地质学基础野外实习指导书

发布时间:2018-10-28 03:04:22   来源:文档文库   
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《地质学基础》

野外实习指导书

资源与环境科学学院《地质学基础》课程组

OO六年五月

一、实习目的和要求----------------------------------3

二、实习内容和路线----------------------------------4

三、实习方法和要求----------------------------------8

四、实习安排和组织----------------------------------9

附一、实习专题报告(论文)提纲----------------------11

附二、实习区自然地理概况----------------------------12

附三、实习区地质特征--------------------------------13

附四、沉积岩及火山碎屑岩的描述及其岩性花纹----------22

附五、实习区地貌特征--------------------------------24

附六、野外地质工作的基本方法------------------------30

一、实习的目的和要求

野外实践教学是高等学校地理科学专业(师范类)的一个重要的教学环节。而地质地貌野外实习则是《地质学基础》及《自然地理学》教学计划中不可缺少的有机组成部分。通过野外实习力图使学生进一步地理解和掌握课堂上所学的专业基础理论,初步培养学生分析地质问题和解决问题的能力,培养学生的社会实践能力和意志,为将来从事中学地理教学和指导中学生地理课外活动打下坚实的基础。具体做以下要求:

(一)地质学基础方面

1、熟练地掌握地质罗盘仪的使用方法,学会阅读和使用地质图,了解图上定点和划分地质、地貌界线的方法。

2、学会对地质构造现象和沉积岩、火山碎屑岩和侵入岩进行野外观察、描述的基本方法和技能。

3、基本掌握实习区地质构造特点,学会野外观察、分析节理、劈理、褶皱、断层和不整合等构造现象,初步分析和判断其类型和成因。

4、熟悉实习区各时代的地层层序和特征,初步理解地层的划分和对比原理,掌握地层的观察、岩性的描述的具体方法,并能采集一定规格的岩石和化石标本。

5、理解实测地质剖面的工作方法,根据所收集的资料编制实习区地层综合柱状图,并进一步作岩相古地理分析,最后总结实习区地壳发展简史。

6、提交地质野外实习报告(论文)一份、11000的实习区地层综合柱状图一张、各地质时代的岩石或化石标本一套以及有关野外地质记录本和素描图等。

(二)地貌学方面

1、观察和掌握实习区的河流地貌、喀斯特地貌和丹霞地貌等地貌类型的形态特征及地貌发育的动力原理、分布规律和沉积物的特点。

2、学会运用内力作用和外力作用两大基本动力分析地貌发育的基本方法,掌握野外观察和综合分析地貌成因的能力,初步了解地貌发育具有继承性、阶段性和多生性特点。

3、初步掌握地貌形态的野外素描、地貌要素的计量、地貌纵横剖面的绘制等地貌研究的野外一般工作方法的技能。

4、根据地貌与生产实践的密切联系,初步探索实习区内各种地貌类型的利用现状和存在问题,对地貌类旅游资源的开发利用提出合理化建议。

5、提交地貌实习专题报告(论文)一份和有关地貌照片及素描图等素材。

二、实习内容和路线

(一)永安——五里亭——龟山

观察点及观察内容:

1、永安大桥北剖面

1)观察地层剖面,练习地层岩性的描述。

2)观察与练习野外测量地层产状。

2、龟山

1)观察和描述沙溪河漫滩产出的地貌特征。

2)说明河流及河漫滩的成因。

(二)永安——魏坊——道班——采石场——茅坪

观察点及观察内容:

1、魏坊

1) 观察和描述实习区奥陶——志留系罗峰溪群(O—Sl)地层的岩性特征、构造特征。

2) 测量岩层的产状

3) 采集地层标本和化石标本。

2、道班

1) 观察的描述奥陶——志留系(O—Sl)地层与泥盆系南靖群(D2-3n)地层的接触界线及其产出特征。

2) 观察的描述泥盆系南靖群(D2-3n)地层的岩性特征、构造特征。

3) 测量岩层的产状。

4) 采集地层标本。

3、采石场

1)观察和描述石炭系下统林地组(C1l)地层的岩性特征、构造特征。

2)测量岩层和褶皱、断层的产状。

3)采集地层标本。

4、茅坪

1) 观察和描述益溪上游的河流地貌特征、作平面素描图。

2) 分析形成这种地貌形态的动力机制。

(三)永安——下渡——黑风口——坑边

观察点及观察内容:

1、下渡灰窑小路旁

1)观察的描述上石炭统黄龙组(C2h)地层的岩性特征。

2)测量岩层的产状并采集地层标本。

2、黑风口公路旁

1)观察的描述上石炭统船山组(C2c)地层的岩性特征。

2)测量岩层的产状并采集地层标本。

3、坑边普济寺后

1)观察的描述下二叠统栖霞组(P1q)地层的岩性特征。

2)测量岩层的产状并采集地层标本。

(四)永安——坑边——百步桥——益口——造纸厂

观测点和观测内容:

1、坑边新村

1)观测和描述下二叠统栖霞组地层岩性特征

2)测量该地层的产状并采集岩石标本

2、坑边铁道涵洞桥

1)观测和描述下二叠统文笔山组地层岩性特征

2)测量该地层的产状并采集岩石标本

3、坑边——益口铁道沿线

1)观测和描述上侏罗统南园组第一~第三段地层岩性特征

2)测量该各段地层的产状并采集岩石标本

4、百步桥东北侧

1)观测和描述上侏罗统坂头组地层的岩性特征

2)测量该地层的产状并采集岩石标本

5、百步桥西南侧

1)观测和描述南金山大断裂及断裂两侧地层的岩性特征

2)测量两侧地层的产状并采集糜棱岩标本

6、益口——造纸厂中段

1)观测和描述上白垩统沙县组地层的岩性特征

2)采集该地层岩石标本

(五)永安——丰海——加福——安砂水电站

观测点和观测内容:

1、加福大桥北侧

1)观测和描述断裂及断裂两侧地层的岩性特征

2)测量断层和两侧地层的产状并作地质素描图

2、永安——安砂公路34公里处

1)观测和描述褶皱及断裂等地质构造的特征

2)测量断层及褶皱两翼地层的产状并作地质素描图

3、永安——安砂公路36公里处

1)观测和描述褶皱构造的特征

2)测量褶皱两翼地层的产状并作地质素描图

4、安砂水电站

1)观测和描述褶皱构造的特征

2)说明褶皱构造的地貌特征及其在水利工程中的应用

3)作褶皱构造的地质素描图

(六)永安——大湖石林风景区

观测点和观测内容:

1、石林风景区内

1)观测和描述地表喀斯特地貌主要地貌类型的基本特征

2)说明地貌的成因

3)作典型地貌的地质素描图

2、十八洞

1)观测和描述地下喀斯特地貌——溶洞的基本特征

2)说明地貌的成因

3)作典型地貌的地质素描图

3、石洞寒泉

1)观测和描述地表及地下喀斯特地貌垂直分带的基本特征

2)说明地貌的成因

3)作典型地貌的地质素描图

(七)永安——桃源洞

观测点和观测内容:

1、桃源洞景区口

1)观测和描述上白垩统——下第三系赤石群地层的岩性特征

2)测量该套地层的产状并采集该地层岩石标本

2、桃源洞景区

1)观测和描述丹霞地貌主要地貌类型的基本特征

2)说明地貌的成因

3)作典型地貌的地质素描图

三、实习方法和要求

1、选取典型的剖面和观测点,进行专题或多项目综合观测。

2、野外现场教学一般采用先由指导教师作启发式介绍,然后再由学生进行独立观察记录、绘图及其其他现场操作和现场讨论。

3、以实习小组为单位开展讨论和其他专题研究。

4、要求学生实习的当天,认真整理野外记录和做好标本的编录,并进行阶段性小结。

5、指导教师根据野外教学进度和阶段总结进行必要的现场或实物考核。

6、野外实习后的室内整理和总结阶段,要求学生全面总结实习期间的各方面表现,并根据所确定的实习研究专题认真撰写野外实习报告或专题研究论文。

四、实习安排和组织

(一)时间与地点

实习时间为2周,根据专业教学计划设置,一般安排在大二第一学期(秋季)的第一~二周。

实习地点视实习阶段而定,实习全过程原则上分三个阶段:

