青藏高原区域地质调查野外工作手册.pdf

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中中国国地地质质调调查查局局 地地质质调调查查专专报报 G1 青青藏藏高高原原区区域域地地质质调调查查 野外工作手册 中中国国地地质质调调查查局局编编 中国地质大学出版社 中中国国地地质质调调查查局局 地地质质调调查查专专报报 G1G1 青青藏藏高高原原区区域域地地质质调调查查 野外工作手册 中中国国地地质质调调查查局局编编 张张克克信信庄庄育育勋勋李李超超岭岭于于庆庆文文 王王国国灿灿喻喻学学惠惠齐齐泽泽荣荣李李长长安安 其其和和日日格格 罗罗建建宁宁莫莫宣宣学学朱朱云云海海 赵赵凤凤清清陆陆松松年年杨杨振振升升 中中国国地地质质大大学学出出版版社社 编著 内 容 简 介 为了推动我国新一轮国家填图计划19992010年中的青藏高原区域地质调 查科技进步, 强调地质填图须以详实的野外地质观察描述和遥感、 计算机野外数据 采集等高新技术应用为基础,本手册简要叙述野外地层、岩石(沉积岩、岩浆岩、 变质岩、混杂岩) 、古生物、矿物、构造以及其他各种地质体的野外观察描述要点 和野外调查中遥感地质、 数字地质填图野外数据采集系统及操作说明; 对野外各类 样品采集与登记、地质图图例岩性和构造花纹与符号、中国和国际年代地层表等 作为附件列于书后,方便野外地质工作者使用。 本手册不仅对青藏高原区域地质调查工作者有很大的实用价值,而且可供其 他地区地质填图和科研、教学工作者参考。 图书在版编目CIP数据 青藏高原区域地质调查野外工作手册/中国地质调 查局编.武汉中国地质大学出版社,2001.9 ISBN 7-5625-1650-2 Ⅰ. 青 Ⅱ. 中 Ⅲ. 地质工作-手册-青藏高原-区域-中国 Ⅳ. P623 青藏高原区域地质调查野外工作手册中国地质调查局编 责任编辑张晓红责任校对胡义珍 出版发行中国地质大学出版社武汉市洪山区鲁磨路 31 号 邮编430074电话02787482760传真87481537 E-mail cbo cug. edu. cn 开本787 毫米1092 毫米 1/32字数195 千字印张9.125插页3 版次2001 年 9月第 1 版印次2001 年 9月第 1 次印刷 印刷中国地质大学出版社印刷厂印数12200 册 ISBN 7-5625-1650-2 / P560定价12.00 元 如有印装质量问题请与印刷厂联系调换 序 青藏高原素以“世界屋脊” 著称, 具有非常丰富的地质现 象和复杂的地质演化历史,是地球科学研究的宝库。特别是 自晚新生代以来高原的强烈隆升,对青藏高原及周边地区自 然地理环境及各种矿产的聚集有着极大的影响。通过系统的 区域地质调查与研究,查明青藏高原地质构造特征及隆升过 程与机制,对于青藏高原国土资源开发、环境预测以及发展 地质科学理论都有十分重要的意义,也是历史赋予我们的重 任 青藏高原地貌惊心动魄,高寒缺氧,风雪无常。在青藏 高原开展地质工作,交通、气候、生活等方面较其它地区困 难得多。本手册为青藏高原从事区域地质调查的技术人员扼 要介绍野外地质观察、收集、记录的要点,目的是对于青藏 高原这样人迹难到的地区,在野外尽可能全面正确地对各种 地质现象和地质体进行客观细致的观察和记录,取全、取准 第一手野外资料,保证地质填图质量。 我们正在走着前人未走过的路,进行着前所未有的工 作。青藏高原连绵的雪山将铭刻我们的奉献和功绩 叶天竺 2001年5月25日于北京 III 目录 前前言言 (Ⅶ) 第第一一章章沉沉积积岩岩野野外外调调查查要要点点(1) 一、 沉积岩岩石类型及野外描述要点(1) 二、 沉积岩结构描述术语(4) 三、 沉积构造描述术语(4) 四、 化石野外工作(6) 五、 基本层序和副层序野外调查 (13) 六、 层序地层格架野外调查 (17) 七、 事件地层野外调查 (22) 八、 沉积地层剖面野外测制要点 (23) 第第二二章章造造山山带带混混杂杂岩岩野野外外调调查查要要点点 (33) 一、混杂岩定义、类型(33) 二、构造混杂岩基本构件构件岩片(块) (36) 三、混杂岩地层常见岩片块类型及主要特 征 (38) 