Question

地质填图方法

Answer 1

地质图是各种地质体在地表出露界线的水平投影图。它借助于线段、文字符号及花纹图例表示测区地质体的性质、形态、空间几何关系和相对时序。它是地质图作者对研究区地质构造特征及其演化历史认识的一种反映。把地质体表示在图上的过程叫地质填图或地质制图。

3.2.2.1 地层划分、对比及地质图的基本类型

(1)地层的划分与对比是地质填图工作的重要环节，是重塑地质发展历史、研究构造和矿产分布规律的重要基础。地层划分是根据地层的岩石、生物化石、地球物理、地球化学等特征，把地层划分为不同类型、不同等级的地层单位，借以表示地层的相对顺序或相对年代关系等。现代地层学主张地层划分的多重性，认为岩层有多少种能够用以作为划分地层的依据，地层就有多少种划分方法，一种特征的改变并不一定与另一种特征的改变相一致。

就某一具体研究对象而言，不可能也不需要使用所有的各类地层划分，而是按实际可能或为某一应用目的而采用相应的划分系统。目前最常用的地层划分系统有三类：①根据岩层的岩石特征划分成群、组、段、层四级单位的岩石地层学；②根据岩层所含的化石或化石组合内容将含化石部分的岩层划分成各种生物带的生物地层学；③根据推论或解释的岩层形成的地质年代(宙、代、纪、世、期、时)划分成宇、界、系、统、阶、时间带的年代地层学。只有年代地层单位才有固定一致的时间含义，其他各类地层单位大都是穿时的，即与等时面呈斜交关系。年代地层单位是依据属性划分的，它属于认识范畴，是可变的。前两类的划分依据都是岩层客观存在的特征，它不依人的认识变化而改变。但化石内容需要一个积累过程也具偶然性或机遇，而对于化石的详细研究又并非一般地质工作者尤其是在野外所能做到的。因此，只有岩石地层划分是地层研究的第一程序。另一方面，作为第一性的客观地质实体，它又具有永久性，是不能用其他概念来限定或修改的。

在大、中比例尺的区域地质调查中，组的划分及其界线的选择对填图质量有重要作用。应该正确地理解组的含义，掌握建组条件。地层规范中规定：“组的重要涵义在于具有岩性、岩相和变质程度的统一性。组或由一种岩石所构成，或包括一种主要岩石而兼有重复的夹层，或由两、三种岩石反复重叠所构成，还可能以很复杂的岩石组分为一个组的特征，而与其他单纯的组相区别。”海相地层的组常为一个相的简单岩性组合，陆相和海陆过渡相岩性比较复杂，常由相邻的几个相合并而成。组必须有一定的横向稳定性和一定的厚度。一般条件下，组的分布范围不应小于三级地层分区的范围，厚度不应小于50M。但对具有特殊的构造岩相意义的岩层建组可不受此限制。组的界线一般是岩性、岩相、沉积旋回或侵蚀间断的界线，应具有明显的识别标志。化石并不是建组的必要条件，但显生宙地层都有自己的化石组合甚至建立了化石带。若单有化石界线，而岩性无明显差别，则无建组的必要。群是最大的地方性单位，通常相当于包括不同相的大的沉积旋回，岩性组合复杂，厚度很大。段是比组更低一级的岩石地层单位，它可以是组内单一岩性、单一岩相的分离体，也可以是组内岩性组合差异的再划分，它不一定要求相当的横向稳定性，不要求一定的化石内容。

(2)地层对比是在地层划分的基础上，与国内外标准剖面比较，确定地层在地质年代表中的位置；另一方面是测区各相应层位的对比，以确定填图单位的地质界线、相邻图幅间界线的等时性，以及地层的发育规律。生物地层单位对比借助于标准化石、生物群或化石组合进行，也可利用生物的种系演化或生物演化方向，以及利用古生态资料对同时异相地层进行对比。为此，在野外必须进行系统的化石采集与生态观察。岩石地层单位对此可利用岩性特征、标志层、沉积韵律、重矿物、微量元素、古地磁及物探测井等资料。因此，在实测地层剖面工作中，需进行大量标本和样品采集工作。