1、实习准备阶段:时间2~3天,地点在校。

2、野外实习阶段:时间8~9天,地点为永安地区地质地貌实习基地。

3、室内整理总结阶段:时间3~4天,地点在校。

(二)实习准备工作

1、进行野外实习的动员并布置实习计划。

2、各实习指导教师介绍实习区地质、地貌基本情况和实习内容。

3、组织阅读和观看有关实习专题的参考资料和教学录象。

4、作好野外实习的组织、生活准备和实习器械的分发。

(三)实习纪律

1、服从领导,服从分配,坚决完成各项实习任务。

2、一切行动听指挥,在野外实习期间,应自觉服从指导教师或队长的指挥。

3、自觉遵守野外实习期间的纪律和制度:

1) 准时出发,按时归队,不得无故缺席,有事要事先请假。

2) 不得擅自离队、掉队或进行未经批准的其它自由活动。

3) 休息时间遇事需要外出,应向带队教师请假并及时销假。

4) 实习期间严禁游泳。

5) 在旅途(汽车、火车)和旅社等公共场所应注意公共道德和纪律。

6) 不做有损学校和学院声誉的事,不做有失大学生身份的事,要做精神文明的楷模。

7) 在旅游区应注意旅游形象,爱护旅游区的公物。

4、要尊敬师长,关心同学,发扬风格。

5、要注意保管好实习仪器设备和有关资料。

6、注意团结,树立互相学习、互相关心、互相尊重、互相帮助的良好风气。

7、要吃苦耐劳,勇于克服野外条件所带来的学习上、生活上和爬山跑路的困难,并千万注意人身安全,有问题应及时反映。

8、对违反上述实习纪律的同学要进行批评教育,并视情节轻重给予批评、警告和终止实习的处理。

(四)实习组织

1、教师实习指导小组:全面负责实习队的思想、学习和生活上的领导和指导工作。

2、实习队学生组织:

1)实习队队委由队长、副队长、学习委员、生活委员、文体委员、宣传委员和各实习小组长组成,原则上由原班级相应的干部担任。

2)实习队队委应配合教师指导小组,做好实习队分组及名单打印,具体组织学生的业务学习、生活和文体等活动,并配合指导教师抓好实习期间的组织纪律,以保证各项实习任务的顺利完成。

附一: 实习报告(论文)提纲

《地质学基础》课程教学实践专题报告(论文)提纲

一、 实习区自然地理概况

二、 实习区地质特征

三、 实习区岩相古地理分析

四、 实习区地壳发展史

《地貌学》课程教学实践专题报告(论文)提纲河流地貌专题

一、实习区自然地理概况

二、实习区河流地貌特征

三、实习区河流地貌成因分析

四、小结

《地貌学》课程教学实践专题报告(论文)提纲喀斯特地貌专题

一、实习区自然地理概况

二、实习区喀斯特地貌特征

三、实习区喀斯特地貌成因分析

四、小结

《地貌学》课程教学实践专题报告(论文)提纲丹霞地貌专题

一、实习区自然地理概况

二、实习区丹霞地貌特征

三、实习区丹霞地貌成因分析

四、小结

注:每个实习生任选一个专题提交调查研究报告(论文)

附二: 实习区自然地理概况

永安市位于福建省中西部,地处武夷山脉和戴云山脉之间的中断,东经11656-11746,北纬2533-2613;地理坐标X27-45Y67-93公里,属福建省三明市管辖。

永安市是福建省中西部的交通和文化中心之一,是鹰厦铁路的必经要冲,全区铁路、公路四通八达,除鹰厦铁路外,还有永安至加福、永安至福建水泥厂铁路,以及永安至泉州、永安至清流、永安至闽西诸县的公路,其他次一级公路贯穿全区,故交通十分方便。

永安地区是我国华南区比较典型的低山丘陵区,全区山脉连绵起伏,一般高程在800米至1100米以上。由于新构造运动的影响,该区河谷水系十分发育,主干河流为沙溪,上游称九龙溪,支流称文川溪,其他大小河流沟谷遍布全区,水力资源十分丰富。

永安地区属华南地区比较典型的中亚热带海洋性季风气候,年平均气温19C以上,最高气温达41C,最低气温为-7.6C。全年以7月份气温最高。全区雨量充沛,年平均降雨量为1600-1700毫米。一般三月至六月为全年的雨季。

永安地区的自然资源十分丰富。除了有十分丰富的水力资源外,尚有丰富多样的矿产资源,以煤、重晶石和石灰石为主,主要分布于加福、丰海、李坊和坑边一带,其中李坊重晶石矿为我国华南地区罕见的特大型矿床;坑边石灰石矿是上市公司福建水泥股份有限公司(福建水泥)的主要矿产地,该地区是福建省主要的矿产地之一。此外,由于全区90%以上的地表均被植被所覆盖,因此,森林资源也十分丰富,是上市公司永安林业股份有限公司(永林股份)的主要原料产地。

永安也是福建生的一个重要的工农业生产基地,主要工业有福建水泥厂、福建维尼伦厂和永安火电厂、永安机床厂、永安造纸厂以及加福煤矿、丰海煤矿等。此外,近年来大小乡镇企业,如竹木器加工、小五金等蓬勃兴起。农业生产也占有比较重要的地位,主要经济作物有水稻、小麦、甘蔗、烟叶、竹笋等。

此外,永安地区的交通旅游业也占有相当的地位,闻名省内外的主要旅游景点有风景秀丽的桃源洞和石林风景区,尚有众多的地下喀斯特溶洞,如十八洞、石洞寒泉、黑风洞和小陶的甘露洞等。

附三: 实习区地质特征

一、地层

永安地区是福建省地层分布和出露最完整的地区之一,从下古生界到新生界地层均有分布,其中正常沉积岩、浅变质岩和火山岩约各占三分之一。就地层层序上看,该区出露的地层由老到新主要有下古生界的奥陶-志留系地层,上古生界的泥盆系、石炭系和二叠系地层,中生界的三叠系、侏罗系、白垩系地层和新生界的第三系、第四系地层。具体特征如下:

1、奥陶-志留系(O-S

主要分布于魏坊一带,为一套韵律发育浅变质岩系自下而上分为两段:

下段(O-Sa):

岩性为灰、灰黑色薄层状千枚岩、千枚状粉砂质泥岩、泥硅质岩或硅质岩夹变质石英细砂岩,厚度867.1米。

上段(O-Sb):

岩性以薄层状变质粉砂岩、千枚状泥岩为主,夹极少量变质石英砂岩及薄层硅质岩,微细水平层理发育。厚度为761.2米。

奥陶-志留系地层,也称下古生界罗峰溪群,该地层因缺乏化石资料,其地质时代长期一直难以确定,1975年由福州大学地矿系首次在该地层发现并采集获得海相笔石类化石,经鉴定为对笔石,从而使该地层的时代的确定有了比较确切的依据。

2、上泥盆统:南靖群(D2-3n

主要分布于魏坊、道班和益口一带,为一套厚-巨厚层状由砾岩、砂岩、粉砂岩共同组成的浅海-滨海相碎屑岩建造,岩性主要为灰白色厚层状石英砾岩、砂砾岩组成,夹紫红色薄层状石英砂岩、粉砂岩,根据沉积旋回与岩性组合可分为两段:

下段:(D2-3n1):

岩性为灰白、黄白色厚-巨厚层状石英砾岩,夹灰绿色、紫红色薄层状石英砂岩,厚度约200米。

上段:(D2-3n2):

