⑴ 第四紀地質和地貌的調查方法
第四紀地質調查往往與地貌調查結合在一起,其觀察點或地層剖面一般都選擇在地貌形態完整或有明顯變化的地點,即第四紀地層露頭較好、層次清晰、厚度較大、分布廣、化石多、結構和構造現象較清楚,以及地層或地貌之間接觸關系明顯等重要界線的地方,如在河流階地的前緣、沖溝口等地方。對第四系剖面採用分層研究的方法,如岩性分層、描述、礫石統計、素描、照相和取樣,應完成的野外調查工作如下。
1. 記錄剖面位置
記錄清楚剖面的位置,包括剖面所在的地貌部位、高度和剖面的方向。剖面位置的選擇是野外工作的關鍵問題,選擇的剖面要具有代表性,具有清晰的地貌形態、沉積物特徵等。
2. 查明沉積物的岩性
仔細觀察沉積物的顏色,包括沉積物的干色、濕色和次生色。岩性包括沉積物的成分、顆粒大小、分選性、磨圓度、風化和膠結程度等。在野外需估算各粒徑的百分含量,以便定名。根據沉積物的粒徑大小可分為礫、砂、粉砂和粘土。觀察沉積物顆粒的表面形態,如粗大礫石表面是否有擦痕、斷口、裂紋等; 細顆粒的表面形態,則需要在室內藉助顯微鏡或掃描電鏡進行鏡下觀察和照相。
對於流水成因的沉積物,需要測量礫石三軸(a 軸、b 軸、c 軸)的長度和方位,ab 面產狀,一般是在 1m2面積內任選 100 ~300 個礫石,逐個量測。統計後繪製成礫石成分組成圖、a軸方位等密度圖、ab 面方位等密度圖及礫石產狀玫瑰花圖,以恢復古水系的流向。還要測量礫石和砂粒的形態、圓度,計算球度和扁平度等。
3. 觀察沉積物的物理性質
一般包括密度、容量、潮濕程度、孔隙性、含水性、飽和度、透水性、吸水性等。力學性質包括可壓縮性、抗剪強度、抗拉強度、天然坡角和內摩擦角等。具體測量的方法可參看《工程地質和水文地質岩土工程手冊》等。
4. 查明沉積物的結構、構造
觀察沉積層的層理(水平層理、波狀層理、平行層理和交錯層理)和層面特徵(有無波痕、雨痕,各種侵蝕、溶蝕、腐蝕及生物活動的痕跡); 觀察有無二元結構、多元結構、透鏡體、擾動、古冰楔和紋泥等現象。觀察有無原生和次生、充填或未充填的裂隙和孔洞; 有無特殊意義的夾層(含礦層、泥炭層、化石層、火山灰層、古風化殼和古土壤層)、結核(結核的成分、形狀、大小和結構)等。
5. 查明沉積物的厚度、高度、分布規律以及地貌相對關系,並分析其成因類型
測量沉積物的厚度、出露的海拔高度和相對高度,沉積物分布的地貌位置,如沉積物是分布在河谷中、溝口處、陡壁下、坡腳,還是分布在谷坡上、山脊上等。分析沉積物的分布位置與現代地貌或古地貌的關系。根據沉積物和地貌特徵,分析沉積物的成因。
6. 採集化石和樣品
應注意在洞穴堆積、湖積、河漫灘堆積、紅土和黃土中尋找哺乳動物化石和人類化石。若發現有價值的化石,要制定詳細的發掘計劃。採集植物標本時要用小刀逐層剝取,注意其層位,並保留周圍的土及原岩,防止標本干縮、污染和混淆。其他樣品的採集,如供室內分析的礦物、微體古生物、化學成分、沉積物的微結構、古地磁和年代測定等所需的樣品,都要嚴格按照規范采樣。
7. 確定第四紀沉積物的時代
主要有地貌學法、岩石地層學法、生物學法、物理學法、考古學法、放射性定年法等。
⑵ 表示地貌最基本的方法是什麼
地球表面高低起伏,有高原、冰川、沙漠、海岸等。如何立體顯示地貌,這是測繪工作者必須解決的問題。自古以來,測繪工作者在這方面進行了不懈的探索,創造了不少地貌表示方法。
(1)寫景法,也叫「透視法」。它是利用透視繪畫的方式表現地面起伏的一種方法。我國古代地圖中多用寫景法表示山峰、丘陵。寫景法形象直觀,易繪易懂,示意性強,但不能判別山嶽高低,在基本地形圖上不使用。(2)暈滃法,又叫斜坡線法。它是用沿著斜坡方向描繪的平行短線(叫暈線),顯示地面起伏和斜坡度。如緩坡,線細長而稀疏;陡坡,線粗短而緊密。這種方法的優點是立體感強,平面位置准確;缺點是作業繁瑣,難以判讀高程。(3 )暈渲法,也叫「陰影法」。它用深淺不同的色調表示地面起伏形態。1716年德國高曼繪制世界圖時,首先採用這一方法。按光源的位置分直照暈渲和斜照暈渲,按色調分墨渲和彩色暈渲。用暈渲法繪制的地圖叫暈渲圖。(4)分層設色法。它是在等高線的基礎上,按一定的高度分層,著以不同顏色和色調,以增強地貌高低起伏的立體感,能明顯看出各處高程對比,這種方法,被廣泛應用於航空圖、小比例尺地勢圖和地圖集。