野外地质调查地质调查院 _经验分享

地质构造的调查
地质构造不仅控制一个地区含水层和隔水层的埋藏和分布，而且对于地下水的富集和运移也有重要影响。地质构造调查包括褶皱、断裂和裂隙的调查。
褶皱是层状岩石在地应力作用下发生塑性变形而形成的岩层弯曲。它可构成承压水含水结构，特别是向斜构造，往往构成自流盆地。因此在水文地质测绘中应着重查明褶皱的形态类型、规模及在平面和剖面上的展布特征，以及与地形的组合关系，查明主要含水层在褶皱构造中的部位，以及断层、裂隙发育特征及对地下水富集的控制作用，为地下水系统边界的圈定和富水地段确定提供依据。
断层是岩层或岩体顺破裂面发生显著位移的地质构造。断层破碎带具有较大的储水空间，是地下水主要聚集场所，往往形成地下水的强径流带。在有些情况下，断层又可使含水层错开，常构成含水系统的边界。断层的性质和两盘岩性是控制断层富水性和导水性的主要因素。按断裂带富水性能可将断层划分为富水断层、储水断层和无水断层；按断裂带的导水性能将断层分为导水断层和阻水断层（表2-3）。因此在水文地质测绘中要仔细观察断层（断层面、构造岩）及其影响带的特征，分析断层性质和发育期次，调查断层规模及在空间展布规律，进而确定其水文地质性质以及可能的富水地段及富水程度。
表2-3 断层水文地质分类
裂隙是基岩地下水的主要储水空间和运移通道。影响裂隙储水和导水性好坏的主要因素是裂隙的长度、宽度、产状、密度及充填性质。构造裂隙的长度、张开度和密度在很大程度上又受到地层岩性的影响。因此在水文地质测绘中应详细测量各种地层岩性的裂隙长度、宽度、产状、密度及充填情况。
地质构造对地下水的埋藏、分布、运移和富集有较大影响，这种影响在基岩区和第四系松散沉积区的表现是不同的，其调查研究的重点也有所不同。
1.基岩区地质构造的调查重点。①各种构造形迹与构造成分（细微裂隙、岩脉、断裂、褶皱等）的分布范围、空间展布形式及构造线方向，确定有利于地下水贮存的构造部位；②调查、研究和分析各种构造形态及组合形式对地下水贮存、补给、运移和富集的影响；③对断层的水文地质性质（富水、导水、储水、阻水、无水等）进行调查研究；④对不同类型的接触构造（这里常成为富水带）进行调查研究。
2.松散沉积区地质构造的调查重点。在松散沉积物分布区，应着重调查研究最新地质构造的性质、表现形式及对沉积物和地下水埋藏、分布的控制作用，调查重点是：①山区和平原区的接触关系。一些山区和平原之间的年轻断裂构造，常常控制着山区裂隙水和岩溶水对平原区孔隙水的补给条件；②沉积盆地基底中的最新断裂构造和构造隆起，它们对上覆年轻沉积物的分布范围、厚度、岩相特征及现代环境地质作用等起控制作用，而这些因素又极大程度上控制着含水层或地下水的埋藏、分布条件（图2-3）；③地壳的升降运动对河谷地质结构、岩溶作用的控制作用与影响。
图2-3 武威盆地水文地质示意剖面图
（据房佩贤等， 1996）
1—前震旦系；2—新近系中新统；3—新近系上新统；4—第四系下更新统；5—中更新统到全新统；6—地壳运动方向。Q2-4为主要含水组， Q1+N2为相对隔水层；钻孔侧方数字示地下水位或含水组底板高程；钻孔上方数字示该孔揭露的含水组（Q2-4）厚度

区域地质调查的概念区域地质调查（regional geological survey ，也称区域地质测量，简称区调）是指在选定的区域范围内，运用现代地质科学理论和技术方法，在充分研究和运用已有资料的基础上，按规定的比例尺进行系统的区域地质调查、找矿和综合研究，阐明区域内的岩石、地层、构造、地貌、水文、工程地质等基本地质特征及其相互关系；研究矿产的形成条件和分布规律，为经济建设、国防建设、科学研究和进一步的地质找矿工作提供基础地质资料。因此，区域地质调查是为国民经济各部门、重要经济建设区、中心城市发展和国土规划等提供必要的区域地质资料的基础性和公益性工作。随着现代社会和经济的发展、科学技术的进步，以及地质找矿工作的深入发展，区域地质调查的重要作用和深远意义已愈来愈为人们所认识。
区域地质调查通常包括区域地质填图和区域矿产调查评价两方面。
区域地质填图（regional geological mapping）是在选定或规定的区域范围内，按一定的比例尺及统一的技术要求，将各种地质体分布特征、三维关系及有关地质现象用规定的地质填图要素填绘于地理底图之上，形成地质图的工作过程。因此，是一项以基础地质研究为主的调查方法。它或在实际观察和分析研究的基础上，或在航空像片和遥感影像地质解译并结合地面调查的基础上进行，是地质调查的一项基本工作，也是研究工作区地质和矿产情况的一种重要方法。区域地质填图是获取区域地质图件的最主要手段，尤其是大比例尺地质图，均来自于区域地质填图。
地质工作的各个阶段和不同目的（如区域地质调查、矿产普查、矿区勘探、水文地质、工程地质、环境地质和海洋地质等）都需要按工作的性质及任务要求测制内容不同的各种地质图、水文地质图、工程地质图等。今后，三维地质填图、生态环境填图将受到更大重视，海洋地质填图也多列为沿海国家的填图系列。建立国家数字地质图数据库是发展地质调查工作的必然趋势。
