地质上的填图单位是什么
1. 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:
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。
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。
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。
2. 变质岩石地层填图单位
关于高级变质岩石地层发育区(相当于表-3-1中Ⅲ部分和Ⅳ区)如何进行地质填图,在20世纪1∶5万新填图方法研究中没有得到解决,直到目前这一领域仍处在有待加速开发的全新课题。虽然人们已经认识到,高级变质区的变质岩石地层经过强烈变质变形改造,原岩成分、结构构造几乎消失殆尽,多期变形引起的岩石地层组成、展布也发生了重大变化,岩石地层的填图单位如何划分?岩石地层层序能否建立?以及岩石地层系统如何确定?等都是无章可循,难以正常开展的一项难度极大的工作。有鉴于此,通过对内蒙古大青山-乌拉山高级变质区的长期反复实践,对高级变质区变质岩石地层有关问题已在第五章进行了全面、系统地讨论。本节仅就如何在高级变质岩石地层发育区进行地质填图再简要系统说明。
(一)填图单位划分的基本标志
高级变质岩石地层发育区的变质地层,由于其经历了复杂的变形改造,在地层类型上它应属于构造岩石地层系统。构造岩石地层组合填图单位(简称岩石地层填图单位)的划分不是在正式填图之前先通过地层剖面测制确定填图单位的,一般是在填图前的区域踏勘阶段,通过若干条路线和重点区段的详细观察后,从宏观尺度上,以其组成成分特点为基础提出初始填图单位的划分方案,这一初始方案在通过区域填图后,不断完善、修正最终形成了正式填图单位。从总体而言,划分填图单位应考虑以下几个基本标志。
(1)从地层组成上,可以是单一成分或在成因上有密切联系的一套复合岩石地层组合,构成同一填图单位的岩石地层,成因上的协调与共生关系是划分岩石地层填图单位的第一标准。
(2)从地层组成成分上有极其显著特征而易与不同填图单位互相区别(例如特征的地层类型、含有特征性的变质矿物或矿物组合等)。
(3)填图单位的地貌特征和经风化作用形成的显明基本色调。
(4)确定的填图单位,其出露宽度应不小于填图比例尺的1mm宽度的要求(特殊情况须夸大表示除外)。
(5)在地层发育区确立标志层和组合标志层这一特征性的岩石地层填图单位,在建立地层层序,区域地层对比,以及研究构造形态等,都有极其重要的作用。实践表明,高级变质区中能起到上述作用的则是组合标志层。由于高级区的复杂的构造演化,单一成分的标志层很难保持稳定的区域分布,而组合标志层则具有这个优越性,在大青山-乌拉山填图实践中就以石榴黑云片麻岩岩组中的矽线石榴黑云片麻岩、夹石榴黑云变粒岩及薄层石英岩岩段作为该区的组合标志层,在区内地层研究中起到了十分重要的作用。
(二)填图单位内部组成、结构构造特征及接触关系
1.从填图单位的组成上看
在高级变质区由于变质变形的复杂性,任何一个岩石地层填图单位,在不同地区出露时,它们的内部组成和初始确定的填图单位相对比通常不是完全一致的,可以出现较完整、不完整和极不完整或缺失等多种情况,甚至有可能出现比初始填图单位更完整的组成成分。这一点与沉积岩区是不同的,对这种差异必须要有完整的记录以备综合研究之用。
2.从填图单位的结构和构造上看
