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岩层2 野外作业
野外作业阶段包括区域地质路线踏勘、地质剖面测制
一、区域地质路线踏勘
踏勘的主要目的是对测区内地质情况有一个基本了解，统一认识，明确填图单位及划分标志等。地质路线踏勘的主要内容包括： 1．地形、地貌、地质体露头特征、河流、交通、人文活动等； 2．主要地质体类型、时代、总体分布、主要岩性、构造样式、土壤、矿产和环境类型； 3．选择实测剖面位置； 4．选择重点工作和解剖的区域
二、地质剖面测制
以沉积岩区地层实测剖面为例给予介绍：
（一）实测剖面的目的、任务和意义
实测地层剖面的目的是为了查明地层的岩石组分、层序、厚度、沉积特点、含矿层位、赋存的生物化石及时代、地层间接触关系；合理划分地层层序并确定填图单位；系统采集各种标本、测试样品和化石；对沉积相和古地理进行研究，以提高地层研究的程度和精度；通过该项工作提高和统一全队地质人员的认识水平，从而为地质填图工作打下良好的基础。因此实测地层剖面是区域地质调查过程中不可少的一个重要环节。
（二）剖面选择原则及要求
1．要尽可能选择露头良好且连续、穿越条件较为方便的区段。在地质上则要求层序完整、顶底界面完全、构造简单、接触关系清楚、化石丰富、岩性组合和厚度具有代表性。
若有可能则尽量避开侵入岩体和受其它破坏影响的地段。 2．实测剖面线的方位应基本上垂直于地层走向，二者之间的夹角不宜小于60°，尽量选择一条直线，避免拐折太多。 3．为使基岩露头连续程度良好，应充分利用沟谷自然切面和人工采掘的坑穴、壕堑或铁路、公路旁侧的崖壁等作为剖面通过的位置。
4．当基岩露头不连续时，应布置一些短剖面进行拼接，但需要注意层位拼按的准确性，防止重复和遗漏层位，最好确定明显的标志层作为拼接剖面的依据。 5．剖面的某一段因浮土掩盖，且在两侧一定范围内无明显标志层可进行对比，难以用短剖面拼接或平移剖面导线时应考虑到用槽探等工程予以揭露。尤其是地质界线、接触关系、岩性或产状变化等因掩盖而不清时更应如此。 6．有关比例尺的选择应按规范要求或视具体情况而定，以能充分反映最小地层单位或岩石单位为原则。通常在剖面图上能标定l mm的单层，均可在实地按所选的相应比例尺所代表的厚度划分出来。另外，在剖面图上小于1mm但其有特殊意义的单层，如标志层、化石层、含矿层以及岩脉等可适当放大表示，但应在记录中注明其真实厚度。 7．剖面线起点和终点的位置、剖面观察点、岩层产状要素及地层分界线等都尽可能准确地标定在地形图上或航空照片上。 8．实测剖面的数量应根据研究区内岩相建造的复杂程度、岩性及厚度的变化、其它地质构造的影响、前人研究程度及本队实际情况及工作要求等方面因素综合考虑确定。一般而言，各地层单位及不同相带至少应有l～2条代表性的实测剖面控制。
（三）实测剖面的测制程序及方法
实测剖面位置被选定以后要开展的工作是进行实地踏勘、统一认识、实测方案和计划的制定以及进行剖面的实测等工作。1．详细踏勘及观察对实测剖面进行详细踏勘和观察，在此基础上对诸多问题进行研究讨论，并尽可能达到共识，是区域地质调查工作能否顺利开展的一个前提，所以全队不同学科、不同专业的人员都应参加，其主要内容有：
（1）确定分层原则并进行分层。注意观察岩性特征及其组合规律，观察岩性变化的界线。
分层的厚度取决于剖面比例尺，一般在图示上大于lmm厚度的岩性变化都应划分出来。分层的依据和原则有很多标志和特征，重要者有：①岩层组分的显著差异；②岩石结构构造明显不同；③岩层颜色变化；④岩层所含古生物化石内容不同；⑤标志层、化石层、矿层及其它分布较广，在地层对比中有普遍意义的薄层均可划分出来。
这些岩层在图示中若小于1mm，皆可夸大为lmm；⑥平行不整合、角度不整合等重要接触关系处应分层；⑦若岩层厚度不大且多种岩性的岩层呈有规律的重复出现可作为互层处理。如果厚度较大且岩性单一的厚层中夹有某些不同岩性的薄层则可将其视为夹层。
（2）接触关系的观察与研究。区分并厘定出地层的整合、平行不整合、角度不整合等，若为后二者则要认真观察研究沉积间断的各种标志。
（3）观察研究构造特征。所测地层剖面是单斜区段还是褶皱构造的某一部位。
若剖面线通过处有断层存在，则要观察地层重复、缺失或错开等现象。
（4）了解化石赋存层位的岩性特征和化石的丰度、分异度及其类型。