传统的区域地质填图主要是地面地质填图，尽管有部分立体的推断与分析，但就其图面主要内容和对深部地质体的探索与分析的深度而言，仍然以地表地质信息为主，而且图件也多是平面图式。随着对深部地质体探索手段和能力的不断提高，地质工作者在进行地面地质填图的同时，应用各种物探、钻探等勘查技术，按照相应的精度获取与研究地壳表层一定深度的地质信息（一般在5km以内），研究地表与地下地质体之间的关系，编制成三维空间地质图，即立体地质填图（spatial geological mapping）。
区域地质调查中所指的“区域” ，主要指填图面积较大而具有区域性、地质调查严格受比例尺限定性和图幅范围的整幅性三个方面。区域性是指此类地质调查面积一般大于矿区等小范围的地质调查，或是有别于边界形态或成图轮廓不规则的局部性调查。填图比例尺的限定性，是指地质图上所填绘出的地质填图单位、地质体和各类地质要素的精度必须达到规定的比例尺精度。整幅性是指按地形图国际统一分幅原则确定地质调查的图幅范围与成图边界。整幅性还要求在地质调查中，除国境线之外地区以及少数极难险的特殊地区（有时还包括某些重要的军事禁区）等地段外的所有图区内均应完整填绘地质图。
区域矿产调查评价（regional mineral evaluation）是通过系统的野外调查和综合研究工作，查明规定图区内各种矿产资源的种类、分布、规模、产出规律，圈出进一步工作地段和远景区，进行成矿预测，指出找矿方向，根据控制程度估算部分矿床相应级别的资源量。此类地质工作属区域矿产调查。区域矿产调查可按国际分幅图幅、成矿区带、行政区及其他选定的特殊区部署，亦可进行以单矿种或矿组为主的调查。不同比例尺的区域矿产调查工作的精度要求不同。实际野外区域矿产调查工作的原则是以面为主，点面结合，重点检查评价。主要工作内容是收集整理工作区内各类矿产资源资料和相关的物探、化探、遥感、科研等资料，有重点地开展地面物探、化探工作，有选择地进行矿点检查，物化探异常检查，自然重砂和物化探异常加密取样，开展成矿规律研究。按国际分幅图幅工作的1∶5万～1∶25万的区域矿产调查一般结合区域地质调查部署，根据地质条件和需要进行相应比例尺的自然重砂测量、水系沉积物测量、放射性伽马测量等扫面调查，并对调查中新发现的矿点、矿化点和找矿线索进一步检查。区域矿产调查应提交相应的综合地质报告及附图，或按矿种分别提交调查报告。
区域矿产调查评价是建立在区域地质填图工作基础上的专门性、区域性矿产工作，因此，区域地质填图是区域矿产调查评价工作的基础和先行。鉴于此，并考虑教学课时等相关要求，本书主要阐述区域地质填图的主要理论与方法。
野外地质调查
区域地质调查的野外工作内容可以用“包罗万象”来形容。野外地质调查主要包括各类岩体、变质岩地质剖面的测制（浅变质地层剖面在踏勘阶段完成）和地层剖面补测研究；系统的路线地质调查填图、矿产调查及概略检查；各类样品的采集等；另外，根据总体任务要求，可能需要配合开展物探测量、化探测量等。
野外地质调查是区域地质调查中最重要的工作环节，往往占完成总任务时间的一半或更多。区域地质调查任务能否顺利完成涉及诸多因素，但主要取决于全队成员的专业配置和技能，组织管理的有效性与工作的协调性，工作方法运用合适与否，厘定的各类地质体填图单元是否合理和统一，点线布置的观察精度，各种原始资料的相互符合程度，以及对测区地质构造的认识水平等等。
工作程序一般是：典型解剖区的调查，统一认识、要求和方法，补测地层或地质构造剖面，分组进行路线地质调查和填图，进行路线复查和专题研究等。
野外地质调查工作实施期间，应实时进行相关资料整理工作；填图基本完成后，应及时综合研究编绘出测区图幅地质实际材料图和野外地质图（矿产图）、各类地质剖面图（地层剖面图主要在踏勘阶段完成），这些图件既是野外地质矿产调查阶段的主要成果，也是查找不足、实施专题研究工作的依据。
对工作期间采集的各类标本、样品，应及时编录、登记、制样或处理、送样分析及鉴定，以保证及时取得鉴定成果及分析测试数据。

地质与地质调查概况一、地质概况
美国本土（美国大陆）的地质构造格架以北美地台为主体，东、西两侧被不同时代的褶皱带所环绕。美国大陆可基本上划分为三个大地构造单元：①中部地台区；②东部阿巴拉契亚造山褶皱区；③西部的科迪勒拉中新生代造山褶皱区，见图2-1 。
1.中部地台区
美国中部地台区，位于阿巴拉契亚褶皱造山区和科迪勒拉褶皱造山区之间，是北美地台的重要组成部分。地台区东北部的苏必利尔湖区出露有前寒武纪的结晶基底，岩性主要为片岩、片麻岩、条带状磁铁石英岩、斜长角闪岩等，是北美地台的中心部位，也是加拿大地盾的南缘组成部分。该地区前寒武纪地层，根据角度不整合、造山运动和花岗岩侵入作用等，可分为太古宙基瓦丁群、奈夫群，元古宙的休伦群和基韦诺群，总厚度约12000米。由苏必利尔湖区向南、西和东方向，古生代海相沉积地层不整合覆盖在其上并逐渐加厚，在地台的西部则发育有中新生代沉积。地貌上，区内的盖层主要呈辽阔的低地和平原，仅在西南边缘发生强烈的挠曲，甚至发展成山区。中部地台地质构造单元的面积约占美国本土面积的近一半左右（不包括阿拉斯加和夏威夷州）。按地质演化的不同，可进一步分为中西区和大平原区。
（1）中西区
位于地台的东半部，面积约150万平方公里。区内出露地层主要是古生界，在北缘有前寒武纪结晶基底出露，南端则为中生代地层覆盖。区内宽厚的褶皱构造（隆起和凹陷构造）主要有：威斯康星穹窿，位于威斯康星州前寒武纪结晶基底向南的延伸部位；辛辛那提穹窿，位于本区东南缘，平行于阿巴拉契亚构造带，呈北东－南西走向；在这两个隆起之间为一坳陷区，但被坎卡基穹窿隔开，形成密执安和伊利诺伊两个开阔的沉积盆地。这些隆起和凹陷构造在早古生代就已经存在，尔后又继承发展，对各地发育的沉积地层形成了显著影响。
