一、地质旅行的准备工作

　　既然我们的地质旅行带有一定的任务，那么，欲达到预定目标，做好充分的准备工

作，是十分必要的。

　　1.文献资料阅读

　　有目的地查阅将要登程路线上的有关文献资料，了解前人的工作成果、具体的行程、

遇到的问题，特别是地质方面的资料，然后再根据自己的打算，订出可行的方案，避免

走“弯路”，使地质旅行收到事半功倍的效果。

　　目前，全国性的1：20万比例尺区域地质调查在很多地方已经结束，相应的调查报

告及地质图件也已陆续出版．为我们阅读文献提供了有利条件。

　　对小范围的地质旅行来说，许多区域性的综合报告，或专题调查报告、学术论文甚

至科普文章都可以搜集阅读。

　　除此以外，我认为凡旅途将要经过地区的地方志、古籍记载乃至游记之类也可以顺

便浏览。因为在这些非专业性的文字中，往往有与地质有关的记载，如哪里采过矿，哪

里发生过地震等，如能继续追寻踪迹，也将会获得某种成果。

　　特别是我国，世界文明古国之一，我们的祖先在与自然斗争中，积累了丰富的经验，

其中不乏与地质科学有关的记载，常见的地名之类，往往就能反映出古人在那里开采过

什么矿。

　　例如湖北大冶铁山，果然名不虚传，整座山都是高品位的铁矿石。1952年以后，从

铁山开始，经过大力勘探，在地下发现了更大的铁矿，为武汉钢铁公司提供了数以千万

吨的铁矿原料。

　　以铜字命名的地名更多，如江西德兴铜厂、安徽铜陵铜官山、湖北大冶铜录山、山

西中条山铜矿峪、南京附近的铜井与铜山等等。这些地方，确实都是铜的产地，并且自

古以来就已开采，但由于古代采矿技术与打洞条件的限制，往往只能开采表面露头下不

深的小部分铜矿，无法向地下纵深处延伸。现在，我们已在这些古老铜矿或废弃不开采

的老铜矿基础上，经过进一步地质勘探，扩大了它们的储藏量或矿区的范围，取得了很

高的经济效益。在这些铜字命名的地方，如今已建立了规模可观的铜矿山。

　　有些地名，非铜非铁，却有其他金属字眼，例如甘肃白银市，原名白银厂，50年代

勘探发现，当地是一处颇有规模的黄铁矿型铜矿。老百姓为何称之为白银而非铜呢？原

来，这种类型的铜矿床表面确实存在一些银矿。又比如祁连山地区的一些铜矿，一般每

吨也含有几克银、几十克银，甚至几百克不等，当达到100克以上，够银矿的工业品位，

就成为银矿山了。也许最早是从这种黄铁矿型的铜矿表面先认识银，名称就这样叫起来

了。

　　湖南新化锡矿山，也是以矿命名的地方，早在明代洪武元年（1368年），当地居民

就发现了矿，由于他们还不认识锑，而且锑与锡的外貌特征又很像，于是叫起锡矿山了。

直到近代，经地质学家纠正，才知道这里是世界上储藏锑矿最丰富的矿山，素有“世界

锑都”之称，但旧有的锡矿山之名却留下了。

　　当我们注意这些老矿区遗址时，往往还能看到古代开采的痕迹，如冶炼以后丢弃的

炉渣、废弃的矿石堆。古人冶炼技术不高，含矿量稍低的矿石都无法提取干净。用现代

科学技术水平看，这些废渣、废石堆身上往往还能发现“高品位”的矿石呢！例如前文

提到过的江西德兴的斑岩铜矿，开采历史恐怕已经有1000多年了，而山坡上的老矿洞有

好几处，“废渣”、“废石堆”上到处都能捡到有用的矿石。从1954年开始，地质队在

这里工作，连续几年的勘探，终于探明这是一处大型的铜矿山，现在已成为我国重要的

铜矿基地。

　　就拿德兴来说，当地不仅可见“废渣”、“废石堆”之类的自然证据，而且当地的

县志上还有详细的记载：唐、宋以来就有人在此采铜和冶炼硫磺的记录。德兴铜厂祝家

的《祝氏宗谱》也有记载云：“明成化年间（1465—1487）采铜颇盛”之语。清代人顾

祖禹所作的《读史方舆纪要》中也记述：“铜山（即铜厂）在德兴东北三十里（1里＝

500米），唐置铜场处。山麓有胆泉（硫酸铜的水溶液），亦曰铜泉，土人汲以浸染，

数日，辄类朽木，刮其屑煅炼成铜。”如果用现代科技语言将这段文字加以解释，就是

说，乡民们用硫酸铜溶液浸铁而刮取铜粉的方法来炼铜。实质上是应用简单的化学置换

方法提取铜。

　　又如，北京附近，有一个地质队在那里找寻铁矿，辛辛苦苦地找了好几年，而且动

用了钻机，结果还是没有找到像样的矿体，领导决定撤离，另找地方。而有些地质队员

仔细地研究了当地的地质条件，认为还有希望，只是因为打钻的部位没有选准。正在踌

躇之际，他们想到古籍，于是找来当地县志及其他有关的古书，详细地翻阅了资料，最

后认为，应把钻机搬到“古矿区”去，果然在地下深处打出优质厚层的矿体，找到了新

的矿体，由此地质队又安定下来，扎寨勘探。

　　由此启发，翻阅古书整理出找矿线索是完全可能的。例如战国时代成书的《管子·

地数》篇中有“出铜之山四百六十七”，也就是说，在我国东半部，当时已经开采铜矿

的山已达467个了，可能有人认为夸大不可信，但进一步想想，殷周时代，我国的青铜

器十分发达，数量特多，质量亦佳，从武器到日常用品，无不取材于铜，可见铜矿的开

采当时已经很普遍了。考古学家如果能真正考查出这467个铜产地的具体地点，再结合

地质调查，该能做出多大的贡献啊！

　　另一本也是战国时期成书的《山海经》中，亦记载了600多处出产80余种矿物、岩

石或矿石的产地，无疑也是值得好好研究的。

　　甚至在吟咏古代诗词时，也会给我们启发，例如唐代刘禹锡（772—842）被贬到湖

南时写的《浪淘沙》之六云：

　　coc1日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。

　　美人首饰王侯印，尽是沙中浪底来。coc2

　　在这首小诗中，他指出沙金最容易聚集的地方是在澄洲（指江心小洲）和江限（指

江流的弯曲处）两处，这里是淘金最合适的地方。现已查明，常德附近的沅水中确实产

有沙金，前已提及，湘西会同县发现金矿的地方正是处在沅水上游，可见此诗是写实的，

是有科学意义的。如果说，地质工作者事先不知常德产沙金，偶然读到《浪淘沙》，岂

不是启发我们去找金矿吗？

　　再如清代康熙皇帝游南京燕子矶有诗云：

　　coc1锸江当时此矶雄，振翼翩跹俨若飞。

　　此际涨沙成沃土，春来惟见麦菲菲。coc2

　　在诗中，写出了“矶”的地貌特点，又写出了长江淤积形成河漫滩的经过。后来，

乾隆皇帝游燕子矶留下的诗篇中，更细致地刻画出这里的地貌特点：

　　coc1当年闻说绕江澜，撼地洪涛足下看。

　　却喜涨沙成绿野，烟村相凿久相安。coc2

　　于此可见，200年前的燕子矶是三面环水、一面接陆的滨江小丘；而如今已变为三

面接陆、一面临水了。读此七绝，抚今追昔，沧桑变迁，可见一斑。

　　至于晚唐诗人皇甫松的《浪淘沙》：“宿鹭眠鸥非旧浦，去年沙嘴是江心。”说出

