测量岩层产状要素
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岩层产状要素的表示方法
岩层产状(即岩层的产出状态,由倾角、走向和倾向构成)bed,attitudeof岩层在空间产出的状态和方位的总称。
除水平岩层成水平状态产出外,一切倾斜岩层的产状均以其走向、倾向和倾角表示,称为岩层产状三要素。
岩层在空间产出的状态和方位的总称。
除水平岩层成水平状态产出外,一切倾斜岩层的产状均以其走向、倾向和倾角表示,称为岩层产状三要素。
岩层面与水平面的交线或岩层面上的水平线即该岩层的走向线,其两端所指的方向为岩层的走向,可由两个相差180°的方位角来表示,如NE30°与SW210°。
垂直走向线沿倾斜层面向下方所引直线为岩层倾斜线,倾斜线的水平投影线所指的层面倾斜方向就是岩层的倾向。
走向与倾向相差90°。
岩层的倾斜线与其水平投影线之间的夹角即岩层的(真)倾角。
所以,岩层的倾角就是垂直岩层走向的剖面上层面(迹线)与水平面(迹线)之间的夹角。
岩层产状有两种表示方法:①方位角表示法。
一般记录倾向和倾角,如205∠65,即倾向为南西205°,倾角65°,其走向则为NW65°或SE65°。
②象限角表示法。
一般测记走向、倾向和倾角,如N65°W/25°SW,即走向为北偏西65°,倾角为25°,向南西倾斜。
倾斜岩层的产状三要素
第一个要素是岩层的倾向。
岩层的倾向是指岩层的走向,即地球表层
上岩层投影的方向。
在地球表面上,倾向的测量结果以角度的方式呈现,
它是指地层从水平面顺时针转过的夹角。
通常使用罗盘或者全站仪等工具
来测量倾向的方向和角度。
第二个要素是岩层的倾角。
岩层的倾角是指地层与水平面之间的夹角,它是表示岩层从水平面向上或向下倾斜的程度。
倾角的测量通常使用测斜
仪或者倾角仪等工具来完成。
第三个要素是岩层间的相对位置关系。
岩层间的相对位置关系主要包
括岩层的叠加关系、断层和褶皱等构造的存在。
岩层的叠加关系是指上层
地层覆盖在下层地层之上,通常是由于地层的沉积过程形成的。
断层是指
岩层中由于地壳运动而发生的断裂面,使得原来连续的岩层在断裂面处错位。
褶皱是指由于地壳的挤压作用而使得地层发生弯曲和褶皱形成的现象。
总之,倾斜岩层的产状三要素是岩层中不同地层之间的截切关系,包
括岩层的倾向、倾角和岩层间的相对位置关系。
通过对这三个要素的准确
测量和分析可以获得地层的产状信息,为地质调查、工程勘察和地震地质
灾害的研究等提供重要依据。
岩层产状要素及其测量方法一、概述岩层产状要素是指岩石在地球内部或地表的位置、倾向、倾角、产状与其他岩石的关系等物理特征,是岩石学、构造地质学、工程地质学等领域研究的重要内容之一。
正确测量和分析岩层产状要素对地质勘探、矿产资源评价、地质灾害防治、地质工程建设等具有重要意义。
二、岩层产状要素1. 位置岩层的位置指的是岩石在地球内部或地表的具体位置,包括地理位置和相对位置两个方面。
地理位置是指岩层所处的地理坐标,包括经度和纬度。
相对位置是指岩层在地层序列中的位置关系,如底部、中部或顶部位置。
2. 倾向岩层的倾向是指岩层既定位置所在平面与地面北向的夹角,通常使用正北方向为基准进行测量。
3. 倾角岩层的倾角是指岩层既定位置所在平面与水平面的夹角,可分为向东倾角和向西倾角两种。
4. 产状与其他岩石的关系产状是指岩层所在平面与其他地质体的空间位置关系,包括叠加、交接、夹层、断层等关系。
三、岩层产状要素的测量方法1. 位置的测量位置的测量通常使用全球定位系统(GPS)进行,通过GPS接收机获取卫星信号,确定岩石的地理坐标。