岩性为灰白色厚层状石英砂砾岩、砾岩,上部出现灰白、灰绿、紫红色石英砂岩、千枚状粉砂岩夹砂砾岩,厚度约300米。

该地层质地坚硬,且目前化石资料很少,与下伏奥陶-志留系地层呈角度不整合接触。

3、下石炭统:林地组(C1l

主要见于黑风洞郭坑、江坑及岭岗一带,本组属滨海相碎屑沉积,与下伏南靖群地层呈整合或平行不整合接触,厚度约100-300米。

岩性主要为一套黄白色、浅灰白色厚层状石英砂砾岩、砂砾岩、砂岩及紫红色中厚层状石英砂砾岩、千枚状粉砂岩、泥岩,本组岩性与南靖群较相似,且界线不清,因此主要依靠其风化后呈米黄色调、石英砾石常呈玫瑰红色且颗粒较小而浑圆、含泥质较高而区别之。

4、上石炭统:黄龙组(C2h

主要分布于黑风口、田螺岩及岭岗一带,本组为碳酸盐岩与碎屑岩交互沉积,厚度为25-100米。岩性为灰白-灰色巨厚层状白云质灰岩夹薄层泥质条带灰岩,含蜓类化石,该组地层与下伏林地组地层呈不整合接触。

5、上石炭统:船山组(C2c

该地层广泛分布于黑风口、田螺岩、狮子岩、大小力岩及大湖一带,为一套浅海相碳酸盐岩建造,岩性为深灰色-灰黑色厚-巨厚层状微晶灰岩,上部含少量燧石结核和白云质灰岩,产假希瓦格蜓、麦蜓及犬齿珊瑚等化石,厚度约200米。本组石灰岩厚度大,质地纯,除普遍开采烧制石灰外,还可作为水泥、化工及维尼伦的原料及练钢铁之溶剂等,同时也是永安地区喀斯特地貌发育的地带。本组地层与下伏黄龙组地层呈整合接触。

6、下二叠系统:栖霞组(P1q

主要分布于坑边、大湖一带,岩性为深灰-灰黑色中厚层状含燧石条带灰岩为主,顶部常有硅质岩或硅质岩与灰岩、粉砂岩互层,含丰富的蜓类、珊瑚、腕足类、苔藓虫等化石,厚度70-305米。本组石灰岩以含较多的燧石结核及燧石条带和有机质,击之发沥青臭味而区别于黄龙组和船山组,本组地层与下伏船山组地层呈整合接触。

7、下二叠系统:文笔山组(P1w

主要分布于坑边、大湖一线以西,为一套浅海相细碎屑岩建造,该组岩性主要为深灰色-灰黑色薄层状泥岩、粉砂岩夹细砂岩,偶夹砂岩透镜体,泥岩极易风化,风化后多呈紫红、粉红、灰黑色,本组含有较多的黄铁矿、菱铁矿结核和丰富的菊石化石,厚度约150米。本组地层与下伏栖霞组地层呈整合接触。

8、下二叠系统:童子岩组(P1t

主要见于加福、丰海一带,为一套典型的海陆交互相含煤细碎屑岩建造,是我省主要含煤地层之一,按沉积旋回和含煤性,本组可划分为三个段:

第一段(下段)( P1t1):

岩性为海陆交互相泥岩、粉砂岩夹石英细砂岩、炭质泥岩及煤层,底部为厚层状中细粒石英砂岩、产菊石、腕足类、植物化石,厚度250米。

第二段(中段)( P1t2 ):

岩性为海相泥岩、粉砂眼夹细砂眼、常含有黄铁矿及钙质结核,产丰富的菊石、腕足类等海相动物化石,厚度120米。

第三段(上段)( P1t3):

岩性为海陆交互相砂岩、粉砂岩、泥层夹煤层,化石丰富,主要有腕足类,双壳类和植物化石,厚度320米。该组地层与下伏文笔山组呈整合接触。

9、二叠系上统翠屏山组(P2c

主要分布于丰海、陈坑一带,除顶部为海陆交互外,基本以陆相沉积为主,岩性为灰、灰绿、灰黑色含菱铁矿鲕粒泥岩、粉砂岩夹煤线,其下部多为粗砂岩夹粉砂岩和砂质页岩,中部为灰绿色粉砂岩、砂质页岩及细砂岩夹黑色炭质页岩和煤线;上部为灰绿色粉砂岩夹石英细砂岩,本组厚度约433米,化石以植物为主,腕足类及双壳类次之。本组含煤性较童子岩组差,多为煤线,其底部以燧石细角砾的红砂岩与童子岩组分界,二者呈假整合接触。

10、二叠系上统大隆组(P2d

主要分布于丰海一带,为浅海相细碎屑沉积,岩性为黑灰、黑色薄层粉砂眼、页岩为主,局部地区夹泥岩或灰岩透镜体,厚度100米,产丰富的菊石、腕足类及双壳类等化石。该组地层与下伏翠屏山组呈组合接触。

11、三叠系下统溪口组(T1x

主要分布于沙溪、溪口村一带,为一套浅海相含钙质粉砂岩沉积,岩性以青灰色中一中薄层状钙质粉砂岩或灰色、黑色之条带状硅质或硅质粉砂岩为特征,产丰富海相双壳类等化石,如克氏蛤、正海扇等,厚度大于353米。

该组地层下伏大隆组呈整合接触。

12、侏罗系上统长林组(J3c

本组仅见于下渡附近,属于陆相山间盆地和内陆湖泊相沉积,为一套火山喷发沉积岩系,岩性为深灰、灰白及灰绿色凝灰质沙砾岩、砾岩、砂岩、粉砂岩夹薄层凝灰岩、页岩及硅质岩,下部以沉积岩为主,上部为火山碎屑沉积岩,夹层中产有植物化石,厚度约30米。本组地层与下伏童子岩组地层呈不整合接触。

13、侏罗纪上统南园组(J3n

主要分布于五里亭至坂头村,大致呈南北向长条状展布,为一套陆相中、中酸性火山喷发熔岩夹火山碎屑岩和正常沉积岩,本组地层按其喷发旋回特征,自下而上可分为三个岩性段:

第一段(J3n1):

本段为一套爆发相和喷发相的岩石,主要有灰白色爆发角砾岩、紫红色集块角砾岩,角砾岩以及凝灰岩组合,角砾岩成分复杂,主要为硅质燧石和少量凝灰质泥岩、熔岩等,厚度约160米。

第二段(J3n2):

本段为一套喷溢相的熔岩夹火山碎屑沉积岩,主要有紫红色、肉红色、流纹质、流纹一英安质、英安质晶屑凝灰容颜组合,夹凝灰质砂岩、粉砂岩、泥岩等,厚度约200米。

第三段(J3n3):

主要为一套喷发相的灰绿色厚一巨厚层状熔结凝灰岩,凝灰岩组成,普通合碧玉,厚度50米。

本组地层在永安地区出露厚度为410米,呈喷发不整合于长林组及其它地层之上。

14、侏罗系上统坂头组(J3b

主要分布于坂头村、百步桥和下渡一带,以陆源相碎屑沉积为主夹少量火山物质,其岩性下部为灰绿色厚层状凝灰质砂砾岩夹凝灰岩粉砂岩;中部为灰、灰绿色中厚层状的泥质粉砂岩、细砂岩夹凝灰质、粗砂岩、含砾粉砂岩;上部为灰白、灰黑色中薄层状粉砂岩、纸片状页岩,含丰富的叶肢介和植物等化石。本组厚度为769米,与下伏南园组呈假整合或不整合接触。

15、白垩系上统沙县组(K2S

主要分布于流阴亭——益口一带,呈带状北北东向展布,本组属于干燥炎热环境下的内陆盆地沉积,主要有一套质地较粗的红色碎屑岩组成,岩性以紫红色中一厚层钙质,泥质粉砂岩为住,间夹紫红色砂岩、砂砾岩含石膏、芒硝,岩层层理清楚,旋回明显,普遍含钙质,易风化成平缓低丘地形,厚度为272米,产植物和鱼类等化石。该组地层与下伏坂头组呈不整合接触。

