地层的野外观察与研究

如题所述

地层是区域地质调查工作中的主要研究对象。在当前 1∶ 5 万区域地质调查工作中,总结出了一套新的沉积岩地层工作方法,即沉积地层的基本层序调查—区域地层格架调查—区域地层模型研究的方法。这是一整套融地层学、沉积学最新理论、概念、方法成果于一体的、有内在联系的方法体系。本章将对这一方法的核心内容进行简要介绍。

一、岩石地层单位的基本层序调查

1. 基本层序的概念

岩石地层单位的主要描述内容是基本层序。基本层序是沉积地层垂向序列中按某种规律叠覆的,一般能在露头范围内观察到,代表一定地层间隔发育特点的单层组合。基本层序内各单层在沉积时不一定完全连续,但其顶、底常有更明显的侵蚀或突变界面限定。所谓基本,是相对于地层序列中一定地层间隔 ( 如段或组或群) 而言的,一定地层间隔往往由某 1 ~2 种基本层序反复重现组成。因此,在研究地层序列的组成和结构时,以基本层序为描述单元既准确又方便,研究基本层序对查明一定地层间隔的成因、形成环境和沉积作用有重要意义。

2. 基本层序的类型

基本层序的研究是在主要剖面上进行的。它是沉积地层垂向序列中按某种规律叠覆的,一般是能在露头范围内观察到的单层组合,这种单层组合是地层中客观存在的。基本层序内的单层在沉积时不一定全连续,但其顶、底常由更明显的侵蚀或突变界面限定。所谓基本是对地层序列中一定地层间隔而言的,一定地层间隔 ( 岩石地层单位) 往往由 1 ~2种反复出现的基本层序组成,因此,可以用基本层序的个数及代表性的单层组合来显示该地层间隔的组成、结构特征,基本层序可以分为: 旋回性基本层序和不显旋回的基本层序。

( 1) 旋回性基本层序

常由三个以上的单层按一定顺序依次叠覆而成,多在一定地层间隔内反复出现 ( 图7 - 6) 。它的划分是根据沉积层序的旋回性划分的。对于单调的中、薄层层状韵律 ( 如页岩 - 灰岩,泥灰岩 - 灰岩、砂岩页岩等反复重现) 的沉积层序,可根据其中单层的特征,如粒度、厚度、层理特征,砂泥钙质的富集趋势,颜色生物扰动程度以及成岩特征等变化规律识别出旋回性的基本层序,或根据其单层宏观叠覆特征分为向上细或向上变薄型,向上变粗或向上变厚型,以及混合向上变粗再变细等类型。

图 7 -6 根据旋回性地层建立基本层序的方法

( 2) 非旋回的基本层序

凡肉眼看不出旋回性特征的地层间隔,如岩性均一的沉积、韵律性沉积和具有某种随机重复出现的夹层沉积等,均为非旋回性地层序列。识别和调查它们的基本层序时,可遵循下列原则和方法:

1) 在理想的情况下,岩性均一的黏土岩、沉积岩、某些礁灰岩等,以及非旋回性的韵律沉积等,应以其中明显的水下沉积间断、冲刷面或陆表暴露面等为界来划分基本层序。如其中的沉积间断难以辨认时,亦可采用一种变通方法,即以任何一段厚度不大的地层柱当作其基本层序,这样也能较好地表示该地层间隔的组成及结构特征。

2) 具有某种随机重复出现的夹层的地层间隔应根据较明显的特殊沉积层,如火山岩、沉积物重力流沉积、生物富集层或特殊岩性夹层的重复出现,分出基本层序。图 1 -12 就是根据火山岩夹层建立的基本层序。

3) 岩石地层单位的基本层序必须在野外识别和描述,有时在沉积序列中看不出垂向变化规律,这时可任取一段地层柱,当作岩性均匀的不显旋回性的基本层序来表示该地层间隔的特征。还可以根据单一的灰岩、厚大的生物礁、丘中的特殊夹层或成岩作用标志的变化来识别基本层序,如胶结类型、内沉积物的富集部位或生物特征变化等; 也可以根据特殊的沉积层或沉积构造来区分,如块体流沉积层、生物富集或侵蚀突变界面等。

二、基本层序的调查方法

实测地层剖面是定量研究各岩石地层单位基本层序的主要方法。在实测剖面过程中要逐层描述、现场计算厚度、逐层做实测柱状剖面图,并以不同的符号、花纹、数据将各项调查内容准确地标注在柱状图上。调查内容主要包括: 单个岩层的成分,地层序列中特殊成分或成因的夹层,单层的结构构造,基本层序内各单层与基本层序间的叠覆特征和接触关系,基本层序的纵横向变化,所划出的基本层序与理想模式的对比等。要现场识别出各岩石地层单位的基本层序和基本层序的组成、结构、类型、厚度、数量、特殊夹层、重要间断及它们的纵横向变化特点。

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