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地貌常用的研究方法

发布时间:2023-04-22 13:24:02

⑴ 第四纪地质和地貌的调查方法

第四纪地质调查往往与地貌调查结合在一起,其观察点或地层剖面一般都选择在地貌形态完整或有明显变化的地点,即第四纪地层露头较好、层次清晰、厚度较大、分布广、化石多、结构和构造现象较清楚,以及地层或地貌之间接触关系明显等重要界线的地方,如在河流阶地的前缘、冲沟口等地方。对第四系剖面采用分层研究的方法,如岩性分层、描述、砾石统计、素描、照相和取样,应完成的野外调查工作如下。

1. 记录剖面位置

记录清楚剖面的位置,包括剖面所在的地貌部位、高度和剖面的方向。剖面位置的选择是野外工作的关键问题,选择的剖面要具有代表性,具有清晰的地貌形态、沉积物特征等。

2. 查明沉积物的岩性

仔细观察沉积物的颜色,包括沉积物的干色、湿色和次生色。岩性包括沉积物的成分、颗粒大小、分选性、磨圆度、风化和胶结程度等。在野外需估算各粒径的百分含量,以便定名。根据沉积物的粒径大小可分为砾、砂、粉砂和粘土。观察沉积物颗粒的表面形态,如粗大砾石表面是否有擦痕、断口、裂纹等; 细颗粒的表面形态,则需要在室内借助显微镜或扫描电镜进行镜下观察和照相。

对于流水成因的沉积物,需要测量砾石三轴(a 轴、b 轴、c 轴)的长度和方位,ab 面产状,一般是在 1m2面积内任选 100 ~300 个砾石,逐个量测。统计后绘制成砾石成分组成图、a轴方位等密度图、ab 面方位等密度图及砾石产状玫瑰花图,以恢复古水系的流向。还要测量砾石和砂粒的形态、圆度,计算球度和扁平度等。

3. 观察沉积物的物理性质

一般包括密度、容量、潮湿程度、孔隙性、含水性、饱和度、透水性、吸水性等。力学性质包括可压缩性、抗剪强度、抗拉强度、天然坡角和内摩擦角等。具体测量的方法可参看《工程地质和水文地质岩土工程手册》等。

4. 查明沉积物的结构、构造

观察沉积层的层理(水平层理、波状层理、平行层理和交错层理)和层面特征(有无波痕、雨痕,各种侵蚀、溶蚀、腐蚀及生物活动的痕迹); 观察有无二元结构、多元结构、透镜体、扰动、古冰楔和纹泥等现象。观察有无原生和次生、充填或未充填的裂隙和孔洞; 有无特殊意义的夹层(含矿层、泥炭层、化石层、火山灰层、古风化壳和古土壤层)、结核(结核的成分、形状、大小和结构)等。

5. 查明沉积物的厚度、高度、分布规律以及地貌相对关系,并分析其成因类型

测量沉积物的厚度、出露的海拔高度和相对高度,沉积物分布的地貌位置,如沉积物是分布在河谷中、沟口处、陡壁下、坡脚,还是分布在谷坡上、山脊上等。分析沉积物的分布位置与现代地貌或古地貌的关系。根据沉积物和地貌特征,分析沉积物的成因。

6. 采集化石和样品

应注意在洞穴堆积、湖积、河漫滩堆积、红土和黄土中寻找哺乳动物化石和人类化石。若发现有价值的化石,要制定详细的发掘计划。采集植物标本时要用小刀逐层剥取,注意其层位,并保留周围的土及原岩,防止标本干缩、污染和混淆。其他样品的采集,如供室内分析的矿物、微体古生物、化学成分、沉积物的微结构、古地磁和年代测定等所需的样品,都要严格按照规范采样。

