野外工作手册

前言本手册由海南省地质调查院区调队集体编著而成，供本队开展1∶25万琼海县幅区域地质调查项目野外工作参考使用。该守则的取材以现代地质理论和有关区调规范、指南、图标为基础，结合工作区的客观实际，并参考了前人所编的有关工作守则，力求做到简明扼要、实用。各章节分工如下：第一章龙文国、谢盛周，第二章云平，第三章陈沐龙、第四章莫位明，第五章李孙雄，第六章庄有光，第七章李孙雄、陈沐龙，第八章陈沐龙，最后由陈沐龙统编定稿。李北光、曾雁玲打字，连明清绘图例、符号。由于编者经验不足，定有错漏不切之处，将在实际工作中不断补充完善。第一章沉积岩野外观察及调查要点一、沉积岩分类及结构构造（一）沉积岩分类沉积岩野外分类主要是根据岩石的成分、结构和成因等进行划分的，详细划分见表1。表1沉积岩基本类型的划分火山-沉积碎屑岩陆源沉积岩内源沉积岩沉积-火山碎屑岩火山-沉积碎屑岩陆源碎屑岩泥质岩蒸发岩非蒸发岩可燃有机岩见GB/T17412.1粗碎屑岩中碎屑岩细碎屑岩泥岩(粘土岩)页岩(粘土页岩)石灰岩白云岩硅质岩煤(见GB6750)注：石灰岩和白云岩有多种成因，可包括蒸发岩和非蒸发岩二种类型（二）常用术语1.陆源碎屑2.内（源）碎屑：盆地内弱固结的沉积物经水流剥蚀作用形成的破碎物质。3.粒屑：盆地内由化学、生物化学、生物作用及流水作用形成的粒状集合体，在盆地内就地沉积或经短距离搬运再沉积的内碎屑、生物屑、鲕粒、团粒、团块等的总称。4.圆度：碎屑颗粒的棱角被磨蚀圆化的程度，可分为四级。棱角状：颗粒具尖锐的棱角。次棱角状：棱角有磨蚀但仍然清楚可见。次圆状：棱角有显著的磨损，但原始轮廓还清楚可见。圆状：棱角全被磨损消失，棱线的外突呈弧形，原始轮廓均已消失。5.杂基：碎屑岩中与砂、砾一起机械沉积下来的起填隙作用的粒径小于0.03mm的物质，包括细粉砂和泥质。6.胶结物：起胶结作用的化学沉淀物。7.泥晶：内源沉积岩中与粒屑同时沉积的充填于粒屑之间的化学、生物化学或机械作用形成的晶粒粒径小于0.03mm的物质。8.亮晶：成岩期充填于内源沉积岩原始孔隙中的干净明亮的化学沉淀物。9.正砾岩：主要由陆源砾石组成的杂基含量小于15×10-2正常沉积岩。210.副砾岩：砾石含量＜50×10-2（常为5×10-2～30×10-2）而杂基含量大于15×10-2的砾质砂岩或砾质泥岩，一般具特殊成因意义。野外多以泥、砂、砾的相对含量进行命名。11.粒度：即碎屑颗粒或晶体颗粒大小，也称粒级，各种沉积岩的粒级划分见表2、表3。12.颜色：指野外新鲜露头岩石的颜色。当岩石风化强烈时，要注意风化色或半风化色。表2碎屑粒级划分自然粒级标准mmφ值粒级标准陆源碎屑名称内源碎屑名称≥128≤-7粗碎屑（砾）巨砾砾屑巨砾屑＜128～32＞-7～-5粗砾粗砾屑＜32～8＞-5～-3中砾中砾屑＜8～2＞-3～-1细砾细砾屑＜2～0.5＞-1～1中碎屑（砂）粗砂砂屑粗砂屑＜0.5～0.25＞1～2中粒砂中砂屑＜0.25～0.06＞2～4细砂细砂屑＜0.06～0.004＞4～8细碎屑粉砂粉屑粉屑＜0.004＞8泥泥屑表3非蒸发岩矿物晶粒级划分≥2巨晶＜0.06～0.03粉晶＜2～0.5粗晶＜0.03～0.04微晶＜0.5～0.06中晶＜0.004泥晶＜0.25～0.06细晶（三）沉积构造1.单层厚度微层状＜3cm薄层状3～10cm中层状10～50cm厚层状50～100cm巨厚层状100～200cm块状＞200cm2.层理构造（1）块状层理：物质成分和颗粒大小在层内分布均一。（2）韵律层理：不同物质成分、粒级、颜色等成韵律产出。（3）粒序层理：自下而上颗粒大小由粗变细时称正粒序层理，反之，由细变粗时，称逆粒序层理。（4）水平层理：岩石中不同组份或颜色呈水平状产出，细层面与上下层面平行者为水平层理。主要产在泥岩、粉砂岩和泥晶灰岩中。（5）平行层理：砂岩中细层与层面平行。（6）交错层理：细层与层面斜交，细分为板状斜层理、槽状交错层理和楔形层理。（7）波状层理：细层面呈波状起伏。