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综合自然地理的野外实习(20110512)

2022-03-23 来源:步旅网
第一章 舟溪实习基地的建设

第一节 舟溪实习基地概述

1、关于岩溶与非岩溶的地质(地理)含义

岩溶亦为喀斯特,“喀斯特”一词源于前南斯拉夫的一个地名,因地貌的特殊性而闻名。岩溶地区是世界上主要的生态脆弱带之一,其生态环境问题是当今国际地学研究的热点。我国西南喀斯特地区是全球三大喀斯特集中分布区(欧洲地中海沿岸、美国东部、中国西南部)中连片裸露碳酸盐岩面积最大的地区。“非岩溶”亦为“非可溶性岩区”一词在文献中尚不多见,这是根据与岩溶区地质岩性有别的表征现象而提出的。曹建华,袁道先等(2004)在受地质条件制约的中国西南岩溶生态系统一文中,用各省岩溶县与非岩溶县的人口密度、农民纯收入和国民生产总值分别作对比研究,王克林等(2008)在西南喀斯特典型生态系统土壤特征与植被适应性恢复研究中也有过非岩溶的谈及。因此,本文将引用此“非岩溶”概念,即指非可溶性岩,而非岩溶区域则指非可溶性岩分布区。

2007年贵州省农业地质环境调查中,采集不同时代不同岩性38件样品,分析测试Mn、Mo、V等62种微量元素和P、K、Ca、Mg、Fe、Si以及Al 7种大量元素,发现贵州碳酸盐类岩石中石灰岩、白云岩的CaO、MgO、Cr呈高背景分布,即岩石富钙镁,土壤贫钙镁,农作物缺钙镁。而农作物生长需要的微量元素和有益元素Fe、Cu、Zn、Mn、B、N、V、P、Co、Ni、K等则常常缺乏。非碳酸盐类岩石中SiO2、A12O3远高于碳酸盐类岩石中含量。对石灰岩、白云岩等碳酸盐岩以及碎屑岩、变质岩等非碳酸盐岩类岩石中元素含量统计对比,碳酸盐岩岩石中微量元素含量为35.322 7×10-4,仅是非碳酸盐岩108.942×10-4的三分之一,大量元素和有机质含量也远小于非碳酸盐岩,pH值更偏碱性,而非碳酸盐类岩石则偏中酸性。可见,岩溶与非岩溶是两个具有明显差异的地质背景。

2、舟溪实习基地的典型地理现象

岩溶与非岩溶区域是两套具有明显不同的地质基底,其小区域地质构与造地层岩性也各异。实习区内大体以南西—北东向的龙井街断层为界主要分为东南非岩溶区和西北岩溶区两块基础地质背景(图2地形图)。分布的主要地层有:

(1)东南非岩溶区主要分布地层为:前震旦系(Pt)、震旦系(Z);

(2)西北岩溶地层区主要分布地层为:奥陶系(O)、志留系(S)、泥盆系(D)和二叠系(P)等。

区内再约河与舟溪河汇集于舟溪镇中,注入清水江。两条支流皆分别流经龙井街断层线。非岩溶区以变余砂岩为主,构造运动上升形成了众多的“V”形沟谷地貌,两岸冲沟发育,呈树枝状分布。区域土壤发育较好,植被长势茂盛。岩溶区发育于可溶性岩石地段,区内以灰岩为主,岩石普遍出露地表,土壤呈间断性分布。区内峰林地貌分布广泛,由于人为影响较深,地表植被人为破坏频繁,水土流失严重,溶沟发育较好,有成群的石芽地貌分布。

不同地质背景下,其发育的土壤类型与肥力、植被类型与覆盖度皆出现明显差异,是导致生态环境系统分异主要原因,形成两套不同的生境。经过野外调查和实验数据对比分析发现:①非岩溶区域土壤质地较岩溶区域粘重;②样区的土壤均偏酸性,而非岩溶区域的酸性更强于岩溶区;③岩溶区域土壤含水量比非岩溶地区低;④区域有机质含量均较低,而非岩溶区域的有机质含量普遍高于岩溶区域;⑤非岩溶区域的水解性氮和速效钾都比岩溶区域高,但速效磷的含量则正好相反;⑥岩溶区域土壤肥力低于非岩溶区域;⑦非岩溶区域的物种更为多样化,但植物数目则相反;⑧岩溶区的生态群落比较简单,稳定性较差,而在非岩溶区域乔、灌、草三个层次非常明显,生态群落复杂多样,生态稳定性良好;⑨非岩溶区的植被多样性较岩溶区高,种类之间个体分配的均匀性较岩溶区高,群落物种数量分布较岩溶区均匀,但岩溶区的优势种地位突出;⑩两样方的植物相似性系数为21%,表明两区域的植被差异比较大。

3、舟溪实习基地的社会实践意义

根据岩溶与非岩溶的地质背景存在明显不同而引起地质、水文地貌和土壤植被的巨大差异事实,采用对比分析方法,开展两种地质背景下地质地貌现象和土壤植被差异性调查研究,探索两种生态环境的性质和差异性。通过此实习基地建设与调查研究,不仅为地理专业学生提供教学实习实践环境和增长知识能力平台;也为人们提供岩溶与非岩溶差异性的科普知识;更为社会生产更好的因地制宜,合理开发生态资源,有效确定土地利用方向,科学指导生态恢复与环境保护等提供理论依据。

第二节 凯里舟溪地理概况

凯里市舟溪镇位于贵州省东南部,距凯里市中心19km,地处北纬26°24′32″~26°31′35″,东经107°49′38″~107°59′39″,东临三棵树镇,南接雷山望丰乡,西抵丹赛县南皋乡和麻江县下司镇,北与鸭塘镇相接,方圆115 km2(如图1-1)。全镇人口2.3万人,耕地面积9321.14亩,林地面积4338.6公顷,森林覆盖率34%。区域位于云贵高原和东南丘陵的过度地带,地势大致从西北向东南山体逐步增高,海拔410~1320m,地形以山地为主。再约河与舟溪河从镇中心两边穿过,交汇后注入清水江。本区域属中亚热带湿润季风气候,其特点是雨日多,时空分布不均,降雨集中在5-7月,为阵性降水,暴雨多,强度大,占年降水量75%以上;11-4月降水量明显减少,仅占年降水量的5%以下。该区气候温和,冬无严寒,夏无酷暑,多年年均气温13.6~16.2℃,最高气温37℃,最低气温零下4-7℃,年均日照1255h,年均降水量1140~1290mm,无霜期282d。

图1-1 研究区域区位图

图1-2 舟溪镇地理位置图(见附件)

第三节 实习目的、要求、内容及成绩评定

综合自然地理学野外实习是地理科学专业知识教学的一个重要环节,搞好教学实习,培养扎实的野外工作能力,是地理专业教学的特色。野外教学实习是同学们理论联系实际、增长感性认识、培养综合动手能力和锻炼意志、增强体质的良好机会。凯里市舟溪综合综合自然地理是我院地理科学本科专业第4学期,在完成各部门自然地理(地质、地貌、水文、气候、植物和土壤)实习之后,在《综合自然地理学》的课程教学过程进行的必修教学环节(限在第四学期内完成),它能为后续人文和经济地理调查、科学研究和毕业论文选题与写作打下良好的野外调查经验和专业基础知识。

1、实习目的

(1)认知地理现象。在教师指导下,通过对野外典型地理现象的直接观测、认知、描述和对比分析,获得基本地理现象的感性认识,加深室内教学中基本地理知识和理论的理解,培养地理思维能力和时空观念。

(2)熟练掌握一些野外地理工作的基本技能。熟练掌握地质罗盘、地质图、地形图和野外记录薄的基本功能和作用;掌握地质剖面的野外定点、产状测量和描述记录等工作技能,以及初步掌握一些常见岩石类型的野外识别方法;掌握宏观地貌的考察与描述方法,以及河流地貌的对比观测与分析;掌握土壤完整剖面的开挖与观测描述方法,样品采集以及室内处

理与测试分析;掌握植物调查方法和标本采集标准,以及标本鉴定与分析。

(3)培养艰苦奋斗、实事求是、勇于探索的学习生活作风和科学精神,锻炼意志,增强体质,适应野外地理工作环境。

(4)了解人与自然、环境和可持续发展的科学关系,增进人文和社会意识,增强地理环境意识和社会责任感。

2、实习要求及注意事项

(1)实习时间安排

①实习安排在第4学期大约第十二周或第十三周的周末(即《综合自然地理学》的第四章:“土地单位与分类”内容结束之后进行)。

②野外实习时间要求为两天:第一天,带队教师对地理现象进行讲解,并作技能方法的演示,学生学习与掌握调查方法,以及指导学生进行实习观测点(剖面)的选取;第二天,学生分组实践,每组一个实习内容,并派一个专业教师指导。老师指导,学生动手操作实践,包括对地理现象的观察、测量、样品与标本采集,识图、填图,素描、记录与描述和拍摄。

③接下来的一周时间内进行数据资料整理,土壤试验,矿物岩石和植物标本的整理与鉴定。

④在第15周完成实习报告的提交。 (2)基础知识要求

基础知识包括地球概论,地图学,尤其是各部门自然地理学(地质学、地貌学、水文学、气候气象学、土壤学和植物地理学等),如果可以借助于地理信息系统(GIS)和遥感(RS)德技术工具。在外出实习之前,必须要加强相关知识点的复习。

(3)实习前期准备

借助图书馆,资料室和网络(尤其是中国知网)查阅大量文献和资料,包括实习区域的基础资料,相关研究领域的学术文献资料,参阅相关的调查研究方法和分析技术,以及参照科技论文写作格式和报告模版。

(4)分工要求

本实习将分为四个阶段,即实习前资料准备、室外调查过程、室内整理与样本测定、数据资料分析与报告撰写。每个班级按人数多少分为x个小组,每小组必须选出一个组长,每小组做一个不同的实习内容(或可以内容一样,地点不同)。

实践过程以组长责任制来管理。为了让每同学都能积极参与到实习实践中来得到锻炼,

同时也培养他们的团队合作精神,每个小组在四个不同的阶段中,必须有明确的分工,责任到人。组长在实习前必须提交一份初步的实习计划书和责任分工情况材料,待实习结束、提交报告时,一同上交完善的小组实习计划、分工责任和实习总结。

(5)工具准备与要求

基础工具:图书(教科书),电脑(相关软件),网络资源,等等。 野外工具:地质包、地质锤、罗盘、放大镜、测绳(皮尺)、锄头、铲子;

地形图、地质图;标本夹、直尺、量角器、铅笔、橡皮、野外记录本、表格、米格纸、比色卡;话筒、GPS、数码照相机、笔记本电脑等。 长衣长裤,运动鞋,雨伞,干粮

室内工具:土壤实验室的土壤理化性质处理与测定相关仪器、仪表和工具,植物标本处

理与鉴定相关工具,地质岩石标本鉴定与测试工具,等等。

(6)野外实习过程要求

能熟读地形图和地质图等图件,找到自己坐在的地理位置和所处的地质背景,比如在什么样的岩组地层上,并且能自主的去选点和定点,然后开展实习调查研究。

掌握在地形图和地质图基础上绘制自然地理综合剖面图,并在工作底图上进行填图。 掌握地质剖面观察与测量方法,如岩层产状、厚度测定方法等,并能够对某些特殊地理现象进行素描,尤其是地质剖面和地貌类型,有必要还对岩石标本进行采集。

