Question

野外地质现象的观察和描述

Answer 1

(一)一般观察和描述

在实习中对于每条实习线路都要进行详细的观察，每天出发后，在野外记录本上记录日期、地点、观察路线号。到达观察点后，首先是明确观察点的位置，在记录簿上记录观察点的点位和构造部位，写明主要的实习任务。然后进行如下三方面的观察和描述。

(1)露头描述:主要描述观测点附近的露头的出露情况、露头性质(是天然露头还是人工采石场)、露头规模、延伸情况、风化程度和植被覆盖等情况。

(2)地貌特征:主要描述观测点附近的地形特征，如山坡、山脊、沟谷和陡崖等特殊地形地貌，组成的岩性，地貌成因及其与地质构造的关系。

(3)地质现象的观察和描述。包括①地层岩性:主要是对地层和相关岩性的描述。首先应将观察点两侧的地层单元、产状、接触关系和时代略加说明，然后再分别描述其岩性特征。岩性描述应按照岩石学对各类岩石的描述要求进行。②构造特征:对发育有构造的地方，应描述各种构造的形迹、规模、性质、产状要素，并对其运动学和动力学特点进行分析判断，以及照相、素描等。③接触关系:对观察点附近地层单元之间的接触关系一定要加以交代，分为整合接触、平行不整合接触、角度不整合接触和断层接触。④产状:对有露头的观察点，一定要测量并记录产状。除了记明产状数据外，还必须注明是什么产状，如层理、片理、劈理、线理、节理、枢纽、断层面等。

(二)不同岩石地区的观察与描述方法

观测点上对岩石的描述，一般可以分为基本描述和补充描述。基本描述的内容主要有:岩石的颜色、结构、构造、矿物成分、岩石的名称等。例如:浅灰色、厚层状、粗粒云母砂岩。再如:深灰色、化学结构、层理构造、厚层石灰岩，主要矿物成分为方解石。又如:粉红色、粗粒等粒结构、块状构造花岗岩，主要矿物成分石英、长石、黑云母。但是，基本描述对野外实习或地质工作来说显得简单，不足以完全描述岩石的特征。因此，一般还需要进行补充描述，补充描述和基本描述的项目相同，不过更详细，它要求把所见到的岩石特征都描述出来。

例如:深灰色、化学结构、层理构造、厚层石灰岩，矿物成分为方解石(此系基本描述)。若再进行补充描述则可增加风化后的变化等，比如应记录“有时表面风化和经化学侵蚀呈灰褐色，层厚达50m，层面上有时有波痕等层面构造。矿物成分方解石在雨水的侵蚀下，在灰岩的缝隙中有时可以见到方解石的次生矿物文石”等内容。

在野外地质实习考察中，三大类岩石都会见到，它们的观察、描述应注意以下内容:

1.沉积岩野外观察和描述的内容

主要有颜色、矿物成分、结构、构造、风化、厚度和产状等。沉积岩的颜色，要注意观察区别原生色、继承色、次生色及颜色与沉积环境的关系;沉积岩的成分主要观察描述碎屑物的矿物成分，还要观察描述胶结物的成分(钙质、铁质、硅质、泥质等胶结物等);沉积岩的结构、成分(碎屑物、胶结物)、粒度、岩石名称，区别沉积岩的结构，确定其是角砾状、砾状、砂质、粉砂质、泥质、化学或生物化学结构;对于碎屑结构还要进一步观察碎屑物的情况如粒度、磨圆度等;观察胶结方式(基底胶结、接触胶结、孔隙胶结);沉积岩的构造，详细观察层理构造和层面构造，如:层理的类型、单层厚度、层面是否有波痕、雨痕、干裂、结核和化石等。如有化石还要进一步观察和描述化石的保存情况，并大致确定化石的类属;沉积岩体形状及其风化程度和风化时的变化，观察沉积岩体呈现的形状，如:层状、透镜状或透镜体，观察沉积岩的风化程度以及风化时出现了哪些变化;测定岩层厚度(或露头宽度)以及岩层的产状要素。

