地形產狀測量方法

A. 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。

B. 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。

C. 鍦ㄩ噹澶栧備綍嫻嬮噺綰跨悊鐨勪駭鐘訛紵

涓句釜鏋侀檺鐨勪緥瀛愶紱
絎涓錛屾墍璋撶殑灝忚掑害鐩鎬氦錛屾渶鏋侀檺灝辨槸綰胯礬娌跨潃宀╁眰浜х姸璧幫紝鍗寵礬綰垮拰宀╁眰鐨勮蛋鍚戝鉤琛岋紱
絎浜岋紝鎵璋撶殑澶ц掑害鐩鎬氦錛屾渶鏋侀檺灝辨槸綰胯礬鍨傜洿浜庡博灞傜殑璧板悜銆
涓鑸鎯呭喌涓嬶紝璺綰垮拰宀╁眰鐨勮蛋鍚戱紝鏄浠嬩簬騫寵屽拰鍨傜洿涔嬮棿錛屼竴鑸鎯呭喌涓嬶紝璺綰垮拰宀╁眰璧板悜鐨勫す瑙掕秺澶ц秺濂姐

D. 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。