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第五章 第四纪地质野外调查要点 一、第四纪地质点观察、记录要点 一 与地质点相关的记录内容 如时间、点号；地理位置、海拔高度及相对高程等。 二 地貌形态观察和记录 以堆积地貌为研究重点。划分地貌类型和微地貌单元，描述或测量其形态特征，面积、宽度、高度或深度，指明观察点所在的地貌部位。 三 地层剖面观察 详细观察、描述下列内容 1.厚度测量并描述记录剖面中各层的厚度变化情况。 2.颜色 地层的颜色一般用“深浅程度浅、深、谈、暗”表示；如浅灰黄色，暗黑褐色。松散堆积物的颜色除反映其岩矿成分和后期风化过程外，还取决于堆积物的湿润程度。因此，观察颜色时，应注意地层在干湿情况下颜色的变化。 3.确定粒度等级。 4.结构构造包括各种层面和层间构造，上下层的接触关系，颗粒排列及其外表特征等。除用文字描述外，还应用测量数据说明之。 5.土状堆积物的可塑性和坚实程度。 6.风化现象；风化程度，尤应注意观察剖面中的古风化壳和古土壤层。 7.砾石层应作为观察重点，见岩性观察要点 8. 有特殊意义的地质现象，如砂矿层、化石、文化遗迹、火山灰层、化学沉积层如岩盐层、铁质壳层、结核层等、泥炭、古土壤层等的观察、记录和采样。 9.岩层的划分和命名，根据堆积层特征予以命名，名称应体现堆积物的颜色、风化程度、胶结程度，机械组合和岩矿成分的特征，如“黑色粘土层”、“灰白色钙质胶结砾石层”。 10.与基岩的接触关系。 四 成因和时代的初步确定 根据地貌和地层剖面观察，推测堆积物的形成环境和相对年龄。 五 采集标本和分析、鉴定样品 除必须采集化石、岩石等标本外，根据剖面特点及意义，采集粒组分析、绝对年龄、古气候等分析样品，并详细记录。 六摄影和素描 摄影和素描是搜集有关地貌形态和地层剖面特征的重要手段。摄影、素描后均用详细文字加以说明。 二、 第四纪沉积物岩性观察、记录要点 一 基本调查要点 1. 沉积物颗粒成分。 2. 粒度特征粒径及岩性分类、粒级组成等表5-1 。 3. 颜色区分原生色、次生色、干色、湿色加以描述。 4. 结构构造区分原生和次生构造。 5. 胶结方式和固结程度。 表 5-1 碎屑沉积物粒组划分 粒径mm 1000 1000 -200 200 -20 20 -2 2- 0.5 0.5- 0.25 0.25 -0.1 0.1- 0.0.5 0.05- 0.005 10 10 粘 粒 30 二 砾石层观察、记录要点 1. 砾性砾石的岩性成分。 2. 砾径分别记录最大砾径和平均砾径，并用百分比估计比例。 3. 砾向砾石AB面的倾向和倾角，定向性程度等。 4. 砾态包括球度砾石A、B、C三轴的差异程度和磨圆度磨圆度可分为圆、次圆、次棱角和棱角，参见图5-1 。 5. 表面特征光滑程度，有无擦痕及擦痕的特征等。 6. 风化程度分未风化、弱风化、中等风化、强风化和全风化。 7. 充填或胶结方式与程度。 8. 对意义重大的砾石层还应进行砾石统计测量砾石测量表见表5-3。 表5-3 砾石测量记录表 观测点 记录人 编号 砾石 成分 各轴长度mm 扁平面 产状 磨圆度 风化程度 其它特征 A轴 B轴 C轴 倾向 倾角 图5-1 砾石磨圆度划分参考 1-- 棱角；2次棱；3次圆；4圆 （）土状堆积物观察、记录要点 注意观察岩性的可塑性、坚硬程度、土层的风化程度如古风化壳和古土壤层野外调查时常将第四纪土状堆积物分为粘土、亚粘土、亚砂土、砂土，鉴别标志见表5-4 表5-4 野外砂土状沉积鉴定特征表 陆相沉积名称 肉眼观察或放大镜观察情况 干 土 性 质 湿 土 性 质 颗粒含量 ＜O．01 ＜0．002 砂 土 几乎全部为大于0．25mm的颗粒 松散的 在湿度不大时具有明显的粘浆性，过度潮湿时即处于流动状态 5 ＜2 粘土质砂 几乎全部为大于O．25mm颗粒组成，少数为粘土 松散的 5-10 亚砂土 大于O．25mm颗粒占大多数。