7. 确定第四纪沉积物的时代

主要有地貌学法、岩石地层学法、生物学法、物理学法、考古学法、放射性定年法等。

⑵ 表示地貌最基本的方法是什么

地球表面高低起伏,有高原、冰川、沙漠、海岸等。如何立体显示地貌,这是测绘工作者必须解决的问题。自古以来,测绘工作者在这方面进行了不懈的探索,创造了不少地貌表示方法。
(1)写景法,也叫“透视法”。它是利用透视绘画的方式表现地面起伏的一种方法。我国古代地图中多用写景法表示山峰、丘陵。写景法形象直观,易绘易懂,示意性强,但不能判别山岳高低,在基本地形图上不使用。(2)晕滃法,又叫斜坡线法。它是用沿着斜坡方向描绘的平行短线(叫晕线),显示地面起伏和斜坡度。如缓坡,线细长而稀疏;陡坡,线粗短而紧密。这种方法的优点是立体感强,平面位置准确;缺点是作业繁琐,难以判读高程。(3 )晕渲法,也叫“阴影法”。它用深浅不同的色调表示地面起伏形态。1716年德国高曼绘制世界图时,首先采用这一方法。按光源的位置分直照晕渲和斜照晕渲,按色调分墨渲和彩色晕渲。用晕渲法绘制的地图叫晕渲图。(4)分层设色法。它是在等高线的基础上,按一定的高度分层,着以不同颜色和色调,以增强地貌高低起伏的立体感,能明显看出各处高程对比,这种方法,被广泛应用于航空图、小比例尺地势图和地图集。(5)等高线法,又叫水平曲线法。它是现代地形图上表示地貌最基本最精确的一种方法,以地面上高程相等的相邻点连成的闭合曲线来表示地貌的起伏形态。虽缺乏立体效果,但等高线可量算地面点的高程、地表面积、地面坡度、山的体积和洼地的容积等。 (6)塑料立体地图是预先刻制地形模型并将地图印刷在塑料片上,经热压制成,多用于教学、宣传、展览等。(7)互补色立体地图。将地图两组透视图像或正射影像像片和其配制影像像片,分别用两种互为补色的颜色套印在同一张图纸上形成的地图。阅读地图时借助于互补色眼镜,就能产生立体感的地图。(8)沙盘。根据地形图、航空像片或实地的地形,按一定的比例尺,用泥沙或石膏、兵棋等制作的显示战术情况或某些发展规划的地形模型。(9)电子立体地形模型。是电子地图的应用产品。在计算机的控制下,利用DTM数据和其他有关资料,即可生成电子立体地形模型。它能生动地显示地形的立体景观,有利于地形分析和作战模拟,是有关经济建设和国防建设的理想参照物。

⑶ 如何考察地貌

一、地貌野外考察的基本要求

地貌的类型多种多样,野外考察大多是按选定的路线和观察点逐段进行的。在观察点上的观察与分析,内容尽管会因地而异,但基本要求却有许多相同之处。

1.地貌形态的描述与测量

在每一个观察点上,都应尽可能地站在较高的位置上,纵观全局,先要确认那些大的地貌单位,如山地,平原、盆地等,再辨认次一级的地貌单位,如山地中那些是山顶、山脊、山鞍、山谷、山麓等等。待对全局情况有了初步了解后,即可从观察点所处的具体地貌开始,详细地进行观察和描述。

任何地貌都是由地形面、地形线和地形点三项要素组成的。地形面如夷平面、阶地面和山坡面,可以是平面、曲面或斜面;两个地形面相交便构成地形线,地形线可以是直线、曲线或斜线,如山脊线、山麓线等;两条或两条以上的地形线相交便是地形点。所谓地貌形态的描述与测量,就是要从定性和定量两个方面对这些源型点、线、面的形态进行描述和测量,例如对各种地貌形体轮廓、面积大小(长度和宽度)表面的起伏变化(坡形,坡度,坡长以及切割深度和切割密度)等,都应进行细致的观察和尽可能详实的测量。

2. 分析地貌的成因

地貌是内外营力长期互相作用的结果,内外营力的相互作用,会在地貌的物质结构上留下自己的痕迹。因此,在地表露头较好地点,要对其物质组成和结构特点进行观测和分析,内容包括基岩的岩性(结构、构造和矿物成分),地层或岩体的产状和时代,断裂和褶皱的类型和特点,特别要注意观察地貌的形态和分布规律与地层岩性,地质构造的对应关系,以便搞清楚岩性,构造等地质基础对地貌形成和发育的影响。

同时要观察地表风化物特点,包括风化物厚度和成因类型,在有较好的第四纪沉积物的露头和剖面时,尤其不能放过。因为它们对于确定地貌,特别是堆积地貌的成因时,经常具有关键的作用。

要注意地貌和地壳运动,特别是与新构造运动的关系。在新构造运动的上升区,地面松散沉积物的厚度较小,河谷急剧下切,两侧较陡,间歇性上升区,河谷两侧会形成多级阶地;而在新构造运动下降区,地面松散沉积物厚度加大,河床纵剖面变缓,有时会出现埋藏地形。