了江流对沙洲的破坏和堆积作用的迅速变化，在短短的一年间，河流的地质作用，使当

地的地理面貌发生巨变。

　　再如位于江苏东北角的连云港市的地质演变，也可在古籍中找到，《山海经》与

《水经注》都提到郁州（今连云港市的新浦）在海上。沈括在《梦溪笔谈》中提到连云

港市西侧东海县境内的羽山：“尧殛鲧于羽山，旧说在东海中，今乃在平陆。”而羽山

之东的云台山，当时苏东坡（1037—1101）作游览诗所提的则在海上：

　　coc1郁郁苍梧海上山，蓬莱方丈有无间。

　　旧闻草木皆仙药，欲弃妻孥守市寰。coc2

　　甚至明代吴承恩（1510？—1582？）写《西游记》时提到的花果山（云台山脉的一

部分）也还在海上，他写道：“东胜神州海外有一国土，名曰傲来国，国近大海，海中

有一名山，唤为花果山。”但由于黄河淤积和改道，到了清康熙五十年，花果山才脱离

黄海，与大陆相接。

　　仅从上述这些不完全的古代诗歌、文献的摘录中不难看出，自东海县东延至连云港

的50多千米距离内，3000年间，大陆逐步东移，昔日的“海上仙山”逐渐向大陆靠拢。

这样，给我们提出了地理变迁的研究课题——是黄淮平原淤积的结果还是上升的结果，

或者两者兼而有之？当我们亲临其境考察地质时，有针对性地寻找地质证据，岂非收效

更佳？

　　我在这里举这些文字作品的例子，无非说明在我国大量的古代文献中，有许多资料

对我们研究地质、地理问题，为我们提供地质旅行的依据具有十分重要的参考价值。

　　2.图件准备

　　作为地质旅行应用的图件，最主要的就是地形图。根据旅行者的不同要求，选择合

适的地形图，随身携带，以便随时观看。最普通的就是1：50000的。如需在短距离内观

察剖面，则可选1：10000的地形图。

　　在收集地形图时，还可注意不同年代测绘的（最好是同一比例尺的）图件，往往可

以发现一些地形变化情况，特别是河流下游地段，变化十分惊人，由此可以进一步研究

变迁的原因是否具有地质意义。例如南京的栖霞山至镇江间的长江河道与两岸地形的变

化，近二三十年来非常明显，比较各年份的航空照片或测绘的地形图都很容易看得出来。

　　其次是地质图，有条件的话，也可以根据不同需要选择不同比例尺的地质图——地

层划分的精细程度有所差异。

　　第三类是地质剖面图，包括实测剖面、信手剖面（示意性的）（图3.1）等图件。

一般说来，这类图件都是比较精细的，最适合路线穿行时应用，可以按图踏勘，对照观

察。

　　如果上述三种图件都具备的话，作为教学实习或参观性的地质旅行基本上可以满足

需要了。

　　此外，还可以收集一些补充性的图件，例如某一观察点的地质素描图（图3.2）或

照片之类。这些图片，针对性强，如构造特点、地层接触关系，化石埋藏情况，岩石构

造面貌，由地貌反映出来的地质特征、矿体埋藏与围岩的关系，火成岩脉的相互穿插关

系，火山作用留下的遗迹以及其他等等。这类图件或照片可以

　　更清楚地了解某种地质现象，具有专题研究的功用。描绘得精彩的野外地质素描图，

有时比照片更清楚，甚至更富有实用价值。

　　如果作大面积的区域性地质旅行，还应该收集航空照片、卫星照片之类。这是遥感

地质的一部分内容，例如分析区域地质构造特点，利用此类照片往往比看地形图或小比

例尺地质图能收到更好的效果。特别是要到前人未曾工作过的空白地区，或者是地形复

杂、交通困难的高山或沙漠地区旅行，在出发之前，事先分析一下航空照片或卫星照片，

然后根据预定目标选择旅行路线，收效肯定较大。例如在勘探塔里木盆地石油之前，先

从卫星照片上判读沙漠地形、干涸沙道、可能出现泉水地点以及含油构造区等，然后选

择路线，计划交通及后勤装备；基本定妥以后，人员才大举进军。

　　一般非专业人员当然不可能做到收集如上述的各种图件，但至少应有一份能指明山

川方向、村落位置、地物标志等的普通地图，这对了解旅途沿线的地貌、地质特征亦有

帮助。

　　3.工具器材准备

　　由于地质旅行是轻装前进的，因此带到野外去的用品必须以选择轻型、坚固、多功

能用途的为宜。除了最基本的铁锤、放大镜、罗盘“三大件”以外，在目前条件下，再

带上用于登高时观察标高的空盒气压仪、照相机、手提录像机、度量工具等也是必要的。

　　至于记录本、文具、包装纸、标签纸、棉花之类，此处不必一一列举了。

　　需野外及时查看的鉴定化石手册、矿物手册、区域地层表之类的工具书籍，也应适

当携带，以便随时翻阅。

　　除上述与业务有关的工具、器材、图书资料以外，还应带些劳动防护药品，诸如蛇

药、消暑药品、外伤急救包扎药品之类。

二、野外地质旅行的方法

　　室内的准备工作就绪以后，就可以出发旅行了。但由于要求和目的不同，旅行的具

体方法也必然有所差别。换言之，根据不同的地质旅行的目的，选择不同的交通方式，

采用不同的考察方法，现叙述如下：

　　1.坐火车的地质旅行

　　所谓坐火车的地质旅行，一般而言，不是有意识地去布置的。只是趁旅途之便，利

用坐火车的机会，凭窗注视沿途的地质概貌而已。特别是在陌生的铁路线上旅行时，也

可算是额外的收获吧！对于地质工作者以及地质爱好者来说，应该利用一切可充实自己

地质见识的机会。

　　当然，坐火车看地质，是极为粗糙的，可称为宏观观察法。根据我个人的经验，采

取远近结合的办法来了解沿途地质概貌是可行的。

　　远看，着重于观察山形、山峰的特点，大致可以分辨出视野之内的山脉是由哪些岩

石构成的。比如山岭高峻、尖峰刺天，有如“万笏朝天”，而且岩壁面上显现出黄色、

褐色，或微带粉红色者，并有古松自悬崖伸出，奇株苍劲，则此山可能是花岗岩类、火

成岩类或较为坚硬的变质岩类之岩层构成。如若峰峦圆润、群山林立，而诸山相连之鞍

部常以“U”形接壤，山色青灰，葱郁深沉，很少有古松盘桓，代之以杂树回环，并可

见采石烧制石灰，此类山体多为石灰岩层构成。若山势不高，常见悬崖峭壁，峰林叠嶂，

苍松在红岩之间相映成趣，涡洞于断崖之处凹凸造奇，颇似岩溶地貌，则多为火山岩系

或中、新生代的红色砂砾岩层构成，如武夷山或粤北丹霞地区所见。若在沉积岩区穿行，

高山与低山相间出现，山势有一定走向，则可能是不同时代的坚硬的砂岩、石英砂岩与

较软弱的泥岩、页岩地层相间出现之故，车行之处，或者是褶皱构造区，有背斜与向斜

出现。

　　岩石情况了解以后，结合已知的区域地层分布，大致可以判别遥望所在处的地层组

合情况了。如能在近处看出岩层的产状，根据其倾斜方向，恢复其层位的上下（新老）

关系，也许能确定其背斜和向斜的分布位置，结合山脉延伸方向，推测当地的构造线方

向。

　　若山坡常由峭壁构成，坡下有低山紧偎，如此景观，延伸相当距离，则可能是较近

地质时期发生的断层所致。与此类似，大河谷地与山体相交之处，成排的“三角面山”

