產狀測量的方法過程和結果

① 岩石的產狀如何表達在野外如何測量和記錄岩層的產狀

1.用專用的地質羅盤測量
2.表達方式：用兩個大寫的英文字母表示方向,後加讀數.先寫南北再寫東西.比如NE60°,NW135°.
3.測量內容：包括走向、傾向、傾角.

② 用羅盤測定線狀和面狀構造的產狀要素

地質構造可分為線狀和面狀構造兩種基本類型。例如褶皺的樞紐和軸跡、岩層面及節理面和斷層面的走向，以及擦痕線、流線等均為線狀構造。岩層層面、褶皺軸面、節理面、斷層面、流面等均為面狀構造。無論是線狀還是面狀構造，它們在空間的位置都可以用其幾何要素加以表示。如表示線狀構造的側伏向和傾伏向、側伏角和傾伏角，表示面狀構造的走向、傾向、傾角等，測量這些要素歸納起來就是方向測定和角度測定問題。現僅就用羅盤量測線、角問題加以介紹。

1. 線狀構造的量測

水平線狀構造 包括岩層面走向，褶皺軸面、節理面、斷層面、劈理面的走向，水平褶皺樞紐以及斷層水平擦痕等。它們的共同點是既位於某一構造面之中，又位於水平面之中。在利用羅盤測定這種水平線狀構造時，只需准確認定所測構造面 ( 如岩層層面) ，將羅盤的長邊棱線與所測構造線貼緊並使水平泡居中，讀出磁針所指的讀數，即為走向的一個方向 ( 圖 1-8) 。由於走向有兩個方向，磁針的另一端讀數為走向的另一個方向，兩者相差 180°。這里必須說明的是，兩個走向讀數所指的方向如何和實際方向對應起來，對於初學者來說一定要從道理上搞懂。當把羅盤上的南北與地理南北一致起來 ( 磁偏角忽略不計或羅盤經過校正) ，這時磁北針指北、磁南針指南，如果把羅盤調換 180°，這時磁南針對准羅盤刻度環上的北，磁北針對准羅盤刻度環上的南。這一現象說明，羅盤刻度環上北所指的地理方向和磁北針的讀數一致 ( 圖 1-9) 。因此可得出結論: 羅盤刻度環上「北」所指方向為磁北針的讀數，羅盤刻度環上 「南」所指方向為磁南針的讀數，且這一結論適用於用羅盤量測任意方向。在有些教材或文獻中強調磁北針的讀數為走向，沒有說明是走向的哪個方向，給初學者帶來許多不便和概念上的混亂，值得注意。

傾斜線狀構造 包括岩層的傾斜線、傾伏褶皺樞紐線、斷層傾斜擦痕線等。它們的特點是線狀構造在空間是傾斜的，為一條由高到低的射線。這表示傾斜線狀構造的一個要素是它的傾斜方向，即傾向或傾伏向。不論是岩層的傾向還是樞紐或擦痕的傾伏向，它們都是各傾斜線狀構造在水平面上的投影線。因此它們只有一個方向，即由高到低的方向。用羅盤測量它們的傾向或傾伏向時，首先應認定該線狀構造由高到低的方向，將羅盤的長邊與其平行，然後沿包含該線的鉛垂面抬起羅盤低的一端至水泡居中時，再觀察羅盤抬起端刻度環的基礎方向是北還是南。如果是北，讀磁北針所指讀數; 如果是南，則讀磁南針所指讀數 ( 圖 1-8) 。不管是哪種情況的讀數，它們的結果都是一樣的，即為所測線狀構造的傾向或傾伏向。

圖 1-6 根據一個已知目標確定相對位置

圖 1-7 根據兩個已知目標確定相對位置

圖 1-8 羅盤測量產狀方法示意圖

圖 1-9 羅盤確定方向讀數的原理

2.面狀構造的量測

根據幾何學可知，兩條相交的直線可確定一個平面。因此任何面狀構造都可用它們的走向線和傾斜線加以表示(測量方法前已述及)，但它們的空間位置並未完全固定。如果其平面和水平面的夾角已定，則其平面的空間位置被確定，因此還必須測定它們的傾角。不論是傾角或是傾伏角，其測量方法相同。首先將羅盤長邊豎直放在傾斜線上，轉動傾斜儀，使傾斜儀上長水泡居中時所指示的角度值即為傾角或傾伏角(圖1-8)。

對於面狀構造的傾角，如岩層傾角、節理面傾角、軸面傾角等等，一般均要求測定它的真傾角(真傾角最大)。所以在量測時，最好沿構造面上的一點適當旋轉羅盤，取其角度最大的，或在測量面上用砂土、小碎石或滴水的方法，沿砂、水下流方向測得的傾角往往是真傾角。

