阅读地质图 三

阅读地质图三

《构造地质学》实验指导书 (2000年5月)

实习一读水平岩层地质图,确定岩层产状 一,目的要求

1,明确地质图的概念,了解地质图的图式规格 2,解阅读地质图的一般步骤和方法 掌握永平岩层在地质图上的表现特征

学会在地形地质图上用三点法求岩层产状要素 二,说明

(一),地质图的概念及图式规格 1,地质图

地质图:是用一定的符号,色谱和花纹将地壳某部分各种地质体积地质现象 (如各种岩层,岩体,地质构造,矿床等的时代,产状,分布和相互关系),按一定比例概括地投影到平面图(地形图)上的一种图件.一幅正规的地质图应该有图名,比例尺,图例和责任表 (包括编图单位或人员,编图日期及资料来源等).

图名:表明图幅所在地区和图的类型.一般采用图区内主要城镇,居民点或主要山岭,河流等命名.如果比例尺较大,图幅面积小,地名小不为众人所知或同名多,则在地名上要写上所属的省 (区),市或县名.图名用端正美观的字体书写于图幅上端正中或图内适当位置.

比例尺:又称缩尺,用以表明图幅反映实际地质情况的详细程度.地质图的比例尺与地形图或地图的比例尺一样,有数字比例尺和线条比例尺.比例尺一般注于图框外上方图名之下或下方正中位置.

图例:是一张地质图不可缺少的部分.不同类型的地质图各有所表示的地质现象的图例.普通地质图的图例是用各种规定的颜色和符号来表明地层,岩体时代和性质.图例通常是放在图框外的右边或下边,也可放在图框内足够安排图例的空白处.图例要按一定顺序排列,一般按地层,岩石和构造这样的顺序排列,并在它们前面写上"图例"二字.

地层图例的安排是从上到下由新到老;如放在图的下方,一般是由左向右从新到老排列.图例都画成大小适当的长方形的格子排成整齐的行列.在长方格的左边注明地层时代,右边注明主要岩性,方格内着上和注明与地质图上同层位的相同颜色和符号.已确定时代的喷出岩,变质岩要按其时代排列在地层图例相应位置上.岩浆岩体图例放在地层图例之后,己确定时代的岩体可按新老排列,时代未定的岩体按酸性到基性顺序排列.

构造符号的图例放在地层,岩石图例之后,一般排列顺序是:地质界线,摺皱,轴迹(构造图中才有),断层,节理以及层理,劈理,片理,流线,流面和线理产状要素,除断层线用红色线外,其余都用黑色线,对地层界线,断层线是实测的与推断的,图例与图内一样,应有所区别.

图框外左上侧注明编图单位,右上侧写明编图日期,下方左侧注明编图单位,技术

负责人及编图人,右侧注上引用的资料 (如图件)单位,编制者及编制日期.或者将上述内容列绘成"责任表"放在图框外右下方. 2,地质剖面图 正规地

质图常附有一幅或几幅切过图区主要构造的剖面图.剖面图也有一定的规定. 剖面图如单绘一幅时,则要标明剖面图图名,通常是以剖面所在地区地名及所经过的主要地名 (如山峰,河城镇和居民点)作为图名.如为图切剖面并附在地质图下面,则只以剖面标号表示.剖面在地质图上的位置用一细线标出,两端注上剖面代号.

剖面图的比例尺应与地质图的比例尺一致,如剖面图附在地质图的下方,可不再注明水平比例尺.垂直比例尺表示在剖面两端竖立的直线上,下边先选定比本区最低点更低的某一标高 (可选至0以下)一条水平线作基线,然后以基线为起点在竖直线上注明各高程数.如剖面图垂直比例尺放大,则应注明水平比例尺和垂直比例尺.

剖面图两端的同一高度上注明剖面方向(用方位角表示).剖面所经过的山岭,河流·城镇等地名应注明在剖面的上面所在位置.为醒目美观,最短把方向,地名排在同一水平位置上.

剖面图的放置一般南端在右边,北端在左边,东右西左,南西和北西在左边,北东和南东端在右边.剖面图与地质图所用的地层符号,色谱应该一致.如剖面图与地质图在一幅图上,则地层图例可以省去.剖面图内一般不要留有空白.地下的地层分布,构造形态应该根据该处地层厚度,层 序,构造特征推断绘拙. 3,地层柱状图

正式的地质图或地质报告中常附有工作区的地层综合柱状图.

地层柱状图可以附在地质图的左边,也可以绘成单独一幅图.比例尺可根据反映地层详细程度的要求和地层总厚度而定.

综合地层柱状图是按工作区所有出露地层的新老叠置关系恢复成水平状态切出的一个具代表性的柱子.在柱子中表示出各地层单位或层位的厚度,时代及地层系统和接触关系等.一般只绘地层 (包括喷出岩),不绘侵人体.也有将侵入岩体按其时代与围岩接触关系绘在柱状图里.用岩石花纹表示的地层岩性柱子的宽度,可根据所绘柱状图的长度而定,使之宽窄适度,美观大方,一般以2-4厘米为宜. (二),阅读地质图的一般步骤和方法

读地质图首先要看图式和洛种规格,即先看图名,比例尺和图例.还应具备地形图和地图有关知识.

从图名和图幅代号,经纬度,了解图幅的地理位置和图的类型;从比例尺可以了解图上线段长度,面积大小和地质体大小及反映详略程度;图幅编绘出版年月和资料来源,便于查明工作区研究史.

熟悉图例是读图的基础.首先要熟悉图幅所使用的各种地质符号,从图例可以了解图区出露的地层及其时代,顺序,地层间有无间断,以及岩石类型,时代等.读图例时,最好与图幅地区的综合地层柱状图结合起来读,了解地层时代顺序和它们之间接的触关系(整合或不整合).

在阅读地质内容之前

应先分析一下图区的地形特征.在比例尺较大 (如大于1:50000)的地形地质图上,从等高线形态和水系可了解地形特点.在中小比例尺(1:10万-1:50万)地质图上,一般无等高线,可根据水系分布,山峰标高的分布变化,认识地形的特点.

