第四纪地质学及地貌学工作方法

11.第四纪地质学及地貌学工作方法（2学时）•了解观察路线、观察点的布置，掌握观察点描述内容和要求；重点掌握第四纪松散沉积物观测项目及第四系实测剖面图的测制方法；•了解示意剖面、图切剖面和综合剖面图的绘制；•掌握地貌类型图制图方法，第四纪地质图概念，第四纪地质图的制图原则，第四纪地质图图例。•重点掌握第四纪松散堆积层的观测方法及第四纪地质图测制。10.1第四纪地质学及地貌学的野外调查10.1.1调查路线和调查点的布置10.1.2调查点的记录内容和要求10.2地貌和第四纪地质制图10.2.1地貌及第四纪地质剖面图10.2.2地貌类型图10.2.3第四纪地质图10.1第四纪地质学及地貌学的野外调查•第四纪地质学及地貌学的研究分为野外和室内两部分。野外是最基本的、最重要的方法，是取得第一手资料的可靠保证；室内研究法是通过各种实验手段对野外所取得的地质样品作成分、结构、沉积年代等各种测试，提供定性和定量的科学数据。10.1.1调查路线和调查点的布置（1）调查路线的布置•统一布置由于地貌形态和第四纪沉积物在成因上密切关联，决定其研究目的、对象和方法上有许多相似之处，调查路线应统一布署。•有目的、有重点地布置调查路线应在全面分析基础资料（航片、地形图和其它资料（如已有的各种比例尺的区域地质图））基础上，既要考虑填图要求又要考虑已有的研究程度及研究区块地貌及第四纪地质的复杂程度。•加密、放宽山区或情况较复杂且研究程度不高地区，调查路线适当加密；平原和地质条件单一且前人研究程度较高地区,调查路线适当放宽。•穿越法为主即穿越区内主要地貌单元和第四纪地层，最大限度掌握各种地貌类型和第四纪地层特征、分布规律。在山地区，选择垂直河谷、穿越分水岭的路线；在山麓，选择横切山地和平原两大构造单元的路线；在平原区，应选择垂直主要河谷和分水高地的路线。有时为更好地穿越典型剖面，可采用折线及追索法。（2）调查点的布置•地貌和第四纪地质调查点应布置在形态完整，第四纪地层露头好，厚度大，层次全，分布广，具有典型意义的地点。除某些特殊目的或缺乏松散堆积物的侵蚀地貌外，地貌和第四纪地质都可在同一地点进行观察。除选具广泛代表性的典型地点外，还应选择形态和沉积有若干变异的地点，作为辅助调查点予以比较。•调查点的点距据实情和比例尺要求而定。即在调查点达到填图要求时，并不要求点均匀布置，复杂区域可密一些，简单区可稀一些。11.1.2调查点记录内容和要求（1）调查时间和位置调查点记录的首项内容就是时间、天气及点位。点位包括调查路线和点号，地理位置，地貌位置，海拔高程和相对高程。随着便携式（袖珍式）GPS普及，该内容变得简易、准确、快捷。（2）形态首先对调查对象的形态进行描述或测量。测量内容包括长，宽，高，延伸方向，面积，坡度及负地形的深度等。测量项目和精度视具体情况而定，可采用全仪器法，半仪器法和目测、步测法等。•形态的局部变异（次一级的微地貌形态，经侵蚀破坏或堆积掩埋的次生变化等）和现代地貌作用的性质、方向和强度等，均应从实际和工作要求的精度出发，予以适当的测量或描述。•注意地貌形态与地质构造、岩性和新构造运动的关系，收集地质构造形态和地貌形态，构造走向线和地貌走向线，岩石性质和所代表的形态特征，以及新构造运动形迹的资料。（3）剖面观察描述第四纪松散堆积物剖面测量和描述内容：①厚度，据时代、成因和岩性予以分层，对每一分层的厚度作详细描述，包括一般厚度、最大、最小厚度，厚度在横向的变化规律，如有尖灭，注明尖灭方向，如是钻孔资料，还应标注其埋深；②颜色，首先观察整个分层基色，用比色表或直观描述，常见颜色有黄、棕、褐、红、白、灰、黑等；③粒度，分作砾石、砂、粉砂、砂质粘土（亚粘土）和粘土等。