各種產狀要素測定之後，要及時記錄在野外記錄簿上。由於傾向和走向相差90°，為節省時間，也可只測或只記傾向和傾角，其記錄格式為:105°∠25°。

3.用羅盤測定線狀和面狀構造的產狀要素時應該注意的問題

用羅盤測量線狀或面狀構造時，應注意以下幾個問題:

◎測點附近應避免附近有鐵制器件，如地質錘、鐵鎬、鐵鏟等，礦井下應避開金屬支架、鐵軌、電纜等，避免影響磁針指向而發生誤差。

◎不論是測定方向或是測定角度，應在水泡居中、磁針穩定後再讀數，且讀數應及時記錄或填繪在圖上。

◎要准確識別所測的是線狀構造或是面狀構造。當構造面有覆蓋物時，應進行清理後再進行量測;當構造面不平整時，可以用紙板、記錄本等平整物放在所測面上，然後在平整物上量測。一般傾斜岩層應選擇向上的層面，如有與上層面平行且暴露良好的向下層面也可以測量，但需注意羅盤的讀數。

◎對於節理面、劈理面、流面等，由於比較閉合又沒有充分暴露出來，沿裂面可插入硬紙片，然後在硬紙片的外延部分量測。

◎為准確測量各種要素，可以反復多測幾次或多人進行量測，取其多數者或取其平均數作為實測結果。

③ 利用電子羅盤測量產狀

1）點擊產狀屬性框中的「電子羅盤」按鈕，連接電子羅盤（圖12.3.1）。

圖 12.3.1 連接電子羅盤

2）當彈出下面對話框後，將電子羅盤置於岩層面上，放置方法為：電子羅盤背面緊貼岩層面，頭部朝走向方向，長邊盡量水平。等待數秒穩定讀數後，按住羅盤右鍵超過 1 秒後松開，產狀數據將自動傳送至掌上機（圖 12.3.2）。

3）檢驗數據無誤後，點擊「OK」保存到產狀屬性（圖 12.3.3）。

圖 12.3.2 從電子羅盤讀數

圖 12.3.3 產狀數值自動保存

④ 如何用地質羅盤直接測量岩層的產狀要素

用地質羅盤直接測量岩層的產狀要素:

岩層的空間位置決定於其產狀要素，岩層產狀要素包括岩層的走向、傾向和傾角（見圖5-4）。

岩層走向的測量岩層走向是岩層層面與水平面相交線的方位，測量時將羅盤長邊的底棱緊靠岩層層面，當圓形水準器氣泡居中時讀指北或指南針所指度數即所求（因走向線是一直線，其方向可兩邊延伸，故讀南、北針均可）。
岩層傾向的測量岩層傾向是指岩層向下最大傾斜方向線（真傾向線）在水平面上投影的方位。測量時將羅盤北端指向岩層向下傾斜的方向，以南端短棱靠著岩層層面，當圓形水準器氣泡居中時，讀指北針所指度數即所求。
岩層傾角的測量岩層傾角是指層面與假想水平面間的最大夾角，稱真傾角。真傾角可沿層面真傾斜線測量求得，若沿其他傾斜線測得的傾角均較真傾角小，稱為視傾角。測量時將羅盤側立，使羅盤長邊緊靠層面，並用右手中指撥動底盤外之活動扳手，同時沿層面移動羅盤，當管狀水準器氣泡居中時，測斜指針所指最大度數即岩層的真傾角。若測斜器是懸錘式的羅盤，方法與上基本相同，不同之處是右手中指按著底盤外的按紐，懸錘則自由擺動，當達最大值時松開中指，懸錘固定所指的讀數即岩層的真傾角。
岩層產狀的記錄方法如用方位角羅盤測量，測得某地層走向是330°、傾向為240°、傾角為50°，記做330°/SW∠50°，或記做240°∠50°（即只記傾向與傾角即可）。如果用方位角羅盤測量但要用象限角記錄時，則需把方位角換算成象限角，再作記錄。如上述地層產狀其走向應為γ=360°－330°=30°，傾向β=240°－180°=60°。其產狀記作N30°W/SW∠50°，或直接記作S60W∠50則可。在地質圖或平面圖上標注產狀要素時，需用符號和傾角表示。首先找出實測點在圖上的位置，在該點按所測岩層走向的方位畫一小段直線（4mm）表示走向，再按岩層傾向方位，在該線段中點作短垂線（2mm）表示傾向，然後，將傾角數值標注在該符號的右下方。