构成山麓，并有固定的延展方向，则此谷地可能系断层陷落而成（图3.3）。此处如有

泉水出露，更可证明无疑是断层了。若河谷两侧均有类此地貌，则此谷地或系地堑构造

造成的。

　　近看的目的是了解铁路旁的岩石露头，能够比较正确地观察岩石的类别名称及其特

性、地层的产状、倾斜的方向、地层的接触关系、岩层受地壳变动影响的程度、沿途的

水文地质（如泉水出露，不一定见到泉眼，可根据绿野流水判断）与工程地质的情况，

特别在人工开挖的隧道洞口附近、边坡上，这些都是观察的好地点。

　　如果沿途地层排列齐整，铁路线穿越地层走向前进，当你初步确定地层的新老关系

以后，还能预测迎面而来的前方岩层应属某种地层的可能。

　　将远处与近处的所得材料相互结合、相互印证以后，至少对所经之处的区域地质概

貌会有所了解，例如是地台区，地槽区，古陆区，还是沉降区。

　　列车在河谷谷地前进时，还应注意阶地地貌特点，如阶地的级数、阶地面的宽度，

甚至了解阶地的类型，由此推测当地新构造运动的特征。如在山西汾河两岸所见。

　　如列车在山区行驶，沿着某些河流上游谷地前进时，还可注意那里的河曲是否深切？

是否还是正常的？例如在天宝路上，从宝鸡到天水，火车沿渭河上游谷地前进，可以看

到明显的深切河曲，这一带正是新构造运动的剧烈上升区。

　　要是铁路穿越较大的、由丘陵起伏构成的盆地，当走过一段较长的路途以后，回过

头来小结一下，也许会了解到若干中、新生代盆地的发育情况——诸如它们受什么样的

断裂控制（可用罗盘测量方向），从盆地边缘到盆地中心的岩层性质有什么样的变化规

律，进而找到研究盆地发育过程中的古环境和古地理面貌的线索。

　　2.坐汽车的地质旅行

　　坐汽车作地质旅行有时是作为大面积踏勘工作的前导。

　　由于公路有条件在山区盘旋，沿途山坡上往往有筑路工人开挖的剖面，露头良好，

而且被观察的对象临近车窗，车行速度比较缓慢，因此，坐在汽车上观看沿途地质，比

坐在火车上略胜一筹，所得到的地质资料的可靠性也更大。

　　如果汽车在沉积岩发育的地区行驶，基本上可以看清沿途暴露的岩层，初步鉴定出

它们的名称、产状、受构造运动影响的情况等。这样，如果出发前阅读过当地的一些地

质资料的话，不需行驶多长的路程，便大致可以估计出眼前出露的地层属于哪个地质年

代？叫什么层位？随着行车的前进，还可以预料迎面而来的地层是老还是新。由此进一

步了解沿途的构造地质情况——有无褶皱或断层，然后判断其构造线的方向。

　　如果汽车在变质岩发育的地区行进，那么临窗注视变质岩的类别——片麻岩、大理

岩、片岩、千枚岩、板岩以及混合岩之类也可以鉴定出来。

　　假如在火成岩区行进，也能判别花岗岩、辉绿岩、闪长岩、玄武岩、流纹岩、粗面

岩、凝灰岩、凝灰角砾岩之类。也能辨识侵入体的形态是岩基还是岩脉，甚至看到几条

岩脉的相互穿插关系。

　　岩石的节理，特别是一些喷发岩的柱状节理往往清晰可见。如遇汽车上坡减速，还

可以大致测量裂隙的方向，帮助了解区域构造线的方向。

　　坐在汽车上看沿途的地貌现象可能是颇为理想的了，当然还是属于宏观地貌现象。

例如考查剥蚀面（或夷平面）（图3.4）具有优越的条件，这是因为公路经常翻山越岭

而过，从山麓到山顶，都能见到。

　　自山巅俯瞰，脚下群峰很有层次地排列成几条水平线。每一条水平线又都独自展开，

构成开阔的谷地，这就是次一级、形成时代较晚的新的剥蚀面。如笔者在大巴山区地质

旅行时，曾见到多层的剥蚀面，气派雄伟，十分壮观。

　　坐汽车看地质还有一个有利条件，可以随时停车，下来细看某些感兴趣的地质现象。

这种“粗中有细，线上夹点”的观察方法是十分有效的，也就是踏勘大剖面时常用的方

法。

　　3.坐轮船的地质旅行

　　经过江流河道，特别在若干大河上游的峡谷地带旅行，坐在船上观察剖面是颇为理

想的。例如长江的三峡地区，两岸青山，历历在目，水洗悬崖，岩层暴露无遗。如果是

溯流而上，船行缓慢，可以多次观看，细心琢磨，了解沿途地质情况，比坐火车、汽车

更胜一筹。不仅地层的岩石性质、产状、层序，乃至褶皱、断裂都能指点记录，甚至素

描示意图也有充裕的时间，摄影取景也很方便。

　　在航行时，还可注意水道的宽窄与当地岩石性质、构造的关系。如石英岩类、硅质

岩类等坚硬岩层分布区，水道流过，往往构成落差较大的急流险滩，浪花飞溅，水声震

耳。如水道流经石灰岩或白云岩地区，由于溶蚀造洞，致使河底突兀不平，深浅无常，

河面水流，时见漩涡。小船扁舟，往往有遭覆舟没顶之危，人们视为畏途。如水道流经

结晶较粗的花岗岩类岩石分布区，或其他岩性较为松软的沉积岩、变质岩区，因质地脆

弱，极易风化，故常见宽拓之河谷，即使在上游地段，亦不例外。耕田村舍，错落其间，

俨若中游之景观也。要是仔细观察河谷两旁，或能见到若干阶梯状之地形，据此还可以

了解当地在最近地质时期内，地壳发生节奏性上升的特点。

　　有时候，船行峡谷中，但见两岸崖壁，挺拔峻峭，好似千仞高峰，而舍舟登陆，攀

登而上，眼前却是一片峰峦平整的准平原地貌，甚至在这个准平原山顶上能找到由地质

近期形成的河床砾石所组成的砾岩层，足见此峡谷形成的年代，并非久远，此间则是强

烈的上升区，河水下切迅速而构成此种特殊地貌现象。如在三峡就能见到此种地貌特点，

由此推测，三峡最后形成的时间当在距今不远的更新世时期（图3.5）。

　　到河谷的中、下游地段，边岸不见山崖，平畴千里，一望无垠。虽偶有残山剩丘在

视野远处浮现，也无法判断其岩层的岩性及所属的年代。所以观察地质特点显然不如上

游峡谷地区，但其地貌景观仍应予注意。例如多层的阶地地貌，发育良好，借此可以判

断地壳上升运动的影响；河曲迂回，堆积岸与侵蚀岸的发育，借此可以了解河流摆移作

用的因素，并进而研究其未来的趋势，对当地工程建设，农田水利有无影响等。

　　沿河旅行，如能了解到历史上的变迁记录，也是很有趣味的事。如南京的长江边岸，

李白在《游凤凰台》诗中有云：“三山半落青天外，二水中分白鹭洲。”当年的三山矶

是临江的小山丘，白鹭洲则是长江中的小岛，而今两处均已与岸陆相连，长江主流线也

西迁了。这些地貌变化，对长江沿岸的工程设计（如码头设置）是极为有用的材料。

　　当河道进入平原地段，如偶然遇有山丘伫立于江滨，船过其旁，不能掉以轻心，其

中有许多富有意义的地质现象可供观察。如在长江航线上的皖赣交界处的小孤山、安徽

马鞍山市境内的采石矶及其西侧当涂境内，曾被李白诗中描述为“天门中断楚江开，碧

水东流至此回”的天门山，南京长江大桥沿幕府山北麓直到燕子矶，以及镇江的金山和

焦山等名胜地，巉岩屹立，峭壁千仞，往往是大断裂通过之处。

　　总之，沿江河作地质旅行，了解某些地段甚至全流域的地质概貌及其河流发育史，

用乘船观察的办法，是比较有效的。

　　4.徒步地质旅行

　　这是最普遍、最常见的地质旅行，也是调查或研究沿途地质概貌的最佳办法。随身

携带的各种野外工具、仪器都可以协助我们提高观察的质量，可以根据自己的需要用记

录本、素描册、照相机等详细地记录、绘画、摄影。

　　徒步地质旅行的最重要步骤是选好剖面，一般而论，剖面线方向应与地层的走向方

向垂直，或者说，跟地层的倾斜方向一致。这样，可以用最少的时间、最短的距离，看

到最多的内容。基本上可以通过穿越几条剖面的办法了解到区域地层分布的面貌，岩石

的类别、特征与构造的格局等等。

　　这样说来，是不是一定要选择在完全合乎理想的垂直于地层走向线上的剖面才能作

地质旅行呢？当然，能符合此条件的最好，而实际上，长距离的旅行路线是很难找到理

想剖面的。这是因为山区大多崎岖无路；而行人的道路，又不一定符合我们的要求。按

地质要求选路就有困难，况且，山坡上经常被浮土和植被掩盖，岩层露头不佳，因而观

察内容贫乏，收不到预期效果。因此，在野外选择旅行路线时，只要能照顾到既能大体

上符合剖面线方向，又能利用自然的或人工的露头看清岩层排列、产状的路线就行了。

　　所谓人工露头，最理想的就是在沿山公路上观察路旁山坡峭壁上的露头。所谓自然

露头，一般多选择在峡谷、溪涧、山间小路上因风化剥蚀出来的岩层露头。这时候，应

张开地形图，如有前人工作过的地质图更好，再结合访问，谨慎选择路线。如果途中有

合适的休息地、名胜古刹之类，也可结合选线，那里往往有重要的地质现象。

　　至于徒步地质旅行要求观察的项目，着重点应放在地层及构造方面。地层方面的具

体内容包括岩性、名称、产状、所含化石、各层之间的接触关系、岩层的厚度、岩层的

其他特点等。如遇火成岩，则还应观察岩体、岩脉的形态、穿插关系、火成岩与沉积岩

的先后关系或两者接触处的变质现象。如遇变质岩，起码要判断属于何种变质类型。

　　构造方面的具体内容，包括断层、褶皱及其类型，节理的方向及其组合关系，变质

岩系中的节理组合与方向，区域构造线的方向。

　　综合上述观察的内容，可以判断此间地壳运动的性质，演变的历史以及当地大地构

造所处的构造单元的部位。

　　如遇有矿点或矿化现象，应观察矿物的种类，何者为主，何者为次；可能的成因类

型、类别，估计其矿体范围及其经济价值。

　　徒步地质旅行还可以观察小地貌现象，主要是注意岩性与构造地质这两方面对当地

地貌的影响，例如沟谷与断层的关系、悬崖与断层的关系、山坡形态与岩层倾向的关系

以及与岩石性质的关系等等。如在石灰岩地区，注意洞穴有无成层性现象，如果存在，

则可考虑当地在地质近期内地壳上升的节奏性运动；溶洞及岩溶的形成过程与自然环境

的关系等。如在火山岩、花岗岩或其他坚硬岩层发育地区，要特别注意裂隙系统对塑造

山形水流的关系。

　　徒步地质旅行，边走、边看，要停就停，要走就走，随手作笔记，随时作记录，还

可及时素描或摄影，把特殊的地质现象或具有特殊意义的地质现象以附图的方式描绘下

来，一幅清晰的图件，经常起到胜过文字的作用，并能提高工作效率。更重要的是，信

手剖面必须随着前进的步伐而随时描绘下来，哪怕是不很准确的、示意性质的都能起到

重要的作用。所以，一位技能全面的地质工作者，应该在绘画技巧方面有所训练。

　　徒步地质旅行还有一项更重要的工作，就是采集标本，这是上述几种地质旅行所难

以办到的。当然，在地质旅行时采集的标本也不能完全按照规定的标准来做，比如，按

国家规定的正规比例尺的填图，必须按规定的密度采集，每块标本的体积也有一定尺寸，

而地质旅行的采集标本便可以自由些了。

　　不过，徒步地质旅行时采集的标本必须选择富有代表性的。所谓富有代表性，指的

是所采集的地层的岩性标本、化石标本、矿物标本及构造标本等能较全面、准确地反映

所观察的地质现象。采集这些标本的目的是为了进一步确定（带回室内研究）该地层的

年代、岩石的名称、构造的特点，掌握沿途地质情况，为下一步工作设计方案。

　　徒步地质旅行除了本人直接观察地质对象以外，更有利的条件是根据地质特征，进

行一些访问工作，比如向当地群众了解到某些生产或生活中遇到的问题，说不定与当地

的地质条件有关，由此可以启发我们去深入了解或作好进一步研究的准备。常碰到的如

以村庄内泉水出露情况了解水文地质特点；以动植物的异态，来了解土壤中矿物元素分

布的情况；甚至偶见村落旁边的废弃矿渣堆（古代土法冶炼所遗弃的）可以了解此间某

种矿产的埋藏情况，在黄土高原地区，通过“龙骨”（主要是新生代后期的哺乳动物化

石）挖掘的线索，找到重要的化石产地；在南方岩溶地貌发育区，通过“泥岩肥料”

