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地质填图的方法与步骤

发布时间:2022-01-09 04:39:20

1. 美国地质填图方法

综合美国国家合作地质填图计划最近完成的1∶100000和1∶24000美国联邦地质图、州地质图和教学地质图,结合USGS编写的《给美国地质调查局报告作者的建议》(1978年第6版和1991年第7版)及NCGMP对地质填图方法的要求及相关标准和指南,对美国地质填图方法方式分析如下。

1.填图前的资料收集与准备

填图前通常要收集填图区的野外记录、地质图、航卫片影像、地球物理数据、水文资料和各种测试分析数据等。USGS的地球科学信息中心(ESIC)保存有美国及其联邦机构、州政府机构和商业公司记录的数百万张航片。这些照片包括局部地区的高分辨率低空照片、覆盖百余平方英里的高空航片和覆盖区域的卫星影像,可以从ESIC与南达科他州地球资源观测系统(EROS)数据中心订购航空照片和卫星图像。

野外地质填图所需要的工具包括:地形图、航片、地质锤、罗盘、野外记录簿、铅笔和墨水笔、量角器、野外图盒、书写板或其他可供书写的硬面板、图和照片的保护套、样品标记笔、样品袋、越野车、个人用品(背包、雨具、急救药箱、长筒靴、野外服装)、磁带录音机、高度计、野外计算机、记录数据的GIS软件和GPS等。

2.地球物理与遥感资料的地质解释

野外填图前需要提前进行地球物理调查,可用于粗略填图,或用于指示具潜在经济资源区。如果岩石之间对比明显,那么航磁调查在区域填图上相当有用。对遥感数据的处理可以指示可能存在矿化的区域。将航卫片、多光谱和高光谱遥感、地球物理以及GIS、GPS等用于地质填图,可以提高填图的精度。

3.野外填图路线

美国地质填图有“两头紧、中间松”的特点,一头是野外工作的客观、真实、准确,由专业调查人员承担;另一头是成果出版的统一,要求严格遵守各种标准和规范。中间填图过程没有硬性的规定,取决于调查人员的知识和智慧。

野外通常沿道路、小道、溪流和山脊以及其他岩石可能出露的地方进行系统观察。利用航空照片确定野外观察点位置、追索地层单元和断层。具体填图路线没有硬性规定,主要由地质构造格架和露头出露位置而定,美国地质学家称之为“地质现象引导地质路线——Let the geology guide you on your traverse”,见图1-1。

野外填图人员精干,填图工作模式按下列方式进行:每组独立完成一定区域填图后再拼图;或者每组都进行全区填图,最后再综合归并。图1-1所示的填图模式即为后者。

4.野外记录与素描

美国地质调查局长期坚持在纸质记录簿上记录野外现象,并在野外驻地将野外记录数字化(图2-5)。野外地质观察点记录内容主要包括岩石宏观特征、岩层和构造产状、接触关系、变形特征、矿化蚀变、样品和照片位置等。在地质关系复杂区,除对地质现象进行详细描述外,还需要对重要现象进行素描以补充说明地质现象,野外记录方式与欧美国家基本相同。

图2-5 美国野外地质填图与野外资料数字化

5.野外手图标注

野外地质手图上标绘的地质要素包括用符号或英文缩写字母表示的地层分层、岩性分界、岩体、变质程度、断层、变形、褶皱、化石点、标本、样品等在野外所观察到的地质现象和地质体(图2-6)(陈克强,2011)。所有地质要素的标绘都在野外现场完成,以提高地质体科学置信度水平,避免地质内容的简单化。由于填图按不规则路线进行观察和填图,每天都可以完成面积不等的填图工作。因此,野外地质手图上实际上已经勾绘出当天填图所在区域的地质图。要把测量数据标绘在图上,如最常见的层理和其他突出的似层理。在野外,所有地质界线和产状要素都要标绘到野外手图(地形图或航片)上,地质界线在野外标绘。

图2-6 美国过渡性野外手图

(据陈克强,2011)

传统地质填图直接在地形图或平面图上填绘有关信息,或直接在航片或透明纸上注解数据。1940年航片广泛采用时,虽然地形图仍作为地质填图的底图,但航片也得到了普遍采用。在航片上填图的地质学家可以利用三维立体模型和丰富细节解释和精确勾画地质特征。然而,为了编辑和出版,在航片上可以看到的填图细节必须转绘到底图上。大的地形起伏所造成的畸变必须在转绘过程中加以校正。