图2-1 美国大地构造架区
区域基底之上的盖层沉积主要是古生界，总厚度约5000米。中、下寒武统在许多地方缺失；上寒武统主要是砂岩，分布较广泛，向上为白云岩，并过渡到下奥陶统广泛发育的白云岩沉积，标志着一次广泛的海侵。中奥陶世和志留纪，有石英砂岩、白云岩、灰岩、页岩等沉积。早泥盆世广泛海退，中泥盆世又发生海侵。在下石炭统和上石炭统之间存在明显的不整合，故分为两个系，代表下石炭统的为密西西比系，其下统主要为灰岩，上统以灰岩和砂页岩为主；代表上石炭统的称宾夕法尼亚系，为一套海陆交互相沉积，其内发育有重要的煤系。二叠系的上部逐渐出现红层，并全区上升为陆地。中新生界在区内不发育，仅在南部的奥扎克高原和瓦希塔山区发生较强烈的构造活动，并伴有酸性、超基性岩浆侵入。第四系冰川曾4次覆盖全区，冰碛层厚度一般为3～10米，最厚可达400米。
（2）大平原区
位于地台的西半部，面积约为180万平方公里。本区与西侧的落基山脉区，原属同一个新生代古海洋，至晚白垩世拉拉米运动，落基山脉区强烈褶皱上升成山，而本区只在西缘受其影响而挠曲抬起，使本区形成一近南北走向的宽缓坳陷，从而继晚寒武世至白垩纪的沉积后，又接受了新生代的沉积。区内古生代地层，除缺少宾夕法尼亚系的煤系沉积外，大体与中西区相似。在本区北部，三叠系为海相沉积，夹有红层和蒸发沉积岩，侏罗系为石灰岩夹页岩沉积，至上侏罗统转化为陆相沉积。白垩系为浅海沉积，在全区广泛分布。晚白垩世伴随着拉拉米运动的火山活动，在区内发育有火山碎屑沉积岩，并夹有很纯的斑脱岩。第三纪陆相沉积岩在区内广泛发育，第四纪也经受冰川沉积并有黄土形成。
地台区内的重要矿产有：明尼苏达、密歇根和威斯康星州元古宙休伦群中的条带状铁矿；产于伊利诺伊盆地及其附近的属宾夕法尼亚系的煤田和蒙大拿州的侏罗－白垩纪煤田；产于伊利诺伊、依阿华、威斯康星等州寒武系、奥陶系和密西西比系灰岩中的铅锌矿；从伊利诺伊到堪萨斯、得克萨斯的广大地区，有古生代油气田。
2.阿巴拉契亚褶皱造山区
该区位于美国大陆东部地区，包括阿巴拉契亚褶皱带和大西洋区两部分，其面积约占美国本土面积的五分之一。
（1）阿巴拉契亚褶皱造山带
从纽约州向南西方向延至亚拉巴马州，长约1400公里（据最新资料，阿巴拉契亚造山带走向延伸超过3000公里，是全球古生代造山系统的一部分。古生代全球造山系统包括东北方向的不列颠岛、格陵兰岛和斯堪的纳维亚半岛的加里东造山带和西南部的Ouachita造山带。），东西宽约500公里，呈北东－南西走向。自寒武纪早期发育成阿巴拉契亚地槽起（按板块构造观点，是一裂谷体系），接受了古生代各时期的沉积，并发育有火山成因块状硫化物矿床（VMS）。古生代的塔科尼克、阿卡迪亚运动，使东部沉积岩先后褶皱隆起，并发生不同地块的碰撞拼贴作用，至古生代末期的阿巴拉契亚运动，使全区再次褶皱并上升为陆地，形成了西侧的阿巴拉契亚高原。
阿巴拉契亚褶皱造山区的基底在本区轴部的兰岭一带出露，为新元古代碎屑岩沉积，并含有酸性和基性熔岩（8亿年）。兰岭西北一侧（新阿巴拉契亚），即相邻的古谷岭区和更西侧的高原区，原为一冒地槽（按板块构造观点，冒地槽为一被动大陆边缘），接受了古生代各时期的沉积，地层总厚度达万米，往西向地台区过渡并逐渐变薄。兰岭东南一侧（老阿巴拉契亚），即山麓区，有一套前寒武至早古生代岩石发育的优地槽型沉积（按板块构造观点，优地槽为活动大陆边缘，包括岛外海沟系和山脉海沟系），岩石均变质，并有大量火成岩侵入。再向东南，则为属于大西洋沿岸区的白垩系不整合覆盖。
在本区西北的阿巴拉契亚高原区，宾夕法尼亚系含有巨厚的煤系，形成了重要的煤田，其下的古生代地层则含有丰富的油气。在东南山麓区的变质岩和深成侵入岩中则含有金矿。
（2）大西洋沿岸区
位于阿巴拉契亚褶皱带的东南，直至大西洋沿岸大陆架的狭长地带。在地表和大陆架上广泛分布着未固结的白垩纪和第三纪沉积物。钻探取得的深部资料表明，其下伏有志留纪－泥盆纪地层，并在一些盆地和地堑中有二叠纪至侏罗纪的地层发育。
3.科迪勒拉褶皱造山区
本区位于美国西部，东起落基山脉、西至太平洋沿岸山脉的广大地区，面积约占美国本土面积的三分之一。本区古生代开始至白垩纪为一古海洋，接受了古生代至侏罗纪的海相沉积（但落基山脉区和太平洋沿岸山区的地质演化并不完全一致）。侏罗纪晚期的内华达运动和晚白垩世的拉拉米运动，先后强烈影响本区，形成了区内不同特点的地质构造单元，即东部的落基山脉区和西部的太平洋沿岸山区，以及位于两者之间的科罗拉多高原、哥伦比亚高原和盆地山岭区等。
（1）落基山脉区
落基山脉贯穿北美大陆，在美国境内一段呈北北西－南南东向延伸。区内最老的地层为太古宙受强烈变质的岩石，并伴有花岗岩侵入。在此基底上发育有前寒武纪中期（13亿～18亿年）的冒地槽海相沉积，沉积层向西逐渐加厚，整个古生代地层厚度达1.5万米。下石炭统受安特勒运动影响西部局部上升，使地槽边界东移，密西西比系假整合在前泥盆系之上。晚侏罗－早白垩世的内华达运动使一些地段剧烈上升，在其间的盆地中接受了巨厚粗碎屑沉积。晚白垩世的拉拉米运动剧烈影响全区，形成褶皱和一系列向东逆掩的断层，同时在一些坳陷地区接受了第三纪沉积，有些地方还伴有火山活动。
