野外公路工程地质调查内容和方法
A. 野外地质调查
野外地质调查填图的主要任务是通过影像岩石单元-剖面法与点线地质调查相结合,查明影像岩石单元的岩性构成,研究地质体的空间形态,相互关系和变化,填制地质图。
(一)野外地质调查路线布置原则
遥感地质填图与常规地质填图野外地质路线布置有明显的不同。在路线布置中可充分利用遥感技术宏观,直观技术特性,弥补常规填图方法的局限性。因此,遥感填图野外地质路线布置的总体原则是宏观控制,重点突出,以达到解决基础地质问题为目的,具体规则如下:
(1)对所建立的影像岩性单元均需有野外地质观测路线控制。
(2)对影像标志清晰、延伸稳定、岩石类型符合填图单位建立划分标准的影像岩性单元仅需安排1~2条控制路线。
(3)对影像标志较清晰,具有一定延伸,岩石类型基本符号填图单位建立划分标准的影像岩性单元需安排2~3条野外调查路线。
(4)对可解性、可分性差的影像岩石单元以2.5 km间隔安排野外地质调查观测路线。
(5)对区域构造单元划分、构造规律研究起控制作用的深大断裂应有相应的观测点控制。
(二)野外地质调查基本内容
1.影像岩石单元属性调查
通过野外调查,了解和掌握不同影像岩石单元的岩石类型、岩石类型组合、岩性变化规律、形成特点、相互关系及层序。对具有填图单位意义的影像岩石单元直接作为填图单元填制。而对那些与填图单位建立划分标准差距较大的影像岩石单元,经修订后使其符合填图单位建立划分标准,并填制之。
2.构造现象调查
(1)褶皱构造。位置、形态、产状、两翼地层单元的层序。
(2)断裂构造。地层单元的缺失,破碎,位移或平移、方向、产状性质
(3)节理。位置、类型、发育程度、密度等。
(三)地质记录
野外地质记录是对地质体或地质现象的真实描述,必须保持客观、具体、严谨求实,不应为自圆其说而对地质现象任意取舍。具体内容包括:
(1)点号。为观测点编号,可用年份+点性+地质点号,第一个大写字母加点号表示。如2001D10
(2)点位。即地质点位置。用GPS定位经度和纬度。
(3)点性。即地质点性质。可分为界线点、岩性控制点、构造点、矿化点等。
(4)点性描述。主要描述点位和两侧地质现象的变化情况。
(5)路线地质。即两个观测点之间的地质现象描述。一般以岩层或岩性变化分段记录描述,如:①0~100 m为砂岩;②100~200 m为砾岩。还可用其他方式。
(6)路线顺手剖面素描图绘制。每个野外调查组在路线地质调查中必须绘制顺手剖面素描图。图面内容包括图名、图例、比例尺、岩性花纹、产状。重要地质现象应摄制照片并按卷片编号。
(四)野外手图和实际材料图
1.野外手图
野外手图是野外地质调查用图,用于标注地质点圈画、地质体和填制填图单元界线的图件。一般采用国家测绘部门正式出版的地形图,比例尺为1∶10万。根据遥感填图技术特点,野外手图为具有影像岩石单元和断裂内容遥感初步解译的地质图。它是以1∶10万或1∶25万影像图为信息源解译编制,该手图内容除具有地质解译内容,还应标注有地质点、点号、产状、填图单元修订界线,各种样点、填图工程位置路线等。严格地讲,野外记录的各项内容均应在工作手图中找到相应的位置。
2.实际材料图
实际材料图是遥感地质图编制的基础,是遥感室内解译成果与野外调查内容的真实表示形式。根据具体工作情况,实际材料图划分如下类型:
(1)遥感影像单元图。
(2)遥感初步解译地质图。
(3)野外调查结果图。