6.填图内容

从Kellogg等填绘的地质图可以看出,美国地质填图有3个明显特征:一是美国强调段(Member)和层(Bed)岩石地层单位及特殊岩性层、均一岩性夹层等非正式地层单位的填绘,如Kellogg等在加利福尼亚Cuyama地区填1∶100000地质图时对早—中始新世砂岩段(Tjs)和页岩段(Tjsh)的填图、晚白垩世砾岩(Kcg)透镜体和舌状体的填图(图2-7);二是基岩区填图与新生代地质填图并重,如对圣安德烈斯活动断裂细结构的填图;三是遥感图像、地球物理资料的地质解释按照科学置信度标准,采用相应的符号标绘在手图上,如西北部盆山边界的隐伏断裂,如Lockwood山谷断裂向南西和北东方向的延伸(Kellogg et al.,2008)。

图2-7 美国加利福尼亚Cuyama地区1∶10万地质图(局部)

(据Kellogg et al.,2008)

7.剖面测量

根据美国地质调查局的要求,剖面测量只有存在下列情形之一时才实测剖面:一是命名新的填图单位;二是修订原有的填图单位。换言之,如果填图区所有填图单位都有实测剖面控制并且都有效的话,就不必重复实测剖面工作。当在矿区进行大比例尺填图时,往往需要进行大量的剖面测量。

8.地质报告的编写

从近期完成的地质填图来看,一幅1∶100000图幅(30′×60′,面积约5000km2)的地质报告篇幅在30~50页之间,报告内容及格式完全按照USGS编写的《建议》要求。如Kellogg等(2008)完成的加利福尼亚Cuyama地区1∶100000地质填图报告用24页的篇幅描述了185个填图单位,体现了简明而规范的编写原则。

报告正文包括地质填图区背景、填图区地质发展历史、各填图单位的岩石描述和参考文献,部分图幅对地质灾害也有详细描述。地质填图背景简要回顾前人在填图区已做过的工作,说明本次填图的主要填图人员和辅助人员、合作单位情况,简要介绍区域地质特征。填图区地质历史,根据野外观察到的角度不整合等地质现象,描述填图区地质演化历史。各填图单位的岩石描述是报告的主体,对地质图上的填图单位,包括正式填图单位和非正式填图单位,按照由新到老的顺序逐一描述。描述内容以颜色、岩性、厚度和形成时代为重点,描述时常常大量引用前人的测年数据和化石证据。如有新测或修测剖面,需要对剖面进行描述。参考文献是报告的重要组成部分,只要涉及填图区的填图成果和研究成果全部列出,并在报告中加以引用。如Kellogg等(2003)完成的加利福尼亚Kern郡和Ventura郡Cuddy河谷地区1∶24000万地质报告目录如下:

Contents

Background ………………………………………………………………………………………………1

Note on Marine Transgressions and Unconformities South of the San Andreas Fault ……………… 1

Description of Map Unites ………………………………………………………………………………2

Rocks South of the San Andreas Fault Zone …………………………………………………………3

Rocks South of Big Pine and Pine Mountain Fault(Domain 1) ………………………………………… 3

Rocks West of Cuyama River and North of Big Pine Fault(Domain 2) …………………………………6

Rocks of the Caliente Hills(Domain 3) ……………………………………………………………… 9

Rocks North of Pine Mountain Fault,East of Cuyama River,and South of San Andreas Fault(Domain 4) …11

Fault-Bounded Rocks of the San Andreas Fault Zone ………………………………………………… 17

Rocks North of the San Andreas Fault Zone …………………………………………………………18

References ………………………………………………………………………………………………… 21

肩负着为国家提供客观的详尽地球科学信息的重任,USGS走过了130多年曲折而艰难的历程。USGS采用的“地质现象引导地质路线”的地质填图方法是应对复杂多变的地质现象的有效填图方法,但应用于澳大利亚厚层风化壳和加拿大冰雪覆盖区的高精度地球物理填图方法并没有应用到造山带地质填图中,而遥感技术成为造山带基岩区填图的重要技术支撑。尽管地球物理和3S技术在地质填图中的应用不断推陈出新,但是,这些现代高新技术的广泛应用并不能解释美国基岩区高效的地质填图,真正的驱动力是地质填图的长效机制和动态更新机制,已有地质成果的继承与利用、填图工作模式、填图与科学研究的合理定位、简明地质报告和GIS的地质应用才是决定地质填图速度的关键因素。

