢纽方向的地质图上、露头或手标本上、素描图上或相当于正交剖面上收集到。
在野外工作中,如果褶皱露头良好,且断面相当于正交剖面,全部工作可以直接在露头上进行。用粉笔把岩层界线绘准确,利用罗盘作切线,对选定的α角通过沿轴面移动,并对准岩层界线的方法找到相应的位置。然后根据一定间隔测量ta和Ta,分别编制厚度变化曲线图,并与标准曲线进行比较,即可确定褶皱的型态类型或样式。
影响褶皱样式还有另外一些因素如卷入褶皱的岩石类型、厚度和两强岩层的间距等。使组成褶皱的岩层能干性不同,在相同变形条件下,弱岩层易发生塑性流变,因此,褶皱样式随岩层能干性而发生变化。如在相同应力和边界条件下,板岩可能形成尖棱状褶皱,而砂岩则可能形成圆弧状褶皱,二者组合为尖圆褶皱样式(图3-16)。如果两强硬层间距很大,其间弱岩层形成独立小褶皱,构成不协调褶皱。如果间距很小,两强岩层一块弯的
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变形而形成协调褶皱。
(四)褶皱的伴生构造
在褶皱形成过程中,褶皱的不同部位具有不同的局部变形环境。褶皱层的有些部分伸长,有些部分缩短,而另一些部分没有受到任何的应变。因此,褶皱不同部位形成不同类型的派生、伴生小构造,与主褶皱保持一定的几何关系,各自从一个侧面反映出主褶皱的基本特征。借助从属构造阐明区域大褶皱的几何特征,分析褶皱形成机制及发育过程,是野外地质工作中常采用的手段之一。
1、褶皱两翼的小构造
层间擦痕(线)的观察与测量,用以判断两盘相对位移方向和主褶皱转折端位置以及类型(水平褶皱、倾伏褶皱等)。
从属褶皱观察与测量,观察其不对称类型(S或Z型)、特点和倾伏方向,测量其要素(轴面、枢纽等)产状和几何参数(如波长、波幅、包络面等),确定它们处于大褶皱的位置。
2、褶皱转折端的小构造
观察节理和小断层的类型、特征、鉴别其力学性质,测量其产状要素。利用它们的形态和方位分析转折端的应力、应变状态及从属褶皱类型(M或w型,尖棱、园弧或箱状等)以及其随剖面深度的变化、度量其要素,根据地层时代关系确定褶皱性质(背斜、向斜)。 观察转折端的虚脱和被岩浆、矿液充填的情况等及节理或进一步发展为逆断层的组合形式等。
3、要注意区分伴生构造与早期和晚期的小构造
有的褶皱形成的应力条件十分复杂,其中的小构造包括褶叠层、火炬状张节理、石香肠和小型逆冲断层、小褶皱、各个方向的劈理等。进一步对小构造与主背斜的包容、交切
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关系及力学性质的配套研究可以明确,前三者包含于主背斜褶皱层内,是早期伸展作用下形成的小构造;小型逆冲断层、小褶皱和东西向劈理力学性质与大褶皱可以完全配套,为同期构造的产物;而南北向劈理切割了东西向劈理,并与晚期NNE向褶皱配套,因此为后期构造形成。可见,只要仔细观察分析褶皱与小构造的几何学、运动学乃至动力学关系,是完全可以区分不同期构造运动形成的小型构造的。
(六)叠加褶皱的野外研究 1、叠加褶皱的识别准则