其余为 用手掌压或掷于板上，易压碎 非塑性。不能搓成细条．球面形成裂纹破碎 10-30 2-10 亚粘土 占多数的粘土颗粒中，偶见大于0．25mm颗粒 用锤击或用手压．土块易碎 有塑性．不能搓成细长条，弯折时断裂，可以捏成球形 30-50 1030 粘 土 同类细枯土，不含大于O．25mm的颗粒 硬土不易被锤击成粉末 可塑性。有粘性和滑感，易搓成直径小于1mm细长条而不断，易搓成球形 ＞50 ＞30 三、第四纪沉积物成因观察、记录要点 认真开展沉积物成因类型的标志调查，包括沉积学标志、地貌标志和环境标志，并综合标志进行成因类型划分。标志特征参见表5-5 表5-5 确定堆积物成因类型的主要标志 成因类型 标志 残积物e1 坡积物 d1 洪积物 p1 冲积物 a1 湖 积 物1 沼泽沉积1hh 粒度成分 变化较大，细粒为主 细粒为主 砂、砾及粘质砂土为主 砾石、砂、粘质砂土、砂质粘土 细粒为主有砾石、砂 细粒为主 沉积学标志 产状 零 乱 与山坡坡面基本一致 不 规 则 A轴与流向一致，AB面倾向上游呈迭瓦状排列 规 则 规 则 磨圆 棱角状为主 棱角，次棱 次棱、次圆 次圆、圆 次圆、圆 表面特征 表面粗糙，不规则 有时见浅而零乱的擦痕 有模糊零乱擦痕 表面光滑 圆形、表面光滑 续表5-5（续1） 成因类型 标志 残积物e1 坡积物 d1 洪积物 p1 冲积物 a1 湖 积 物 1 沼泽沉积1hh 沉积学标志 构 造 发育完全时可分层 多次堆积可分层，层与坡 具多层结构，交错层，透镜体 二元结构， 斜交层，透镜 水层平理斜层理 水平层理 粒径及变化 分选较好，剖面下粗上细 从坡顶向坡麓变细 从山沟口 向外缘逐渐变 分选较好，剖面下粗上细 向湖心变细，分选好 均 匀 岩 矿成 分 同下伏基岩，可能有次生变化 与坡顶基岩相同，不稳定矿物能保存 成分较复杂 成分复杂，不稳定矿物少 复杂性取决于湖岸基岩及入湖河流 粘土矿物有机质十分丰富 地 层界 线 不很清楚不平整 与a1、p1、g1等界线清楚 清 楚 清晰，明显，比较平整 明显 清晰 明 显 续表5-5（续2） 成因 类型 残积e1 坡积 d1 洪积 p1 冲积 a1 湖 积1 沼泽1hh 地貌学标志 堆 积 物的 部 位 分水岭等平 坦地区 山坡下段 沟口、山口地形骤变处 由陡变缓 河谷、冲积 平原 湖盆 湖滨 平原 高原 堆 积 地 貌 坡积锥，坡积裙 洪积扇，洪积裙、洪积平原 阶地,河漫滩,砂洲砂堤,冲积平原 湖积堤 湖积平原 沼泽平原 分 布 形 状 片 状 锥状组合成环带状 扇形组合成 面状带状 长条形为主，面状 块 状 块状 带状 环境标志 古 生 物 方 面 古土壤、动 植物化石、孢粉 孢粉、动 植物化石 、 泥炭、 动植物化石、孢粉 淡水 动物化石、水生植物残骸 大量孢粉和植物残骸，水生 生物 续表5-5（续3） 成因 类型 残积e1 坡积 d1 洪积 p1 冲积 a1 湖 积1 沼泽1hh 环境标志 气 候 方 面 各种气候 带，以热带亚 热带最发育 温湿气候 干旱气候及 半干旱气候为 主 潮湿气候 湿润气候 各种气候条件 续表5-5（续4） 成因类 型 标志 冰碛物 gI 冰水沉积物 fg1 风积物 化学堆积物 沉积学标志 粒度 成分 泥砾、粒径悬殊 砂粘土等土状堆积物局部有砾石 细粒为主砂、砂质粘土、粘质砂土 产状 一般无规则 有一定规则 磨圆 棱、为主次棱 次棱为主、少次圆 形状 多痕深而规则的擦痕、凹坑 部分砾石可能有擦痕磨光面 续表5-5（续5） 成因类 型 标志 冰碛物 gI 冰水沉积物 fg1 风积物 化学堆积物 沉积学标志 结构、构造 有明显的层理及斜层理，透镜体 层理不清楚或为缓倾的斜层理 有层理 粒径及变化 大小混杂，巨砾远扬 随堆积时季节性气候变化有明显差异 分选极好，沿风力方向变细 均匀 岩矿成分 较复杂，大量不稳定矿物存在 同 左 以坚硬的碎屑矿物为主，风成黄土有粘土矿物 取决于矿液化学 地貌标志 堆积物的 部 位 古冰川U 