2. 地质填图方法种类有哪些

你才加10分,太少了。
地质填图:1.室外工作:首先要对工作区进行踏勘,确定填图的精度,新工作区要进行实测剖面,建立标志层,寻找化石,计算各个岩层的厚度,建立柱状图等。然后根据设计的精度布线,组织技术人员进行填图,对于重要的构造或者地层,可以采用穿插法,也可以采用追索法,对于工作区的矿点或者重要的构造可以做些地表揭露工程,每天的野外工作都要认真的搜集地质特征,做好记录。
2.室内工作:把野外搜集到的资料投影在地形图上。工作区任务完成后要整理资料,写地质报告。
地质填图的种类:地质填图可以根据需要确定它的精度,我国1:5万的地质填图早在70年代以前就完成了,西部地区也早已完成了1:10万的填图。同时我国的航测探矿工作也早就完成了,对于一些比较大的或者中型的矿床大部分都已探明或者备案,现在我们需要做的是对一些矿点,矿区外围进行填图,这些工作都是大比例尺的。对于这些地区,同时还会有相关专业的工作,比如,物探,化探,水文地质等。
就简单的回答这些。

3. 实验六 数字地质填图技术与方法

一、实验目的

通过简项操作和参观学习数字地质填图的全过程演示,了解野外区域数字填图的PRB过程和室内的PRB编辑成图的主要过程、方法与步骤;熟悉掌上机野外填图和RGMapGIS桌面系统的主要操作界面,建立对区域数字填图的感性认识,为野外地质填图实验和部分生产实验奠定基础。

二、实验内容

1.实验基本内容及主要仪器设备

①掌上机野外填图主要操作方法和步骤实验;②RGMapGIS 桌面系统的简项操作;③参观学习数字地质填图的全过程演示。

数字地质填图野外采集系统主要仪器设备如图6-1所示。

图6-1 数字地质填图野外采集系统主要仪器设备

2.实验重点

通过对掌上机野外填图的简项操作,初步了解野外数字填图的PRB过程,了解掌上机填图的主要操作方法和步骤;通过对RGMapGIS桌面系统的简项操作,了解室内的PRB编辑成图的主要过程、方法与步骤。结合课堂学习知识,总结3S 技术在区域地质调查(填图)中的主要应用方面、现状与发展趋势。

三、实验课时

2学时。

四、实验要求

明确实验目的,实验前认真复习课堂内容,熟悉MapGIS软件的操作等;实验结束后写出实验报告。

五、注意事项

遵守实验室各项规章制度,按规定操作各实验仪器、设备,防止学生自带存储设备中有病毒感染计算机等。

六、基础知识简介

地质填图是采用数字填图技术及数字填图系统,从应用计算机野外数据采集技术入手,遵循传统区域地质调查的规律,在不约束地质工作者地质调查思维的前提下,保证地质工作者取全、取准各项地质观测资料数据,达到以翔实的地质观察研究为基础,以计算机野外数据采集和空间数据存储与表达技术为手段,填制不同比例尺的数字地质图。

数字地质填图,是把野外地质观测路线与实际材料图的完全人工制作过程跨越式转变为野外现场地质调查与调查信息数字化的复杂过程(图6-2)。该技术集GPS、GIS、RS技术为一体,开创了地质填图的数字化时代。

图6-2 数字区域地质填图概念框图

(据李超岭等,2002a,有改动)

数字地质填图主要技术是以采集、存储、管理、描述、分析和再现地质实体在地球表面空间分布有关数据的信息系统。它提供了在计算机辅助下,通过野外观测路线的调查,对地质、地理、地球物理、地球化学和遥感等多源地学进行综合分析和解释,并进行地质制图。其工作流程如图6-3所示。

数字区域地质填图的主要过程简称为PRB过程。其核心技术是PRB数据模型。PRB数据模型是由实体点(地质点,POINT)、网链(分段路线,ROUTING)、全链或几何拓

图6-3 数字填图技术流程

(据李超岭等,2002a)

图6-4 数字填图技术工作流程框图

(据李超岭等,2002a)

扑环(点和点间界限,BOUNDARY)组成的数据模型,用这种模型来描述野外地质路线的过程就是PRB过程。以工作阶段为基础,把数字区域地质填图划分为前期PRB过程、PRB初期过程、野外PRB过程、野外驻地PRB过程、室内PRB终结过程和PRB成果提交过程。这些PRB过程构成了数字区域地质填图技术过程流程原形模型(图6-4 ,图6-5)。

图6-5 数字填图PRB 技术主流程

(据李超岭等,2002)

七、实验材料

(一)掌上机野外PRB过程填图

现行的基于GIS技术与GPS辅助导航图形界面的野外数字填图技术,是建立在掌上机野外填图、室内PC机群,通过网络技术、3 S技术、4 D技术、数据库技术等处理而实现的。数字填图的目标决定了数字填图技术主流程的步骤。