从总体而言,填图单位的内部结构与构造,无论是层状构造还是由条带变形形成的褶皱,或者由变质矿物成分差异所显示的递变似层理结构等,它们都是一种次生结构与构造,但也不排除在局部露头和地段还保留极少部分的变余层理等原生构造的痕迹。这是高级变质区岩石地层单位内部结构构造重要特征。从内蒙古中部孔兹岩系的同一个填图单位——石榴黑云片麻岩单位的内部结构和构造特征可为一个极好的实例,图片77~78,91表现出有近水平产出的变余原生层状构造(S0)图片92为倾斜的次生条带状构造(S1),图片93~94为由次生条带形成的不同褶皱样式,图片95~96则是由后期构造改造形成的不同形式的直立带。这种同一填图单位,其内部次生结构、构造的产生、及其在空间展布的部位,无疑是研究高级变质岩石地层特征主要内容。从上述各个露头情况可见,同一个岩石地层单位,其本身所表现的变形样式,深熔作用程度虽然各不相同,但它们仍应归属同一填图单位。
3.填图单位间的接触关系
岩石地层填图单位和相邻各填图单位间的接触关系是十分多样的,填图单位间的原生沉积接触关系几乎全部消失,不同单位间主体上是一种次生构造接触关系,这就出现了构造平行接触,构造不整合接触两种主要形式(图9-1-1),事实上,这种界面常无明显的断裂作用痕迹,而且弥合十分完好,偶尔可见两个相邻单位附近的岩石可能存在显现经过变形的形象,如细条纹构造,个别有可能有类似“S-C”组构出现,这被理解为沿界面发生过滑断作用;其次,有时可以见到沿两个主要填图单位之间界线处常被白色斜长伟晶岩脉充填(图9-1-1c),这种伟晶岩中的暗色矿物,常和相邻的地层单位中的暗色矿物相同;也可见由变质基性岩席(如斜长角闪岩、暗色麻粒岩等)侵入;其三,与变质深成岩浆岩体的关系中,一种是侵入关系,界线十分明显,另一种是与深熔片麻岩单位通常是过渡关系,由于深熔片麻岩常和相邻岩石地层单位有密不可分的联系,具体界线是以填图人员规定标准为依据确定一条界线,大多数情况下是一种过渡关系,少数地方可能存在明显界线;第四种是断裂构造接触,除后期脆性断裂关系以外,还可有以不同规模的韧性断层形式相接触。
表9-1-2 内蒙古大青山-乌拉山地区高级变质岩石地层产出特征与早前寒武纪构造变形演化阶段关系
(椐杨振升等,2006,补充修改)
3. 岩石填图单位和地质年代划分
(一)岩石填图单位划分
1.岩石地层单位(狭义)
1)岩石地层单位:群、组、段;
2)构造岩石地层单位:岩群、岩组、岩段;
3)非正式岩石地层填图单位:变质表壳岩组合、含矿层、标志层、特殊岩层、基性岩墙、基性层状侵入体、榴辉岩、蓝闪片岩、高压麻粒岩、蛇绿岩、构造混杂岩和具有特殊指示意义的地质体。
2.变质侵入体
1)对高级变质和强烈变形形成的片麻岩采用:片麻岩套、片麻杂岩、片麻岩体;
2)对中低级变质和弱变形的侵入岩按显生宙侵入岩划分方案。
(二)地质年代划分
地质年代单位是:宙、代、纪、世、期。地质年代单位之内的划分一般用表示时间的形容词来表达,如早、中、晚,但太古宙和元古宙有所区别,分别为始、古、中、新太古代;元古宙则分为古、中、新元古代。
全球标准年代地层(地质年代)表:按国际地科联最新发布的《全球标准年代地层(地质年代)表》执行。中国区域年代地层(地质年代)表:按全国地层委员会最新发布的《中国区域年代地层(地质年代)表》执行。
4. 花岗岩类地质填图单位建立的基本原则
花岗岩类地质填图方法是伴随对花岗岩类分类、填图实践的积累以及研究技术、手段的不断更新而逐步完善的。分类理论的创新,带来了填图方法的更新。