落基山脉区内矿床丰富，蒙大拿州的比尤特铜矿和科罗拉多州的克莱梅克斯钼矿，都是世界闻名的大矿床。在怀俄明盆地，白垩系储有丰富的油气，其上部淡水沉积地层中有大量的油页岩和白垩纪－早新生代的烟煤和褐煤。
（2）太平洋沿岸山区
又称太平洋科迪勒拉带，在地质历史上发育有一套优地槽沉积，而且至今仍是一个活动带。在本带东侧的加利福尼亚和内华达，发育有前寒武晚期的火山岩。在寒武－奥陶纪，有海相火山岩，含笔石黑色页岩夹玄武岩、变质火山岩等，分别在带内不同地段发育。志留纪发育有礁灰岩。安特勒运动使部分地区（内华达、爱达荷）发生褶皱和断裂。晚二叠－早三叠世的卡西尔运动，在太平洋沿岸均有显现，在本区内有广泛的火山岩分布。晚三叠－侏罗纪主要是火山岩和碎屑岩交替沉积，也有礁灰岩生成。内华达和拉拉米运动在区内反映明显，有强烈的褶皱和断裂作用发生，并伴有花岗岩和超基性岩侵入，同时改变了长期以来发育的优地槽面貌，成为不同的高地隆起和沉降带。早新生代海相沉积和陆相沉积分别在不同地段有所发育，晚新生代喀斯喀特造山运动再次影响本区，并伴有基性火山岩流。第四纪冰川也在区内广泛分布。
（3）科罗拉多高原、哥伦比亚高原和盆地山岭区
分布于落基山脉区和太平洋科迪勒拉带之间，主要受中生代末期和新生代造山运动的影响，在不同断块基础上形成不同的地貌单元。
科罗拉多高原，古生代和中生代地层近水平产出，在边缘部分有火山物质分布。由于地壳上升和受水系侵蚀作用，区内形成著名的大峡谷景观。
哥伦比亚高原，广泛发育第四纪的火山熔岩。
盆地和山岭区，其形成明显受北北西－南南东走向的正断层支配，上升的断块发育成断块山脉并受到侵蚀；而下陷的地区则成为盆地，并接受了巨厚的新生代沉积。
太平洋科迪勒拉造山带和科罗拉多高原等构造单元矿产种类丰富。科罗拉多和犹他州有美国最大的铀矿产地，同时也有钒的重要产地。伴随中生代和新生代的火山活动和石英二长岩及花岗闪长岩的侵入，在亚利桑那等地形成了成群的斑岩铜矿型矿床，构成了美国重要的铜矿产地。加利福尼亚和俄勒冈的超基性岩带则赋存有铬和镍。加利福尼亚的大量油气产自新生代地层，而犹他盆地的油气则来自宾夕法尼亚系、白垩系和始新世地层。
以上是美国本土（下属48州）的地质和演化概况。除此以外，另两个与美国本土分离的州——阿拉斯加州和夏威夷州，地质概况简述如下。
（1）阿拉斯加州
位于北美洲的西北角，属北美构造体系向西北弯曲的延伸部分。可分三个构造单元区：①北部的北极斜坡盆地属地台区，前石炭纪的基底向南倾斜，是区内主要的含油气盆地。未变质的前寒武纪海相沉积岩在局部出露。区内沉积了厚度可观的中－新生代海相石灰岩、砂岩和页岩，从密西西比系至第三系均发现有油气，其中三叠纪砂岩富含石油和天然气。②中部从布鲁克斯山至阿拉斯加山是古生代至中生代的地槽系，中生代中期褶皱回返后，上覆晚中生代的沉积盆地，局部有第三系沉积。古生代地层多已变质，构造复杂，有中、新生代火山岩喷出和岩浆岩侵入。③阿拉斯加山脉以南为新生代褶皱区，晚中生代海相碎屑岩发育，沿海有库克湾、阿拉斯加湾和布里斯托尔湾等新生代盆地发育，其中库克湾盆地有商业性油田。第三系是重要的含油层。
区内中生代晚期有两期侵入岩和喷出岩（相当于内华达期和拉拉米期运动），新生代岩浆侵入和火山活动仅在布鲁克斯山南侧出现，近代火山活动则在阿留申群岛存在。区内除油气资源潜力巨大外，还有丰富的煤、金、铜、钼、铅、锌、银等矿产。
（2）夏威夷州
由位于太平洋中部的一些岛屿和礁石组成。它们由多次火山喷发物堆积形成，是沿裂隙喷出的火山熔岩，最初在海底喷发，形成枕状熔岩，逐渐堆积形成陆地，并在周围浅海有礁石生成，在地面喷发的则有火山灰和浮石。目前区内仍有一些火山活动。
二、地质调查工作
美国的地质调查工作系统而全面，有包括与经济发展密切相关的矿产资源调查工作，与防灾减灾有关的灾害地质调查工作，与能源安全有关的能源地质调查工作，与基础地质和地质景观有关的地质填图调查工作，有与地球科学历史和地质环境有关的地史与环境科学调查工作，有与探讨宇宙演化有关的天体地质调查工作，有研究海洋开发、海洋利用有关的海洋地质调查工作等。其中，美国本土的绝大部分地区都已（初步）完成了不同比例尺的各种地质填图。
美国的地质调查工作早在1830年前就已开始，早期的地质调查工作由各州调查局进行。1879年，联邦地质调查局成立后，进行了一系列地质调查工作，包括制作美国西部的踏勘地质图等。1894年，联邦地质调查局出版了第一幅规范的含有地形和地质说明的地质图（LivingstonQuadranle），覆盖马萨诸塞州的Livingston地区。到1904年，联邦地质调查局共出版了106幅地质图。由于缺乏支持和兴趣以及填图成本的上升， 1945年，联邦地质调查局结束了最后一幅地质图的填图。20世纪60年代，联邦地质调查局计划开始了1:25万的全国地质图的填图工作。80年代后期到90年代初期，随着对地质填图在解决矿产资源、环境、工业废物处理、地质灾害救助等方面重要性认识的提高， 1992年美国国会通过了《国家地质填图法》，正式启动了新一轮的地质填图工作。目前，美国全国的地质填图工作正通过联邦地质调查局、州地质调查局和大学部门的合作全面展开。
美国近些年的地质调查工作主要体现在一系列的地质项目中。
1.地球表面动力学项目