露头上直接看到小褶皱重褶,是判断叠加褶皱的最可靠标志,当早、晚两期褶皱要素不平行时,露头可呈现一系列封闭状的各种图案,如“蘑菇形”“新月形”等。其次要注意早期褶皱要素的变形和变位,晚期褶皱中新的构造要素有规律的出现,原生构造与褶皱构造指向的矛盾现象,两组不同类型的不同方向面理或线理有规律的交切以及陡倾或倾竖褶皱的广泛发育等。
2、判断露头所处区域叠加褶皱构造部位
应用兰姆赛的三类五型基本型式、层理和劈(片)理关系及小型褶皱特征很容易判别所处区域构造的部位。如在露头上看到小褶皱重褶,则这个露头一定处于早期褶皱的转折端;若在露头上看到S0∥Sl∥S2,这个露头属两期褶皱的翼部;若看到S2和S1呈直交,这个露头就是后期褶皱转折端部位。
3、叠加褶皱型式判断
要根据褶皱的构造要素,主要是二期叠加褶皱的轴面和轴向的叠加关系,划分叠加褶皱的型式。如有的地区发育的叠加褶皱,二期褶皱的轴近于平行,且晚期褶皱的最大应变轴与早期褶皱的轴面成大角度相交,因而为共轴叠加褶皱。
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四、断裂构造的观测
断层是地壳的主要构造形迹之一,断层的性质、特征及规模,在很大程度上控制一个地区地质的复杂程度,大量实践证明,在矿产晋查、勘探以及工程地质勘察中,对断层的研究已成为一个非带主要的内容。
(—)断层的识别和描述
断层是一种重要的构造要素。沉积岩地区的地质复杂程度常常取决于断层的发育程度,断层发育地区常使野外填图工作量大幅度的增加。对一个图幅或地区的构造研究深度,也常常表现在对断层的调查研究程度上。因此,对断层的观察研究是区调填图工作中一项重要而艰巨的任务。
断层的分类除前述按力学性质分类的外,不同学者对断层进行了不同的分类。为便于使用,现将常用断层分类名称汇总列表于下(表3-5-4),供作参考。
断层主要分类名称汇总表 表3-5-4
分类依据 断层走向与褶皱轴间几何关系 断层与所切岩层走向的方位关系 断层两盘的相对运动 分类名称 纵断层、横断层、斜断层 走向断层、倾向断层、斜向断层、顺层断层 正断层、逆断层、平移断层 地堑、地垒、阶梯状断层、环状断层、放射状断层、斜列式组合形式 断层、块断型断层;叠瓦式逆掩断层、对冲式逆掩断层、背冲式逆掩断层、顺层式逆掩断层、楔冲式断层 54
断层论据、性质、产状的现场确定是野外观察描述的基本任务,必须认真做好。要多方收集材料切实回答有无断层?什么性质?产状如何?有哪些多期活动或力学性质转变的依据?一般说来,主要是根据地层接触关系、地层产状变化、断裂构造岩带,地貌标志、地下水露头等情况判断。断层产状常常依据地貌显示、断裂带次级构造、断层面的“V”字形表现等判定。切忌在某些情况模糊不清的条件下乱“开刀”,或以“能够解释”为理由随便画断层,这会给填图工作带来一些不必要的麻烦,使图面结构产生一些不合理以至混乱的现象。
在断层面上要仔细区分擦面与次生充填的方解石等矿物薄膜脱落面。还要注意擦面的序次关系,即不要把任一块断层角砾上的低级再次擦面当作主断层的擦面。同时还应注意区别阶步与反阶步,以正确判断断层两盘的相对滑移方向。另外,利用断层旁侧次级入字型构造判断两盘滑移方向时,要注意区分牵引现象,如果把牵引的弯曲当次级的入字型褶的会得出予盾的结论。在有的情况下,反阶步即是断面旁侧的次级张性裂隙,它与主断面间的锐角即指示所在盘的滑移方向。在断层面上应仔细鉴别断层擦痕的组数、先后次序和产状?