地质填图,是对客观地质体根据比例尺需要进行的图面表达。图面可表示、野外可识别、分布区可对比是对花岗岩类填图的基本要求。1976年国际地层划分委员会在《国际地层指南》中曾明确指出:“岩性地层单位是主要由某种岩性类型或类型组合构成,或者具有其他统一的岩性标志而一体化的岩性地层体。它可以由沉积岩、火成岩或者变质岩组成,也可以由两种或多种岩石构成,岩性地层单位是根据可见的自然特征而不是根据推断的地质历史或成因模式来识别确定的”。
花岗岩类是地质自然出露体的一部分,因此在填图中,应当视花岗岩与沉积岩、火山岩、变质岩基本相同的类似于“岩石地层”的划分原则,即要根据宏观岩性特征及野外识别的变化内容将岩基分解成各填图单位,使其物理属性可见化,以便进一步研究其组成、结构、时空存在(侵位及排列顺序、分布及变化)状况,解释其形成年代、环境及地质发展历史,最大限度地挖掘客观岩石出露体中蕴藏的各种地质信息。
花岗岩类填图单位要依据宏观岩性特征、相对分布、出露位置等确立。整体岩性基本一致,野外露头尺度易于识别和区别是填图单位划分的关键。填图单元确定应以客观岩石学、矿物学、组构学为标准,以易识别、易统一、易掌握、易填绘、确定性强、可操作性强为前提。岩性均一或单一、岩类与岩性的规律组合及复杂多变是整体岩性一致的不同表现形式。同一填图单位要保持相对稳定性。
对比上述各分类方案,并考虑建立填图单位的基本要求,花岗岩类填图单位的确立标准不应以有推断性、认识可变性和野外露头尺度不可区分性因素,尤其是带有成因性模式为依据。因此在区域地质填图工作中,只能选择前述各方案中的基本分类方案,才能够正确指导建立花岗岩地质填图单位。基本分类方案是确定花岗岩类岩石名称和适合建立地质填图单位的唯一分类。以Q—A—P基本分类为标准,确定基本名称和类型,结合岩石组构、颜色、特征矿物,将基本名称进一步细分,这样才更有利于在野外露头尺度细分岩石类型,提高划分精度,确保填图质量。
5. 蛇绿构造混杂岩的地质填图单位建立
根据造山带物质的组成和结构特点,要求蛇绿构造混杂岩的地质填图单位应以物质实体为主,同时兼顾构造组成要素。确保野外露头尺度的可识别性、可填性仍是建立蛇绿构造混杂岩的地质填图单位的基本要求。
造山带地质填图单位主要分为岩块和基质两类(图6.5)。具体命名时以可识别的岩性作为岩块和基质的基本单位,如蛇绿岩岩块(套)、外来(岩性)岩块(如灰岩岩块、泥质岩岩块、角闪片岩岩块等)。如果岩块出露面积较大,在1:5万比例尺的地质图上还可细分,如蛇绿岩岩块(套)可进一步细分为堆晶橄榄岩岩块、变质辉长岩岩块、硅质岩岩块和辉绿岩(墙)等,有时共生岩块岩性很重要,但限于出露面积等原因在图面上难以填绘时,可适当放大表示,或以岩性占主导的“某种岩性岩块+重要共生岩性岩块”命名,如“以玄武岩为主共生硅质岩岩块”、“以堆晶橄榄岩为主共生玄武岩和硅质岩块”等。基质原则上主要用岩性来细分,如“泥质岩基质”、“硅质粉砂岩基质”等。
构造组成(图6.5)可用作细分和限定蛇绿构造混杂岩的地质填图单位,如“脆韧性变形泥质岩基质”、“韧性剪切硅质粉砂岩基质”等。若岩性混杂极复杂且各岩块体积(出露面积)很小时,采用组合岩性命名,如“碎裂大理岩变砂岩岩块”。同样,对于复杂和岩性多样的基质部分,可用组合基质命名,如“片理化粉砂岩绢云石英片岩基质”等。
图6.5 蛇绿构造混杂岩的主要物质组成及构造组成
(据刘银等,2010)
6. 火山岩岩石地层填图单位
