地质剖面测量是什么
A. 地质测量工是做什么的
地质测量的任务是测量地质图,因此也叫地质制图或者叫地质填图。所谓地回质图,实际上是答地形与地质体的相交迹线在水平面上的投影图。也就是用一定比例尺和各种花纹符号,把出露于地表的所有地质体反映在平面图上。通过地质测量工作,收集工作区内所有的地质资料。系统地研究区内的地层、构造、岩石、矿产等地质特征,为普查找矿、水文及工程地质、地震地质等提供基础地质资料。地质测量是一种复杂而多方面的工作,所采用的方法有地质方法、地球物理方法、地球化学方法和遥感地质方法等多种手段,最终需要编制多种图件,除地质图外,还要编制矿产分布规律和预测图,地球物理、地球化学、水文—工程地质、地貌等专门性图件。
B. 实测地质剖面的目的和要求
根据不同的地质研究目的,实测地质剖面可以分为实测地层剖面和实测构造剖面两种,统称实测地质剖面。
实测剖面是沿选定的野外地质观察路线逐尺测量、综合观察、真实描述客观地质体和地质现象,并绘制剖面图的过程。实际工作中,针对不同的地质问题,可测制地层、构造、侵入岩、第四系等不同类型剖面。这里所说的剖面是指综合研究各种地质问题的地质剖面。该项工作是野外工作量大、综合性强、费时多的重点工作之一。测制目的、内容包括:
◎ 研究工作区地层的岩石组合、变质程度、地层划分、地层层序、接触关系及其厚度变化。
◎ 观察沉积特征、原生构造、化石和产出状态以及古生物组合,分析岩相特征和沉积环境。
◎ 观察地层的变形特征,确定褶皱、断裂、新生面状、线状构造要素的类型、规模、产状及其几何学、运动学、动力学特点,分析形成序次及其叠加、改造关系。
◎ 研究侵入岩的岩石特征、结构构造、捕虏体和析离体在岩体内的分布; 接触变质和交代蚀变作用及含矿性; 观察原生和次生构造,划分岩相带; 确定岩体产状、与围岩关系、剥蚀程度、侵入期次和形成时期等。
◎ 研究第四纪沉积物的性质及其特征、厚度变化、成因、新构造运动及其表现形式。
◎ 研究对工程有不良影响的地层的分布规律。
C. 地质剖面测制
地质剖面是研究地层、岩体、构造、褶皱与断裂构造形态垂向变化的基本手段。按其内容可分为地层剖面、侵入体及火山构造剖面、构造剖面、地貌剖面以及矿体剖面等。从研究程度和精度上可分为信手剖面和实测剖面。信手剖面具有概略的示意性质,作为踏勘和路线地质填图中的一种辅助记录手段。实测地质剖面则是测区地层、构造、岩浆岩、矿体重点问题的研究解剖过程,它是填图单位划分的依据,是填图质量的关键性前提,是报告编写的一项主要基础资料。实测地质剖面工作一般应于填图之前完成。对构造变动较大、变质程度较深、层序不清的地区,据前人资料和踏勘结果尚不能选出可供实测剖面的位置时,可通过加密路线剖面踏勘,确定标志层和临时填图单位(其数量应多于比例尺所限定的填图单位),待通过阶段工作后再补测。
实测剖面的数量和分布与测区地质情况、测区大小有关,地层剖面在每个时代的地层中至少应有1~2条,岩体、构造剖面图可视具体情况而定。剖面位置的确定要考虑它的代表性,还要注意剖面对测区填图的控制作用,一般应选在测区内部,个别情况可使用图幅临近地区的剖面。
不同性质的地质剖面测制的任务不同。地层剖面主要任务是查明地层的岩石成分、层序、厚度、沉积特点,火山喷发相序与喷发旋回,变质组构、变质相,含矿层位,接触关系及时代。地层剖面应选在层序完整、产状清楚、构造简单、接触关系明确、化石丰富、岩性组合和厚度具有代表性的地段,避开侵入体的破坏和影响。岩体剖面旨在查明岩体的岩石类型及结构、构造、岩相分带、岩体形态与产状、与围岩接触关系及接触带特征,查明不同时代、不同类型岩体的相互关系及侵入顺序等。剖面应选在露头良好、相带清楚、岩性有代表性,接触关系明显,原生构造比较发育的地段。构造剖面研究测区主要构造的性质、形态特征、规模、空间分布及其相互关系。其他剖面如矿体剖面、地貌剖面等视研究需要而定。
3.2.1.1 实测剖面的技术要求
为保证实测剖面的质量,实测剖面线方位应尽可能垂直地层走向或主要构造线走向,其间的夹角一般不应小于60°。剖面线通过处基岩露头良好,可利用河谷的自然切面或铁路、公路、壕沟等人工露头。覆盖地段可于相邻处补测辅助短剖面,借助标志层与主剖面进行层位对比。若覆盖过宽,且岩性变化、产状及接触关系不清时,可使用探槽、井探及剥土予以揭露。产状平缓的地层剖面可选在沟谷边缘,条件允许时可直接测制地层柱状图,并尽量收集钻探资料,以了解隐伏地层层位。剖面比例尺根据规范要求和剖面地质情况而定,以能充分反映最小地层单位、岩石单位为原则。常用比例尺1:500~1:5000。凡在图上可表示厚度为1Mm的岩层或地质体均应单独划出,有特殊意义的层位(标志层、含矿层、岩脉等)可适当放大表示,在文字表述中注明其真实厚度。实测剖面应进行认真系统的地质观察(观察内容及要求见下文),系统采集代表性岩石手标本、磨制薄片标本、光谱分析样品,逐层寻找化石(包括遗迹化石),采集微体古生物样品等。根据任务需要还可采集化学分析样、人工重砂样、碳氧硫同位素样、同位素年龄样、古地磁测定样等。如有物探工作配合,可系统测定岩石物性参数,如放射性强度、磁化率、电阻率及密度等。