能够挖开标准的土壤剖面,能进行实地观测与分层描述,并按土壤样品采集方法进行样品采集。

弄清从最低的地段到最高的部位,不同地貌高度的变化,引起的岩性、母质、土壤、潜水面、坡度以及植被的变化,最后以整个研究区域为对象,作一有代表性的地块图、地段图。

在野外实习的全过程中,认真做好对地理现象进行实地描述,野外记录、拍摄、采样(标本)等。

(7)室内试验与测定要求

对野外采集到的地质(岩石)标本鉴定,植物标本及时开展鉴定与分析工作。 借助实验室及时对土壤样品进行处理及其理化性质测试分析。

对野外收集到的音、图、文和物等各种第一手数据资料及时进行整理与分析,以免过时而遗漏大量信息。

(8)实习成果(报告)要求

①格式与文体:符合科技论文写作要求。

②内容与形式:必须紧扣实习内容,语句通顺、简练,论据充分,资料数据准确、可靠,图文并茂。

③参考文献:引用之处必须标注(中括号上标),并按科技论文写作要求统一在文后罗列。

④字数要求:每份报告要求字数在1万字以上,数字统计范围包括从标题到参考文献的所有内容的文字。

⑤实习心得:每一位实习学生在上交小组的实习报告之外,还要另外上交一份“实习心得”,心得包括自己的实习过程(从收集资料准备到提交报告,下同)的收获、不足,小组存在的不足,指导教师在组织实习过程中的不足,以及以上不足的改进设想等,同时概述自己在实习过程中所担当的分工任务,在不同阶段做了哪些具体工作,对小组贡献大小的自我评价。

3、实习内容

为了让学生尽量不要做同样的问题,同时也满足不学生们兴趣爱好而有更多的选择空间,根据实习区域的地理环境特点及其出现的地理现象。在区内设计4个大的实习调查方向,它们的基本内容介绍如下:

(1)岩溶与非岩溶的地质剖面、土壤剖面对比观测

以案例(剖面)分析的形式,调查岩溶与非岩溶区域的地质背景的差异性。分别在岩溶与非岩溶区域的某个岩组地层上,分别找到一个比较典型的地质剖面,分别做较为详细调查,然后做对比分析,找出两者的差异性问题。通过岩溶与非岩溶区域的土壤剖面的野外调查、观测分层与描述并分析其原因和对植物生长的影响。

(2)岩溶与非岩溶的水文地貌考察与对比分析

考察岩溶与非岩溶区域的宏观地貌形态的差异性问题,并作流水地貌的对比分析。在岩溶与非岩溶的特殊地质背景和水动力的内外因作用下,发育不同的宏观地貌类型组合和差异的流水地貌形态,因此,通过大量的野外实习实践来探讨两者的地貌差异状况及其原因。

(3)小尺度地域分异的研究

通过实地考察,搞清从分水岭至河谷的地表结构变化,包括地形、地貌、土壤、植被的相应变化,绘制小尺度地域分异变化规律图。

(4)土地单位地块、地段的野外鉴定

通过实地的野外考察,让学生进行具体的土地单位地块、地段的鉴定,从而学习识别和划分地块、地段,让学生充分掌握课本理论知识。从理论与实践上弄清土地单位地块、地段划分的定义、鉴别它们的方法,以及对地块、地段的分类制图。

4、成绩评定

本次实习占本课程总成绩的35%—50%,而野外实习采用综合测评来确定学生实习成绩。具体成绩比例分布如下:

(1)小组分工与协助(10%)

主要评分依据为:小组的实习计划、分工责任和实习总结,以及实习过程的团队合作表现等。

(2)野外工作技能(10%)

在野外实习过程中,对各项调查方法和收集资料技能的掌握程度和实际运用情况。

(3)野外记录薄(10%)

在实习过程中,野外记录是获取第一手资料的重要途径,因此,野外记录簿是重要的考核对象之一。

(4)实习报告质量(60%)

实习报告是一个团队(小组)整个实习过程的综合成果,报告的质量是评价一个团队的总体实习效果。一份好的实习报告,不仅展现集体的资料收集、野外实习方法和技能的掌握及其运用,还也体现了分析和写作能力,同时也揭示了一个团队的合作与协助精神和力量。因此,实习报告作为最重要的成绩考评材料。

(5)实习心得(10%)

“心得”是一个人做一件事的体会、收获和经验教训的总结,也是未来发展方向的重要指向。同时也是老师组织学生实习的成败的重要评价和存在问题的反馈,是老师组织好今后野外实习实践的重要改进方向。所以也作为一个非常重要的考核内容。通过考核,督促同学们去养成学会总结的好习惯,也为教师今后更好的组织学生实习提供参考。

第二章 实习区(舟溪)区域地质背景

研究区处于扬子准台地与华南褶皱带两个一级大地构造单元的过渡带,在贵州的东南部华南早古生代褶皱带内。区内出露晚元古宙下江群、古生代二叠系、中生代中侏罗系及新生代第四系等地层,其中二叠系与下江群呈微角度不整合接触,侏罗系与二叠系呈平行不整合接触。扬子准地台经历了武陵、雪峰运动、燕山运动、喜马拉雅运动等多次构造运动,华南褶皱带从武陵构造阶段早期的大洋地壳,经武陵构造阶段晚期和雪峰加里东构造阶段的过渡性地壳,到早古生代末的广西运动发生基底褶皱,并与扬子准地台焊接为一体进入稳定地台阶段,相继形成一套盖层。区域出露的地层有从前震旦系的下江群到震旦系至古生代的寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系,另有第四系地层出露(如图3-2)。

研究区内以龙井街断层为界主要分为东南非岩溶区和西北岩溶区两块基础地质背景,龙井街断层位于舟溪西南面垂直距离4.5公里处,构造形迹大体北东向构造。岩溶与非岩溶交界大致以这条断层线为划分,断层线西北边为岩溶区,东南边位非岩溶区(图3-1)。它们的主要岩层有:

(1)东南非岩溶区地层

前震旦系(Pt):大面积分布于东南区域,为变质的浅海、滨海相复理式沉积,总厚度3800m以上。分为三组,自下而上为:清水江组,主要为变余砂岩、凝灰质绢云母板岩;平略组,主要为绢云母板岩、砂质绢云母板岩;隆里组,主要为变余砂岩、砂质绢云母板岩。

震旦系(Z):分布于中南区域,下统分为铁丝坳组、大塘坡组和南沱组,主要有石英砂岩、绢云母板岩、砂质板岩;上统分为陡山陀组和灯影组,主要有炭质页岩、硅质岩、白云岩、白云质页岩。本系总厚度680m以上,下伏下江群为假整合接触。

(2)西北岩溶地层区

寒武系(Є):分布于东北角,下、中、上三统均有沉积。下统为砂、页岩、石灰岩,厚270~1057m;中、上统主要由灰岩、白云岩、泥灰岩组成,中统厚200~495m,上统厚265~718m。本系厚2659m,与下伏震旦系为区域性假整合接触。

奥陶系(O):下统分为桐梓组、鸿花园组和大湾组。主要为生物屑泥灰岩、生物屑灰岩、泥质白云岩,上、中统缺失。本系厚280m,与下伏寒武系连续沉积。

志留系(S):地层发育不全,只有下统,下统为翁项组,主要有钙质砂砾岩,厚0~66m,本系厚327m。与下伏奥陶系假整合接触。

泥盆系(D):上、中统均有沉积,缺失下统。中统主要为泥质粉砂岩和生物屑泥灰岩;上统主要为生物屑泥灰岩和白云岩。本系厚0~396m。

二叠系(P):上、下统均有沉积,下统梁山组下部为角砾状含铁质硅质页岩、砾岩,上部为鲕状及致密状赤铁矿,厚5m;栖霞、茅口组均为燧石灰岩,分别厚107m,151m,。上统为合山组,主要由燧石灰岩和生物屑灰岩组成,厚22~150m。本系总厚度463m。

第四系(Q):见于中上部,为残积物堆积。

图3-1 研究区域地质略图

Pt—前震旦系,Z—震旦系,Є—寒武系,O—奥陶系,S—志留系,D—泥盆系,P—二叠系,Q—第四系.

1—实测性质不明断层,2—实测逆断层,3—推测性质不明断层,4—实测地质界线,

5—推测地质界线,6—飞来峰.

图3-2 样区地质特征

Qel—第四系残积物,P2h2—二叠系合山组二段,P2h1—二叠系合山组一段,P1m—二叠系茅口组,P1q—二叠系栖霞组,P1l—二叠系梁山组,D2m—泥盆系蟒山组,S1w2—志留系翁项组二段,S1w1—志留系翁项组一段,O1h—奥陶系红花园组,Є1-2w—寒武系乌训组,Z1d2—震旦系大塘坡组二段,Z1d1—震旦系大塘坡组一段,Z1t—震旦系铁丝坳组,Pt3xjq1—前震旦系清水江组一段,Pt3xjq2—前震旦系清水江组二段,Pt3xjq3—前震旦系清水江组三段,Pt3xjq4—前震旦系清水江组四段,Pt3xjp1—前震旦系平略组一段,Pt3xjp1—前震

旦系平略组一段,Pt3xjp2—前震旦系平略组二段.

1—逆断层,2—实测性质不明断层,3—推测性质不明断层,4—地质界线,5—推测地质界线,6—采样点.

主要的岩组地层(图3-2)介绍如下:

(1)二叠系合山组(P2h2)

现更名为“大隆组”,按岩性可分为下、上两部:下部,黑色砂质页岩夹灰白色、灰绿色页岩及砂岩,厚20m;上部,灰色、灰黄色、灰绿色硅质页岩及砂岩,厚15m。本组富含菊石群,如假提罗菊石、肋瘤菊石等,另有腕足类欧姆贝、植物化石鳞杉等。假提罗菊——肋瘤菊石带和长兴组的古纺锤带一样,都是世界上古生界最高的化石带。本组与下伏龙潭组(或其相当层位)呈整合接触,与上覆三迭系呈整合接触。

(2)二叠系茅口组(P1m)

主要岩性为浅灰色、灰白色块状纯灰岩为主,厚40—450m。本组与下伏栖霞组呈整

合接触。

(3)二叠系栖霞组(P1q)

为浅海相硅质碳酸盐岩沉积,以暗蓝灰色层状灰岩为主,含不规则的燧石结核,厚110~250m。

(4)二叠系梁山组(P1l)

岩性以石英砂岩为主,夹粘土岩及煤层,水城一带砂岩发育最佳,厚度约为100m最厚达900m。本组分为三层:下层为浅灰色含植物根茎的粘土岩;中层为黑色灰质页岩或煤层;上层为深灰色页岩砂岩夹硅质岩。厚约0——52m,一般10m,由南往北变薄。

(5)志留系翁项组(S1w)

上覆地层上翁项群岩性:为滨海、浅海相砂质页岩,含三叶虫、腕足类、瓣鳃类、介形虫。下伏地层下翁项群岩性:为灰、灰褐、黄绿色含钙质细砂岩,间夹灰、深灰色中至厚层灰岩,具底砾岩。含珊瑚,腕足类。

(6)奥陶系红花园组(O1h)

深灰色厚层灰岩、生物碎屑灰岩夹页岩,产朝鲜角石、满洲角石、海绵、蛇卷螺等。厚20—30余米,与下伏分乡组呈整合接触。

(7)泥盆系蟒山组(D2m)

岩性:以石英砂岩为主,夹少量泥页岩、含砾砂岩及砂质白云岩。

(8)寒武系乌训组(Є1-2w)

岩性为灰、黄、青灰色页岩,中上部夹有一层深灰、灰色薄一中层纹层状粉一泥晶灰岩,顶为深灰色中层纹层状泥岩,粉晶灰岩,向上显示变浅变厚序列。

(9)震旦系大塘坡组(Z1d)

主要为黑色、灰黑色薄层状粉砂岩及粉砂质页岩,夹含锰页岩和含锰灰岩。厚数米至二百米左右,在黔东北松桃一带最厚,往东至湘、鄂等地变薄。该组位于古城组与南沱组之间,与下伏古城组为整合关系。产微古植物Trachysphaeridium rude, T. Cultum, T. Simplex;藻类Eosynechococcus datangpoensis, Nanococcus vulgaris; 菌类:Eoastrion sp.等。

(10)震旦系铁丝坳组(Z1t)