地球表面动力学项目是美国全球变化研究计划（U.S.GlobalChangeResearchProgram）活动的一部分，旨在全面系统地了解地球表面作用、生态系统和人类活动的相互关系。项目主要着重记录、分析和模型化过去和现在环境和涉及环境变化的地质、生物、水文和地球化学过程，并预测未来环境的变化和影响。
美国全球变化研究计划是应老布什总统倡议于1989年启动的，并于1990年被立法成法律，即美国国会1990年通过了全球变化研究法（GlobalChange ResearchActof1990），该法要求制定协作的研究计划（项目）进行跨机构研究，参与的相关联邦机构包括国际发展局、农业部、商业部海洋大气管理署、能源部、国防部、卫生部国家健康研究所、国务院、内政部地调局、环境保护署、国家航空航天局、国家科学发展基金会等，深入研究自然和人类活动所产生的全球环境变化的相互作用及它们对人类社会的影响问题。
2.地震灾害项目
联邦地质调查局地震灾害项目是联邦紧急管理局（FederalEmergency ManagementAgency）领导的国家地震灾害减轻项目（NationalEarthquake HazardsReductionProgram,NEHRP）的一部分，地质调查局在NEHRP中的作用是提供地球科学信息和减少地震损失的产品。地震灾害项目的使命与任务是：通过了解地震的特点和影响，提供和应用有关地震科学信息和知识，减少地震造成的死伤率和财产损失。同时，通过提供这些信息和知识，预防和减轻这些损失。基本目标是：①改进地震灾害鉴别和风险评估方法及其利用；②维持和改善美国综合的地震监测系统，重点是城市地区的“实时系统”；③提高对地震的了解以及它们的影响和后果。
3.火山灾害项目
火山灾害项目（VHP）的任务是：通过评估火山灾害，监测火山活动，提供警报信息，快速回应火山危机，对火山活动进行研究，以有效和恰当的方式向当局和公众通报、沟通科学发现，来帮助减轻火山活动的有害影响。简言之， VHP的任务就是要防止火山灾害成为火山灾难。总体目标是：促进了解火山过程，降低火山活动的有害影响。工作内容包括：监控正在活动的火山和潜在活动的火山，评估它们的灾害，对火山危机作出反应，研究火山活动过程。基本工作集中在5个领域：①火山监控；②火山灾害评估；③火山危机应对；④热带火山作用过程调查；⑤科学延伸领域和信息传播。
4.海洋和海岸地质项目
海洋和海岸地质项目的主要任务是：描述海洋和海岸地质系统，了解产生、改变和维持这些系统的基本地质过程，建立了解自然系统的预测模型和人类活动对它们的影响，提供预测未来变化的能力。
在过去几年中，海洋和海岸项目主要是国家级的重要议题。重点领域是：环境质量和保护，自然灾害和公共安全，自然资源，以及为公共利益提供海洋和海岸地质信息和综合知识。
1）环境质量和保护：了解沉积物和污染物的侵蚀、搬运和沉积，脆弱环境、海/湖底环境作为生物栖息地和长期环境变化记录者的重要性。
2）自然灾害：更好了解如风暴、地震和滑坡等灾害事件发生的频率和影响范围，作用在受影响海底和海岸地区的地质过程，以及局部和区域对环境变化的敏感性。
3）自然资源：建立和扩大对海底矿产和石油资源的形成、分布和地质背景的了解，资源开采过程中的地质影响，以及海底矿产产出条件和环境如何帮助在陆上类似环境下发现有意义的经济矿床。
4）信息和技术：建立和维护多学科的综合源数据和信息，可容易地为政府政策制定者、研究科学家和公众所准入和利用，保持必要的科学手段和平台，以进行科学活动。
5.矿产资源项目
矿产资源项目（MRP）资助以下工作：提供和交流目前关于矿产资源的产地、质量、数量和可得性方面的公正信息。这一项目是唯一关注矿产问题的联邦研究项目，将环境、资源和经济因素结合在一起。自1996年以来，矿产资源项目研究的重点作了一些调整，强调了合作与协作作用、数据库对决策的可得性、矿产环境研究、工业矿产评估、应用矿床研究、地球化学背景和标准等。目前MRP重点是以下问题：可持续性和社会需求；经济和公共政策；环境和公共健康；技术和信息传播。海区砂、砾的研究和调查包含在海洋和海岸地质项目中。
矿产资源项目（MRP)1999～2004规划的目标是：①了解美国矿产资源的地质背景和成因，确保可持续的矿产供应；②了解矿床形成过程和矿产资源开发对环境整体、生态、公共健康和地质灾害的影响；③提供客观的信息和分析，对国家安全、土地利用、资源政策、环境或公共健康安全决策的领导人服务；④收集、编制、分析和传播数据资料，及时为顾客服务开发和维持国家和国际数据库；⑤将矿产资源领域的专长和技术应用到非矿产资源领域和问题中。
美国地质调查局矿产资源项目目前正在进行定量的全球矿产资源评估项目（GMRAP）。该项目是一个为期8年的国际合作项目，启动于2002年，主要目的是勾画出世界上有发现未知矿床潜力的主要陆地区，估算出地表以下1公里深度范围内可能的矿产资源数量。其进一步的目的包括：①基于最新可得的信息，提供一致的、综合的有关全球非燃料矿产资源的信息数据和分析成果；与相关国家地质机构合作，在多国区域基础上，进行评估研究和分析。区域研究组将应用GIS技术，以1:10万或更小的比例尺编撰和整合各种现有资料图，包括数据库、已知矿产的位置、规模、地质类型图和地质、地球化学、地球物理图和说明书以及区域矿产勘察历史信息。②开发和改进进行大区域地质评价的方法，同时开发分析、应用全球评价成果的新模型和新工具，以解决可持续资源开发和环境管理问题。③通过对矿床成因和构造分析，促进了解成矿系统的形成和演化。④通过组织和发起各种专题讨论会、贸易、科学和技术交流，促进政府、非政府组织和产业界之间的国际合作。