野外PRB过程是区域数字收集资料(地质填图)的过程。主要通过掌上机的野外路线采集操作而完成的。分为路线PRB数据采集、剖面PRB数据采集等主要过程。表6-1为PRB数据实体表。以路线调查的野外PRB过程为实验重点,掌上机实验主要操作方法和步骤如下:

1)打开工作路线。选择“手图”菜单中的“打开地图”,选择一个路线号的 map文件。

2)输出当日路线信息。选择“手图”菜单中的“图层管理”,选择设计路线GROUTE图层,用“点选”工具,选中设计路线;用“属性编辑”工具,打开GROUTE属性编辑窗口,引用PRB字典,输入“天气”“任务”等信息。

3)选择P采集图层。选择“手图”菜单中的“图层管理”,选择地质点GPOINT图层添加一个地质点,或用“点选”工具选择已经存在的一个地质点。用“属性编辑”工

表6-1 PRB 数据实体表

具打开GPOINT属性编辑窗口,利用PRB字典输入各项信息,用手写输入其他字典中未储备的信息。

续表

注:☆为主码标识;其中地质点POINT、分段路线ROUTING、点和点间界限BOUNDARY,还有非结构化文件,分别以地质点号与P、R、B组成文件名。坐标指公里网横坐标与纵坐标;经纬度指经度、纬度,用度-分-秒表示。

(据李超岭等,2003,有改动)

4)选择PRB其他采集图层。选择“手图”菜单中的“图层管理”进入需要的PRB图层。

5)利用编辑工具进行编辑。

6)加入采集实体。用“输入点”或“输入线”工具在落笔处添加一个采样点、一条地质界线或一条分段路线,该点/线则为选中状态。或“点选”一个已经存在的点或线,框选一个图元。

7)编辑采集实体。利用图形窗口中的“移动”“删除”工具,在落笔处添加一个采样点、一条地质界线或一条分段路线,该点或线则为选中状态。或“点选”一个已经存在的点或线,框选一个图元。加入采集实体和编辑采集实体是野外PRB过程中最繁重的工作,属性的加入和编辑操作是这一过程的最重要内容。属性内容主要见表6-1。

8)输入属性信息。用“属性编辑”工具,系统自动打开相应的PRB属性编辑窗口,利用PRB字典输入各项信息或手写输入有关信息。

完成当点工作后,选择“保存文件”及时进行数据保存。通过“转出PC数据”将野外填图全部信息转换成PC数据文件。掌上机野外填图的主要操作界面如图6-6、图6-7、图6-8所示。

(二)室内PRB过程及地质成图

室内PRB过程,就是将野外全部数据经PRB终结过程处理后导入RGMapGIS桌面系统,再进行室内编辑成图的过程。实验主要操作方法和步骤如下:

图6-6 地质点数据录入界面

图6-7 分段路线录入界面

图6-8 剖面数据采集主界面

1)RGMapGIS桌面系统数据备份。打开RGMapGIS桌面系统,将CF卡上的野外全部数据按采集先后顺序逐一备份到“采集日备份”目录中。

2)PRB数据检查、工作量统计与路线PRB小结。在PRB图幅内,统计指定的路线长度、地质点数、材样点、照片数等工作量,通过工作量文本窗口进行小结。

3)信息查询。利用“空间到属性查询”和“属性到空间查询”进行路线PRB照片信息查询、PRB属性空间到实体空间查询、PRB条件查询(P过程查询和R过程查询),通过信息查询,全面了解PRB数据和资料。

4)PRB数据质量评价。利用GIS的空间分析功能,统计图幅内的地质点数、点间地质界线个数等。

5)生成PRB图幅库。

6)PRB地质连图。通过多源数据的叠加和不同的查询方法,得到对地质体的全面认识后,按地质特征和属性特征,进行地质连图,如断层的线性连接、地质体的圈闭等。

7)PRB数据输出。利用操作系统可分别输出:生成野外记录簿、生成野外数据表、生成地质图等,并可对其部分任意裁减输出成报告插图。

八、实验方法

掌机模拟操作和上机桌面系统操作。

九、实验步骤

第一步:教师介绍掌机操作的程序与主要要求,介绍RGMapGIS桌面系统的操作要领与基本方法、步骤等;提供实例让学生操作桌面系统的主要功能模块;对学生读图提出明确要求。

第二步:学生分组进行掌机模拟操作与RGMapGIS桌面系统操作练习。

第三步:讨论与解答学生操作过程中遇到的问题,总结有关操作技巧与方法。

十、实验任务

掌机模拟操作与RGMapGIS桌面系统操作练习。

十一、实验作业

①总结数字地质填图RGMapGIS桌面系统操作的基本方法与步骤;②谈谈你对数字地质填图系统与传统区域地质填图在资料获取、记录与操作等方面的感受。

十二、实验报告要求

论述要有据。报告中要用自己实验实例回答作业中的相关问题。

十三、思考题

1)数字地质填图有何优缺点?数字地质填图掌机操作中的最大难点是什么

2)RGMapGIS桌面系统的主要模块和功能有哪些?