在无线理测量的情况下,一般是在断层面上测量擦痕的侧伏角,再作赤平投影换算以得出擦痕的产状。
断裂构造岩带的观察研究是深入认识断层特点的重要手段和工作内容。有的学者已公开出版了专著,为方便野外应用,现将其断裂构造岩分类命名表转录于后(表3-5-5),以供查考。
断裂构造岩分类命名 表3-5-5
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粒级·(mm) 和碎基比(名) 类别 碎基性质 构造 结构 0—10﹪ 10—50﹪ 角砾— 磨砾岩类 无定向或定向 角砾 磨砾 角砾岩 磨砾岩 碎裂×岩 (压碎岩、扭裂岩、张列岩) 粒化岩、 粗糜棱岩 冠以原岩或应力矿物名称 碎粉岩(断层泥岩) 50—90﹪ 90—100﹪ 冠以原岩名称碎裂的 碎裂岩类 无定向 碎裂 碎粒 碎粉 (碎裂×岩除碎斑岩 碎粒岩 外) 2—0.5mm 0.5—0.02mm <0.02mm 复合命名 糜棱岩类 糜棱的 眼球状 带状 糜棱 糜棱岩 超糜棱岩 千枚糜棱 千枚糜棱岩、变余糜棱、硬板岩 重10—50﹪ 千枚糜棱平行纹变余糜棱 结岩类 理 变晶糜棱 变晶糜棱岩 晶50—90﹪ 片麻糜棱 片麻糜棱岩 的显微鳞片千枚岩 千枚岩 构造片岩数变晶 90—100﹪ 量 类 片状 鳞片变晶 片岩 条痕状 条带状 冠以应力矿物或其组合名称 玻化岩类 玻璃的 玻质 玻化岩(玻基糜棱岩、假熔岩)
不同观察点或观察线间断层连接的合理性与正确性,是野外填图中经常出现而又必须严肃对待与认真处理的技术问题。是直线连接,还是斜接、反接、截接,抑或是斜列或平
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行延伸。除分别应取得可靠的资料外,必要时得到现场复查以至追索认定。
在不同方向、不同性质断层交接切削的地段应有重点的仔细观察和慎重处理,在遇见被切割与切割形象的断层时,不能简单确定断层间先后关系,要尽力分辨是切断还是阻隔,抑或是大体同时而定型稍有先后所出现的互切。要综合考虑构造时代、岩石力学性质、断层规模、配套关系、应力场特点、受力强弱等因素。这常常是一个难于获得圆满答案的困难问题。
关于断层与有关地质作用的关系,要尽可能予以观察描述。如断层控矿、控水、控震以及控制物理地质现象——滑坡、泥石流、倒石堆,控制溶洞、植被、土壤和农作物的发育情况等等。
以往一些图幅的区调填图中存在的普遍问题是对断层的观察描述不够,必要的实际资料缺乏,图面结构不够合理,或对同一断层不同观察者所收集的资料互相矛盾等等。这些问题,似有认真研究并切实改进的必要。
断层研究,首先要在野外认识断层,其主要的识别标志包括构造、地层、地貌、岩浆活动和矿化作用、岩相和厚度变化等。
如在在一些地区可以观察到的构造透镜体及碎裂岩组成的一定宽度的构造强化带,从而确定断层的存在;地层的重复或缺失、沉积相带的变窄或变宽、地层的明显错位等都预示着断层的存在。
总之,判断断层存在是一项细致的工作,它并不总是清楚地显露于地表而易识别。实地工作中要利用多方面的标志来综合判断,有时只有通过地质填图及进行专门研究后,才能确切地肯定断层的存在(参考教材的断层识别标志)。
(二)断层带产状的观测
断层面出露地表且较平直时,可以直接测量或利用“V”字形法则判断。但断层面产
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状往往是不易测量的,因为断层常有一个断裂带,断层附近往往比较杂乱或掩盖,有时断层甚至隐伏而不能直接测量,则可以主要在测量与断层伴生的节理、片理面产状统计值基础上,综合钻孔资料或物探资料,用三点法或推断确定。
另外,在确定断层面产状时,断层产状沿走向和倾向可能发生变化,如逆冲断层的台阶状或波状变化;受岩性、深度、构造应力的强度、应变速率等因素影响产状发生的变化等,都要予以充分考虑。一条断层形成后,由于构造叠加和改造,断层面可以再次弯曲变形而改变原有的形态。因此,不仅要从纵横剖面上去观测它的变化,而且要认真观察和记录影响断面变化的各种因素,必要时借助深部资料和区域资料来分析和判断断层面的可能形态。才能获得总体认识。