整合于下伏两界河组和上覆大塘坡组之间的一套中粒碎屑沉积。岩性为浅灰、灰、深灰色中厚层含砾杂砂岩、砾质砂岩、混碛岩、砾质泥岩、杂砂岩、岩屑砂岩、粉砂质粘土岩。 (11)清水江组(Pt3q)

主要岩性为浅灰、灰绿及深灰色变余凝灰岩、变余沉凝灰岩、变余砂岩、粉砂岩及板岩等。以含较多凝灰质为其特征,砂岩中有时含粘土质砾石。该组普遍发育鲍马序列,多种类型的槽模构造,显然为陆源碎屑浊流沉积夹有火山碎屑重力流沉积。实质可能包含火山碎屑浊积岩和碎屑流沉积。 (12)平略组(Pt3p)

主要岩性包括浅灰、灰及灰绿色绢云母板岩及粉砂质板岩夹少量凝灰质板岩及变余砂岩等。板岩中见有少量微古植物:Leiopsophosphaera sp.,Trachysphaeridium sp.等。

第三章 舟溪野外实习实践内容(请详细研读)

第一节 岩溶与非岩溶的地质剖面对比观测

在舟溪实习基地区域内,由于自然覆被较好,出露的岩石地层较少,在天然条件下很难看到比较完整的天然剖面,因此,地质剖面的观测点只能选择在人工开挖的公路边上。在此实习区域内,从舟溪通往雷山县的公路正好穿过岩溶与非岩溶分界的断层线。所以,地质剖面观测点应选在公路沿线上,在地层线两侧的岩溶和非岩溶区域各选一个观测剖面进行对比考察。

(1)通过《地形图》找到剖面在地图上的具体位置,在借助于《地质图》所观测剖面所属地层年代的岩组类型。然后对比所准备的文献资料,大体了解观测剖面的地层岩性,便于更好的近一步开展野外工作。

(2)利用地质锤、放大镜以及刀片的帮助下,结合资料文献,鉴定观测剖面的不同岩层的岩石类型及其岩性,在不确定其中某一岩层的岩石类型及岩性时、或必要的情况下,按地质采样方法,采集一定的地质岩石标本,带回室内做进一步的鉴定观测与研究。

(3)利用地质罗盘测量观测剖面的岩石产状(包括走向、倾向和倾角等产状要素),及时描绘出地质素描简图。

(4)利用皮尺测量完整剖面不同岩层的厚度,按一定比例画出地质剖面图。图上包括的信息有:岩石产状、岩性、岩层厚度、不同岩层间的接触关系,以及地质构造现象,包括褶皱现象的个褶皱要素、断裂组合关系等。

(5)借助地形图和地质图,地层线两边的观测剖面位置上,在垂直于观测剖面走向上各画一条综合地理剖面图,图上地质、地形地貌、土壤和地表地物(包括水体、植被类型、建设用地等土地利用)信息等等。

(6)整个实践过程中,要多动手和动脑,认真做记录,包括文字记录、素描简图,勤于发现和描述各种地质现象,拍摄和采集标本等。

第二节 岩溶与非岩溶的水文地貌考察与对比分析

岩溶与非岩溶区域所发育的地貌类型存在明显的差异。岩性不同,所发育地貌类型往往也不同。如坚硬岩石如石英岩、石英砂岩、砾岩常形成山岭和峭壁;松软岩石如泥灰岩、

页岩常形成低丘、缓岗;柱状节理发育的岩石常形成陡崖与石柱;垂直节理发育的花岗岩易形成陡峭山峰;片岩分布区多形成鳞片状地貌;湿热气候下的碳酸盐常形成喀斯特地貌;软硬相间分布的岩石在水平方向上长导致河谷盆地与峡谷相间分布,在垂直方向上则形成陡缓更替的阶状山坡。

实习区内大体以南西—北东走向的龙井街断层为界划分为两块基础地质背景(如图2)。该线东南地区形成剥蚀侵蚀地貌,侵蚀构造类型有变余砂岩、凝灰岩、板岩等组成的脊状中山,石英岩和少量页岩等组成的垅状脊状中山,页岩及少量砂岩、石灰岩组成的垅状低山;西北地区形成岩溶地貌,溶蚀构造类型有由石灰岩组成的岩溶低中山,主要由石灰岩组成的岩溶低山,由白云岩组成的弱岩溶低中山、弱岩溶垅状低山、弱岩溶馒头状低山、弱岩溶丘陵。形成溶洞、暗河、天生桥、石林、溶斗、峰丛峰林、溶丘等岩溶地貌。

水体在地貌的发育过程中是一个非常重要的外力因素。区内再约河于舟溪河汇集与舟溪镇中,注入清水江。两条支流皆分别流经龙井街断层线。在非岩溶区以变余砂岩为主,属古生代的清水江组,构造运动上升和河流的下切作用,形成了众多的“V”形沟谷地貌,河流两岸冲沟发育,呈树枝状分布。岩溶区发育区内以灰岩为主,岩溶地貌发育,水土流失严重,导致在山上岩石普遍出露地表,土壤呈间断性分布,而在河谷附近,由于长期的大量水土堆积,形成相对平坦的谷间坝地,土壤肥沃,是农业生产的主要地方。

由于岩溶与非岩溶区域存在地质基地的差异,加上水动力的影响,区域内发育了两套不同的宏观地貌和河流地貌类型,据此而开展实习区域的水文地貌野外调查。

(1)对实习区的岩溶和非岩溶区域的地貌类型进行对比考察研究。

利用地形图和地质图作为野外基础工作地图,也可以借助遥感影像进行辅助,对实习区两套地质背景上发育的宏观地貌类型进行对比考察分析。

①地质构造控制和流水外力共同作用下的侵蚀地貌形态和地貌组合、主要山体走向; ②相对高差、河谷与山脊的分布状况、山体形态; ③地形坡度、坡向分布情况等;

④如果可能,也可以借助GIS生成数字高程模型(DEM)进行数字模拟与分析。 ⑤考察过程中,认真做记录,包括文字记录、素描简图,地形地质地图标注,勤于发现和描述各种地貌组合现象,拍摄地理现象等。

(2)对实习区的岩溶和非岩溶区域内分别找两个河流断做河流地貌对比观测分析。 ①考察实习区内在地质地貌控制下的河网分布状况。

②考察两套地质背景下的河谷地貌组合。量测河床和谷底的宽度;考察河漫滩的状况,

包括宽度、大体的岩石沙粒组合及其坡度等;观测河流阶地的坡度、分层及其沉积物组合等;调查谷坡的地质岩石状况及其地形地貌组合等。

③观测过程中,要多动手和动脑,认真做记录,包括文字记录、素描简图,勤于发现和描述各种地质地貌现象,量测地形地貌参数,拍摄和采集标本等。

④根据考察数据资料,结合文献,分析河流地貌的成因问题,并作对比分析。

第三节 小尺度地域分异的研究

通过实地考察在舟溪研究区内选择典型研究面,研究分水岭至河谷的地表结构变化,包括地形、地貌、土壤、植被的相应变化,绘制小尺度地域分异变化规律图。

野外调查过程中应该注意的有:必须充分的熟悉、理解、消化教材,弄清什么是地域分异的相关理论知识,掌握小尺度地域分异野外调查方法,做好理论阶段上的准备。在野外充分阅读调查点区域的各种资料,根据地形图、地质图等,校对识别地质、地貌、气候、土壤与植被等基本情况。按小尺度地域分异调查的基本要求,做好野外考察要求尽可能多作记录,定点观察要认真仔细,同时对土壤、植被、地形、地质做好标本采集和照相的记录。

在室内工作阶段,对野外工作所获得的资料进行整理,包括相机图片的分析、野外特征的描述等,完善野外考察的内容,得到质量较高研究成果。

第四节 土地单位地块、地段的野外鉴定

通过舟溪调查研究实地的野外考察,让学生进行具体的土地单位地块、地段的鉴定过程,从而学习识别和划分地块、地段。在室内资料分析的基础上,进行对野外考察时,野外工作目的在于实践运用鉴别地块与地段的理论与方法,因此要充分了解地块与地段鉴定的理论知识,同时还要注意结合实践环境调查分析。

野外考察要十分注意的几点:①为使对土地单位地块和地段在野外具有典型性和代表性,因而选点问题,要特别注意广泛性、代表性;②为使土地单位地块、地段的界线划分有客观的依据,对复杂的、不清的土地单位界线应进行重点考察;③考察是一种一去即逝的工作,一般可能条件下,多拍摄些相片,以备室内补充研究;④抓住时间,进行观察不仅是一般的广泛的地表景观,而是整个土地单位的内部组成成分,以及外部的联系,诸如:地形起伏、走向、坡度的变化,土壤外表的变化,植被与种植的变化;⑤一定要注意记录,包括文字、素描、剖面现场描述等资料;⑥注意安全,遵守纪律,不丢失图件资料,不踩庄稼,不乱吃零食以及团结协作等都是必须坚持的。

在室内工作阶段,对野外工作所获得的资料进行分析与整理,特别结合教材理论知识进行分析,充分利用野外获取的相片等,对野外环境特征及鉴别要素进行详细的描述,综合完善野外考察的内容,编写实习报告,得到质量较高研究成果。

第四章 野外工作基本方法与技能

第一节 地形图的判读方法

地形图是表示地形、地物的平面图件,是用测量仪器把实际测量出来,并用特定的方法按一定比例缩绘而成的。它是地面上地形和地物位置实际情况的反映。地形图上表示地形的方法很多,最常用的是以等高线表示地形起伏,并用特定的符号表示地物,一般的地形图都是由等高线和地物符号所组成。

地形图对野外地理工作具有重要意义,是野外地理工作必不可少的工具之一。因为借助地形图可对一个地区的地形、地物、自然地理等情况有初步的了解,甚至能初步分析判断某些地质情况,地形图还可以帮助我们初步选择工作路线,制定工作计划。此外,地形图是地质图之底图,地理工作者是在地形图上描绘地质图的,没有地形图作底图的地质图是不完整的地质图,它不能提供地质构造的完整和清晰的概念。因而,在野外地理工作之前要懂得地形图,会使用地形图。

1、地形图的内容和表示方法

(1)比例尺是实际的地形情况在图上缩小的程度。因为地面上地形与地物是不可能按实际大小在图上绘出,而必须按一定比例缩小,因此地形图上的比例尺也就是地面上的实际距离缩小到图上距离之比数,一般有数字比例尺,直线比例尺和自然比例尺,往往标注在地形图图名下面或图框下方。

①数字比例尺是用分数表示,分子为1,分母表示在图上缩小的倍数,如万分之一则写成1:10000,二万五千分之一写成1:25000。

②线条比例尺或称图示比例尺,标上一个基本单位长度所表示的实地距离。

③自然比例尺:把图上l厘米相当实地距离多少直接标出,如1厘米=200米。 此外,比例尺的精度也是一个重要的概念。

人们一般在图上能分辩出来的最小长度为0.1毫米,所以在图上0.1毫米长度按其比例尺相当于实地的水平距离称为比例尺的精度。例如比例尺为1:1000其0.1毫米代表实地0.1米,故1:1000之地形图其精度为0.1米。

从比例尺的精度看出不同比例尺的地形图所反映的地势的精确程度是不同的,比例尺越大,所反映的地形特征越精确。

(2)地形的符号:一般用等高线表示。 ①等高线的含含义及其特征

等高线是地面同一高度相邻点之连线,等高线的特点为: a、同线等高。即同一等高线上各点高度相同。

b、自行封闭。各条等高线必自行成闭合的曲线,若因图幅听限不在本幅闭合必在邻幅闭合。

c、不能分叉,不能合并。即一条等高线不能分叉成两条,两条等高线不能合并成一条(悬崖,峭壁例外)。

等高线是反映地形起伏的基本内容,从这一意义上说地形图也就是等高线的水平投影图(当然,还要附加一些内容)。黄海平均海平面是计算高程的起点,即等高线的零点。按此可算出任何地形的绝对高程。