（5）了解含矿性，包括含矿层位、找矿标志及矿产类型。
（6）注意观察诸如层理、层厚、波痕、冲刷面等各种沉积构造特征及所代表的地质意义。
（7）沉积相变的观察与研究。
在对选定的实测地层剖面实地踏勘时，观察其岩相变化特征。
2．剖面实测
（1）测量方法①直线法：剖面短、地形简单时用；②导线法：剖面长、地形复杂时用。
（2）组织形式及分工以组为单位进行实测工作，每组6人左右，其分工为：前后测手各l人，描述l～2人，绘制剖面草图1人，填表l人，采样和产状测量l～2人。
（3）工作内容及要求① 前、后测手：测量导线的斜距、方位和坡角。斜距：后测手持0m端站定在剖面的起点，每一导线的长度视地形变化确定，前测手沿剖面方位拉测绳至地形折点变化处（导线应尽量放长），使一条导线上的坡角和方位一致。
方位：指导线前进方向，取前、后测手罗盘读数的平均值；坡角：取后测手所测的仰角为“+”，俯角为“-”，取前、后测手罗盘读数的平均值。注意继续向前测量时应导线间的衔接。
测量所得有关数据由后测手通知记录人员。待记录、绘图、取样各项工作完毕后方可前进。
②采样和产状测量人员：要按要求系统采集各种标本、样品和测量各种地质要素的产状。每一分层都应有一定数量的标本。
每一个标本都要有具体的层位，并以导线上的数字控制采样位置。
尽可能采集完好的标本并使其规格化。采样、编号、写标签以及包装有序进行，不可漏采、误采或使标本的编号和位置发生混乱。上述工作就绪后，将导线编号、采样位置、标本类型和数量通知记录人员和其他工作人员。
采样的种类（根据地层工作项目而定）：标本包括岩性标本、化石标本和光、薄片标本；样品包括化学分析样、人工重砂样、同位素年龄样和古地磁样。样品编号要求准确、系统编号、不准重复，一般有剖面代号、层号，样品类型、序号、班组代号。
③填表人员：准备好“实测地层剖面登记表”，工作中随时将各种测量数据、有关内容准确及时地填入表中的相关栏内（表1）。
野外填表：填写除水平距、高差、累积高差、视倾角、分层厚度等其余各项。导线号：要写导线起止点的位置编号，导线终点位置编号与导线序号相同。如第一根导线为：0—l；第二根导线为：1—2等。各项地质内容的记录都要与分层号相对应，如斜距起止点是指所分这一层在该导线测绳范围内的具体起止点数字，如35 m～42 m，斜距为7 m。需要指出的是分层斜距的终止点不能超过该导线的斜距，即不能跨越两个导线。当某一层跨于两导线之间，这时表内重复记录分层号于两条导线栏内，如“第8层”记录方法（见表l）。
填表人员工作量大且责任重，及时向各工种人员询问所测数据及记录内容，有责任检查各类人员工作情况并掌握整体工作进度，要随时将遗漏或有误之处告知有关人员并及时纠正或补做工作，记录员要将表格填写无误方可移动测绳。
表1 实测地层剖面登记表
④绘图人员：准备好方格纸，根据野外地形特点和剖面的总体长度确定好剖面的起画位置和整个图面的布局，并写好图名和比例尺。绘图时标出方位，并画出或标出地形线分层位置、岩性符号、采样位置和类别、产状位置和数据、重要地名和地物、各种接触关系等。
对于标志层、化石层、矿层或矿化层可以绘出局部放大的剖面图。（a）绘制野外草图的目的要求：野外现场绘制平面、剖面草图，以便控制导线方位和室内整理时参考。（b）野外平面图的绘制方法（图10）总方位：可在野外大体测量，也可在地形图上测得，以图纸的横线作为总方位线，在图纸上方标明北的方向（N）。剖面起始位置：一般图纸的右端为东或南（即>0°，≤180°），左端为西或北（即>180°，≤360°），这样有利于与地形图对应。画法：在图纸上剖面起点处，沿导线方位画一条射线，在该射线上截出导线水平距。该水平距可以计算，也可作图求出（先按坡角作地形线，投影量出水平距）；将导线起止点标好序号，在各导线上按照分层水平距截取各分层位置，每分层段内标好分层号，最好用圆圈圈起，标于分层段中间，在适当位置标记产状符号、化石采集部位等。分层界线及产状符号等所画线的长短也要作统一规定。以此类推画至剖面终点。
图10 杨家杖子地区野外实测剖面草图
如需平移导线，沿走向平移，如平移距离不大，按比例如实表示；平移距离较大，则不按比例作图，而在图上标明平移距离，平移方向准确画出。（c）剖面草图绘制方法（图10）定位：放在平面图下方，横线即为水平线，竖线则为标高线。起点：一般与平面图起点对应。画法——展开法：按地形坡角由起点作一条射线，在其上按比例截取第一条导线斜距，依此类推，各条导线首尾相接即可得到剖面方向上的地表地形线；在该线上截取各分层斜距，将其分层位置标明，在地形线下按实际产状绘制岩性花纹，标明产状及地层时代。
