青藏高原区域地质调查野外工作手册第一章沉积岩野外调查要点.doc

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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 (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 (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 (6)岩层厚度术语。 2m,巨厚层状。 二、沉积岩结构描述术语 1.粒度(单位mm) 0.03 0.06 0.25 0.5 2 4 泥 粉砂 细砂 中砂 粗砂 细砾 16 64 126 256 中砾 粗砾 细卵 粗卵 漂砾 2.圆度 高棱角状→棱角状→次棱角状→次滚圆状→滚圆状→高滚圆状 3.分选性 分选差→分选中等→分选好→分选很好 4.成熟度 成熟度低→中等→高 5.胶结类型 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。 表1-6 沉积构造分类术语表 机械成因构造 流动成因 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 流动成因的其他构造 ① 冲刷面构造;② 侵蚀槽构造;③ 叠瓦构造 同生形变 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 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 暴露 干缩作用形成的构造 ① 干裂;② 帐篷状构造 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 四、化石野外工作 (一)大化石野外观察与采集要求 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。 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)古生态野外观察要点 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 (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)微体化石野外观察与采集要求 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。 1.层位采样法 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 化石门类 采样间距(m) 样品大小 切片用(cm) 分离个体用(g)  15 6610 非有孔虫 110 6610 100500 介形石 110 100500 牙形石 15 3 000 孢粉 古生代、中生代孢粉 125 1002 000 新生代孢粉 0.12 1002 000 2.层面采样法 所采集的样品都必须是同时期的沉积物(同一层位),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 非钙、非硅、非碳质 砾岩 ○ ○ 粗砂岩 ○ ○ ○ 无 ○ ○ 细砂岩 ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ 泥岩 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 粘土岩 ○ ○ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ 续表1-9 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 钙质砂岩 ★ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 石灰岩 ★ ◎ ◎ ★ ○ ○ 钙质泥岩 ◎ ◎ ★ ★ ○ ○ ○ 硅质 硅质泥岩 ○ ○ ○ ◎ ★ ★ ○ 硅藻土 ○ ○ ★ ★ ○ 硅质岩 ◎ ★ ○ ○ 碳质 碳质泥岩 ★ 泥炭 ★ 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 有 孔 虫  丁丁虫 放射虫 介形虫 牙 形 石 几丁虫 轮藻 孢粉 代 纪 Cz Q N E Mz K J T Pz2 P C D Pz1 S O ∈ 五、基本层序和副层序野外调查 (一)基本层序 1.基本层序野外调查项目 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. 基本层序野外记录格式 图1-1 基本层序野外记录格式 见图1-1。 (二) 副层序野外调查及副层序组 l.副层序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。海泛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 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.副层序组〔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 (一)基本术语及重要概念简介 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)层序地层格架建立的一般程序 (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、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)层序及层序内重要界面野外观察要点 1.