(三)断层两盘运动方向的确定
断层在一定阶段的活动性质常常具有相对稳定性,这种运动总会在断层面上或其两盘留下一定的痕迹,这些遗迹或伴生现象就成为分析判断断层两盘相对运动的主要依据。但同时断层运动是复杂的,一条断层常常经历了多次脉冲式滑动,因此,在分析并确定两盘相对运动时,应充分考虑其复杂多变性。
l、根据两盘地层的新老关系
分析两盘中地层的相对新老,有助于判断两盘的相对运动。对于走向断层,上升盘一般出露老岩层,或老岩层出露盘常为上升盘。但是,如果地层倒转,或断层倾角小于岩层倾角,则老岩层出露盘是下降盘。如果两盘中地层变形复杂,为一套强烈压紧的褶皱,那么,就不能简单地根据两盘直接接触的地层新老而判定相对运动。如果横断层切过褶皱,对背斜来说,上升盘核部变宽,下降盘核部变窄,对于向斜,情况刚好相反。
2、牵引构造
断层两盘紧邻断层的岩层,常常发生明显的弧形弯曲而形成牵引褶皱,并且以褶皱的
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弧形弯曲的突出方向指示本盘的运动方向。一般说来,变形越强烈,牵引褶皱越紧闭。为了准确进行判断,应在平面上和剖面上同时进行观察,并结合断层两盘相对运动的其他特征,做出断层两盘相对运动向的适当结论。
3、擦痕和阶步
擦痕和阶步是断层两盘相对错动在断层面上因磨擦等作用而留下的痕迹。擦痕表现为一组比较均匀的平行细纹。在硬而脆的岩石中,擦面常被磨光和重结晶,有时附以铁质、硅质或碳酸盐质等薄膜,以致光滑如镜称为磨擦镜面。
擦痕有时表现为一端粗而深,一端细而浅。由粗而深端向细而浅端一般指示对盘运动方向。如用手指顺擦痕轻轻抚摸,可以感觉到顺一个方向比较光滑,相反方向比较粗糙,感觉光滑的方向指示对盘运动方向。
在断层滑面上带有与擦痕直交的微细陡坎,这种微细陡坎称为阶步,阶步的陡坎一般面向对盘的运动方向。在断层滑动面上有时可看到一片片纤维状矿物晶体,如纤维状石英、纤维状方解石以及绿帘石、叶腊石等等。它们是在两盘错动过程中,在相邻两盘逐渐分开时生长的纤维状晶体,这类纤维状结晶称为擦抹晶体,许多擦痕实质上就是十分细微的擦抹晶体。当断层面暴露时,各纤维晶体常被横向张裂隙拉断而形成一系列微小阶梯状断口,陡坎指示对盘运动方向。
阶步有正阶步和反阶步之分。一般说,在野外区分正阶步和反阶步可依据以下两点判别:第一,正阶步的眉峰带常成弧形弯转,而反阶步的眉峰常常成棱角直切;笫二,如果阶步有擦抹矿物或在眉峰部位有压碎现象则常是正阶步。
4、羽状节理
在断层两盘相对运动过程中,在断层一盘或两盘的岩石中常常产生羽状排列的张节理和剪节理。这些派生节理与主断层斜交,交角的大小因派生节理的力学性质不同而有差异。
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羽状张节理与主断层常成45°相交,羽状张节理与主断层所交锐角指示节理所在盘的运动方向。
断层派生的节理除羽状张节理外,还可能有两组剪节理,一组与断层面成小角度相交,交角一般在15°以下,即内摩擦角的一半;另一组与断层成大角度相交或直交。小角度相交的一组节理,与断层所交锐角指示本盘运动方向。断层派生的两组剪节理产状较不稳定,或枝断层两盘错动而破坏,所以不易用来判断断层两盘的相对运动。
5、断层两侧小褶皱
由于断层两盘的相对错动,断层两侧岩层有时形成复杂的紧闭小褶皱。这些小褶皱轴面与主断层常成小角度相交,所交锐角指示对盘运动方向。
6、断层角砾岩
如果断层切割并挫碎某一标志性岩层或矿层,根据该层角砾在断层面上的分布可以推断断层两盘相对位移方向。
有时断层角砾成规律性排列,这些角砾变形的XY面与断层所夹锐角指示对盘运动方向。
根据断层面产状和两盘相对滑动;可以确定断层的性质。 (四)断层规模观测
确定了断层性质后,要观察断层的延伸情况,并把断层圈定在地质图上和测定断距大小以确定其规模。
