-《沉积岩工作方法》
作者: 王剑,谭富文,付修根,黄思静,郑荣才,陈明,朱同兴,杜谷
Boggs（2012）把沉积岩（区）野外地质工作归纳为8个方面的内容：地质填图、样品采集、岩相古地理分析、沉积体系三维空间特征分析、沉积结构构造描述、古流向与物源分析、矿物岩石特征研究及沉积模式的建立。
本节重点介绍沉积岩（区）野外工作的基本要求，观察、描述、记录的基本方法，以及沉积岩主要特征观察描述与测量等7个方面的内容，包括：怎样识别和分析沉积岩颜色、岩性及结构构造、古流向及物源、古生物化石等，以及如何描述和记录这些特征，如何测量沉积岩地层厚度和古流向。
沉积岩（区）野外工作中，以下7个方面的内容需仔细观察或测量，并详细记录。通过对其相互关联的特征分析，初步形成解读沉积岩成因的“证据链”，结合测试分析数据，为沉积相综合分析研究提供最基础的资料。
（1）颜色：按照自生色、继承色和次生色来区分沉积岩的颜色，初步判断氧化-还原沉积环境、物源区特征等。
（2）岩性：鉴别沉积岩的物质组成和矿物学特征，通过成分成熟度分析，初步判断物源与沉积搬运条件。
（3）结构：沉积物中颗粒的特征和排列方式，野外观测结构最重要的是粒度及其接触关系。结构成熟度是分析沉积水动力条件的最重要证据。
（4）构造：出现在层面上或层内的沉积构造是沉积环境分析的直接标志。
（5）岩层/沉积序列与地层厚度测量：描述沉积岩几何形态特征、堆积顺序及剖面变化特征，测量沉积岩单层厚度。
（6）古流向测量与物源分析：通过层理、波痕等定向沉积构造来判别古流向，分析古地理展布格局及物源方向。
（7）古生物化石：沉积岩内所含生物化石属种名称、分布和保存特征等，通过对古生态分析，为分析古环境、古气候及古地理提供依据。
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观察方法
沉积岩野外观察通常遵循由点到面，再由面到点的原则。任何一个沉积过程都可以形成一系列相关的“证据链”。一个点上不确定的证据，可以通过“证据链”中其他的某些证据而得到佐证，反过来又形成更加完善的“证据链”。例如，如果你对某一个点上的低成熟度长石岩屑杂砂岩的沉积相不能肯定，但离开这个点你在剖面序列上见到了二元结构，那么你很快就会判断其为河流相；若不是二元结构，而是鲍马序列，则你会判断其为浊积岩，再回头仔细观察时，你可能会发现这些杂砂岩岩层的底面具槽模构造、底冲刷及粒序层理等。同样是低成熟度杂砂岩，我们得了两个完全不同的结论，一个是河流相浅水沉积环境，而另一个则是深水沉积环境。因此，露头工作最好的做法是，观察一个点以后，应离开一定距离观察岩石及剖面序列、沉积构造，从整体上观察它们的相互关系，然后再回到点上，给出合理的结论。有些大型构造（如水道、侵蚀面及不整合面）和沉积体的几何形态，最好也隔一定距离观测，然后再回头仔细观察岩性及结构。利用沉积构造，如交错层理、粒序层理、冲刷痕、示底构造等确定地层上下接触关系。
沉积岩（区）地质填图、岩相古地理编图或其他专题研究，都有工作精度的要求。每平方千米需要观察多少露头点取决于任务要求的比例尺、研究目的、有效工作时间、水平及垂直相变，以及工作区构造的复杂程度等因素。对特定岩石地层的踏勘需取间隔较远的剖面，研究具体层位时，一切可利用的露头都要进行观察，并沿岩层走向侧向追索一定的距离。露头所显示的情况基本弄清之后，可决定该剖面是否值得实测和详细描述。
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记录要求
应尽可能保持野外记录簿整洁而有条理，室内可对野外记录进行补充完善，但一定要与原始记录区别开来，切忌室内删改野外记录簿。野外记录要包括以下要素：①时间、地点、天气和剖面名称；②每一个地质点的点号及地理位置、GPS位置、观察点的性质；③观察内容，包括本小节所描述的7个方面；④观察点对应的剖面图、素描图、样品及标本记录；⑤获取的地质产状、古流向、构造线理等测量数据。
野外记录必须真实、准确、详细地描述所见地质现象。对观察对象的形状、尺寸和排列方向要加以描述。要充分利用采石场或岩壁上所见岩层形态及侧向变化进行素描、照相及描述，素描图应具备图名、图例、比例尺、剖面方位、地质产状及取样位置；同时附上照片，不要忘记放入合适的专用比例尺。用打火机、烟头、甚至手指头脚指头等作比例尺是不可取的不入行行为。