16、白垩系上统赤石群(K2c

广泛分布与永安东北部,与沙县组共同构成了永安盆地的主体堆积,属陆相盆地堆积,岩性以紫红、砖红色厚——巨厚层状砾岩,砂砾岩为主夹砖红、紫红色暗中——薄层状泥岩、粉砂岩、钙泥质胶结,结构致密坚硬,滴酸强烈起泡,裂隙发育,经构造切割及风化淋滤作用常形成奇峰陡壁的丹霞地貌,厚度400米。本群地层呈整合或假整合覆于沙县组之上,或直接覆于其它地层之上。

17、第四系(Q

主要分布于河谷两侧、山间盆地以及山麓、矮丘之上,由未成岩的粘土、泥砂、砾卵石等组成,形成河漫滩及一至三级阶地,为冲积、残积、坡积物等堆积,厚度较薄。

二、实习地区主要地层单位的识别标志

1、林地组(C1l):其岩性组合为灰黄、黄白、白色石英砾岩夹千枚岩,千枚状粉砂岩,其顶部以古风化壳与上复地层为界。

2、黄龙组(C2h

本组以含镁质较高的白云质灰岩,白云岩,微细层理发育,揉皱强烈而区别地上覆船山组和栖霞组灰岩层,含丰富海相化石。

3、船山组(C2c):本组灰岩质纯,各种溶蚀地貌齐全,尤以发育中有晚期喀斯特地貌为特征,如溶蚀洼地波立谷、孤峰等。

4、栖霞组(P1q):本组灰岩以不纯为特征,含碳质易污手,含沥青质击发生臭味,本组地层普遍含燧石结合,在顶部以硅质岩或硅质角砾岩与上覆地层为界。

5、文笔山组(P1w):本组地层以其水平层理的海相泥岩为特征,风化呈紫红、粉红色为特征,富含阿尔图菊石、寿昌菊石。

6、童子岩组(P1t):以海陆交互相含煤建造为特征,即为含煤的砂页岩沉积,产丰富动植物化石。

7、翠屏山组(P2c):本组地层以陆相沉积为主,一般的划分是以第一次出现燧石角砾的粗砂岩为其底,而与下伏童子岩组地层相区别,往上当出现海相化石层是,即为其上复地层单元——大隆组。

8、长林组(J3c):陆相火山喷发沉积,不整合于下伏地层之上。

9、南园组(J3n):陆相火山喷发熔岩为主,夹火山碎屑岩和正常沉积岩,以灰绿色,紫红色为主,不整合于下伏长林组之上,其与上复坂头组呈平行不整合接触。

10、坂头组(J3b):以陆相碎屑岩沉积为主,夹少量火山物质,下部以紫红、砖红色凝灰质砂砾岩、砂岩为主,上部以灰绿色为主,顶部以含叶肢介的纸片状页岩为特征。

11、沙县组(K2S):本组为陆相紫红色碎屑沉积,以平缓低丘地形为特征。

12、赤石群(K2c):本组地层分布区以丹霞地貌为标志,即岩性具有钙质密胶结的特征,其岩性较坚硬但抗溶蚀能力低。

13、第四系堆积(Q):以松散堆积或仅半胶结状态,水平或近水平产状为特征,分布于现代堆积场所(盆地、河谷、山等)。

三、实习地区构造参考资料

实习地区位于永(安)——梅(县)上古生代台陷带北部,夏茂胡坊复式背斜与三明复式向斜的交界处,包括沉积岩出露较齐全的沙县、三明复式向斜的坂尾向斜、百步桥向斜、大背山向斜、坑边向斜以及泉水峡背斜、曹远向斜等次级构造和芹田境曹远大断裂。

根据区域不整合面、沉积建造、构造迹象和岩浆活动的特点,可划分为加里东旋回、印支旋回、燕山旋回和喜马拉雅旋回等四个构造层,现就实习地区有关的各构造层的构造特征介绍如下:

1、加里东旋回构造层的构造特征:

本构造层由寒武系——奥陶志留地层组成,主要分布于实习区的西北部,其上界以角度不整合与其上构造层接触,反映早古生代,特别是留纪末期的加里东运动对该区地壳发展的作用。

本构造层以广泛的浅海相碎屑岩沉积为主,沉积厚度大,构造以褶皱为主,次之为断裂,演讲活动不发育,仅见于少量花岗岩、伟晶岩脉侵入。

2、印支旋回构造层的构造特征:

本构造层由上古生界的南靖群,石炭系,二叠系和中生界的溪口组组成,广泛分布于实习地区,其上界以角度不整合与上复地层接触反映晚古生代的海西运动和中生代初的印支运动对该区地壳发展的作用。

在整晚古生代中,海西运动对华南区,包括实习地区地壳的影响不是很强烈,因此,这个阶段的地壳运动以频繁而幅度小为特征,在上古生界的地层中反映出几个较小的旋回,第一,南靖群——林地组从海相过渡为海陆交互相沉积,与上复地层呈平行不整合接触,第二黄龙组——加福组,从浅海相碳酸岩沉积过度为海陆交互相含煤建造沉积,与上复地层呈平行不整合接触。第三,翠屏山组——溪口组,从海陆交互相过渡为海相含钙、硅质岩沉积。

到中生代初,印支运动对华南区地壳产生空前的影响,使海相含钙、硅质砂页岩产生强烈褶皱上升,形成陆相环境,局部地区并接受陆相含煤的梨山组沉积。

本构造层构造以褶皱为主,断裂也频为发育,主体构造为沙县三明复式向斜的次级构造——坑边向斜,向斜轴向NNE,向斜两翼由南靖群地层所组成,核部保存有船山组至文笔山组地层,由于断裂的影响,向斜不具对称特点,岩层倾角一般在20—50°, 西北翼局部出现倒转现象。

3、燕山旋回构造层的构造特征:

本构造层由中生界的文宾山组——赤石群地层组成,根据沉积建造区域不整合和构造特征,可分为上、中、下亚构造层。实习地层仅出露长林组、南园组和坂头组、沙县组、赤石群,因此,从构造层讲实习地区仅涉及到中、上亚构造层,广泛分布于实习地区,长林组、坂头组与沙县组、赤石群与第四系之间呈不整合接触,这三个区域不整合分别反映燕山运动第二、三、五幕对该区地壳发展所起的决定性作用,换句话说,燕山运动基本奠定了我省广大地区的大地构造的基础骨架。

就本区的构造层看,中亚构造层中的褶皱主要有百步桥向斜、向斜两翼地层由南园组地层组成,核部为坂头组地层,轴向表现为NNW向,上亚构造层中的褶皱主要有遭远向斜,由于断裂不,实习区仅残留一翼。

本区涉及的断裂主要有燕山晚期的瑶田北北西向断层及芹田境遭远北西向断层和芹溪北西向断层等,它们切过燕山旋回的早期花岗岩和坂头组地层,而未切过沙县组地层。

总之,燕山旋回构造层的特点是:以断裂为主,褶皱简单,多形成平缓的单个向斜,伴随着大规模的岩浆侵入活动和火山喷发活动反映构造层岩性以陆相火山沉积为主。

4、喜玛拉雅旋回构造层的构造特征:

自晚白垩后,本区进入了相对稳定时期,地壳只表现为继续隆升,造成第三纪沉积缺失,故本构造层由第四系地层组成,到了更新世末,由于喜玛拉雅山运动Ⅱ幕影响,致使本区地壳继续隆升,造成全新统与下伏地层呈假整合接触。

本构造层,构造变动以继承性断裂复活运动和断块差异隆升活动为主,褶皱不发育,地层倾角一般都比较平缓,岩浆活动不甚发育。

附四: 沉积岩及火山碎屑岩的描述及其岩性花纹

一、沉积岩描述的基本要求

1、岩石定名:全名=原色+单层厚+粒级+岩石

例如:灰白色中薄层状细砂岩

2、描述项目:

1)颜色:野外观察岩石的颜色首先必须区分原生色和因风化等其它原因影响的次生色,野外见到的岩石颜色有下列几种情况:

颜色单一,则可简单描述,如黑色、白色等。

由两种颜色的组合颜色,则应区分主、次色,按次色前主色后描述,如灰绿色、黄灰色等。

颜色多种难以区分主次时,可简单描述为杂色,或根据岩石的深浅程度加以说明,如深灰色、浅褐色等。

颜色有时也可用实物颜色来说明,如砖红色、银灰色等。

2)单层厚度:沉积岩单层厚度一般可分为五个级别,即巨厚层状>1米,厚层状0.5-1米,中厚层状0.1-0.5米,薄层状<0.5米,页片状<0.01

3)粒级:野外观察沉积岩的碎屑粒度时,通常分为五个级别即:砾岩>2毫米、砂岩2-0.5毫米,细砂岩0.5-0.2毫米,粉砂岩0.2-0.1毫米、泥岩<0.1毫米。

4)构造:a.碎屑成分和胶结物成分;b.颗粒大小及自下而上变化;c.碎屑分选性和磨圆度;d.岩层的层理构造和层面构造。

5)矿物包体和化石:矿物包体主要有两种即结核和包裹体,化石的描述应包括:化石的种属,保存程度等等。

6)岩层的接触关系:野外常见的类型有:a.明显接触,以层面分界b.过渡接触,不以明显层面分开;c.冲刷接触,以不平整的冲刷面分界。

二、火山碎屑岩分类和描述的基本要求

实习地区所涉及到火山碎屑岩的类型比较齐全,主要分布于上侏罗南园组、坂头组,现将分布的主要类型及描述的基本要求概括如下:

1、火山碎屑熔岩类:

按照火山碎屑的粒级可分为集块熔岩>10厘米、角砾熔岩0.2-10厘米和凝灰熔岩<0.2厘米。

对该类岩石的命名首先要考虑各个级别的火山碎屑在岩石中的含量,如果含量大于50%则作为基本名称,如火山角砾在岩石中含大于50%则该岩石的基本名称为角砾熔岩,其次再考虑含量居第二的碎屑,如果含量大于25%,则参加命名,如,上述岩石中除含60%以上的火山角砾外,还含25%以上的集块,则岩石称集块角砾熔岩,如果小于25%则称含集块角砾熔岩,最后还要考虑胶物的成分和岩石的颜色,如,浅灰绿色流纹质含集块角砾熔岩。

2、正常火山碎屑岩类:

该类岩石在实习地区分布广泛,按火山碎屑的粒级也可分为集块岩(>10厘米)、火山角砾岩(0.2—10厘米)和凝灰岩(<0.2厘米)。命名和描述的基本要求同火山碎屑熔岩类。

3、熔结火山碎屑岩类:

该类岩石中火山碎屑物质大于90%,经熔结成岩,按粒级大小可分为熔结集块岩(>10厘米)、熔结角砾岩(0.2-10厘米)和熔结凝灰岩(<0.2厘米,以后一种最为常见,是典型似流动构造。其命名及描述的基本要求同火山碎屑熔岩类。

4、火山碎屑沉积岩类

该类岩石是正常火山碎屑岩向沉积岩过渡的岩石,岩石中火山碎屑仅含10-50%,正常沉积物含50-90%,按正常沉积物碎屑的粒级分为:凝灰质砾岩(>2厘米),凝灰质砂岩(2-1毫米)、凝灰质细砂岩(1-0.1毫米)、凝灰质粉砂岩(0.1-0.01毫米)和凝灰质泥岩(0.01毫米),其命名和描述的基本要求如沉积岩。

附五: 实习区地貌参考资料

一、桃源洞丹霞地貌观察资料

1、赤石群岩石多为砖红色、厚至巨厚层状含砾杂砂岩、粗粒杂砂岩、砾岩等,胶结物为泥钙质,胶结坚硬,赤石群是一套红色沙砾岩曾,代表晚白垩世冲,洪积山间盆地堆积,最厚可达1350米,整合或假整合覆盖在下伏地层之上,岩层走向一般为北东5度,倾向北西,倾角约10度,为一平缓的单斜岩层。

2、该实习点有水平层理,单斜层理(岩层产状:走向北东5度,倾向北西,倾角10度),层状的交错曾里,遭状的交错层理,冲刷坑,重菏模等构造现象,有向上变细的沉积韵律和复成分砾岩(砾石计有灰岩、石英岩、火山岩、花岗岩等)。

3、砂岩、砾岩的岩层产状平缓,在应力及中立作用下易形成垂直层面的直立节理,经地表水的冲刷溶蚀作用形成“一线天”,“一线天”100多米,高数十米,延伸方向约为北西300南东150度。

4、丹霞地貌:成层岩石形成以后,未经强大的挤压,而只经抬升作用出露欲地面,岩层产状仍保持水平或接近水平的,称水平构造,由白垩系厚曾红色沙砾岩为主组成的平坦高地,被强烈侵蚀分割后,常造成顶平、坡陡、孤立突出的塔状地形,如河北承德附近的双塔山,广东北部的丹霞山等,这种地貌称丹霞地貌。

二、大湖喀斯特地貌观察资料

喀斯特地貌是水对可溶性岩石的化学溶解作用为主而产生的地貌,也称为岩溶地貌,这种化学溶解作用简称为喀斯特作用,这里所指的水包括地下水和地表水,但主要是地下水的作用,在喀斯特地区,与喀斯特作用的同时,还有沉淀作用、侵蚀作用、堆积作用以及重力崩塌作用,岩溶作用为这些作用创造了条件,而这些条件又促进了喀斯特作用,但是,从喀斯特地貌发育的整个过程来说,喀斯特作用则是矛盾的主要方面,而其他作用则处于次要地位,从而区别于其它外力作用。

1、喀斯特地貌发育的因素

1)可溶性岩石:这是喀斯特地貌的内在因素,根据岩石成分不同,可溶性岩石分为三类:碳酸盐类(包括石灰岩、白云岩和它们的过渡岩)石膏和硬石膏,卤类岩类(如盐岩等)。在这三类可溶性岩石中,由于可溶性矿物不同,其溶解度大小也不一样,在25℃,一个大气压的条件下,组成可溶性岩石的某些矿物在纯水中的溶解度分别是:

方解石(CaCO3)    0.015克/升

硬石膏(CaSO3)    2.10克/升

岩 盐(NaCl)    3.20克/升

然而,在自然界中,纯水是很少见的,常含有各种酸类和气味,当水中含有二氧化碳是,可溶性岩石的溶解能力就会大大提高,虽然碳酸岩类的溶解能力不如卤素岩类或石膏、硬石膏等,但是喀斯特地貌发育最好的是碳酸盐类中的石灰岩,这是因为其他两类可溶性岩石所形成的地貌不易保存的缘故。

可溶性岩石还以起内部结晶颗粒大小、岩层厚薄、裂隙发育程度、岩层倾角等方面影响喀斯特地貌的发育,一般来说,结晶颗粒愈细,质地愈松的可溶性岩石则愈易溶解,岩层较薄或有不透水夹层时,喀斯特作用受限制;岩石裂隙愈发育或岩层倾角愈大时,则可增加岩石透水性,导致顶部喀斯特作用的发生。

2)水的作用:水是喀斯特作用不可缺少的条件,水的溶解能力决定于水中的侵蚀性二氧化碳的含量,水肿二氧化碳的来源主要是空气中的二氧化碳,它在大气压力增加时直接进入水中。此外,土壤腐烂的动植物在化学作用下产生的二氧化碳,以及植物根呼吸时放出的二氧化碳,也是水中二氧化碳的来源,溶解在水中的二氧化碳与水化合生成碳酸氢钙(重碳酸钙),碳酸氢钙的溶解度较碳酸钙大20倍,易溶于水而被流失。

在正常情况下,水中的二氧化碳含量随温度升高而减少,如下表:

温度C  0°  10°   17°  25°  30°

CO2毫克/公升 1.01 0.70 0.56 0.45 0.39

但是,化学反应的速度是随温度的升高而加速的,通常温度每升高10℃,其化学反映速度约提高一倍,因此,溶解速度还是随温度升高而增高的,我国南方高温多雨,动植物繁殖较快,水流动快,二氧化碳补充也快,所以喀斯特地貌发育较北方为强烈。