(5)等高線法,又叫水平曲線法。它是現代地形圖上表示地貌最基本最精確的一種方法,以地面上高程相等的相鄰點連成的閉合曲線來表示地貌的起伏形態。雖缺乏立體效果,但等高線可量算地面點的高程、地表面積、地面坡度、山的體積和窪地的容積等。 (6)塑料立體地圖是預先刻制地形模型並將地圖印刷在塑料片上,經熱壓製成,多用於教學、宣傳、展覽等。(7)互補色立體地圖。將地圖兩組透視圖像或正射影像像片和其配製影像像片,分別用兩種互為補色的顏色套印在同一張圖紙上形成的地圖。閱讀地圖時藉助於互補色眼鏡,就能產生立體感的地圖。(8)沙盤。根據地形圖、航空像片或實地的地形,按一定的比例尺,用泥沙或石膏、兵棋等製作的顯示戰術情況或某些發展規劃的地形模型。(9)電子立體地形模型。是電子地圖的應用產品。在計算機的控制下,利用DTM數據和其他有關資料,即可生成電子立體地形模型。它能生動地顯示地形的立體景觀,有利於地形分析和作戰模擬,是有關經濟建設和國防建設的理想參照物。
⑶ 如何考察地貌
一、地貌野外考察的基本要求
地貌的類型多種多樣,野外考察大多是按選定的路線和觀察點逐段進行的。在觀察點上的觀察與分析,內容盡管會因地而異,但基本要求卻有許多相同之處。
1.地貌形態的描述與測量
在每一個觀察點上,都應盡可能地站在較高的位置上,縱觀全局,先要確認那些大的地貌單位,如山地,平原、盆地等,再辨認次一級的地貌單位,如山地中那些是山頂、山脊、山鞍、山谷、山麓等等。待對全局情況有了初步了解後,即可從觀察點所處的具體地貌開始,詳細地進行觀察和描述。
任何地貌都是由地形面、地形線和地形點三項要素組成的。地形面如夷平面、階地面和山坡面,可以是平面、曲面或斜面;兩個地形面相交便構成地形線,地形線可以是直線、曲線或斜線,如山脊線、山麓線等;兩條或兩條以上的地形線相交便是地形點。所謂地貌形態的描述與測量,就是要從定性和定量兩個方面對這些源型點、線、面的形態進行描述和測量,例如對各種地貌形體輪廓、面積大小(長度和寬度)表面的起伏變化(坡形,坡度,坡長以及切割深度和切割密度)等,都應進行細致的觀察和盡可能詳實的測量。
2. 分析地貌的成因
地貌是內外營力長期互相作用的結果,內外營力的相互作用,會在地貌的物質結構上留下自己的痕跡。因此,在地表露頭較好地點,要對其物質組成和結構特點進行觀測和分析,內容包括基岩的岩性(結構、構造和礦物成分),地層或岩體的產狀和時代,斷裂和褶皺的類型和特點,特別要注意觀察地貌的形態和分布規律與地層岩性,地質構造的對應關系,以便搞清楚岩性,構造等地質基礎對地貌形成和發育的影響。
同時要觀察地表風化物特點,包括風化物厚度和成因類型,在有較好的第四紀沉積物的露頭和剖面時,尤其不能放過。因為它們對於確定地貌,特別是堆積地貌的成因時,經常具有關鍵的作用。
要注意地貌和地殼運動,特別是與新構造運動的關系。在新構造運動的上升區,地面鬆散沉積物的厚度較小,河谷急劇下切,兩側較陡,間歇性上升區,河谷兩側會形成多級階地;而在新構造運動下降區,地面鬆散沉積物厚度加大,河床縱剖面變緩,有時會出現埋藏地形。
對於以外營力為主形成的堆積地貌,如倒石堆,沖積扇,河流階地、三角洲等,則應在重點觀察它們的形態特點與物質結構的基礎上,著重其所處地理環境的分析。
3.研究地貌的實用雹老猜價值
地貌與找水、找礦、工程建設,旅遊開發等關系密切,組織青少年進行地貌考察,不僅要學習地貌知識,更要注重對地貌的實用價值及其對工農業建設可能產生的不利影響的研究。以便對地貌條件進行綜合評價,提出趨利避害的對策建議,對滑坡、泥石流、河岸沖刷、沙丘移動等災害性地貌,提出觀測和監視的措施。
二、主要地貌類型的野外調查
對每一種地貌都可以作為考察的對象,而在青少年地學科技活動中,又多集中在山地、平原、河流、海岸、岩溶等一些地貌類型上,在實際活動中,實際上又只是局限於一定范圍的局部地貌現象上。現僅就這些主要的地貌類型的野外考察提出應該注意的問題。
1.山地地貌的考察
