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虽然地质旅行不同于地质普查或地质勘探，似乎没有什么“硬任务”的规定，但毕竟它是具有科学意义的专业性旅行，总要联系到一些地质业务问题。因此，对地质旅行提出若干目的和任务，还是很必要的，至少可以使每一个参加地质旅行的人明确自己的目的，有所作为。 依我的理解，其目的与任务应包括下列几个方面。 凡地质旅行，一般总不会选择在一望无际的大平原上，大多数情况是选择在地势起伏的山川地带进行，因此，首先要遇到的就是比较复杂的地貌问题。 什么是地貌？先从地形谈起。所谓地形，是指地势高低起伏的变化，即地表的形态。诸如山脉、丘陵、河流、湖泊、海滨、沼泽等均归属之。假如以图形表示，也就是用等高线绘制出来的地形图。如果要进一步追究，这里的山岳为什么如此高耸？那里的山丘为什么显得低矮？为什么河流会从这里通过，而且弯弯曲曲？湖泊的边岸为何如此平直？诸如此类的问题，仅仅停留在地形的观察上是解答不了的。而必须进一步研究高山和低山内在的岩石特征和差异，或者研究地质构造有无控制之类；湖岸的平直，是否有巨大的断层通过；河道的弯曲，是否在流域范围内有软硬不同的岩层控制所致。总之，我们研究了地表形态的差异原因或成因以后，才能解答这些问题，这就是地貌的具体内容。所以，地貌是在地形的基础上再深入一步，须探究其前因后果。总之，地貌学乃是研究地形成因的科学（图2.1）。 地形特征是受地质特征控制的，地形起伏，反映出地质的性质。 许多区域地质的特征表明：山脉的走向往往与区域构造线（断层或褶皱轴向）方向大体一致，像我国东半部多见北东方向延伸的山脉即所谓震旦走向，就与构造线的“华夏方向”一致。又如山坡的陡峻或平缓，与岩层的产状有关，如山坡方向与地层倾斜方向一致，常呈缓坡；反之，则呈陡坡。如河北承德的山地风光和南京的紫金山（图2.2）即为二例。山形的突兀起伏，也反映出岩石性质的差异，如“诸峰分峙迭出，离立献奇”（徐霞客语），“江作青罗带，山如碧玉簪”（韩愈诗）的桂林地形，则系平整的厚层石灰岩地层在热带气候环境中侵蚀所形成；峻拔尖削，紫气生光的林立悬崖削壁，如黄山、雁荡山的山水风光，往往是花岗岩、火山岩类构成之地形。顶平如桌，垅岗逶迤的丘陵，往往是玄武岩组成，并构成特殊的火山景观。山坡突然而止，陡崖如劈，成排的“三角面”山定向延伸，往往是新断层通过之处，即所谓断层崖地貌现象，如昆明的滇池边岸。凡此上述种种地形与地质特征均有密切联系，也是地貌学要研究的内容。 实际上，沿着预定的路线作地质旅行时，最概略的地质情况的了解，往往是从地貌开始的，也可说是由表及里的观察。所以，沿途的地貌观察就成为地质旅行的先行任务。 地层是研究一切地质问题的基础，确定地层的年代是进一步研究当地地质构造、地壳运动、山川的来龙去脉以至矿产形成的过程等的必需步骤，所以在地质旅行时对沿途地层年代的确定是十分重要的。 这里所说的确定地层的年代，是指地层的相对地质年代，即了解各地层之间的先后或新老的次序就行了，不需要同位素地质年代（绝对年龄）的数据。 在野外确定地层的相对年代，基本上应注意以下几项： （1）地层排列的顺序：说来很简单，在正常情况下，即未受或稍受地壳运动影响的地层，位于下者为早（老），位于上者为晚（新），这是尽人皆知的。所以，凡平整或微作倾斜的地层按此原则就易分辨出新老来。但问题是，如遇直立地层，位于左侧、右侧者孰新？又如受到多次地壳运动的影响，以致其原来的上下层序发生紊乱，有时甚至完全搞颠倒了的地层，又怎样恢复其原先的层序？这样，必得从每一单层岩石的各种特征作综合的详细研究以后才能确定。