水不仅对可溶性岩石发生溶蚀作用,而且还发生机械冲蚀和搬运作用,从而促进喀斯特地貌的发育。

3)气候影响:气候通常以其气温和降水,配合水的作用影响喀斯特地貌的发育,在一定的气候带内都有它相适应的喀斯特地貌类型,我国喀斯特地貌发育具有明显的气候分带现象,主要有以下四种喀斯特地貌气候类型:

热带型——包括广西、贵州南部,湖南南部和云南动部,峰林是热带型的主要标志。此外,还有尖背式和石林式石芽。如广西桂林和云南路南都是峰林和石芽典型发育的地区。

温带——亚热带型——包括四川东部、湖北西部山地和贵州高原的大部分地区。溶蚀洼地、漏斗等是这类型的主要特征,峰林发育不典型。

温带型——包括山西的太行山和部分吕梁山区、北京西山和山东西部丘陵等地区,这类型现代地表喀斯特作用比较微弱,地表水充向底下,成为地下河或岩溶泉。

热带型和干旱型——包括我国西部高山区及内陆旱区,这类型喀斯特作用微弱,喀斯特地貌不发育,只是在降雨时,对石灰岩表面进行化学溶解,产生石灰岩表面的溶蚀现象。

4)地面坡度:它是通过地表水的汇聚或散流,地下水的补给等方面影响喀斯特地貌的发育。在坡度较小的地面,地表水流流速缓慢,地表水容易沿着裂隙、漏斗,落水洞等通道深入地下深处,有利于喀斯特地貌的发育。

5)植被覆盖:这主要是通过改变水中二氧化碳含量,减少地表水流失等方面影响喀斯特地貌的发育。

综上所述,应该全面分析影响喀斯特地貌形成的因素,以及各个因素在该地区喀斯特地貌发育中的地位,以阐明这一地区喀斯特地貌发育的规律,为工农业生产服务。

2、喀斯特地貌类型

喀斯特地貌的形态很多,主要有以下几个类型:

1)溶沟和石芽:地表水对可溶性岩石的表面裂隙进行溶蚀和冲蚀作用,是可溶性岩石表面形成一些石制沟糟,称为溶沟,相邻溶沟之间的凸起的石瘠,称为石芽、溶沟和石芽的高差从几米到十几米或更大。

2)溶斗与落水洞:

地表水沿着稠密而垂直的裂隙向下渗透,在渗透过程中对周围岩石进行溶蚀,有时伴随有冲刷、塌陷,使地面形成漏斗状洼地,称为溶斗,其深度由几米到几十米,直径由几十米到几百米,漏斗成群分布的地方,地面呈蜂窝状,贵州的梅花山即以地面不满漏斗状如梅花而得名,漏斗大多分布在高原,斜坡或分水高地下。

落水洞是喀斯特地区从地表通到地下溶洞的通道叫落水洞,也叫消水洞,一般口径不大,但深度却很大,可达几十米或百米以上。落水洞是地表水沿着裂隙进行溶蚀和冲蚀作用使其不断扩大而形成的,也可由地下河道和溶洞顶部崩塌而形成的,按其形态可分为两种:裂隙状落水洞,形态狭长;井状落水洞,开状似井。在落水洞发育的地区,地表往往却水,但落水洞有时却成为寻找地下水的标志,因为有的落水洞与地下河道相通,可以在地下河道适当地段或出口处筑坝修道修建水库,引水灌溉或用来发电。

3)盲谷和干谷:地表河流被崖壁阻挡,从岩壁下的落水洞流入地下深处使地表成为干枯无水的河谷,称为干谷。

4)峰林:一群孤峰丛立似树林,故称峰林,四壁陡峭、岩层裸露高者可达百余米,峰林是热带季风条件下独特的喀斯特地貌形态,我国南方桂林、阳朔等地的峰林是世界上峰林发育最典型的地区之一。

5)溶洞和地下河:从岩溶裂隙和落水洞向地下深处渗透的水,在向下渗的同时也对周围岩石起溶蚀作用,扩大其空间,形成大小不一的溶洞,这些溶洞起初是彼此鼓励互不相联的,因而没有统一的地下水面和固定的流向。随着溶蚀作用、冲蚀作用和塌陷等不断加强,溶洞不断扩大以致相互沟通,这时,地下水归并成一个统一的地下水面,并流向附近河谷,这就是地下河,地下河继续扩展,顶部岩石逐渐变薄,直至崩塌形成落水洞或转变为地面河流,连接相邻落水洞的列岛部分则形成天然桥,天然桥演化,最终崩塌,便成为峡谷,于是地下河转变成地面河流。

地面河流流进地下深处,又从地下流出地表,在地下的那段河流称为伏流(暗河),伏流是岩溶区水系的特征,其规模可以很大,如潮北青江在利川发源后从消水洞流入暗河,伏流七公里,至里洞流出地表。

  地下水不断雕刻可溶性岩石,同时又在不停地塑造喀斯特地貌的奇特形态,从溶洞形成的时刻起,地下水不但起着溶蚀、冲刷、崩塌等破坏作用,而且在溶洞内又不断地进行堆积,充填等建设作用,常见的洞穴堆积有钟乳石、石笋和石柱。当含有碳酸氢钙的水从溶洞顶的裂隙渗出时,水中的二氧化碳散逸到空气中,易溶的碳酸氢钙转变为碳酸钙附在洞顶上,形成从洞顶向下悬垂的钟乳石;当水滴落到洞底,形成从洞底向上突起的石笋,石钟乳和石笋不断生长,相互接起来,形成石柱。此外,溶洞内还有地下河流冲积物和崩塌角砾积物,当溶洞以溶蚀作用为主是,溶洞就扩大发展喊,而以堆积作用为主是,则逐渐充填而消亡。

有些溶洞是古人类居住的场所,已发现的周口店中国猿人,湖北长阳人,广西柳江人和广东韶关马坝人等古人类骨骼化石,都是在石灰岩溶洞中发现的,同时还找到古人类用国的石器和骨器,这为研究人类起源和发展史奠定了重要的基础,同时对研究第四纪地质和溶洞发育也提供很好的科学资料,溶洞内有各种各样的矿石,我国云南筒泗锡矿和广西贺县锡矿就是形成在溶洞中的沉积矿之一,岩体巨厚的大型溶洞还可作为某些重大工程的厂址,有的被作为冷藏利用,如文本柳州的冻肉加工厂等,有的溶洞辟为旅游胜地。

溶蚀洼地:指以溶蚀作用为主的,近似椭圆状或长条形的平底洼地,它可有漏斗合并成盲谷扩展而成的,往往眼断裂带或可溶性岩与非可溶性岩接触地带发育,溶蚀洼地的规模,小者几百平方公尺,大者几平方公里甚至几百平方公里。溶蚀洼地上常有河流发育,并有黏土覆盖,是重要的农业区。例如,我国广西的桂林,柳州等地都是大型溶蚀洼地组成的溶蚀平原。

  总之,喀斯特地貌是内、外力地质作用的结果。在内力作用的基础上,外营力造就了可溶性岩石,深埋在地下的可溶性岩石在内力作用下抬升并接受风化,侵蚀等外力作用,在地壳运动相对稳定时期,地下水作水平运动,可溶性岩石常可形成一层溶洞。水平溶洞形成后,如果地壳上升,河流下切,地下水也随之下降,形成垂直的通道,垂直通道形成后,如果地壳运动由处于相对稳定时期,地下水又作水平运动,则形成第二层水平溶洞。以此类推,因此,在地壳间歇性上升,地下水面停顿式下降的情况下就会形成垂直通道相连的层状溶洞,如广西桂林七星岩就有三岩溶洞。

在地壳运动相对稳定较长的时期,强烈的外力作用占优势。喀斯特地区散布在地面,地下的漏斗、落水洞、地下水等,在不断扩展的过程中互相串通以至消失,最后形成肢离破碎的圆筒形成圆锥形的峰群峰林是喀斯特地貌发育深化的产物,峰林进一步发展则成为孤峰,最后夷为平地。

