第二章 地質旅行的目的與任務


雖然地質旅行不同於地質普查或地質勘探,似乎沒有什麼「硬任務」的規定,但畢竟它是具有科學意義的專業性旅行,總要聯繫到一些地質業務問題。因此,對地質旅行提出若干目的和任務,還是很必要的,至少可以使每一個參加地質旅行的人明確自己的目的,有所作為。

依我的理解,其目的與任務應包括下列幾個方面。


一、瞭解沿途地貌特徵


凡地質旅行,一般總不會選擇在一望無際的大平原上,大多數情況是選擇在地勢起伏的山川地帶進行,因此,首先要遇到的就是比較複雜的地貌問題。

什麼是地貌?先從地形談起。所謂地形,是指地勢高低起伏的變化,即地表的形態。諸如山脈、丘陵、河流、湖泊、海濱、沼澤等均歸屬之。假如以圖形表示,也就是用等高線繪製出來的地形圖。如果要進一步追究,這裡的山嶽為什麼如此高聳?那裡的山丘為什麼顯得低矮?為什麼河流會從這裡通過,而且彎彎曲曲?湖泊的邊岸為何如此平直?諸如此類的問題,僅僅停留在地形的觀察上是解答不了的。而必須進一步研究高山和低山內在的岩石特徵和差異,或者研究地質構造有無控制之類;湖岸的平直,是否有巨大的斷層通過;河道的彎曲,是否在流域範圍內有軟硬不同的岩層控制所致。總之,我們研究了地表形態的差異原因或成因以後,才能解答這些問題,這就是地貌的具體內容。所以,地貌是在地形的基礎上再深入一步,須探究其前因後果。總之,地貌學乃是研究地形成因的科學。

地形特徵是受地質特徵控制的,地形起伏,反映出地質的性質。

許多區域地質的特徵表明:山脈的走嚮往往與區域構造線(斷層或褶皺軸向)方向大體一致,像我國東半部多見北東方向延伸的山脈即所謂震旦走向,就與構造線的「華夏方向」一致。又如山坡的陡峻或平緩,與岩層的產狀有關,如山坡方向與地層傾斜方向一致,常呈緩坡;反之,則呈陡坡。如河北承德的山地風光和南京的紫金山(圖2.2)即為二例。山形的突兀起伏,也反映出岩石性質的差異,如「諸峰分峙迭出,離立獻奇」(徐霞客語),「江作青羅帶,山如碧玉簪」(韓愈詩)的桂林地形,則系平整的厚層石灰岩地層在熱帶氣候環境中侵蝕所形成;峻拔尖削,紫氣生光的林立懸崖削壁,如黃山、雁蕩山的山水風光,往往是花崗岩、火山岩類構成之地形。頂平如桌,□崗逶迤的丘陵,往往是玄武岩組成,並構成特殊的火山景觀。山坡突然而止,陡崖如劈,成排的「三角面」山定向延伸,往往是新斷層通過之處,即所謂斷層崖地貌現象,如昆明的滇池邊岸。凡此上述種種地形與地質特徵均有密切聯繫,也是地貌學要研究的內容。

實際上,沿著預定的路線作地質旅行時,最概略的地質情況的瞭解,往往是從地貌開始的,也可說是由表及裡的觀察。所以,沿途的地貌觀察就成為地質旅行的先行任務。


二、瞭解沿途地層年代


地層是研究一切地質問題的基礎,確定地層的年代是進一步研究當地地質構造、地殼運動、山川的來龍去脈以至礦產形成的過程等的必需步驟,所以在地質旅行時對沿途地層年代的確定是十分重要的。

這裡所說的確定地層的年代,是指地層的相對地質年代,即瞭解各地層之間的先後或新老的次序就行了,不需要同位素地質年代(絕對年齡)的數據。


在野外確定地層的相對年代,基本上應注意以下幾項:


(1)地層排列的順序:說來很簡單,在正常情況下,即未受或稍受地殼運動影響的地層,位於下者為早(老),位於上者為晚(新),這是盡人皆知的。所以,凡平整或微作傾斜的地層按此原則就易分辨出新老來。但問題是,如遇直立地層,位於左側、右側者孰新?又如受到多次地殼運動的影響,以致其原來的上下層序發生紊亂,有時甚至完全搞顛倒了的地層,又怎樣恢復其原先的層序?這樣,必得從每一單層岩石的各種特徵作綜合的詳細研究以後才能確定。其具體的判斷方法,將在後面第四章「沉積岩地區的地質旅行」中作介紹。

(2)憑地層內所含的化石判斷層序:化石是埋藏在地層內的古代生物的遺體、遺骸和遺跡的總稱。由於生物在進化的道路上,具有階段性和不可逆性的特點,所以化石的從原始到高級,從簡單到複雜的各種特徵,都記錄了地質歷程的先後關係。根據化石的種類以及它們的進化特點,確定其所在的地層層位,從而瞭解這些地層形成的年代。所以尋找或採集化石也就成為地質旅行時的重要工作,是確定地層年代的關鍵手段。

實際上,富有經驗的地質工作者在野外尋找化石時,主要是尋找「標準化石」。所謂「標準化石」,主要是指該類化石數量不多、生存時間短暫、分佈地域廣泛、特徵清楚、易於識別鑒定者。例如寒武紀地層中的三葉蟲,奧陶紀地層中的筆石,石炭、二疊紀地層中的呢,新生代地層中的哺乳動物化石等等。


(3)注意地層間的接觸關係:地層的接觸關係反映出地質歷程中的地殼運動情況。也就是說,每次地殼運動以後,多多少少總在地層的界面上留下當時運動特徵的某些形跡,根據這些形跡的特性可以判斷當時地殼變動的激烈或緩和的程度,並借此瞭解地層在形成過程中有無沉積間斷、當時的地殼運動是造山運動還是造陸運動等等。根據這些,聯繫區域地質情況或鄰區的相似情況,大致確定其地層的年代。

(4)觀察地層的岩石性質,包括其中的礦物成分、組織結構、顏色等方面,由此間接地推斷所遇地層的地質年代,即所謂岩層對比法。也就是將兩地或兩地以上所遇到過的巖性相同或基本相同的地層進行比較,如甲地的地層已經憑其中所含的化石或其他手段獲悉其所屬的地質年代,那麼乙地某相似地層的年代也許就與甲地的相同了。

(5)就已知的標誌層推斷未知地層的年代。所謂標誌層,往往含有某種豐富的化石,具有特殊岩石性質的地層,容易識別並確定其地質年代,如果這一套岩層層序正常的話,則位於標誌層上下的地層年代也就不言自明瞭。例如山東泰安地區,晚寒武世的「竹葉狀灰巖」,長江中下游一帶晚石炭世的「球狀構造石灰岩」(實際上是一種葛萬藻化石),都可列為標誌層。

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