4. 加拿大地质填图方法

本节主要根据加拿大国家地质填图计划和正在进行的能源与矿产地质填图计划,简要总结加拿大地质填图方法。

一、填图比例尺及精度要求

在国家地质填图计划中,所有项目都是大面积区域地质填图,但不要求用统一比例尺进行地质填图,常用的比例尺有1∶50000、1∶100000和1∶250000,有些项目采用1∶325000和1∶500000比例尺。能源与矿产地质填图计划未见填图比例尺相关报道。

二、地质填图标准和指南

加拿大早期地质填图受英国影响,从1983年《北美地层规范》制订后开始向美国靠拢。不过,由Barnes等(2004)编写的《基础地质填图(Basic Geological Mapping)》仍是加拿大填图人员的必备指导书,在加拿大地质调查局网站中野外地质填图方法的介绍仍然以英国地质调查局通用的《基础地质填图》一书为蓝本,详细内容见本书第五章。

无论是国家地质填图计划还是能源与矿产地质填图计划,都没有制定具体的填图要求或规范。只有加拿大地质调查局与美国地质调查局共同制定的北美野外地质描述的科学语言标准,详细内容见第二章。另外,1997年5月,加拿大地质协会及来自加拿大政府和私企及USGS的42位代表讨论了数字地质图标准问题。

三、地质填图方法

从加拿大地调局参与编制的指南和采用的填图方法指南可以看出,加拿大地质填图方法与美国、英国等欧美国家基本相同。在近期国家地质填图计划中,填图项目要求野外调查必须是多学科研究,项目成员也必须来自多个单位。该计划要求基础地质调查必须与矿产勘查、环境评价相结合,基岩地质填图与第四纪地质填图相结合(图3-1)。

图3-1 加拿大西北部1∶50000地质图

(图例略)

加拿大地质填图非常重视高精度地球物理数据在填图中的应用,在能源与矿产地质填图计划实施方案中,将地球物理调查作为与地面调查同等重要的方法加以强调。加拿大北部地域如此之大,矿业公司没有基础地质资料和地质图就无从下手。北加拿大GEM科学家正在进行研究,帮助确定石油或天然气矿床以及铜、镍、铁、锌、铅或金、银、铂之类贵金属,甚至金刚石,寻找方法就是通过航空物探和地面调查。

图3-2 加拿大Bartlett Dome地区1∶20000航磁图

(图例略)

图3-3 加拿大育空地区1∶50000航磁图

(图例略)

北加拿大航空地球物理部代表加拿大地质调查局执行航空调查。航空物探调查主要测量第四系沉积及20亿年前形成的下伏基岩的物理性质,提供区域范围的岩石类型、构造和深度方面的信息。地面地质调查不同来源的岩石碎片,如冰川和基岩。目前,加拿大已经完成了近11000000km2的高精度航磁调查,覆盖了80%的陆域与20%的海域,区域尺度和详细调查分别采用0.8km和0.3km的航测线距。

在高精度地球物理图上,可以清晰地显示基底构造轮廓(图3-2,图3-3)。另外,由于加拿大已开发出数据可视化的用户统计和专家系统工具,可以采用这些工具和定量数学方法将地质图和地球物理图像进行合成,使地表地质填图向三维地质填图方向发展,形成新的特殊应用领域的地质图,在成矿预测和深部构造填图方面取得了成功。如国家地质填图计划地盾边缘项目揭示出显生宙盖层之下的构造走向为近南北向,扩大了Cu-Zn矿产勘查靶区(见表3-2)。

5. 地质填图应该怎么做,应该做什么准备,注意点什么

在野外实地观察研究的基础上,按一定比例尺将各种地质体和地质现象填绘在地理底图上而构成地质图的工作过程。简称填图。是区域地质调查的一项基本工作,也是研究区域地质矿产情况的一种重要方法。地质填图的基本工作程序大致如下:

  1. 全面收集和研究有关填图区域已有的地质资料,通过实地踏勘,有时还需要进行航空和卫星相片的地质解释(见遥感地质),选择和实际测制具有代表性的地质剖面(见地质编录),以了解和掌握填图区域的基本地质情况,并根据任务的要求和比例尺的大小,确定填图单位。将地层、岩体等地质体按其野外标志(如层面、界线)划分为不同的岩层、岩体或岩性组合(岩性段、岩相带)作为野外地质图上能够反映填图区地质特征的基本组成单位。填图单位的粗细取决于填图的比例尺,比例尺越大,填图单位划分越细,有时可相当于地层的一个“统”或“阶”,或为其一部分。

  2. 根据所布置的路线,进行野外实地填图。填图路线的布置以能够控制地质体的边界线为准则,其疏密程度取决于地质调查比例尺的大小和填图区的地质地貌情况的复杂程度。填图路线的确定一般有两种方法:一是大致垂直于(横穿)填图区的岩层和构造线的走向布置路线,称为穿越法;穿越法:垂直或大角度斜交地层走向(或构造线方向)布置观察路线进行地质观察和填绘地质图的方法。

  3. 室内综合整理工作。在填图过程中所使用的地形底图比例尺一般比要求完成的地质图的比例尺大 1倍。因此,野外填绘的原始地质草图必须经过缩制转绘,并进行各野外图幅之间地质界线的合理衔接,根据要求补充和完善图面内容,才能形成一份完整的地质图。

6. 地质填图的标绘内容及方法

1.标绘内容

地质填图中,用于填绘和标定地质内容的图件简称为(野外工作)手图。标绘内容应按有关规定要求,做到齐全、准确、规范、统一。一般要求标绘的内容包括观察点及编号、地质界线、岩石花纹、各种构造要素及其产状、矿层(矿化)花纹、岩体接触变质带蚀变花纹、化石及各类样品采集点的位置、符号及编号等。

2.标绘方法

地质点:以直径1.5mm的小圆圈画在定点位置。点号、分层号、产状等内容的具体标绘方法如图9-2所示。如分层过细时,可以将数层合拼成一个大的岩性层,层内岩性花纹以主要岩性代表。

各种构造要素符号按测量的位置标注。各类样品标定应按规定的代号,以相应的符号标注在采集位置上。书写必须规范正确。

图9-2 地质路线标绘示意图

7. 地质填图技术

(一)常规地质填图技术

地质填图包括正测、简测(正测77%)和草测(正测(65%)3种,不作特别说明时,所有地质填图均指正测。目前,煤田地质工作中应用最多的是1:10000和1:2000的地质填图。执行规范:《固体矿产勘查原始地质编录规定》(DZ/T0078—93)、《地质矿产勘查测量规范》GB/T18341—2001。

(二)数字地质填图技术

1.传统地质工作

野外运用地质罗盘、锤子等工具,通过系统连续的野外路线观测,将观测的地质现象详实记录于野外记录本上,作为第一手原始资料保存。室内技术人员需花费大量时间对取得的大量原始地质资料检查无误后进行数字化,在此基础上再进行综合分析形成所需的各类最终成果图。其缺点一是形成的纸质野外原始资料多,难于保存、管理;二是需要花费大量时间整理原始资料,增加了工作周期;三是海量数据无法实现数据共享,不便交流。

2.数字地质调查及其意义

数字地质调查是以数字地质调查的技术理论、方法与数字地质调查系统DGSS为基础的新技术。数字地质调查系统DGSS是贯穿整个地质矿产资源调查过程的软件,系统基于数据库技术和3S技术(GPS、GIS、RS)实现了整个地质调查过程的数字化与一体化。系统由数字地质填图系统RGMap、探矿工程数据编录系统PEData、数字地质调查信息综合平台DGSInfo、资源储量估算与矿体三维建模信息系统REInfo四大子系统组成(图4-24)。

图4-24 数字区调数字填图技术流程图

数字地质调查技术意义:一是从根本上改变了传统地质填图的技术流程、方法,实现了地质填图工作全过程数字化、无纸化。其中GIS贯穿于地质调查过程的始末是其最大特点,提高了地质填图效率、研究精度、降低了劳动强度;二是强调在计算机技术全程化支撑下,对多源地学数据进行综合分析和地质制图,真正实现多源数据的整合,提高了地质工作的效率和质量;三是实现了地质成果的全新表达及载体多样化。地质成果不仅仅是通过纸媒介来浏览查看,而且可通过电子荧屏进行再现,可利用原始的和最终成果数据任意提取和重组数据,为研究和开发新成果提供方便;四是为拓宽基础地质调查内容和领域提供了关键的技术保证。对取得的相关成果及数据,可编制多种数字化专题图件,丰富了成果表现形式和服务形式,使成果在更广阔的领域为经济及社会的发展服务。