特别值得指出的是，尽管重要的沉积构造、接触关系、关键界面、结构剖面、沉积层序、砂体形态、古生物化石等重要地质露头都应该尽可能地拍照，但切忌以照片取代素描图，更不能用照片取代剖面结构图及路线剖面图。因为素描图及剖面结构图等是我们对某一地质现象的综合性认识，既是客观的，又是规律性认识的形象化总结，而照片只能作为这一认识的客观证据。照片要记录好地点、时间和主题，最好把相机设置为时间显示模式，以便于按时间顺序与野外路线及记录描述核对。
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记录方法
地质点描述除采用文字记录外，我们首推国际上较为通用的剖面结构“柱状图”记录方法，这是沉积岩（区）野外工作最重要、也是必须掌握的最基本工作方法。这种剖面结构柱状图非常直观，一目了然而又非常简捷实用。其特点是，它能把零星的、孤立的地质点观察内容有机地联系起来，便于剖面沉积相分析和沉积演化序列分析，也便于对比分析不同地区的相应剖面，有助于看出岩层的重复、旋回、总的变化趋势及区域变化特征。不管是重要地质点观察，还是路线地质观察或实测剖面，都应该及时分析点与点之间的联系，掌握剖面演化规律，随时用剖面柱状图记录下来。多个地质点甚至整个观测剖面可用一个结构“柱状图”记录，通常单个或几个地质观察点就可以形成一个结构“柱状图”。
剖面结构柱状图记录的内容包括岩层或岩石单位的厚度、岩性、结构（特别是粒度）、沉积构造、古水流、颜色和化石等。岩层接触关系必须准确标示。同时，对于特殊的地质特征或补充的说明也可另加“备注”。
当露头连续或主体连续时，无疑可绘出剖面结构柱状图，这时就可选最好的路线进行测量。如露头好但不连续，可沿剖面平移，找到连续岩层的露头。在剖面的岩石（通常是泥质岩石）未出露地段，需做少量挖掘，否则要标注“无露头”或空白间断。剖面结构通常是从地层的底部向上填记。
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观察与描述内容
目前比较合适的记录方式应该是：点上应采用详细的文字记录描述，同时对重要地质现象、重要接触关系、重要剖面及沉积序列，应随时配合有地质素描图、剖面结构柱状图、沉积序列图及照片等。不管是何种方式，以下7个方面的沉积岩主要特征都要认真观察描述，或仔细测量。
颜色
沉积岩的颜色是分析沉积环境、物源区特征、成岩作用、表生风化作用等重要信息的重要标志，但它往往被初学者忽视。
野外观察与描述沉积岩颜色，要区分沉积岩的继承色、自生色和次生色。
继承色是碎屑物自身的颜色，主要反映源区沉积物形成时的环境特征。
自生色是沉积成岩过程中形成的自生矿物所反映的颜色，具有重要的环境分析意义。继承色和自生色都是原生色。杂色粗碎屑岩要对各种成分的颗粒和基质的颜色分别进行仔细观察和描述，以期反映源区特征和沉积环境特征。
次生色是后生作用和风化作用过程中形成的次生矿物所反映的颜色，是对原生色的改造，不具沉积环境分析意义。
野外观察中，原生色往往与层面和层理分布一致，且协调、均匀、稳定；而次生色多呈斑点状，穿过层理或层面，多沿裂隙分布。
颜色的描述应该以原生色为重点，在主要颜色之前可以附以补充色，并以深浅表示色调。
岩性
通常情况下，通过肉眼或借助放大镜，可鉴别出沉积岩的矿物成分。在野外记录中，素描图要使用目前国际上较为通用的花纹符号。建议使用下列岩性、沉积结构构造及化石符号
成分成熟度是指碎屑物质在成分上被改造而接近最稳定的终极产物的程度。成分成熟度是沉积岩岩性和成分观察分析的第一要务，也是沉积岩野外描述必不可少的内容之一。在初步掌握沉积岩的矿物成分与岩性之后，必须立即分析和描述沉积岩的成分成熟度，通过细致观察沉积物中物质成分，对沉积岩中稳定矿物成分与不稳定矿物成分有一个基本估计，初步分析和判断沉积搬运历史、风化剥蚀及沉积埋藏速度、气候及物源区特征等。
结构
放大镜是观察沉积岩结构的最常用工具，要充分利用放大镜准确判断沉积物颗粒的形态和大小，例如，利用颗粒形态可以很快区分风成岩（颗粒具凹坑面）与流水搬运沉积形成的砂岩。测量沉积岩颗粒大小的方法是，将沉积岩碎屑压碎成细颗粒，并散放于野外记录簿毫米刻度纸上进行对比观察，根据每毫米刻度纸上颗粒的数量判断颗粒的粒径。