测定断距方法很多,在简单情况下,一般是在露头上来用剖面法求视断距,根据断层造成的缺失或重复的地层厚度来估算,或根据构造窗后缘与最远飞来峰之间距离,可以确定最短位移距离。相对比较精确的估算方法是采用“平衡剖面法”,但必须岩握丰富的地质资料,弄清构造样式。真实的断层滑距一般要在上述资料基础上,根据断层的几何关系进
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行计算才能获得。
(五)断层期次的判别
一条断层形成后,由于受后期构造改造或本身重新活动,使其运动方向或物理性质等方面发生转变。因此,在露头上和路线上力求收集准确的相对时序关系的地质证据,其中较为重要的是结合构造要素组合和序列分析进行,如:叠加的擦痕,构造岩相互交切,充填其中的岩体、岩脉被错开等。
五、构造间断面的观察研究
构造间断面包括不整合及假整合(或平行不整合)界面,它是构造运动的历史记录,是构造分期的重要依据,是填图工作中特殊的观察研究对象。
野外填图时,对间断面上下的地层层位应尽可能予以准确鉴定,以便确定构造间断的时期和时限;间断面上下构造形迹的各种差别,如产状、形态、性质等,必须测量统计,判别其异同和相互关系;间断期间的形成物要详细描述,间断面通常是某些矿产赋存的有利部位,也是地下水(含地下热水)活动的通道;有的构造间断面可能是发生构造滑脱作用的界面,要注意收集有关证据。
对构造间断面的观察记录,要尽量采用素描和照相的手段,尽可能采集有意义的样品或标本,必要时得用剥土或槽探工程揭露。对不整合面之下的构造形迹产状,应以其上的岩层产状用赤平投影方法复平,以便分析研究该期构造运动所形成的古老构造样式特点。
六、构造标本和样品的采集
有关构造现象的标本和样品是佐证和研究构造作用及其发展过程的重要原始材料,在野外填图过程中必须有针对性地选取有代表性的对象予以采集和编录。通常有陈列标本、岩矿鉴定样、岩组分析样、古地磁测定样、同位素年龄测定样,应力矿物测定样、光谱分
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析样、化学分析样等。各种样品,根据测试目的的差别,有不同的采集方法和要求,这在有关资料上分别有详细的说明,在此不便一一列述。
必须注意,不少构造样品要采集定向标本,应现场标定样品的岩层产状及其顶底面,要保证样品的大小规格。少数样品要作矿物挑选。有的样品对岩性有一定的选择性。从经济实用、解决问题的角度出发,要考虑各类样品在整个地区或图幅内的控制程度和分布数量。从资料利用的角度,还要考虑样品的测试单位,以及副样与标本的保存和查找便于利用等问题。
七、新构造研究中的几个实际问题
(一)活动断裂(或构造)的鉴别标志
1、地层标志: (1)新地层发生倾斜(注意排除原始倾斜)、褶皱: (2)新断层不连续(发生断裂): (3)断裂两侧新地层厚度、岩性有显著变化; (4)断裂切穿新地层之下的不整合面或假整合面; (5)根据新地层堆积物的成因类型及其组合关系判别地块的相对上升或下降: (6)根据新、老地层中判定的活动断裂的性质及两盘地层的接触情况是否吻合。
2、地貌标志: (1)多层地形(夷平面,阶地、溶洞层等)的形变; (2)新鲜的断层崖、三角面、陡坎、垭口或鞍部、山脊等呈直线状分布;(3)湿地、湖塘、凹坑、谷地、冰丘等呈直线状断续分布; (4)倒石堆、滑坡、冲洪积扇在断层一侧有规律地断续延伸很远; (5)冲沟在断层一侧发育且切割很深; (6)河床出现裂点(排除岩性因素):(7)沿河流走向的阶地发育程度不同; (8)河床两岸阶地发育不对称; (9)两侧支流与主流汇合处呈有规律的偏转; (10)放射状支流(隆起); (11)向心状支流(凹陷)。
3、断层破碎带标志: (l)破碎带中充填有新地层及新的填充物(如淤泥、粘土、泥沙,钙质、铁锰质、硅质等); (2)断面光滑、平直、无侵蚀且破碎带的中构造岩、压
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碎岩、岩粉、断层泥等新鲜、松散并有新擦痕。
4、地下水标志: (1)泉水呈直线状时隐时现; (2)温泉、热泉呈带状分布。 5、地震标志:地震震中呈有规律的带状分布。