⑤ 學習任務岩層產狀、出露特徵及厚度

一、岩層產狀

岩層產狀系指岩層面在三維空間的延伸方向，即地殼中岩層的產出狀態。通常有水平、傾斜、直立、倒轉、原始傾斜等幾種產狀。

（一）水平產狀

水平產狀系指岩層面與水平面近於平行的一種產狀，具有這一特性的岩層稱水平岩層。一般在沉積盆地中心部分或其他比較穩定的沉積條件下，岩層的原始狀態是近水平的，如果這種岩層在成岩期及成岩期後受構造運動比較輕微，或只受到較均勻的升降運動，從而保持原始沉積時的水平（或近水平）狀態，便形成水平岩層。

（二）傾斜產狀

傾斜產狀系指岩層層面與水平面之間有一定的交角，這種產狀的岩層稱傾斜岩層。它是水平岩層受地殼運動影響產生變化的結果。

（三）直立產狀

直立產狀系指岩層層面與地面（水平面）呈近90°交角，這種產狀的岩層稱直立岩層。直立岩層或傾斜很陡的岩層，大都發育在構造運動強烈的地區。

（四）倒轉產狀

強烈的構造運動還可以使直立狀態的岩層發生翻倒，從而改變岩層的正常層序，在空間上形成老岩層在上面，新岩層在下面的狀態，這種產狀的岩層稱為倒轉岩層。倒轉岩層的產狀可以是傾斜的，也可以是水平的。如倒轉褶皺的倒轉翼和平卧褶皺的倒轉翼就是呈傾斜和水平狀態的倒轉岩層。必須指出，通常所說的水平岩層和傾斜岩層，系指呈正常狀態的岩層產狀而言，不包括倒轉後呈水平或傾斜狀態的岩層。

（五）原始傾斜岩層

在研究岩層產狀時要注意原始傾斜岩層。岩層的原始產狀並不都是水平的，常有一定角度的傾斜，稱原始傾斜岩層。原始傾斜岩層不是由水平岩層受構造變位產生的，而是在沉積過程中，受原始地形的影響形成的。在廣闊而平坦的沉積盆地（如海洋、湖泊）中，一層層堆積起來的沉積岩，其原始產狀大都是水平或近水平的。但在盆地邊緣、島嶼或水下隆起的周圍、河流入口或海溝處的地形都有一定起伏，其上堆積物的產狀也隨著出現傾斜，殘積、坡積、冰川和風的堆積層、生物礁及周圍的沉積岩層或火山錐、火山碎屑熔岩等產狀，都可呈一定傾斜狀態，這種傾斜是沉積時形成的，統稱原始傾斜岩層。它的特點是分布面積較小，與古地貌直接有關。原始傾斜岩層對分析古地理和古構造及尋找近海地帶的沉積礦產、潛山及生物礁油氣藏等具有重要意義。

二、水平岩層

岩層層面保持水平或近水平狀態，即同一層面上各點海拔都基本相同，這一狀態的岩層稱水平岩層。人們通常將傾角為5°～10°以下的岩層統稱為水平岩層。

水平岩層在許多構造盆地中常有出露，如中國四川盆地中部侏羅-白堊系地層（圖2-17），美國西部著名的亞利桑那州的科羅拉多大峽谷就可見層層疊疊的水平岩層（圖2-18）。

圖2-17 四川盆地水平岩層素描圖

（據徐開禮等，1989）

圖2-18 科羅拉多大峽谷水平岩層景象

（一）水平岩層露頭形態及特徵

所謂露頭就是岩層天然或人工挖掘露出地表部分。實際工作中，常將出露岩層（主要是岩層界線的出露情況）勾繪在平面圖上所呈現的形態，稱為岩層的露頭形態。水平岩層的露頭形態比較簡單。在正常情況下，時代較新的岩層總是疊置在時代較老的岩層之上。當地面平坦時，地表僅有最新岩層的出露，其他岩層均隱伏於地下（圖2-19）；當地面起伏時，水平岩層露頭形態具有以下特徵：

圖2-19 切割輕微時，地面只出露最新岩層

（1）時代新的岩層疊置在較老岩層上（上新下老）。若地形切割輕微，較老地層就難於裸露。但像科羅拉多大峽谷那樣，河谷深切，各種時代地層（寒武-白堊系）都在陡崖得以出露，而構成層層疊疊的壯觀景象。新岩層在山頂，老岩層在谷底出露，這一結論在今天看來是那麼簡單，但在1828年英國工程師（石匠）威廉·史密斯（Williams Smith）在工作過程中發現這一規律卻是十分難得的。這一規律被後人命名為地層沉積律。

（2）水平岩層的出露和分布狀態完全受地形控制。岩層出露線（岩層面與地面的交線）在地形地質圖上表現為與地形等高線平行或重合（圖2-20），在河谷、沖溝中的岩層出露界線隨著地形等高線的彎曲而彎曲，形成「V」字形，「V」字形的尖端指向上游；在山坡和山頂上，岩層的露頭的分布呈孤島狀、不規則的同心狀。