Ⅰ型层序界面(SB1)(升隆侵蚀和陆上暴露不整合) 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; 17 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 低水位体系域 深切谷充填物 (ivf) 海侵面 (TS) I型不整合 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 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 低水 位楔 LSW 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 早期斜坡扇 扇顶面 (tfs) I型不整合及低水位扇顶 进积加积 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 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 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 饥饿段 (SS) 凝缩段 (CS) 上部 (HST底部) 与HST 过渡 下超于最大海泛面 进积 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 下部 (TST顶部) 最大海泛面 与TST过渡 加积 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) 19 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.Ⅱ型层序界面(SB2)(海侵上超不整合和水下间断不整合) 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.海侵面(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,水深明显持续加深; (3)TS是一条生物快速迁移和辐射的复合生物事件界面,年代地层界线常常与海侵面重合。 4.最大海泛面(mfs) 为最大海侵时形成的海泛面,为TST和HST的分界面,一般具如下特征 (1)mfs上下沉积体叠加方式以退积型变为加积型序列。 (2)沿该面向海盆一侧出现由远洋沉积物非常缓慢沉积的海相薄层,被称为“饥饿段”(SS)或“凝缩层”(CS)。 七、事件地层野外调查 事件地层是利用突发的、较大区域或全球同期广布的地质事件及其地质纪录划分对比地层,按自然特征确定地层内等时面或近等时面,它着重研究地质事件对形成地层等时面和形成地层体的关系。 近年来已逐渐形成和发展出一门称之为“高分辨率事件地层学” 的地层学分支学科,强调要用一种“高分辨率系统”来测定沉积地层的相对年龄,综合和对比各种地层学资料、地球化学资料和古生物学资料,这种高分辨率系统主要考虑到短期现象(10万年或更短)严格控制沉积作用的可能性。这种短期现象可能是外星成因的、构造成因的、火山成因的、海洋成因的、气候成因的、沉积成因的和(或)生物成因的。在造山带“巨厚而单调的”复理石建造盆地中进行野外地层序列和划分对比调查时,运用事件地层学方法将会大大开拓调查人员的视野,起到事半功倍之效果。从理论上讲,根据短期现象建立的地层系统是年代地层系统,涉及到“时间线”(等时面或很薄的事件地层)的鉴别和区域追踪,很容易同精确的、独立的生物地层系统和地质年代系统结合起来。 高分辨率事件地层学主要依靠受他生旋回影响的沉积作用和形成很大的区域规模的单个旋回地层或事件。其主要目的是提供一种以同时到近同时的面(层)为基础的独立的区域和区域间对比方法。据预测,如果有足够的资料,以这种面(层)为基础的对比完全可以分辨出10万年或更短时间的间隔。如在北美西部内陆盆地的中、晚白垩世地层中已识别出1 300个火山灰层、几百个气候旋回层和许多其他事件单位,可以把海相沉积记录划分成40 00050 000年事件单位。事件地层单位见表1-14。 八、沉积地层剖面野外测制要点 (一)实测地层剖面的技术要求与分类 1.技术要求 据1∶25万区调技术要求,实测区每幅每一个地层单位至少要有12条实测剖面控制;修测区对原有的实测剖面在检查的基础上选择具代表性的或有重要意义且出露好的剖面进行重测或补测(含建组剖面、层型剖面等),重测或补测的剖面数应占原有剖面的1/31/2;片区修测可根据需要解决的问题,有针对性地进行重测、补测或新测;凡新建的地层单位,都需要新测制层型剖面。 表1-14 事件地层单位与调查内容 事件地层单位 事件地层单位举例 物理事件 火山灰层 区域性河道化和冲蚀事件 风暴层 块体流沉积物层 区域性跌积-沉积断源面 快速形成的海进假整合面 化学事件 化学分析数据出现异常幅度的、可进行区域对比的短期漂移事件层 比较长期的、化学成分有异常的间隔分界面 化学沉淀层或成岩作用早期沿具体的等时或近等时层位形成的各种类型的结核和团块 轻稳定同位素化学事件层 有机碳化学事件层 生物事件 不连续进化事件 群集死亡事件 群集灭绝事件 迅速迁入和迁出事件 巨量繁殖事件 种群“爆炸”(极盛带)事件 快速区域性底栖集群事件 快速的生物复苏事件 复合事件 米兰科维奇气候旋回事件 缺氧事件 撞击事件 2. 剖面类型 1 据剖面在区调填图中所发挥的作用差异,在层状有序的“史密斯”型地层区可分为三类 1 标准(层型)型地层剖面(含简单单位层型、复合层型、选层性、新层型等); 2 辅助(参考)型地层剖面(含次层型); 3 标志层或特殊地层剖面; 4 地层厚度剖面。 2 根据实测层段完整程度,可分成二类 1全层段地层剖面对工区内出露的全部地层进行详细分层,研究岩层厚度、成分、结构、分层标志、岩层特征、沉积相、地层层序、接触关系、时代归属等。