GMRAP预期的成果包括以下方面：
评估已知的未发现的非燃料矿产资源；
设计新的矿产勘察模型；
规划可持续的资源开发；
预先分析环境问题；
作出土地利用决策。
在GMRAP项目中， USGS的作用是：①协调全球评估；②推进小组和工作组会议；③把区域研究成果编辑成全球的矿产资源评价图；④分析相关的区域和全球资源、土地利用和环境问题的评价成果；⑤领导定量评估未发现的非燃料矿床。
国际合作者的作用是：①提供恰当评估比例尺的（1:10万或更小）、翻译的地质图，重点是建立地质解释的区域一致性，评估隐伏地质单元内发现未发现矿床的范围和程度；②协同开发有意义矿床的位置、规模、地质成因类型、产状等方面的数据库；③提供关于区域矿产勘察历史的信息；④审查定量的矿产资源评估产品；⑤帮助分析评估结果。
6.能源资源项目
美国地质调查局能源资源项目的目的是：通过对地质能源资源及其生产利用对环境、经济、人类健康影响的基础和应用研究，以环境可接受的方式，解决日益需求的能源问题。其基本工作内容是：
周期性地评估国家和世界能源资源（化石燃料）和它们的地质框架；
评估化石燃料的生产和利用对环境和生态的影响；
对内政部的土地和资源管理局、其他联邦机构、州地质调查局、能源工业和环境社区提供能源资源信息帮助。
7.滑坡灾害项目
任务与目的是：通过了解国内外滑坡的原因和机制，减小土地滑坡灾害所造成的长期的损失和伤亡。
国家滑坡灾害项目自20世纪70年代开始运作，主要是收集信息，进行研究，应对紧急状况和灾害，形成科学报告。同时，向地质和地质构造工程方面的私人咨询者和政府规划与决策部门提供调查报告。
8.国家合作地质填图
国家合作地质填图计划（NCGMP）是根据1992年国会的国家地质填图法制定的，是美国地质工作的基本项目。国家地质填图法的立法目的是协调实施联邦地质调查局、州地质调查局和大学机构所承担的地质填图工作。国家合作地质填图计划的主要目的是通过地质填图工作，收集、处理、分析、翻译和传播地球科学信息。其由三个主要部分组成，即FEDMAP、STATEMAP、EDMAP 。FEDMAP计划主要是资助联邦填图项目， STATEMAP是适当资助州地质调查的计划，而EDMAP则是适当资助大学地质填图教学的计划。
9.天体研究项目
主要任务是：建立和维持行星科学和遥感方面的地质科学和技术专长，以完成以下工作：
科学研究和宇宙天体填图；
规划和进行行星探索研究；
开发数据处理和分析、存档和分类工作。
天体研究项目研究的重点是岩石星体和卫星的地质和地球物理过程，涵盖地球和整个太阳系，研究范围包括地质、遥感、监测、天体生物、冰和其他物质。目的是，通过研究了解我们周围天体的特点、太阳系成因和我们地球本身。
野外地质调查
野外地质调查是遥感地质填图工作的重要环节。调查方法为影像岩石单元剖面法。调查的目的是进一步了解填图单元的地质属性，为填图单元合理建立与划分提供地质依据。由于填图单位划分方案不同，对不同种类的影像岩性单元野外调查的具体内容不尽相同。
（一）地质构造调查
主要是根据遥感初步解译地质图中圈定的不同类型的构造现象，按主次分类，选择影像规模大，有代表性的构造现象进行野外调查，系统收集地质证据，为构造单元划分，构造规律、构造演化规律分析研究提供数据。
1.断裂构造调查
该类构造野外调查的要点为：断裂存在的地质根据、活动性、性质及时代。
（1）地质依据。岩石的破裂程度（断层角砾岩挤压透镜体、糜棱岩等），断裂面特征（平直、舒缓、锯齿），断裂产状（倾向、走向、倾角）、断裂规模、断裂两侧地层位移、变形情况等。
（2）断裂活动性。主要表现为继承性和改造性。其直接根据为沿断裂早期活动面充填物质的再破碎现象。
（3）性质。主要依据地质依据来确定。
（4）时代。野外调查可依据其切割最新时代地层确定其上下时限，同时可采集样品，进行同位素年龄测定。如U/Pb法、Rb/Sr法、14C法等。
2.褶皱构造调查
褶皱构造是地壳岩石在挤压应力作用条件下的塑性变形结果。根据卫星图像显示清晰程度，野外调查可分为可视褶皱和非可视褶皱进行。其调查的方法和内容应有所差别。
1）可视褶皱构造
可视褶皱系指在卫星图像上显示形态清晰的褶皱。野外调查的主要内容为位态、形态、时代和性质。
（1）位态。通过轴面倾角、枢纽倾伏角和侧倾角调查，确定其属于直立褶皱、倾伏褶皱、平卧褶皱、斜伏褶皱、斜卧褶皱等类型中的哪一种。
（2）形态。通过褶皱两翼间的夹角大小调查，确定其属于开阔褶皱，还是紧闭、等斜褶皱或复式褶皱。
（3）时代。通过卷入褶皱变形地层单元的数量和层位与非变形地层单元层位，确定其形成时代。
（4）性质。通过卷入褶皱地层单元新老分布顺序、复杂程度，确定其属于是向斜、背斜还是复式向斜、复式背斜等。
2）非可视褶皱构造
该类褶皱系指卫星图像难以判别，而通过路线调查而确定的一类褶皱。其调查内容为地层单元对称有序排列、岩层产状有序变化、构造改造特点等。
3.逆冲推覆构造调查
逆冲推覆构造属于一种收缩变形。调查中应注意直观地质依据、结构要素发育程度、形态特征等依据的观察与收集。
1）直观地质依据
（1）飞来峰。多为老地层飞移新地层之上，但新地层飞移老地层之上也很常见。后者定位取决边界性质。