山的組合稱為山地,在人們的習慣上,丘陵也含鍵包括在山的范圍之內。山地考察一般應橫切河谷和分水嶺進行,同時要沿河谷和山嶺走向進行觀察。調查時,應首先識別山頂、山坡、山麓、山脊、山谷等形態要素,進而分析每個山地要素的特點,如山頂有尖頂、圓頂、平頂的區別,山坡要觀察坡形、坡長和坡度等。要結合內外營力的相互作用,確定塑造山坡形態的歷史過程和現代過程,特別是現代流水作用對山坡形態和坡面物質運移的影響。
⑷ 構造地貌學的研究方法
①運用地貌學方法揭示較長時間的造陸運動是比較有效的。其中最常用的是進行階地(包括河流階地、海岸階地)測量:多級階地的出現反映地區的間歇性隆升;各級階地連線的差異性隆升或拗陷反映造陸運動中各地段的差異運動;階地縱剖面線突然出現不連續性,說明此處曾發生新的構造運動造成的斷層現象。
②利用與地貌學密切相關的沉積學方法研究新構造運動。在新的褶皺隆起或斷塊上升區,新的沉積層因被抬升而有清楚的露頭;在新的沉降區,新沉積層隱伏地面以下,且厚度很大。根據新地層的厚度和地質年齡,估算該沉降區的沉降幅度和速率是現行可靠的方法。
③進行綜合研究。無論是研究靜態構造地貌,還是研究動態構造地貌,都必須從地球內力去追溯它們的成因,但同時又應看到所有的構造地貌都不是純內力作用的產物,還要研究外力侵蝕、岩性因素在構造地貌中所起的作用。
④漫長的地質歷史中發生過多次的大規模構造運動,每次運動所造成的地質構造的格式和走向都不相同。形形色色的構造地貌是多期構造疊置與組合的結果,因此追溯不同地區的地貌發育史時要善於分析這些不同期的構造運動的結果對地貌發育的依次影響。
⑸ 野外地貌現象的觀察和描述
1.地貌形態的觀察和描述
野外地貌調查經常使用形態分析法,分析地貌地形特徵,識別和了解各地貌單元以及相互間的聯系和依存關系,揭示地貌的發育、發展規律。一般從定性和定量兩個方面開展,即形態的描述和形態的測量。
(1)形態描述。
對於不同等級的地貌,其形態特徵是不同的,在空間的分布也是不同的。在觀察的順序應為從大到小、從點到面,第一步要判斷視野內較大的地貌類型,然後判斷地貌的組合類型。根據觀察的地貌對象不同描述的重點也不同。如果觀察基本的地貌類型,對於規模較小、形態簡單的地貌,重點描述幾何形態,比如坡積裙、洪積扇的扇形等。如果觀察的是規模較大、形態復雜的地貌,如盆地、山地等,則重點描述平面輪廓、空間分布。如果觀察的是地貌形態的組合,則要找出各類地貌形態的分界線,並在地形圖上標出。
(2)形態測量。
對地貌的長、寬、高以及深度、坡度、切割的程度等進行觀察和測量,定量的描述地貌的空間狀態和幾何形態。這些數據可以對地貌的發育和高程等級有具體的描述,具有重要的意義。測量的工具一般採用皮尺、羅盤,以及水準儀和氣壓計等,如果要求精度較高可以用經緯儀進行測量。
2.地貌組成物質的觀察和描述
不同的物質組成,是地貌類型成因的體現。為了准確分析地貌類型的成因,只觀測地貌形態是不夠的。因為許多不同成因的地貌類型,可以具有相似的外部形態。在觀測地貌形態的基礎上,觀察和分析地貌的組成物質對於確定地貌的成因是至關重要的。組成地貌的物質分為兩大類,一類是基岩,一類是鬆散沉積物。大多數地貌體是有兩者共同組成的。鬆散沉積物是第四紀沉積物或新生代沉積物,由於形成時代較新,膠結不緊棚握肆,結構疏鬆。
完全由基岩組成的地貌,觀察和記錄的內容有基岩的岩性、產狀、構造、風化程度和基岩與地貌體之間的關系,基岩的觀察和描述方法與地質觀察描述一致,進行完上述觀察和描述內容之後分析其成因;對於有鬆散沉積物組成的地貌體,觀察和記錄的內容主要是沉積物,包括剖面位置、方向、分層、沉積物的顏色、沉積物的結構、化石、沉積物的層理和構造,還包括其成因類型,以及文化遺跡等。對於由基岩和鬆散沉積物共同組成的地貌體,需要觀察描述兩個方面的內容。
首先對剖面進行整體上的宏觀觀察和分層,再在新鮮面上進行分層的觀察、測量和描述。在觀察和描述時,要對沉積物在剖面垂直方向上的上下層位關系進行觀察和分析,還要追索各層水平方向上的延伸狀況,詳細觀察和記錄發生的侵蝕切割、構造轉換、水平方向相變等情況。
然後觀察沉積物的顏色、粒度組成及顆粒形態、層理和構造等。
沉積物的顏色沉積環境的重要標志之一是沉積物的顏色。目前,國際上採用標准土壤色譜來確定沉積物的顏色,在野外調查主要採用標准土壤色譜對沉積物的顏色進行命名。在使用標准土壤色譜時要注意地下水及地表水的淋濾、浸染和沉積物中含水量的變化所造成的顏色變化和干擾。
