A. 地質羅盤的使用
地質羅盤是地質地貌等野外考察最重要的工具之一。利用羅盤可以測定方位、方向,測量岩層和構造面的產狀等。地質羅盤由刻度盤和在水平面上可以自由轉動的磁針構成,功能主要有識別方向、測量方位、傾角等。刻度盤有兩個,一個是圓刻度盤,一個是半圓刻度盤。圓刻度盤是水平刻度盤,用來讀水平方位角的;半圓刻度盤是用來測量傾角和坡度角的。圓刻度盤從0°~360°,半圓刻度盤從0°~90°,以水平為0°,垂直為90°。羅盤有兩個水準器,一個圓水準器和一個長水準器。圓水準器用來使羅盤處於水平狀態,長水準器用來使傾斜儀處於垂直狀態。
1.磁偏角的校正
在野外使用羅盤時首先要校正磁偏角。各地區的磁北方向與地理北方向不完全一致,磁北方向與地理北方向的夾角為磁偏角。在閱讀地形圖時,為了將地質地貌要素的地理方位正確標定在地形圖上,需要對羅盤進行磁偏角校正,然後用羅盤的讀數直接代表地理方位。在測區的正規地形圖上可以查到磁偏角,東偏記為「+」,西偏記為「-」。校正時撥動羅盤的刻度盤,東偏時順時針方向撥動,西偏時逆時針方向撥動。嵩山地區的磁偏角是西偏4.5°,校正羅盤時逆時針轉動4.5°。
2.方位的測定
方位角是以正北方向為起點,向順時針方向旋轉一周,劃分為360°。0°和360°重合,正北為0°,正東為90°,正南為180°,正西為270°,分別以N,E,S,W表示。各方向線與正北方向的夾角是方位角。記錄:NW45°,讀作「北西45度」。
用羅盤測定方位時,如果自己位於基點A,要測定目標B位於自己的方位,將羅盤長邊(N/S)平行AB線,將羅盤N端指向目標B,讀磁針N在羅盤上的讀數,即為目標B位於基點A的方位。例如,圖7-1(左)中,B位於A的NE45°。如果自己位於基點A,要測定A點位於目標B點的方位,將羅盤長邊平行於AB線,將羅盤S端指向目標B,讀磁針N在羅盤上所指的讀數即為A點位於B點的何方位。如圖7-1(右)中,A位於B的SW225°。在測量中讀羅盤磁針的讀數前,一定要使圓形水準氣泡居中,即羅盤水平,且使指針穩定下來,或者取左右擺動磁針的平均指數,讀指北針指向刻度環上的數字即為測定的方位值。
3.產狀要素的測定
各種地質界面的產狀要素是一項主要的基礎地質資料,岩層、斷層面、侵入體與圍岩接觸面等產狀要素均可用羅盤進行測量。以岩層為例介紹測量的基本方法。
走向的測定將羅盤的長邊緊貼傾斜岩層面上,然後移動羅盤,使羅盤圓形水準氣泡居中,即使羅盤水平。待指針穩定後,讀出指針的度數,即為走向的方位角。走向有兩個指向,二者相差180°。因此,僅記錄一個方向即可(圖7-2a)。
圖7-1 方位的測定
傾向的測定先將羅盤的北端(N)指向岩層傾斜方向,將羅盤的南端(S)緊貼在岩層層面的走向線上,水平放置(羅盤圓形水準氣泡居中),讀出指針N在羅盤上的度數,即為傾向方位角,傾斜岩層的傾向只有一個。在野外實際工作中,只要測出岩層的傾向,再加上或減去90°即為岩層的走向(圖7-2b)。如果上層面剝露不好或者空間限制只能在岩層底面進行測量。測量的方法:以羅盤北端(N)緊貼在岩層層面的走向線上,水平放置(羅盤圓形水準氣泡居中),讀出指針N在羅盤上的度數,即為傾向方位角;或者以羅盤南端(S)緊貼在岩層層面的走向線上,水平放置(羅盤圓形水準氣泡居中),讀出指針S在羅盤上的度數,即為傾向方位角。
傾角的測定將羅盤長邊順傾斜岩層的坡面側豎,使其長邊全部貼在傾向線上,擺動測斜儀上的長水準器氣泡,使其居中,讀測斜儀指針在刻度盤上的度數,即為傾角值(圖7-2c)。
當一岩層的產狀要素測量完畢後,應立即記錄在野外記錄簿上。例如:
圖7-2 羅盤測量岩層產狀示意圖
走向:NW310°,SE130°
傾向:NE40°
傾角:30°
但因岩層的傾向只有一個,而且加、減90°即為走向,所以一般情況下用0°~360°的傾向方位角(即傾向)和傾角來表示。例如:NE40°∠30°,表示岩層傾向在北東象限,傾向方位角為40°,傾角為30°,由於走向和傾向成垂直關系,如需走向數據,可以把傾向角加、減90°換算出來。
在露頭不好不能直接測量面狀構造要素時,可藉助硬紙板、野外記錄簿等面狀物體進行測量,將硬紙板放置於被測面相當的位置或者平行的位置上,將羅盤放置於硬紙板上進行測量。
測量各種產狀要素時要保證其可靠性、代表性和系統性。在測量產狀之前,首先要保證選擇的構造面是真正要測的構造面,觀察分析構造面,對構造面進行仔細地追索和判別,判斷其真正的產狀。選擇的構造面還要具有代表性,在較大范圍內構造面產狀平整、變化微小時,選擇一點進行產狀要素的測量一般具有代表性;當受到各種要素的影響,使構造面的產狀在一定范圍內有變化時要多測量一些點,這些點必須能夠代表其整體產狀特徵。為了把握地質體或構造的空間展布的狀態和變化的規律,在野外實習中要隨時關注和隨時測量,使要素測量具有系統性。
B. 羅盤怎麼使用
羅盤使用方法
(1)測方位
測量某物體的方位是野外地質工作者應具備的最基本的技能。在定點時,首先要做的就是測量觀察點位於某地形或地物的方位。測量時打開羅盤蓋,放鬆制動螺絲,讓磁針自由轉動。當被測量的物體較高大時,把羅盤放在胸前,羅盤的長水準器對准被測物體,然後轉動反光鏡,使物體及長瞄準器都映入反光鏡,並且使物體、長瞄準器上的短瞄準器的尖及反光鏡的中線位於一條直線上,同時保持羅盤水平(圓水準器的氣泡居中),當磁針停止擺動時,即可直接讀出磁針所指圓刻度盤上的讀數,也可按下制動螺絲再讀數。
(2)測量岩層產狀要素
岩層產狀要素包括岩層的走向、傾向和傾角。岩層走向是岩層層面與水平面交線的延伸方向。岩層傾向是岩層面上的傾斜線在水平面上的投影所指方向。傾角是傾斜線與水平面的夾角。
測量岩層走向時,將羅盤的長邊(與羅盤上標有N—S相平行的邊)的一條棱與層面緊貼,見圖,然後緩慢轉動羅盤(注意:在轉動過程中,羅盤緊靠層面的那條棱的任何一點都不能離開層面),使圓水準器的氣泡居中,磁針停止擺動,這時讀出磁針所指的讀數即為岩層之走向。讀磁北針或磁南針都可以,因為岩層走向是朝兩個方向延伸的,相差 180°。
測量岩層的傾向時,羅盤如圖放置,將羅盤南端(標有S)的一條棱緊靠岩層面,這時長瞄準器指向與岩層的傾向一致,並轉動羅盤,轉動方法及原則同上。當羅盤水平、磁針不擺動時,就可讀數。如圖1放置羅盤,應讀磁北針所指的讀數。當測量完傾向後,不要讓羅盤離開岩層面,馬上把羅盤轉90°,(羅盤直立),如圖1放置,使羅盤的長邊緊靠岩層面,並與傾斜線重合,然後轉動羅盤底面的手把,使測斜器上的水準器(長水準器)氣泡居中,這時測斜器上的游標所指半圓刻度盤的讀數即為傾角。
在測量地層產狀時,一般只需測量地層的傾向和傾角,而走向可通過傾向的數字加或減90°得到測量傾向和傾角時,必須先測傾向,後測傾角。
若被測量的岩層表面凹凸不平,可把記錄本平放在岩層面上當作層面,以便提高測量的准確性和代表性。如果岩層出露很不完整時,這時要找岩層的斷面,找到屬於同一層面的三個點(一般在兩個相交的斷面易找到),再用記錄本把這三個點連成一平面(相當於岩層面),這時測量記錄本的平面即可。
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