（大多是洞穴内的哺乳动物化石堆积物，其泥土中含有丰富的磷质，可作肥料）线索找

寻化石，甚至人类化石（例如巨猿与马坝人化石便是如此发现的）以及其他等等。

　　总之，利用徒步地质旅行，随时随地向群众了解有关的地质情况是十分必要的，这

是其他形式的地质旅行不易办到的，因此，应充分发挥其作用。

第四章　沉积岩地区的地质旅行

一、地层是研究地质学的基础

　　地质学是研究地球的科学，就目前的科学水平而论，主要是研究地壳部分。而地壳

则由各种岩石组成。所以，研究地质学的第一个对象，就必须跟岩石打交道。比如我们

在研究各种矿产资源跟某些地质情况发生哪些关系时，先得把赋存矿产的岩石进行分门

别类的整理，而且还需要进一步说明这许多岩石的形成过程及其历史，建立它们的纵剖

面；同时，还要将与此相关而出露各地的岩层作同类同期的对比和归纳，即建立横剖面。

　　由此看来，如果把组成地壳的各种岩石能在空间和时间上的分布关系确立起来，那

么，研究地质学的基础也可以说奠定了。比如要阐明某地地质构造的变动情况，研究某

种矿产的形成年代及其展布情况，某地的沧海桑田的变迁等等，都有所依据了。

　　何谓地层？就广义的概念来说，地层不仅包括沉积岩层，而且应该包括由火成岩、

变质岩所组成的岩层。不过，作为赋有相对年代次序的地层来说，沉积岩是主要的。火

成岩与变质岩的年代的确定还得依靠与其相邻的沉积岩层的年代作间接的推断。由此可

见，沉积岩层在地层领域内的重要性不言而喻了。

　　正因为如此，我们在地质旅行时对沉积岩层的注意，特别重要。作为基础地质的调

查或研究，首先就得选择在沉积岩发育的地区开始，这是十分自然的事。具体地说，任

何地质图、地质柱状图、地质剖面图的编制以及任何野外地质研究都是首先在查明当地

沉积岩层的地质年代、性质、成因和产状的基础上而进行的。至于沉积矿产的普查，诸

如石油、煤炭、水泥原料、陶瓷原料、建筑材料等等，更离不开沉积岩。因此，明确沉

积岩区的地质旅行任务，是极为重要的。

二、研究沉积岩的基本要求

　　（1）沉积岩系的岩层层序：沉积岩既然是成层的，各层形成的次序必然有先后关

系，因此先得清理其层序。

　　层序的先后关系，在岩层没有发生剧烈变动的情形下，凡位于下面的先形成，位于

上面的后形成，即服从“下早上晚”的地层层序律。按照这条定律，水平岩层，倾角不

大的单向倾斜岩层，很容易划分出上下层序（图4.1）。但是，当地层直立、或者因构

造剧烈变动使岩层上下关系发生倒转的情况下，又怎样判别其层序呢？这里，就需要运

用一些沉积学的原理和方法了。大致有以下常用的几项：

　　①序粒层理　又称粒级层理，或递变层。每一单层的沉积岩层，由底到顶，沉积过

程中的颗粒大小，总是由粗逐渐变细，例如由粗砂质递变为细砂质，甚至到泥质。而相

邻的两粒级层之间，由于下层的顶面常受到冲刷，因而在粒度上或成分上，显示出截然

突变。根据粒级层的这种下粗上细的递变特征，可以识别其顶底关系，恢复地层的原先

面貌（图4.2）。

　　②交错层理　它是在一个单层中出现与主层理呈斜交的层纹构造，此层纹在顶部与

主层理呈大角度斜交；其底部的层纹则收敛变缓，与主层理以小角度相切。因此，根据

其“顶部角大，底部角小”的原则辨识地层之顶底（图4.3）。

　　③波痕　我们在海滩、湖滨、江边的沙滩或泥质沙滩上经常看到水波涤荡留下的起

伏痕迹。当其埋藏成岩以后，在岩层的顶面上也能留存此种特征，一旦暴露地面，即见

尖棱突起的波峰和圆弧下凹的波谷间换组成的图案。如其尖棱朝上，即指示岩层顶部所

在。波痕常见于砂岩、粉砂岩、泥岩中（图4.4）。

　　④泥裂　又称干裂。我们在一些干旱的水田表面曾经看到过，就是那些不规则的多

边形裂块，尤其可注意的是这些裂缝与地面垂直，裂隙作楔状，上宽下窄。地层中的某

些岩层也有这种干裂现象保存，它们成为岩层时，缝隙则被泥沙充填，充填物的形态也

作楔形，据这些特征，可以辨认其顶底关系（图4.5）。

　　⑤雨痕与冰雹痕　当沉积物半干而尚未固结时，如遇暴雨或冰雹的猛烈打击，即在

柔软的泥质或粉砂质沉积物表面留下圆形或椭圆形的凹坑，待沉积物固结为岩层后，此

类凹坑即留下痕迹，借此可以辨认地层的顶底（图4.6）。

　　⑥冲刷面　当岩层沉积后，有时露出水面，或在水下被水流冲刷，使其层面上造成

凹凸不平的不规则面，其上再沉积的岩层往往显示出序粒层理。据此可辨认地层的顶底。

　　⑦化石的生长和保存状况　若干固着生长的动植物，如树木、珊瑚之类，向上生长，

主干与地层层面垂直，顶底位置也与岩层的顶底一致。大部分叠层石的生长方向也与层

面垂直，其层纹的凸起部分总是朝向层面的顶部。软体动物的贝壳，往往以其凸面朝上

是最稳定的埋藏状态，借此也可识别地层的顶底关系（图4.7）。

　　（2）各地层的相对地质年代：在确定沉积岩系各地层层序的同时，还应确定其相

对地质年代，可为本区建立系统的地层表作准备（图4.8）。这项最关键的工作就是采

集化石，借此鉴定地质年代。当然，化石的保存不可能每一地层都能发现，因此，有经

验的地质工作者，要善于找寻化石的埋藏地。根据我个人的经验和体会，以下几种情况

容易获得化石，应注意发掘：

　　①当你打下一块新鲜的碎屑状结构的石灰岩层破碎面，用放大镜细看，这些碎屑往

往是由大量的古代生物的残骸组成，有时也能见到某些个体细小而比较完整的形体混杂

其中（图4.9）。

　　②岩石性质发生改变的层位上，因为岩性（如成分、颜色、组织结构等）的改变，

也就意味着沉积环境的改变，在此情景下，生物极易造成大批死亡，因而化石也就比较

集中。

　　③若干泥质灰岩或泥灰岩层的结核内，也往往包裹着化石。因为含结核的岩层一般

形成于浅水动荡的环境中，生物死亡以后，在水波搅动的情况下，使生物遗体周围的泥

质凝聚汇集起来，终于胶结成结核，所以在野外遇到此种岩层的结核，可及时打开获得

形态比较完整的化石。例如在浙江、江西一带上奥陶统黄泥岗组内的泥灰质结核团块内，

常能找到相当美丽的三叶虫化石。

　　④深色的灰岩或页岩中也往往有较多的化石埋藏。因为深色的岩层反映出其成岩的

沉积环境富含有机质，各类生物最喜欢来此聚居生活，一旦环境突变，生物无法适应，

集群死亡，就成为丰富的化石群落而埋藏于此。

　　反过来，根据我们的野外工作经验，在下列几种岩层内很少发现化石，或保存不佳。

　　①红色粗砂岩或砾岩层，岩石多在气候干燥环境里形成，那里缺少生物，化石自然

贫乏。即使偶而保存化石，由于岩石粗糙，化石上微细的特征（比如叶脉、壳外纹饰）

无法烙印保存下来。所以，往往能见到一些化石的迹象，却很难鉴定其属种名称了。

　　②厚层、致密、岩性均匀的坚硬砂质岩石也缺乏化石。因为这类岩石的形成环境是

处于长期缺少有机质的情况，生物也就很少了。

　　③质地匀称、岩性一致的厚度很大的石灰岩层，或很薄的石灰岩层中也缺乏化石保

存，这类岩层的成因主要是化学因素，很少是生物因素，也就是说，沉积环境中缺少生

物活动，所以化石贫乏了。

　　④发生变质作用的岩层，缺少化石，因为变质作用是在强大的压力和很高的温度下

进行的，使原来的岩石发生化学或物理的变化，比如“重结晶作用”，就把原先即使保

存下来的化石也投入“熔炉”，自然化石也就见不到了。最明显的例子，如远离侵入体

的石灰岩，化石密集，而邻近侵入体的石灰岩变质成为大理岩，化石早就消失了。

　　⑤某些盐类矿物，诸如白云石、硫化物、卤化物高度集中的岩层里，也缺乏化石。

因为形成此类矿物的环境具有“毒性污染”作用，不宜生物生长，所以化石也就极少了。

　　不管怎样，在野外一旦遇上化石碎片，即应大力搜索，当查明某一含化石的单层时，

哪怕厚度极薄，也应认准此层，顺藤摸瓜，及时发掘，扩大成果。经初步研究以后，就

要在野外记录本上将化石分布的特征、属种的成分、生态性质以及保存情况等都作简要

的记述，作备忘之用。

　　在这里，比较困难的是化石属种名称的当场鉴定，一般可以查阅随身携带的《化石

手册》之类，对照图版及文字描述作初步的辨认，往往能鉴定到属的名称也就不错了。

不过，有意识的地质旅行，在小分队的成员中，最好能吸收古生物工作者参加（特别在

沉积岩地区穿行路线时），以便及时处理。

　　当然，鉴定化石属种的名称的最主要目的是确定地层的相对地质年代，属什么纪、

什么统，能说出组的名称来就更好了。

　　当在一系列岩层中的某一两层找到化石，并能确定其所归属的地质年代以后，就可

以按层序的上下关系，推测其他地层的地质年代，建立地层层序了。

　　（3）各地层的岩石性质：岩石性质的内容较多，一般最常用的，或者说必须了解

的基本内容，应包括下列几项：

　　①颜色：一般取决于岩石中所含的矿物成分，其中最有影响的是铁质和有机质的含

量。根据铁的氧化程度，色调颇有不同，如低氧化铁具淡绿色、淡青色；当含氧量增高

时，则呈黄色、橙黄色、红色直至紫褐色。

　　锰的氧化物也有强烈的染色作用，可将碎屑岩染成黑色、浅蓝紫色。

　　有机质可使岩石出现暗色甚至黑色。如无有机质时，岩石几乎是白色的。

　　若干黏土岩类、砂岩或石灰岩中含有海绿石或绿泥石时，可使岩石染成绿色、浅蓝

绿色。