6、历史考古标志:古老建筑物的弯曲和错断(包括古迹、古物的鉴别)。
7、仪器测定: (l)地应力测量值增强或变化大; (2)地球物理探测(电法、磁法和重力等)出现异常曲线; (3)形变测量(断层位移、三角网、水准等测量)出现变化值。
8、遥感法:(1)同一地区、不同时间的象片对比反映出同一地点的位置变化; (2)清晰醒目的线性标志。
9、岩浆活动标志: (l)新火山喷发; (2)新侵入岩体及岩脉。 10、其他。
上述主要为野外鉴别标志,少数可从图上分析获得。应用时得进行综合分析,决不能根据一点就作结论。所列标志,有的仅具有启发思路的作用。
(二)在“老地层”中认识活动断层的标志
1、从已知新地层断裂特征,判断附近老地层中的新断裂,两者在时间上一致。 2、老断裂、老褶皱等构造形迹,穿越或控制新地层的发育或形变。
3、断层面新鲜、无风化,断层角砾岩、断层泥的胶结松散、新鲜,断层角砾岩中有新地层的物质成分加入。
4、断层沿线有泉水尤其是温泉分布。 5、断层沿线水系呈有规律的分布。 6、断层沿线有湖、沼、湿地、凹坑等。 7、断层沿线有冲洪积扇。
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8、地下水位在断层及其附近地区有明显变化。 9、新的岩浆活动、火山喷发。 10、形变测量资料、地应力测量值。 11、其他。
(三)活动断层年代测定方法名称
1、测定断层活动年代的方式:(1)直接测定——利用断层带内的物质成分进行测定;(2)间接测定——通过断层所切割的最新松散沉积物(或最新地层)或断层被复盖的最老沉积层的年代测定来判定断层的活动年代。
2、测定活动断层的方法: (l)生物地层法(或古生物法): (2)考古法; (3)冰川纹泥法; (4)树木年轮法: (5)古地磁法: (6)热发光法; (7)裂变径迹法:(8)氨基酸法; (9)古土壤和断层崖测定法等。
3、同位素年龄测定方法: (l)14C或放射性碳法; (2)裂变径迹年龄测定; (3)钾~氩法;(4)热发光;(5)铷~锶法; (6)氨基酸的外消旋作用:(7)古地磁法; (8)(钼)方解石的铀~钍年龄法; (9)液体~包体技术。
(四)活断层的类型
1、1964年I.S.克拉夫从活动证据的角度出发提出过分类。
2、1966年A.L.阿尔贝和J.L.斯米思根据断层活动的强弱程度分为:强烈活动、中等活动、轻微活动3类。
3、1972年国际原子能委员会在地貌的基础上将活断层分为4类:A类——高运动速率,每千年大于lm:B类——断层证据在地形上显示清晰的;C类——断层证据在地形上显示不清晰的;D类——在定量评价上,没有断层速率或数据证据基础,这样的断层叫做能动的地表断层。
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4、1973年日本的松田时彦根据断层是否发震分为:非地震性活断层,间歇性活动的活断层。
5、l973年美国建设规划委员会考虑与地震活动的关系将断层划分为三大类型:活断层,潜伏活断层——高潜伏、低潜伏两亚类,非活动断层。
6、1976年G.J.伦森根据过去断层的活动历史和等级以及高、中、低活动频度将活断层分为: l级活断层——在最近5千年有过重复活动或一次活动,以及在最近5万年内有过重复活动的断层;Ⅱ级活断层——在最近5万午有过重复活动,或在最近5千年中有过一次活动以及在5万-50万年期间重复活动;Ⅲ级活断层——在最近5万年有过一次活动,或在5万-50万年期间有过重复活动。
7、1977年D.B斯莱蒙斯根据地质活动证据将断层划分为:活断层,能动断层、死断层。能动断层为:①在过去3.5万年中发生过至少一次地面(或接近地面的)移动,或在过去5千年中发生过重复性的移动;国际原子能机构对能动断层提出的时间是50万年内重复发生运动,因此两者提出的时间差距较大);②用仪器测出并有足够准确记录的强震,说明强震和这个断层有直接关系;③该断层与另一己知的能动断层有构造联系,当能动断层运动时,会引起该断层在地表附近运动。