一幅地质图反映了该地区各方面地质情况.读图时一般要分析地层时代,层序和岩石类型,性质和岩层,岩体的产状,分布及共相互关系.对于分析地质构造方面主要是褶皱的形态特征,空间分布,组合和形成时代;断裂构造的类型,规模,空间组合,分布和形成时代或先后顺序;岩浆岩体产状和原生及次生构造以及变质岩区所表现的构造特征等等.读图分析时,可以边阅读,边记录,边绘示意剖面图或构造纲要图. (三),读水平岩层地质图

水平岩层在地面和地形地质图上的特征:地质界线与地形等高线平行或重合;在沟谷处界线呈"尖牙"状,其尖端指向上游,在孤立的山丘上,界线呈封闭的曲线;在岩层未发生倒转饰情况下,老岩层出露在地形的低处,新岩层分布在高处;岩层露头宽度取决于岩层厚度和地面坡度,当地面坡度一致时,岩层厚度大的,露头宽度也宽;当厚度相同时,坡度陡处,露头宽度窄,在陡崖处,水平岩层顶,底界线投影重合成一线,造成地质图上岩层发生"尖灭"的假象. (四),在地形地质图上求岩层产状要素的方法 1,基本原理:

(1),同一岩层面上不同高程的走向线相互平行; (2),在两走向线的垂线上,低等高线的方向为倾向; (3),倾角是岩层面和水平面的夹角. 2,求解步骤:

(1),在同一岩层面上找到两个同一高程的点,并将其连接起来,即为这一高程的走向线.

(2),在该层面上再找到相邻高程的一个点,通过该点平行上述走向线作一条直线,即为这一高程的走向线.

(3),在两条走向线之间做一垂线,低等高线的方向为倾向.

(4),在高等高线上截取一线段等于两条走向线的高差,将两线段作为两条边做一三角形.

(5),用量角器量出低等高线出的锐角,即得出岩层倾角. (五),三点法求岩层产状要素

当岩层产状平缓,不能用罗盘准确测定产状时,或者根据钻探得到的层面标高资料求地下岩层产状,这时可用三点法. 应用三点法求岩层产状的前提:

①三点要位于同一层面上,但又不在一条直线上;②三点的方位,相互间水平距离和标高(或高差)为已知,并且三点相距不太远;③在三点范围内岩层面平整,产状无变化,无褶皱,无断层.

2,三点法的要点:在最高点和最低点的连线上,找到与中间高程点等高的另一个点,就可以作出这一高程的走向线,过最高点或最低点可以作出与上述等高线平行的另一高程的走向线,根据两走向线各自高程和水平距离,可以求出倾向和倾角. 3,求解方法参见"在地形地质图上求

岩层产状要素的方法". 三,作业:

1,阅读,分析凌河地形地质图,判别哪些地层是水平岩层,并求凌河地形地质图中K1岩层的厚度.

2,在凌河地形地质图上求下石炭统顶面或底面的产状.

3,在松溪地形地质图上,根据 (1)已知某赤铁矿层为一倾斜矿层,产状稳定,有三个钻孔各见矿深度为:ZK260米,ZK340米,ZK580米,用三点法求该矿层产状;(2)在设计钻孔ZK9处,预计打多深即可达该赤铁矿层顶面

(提示:钻孔中铁矿层顶面高程等于钻孔地面位置高程减去见矿深度). 实习二读倾斜岩层地质图,编制倾斜岩层剖面图 一目的要求

1,认识倾斜岩层和不整合接触关系在地质图上的表现特征,学会用"V"字形法则分析倾斜岩层的产状;

2,学习编绘倾斜岩层地质剖面图的方法. 二,说明

(一),分析倾斜岩层在地质图上的表现特征

倾斜岩层在大比例尺地形地质图上,表现出岩层界线与地形等高线成不同交截关系,在山脊和沟谷处弯曲成"V"字形,而有一定规律,即所谓"V"字形法则.通过读图应用这一规律,掌握岩层产状与地形及其相互关系对岩层界线形态影响的分析方法.同时也注意岩层露头宽度的变化与岩层厚度,产状和地形的关系.

(二),认识不整合在地质图上的表现特征

根据地质图上出露的地层时代,层序,如在图区内在两个不同时代的地层之间存在地层缺失,即两地层时代层序不连继,而两地层产状一致,界线基本平行,则为平行不整合;如两地层产状不平行,较新地层的底面界线截过不同时代的较老地层界线,则为角度不整合.

(三),绘制倾斜岩层地质剖面图

一幅正式地质图通常附有一条或几条通过图区的主要地质构造的图切地质剖面图,以反映图区构造形态及组合特征,与地质图相结合,有助于我们从三维空间去认识和恢复地质构造形态和产状.因此,对于图切剖面应该学会绘制和阅读分析方法.

其绘制方法和步骤如下: 选择剖面位置:

在分析图区地形特征,地层的出露,分布和产状变化以及构造特点的基础上,要使所作的剖面尽量垂直于区内地层走向,通过地层出露较全和图区主要构造部位,或者选在阅读地质图所需要作剖面的地方.选定后,将剖面线标定在地质图上. 绘地形剖面:

在绘图纸 (以方格纸为好)上画出剖面基线,长短与剖面相等,两端注上垂直线条比例尺(一般与地质图比例尺一致),按等高间距作一系列平行于基线的水平线(用方格纸作剖面只注明标高位置).