等高距——切割地形的相邻两假想水平截面间的垂直距离。在一定比例尺的地形图中等高距是固定的。

等高线平距——在地形图上相邻等高线间的水平距离,它的长短与地形有关。地形坡缓,等高线平距长,反之则短。

②各种地貌用等高线表示的特征。

a、山头与洼地 从图4-1中可见山头与洼地部是一圈套着一圈的闭合曲线。但它们可根据所注的高程来判别。封闭的等高线中,内圈高者为山峰,如图4-1中A。反之则为洼地,如图4-1中B。

两个相邻山头间的鞍部,在地形图中为两组表示山头的相同高度的等高线各自的闭相邻并列,其中间处为鞍部,如图4-1中C。

两个相邻洼地间为分水岭,在图上为两组表示凹陷的相同高度等高线各自封闭,相邻并列,如图4-1中D。

图4-1 山头与洼地之等高线特征

b、山坡 山坡的断面一般可分为直线(坡度均匀),凸出,凹入和阶梯状四种。其中等高线平距之稀密分布不同。

均匀坡,相邻等高线平距相等。

凸出坡:等高线平距下密上疏。 凹入坡:等高线平距下疏上密。

阶梯状坡:等高线疏密相间,各处平距不一。

c、悬崖、峭壁: 当坡度很陡成陡崖时等高线可重叠成一粗线,或等高线相交,但交点必成双出现。还可能在等高线重迭部分加绘特殊符号。

d、山脊和山谷:如图4-2所示,山谷和山脊几乎具有同样的等高线形态,因而要从等高线的高程来区分,表示山脊的等高线是凸向山脊的低处,如图4-2中A处.表示山谷的等高线则凸向谷底的高处,如图4-2中B处。

图4-2 山脊与山谷等高线特征

e、河流 当等高线经过河流时,不能垂直横过河流,必须沿着河岸绕向上游,然后越过河流再折向下游离开河岸,图4-3。

图4-3 河流等高线特征

③地物符号

地形图中各种地物是以不同符号表示出来的,有以下三种:

a、比例符号 是将实物按照图的比例尺直接缩绘在图上的相似图形,所以也称为轮廓符号。

b、非比例符号 当地物实际面积非常小,以致不能用测图比例尺把它缩绘在图纸上,常用一些特定符号标注出来它的位置。

c、线性符号 长度按比例,而宽窄不能按比例的符号,某种地物成带状或狭长形,如铁路、公路等其长度可按测图比例尺缩绘,宽窄却不按比例尺。

以上三种类型并非绝对不变,对于采用那种符号取决于图的比例尺,并会在图例中标出。

2、读地形图

阅读地形图的目的是了解,熟悉工作区的地形情况,包括对地形与地物的各个要素及其相互关系的认识。因而不单要认识图上的山、水、村庄、道路等地物,地貌现象,而是要能分析地形图,把地形图的各种符号和标记综合起来连成—个整体。以便利用地形图为地质工作服务。

读图的步骤如下:

①读图名 图名通常是用图内最重要的地名来表示。从图名上大致可判断地形图所在的范围。

②认识认识地形图的方向 除了一些图特别注明方向外,一般地形图上方为北,下方为南,右面为东,左面为西。有些地形图标有经纬度则可用经纬度定方向。

③认识地形图图幅所在位置,从图框上所标注的经纬度可以了解地形图的位置。 ④了解比例尺 从比例尺可了解图面积的大小,地形图的精度以及等高线的距离。 ⑤结合等高线的特征读图幅内山脉、丘陵、平原、山顶、山谷、陡坡、缓坡、悬崖等地形的分布及其特征。

⑥结合图例了解该区地物的位置,如河流、湖泊、居民点等的分布情况,从而了解该区的自然地理及经济、文化等情况。如图4-4所示为某地区地形图。

图4-4 某地区地形图

3、利用地形图制作地形剖面图

地形剖面图是以假想的坚直平面与地形相截而得的断面图。截面与地面的交线称剖面线。地质工作者经常要作地形剖面图,因为地质剖面与地形剖面结合一起,才能更真实反映地质现象与空间的联系情况。地形剖面团可以根据地形图制作出来,也可在野外测绘。 (1)利用地形图制地形剖面图之步骤:

①在地形图上选定所需要的地形剖面位置。如图4-5,绘出AB剖面线。

②作基线,在方格纸上的中下部位画一直线作为基线A'B'定基线的海拔高度为0,亦可为该剖面线上所经最低等高线之值。如图为500m。

③作垂直比例尺.在基线的左边作垂线A'C',令垂直比例尺与地形图比例尺一致,则作出的地形剖面与实际相符。如果是地形起伏很和缓的地区,为了特殊需要也可放大垂直比例尺,使地形变化显示得明显些。

④垂直投影,将方格纸基线A'B'与地形图AB相平行,将地形图上与AB线相交的各等高线点垂直投影到A'B'基线上面各相应高程上,得出相应的地形点。剖面线的方向一般规定左方就北就西,而剖面的右方就东就南。

⑤连成曲线,将所得之地形点用圆滑曲线逐点依次连接而得地形轮廓线。 ⑥标注地物位置、图名、比例尺和剖面方向,并加以整饰,使之美观。

图 4-5 利用地形图作地形剖面线

(2)野外测绘地形剖面图

在做路线地质工作时常常要求能够在现场勾绘出地形剖面,以便在地形剖面图上反映路线地质的情况。首先要确定剖面的起点,剖面方向,剖面长度,并根据精度要求确定剖面的比例尺。绘制步骤与前一方法相似。差别在于水平距和高差是靠现场观测来确定。这时确定好水平距离和高差便成为画好地形剖面的关键。当剖面较短时,水平距离和高差可以丈量或步测,刻面较长时只能用目估法或参考地形图来计算平距与高差或根据气压计来计算高程。 勾画地形剖面一般是分段进行,即观测一段距离后就勾画一段。否则容易画错,失真,如果技巧熟练,地形不复杂时,也可一气呵成。

4、利用地形图在野外定点

在野外工作时,经常需要把一些观测点(如地质点、矿点、工点、水文点等)较准确地标绘在地形图中,区域地质测量工作中称为定点。 利用地形图定点一般有两种方法,

(1)在精度要求不很高时(在小比例尺填图或草测时)可用目估法进行定点,也就是说根据测点周围地形,地物的距离和方位的相互关系,用眼睛来判断测点在地形图上的位置。 用目估法定点时首先在观测点上利用罗盘使地形图定向,即将罗盘长边靠着地形图东边或西边图框,整体移动地形图和罗盘,使指北针对准刻度盘的o度,此时图框上方正北方向与观测点位置的正北方向相符,也就是说此时地形图的东南西北方向与实地的东南西北方向相符。这时一些线性地物如河流、公路的延长方向应与地形图上所标注的该河流或公路相平行。

在地形图定向后,注意找寻和观察观测点周围具有特征性的在图上易于找到的地形地物,并估计它们与观测点的相对位置(如方向、距离等)关系,然后根据这种相互关系在地形图上找出观测点的位置,并标在图上。

(2)在比例尺稍大的地质工作中,精度要求较高则需用交会法来定点。 首先要使地形图定向(方法与目估法相同)

然后在观测点附近找三个不在一直线上且在地形图上己表示出来的已知点如三角点、山顶、建筑物等,分别用罗盘测量观测点在它们的什么方向。此时罗盘之对物觇板对着观测者(因观测者所定位置是未知数),竖起砧觇板小孔觇板通过小孔和反光镜之中线再描所选之三角点或山头,当三点联成直线且水泡居中时读出指北针所指读数即为该测线之方位,即观测点位于已知点的什么方向,将三条测线方位记录之。

在图上找到各己知点,用量角器作图,在地形图上分别绘出通过三个已知的三条测线,三条测线之交点应为所求之测点位置。如三条测线不相交于一点(因测量误差)而交成三角形(称为误差三角形),测点位置应取误差三角形之小点。 具体应用此法时应注意两点:

①量测线方向时如罗盘砧觇板对着已知点瞄准则指南针所指读数为所求观察点之方位。指北针所指读数则是已知点位于此观测点之方向。为了避免混乱,一般采用罗盘对物砧觇板对着未知数(所求点之方向)读指北针。

②用量角器将所测的测线方向画在图上时应注意采用地理坐标而不是按罗盘上所注方位。

实际工作时往往将目估法和交会法同时并用,相互校正,使点定得更为准确。例如用三点交会法画出误差三角形后,用目估法找出测点附近特殊之地形物和高程来校对点之位置。

第二节 地质图的判读方法

1、地质图的概念

用规定的符号、色谱和花纹将某一地区的各种地质体和地质现象(如各种岩层、岩体、地质构造、矿床等的时代、产状、分布和相互关系),按一定比例缩小并概括地投影到平面图上,这会图件就是地质图。地质图按比例尺大少可分:小比例尺地质图(比例尺<1:50万),中比例尺地质图(比例尺1:20万--1:10万)和大比例尺地质图(比例尺>1:5万)。

一幅地质图所反映的地质内容是相当丰富的。从观察内容上先从地形入手,然后在观察地层、岩性、构造、地貌等;从观察方法上,采用一般----局部----整体的分析步骤,首先了解图幅内一般概况,然后分析局部地段的地质特征,逐渐向外扩展,最后建立图幅内宏观地质规律性的整体概念。对土壤专业来说,应着重分析岩性和地质构造对地形、水文和土壤母质分布的影响。

2、阅读地质图的步骤和方法

(1)看图名和方位:从图名、图幅代号和经纬度可了解该图幅的地理位置和图的类型。例如,湖北省地质图,湖北省第四纪地质和工程地质图等,图名列于图幅上方图框外正中部位,经纬度标于图框边缘。一般地质图图幅是上北下南,左西右东,特殊情况也有用箭头指示方位。一幅地质图一般是选择图面所包含地区中最大居民点或主要河流、主要山岭等命名的。

分析图内的地形特征有的地质平面图往往绘有等高线,可以据此分析山脉的延伸方向、分水岭所在、最高点、最低点、相对高差等。如不带等高线,可以根据水系的分布来分析地形特点,一般河流总是从地势高处流向地势低处,根据河流流向可判断出地势的高低起伏状态。

(2)看比例尺:比例尺一般注在图框外上方图名之下或下方正中位置。比例尺有两种表示方法:一种是数字比例尺,它是表示地面实际距离被缩小的倍数,如1:50000,即图上1厘米相当于地上50000厘米或500米或0.5公里;直线比例尺是把图上一定距离相当于实际的距离用直线表示出来。比例尺反映了图幅内实际地质情况的详细程度,比例尺愈大,

制图精度愈高,反映地质情况也愈详尽。此外,图框的右下方注明编图单位或人员,编图日期及资料来源,以了解资料的新旧和质量。

(3)读图例:地质图上各种地层、岩层的性质和时代以及构造等都有统一规定的颜色和符号。一幅地质图上,有其所表示的地质内容和图例。图例通常放在图框外的右边,也放在图框内的空白处。图例包括地层图例和构造图例两方面。

地层图例是把该图幅出露的地层由新到老,从上到下顺序排列,用标有各种地层的相应符号和颜色的长方形格子表示,长方格子的左边注明地层时代系统,右边注明主要岩性;岩浆岩体的图例按酸性到基性的顺序排列在地层图例之下。构造图例就是用不同线条、符号所表达的地质构造的内容和意思,如岩层的产状要素,断层的种类等,构造图例常放在地层图例之后。地形图例一般不标在地质图上。

(4)读地层柱状图:地层柱状图也叫综合地层柱状图,置于图框外的左侧,它是按工作区所出露的地层新老叠置关系综合出来的、具代表性的柱状剖面图。柱状图中地层自上而下,由新到老顺序排列,各地层的岩性用规定的花纹表示之,另栏注明各地层单位的厚度和相邻地层的接触关系;喷出岩或侵入岩按其时代与围岩接触关系绘在柱状图里。