四、混杂岩地层野外调查要点及技术路线 (39) 第第三三章章岩岩浆浆岩岩野野外外调调查查要要点点 (42) IV 一、岩浆岩的基本特征及分类 (42) 二、岩浆岩的结构构造(43) 三、岩浆岩的产出和相(46) 四、侵入岩的野外调查(48) 五、火山岩的野外调查(66) 第第四四章章变变质质岩岩野野外外调调查查要要点点 (84) 一、常见区域变质岩分类(84) 二、区域变质岩描述要点(85) 三、动力变质岩分类与描述要点(88) 四、变质作用主要类型基本特征(88) 五、区域低温动力、埋深变质作用区调查 要点 (91) 六、区域动力热流(递增)变质作用区调 查要点 (94) 七、区域中高温变质作用区调查要点(97) 第第五五章章第第四四纪纪地地质质野野外外调调查查要要点点(104) 一、 第四纪地质点观察、 记录要点 (104) 二、 第四纪沉积物岩性观察、 记录要点 (106) 三、 第四纪沉积物成因观察、 记录要点 (109) 四、第四纪地层野外调查要点(112) 五、第四纪古气候野外调查要点(114) 六、新构造运动野外调查要点(114) 七、第四纪古人类遗迹野外调查要点(118) V 八、第四纪资源调查要点(118) 九、第四纪地质事件野外调查要点(119) 十、第四纪地貌野外调查要点(120) 第第六六章章构构造造地地质质野野外外调调查查要要点点(121) 一、褶皱构造调查 (121) 二、断裂构造调查 (126) 三、剪切带调查 (131) 四、劈理及线理调查(133) 五、构造年代分析方法(137) 六、构造变形调查中需注意的问题(141) 第第七七章章遥遥感感地地质质野野外外调调查查要要点点(144) 一、总体要求 (144) 二、地质踏勘中遥感地质调查的要求(144) 三、剖面测量中遥感地质调查的要求(145) 四、地质填图中遥感地质调查的要求(146) 五、遥感地质观察记录描述要点(147) 六、遥感地质野外观察及调查资料整理(150) 第第八八章章数数字字填填图图野野外外数数据据采采集集(152) 一、野外数字填图技术基础简介(152) 二、数字填图野外调查基本数据准备(156) 三、地质路线野外数据采集系统操作说明 (159) 四、野外剖面数据采集系统操作说明(175) VI 五、数字填图桌面系统(188) 第第九九章章野野外外记记录录与与整整理理工工作作要要点点(189) 一、地质调查野外原始记录格式及内容(189) 二、野外调查阶段原始资料整理要点(192) 附附件件 1各各类类样样品品的的采采集集与与测测试试及及登登记记表表 (195) 附附件件 2同同位位素素测测年年采采样样和和方方法法选选择择规规则则 (225) 附附件件 3图图例例、、 花花纹纹、、 符符号号 (227) 附附件件 4年年代代地地层层表表 (275) 附附件件 5第第四四纪纪地地质质测测年年方方法法及及取取样样要要求求 (276) 主主要要参参考考文文献献 (280) i 前前言言 区域地质调查和高精度地质图的编绘, 是进一步开展 各种地质科学研究和进行资源调查,环境评价及工程建 设的基础。因此,全面系统地取全、取准野外第一手资 料,是区域地质调查工作的基础和首要任务。1999 年至 2001 年, 中国地质调查局在青藏高原中比例尺区域地质 调查空白区部署了 45 幅 1 25 万区域地质调查项目, 分 别由全国有关的 25 个单位承担并实施。 随着我国西部大 开发和新一轮国土资源大调查工作的进一步开展,在今 后几年内,中国地质调查局还将在青藏高原及其周边地 区陆续布置和开展 125 万区域地质调查填图工作。 本手册是在中国地质调查局125 万区域地质调 查技术要求(暂行) 及其他相关技术要求、规范的框架 下,针对青藏高原不同岩石类型地区、不同地质现象, 提出的野外观察、描述记录和野外资料整理的要点。其 主要目的是为从事青藏高原区域地质调查工作的地质工 作者们提供一个简明扼要,实用的手册,以便在野外对 各种岩石,各种地质现象及各种地质体进行观察,描述 及调查时,提供一个借鉴和参考资料。 本手册由中国地质调查局区调处组织有关专家在中 国地质大学(武汉)区域地质调查研究所于 1996 年至 ii 1999 年开展东昆仑地区冬给措纳湖幅 1 25 万区域地质 调查时编制的野外工作手册的基础上修编而成。