　　钾长石颗粒组成的长石砂岩可使岩石呈现浅棕红色。

　　辉石、角闪石颗粒则使岩石呈暗灰色。

　　石英、硫酸盐、碳酸盐、盐类矿物混入时则呈白色。

　　观察岩石的颜色时，还应注意新鲜的与风化面上的不同颜色。

　　②成分：由于沉积岩是岩石风化后经搬运而沉积的产物，有一部分则属于化学沉淀

的产物，故其成分可分为三大类：

　　第一，碎屑岩类，这类岩石的成分是由母岩机械破碎的产物，其中如碎块巨大的角

砾岩、砾岩的成分常以所含的岩石名称辨识之；而砂质岩石，则以其中所含的矿物名称

表达之。

　　第二，黏土岩类，其成分是母岩在风化过程中分解出残余的或新生的黏土物质，它

们常是化学风化过程中呈胶体状态的、不活泼的物质，如A1{2}O{3}、SiO{2}等在适当

的条件下就形成的黏土矿物，也有一部分是由机械磨研而成的粉末，其成分的名称也以

矿物的名称表达。

　　第三，化学岩和生物化学岩，主要成分是由活泼性较大的金属元素，如K、Ca、Mg

等呈离子状态形成真溶液，而A1、Fe、Si等氧化物呈胶体状态，形成胶体溶液，在适当

条件下，发生化学作用而沉淀成岩。其成分名称也按矿物名称表达。常见的有如下各类：

　　铝质岩：富含A1{2}O{3}，与黏土岩类相似，含铝高时，即成铝土矿。

　　铁质岩：富含铁质，当其含铁量达30％以上时，即成为铁矿，有赤铁矿、褐铁矿、

菱铁矿、黄铁矿等，但黄铁矿主要提炼其硫，不作正常的铁矿开采。

　　锰质岩：如其含锰量达到20％以上时，即可列为锰矿开采，有菱锰矿、硬锰矿、软

锰矿之分。

　　硅质岩：含SiO{2}很高的岩类。其中有生物成因的硅藻土、海绵岩、放射虫岩；也

有非生物成因的碧玉岩、燧石岩。尤以燧石岩最为常见。

　　磷质岩：当P{2}O{5}的含量达到12％以上时，即可成为磷矿，主要以胶磷矿、磷灰

石等矿物出现。

　　碳酸盐岩：由碳酸盐类矿物组成，以石灰岩和白云岩两类最为常见。此类岩石分布

较广，约占沉积岩总量的20％，比黏土岩类、碎屑岩类少些。在我国范围内，碳酸盐岩

的数量颇大，可达沉积岩分布面积的55％。此类岩石除其本身有经济价值外，还跟许多

金属、非金属的成矿有关。与水文地质、工程地质的关系也极为密切，即岩溶水文地质

与工程地质问题，目前则是环境地质研究的重要课题之一。

　　盐岩：这是纯化学作用的产物，因水体的蒸发而沉淀形成的岩类。主要是由钾、钠、

钙、镁的卤化物及硫酸盐矿物组成，矿物种类有100多种。卤化物有食盐、钾盐；硫酸

盐有芒硝、石膏等，均具有重要的经济价值。

　　可燃性有机岩：主要由含碳、氢、氧、氮的有机化合物组成，如煤、油页岩、沥青

质岩类等，具有很重要的经济价值。

　　沉积岩的命名除所含的基本矿物外，还可考虑某种有显著含量的次要矿物附加到名

称中去，如长石砂岩、海绿石砂岩、白云质灰岩、铁质铝土岩等等。因此，在观察各种

岩石成分时，必须注意其主要成分和次要成分。

　　观察碎屑岩类的成分时，还应注意其胶结物的成分，如硅质、泥质、钙质等。

　　③构造：沉积岩的构造，主要是指沉积岩形态特征，其中最基本的便是层理，这是

由于沉积岩的成分、颜色和结构的差异而形成的一种层状构造。通过层理特征的研究，

不仅可以了解沉积介质的性质和能量的状况，而且还可以判断沉积环境，有些层理还可

以确定当时的水流方向。

　　层理的基本形态，常见者有三种：水平层理、波状层理和斜交层理。

　　水平层理是沉积物质在缓慢运动的水中，以悬浮状态沉积而成的。由许多直线状彼

此平行（平行于层面）的细层所组成。这类层理多见于河漫滩、牛轭湖、湖泊、深水海

湾、潟湖、沼泽等地形成的岩石中。如果在泥岩中的水平层理，仅以颜色的深浅不同而

表现出层纹现象，则此层理的成因是由于季节性气候的差异所致。如：夏季时沉积物中

的有机质含量丰富，形成深色；冬季时沉积物中的有机质含量较少，于是形成浅色。

　　波状层理是由于水波浪的振荡运动而造成的。往往见于浅水的湖泊、海湾中形成的

岩层，也可于河漫滩上因微弱的单向水流运动而造成，不过此种波状层理多为不对称的。

　　斜交层理，是在水体流动中沉积而成的。多见于砂岩类岩层中，主要形成于河流环

境，湖滨、海滨及三角洲沉积物中也有所见，不过，后两者常表现为楔形交错层（图

4.10）。

　　此外，尚有形成于潮汐带的层理，如透镜状层理，以砂质的、具交错层理的不连续

透镜体夹于泥质沉积物中。脉状层理以砂质交错层系（图4.11）为主，夹在深色泥质的

细薄层中。

　　碳酸盐类岩层的构造，除与上述有共同者外，尚有生物成因的构造，如生物礁构造、

虫迹构造、虫孔构造、藻类生长的层状构造（叠层石）等。还有化学成因的构造，如缝

合线、结核构造等。

　　④结构：岩石的结构，一般是指组成岩石的碎屑颗粒大小、形态及其外表特征。颗

粒大小称为粒度，粒度是以颗粒的直径来度量。粒度与沉积岩命名的关系十分密切，例

如碎屑岩类中，假如颗粒的直径有半数是1毫米以上的，称为砾，属于粗碎屑岩类；半

数以上的颗粒直径为1～0.1毫米的称为砂，属于砂质岩类；如主要是由0.1～0.01毫米

的颗粒组成的，称为粉砂，属粉砂岩类；50％以上（按重量计算）属于0.01毫米以下的

颗粒组成的岩石，称为泥，属于黏土岩类。

　　如果某种质点（颗粒）不达50％时，则应分其主次，命名时以其次要的成分形容其

主要成分，如砂质页岩，表示此类岩石的主要成分是黏土，次要成分是砂；其余如粉砂

质泥岩、泥质砂岩……可类推。

　　碳酸盐类似乎见不到颗粒，若仔细观察，仍能见到颗粒结构，分为5种类型：

　　①内碎屑结构，物质沉积后呈弱固结时，被浪涛、岸流、潮汐冲击破碎而再沉积的

碎屑。

　　②生物碎屑结构，由生物的硬体破碎而成。

　　③鲕粒结构，以矿物小颗粒为核心包裹凝结而成，如鲕状灰岩。

　　④球粒结构，又称团粒结构，呈卵圆形，大小约在0.03～0.2毫米之间，系由微细

的骨屑、藻类、泥晶碳酸盐矿物发生凝聚作用而成。

　　⑤团块结构，即不规则的复合团块，外形多变，常由藻类粘结而成。

　　在研究碎屑岩类的结构时，还应注意其圆度，即指碎屑颗粒的棱和角被磨蚀圆化的

程度，一般分为4级；

　　①棱角状。颗粒具有尖锐的棱角，原始形态尚未改变，表示颗粒未经搬运。

　　②次棱角状。颗粒的棱角稍有磨蚀，尖角不很突出，表示颗粒已经短距离的搬运，

受到一定的磨蚀。

　　③次圆形。棱角有显著磨损，已看不出原始的形态，表示颗粒已经较长时间和较长

距离的搬运。

　　④圆形。棱角全部消失，颗粒滚圆，表示经过相当长的距离和相当长时间的搬运。

　　除考虑圆度外，还要注意球度，即颗粒接近球体的程度。当三轴相等长时，表示球

度最高。球度不同于圆度，比如柱状体和片状体，棱角消失，圆度可称良好，但球度不

佳；另外如球形晶体，尚带棱角，圆度不佳，而球度却是好的。对同种岩石或矿物而言，

球度高者，表示搬运距离长，时间久。

　　结构的最后一项指标是表面特征，包括磨光度和微刻蚀痕两方面。由此可以判断搬

运和沉积的介质，如风力搬运者，颗粒表面毛糙；冰川搬运者，颗粒表面有擦痕；浊流

搬运者表面有微刻痕。不过，一般的表面特征，肉眼不易察看，将颗粒置于显微镜下才

能清晰可见。

　　在研究沉积岩的结构时，还应注意岩石孔隙度，碎屑岩类砂粒之间的孔隙，最高者

可达15％～30％，碳酸盐类岩石的孔隙最高者可达5％～15％，后者还应注意后生的溶

解作用，能使孔隙度增高。岩石孔隙度的大小，与矿床的成矿关系颇为密切；与石油、

天然气、地下水的运移和储存也有重大关系；对水文工程地质的影响也很大。

　　此外，在研究沉积岩时还应注意其成分、颗粒和孔隙大小的关系，一般而言，成分

愈纯，分选愈好，颗粒愈多，胶结物愈少者，孔隙度愈低。

三、各类沉积岩的研究要点

　　（1）角砾岩：凡棱角和次棱角状的砾石含量大于50％以上的称角砾岩。在野外，

必须判别角砾岩的成因类型，也就是属于什么性质的角砾岩。通常有以下几种类型：

　　①沉积角砾岩。计有同生角砾岩（沉积过程中破碎的，如竹叶状灰岩）、礁翼角砾

岩（礁体边坡崩坍堆积而成）、冰川角砾岩。

　　②重力角砾岩。由重力作用而形成的，如山崩滑坡角砾岩、岩堆角砾岩、近岸角砾

岩。它们均见于地形陡峻的崖坡之下。

　　③断层角砾岩。见于断层的破碎带上，与地层的分布无关。

　　④火山角砾岩。见于火山口附近，是因火山喷发形成的。

　　⑤冲击角砾岩。由于陨石降落，被冲击岩层破碎而成，分布比较局部，有陨击坑及

陨石碎块等佐证。

　　⑥溶洞角砾岩。石灰岩或其他易溶岩石，在其洞壁、洞顶发生崩坍而形成的角砾岩，

分布局部，常呈窝囊状。

　　⑦成岩后生角砾岩。常见于山麓地带。

　　（2）砾岩：在地层中常见的砾岩有两种，必须分辨清楚。一是底砾岩，位于某个

地层组合底部的侵蚀面上，代表长期沉积间断以后，一个新的沉积时期开始的产物，故

在不整合面或假整合面上时有所见。

　　在野外如何识别底砾岩？可以根据以下的特点予以判断：①位于侵蚀面上，其砾石

成分具有其下伏各岩层所成的砾石。②砾石的成分比较简单，常见的以石英质的砾石最

多。③砾石的磨圆度良好，分选也好。④分布的范围不大，但分布的层位相当稳定。⑤