2. 倾向和倾角的测量(1)经典测量法经典测量法是在地面上选择两个具有确定位置的点,测量这两个点在岩层所在平面上的投影长度以及它们在地表上的实际水平距离,从而计算出倾向和倾角。
(2)测距仪测量法现代测距仪可以通过激光或者无线电波测量岩层所在平面上的两个点的的距离,进而实时计算出倾向和倾角。
3. 产状与其他岩石的关系的测量(1)目视观察法目视观察法是直接观察岩层产状与其他岩石的关系,包括叠加、交接、夹层、断层等,结合地质地图和地形图进行判读。
(2)地球物理勘探法地球物理勘探法包括地震勘探、地磁勘探、电磁法勘探等,通过获得的地质断层与岩层的关系数据,进行产状与其他岩石的关系的测量。
四、结论岩层产状要素的正确测量对于地质工程建设、地质灾害防治等具有重要意义。
现代科学技术的发展使得岩层产状要素的测量方法越来越准确和便捷,然而在实际测量中仍需结合地质勘查的实际情况,综合应用多种测量方法,以确保测量结果的准确性和可靠性。
岩层产状的三要素及意义一、引言岩层产状是地质学中的重要概念,它描述了岩层在地球表面的空间分布和特征。
岩层产状由三要素组成,即倾向、倾角和厚度。
这三个要素的描述能够直观地反映出地质构造的性质以及岩层的形成过程。
在地质勘探、矿产资源开发以及工程建设等领域,准确地了解岩层产状对于地质风险评估和工程设计具有重要意义。
二、岩层产状的三要素1. 倾向岩层的倾向是指岩层与地球表面上的水平方向之间的夹角。
通常使用方位角度为单位,以正北方向为基准,顺时针旋转而得到。
倾向可以用度数或十六方位制来表示,如N0°E或N0°W。
岩层的倾向提供了岩层在地表上的空间方向信息,对于结构构造的研究、构造演化的分析具有重要意义。
2. 倾角岩层的倾角是指岩层与水平面之间的夹角。
倾角可以以度数或百分比形式表示,一般情况下以度数为主。
倾角的大小直接反映了岩层的坡度陡缓程度。
对于地质勘探和工程建设来说,准确测定岩层的倾角,对于选址、勘探工作和工程方案的设计都具有重要意义。
3. 厚度岩层的厚度是指岩层在垂直方向上的大小尺寸。
岩层的厚度可以较准确地测量出来,其单位一般为米或英尺。
厚度的测量可以通过地质剖面测量、岩芯分析等方式进行。
岩层的厚度信息对于油气勘探、矿产资源评估以及水资源开发等领域具有重要意义。
三、岩层产状的意义岩层产状的描述与解读对于地质学研究、资源勘探和工程建设等领域具有重要意义。
1. 地质学研究岩层产状能够反映地质构造的特征和演化历史。
通过研究岩层的倾向、倾角和厚度变化,可以推断出地层的褶皱、断裂、褶皱剪切、褶皱逆冲等构造特征,为地质学家理解地球构造演化提供重要线索。
2. 资源勘探对于石油、天然气、矿产等资源的勘探来说,了解岩层的产状是十分重要的。
岩层倾向和倾角的测定可用于方位与坡度分析和勘探定位,进而指导勘探工作的展开。
岩层厚度的测量则为资源储量的估计提供了依据。
3. 工程建设在工程建设中,了解岩层的产状对于选址和设计具有重要意义。
水平岩层及岩层产状岩层的产状是指岩层在空间的产出状态,如岩层在空间的延伸方向是什么,岩层面向什么方向,以及岩层的水平面的交角。
走向:岩层延伸的方向,与倾向垂直倾向:岩层倾斜的方向,岩层原为水平岩层,其倾斜的方向即为倾向。
倾角:岩层倾斜的程度1、岩层的产状要素产状通常用产状三要素表示,包括岩层的走向、倾向和倾角。
a.走向(Strike):岩层与水平面的交线(图1,走向线AOB);两端所指的方向(图1,);岩层走向都有两个数值,二者相差180°。
它表示岩层在空间的水平延伸方向。
b.倾向(Dip):倾斜平面上与走向线垂直的线(OD’)叫倾斜线。
倾斜线在水平面上的投影所指的沿平面向下倾斜的方位()c.倾角(Dip angle)α:倾斜线与其在水平面上投影的夹角。