手册全 文共约 16 万字,分九章,附件 5 个。前言由庄育勋编 写,第一章的一至七、第二章和第九章由张克信编写, 第一章之八由罗建宁编写,第三章由喻学惠、莫宣学、 朱云海编写,第四章由庄育勋、杨振升编写,第五章由 李长安、于庆文编写,第六章由王国灿编写,第七章由 齐泽荣编写,第八章由李超龄编写,附件 1 由于庆文编 写,附件 2 由赵凤清、陆松年编写,附件 3 由李长安编 写,附件 4 由其和日格和张克信编写,附件 5 引自中 国地层指南及中国地层指南说明书 (全国地层委员会, 2000)和国际地质科学联合会 2000 年发布的国际地 层表 (J.Remane 等编著,金玉玕等译,2000) 。全文 由张克信、庄育勋统编。 本手册编制中,李廷栋院士、肖序常院士、殷鸿福 院士,叶天竺教授级高工、张洪涛研究员、陈克强研究 员、高振家研究员,姚冬生教授级高工、王砚耕教授级 高工、王立亭教授级高工、王义昭教授级高工、秦德厚 教授级高工、夏代祥教授级高工、任家琪教授级高工、 张二朋教授级高工、梁云海教授级高工、高洪学教授级 高工、翟刚毅教授级高工、王全海教授级高工等提出了 许多宝贵意见,在此深表感谢。 iii 本书既有各种岩石,各种地质体和各种地质现象观 察描述的方法和原则,同时也有野外地质调查要点方面 的参考。然而,由于青藏高原地质现象的多样性和复杂 性,更由于编者知识所限,本书内容很可能不能满足广 大高原工作者的需求,书中缺点,错误再所难免,我们 衷心希望各位专家学者给于批评指正。我们将努力吸取 你们在高原工作的成果, 改进, 丰富和完善这本小册子。 中国地质调查局 区域地质调查处 2001 .6 1 第一章沉积岩野外调查要点 一、沉积岩岩石类型及野外描述要点 (1)主要岩石类型,见表 1-1。 表 1-1主要沉积岩类型表 陆源碎屑岩生物化学-生物有机岩化学沉积岩火山碎屑岩 泥岩页岩 粉砂岩 砂岩 砾岩和角砾岩 石灰岩、白云岩 硅质岩 磷块岩 煤 铁质岩 蒸发岩 锰质岩 铝土质岩 凝灰岩 集块岩 角砾岩 (2)泥质岩野外观察及描述要点,见表 1-2。 表 1-2泥质岩描述要点 观察项目观察及描述要点 A.颜色(原生色 及风化色) B.岩层厚度 C.裂开情况 D.沉积构造 E.非粘土矿物 F.有机质 G.化石 灰、红、绿、杂色斑点等 极薄层状、薄层状、中层状等 易成页片(页岩) ;不易成页片(泥岩) ;块状、土状; 易成板状、易裂开(板岩) 层状或纹层状、水平层理、生物扰动或块状 含石英、云母、钙质、石膏、黄铁矿、菱铁矿等及其含 量 富有机质、沥青质、碳质、不含有机质等 含化石如笔石、介形类、植物及其埋藏、保存状况 等 2 (3)砂岩野外观察及描述要点,见表 1-3。 表 1-3砂岩描述要点 观察项目观察及描述要点 A.颜色(原生色) B.岩层厚度 C.颗粒 D.杂基 E.胶结物 F.特殊矿物质 G.沉积构造 H.化石 白、灰白、灰、绿、黄褐、红、杂色等 薄层状、中层状、厚层状、巨厚层状等 成分(岩屑、石英、长石等)与含量、粒度、圆度、 分选性、成熟度 成分(粘土、细粉砂等) 、杂基含量 结构(非晶质、隐晶质、晶质) ;类型(基底式、孔 隙式、接触式、镶嵌式) 如含海绿石、菱铁矿等 层顶面构造(波痕、干裂、剥离线理、雨痕、虫迹 及足迹等) 层底面构造(槽模、沟模、压刻模等) 层内构造(各种层理、结核、潜穴、钻孔等) 腕足类、双壳类、植物及其埋藏、保存状况等 (4)砾岩野外观察及描述要点,见表 1-4。 表 1-4砾岩描述要点 观察项目观察及描述要点 A.颜色(原生色及风化色) B.岩层厚度 C.砾石成分 D.杂基或胶结物 E.砾岩结构 F.沉积构造 白、灰白、绿、黄褐、红、杂色等 薄层状、中层状、厚层状、巨厚层状等 岩屑、石英、燧石、石灰石及其含量等 杂基成分、含量; 胶结物成分、 结构及类 型 粒度、圆度、分选度、成熟度 平行层理、交错层理、叠瓦构造等 3 (5)碳酸盐岩野外观察及描述要点,见表 1-5。 