同一底砾岩层中的砾石及砂粒，自下而上变细，磨圆度变好。

　　确定底砾岩存在与否的意义十分重要，因为它既是划分地层（系、统、组）界线的

标志，又是阐明地壳运动的标志，是恢复古地理面貌、讨论区域地质发展阶段性等问题

的重要资料。某些矿产的赋存，诸如金、铀、铜、金刚石、钼等也往往与底砾岩在一起。

因此，在地质旅行中重视底砾岩的研究是很自然的。例如本世纪60年代初期，南京大学

地质系师生在赣南工作时，发现泥盆纪地层的底砾岩中含有花岗岩砾石，说明在泥盆纪

以前，此间就有地壳的剧烈运动并伴有规模较大的岩浆入侵活动，而此间的大片花岗岩

长期以来都认为是发生在中生代的，属于“燕山运动”的产物。后来，进一步工作，并

将两类花岗岩作化学分析、放射性同位素年龄测定，证明赣南除了燕山期花岗岩以外，

还有早古生代晚期的花岗岩，即加里东期的花岗岩。断定当地受“加里东运动”影响十

分显著。由于不同时期的花岗岩赋存的矿种与矿床类型也不相同，因此这一发现为后来

找矿提供了重要的理论与实践的依据。

　　第二种砾岩是层间砾岩，它的产生大多数是由于沉积过程中局部的环境发生变化，

比如水流的冲刷、波浪的冲击、暂时的干涸、岸坡的滑动、地壳的微弱升降等均可导致

层间砾岩的形成。

　　在野外，如何认识层间砾岩呢？主要有以下几项标志：①相夹在普通的岩层之间，

与侵蚀面、不整合面、假整合面无关。②其砾石的成分与其下最接近的地层岩性相关。

③有时层间砾岩层之下有冲刷面。④砾石的磨圆度较差，而且含有石灰岩、黏土岩类等

容易溶解或易破碎的岩石所形成的砾石。⑤胶结物、充填物比较复杂。作为最典型的层

间砾岩，就是同生砾岩，例如华北地区寒武纪地层中极为常见的竹叶状灰岩。

　　在观察砾岩的岩石性质时，还可以根据砾石的外形和排列情况判断其形成时的环境。

例如在河流中形成的砾石的外形对称性较差，其长轴方向与水流的流向垂直，倾斜方向

与水流流向相反，倾角较大，可达15°～30°。形成于海滨的砾石，排列的倾斜方向对

着海洋，倾角较小，7°～8°，长轴方向与海岸平行。

　　（3）砂岩：凡岩石碎屑中2～0.05毫米粒级的颗粒在50％以上者，叫砂岩。根据颗

粒直径还可以进一步分为巨粒砂岩（2～1毫米），粗粒砂岩（1～0.5毫米），中粒砂岩

（0.5～0.25毫米），细粒砂岩（0.25～0.1毫米），微粒砂岩（0.1～0.05毫米）。也

可将0.25～0.05毫米的统称为细砂岩。

　　砂岩有另一种命名原则，可根据其成分组合关系，基本上分为以下3种：

　　①石英砂岩。90％以上为石英颗粒碎屑，次为少数的长石、岩屑等。如果从化学成

分特点看，其中SiO{2}的含量可达95％～99.5％，故石英砂岩可作玻璃原料或耐火原料。

石英砂岩的生成环境，一般为地形起伏不大、气候潮湿温和之地，由富含石英的母岩

（如花岗岩类）风化以后，不稳定矿物（如容易风化的暗色矿物）消失，留下石英，经

较长距离的搬运沉积而成。

　　②长石砂岩。碎屑物中的石英含量少于75％，而长石的含量大于25％，也就是说，

长石含量偏高，而且颗粒多具棱角状。它常在气候比较干燥寒冷、地形起伏较大、地壳

活动比较活跃的地区出现。母岩经受强烈的风化和侵蚀作用，在短距离的搬运之后而迅

速沉积下来，特别在山间或山前坳地内最为常见。

　　③岩屑砂岩。又称硬砂岩、杂砂岩。由于其成分中岩屑的含量较多，占25％以上，

它主要分布于强烈隆起的山前凹陷区内。所以，这类岩石可以帮助我们认识当地某个地

质时期地壳运动及其地势变化的情况。

　　上述三种不同类型的砂岩，反映出不同的沉积环境，对于恢复当地古地理面貌等，

颇为有用，故在野外旅行、穿越剖面时不能疏忽。

　　当然，砂岩的经济意义也不小，除其中优质的可用于耐火材料、建筑材料外，有时

本身还含有金、铜、铂、钨、锡等矿砂，至于石油、天然气、地下水的富集和储存，也

往往与孔隙较多的砂岩有关。

　　（4）粉砂岩：凡0.05～0.005毫米的碎屑含量达50％以上者，称为粉砂岩，即介于

砂岩与泥岩之间，故常混有砂粒或黏土。粉砂岩是经过长距离的搬运，在平静的水域中，

缓慢沉积而成。如在河漫滩、三角洲、潟湖、沼泽等环境中颇为常见，故借此可以恢复

古沉积环境。

　　与粉砂岩有关的另一种岩石——黄土，是一种半固结的黏土质粉砂岩，风力或水力

均可使其沉积，但其形成环境，总是在干燥或半干燥的气候区内。

　　特别在我国的北方及西北地区，第四纪地层中的黄土或黄土类岩石分布极其广泛，

因此，在那里作地质旅行时，如何进行黄土研究，是很重要的。一般应包括以下几方面

内容：

　　①研究黄土的物理性质，判别其成因类型。此处的物理性质包括颜色、颗粒大小、

结构、黏结力等方面。比如砂粒或黏土含量较高，黏结力很强，颜色偏红者，则与水成

（洪积、冲积等）有关。而颜色浅黄带灰，粉砂含量颇高，以手指研磨，无砂感或黏感，

山崖的直立性良好，则可能与风成有关。

　　②尽可能了解黄土地层的地质年代。具体办法是找寻含在该地层中的化石，特别是

哺乳动物、双壳类、腹足类化石最为常见，它们经常埋藏在黄土地层夹层的砂砾、泥灰

岩层中，那些地层原先多系河流或湖泊环境，生物喜欢聚居。如果能找到若干有代表性

的标准化石，便可大致确定出更新世的某个阶段。

　　如我国黄土高原上的黄土地层，可分为三个时期，最早的属早更新世，称为午城黄

土，分布比较局部；其次属中更新世的，称离石黄土，分布很广；最新的，属更新世晚

期的，称马兰黄土，分布面积尚可，基本上是风成类型的。

　　③初步研究黄土层中的古土壤埋藏情况。据我个人的野外工作体会，黄土层中的古

土壤可分为两种类型：一类是地质年代较新的古土壤，见于更新世晚期或全新世的黄土

夹层中，颜色灰暗，与现代土壤十分相似，还能看出土壤发育的A、B、C三层以及古树

根、草根等。

　　另一类时代较早的古土壤，属更新世早期或中期的，已见不到原来土壤的颜色及其

发育的层次构造，而是由深红色与浅红色不同色调相间的条带组成，在不同色调的界面

上，常伴生密集成层分布的白色钙质结核。像这种情况，为什么能断定它是古土壤层呢？

当土层比较长时期地暴露于地表时，土壤层就开始发育了，黄土层中原先就富含钙质，

在雨水的溶淋下，钙质就向下渗透，直到地下水（潜水）面附近，聚集凝结，特别在气

候干燥地区，钙质凝块就固结成结核，当地壳发生抬升时，潜水面下降到另一高度处，

钙质结核层上升到新的潜水面以上而保存下来。以后，多次的黄土层堆积，多次的土壤

层发育，多次的潜水面下降，多次的钙质结核层的形成，也正是节奏性的地壳运动的结

果。例如在汾河河谷地区，更新世中期的黄土层中，可见20余层色调深浅相间、伴有钙

质结核的古土壤层的遗迹呢（图4.13）！

　　④注意黄土层的冲刷面或沉积间断面，这也是划分黄土地层年代的重要标志之一

（图4.14）。在岩性坚硬的沉积岩层中，冲刷面往往以起伏不平的侵蚀面表现出来；沉

积间断往往以假整合面或不整合面、或岩性与化石性质的突变表现出来。而在岩性大体

一致的黄土层中，不可能以像坚硬岩层那样清楚的界面表现出来，因此，注意冲刷面就

显得十分重要了。

　　判断有无冲刷面或沉积间断，可以掌握以下一些特征：a.下伏的水平地层有斜面切

削其顶。b.多层的古土壤层被起伏不平的侵蚀面所切割。c.界面上下的岩性有显著变化，

尤其在界面上有砂砾夹层出现。d.界面上下土层的色调也明显改变，而且界面不是水平

的。e.起伏不平的界面上，或许有古土壤层的残留，此时，可以采取孢粉样品，带回室

内分析，作进一步的论证。

　　⑤注意黄土区的地貌特点。除一般黄土区的似喀斯特（似岩溶）地貌现象以外，特

别要研究黄土区的阶地特点。结合“地文期”的研究，对黄土地层的地质年代的划分十

分重要。例如在汾河地区，河漫滩与一级阶地上的次生（经过搬运以后的再沉积作用）

黄土基本上是全新世的；二级阶地，基本上是更新世晚期的；三级阶地，基本上是更新

世中期的，在高阶地的底部沉积，有时可见更新世早期的黄土层。

　　（5）泥岩和页岩：均属黏土岩类。泥岩不显层理，呈块状，局部失去可塑性，遇

水不立即膨胀。页岩有明显的页状层理，已大部失去可塑性。两者的成分比较复杂，多

数黏土矿物已转变为水云母，并常有其他物质混入，因此名称也多，如砂质泥岩，铁质

泥岩，碳质泥岩，钙质页岩（碳酸钙含量不到25％时称钙质页岩；超过时，则称泥灰岩；

含量更高时，就是石灰岩了），铁质页岩，硅质页岩（如二氧化硅的含量达到85％以上

时，则可称硅质岩、燧石层之类，往往是海底火山喷发或生物成因的），黑色页岩（往

往含有较多的有机质、分散黄铁矿、菱铁矿，其层理极薄，无化石，形成于潮湿气候条

件下的深水湖、淡化潟湖、沼泽中），炭质页岩（含有大量炭化了的有机质，但因其灰

分含量高于30％，故不宜作燃料，其风化的露头能污手，形成于湖泊-沼泽中，常为煤

系地层的组成部分），油页岩（常呈棕黑色，有油脂光泽，具薄层理，黏结性很强，形

成于闭塞海湾和深水湖环境中，含沥青者，则称为沥青质油页岩，经常组成含油或含煤

的岩系。油页岩的含油率可达4％～20％，最高者可达30％，可直接提炼石油）。

　　黏土岩类的经济意义很大，野外工作时应予高度重视。以下几种都属于有价值的黏