(3)在现代地层学理论指导下，世界上有两种类型的地质图，即组图和系图。组图以岩石地层单位的组为制图基本单位(如黄泥岗组、砚瓦山组等)。它是地表岩石组分及其几何关系的直接反映，是地质历史和构造环境演化的真实记录。它能促进遥感资料、地球物理资料与地质研究的结合，适用于大比例尺(＞1：10万)的地质填图。组图可作为岩性分布图使用，具有更广泛的服务领域。系图是以根据生物演化相对顺序建立的年代地层单位“系”为基础填制的。适用于小比例尺(如1：100万)地质调查，供大范围地质构造理论分析使用。

组图是实际地质体的客观而直接反映，它可以在野外进行实测，其界线具有相对稳定性，也可直接利用遥感资料填图。而系图所表示的地质年代是根据古生物等多方面资料经室内分析鉴定推论而来的。由于受不同时期资料积累程度和个人认识差异的限制，地质年代界线经常有较大的变动。系图不适合野外直接填图，在无直观标志的地段寻找年代地层界线要花费很大力气甚至无法弄清。由此可见，组图应是地质调查的基本图件。在组图的基础上，可编制不同年代的系图。

3.2.2.2 观察线、观察点的布置原则和方法

按照一定间距的路线和一定间隔的控制点进行连续定位的地质观察是地质填图的基本方法。它的作用是用不同的线、点密度反映不同比例尺区域地质调查的精度，也有助于对野外观察材料进行系统编录。

(1)地质观察路线的布置原则和方法

地质观察路线有两种基本形式，即穿越路线和追索路线。穿越路线是垂直或基本垂直地层或区域构造线的走向布置，按一定间距横穿整个测区。地质人员沿观测路线收集地质、矿产资料，标绘地质界线，采集必要的标本、样品。线间的地质界线用“V”字形法则和少量追索连接。这种路线的优点在于能迅速地掌握测区地质构造的基本特征、地层层序、相变及接触关系的空间变化。缺点是线间的地质细节会出现错漏。如使用航空像片，这种缺陷会得到很大改善。追索路线是沿地层界线、地质体边界或构造走向布置，用于研究地质体的横向变化(如地层相变、接触关系、含矿层、断层等)。填图精度高，但效率较低。穿越路线和追索路线在不同比例尺的地质图中应结合使用。在中、小比例尺的地质填图中以穿越法为主，大比例尺填图中追索路线应明显增加。至于矿区1：1000～1：5000填图中则以追索圈定为主。

穿越路线布置应考虑：主要构造线方向，通行逾越条件，露头分布状况，基站的设计与野外工作组织等。追索路线主要布置在关键性专题研究地区，不同类型的自然地理区(如平原河网区、高寒山区、森林覆盖区、沙漠等)必须因地制宜，灵活安排。路线平均密度必须遵守规范要求，但测区不同部位的路线密度分布则应根据地质构造的复杂程度、矿化远景以及航空像片解释程度等而疏密有别。

(2)地质观察点的布置原则及定位方法

观察点按其性质可分地质界线点、构造点、矿产点、水文点、地貌点等。观察点的作用是准确控制地质体空间位置；使原始资料编录条理化、系统化，控制各种地质资料间的联系以及文、图资料与实地位置的对应吻合关系；便于原始资料的整理、查阅和检查工作质量。点的布置以有效地控制地质界线和各种地质要素为原则。一般布置在填图单位界线、标志层、化石点、岩性岩相明显变化处，岩体接触带、相带，矿体或矿化，断层、褶皱枢纽，有重要水文地质意义的井泉、地貌等处。等距离机械布点的错误是显而易见的，但大范围单一地质体中的控制点也是必要的，它是避免重要地质现象、矿产线索疏漏的一种措施。