柱状图的左栏是界、系、统、介或群、组、段、带等地层单位,并注有相应的地层代号。 柱状图的右栏是简要的岩性描述有关化石、地貌、水文和矿产等,可各设专栏,也可一并放在岩性描述栏中。

(5)读地质断面图:地质断面图也有叫地质剖面图,就是在地质图上选一条尽可能穿越不同地形、地层和构造状况的有代表性的直线,把该线段上的地形、岩层和构造等用二维的垂直断面图的形式表示之。

地质断面图置于图框外的下方,一幅地质图可设一个或若干个地质断面图,断面图的图名以断面线上主要地名写在图的上方正中,或以断面线代号表示之,断面线代号就是用细线条画出在地质图上的线段两端的代号,如A—B等,它表明地质断面图在地质图的位置。

地质断面图的比例尺有水平比例尺和垂直比例尺两种,水平比例尺一般与地质图的比例尺一致,垂直比例尺通常大于水平比例尺,后来标在断面图左右两侧的边框上。

各地层的代号标注在剖面线出露的相应地层的上面或下面,地层的符号(花纹)和色谱应与地质图一致,其图例放在地质剖面图框的下方正中。

断面图的两端上方要注明断面线方向,用方位角表示。断面线所经过的主要山岭、河流、村镇等地名应注在断面地形上相应的位置。

(6)地质图的综合分析:在熟悉了上述各种图例的基础上,即可转向图面观察,一幅地质图所反映的地质内容是相当丰富的。从观察内容上先从地形入手,然后再观察地层、岩性、构造、地貌等;从观察方法上,采用一般——局部——整体的分析步骤,首先了解图幅内一般概况,然后分析局部地段的地质特征,逐渐向外扩展,最后建立图幅内宏观地质规律性的整体概念。

分析图内的地形特征如果是大比例尺地质图,往往带有等高线,可以据此分析一下山脉的一般走向、分水岭所在、最高点、最低点、相对高差等。如果是不带等高线的小比例尺地质图,一般只能根据水系的分布来分析地形的特点,如巨大河流的主流总是流经地势较低的地方,支流则分布在地势较高的地方;顺流而下地势越来越低,逆流而上越来越高;位于两条河流中间的分水岭地区总是比河谷地区要高,等等。了解地形特征,可以帮助了解地层分布规律、地貌发育与地质构造的关系等。

分析地质内容应当按照从整体到局部再到整体的方法,先了解图内一般地质情况,例如: (1)地层分布情况,老地层分布在哪些部位,新地层分布在哪些部位,地层之间有无不整合现象等;

(2)地质构造总的特点是什么,如褶皱是连续的还是孤立的,断层的规模大小,它发育在什么地方,断层与褶皱的关系怎样,是与褶皱方向平行还是垂直或斜交等等; (3)火成岩分布情况,火成岩与褶皱、断层的关系怎样。

褶皱构造的表现:地层对称分布,中间地层较新为向斜;地层对称分布,中间地层较老为背斜。如地层依次出露顺序为C-D-S-D-C,中间地层较老,为背斜构造。

断层在地质图上用红线表示,红色虚线表示推测断层。在地质图上,地层错开是断层的重要标志。

把各个局部联系起来,进一步了解整个构造的内部联系及其发展规律,主要包括: (1)根据地层和构造分析,恢复全区的地质发展历史;

(2)地质构造与矿产分布的关系; (3)地质构造与地貌发育的关系,等等。

第三节 地质图件的绘制方法

1、地质剖面图的绘制方法

地质剖面图(map of geological cross section)是按一定比例尺,表示地质剖面上的地质现象及其相互关系的图件。地质剖面图与地质图相配合,可以获得地质构造的立体概念。垂直岩层走向的地质剖面图称地质横剖面图;平行岩层走向的剖面图,称地质纵剖面图;按水平方向编制的剖面图,称水平地质断面图。按地质剖面所表示的内容,可分为地层剖面图、第四纪地质剖面图、构造剖面图等;按资料来源和精确程度,又分为实测、随手、图切剖面图等。

(1)绘制地层剖面示意图 ①地层剖面示意图内容

地层剖面示意图是表示地层在野外暴露的实际情况的概略性图件。用于路线地质工作之中。它是在勾绘出地形轮廓的剖面上进一步反映出某一或某些地层的产状、分层、岩性、化石产出部位、地层厚度以及接触关系等地层的特征。地层剖面示意图的地形剖面和地层分层的厚度是目估的而非实际测量,这是它与地层实测剖面图的主要区别。

②绘图步骤

a、确定剖面方向,一般均要求与地层走向线垂直。

b、选定比例尺,使绘出的剖面图不致过长或过短,同时又能满足表示各分层的需要。如实际剖面长,地层分层内容多而复杂时,剖面图要长一些,相反则短一些。一般地,一张图尽量控制在记录簿的长度以内,对于绘图和阅读都是比较方便的。如果实际剖面长度是 30m ,其分层厚度是数米以上时,则可用l:200或1:300的比例尺作图。

c、按选取的剖面方向和比例尺勾绘地形轮廓,地形的高低起伏要符合实际情况。 d、将地层及其分层的界线按该地层的真倾角数值用直线画在地形剖面相应点之下方,这时,从图上就可量出各地层及其分层的真厚度,注意检查图上反映出的厚度与目估的实际厚度是否一致,如不一致,须找出绘图中的问题所在,加以修正。

e、用各种通用的花纹和代号表示各地层及分层的岩性、接触关系和时代,并标记出化石产出部位、地层产状。

f、标出图名、图例、比例尺、方向及剖面图上地物的名称。如图4-6所示:

图4-6麒麟山地层剖面图

(2)绘制信手地质剖面图

如果是横穿构造线走向进行综合地质观察时,应绘制信手地质剖面图,它表示横过构造线方向上地质构造在地表以下的情况,这是一种综合性的图件,既要表示出地层,又要表示出构造,还要表示火成岩和其他地质现象以及地形起伏、地物名称以及其他需要表示的综合性内容。绘好路线地质剖面图是地质工作者的一项重要基本功,必须掌握。

路线信手地质剖面图中的地形起伏轮廓是目估的,但要基本上反映实际情况,各种地质体之间的相对距离也是目测的,应基本正确,各地质体的产状则是实测的,绘图时,应力求准确。

图上内容应包括图名、剖面方向、比例尺(一般要求水平比例尺和垂直比例尺一致)、地形的轮廓、地层的层序、位置、代号、产状、岩体符号、岩体出露位置、岩性和代号、断层位置、性质、产状、地物名称。 具体绘图步骤如下:

①估计路线总长度,选择作图的比例尺,使剖面图的长度尽量控制在记录簿的长度以内,当然,如果路线长,地质内容复杂,剖面可以绘得长一些。

②绘地形剖面图,目估水平距离和地形转折点的高差,准确判断山坡坡度、山体大小,初学者易犯的错误是将山坡画陡了。一般山坡不超过30°,更陡的山坡人是难以顺利通过的。

③在地形剖面的相应点上按实测的层面和断层面产状,画出各地层分界面及断层面的位置、倾向及倾角,在相应的部位画出岩体的位置和形态。相应层用线条联接以反映褶皱的存在和横剖面的特征。

④标注地层、岩体的岩性花纹、断层动向、地层和岩体的代号、化石产地、取样位置等。

⑤写出图名、比例尺、剖面方向、地物名称、绘制图例符号及其说明,如为习惯用的图例,可以省略。

从作图技巧方面来说,应注意以下三个“准确”:①地形剖面图要画准确;②标志层和重要地质界线的位置要画准确。如断层位置、煤系地层位置、火成岩体位置等;③岩层产状要画准确,尤其是倾向不能画反,倾角大小要符合实际情况。此外,线条花纹要细致、均匀、美观,字体要工整,各项注记的布局要合理。如图4-7所示:

图4-7 信手剖面图

2、地质素描图的绘制方法

地质素描是从地质观点出发,运用透视原理和绘画技巧来表达地质现象或地质作用的画幅。野外勾绘的地质素描,通常是在调查观察过程中进行的,往往要求在较短的时间内完成,一般就在自己野外记录本上用铅笔或钢笔画,不可能精工细作,故又称“地质素描草图”。

(1)地质素描的优越性

地质素描比地质摄影优点多。地质素描除了不受天气、镜头取景范围、近景与远景的限制和比较经济等优点外,更重要的是,当我们分析某种地质现象,认为哪些特征应当强调,哪些附属物或近旁的草木对这些特征有所干扰而应当排除时,若采用照像的办法,忠实于客观景物的复制,就会主次不分,不能突出地质内容,收不到应有的效果。若采用素描技术处理,则完全可以根据观察者的需要,对各种地质现象特征和附近的景物有所取舍,该突出哪些,该精简哪些,都任凭自己的运笔予以描绘和体现。事实表明,一份地质调查报告,如果能充分运用地质素描,既有助于揭示和说明问题的现象本质,又可避免一些不必要的文字叙述,做到简明扼要、文图并茂,效果更佳。

(2)地质素描的基本步骤

①选定素描对象的范围,确定景物在画框内的位置。

②安排主要对象和次要对象的大小比例及其相对位置关系,并在图框内勾画出其范围。 ③勾画景物(或地质体)的轮廓线。主要是抓住外形轮廓,如山脊、陡崖、河床、阶地、层面、断层之类。勾画时先近后远,近处画得细致、清晰、浓重,远处画得粗略、轻淡、隐约。尽量符合透视原理来运笔

④在轮廓线勾画就绪的基础上,加阴影线。这一步骤主要是掌握景物形象的立体感,使其逼真如实。

⑤适当画些背景或衬托物,用以美化画面。

⑥为了清楚地表达画面的内容,可在景物(或地质体)附近标上必要的文字,如村庄、地层年代符号或其他符号等。

⑦最后写上图名、地名、方位、测量数据、比例尺及其它必要的说明。 (3)地质素描的种类

地质素描按其内容,最常见的有下列几种类型:

地层素描:素描对象是地层,表示地层层位关系、地层特征等,如地层剖面素描图。 地质构造素描:主要对象是褶皱、断层、节理及其他构造地质现象。对它们的素描应分别注意这些地方。

褶皱素描:在素描动笔前,应首先琢磨哪一层可作为“标志层”和这个“标志层”的岩性特征以及如何表达素描技法。到素描时,对“标志层”可着重描绘,以求褶皱形态充分显示出来。 断层素描:跟褶皱一样,应先找出它的“标志层”,以此判断断层两盘的相对动向,确定断层类型。

节理素描:素描时主要应把几组不同方向的节理表现清楚,注意各组间的交角大小和各组节理的宽度大小符合实际和透视原理。 如下图4-8-A、B所示,对比实景与素描图

图4-8-A 澎湖海底节理实物图 图4-8-B 澎湖海底节理素描图

第四节 地质观测内容与记录

1、地质观测与记录方法

进行野外地质观察,必须做好记录,地质记录是最宝贵的原始资料,是进行综合分析和进步研究的基础,也是地质工作成果的表现之一。 (1)野外地质记录要求

①详细记录:进行野外地质观察,必须做好记录,地质记录是最宝贵的原始资料,是进行综合分析和进步研究的基础,也是地质工作成果的表现之一。

②客观地反映实际情况: 即看到什么记什么,如实反映,不能凭主观随意夸大或缩小或歪曲。但是,允许在记录上表示出作者对地质现象的分析、判断。因为这有助于提高观察的预见性,促进对问题认识的深化。