基线标高一般取比剖面所过区域最低等高线高度再低1-2个间距,然后以基线高

程为起点,按等高距依次注明每条平行线的高程并将基线与地质图上剖面线放平行.最后将地质图上的剖面线与地形等高线各交点一一投影到相应高程的水平线上 (或剖

面标高位置),按实际地形用平滑曲线连接相邻点即得出地形剖面. 完成地质剖面:

将地质图上的剖面线与地质界线 (地层分界线,不整合线,断层线等)的各交点投影到地形剖面曲线上,按各点附近的地层倾向和倾角绘出分层界线. 如剖面与走向斜交时,则应按剖面方向的视倾角绘分层界线. 绘制岩性花纹:

对各分岩层应按其岩性绘上规定的岩性花纹,并按照地质图注明相应的地层代号.岩石花纹有时要附图例. 整饰剖面图:

按实习二地质剖面图格式要求进行整饰. 三,作业

1,分析南涧镇地形地质图,用"V"字形法则分析图区岩层产状,认识地层接触关系.

2,绘制凌河地形地质图中A一B地质剖面图. 实习三根据岩层产状要素编制倾斜岩层地质图 一,目的要求

1,学会根据平整的岩层 (或矿层,断层)界面在某一点的产状要素,用几何作图法在地形图上绘出该层界线的分布形态;

2,通过这一作图方法,加深理解地质界线与岩层产状和地形的关系. 二,说明 (一),原理:

在一个层面平整,产状稳定的倾斜岩层层面上,作出一系列同一等高距的不同高度的走向线.这一系列走向线投影在水平面上,也相应成为间距相等的一系列平行线,这些投影线问的平距又叫放线炬.在同比例尺图上,放线距与岩层倾角成反比,倾角缓,放线距大;倾角愈陡,放线距愈小.

从前面在地形地质图上求岩层产状要素的作图法可以看出,某一岩晨界线与同一高度等高线交点相联直线,即为该岩层面在这一高程的走向线.因此,反过来,某一岩层界面上不同高度走向线与其相等高度的地形等高线的交点,也就是该界面的出露点,把这些点依次由低到高或由高到低用平滑曲线联接起来,就绘出了该界面在地面的出露线,即地质界线.

当然,地质图不是用这种方法来编制,但对于填绘为浮土掩盖的局部地段的地质界线或阅读分析地质图和选定布置探槽工程位置都有指导意义. (二),作图的方法步骤 已知条件:

在有等高线的地形图上,已知岩层界面一露头点的产状要素. 求出放线距:

按已知岩层产状要素求放线距有两种方法:

第一种方法是计算法,即根据放线距与等高距和岩层倾角之间的关系求出,放线距

a=htanα.式中h为等高距,α为岩层倾角,得出的放线距a 是实地水平距离,应按地形图比例尺折算成图上的平距.如等高距h=l0米,α=45°,则a=l0米,按1:2000比例尺,则a在图上的平距为0.5厘米.

第二种方法是图解法,直接从图上己知点A作走向线,并延长到图框外边,垂直此走向线作一直线,并在此直线一端注上出露点A的高度,然后以此线为基线,按比例尺以等高线高差为间距,画一系列与之平行的直线,并以露头A点走向线高程为准,按顺序注上高程.通过图框外A

点,以已知高程线为基准,按岩层倾向和倾角倾斜线,分别与各高程平行线交出数点,然后过这些交点作与AA走向线平行的线,各平行线之间的间距a即为放线距. 作图:

过已知点根据岩层面在该点的产状作一走向线,其高程即为该点的标高,再按所求得的放线距沿倾向依次画出一系列不同高程的走向线,注明各自的标高.然后分别定出各相同高程的走向线和地形等高线的交点,把这些交点依次用光滑曲线连接起来,即为该岩层界面地质界线. 三,作业

用鹰岩地形图按下列条件作图:

1,在该区白垩系(K)含铜砂砾岩层上层面出露于C点,倾斜为168°∠10°,其上为页岩,砂砾岩层下层面为不整合面,出露于B点,倾斜也是168°∠10°,该点不整合面之下正好是元古界 (Pt)含铜白云岩层上层面与黑色板岩的分界点,倾斜为20°∠27°.试绘制该区地质图.地形图比例尺为1:50000,等高线间距为10米.

(注意:不整合面上下要分别作各自的放线距和不同高程走向平行线,并应先联绘不整合面以上的地质界线.)

2,确定在过B点,p点布置揭露含铜砂砾岩层顶,底板探槽的最佳方位(距离最短). 3,试分析在F点布置钻孔以查明含铜白云岩的埋藏深度是否合理. 实习四读褶皱区地质图,绘制褶皱地区剖面图 一,目的要求

1,初步掌握阅读褶皱地区地质图的步骤和方法.

学会从地质图上认识,分析摺皱的形态,组合特征及形成时代.

学会在褶皱区地质图上绘制图切剖面图(铅直剖面图和横截面图)的方法. 二,说明

首先从地质图及其图例或所附地层柱状图上了解图区所出露的地层的时代,层序和接触关系,然后概略地认识一下图上新老地层分布和总体延伸情况.了解一下地形特征,结合比例尺了解地形对地层露头分布形态及出露宽度的影响.

从地质图上认识分析摺皱,先要从地层分布是否有对称重复,并结合地层新老关系和地层产状,分辨出背斜和向斜,再进而分析褶皱的形态和组合特征.认识摺皱形态的关键是确定摺皱的两翼,轴面和枢组的产状. (一),对单个摺皱形态的认识和分析 区分背斜和向斜:

先从一个老地层或新地层着手,横过地层总的延伸方向观察,如老地层两侧依次对称地分布着新的地层者为背斜,反之,在新地层两侧对称地分布着老的地层则为向斜.通常是一个背斜两侧毗邻着向斜,一个向斜的两侧则发育着背斜.