谷，冰汛平原 冰川区外缘和冰流内洞穴堆积 干旱区，冰川区外缘及海滨；河岸 湖泊 洞穴 堆 积 地 貌 冰碛垅、鼓丘及 冰汛平原 冰水阶地，冰砾阜、蛇丘、冰水冲积扇 沙丘、沙垅 和黄土塬、墚峁 分 布 形 状 长条形、弧形、 扇形 长条形 带状 面状 片状、星点状 续表5-5（续6） 成因类型 标志 冰碛物 gI 冰水沉积物fg1 风积物 化学堆 积物 环境标志 古 生物 方 面 耐寒的动植物化 石、孢粉 同 左 动植物残骸、干旱孢粉 气 候 方 面 寒冷气候 同 左 干旱气候、寒冷气候 干旱、潮湿气候均有 四、第四纪地层野外调查要点 一 地层相对序列建立 1. 第四纪地层序列的建立需经过野外→野外与室 内→室内三个阶段，分别完成三个层次的地层划分地层相对顺序的建立→地层地质时代序列→地层地质年龄序列。野外重点是地层相对序列的建立。 2. 对地层空间分布连续的可根据地层之间的接触关系，如侵蚀关系、覆盖关系、掩埋关系、过渡关系，来确定地层新老或形成先后顺序； 3. 对于地质体分布不连续的可根据以下方法确定其新老先后顺序。 1地貌学法根据地貌形成和发震的阶段性，来确 定组成各地貌单元的沉积物的形成前后，如在构造上升地区如河谷区，位置愈高时代愈老。 2 比较岩石学法地表不同时期沉积物的物质组成、组合特点、颜色和风化程度是有差别的。一方面可根据沉积物的组合特点确定相对新老关系，一般地，时代愈老的沉积物，其风化程度愈高。 3 特殊沉积物夹层对比第四纪时期无论构造运动还是气候环境变化都十分强烈，由此形成的特殊沉积层可作为地层对比的基础，地层对比常用特殊沉积夹层有古土壤层、火山灰层、盐类沉积层、冰川沉积层、风沙沉积层等。 二 第四纪地层单位类型 第四纪地层单位可分为以下几种类型。 1. 岩石地层单位 2. 生物地层单位 3. 地貌地层单位 4. 年代地层单位 5. 土壤地层单位 6. 磁性地层单位 7. 气候地层单位 8. 成因地层单位 第四纪地层研究更加强调多重地层对比和组合地 层划分，实际中应根据测区的地质特征选择上述几种进行划分。其中年代地层划分是必需的。 五、第四纪古气候野外调查要点 第四纪古气候标志调查要点见表 5-6 表 5-6 古气候环境研究内容 标 志 无 机 界 有 机 界 宏观 宏观标志 ①地貌标志 ①动物化石组合 ②沉积物成因组合 ②植物化石组合 ③人类活动遗存 微观标志 ①地球化学组成变化 ①孢子花粉组合 ②碳氧同位素变化 ②微体动物组合 ③微观岩石学特征 ③有机质含量变化 第四纪古气候标志划分为岩石气候标志、地貌气候标志、宏观生物气候标志等宏观气候标志和物理气候化学和化学气候标志、微观生物气候标志等微观气候标志表5-6 。 第四纪气候野外调查的重点是宏观气候标志的资料搜集和研究微观气候标志样品的采集。 六、新构造运动野外调查要点 新构造运动的调查方法很多，在野外区域地质调查中进行新构造运动调查的重点是地貌标志、地质标志和水系标志的调查。 （一）地貌调查要点 1． 夷平面调查主要内容包括 夷平面存在的证据，如地貌证据、沉积证据等； 夷平面的高度绝对高程和相对高程，单位m和级次划分； 夷平面是否发生变形与变位，其特征如何； 夷平面的形成时代年间法，沉积相关法，宇宙核元素法； 2. 河谷地貌调查 ⑴ 河流阶地调查 基本观察内容为 阶地的级次， 阶地的高程分别记录阶面和基座面的河拔高程，单位是m 阶地的类型侵蚀、基座、嵌入、内迭、上叠、掩埋 阶地的时代标注测年样品的取样位置，一般取在河漫滩相底部 在阶地发育相对齐全和构造意义较主要的河段，应测制河流阶地横剖面。 在河谷阶地横剖面调查的基础上，编制河谷纵剖面图，作为流域新构造运动分析的基本材料。 ⑵ 河床冲沟地貌调查 裂点观察在河床或大型冲沟的裂点处，要定地貌观察点，详细记录裂点处的岩性特征、构造特征和微地貌特征，裂点上下游河谷形态、裂点与阶地的各项等。 河床物质组成调查包括岩性的类型基岩、松散层，松散层的粒度与厚度。 在相对重要的河段，要测制河床纵比降图。 ⑶ 谷坡形态观察 在构造抬升强烈的峡谷段，河流沉积物往往难以保存，需对河谷谷坡进行调查。要点如下 ① 谷中谷地貌观察，包括各级谷肩的海拔高程单位，m、岩性组成等。 ② 河流侵蚀凹槽 ③ 悬挂倒石锥和悬挂坡积物 2. 岩溶地貌调查 ⑴主要内容 ① 产状洞穴分布； ② 古岩溶地貌组合的层状分布； ③ 同期同类型岩溶地貌的高度不同； ⑵ 观察要点是分布高程海拔和河拔，单位m，形成时代； 4. 洪积扇形态及组合地貌调查 ① 洪积扇单体形态及变形 ② 山前不同冲沟洪积扇形态及变形共性与个性 ③ 洪积扇组合形态，不同时期洪积扇的空间组合关系 ④ 洪积扇扇顶位置的变化及规律性分布 （二）水系调查 1. 水系格式调查 野外水系的新构造运动调查应结合遥感分析进行，重点调查不正常的水系组合样式，常见有以下几种 ① 水系不正常的绕流或汇流 ② 多条水系的同步突然转弯 ③ 分流点或汇流点异常线性分布 ④ 水系或冲沟突然中止、错开等 2．河流袭夺古河古流向调查 河流袭夺、古河道的废弃或河流的突然转向大都与新构造运动有关，对此应从沉积物、地貌和地质时代年代等方面做认真的调查。 （三）地质调查 1. 第三纪以来沉积物的粗细变化，重点是砾石层的分布层位与时代。沉积物的粒度变化有时反映构造隆升的强度变化。 2. 第三纪以来沉积物的厚度和沉积速率变化 3． 第三纪以来沉积物的成因变化，尤其要注意对由湖相到山麓冲洪积相的变化的层位与时代的调查 4. 新第三系以来地层的变形与变位调查 5. 第三系以来的断层的几何学、断层的力学性质与活动期次、最新活动年代的调查。 七、第四纪古人类遗迹野外调查要点 注意调查和发现古人类化石尤其是头盖骨和牙齿等 和古人类生活及文化遗存如洞穴、灰烬、石器、村舍、工具、种子、岩画等。 八、 第四纪资源调查要点 一 重点开展的资源类型调查 1. 砂矿资源，包括各种成因类型的金属与非金属砂矿。 2. 建材资源，如砾石层、砂层、石英砂、可作为制砖原料的粘土、陶土等。 3. 土地资源。 4. 植被和草场资源， 5. 能源和肥料资源，如泥炭、钾盐、水能、风能、地热能等。 6. 水资源，包括地表水、地下水、矿泉水等。 7.旅游资源。各种可适于旅游的人为和自然景观等 二 资源勘查的基本要求 1. 调查各类资源的分布范围、类型和等级，矿体的规模、形态、层位及分布规律。对于砂矿还要查明物质成分及颗粒形态特征。 2. 查明各类资源赋存的地质地貌条件。 3. 调查各类资源的形成时代与成因。 4. 查明资源开采的水文地质、工程地质及环境地质条件。 5. 对资源开发利用的经济效益、社会效益和生态环境保护作出综合评价。 九、第四纪地质事件野外调查要点 一 第四纪地质事件调查内容 第四纪地质事件与人类生态环境的关系极为密切。 第四纪地质事件极为复杂，应重点开展以下类型的地质事件的调查。 1. 构造事件古地震事件、火山喷发事件。 2. 天体事件陨石、陨石玻璃。 3. 气候事件短暂的、极端的热、冷、干、湿气候， 如洪灾、风沙层。 4. 重力事件崩塌、滑坡、泥石流..。 二 第四纪地质事件调查的基本要求 1. 查明地质事件的地质背景。 2. 查明地质事件的发生年代。 3. 调查地质事件发生规律。 4. 调查地质事件对地球生态环境的影响程度。 十、第四纪地貌野外调查要点 一 地貌调查基本内容 1. 地貌形态调查，按照地貌要素和几何形态对单体 地貌形态和组合地貌形态进行调查描述，划分形态类型。 2. 调查地貌成因，划分地貌成因类型。 3. 有条件时收集地貌的动态变化资料。 4. 调查地貌景观资源和地貌地质灾害。 二 地貌调查基本要求 1. 查明地貌的年代及区域地貌发展史。 2. 查明地貌的区域分布规律，进行地貌分区。 3. 查明地貌形态与岩性、构造、气候的关系。 4. 查明气候变化、新构造运动和人类活动与地貌发 育、变化的关系。 122
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