具棱角的砾石称作角砾或岩块；④结构构造，各种层面和层间构造，上下层的接触关系，颗粒排列及外表特征，常见层面构造有波痕、泥裂；层间构造有水平层理、斜层理和交错层理等；⑤风化现象，描述风化层次及古风化壳；⑥坚实程度，在工程地质勘察中用密实、中密和稍密来描述，如有胶结，须指明是胶结、半胶结、微胶结和胶结类型（如钙质、铁质、泥质等）；⑦素描、摄影及取样，剖面的素描或摄影能直观地将实际内容展示出来，取样包括定向取样，它是对研究对象进行进一步研究的基础。•如果分层为砾石层，除上述描述外，还应加上：①粒度，应注明一般粒径，最大和最小粒径；②岩石成分，统计砾石岩性的百分比，判断砾石系本地还是外来的，以判断砾石的来源（示踪）；③砾石产状，统计砾石的扁平面并绘制玫瑰花图和倾向等密图，以判断水的流向；④磨圆度，分为四级，即滚圆状、次圆状、次棱角状和棱角状；⑤风化程度，要注意不同成分风化程度的差异；⑥表面特征，包括各种成因的擦痕，裂隙和凹坑等；⑦充填物和坚实程度。•基岩观察。第四系角度不整合在不同时代的基岩上，对基岩表面的侵蚀或风化特征、基岩的岩性、产状和时代也要有客观的反映。11.2地貌和第四纪地质制图11.2.1地貌及第四纪地质剖面图•制作地貌剖面图的目的在于解剖地貌的外表形态、内部结构及邻接地区地貌单元间的接触关系的特征；第四纪地质剖面图着重解析第四纪地层的时代、成因、岩性、产状和构造等方面的特征，以达到分层的目的。由于地貌和第四纪沉积间的密切关系，工作中常使用同一个剖面表示两方面的内容。常见的剖面图包括：（1）实测剖面图实测剖面图应在对工作区有相当的了解后，选择地貌形态较完整，地貌类型和第四纪地层层序较齐全，剖面露头良好的具有代表性的地点。剖面线一般均横切过不同的地貌单元。照顾到实际分布情况，剖面线可适当转折。剖面线的实际位置应准确地标注在地貌图或第四纪地质图中。测制剖面线一般使用皮尺、罗盘、手持水准仪等简单测量工具，但在一些重要工区，如水电站厂房区要求的精度高，须采用经纬仪等进行测量。由于第四纪地层厚度一般不大，为能清楚地展示剖面上的重要内容，垂向比例尺一般比横比例尺大。•剖面图应表明图名、图例、比例尺、方向、地名和第四纪地层时代、成因符号，必要时还要标出不同地貌单元的成因名称。（2）示意剖面图主要用于踏勘和路线调查，作为划分地层，表示地层间接触关系，及堆积物和地貌间关系的参考。示意剖面图的地形线可用目测、步测或素描勾绘。对于反映的主要现象，可适当夸大表示，以突出观察和研究重点。其标示内容与实测剖面图相同。（3）图切剖面主要用于大区域地貌形态解析，常为中、小比例尺，剖面图内应突出表示地形的主要特征。为了说明大范围内的地貌形态和成因特征，应视具体情况而表示出基岩时代、岩性和地质构造。其它要求和内容与实测剖面图相同。有时也可以在大比例尺调查中使用图切剖面图，作为辅助性图件。（4）综合剖面图在大量实测或示意剖面图的基础上，分析概括编制而成。反映区内地貌和第四纪地层的组成、分布、发生、发展规律。这种图件只在调查工作结束后，全面总结后才能作出。11.2.2地貌类型图（普通地貌图）（1）制图原则•应全面反映区内地貌的实际分布情况，着重反映典型地貌单元的分布规律。首先，应遵循现场填图的原则。基础资料需通过野外实际测绘获得；其次，应遵循真实性原则，客观、真实地反映自然地貌的实际分布状态，不允许任意归并；第三，应遵循精确性原则，必须精确地填绘各地貌单元的分布界线。（2）制图方法•分为踏勘、填图和室内整理三个阶段。踏勘阶段：任务是掌握地貌的分布、发育，确定填图的图例和路线。填图阶段：野外填图应沿填图路线，穿越不同的地貌单元，在各单元分界点上定点、进行详细描述、按实情勾绘分界线。室内整理阶段：野外测制的手图，在室内须经过整理、清绘，才能称为正式图件，在完成最终成果前，要进行精简，不是手图上所有内容都须表示在成果图上，应选择调查区内最常见、最有代表性，且它们的分布规律有助于说明本区地貌发育过程的资料编入成图。新构造图（3）地貌图例•根据图区所出现的地貌类型拟定图例，图例花纹和表示法按规范进行。11.2.3第四纪地质图•第四纪地质图全面反映区内第四纪地层不同时代、成因和岩性的实际分布状况。图内应标出特殊的新构造运动现象、化石点、古文化遗迹和第四纪矿产等。