沉積物的粒度組成和顆粒形態沉積物的粒度組成和顆粒形態主要的影響因素是搬運營力以及沉積介質等條件,它們記錄著沉積環境的多種信息。沉積物的顆粒組成通過劃分粒級進行研究。沉積物粒級的劃分有多種,一般採用十級劃分方法,分別是礫(巨礫、粗礫、中礫、細礫)、砂(粗砂、中砂、細砂)、粉砂(粗粉砂、細粉砂)、黏土。它們的劃分標准見表7-7。
表7-7 沉積物的粒級劃分
沉積物中礫石的描述包括岩性、礦物成分和粒度以及磨圓度。磨圓度可以描述礫石顆粒的形態,反映了其搬運介質、環境和搬運的距離。礫石磨圓度一般定性的劃分為五級:0級(稜角狀,無磨圓);1級(次稜角狀,礫石的原始形狀基本保持,只有尖角和邊棱有一定磨損,磨圓程度較差,在坡積物中較為常見);2級(次圓狀,礫石的稜角明顯磨圓,原始形狀還可辨別出來,磨圓程度中等,沖洪積物中較為常見);3級(圓狀,稜角不明顯,原始形狀在局部保留,磨圓程度較好,一般是遠距離搬運或者長時間打磨形成的鏈轎,在河流、湖泊、風沙等沉積物中較為常見);4級(極圓狀,沒有稜角,也無凹面,形狀常常是橢圓形或者蛋形,磨圓度極好,在海濱、湖濱的沉積物中常見)。
沉積物的層理和構造沉積物的層理是不同粒度、成分以及顏色的物質組成的薄層反復交替出現而形成的。一些構造活動的跡象也保留在沉積物中,例如褶皺構造、斷裂構造、擾動構造、滑動構造、卸荷構造、冰楔構皮悔造、枕狀構造等,一些夾層具有特殊意義,在沉積物的觀察描述時必須詳細記錄說明,具有特殊意義的夾層包括泥炭層、化石層、礦化層、鹽類沉積層、古土壤層、烘烤層、灰燼層等。
3.地貌類型組合關系的觀察和描述
地貌類型的組合有兩種情況,同一種成因的地貌類型的組合和不同成因的地貌類型的組合。研究地貌類型的組合可以了解其空間的變化,了解各類地貌之間的接觸關系,從中可以反映出地貌發育過程的許多信息,是野外地貌觀察的重要的內容之一。同一種成因類型地貌的組合對於分析其成因是很重要的。屬於這種情況的有很多,如在平原河流,河床、天然堤、階地、河漫灘、牛軛湖等是同一成因形成的,冰斗、側磧堤、終磧壟、冰槽谷、冰川扇等是山谷冰川地貌組合。在同一種成因地貌組合中各種地貌類型的特徵形態和物質組成等都要詳細觀察和記錄,如果遭到了破壞,只保留了其中很少的一部分,或者受到了強烈的風化作用,就必須在一定范圍內進行較多的觀察,尋找充分的證據,用以恢復其原來的地貌。不同成因的地貌類型組合是多種地質營力綜合作用的結果,比如在山麓地帶、湖濱和海岸帶、盆地里發育的地貌組合,各種地貌關系復雜,觀察和描述時要注意區別。比如山麓地帶一般是山地與平原的交界,兩者的過渡關系復雜,連接山地與平原兩大地貌單元的可能是陡崖、倒石堆、緩坡、坡積裙、洪積扇等。地貌組合關系反映了不同的地貌發育過程,在地貌單元交界地帶的地貌組合關系是該地區地貌發育歷史的記錄。在地貌組合的觀察描述中,必須搞清楚單個地貌的類型特徵,並要分析各個地貌類型的交接情況、過渡特點、空間分布和組合特徵等。
4.現代地貌過程的觀察描述
觀察現代地貌的目的是了解地貌過程的強度、速度、頻度、作用方式、特點等,以分析其對人類的利害關系。在觀察現代地貌的過程中,要注意觀察點周圍的自然環境,包括自然地帶、植被、土壤、地下水、地表水以及風化程度和類型等,這些自然環境條件是現代地貌發育的條件,過去的地貌發育過程與當時的自然環境條件相一致,如果自然環境發生了變遷,過去的地貌類型與目前的自然條件是不一致的,而未來的地貌發展趨勢是以目前的自然環境和條件為基礎的。對於現代地貌過程進行觀察和測量,比如對崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、沙漠化、水庫淤積、河床演變、海岸沖刷等的觀察和測量,可以了解現代地貌過程的特徵,還可以為預測地貌發展的趨勢、判斷其危險性和制定相應的防治措施提供科學依據。
5.地貌成因和地貌年齡的分析