对于以外营力为主形成的堆积地貌,如倒石堆,冲积扇,河流阶地、三角洲等,则应在重点观察它们的形态特点与物质结构的基础上,着重其所处地理环境的分析。

3.研究地貌的实用雹老猜价值

地貌与找水、找矿、工程建设,旅游开发等关系密切,组织青少年进行地貌考察,不仅要学习地貌知识,更要注重对地貌的实用价值及其对工农业建设可能产生的不利影响的研究。以便对地貌条件进行综合评价,提出趋利避害的对策建议,对滑坡、泥石流、河岸冲刷、沙丘移动等灾害性地貌,提出观测和监视的措施。

二、主要地貌类型的野外调查

对每一种地貌都可以作为考察的对象,而在青少年地学科技活动中,又多集中在山地、平原、河流、海岸、岩溶等一些地貌类型上,在实际活动中,实际上又只是局限于一定范围的局部地貌现象上。现仅就这些主要的地貌类型的野外考察提出应该注意的问题。

1.山地地貌的考察

山的组合称为山地,在人们的习惯上,丘陵也含键包括在山的范围之内。山地考察一般应横切河谷和分水岭进行,同时要沿河谷和山岭走向进行观察。调查时,应首先识别山顶、山坡、山麓、山脊、山谷等形态要素,进而分析每个山地要素的特点,如山顶有尖顶、圆顶、平顶的区别,山坡要观察坡形、坡长和坡度等。要结合内外营力的相互作用,确定塑造山坡形态的历史过程和现代过程,特别是现代流水作用对山坡形态和坡面物质运移的影响。

⑷ 构造地貌学的研究方法

①运用地貌学方法揭示较长时间的造陆运动是比较有效的。其中最常用的是进行阶地(包括河流阶地、海岸阶地)测量:多级阶地的出现反映地区的间歇性隆升;各级阶地连线的差异性隆升或拗陷反映造陆运动中各地段的差异运动;阶地纵剖面线突然出现不连续性,说明此处曾发生新的构造运动造成的断层现象。
②利用与地貌学密切相关的沉积学方法研究新构造运动。在新的褶皱隆起或断块上升区,新的沉积层因被抬升而有清楚的露头;在新的沉降区,新沉积层隐伏地面以下,且厚度很大。根据新地层的厚度和地质年龄,估算该沉降区的沉降幅度和速率是现行可靠的方法。
③进行综合研究。无论是研究静态构造地貌,还是研究动态构造地貌,都必须从地球内力去追溯它们的成因,但同时又应看到所有的构造地貌都不是纯内力作用的产物,还要研究外力侵蚀、岩性因素在构造地貌中所起的作用。
④漫长的地质历史中发生过多次的大规模构造运动,每次运动所造成的地质构造的格式和走向都不相同。形形色色的构造地貌是多期构造叠置与组合的结果,因此追溯不同地区的地貌发育史时要善于分析这些不同期的构造运动的结果对地貌发育的依次影响。

⑸ 野外地貌现象的观察和描述

1.地貌形态的观察和描述

野外地貌调查经常使用形态分析法,分析地貌地形特征,识别和了解各地貌单元以及相互间的联系和依存关系,揭示地貌的发育、发展规律。一般从定性和定量两个方面开展,即形态的描述和形态的测量。

(1)形态描述。

对于不同等级的地貌,其形态特征是不同的,在空间的分布也是不同的。在观察的顺序应为从大到小、从点到面,第一步要判断视野内较大的地貌类型,然后判断地貌的组合类型。根据观察的地貌对象不同描述的重点也不同。如果观察基本的地貌类型,对于规模较小、形态简单的地貌,重点描述几何形态,比如坡积裙、洪积扇的扇形等。如果观察的是规模较大、形态复杂的地貌,如盆地、山地等,则重点描述平面轮廓、空间分布。如果观察的是地貌形态的组合,则要找出各类地貌形态的分界线,并在地形图上标出。

(2)形态测量。

对地貌的长、宽、高以及深度、坡度、切割的程度等进行观察和测量,定量的描述地貌的空间状态和几何形态。这些数据可以对地貌的发育和高程等级有具体的描述,具有重要的意义。测量的工具一般采用皮尺、罗盘,以及水准仪和气压计等,如果要求精度较高可以用经纬仪进行测量。

2.地貌组成物质的观察和描述

不同的物质组成,是地貌类型成因的体现。为了准确分析地貌类型的成因,只观测地貌形态是不够的。因为许多不同成因的地貌类型,可以具有相似的外部形态。在观测地貌形态的基础上,观察和分析地貌的组成物质对于确定地貌的成因是至关重要的。组成地貌的物质分为两大类,一类是基岩,一类是松散沉积物。大多数地貌体是有两者共同组成的。松散沉积物是第四纪沉积物或新生代沉积物,由于形成时代较新,胶结不紧棚握肆,结构疏松。