土岩类：

　　高岭石黏土岩，是含A1{2}O{3}很高的黏土岩，矿物成分以高岭石为主，以矿物命

名称为高岭土，俗称观音土、五色土。当你用手抚摸时，有很强的滑腻感。具有耐火性

和可塑性，故可作为高级耐火材料，也是制作陶瓷器的重要原料，在造纸业、橡胶业、

肥皂、化妆品工业等方面也要用到高岭土。特别在我国，利用含A1{2}O{3}。较高的黏

土岩制造陶瓷器皿有着悠久的历史，例如江苏宜兴丁蜀镇，素有陶都之称，当地群众早

在数百年前就利用那里早石炭世高骊山组的黏土岩作原料，制作出精美的紫砂器皿，名

闻遐迩，畅销中外。其他在煤系地层发育的地区，也利用高铝质的黏土岩类（它往往含

在煤系中）制作陶瓷器，如唐山、淄博等地也是颇有名气的“瓷都”。

　　蒙脱石黏土岩，即富含蒙脱石的黏土岩，呈灰白、浅黄、淡红等色，极柔软，有很

强的吸附性和吸水膨胀性，故大量地用于石油化学工业，其他在油脂、制糖、造酒、造

纸、纺织等工业中亦需蒙脱石黏土作净化剂和漂白剂之用。

　　凹凸棒石黏土岩，为漂白土中的上品，被广泛用作精炼石油和塑料、树脂等的脱色

剂；也用作味精产品的光亮剂及酿酒工业上的澄清剂。由于它的孔隙度大，放出“沸石

水”以后能吸收有机分子，故又用于环境保护工作，具有较强的去污和吸附作用，可作

净化水域、吸收放射性废物及有害气体之用。在农药、化肥方面用作稠化剂、加厚剂、

乳化稳定剂、黏合剂、填料及玻璃珐琅原料等。还因为它在高温、高盐度水中具有高度

的蚀变性和热稳定性，故在深海钻井及地热钻井中被选为优质泥浆原料。

　　凹凸棒石多产于白垩纪及新生代的湖相、海相地层中，特别是第三纪碱性玄武岩层

之间尤为常见，如江苏六合、盱眙一带的凹凸棒石黏土即产于此。

　　水云母黏土岩，即一般的黏土，为制作陶器和砖瓦的原料。

　　黑色页岩，近年发现其中含有多种矿产，如铜、铀、钼、钒、镍等。

　　（6）石灰岩类：在野外识别不同的石灰岩，主要是根据其结构特点，有以下几种：

　　①内碎屑灰岩，如竹叶状灰岩、砾屑灰岩。

　　②生物碎屑灰岩，根据所含化石的特点而进行命名，如以贝壳碎屑为主，则名为介

屑灰岩；如以虫迹为主，则命名为虫迹灰岩；以蜒类壳体为主，名为蜒灰岩；以藻类为

主者，名为藻灰岩，含大量鹦鹉螺化石，称宝塔灰岩（因鹦鹉螺化石纵切面形似宝塔）

等。

　　③鲕状灰岩，形成于温暖浅水、搅动不大强烈但具有强烈蒸发的环境中，尤其是在

大陆边缘，稳定的海滩地带最易发育鲕状灰岩。

　　④球粒灰岩，常形成于富含有机质的礁后潟湖环境中。

　　⑤团块灰岩，常见于藻类富集的岩层中。

　　有时，为了强调石灰岩类中所含成分的特殊，也可冠以矿物名称：如白云质灰岩、

海绿石灰岩、沥青质灰岩（臭灰岩）、泥质灰岩等等。

　　有时，为了强调石灰岩的构造特点，也用构造特点冠其名，如我国南方中奥陶统的

龟裂纹（或称马蹄花）灰岩。虽然从命名原则讲，此类命名不大正规，但在野外应用，

加深人们的印象是颇有意义的。

　　（7）白云岩：其命名与石灰岩相似，主要是根据其结构特点而定名，在野外常用

的名称有下列几种：

　　①泥晶白云岩：由小于0.005毫米的泥晶白云石组成，结构均匀，具显微层理，生

物残体很少，有时可见介形类化石，多为原生白云岩。

　　②微-细晶白云岩：晶体大小不一，晶形颇佳，外貌颇似砂糖，野外可用砂糖状白

云岩称之，往往由其他类型的白云岩重结晶而成。

　　③藻白云岩：与藻灰岩相似，即由藻类化石组成的白云岩，我国元古代和震旦纪地

层中的白云岩大多属于此类，可能是原生白云岩类型。

　　④生物白云岩及生物碎屑白云岩：可见其中的化石残体，多由生物碎屑灰岩经白云

岩化交代作用而成。

　　⑤内碎屑白云岩：根据其中的碎属大小又可分为砾屑、砂屑、粉屑白云岩。它们常

以夹层的形态见于一般白云岩层中。形成于浅海上部或潮间带以上的环境中，其碎屑即

由波浪或水流冲击而成。

　　⑥鲕状白云岩：这是一类次生的白云岩，即由鲕粒石灰岩经白云岩化作用而成。由

于其孔隙度较大，常为石油或地下水的理想储藏层。

　　上面提到原生白云岩、次生白云岩，是就白云岩的成因而言。从其形成条件而言，

可将白云岩分为三类：

　　原生白云岩：原地沉积的白云岩，是在干燥炎热的气候（28℃～35℃）下蒸发作用

而成。盐度高，水浅（0～3米深的潮汐带上），PH值高于8.3的咸化潟湖或海湾中形成，

也可在陆上咸湖中形成，并常伴生有膏盐层。

　　成岩白云岩：在碳酸钙沉淀过程中，被白云石交代而成，通常分布不连续，在石灰

岩层中呈透镜体状或斑块状，有时也成层状分布，延伸一定距离。

　　次生白云岩：或称后生白云岩，分布局限，常见于断裂构造带。

　　因此，判别白云岩的成因类型，主要着重于野外的观察研究。

　　（8）盐岩类：纯化学作用的沉积岩，如石膏、石盐、钾盐、芒硝等。形成于气温

高、蒸发量大的环境中，而且随着海水（或咸水）蒸发过程中的逐步浓缩，各类盐岩相

继沉淀而出现，例如水分蒸发掉40％以上时，开始出现石膏、硬石膏；当蒸发到90％以

上时，沉淀岩盐（食盐）；蒸发到99％时，钾盐出现。

　　所以，凭借盐岩类的存在，可以了解地质时期的某个时候的干旱气候，闭流的内陆

盆地、海湾、潟湖等，对恢复古地理环境极为有效。

四、注意沉积岩区的构造特点

　　当我们在沉积岩发育地区作地质旅行时，并把地层的层序关系、地层的地质年代、

地层的岩石性质及其名称等大体上搞清楚以后，紧接着就应该研究穿越剖面时所遇到的

地质构造的特点了。

　　所谓地质构造，实际上就是观察褶皱、节理、断层这三项主要的项目。不言而喻，

这些构造现象在层状岩石中是表现得最为清楚的了。

　　（1）褶皱：岩层受力的挤压而发生弯曲的现象称为褶皱，几乎在任何沉积岩区都

能见到的一种极普通的构造地质现象，只是其规模大小不同而已——大者长达几十千米，

甚至几百千米，小者在标本上就能观察到，甚至在显微镜下可见。不过，在野外视野所

及者，几百米、几千米的规模居多。真正特大的褶皱，在距离较短的剖面上是看不出来

的，必须通过长距离的剖面穿越，或通过填绘地质图以后才能分析出来，而本书所谈的

褶皱，主要是指视野范围之内能观察到的褶皱。

　　研究褶皱的基本要点，不外乎褶皱的形态、产状、类型、形成的方式以及分布的特

点。

　　①褶皱的基本形态，只有两种：背斜和向斜。背斜的标志是岩层向上弯曲、核心部

位是老岩层，两侧为新岩层。向斜的标志是岩层向下弯曲，核心部位为新地层，两侧翼

部为老地层。如果岩层被侵蚀风化，在地表暴露出来（以平面图形式表示的话）时，从

中心到两侧，岩层的排列，由老到新，对称出现，是为背斜。相反，从中心向两侧的岩

层，自新到老，对称出现，则为向斜。

　　认识背斜和向斜构造以后，就可以按照褶皱要素——核部、翼部、转折端、轴向、

倾伏等进行具体的描述了。例如某背斜构造，核部由志留系地层构成，两侧由泥盆系至

石炭系地层构成，轴向东北，向西南倾伏（图4.15）。

　　然后，再将观察的褶皱进行分类，最常用的褶皱分类是根据褶皱轴面的产状分为：

直立褶皱、歪斜褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱、翻卷褶皱（图4.16）。一般说来，这些褶

皱的形态都反映了岩层受力程度的不同。或者说，从直立褶皱到翻卷褶皱，受力越来越

强，因两侧受力的程度不同，轴面向受力较弱的一侧倾斜。

　　A.直立褶皱　B.歪斜褶皱　C.倒转褶皱　

　　D.平卧褶皱　E.翻卷褶皱-->

　　a—圆弧褶皱；b—尖棱褶皱；c—箱状褶皱；

　　d—扇形褶皱；e—挠曲-->

　　另一种褶皱形态分类，根据岩层弯曲的形态而定，也是野外观察剖面时常用的，有

圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱状褶皱、扇形褶皱及挠曲（图4.17）。

　　以上所说的褶皱形态，可以说是“小型”的褶皱，即站在褶皱岩层的面前，一眼看

去，就清晰能辨。而实际上，还有“大型”的褶皱，在野外地质旅行，穿越长剖面时才

能辨认的，它们大多是“非单个”褶皱，而是由一系列褶皱复合组成。通过剖面示意图

最能说明此种类型——基本上有两类。

　　一是复背斜和复向斜，也就是在它们的两翼被一系列次一级褶皱所复杂化，或者说，

大的褶皱轮廓是背斜，但在翼部尚包含若干小的背斜和向斜。反过来，大的褶皱轮廓是

向斜，而在其翼部则尚有次级的背斜和向斜（图4.18）。此类复式的背斜和向斜，常见

于“地槽区”，如我国的秦岭、天山、内蒙中部、喜马拉雅山等地均有所见。

　　二是隔挡式褶皱和隔槽式褶皱：一个平行褶皱群内，如果背斜呈紧密褶皱，而向斜

呈开阔平缓的褶皱，称为隔挡式褶皱，如四川东部的褶皱群。而隔槽式褶皱，则是一系

列相间排列的开阔背斜褶皱被一系列紧密向斜所隔开（图4.19）。

　　在褶皱形态的观察基础上，进一步就是研究形成褶皱的机理，可在地质旅行告一段

落以后作详细的解剖——如纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用、柔流褶皱作用、压肩作用等，