③记录清晰、美观,文字通达: 这是衡量记录好坏的一个标准。

④图文并茂:图是表达现地质现象的重要手段,许多现象仅用文字是难以说清楚的,必须辅以插图。尤其是一些重要的地质现象,包括原生沉积的构造、结构、断层、褶皱、节理等构造变形特征,火成岩的原生构造、地层、岩体及其相互的接触关系、矿化特征,以及其他内、外动力地质现象,要尽可能地绘图表示,好的图件的价值大大超过单纯的文字记。 (2)野外地质记录内容

综合性地质观察的记录,要全面和系统,例如进行区域地质测绘,常采用观察点与观察线相结合的记录方法。观察点是地质上具有关联性、代表性、特征性的地点。如地层的变化处、构造接触线上、岩体和矿化的出现位置以及其他重要地质现象所在。观察线是连接观察点之间的连续路线,即沿途观察,达到将观察点之间的情况联系起来的目的。观察点、观察线的具体记录内容如下:

①日期和天气。 ②实习地区的地名。

③路线:从何处经过何处到何处,要写得具体清楚。

④观察点编号:可从 No.01 开始依次为 No.02 , No.03 ,„。

⑤观察点位置:尽可能交代详细,如在什么山、什么村庄的什么方向,距离多少米,是在大道旁还是在公路边,是在山坡上还是在沟谷里,是在河谷的凹岸还是在凸岸等,还要记录观察点的标高,即海拔高度,可根据地形图判读出来。观察点的位置要在相应的地形图上确定并标示出来。

⑥观察目的:说明在本观察点着重观察的对象是什么,如观察某一时代的地层及接触关系,观察某种构造现象(如断层、褶皱„„),观察火成岩的特征,观察某种外动力地质现象等。

⑦观察内容:详细记录观察的现象,这是观察记录的实质部分。观察的重点不同,相应地有不同的记录内容。如果观察对象是层状地质体,则可按以下程序进行记录。 a岩石名称,岩性特征,包括岩石的颜色、矿物组成、结构、构造和工程特性等; b化石情况,有无化石,化石的多少,保存状况,化石名字; c岩层时代的确定;

d岩层的垂直变化,相邻地层间的接触关系,列出证据; e岩层产状,按方位角的格式进行记录;

f岩层出露处的褶皱状况,岩层所在构造部位的判断,是褶皱的翼部还是轴部等; g岩层小节理的发育状况,节理的性质、密集程度,节理的产状,尤其是节理延伸的方向;岩层破碎与否,破碎程度,断层存在与否及其性质、证据、断层产状等;

h地貌、第四系(山形,阶地、河曲等),河谷纵、横剖面情况,河谷阶地及其性质,水文,水文地质特征及物理地质现象(如喀斯特、滑坡、冲沟、崩塌等的分布,形成条件和发育规律,以及对工程建筑的影响等);

i标本的编号,如采取了标本、样品或进行照相等,应加以相应标明; j补充记录。上述内容尚未包括的现象。

如果观测点为侵人体,除化石一项不记录外,其他项目都应有相应的内容,如d项应为侵入接触关系或沉积接触关系;e项应为岩体,是岩脉、岩墙、岩床、岩株或岩基等;f项应为岩体侵入的构造部位是褶皱轴部或翼部,是否沿断层或某种破裂面侵入等。上述记录内容是全面的,但在实际运用时,应根据观察点的性质而有所侧重。

第五节 岩石的野外观察方法

岩石是地质作用的产物;岩石中保存地壳形成与演化的记录;岩石是组成地壳的基本成分。所以对岩石的观察、认识、研究是最重要的、最基础的地质工作。

1、岩浆岩的观察

岩浆岩是由岩浆冷凝、结晶所形成的岩石。按深成岩、脉岩、火山岩叙述。 (1)深成岩

①岩石的观察:颜色、矿物成分及含量、结构、构造、蚀变、矿化、风化产物。

②特殊结构、构造的观察:原生节理(Q、L、S)、片麻理、深源包体(形态、大小、成分与岩浆岩的关系)、捕虏体(形态、大小、成分、排列方式、分布位置,被岩浆岩改造的程度)。

③岩体的观察:矿物成分、结构、构造的变化;岩相的划分、是否存在附加侵入相、多期侵入。脉岩的发育情况。

④与围岩接触关系的观察:这里只介绍侵入接触关系的观察。(沉积接触、断层接触见有关部分。)

岩体:a边部变细或有冷却边、出现斑状结构;

b边部矿物定向排列-岩浆流动构造; c有岩枝、岩脉插入围岩; d有围岩的捕虏体;

e受围岩影响边部成分发生变化。

围岩:a出现热接触变质现象;

b有交代作用时出现交代矿物或形成矽卡岩。

(2)脉岩

脉岩是呈岩墙、岩床、岩席产出的浅成侵入体。

①脉岩类型的观察:辉绿岩、闪长玢岩、花岗斑岩、煌斑岩、石英斑岩、伟晶岩、细晶岩、石英脉„„

②脉岩方向的观察与统计:脉岩经常沿一定的构造破裂面或岩体中的节理侵入,所以,脉岩是区域或局部构造线的反映;

③脉岩之间关系的观察; ④与围岩之间关系的观察;

⑤产在岩体中的脉岩要注意脉岩矿物成分与岩体矿物成分之间的关系的观察; ⑥脉岩相对形成时代的观察。

(3)火山岩

火山岩分为火山熔岩与火山碎屑岩。 ①火山熔岩的观察

a火山熔岩成分的观察:颜色(是岩石化学成分或矿物成分的综合反映),斑晶成分的观察,注意碎屑物质的混入,有否深源包体;

b火山熔岩结构的观察:斑状结构、球粒结构、球颗结构、玻璃质结构、霏细结构、细晶结构;

c火山熔岩的构造观察:气孔与杏仁构造(形态、大小、含量、排列方式、分布部位)、流纹构造、枕状构造、珍珠构造、柱状节理、块状构造;

d火山熔岩与上、下岩石接触关系的观察:间断面、烘烤、沉积接触„„; e火山熔岩地质产状的观察:岩被、岩丘、火山锥、破火山口、火山颈„„; ②火山碎屑的观察

a火山角砾岩、集块岩的观察:

碎屑的观察:成分、大小、形态、含量、排列方式、运动中形成的特点。 胶结物的观察:熔岩胶结、凝灰胶结;胶结物的含量、胶结类型。

b凝灰岩的观察:晶屑、玻屑、岩屑的含量,晶屑的矿物成分、碎屑的颗粒大小、特殊的结构构造(假流纹构造、火焰构造)、胶结物的成分(熔岩、火山灰)。

③火山岩的综合观察 a火山岩的岩石组合。 b火山岩喷发旋回的观察。 c火山作用方式的观察。 d火山岩空间分布规律的观察。 e火山岩来源的观察(深源包体)。

2、沉积岩的观察

(1)碎屑岩

按砾岩、砂岩分别叙述。

①砾岩的观察

砾石的观察:成分、大小、球度、磨园度、分选性、排列方式、含量。

胶结物的观察:成分、结构、含量。

砾石与胶结物关系的观察:胶结类型、(胶结方式)、孔隙度。

砾岩是重要的岩石类型,它的出现具有重要的地质意义,它的成分成熟度、结构成熟度是研究地质作用的重要基础。所以要特别注意对砾岩的观察,一旦发现绝不放过,一定要重点观察研究。

②砂岩的观察:

砂岩是碎屑粒径<2mm的沉积岩(碎屑岩)。

碎屑的观察:成分及各成分的含量、大小、磨圆、分选、孔隙、特征沉积矿物(如海绿石)。

胶结物及胶结类型的观察:成分、含量、胶结类型。

特殊结构、构造的观察:层理、韵律层理、粒序层理、斜层理、交错层理、波痕、各种原生构造(包卷层理、揉皱、侵蚀面„„)。在粉砂岩中还要注意石盐假晶、各种结核及生物活动遗迹(虫孔)。

各种生物化石的寻找。 (2)粘土岩

粘土岩是由粘土矿物组成的岩石。

主要观察:颜色、层理、各种结核、石盐假晶、雨痕、泥裂及生物活动遗迹。 特别注意对生物化石的寻找。 (3)碳酸盐岩

分为灰岩、白云岩、内碎屑岩等。

①内碎屑岩的观察

a砾屑灰岩的观察(竹叶状灰岩):

碎屑的形态、大小、氧化特征、磨园、排列方式、胶结物成分、层理类型以及所含生物化石。

b砂屑灰岩(鲕状灰岩)的观察:砂屑的形态、结构、大小、排列方式、胶结物成分,层理、所含生物化石。

②灰岩(白云岩)的观察:(注意区分白云岩与灰岩)

主要观察:颜色、结核(成分、多少、排列方式)、层理类型、缝合线、生物活动的遗迹及生物化石。风化面的特征(豹皮状、暖气片状、刀砍纹„„)。

(4)沉积岩的综合分析与观察

①注意岩石组合关系、旋回变化、特殊结构、构造及接触关系,分析研究沉积相、沉积建造,进行地层划分对比,研究沉积环境与各种沉积矿产及油气生成的关系。 ②注意对各种构造要素的测量: 产状、斜层理、砾石排列方式的测量。 ③物源区的判定及搬运条件。

3、变质岩的观察

变质岩是地壳中已形成的岩石受变质变形作用的再改造而形成的岩石。对它的观察既要全面观察变质作用所形成的矿物成分、结构构造、变质变形特征,还要注意观察变余的成分、结构构造,才能全面认识变质岩石,为地质研究提供更多的基础材料。观察内容: (1)变质岩矿物成分

主要造岩矿物及其含量的观察:石英、斜长石、碱长石、云母、角闪石、辉石、方解石

特征变质矿物及其含量的观察:石榴石、十字石、红柱石、蓝晶石、矽线石、蓝闪石、绿辉石、紫苏辉石、方柱石、硅灰石、透闪石、金云母„„。 (2)变质岩的结构

变余结构:特别注意岩浆岩的变余结构。

变成结构:斑状结构、残斑结构、糜棱结构。 (3)变质岩的构造

变余构造:为变质岩原岩所具有的构造。

变成构造:板状、千枚状、片状、片麻状、角砾状、肠状。 (4)变形特征及变质变形关系

斑晶与片理、片麻理的关系;残斑的形态;强变形域与弱变形域的关系;层理转换、构造置换的特征;定向构造的产状与区域构造的关系。面理、线理的组成矿物、产状的观察与测量。

(5)变质岩石的综合观察与初步研究 ①变质岩原岩的恢复;

②变质作用强度的划分及变质岩形成深度的推断;

③变质表壳岩、变形-变质深成岩、糜棱岩的初步确认。

第六节 地貌图件的绘制方法

1、地貌剖面图的绘制方法

地貌剖面图是区域地貌研究中经常编绘的一种地貌图,用断面图的形式综合地反映地表起伏的状态及其与地质构造、第四纪沉积物等地貌因素的关系,通常可以在野外实测绘制,也可以在地形图、地质图和第四纪地质图上选择剖面编绘。在室内编绘地貌剖面图通常首先是根据地形图绘出典型区的地形剖面图,再把有关地貌、地质和第四纪地质的内容(如构造、岩性、年代等)绘在剖面图的相应部位。在地形起伏较小的地区,剖面图的垂直比例尺要适当放大,但剖面线的起伏要以不失真为度(一般为水平比例尺的5~20倍)。

用于揭示地貌外部形态和组成物质或地质构造间的关系,是编写地貌报告和论文时经常应用的方法。作法如下:

①目测观察对象大小,确定适当的比例尺,一般垂直比例尺要放大些。 ②先勾出地形轮廓,然后画出层间界线。

③把基岩、沉积物等填绘在剖面上,填绘时,沉积物的类型、特征,相互间的顺序和关系应和客观实际情况一致,但其中的砾石大小和相互距离则不一定很准确。 ④注明图名、图例、方向、地物标志和高程等。

常用的地貌剖面图有三种:

(1)实测剖面图:选择有代表性的或重要的地貌现象,用仪器、皮尺或测绳实测,并绘成剖面图。

野外地貌示意剖面指在野外地貌观测点当场绘制的示意性剖面、半实测剖面及素描剖面等。它们是在野外条件下表现小范围地貌现象和地貌构成物质的快速而简洁的地貌剖面图。 这种剖面图要求表现出地貌的起伏、转折形态,主要地貌标志点的高度,地貌构成物质等。基岩部分一般用平行斜线标出,不详细记录其构造和产状,但构造地貌调查或需要对基岩进行详细观测的地貌调查,应当表示地层产状、构造形态、地层时代、岩性等。松散沉积物部分要详细表示地层分层、厚度、岩性、侵蚀面等,记录其中特殊的夹层、化石位置等。同时要记录剖面的地点、方向、水平比尺和垂直比尺等。

野外地貌剖面的测量一般采用气压计、罗盘和钢卷尺,加上目测和步测。首先绘出半实测性质的地形剖面,然后在其中表示地貌构成物质。注意在描绘组成地貌体的地层时,地层界线要与实际地貌形态相吻合(图4-9)。

图4-9 陕西洛川黑木沟黄土剖面示意

(2)示意剖面图:一般观测的剖面或据沿途收集的资料,按目测或步测的比例,绘成示意图。

对地貌形态和第四纪沉积物发育比较好的地貌观测点,如果在调查区内具有一泛的代表性或在生产建设项目中有特殊需要,应绘制实测地貌剖面。它所表示的各种地貌要素,如高度、长度、厚度、坡度、地貌类型组合等都要求准确,沉积物层位、岩性、地层接触关系也要求精确。这种剖面的绘制一般用经纬仪测量,也可用气压计、皮尺和罗盘逐点进行比较精确的测绘。

(3)综合剖面图:把几个地貌剖面的内容或有关地质、地貌、沉积物的现象综合表示在一个剖面上,表示的范围较大,这种图件可以集中地表现出地貌的形态成因,物质组成、发育过程和分布规律。

对一个地区进行调查的后期阶段,对该区地貌、第四纪沉积的发育历史已形成了比较完整的概念后,根据若干实测剖面和示意剖面归纳、综合,绘成表示该区典型地貌类型、第四纪地层的理想剖面图,称为地貌综合剖面图。它可以体现研究者对调查区地貌、第四纪现状及其形成过程的观点和结论。

地貌综合剖面图要全面、扼要地表示出全区具代表性的地貌类型、组合关系,第四纪地层分层、成因、时代等内容。综合剖面图大部分是实测剖面综合而成的,也需标出主要的河流、城市、山峰等(图4-10)。综合剖面的各个部分是以实际材料为依据,所不同的是调查区

任何一个实际的剖面线都不可能包括全部这些地貌、第四纪地质内容。所以综合剖面虽然经过综合加工,却高度概括并具有严密的科学性。

图4-10共和盆地恰恰区地质地貌综合剖面图

2、地貌素描图的绘制方法

地貌素描是用简单线条描绘地貌形态特征的技巧和方法。描绘时可以突出地貌主要特征,不绘或简绘其他地貌形态或无关景物。它可以弥补照相之不足。这是运用绘画技法,以线条为主要表现形式,有目的有重点地描绘典型地貌现象的一种图件,下面简单介绍一般绘制步骤:

(1)确定主题和取景。首先要明确表现什么和达到的目的,然后选择表现主题最佳角度,再确定画面的范围。这是在动笔前必做的准备工作。

(2)控制比例。划出大体轮廓,确定素描对象在图上的位置。控制比例的方法一般是用右手拿住铅笔的一端,并将手臂伸直,用铅笔量素描对象的高、宽、和斜度,并不断与适当确定的标准长度作比较。比例控制得当,所表现对象的外形就不会失真。

(3)进行块面分割。初步充实画面。块面是构成形体基本单位。不管地貌形态如何千变万化,我们仍可把它们的各组成部分设想为由各种块面组成的几何体,使复杂的地形简化。在分析块面时,要注意从整体入手,块面大致可分为:平面、竖面、不同斜度的斜面、弧面和曲面。

(4)突出主体,逐步刻划细部。一幅素描有了主体才有中心。特征是反映本质的,所以与主题有关的内容必须重点描绘,使特征明显。同时,在素描任何一细部时,要注意它在整体 中的位置和与其它细部的比例,画时应先大后小,先主后次,先近后远。进行这一步骤时,要力求取舍得当,线条简明,富有立体感。

(5)检查整饰、加写注记。把素描和实际地貌核对一下,看看有无错误之处;擦去多余的线条,有时还要加上标志物。注明各式各主要景物,绘图地点、方向、作者和日期等。 素描图是用线条为主要表现形式的,线条运用的好坏直接关系到素描图的成功与否。线条可以表现地貌的轮廓,质感(坚硬的砂岩、较软的页岩、飞瀑)、立体感和空间感等等,它反映素描者的功底。一般的晕线应与面的起伏变化一致,它应画在暗部,高部不画或少画,即使暗部,所画的晕线也应有所变化,最暗处不妨小片全涂。

画近景时常辅之以点线、折线、曲线等线条,以避免平板、单调。初学者运用线条,应以大胆流畅为好,一般讲,宜快不宜慢,如缩手缩脚不敢大胆下笔,则可能出现“儿童画”上的破碎短线,以致把坚石画成草堆。线条还有粗细、虚实之分,往往近粗远缰,近实远虚,这样可增加空间感。如在观察点的时间较短,则在野外可用铅笔作一简描。回到室内再用钢笔作精描。如图5-11所示:

图4-11 陕西洛川北汉寨黄土古冲沟素描剖面图

第七节 野外地貌观测与记录

1、地貌野外观测方法

地貌野外观测,重点是通过观测点上工作来完成。野外记录,是最原始的观测到的实际资料,是研究和解决地貌问题的依据。所以记录必须真实,力求全面、详细、整齐和清晰。

(1)地貌形态量测与描述

确定地貌形态的特征要有定性和定量两方面的具体内容即包括形态的量测和形态的描述。由于不同等级的地貌形态特征是不同的。一般首先叙述大的地貌形态特征(如:山地、平原

和盆地等)它们往往是多种地貌类型的形态组合,然后再叙述次一级地貌形态特征(如阶地、倒石堆和洪积扇等)最后还要叙述组成地貌各个要素的形态特征(如阶地面、斜坡、陡坎等)。 它们都应包括地貌形态的几何轮廓(如扇形、锥形、阶梯、三角形)分布的位置(绝对高度和相对高程)形体或面积的大小(长、宽、高),表面起伏变化(坡形、坡度)割切浓度和密度等,有的数据可根据地形图或航空像片测出和算出。

(2)地貌物质结构观测与描述

地貌的形态特征与它的物质结构关系极为密切,因此,在地表露头较好的地点必须进行地质观测。其重点是描述和量测岩石的名称、性质结构,各种次生和风化的特征;岩层或岩体的产状,与相邻层位的接触关系;各种构造现象等。一般都是从表及里、由上而下逐层记录,尽可能搞清地层的年代、成因、层序和分布的规律。搞清它对地貌的形成和发育的影响。 遇到较好的第四纪地层露头,更应该详细地描述和量测,因为它对决定地貌的成因和年龄,都经常起着关键的鉴定作用。

(3)查明地貌类型之间相互关系

必须注意各种地貌现象与其他自然现象之间、各种地貌类型之间、同一类型的各个地貌部分之间,以及地貌的不同要素之间的相互关系和纵横的变化。它对确定地貌的成因、年龄和发育的规律,以及对研究新构造运动的古气候等都有重要意义。例如:河谷阶地的纵横剖面的变化,洪积扇的分布和变形,岩溶的水平溶洞分布和成层性,冰斗与雪线的变化和关系,沙丘的分布和移动,海蚀穴和砂霸的变化分布,与地貌形成时代有关的沉积物特性及所含的古生物化石和孢粉等。

(4)观测现代地貌作用和过程

现代地貌作用也叫物理地质现象。常常对工程的质昨速度产生很大影响,通过对现代地貌作用(如崩塌滑坡、泥石流、塌陷、水土流失、对边岸的冲刷、风沙移动和泥沙的沉积等)的观测和研究,分析地貌的形成与所处的发展阶段和进行的强度,从而预测它对生产的影响并提出防止危害产生的措施。

为了掌握现代地貌作用和过程,在典型地区,尽可能建立必要的长期野外观测站,或室内进行模拟实验,观测它们的动力向获得大量数据,总结基本理论,为工程设计提供可靠的依据。

(5)分析地貌成因

分析地貌成因的途径是很多的,例如,地貌形态特征及空间分布规律的分析、地貌的形态与组成它的基岩或松散沉积物的岩性、厚度、结构、构造特征和分布规律的分析、地貌成

因类型组合及其相关沉积物特征的分析、地貌的动力过程与自然地理(或古地理环境)的分析,地貌与地质条件,地壳运动和人类经济活动等因素的关系的分析等,都是确定地貌成因的方法。

2、地貌野外记录方法

地貌野外记录是最宝贵的原始资料,是分析、研究地貌问题的依据,也是地貌野外考察的重要成果。所以记录的内容必须客观地反映实际,记录要尽可能全面、详细、准确、图文并用。记录本在左面作剖面和素描图用,右面作文字记录用,它包括记录的日期、天气、路线(从XX到XX)、观测点的顺序号(No.1、No.2„„)、位置(位于某明显地物,如村庄、车站和桥等的方向与距离以及它所处的地貌部位,如河岸、冲沟和山顶等)、高程(绝对高度和相对高度)以及两点间所观测到的现象、而后再描述观测点上所见到的具体内容。下面就地貌野外观测和记录的主要内容扼要说明。记录的格式如下:

①地点、日期、天气情况。

②观测点的位置(如观测点多,则应编号)。 ③该点观测的对象

④观察的内容,审观测记录的主要部分,应把观察到的内容一项项记录清楚。 ⑤绘制地貌剖图、平面示意图和素描图。

第八节 地质罗盘使用方法

1、地质罗盘基本构造

如图4-12,主要由磁针、磁针制动器、刻度盘、测斜器、水准器和瞄准器等构成。

图4-12地质罗盘仪构造图

1—反光镜;2—瞄准觇板;3—磁针;4—水平刻度盘;5—垂直刻度盘;6—测斜指示针(或悬锤);7—长方形水准器;8—圆形水准器;9—磁针制动器;10—顶针;11—杠杆;12—玻璃盖;13—罗盘底盘。

磁针:一两端尖的磁性钢针,其中心放置在底盘中央轴的顶针上,以便灵活地摆动。由于我国位于北半球,磁针两端所受地磁场吸引力不等,产生磁倾角。为使磁针处于平衡状态,在磁针的南端绕上若干圈铜丝,用来调节磁针的重心位置,亦可以此来区分指南和指北针。

磁针制动器:是在支撑磁针的轴下端套着的一个自由环,此环与制动小螺纽以杠杆相连,可使磁针离开转轴顶针并固结起来,以便保护顶针和旋转轴不受磨损,保持仪器的灵敏性,延长罗盘的使用寿命。

刻度盘:分内(下)和外(上)两圈,内圈为垂直刻度盘,专作测量倾角和坡度角之用,以中心位置为0°,分别向两侧每隔10°一记,直至90°。外圈为水平刻度盘,其刻度方式有两种,即方位角和象限角,随不同罗盘而异,方位角刻度盘是从0°开始,逆时针方向每隔10°一记,直至360°。在0°和180°处分别标注N和S(表示北和南);90°和270°处分别标注E和W(表示东和西)如图所示。象限角刻度盘与它不同之处是S、N两端均记作0°,E和W处均记作90°,即刻度盘上分成0°—90°的四个象限。