完全由基岩组成的地貌,观察和记录的内容有基岩的岩性、产状、构造、风化程度和基岩与地貌体之间的关系,基岩的观察和描述方法与地质观察描述一致,进行完上述观察和描述内容之后分析其成因;对于有松散沉积物组成的地貌体,观察和记录的内容主要是沉积物,包括剖面位置、方向、分层、沉积物的颜色、沉积物的结构、化石、沉积物的层理和构造,还包括其成因类型,以及文化遗迹等。对于由基岩和松散沉积物共同组成的地貌体,需要观察描述两个方面的内容。

首先对剖面进行整体上的宏观观察和分层,再在新鲜面上进行分层的观察、测量和描述。在观察和描述时,要对沉积物在剖面垂直方向上的上下层位关系进行观察和分析,还要追索各层水平方向上的延伸状况,详细观察和记录发生的侵蚀切割、构造转换、水平方向相变等情况。

然后观察沉积物的颜色、粒度组成及颗粒形态、层理和构造等。

沉积物的颜色沉积环境的重要标志之一是沉积物的颜色。目前,国际上采用标准土壤色谱来确定沉积物的颜色,在野外调查主要采用标准土壤色谱对沉积物的颜色进行命名。在使用标准土壤色谱时要注意地下水及地表水的淋滤、浸染和沉积物中含水量的变化所造成的颜色变化和干扰。

沉积物的粒度组成和颗粒形态沉积物的粒度组成和颗粒形态主要的影响因素是搬运营力以及沉积介质等条件,它们记录着沉积环境的多种信息。沉积物的颗粒组成通过划分粒级进行研究。沉积物粒级的划分有多种,一般采用十级划分方法,分别是砾(巨砾、粗砾、中砾、细砾)、砂(粗砂、中砂、细砂)、粉砂(粗粉砂、细粉砂)、黏土。它们的划分标准见表7-7。

表7-7 沉积物的粒级划分

沉积物中砾石的描述包括岩性、矿物成分和粒度以及磨圆度。磨圆度可以描述砾石颗粒的形态,反映了其搬运介质、环境和搬运的距离。砾石磨圆度一般定性的划分为五级:0级(棱角状,无磨圆);1级(次棱角状,砾石的原始形状基本保持,只有尖角和边棱有一定磨损,磨圆程度较差,在坡积物中较为常见);2级(次圆状,砾石的棱角明显磨圆,原始形状还可辨别出来,磨圆程度中等,冲洪积物中较为常见);3级(圆状,棱角不明显,原始形状在局部保留,磨圆程度较好,一般是远距离搬运或者长时间打磨形成的链轿,在河流、湖泊、风沙等沉积物中较为常见);4级(极圆状,没有棱角,也无凹面,形状常常是椭圆形或者蛋形,磨圆度极好,在海滨、湖滨的沉积物中常见)。

沉积物的层理和构造沉积物的层理是不同粒度、成分以及颜色的物质组成的薄层反复交替出现而形成的。一些构造活动的迹象也保留在沉积物中,例如褶皱构造、断裂构造、扰动构造、滑动构造、卸荷构造、冰楔构皮悔造、枕状构造等,一些夹层具有特殊意义,在沉积物的观察描述时必须详细记录说明,具有特殊意义的夹层包括泥炭层、化石层、矿化层、盐类沉积层、古土壤层、烘烤层、灰烬层等。

3.地貌类型组合关系的观察和描述

地貌类型的组合有两种情况,同一种成因的地貌类型的组合和不同成因的地貌类型的组合。研究地貌类型的组合可以了解其空间的变化,了解各类地貌之间的接触关系,从中可以反映出地貌发育过程的许多信息,是野外地貌观察的重要的内容之一。同一种成因类型地貌的组合对于分析其成因是很重要的。属于这种情况的有很多,如在平原河流,河床、天然堤、阶地、河漫滩、牛轭湖等是同一成因形成的,冰斗、侧碛堤、终碛垄、冰槽谷、冰川扇等是山谷冰川地貌组合。在同一种成因地貌组合中各种地貌类型的特征形态和物质组成等都要详细观察和记录,如果遭到了破坏,只保留了其中很少的一部分,或者受到了强烈的风化作用,就必须在一定范围内进行较多的观察,寻找充分的证据,用以恢复其原来的地貌。不同成因的地貌类型组合是多种地质营力综合作用的结果,比如在山麓地带、湖滨和海岸带、盆地里发育的地貌组合,各种地貌关系复杂,观察和描述时要注意区别。比如山麓地带一般是山地与平原的交界,两者的过渡关系复杂,连接山地与平原两大地貌单元的可能是陡崖、倒石堆、缓坡、坡积裙、洪积扇等。地貌组合关系反映了不同的地貌发育过程,在地貌单元交界地带的地貌组合关系是该地区地貌发育历史的记录。在地貌组合的观察描述中,必须搞清楚单个地貌的类型特征,并要分析各个地貌类型的交接情况、过渡特点、空间分布和组合特征等。