表 1-5碳酸盐岩描述要点 观察项目观察及描述要点 颜色灰白、浅灰、灰、深灰、灰黑、黄绿、红色等 成分分类 石灰岩方解石 10095,白云石 05 含白云质灰岩方解石 9575,白云石 525 白云质灰岩方解石 7550,白云石 2550 含泥质灰岩灰质 9575,粘土质 525 泥灰岩灰质 7550,粘土质 5025 砂粉砂质灰岩灰质 7550,陆屑 2550 含砂粉砂质灰岩灰质 9575,陆屑 525 结构分类 ① 按颗粒、亮晶胶结物或泥晶基质类型及含量可划分石 灰岩类型如鲕状亮晶灰岩、团粒泥晶灰岩、内碎屑 亮晶灰岩、生物碎屑泥晶灰岩等 26 种 ② 按颗粒及灰泥含量变化、支撑类型,可划分石灰岩类 型 颗粒灰岩、泥粒状灰岩、粒泥状灰岩、泥状灰岩 ③ 礁灰岩可划分如下类型礁屑粒泥灰岩、礁屑泥粒灰 岩、礁碎块灰岩、粘结灰岩、骨架灰岩 岩层厚度薄层状、中层状、厚层状、巨厚层状等 沉积构造 ① 前沉积构造沟道、冲刷痕、小槽、爬迹、大槽等 ② 同沉积构造扁平层、交错层、纹层、波痕、藻席纹 层等 ③ 沉积后构造滑塌构造、干缩、鸟眼、层状晶洞、钙 结层、帐篷构造、晶体印模、示底、缝合线等 特殊矿物如海绿石、黄铁矿、菱铁矿等 生物化石 、有孔虫、海绵动物、珊瑚动物、腕足类、双壳类、头 足类、三叶虫、棘皮类、苔藓动物、钙藻类等及埋藏、保 存状况 4 (6)岩层厚度术语。 2m,巨厚层状。 二、沉积岩结构描述术语 1..粒粒度度((单单位位mm)) 0.030.060.250.524 泥粉砂细砂中砂粗砂细砾 1664126256 中砾粗砾细卵粗卵漂砾 2..圆圆度度 高棱角状→棱角状→次棱角状→次滚圆状→滚 圆状→高滚圆状 3..分分选选性性 分选差→分选中等→分选好→分选很好 4..成成熟熟度度 成熟度低→中等→高 5..胶胶结结类类型型 基底式、孔隙式、接触式、镶嵌式 三、沉积构造描述术语 沉积构造描述术语见表 1-6。 需要说明的是,有些特殊沉积构造很难解释或判 别其成因,也无现成的描述术语,要注意观察描述。 5 表 1-6沉积构造分类术语表 层理构造 ① 水平层理; ② 韵律层理或互层层理;③ 平 行层理;④ 交错层理(包括流水、波浪、潮汐、 风力成因类型) ;⑤ 块状层理;⑥ 粒序层理 上层面构造① 波痕;② 剥离线理构造;③ 流痕构造 下层面构造 ① 槽模;② 沟模;③ 跳模;④ 刷模、锥模、 锯齿痕 流 动 成 因 流动成因的其 他构造 ① 冲刷面构造;② 侵蚀槽构造;③ 叠瓦构造 与重力作用有 关的构造 ①重荷模;② 砂球和砂枕构造;③ 包卷层理; ④ 滑塌构造 液化作用形成的各种 泄水构造 ① 包卷层理;② 盘状和泄水沟构造; ③ 碎屑岩脉构造;④ 其他泄水构造 同 生 形 变 沉积介质的拖曳和牵 引作用形成的构造 ① 变形翻卷层理;② 包卷层理 干缩作用形成的构造① 干裂;② 帐篷状构造 机 械 成 因 构 造 暴 露 撞击作用形成的构造① 雨痕;② 冰雹痕;③ 泡沫痕 化学成因构造 ① 结核;② 晶体石膏、盐等印痕;③ 冰晶痕;④ 瘤 状构造;⑤ 叠椎构造;⑥ 缝合线构造;⑦ 色带构造; ⑧ 鸡笼网状构造 生物成因构造 ① 叠层石构造;② 生物骨架构造;③ 生物扰动构造 (弱、中、强) 复合成因构造 ① 层状晶洞构造;② 席状裂隙构造和斑马构造;③ 鸟 眼构造;④窗孔构造;⑤ 示底构造;⑥ 硬底构造 表生风化 成因构造 ① 蜂窝状构造;② 针孔状构造;③ 疏松状构造等 6 四、化石野外工作 ((一一))大大化化石石野野外外观观察察与与采采集集要要求求 须注意以下几点 (1)选择好进行观察和测量的主剖面和辅助剖 面。 (2)逐层细致地观察和记录剖面的岩石性质、岩 相特征及横向变化、厚度变化、化石群面貌和岩层间 的接触关系。除有文字描述外,必要时辅以素描图或 照相。 (3)重要的地层界线附近(如界与界、系与系、 统与统之间的界线)分层要精细,一般按厘米计。化 石和各种样品按层采。界线处应附素描图和照相。 (4) 一般要求对露头岩性岩相全面充分研究之后, 特别要对露头上各类化石进行了详细的古生态观察、 描述、 素描和照相之后, 方能对化石进行系统的采集。 但也可边观察边采集(表 1-7) 。 (5)必须逐层系统全面采集剖面上的化石。采集 时应从数量上保证足以达到鉴定种的目的,对一些新 类型和具特殊意义的化石(如能反映系统演化等)应 尽量多采。