制图时遵循现场填图，具真实性和精确性等基本原则。制图方法与地貌类型相同。•第四纪地层界线以不同时代、成因和岩性而定，但由于第四纪地层的分布与地貌的关系密切，所以地貌形态往往也可作为其分布的界线。附录1第四纪堆积物成因分类成因类成因亚类成因类型组成因类型及代号分布火山堆积物火山堆积物（β）泥火山堆积物（sβ）形成火山锥、熔岩平原等地形形成泥火山丘等地形断层角砾岩（F）断层带内内力堆积物构造堆积物盐丘堆积物（s）分布在平原或高原中的盐丘地形残积物（el）多分布于平原或高原的分水岭、阶地表面和缓的地带残积物土壤（pa）崩积物（col）多分布在陡峭的山区，形成崩塌锥、倒石锥和堰塞湖等地形地滑堆积物（del）形成地滑斜坡、地滑阶地等地形重力堆积物泥流堆积物（df）形成泥流阶地等地形，分布在冻土缓坡上坡积物（dl）多分布在丘陵或低山的缓坡上，形成坡积群等地形洪积物（pl）多分布在陡坡麓、山麓地带，形成洪积锥、扇或平原等地形流水堆积物冲积物（al）分布在河谷中，形成河漫滩、河流阶地、冲积平原湖积物（l）形成湖成阶地或湖成平原的地形生物化学堆积物(ch)形成湖成平原湖沼堆积物沼泽堆积物(h)形成沼泽低地或平原冰碛物（gl）形成终积垄、冰碛阶地和冰碛平原等地形冰水堆积物（fgl）形成冰水扇、冰水阶地、冰水平原等地形冰碛物冰湖堆积物（lgl）同湖积物冻土堆积物冻土堆积物（mf）形成石砾、石带、热岩溶盆地、冻土丘等地形风积物风积物（eol）形成沙丘、风积平原等地形岩溶堆积物（k）多形成于岩溶漏斗或凹地中外来充填堆积（ex）岩溶洞穴堆积物古人类堆积（a）残积—坡积（eldl）常见于缓坡下部和阶地后缘坡积—泥流堆积(dldf)分布在冻土斜坡上坡积—洪积（dlpl）分布在较缓坡下部或山麓地带坡积—冲积（dlal）多分布在阶地及河漫滩的后缘冲积—洪积（alpl）多分布在山麓或山前地带陆相堆积物外力堆积物常见混合堆积物冲积—湖积（all）多形成湖滨阶地火山堆积物火山堆积物（β）多分布在洋中脊、海底火山链周围内力堆积物构造堆积物构造堆积物（T）沿海沟、洋中脊、转换断层带分布生物堆积物生物堆积物（B）洋盆海流堆积物海流堆积物（m）浅海地滑堆积物（del）大陆斜坡、海沟海相堆积物外力堆积物重力堆积物崩塌堆积物（col）海沟滨海堆积物滨海堆积物（m）形成海成阶地河口堆积物河口堆积物（r）形成三角洲地形海陆过渡相堆积物外力堆积物滨海沼泽堆积物泻湖沼泽堆积物(La)沼泽凹地附录2第四纪主要测年方法测年方法被测参数测年范围测年材料应用结果放射性碳法（14C）14C活度14C原子数100aB.P.-50kaB.P.有机质（如树木、木炭）、土壤、骨骼、介壳、地下水冲积、陶瓷相对年龄和数值年龄热释光法（TL,ThermoluminescenceTechnique）TL辐射100aB.P.-1MaB.P.石英、长石矿物颗粒（如黄土、沙丘、冲积物）、陶瓷、火山灰热事件（火山活动、陶瓷烧制）、化学沉淀、阳光晒腿（沙丘形成、冲积历史）数值年龄电子自旋共振（ESR,ElectronSpinResonance）捕获电子的ESR2kaB.P.-10MaB.P.介壳、珊瑚礁、骨骼和牙齿、有机质、某些沉淀物同上数值年龄铀系法（U-系法）铀和它的子系同位素的浓度或比值10a-1.25Ma含铀、钍的各种物质数值年龄钾亚法（K-Ar法）40Ar的积累40K/40Ar40Ar/39Ar100kaB.P.-(无上限)含钾物质—火山岩、沉积岩、变质岩数值年龄光释光法（OSL,OpticallyStimulatedluminescence）光释光浓度上限200–400ka石英、长石断层带物质、火山物质、冲积等数值年龄裂变径迹法（FT,FissionTrackmethod）径迹密度100kaB.P.-(无上限)含238U的物质，如锆石、玻璃（黑曜岩）、玄武岩、火山浮岩火山事件、地貌演化、海底扩张、考古材料数值年龄多重扩散域模式（MDD,Multiple-