為了揭示地貌過程的本質,預測地貌發展的趨勢和方向,需要對地貌的成因進行分析。分析其成因的主要方面是確定主導營力和形成的過程,地貌的成因是較為復雜的,主導營力在不同等級的地貌發育過程中往往不同,而且同一等級的地貌以及相似的地貌形態其主導的營力也可能不同,有的主導營力是內營力,有的則主要是外營力,在野外地貌實習中要認真分析。比如侵蝕地貌和堆積地貌都有可能是外力作用形成的,兩者構成了在形態特徵以及空間分布方面有一定規律的統一的地貌過程的兩個方面,從形態上可以初步確定其成因,進而從各個方面進行觀察:對於堆積地貌,可從組成地貌的鬆散沉積物的特徵方面分析其成因,因為一定的外營力形成的堆積物具有其特殊的形態和組成、岩性特徵,這些特徵包括顆粒大小、顆粒的形狀、礫石的磨圓度、碎屑物的分選性、沉積物的層理特徵等;而對於夷平面、冰蝕谷、侵蝕階地等侵蝕地貌,需要分析其形態特徵、沉積物特徵、分布規律、地貌組合等,以及它們形成的地質條件、自然地理環境等。例如在分析第四紀冰川作用形成的冰川侵蝕地貌時,應觀察分析冰斗、懸谷、冰槽谷、擦痕等侵蝕地貌類型,還要分析其冰川堆積物等地貌,綜合分析這些地貌類型的物質組成、形態特徵、地貌組合的特點,確定地貌成因。
在分析地貌的成因中一個較為重要的分析是對於地貌年齡的分析和確定,這也是地貌野外實習中很重要的一個內容。地貌年齡有相對年齡和絕對年齡兩種。絕對年齡是地貌形成至今的時間,重要通過在野外採集樣品到實驗室進行測定來確定,比較常用的測定方法有14C法、鈾系法、鉀-氬法、裂變徑跡法、熱釋光法等。
相對年齡是地貌形成的相對先後,採用的方法有沉積物對比法、地貌高度法、地文期法、相關沉積法、風化程度對比法、地貌侵蝕與疊置關系法、生物地層法、考古地層學法等。
沉積物對比法是通過調查組成地貌的各種沉積物之間的相互關系,包括切割、疊置、相變等關系,確定其生成的先後次序。例如分析河流上疊(內疊)階地,在這種階地中較新的沉積物覆蓋在較老的沉積物之上,根據疊置關系就可以確定沉積物組成的地貌的相對年齡。地貌高度法是確定地貌年齡較為普遍的方法,在階地、古海岸線、夷平面、溶洞等地區常用該方法,這些地貌是在持續間歇性抬升、湖水面或者海水面間歇性下降而形成的層狀地貌,層狀分布的地貌形成時代越早,所在位置的高度越大,採用地貌高度法可以較為簡便地將其地貌的相對年齡判斷出來。地文期法對於確定地貌的相對年齡也是很好的一個方法,地文期是學者們研究劃分的地貌發育階地的時間表,在華北地區古近紀-新近紀以來的研究較為成熟,其他地區也有相應的研究,對於地貌發育的階段進行了較為科學的劃分,利用當地地文期的對比研究,可以確定地貌的年齡。風化程度對比法多用於熱帶地區、冰磧物分布區、玄武岩分布區等,利用岩石的風化程度確定地貌的年齡。風化一般有一定的順序,多是由上向下、由外到內進行的,所以風化程度最徹底的地貌年齡較老,風化程度較弱的地貌年齡較新。
有幾種
古生物法,主要利用地貌堆積物中所含的古生物化石或其他組合,直接確定地貌年代,搭迅沖知殲適用於堆積地貌。
年間法,確定的地貌在某一年間或者某個階段形成,確定時間越短越好,主要是利用尋找地貌上最古老的堆積物和剝蝕地形切個的最年輕的的堆積物,其區間就是地貌形成年齡。。
同位素法,C14法,這也是目前最先進最准確的方法。
歷史考古法,這就是看遺存物了昌凱。
⑺ 地貌有哪幾種主要表示方法其中最常用的一種
1、寫景法:也稱「透視法」,是以繪畫寫景的形式表示地貌起伏和分布位置的地貌表示方法。有一定的立體效果,一目瞭然,易會易懂,便於復制,但畫法具有隨意性,缺乏一定的數學基礎。現代地貌寫景法–根據等高線素描的地貌寫景圖–根據等高線作密集而平行的地形剖面,然後按一定的方法疊加,獲得由剖面線構成的寫景圖骨架,經藝術加工也可製成地貌寫景圖–電子計算機應用於制圖為繪制立體寫景圖創造了有利的條件。
2、地貌暈滃法:是沿地面斜坡方向布置暈線(粗細,長短不同的短線的排列)以反映地貌起伏和分布范圍的一種方法。•優於寫景法,在於能較好的反映山地范圍,但依據暈線不能准確確定地面的高程,測量坡度;圖面遮蓋太大,干擾其他要素;繪制困難,工作量大。
3、地貌暈渲法:地貌暈渲法是把光影在地面上的分布規律進行歸納總結,在地圖平面上用不同色調的濃淡表示全部光影變化,可獲得圖上地貌的起伏立體感的方法。
⑻ 地貌學法