（2）滑脱裂地块。属于伴随收缩作用产生的局部松弛作用产生，即重力滑脱作用。其结构特征相当于拉裂槽或拉裂楔。滑移界面为主滑断裂。
（3）滑落地块。属于引张作用过程中，逆冲岩席前移之滑落物质。其形态不规则，产状多变。
（4）层间水平滑移断裂。断裂面水平，滑动痕迹及岩石磨碎现象明显。
2）结构要素
（1）逆冲断裂。呈弧形展布的脆性变形构造界面。
（2）逆冲岩席。不协调构造块体边界性质及与下伏地层的新老关系。
（3）前缘褶皱带。地层的变形特征，褶皱的位态与形态表现形式。
（4）后缘拉伸盆地。盆地形态特征、地层发育与缺失。
（5）主滑面。产状平缓的面形断裂发育程度，断裂内岩石的破碎程度，断裂面运移滑动依据。
3）形态特征
（1）弧形逆冲断裂系显示依据。
（2）弧形山系、构造地体的存在。
4）推覆作用方向
由于逆冲推覆构造属于侧向挤压应力的作用的结果，其系列弧形体突出方向代表推覆作用方向。
5）时代与期次
卷入逆冲推覆构造最新地层时代为厘定推覆作用时代确定的上限。
构造要素的叠置关系、切割关系及不协调分布关系是期次分析与确定的主要依据。
（二）地层单元调查
1.第四纪沉积物影像岩石单元调查
从遥感角度而言，第四纪沉积地层易于解译划分，这主要与其空间分布与成因联系密切相关。基本表现出不同成因类型的沉积物在卫星图像上以特定的影像单元特征显示。因此，以其为基础建立的影像岩石单元具有地层单位划分意义。而且，代表着特定的成因类型或复合成因类型。所以说第四纪沉积物的野外地质调查，也就是对影像岩石单元的调查。由于第四纪沉积物的成因类型复杂、沉积物的岩性、物质组成、结构、构造以及所含动、植物群和含矿性均是有一定的差异性，在调查中观察的内容和要点不同，但总体上大同小异。
（1）岩性调查。对不同岩性的第四纪沉积物，应观察描述其厚度、产状、颜色、结构、构造及变化情况。
（2）成因类型调查。主要依据影像岩性单元特征，结合第四纪沉积物岩性、结构、构造及所含动、植物群进行成因类型的判定。
（3）含矿性调查。当发现的泥炭、砂矿等矿产时，应查明其产状、分布规模，并进行适量的样品采集，为进一步工作提供资料。
（4）生物化石采集。在适当的地点和沉积物类型中注意寻找哺乳动物化石或孢粉样、微体古生物样品的采集。
（5）新构造运动表现。从阶地结构特点、剥夷面的变化、第四纪变形以及地形切割强度等方面研究新构造运动的性质和强度。
（6）地形地貌的特征。通过第四纪沉积物地形地貌特征变化，总结影像岩石单元特征变化规律，进行成因与形成年代分析。
通过上述第四纪沉积物野外地质调查，并根据调查结果，修改、补充和完善影像岩石单元的建立与划分，使其符合第四纪地层填图单位建立划分特点。
2.影像岩石地层单元调查
该类地层单元系指呈层状形式产出的影像岩石单元，主要包括火成岩的沉积岩和浅变质岩区的影像岩石单元调查，其具体内容为：
（1）岩性调查。通过点线观测，系统了解影像岩石单元内的岩石类型、岩性组合的基本类型，以及厚度、产状、结构、构造特点。
（2）影像岩石单元建立的合理性。主要通过单元岩性调查，查明其是否满足或基本符合影像岩石地层单位建立划分的标准，进而确定影像岩石单元是否为填图单位。
（3）含矿性。直接矿化现象观察、蚀变类型划分、地层岩性含矿性规律。
另外，可以进行波痕、交错层理、冲蚀槽的调查，以了解古河流流向。
3.影像构造地层单元调查
主要指变形变质、构造改造强烈的变质岩区影像岩石单元的调查。具体内容为：
（1）岩性。查明影像岩石单元内变质岩石类型、岩性组合的基本类型。
（2）影像岩石单元边界性质。多以断裂围限界面显示，查明其产状、性质及规模。
（3）变质变形特征。加强面状、线状构造，矿物生长与构造关系及变斑晶内面理与晶外面理之间的关系。
（4）矿物组合。注意特征矿物、常见矿物及矿物组合调查。
（5）结构构造。注意变质结构、变晶结构、交代结构（薄片）、变形结构、定向构造的观察。
（6）不整合构造界面。
（7）变质原岩。收集变质结构、构造及具有成因意义的岩石类型或岩石类型组合。
4.侵入岩体调查
1）花岗岩类侵入体填图单元调查
该调查系指对花岗岩类侵入体填图单元调查。具体调查内容包括：
（1）岩石类型。对不同特征的影像岩石单元，查明其岩石类型，有利于单元的建立与划分。
（2）矿物成分。查明单元岩石的矿物成分，实现正确命名，是单元建立划分的基础。
（3）结构构造。结构构造的变化，可直接反映侵入岩单元的生成顺序，有利于序列归并。
（4）接触关系。注意查明岩体之间侵入与被侵入关系，有利于侵入顺序的确定。
（5）时代：通常采用地层年代法。主要根据单元岩体所侵入地层单位年代厘定。但也可以通过样品采集，进行同位素年龄测定。
（6）含矿性。注意直接矿化现象观察。查明矿化种类、蚀变类型、成矿条件。
（7）其他。主要指表面风化面颜色、地形地貌特征、易风化程度的观察与描述。
2）变质深成侵入体填图单元调查
该调查系指深成变质岩体影像岩石单元调查。具体内容为：
（1）岩石类型。查明影像岩石单元内的岩石类型、岩石类型组合。
（2）空间结构。通过模糊形态标志，定位调查边界部位的矿物成分变化与差异，厘定影像岩石单元界线。

野外地质调查区域遥感地质调查的野外调查工作一般分为几个阶段完成。首先在区调任务确定之后必须进行踏勘性实况调查; 在岩石、地层、构造地质剖面测量和重大地质问题研究过程中必须进行解译标志专题研究性实况调查; 在野外地质填图过程中进行检查、验证性实况调查。