（8）沙纹层理：波长10～30cm，波高0.6～3cm的小型交错层理。（9）羽状交错层理：邻层系内细层倾向相反的交错层理。（10）透镜状层理（泥岩中的砂质透镜体）、脉状层理（砂岩中的泥质透镜体或条带状）。（11）丘状交错层理：层系界线呈缓波状、层系上部被侵蚀、细层底界近平行而在中部呈发散～收敛状、细层倾角小而变化大的层理。按层系厚度可以把层理分为：＜3cm小型3～10cm中型＞10cm大型3.层面构造（1）波痕：对称或不对称（2）剥离线理：长条状颗粒的定向排列等4.底面构造（1）侵蚀模：槽模（2）刻蚀模：沟模、刷模等（3）充填构造（冲蚀模）5.同生变形构造（1）重荷模构造（2）包卷构造（3）滑塌构造（4）其它：如泻水沟、泥火山、沙火山、水成岩脉等6.暴露成因构造：干裂、雨痕、账篷构造7.化学成因构造：结核、叠锥8.生物成因构造（遗迹化石）：钻孔、爬痕9.复合成因构造：孔洞充填构造、示底构造等二、沉积岩野外观察及调查要点（一）陆源碎屑岩1.陆源碎屑岩分类:碎屑岩包括四种基本组成部分，即碎屑颗粒、杂基、胶结物和孔隙，碎屑颗粒的大小（粒级）和成分决定了岩石的基本特征，为碎屑岩分类的主要依据。为了表明碎屑大小与水动力条件之间的关系，常采用自然粒级划分标准（表4）。根据碎屑粒级不同，可以把碎屑岩分为砾岩及角砾岩、砂岩、粉砂岩和泥质岩四大类。表4ф值粒级划分表颗粒大小（mm）ф值颗粒大小（mm）ф值砾砂32（25）16（24）8（23）4（22）2（21）1（20）0.5（2-1）0.25（2-2）-5-4-3-2-10+1+2砂粉砂泥0.125（2-3）0.063（2-4）0.0315（2-5）0.0157（2-6）0.0078（2-7）0.0039（2-8）0.0020（2-9）0.0010（2-10）+3+4+5+6+7+8+9+10（据刘宝珺，1980）（1）砾岩和角砾岩的分类建议采用成都地质学院的砾岩和角砾岩分类方案（表5）。其中正砾岩的砾石含量占全部碎屑的30×10-2以上（颗粒支撑）；副砾岩杂基含量大于15×10-2（杂基支撑），砾石含量常为5～30×10-2。严格地说副砾岩已不属于砾岩范畴，只有由于其特殊的成因意义，才习惯地列入砾岩类，并采用裴蒂庄的命名。2.砂岩分类砂岩是粒度为2～0.063mm（1～+4ф）的砂级颗粒占50×10-2以上的碎屑岩。按碎屑的粒级范围可进一步分为粗砂岩（2～1mm，或-1～0ф）；中粒砂岩（1～0.5mm，或0～1ф）；细砂岩（0.5～0.063mm，或1～4ф）三种基本类型。为了尽可能表示出此类岩石的形成机理与环境特征，建议采用成都地质学院的砂岩成分。成因分类（图1-1）。如岩石中含有某种特殊矿物时可用附加命名办法，如海绿石石英砂岩、锆石砂岩等。表5砾岩和角砾岩分类残积的残积角砾岩、倒石堆沉积的正砾岩(杂基＜15×10-2)稳定组分＞9015×10-2*石英质砾岩稳定组分＜9015×10-2*岩块砾岩（如灰岩砾岩、花岗岩砾岩等）副砾岩(杂基＞1515×10-2)纹层的基质纹层状的砾质泥岩非纹层的基质冰碛砾岩、泥石流砾岩同生的同生砾岩和角砾岩（如砾屑灰岩、泥砾岩）滑塌角砾岩成岩后生的岩溶角砾岩（或洞穴角砾岩）、盐溶角砾岩*指粗碎屑中的稳定组分（据曾允孚、夏文杰，1986）图1-1砂岩分类(据曾允孚、夏文杰，1986)Ⅰ.石英砂岩(杂砂岩)Ⅱ.长石石英砂岩(杂砂岩)Ⅲ.岩屑石英砂岩(杂砂岩)Ⅳ.长石砂岩(杂砂岩)Ⅴ.岩屑长石砂岩(杂砂岩)Ⅵ.长石岩屑砂岩(杂砂岩)Ⅶ.岩屑砂岩(杂砂岩)3.粉砂岩分类粉砂岩是粒度为0.063～0.039mm（4～8ф）的碎屑占50×10-2以上的一种细碎屑岩。粉砂岩中矿物成分较简单，以石英为主，常有丰富的白云母及其他粘土矿物。碎屑多呈棱角状。粉砂岩可以按碎屑粒度（结构）、组分及胶结物成分来分类。按粒度可以分为粗粉砂岩（0.063～0.0315mm，或4～5ф）和细粉砂岩（0.0315～0.0039mm，或5～8ф）。