雖然地表的地貌形態是內外力地質作用的綜合結果,但新構造運動起決定性因素,因此地貌往往可以直接或間接地反映出新構造運動的特徵。新構造運動對地貌形成的影響有兩種情況: 一是由新構造運動及地層的變位和火山活動等直接形成地貌; 另一種是由於新構造運動控制、影響各種外力地質作用而形成的地貌。因此,可通過分析地貌特點及組合關系來研究新構造運動的性質。下面介紹幾種常見的地貌分析研究新構造運動的方法。
1. 河流地貌研究
河流地貌研究主要包括水系格式和河道變遷、河床縱剖面、河流階地等方面的內容。其中,河流階地是研究新構造運動的一種很好的標志,能明顯反映研究區新構造活動面貌。
河流階地橫剖面研究 河流階地橫剖面,也稱河谷橫剖面,就是在河谷的某一地點,在垂直河谷延伸方向上橫切一個剖面,把各級階地投影到剖面上就形成河谷橫剖面。在河流階地橫剖面上,可研究河流階地的類型、切割深度和沉積層的厚度,而這些能很好地反映新構造運動的特徵。階地是指示新構造運動階段性和間歇性的良好標志,每一級階地都顯示了構造運動從穩定到抬升或下降的過程。在階地類型上,侵蝕階地和基座階地通常反映新構造運動的抬升運動比較強烈,而堆積階地指示的抬升運動相對比較弱; 階地距河水面的高度,反映了河流的切割深度,河流切割深度受新構造運動控制,新構造運動抬升幅度越大,河流切割深度就越大;沉積層厚度的大小也可以反映地殼穩定時間的長短,地殼穩定時間越長,河流堆積物厚度也越大。需要指出的是,在分析構造運動幅度時,應該注意岩性變化、氣候、水文等對階面高度和沉積層厚度的影響,只有扣除這些影響後,所得結果才能真正反映新構造運動的特徵。階地的形變是研究階地形成之後的構造運動特徵。這種形變可以通過河谷兩岸階地的對比來實現,如兩岸同級階地的高度不一致,或一岸有階地而另一岸則無。
河流階地縱剖面研究 根據若干階地橫剖面資料,沿河谷從上游到下遊方向,作階地縱剖面(階地位相圖),是研究新構造運動的一種常見的方法。階地位相圖反映的是新構造運動在空間和時間上的變化情況。在階地位相圖上,某一地點的各級階地高差變化反映的是該地點不同時期新構造運動特徵; 同一級階地在不同地點的高度變化指示的是同一時期不同地區新構造運動特徵。
2. 洪積扇研究
新構造運動對洪積扇的發展、形態及結構有很大影響(圖 13-14)。間歇性上升,使洪積扇頂點向山外遷移,形成串珠狀洪積扇; 構造運動不均勻地掀斜,可以造成洪積扇偏轉; 走滑斷層使洪積扇變形或遷移; 下降地區堆積作用加強,老洪積扇頂點不久就會被新的洪積物掩埋。需要指出的是,由於山前活動斷裂的影響,不同河道的洪積扇頂點往往呈直線或近於直線展布,有時斷裂活動可使洪積扇與河道產生水平錯位。
圖 13-14 洪積扇遷移示意圖(引自北京大學 《地貌學原理》,1965)
3. 岩溶地貌研究
岩溶地貌對新構造運動的意義,主要表現在如下兩個方面。
一是層狀溶洞的研究。地殼穩定,地下水長期溶蝕,可在飽水帶內形成溶洞; 地殼上升,已形成的溶洞抬高,河流下切,地下水位降低,在地殼穩定條件下又可形成較低的溶洞。因此,層狀溶洞是地殼上升的標志。如四川省興文縣的多層溶洞至少可以劃分為 4 層。
二是岩溶期和岩溶地貌組合的研究。岩溶期是指在地質歷史時期中經歷了強烈岩溶化的時期,往往和某階段的地殼運動穩定時期相適應。崔之久(1981)利用青藏高原上的古岩溶地形分析了青藏高原的隆起幅度。青藏高原岩溶地形可分為 3 層,每一岩溶層分布的高度是中心高,向四周降低。這說明在高原整體抬升的背景下,為拱形隆起。
4. 夷平面研究夷平面是指在地殼運動相對穩定時期,由於外力長期的夷平作用,如流水、湖蝕、寒凍風化等,夷平了由構造運動所創造的崎嶇起伏的地形和構造面,形成向侵蝕基準面趨近的平緩起伏的地形,後又被構造運動抬升切割形成的殘留面。
夷平面一般具有如下幾個特點: ①在沒有變形的情況下,同級夷平面的高差不大; ②分布世老廣泛,可達數百至數千平方千米; ③同級夷平面有相似的地形形態和地貌組合形態; ④夷平面上有相應的堆積物。
根據夷平面研究新構造運亂橘動,首先要根據大量事實,准確地確定夷平面。然後分別測量各級夷平面的高度,圈定各級夷平面的分布范圍,確定夷平面的時代。夷平面的年代確定一般採用內插法、相關沉積法和區域對比法等。根據同級夷平面的高度搜陪升變化,分析同級夷平面的變形和變位,可以了解從形成該級夷平面的時代至今,該區新構造運動的類型和特徵。夷平面的變形類型大體分為平面變形、拱形變形、掀斜變形和斷裂變位四種類型。