③永安几大溶洞的大约高程

石洞寒泉      230

十八洞       250

黑风洞       260

牛角洞(清村)   260

附六: 野外地质工作的基本方法

一、准备工作

为了保证野外地质工作的顺利进行,每次出发前,都要进行大量的技术性、事务性的准备工作,筹备充足的工作、交通和生活需要的装备和用具。工作内容不同,要求也不尽相同。本次野外实习要求准备的东西有:地质包、地质锤、罗盘、放大镜(以上可集体借用)、野外记录本、文具(2H铅笔、红铅笔、量角器、三角板、小刀等)、饭具、饮水用具、遮阳用具、登山用鞋(以上各项自备)。所携装备应妥善保管,不要丢失。

二、野外记录

无论是正式的野外地质工作和实习,野外记录都是宝贵的原始资料,是以后进行研究分析的重要依据,也是实习评定成绩的重要依据之一。因此不能丢失或污损。

记录需铅笔书写。内容要真实、详尽,文字通顺、条理清楚,图文并茂。

记录本前面应空两页,第一页为扉页,填上工作者姓名、单位、通讯地址、邮编、工作(或实习)地区。第二页填写目录。记录格式(另讲)

观察点多设在岩层出露好的地方,常常有许多地质内容,如岩石、古生物、地层和构造等,记录时应分门别类、顺序地将观察的资料详尽反映在笔记中。第二天的实习记录要从新的一页开始。

对初学者,刚开始时常常不知从何做起,它不同于课堂上听课记笔记,学习方法和思维方式都会有变化。因此在野外一要认真听取教师的指导和启发,二要充分发挥自己的主观能动性。在野外应做到三勤:眼勤、脑勤、手勤。在观察点上,首先要了解要观察的内容,运用学过的书本知识,反复观察,认真思考,及时描述和记录。不懂就问,也可互相讨论。通过不断学习,反复实践,每天都会有新的收获。对于地质工作者,每天都是新的,每天都是充满希望的一天,每天都是有所发现、有所成就的一天。

每天回驻地,应把当日记录的野外地质资料分门别类(按构造、岩石、地质作用等)进行系统整理,确认当日的收获,找出不足,以利于明日改进,不断进步,同时为编写实习报告准备素材。

野外记录除了文字资料,有条件时还应配有图件(照片、素描图、示意图等)。一幅图往往更能直观、典型地反映野外实际情况,常胜过大段文字描述,收到事半功倍的效果。要做到这一点,除了准确的观察和认识,还要具备一定的美术素养和地质学家特有的灵感。这是在长期的实践中练就的。有关类似图件在教科书中经常出现,学习者可对照练习。因时间关系,本次实习不做要求。

三、地质罗盘的使用

地质罗盘是一种简易的袖珍地质、矿山测量仪器。它是在我国古代发明创造的指南针基础上进一步改进完善起来的。成为一种携带方便,又具有多种测量功能的仪器(图示)。它可以测定出地理方向和角度,确定地质观察点的所在位置,测出任何一个地层层面或矿体的三维空间方位(即延伸走向、倾斜的方向、倾斜的角度);利用地质罗盘,也可以简易地测量一个地形的高度,如山顶的大致高度和地形坡度,绘制简易的地形图;可以测定岩浆岩体的各种构造要素。

地质罗盘是从事地质野外工作必不可少的测量工具,熟练地、准确地使用地质罗盘,对准确地收集第一性地质资料,为分析和综合研究做出正确的地质判断有着重要的作用。因而,一个地学工作者,掌握好罗盘的使用方法是必不可少的技能。

通过这次地质罗盘使用的学习,要求学生能熟悉地质罗盘的构造,学会使用罗盘定向,测定所测物的方位,测定观察点的位置,以及学会测量岩层的产状要素。

(一)地质罗盘的构造:

地质罗盘的形式多种多样,主要有长方形、方形及圆形。无论哪种形式的地质罗盘,其工作原理和结构都是基本相同的。即由磁针和刻度盘来确定地理方位;由测斜仪来测定倾斜度;由水准器来判定水平面;由瞄准器来对准被测物的准确位置。

所有这些磁针、度盘、测斜仪和水准器、瞄准器都安装在一个铜铝合金的金属或胶木盒内。为了观察的需要,并配有反光镜面。地质罗盘构造中各部件的作用原理如下:

1、磁针:是长条状的两端尖锐的磁性体,一端指向磁北极,一端指向磁南极。其中绕有铜丝的一端指南。磁针的中心部位有一个刚玉(宝石)顶针,顶针的尖端将磁针托起,使其转动时减少磨擦,转动自如。

当关闭罗盘时,罗盘盖将罗盘边缘的磁针固定螺旋自动压下,抬起固定杠杆,把磁针托起,脱离顶针而被固定,不再转动,从而保护钻石顶针的尖锐,不致因损耗而影响磁针转动的灵敏度。

2、水平刻度盘:

在罗盘的上层边缘有一圆周形刻度盘。从0°至360°,呈反时针方向计数,其刻度精度为1°,在0°(或360°)、270°、180°的位置上,分别在底盘上标有N(北)W(西)S(南)90°位置上为E(东)被底盘水准器占据。由此,南北线及东西线将罗盘划分为四个象限,即0°~90°为北东(NE)象限,90°~180°为南东(SE)象限,180°~270°为南西(SW)象限,270°~360°为北西(NW)象限。

为什么罗盘的刻度计数与地理方位呈反方向?是因为在测量时,磁针在地磁极的作用下,方向相对固定不变,只有当罗盘呈水平相对转动时,才使磁针所指的方向表示了所要测定物的地理方位,即以观测者为中心,地磁子午线与观测线之间的夹角。

3、底盘水准器:

用以表示使用罗盘时,罗盘是否处于水平状态。只有当罗盘处于水平位置时,则水准气泡就居于圆形水准器的中心位置。

4、瞄准器:

包括瞄准板和瞄准准心。瞄准准心有二个,一个在瞄准板的顶端,一个在罗盘盖反光镜面的上沿,二个瞄准准心的连线与罗盘上的南北线(SN)方向完全吻合。瞄准器的使用原理是采用三点一直线。

5、反光镜面:

通过反光镜面,用来观察镜面中刻盘的刻度计数。反光镜面上的孔,是瞄准孔,不致因反光镜面而遮挡瞄准视线。

6、测斜器:

用来测量仰角或倾角的角度(或称倾斜度)。由三个部分组成,即垂直水准器(长形水平器)、刻度指示器和活动板手。

垂直水准器指示水平线是否处于水平位置。刻度指示器是在罗盘底板上刻有90°~0°~90°的计数。当水平线处于水平时,则与罗盘上的南北线平行一致,表示为0°;随之倾斜时,即向两侧计有0°~90°计数。以此来指示瞄准所测目标的视线与垂直水平器(水平线)之间的角度(仰角或倾伏角)。活动板手是用以调节垂直水平器。

垂直水平器与测斜底盘的工作原理,也是一种相对运动。测定仰角时,指示倾斜度的垂直水平器向下方移动,测定倾伏角时,指示倾斜度的垂直水平器向上方移动。

(二)地质罗盘的使用方法

1、所测物的方位测量:

这是测定所测物位于测量者的什么方向。亦就是用以指示所测物的水平方位角。所谓方位角是指正北方向(0°)与测线(所测物与测量者之间的连接线)顺时针方向之间的夹角。

测量时的步骤:

①打开罗盘盖,放松磁针固定螺旋,使磁针自由摆动。

②打开瞄准板,使罗盘北端(N)对着所测目的物。

瞄准目的物,使所测目的物居于瞄准板上的直立狭缝内,同时,在各方向上,轻微地上下摆动罗盘,使水准器中的气泡居中,调整罗盘达到水平面位置。

④待磁针静止时,读磁北针所指的度数,这一读数就是所测物的方位角,即所测物位于测量者的什么方向。例如,当瞄准所测物后,指北针指300°,即表示所测物在测量者的北西300°的方位上,亦即表示测线与正北方向的方位角为300°。