观察点定位应力求准确，图面误差不得超过1Mm。定点方法：①目测法：根据地形、地物直接定位；②后方交汇法：根据已知的三个地形、地物点用罗盘作后方交会。各点方位间的夹角不得小于45°。如三线交成一视差三角形，则取重心为点位，或在此基础上再参照地形细部特征标定；③用航空照片定点，转绘在地形图上。④GPS法：是利用遥感卫星定位测定仪，直接定量测定某点的经度、纬度或高斯坐标。在森林覆盖区、高山峡谷等特殊地理条件下，可适当采用罗盘定位、步测距离的极坐标定位，也可用空盒气压计测量相对高程进行间接校正，为保证精度应尽可能攀登临近高地，建立一些控制点对已定点位进行修正。

(3)观察路线和观测点的密度定额

观测路线和观测点的密度定额是地质测量的质量标准。

《1：5万区域地质矿产调查暂行要求》(试行稿)规定，基岩区线距一般为400～800M，点距一般为300～500M。在有航片解释程度较高的地区，岩性单一的地层或出露较宽的地区，其线、点距均可适当放稀。大片第四系分布区，其线距可放宽至1000～1500M。1：5万地质图，只标定直径大于100M的闭合地质体；宽度大于50M，长度大于50M的线性地质体；长度大于250M的断裂、褶皱构造。小于上述规模的直接、间接找矿标志和具有特殊意义的地质体应适当放大或归并表示。基岩区内，面积小于0.5km²和沟谷中宽度小于100M的第四系，在图上仍按基岩填绘。大片第四系覆盖者，在物化探工作的基础上，可酌情布置工程予以揭露。分层界线、接触带、化石层、标志层和矿化标志等，其标定误差不得大于50M。

考虑到江山实习区的具体情况，本次实习区域内采用标准为：线距和点距分别为300M和100～150M，观测点的密度为每平方千米的有效点约为27个。

3.2.2.3 路线地质的观察程序及编录要求

路线地质观察一般程序是：①定点；②观察、描述该点周围的地质、矿产现象；③测量产状；④追索与填绘地质界线；⑤采集标本和样品。点上的工作结束后，沿路线前进方向进行连续的地质观察与描述，同时编制连续的信手剖面图。

地质观测点的描述内容如下：

(1)日期、天气情况。

(2)路线与任务。

(3)人员组成。

(4)点号：即观测点的编号，用调查区统一的编号注明，并写出该点所在图幅的名称。

(5)点位及高程：要写明观测点的地理位置和坐标网及构造部位以及后方交汇方向。高程则根据气压计或实际交会点等来确定，在记录时应予以说明清楚，以便使人们了解其可靠性。GPS定点，则记录经纬度或高斯坐标和高程即可。

(6)点性或目的：目的指需要解决什么问题。如主要是描述标志层及其变化、地层界线和接触关系还是观察褶皱或断裂构造等。

(7)露头情况：描述观测点附近的露头好坏，出露哪些地层，露头性质(天然露头还是人工采石场)，露头面积大小，延伸情况，风化程度和植被覆盖等情况。

(8)地貌特征：描述观测点附近的地形形态特征。如山坡、山脊、陡崖或冲沟等，组成的岩性、成因及其与地质构造关系。

(9)内容描述：一般描述的顺序是由老到新，但也可以反过来描述。首先应将界面上下两侧地层单位的接触关系和时代略加说明，然后在分别描述其岩性和其他特征。

(10)沿途描述和路线小结：当一个观测点描述完以后，应该连续观测描述到下一个观测点；当一条路线观测完成之后要认真写出路线小结。这样可以及时使野外资料得到系统化，使原始记录成为一个有机的整体，而不是一些孤立的地质点的描述。

路线观察的编录格式和描述举例如下：

2013年4月5日 星期五 天气晴

地点：江山藕塘底

路线Ⅰ：272.2高地310°方向150M处—藕塘底村西池塘边

任务：路线地质调查，主要任务是确定O₁n与O₁y的界线

人员：刘绿水(记录)，张青山(标本采集员)，……

工作图：1：1万地形图(江山地区地形图)