其具体的判断方法，将在后面第四章“沉积岩地区的地质旅行”中作介绍。 （2）凭地层内所含的化石判断层序：化石是埋藏在地层内的古代生物的遗体、遗骸和遗迹的总称。由于生物在进化的道路上，具有阶段性和不可逆性的特点，所以化石的从原始到高级，从简单到复杂的各种特征，都记录了地质历程的先后关系。根据化石的种类以及它们的进化特点，确定其所在的地层层位，从而了解这些地层形成的年代。所以寻找或采集化石也就成为地质旅行时的重要工作，是确定地层年代的关键手段。 实际上，富有经验的地质工作者在野外寻找化石时，主要是寻找“标准化石”。所谓“标准化石”，主要是指该类化石数量不多、生存时间短暂、分布地域广泛、特征清楚、易于识别鉴定者。例如寒武纪地层中的三叶虫，奥陶纪地层中的笔石，石炭、二叠纪地层中的呢，新生代地层中的哺乳动物化石等等。 （3）注意地层间的接触关系：地层的接触关系反映出地质历程中的地壳运动情况。也就是说，每次地壳运动以后，多多少少总在地层的界面上留下当时运动特征的某些形迹，根据这些形迹的特性可以判断当时地壳变动的激烈或缓和的程度，并借此了解地层在形成过程中有无沉积间断、当时的地壳运动是造山运动还是造陆运动等等。根据这些，联系区域地质情况或邻区的相似情况，大致确定其地层的年代。 （4）观察地层的岩石性质，包括其中的矿物成分、组织结构、颜色等方面，由此间接地推断所遇地层的地质年代，即所谓岩层对比法。也就是将两地或两地以上所遇到过的岩性相同或基本相同的地层进行比较，如甲地的地层已经凭其中所含的化石或其他手段获悉其所属的地质年代，那么乙地某相似地层的年代也许就与甲地的相同了。 （5）就已知的标志层推断未知地层的年代。所谓标志层，往往含有某种丰富的化石，具有特殊岩石性质的地层，容易识别并确定其地质年代，如果这一套岩层层序正常的话，则位于标志层上下的地层年代也就不言自明了。例如山东泰安地区，晚寒武世的“竹叶状灰岩”，长江中下游一带晚石炭世的“球状构造石灰岩”（实际上是一种葛万藻化石），都可列为标志层。 当沿途地层的地质年代和地层之间的接触关系搞清楚以后，大体上也就可以阐明当地山川的来龙去脉了。 这实质上就是了解山和水的形成年代及其以后的地理面貌的变迁。比如在穿行路线地质时，见到以下几种情况：①从寒武纪到三叠纪各地层的接触关系比较正常，上下层间见不到角度不整合现象；②在一系列地层中，仅见泥盆纪地层属于陆相（在大陆环境里）沉积，其他地层全为海相沉积；③三叠纪以后的侏罗纪地层，是陆相沉积，两者的接触关系，呈明显的不整合，而且侏罗纪以前的诸地展倾斜较陡，大体一致，但侏罗纪地层相当平坦，其底部有一定厚度的砾岩层（图2.3）。 根据上述的基本资料，我们就可以分析这座山脉的基本历史了。从寒武纪到志留纪，当地是海洋环境。志留纪晚期，当地有所抬升（属于造陆运动的性质），出现陆地。所以泥盆纪的地层就在高出海面以上的新生大陆环境中形成，表现出湖沼或河流相的特点。到石炭纪时，地壳发生下沉，海水再度侵进，大陆沦为海洋，一直持续到三叠纪晚期，又形成一套新的海洋中沉积的地层。三叠纪末，当地发生了比较剧烈的地壳运动，不仅使以往的所有岩层都抬升出水面，而且使这些岩层在抬升过程中发生断裂和褶皱，也就是造山运动，形成山脉，海洋环境宣告结束，紧接着在新生的山系上发生风化、侵蚀作用，出现了新的河流、湖泊，造成陆相的侏罗纪地层，掩盖在三叠纪及其以前诸地层（往往构成盆地的基底）之上，不整合接触面即由此而成。再考虑地层倾斜情况，表明此间的山脉在三叠纪末期已初步形成。这里，我们见到了一幅沧桑变迁的画面，即山川的来龙去脉了。 