圖2-20 水平岩層的出露分布特徵

（據徐開禮等，1989）

（二）水平岩層厚度和露頭寬度

（1）水平岩層厚度：岩層頂面至底面之間的標高差。

（2）水平岩層露頭寬度：地面上岩層頂、底界線之間的水平距離（圖2-21）。它隨岩層的厚度和地面坡度的變化而變化。當坡度不變時，岩層厚度愈大露頭愈寬，厚度越小露頭越窄。當厚度相同時，坡度愈緩露頭愈寬，坡度愈陡露頭愈窄。陡崖處因岩層頂、底界線的水平投影重合為一條線，故露頭寬度為零。

圖2-21 水平岩層厚度和露頭寬度圖

三、傾斜岩層

具有傾斜產狀的岩層稱為傾斜岩層。它是野外最常見的地質現象。傾斜岩層可以是地殼不均勻抬升或下降引起的區域性傾斜，也可是某種地質構造的一部分，如褶皺構造的一翼，抑或斷裂構造的一盤（圖2-22）。如果一地區的岩層都以同一傾角同一方向傾斜，則稱為單斜構造。

圖2-22 傾斜岩層的露頭實景

（一）傾斜岩層產狀要素

岩層產狀是以岩層面在三度空間的延伸方位及其傾斜程度來確定的。岩層面產狀要素包括岩層面的走向、傾向和傾角。值得指出的是，野外任何面狀構造或地質體的界面，都用產狀要素確定其空間狀態。

（1）走向：岩層面與水平面相交的線稱走向線，走向線兩端所指的方向即為岩層走向（圖2-23之AOB）。岩層的走向有兩個方位角，二者相差180°。

（2）傾向：在層面上與走向線垂直並沿傾斜面向下所引的直線稱傾斜線，傾斜線在水平面上的投影線並指向層面向下傾斜的那個方向為岩層的真傾向，簡稱傾向（圖2-23之OD）。在岩層面上凡是與走向線不直交的任一直線均為視傾斜線，其在水平面上的投影線所指的傾斜方向稱為視傾向或假傾向。

（3）傾角：岩層傾斜線與水平面間的夾角為岩層的傾角，又稱真傾角（圖2-23之α）。真傾角只有唯一一個。視傾斜線與水平面間的夾角稱視傾角或假傾角。假傾角有無數個，真傾角永遠大於視傾角。

圖2-23 岩層產狀要素

AOB—走向線；OD—傾斜線；OD′—傾斜線的水平投影；箭頭方向為傾向；α—傾角

真、假（視）傾角的關系如圖2-24所示。其數學表達式如下：

tanβ＝tanα·cosω

圖2-24 真傾角與視傾角的關系

α—真傾角；β、β′—視傾角；

ω—真傾向與視傾向之間的夾角

上述關系式表明，當ω＝0°時，cosω＝1，則tanβ＝tanα，β＝α，即垂直岩層走向剖面上出現的岩層傾角為真傾角；當ω≠0°時，cosω＜1，則tanβ＜tanα，β＜α，即斜交岩層走向剖面上出現的岩層傾角為岩層視傾角，它一定小於真傾角；當ω＝90°時，cosω＝0，則β＝0°，即平行岩層走向的剖面上出現的岩層視傾角等於0°（這一點在野外「走馬觀花」一般觀察時或遇陡壁時，對「水平岩層」要審時度勢）。

（二）產狀要素測定和表示方法

1.產狀要素測定

測量產狀要素是地質調查中的一項基礎工作。只有掌握岩（礦）層在各個地段的產狀變化，才可能正確認識區內的地質構造特徵。測定岩層產狀要素，可以在野外直接測量，也可利用其他間接方式測定。

（1）直接測量：用地質羅盤直接在岩層層面上測量其傾向、傾角，測量時要注意選擇有代表性又便於施測的層面。值得指出的是，在坑道內常見岩層下層面，這時測量其傾向，羅盤的長臂指向與岩層傾向相反，讀數要讀指針綁了銅絲端方向的數據。

（2）間接測定：在不能直接用地質羅盤測量產狀的地方，如大比例地形圖上可間接測量（間接測量產狀的方法詳見附篇）。

2.產狀要素的表示方法

（1）方位角表示法：這種方法多用於野外記錄、地質報告以及剖面素描中，將方位角分為360°，以正北方為0°（360°），通常只記傾向和傾角，如岩層傾向215°，傾角30°，記為215°∠30°。