No.001

点位：272.2高地310°方向150M处(也可以用GPS坐标如：X：3180625，Y：40362185)

高程：188M

露头情况：人工(良好)

微地貌：公路边

点性：界线点(O₁n与O₁y)

内容描述：

点东：印渚埠组(O₁y)黄绿色、紫红色页岩夹少量压溶型瘤状灰岩。瘤状灰岩呈紫红色，瘤状构造发育。岩石由瘤状体和基质两部分组成，瘤体呈椭球体、扁豆状及姜状等，大小2～5cm不等，由微晶方解石组成。瘤体长轴大致平行层面排列，占全岩的60%～70%，与基质界线清晰、平滑。基质由钙质、泥质组成，遇酸微弱起泡。岩石风化面因瘤体溶失或剥落而成蜂巢状外貌。瘤状灰岩呈薄-中厚层状，走向延伸不稳定，与泥岩呈相变关系。

产状：320°∠42°

点西：宁国组(O₁n)深灰色薄中层状微晶灰岩。

产状：318°∠45°

O₁n与下伏O₁y呈整合接触关系。

……

(其他现象如构造、地貌、水文现象的简要叙述。)

No.001-No.002(点间描述)

沿途描述：0～10cm深灰色薄中层微晶灰岩。

10～50M灰黑色页岩夹黑色微薄层状燧石岩，水平层理发育，见零星黄铁矿结核。产丰富笔石化石。

50～80M灰色粉砂质页岩、粉砂岩夹硅质岩薄层。

产状：308°∠39°

……

(信手剖面图，比例尺与平面图相同，画在左侧方格纸上。)

No.002

点位：藕塘底村西池塘边

高程：158M

露头情况：天然、良好

微地貌：池塘边

点性：构造点

内容描述：

本点为一断层观察点。断层走向320°，倾向南西，倾角近于直立。断层向两端延入邻近观察路线。断层东盘为O₃c黄绿色页岩，产状168°∠57°。断层西盘为C₁y灰褐色中厚层状含砾粗砂岩、砾岩，产状182°∠72°。断层破碎带宽40～60cm，由泥岩、砂砾岩碎块组成，未经胶结。断层性质待进一步查明。

No.002-No.003

(连续描述，方法同前。)

今日路线到此结束。

路线小结

1.……

2.……

……

路线地质观察中，必须勤追索敲打、勤观察思考、勤记录勾画，保持旺盛的探索精神。对点上及点间的任何地质现象，原则上均应全面观察、记录。做到术语准确、概念清楚，文字简明扼要、层次分明，空间位置明确。要勤于思索，注意分析地质现象之间的联系，不断提高路线观察的预见性。对实际现象持客观态度，不能任意取舍乃至于夸张伪造。每条路线资料经室内整理后，当日写出路线小结，对重大地质问题的资料进行归纳，指出存在问题，作为相邻路线的工作参考。

路线地质观察记录方式除上述外，还有适用于计算机处理的表格卡片和录音笔在野外录音后，再经室内整理等多种方法。

3.2.2.4 产状要素的测定与地质界线勾绘

产状要素是确定地质体空间几何关系的重要资料。要注意产状的可靠性、代表性和系统性。判断岩层产状的可靠程度首先要辨别是基岩露头还是转石；是层面还是节理面或其他结构面。注意产状所处的构造位置，鉴别是否因次级构造引起的或因重力作用在斜坡上引起岩层产状的局部变动。注意筛选有代表性产状，这对正确认识区域构造格架十分重要。产状要素要进行系统测量，图面上应均衡分布，在构造关键部位(如褶皱的两翼、转折端、倾伏端，断层的两盘岩层、断层面，不整合面上、下地层，侵入体接触面、原生流动构造等部位)必须有足够的产状注记。产状写成如290°∠36°格式，前者代表倾向，后者为倾角。产状要素测定主要依靠罗盘进行。由于罗盘是用磁针定位，为了能直接在罗盘上读出地理方位，需进行磁偏角校正。各地磁偏角数值在地形图上可以查出。实习区磁偏角为西偏2°58′，应拨动刻度盘，使正北落在357°02′刻度线上即可。为了在图上投绘产状符号的方便，常用公里网格(高斯-克吕格坐标)的纵坐标作为平面方位角的0°，因而需对产状进行子午线收敛角校正。子午线收敛角在地形图上可以查出。如坐标线偏子午线以东，校正方位角＝真方位角-子午线收敛角；如坐标线在子午线西侧，则校正方位角＝真方位角+子午线收敛角。实习区坐标线为西侧0°41′。