2、观测点位置的确定:

在地质地理工作中,常常为了标明某一个地质观测点的所在位置,即测量者所在的地理方位,这时就需要把测量者(地质观测点)视为所测物。由于所测目的物与观测者在同一测线上,所测目的物的方位已经知道,所以只要将所测目的物的方位角减去180°,就是测量者(观测点)的方位。例如,用前述“所测物位于测量者的北西300°”来标识观测点,就因该改变为“观测者(观测点)位于所测物的南东120°”。

如果,所测物的方位角小于180°时,例如:“所测物位于观测者的SE100°”时,则只要加上180°,改变为“观测点位于所测物的NW280°。”

由于一条测线上可以有无数的点,为了确定观测者具体在哪一点位置上,为此,我们还需要采用同样方法测出通过观测点的另一条测线的方位角。两条已知方位角测线的交会点,就是观测者(或观测点)所在的地理位置。

例如:第1观测线,测得“观测者位于第一观测物的SE120°”;第2观测线测得“观测者位于第二观测物的SW190°”。

有了水平面上的地理位置,再用高程表测出观测者所在点的高程,这样有了三维空间的计数,观测者的位置就可以准确地确定下来,作为观测者所在位置的地质点就被固定下来。

3、岩层要素的测量:

岩层面是指层状岩层的分界面,其空间位置决定了它的产状要素。岩层产状要素包括岩层走向,倾向和倾角。

①岩层走向的测定:

岩层走向——是岩层层面水平线的方向。

测量时,将罗盘的一侧边紧靠在层面上,并沿层面移动罗盘,使底面水准器中气泡居中,读出指北针和指南针所指方向。它是代表与岩层水平的一条交线,交线的两端方向就是岩层面向两端延伸展布的方向。由于一条走向线的两端可以有两个读数,并相差180°,通常只要读出指北针的度数再加上180°,就是走向另一端的方向。例如,测得指北针一端岩层走向为SE150°,则另一端走向方向为NW330°。

②岩层倾向的测定:

岩层倾向——岩层倾斜方向线在水平面上的投影,它是垂直岩层走向的。

测量时,将罗盘指北针指向岩层倾斜方向,指南针一面紧靠在岩层面上,并沿层面移动罗盘,使底盘水准器中气泡居中,读出指北针所指的刻度,即为岩层倾向。

由于所测得的倾向,是岩层倾斜方向线在水平面上的投影,又与走向线垂直。所以,往往把倾向方向加上90°和减去90°,就是岩层走向的两个方向。

③岩层倾角的测定:

岩层倾角——是岩层层面倾向线与水平面的夹角。

测量时,将罗盘直立,并以罗盘的一侧靠着岩层的倾斜方向,沿层面左右移动罗盘,并用中指拨动罗盘底部的活动板手,使垂直水准器气泡居中,读出此刻指示器所指的最大读数,即为岩层的真倾角。这时表明,倾向线已垂直走向线,所读的度数就是岩层倾角的度数。若没有垂直走向线,则所测得的倾角比真倾角要小,越不垂直走向线,测得的倾角度数越小,也就越不真实。

④岩层产状要素的记录方法:

在野外有地质罗盘进行测量后,需要将所测得的数字记录下来,同时用一定的符号标在图上。

记录的方法是:表示岩层走向和倾角都用方位角,因为走向具有两个方向,可以用两个方位数值来表示,二者相差180°。如:NE30°、SW210°,倾向仅有一个指向,只用一个方位数表示,如:SE120°,倾角的变化介于0°~90°之间,如∠60°。

通常,野外测定产状要素,往往只记录倾向和倾角,如SE120° 60°。只有当岩层近于直立时,不宜判别倾向方位时,才记录走向。

为了要把测量到的产状要素标志在图上,需要采用简略而明确的表示方法,于是采用符号表示法“60°”,其中长线表示岩层的走向,短线表示倾角,旁边的数字,表示倾角的度数。划长、短线时,要根据图纸的正北、正南方向,用半圆仪按照所测得的实际方位加以标注。

⑤在野外测量岩层产状要素时,必须在岩层基岩露头上进行,不能在转石上测量产状要素。

基岩露头——是指岩层在地表出露的部分,俗语即生根的岩石。

转石——是其它地方的基岩,由于风化、剥蚀和受地形坡度影响,重力作用下搬运而来的,并不代表当地的真实岩层,俗语即不生根的岩石。

在野外辨别是露头或是转石,可以沿着出露的岩石向两侧追索,岩层是否延续,或在岩石周围环视一下,是否是孤立的出现,或者与周围岩石性质是否相同,从而加以辨别。

此外,野外测量岩层产状时,如遇凹凸不平的层面,可以用记录本放在层面上加以测量。

四、标本采集

“上山背馒头,下山背石头”曾是地质工作者生活的真实写照。进行野外地质工作,除了文字、图件等资料外,还需采集相当数量的各类标本,供进一步的分析和研究,如岩石矿物组成的研究、化学成分分析、化石鑑定、同位素年龄测定等。

标本采集有一定的规范要求,不同类型标本采集方式、采集密度等各不相同。

标本种类一般有:岩石、矿物标本、矿产标本、地层标本、化石标本、构造标本等。

标本应为长方体,规格一般为369 cm247 cm。但古生物标本不受限制,以保持完整为准,沉积构造标本愈大愈好。

标本采集后,应立即进行文字编录,填写文字标签,内容如下:标本类型和编号、采集层位及位置、采集地点、采样目的、采样日期、采集人。

编录完毕,将标签与标本用软纸包装,外注明标本类型及编号,分类装箱。

到达驻地,应将标本、标签一一核对无误,然后送交测试和研究部门。

采集标本是一项科学、严谨的工作,稍一疏忽,就会造成失误和损失。更不能丢失,一块外行人看来普通的石头,对于地质工作者却往往是“无价之宝”,特别是那些珍贵的标本。北京猿人化石的丢失已是中国人心中永远的痛,在科学上的损失难以估量,更因为它是永远无法弥补的。

本次实习中不做特别要求,但同学们可以练习采集一些标本,带回进一步观察学习,或者采集一些自己感兴趣的岩石或化石标本,做为纪念或收藏。

采集标本时要先检查榔头是否稳定,注意前后左右,不要伤了别人。

五、地形图的使用

地形图是野外地质工作必不可少的基础图件。但它和一般的地形图不同,是用地形等高线和地物符号表示地形情况的平面图件。借助地形图,可以了解工作(实习区)的地貌、交通、水系、经济等自然地理情况,为制定野外工作(实习)计划提供参考依据,以最有效的方式取得最佳效果,减少盲目性。也可以通过分析地形图获取地质信息,例如通过淮南地区地形分析,可以发现舜耕山和八公山的山脉走向不一样,为什么?八公山区从山金家到山王集之间的谷地意味着什么?等等。同时,地形图也是编制各类地质图件的基础图件,同学们在下一次的实习中将进行这方面的实践。

1、选择地形图

先看图名,是否是工作区所需的。

再看比例尺,是否适合野外工作的需要。地形图的比例尺分为大(1:10000以上)、中(1:10000—1:200000 )、小(1:200000以下),根据地质工作精度要求不同选择不同比例的地形图。本次实习选择了一幅实习区内1:50000的地形图(图6—3)。

仔细研读地形图,分析工作区地形特征,了解交通、居民点、水系情况并根据已掌握资料,了解其中的有关地质情况。

2、使用地形图

在野外,站在工作(实习)区内较高的山峰,运用罗盘,将地形图上方对准正

北方向。

将区内主要地形、地物与地形图逐一对照,熟悉工作区的地形、地物及方位、距离、工作区通视、通行情况。

在观察点上练习用罗盘定点,将测量数据记在笔记本上。

将所测岩层产状用符

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/2fc5745232d4b14e852458fb770bf78a65293a9f.html

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