系统采集岩性、沉积相和古生物标本,建立地层剖面; 2重点层段地层剖面重点了解各填图单位的标志、厚度、岩性和岩相变化。 二 地层剖面位置选择 (1)能代表一个区域或一个小区的地层岩性和厚度特征的地方,包括区域岩性变化的过渡带。 (2)地层露头连续分布、完整清楚、化石丰富、掩盖少的地段。 (3)选择构造简单的地段。但无法避开断层或具有覆盖时,就近分段连接时必须用明显的标准层来连接剖面,标准层应相互重复一段。必要时应布置剥土、坑探和槽探工作。 (4)要求在地形上尽可能使剖面方向垂于地层走向。 三 精度要求与基本层序调查 1. 标准剖面的精度要求 1)地层分层的要求 (1)分层时应综合考虑岩石的颜色、成分、结构、构造等特征和矿物、化石、层间接触关系、界面与沉积间断等因素,凡有明显变化处,应当分层。 (2)分层厚度大小根据成图比例尺决定。标准剖面的柱状剖面图比例尺一般规定为1∶5001∶1 000。 (3)分层时对有特殊意义的岩层和标准层,不论厚度大小均应单独分层,或单层厚度综合描述。 (4)地层分层应能与区域剖面对比。 (5)对分层间的接触关系,应在横向上追索,搜集足够的证据。同时应描述剖面地层的风化与地貌特征。 (6)分层岩性描述要求真实全面,重点突出。 2)基本层序性质、类型与调查方法 地层的分层是由基本层序组成的,基本层序调查在剖面测制中具有重要的意义。 (1)基本层序是沉积地层垂向序列中按一定规律叠置的,在露头与剖面测制中是能观察到的岩层,它是代表一定地层间隔,由具一定特点的单层组合而成的,是地层中最基本的组成细胞。它可划分为旋回性基本层序和不显旋回性的基本层序。 (2)基本层序调查内容基本层序是由单层构成的,它是单层的组合。 a.单层描述 包括各单层的岩石类型和所含特殊组分(如有用金属矿物和磷、铁、锰结核、海绿石、蒸发岩矿物等),古生物内容(包括实体化石和生物屑的类别与含量),古生态特征等。对于特殊结构和特殊交互层、古生物夹层等,应辅以放大比例尺 1∶501∶10,甚至用放大倍数的素描图准确写真表达与照相。 b.鉴别地层序列中具特殊成分或成因的夹层,如生物化石富集层、地球化学异常层、含矿层、古风化壳、古土壤层、碳酸盐岩序列中的石英砂岩或粘土岩夹层、块体流沉积层、风暴岩夹层、火山灰夹层等,后二者往往是重要的等时对比标志。 c.单层厚度、形态、岩石结构、沉积构造、遗迹化石、古生态、古流向和成岩结构构造(如液化构造、干裂、窗格构造等)、各种成岩变化与胶结物等。 d.基本层序内各单层间的叠置与组合特征和接触关系。 e.基本层序与组合的纵横向变化。 (3)基本层序的调查方法实测主干剖面是研究岩石地层单位基本层序的厚度、组成、结构、数量及纵横向变化等特征的主要方法,此外还有主干地质路线和辅助地质路线的调查作为补充。 (4)采样必须进行系统采样,采样应有目的性和代表性。采样密度按实际情况决定,一般一个分层内有岩性变化处应有相应的代表性样品。 采集供陈列用的岩石标本尺寸为3cm8cm10cm。采集古生物、岩性、沉积相、化学分析等样品。 (5)对于任何比例尺的地质填图,地层标准剖面两次丈量的总厚度相对误差不得大于2,厚度单位为米,读数至小数点后两位。 (6)应附顺手横剖面图、素描和照片,具体内容包括 a. 顺手横剖面图应反映地形起伏、岩层出露宽度和产状,图上要标明方向、比例尺、接触关系、层号、产状和量取位置、化石产层及特殊夹层位置、素描和照相位置、样品标本的采集位置等; b. 素描应画出岩层的特殊结构或沉积特征,标出方向、名称、比例尺及简要说明; c. 有意义的地质现象进行照相和录相时,在景物旁放置一个衬托景物大小的参照物; d. 照相应有编号、简要说明与记录。 2. 辅助剖面的精度要求 (1) 辅助剖面可以细分层,用综合小结式进行描述; (2) 地层划分应能与区域地层剖面对比; (3)柱状剖面比例尺为1∶1 0001∶2 000; (4)两次丈量的总厚度相对误差不得大于2。 3. 厚度剖面的精度要求 (1)除特殊层外,可大套分层,进行综合小结式描述; (2)应控制岩相、厚度变化; (3)露头应基本清晰,可以有部分覆盖,但无断层,以不影响厚度和不遗漏主要层段为原则; (4)应能与区域地层剖面对比; (5)柱状剖面比例尺为1∶2 0001∶5 000; (6)两次丈量的总厚度相对误差不得大于2。 四 实测的一般程序和方法 1)选定实测地层剖面位置后,在正式丈量之前,应先对剖面路线进行详细踏勘,全面了解地质情况,内容是岩层短距离内岩性是否稳定;岩性组合规律与接触关系;化石分布情况;分层因素明显程度;剖面丈量难易程度;构造概况;不同构造部位的岩层对比关系。 2)根据踏勘结果,应确定以下内容标准层;地层单位和填图单位的划分位置;分层编号,并设立标志;基本层序特征;布置坑探、槽探工程。 3)根据踏勘资料制定实施工作计划,计划内容包括比例尺;工作量;施测顺序;组织分工;工作定额与工作进度计划。 4) 剖面线测量一般采用半仪器法导线测量。即用皮尺或测绳丈量地面斜距,用地质罗盘测量导线的方位和导线坡度角。 5)剖面线测量的同时,进行实测地层剖面的观察和描述。在专门的野外记录本中分层逐项描述、记录(内容见第三部分)。画出沿线的顺手剖面图。在地形底图和航空像片上准确标出剖线起点、终点、剖面观察点的位置以及岩层产状要素和地层分界线等。 6)丈量操作要求 ⑴ 丈量地层应逐层自老到新。 ⑵ 剖面方向应尽量垂直地层走向,即交角为 90。若地形上有困难,与地层走向与剖面线,交角不得小于60。 ⑶ 应按确定最佳方向进行丈量,若因地形或其他因素不得不适当改变方向时,应在记录备注栏说明原因。 ⑷ 现场操作步骤和内容 a. 前后测手按导线方向,将相同长度1.5m的两根标杆分别准确地直立在分层界线上。 b. 瞄准两根标杆的延伸方向,测量导线方位角。 c. 以两根标杆的顶端为准,测量导线坡度角,后测手向前测手看,仰视坡度角为正值,俯视坡角度为负值。 d. 将皮尺在两根标杆顶端间拉直,读取斜距。
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