倾斜岩层层面与任意水平面的最大锐夹角图1视产状:面状构造与非正交平面相交迹线的产状。
a.视倾向:同一岩层层面上凡与走向线不直交的任一直线(图2-5 HD,HC)均为视倾斜线,它在水平面上的投影方位角称视倾向或假倾向。
(,)b.视倾角:面状构造与截面交线与视倾向的夹角(图2,β’,β)即:视倾斜线和它的水平投影线之间的夹角。
图2真倾角与视倾角间的关系:tgβ=tgα•cosω(图2所示)2、产状的表示1)文字法倾斜岩层三要素的文字表示方法,目前还较乱,但由于地质罗盘的方位标记有的用象限角表示,有的用方位角(360°的圆周角)表示,因后者使用较简便,通常用方位角表示。
方位角是正北方向与走向(或倾向)之间的交角。
产状的方位角表示法只记倾向和倾角,用倾向方位角∠倾角表示。
如30°∠35°(也可写NW330°∠35°)表示倾向是(从正磁北顺时针量的方位角)330°,倾角为35°;如15°∠40°表示倾向方位为15°(北东15°),倾角40°。
测量岩层产状要素⑴测量的工具—地质罗盘仪一般的地质测量,如测量目的物的方位、岩层空间位置、山的坡度等,均用地质罗盘仪。
这是地质工作者必须掌握的工具。
地质罗盘仪式样较多,但其原理和构造大体相同。
①地质罗盘仪的基本构造一般都由磁针、磁针制动器、刻度盘、测斜器、水准器和瞄准器等几部分组成,并安装在一非磁性物质的底盘上(如图5-1)。
图5-1 地质罗盘仪构造图1—反光镜;2—瞄准觇板3—磁针;4—水平刻度盘;5—垂直刻度盘;6—测斜指示针(或悬锤);7—长方形水准器;8—圆形水准器;9—磁针制动器;10—顶针;11—杠杆;12—玻璃盖;13—罗盘底盘磁针为一两端尖的磁性钢针,其中心放置在底盘中央轴的顶针上,以便灵活地摆动。
由于我国位于北半球,磁针两端所受地磁场吸引力不等,产生磁倾角。
为使磁针处于平衡状态,在磁针的南端绕上若干圈铜丝,用来调节磁针的重心位置,亦可以此来区分指南和指北针。
磁针制动器是在支撑磁针的轴下端套着的一个自由环,此环与制动小螺纽以杠杆相连,可使磁针离开转轴顶针并固结起来,以便保护顶针和旋转轴不受磨损,保持仪器的灵敏性,延长罗盘的使用寿命。
刻度盘分内(下)和外(上)两圈,内圈为垂直刻度盘,专作测量倾角和坡度角之用,以中心位置为0°,分别向两侧每隔10°一记,直至90°。
外圈为水平刻度盘,其刻度方式有两种,即方位角和象限角,随不同罗盘而异,方位角刻度盘是从0°开始,逆时针方向每隔10°一记,直至360°在0°和180°处分别标注N和S (表示北和南);90°和270°处分别标注E 和W (表示东和西)如图所示。
象限角刻度盘与它不同之处是S、N两端均记作0° E和W处均记作90°,即刻度盘上分成0°—90°的四个象限。
必须注意:方位角刻度盘为逆时针方向标注。
两种刻度盘所标注的东、西方向与实地相反,其目的是为了测量时能直接读出磁方位角和磁象限角,因测量时磁针相对不动,移动的却是罗盘底盘。
当底盘向东移,相当于磁针向西偏,故刻度盘逆时针方向标记(东西方向与实地相反)所测得读数即所求。
在具体工作中,为区别所读数值是方位角或象限角,可按下述方法区分:如图A 与B 的测线位置相同,在方位角刻度盘上读作285°、记作NW28°5 或记作285 °在象限角刻度盘上读作北偏西75。
,记作N75°W。
如果两者均在第一象限内,例如50°而后者记作N50°E以示区别(图5-2 A、B,表5- 1 )。
测斜指针(或悬锤)是测斜器的重要组成部分,它放在底盘上,测量时指针(或悬锤尖端)所指垂直刻度盘的度数即为倾角或坡度角的值。
