野外第四纪地质观察研究是第四纪地质最基本最重要的工作方法。地质工作者，除在地质测量过程中不放弃对可能遇到的第四纪地质现象进行观察外，还应安排一定路线，进行专门第四纪地质研究，以保证工作质量。路线应穿河谷阶地、山坡、分水岭，以及第四纪沉积露头良好的地段。要善于把一般观察与重点研究，宏观了解与细微分析，区域性普查和具体任务要求结合起来，观察记录应详尽、客观而有重点。
(一)航空、卫星照片的应用
航空、卫星照片的应用，有利于区域地貌第四纪地质研究，便于对各类地貌形态和第四纪沉积物的组合及分布规律进行综合性分析对比，为编制小比例尺第四纪地质图和地貌图提供可靠资料。
(二)露头观察描述
第四纪地质野外调查，应充分研究各种天然露头(如沟壁、陡崖、土坑)和人工露头(井、坑)。在覆盖区，要利用钻孔、坑探和地球物理方法进行研究。人工露头数量，应按具体任务要求，按规范决定。
第四纪地层工作和老地层研究一样，要从地层剖面研究开始。野外地层剖面的基本研究任务是分层描述。即按剖面上宏观的和细微的特征(如颜色、粒度、成分、结构、剥蚀面等)，将剖面分成若干层描述。在开始工作阶段，分层应尽量客观细致，记录应当详细，但不等于连篇累牍的冗长描述，要采用统计、素描、照相和必要的准确文字描述，以加强记录的客观性和科学性。要特别注意那些有科学价值和实际价值对象的观察记录，如气候层(冰碛层、纹泥、泥碳、风化壳等)、化石层、火山灰层、风化层、陆相中的海相夹层、湖积层、含矿层和含水层等。剖面分层研究有如下几点要求。
(1)露头位置。指出露头所在地貌位置和高度。
(2)沉积物颜色。指出干色、湿色和次生色等。
(3)岩性。按不同岩性情况描述。
①砂砾层。一般情况下，要研究沙砾层中砾石与充填物含量、砾石岩性、砾径、圆度、形状、产状等。由于第四纪沉积的松散性，在野外要充分进行砂砾层研究，这将会提供一系列关于沉积物成因、来源和地层划分对比的重要资料。
②砂和土状沉积。野外砂和土状沉积研究，可参考表2-17进行，并指出沉积物名称。在野外，可用华西列夫斯基表确定砂的粒径及其各级粒径含量，用放大镜研究砂的成分和圆度。更详细的工作应在室内进行。
表2-17 砂土状沉积野外鉴定特征
③有机沉积物。首先应指出是原地埋藏还是异地堆积。其次应分为:泥碳、有机质淤泥和含有机质碎屑进行描述。应指出有机沉积的含水性，有无大型植物化石，如树干、叶、果实等。
④化学沉积物。除成层化学沉积物(如盐类)之外，这里主要指诸如薄层铁壳、铁锰结核、薄层石膏层等，应注意观察描述，可能提供关于古气候的证据。
⑤其他。巨大的漂砾和各种细微结构等，都具有重要的意义，应加以研究。
(4)结构、构造。由于第四纪沉积物的松散易动性，应特别注意在野外及时研究剖面结构构造。研究结构的方法，素描清晰，胜于摄影;摄影真实、简便，应两法并用，但尤应注意素描，素描时会增强对于观察和摄影所忽视的重要细节。
①层理。区别不同类型层理。测定层理产状，分析层理物质组成，注意观察不同成因沉积中的砂质层理，尤其要注意斜层理的研究。斜层理的倾斜度取决于不同成因，而其倾斜方向则表示介质运动方向。
②剖面中各种沉积物配置所反映的结构特征，对成因确定有很大价值。如冲积层的“二元结构”“包裹结构”，冻土的“扰动结构”“冰楔结构”和冰湖的“纹泥结构”等。还应当注意，这些结构是以单旋回还是多旋回出现。
(5)厚度测量。第四纪沉积物厚度一般较小，要分层仔细测量，注意厚度变化，并确定厚度变化性质。
(三)样品和化石采集
动植物化石采集，应注意在洞穴堆积、湖积、河漫滩堆积、红土和黄土中寻找哺乳动物化石。如发现人类化石和大量哺乳动物化石，最好报请有关专业机构发掘。一般情况下，要注意寻找有鉴定价值的哺乳动物化石，如完整的骨架、头骨、牙床、角和牙齿等，并注意化石是否有搬运磨圆痕迹。发掘化石时，要精心仔细，妥善带土包装，以免损坏难得的化石标本。采集植物化石时，要逐层用小刀剥取，注意保留周围的土及原岩，用棉纸包好(待室内修理)，并注意收集果实、种子、树干化石，要防止标本干缩、污染和混淆。
其他:孢粉、古地磁、绝对年龄、重砂、砂砾层试样，要按专门要求采取，一般专著和规范均有所述。
(四)室内实验室分析
现代第四纪地质和地貌研究的实验室分析项目很多，技术手段也不断发展，常见有常规分析、成因-环境分析、古气候分析和极性与年代测量。
(五)地貌、第四纪地质剖面图
有价值的剖面是实测剖面、实测-解释剖面和地貌-第四纪综合剖面图。
1．实测剖面
在标志地层地点或重要工程地区，应绘制全仪器测量实测剖面，方能满足要求，一般情况则用皮尺实测即可。图上应表示沉积物岩性、成因、地质年代、接触关系、产状、厚度，以及同前第四纪岩层接触关系，并标出含矿层、化石地点。
2．实测-解释剖面
该剖面是表示地下沉积物的钻孔联合剖面，钻孔距离、井口高度、岩层厚度都应精确，但整个剖面结构是根据对资料的分析编制而成。编制这一剖面，特别要注意沉积物成因分析、标志层、掩埋河谷、冰碛层等。
3．地貌-第四纪综合剖面
该剖面是表示一个地区地貌、第四纪发展历史的图件，相当于一般的地层柱状图。作法是以一个贯穿全区的地貌－第四纪剖面为基础，再补充以其余主要地貌和第四纪沉积，按高度、形成顺序和接触关系，表示出不同阶段地貌第四纪沉积的发展历史。图件的水平比例尺不受限制，高度则按一定比例表示。
(六)第四纪地质图的编制
第四纪地质图是该地区第四纪地质综合研究的主要成果。第四纪地质图是在广泛的野外调查中掌握充足实际资料(包括足够数量观察点、路线剖面、实测剖面及主要地层界线，在覆盖区还应有必要的钻孔资料)的基础上，结合遥感影像资料提供的信息，在选定比例尺的地形图上编制的。
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