與夷平面發育的同時,在夷平面上常發育良好的風化殼,在熱帶和亞熱帶地區尤其普遍。經常可以在數千米的高山上保存古紅土型風化殼殘余。這些古風化殼殘余對確定夷平面的存在及其形成年代的確定具有重要意義。
5. 海岸地貌研究
通過海岸帶的類型、古海岸線的位置等海岸地貌的研究來探討新構造運動有重大意義。標志海岸上升的地貌包括海蝕穴、海蝕台、海積台等海岸地貌,砂壩由陸至海高度逐漸降低。在海岸下沉地區,標志下沉的地貌有水下階地和溺谷,海底古風化殼,沉溺的海灘岩。
⑼ 地貌研究過程中主要的定年方法是什麼
年代確定在地學中得到廣泛應用.而作為地史學中重要的組成部分,年代確定為地質時期中地球岩石圈在時間上發展和演變提供了重要的時間約束.本文綜述了四種定年方法:即古生物法;古地磁法;同位素法和地球物理法.隨著地球物理的探測技術的發展,地球內部精細結構得到揭示.我們認為,應用地球物理資料確定年齡將可以彌補其它方法的缺陷,可能為地球內部三維岩石定年提供支撐.關鍵詞綜述,年代,定年,地球物理方法
中圖分類號P631文獻標識碼A 文章編號100422903(2007)0120087208
The overview of dating methods and the geophysical dating
GUO Gui 2hong 1,HAN Feng 2
(1.T he I nstit ute of Geology of China Eart hquake A dmi nist ration ,B ei j ing 100029,Chi na;
2.Technics and Geology I nstit ute Dow nhole Operation Com pany of L iao Oil f iel d ,Panj i n 124107,China )
Abstract There are many applications of dating in G eosciences.As an important part of historical geology ,the age shows the history of lithosphere development and evolution of geological time ,and dating plays an important role in it.There are four methods in dating ,which include :the paleontology method ;the archeomagnetism method ;the iso 2topic method ;the geophysical method.Along with the development of geophysical exploration technique and more fine structure underneath having been revealed ,we think that the dating method utilizing geophysical data which will make up other methods deficiencies will bring foundation for 32D rock dating.K eyw ords overview ,age ,dating ,geophysical method
收稿日期2006204205;修回日期2006212230.基金項目國家自然科學基金項目(40404009)資助.
作者簡介郭桂紅,1975年生,女,甘肅平涼人,中國地震局地質研究所博士研究生,主要從事地震學方面研究.(E 2mail :[email protected] )
0引言
「地質學是一門時間起特別關鍵作用的學科.對
時間的這種依賴性給地質現象增添了一個獨一無二
的維」[1]
.這個時間維在研究大陸地殼演化時起了非常重要的作用.沒有時間維的確定就無法討論演化問題;沒有時間維的確定,更無法研究前寒武紀大陸地殼的演化.