（2）象限表示法：這種方法在論文撰寫時常用，以北和南的方向作為0°，一般測記走向、傾角和傾向。如N35°E/40°SE，即走向北偏東35°，傾角40°，傾向南東。值得指出的是，地質工作者習慣將南北方向作為定位標准，這與地理工作者的習慣是不同的，如方位角300°或45°，地質工作者稱為北西方向或北東方向，而地理工作者稱為西北方向或東北方向。

（3）符號表示法：如圖2-25所示。

圖2-25 不同產狀的標示符號

A—水平岩層產狀，表示傾角接近0°；B—傾斜岩層產狀，長線示走向，短線示傾向，數字為傾角；

C—直立岩層產狀，長線示走向，箭頭指向新岩層一側；D—倒轉岩層產狀，長線段表示岩層走向，箭頭所指為倒轉後傾向，數字為傾角

上述符號要按測量的產狀數據，認真標繪在地質圖上相應的位置，不能視為一般記號隨意標記。

在野外測量岩層產狀，通常是測量其傾向、傾角。在野外測剖面，如果剖面線與走向線斜交時，切記：剖面圖上只能畫視傾角（標示的產狀是真傾向、真傾角）。其換算方式除公式計算外，也可查表或用極射赤平投影法以及GeoTools.exe（地信網）求得。查表法最簡便，野外記錄簿內附有「傾角換算表」，該表是根據上述關系式編制而成。如在野外用羅盤測得岩層傾角為60°，並已知岩層走向與剖面間夾角為70°，在換算表中查得與之對應的視傾角為57°。

（三）傾斜岩層露頭界線形態

岩層的露頭形態取決於地形、岩層產狀以及兩者的相互關系。水平岩層的露頭界線在地質平面圖上，表現為與地形等高線平行或重合（圖2-20，圖2-26之Ⅰ）；直立岩層露頭界線在地質圖上是沿走向呈直線延伸，不隨地形等高線彎曲而彎曲（圖2-26之Ⅱ）；傾斜岩層露頭界線分布形態則較復雜（圖2-26之Ⅲ）。當地面平坦時，產狀穩定的傾斜岩層其界線呈直線延伸，岩層露頭呈直線條帶狀分布，其延伸方向即岩層走向。當其橫過溝谷或山脊時，均呈「V」字形形態。當岩層產狀、地面坡向及坡度不同時，「V」字形形態也有不同的變化規律，人們將這種規律稱為「V」字形法則。現分述如下：

圖2-26 水平岩層（Ⅰ）、直立岩層（Ⅱ）、傾斜岩層（Ⅲ）的露頭形態（A）及平面圖（B）上的表現

（1）岩層傾向與地面坡向相反時，岩層界線與地形等高線的彎曲方向相同，在溝谷處，岩層界線的「V」字形尖端指向上游（圖2-27），但岩層界線彎曲程度比等高線的彎曲程度小；簡稱「相反-相同」。

圖2-27 傾斜岩層露頭形態之一

（2）岩層傾向與坡向相同，且岩層傾角大於地面坡度角時，岩層界線與地形等高線彎曲方向相反，在溝谷處，岩層界線的「V」字形尖端指向下游（圖2-28）；簡稱「相同-相反」。

圖2-28 傾斜岩層露頭形態之二

（3）岩層傾向與坡向相同，但岩層傾角小於地面坡度角時，岩層界線與地形等高線彎曲方向相同，在溝谷處，岩層界線的「V」字形尖端指向上游（圖2-29），但岩層界線彎曲程度比等高線的彎曲程度大；簡稱「相同-相同」。

圖2-29 傾斜岩層露頭形態之三

「V」字形法則具有較大的實際意義，可以指導我們觀測地質構造或填繪、分析地質圖。

在應用時，需注意兩點。其一，在大、中比例尺地質圖上，「V」字形法則表現明顯，有很大的實用意義，但在小比例尺圖上，由於地形起伏對地質界線的影響不明顯，其「V」字形法則的實用意義不大。其二，當地質體界面走向與山脊、溝谷延伸方向呈大角度相交時，「V」字形法則表現明顯。如果地質體界面走向與山脊、溝谷方向近於平行時，則表現不明顯，並為一直線（圖2-30）。

上述規律常運用於各類傾斜界面（如地層分界線、不整合界線、斷層線及礦層等界線）的連接和制圖中。而在對岩相分界線、侵入接觸界線、變化的礦脈界線的連接和褶皺的制圖時，由於這些地質界面常常變化較大，就絕不能硬套上述規律，而是根據實際情況參照航片、遙感圖像等，在野外實地勾繪。