确定两翼产状:

褶皱两翼产状及其变化,主要从地质图上标绘的地层产状,符号直接去认识和分析.在一定情况下,也可以根据同一岩层在褶皱两翼露头宽度的差异,定性地对比两翼的大小.这种分析是从岩层厚度基本稳定,地形起伏不大或褶皱两翼的地面坡度相似为前提,而岩层露头宽度只与岩层倾角大小有关,露头宽度

窄的一翼倾角大,宽的一翼倾角小. 判断轴面产状:

要较准确地确定褶皱轴面的产状,可以通过系统地测量两翼同一岩层产状,用极射赤平投影方法或几何作图法来确定.在地质图上,也可以从褶皱两翼产状大致判断出轴面产状.如两翼倾向相反,倾角大致相等,则轴面直立;两翼倾向,倾角基本相同,则轴面产状也与两翼产本一致 (即为等斜褶皱).对于两翼产状不等或一翼倒转的褶皱,无论背斜或向斜,其轴面大致是与倾角较小的一翼的倾斜方向近于一致,除平卧褶皱和等斜褶皱外,轴面倾角一般是大于缓翼倾角,而小于陡翼倾角. 枢纽产状和轴迹的确定:

当地形平坦且褶皱两翼倾角变化不大时,两翼地层界线基本上平行延伸,可认为褶皱枢纽水平;如两翼岩层走向不平行,或两翼同一岩层界线呈交会或弧形转折弯曲,可认为褶皱枢纽是倾伏的,在倾伏背斜两翼同一岩层界线在枢纽倾伏处交会成"V"形或弧形的凸侧或"V"形尖端指向枢纽倾伏方向.向斜则反之.

转折端形态认识:

在地形较平缓的情况下,轴面直立或陡倾斜的倾伏褶皱,在地质图上褶皱倾伏端的地层界线弯曲形态,大致可以反映褶皱在剖面上的转折端的形态. 褶皱形态的描述:

一般包括以下内容:褶皱名称(地名加褶皱类型),位置 (地理位置和所在区域构造部位),分布延伸情况,核部位置及组成地层,组成两翼地层及产状,转折端形态,轴面及枢纽产状,次级褶皱分布及特征,褶皱被断层或侵入岩体破坏情况等. (二),褶皱的组合特征的认识

在逐个分析了图区的背斜,向斜之后,再从地质图上的轴迹排列情况和剖面上褶皱组合形态,确定和描述褶皱的组合型式,如雁行式,隔档式,隔槽式或复背斜,复向斜 (要结合平面和剖面). (三),确定褶皱形成时代

主要根据地层间的角度不整合接触关系来确定褶皱形成时代.不整合面以下的褶皱形成于不整合面以下褶皱岩层的最新地层时代之后,不整合面以上最老地层时代之前.此外,还可以根据褶皱与已知时代的侵入岩体或断裂构造的关系来判断,这将在以后有关实习中讨论. (四)褶皱地区铅直剖面图的绘制 分析图区地形和褶皱特征:

分析时应注意地层界线的弯曲是与岩层产状和地形的影响有关还是与次级褶皱有关,如是次级褶皱,在剖面上应反映出来. 选定剖面位置:

剖面线应尽可能垂直褶皱轴迹延伸方向,且能通过全区主要褶皱构造.将选定的剖

面线标绘在地质图上.

绘出地形剖面:绘制方法见实习三. 标记构造位置:

在剖面线上和地形剖面上用铅笔标出背斜和向斜的位置,对于剖面附近可能隐伏延展到剖面切过处的次级摺皱,应将其轴迹线延到与剖面线相交,也在剖面线和地形剖面上标出相应位置. 绘出

摺皱形态:

将剖面线切过的地层界线的交点和褶皱 (包括次级褶皱)的转折端位置均投影到地形剖面上.在绘褶皱构造时应注意以下几点:

(1),剖面切过不整合界线时,应先画不整合面以上的地层和构造,然后再画不整合面以下的地层和构造.被不整合面所掩盖的地质界线和构造,可顺其延伸趋势延至剖面线上,再将该点投影到不整合面,从此点绘出不整合面以下的地层界线和构造.

(2),剖面切过断层时,先画断层,然后再画断层两侧的地层和构造.

(3)绘褶皱构造应先从褶皱核部地层界线开始,逐次绘出两翼,并要注意表现出次级褶皱.

(4)剖面线与地层走向斜交时,应将地层倾角换算成剖面方向上的视倾角画出剖面.如剖面切过的地点无岩层产状数值,可按同一翼最邻近的产状数据来画.

(5)褶皱同一翼的相邻岩层的倾角相差较大,上下岩层又是整合接触关系,这只是岩层倾角局部变陡或变缓造成,可按两翼同一岩层厚度基本不变的前提,将岩层倾角在地表处可按所测数值绘,向深处则加以适当修正,使之逐渐与主要产状协调一致 .

(6)恢复稽皱转折端形态时,轴面直立或近于直立的褶皱转折端的形态与它在平面上的倾伏端露头形态大致相似.在绘转折端时也可根据枢纽倾伏角作纵向切面,求出到所作剖面处核部地层枢纽的深度,然后结合该层两翼倾角及枢纽位置绘成圆弧 .

(五)褶皱横截面图的绘制方法

褶皱横截面图是垂直于褶皱枢纽的截面投影图.这种图的投影绘制方法是基于这样的原理:

将地质图转动到便于我们顺着褶皱枢纽倾伏方向进行观察的位置,顺着枢纽倾伏方向观察产生缩短视线的"侧瞰构造"的效应.这种图是从地质图上用正投影方法绘制的,因此,一张反映褶皱构造形态出露较完整,标明有枢纽产状的良好的地质图是绘制横截面图的基础.

一幅横截只能反映褶皱枢纽倾伏向和倾伏角基本不变的那一个区段的褶皱形态特征,如果枢纽产状有变化,则要把图区划分成若干均匀区段来绘制各区段的横截面图,即横截面图所反映的是圆柱状褶皱. 横截面图绘制方法步骤介绍如下:

1,在地质图上画等间距方格,使其纵坐标线与褶皱枢纽倾伏方向平行;横坐标与之垂直.

2,作横截面图上的网格,横截面图垂直于纵坐标,基线与横坐标平行并等长.平行枢

纽方向的纵坐标之间的间距保持不变,而垂直枢纽的横坐标之间的间距则按h,=h.sinθ公式计算缩短(公式中h为原来坐标间距;θ为枢纽倾伏角).