火山岩地层填图单位,一般应在火山地层层序基本清楚的基础上才能确定。对工作程度较低的火山岩地区,在野外踏勘阶段,要有目的地选择火山地层分布较全或可能的主要火山活动中心地段进行观察,选择露头良好的地段测制地层或岩相剖面,以初步查明其层序、岩石类型及岩性、岩相等。虽然此时因火山机构类型不清,所测制的剖面只反映部分地段的层序,但对新工作区初步制定火山地层的层序、掌握岩石特点仍是不可缺少的。
无论是海相或陆相火山岩地区,火山岩与沉积岩互层时,火山地层分布相对比较稳定。在以沉积岩层为主而火山岩仅呈夹层产出区,火山岩与沉积岩互层区,泛流玄武岩流区这三种结构类型的火山地层分布区,可在踏勘中沿用沉积地层的工作方法测制剖面,建立区内火山地层层序,进行火山地层“组”“段”的初步划分,确定火山地层的填图单位。
对于沉积层不发育,岩性、岩相变化大的中酸性陆相火山岩,属于熔岩与火山碎屑岩互层和以火山碎屑岩为主这两种结构类型的火山地层分布区,地层层序必须在查明火山机构特点后才能建立。在地质填图开始之前填图单位往往不易确定,此时可先确定岩性填图单位,待地质填图进行了一个阶段之后,再根据图区测制的剖面并结合所填绘的岩性特点、岩石组合、接触关系及其区域分布特点确定火山地层填图单位。
在一般情况下,火山地层填图单位的划分不宜过细,以免把同一时期的喷发物归属于不同的层位,也有利于对火山喷发活动特点的分析与研究。
由于地质构造环境、岩浆成分和喷发方式等的不同,火山地层的结构类型至少可归纳为五类,其工作方法与填图单位划分精度各有所不同。
1.以正常沉积岩层为主而火山岩仅呈夹层产出的类型
此类在海相火山岩区和一些陆相火山沉积盆地中常见,其研究方法基本上与沉积岩层相似。在进行火山地层划分时,要考虑火山作用的阶段性,更要重视沉积岩层特点及其中的化石。这类地层可以划分到“组”,甚至“段”。
2.火山岩与沉积岩互层的类型
对于互层频繁且火山岩层厚度不大的,亦可沿用沉积岩层的研究方法。若火山岩层厚度较大,可以恢复火山机构或推测火山喷发中心,应当与下述4、5类型相同,以火山机构为单位建立地层层序。
3.泛流玄武岩流类型
常形成火山高原或平原,其岩流虽然厚度不大,但分布较广。用岩石学、矿物学、古地磁学等方法可以划分到到“组”甚至“段”。
4.熔岩与火山碎屑岩互层的类型
此类较常见,往往组成层状火山岩。从地层学上将它们划分到“组”与“段”是不太困难的,喷发韵律与旋回的分析方法是常用方法。
5.以火山碎屑岩为主的类型
此类在中、酸性火山岩地区最为发育,是锥状火山及破火山的基本岩石组成。由于此类型火山岩层分布局限,岩层交错叠加,岩相相变剧烈,因此在调查中要特别注意火山喷发物的来源及相互关系,否则划分地层单位与建立地层层序较困难。
陆相火山岩,时代愈新,火山建造组合保存愈完整,其产物空间亦呈有规律地分布。从野外地质填图角度来看,一个保存较完整的火山活动主要由火山口(图版Ⅳ—a、b、c、d)、分布于火山口周围的熔岩被(熔岩流)(图版Ⅳ—e、f)、远离火山口的层状火山碎屑堆积体等构成(图版Ⅳ—g、h)。
7. 什么叫地质填图
地质学上的填图来这一说法的来历要归源功于地质学的一个特点:观测!
地质学的野外地理考察是不断的对地理事物要素(地质学是研究地球的物质组成情况、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系.)的观察测量,把所得数据不断的添加到空白地图或某一要素地图上,从而得到某一要素地图的第一手资料,作为研究的基础.