这里所说的矿产资源基本上包括三大类：第一类是不属于地层本身形成的矿产，而属于地下岩浆、热液上升到地壳某个部位，凝结聚集或与周围岩层发生某种化学变化而产生的有用矿物，它们的大多数属于金属矿产。第二类是直接与地层形成有密切关系的，或者说地层本身就是某种矿产，或矿产赋存于地层中，比如白云岩、石灰岩、石英砂岩、铝土页岩、铁矿层、煤层、油气层、磷矿层、石煤层、石膏层等等。第三类是储存于岩层或断裂带中的水资源，也就是剖面上所见的泉水或热泉出露情况及其埋藏特点。旅行时，不仅要注意沿途这些资源的有无问题，而且要粗略地估计资源的数量和质量。 如果旅行路线沿河道、溪涧前进，还应注意河床或河滩上砾石、砂屑沉积中的重矿物赋存的情况，比如金砂、锡砂、钨砂、独居石砂、磁铁矿砂等等混杂其中，随手抓取，肉眼观察，亦有所见。根据这些重砂（矿物）的蛛丝马迹，顺藤摸瓜，沿水道溯源追索，或许会发现其原生矿床的所在地，至少可以缩小找矿的范围。即使对重矿物砂未能及时追寻踪迹，了解其“矿苗”情况，但作好记述，对以后的找矿工作也是有意义的。 最有意思的是金刚石砂，往往以其晶莹耀眼的光芒和坚硬的颗粒为特征，在山坡、山麓、河滩地带夹杂在岩石碎屑或沙泥中暴露出来。特别在雨后放晴之际，最易发现。而且从金刚石砂的线索可以追寻其原生矿体。例如鲁苏交界处长期以来在平丘缓岗的斜坡上往往被群众捡到金刚石砂粒，后来根据地质和地貌特点，探索其原产地，终于在山东蒙阴境内找到原生的金刚石矿床。 黄金也是极易识别的矿种，例如1984年7月间，湖南省会同县有群众偶然看见一块大石头上发出点点金光，走近一看，果然是金屑，其中最大的一片竟有手指头那么粗，这块含金的石头嵌生在褐铁矿化的石英脉中。消息传开，山沟里沸腾了，几天之内，聚集了千余人淘金。后经地质队专题调研，这些金子是生产在十几亿年前的变质岩系中。后来由国家管理开采。 了解沿途的矿产资源概貌以后，可以为进一步勘探提出计划，甚至对此间的经济建设问题提出初步设想。 由于构成地壳的各类岩石的元素分布并不是均匀的，各地岩石风化以后剥落下来的碎屑，散布到土层中，使土层中的元素也不均匀，例如花岗岩区的土壤多含钾、铷、銫、锂、钡；闪长岩、粗面岩、辉长岩区则多含铁、钛、钒；玄武岩、橄榄岩区则多含铬、镍、钴和镁等元素。因此，生长在那里的动物和植物，在它们器官的某些部分，甚至某些种类的特殊性上都有明显的特点。若是某些元素聚集而变成矿床的话，生物的特殊性更加清楚，成为找矿的指示。最有意思的例子就是海州香薷，俗名铜草（图2.4）。它最欢喜生长在含铜元素较高的地表或碎石堆上，几乎满山遍野，随手可摘。尤其是它散发出一股异常的“铜臭”气味，行人到此，莫不惊异，环顾四周，随“香”觅物而认识它。因而，铜草便成为天然的“报矿”草了。 有些山区居民，往往有某种地方性疾病，患者痛苦不堪。多数是因为那里的饮用水中缺乏某种元素，或过分集中某种元素之故。如作进一步了解，往往反映了这些地区有某种矿床埋藏的可能性。例如某地有一山村，居民面黄肌瘦，体弱多病，贫血症十分普遍。后经地质队协同环境保护部门深入调查研究，才发现这里的山村居民长期以来饮用村边一条小溪中的流水，而这条溪流正好流经铜矿区，不健康的原因即由此而来。这条不经意的线索，为后来找到一处储量可观的铜矿提供了重要的信息。 又如龋齿病，或者称为“斑釉齿病”，就是患者的牙齿上出现白色、黄褐色、黑褐色的斑点或斑块。意大利维苏威火山附近的居民很早就发现他们的牙齿有此病症，印度的马得拉斯、日本、美国、北非等地也发现类似的病症，经调查，原来这些地方居民的饮用水（天然水）中含有过量的氟，而氟的来源，又与当地火山喷发有关的岩石或矿物中的成分有关。再如有的农田，由于含有铅、镉的水流进入，而使稻秧枯黄致死，由此线索，可以寻找附近的铅、镉矿床。 