8、成都地质学院王士天教授根据断层的发育条件不同分为:蠕滑型活断层——运动持续而缓慢,一般无地震发生:粘滑型活断层——突然滑动,属发震构造。
9、日本(松田时彦,1976)和美国(斯莱蒙斯,1977)根据断层的平均位错速率将活断层分为不同类型。日本分为4类:AA——>10mm/a(年),A-1mm/a,B——0.1mm/a,C——不易认识、比较模糊,除AA类外,其它3类在日本均有出现。美国分为5类:AAA——>10cm/a,AA——l~10cm/a,A——0.1~1cm/a,B——0.01~0.1cm/a,C——0.001~0.01cm/a,亦即高速率(AAA、AA、A)、中速率(B)和低速率(C)3大类。
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八、 构造地质的综合研究
构造地质综合研究的任务,是根据大量野外观察记录的实际资料和必要的测试鉴定成果,依次、逐项、分类的进行统计、选择、归纳,由此及彼、由表及里、由浅入深地认识工作地区各种构造成分的特点、关系及归属。研究的核心是构造体系的发生、发展、复合、转变及其与多种地质作用的相互关系。综合研究贯穿于区调工作的全过程,综合整理是进行综合研究的基本手段,按工作特点可分为野外工作日的、阶段性的及成果汇编期的综合整理与研究。整理与研究结果通常表现为小结、总结及成果报告,除文字外,往往需要编制一些表格和图件,包括洗印必要的照片和幻灯片。研究工作的深入程度。决定着成果质量的高低及其理论性和实用性的价值。
(—)确定构造体系的标准型式
构造体系是具有成生联系的各项不同形态、不同等级、不同性质和不同序次的结构要素所组成的构造带,以及构造带之间所夹的岩块或地块组合而成的总体。受这些地质构造制约的各种地质作用(沉积作用、岩相建造、岩浆活动、变质作用、成矿作用等)和各种地质现象(地震、火山、温泉、地热及其地貌等),也都可作为其组成部分。成生联系是指同一方式地壳运动所产生的地质构造在空间展布、发生发展和力学机制等方面的内在联系。有成生联系的构造形迹是统一地应力场的产物,反映着一定方式的地应力作用。
具有共同组合形态特征、构成一定标准类型的构造体系称为构造型式。每一构造型式反映特定的外力作用方式和地应力场特征。依据外力作用方式和构造组合形态特征,已发现的构造型式可分为3大类,即纬向构造带(体系)、经向构造带(体系)和扭动构造体系。扭动构造体系又可分为多字型、入字型、山字型、棋盘格式和旋扭构造等5种形式,而旋扭构造又包括帚状、莲花状(环状)、S型和反S型、辐射状、歹字型等构造型式。
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一个构造体系,可以当作一幅应变图象来看待。它是一定方式的区域性构造运动的产物,反映着一定类型的区域地应力状态。就它发动的时期来说,主要是一次的,也可以断断续续地前后分为几次。构造体系的规模很不同,有的限于一块手标本,有的纵横几百公里,甚至更加宏伟。不同构造体系所达到的深度,一般随其所占范围大小而变化;小型的构造体系影响的深度较小,大型的构造体系影响的深度常较大。构造体系具有显著的定型性、定位性和定向性特征。确定构造体系的存在、型式及其范围是构造地质综合研究的基本工作,是掌握地质构造规律的核心,必须尽可能予以做好,在正确划分的基础上认识它的各个方面的特征。
(二)分析构造体系的复合关系
分析构造体系的复合关系是掌握构造体系特征的一个重要方面,是造构地质综合研究的必经步骤。所谓构造体系的复合是指同一地区,不同或相同构造体系、相同或不同构造成分间相互重叠、穿插或干扰的现象。互相复合的构造涉及的范围一般是不一致的,也可以是大体相同的:形成的时期可以不同,也可以是同时代的。
构造体系的联合是指同一地区两种或两种以上不同方式构造运动叠加形成构造体系的现象。联合有两种情形:①两种不同方式的力作用于相邻地区,其毗邻地段却同时受到两种方式作用的影响;②两种方式的力分别作用于范围不等的同一地区,即一种方式的作用范围仅限于另一方式所作用的局部地区,使这个局部地区同时受到两种方式作用的影响。研究构造体系的联合,有助于理解它们的产生过程和形成方式。广义的复含包括联合。