B. 地质调查方法
1.基础地质调查
在全面收集和分析区域地质调查报告的基础上,认真阅读调查区的地质构造和地层岩性及区域地质发展史,分析判断调查区可能存在的地质和断裂构造,通过野外的实地踏勘和简单的测量,确定在调查区内的地层、岩性和构造,并寻找在地表出露的能代表该地区地质构造的主要方向,并标示在图上。
2.水文地质调查
对于火山岩地区主要是寻找基岩裂隙水,研究基岩的岩性和其中的原生孔隙及裂隙的构成与分布规律;研究成岩后各种动力对岩层(体)的破坏作用和各种裂隙的分布与破坏规律;分析区内各种岩层(体)的含水性,判定裂隙含水层(体)的埋藏及分布特征;从基岩褶皱和断裂构造的含水特征,分析裂隙水构造类型及其水文地质特征,重点注意分析断裂的力学性质,断裂带中破坏产物的存在状态,胶结充填情况;分析断裂两盘的岩性、破碎程度、破碎带宽度及它们对富水性的影响;注意断层的多期活动情况,尤其注意新期活动对地下水的影响。分析讨论断裂带规模对其富水性的控制作用;分析岩浆岩与围岩间的接触类型、蚀变、破碎情况及其水文地质特征;研究喷出岩裂隙(柱状节 理)、大孔性和熔岩通道的发育规律及其含水性;注意基岩区风化带的发育情况及其水文地质特征;观察区内地貌特征及其对地下水的控制作用,研究区内水文网的发育、变迁过程和动态变化;对区内主要含水层(体)中地下水的补给、运动和排泄条件进行研究,实测地下水露头的出水量,取水样进行水质分析,并对它们进行评价;收集现有裂隙水供水源地和采矿场的水文地质资料,对裂隙水的合理开发和疏干进行研究。
C. 野外地质工作方法
测量某物体的方位是野外地质工作者应具备的最基本的技能。在定点时,首先要做的就是测量观察点位于某地形或地物的方位。测量时打开罗盘盖,放松制动螺丝,让磁针自由转动。当被测量的物体较高大时,把罗盘放在胸前,罗盘的长水准器对准被测物体,然后转动反光镜,使物体及长瞄准器都映入反光镜,并且使物体、长瞄准器上的短瞄准器的尖及反光镜的中线位于一条直线上,同时保持罗盘水平(圆水准器的气泡居中),当磁针停止摆动时,即可直接读出磁针所指圆刻度盘上的读数,也可按下制动螺丝再读数。
测量岩层产状要素
岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角。岩层走向是岩层层面与水平面交线的延伸方向。岩层倾向是岩层面上的倾斜线在水平面上的投影所指方向。倾角是倾斜线与水平面的夹角。
测量岩层走向时,将罗盘的长边(与罗盘上标有N—S相平行的边)的一条棱与层面紧贴,见图1,然后缓慢转动罗盘(注意:在转动过程中,罗盘紧靠层面的那条棱的任何一点都不能离开层面),使圆水准器的气泡居中,磁针停止摆动,这时读出磁针所指的读数即为岩层之走向。读磁北针或磁南针都可以,因为岩层走向是朝两个方向延伸的,相差 180°。
1 岩层产状的测定方法
测量岩层的倾向时,罗盘如图1放置,将罗盘南端(标有S)的一条棱紧靠岩层面,这时长瞄准器指向与岩层的倾向一致,并转动罗盘,转动方法及原则同上。当罗盘水平、磁针不摆动时,就可读数。如图1放置罗盘,应读磁北针所指的读数。当测量完倾向后,不要让罗盘离开岩层面,马上把罗盘转90°,(罗盘直立),如图1放置,使罗盘的长边紧靠岩层面,并与倾斜线重合,然后转动罗盘底面的手把,使测斜器上的水准器(长水准器)气泡居中,这时测斜器上的游标所指半圆刻度盘的读数即为倾角。