4.现代地貌过程的观察描述

观察现代地貌的目的是了解地貌过程的强度、速度、频度、作用方式、特点等,以分析其对人类的利害关系。在观察现代地貌的过程中,要注意观察点周围的自然环境,包括自然地带、植被、土壤、地下水、地表水以及风化程度和类型等,这些自然环境条件是现代地貌发育的条件,过去的地貌发育过程与当时的自然环境条件相一致,如果自然环境发生了变迁,过去的地貌类型与目前的自然条件是不一致的,而未来的地貌发展趋势是以目前的自然环境和条件为基础的。对于现代地貌过程进行观察和测量,比如对崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、沙漠化、水库淤积、河床演变、海岸冲刷等的观察和测量,可以了解现代地貌过程的特征,还可以为预测地貌发展的趋势、判断其危险性和制定相应的防治措施提供科学依据。

5.地貌成因和地貌年龄的分析

为了揭示地貌过程的本质,预测地貌发展的趋势和方向,需要对地貌的成因进行分析。分析其成因的主要方面是确定主导营力和形成的过程,地貌的成因是较为复杂的,主导营力在不同等级的地貌发育过程中往往不同,而且同一等级的地貌以及相似的地貌形态其主导的营力也可能不同,有的主导营力是内营力,有的则主要是外营力,在野外地貌实习中要认真分析。比如侵蚀地貌和堆积地貌都有可能是外力作用形成的,两者构成了在形态特征以及空间分布方面有一定规律的统一的地貌过程的两个方面,从形态上可以初步确定其成因,进而从各个方面进行观察:对于堆积地貌,可从组成地貌的松散沉积物的特征方面分析其成因,因为一定的外营力形成的堆积物具有其特殊的形态和组成、岩性特征,这些特征包括颗粒大小、颗粒的形状、砾石的磨圆度、碎屑物的分选性、沉积物的层理特征等;而对于夷平面、冰蚀谷、侵蚀阶地等侵蚀地貌,需要分析其形态特征、沉积物特征、分布规律、地貌组合等,以及它们形成的地质条件、自然地理环境等。例如在分析第四纪冰川作用形成的冰川侵蚀地貌时,应观察分析冰斗、悬谷、冰槽谷、擦痕等侵蚀地貌类型,还要分析其冰川堆积物等地貌,综合分析这些地貌类型的物质组成、形态特征、地貌组合的特点,确定地貌成因。

在分析地貌的成因中一个较为重要的分析是对于地貌年龄的分析和确定,这也是地貌野外实习中很重要的一个内容。地貌年龄有相对年龄和绝对年龄两种。绝对年龄是地貌形成至今的时间,重要通过在野外采集样品到实验室进行测定来确定,比较常用的测定方法有14C法、铀系法、钾-氩法、裂变径迹法、热释光法等。

相对年龄是地貌形成的相对先后,采用的方法有沉积物对比法、地貌高度法、地文期法、相关沉积法、风化程度对比法、地貌侵蚀与叠置关系法、生物地层法、考古地层学法等。

沉积物对比法是通过调查组成地貌的各种沉积物之间的相互关系,包括切割、叠置、相变等关系,确定其生成的先后次序。例如分析河流上叠(内叠)阶地,在这种阶地中较新的沉积物覆盖在较老的沉积物之上,根据叠置关系就可以确定沉积物组成的地貌的相对年龄。地貌高度法是确定地貌年龄较为普遍的方法,在阶地、古海岸线、夷平面、溶洞等地区常用该方法,这些地貌是在持续间歇性抬升、湖水面或者海水面间歇性下降而形成的层状地貌,层状分布的地貌形成时代越早,所在位置的高度越大,采用地貌高度法可以较为简便地将其地貌的相对年龄判断出来。地文期法对于确定地貌的相对年龄也是很好的一个方法,地文期是学者们研究划分的地貌发育阶地的时间表,在华北地区古近纪-新近纪以来的研究较为成熟,其他地区也有相应的研究,对于地貌发育的阶段进行了较为科学的划分,利用当地地文期的对比研究,可以确定地貌的年龄。风化程度对比法多用于热带地区、冰碛物分布区、玄武岩分布区等,利用岩石的风化程度确定地貌的年龄。风化一般有一定的顺序,多是由上向下、由外到内进行的,所以风化程度最彻底的地貌年龄较老,风化程度较弱的地貌年龄较新。