采集时要特别注意采全生物群,不能只选 完美或易采者,更不能偏重某类生物化石采集,所有 类别的化石都要全面系统采集。化石采集中须及时编 录,不同层位、不同地点的标本都不能相混。 7 表 1-7化石野外观察项目 观察项目观察及描述要点 A.埋藏特征 区分原地生长和异地埋藏, 化石有无优选方 位 B.化石组分及多样性 采用拉线法或样方法统计各类化石占总化 石数量百分比,各类化石属、种数量、化石 密度等 C.化石的各种生态类型 统计底栖爬行、底栖固着、潜穴、钻孔、浮 游各占多少比例。 广盐性、 狭盐性、 暖水型、 冷水型各占比例多少 D.生物间相互关系如共栖、互惠、侵占等 E.化石保存类型实体、模铸、遗迹 F.化石成岩作用或造岩 作用 如白云岩化、硅化、黄铁矿化等;介壳滩、 生物丘、生物礁等 (6)在砾岩、角砾岩中采集化石时,必须对砾石 和胶结物中的化石分别采集。因为两者所含的化石年 代很可能不相同。 (7) 在混杂岩地层剖面或调查路线上要按基质和 岩块(片)对内部物质组成分别进行详细描述,分别 采集古生物化石, 因为混杂岩基质与岩块(片) 、岩块 (片)与岩块(片)之间所含的化石年代很可能不相 同。 (8)如岩层内保存有大量个体大小不同的化石 时,应当收集自幼年期至成年期一系列反映个体发育 的标本。 (9)在野外对所采集的化石整理包装之前,有条 件的应进行初步鉴定,以指导野外生物地层工作的深 8 入进行。 (10)所采化石和其他标本应由采集者亲自用木 箱包装好。 装箱时最好把硬标本和易碎标本分箱包装, 每层标本之间用稻草、软纸或棉花等隔开,箱内不留 空隙,避免在运送中损坏标本。 ((二二))古古生生态态野野外外观观察察要要点点 古生态(学)是研究地史时期生物与环境之间、 生物与生物之间相互关系的科学。为此古生态的野外 观察和记录要着眼于有机界(化石)和无机界(围岩) 有关的全部现象和标本。为此,除按表 1-7 所列各项 进行认真观察外,野外工作中还应带着以下问题进行 观察和描述 (1) 化石的围岩发育哪些沉积构造所反映的沉 积环境是什么 (2) 化石在围岩中均匀分布还是集中在岩层的某 些部位生物群面貌和岩相是否协调有无违反常态 的现象 (3)有无保存于特殊围岩的化石(如各种结核中 是否含化石) (4)围岩的成分、粒度与化石的类别和保存类型 有无关系同一岩层不同露头上的化石有无异同 (5) 围岩中化石是定向排列杂乱排列还是按 某种规律排列个体大小是否一致化石完整程度如 何 9 (6)围岩中化石类型多寡(分异度)与各类化石 丰度如何不同类型化石间相互关系如何 (7)如含遗迹化石,遗迹化石保存方式如何(平 行层面、斜交层面、垂直层面形态如何 (8)化石属种的各种生活方式(如底栖固着、底 栖爬行、潜穴、钻孔、漂浮、游泳等)各占多少比例 ((三三))微微体体化化石石野野外外观观察察与与采采集集要要求求 微体化石的采样方法和大化石很不相同。野外露 头上难以识别出各种微体化石,必须将含微体化石的 围岩或沉积物一起采集,运回室内进行种种处理,才 能获得研究所需的单个化石。 采样有两种方法一是随意采样法,即采集时在 各个沉积岩填图单元中随意选择层位采集;二是规则 采样法,即是按一定规则,有计划的采集。随意采样 法取得的样品,尽管能够用于确定各地层的地质时代 和推断其沉积环境,但不适于系统研究工作。所以规 则采样法值得大力推崇,并且规则采样法有利于将各 个剖面的研究结果相互对比。 规则采样法,视其不同目的,又可分为两种方法 一种是为了研究化石的时间(年代)变化,顺着地层 从老至新的方向等间距的采样,称为层位采样法;另 一种是为了研究同一时期化石在地理上乃至环境上的 变化,沿着地层展布方向采集同时期的沉积物,谓之 层面采样法。 10 1..层层位位采采样样法法 在地质构造简单的地区,尽量沿一条路线采集, 以便查明样品相互间的层位关系 (新老关系) 。 在两条 以上的路线上采样时,要追索标志层,查明各条路线 的层位关系及样品相互间的层位关系。因层位法的研 究目的在于查明化石的时间顺序,所以通常采用等间 距采样法。 通常采样间距为 510m, 但若精度要求低, 可放宽间距到几十米。一般原则是,对沉积速度缓慢 的地层(薄层状岩层) ,采样间距要小(12m) ;对沉 积速度极慢的地层 (凝缩层) , 常常需要无间隔地连续 采样。