圖2-30 傾斜岩層順溝谷的露頭形態

（四）傾斜岩層露頭寬度

傾斜岩層的露頭寬度與岩層厚度、地面坡度和岩層產狀有關。

（1）當地面平坦且岩層傾角不變時，露頭寬度取決於岩層厚度，厚者寬，薄者窄（圖2-31A）。

（2）當地面平坦和岩層厚度不變時，露頭寬度取決於岩層傾角的變化。一般岩層傾角越小，岩層露頭寬度越寬。岩層傾角越大，岩層露頭寬度越窄；當岩層直立時，露頭寬度等於岩層厚度（圖2-31B）。

（3）當地面坡度和岩層厚度不變時，岩層傾向與坡向相同，且傾角小於坡角時，傾角越小，露頭寬度越寬；傾角越大，露頭寬度越窄。當坡向與傾向相反且坡向與傾向垂直時，露頭寬度最小。

圖2-31 岩層露頭寬度與厚度、傾角的關系

（4）當岩層傾向與坡向相反時，一般是地面坡度緩，岩層露頭就寬，坡度陡，露頭就窄（圖2-32A、B）；岩層出露在陡崖峭壁上，則岩層頂、底面的界線在平面上的投影重合成一條線，造成在平面上岩層「尖滅」的假象（圖2-32C）。

圖2-32 露頭寬度與坡度的關系

（5）當岩層面與傾斜地面近垂直時，這時露頭寬度小於岩層厚度（圖2-33A）；當岩層厚度不變時，若岩層面與地面間的夾角（指相交銳夾角）由小變大，則露頭寬度由寬變窄（圖2-33）。

圖2-33 露頭寬度與岩層傾角和地面坡度之間的關系

值得說明的是，在野外影響岩層露頭寬度的上述各種因素是變化的且相互約束，在實際工作中要根據具體情況來分析。

（五）傾斜岩層的厚度

岩（礦）層厚度數據是計算礦產儲量、分析沉積環境、推斷地質發展歷史的基本參數之一。

1.真厚度、鉛直厚度和假（視）厚度

（1）真厚度（h）：岩層頂面到底面的垂直距離（即頂、底面間的法線距離），簡稱厚度（圖2-34）。

（2）鉛直厚度（H）：岩層頂面到底面的鉛直距離。同一岩層在不同方向上的鉛直剖面出現的鉛直厚度都相等（圖2-34）。

（3）假（視）厚度（h′）：指在不垂直岩層走向的剖面上，岩層頂、底界線之間的垂直距離（圖2-35）。產狀穩定且頂、底面相平行的岩層，其真厚度、鉛直厚度都只有一個，而假（視）厚度有無數個（即隨剖面方向不同而變化）。

圖2-34 真厚度、鉛直厚度和視厚度

圖2-35 測算傾斜岩層厚度立體圖

2.三種厚度的關系與計算

（1）真厚度與鉛直厚度的關系可在圖2-34中垂直岩層走向剖面上求得：

h＝H·cosα

（2）假（視）厚度與鉛直厚度得關系可在圖2-34中不垂直岩層走向剖面上求得：

h′＝H·cosβ

（3）真厚度與視厚度關系：

h＝h′·cosα/cosβ

由於β總是小於α，故h＜h′，即真厚度總是小於視厚度。

岩層厚度可在野外直接測得，但因受條件限制，也常採用地質剖面法測得有關數據後再計算出岩層的厚度。通過野外的實測剖面，可以取得的數據有：導線上岩層頂、底界線間的斜長（L），導線上地面的坡度角（β），岩層傾角（α），岩層傾向與剖面方向間夾角（ω）或岩層走向與剖面間夾角（γ）等。將這些數據代入下列公式計算岩層得真厚度（h）和鉛直厚度（H）：

h＝L（sinα·sinβ·sinγ±cosα·sinβ）

H＝L（tanα·cosβ·sinγ±sinβ）

式中的「±」號視情況而定，當地面坡向與岩層傾向相反時用「＋」號；當坡向與岩層傾向相同時用「-」號。計算中出現負值時，取其絕對值。

在地質圖上直接用做圖法或利用赤平投影方法來求，其方法詳見附篇和附錄。

四、直立岩層出露特徵及厚度

（一）直立岩層出露形態

層面呈直立產狀的岩層稱為直立岩層。當岩層走向穩定不變時，其露頭形態在平面圖上呈直線延伸。

（二）直立岩層露頭寬度及厚度

因直立岩層露頭形態不受地形影響，其露頭寬度等於岩層厚度。因此，厚度愈大，露頭愈寬；厚度愈小，露頭愈窄（圖2-36）。

圖2-36 直立岩層的露頭形態

直立岩層的厚度，在野外用捲尺測量其頂、底界線間的水平距離即得；亦可在地質圖上量取頂、底界線間的垂直距離，按比例尺換算出實際長度求得。

⑥ 如何測量岩面的產狀

岩層產狀三要素：走向、傾向、傾角.
走向---岩層面與水平面的交線稱為走向線，走向線兩端的延伸方向稱為岩層走向。兩個走向相差180度。
傾向---岩層面上垂直於走向線並向下所引的直線稱為真傾斜線，其水平投影線的方向即傾向，傾向與走向相差90度。
傾角---真傾斜線與其水平投影線之間的夾角。
表示方法：72度∠18度;72度--傾向；18度--傾角