3,将平面图上的褶皱层界线与纵,横坐标的交点,按在方格网上的位置标绘到横截面图上坐标投影网格上的相应位置,并根据平面图上褶皱的露头形态将相邻的点连成线,即得出顺枢纽倾伏方向视察的褶皱构造形象.

三,作业

1,分析暮云岭地区地质图中的摺皱形态和形成时代. 2,选择图区内一个摺皱进行文字描述. 绘制暮云岭地形地质图中A一B剖面图. 实习五编制和分析节理玫瑰花图 一,目的要求

1,学会整理节理资料和绘制节理玫瑰花图 . 2,分析节理玫瑰花图并了解其构造意义. 3,学会编制和分折节理极点图和等密图. 二,说明

(一),绘制节理玫瑰花图的方法 1,绘制节理走向玫瑰花图:

(1),资料整理:将野外测得的节理走向,换算成北东和北西方向,按其走向方位角的一定间隔分组.分组间隔大小依作图要求及地质情况而定,一般采用5°或10°为一间隔,如分成0°-9°,10°一19°.习惯上把0°归入0°-9°组内,10°归入10°-19°组内,其余类堆.然后统计每组的节理数目,计算每组节理平均走向,如0°-9°组内,有走向为6°,5°,4°三条节理,则其平均走向为5°.把统计整理好的数值,填入表中.

(2),确定作图的比例尺及座标:根据作图的大小和各组节理数目,选取一定长度的线段代表一条节理,然后以等于或稍大于按比例表示的,数目最多的那一组节理的线段的长度为半径,作半圆,过圆心作南北线及东西线,在圆周上标明方位角.

(3),找点连线:从0°-9°一组开始,烦序按各组平均走向方位角在半圆周上作一记号,再从圆心向圆周上该点的半径方向,按该组节理数目和所定比例尺定出一点,此点即代表该组节理平均走向和节理数目.各组的点确定后,顺次将相邻组的点连线.如其中某组节理为零,则连线回到圆心,然后再从圆心引出与下一组相连 (最好边找点边联线).

(4),写上图名和比例尺. 2,绘制节理倾向玫瑰花图

是按节理倾向方位角分组,求出各组节理的平均倾向和节理数目,用圆周方位代表节理的平均倾向,用半径长度代表节理条数,作法与节理走向玫瑰花图相同,只不过用的是整圆.

(二)节理玫瑰花图的分析

节理玫瑰花图是节理统计方式之一,方法简便,形象醒目,比较清楚地反映出主要节理的方向,有助于分析区-域构造.最常用的是节理走向玫瑰花图.

分析节理玫瑰花图,应与区域地质构造结合起来.因此,常把节理玫瑰花图,按测点

位置标绘在地质图上.这样就清楚反映出不同构造部位的节理与构造(如褶皱和断层)的关系.综合分析不同构造部位节理玫瑰花图的特征,就能得出局部应力状况,甚至可以大致确定主应力轴的性质和方向. (三),节理极点图的编制

节理极点图通常是在施密特网上编制的,网的圆周方位表示倾向,由0°-360°,半径方向表示倾角,由圆心到圆周为0°-90°.作图时,把透明纸蒙在网上,标明北方,当确定某一节理倾向后,再转动透明纸至东西向(或南北向)直径上,依其倾角定点,该点称极点,即代表这条节理的产状.若

产状相同的节理有数条,则在点旁注明条数.把观测点上的节理都分别投成极点,即成为该观测点的节理极点图.

有时,为了区分不同力学性质,不同规模,不同矿化的节理与褶皱,断层的关系,可分别作图.

(四)节理等密图的编制

等密图是在极点图的基础上编制的.其编制步骤如下:

1,在透明纸极点图上作方格网 (或在透明纸极点图下垫一张方格纸),平行E一W,S一N线,间距等于大圆半径的1/10. 2,用密度计统计节理数:

(1),工具: 中心密度计是中间有一小圆的四方形胶板,小圆半径是大圆半径的十分之一.边缘密度计是两端有两个小圆的长条胶板,小圆半径也是大口半径的十分之一,两个小圆圆心连线,其长度等于大圆直径,中间有一条纵向窄缝,便于转动和来回移动.

(2),统计:先用中心密度计从左到右,由上到下,依次统计小圆内的节理数 (极点数),并注在每一方格"十"中心,即小圆中心上;边缘密度计统计圆周附近残缺小圆内的节理数,将两端加起来(正好是小圆面积内的节理数,计在"十"中心的那一个残缺小圆内,小圆圆心不能与"十"中心重合时,可沿窄缝稍作称动和转动,如果两个小圆中心均在圆周,则在圆周的两个圆心上都记上相加的节理数.

(3),连线:统计后,大圆内每一小方格"十"中心上都注上了节理数目,把数目相同的点连成曲线(方法与连等高线一样),即成节理等值线图.一般是用节理的百分比来表示,即把小圆面积内的节理数,与大圆面积内的节理总数换算成百分比.因小圆面积是大圆面积的百分之一,其节理数亦成比例.如大圆内的节理数为六十条,某一小圆内的节理数为六条,则该小圆内的节理比值相当于百分之十. 在连等值线时,应注意圆周上的等值线,两端具有对称性.

(4)整饰:为了图件醒目清晰,在相邻等值线 (等密线)间着以颜色或画以线条花纹,写上图

名,图例和方位.

节理等密图的优点是表现比较全面,节理的倾向,倾角和数目都能得到反映.尤其反映出节理的优势方位,缺点是作图工作量较大. 三,作业

1,选择某一观测点的节理测量资料(统计节理不少于150条),按方位间隔加以整理的结果,然后根据整理后的资料列表分组,作节理走向玫瑰花图.

2,根据上述节理资料,用极等面积投影网编制节理极点图,进而编制节理等密图.测点处岩层产状为25°∠69°.

实习六读断层地区地质并作断层地区综合剖面图 一,目的要求

学会在地质图上综合分析断层.