8. 地质填图的简述
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。穿越法适用于下列情况:A.露头好,岩性、厚度变化不大,地层分界清楚;B.构造相对较简单;C.地形平缓,且沟谷、水系多垂直或斜交地层走向分布。穿越法的优点在于可以很快地了解到岩层的厚度、地层剖面及纵向变化。地质条件适合用穿越法,可以采用以穿越法为主,局部地段选用追索法。野外观察点的布置与分类。观察点是地质填图的基础,它一般定在:1)不同时代地层分界线上;2)地层厚度变化较大处;3)沉积岩、变质岩和岩浆岩的分界处;4)各类褶皱的转折端、倾伏端、地层产状陡缓变化处;5)各类断层线上;6)具有特殊意义的地质现象,如矿化点、泉等。观察点的类型因此分为:地层分界点,岩性控制点,构造观察点等基本类型。观察点应准确地标定在地形图上,观察到的地质现象按记录格式进行详细描述,总之是沿各地质体界线或对其他地质现象进行追索观察,称为追索法。追索法:在制绘不同时代地层的地质界线时,沿地层走向,或者为了解决某一地质问题(如断层),而沿着一特定方向进行地质观察来填绘地质图的方法。追索法适应下列情况: A.地层岩性、厚度变化大,只有在追索过程中才能准确地了解其横向变化,掌握地质界线的延伸和分布;B.地质界线不明显,一定要经过追索才能填绘;C.构造复杂、断裂发育地区,为了更好的填绘出断层线而采用追索法;D.山脊、沟谷、水系平行于地层走向分布,地形条件有利于追索性
在野外填图过程中一般以穿越法为主,并辅以追索法。将各条填图路线中的各观察点,根据所观测到的内容(如岩性)的相似性、地质体产状及区域地质构造现象等,并按所确定的填图单位,合理地互相连接起来便圈绘出了填图区域内的地质体和地质现象,形成了野外地质图(原始地质草图)。 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。
9. 地质填图的基本工作分为哪几个阶段
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。穿越法适用于下列情况:A.露头好,岩性、厚度变化不大,地层分界清楚;B.构造相对较简单;C.地形平缓,且沟谷、水系多垂直或斜交地层走向分布。穿越法的优点在于可以很快地了解到岩层的厚度、地层剖面及纵向变化。地质条件适合用穿越法,可以采用以穿越法为主,局部地段选用追索法。野外观察点的布置与分类。观察点是地质填图的基础,它一般定在:1)不同时代地层分界线上;2)地层厚度变化较大处;3)沉积岩、变质岩和岩浆岩的分界处;4)各类褶皱的转折端、倾伏端、地层产状陡缓变化处;5)各类断层线上;6)具有特殊意义的地质现象,如矿化点、泉等。观察点的类型因此分为:地层分界点,岩性控制点,构造观察点等基本类型。观察点应准确地标定在地形图上,观察到的地质现象按记录格式进行详细描述,总之是沿各地质体界线或对其他地质现象进行追索观察,称为追索法。追索法:在制绘不同时代地层的地质界线时,沿地层走向,或者为了解决某一地质问题(如断层),而沿着一特定方向进行地质观察来填绘地质图的方法。追索法适应下列情况: A.地层岩性、厚度变化大,只有在追索过程中才能准确地了解其横向变化,掌握地质界线的延伸和分布;B.地质界线不明显,一定要经过追索才能填绘;C.构造复杂、断裂发育地区,为了更好的填绘出断层线而采用追索法;D.山脊、沟谷、水系平行于地层走向分布,地形条件有利于追索性
10. 确定填图单位
划分地层,确定填图单位,是测制剖面的主要目的之一。地层划分的原则与回方法见下文。填图单答位是在地层划分的前提下,根据比例尺的精度要求而确定的,在填图过程中必须标定其界线的地层单位。填图单位的划分原则是:特殊的岩性组合(如巨厚的单层、复杂的互层或完整的沉积旋回等);明显的识别标记(如颜色、成分、结构、沉积构造、区域变质特征、古生物组合、地貌标记等);一定的厚度和宽度。填图单位应小于地质填图比例尺所规定的最小地层单位范围,不容许填图单位包含明显的间断面(平行不整合或角度不整合—),不容许包含地层划分界线。
填图单位是在野外对地层划分还缺乏足够依据而有可能在最终成图时发生挪动的情况下而制定的临时性填绘方案,因而过粗以致影响图画细节的表现。反之,若填图单位过细,会使图画负担加重,更严重的是会因相变使地质界线发生混乱,以致图画结构发生严重歪曲。因而,填图单位的确定是影响填图质量的关键步骤,必须慎重对待。在岩性单一的地区,厚度小于比例尺容许的最小宽度的特殊岩层可作为标记层(如分布稳定的底砾岩,含矿层、碎屑岩中的碳酸岩夹层等),在图上夸大表示,以便反映构造形态和对比地层。