地质界线和岩层产状是地质图反映地质体空间展布规律及其相互关系的最基本的原始资料，必须在野外填绘。地质界线在基岩地区可根据填图单位的标志和接触关系直接确定。但在植被、土壤覆盖较大的地区，可参考残积物中岩屑的分布、地貌特征、土壤的颜色和结构、植被类型及发育程度等自然标志，也可利用动物洞穴的掘出物、路基、电线杆、沟渠等人工揭露。地质界线在大比例尺图上必须严格按照“V”字形法则勾绘，小比例尺图则依照地层产状，参照地形、地物勾绘。

3.2.2.5 地质素描图与摄影

素描与摄影是野外地质现象更直观、生动的记录形式。地质素描是地质工作中常用的平、剖面图与绘画中素描的结合。它包括：①用花纹图例作平面素描(图3.1a)；②素描与地质花纹结合(图3.1b)；③完全的素描(图3.1c)。在表示区域地质构造景观的素描图中，多采用立体地形的线描加地质符号表示(图3.2)，或采用联合剖面素描(图3.3)。地质素描一定要主题突出，取舍适当，尊重实际，线条简练。

图3.1 不同类型的地质素描图

图3.2 景观地质素描

图3.3 联合剖面素描

地质摄影在地质体色调对比明显，地貌反差强烈时效果较好。多数情况下，需用素描图加以补充。拍摄时应在记录簿中注明编号、拍摄地点、拍摄方位及拍摄对象，并记录摄影技术参数。

3.2.2.6 标本、样品的采集

区域地质调查过程中需要采集的标本、样本类型繁多。包括：

(1)岩矿鉴定用标本，必须全面反映测区岩石的主要类型及组合特征。陈列标本规格为9cm×6cm×3cm，鉴定切片用标本6cm×4cm×3cm。岩石标本尽可能采未经风化的新鲜岩石。

(2)岩组分析样。

(3)古生物化石标本。在测制地层剖面时逐层采集，分层编录。对未见大化石的地层应采微古分析样(如牙形刺、介形虫、孢子花粉等)。

(4)基岩光谱和金属量测量样品，样重50g。用于研究区域地球化学特征。

(5)自然重砂样与人工重砂样，样重10～20kg。

(6)硅酸盐分析、碳酸盐分析样。

(7)矿石化学分析及矿石技术物理性能测定样。

(8)同位素年龄样、古地磁样，古地磁定向标本规格应大于10cm×10cm×10cm。

样品的采集必须有明确的目的，有充分的代表性，必须符合样品的加工处理和实验分析的技术要求。要重视样品及其分析、鉴定成果的整理编录工作。

3.2.2.7 沉积岩区的区域地质调查内容

沉积岩是地球表面分布最广的岩石，是区域地质调查工作的主要对象。由于它带有明显的层状特性，所以沉积岩区以有规律的带状地质构造景观同岩浆岩区和变质岩区相异。沉积岩区的区域地质调查已经积累了丰富的经验，形成了一套十分完善的工作方法。其主要工作程序是，测制剖面以建立地层顺序，通过地质填图研究测区构造特征，借助沉积相与古地理研究，寻找含矿层位。主要工作包括：①划分对比地层，建立地层层序；②沉积岩石学研究；③生物化石的采集；④沉积相与古地理调查；⑤构造(褶皱、断裂)及地层接触关系的研究；⑥沉积矿产调查；⑦探索地质发展历史等。