综合阅读和分析摺皱和断层共同发育区地质图. 3,在地质图上求断层产状及断距. 4,绘制断层地区综合地质剖面图. 二,说明

(一),断层发育区地质特征的概略分析

分析该区出露的地层,建立地层层序;判定不整合的时代;研究新老地层分布及

产状;确定区内褶皱形态,轴向以及断层发育状况. (二),断层性质的分析 1,断层面产状的判定

断层线是断层面在地面的出露线.因此,它和倾斜岩层的露头线一样,可根据其在地形地质图上的"V"字形,用作图法求出断层面的产状.. 2,两盘相对位移的判定

断层两盘相对升降,平移并经侵蚀夷平后,如两盘处于等高平面上,则露头和地质图上一般表现出以下规律:

(1),走向断层或纵断层,一般是地层较老的一盘为上升盘.但当断层倾向与岩层倾向一致,且断层倾角小于岩层倾角,或地层倒转时,则上升盘是新地层.

(2),横向或倾向正(或逆)断层切过褶皱时,背斜核部变宽或向斜核部变窄的一盘为上升盘.如为平移断层,则两盘核部宽窄基本不变.

(3),倾斜岩层或斜歪褶皱被横断层切断时,如果地质图上地层界线或褶皱轴线发生错动,它既可以是正(或逆)断层造成,也可以是平移断层造成,这时应参考其它特征来确定其相对位移方向.若是由正(或逆)断层造成的地质界线错移,则岩层界线向该岩层倾向方向移动的一盘为相对上升盘.若是褶皱,则向轴面倾斜方向移动的一盘为上升盘.

(三),断层时代的确定

1,根据角度不整合,断层一般发生在被其错断的最新地层之后,而在未被错断的上覆不整合面以上的最老地层之前.

2,根据与岩体或其它构造的相互切割关系,被切割者的时代相对较老. (四),断层的描述

一条断层的描述内容一般包括:断层名称 (地名十断层类型,或用断层编号),位置,延伸方向,通过主要地点,延伸长度;断层面产状;两盘出露地层及产状;地层重复,缺失及地质界线错开等特征;两盘相对位移方向;断距大小;断层与其它构造的关系;断层形成时代及力学成因等.

(五),综合阅读和分析摺皱和断层共同发育区地质图

这次实习是在褶皱,断层单项读图的基础上,分析褶皱与断裂共同发育区的构造特点和组合规律.基本方法是,先分析各类构造的形态特征,然后找出它们在时间发展上和空间分布上的关系,进而分析它们成因上的内在联系.

摺皱分析:

先分析单个摺皱的形态特征,进一步分析剖面上及平面上的褶皱组合. 断层分析:

先分析单条断层的分布,产状和性质,进而分析断层的组合.褶皱与断层在空间分布上是有规律的,在一次构造运动中,与褶皱作用密切相关的断层有:

(1),纵向逆掩断层:断层面与褶皱层面交线常与褶皱轴向一致,倾向往往与褶皱轴面倾向一致,常发生在倒转背斜的倒转翼或斜歪褶皱的陡翼,而与区域最大主应力作用方向直交.

(2),横向正断层:断层面与褶皱层面交线与褶皱轴向近于直交,而与区域最小主应力相垂直. (3),斜向平移断层:断面与褶皱层面交线斜交褶皱轴向,有时沿两组剪裂面

形成两组断层.

在上述分析基础上,再进一步分析褶皱和断层的组合关系,形成时代以及区内构造发育史.必要时还可以探讨各类构造的力学成因以及形成区内构造的作用力的方式和方向. 三,作业

(1),分析金山镇地质图,并简述构造发展史. (2),编制区内地质剖面图. 实习七显微构造综合分析

糜棱岩镜下观察及其定名,剪切方向的判定等.(略) 实习八赤平投影网在地质构造中的应用

极射赤平投影 (Stereograph projection)简称赤平投影,主要用来表示线,面的方向,相互间的角距关系及其运动轨迹,把物体三维空间的几何要素(线,面)反映在投影平面上进行研究处理.它是一种简便,直观的计算方法,又是一种形象,综合的定量图解,所以广泛应用于天文,航海,测量,地理及地质科学中.运用赤平投影方法,能够解决地质构造的几何形态和应力分析等方面的许多实际问题,因此它是研究地质构造的不可缺少的一种手段.

赤平投影本身不涉及面的大小,线的长短和它们之间的距离,但它配合正投影图解,互相补充,则有利于解决包括角距关系在内的上述计量问题. 一,极射赤平投影的基本原理 (一),投影要素

极射赤平投影是以圆球体作为投影工具,其进行投影的各个组成部分称为投影要素,包括: 投影球

又叫投射球.是以任意长为半径作成的球.投影球表面称为球面. 赤平面

过投影球球心的水平面,即赤平投影面. 基圆

赤平面与投影球面相交的大圆.或称赤平大圆,内设东西和南北径线.注意,凡是过球心的平面与球面相交所成的圆,统称大圆. 极射点

球上两极的发射点.由上极射点,把下半球的几何要素投影到赤平面上的投影称下半球投影.反之以下极射点把上半球的几何要素投影到赤平面上的投影称为上半球投影.

这里采用下半球投影.