此处不作进一步论述。

　　②怎样研究褶皱？在地质旅行或踏勘剖面时，认识褶皱以后，如何进一步作具体的

研究是一项重要的课题，基本上可从以下几方面入手。

　　对褶皱形态的研究：其中包括查明褶皱的位置、产状、规模、形态和分布特点，探

讨褶皱形成的方式和形成的时代，了解褶皱与矿产的关系等等。

　　在这里，需要观察的要点有：

　　查明地层的层序并追索标志层。根据地层内所含的化石特征以及岩石性质等标志，

确定组成褶皱构造的层序关系。进而查明其层序是正常还是倒转。再观察这些地层的对

称排列及其重复关系，确定背斜或向斜的所在位置。在观察地层层序及其排列关系时，

必须抓住某个岩性特征显目、厚度不大、展布稳定的岩层作为了解褶皱的标志层。褶皱

的产状也可根据标志层予以确定。这些产状，主要是测定褶皱枢纽和轴面的产状，此两

者是正确判断褶皱产状和真实形态的前提。

　　其次是观察褶皱出露的形态，也就是从褶皱在地面出露的形态作纵横方面的观察，

经过多方分析，恢复其真实面貌。

　　再次，对褶皱内部的小构造研究也应注意。所谓小构造，指小褶皱、小断裂面、线

理等等。它们分布于主褶皱的不同部位，各自从一个侧面反映出主褶皱的某些特征，这

些内部构造，由于规模较小，易于观察，因此，以小比大，通过对褶皱内部小构造的研

究能进一步了解和阐明主褶皱的某些特征。

　　（2）节理：这是很常见的一种构造地质现象，就是我们在岩石露头上所见的裂缝，

或称岩石的裂缝。这是由于岩石受力而出现的裂隙，但裂开面的两侧没有发生明显的

（眼睛能看清楚的）位移，地质学上将这类裂缝称为节理，只要你一上山，接触石头，

到处都能见到节理。

　　节理的名称，根据分类的不同原则而异，通用的名称是以节理与岩层的产状要素的

关系而划分为四种：

　　走向节理：节理的走向与岩层的走向一致或大体一致。

　　倾向节理：节理的走向大致与岩层的走向垂直，即与岩层的倾向一致。

　　斜向节理：节理的走向与岩层的走向既非平行，亦非垂直，而是斜交。

　　顺层节理：节理面大致平行于岩层层面（图4.20）。

　　前三种最为常见。

　　其次，节理的分类还可以节理的走向与区域褶皱主要方向、断层的主要走向或其他

线形构造的延伸方向等关系而进行，可划分为——

　　纵节理：两者的关系大致平行。

　　横节理：二者大致垂直。

　　1、2为走向节理或纵节理；3为倾向节理或横节理；

　　4、5为斜向节理；6为顺层节理-->

　　斜节理：二者大致斜交。

　　如果褶皱轴延伸稳定，不发生倾伏的话，则走向节理相当于纵节理，倾向节理相当

于横节理。

　　在认识节理的形态及其名称以后，也可以适当地作些力学分析研究，如节理与褶皱

的关系，节理的形态与受力的关系等。不过，此类问题的深入研讨，已属专题性质，非

地质旅行时所要了解的范畴了。

　　一般野外调查应选择节理比较密集（数十条在一起）的地方作为观察点。而对节理

的记录要求，大致有下列各项内容：

　　①节理群所在地的地理位置。②节理与褶皱或断层的关系：如在褶皱的轴部、翼部、

断层的上盘或下盘等等。③节理所在的岩层时代或层位、岩石的性质、岩层的产状要素。

④节理的产状要素。⑤节理面及充填物的特征。⑥节理的力学性质及旋向。⑦节理组、

系归属及相互关系。⑧节理密度统计（条／米）。⑨备注。

　　（3）断层：断层与节理同属断裂构造，而断层往往是节理的进一步发育所致。或

者说，当节理发生位移，两壁有所错动时，即称为断层。

　　断层是野外常见的一种重要地质现象。

　　地质旅行时遇到断层，应如何研究呢？首先要确定断层的几何要素，其内容包括下

列各点：

　　①断层面。所谓断层面，就是两部分岩块沿着滑动方向所产生的破裂面。断层面的

空间位置也像地层的层面一样，是由其走向和倾向而确定的。但断层面并非一个平整的

面，往往是一个曲面，特别是向地下沿伸的那一部分，产状可以有较大的变化。此外，

断层面不是单独存在的，往往是有好几个平行地排列着，构成所谓断层带，又由于断层

带上两壁岩层的位移错动，使岩石发生破碎，因此又称为断层破碎带。其宽度达几米、

甚至几十米。一般情况下，断层的规模愈大，断层带的宽度也愈大。

　　②断盘。断层面两侧相对移动的岩块称为断盘。由于断层面两壁发生相对移动，所

以断盘就有上升盘和下降盘之分。在野外识别时，按其位于断层面之上者称上盘；位于

断层面之下者称下盘。当断层面垂直时，就无上盘或下盘之分。

　　③断层线。断层面与地面相交之线，称断层线。

　　④位移。这是断层面两侧岩块相对移动的泛称。在野外观察断层时，位移的方向是

必须当场解决的问题之一。特别遇到开矿时，一旦遇到矿脉（或矿层）中断，往往是断

层位移所致，需要立即追查。追查的办法是运用两侧岩层的层序关系来判断或抚摸断层

面上的擦痕等来确定。

　　在地质旅行时，如何注意断层？怎样研究断层？观察什么内容？此类问题必须熟练

掌握，现分述如下：

　　先讨论断层的标志及两盘相对位移问题。

　　①构造（线）不连续。各种地质体，诸如地层、矿层、矿脉、侵入体与围岩的接触

界线等都有一定的形状和分布方向。一旦断层发生，它们就会突然中断、错开，即造成

构造（线）的不连续现象，这是判断断层现象的直接标志。

　　②地层的重复或缺失。这是很重要的断层证据。虽然褶皱构造也有地层的重复现象，

但它是对称性的重复；而断层的地层重复却是单向性的。至于地层的缺失，凡沉积间断

或不整合构造也可造成，但这两类地层缺失都是区域性的，而断层造成的地层缺失则是

局部性的。关键的问题，旅行者应对区域内的地层系统及其分布情况有一个较为全面的

了解（可以在旅行准备时查阅地层表、剖面、地层柱状图之类）。

　　利用地层的重复或缺失不仅是判断断层的重要手段，而且是判断断层两盘相对动向

的重要方法，借此还可以确定断层的性质——正断层，还是逆断层？基本上有六种情况，

如图4.21所示。

　　③断层面（带）上的构造特征。这是识别断层的直观证据，即在眼前“方寸”之地

内所能见到的若干构造现象，最常见的有以下几种：

　　断层擦痕：就是断层两侧岩块相互滑动和磨擦时留下的痕迹，由一系列彼此平行而

且较为均匀的细密线条组成，或为一系列相间排列的擦脊与擦槽构成。在坚脆岩石的断

层擦痕的表面，往往平滑明亮，发光如镜。并常覆以炭质、硅质、铁质或碳酸盐质的薄

膜。有时，也在断层的擦面上见到不规则的阶梯状断口，其上覆以纤维状的矿物（如方

解石之类）晶体。

　　断层擦痕对于决定两盘位移方向颇有用处，如用手抚摸时，感到光滑的方向乃是对

盘活动位移的方向。或自粗而细，自深而浅的方向乃示对盘活动位移的方向。或者利用

阶梯状断口，阶梯形陡坡之倾向指示对盘相对滑动的动向。

　　构造岩：当断层两壁相对移动之时，岩石发生破碎，在强大的压力下，矿物出现定

向排列，并有重结晶作用。也就是说，由于动力作用而发生变质，形成一系列新的岩石，

即称为构造岩。

　　构造岩的种类很多，如构造角砾石（角砾形状不规则，大小不一）。碎裂岩（破碎

的程度比前者更高，主要是原岩中的矿物颗粒的破碎，常见于逆断层或平移断层的断裂

带中）。糜棱岩（破碎极细，用显微镜观察）。更进一步的破碎即片理化岩（具有片状

构造的构造岩）。

　　此外，还有牵引构造：是断层带中的一种伴生构造，它是由于断层两壁发生位移时

使地层造成弧形的弯曲现象，可以指示断层的位移方向，如图4.22所示。

　　与断层带有关的，还有一种断层的伴生构造，主要是断层旁侧的节理及拖曳褶皱。

这些节理常与断层斜交，其锐角所指的方向指示本盘滑动的动向。

　　其他标志，主要是指地貌或水文上的一些特征，不过，此种地质现象只能说明有断

层存在，不易说明其两盘的运动方向，诸如三角面山，河流的突然改向，山脊的突然中

断，众多的温泉或泉水的定向分布，小型的火成岩体的入侵及其伴生的变质作用、矿化

现象及矿脉的定向分布等等均示断层的存在，特别是从较大的地貌现象所反映的断层特

征，有时在航空照片甚至卫星照片上都能看到。

　　认识断层的证据、判断断层的存在以后，就可以进一步将断层进行分类，这也是野

外观察断层时必须解决的问题。

　　一般最常用的断层分类法，是根据两盘岩块相对移动的性质而定，分为三种：正断

层、逆断层和平移断层（图4.23）。如果断层面的倾角小于30°，则又称为逆掩断层。

若规模很大的逆断层（推移数千米以至数十千米者），又称为推覆体。这是“地槽区”

常见的一种构造现象，如阿尔卑斯地区是世界上最闻名的推覆体所在地。

　　不过，野外所见到的断层，往往并非单个出现，而是以组合的形态出现居多，比如

有下列各类最为普通。

　　①阶梯断层。此类组合由一系列正断层构成，多见于地壳块断运动上升地块的边缘，

地貌上的表现，是山脊与山谷的相间排列（图4.24）。

　　②地堑与地垒。两条大致平行的断层，其间有一共同的下降盘，称为地堑；其中如

有一共同的上升盘，则为地垒。一般形成地堑与地垒的断层多为正断层，也有逆断层，

或为正、逆断层的结合。许多由新生代地层组成的盆地，多被地堑构造所控制（图

4.25），例如我国的汾河、渭河地堑盆地。当然，也有视野所能及的小型地堑与地垒构

造。后者在地质旅行路线上亦有机会相遇。

　　③叠瓦状构造。由若干条平行排列的逆断层构成，其上盘在剖面上构成一个接一个

的叠瓦状（或称覆瓦状）构造，我国四川龙门山地区有此种构造存在。

　　除三者比较常见外，在某些特殊场合还能见到以下几种类型：

　　环型断层及放射状断层，多见于火山活动区的火山锥附近或穹隆构造的周围，也见

于侵入体的周围。近年来，不少地质学家认为天体撞击地球以后的陨击坑周围亦有此种

断裂构造，有人认为太湖四周也能见到，故太湖也可能属天体撞击形成的。

　　旋扭断层，多见于较大的断裂之旁，是一种规模小的弧形断层，好似主断层派生出

来。

　　还有一种在地质旅行时不易见到而在研究板块构造时大范围内认识的转换断层，特

别在研究海底地质构造时十分重要，此处不再详述了。

　　关于断层的野外观察，还有一类特大的断层，属于地壳上的深断裂带，也应注意。

就目前所知的这些著名的深断裂带，如西太平洋海沟构成的“深断裂带”，北起千岛群

岛，向南经日本、琉球、我国的台湾至菲律宾，长达7000千米以上。又如东非大裂谷，

南自莫桑比克向北经坦桑尼亚至乌干达以北，长达6000千米。我国东部郯城（山东）至

庐江（安徽）的大断裂，呈东北方向延伸，长达2400千米。还有一条，自浙江丽水至广

东海丰的大断裂，长度亦可达500千米以上。

　　这样巨大而延伸遥远的深而大的断裂，能否在短距离的地质旅行中也能有所认识呢？

可以。

　　因为如此巨大的断裂，并非一时发育起来的，而是经过长时间的发展才形成的。因

此，在巨大断裂的两侧的沉积岩层的特征就明显地反映出差异性。它们的沉积建造，几

乎从元古代到古生代这样长的地质历程中都不相同，其他如火成岩活动、成矿作用等也

都反映出明显的差异性。所以，当我们在地质旅行穿越剖面时，特别要注意在近距离内，

有如上述断层的两侧沉积建造等方面的差异性。

　　在地质旅行时，除了认识和判断断层的存在、类型、性质等外，还要进一步查清断

层发生（或形成）的时间。其方法是根据地层的年代。总的来说，凡被断层切断的地层，

这些断层的发生年代应在被切断的最新地层之后，在未被切割的最老地层之前。例如某

断层切穿三叠纪地层，而未断及侏罗纪地层，则此断层形成的时间应在三叠纪末较妥

（图4.26）。

　　断层年代的确定，对于研究区域地质发展史、成矿作用的时期等都十分重要。而年

代问题的确定，主要是在野外解决。