2.火成岩野外观察和描述的内容

火成岩的观察必须在露头的新鲜面上进行，主要观察和描述火成岩的颜色、结构、构造和矿物成分以及产状，然后确定火成岩的名称。

火成岩的颜色观察需要在新鲜面上进行。火成岩在地表极易风化，风化面上的颜色与新鲜面上的颜色有极大的差别。一般由超基性岩、基性岩、中性岩到酸性岩，其颜色由深到浅，超基性岩常呈黑色、黑绿色;基性岩常呈灰黑色、灰绿色;中性岩常呈灰、暗灰或灰白色;酸性岩常呈灰白、肉红色等。因此，根据岩石的颜色可以初步确定岩石的类别。火成岩的结构与矿物的结晶程度、晶粒形态、晶粒大小等直接相关。观察火成岩的构造，观察并区别火成岩的块状构造、气孔构造、杏仁构造、流纹构造、流线构造和斑杂构造等，并根据岩石不同的结构和构造大致确定产状;火成岩的矿物成分观察时要区分火成岩的主要矿物和次要矿物，注意暗色矿物与浅色矿物的种类及其含量有无石英、橄榄石、长石等，注意火成岩风化后矿物成分的变化;确定火成岩的名称和产状，根据火成岩的主要矿物、次要矿物、暗色矿物等成分，以及岩浆岩的颜色、结构、构造等情况可以确定火成岩的名称。

3.变质岩野外观察和描述的内容

在野外观察和描述变质岩一般遵循从矿物成分、构造、结构到综合分析定名的步骤。首先观察变质岩的矿物成分，注意观察是否含有变质矿物，常见的变质矿物有石榴子石、绢云母、绿泥石、滑石、硅灰石、石墨、蛇纹石等，除这些变质矿物之外，还要观察石英、长石、云母、角闪石、磁铁矿、方解石、白云石等常见矿物的含量;然后观察变质岩的结构，注意区别变晶结构(等粒、斑状、鳞片状)与变余结构;对于变质岩的构造进行观察时，要观察是否具有片理构造(板状、千枚状、片状、片麻状构造)、块状构造、条带状构造与变余构造;最后是命名和采集标本，根据变质岩的结构、构造和矿物成分确定出变质岩的名称，并采集标本。

(三)地质构造的野外观察和描述方法

1.褶皱构造的观察和描述

确定岩层的岩性和时代，观察和确定褶曲核部和两翼岩层的岩性和时代;测量褶皱的产状，观察褶皱两翼岩层的倾斜方向、转折端的形态和顶角的大小，并测量或判断褶曲轴面及枢纽的产状，填写褶皱观测记录表(表7－4)确定褶皱构造类型并推断时代分析成因，根据褶曲的形态、两翼岩层和枢纽的产状确定出褶皱的类型，进一步分析推断褶皱的形成时代和成因。

表7－4 褶皱观测记录表

2.断层的观察和描述

观察、搜集断层存在的标志(证据)，在岩层露头上寻找断层的迹象，找到断层破碎带、断层角砾岩、断层滑动面、牵引褶曲、断层地形(断层崖、断层三角面)等;确定断层的产状，测量断层两盘岩层的产状、断层面的产状、两盘的断距等;确定断层两盘运动方向，根据擦痕、阶步、牵引褶曲、地层的重复和缺失现象确定两盘的运动方向，上盘、下盘;上升盘、下降盘等;确定断层的类型，根据断层两盘的运动方向，断层面的产状要素，断层面产状和岩层产状的关系确定出断层的类型，其是正断层、逆断层;走向断层、倾向断层;直立断层、倾斜断层等。