集GPS、GIS、RS技术为一体的野外数据采集系统可以为提高研究程度提供丰富的手段和方法。

(1)野外数据采集系统提供了3种PRB(P为地质点Point,R为分段线路Routing,B为点间界线Boundary)词典,有助于野外填图地质实体的识别。

(2)历史专题图层和现势图层整合再现,有助于野外填图的认识和判断。

(3)野外数据采集系统的三维数字高程模型、遥感图像与野外电子手图整合显示,有助于地质人员直接在野外勾绘地质界线,最大限度地采集野外信息,避免遗漏,精度高。

(4)利用GIS空间分析功能,进行有效地质点和有效路线分析,为提供最佳路线、最佳剖面位置部署提供依据。利用GIS空间分析功能,指导各种专题研究。

3.应用情况

福建省煤田地质局自2010年年初应用数字地质调查这一技术至今,已在多个矿区勘查中得到应用,通过应用数字填图系统在矿区采集了各项野外地质数据,经过室内数据处理,最终形成所需的成果图件及数据库,实现了地质勘查全程无纸化,形成了具有多维性和时序性的地学空间数据库,利用数字地质调查系统,可快速、准确地编绘出新一代的数字化实际材料图、编稿原图及地质图。该应用的顺利开展,标志着福建省地质调查工作进入了一个崭新的阶段。

(三)遥感技术

遥感技术是使用传感器在空中远距离探测地面物体特征,从而进行识别和分类的技术。遥感地质大多数情况下是利用多波段遥感图像(尤其是红外航空遥感图像)解译与成矿相关的岩石、地层、构造以及围岩蚀变带等地质体。

遥感图像相当于一定比例尺缩小了的地面立体模型。遥感图像地质解译的基本内容包括以下3方面。

(1)岩性和地层解译。

(2)构造解译。

(3)矿产解译和成矿远景分析。

福建省煤田地质局自2008年开始开展遥感技术在福建隐伏区找煤的实践研究,主要是配合地表地质填图工作。实践效果看,遥感技术工作应用总体成效不是很理想。主要是福建的森林覆盖率高,导致遥感捕捉的地质信息少,岩性和地层解译困难。但在个别地表植被相对少的矿区,在判断地层信息及构造推断方面还是有一定效果,对提高野外地质填图精度、工作效率,减轻技术人员工作强度方面起到一定的作用。特别是配合数字地质填图工作有一定的应用前景。

近年,开始重视遥感地质技术,遥感地质一般包括4个方面的研究内容。

(1)各种地质体和地质现象的电磁波谱特征。

(2)地质体和地质现象在遥感图像上的判别特征。

(3)地质遥感图像的光学及电子光学处理和图像及有关数据的数字处理和分析。

(4)遥感技术在地质制图、地质矿区产资源勘查及环境、工程、灾害地质调查研究中的应用。

遥感图像相当于一定比例尺缩小了的地面立体模型。遥感图像地质解译的基本内容包括3个方面。

(1)岩性和地层解译。

(2)构造解译。

(3)矿产解译和成矿远景分析。

大多数情况下是利用多波段遥感图像(尤其是红外航空遥感图像)解译与成矿相关的岩石、地层、构造以及围岩蚀变带等地质体。

8. 地质调查的步骤与方法

最基本的工作方法是野外实地勘查和观测研究,将所获得的地质信息填绘在地理底图上按一定格式记录下来(见地质编录)。此外,还常采用以下方法:①地球物理勘探,包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、核法勘探 、地温法勘探以及钻孔地球物理勘探。②地球化学勘查。③在基岩出露好、地质标志较清楚的地区,还可采用遥感图象解释的方法(见遥感地质)。④重砂测量(重砂指由比重较大、物理和化 学性质比较 稳定的矿 物的颗粒所组成的 松散集合体),通过重砂分析和综合整理,发现并圈出矿产机械分散晕,即与矿产密切相关的指示矿物的重砂异常,据此进一步追索原生矿床和砂矿床,是区域地质调查中广泛使用的一种找矿方法,尤适用于水系发育的地区。

9. 地质填图方法

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:印渚端口组(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。

10. 地质填图新方法体系

我国1:5万地质填图的新方法体系在1991年国家标准局发布的《中华人民共和国行业标准区域地质调查总则》(1:50000)中做了规定,它是我国现阶段1:5万区调填图工作的准绳。四种岩区(沉积岩区、花岗岩区、火山岩区和变质岩区)的填图新方法各有特色,简介如下。