在剖面图记录时，结构栏要用黏土/粉砂、砂（分为细粒、中粒和粗粒）和砾三个级次描述剖面演化序列上粒度的变化。如果为粗碎屑岩、粗内碎屑碳酸盐岩，砾可进一步分为细砾、粗砾和巨砾。可用细竖线画出各粒级界限，来帮助记录粒度（或晶体大小）。测出岩石单位的粒度后，将其标在记录图表上或记录描述在相应的地质点上。结构剖面图可通过宽度来表示粗细，剖面柱越宽，表示岩石粒度越粗。其他结构特征如颗粒组构和形态、磨圆度、支撑类型、填隙物特征等应详细记在野外记录簿中。应该指出的是，如细结构岩石序列中有砾岩和角砾岩的出现，就要特别注意对这些砾岩和角砾岩的描述，特别是结构特征的描述，它们往往反映了某种地质事件的发生。与成分成熟度一样，结构成熟度是沉积岩野外描述的主要内容之一，它是描述碎屑物质在结构上接近于最终产物的程度。野外细心观察沉积物中颗粒的特征和排列方式，对沉积岩结构成熟度有一个基本的了解，能初步判断和分析沉积岩形成的水动力条件，最终确定沉积岩形成于高能还是低能环境。
构造
沉积构造是沉积岩野外描述最重要的内容。沉积岩不管是碳酸盐岩还是碎屑岩或火山碎屑沉积岩，专业沉积学者都能发现丰富的沉积构造。
野外剖面图中，岩石序列中出现的沉积构造和岩层界线可用符号记在一栏里（图1-1）沉积构造出现在岩层顶、底面及岩层内部，如果层面构造和层内构造都很发育，可把两者分别绘在各自的栏内，常见沉积构造的符号见图。有关沉积构造的测量数据、素描图和文字描述应放在野外记录簿里。
要注意岩层界线的特征：①清楚而平整的；②清楚但不平整的；③渐变的。各自可分别用直线、凹凸线或虚线表示在岩性栏内。
岩层/沉积序列与地层厚度测量
单层沉积岩或厚度不大的沉积序列可以通过钢卷尺直接测量，但群、组甚至段的厚度要通过皮尺或激光测距仪测制剖面来确定沉积岩的真厚度。在岩层高角度倾斜、露头面又与层理斜交地段，测量厚度必须细心。建议按照表1-2的测量要素开展野外剖面测制，数据处理由计算机很容易完成。
岩石序列中，要进行详细分层和划出不同的岩石单元，描述各沉积岩单层的厚度、几何形态、堆积顺序及变化规律，同时，要仔细观察沉积岩在剖面演化上的旋回规律，辨认出不同级次的旋回，并作为分层的依据。遇上巨厚的韵律薄层或岩性不同的薄层迅速交替出现，可先组合成单一岩性段，并详细描述各单层的厚度、颜色及岩性特征，并注意单层厚度自下而上的增减情况。对每一分层或岩石单位加以编号，编号从最低层位开始。
此外，沉积岩地层产状必须尽可能多测量，岩层产状除构造变形外，有些沉积砂体及沉积构造的产状或方位，如斜坡水道砂体、楔状砂体、包卷滑塌等，对于沉积相综合分析与盆地分析都非常重要。
古流向测量与物源分析
古流向描述：古流向是盆地分析十分重要而又容易被忽视的内容。要充分利用各种沉积构造和标志，包括流水沙纹层理、浪成沙纹层理、流线理、剥离线理、波痕、交错层理、砾石定向排列构造、砾石叠瓦构造、槽模、刷模、椎模、沟模、流痕，甚至生物遗痕等判别古流向。交错层理前积层倾斜的方位代表了水流的方向。
物源分析：物源方向的分析方法多种多样，但野外观察最常用的方法是在古流向分析的基础上，综合分析同层位碎屑沉积物的粒度、成分成熟度、结构成熟度、单层厚度，以及沉积构造等来判断物源方向，将上述多项单一的证据综合在一起，形成一个互为验证的“证据链”，例如，在一定条件范围内，远离物源区（盆地边缘）方向，沉积岩单层厚度通常变薄、粒度变细、泥质成分增加、沉积结构构造以深水相为特征等；靠近盆地边缘相区沉积物成分成熟度和结构成熟度均较高，见大型交错层理等浅水相沉积结构构造；近物源区的冲洪积相区，沉积物成分成熟度和结构成熟度通常较低，可见重力流沉积结构构造等，这就形成了完整的“证据链”。
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古生物化石
野外记录要对古生物及遗迹化石尽可能详细的描述，同时也可以记录到剖面结构柱状图中。常用的化石符号如图，这些符号可在剖面结构柱状图右侧增加一栏专门标记。如果化石是组成岩石的主要成分（如某些石灰岩），主要化石类型的符号可绘在岩性栏内。化石本身的观察要在文字记录中详细描述，分清门类与属种、化石完整性、保存状态、丰度与密度、古生态及古环境等。古生物化石首先是用来解决地层时代、确定沉积岩演化序列及区域对比问题，其次是可指示水深、扰动程度、盐度和沉积速度，再者还可提供古水流方向和古气候的资料。
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