对于破碎带也要进行详细的描述，测量断层破碎带的宽度，描述断层角砾岩、填充物质等情况。绘制素描图或照相，并采集标本。

表7－5 断层的野外识别

3.节理的观察和描述

对节理进行观察时首先要了解其地质背景，知道所在的地层及产状、岩性、构造部位等。将节理进行分类，划分主节理和一般节理，还可以根据节理之间的交切关系以及岩脉的切穿等关系分析其形成的先后顺序。观察节理的长度和密度，根据节理的产状和成因联系确定出节理系，然后，根据节理、断层和褶皱的伴生关系推断出节理类型，确定是走向节理、倾向节理或斜向节理;纵节理、横节理或斜节理。确定节理的力学类型，根据节理的形态和组合关系推断节理的力学类型，确定是张节理或是剪节理。张节理比较稀疏、延伸不远，节理不能切断岩层中的砾石。节理面粗糙不平呈犬牙交错状，节理开口呈上宽下窄状。剪节理常密集成群出现，节理面平滑，延伸较远，节理口紧闭。剪节理常由两组垂直的节理面呈“X”型组合。观测后填写节理观测记录表(表7－6)。为了进一步研究节理的发育情况，可以进行节理产状要素的测量，多处测量的数据可以编制节理玫瑰图。

表7－6 节理观测记录表

4.接触关系的观察和描述

观察岩层的接触时要注意对岩层接触界线的观察，如果是沉积岩与沉积岩、沉积岩与变质岩相接触，观察有无沉积间断、底砾岩、剥蚀面、古风化壳存在;上下岩层产状是否一致;然后判断岩层的接触关系。地层的接触关系主要有整合接触、平行不整合接触或角度不整合接触关系三种。

整合接触关系是一个地区在较长时期内处于构造运动稳定的条件，沉积盆地处于缓慢下降状态，接受沉积物一层层的连续沉积，这些地层之间的接触关系是整合接触关系。其特点是地层在时代上连续，在岩性和生物方面为渐变或递变关系，各地层的产状基本上一致。

平行不整合或称为假整合，上下两套地层之间缺失了一部分地层，岩性和生物方面为突变关系，上下两套地层的产状基本一致。平行不整合接触关系的形成过程为:地壳下降，接受沉积，地壳抬升，遭受剥蚀，形成沉积间断，然后地壳再次下降，接受沉积。平行不整合接触关系是该地区构造运动的反映，代表的构造运动过程是下降—上升—下降，上下两套地层之间有沉积间断，沉积间断面成为不整合面，或者剥蚀面。

角度不整合接触关系是上下两套地层之间缺失了一部分地层，岩性和生物方面为突变关系，上下两套地层的产状不一致。角度不整合接触关系的形成过程为:地壳下降，接受沉积，强烈的构造运动造成地壳抬升、褶皱、断裂等，遭受剥蚀，形成沉积间断，地壳再次下降，接受沉积。角度不整合接触关系是该地区构造运动的反映，代表的构造运动过程是下降—上升—下降，上升阶段的构造运动强烈，形成了褶皱、断裂等构造，地层的原始产状被改变，上下两套地层之间有沉积间断，沉积间断面成为不整合面。

如果是沉积岩和火成岩的侵入岩相接触，接触关系有两种情况:侵入接触关系和沉积接触关系。观察侵入岩中有无捕虏体、沉积岩中有无底砾岩、底砾岩的碎屑物有无侵入岩的成分，然后确定二者是沉积接触或侵入接触关系。

如果侵入岩中的捕虏体与上覆的地层一致，侵入岩与地层的接触面有起伏，存在烘烤现象，围岩在接触带存在接触变质现象;岩体有小分枝侵入围岩中，在岩体中存在与接触面大致平行的流动构造，在岩体边缘有明显的边缘相，边缘相的岩石结晶比中间相的要细小，则判断为侵入接触关系。侵入接触关系的形成过程是地壳接受沉积形成沉积岩—发生岩浆侵入作用—岩体侵入到沉积岩中。岩体的形成时间在沉积岩即围岩形成之后。

如果沉积岩的底部有底砾岩，而且底砾岩中有侵入岩碎屑成分，上覆沉积岩没有接触变质现象，岩体边缘没有边缘相，岩体顶部的岩脉、岩墙等被截断，则判断为沉积接触关系。沉积接触关系的形成过程是地壳下降接受沉积形成沉积岩—发生岩浆侵入作用—岩体侵入到沉积岩中—地壳抬升—遭受剥蚀—侵入岩出露地表—地壳再次下降—接受沉积—形成上覆沉积岩。岩体的形成时间在上覆沉积岩形成之前。