⑦ 地質羅盤量測岩層產狀的方法

測量地質體產狀是野外地質工作中最基本的技能，因此，必須通過實習熟練掌握。

3.1.1量測岩層走向

將地質羅盤長邊（刻度SN平行的一邊）緊貼在岩層的層面上，使羅盤水平（水準氣泡居中），讀出羅盤磁北針（不繞銅絲的磁針）所指方向的度數，即為岩層走向（圖3.1）。一般直立產狀才量測走向。

圖3.1 產狀測量示意圖

3.1.2量測岩層傾向

將地質羅盤長邊與走向線平行，將鏡面或短邊緊貼在岩層層面上，使羅盤水平，然後讀出磁北針所指方位的度數，即為岩層的傾向。

3.1.3量測岩層傾角

將地質羅盤長邊緊貼岩層傾斜方向（垂直岩層走向），羅盤裡面的分度弧朝下，然後撥動羅盤中的測斜儀，使測斜儀的水準氣泡居中，讀出測斜儀指針所指度數，即為岩層傾角。

注意：量測岩層產狀一定要先確定層面位置，在層面上先測量傾向，再測量傾角。當層面不平整時，可用講義夾緊貼層面，再在其上量測。並防止磁性物體靠近羅盤。

產狀要素的記錄方法，一般只記傾向、傾角。記為：產狀：310°∠70°（注意：不要寫傾向、傾角）

⑧ 產狀要素的測量與標繪

路線地質調查中，應測量各種面狀和線狀構造的產狀，測量數據要真實可靠，並具有代表性。

每個地質界線點應測量上、下地層的岩層產狀。點間若產狀有變化，應沿路線進行系統地測量，以了解岩層產狀變化的規律。

岩層產狀應在原生露頭上測量。找准岩層面，找出該地段有代表性的岩層進行測量。斷層面產狀可直接測量，或測量平行斷層面的劈理面（或剪裂隙面）的產狀，或根據斷層線的延伸情況進行測量。在中淺變質而變形強烈的地層中測量岩層產狀前，需仔細觀察原生層理（即S₀）與後生節、片理（即S₁，甚至還有S₂）的關系，然後再進行測量，以避免在層理被節、片理強烈置換地區，誤將後者視為前者而出現錯誤。

岩層產狀用正常或倒轉產狀符號按實測位置標繪在地形（手）圖上，並標注產狀要素（傾向或走向、傾角）。斷層產狀也要按實測位置標繪在斷層線上。

各種線理（流線、拉伸線理）、面理（板理、千枚理、片理、片麻理、流面、糜棱面理、節理）的產狀也需進行測量，並用相應符號標繪在圖上。

所有產狀符號都必須在野外現場進行標繪（掌機及手圖），不準在野外只做記錄而回到室內再標繪到地形底圖上。

⑨ 岩層產狀的測定方法

遙感圖像上岩層及其它構造面產狀測定,就是從影像特徵來定性或半定量確定其走向、傾向和傾角。

(一)岩層三角面的圖像特徵

1.岩層三角面

岩層三角面是指在遙感圖像上同一傾斜岩層地表露頭線上的最高點(山脊點)和與之相鄰的兩個最低點(河谷點)相結而成的一個假想三角形平面。岩層三角面是岩層風化剝蝕出露的實體上三點連結成的面,所以這個三角面的產狀可代表岩層的產狀,它是在遙感圖像上判斷岩層產狀要素的最佳標志。它的形態受岩性和地形侵蝕形態的影響,遙感圖像上可以是三角形、熨斗形、半圓形、半月形、梯形等形狀,多個岩層三角面常沿岩層傾向形成疊瓦狀影像,沿岩層走向斷續相連形成鋸齒狀、波浪狀或不規則的折線狀(圖版45)。與傾斜岩層的層面一樣,任何傾斜的構造面(包括斷層面、節理面、不整合面等)在地表遭受切割後都會構成「三角面」(或「V」字形影像)。