注意：A：剖面方向上剖面图长度大于平面图长度；B：剖面上岩层产状不应是实际倾角，而应是各导线方向的视倾角；C：地形坡度要画准，岩层倾向不要画反（特别是有小型褶皱时），以免将层序及厚度重复计算。⑤描述人员：记录各种原始数据，按要求负责层号的编排和地质现象的描述，并将层号和简明岩性告知有关人员。同时还有分配和协调全组工作的责任以及进行信手地质剖面图、素描图的制作和照相等工作。
（四）实测剖面的整理
实测剖面的野外作业完毕后即可进行整理工作，实测剖面的室内整理实际上是对剖面的系统研究过程，其中包括：对地层厚度等各项数据进行整理计算；对各种标本、样品进行清点核对，填写送样单，并对某些必要的标本、样品进行专门分析、鉴定和测试；编绘导线平面图、地层实测剖面图等有关图件；进行剖面小结，编写剖面说明书，划分地层单位及填图单位。1． 野外原始资料整理
（1）核对野外资料校核、记录、实测草图、标本、岩性描述等，补充更正，校核野外定名并选样。
（2）补填表格空白项①导线水平距：D=L*cosα②高差：H=L*sinα③累积高差：为各导线高差代数和④视倾角：据剖面方向与岩层走向夹角来计算，或查表得出或投影用几何法求出，从而换算成剖面方向上的视倾角。
2． 岩层厚度计算（图11）
（1）厚度概念：是指岩层顶、底面之间的垂直距离，即岩层的真厚度。
（2）意义：厚度资料可表明地层发育情况，不同地段可互相对比，以便确定填图单位。
（3）计算方法：查表法、公式计算法、图解法和赤平投影法等。
这里仅介绍公式计算法。
（4）公式计算法利用实测剖面时，所测得的数据：导线方位与岩层走向之间的夹角（γ），导线方向上岩层顶、底面之间的导线距（L）、地面坡度角β、岩层的倾向和倾角（α）。根据下列公式：
H=L（sinα*cosβ*sinγ±sinβ*cosα）
当岩层倾向与地面坡向相反时，用“+”号，倾向与坡向相同时用“-”号。
如果岩层的倾向与地形的坡向相同，且沿导线方向的坡度角小于岩层的倾角时，应用公式算得负值，可取绝对值。3． 清绘图件（投影法）根据野外草图和记录，最终要清绘出正规的平、剖面图。
图11 平面图方位的选择
（A）正确的选择；（B）不正确的选择
（1）确定合理的剖面方位一般是将剖面的起点和终点的连线方向作为剖面的方位，如果所有导线都在该方位两侧，则该方位合适（图11），否则分段选择；要使剖面线尽量垂直于岩层的走向，剖面线方位尽量成为各导线的平均方位；要使剖面线尽量垂直于岩层的走向，剖面线方位尽量成为各导线的平均方位。
（2）清绘平面图（图12）定向：图上的横线就是剖面方位线，据此将图定好方向，画好图上北（N）的方向。作图：按新的作图方位，据野外记录画出正规平面图，其画法和内容同野外草图。
图12 杨家杖子地区实测剖面图
（3）清绘剖面图（图12）画法：用投影法作图，使剖面上起点和终点与地形图吻合，将拐来拐去的导线上的地形及地质内容都投影在统一的剖面方向上。这不同于野外草图的展开法。具体作法：由已画好的平面图向下投影（控制水平位置）①绘地形线：平剖面起点要一致，每根导线的起、终点都按图的竖线向下投好水平位置，与野外草图绘法不同，既不用坡度角也不用斜距，而是在投影好了的导线连接位置用累积高差确定该点地形高度（垂直位置），然后再与前一点的地形线相连。②绘地质界线：由平面图上相应地质界限点直接投影到地形线上。
根据岩层产状画出各种地质界线，下方标出产状要素、地层时代。
③ 整饰图件：标方位、明显的地物、图名、比例尺等。
（五）编写剖面说明书
主要内容有：1．剖面测量一般情况：时间；位置；内容；手段；取样；室内整理剖面的方法及需说明的问题。
2．地层的研究情况：
（1）时代划分及化石依据；
（2）划分岩性段：将各分层归纳整理并划分岩性段，分析韵律关系、岩性段特征、顶底标志、接触关系及其依据。以上部分是说明书主体，要详细加以说明，有时要按层列剖面，以说明各层及各岩性段演化规律。
3．矿产情况：所见矿层（点）、分析结果及找矿意义。4．建议：对地质测量及今后工作的建议。
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