图5-2A 方位角刻度盘图5-2B 象限角刻度盘表5- 1 象限角与方位角之间关系换算表象限方位角度数象限角(Y与方位角(A)之关系象限名称I0—90° 丫=A N象限II90° —180° 丫=18-A SE 象限川180°—270° 丫=A180° SW 象限IV 270°—360° 丫=36-°A NW 象限水准器罗盘上通常有圆形和管形两个水准器,圆形者固定在底盘上,管状者固定在测斜器上,当气泡居中时,分别表示罗盘底盘和罗盘含长边的面处于水平状态。
但如果测斜器是摆动式的悬锥,则没有管状水准器。
瞄准器包括接目和接物觇板、反光镜中的细丝及其下方的透明小孔,是用来瞄准测量目的物(地形和地物)的。
② 地质罗盘仪的使用方法在使用前需作磁偏角的校正,因为地磁的南、北两极与地理的南、北两极位置不完全相符,即磁子午线与地理子午线不重合,两者间夹角称磁偏角。
地球上各点的磁偏角均定期计算,并公布以备查用。
当地球上某点磁北方向偏于正北方向的东边时,称东偏(记为+ );偏于西边时,称西偏(记为一)。
如果某点磁偏角(3为已知,则一测线的磁方位角(A磁)和正北方位角(A)的关系为A=A磁±3如图5-3 A表示3东偏30°且测线所测的角亦为NE30°时,贝UA=30°+30 °=NE60° ;图5-3 B表示3西偏20 °测线所测角为SE110°则A=110°-20 °=90°。
为工作上方便,可以根据上述原理进行磁偏角校正,磁偏角偏东时,转动罗盘外壁的刻度螺丝,使水平刻度盘顺时针方向转动一磁偏角值则可(若西偏时则逆时针方向转动)。
经校正后的罗盘,所测读数即为正确的方位。
在对方向或目的物方位进行测量时即测定目的物与测者两点所连直线的方位角。
方位角是指从子午线顺时针方向至测线的夹角(如图5-3 C所示)。
首先放松磁针制动小螺纽,打开对物觇板并指向所测目标,即用罗盘的北(N)端对着目的物,南(S)端靠近自己进行瞄准。
使目的物、对物觇板小孔、盖玻璃上的细丝三者连成一直线,同时使圆形水准器的气泡居中,待磁针静止时,指北针所指的度数即为所测目标的方位角。
图5-3A 磁偏角东偏示意图图5-3B 磁偏角西偏示意图图5-3C 罗盘仪测量目的物的方位⑵ 岩层产状要素的测定岩层的空间位置决定于其产状要素,岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角(见图5-4)。
图5-4 岩层产状要素极其测量方法岩层走向的测量岩层走向是岩层层面与水平面相交线的方位,测量时将罗盘长边的底棱紧靠岩层层面,当圆形水准器气泡居中时读指北或指南针所指度数即所求(因走向线是一直线,其方向可两边延伸,故读南、北针均可)。
岩层倾向的测量岩层倾向是指岩层向下最大倾斜方向线(真倾向线)在水平面上投影的方位。
测量时将罗盘北端指向岩层向下倾斜的方向,以南端短棱靠着岩层层面,当圆形水准器气泡居中时,读指北针所指度数即所求。
岩层倾角的测量岩层倾角是指层面与假想水平面间的最大夹角,称真倾角。
真倾角可沿层面真倾斜线测量求得,若沿其他倾斜线测得的倾角均较真倾角小,称为视倾角。
测量时将罗盘侧立,使罗盘长边紧靠层面,并用右手中指拨动底盘外之活动扳手,同时沿层面移动罗盘,当管状水准器气泡居中时,测斜指针所指最大度数即岩层的真倾角。
若测斜器是悬锤式的罗盘,方法与上基本相同,不同之处是右手中指按着底盘外的按纽,悬锤则自由摆动,当达最大值时松开中指,悬锤固定所指的读数即岩层的真倾角。
岩层产状的记录方法如用方位角罗盘测量,测得某地层走向是330°、倾向为240°、倾角为50。
,记做330 7SW/ 50 °或记做24050 ° (即只记倾向与倾角即可)。