2.中心投影成像引起岩層三角面的畸變

由於航空像片屬中心投影,因此它出現在像片不同部位時,其形態會產生畸變,如圖8-2所示,地面上一組向西傾斜,傾角都是60°的單斜岩層,在圖像上形成一系列形態與大小不同的三角面。在像主點右側的三角面顯示岩層的西傾,但隨著與像主點距離的增大三角面尖端愈來愈尖銳,造成岩層變緩的假象(圖8-2中1—5);而在像主點左側(圖8-2中6—8)三角面亦指示岩層向西傾斜,但隨著它與像主點距離的增大,三角面的尖端愈來愈鈍,造成岩層越來越陡的假象;當攝影投射角與岩層傾角相等時(圖8-2中9),岩層三角面在像片上的投影變為一條直線,造成岩層直立的假象;而在攝影投射角小於岩層傾角的部位(圖8-2中10,11),岩層三角面尖端指向改變,圖像上指示岩層向東傾,造成岩層倒轉的假象。因此,在利用岩層三角面確定岩層產狀時,應盡量選擇在像主點附近的三角面來作產狀解譯,而不能選擇像片邊緣處的三角面。

圖8-2 航空像片上岩層視傾角和岩層三角面形態的變化規律

(二)岩層走向和傾向的確定

在分析構造時,必須在充分考慮岩層分布,露頭形態以及它們與地形和影像的相互關系的基礎上,來估測岩層的走向和傾向。在地勢平坦地區,傾斜岩層出露地表的地質界線就是岩層走向線,直線狀地層條帶的延伸方向就是地層走向。在地形起伏較大的地區,傾斜岩層的露頭線變成折線狀的條帶影像。這時可沿著河谷的相對兩岸、窄分水嶺的兩邊或者兩個平行的溝穀穀坡上的岩層露頭,選擇同一岩層層面上高程相等的兩個點,其連線即為岩層的走向線,向岩層傾斜方向作走向線的垂線,即得到岩層傾向線;然向利用地形圖或通過圖像經緯線確定像片上的真北方向,測量出走向線和傾向線的方位角。

當溝谷與岩層走向近於垂直時,根據構造地質學中的「V」字形法則來判斷岩層傾向應當慎重。

(三)岩層傾角的測定方法

測定岩層傾角大小的測定方法有多種,下面介紹兩種常用的方法:

1.目估法

可以依據遙感圖像上岩層三角面的形態特徵目估岩層產狀。在其它條件相似的情況下,岩層三角面的高(即三角面頂點到底邊垂線的長度)愈長,岩層傾角愈小(圖8-3)。也可以據岩層三角面頂角的大小來判別,岩層傾角較小時,其頂角也較小。目估法只能定性地判定岩層傾向及傾角大小。通常把水平岩層、緩、中等及陡傾斜及近直立岩層的傾角定為<5°、5°-20°、20°-45°、45°-80°、>80°。利用航空像片目估產狀時要盡量選用在圖像中心處的岩層三角面,以減小中心投影產生的誤差。

圖8-3 用岩層三角面的影像特徵判別岩層傾角

2.立體模型測量法

這種方法需用航空像片立體像對。首先在立體鏡下觀察出立體模型,從像片中心(即靠近像主點附近)露頭良好地段選定一個岩層三角面,然後用一小三角板(硬紙板)貼著立體模型中所測量的岩層三角面逐漸變化三角板的傾角,直到確認小三角板很准確地模擬出所測岩層三角面的產狀時為止。然後用量角器測量小三角板與像平面間的夾角,即為該岩層三角面的視傾角。由於立體鏡下的光學立體模型在垂直方向上有誇大,所以量得的視傾角要經換算才是真傾角。換算首先要知道垂直誇大系數K,它是一個立體模型垂直比例尺與水平比例尺的比值,取決於航攝儀系統和立體觀察系統的幾何關系,主要與兩攝影基站的距離B,立體觀察用的兩張像片相對定位後像主點之間的間距S、航攝儀焦距f、航高H等多種因素有關。室內解譯時,可採用M.H.彼得魯謝維奇等人推薦的下列經驗公式:

遙感地質學

圖8-4 真傾角、視傾角及垂直誇大系數的關系

垂直誇大系數K一般為2.5—3.5。圖8-4為一種將視傾角換算成真傾角的圖表,其橫坐標為視傾角,縱坐標為垂直誇大系數,曲線為真傾角。假設垂直誇大系數為3.0,視傾角為70°,則沿橫坐標70°線上向上直至縱坐標為3.0處,得一交點,順曲線方向向上至上邊標有真傾角數處所指示的42°,就是換算後的真傾角。

上述測量岩層產狀要素的方法,同樣適用於在遙感圖像上求其它地質構造面(如斷層面、節理面、不整合面等)和岩脈、礦脈等的產狀要素。

岩層產狀要素的解譯是大量的、非常重要的基礎性解譯。它是構造與岩性識別與編圖的基礎。由於岩性、地形及成像方式的不同,岩層和岩層三角面在遙感圖像上影像特徵會有很多變化,作產狀(尤其是傾向)解譯時要慎重和充分應用地質知識和解譯技巧。