(二),平面和直线的投影解析 1,平面的投影

(1)过球心的平面的投影

设想通过球心的平面无限伸展,必与球面相交成一个直径与投影球直径相等的大圆.直立平面为一直立大圆,水平面为一水平大圆,倾斜平面为一倾斜大圆.上述球面大圆上的各点与极射点的连线必穿过赤平面,在赤平面上这些穿透点的连线即为相应大圆的极射赤平投影,简称大圆弧.直立大圆的赤平投影为基圆的一条直径;水平大圆的赤平投影就是基圆;倾斜大圆的赤平投影是以基圆直径为弦的大圆弧. (2)过球心的平面的投影

把平面移至球内,但不过球心,则平面必相交于球面而成一个直径小于投影球直径的小圆.直立平面为直立小圆,水平平面为水平小圆,倾斜平面为倾斜小圆. 2,直线的投影

设想一直线通过球心,无限伸长必相交千球面两点,称极点.铅直线交于球面上下两点,水平直线交于基圆上两点

,倾斜直线交于相应球面两点.这些交点与极射点的连线穿过赤平面的穿透点称直线的赤平投影点.铅直线投影点位于基圆中心,水平直线的投影点就是基圆上两个极点,两点距离等于基圆直径,倾斜直线的赤平投影点有一点在基圆内,另一点在基圆外,两点呈对折点,在赤平投影图上角距相差180. (三),投影网

目前广泛使用的投影网有吴尔福创造的等角距投影网,简称吴氏网.吴氏网由基圆(赤平大圆),经向大圆弧,纬向小圆弧等东西(EW),南北 (SN)的经纬线组成.标准吴氏网的基圆直径为20厘米,经,纬度间距为2°,使用标准网投影误差可以不超过半度. 1,基圆

由指北方向(N)为0°,顺时针方向刻出360°,这些刻度起着量度方位角的作用. 2,径大圆弧

由一系列通过球心,走向南北,分别向西和向东倾斜,倾角由0°到90°(每2°一个间隔)的许多平面投影大圆弧所组成.这些大圆弧与东西直径线的各交点到直径端点(E点和W点)的距离,分别代表各平面的倾角值. 3,纬向小圆弧

由一系列走向东西而不通过球心的直立球面小圆的投影小圆弧组成.这些小圆弧离基圆圆心0愈远的,其所代表的球面小圆的半径角距就愈小,反之离圆心0愈近,则半径角距就愈大.纬向小圆孤也是2°一个间隔,它分割南北直径线的距离,与经向大圆弧分割东西直径线的距离是相等的. 赤平投影网的使用方法:

把透明纸 (或透明胶片等)蒙在吴氏网上,画基圆及"十"字中心,并用针固定于网心上,使透明纸能旋转.然后在透明纸上标出E,S,W,N,以正北 (N)为0°,

顺时针数至360°东西直径定倾角,一般是圆周为0°至圆心为90°. 1,平面的赤平投影

例:做产状为120°∠30°平面的赤平投影.

(1)透明纸上指北标记与网上N重合,以N为O°,顶时针数至120°得一点为倾向,过该点圆的直径为走向.

(2)转动透明纸使120°倾向的该点移至东西直径上,由圆周向圆心数30°的角距,得另一点,通过该点描绘经向大圆弧.

(3)把透明纸的指北标记转回到原来的指北方向,此时大圆弧表示的凸起方向和角距,即为平面120°∠30°的产状. 2,直线的赤平投影

例:做产状为330°∠40°直线的赤平投影.

(1)透明纸上指北标记与网上N重合,以N为0°顺时针数至330°.(北西象限) ,为该直线的倾伏向.

(2)把该点转动至东西直径上 (转至南北直径上也可),由圆周向圆心数40°,并投点.

(3)把透明纸的指北标记转回到原来指北方向,该点即为该直线的赤平投影 . 3,法线的赤平投影

是指平面法线的产状.平面及其法线的投影常常互为使用,只要注意到二者互相垂直,夹角相差90°,这样,投影操作就比较容易.由于法线投影是极点,平面投影是圆弧,所以往往用法线投影代表与其相对应的平面投影,就较为简单. 例:求一平面

产状90°∠40°的法线投影.

(1)透明纸上指北标记与网上N重合,以N为O°顺时针数至90°,正好在东西直径的E点,过该点由圆周向圆内数40°,得一点,该点为平面倾斜线产状的投影.若继续数90°,显然己越过圆心进人相反倾向,得另一点,该点即为该平面法线产状. (2)也可沿90°的反方向即以圆心向反倾向数至40°,即得该法线产状.因为从圆周数起和从圆心反向数起正好差90°

上述是单一的面,线的投影方法,是研究线与线,线与面,面与面相互关系的基础. 4,求相交两直线构成的平面产状

例:两直线产状为180°∠20°和120°∠ 36°,求所构成的平面产状. (1)据作法(二),透明纸上分别画出两直线产状,得出两个点.

(2)因为两相交直线可构成一个平面,转动透明纸,使该两点位于同一大圆孤上,井描绘此大圆弧 (即经度线),它代表该平面产状.孤凸中心点到圆周的角距为该平面倾角,即该平面与水平面的最大夹角.

(3)把透明纸的指北标记转回到与网北重合,此时由圆心过弧凸中心点的连线与圆周相交得另一点,并从北开始,顺时针方向数至该点,即为该平面的倾向方位角. 5,求相交两直线的夹角及其平分线 例:同作法(四).

(1)据作法(四)中1,2,得一两点构成的大圆弧 (产状正好120°∠36°).

(2)大圆孤上两点之间的角距(54°),即为相交两直线的夹角.该交角的平分角距点(27°)即为夹角平分线.

6,求平面上一真线的倾伏和侧伏

例:一平面产状180°∠37°,平面上一直线的侧伏向E,侧伏角44°,求该直线的倾伏向,倾伏角.

(1)据作法(一),透明纸上作出一平面的产状为一大圆弧.

(2)大圆孤走向对准网上S一N,从透明纸上E端开始,沿大圆弧数到44°纬向小圆孤的交点则为平面上直线所在的位置.

(3)在东西直径上,量角距既为该直线倾伏角 (得25°);而在基圆上的交点则为该直线的倾伏向(128°). 7,求两平面的交线产状

例:两平面产状70°∠40°和290°∠30°,求其交线产状. (1)据作法(一),透明纸上按两平面的产状分别画出两大圆弧. (2)两大圆弧交于一点,该点即为两平面交线的产状(4°∠13°). 8,求两平面夹角及其等分线 例:同作法(七).