⑹ 现阶段测量地貌形成年代常用的测量方法哪些

有几种
古生物法,主要利用地貌堆积物中所含的古生物化石或其他组合,直接确定地貌年代,搭迅冲知歼适用于堆积地貌。
年间法,确定的地貌在某一年间或者某个阶段形成,确定时间越短越好,主要是利用寻找地貌上最古老的堆积物和剥蚀地形切个的最年轻的的堆积物,其区间就是地貌形成年龄。。

同位素法,C14法,这也是目前最先进最准确的方法。

历史考古法,这就是看遗存物了昌凯。

⑺ 地貌有哪几种主要表示方法其中最常用的一种

1、写景法:也称“透视法”,是以绘画写景的形式表示地貌起伏和分布位置的地貌表示方法。有一定的立体效果,一目了然,易会易懂,便于复制,但画法具有随意性,缺乏一定的数学基础。现代地貌写景法–根据等高线素描的地貌写景图–根据等高线作密集而平行的地形剖面,然后按一定的方法叠加,获得由剖面线构成的写景图骨架,经艺术加工也可制成地貌写景图–电子计算机应用于制图为绘制立体写景图创造了有利的条件。

2、地貌晕滃法:是沿地面斜坡方向布置晕线(粗细,长短不同的短线的排列)以反映地貌起伏和分布范围的一种方法。•优于写景法,在于能较好的反映山地范围,但依据晕线不能准确确定地面的高程,测量坡度;图面遮盖太大,干扰其他要素;绘制困难,工作量大。

3、地貌晕渲法:地貌晕渲法是把光影在地面上的分布规律进行归纳总结,在地图平面上用不同色调的浓淡表示全部光影变化,可获得图上地貌的起伏立体感的方法。

⑻ 地貌学法

虽然地表的地貌形态是内外力地质作用的综合结果,但新构造运动起决定性因素,因此地貌往往可以直接或间接地反映出新构造运动的特征。新构造运动对地貌形成的影响有两种情况: 一是由新构造运动及地层的变位和火山活动等直接形成地貌; 另一种是由于新构造运动控制、影响各种外力地质作用而形成的地貌。因此,可通过分析地貌特点及组合关系来研究新构造运动的性质。下面介绍几种常见的地貌分析研究新构造运动的方法。

1. 河流地貌研究

河流地貌研究主要包括水系格式和河道变迁、河床纵剖面、河流阶地等方面的内容。其中,河流阶地是研究新构造运动的一种很好的标志,能明显反映研究区新构造活动面貌。

河流阶地横剖面研究 河流阶地横剖面,也称河谷横剖面,就是在河谷的某一地点,在垂直河谷延伸方向上横切一个剖面,把各级阶地投影到剖面上就形成河谷横剖面。在河流阶地横剖面上,可研究河流阶地的类型、切割深度和沉积层的厚度,而这些能很好地反映新构造运动的特征。阶地是指示新构造运动阶段性和间歇性的良好标志,每一级阶地都显示了构造运动从稳定到抬升或下降的过程。在阶地类型上,侵蚀阶地和基座阶地通常反映新构造运动的抬升运动比较强烈,而堆积阶地指示的抬升运动相对比较弱; 阶地距河水面的高度,反映了河流的切割深度,河流切割深度受新构造运动控制,新构造运动抬升幅度越大,河流切割深度就越大;沉积层厚度的大小也可以反映地壳稳定时间的长短,地壳稳定时间越长,河流堆积物厚度也越大。需要指出的是,在分析构造运动幅度时,应该注意岩性变化、气候、水文等对阶面高度和沉积层厚度的影响,只有扣除这些影响后,所得结果才能真正反映新构造运动的特征。阶地的形变是研究阶地形成之后的构造运动特征。这种形变可以通过河谷两岸阶地的对比来实现,如两岸同级阶地的高度不一致,或一岸有阶地而另一岸则无。

河流阶地纵剖面研究 根据若干阶地横剖面资料,沿河谷从上游到下游方向,作阶地纵剖面(阶地位相图),是研究新构造运动的一种常见的方法。阶地位相图反映的是新构造运动在空间和时间上的变化情况。在阶地位相图上,某一地点的各级阶地高差变化反映的是该地点不同时期新构造运动特征; 同一级阶地在不同地点的高度变化指示的是同一时期不同地区新构造运动特征。