提到镉元素，前些时候曾报道福建邵武水北镇高阳村是远近闻名的女儿村，这个距离市区23千米的小山村里，共有22户人家，40多年来共出生婴孩136人，其中女婴占125名，男婴仅11名，比例为1：11.4。后来查明，当地的饮用水中含有过量的镉，它对男子的精子有不利的影响，所以出生的婴儿中男女比例失调。 此类实例颇多，不胜枚举，这一课题，是当前环境地质研究的重点，我们在野外旅行时不得不予以注意。 主要是通过沿途所见的农作物、居民聚落、道路等的布局情况察看当地的地质特点。这是因为在水质与土质上的反映颇为敏感，由此指示地质特点。比如在北方比较干旱的地区作地质旅行时，当发现村落比较集中，农作物长势良好的地方，多半有大量泉水流过，由此可以进一步调查当地的水文地质条件。笔者在山西汾河谷地旅行时，曾见到太原晋祠附近和洪洞县广胜寺一带颇似江南的景观，农田齐整，一片葱绿，屋舍毗连，流泉潺潺。原来两地各有一股流量不小的泉水从山洞中流出，当你进一步临近洞口查看时，便会明白原来这里正是早奥陶世与中石炭世石灰岩地层间的不整合面，再加上断裂的错动，形成一条规模较大的断裂带，周围岩溶空隙中的储水，就大量往断裂带所在处集中，乘虚涌出地面了。 又如在江南一些大河谷地区旅行时，但见一片紫红色的丘陵地形，起伏连绵，而生长在坡地上的农作物长势不佳，惟见稀疏的松树错落其间，也很少见到较大的村落分布。一路行来，“红尘”滚滚，尾随其后。虽然见不到坚硬的岩石露头，但有经验的地质工作者，十之八九可以猜测到所经之处乃属白垩纪晚期至早第三纪早期的“红层”，即砂砾岩夹泥岩的地层。 通过经济地理特点来观察地质现象，最适宜于长途地质旅行，比如坐汽车或火车。 这一点，实际上是地质旅行中最为经常接触的课题，有人将研究这类问题称之为“山水地质”。这是因为风景名胜地点，必有山水之美，究其缘由，自然与当地的地质特点有密不可分的联系。 比如厚层石灰岩发育的地方，由于含有碳酸的水溶液沿着岩石的缝隙渗透溶蚀，久而久之，造成奇峰林立、涡洞相通的岩溶地貌，俨若一幅碧莲玉筍图像。而花岗岩、火山岩地区，由于岩性坚硬，不易溶蚀。而断层、节理在此出现以后，刀劈斧削的悬崖随处皆是，造成险峰拔地千尺、深渊坠谷万丈的景观。再如湖南张家界国家森林公园地区，由于当地泥盆纪的砂岩与页岩地层相当平整，垂直节理十分发育，把砂页岩层切割成大小不同的块体，再经流水、雨水、霜冻等的雕琢之后，出现了神奇的峻峭峰林、奥秘的深邃幽谷、清澈的流泉飞瀑，还有石炭二叠纪和三叠纪的石灰岩，构成奇巧的岩溶洞府。完好的自然生态环境和人迹罕到的原始次森林组成一幅又一幅天然画图，游人到此，莫不称奇赞叹。至于烟波浩森、浮动乾坤的大湖或海滨，则可追寻湖泊之成因、海岸之由来。这些往往也是地质学家作专题研究的好材料。 如有机会坐着轮船沿江河作长途旅行，若穿越于“重岩叠嶂，隐天蔽日”的峡谷地带，或航行于急流飞漱、悬泉奔泻的险滩上，此乃地质近期的上升区，或许有背斜构造被河流切穿；若在迂回水道中前进，曲流两岸，旷达开阔，偶有平丘缓岗，伏地蜿蜒，一眼望去，“野旷天低树”，“月涌大江流”，说明已进入河流的下游地段，冲积的泥沙十分发育，则应属地质近期的下降区，至于那些大片分布着页岩、泥岩、千枚岩、片岩等软弱岩性的地区，因极易风化侵蚀，仅见低山起伏，平畴相间，平淡无奇，便谈不上什么景致了。 在查勘山水地质新地点的同时，应该注意到能否开辟作旅游区的可能性。例如1983年在南京郊县六合桂子山开挖石方时，在一座不出名的玄武岩小山坡上暴露出比较罕见的火山石柱林，颇为壮观，前往参观者络绎不绝（图2.5）。尤其对研究火山地质，更有价值。