从构造体系及其复合关系的角度去认识地质构造现象,就可避免把不同性质的构造成分当作同类构造形迹看待,或把不同系统的构造成分当做同类构造现象看待的纷乱状态,这不仅有理论上的意义,而且有指导实践的重要作用。
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为便于查考,现列表将构造体系已知各种构造型式的主要特征予以说明,并附构造体系复合联含关系的类别名称(图3-5-3)。
图3-5-3 构造体系已知各种构造型式汇总简图
有关岩石力学性质的探讨、构造模拟试验、地壳运动方式和方向、地壳演化规律、动力来源等问题,也是构造地质综合研究的重要内容,因其理论性和专门性较强,在有关著作中已有许多学者进行了众多的专题论述,在此不使——列举。有关古地质图的编制,海水进退规律的探索,古构造体系的判别,古构造型式的鉴定,推覆与滑覆造构的研究等,亦属同样性质的问题,于此从略。
九、 构造地质研究成果的编制 (一)对成果的基本要求
构造地质成果是以图、表、文形式全面反映构造地质调查研究所得认识的总结。其基本要求是:材料的真实性、结构的合理性、表达的准确性、阐述的系统性、论证的逻辑性、
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认识的科学性、见解的实用性、图件的艺术性、图文的一致性。关键在于突出本工作地区或图幅的特色。
(二)地质构造图的编制
地质构造图是综合表现构造地质研究成果的主要方式,基本内容应反映结构和组成两个方面,并尽量达到这两个方面的有机结合。结构方面,应表示构造形迹的性质、产状、级别、形态、期次、名称、关系等内容;组成方面,可从建造或构造岩石组合或构造层等小构造,反映地壳的形成过程及其演化特点与规律。图面上应尽可能将现有综合性认识表现出来。对阐明地质构造特征有用的城市地质、环境地质、工程地质、水文地质、地震地质、灾害地质、矿产地质、事件地质、天体地质、农业地质、钻探地质、地球化学、地球物理、重砂地质、深部地质等资料,应作充分的反映。图件应做到清晰、美观、艺术。
为了加强构造地质工作,提高构造地质科学水平,培养构造地质专业人员,最好能逐步做到编制与地质图、矿产图比例尺相同的地质构造图,以适应现代化建设各个方面的实际需要和科学技术迅速发展所提出的更高要求。
(三)文字报告的编写
区调报告(地质)构造章的分节一般是:大地构造位置、构造系统(体系)分述、构造复合关系、地质(或构造)发展史,及其他有关部分如构造控矿、控水、控震、控貌(地貌),新构造、古构造、构造运动,显微构造,应力场分析,地壳演变,地球物理特征,深部构造等。
报告要求资料丰富、图文并茂、逻辑性强、文字精练,除系统地叙述必要的和典型的实际材料外,应有一定的理论总结与创见。
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主要参 考 文 献
1.地质矿产部直属单位管理局,沉积岩区1:5万区域地质填图方法指南,中国地质大学出版社,1991。
2.贵州省地矿局区域地质调查研究院,贵州沉积岩区1:5万填图方法研究,贵州区域地质,1990。
3.陕西省地质矿产局,野外地质工作参考手册(内部资料),陕新出批(1992年)字第303号。
4.中国地质调查局技术标准,固体矿产勘查原始地质编录规程(试行),中国地质调查局,2006。
5.全国地层委员会,中国地层指南及中国地层指南说明书,科学出版社,1984。 6.中华人民共和国地质部,固体矿产普查工作规范(草案),中国工业出版社,1963。 7.中华人民共和国地质矿产部,区域地质调查总则(l:50000),DZ/T0001,91.1991。 8.长春地质学院找矿教研室,找矿方法,地质出版社,1979。 9.中国地质大学(北京),周口店地区地质实习指导书,2004。
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