2. 洪积扇研究

新构造运动对洪积扇的发展、形态及结构有很大影响(图 13-14)。间歇性上升,使洪积扇顶点向山外迁移,形成串珠状洪积扇; 构造运动不均匀地掀斜,可以造成洪积扇偏转; 走滑断层使洪积扇变形或迁移; 下降地区堆积作用加强,老洪积扇顶点不久就会被新的洪积物掩埋。需要指出的是,由于山前活动断裂的影响,不同河道的洪积扇顶点往往呈直线或近于直线展布,有时断裂活动可使洪积扇与河道产生水平错位。

图 13-14 洪积扇迁移示意图(引自北京大学 《地貌学原理》,1965)

3. 岩溶地貌研究

岩溶地貌对新构造运动的意义,主要表现在如下两个方面。

一是层状溶洞的研究。地壳稳定,地下水长期溶蚀,可在饱水带内形成溶洞; 地壳上升,已形成的溶洞抬高,河流下切,地下水位降低,在地壳稳定条件下又可形成较低的溶洞。因此,层状溶洞是地壳上升的标志。如四川省兴文县的多层溶洞至少可以划分为 4 层。

二是岩溶期和岩溶地貌组合的研究。岩溶期是指在地质历史时期中经历了强烈岩溶化的时期,往往和某阶段的地壳运动稳定时期相适应。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为 3 层,每一岩溶层分布的高度是中心高,向四周降低。这说明在高原整体抬升的背景下,为拱形隆起。

4. 夷平面研究夷平面是指在地壳运动相对稳定时期,由于外力长期的夷平作用,如流水、湖蚀、寒冻风化等,夷平了由构造运动所创造的崎岖起伏的地形和构造面,形成向侵蚀基准面趋近的平缓起伏的地形,后又被构造运动抬升切割形成的残留面。

夷平面一般具有如下几个特点: ①在没有变形的情况下,同级夷平面的高差不大; ②分布世老广泛,可达数百至数千平方千米; ③同级夷平面有相似的地形形态和地貌组合形态; ④夷平面上有相应的堆积物。

根据夷平面研究新构造运乱橘动,首先要根据大量事实,准确地确定夷平面。然后分别测量各级夷平面的高度,圈定各级夷平面的分布范围,确定夷平面的时代。夷平面的年代确定一般采用内插法、相关沉积法和区域对比法等。根据同级夷平面的高度搜陪升变化,分析同级夷平面的变形和变位,可以了解从形成该级夷平面的时代至今,该区新构造运动的类型和特征。夷平面的变形类型大体分为平面变形、拱形变形、掀斜变形和断裂变位四种类型。

与夷平面发育的同时,在夷平面上常发育良好的风化壳,在热带和亚热带地区尤其普遍。经常可以在数千米的高山上保存古红土型风化壳残余。这些古风化壳残余对确定夷平面的存在及其形成年代的确定具有重要意义。

5. 海岸地貌研究

通过海岸带的类型、古海岸线的位置等海岸地貌的研究来探讨新构造运动有重大意义。标志海岸上升的地貌包括海蚀穴、海蚀台、海积台等海岸地貌,砂坝由陆至海高度逐渐降低。在海岸下沉地区,标志下沉的地貌有水下阶地和溺谷,海底古风化壳,沉溺的海滩岩。