于是当地政府企图在此兴办旅游事业，而一般不懂地质的群众看过石柱林风光以后，反映并不强烈，于是又邀请几位地质学家前往进一步调查，发现当地遍布含有玛瑙的砂砾石地层，不远处还有一座规模颇大的水库，鱼产丰富。这样，不仅湖光山色，引人入胜；而且美味鱼餐也逗人喜爱；再加上毗邻处尚有一座保存完整的火山口遗址，更是地质学家向往之地。如此数点联系在一起，不就可以建成一座富有科学意义的火山地质公园了吗？ 文物考古资料在我国极为丰富，遗憾的是很少被地质学家利用研究地质事件。当地质旅行时，应予注意。 例如我国西北黄土高原地区，在相对高度数十米的阶地上，经常发现若干新石器时代或稍迟一些的村落遗址，似乎颇不符合自然条件，因为一般而论，居民点总选择在傍水地方，方便生活。由此，可以猜想到：当初先民们的村落所在地不像今日所见的那么高，而是位于高出河水面10米、20米之间，所以目前村落遗址的高度，可能是由于数千年来当地地壳抬升的缘故。 另一种相反的例子，在野外经常见到一些沉没于湖泊或河流、海滨水下的古村落、古墓葬。想当初建造时，不可能埋没于水下，值得进一步调查其原因。如无人工建设方面的影响，例如筑水库之类，那么就可以考虑地质沉陷的因素了。如淮河下游的泗洲城遗址（在今江苏泗洪县管辖的洪泽湖边岸及水下），明代时完全位于陆上，其城北有规模宏伟的明祖陵（朱元璋祖父的陵墓），而如今不仅整个泗洲城淹没于水中，连当年位于高地上的明祖陵也半淹于水中。600年来，为何出现如此巨变？虽有可能受到历史上的淮河洪水暴涨、改变流路、水流受堵的影响，但也不能不考虑地壳的沉降原因。类似的情况，在太湖沿岸，钱塘江口附近也有所见。 此外，如一些石碑、宝塔、古建筑，由于历史上的某些地震，使之发生开裂，壁面上的文字或佛像图案（图2.6）等发生错位，对于地质工作者来说，是一项难得的资料。由此可以了解到当地以往发生地震的烈度。或者在某些古墓内的供桌上所摆设的器皿被地震震落在地，甚至土石堆砌的供桌发生开裂或崩坍一角，断裂方向与当地地质构造线一致，由此证明，这条构造线在人类历史时期尚有重新活动的迹象，属于新构造运动的性质，应该特别注意。因为这些材料对于当地的建筑设施十分有用，尤其是工程设计者所不能忽视的。因此，近年来有所谓“地震考古研究”之说。我国是具有几千年历史记载和文物佐证的文明古国，这些素材意义之重大，可想而知。 有时，在旅游过程中，也能收集到有意义的地质资料，例如江苏镇江金山寺西侧石壁上有一块古代金山图的石刻，明显地表示出金山原是长江中的小岛，清代道光年间以前，均需横渡上金山。早在宋代，苏东坡作《游金山寺》诗有云：“羁愁畏晚寻归楫，”可为佐证。旧戏中有所谓“水漫金山”的传说，也是符合当时的地理特点。后来，由于长江的摆移淤积，自清代道光以后，金山就与陆岸相连，变成“骑驴上金山”了。于此一方石刻图，岂不是帮助我们了解到近代长江的变迁？ 又比如民间故事广泛流传的“梁红玉击鼓抗金兵”的故事，公元1130年春天，韩世忠指挥水兵自镇江金山溯江乘胜追击金兵，把几万金兵包围在黄天荡，取得大胜。这黄天荡现今已不存在，地理学家与历史学家合作研究，终于考查出古黄天荡位置位于南京市郊区的栖霞山与龙潭之间的长江河漫滩上。由此了解到1000多年来长江水流的变迁，对现今的沿江开发设计颇有价值。 综上所述，地质旅行中的观察任务是多方面的，但并非在每一条旅行路线上都能够如数实现，只能说根据所经地方的具体情况决定其观察任务。至于其目的，只能归纳为一个，就是为地质调查工作提出必要的建议，最终为国民经济建设服务。 |
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