( 一) 野外地质踏勘性实况调查
1. 野外踏勘内容
野外地质踏勘是在前人资料分析研究和遥感影像单元图编制的基础上，对调查区进行全面的野外踏勘，具体内容包括:
( 1) 影像单元岩性特征、岩石类型组合、边界性质、形成的地质作用、规律;
( 2) 宏观影像单元分区与三大岩类空间的对应关系;
( 3) 影像单元与地层单位、岩体单位、构造之间的对应关系;
( 4) 影像单元特征标志与地质体的关系;
( 5) 了解区域矿产概况，初步掌握矿产种类、矿源场类型、主要成矿类型和矿化标志。
2. 踏勘路线布置原则
野外地质踏勘方法采用影像单元———剖面法。踏勘路线及实测剖面线布置应遵循总体控制，重点突出的原则，具体要求为:
( 1) 剖面选择要求层序完整，露头连续，构造简单，接触关系清楚，岩性组合和厚度在区内有代表性的地段;
( 2) 剖面线位置尽量选择影像单元种类齐全的地区，当受地形地貌、自然地理条件限制，可采取分段选线，以达到总体控制;
( 3) 踏勘路线选择应以控制所有影像单元为佳;
( 4) 路线可以不连续，但影像单元不能遗漏，对标志特征明显，延伸稳定的影像单元，必须单独安排一条控制路线，查明其地质特征。
3. 实测主干剖面的测量
实测主干剖面测量的目的是通过剖面测量、分析研究，以了解各影像单元的岩石类型、结构构造、岩性组合特征、变质类型及各类单位之间的相互关系，确定填图单元，为遥感初步解译地质图的编制服务。因其填图单位构成的复杂性，不同剖面的测量要点不尽相同。
( 1) 沉积地层剖面测量，包括以下几方面内容:
分层: 实测主干剖面以 “层”作为基本描述单位。它可以是单一岩石层，也可是岩石复合层，内部基本连续，与上下相邻层宏观可分，影像特征基本一致。垂向上岩性和任何差异都可以作为分层标志，但要求分层一定要与影像标志相吻合，保持影像与岩性的一致。
岩性: 分层的岩性，可用颜色、结构、成分综合命名方式予以概括。尤其是颜色，除描述新鲜面之外，风化面颜色也很重要，对影像岩石单元标志意义较大。结构描述应注意不同岩性的差别和变化，这样对分析岩性形成的环境、成因有利。
沉积-成岩构造观察: 注意层的形态、层理类型、单层厚度、各种交错层理，层顶面的波痕、冲蚀痕、干裂，层底面和各类印痕、印模等的描述。
化石: 实体化石和遗迹化石不仅是生物地层学研究的主要对象，而且还是沉积环境最灵敏的指示物。描述内容为化石门类组合特征、个体形态、保存状况、分析状态与岩性及沉积构造的关系、排列的优选方位。
正常层序的识别和接触关系: 识别岩层的顶、底方位是确定其新老顺序的关键，而许多沉积构造能够指示岩层的原始顶、底方向，如斜层理、冲蚀痕、干裂、遗迹化石等。岩层间的接触关系可分为连续沉积、不连续沉积。对连续沉积的岩层，要注意岩性如何渐变过渡; 不连续的沉积界面，应注意其形态，包括平整的、起伏的、有印痕或印模等，上、下岩层是否交切，有无底砾岩或古风化壳，是否存在不同的构造变化及变质现象，并查清不连续沉积原因。对于不整合，应注意在临近界面上下寻找地层时代的依据。
样品: 样品采集和系统采样是剖面测量的主要工作内容，采样的种类和数量要根据地质情况和需要来定。通常采集岩矿鉴定、岩石化学、同位素样品等。
野外记录和作图: 包括丈量记录和剖面描述部分，丈量记录包括导线号、长度、方位、坡度角等; 剖面描述包括厚度、岩性、结构构造、倾向、倾角 ( 真倾角) 、取样位置及编号等。
( 2) 变质岩地层剖面测量: 变质岩地层剖面测量一般应在填图单位确定之后实施。具体内容包括岩石类型、变形变质特征、特征矿物、变质结构、单元接触关系等观察描述及样品采集记录。
( 3) 火山岩地层剖面测量: 火山岩地层剖面测量应依据火山喷发作用特点，结合影像特征显示，按火山盆地或火山机构分别布置实测剖面线。剖面测量重点为岩石类型组合、矿物成分、结构构造、旋回特征及样品采集等。
4. 剖面测量资料分析整理
主要对不同影像单元剖面测量结果进行分析整理，建立填图单位，确定不同填图单位的影像标志及划分依据，为编制遥感初步解译地质图服务。
( 二) 解译标志专题研究属性实况调查
1. 影像岩石单元属性调查
通过野外调查，了解和掌握不同影像岩石单元的岩石类型，岩石类型组合，岩性变化规律、形成特点、相互关系及层序。对具有填图单位意义的影像岩石单元直接作为填图单元填制。而对那些与填图单位建立划分标准差距较大的影像岩石单元，经修订后使其符合填图单位建立划分标准，并填制之。
2. 构造现象调查
( 1) 褶皱构造: 调查位置、形态、产状、两翼地层单元的层序。
( 2) 断裂构造: 调查地层单元的缺失、破碎、位移或平移、方向、产状性质。
( 3) 节理: 调查位置、类型、发育程度、密度等。
( 三) 检查性、验证性实况调查
检查性实况调查，应着重研究地质属性不明和多解的影像的地质意义; 查明由于地质体产状变化、岩性岩相变化、褶皱形变或自然地理景观变化等引起填图对象的影像特征变化特点; 补充、完善各种地质体、地质现象的解译标志。
验证性实况调查，主要验证图幅中应用遥感填绘的地质图中地质体属性判定正确与否，地质界线定位的准确程度。
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