追溯地球的演化歷史是地球科學研究的任務之一.地學研究的基本方法是「將今論古,將古論今」,時間是研究地質問題的基礎.時、空、質(物質)、能(動力)是研究地質過程、環境演變的基本要素.要認識和掌握自然規律,就要搞清上述各種要素的相互關系.當科學工作者把放射性衰變定律的原理應用到地質測年後,地球科學發生了質的變化,從定性研
究走上定量研究.如今科學界更加註重時間的重要
性,需要知道確切的年代數據,以便更好的進行大范圍的對比,進而認識演變趨勢和發展規律,為科學的探索過去,認識現在,預測未來找到證據.
地質作用過程持續時間的確定具有重要意義.無論是探討地球或者天體物質的形成和演化,還是研究地球系統的變化及地質體的生成順序,都與時間密切相關
.一定的礦藏通常與一定的地質體相聯系,而地質體又是特定的地質歷史時期形成的.例如太古代至元古代的金、太古代的鐵、上古生代的煤、中新生代的石油和天然氣等,其中充分顯示出它們的時間屬性.通過地球內部結構和構造研究了解深層動力過程,重建地球內部的結構[2~16],了解其演化具有重要的意義.因此整個自然界無不處於永恆的產生、變化和消亡之中,無不有時間的烙印.
前人已建立的地質定年方法(同位素法、古生物法和古地磁法)給出的是地質事件的「絕對年齡」或「相對年代」.但至今國內外尚缺乏有關地質作用持續時間的直接的測定方法.現代同位素測年技術的發展,已經為地質學家解決不同地質問題,提供可供選擇的不同方法,以達到預期的目的.本文將對各種測年方法進行簡述,並介紹地球物理定年方法.
1定年方法概述
近年來隨著高精度測試手段的應用及分析測試技術的不斷完善,以及全球系統變遷研究的深入進行,極大的推動了同位素定年方法的發展.同位素法是地質測年中最重要、應用最廣泛的測年手段,主要
(K2Ar、Rb2Sr、U系法等)、宇宙成因核素法(14C、10Be、26Al、36Cl等)、核輻射效應法(TL、ESR、F T等)、穩定同位素法(18O 等).宇宙成因核素法及核輻射效應法則多用於其它地表過程的定年.人們采樣各種方法來測定地質年齡,歸納起來有一下幾種:
岩石地層法:地層層序、構造期次、沉積紋層、岩溶紋層、火山灰標志、黑曜岩脫水.
生物法:化石、花粉、樹木年輪、珊瑚年輪、氨基酸消旋法、岩石漆法、地衣生長法.
磁性地層法:磁性倒轉(polarity reversals)1Ma ~50000a
極性漂移(polarity excursions)50000~10000a
長期變(secular variation)2500~3000a
考古法:文化古跡、歷史文獻
同位素定年法:放射性同位素法:K2Ar、Rb2 Sr、U2Th……
宇宙成因核素:14C、10Be、26Al、36Cl……
核輻射效應法:TL(OSL)、ESR、F T
地球物理定年:利用速度和年代的關系定年
上述方法中一類是數字定年,即能給出具體的年齡值,如同位素法.另一類屬於相對定年,即能給出新老年齡區間,但不能給出確切的年齡值,如某些岩石地層法、生物法乃至地磁法.但相對定年方法一旦數字化以後也會成為重要的定年工具,如地磁測量,它給出地磁強度和方向的變化,這沒有時間的標志,但當用數字定年法把各個磁性事件做了時間標定後,就相當於建立了磁性標准,對照這個磁性標准就可以標定以後發生的磁性事件的時間.紋層猶如樹木的年輪的沉積紋理,根據紋層可以確定先後順序,卻不能直接給出具體的年齡值,但紋層被用其他方法標定具體的年齡值後,就可以成為一個長的高解析度的年齡譜.因此相對年齡需要數字年齡去標定(量化),數字年齡需要相對年齡去驗證.二者是相輔相成的.
同位素定年法是上述各類方法種類最多,應用最廣,發展最快因而最重要的一類.在一些地區無法采樣的,但需要知道年齡時地球物理方法定年就變得非常的重要.各種方法的相互配合,可以測得從幾十年到幾百萬年乃至更老的年齡,但要達到年際的解析度是很難的,甚至是不可能的.而樹輪、紋層、珊瑚、岩溶等是幾種高解析度的定年方法,可使年齡測定的解析度達到年際.其中樹輪、珊瑚的定年尺度比較短,最長可達10000年左右,而紋層可達到幾萬年至幾十萬年,是湖相沉積比較有前途的測年方法. (表1)主要列的是宇宙成因核素法和核輻射效應法.這兩種測年主要用於比較新的年齡的地質體.