在测量地层产状时,一般只需测量地层的倾向和倾角,而走向可通过倾向的数字加或减90°得到测量倾向和倾角时,必须先测倾向,后测倾角。
D. 野外地质调查和分析
野外地质调查在某大酒店现场及附近能见到地质露头的区域进行,共有4个地质点。
1.某大酒店现场
这里的现场是某新城区的临海平原(见图版Ⅹ-1),地面为全新世沉积覆盖。在某大酒店的工程勘察中,钻了一批工程勘探孔,最深的孔钻至80.7m深度。根据勘探孔揭露,第四系的松散层上部是全新世镇海组,以粘土、粉质粘土为主,夹1m左右砾砂,有时有两层。下部45~48m以下为上更新世莲花组,岩性为圆砾层,砾径2~4cm,大者10cm,该层厚10~20m。在65m左右钻遇风化凝灰岩,强风化层呈褐黄色,中风化层呈青灰色,属侏罗系上统地层。
2.茶山村北山坡脚
灰紫色凝灰质粉砂岩露头,巨厚层,岩性坚硬,可见两组裂隙面(见图版Ⅹ-2),照片中显示的是W型的两组裂面岩壁,呈四扇屏风似的格局,其左1、左3的节 理面平行,产状为NW301°/NE∠89°,节 理面的滑感指示是南西盘相对东移;另一组左2、左4的节 理面略有缓波状起伏,其产状为NE65°/SE∠65°。
浙东北临海地区在地质构造上处于新华夏构造体系中,前面提到的镇海—温州大断裂是新华夏构造的主断裂,走向NE25°,为压性兼扭性的断裂,是西盘相对南移的反扭性质。作为与此主干断裂的配套,在新华夏应力场中还必然存在“米”字型格式的另外3组裂隙,在这一地质点上的上述两组节 理面,就属于新华夏系的配套裂隙,前者属于张性的北西西裂面,后者属于压扭性的北东东裂面。
3.炮头山顶
从茶山村北可上炮头山,其地层岩性与茶山村所见一致,在茶山村构造应力场分析中未见的那组北北西方向的张扭性裂隙,在炮头山顶明显可见(见图版Ⅹ-3)。照片正中的山顶岩石露头上,有一组垂直于纸面、顺视线方向的密集节 理,呈互相平行的6个裂面,为新华夏体系的北北西方向近于直立的张扭性裂面。
4.洞岙水库的库岸
库岸边出露的岩石为风化的花岗岩,呈灰肉红色,岩石破碎风化严重。其间有岩脉侵入,厚度1m多,极度风化,呈黄褐色,其走向为NE65°左右(见图版Ⅹ-4)。
在舟山地区,嵊泗—舟山西缘断裂属于区域性的北北东方向主干断裂。由于它向海域延伸,因此在岛面上的反映不充分。在岱山岛上,可以见到岱山—定海断裂,但在构造格架图上的这条断裂在地质图(见图版Ⅰ-2)中只见到岱山岛上的一段北北东方向的正断层,并没有延伸到定海区。
在舟山岛上,出露最明显的是北东东方向的断裂,在地质图(见图版Ⅰ-2)中,在岛中心“舟山市”(定海区)位置的西北有一条北东东方向的断裂,另在舟山岛西北端也有该方向断裂,并延伸到秀山岛上,也有一条北东东方向的石英斑岩贯通全岛。
本次工作区往东为第四系覆盖区。第四系覆盖以上是上侏罗统地层,在某大酒店的工程勘探中钻到的也是这套上侏罗统凝灰质岩。舟山岛南靠东的小干岛上,东半部是白垩系下统馆头组(K1g)地层,小干岛西半部则被第四系覆盖。也有将工作区东第四系覆盖之下的地层划为白垩系上统的,至少是在靠近小干岛的那一片南海岸地区。
E. 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版底图上按一定格式记录下来权(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。
F. 野外地质调查工作如何进行需要哪些知识需要准备哪些东西