(1)在作法(七)的基础上把两平面的交点转至EW直径上,沿该点相圆心方向数90°得辅助点,过该辅助点终于径向大圆弧,相当于与两平面交线成垂直的辅助平面.是两平面的公垂面.

(2)在辅助面大圆弧上数二面角的平分角距,得一点.

(3)转动透明纸,使这一点与上述两面的交点位与同一大圆弧上,即得二平面的夹平分面 (产状267°∠285°).

二,赤平投影网在地质构造中的应用 (一),面状构造和线状构造的标绘法

面状构造通常是指岩石中的层理面,节理面,劈理面,片理面,断层面,流面以及摺皱轴面等;线状构造通常是

指沉积岩形成时的波痕,砾石定向,岩浆岩中的流线以及次生的旷物线理,两面状构造的交线,擦痕及摺纹,枢纽等.面状构造和线状构造是表现地质构造几何形态和运动图象的基本要素.

学习赤平投影方法,首先必须熟练掌握单个面状和线状构造的标绘和测读. 练习题

1,某地测得各矿层产状为①170°∠70°,②280°∠50°,③10°∠16°,④直立面走向为290°,试用吴氏网绘出它们的赤平图.

2,已知岩层产状为①40°∠50°,②340°∠10°,试用吴氏网绘出它们的大圆弧及其极点产状.

(二),面状构造的真倾斜和视倾斜及线状构造的倾伏和侧伏的测算 1,真倾斜和视倾斜的测算:

野外只能测得斜交岩层或其它面状构造走向的两个视倾斜,所测的位置只要在同一层面上,则投影在赤平投影图上就反映为同一个大圆弧,所以可以应用作法(四),求相交两直线 (相当于两视倾斜线)构成平面的产状.

例:己知岩层两视倾斜①80°∠18°,②120°∠32°,求岩层真倾斜,并求180°方位(视倾向)剖面上的岩层视倾角. 2,构造的倾伏和侧伏测算:

线状构造除了它本身的产状特征外,多与面状构造密切有关.如层面上的波痕,流面上的流线,断层面上的擦痕,褶皱轴面上的枢纽,以及两面状构造交线与两面状构造的关系.总之,它们都反映了平面上一直线与该面走向之间的角距关系, 因此可用侧伏向和侧伏角来表示该线状构造产状.

侧伏角的表示方法一般以侧伏角和位于侧伏角一侧的该平面的走向方向来表示,其习惯表示法如60°S,即指侧伏角60°,侧伏向大致向南. 练习题

(1),己知铁矿层产状为270°∠40°,求它在下列各方向剖面上的视倾角N,290°,190°,

120°(答:0°,38°,8°,36°).

(2),公路转弯两陡璧上,测得含金石英脉两视倾斜:120°∠16°和27°∠22°求该脉的真倾斜及150°方向剖面上的视倾角(答:181°∠30°,26°).

(3),岩层面产状为1501°∠40°,岩层面上有一擦痕线,其侧伏角30°S W,求该擦痕的倾伏向及倾伏角 (答,216°∠19°). (三),褶皱枢纽,轴迹和轴面产状的测算

摺皱枢纽产状一般可据褶皱两翼同一褶皱面的交线求得.

轴迹是轴面与任意截面的交线,表现为褶皱各岩层转折弯曲最明显的点的连线. 轴面产状可根据枢纽和轴迹求得 (因为二者都位于轴面上).也可以根据平分褶皱两翼顶角的面来代替,但要注意所选二平面的部位和褶皱两翼地层厚薄是否对称. 练习题

1,一个背斜构造两翼产状为46°∠50°和344°∠20°,在一个产状为184°∠80°的陡壁面上测得该背斜轴迹的侧伏角为6n°W,求该背斜的轴面产状,并与用两翼顶角平分线和枢组构成共面的轴面作比较(答:枢组333°∠20°,轴迹259°∠59°,轴面257°∠59°一253°∠68°). 2,一背斜在地面出露的轴迹走向为2O°,

在横切背斜的河谷中测得坡面为180°∠70°,其上轴迹侧伏角50°E,求该背斜轴面产状(答,轴迹倾伏112°∠46°,轴面11O°∠46°).

3,一褶皱的石灰岩层产状如下:74°∠61°,318°∠70°,41°∠51°,348°∠55°,

15°∠49°.求①②③④⑤表示的摺皱枢纽的倾伏向和倾伏角,②褶皱轴面的倾向和倾角(据水平面上轴迹走向正北),③轴面上枢纽的侧伏角.(答:24°∠49°,90°∠71°,54°N).

(四),断裂构造的赤平投影和分析

这里着重讲述分析断裂面与应力的几何关系,共轭断裂与主应力关系.

共轭断裂与主应力之间有下列几何关系是:一对共轭断裂,两断面交线代表中间主应力轴σ2,垂直σ2并又互相垂直的为最大主(压)应力轴σ1和最小主应力轴σ3.理论上两共轭断裂面互相垂直成90°,但由于不同岩石中具有不同大小的内摩擦角(一般为30°),因此,σ1所对的为锐角二面角(即90°30°)的平分线方向,σ3所对的为钝角二面角(即90°+30°)的平分线方向. 练习题

1,一筒状矿体受两断层相交控制,现测得两断层产状分别为290°∠70°和210°

∠60°,

求筒状矿体产状(答:235°∠58°).

2,一对共轭含金石英脉A和B,在陡壁上测得视倾斜A为250°∠40,B为l00°∠50°,在地面上量得走向A为330°,B为l0°.试求各主应力轴方位(答:σ1,= 81°∠7°,σ2,=173°∠19°,σ3 =,332°∠268°). (注意: 要先求得A,B的真倾斜).

3,一条左行断层,产状为200°∠ 60°, 在断层面上量得擦痕侧伏角为16°W, 设该岩石内摩擦角为30°. 求σ1,σ2,σ3,. 如有共轭断层, 其产状如何(答:σ1,=76°∠2°,σ2,=170°∠56°,σ3,=345°∠33°,共轭断层130°∠63°).

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