⑼ 地貌研究过程中主要的定年方法是什么

年代确定在地学中得到广泛应用.而作为地史学中重要的组成部分,年代确定为地质时期中地球岩石圈在时间上发展和演变提供了重要的时间约束.本文综述了四种定年方法:即古生物法;古地磁法;同位素法和地球物理法.随着地球物理的探测技术的发展,地球内部精细结构得到揭示.我们认为,应用地球物理资料确定年龄将可以弥补其它方法的缺陷,可能为地球内部三维岩石定年提供支撑.关键词综述,年代,定年,地球物理方法
中图分类号P631文献标识码A 文章编号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.基金项目国家自然科学基金项目(40404009)资助.
作者简介郭桂红,1975年生,女,甘肃平凉人,中国地震局地质研究所博士研究生,主要从事地震学方面研究.(E 2mail :[email protected] )
0引言
“地质学是一门时间起特别关键作用的学科.对
时间的这种依赖性给地质现象增添了一个独一无二
的维”[1]
.这个时间维在研究大陆地壳演化时起了非常重要的作用.没有时间维的确定就无法讨论演化问题;没有时间维的确定,更无法研究前寒武纪大陆地壳的演化.
追溯地球的演化历史是地球科学研究的任务之一.地学研究的基本方法是“将今论古,将古论今”,时间是研究地质问题的基础.时、空、质(物质)、能(动力)是研究地质过程、环境演变的基本要素.要认识和掌握自然规律,就要搞清上述各种要素的相互关系.当科学工作者把放射性衰变定律的原理应用到地质测年后,地球科学发生了质的变化,从定性研
究走上定量研究.如今科学界更加注重时间的重要
性,需要知道确切的年代数据,以便更好的进行大范围的对比,进而认识演变趋势和发展规律,为科学的探索过去,认识现在,预测未来找到证据.
地质作用过程持续时间的确定具有重要意义.无论是探讨地球或者天体物质的形成和演化,还是研究地球系统的变化及地质体的生成顺序,都与时间密切相关
.一定的矿藏通常与一定的地质体相联系,而地质体又是特定的地质历史时期形成的.例如太古代至元古代的金、太古代的铁、上古生代的煤、中新生代的石油和天然气等,其中充分显示出它们的时间属性.通过地球内部结构和构造研究了解深层动力过程,重建地球内部的结构[2~16],了解其演化具有重要的意义.因此整个自然界无不处于永恒的产生、变化和消亡之中,无不有时间的烙印.

前人已建立的地质定年方法(同位素法、古生物法和古地磁法)给出的是地质事件的“绝对年龄”或“相对年代”.但至今国内外尚缺乏有关地质作用持续时间的直接的测定方法.现代同位素测年技术的发展,已经为地质学家解决不同地质问题,提供可供选择的不同方法,以达到预期的目的.本文将对各种测年方法进行简述,并介绍地球物理定年方法.
1定年方法概述
近年来随着高精度测试手段的应用及分析测试技术的不断完善,以及全球系统变迁研究的深入进行,极大的推动了同位素定年方法的发展.同位素法是地质测年中最重要、应用最广泛的测年手段,主要
(K2Ar、Rb2Sr、U系法等)、宇宙成因核素法(14C、10Be、26Al、36Cl等)、核辐射效应法(TL、ESR、F T等)、稳定同位素法(18O 等).宇宙成因核素法及核辐射效应法则多用于其它地表过程的定年.人们采样各种方法来测定地质年龄,归纳起来有一下几种:
岩石地层法:地层层序、构造期次、沉积纹层、岩溶纹层、火山灰标志、黑曜岩脱水.
生物法:化石、花粉、树木年轮、珊瑚年轮、氨基酸消旋法、岩石漆法、地衣生长法.
磁性地层法:磁性倒转(polarity reversals)1Ma ~50000a
极性漂移(polarity excursions)50000~10000a
长期变(secular variation)2500~3000a
考古法:文化古迹、历史文献
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……
核辐射效应法:TL(OSL)、ESR、F T
地球物理定年:利用速度和年代的关系定年
上述方法中一类是数字定年,即能给出具体的年龄值,如同位素法.另一类属于相对定年,即能给出新老年龄区间,但不能给出确切的年龄值,如某些岩石地层法、生物法乃至地磁法.但相对定年方法一旦数字化以后也会成为重要的定年工具,如地磁测量,它给出地磁强度和方向的变化,这没有时间的标志,但当用数字定年法把各个磁性事件做了时间标定后,就相当于建立了磁性标准,对照这个磁性标准就可以标定以后发生的磁性事件的时间.纹层犹如树木的年轮的沉积纹理,根据纹层可以确定先后顺序,却不能直接给出具体的年龄值,但纹层被用其他方法标定具体的年龄值后,就可以成为一个长的高分辨率的年龄谱.因此相对年龄需要数字年龄去标定(量化),数字年龄需要相对年龄去验证.二者是相辅相成的.
同位素定年法是上述各类方法种类最多,应用最广,发展最快因而最重要的一类.在一些地区无法采样的,但需要知道年龄时地球物理方法定年就变得非常的重要.各种方法的相互配合,可以测得从几十年到几百万年乃至更老的年龄,但要达到年际的分辨率是很难的,甚至是不可能的.而树轮、纹层、珊瑚、岩溶等是几种高分辨率的定年方法,可使年龄测定的分辨率达到年际.其中树轮、珊瑚的定年尺度比较短,最长可达10000年左右,而纹层可达到几万年至几十万年,是湖相沉积比较有前途的测年方法. (表1)主要列的是宇宙成因核素法和核辐射效应法.这两种测年主要用于比较新的年龄的地质体.

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