◎沉积岩区:采用多重地层单位划分,岩石地层单位填图方法。其要点是:在地层多重划分对比研究的基础上,系统调查岩石地层单位的基本层序,准确地描述沉积地层的组成与结构;通过正式和非正式岩石地层单位填图,查明其时空存在状况(包括形态、几何关系与排列规律)、纵横向变化、与其他地层单位(特别是年代单位)的相互关系及区域地层格架;进而建立地层模型,阐明和预测各岩石地层单位的形成年代、环境、沉积作用、其他地层单位的特征,以及区域地质发展史与自然资源的分布规律。这种新的填图方法体系经过多年来的实际运用,已证实它不仅具有较高的科学性与先进性,而且具有很好的实用性和可行性。过去传统的填图方法显然落后且缺陷较多。这一方面是因为传统地层学实际上仅承认年代地层单位,致使岩石地层单位的组受年代地层单位限制或常被年代地层单位所肢解。因此,用传统方法填制的地质图,图面不稳定。此外,传统的填图方法基本上不使用非正式岩石地层单位填图,丰富多彩的地质现象得不到表现,地矿信息少,地质图的利用受到限制。而新的填图方法体系,采用多重地层划分法,严格了岩石地层单位的定义,它明确规定以岩石地层单位“组”作为填图的基本正式单位,称为“组图”。岩性是客观存在的,不会因人而异,也不会轻易改变,因而“组图”图面稳定不变。加之新方法还大力提倡尽量使用非正式岩石地层单位填图,图面内容丰富,提供的信息量大,受到各行各业使用者的欢迎。

◎花岗岩类区:采用岩石谱系单位的方法填图。其基本核心是:在特定的构造岩浆作用形成的岩石区范围内,划分花岗岩类的岩石谱系单位,并相应地建立花岗岩类等级体制。它是以同源岩浆演化、岩浆多次脉动上侵形成不同的构造岩浆单元为理论基础;以系统地研究岩石成分、结构、构造、相对侵入序次等特征及其变化为标志;以查明花岗岩深成岩体的内部接触关系,并确定其成分演化序列和结构演化序列为主要手段的填图方法。在此基础上,进行花岗岩类变形构造的研究,分析与探讨花岗岩类的就位机制,调查与花岗岩类岩石有关的成矿条件,为普查找矿提供必要的区域地质资料。这种新方法比以往的方法有更能详细地解体花岗岩基、确定同源岩浆演化序列、揭示区域岩浆演化和成矿属性等优点。过去用期次观点填制的花岗岩区地质图,图面内容十分简单,仅反映出它的侵入时代,岩性变化作为相变处理,甚至将不属于同一次熔融事件的产物归在一起,因此在图面上就看不出岩浆活动的特点和各种岩性在空间上的分布和变化规律,模糊了它的演化特征。而用新方法填制的地质图,不仅将花岗岩体分解得很详细,并且将不同熔融事件的产物分别归并为几个超单元,这样就能很好地反映出不同超单元的同源岩浆演化序列以及各单元在空间上的分布规律。

◎火山岩区:采用火山地层-岩性(岩相)双重方法填图。其要点是:在查明火山岩的岩性特征、产状、厚度、接触关系、空间分布和研究了火山岩层的划分及沉积夹层的基础上,结合火山岩地层的结构类型,划分岩石地层单位和火山喷发旋回及韵律,确定火山喷发的时代;根据岩石的矿物和结构构造特征及火山岩地质体的产出形态与分布,划分火山岩相;通过岩石地层填图单位和岩性(岩相)填图单位的双重填图,进一步研究火山岩的空间分布及其变化规律,研究古火山机构,探讨火山作用与区域构造及成矿的关系等。这种“双重填图法”较过去主要沿用沉积地层的一套工作方法更具科学性。过去用地层法填制的地质图,图面简单,看不出火山作用的特点及各种岩性的分布变化规律。而用“双重填图法”填出的地质图,在图上不仅反映了火山岩不同岩性环状分布特点,还能反映出火山喷发中心等。这不仅丰富了图面内容,更重要的是大大提高了地质调查的深度和广度。

◎变质岩区:采用构造-地(岩)层-事件法或构造-岩石-事件法填图。这是一套以构造变形、变质理论为指导,以同一成因类型原岩建造的变质岩石或岩石组合为基础,以构造分析方法为手段,以地质事件演化系列为主线的填图方法。这种新的方法是我国研究人员以试点图幅实践所取得的成果为依托,借鉴国内外有关变质地质学研究中有益的经验而总结出的一套适合我国情况,具有不同类型地质特色的填图方法。它与过去使用的传统方法相比,具有较高的科学性与先进性,又具有很好的实用性和可行性。

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