由于各门类微体化石的差异甚大,研究时要求 不一,其采样间距和样品大小亦不一致(表 1-8) 。 表 1-8几类重要的微体化石采样间距和样品大小 样品大小 化石门类采样间距(m) 切片用(cm)分离个体用(g) 156610 非有孔虫1106610100500 介形石110100500 牙形石153 000 古生代、 中生代 孢粉 1251002 000 孢 粉 新生代孢粉0.121002 000 2..层层面面采采样样法法 所采集的样品都必须是同时期的沉积物(同一层 11 位) ,因此,常常要沿着等时的标志层追索采集。在标 志层不发育的地层中,可根据地磁场倒转现象建立的 古地磁层序来确定各样品的同期性,也可根据某些标 准化石来帮助确定同期性。 微体化石采样,要严防污染样品。采样时一定要 去掉露头表层风化部分,采集新鲜的沉积岩。同时要 注意采样工具的清洁,特别在松软岩层中采样时,每 采完一个样,必须将工具擦净,然后再进行下一个点 的采集,以防化石混杂。 采集微体化石,要讲究化石获得率(获得化石的 机率) 。因此,在以特定的微体化石为研究对象时,则 必须对哪种地层(岩相)含有这种特定化石,含这种 特定化石的地层出露在哪些地方等问题,在采样前必 须弄清。采集前弄清各种微体化石在各种沉积岩中的 产出频率(表 1-9)及其地史分布(表 1-10)十分重 要。 表 1-9几种常见微体化石在各种沉积岩中的产出频率 沉积岩类型 有孔虫 含 介形 虫 钙质超 微化石 牙形 石 放射 虫 硅藻、硅 质鞭毛藻 孢 粉 砾岩○○ 粗砂岩○○○无○○ 细砂岩◎◎○○○○○ 泥岩◎◎◎◎◎◎◎ 非钙 、 非硅 、 非碳质 粘土岩○○◎◎○◎◎ 续表 1-9 12 沉积岩类型 有孔虫 含 介形 虫 钙质超 微化石 牙形 石 放射 虫 硅藻、硅 质鞭毛藻 孢 粉 钙质砂岩★○○○○○○ 石灰岩★◎◎★○○ 钙质 钙质泥岩◎◎★★○○○ 硅质泥岩○○○◎★★○ 硅藻土○○★★○ 硅质 硅质岩◎★○○ 碳质泥岩★ 泥炭★ 碳质 煤★ ★多;◎较多; ○少;无据高柳洋吉,1984, 稍修改 表 1-10显生宙以来几类重要微体化石地史分布 地质 年代 代纪 有 孔 虫  丁 丁 虫 放 射 虫 介 形 虫 牙 形 石 几 丁 虫 轮 藻 孢粉 Q N Cz E K J Mz T P C Pz2 D S O Pz1 ∈ 五、基本层序和副层序野外调查 13 ((一一))基基本本层层序序 1 1..基基本本层层序序野野外外调调查查项项目目 见表 1-11。 表 1-11基本层序野外描述要点 调查项目野外观察及描述要点 A. 基 本 层 序 类型 1.旋回性基本层序① 正向变化的,如曲流河沉积基本层 序;② 反向变化的,如进积型砾石质海岸沉积基本层序; ③ 双向变化的,如潮汐作用序列基本层序 2. 非旋回性基本层序① 岩性均一的沉积;② 具某种随 机出现的夹层沉积 B. 基 本 层 序 内的岩性相 岩性相是组成基本层序最小的岩石单位.。在野外工作中, 通常根据岩性和沉积及生物结构构造类型进行命名。如一 个曲流河沉积的基本层序一般由四种岩性相组合而成的, 自下而上依次是块状含砾砂岩(Sms)→槽状交错层理 砂岩(St)→爬升层理粉砂岩Fe →水平层理泥岩F1 C 基本层序的 顶底界面 多以冲刷面、暴露面为界,在无海泛面或海泛面难以识别 的层序中,常以特殊沉积层,如重力流沉积、生物富集层、 火山灰层或特殊岩性夹层的重复出现分出基本层序。在滨 浅海层序中,以海泛面为界 D.叠覆特征 基本层理内各岩性相有无优选的叠覆方向,基本层序之间 的叠覆特点,可否构成进积、退积和加积型序列 E.基本层序古 生物内容 利用化石确定基本层序时代,解释古沉积环境,可利用生 境型的叠覆特点,阐明基本层序的叠覆关系 F.基本层序的 纵横向变化 利用详测剖面、草测剖面及填图路线查明基本层序的空间 变化,可否构成进积、退积和加积型序列, 包括其组成、 结构、类型、厚度及特殊夹层与某些重要界面的变化情况 G.与理想的相 模式比较 对比异同点,帮助认识形成基本层序的沉积作用和环境特 点,并起预测作用 2.2. 基基本本层层序序野野外外记记录录格格式式 14 见图 1-1。 ((二二)) 副副层层序序野野外外调调查查及及副副层层序序组组 l..副副层层序序Parasequence 是一个以海泛面或与之相应的面为边界,成因上 有联系的层或层组的相对整合序列。海海泛泛面面是分隔新 老地层的一个界面,穿过它海水深度有突然增大的证 据。海泛面在盆地的局部范围内是一个平坦面,在较 大范围内也只有小的起伏。海泛面以小的海底侵蚀作 用和无沉积作用为特征,指示有过小的间断,并将上 图 1-1基本层序野外记录格式 15 面的较深水岩石 (如陆棚泥) 和下面的较浅水岩石 (如 临滨砂岩)截然分开。 在大部分硅质碎屑岩副层序中,副层序有如下边 界特征 (1)界面下的砂岩与界面上的泥岩呈突变接触; (2)下状岩层纹层可能有轻微截切; (3)层厚突然变化,如穿过界面由厚层突变为薄 层状; (4)生物扰动强弱变化交替面; (5)界面上海绿石、磷酸盐、介壳屑等较富集; (6)穿过界面沉积物粒度发生变化; (7)界面下的地层可能被截切; (8) 界面处存在海进滞留沉积, 如粘士撕裂碎屑、 钙质结核、硅质碎屑的砾石、介壳、介屑等粒度较粗 的物质组成的沉积层; (9)穿过界面深水生物群替代浅水生物群。 大部分硅质碎屑岩的副层序是一个向上变浅的进 积序列,大部分碳酸盐岩副层序为向上变浅的进积或 加积序列, 副层序与基本层序在多数情况下不能等同。 副层序在海岸平原、三角洲、浅滩、潮汐、河口湾和 陆棚等环境的沉积地层中容易识别,但在缺乏海相沉 积的河流剖面及水深较大的斜坡和盆地沉积中,却很 难区分。 以下举两例说明副层序的内部构成特征。 ⑴ 浅滩环境向上变粗的副层序内部构成特征 ① 16 砂岩层组及层向上变厚;② 砂岩/泥岩比向上增大; ③ 粒度向上变粗;④ 交错层理纹层倾角向上变陡; ⑤ 生物扰动向上减少;⑥ 岩相向上变浅相序(如 陆棚→下临滨→上临滨→前滨) 。 ⑵ 碳酸盐岩台地向上变浅副层序内部构成特征 ① 单层向上变厚; ② 颗粒含量及粒度向上增加 (如 泥晶灰岩→粒泥灰岩→泥粒灰岩→颗粒灰岩) ;③ 硅 质或有机质含量向上减少; ④ 下部生物群以浮游型 为主向上变为底栖型为主; ⑤ 生物扰动向上减少; ⑥ 岩相向上变浅相序。 2..副副层层序序组组〔〔Parasequence set〕〕 是由成因上相关的副层序构成的一种具特征堆砌 样式的地层序列,其边界是海泛面及与之相关的面。 这些界面可以与层序界面一致,也可以下超面或体系 域的边界面。 副层序组 按其堆砌样式, 有三种类型 (表 1-12) 表 1-12副层序组的基本类型 类型 沉积速率/ 容纳空间变 化速率 岸线与 沉积中心 “海平面” 变化 垂向和侧 向相变 体系域 加积型1不迁移保持稳定无显著的相位 EHST LST 退积型1向盆迁移“海退” 自下而上向盆 发生相迁移 LST LHST 六、层序地层格架野外调查 17 ((一一))基基本本术术语语及及重重要要概概念念简简介介 区域性岩石地层序列的时、空有序排列形式称为 地层格架,可分为空间格架(岩石地层格架或深度剖 面)和时间格架(年代地层格架或时间剖面) 。层序地 层格架的地层单位划分从大到小为(AGPrint 等, 1992) 巨层序(Megasequence)200400Ma 超层序(Supersequence) 10100Ma 三级层序(Sequence)110Ma 沉积体系域〔副层序组〕 副层序或基本层序 Parasequence 20020Ka 层组或层(岩性相) (高频旋回层) ((二二))层层序序地地层层格格架架建建立立的的一一般般程程序序 (1)查明测区岩相古地理面貌,从滨岸→陆棚→ 斜坡深水盆地选择代表性剖面。 (2)各相区代表性剖面实测,实测内容① 副 层序或基本层序研究, 野外调查内容见前文。 ② 层序 或顶底界面(一般为区域不整合面,沉积间断面或水 下剥蚀面)识别与研究。③ 化石带、群落带的建立 时间对比与环境解释。④ 充填序列(加积、退积、进 积)识别与研究。⑤ 凝缩段识别与研究。 (3)海平面升降曲线的建立靠沉积相和生态地 层研究实现。 (4) 主干剖面 (详测剖面) 上所建立的基本层序、 18 体系域及层序在空间上的展布情况和叠覆特征,主要 通过路线填图、遥感图像解译实现。 (5)编制图件空间格架图和时间格架图。 各体系域和凝缩段的主要特征及形成时期与定义 列于表 1-13。 ((三三))层层序序及及层层序序内内重重要要界界面面野野外外观观察察要要点点 1..ⅠⅠ型型层层序序界界面面 ((SB1)) ((升升隆隆侵侵蚀蚀和和陆陆上上暴暴露露不不 整整合合)) 指侵蚀范围延伸到陆架边缘以下时形成的不整合 面。具如下特征 (1)陆架具地表暴露与河流回春; (2)朝盆地方向显著相位移,陆相或极浅海相岩 石直接上覆在深水海相岩层之上; (3)朝盆地方向生境型显著位移,垂向序列中生 境型不连续; (4)具深切谷和深切谷充填; (5)在碳酸盐岩层序中,Ⅰ型层序界面被认为是 当海平面下降至台缘或滩缘之下形成的,会出现如下 重要作用 ① 斜坡前缘侵蚀, 在斜坡下方形成碳酸盐的巨型 角砾沉积及碳酸盐砂和牵引流和密度流沉积; 19 表 1-13各体系域和饥饿的主要鉴定特征及形成时期与定义 名称顶界底界地层结构形成时期定义 深切谷充填物 (ivf) 海侵面 (TS) I 型不整合加积 晚 期 低 水 位三角洲 海侵面 上超于 I型不整合; 下超于扇顶面 进积 低水 位楔 LSW早 期 斜 坡 扇 扇顶面 (tfs) I 型不整合及低水 位扇顶 进积加积 全球海面慢速下 降至上升最初期 或相对海面缓慢 上升期 低 水 位 体 系 域 低水位扇(LSF)扇顶面 下超于 I 型不整合 的相当面 进积加积 全球海面高速下 降期或相对海面 最低期 全球海面快速下 降的低水位期海 面低于沉积滨线 坡折情况下的沉 积体系组合域 陆棚边缘楔(SMW) 或陆棚边缘体系域 (SMST) 海侵面 发生海岸上超向盆 地迁移的Ⅱ型不整 合及其相当面 进积加积 全球海面下降后 期至上升最初期 或相对海面高速 下降至逐渐上升 初期 全球海面慢速下 降的低水位期海 面不低于沉积滨 线坡折情况下的 沉积系组合域 20 续表 1-13 名称顶界底界地层结构形成时期定义 高水位体系域 (HST) Ⅰ或Ⅱ型 不整合 向陆上超于层序底 界不整合;向海下 超于最大海泛面 逐渐增强的进 积(加积进 积) 全球海面上升后 期至下降初期或 相对海面下降期 全球涨面高水位 期的沉积体系组 合域 上部 (HST 底部) 与 HST 过渡 下超于最大海泛面进积 饥饿段 (SS) 凝缩段 (CS) 下部 (TST 顶部) 最大海泛 面 与 TST 过渡加积 全球海面上升最 快期或相对海面 最高期 区域性最大海侵 期沉积于中外 陆棚至盆地内的 贫陆源碎屑的海 相薄层低速沉积 段 海侵体系域 (TST) 最大海泛 面(mfs) 向陆上超于层序底 界Ⅰ或Ⅱ型,不整 合;向海下超于海 侵面 中上部退积 加积,下部 进积,最底部 快速退积 全球海面快速上 升期或相对海面 上升期 全球海面快速上 升期的沉积体系 组合域 (据 J.C.Van Wagonar 等,1988;H.W.Posamentier and P.R.Vail, 1988;魏家庸等,1991) 21 ② 淡水透镜体向海移位; ③ 发生混合和超盐度白云岩化(LHST 晚期) ; ④ 喀斯特化(古岩溶面)-强烈溶蚀作用。 2..ⅡⅡ型型层层序序界界面面 ((SB2)) ((海海侵侵上上超超不不整整合合和和水水下下 间间断断不不整整合合)) 指侵蚀范围局限于陆架之上(主要限于内陆架) , 没有延续到陆架边缘以下时形成的不整合面。具如下 特征。 (1)陆架,尤其是内陆架出现地表暴露及沉积滨 线坡折向陆一侧的海岸上超向下迁移; (2)无河流回春作用的地表侵蚀作用; (3)无明显向盆地方向的相位移和生境型迁移; (4)在碳酸盐岩层序中,认为形成Ⅱ型层序界面 时,海平面降落至滩缘附近,台地的内带暴露地表。 3..海海侵侵面面((TS)) 是层序中通过陆架的第一个显著的海泛面,为 LST(或 SMST)与 TST 间的分界面,一般具如下特 征 (1)TS 上下沉积体叠加方式不同,海侵面之下以 进积和加积型为主,之上为退积型; (2)TS 是一条重要的地层结构和相结构转换面, 通过该面,水深明显持续
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