粗粉砂岩的特点近于细砂岩，二者经常共生，而且常发育各种流水成因的小型交错层理；细粉砂岩则常与泥质岩或灰泥岩共生，形成各种过渡类型岩石。粉砂岩的矿物成分分类，只能依靠显微研究来进行，对于野外调查来说，采用结构分类比较合适。4.泥质岩的分类泥质岩主要由＜0.039mm（＜8ф）的细碎屑（＞50×10-2）组成，含有少量粉砂级碎屑，也称为粘土岩或泥岩，属细碎屑沉积岩类。泥质岩是沉积岩中分布最广的一类岩石，其主要成分为粘土矿物，其次是粉砂级的碎屑与自生的非粘土矿物。泥质岩的成分和成因都较其他碎屑岩复杂，而且成岩期后变化很大，到目前合理的分类问题仍未解决，建议根据刘宝珺的分类方案进行划分（表6）。表6泥质岩的分类固结程度结构（粉砂含量）粘土矿物成分混入物成分＜5×10-25×10-2～25×10-225×10-2～50×10-2未固结～弱固结泥(粘土)含粉砂泥(粘土)粉砂质泥(粘土)高岭石粘土、蒙脱石粘土伊利石粘土固结无纹理无页理泥岩含粉砂泥岩粉砂质泥岩高岭石粘土岩伊利石粘土岩蒙脱石粘土岩高岭石-伊利石粘土岩等钙质泥岩铁质泥岩硅质泥岩有纹理有页理页岩含粉砂页岩粉砂质页岩钙质页岩、碳质页岩铁质页岩、黑色页岩硅质页岩、油页岩强固结泥板岩（据刘宝珺，1980）2.命名原则：细分可按粗、中、细碎屑岩不同划分：①粗碎屑岩类岩石命名按：胶结物＋砾石成分＋结构＋基本名称。②中碎屑岩类岩石的命名按：胶结物＋结构＋碎屑成分＋基本名称。③细碎屑岩类岩石的命名按：胶结物＋结构＋基本名称。（1）次要成分：含量小于50×10-2的成分。当次要矿物含量为5×10-2～25×10-2时，以含××质参与命名。当次要矿物含量为25×10-2～50×10-2时，以××质参与命名。（2）主要成分：指含量＞50×10-2的物质。（3）结构：指碎屑颗粒的大小，即巨（粗）、中、细等（详见表2）。一种结构存在时，即以该结构名称参加命名。7两种结构存在时，则按次者在前，主者在后的顺序参加命名。三种或三种以上结构存在时，则不一一列出，而以不等粒称之，但需在描述中注明各自的含量及基本特征。（4）基本名称：主要有砾岩、角砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩。3.野外碎屑岩成分、结构构造观察3.1（角）砾岩的野外观察要点（1）砾石成分及大小、磨圆程度。（2）砾石的分布：均匀或不均匀。（3）扁平砾石或长条状砾石的排列方向：杂乱分布或定向分布，测量砾石AB面产状（100～200个）、砾石和轴方向，有无叠瓦状构造。（4）砾石间的支撑性，杂基、胶结类型（基底式、孔隙式、接触式）。（5）对复成分砾岩要在野外选择出露比较好的露头（约1～2m2）统计100～200个大小不等的砾石成分，计算其含量。（6）对砾岩中所含砾石的大小在剖面上的变化趋势及砂岩夹层或透镜体，应引起足够的重视，它们能指示沉积旋回和层理特征。3.2砂岩的野外观察要点砂岩是指粒级在2～0.06mm的陆源颗粒含量达50×10-2以上的岩石，按粒级可分为粗砂岩、中砂岩、细砂岩。（1）砂粒大小、成分：中、粗砂粒的磨圆度，在野外初步确定粒度大小和基本名称。（2）层理构造：交错层理是砂岩中最常见的重要沉积构造，对它的观察和描述要点见前述。（3）层面特征，如：有无冲刷、层面平整与否等。（4）成分、粒度、沉积构造等在剖面上的变化及旋回性。（5）采集粒度分析样品及岩石薄片样，通过微观分析查明基本特征：胶结类型、接触关系填隙物等。3.3粉砂岩和泥质岩的野外观察粉砂岩是指粒径＜0.06～0.04mm的陆源碎屑含量达50×10-2以上的沉积岩，可细分为粗粉砂岩（0.06～0.03）和细粉砂岩（0.03～0.004）。泥质岩是由粘土矿物含量大于50×10-2的沉积岩，据纹层和页理构造。细分为泥岩（粘土岩）和页岩，在此基础上按粘土泥质岩命名按矿物成分进行细分，颜色＋混入物＋粘土矿物＋基本名称。8上述岩石的观察要点：a.层厚、纹层构造、颜色、韵律性或旋回性等。b.采集粘土矿物分析样品。（二）碳酸盐岩按成分将