如果用方位角罗盘测量但要用象限角记录时,则需把方位角换算成象限角,再作记录。
如上述地层产状其走向应为丫=360° 330° =30° 倾向 3 =240- 180° =607 其产状记作N30° W/SW / 50° 或直接记作S60W / 50则可。
在地质图或平面图上标注产状要素时,需用符号和倾角表示。
首先找出实测点在图上的位置,在该点按所测岩层走向的方位画一小段直线(4mm )表示走向,再按岩层倾向方位,在该线段中点作短垂线(2mm )表示倾向,然后,将倾角数值标注在该符号的右下方。
测量岩层产状要素⑴测量的工具一地质罗盘仪一般的地质测量,如测量目的物的方位、岩层空间位置、山的坡度等,均用地质罗盘仪。
这是地质工作者必须掌握的工具。
地质罗盘仪式样较多,但其原理和构造大体相同。
①地质罗盘仪的基本构造一般都由磁针、磁针制动器、刻度盘、测斜器、水准器和瞄准器等几部分组成,并安装在一非磁性物质的底盘上(如图5-1)。
图5-1地质罗盘仪构造图1—反光镜;2—瞄准觇板3—磁针;4—水平刻度盘;5 —垂直刻度盘;6—测斜指示针(或悬锤);7—长方形水准器;8 —圆形水准器;9—磁针制动器;10—顶针;11 —杠杆;12—玻璃盖;13—罗盘底盘磁针为一两端尖的磁性钢针,其中心放置在底盘中央轴的顶针上,以便灵活地摆动。
由于我国位于北半球,磁针两端所受地磁场吸引力不等,产生磁倾角。
为使磁针处于平衡状态,在磁针的南端绕上若干圈铜丝,用来调节磁针的重心位置,亦可以此来区分指南和指北针。
磁针制动器是在支撑磁针的轴下端套着的一个自由环,此环与制动小螺纽以杠杆相连,可使磁针离开转轴顶针并固结起来,以便保护顶针和旋转轴不受磨损,保持仪器的灵敏性,延长罗盘的使用寿命。
刻度盘分内(下)和外(上)两圈,内圈为垂直刻度盘,专作测量倾角和坡度角之用,以中心位置为0°分别向两侧每隔10° —记,直至90°外圈为水平刻度盘,其刻度方式有两种,即方位角和象限角,随不同罗盘而异,方位角刻度盘是从0。
开始,逆时针方向每隔10°一记,直至360°在0°和180°处分别标注N和S (表示北和南);90°和270°处分别标注E 和W (表示东和西)如图所示。
象限角刻度盘与它不同之处是S、N两端均记作0° E和W处均记作90°即刻度盘上分成0° —90。
的四个象限。
必须注意:方位角刻度盘为逆时针方向标注。
两种刻度盘所标注的东、西方向与实地相反,其目的是为了测量时能直接读出磁方位角和磁象限角,因测量时磁针相对不动,移动的却是罗盘底盘。
当底盘向东移,相当于磁针向西偏,故刻度盘逆时针方向标记(东西方向与实地相反)所测得读数即所求。
在具体工作中,为区别所读数值是方位角或象限角,可按下述方法区分:如图A与B的测线位置相同,在方位角刻度盘上读作285°记作NW285或记作285 °在象限角刻度盘上读作北偏西75。
,记作N75°W。
如果两者均在第一象限内,例如50°而后者记作N50°E以示区别(图5-2 A、B,表5- 1 )。
测斜指针(或悬锤)是测斜器的重要组成部分,它放在底盘上,测量时指针(或悬锤尖端)所指垂直刻度盘的度数即为倾角或坡度角的值。
w題o m图5-2A方位角刻度盘图5-2B象限角刻度盘表5- 1象限角与方位角之间关系换算表象限方位角度数象限角(Y与方位角(A)之关系象限名称I0—90 °Y=ANE象限n90 °—180 °丫 =180丄 ASE象限川180 —270 °Y=A- 180 °SW象限IV270 —360丫 =360丄 ANW象限水准器罗盘上通常有圆形和管形两个水准器,圆形者固定在底盘上,管状者固定在测斜器上,当气泡居中时,分别表示罗盘底盘和罗盘含长边的面处于水平状态。