注意:方位角刻度盘为逆时针方向标注。两种刻度盘所标注的东、西方向与实地相反,其目的是为了测量时能直接读出磁方位角和磁象限角,因测量时磁针相对不动,移动的却是罗盘底盘。当底盘向东移,相当于磁针向西偏,故刻度盘逆时针方向标记(东西方向与实地相反)所测得读数即所求。在具体工作中,为区别所读数值是方位角或象限角,可按下述方法区分:如图4-8-A与B的测线位置相同,在方位角刻度盘上读作285°、记作NW285°或记作285°,在象限角刻度盘上读作北偏西75°,记作N75°W。如果两者均在第一象限内,例如50°,而后者记作N50°E以示区别(图4-13-A、B,表1)。

测斜指针(或悬锤):是测斜器的重要组成部分,它放在底盘上,测量时指针(或悬锤尖端)所指垂直刻度盘的度数即为倾角或坡度角的值。

图4-13-A 方位角刻度盘 图4-13-B 象限角刻度盘

表1 象限角与方位角之间关系换算表

象限 方位角度数 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 0—90° 90°—180° 象限角(γ)与方位角(A)之关系 象限名称 γ=A γ=180°-A NE象限 SE象限 SW象限 NW象限 180°—270° γ=A-180° 270°—360° γ=360°-A 水准器:罗盘上通常有圆形和管形两个水准器,圆形者固定在底盘上,管状者固定在测斜器上,当气泡居中时,分别表示罗盘底盘和罗盘含长边的面处于水平状态。但如果测斜器是摆动式的悬锥,则没有管状水准器。

瞄准器:包括接目和接物觇板、反光镜中的细丝及其下方的透明小孔,是用来瞄准测量目的物(地形和地物)的。

使用方法:在使用前需作磁偏角的校正,因为地磁的南、北两极与地理的南、北两极位置不完全相符,即磁子午线与地理子午线不重合,两者间夹角称磁偏角。地球上各点的磁偏角均定期计算,并公布以备查用。当地球上某点磁北方向偏于正北方向的东边时,称东偏(记为+);偏于西边时,称西偏(记为-)。如果某点磁偏角(δ)为已知,则一测线的磁方位角(A磁)和正北方位角(A)的关系为A=A磁±δ。如图4-14A表示δ东偏30°,且测线所测的角亦为NE30°时,则A=30°+30°=NE60°;图4-14B表示δ西偏20°,测线所测角为SE110°,则A=110°-20°=90°。为工作上方便,可以根据上述原理进行磁偏角校正,

磁偏角偏东时,转动罗盘外壁的刻度螺丝,使水平刻度盘顺时针方向转动一磁偏角值则可(若西偏时则逆时针方向转动)。经校正后的罗盘,所测读数即为正确的方位。

在对方向或目的物方位进行测量时即测定目的物与测者两点所连直线的方位角。方位角是指从子午线顺时针方向至测线的夹角(如图4-14C所示)。首先放松磁针制动小螺纽,打开对物觇板并指向所测目标,即用罗盘的北(N)端对着目的物,南(S)端靠近自己进行瞄准。使目的物、对物觇板小孔、盖玻璃上的细丝三者连成一直线,同时使圆形水准器的气泡居中,待磁针静止时,指北针所指的度数即为所测目标的方位角。

图 4-14A 磁偏角东偏 图4-14B 磁偏角西偏 图4-14C罗盘仪测量目的物方位

2、岩层产状要素的测定

岩层的空间位置决定于其产状要素,岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角(见图5-15)。

图4-15 岩层产状要素极其测量方法

岩层走向测量 岩层走向是岩层层面与水平面相交线的方位,测量时将罗盘长边的底棱紧靠岩层层面,当圆形水准器气泡居中时读指北或指南针所指度数即所求(因走向线是一直线,其方向可两边延伸,故读南、北针均可)。

岩层倾向测量 岩层倾向是指岩层向下最大倾斜方向线(真倾向线)在水平面上投影的方位。测量时将罗盘北端指向岩层向下倾斜的方向,以南端短棱靠着岩层层面,当圆形水准器气泡居中时,读指北针所指度数即所求。

岩层倾角测量 岩层倾角是指层面与假想水平面间的最大夹角,称真倾角。真倾角可沿层面真倾斜线测量求得,若沿其他倾斜线测得的倾角均较真倾角小,称为视倾角。测量时将罗盘侧立,使罗盘长边紧靠层面,并用右手中指拨动底盘外之活动扳手,同时沿层面移动罗盘,当管状水准器气泡居中时,测斜指针所指最大度数即岩层的真倾角。若测斜器是悬锤式的罗盘,方法与上基本相同,不同之处是右手中指按着底盘外的按纽,悬锤则自由摆动,当达最大值时松开中指,悬锤固定所指的读数即岩层的真倾角。

岩层产状记录方法 如用方位角罗盘测量,测得某地层走向是330°、倾向为240°、倾角为50°,记做330°/SW∠50°,或记做240°∠50°(即只记倾向与倾角即可)。如果用方位角罗盘测量但要用象限角记录时,则需把方位角换算成象限角,再作记录。如上述地层产状其走向应为γ=360°-330°=30°,倾向β=240°-180°=60°。其产状记作N30°W/SW∠50°,或直接记作S60W∠50则可。在地质图或平面图上标注产状要素时,需用符号和倾角表示。首先找出实测点在图上的位置,在该点按所测岩层走向的方位画一小段直线(4mm)表示走向,再按岩层倾向方位,在该线段中点作短垂线(2mm)表示倾向,然后,将倾角数值标注在该符号的右下方。

第九节 一般野外定点方法

(1)在精度要求不很高时(在小比例尺填图或草测时)可用目估法进行定点,也就是说根据测点周围地形,地物的距离和方位的相互关系,用眼睛来判断测点在地形图上的位置。 用目估法定点时首先在观测点上利用罗盘使地形图定向,即将罗盘长边靠着地形图东边或西边图框,整体移动地形图和罗盘,使指北针对准刻度盘的o度,此时图框上方正北方向与

观测点位置的正北方向相符,也就是说此时地形图的东南西北方向与实地的东南西北方向相符。这时一些线性地物如河流、公路的延长方向应与地形图上所标注的该河流或公路相平行。

在地形图定向后,注意找寻和观察观测点周围具有特征性的在图上易于找到的地形地物,并估计它们与观测点的相对位置(如方向、距离等)关系,然后根据这种相互关系在地形图上找出观测点的位置,并标在图上。

(2)在比例尺稍大的地质工作中,精度要求较高则需用交会法来定点。

首先要使地形图定向(方法与目估法相同)

然后在观测点附近找三个不在一直线上且在地形图上己表示出来的已知点如三角点、山顶、建筑物等,分别用罗盘测量观测点在它们的什么方向。此时罗盘之对物觇板对着观测者(因观测者所定位置是未知数),竖起砧觇板小孔觇板通过小孔和反光镜之中线再描所选之三角点或山头,当三点联成直线且水泡居中时读出指北针所指读数即为该测线之方位,即观测点位于已知点的什么方向,将三条测线方位记录之。

在图上找到各己知点,用量角器作图,在地形图上分别绘出通过三个已知的三条测线,三条测线之交点应为所求之测点位置。如三条测线不相交于一点(因测量误差)而交成三角形(称为误差三角形),测点位置应取误差三角形之小点。 具体应用此法时应注意两点:

①量测线方向时如罗盘砧觇板对着已知点瞄准则指南针所指读数为所求观察点之方位。指北针所指读数则是已知点位于此观测点之方向。为了避免混乱,一般采用罗盘对物砧觇板对着未知数(所求点之方向)读指北针。

②用量角器将所测的测线方向画在图上时应注意采用地理坐标而不是按罗盘上所注方位。

实际工作时往往将目估法和交会法同时并用,相互校正,使点定得更为准确。例如用三点交会法画出误差三角形后,用目估法找出测点附近特殊之地形物和高程来校对点之位置。

第十节 野外地块与地段的鉴别方法

一、地块的鉴别方法 (一)地块鉴别判断依据 1.地貌的最小单位

维索茨基的四种处境:土壤与地貌的关系。分水岭的凹地、平地和斜坡、斜坡的下部、潜水面出露的低地。

拉明撕基的两大类处境:地貌和水文条件。陆地与河漫滩。

波雷诺夫的三个单元景观:地貌和化学元素迁移。残积处境、水上处境和水下处境。

地貌的最小单位是地貌面,它至少应有坡度和坡向两个条件相同。 2.岩性、土质、土壤、植被的最小单位

植被和土壤难以作为划界标志。根据地貌面和岩性土质等所构成的各种处境划分地块仍属最可靠和简单的办法。

3.水文和气候的最小单位

应根据排水条件的差别来区分其最小单位。土壤水分一致的范围,排水条件应相同,这一点可作为划分地块的参考标志。根据小气候划分地块是困难的。

4.各组成成分的分布区大小与地块的联系

A,各自然地理成分最小基本单位的分布区大小一致,应该划分为一个地块;不一致,应则可能分为几个地块。

B,在分布区一致的情况下划分地块,不能简单采用各成分最小单位分布区地块叠置的方法,而应从分异因素入手进行相关分析,按一定步骤来划分。

C,划分地块的步骤一般是首先划分地貌面。

D,划分地块的可靠而又简单的标志,通常是界线较明显和稳定的组成成分——地貌面和岩性土质,以及对自然条件反映较全面和较灵敏的土壤和植被,水文和小气候一般只作为划界的辅助指标。

(二)地块的内部结构和界线性质

1,地块的形态要素:地块内部的明显独立部分。

点要素、线要素、面要素。

2,地块的形态要素结构:

均匀分布、镶嵌分布、斑点状分布。

3,地块的界线性质:

A,明显边界; B,锯齿状边界;

C,镶嵌边界; D,断片边界; E,补缀边界。

4,地块内部结构和界线性质与地块鉴别

可以根据地块的界线种类,分析什么成分的分异制约着地块的分异。

5,地块制图实例 二、地段的鉴定方法 (一)地段的定义和性质

1,定义:由一些地块有规律组合形成的,与“限区”和“土地单元”相当。 2,基本特征:

A,地块组合成的自然地域综合体;

B,整体综合自然特征相对一致,是具有相对独立性的自然地理综合体; C,具有相应的彼此相互联系的各个自然地理成组成分; D,在地段的组成成分中,初级地貌形态是分异的主导因素;

E,地段的界限比较分明,其简单和复杂主要取决于初级地貌形态的特性

及其复杂性;

F,水的运动、固体物质的搬运和化学元素的迁移等具有共同的方向。

(二)地段的界线与鉴别

尽管初级地貌形态是地段形成的重要因素,但并不是惟一的因素。 1,一般来说,初级地貌形态通常在地表切割显著的情况下,正负初级地貌形态交替分布以及阶梯性地貌的情况下对地段形成的作用最为显著。

2,即使地貌形态相同,也可能因植被变化而导致不同地段的形成。 地段的形成除与初级地貌形态有密切关系外,还与土质的水物理性质和营养特征的变化、松散沉积物下伏基岩深度和性质以及离河谷远近所决定的潜水埋深和天然排水条件等因素的影响有关。

(三)地段鉴别的复杂性

1,初级地貌形态雏形的处理。地块,过度—地段。

2,无论一个初级地貌形态中的各地貌面是一个或几个地块,都可视为地段。

3,一个初级地貌形态受另一个初级地貌形态切割,或一个初级地貌形态范围内叠置分布某种小的初级地貌形态,这才是真正的复杂地段。

地段相当于一个初级地貌形态,但由于初级地貌形态有雏形的、简单的

和复杂的之别,因此,地段亦有雏形地段、简单地段和复杂地段之分。

09地本的同学:

舟溪野外实习要求主要有①共有四项主要实习内容(见前面),请详细阅读野外实习要求及资料,认真做好实习准备;②对每项实习内容,做好调查前资料的收集与准备,做好实习工具的准备;③针对每项实习内容,做好实习步骤与计划的编写,设计调查表格并打印出来(这次我不为你们设计);④针对每项实习内容进行实习报告编的设计。

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