3.2.1.2 实测剖面的一般程序与方法
(1)实测剖面位置选定以后,在正式施测之前应组织全体作业人员对剖面进行详细踏勘。要求了解剖面所见地层的岩性、层序结构,确定分层位置,选择标志层;研究剖面的构造形态,进行地层对比,确定层位的重复与缺失情况;注意寻找各种沉积构造,化石层位;研究地层接触关系。踏勘时绘制信手剖面,以备正式施测时参考。若遇剖面局部被覆盖,应事先布置揭露。根据踏勘资料,确定剖面比例尺、工作量、测量方法、施测顺序及组织分工等。
(2)实测剖面的地形测量通常用半仪器法导线测量,即用罗盘仪测量导线方位和地形坡度角,用皮尺或测绳丈量地面斜距。矿区的大比例尺剖面也可用经纬仪进行导线测量,称全仪器法。分层及取样位置在地形测量时可以同时测出,因而精度高、效率快。
(3)在半仪器法作业中,一个工作组一般应由6~7人组成,组织分工如下:
(a)导线测手2人。负责导线方位角、导线长度和坡度角的测量。导线方位角以导线前进方向为准;坡度角以前进方向上坡为“+”,下坡为“-”。前后测手同时读数后取平均值,若读数差值超过3°,则应重新测量。后测手执测绳的“零”端,导线长度由前测手在绳上读出。上述三个数据测出后,报给剖面记录员和地质记录员记录下来。导线测手还应负责将剖面的起点及终点标定在地形图上。
(b)剖面记录员1人。负责在“剖面测量记录表”中填写野外实测的有关数据,见表3.2中用“*”号注明的栏目。
导线号(编号1):以剖面起点为0,第一导线后端为0,前端为1,表内记0-1。第二导线为1-2,其余依次类推。
前进方向(编号2):指每一导线前进方向之方位角。
导线长度(编号3):指每一导线前端读数,即首尾之间的斜距。
坡度角(编号4):每一导线首尾之间地面的坡度角,前进方向上坡为“正”,下坡为“负”。
岩层产状导线读数(编号8):指所量产状位置在导线上的读数。
岩层产状倾向(编号10)、倾角(编号11):指野外实测数据。应注意:岩层的测量要选择有代表性的层面测量,产状变化大的地方要多测量几个,以便保证换算地层厚度的准确性。同时要注意区分层理面和节理面、基岩和转石。
分层层号(编号14):指地层分层的顺序号。有时可能在某一分层内换导线,因此同一分层号可能出现在两条相邻导线中。
导线段起讫读数(编号15):某一分层下层面和上层面在导线上的读数,即该分层在导线上的视厚度。
地质描述(编号18):简单描述岩性、特殊的沉积构造或化石等,以便做图和与野外记录簿对照。岩性描述内容为颜色、层厚特征、岩石名称或岩石组合等,如“紫红色厚层长石砂岩偶夹紫红色粉砂质页岩”。同一分层只需描述一次。
地层代号(编号19):指岩石地层单位的符号,同一地层只填一个即可。
标本编号(编号22):岩石标本用R01开始编号,化石标本用F01开始编号。
标本登记导线读数(编号23):指标本采集处在导线上的读数。
备注:记录特殊的地质现象或注意事项。
(c)地层分层员1人。负责分层,指挥导线前进、测量地层产状、打标本和取样工作,并承担剖面测量过程中各种分工人员间的协调工作。地层分层的基本原则有:岩石成分显著不同;岩石的结构、构造(如碎屑岩粒度、层理、单层厚薄等)有明显区别;岩石的颜色不同;岩性相似、但化石组合不同;岩性特殊的标志层、化石层、含矿层;岩性不同,但厚度不大且呈互层出现的,可视作同一层,而若两种岩性单层厚度差异很大,且薄层岩性出露甚少时也可以划归一层,这两种情况分别用互层和××岩夹××岩描述;按地层剖面比例尺精度要求,各分层应是厚度在剖面图上大于1Mm的单层。
(d)地质记录员1人。负责在野外记录簿中按分层号逐层描述岩性、化石特征及产状、标本编号等,内容应力求全面、客观、层次分明。编制信手地质剖面图和路线平面地质图,以便于层位对比、构造分析和室内编制剖面图时参考。地层分层、观察、描述和记录是实测剖面中的核心工作,地质记录员应与地层分层员相互商讨,共同承担观察和描述工作,并协调整个工作组的进度。
表3.2 ______剖面测量记录表
注:(1)标有“*”的栏目为在野外测量时应填写的栏目,其他栏目数据为室内计算结果;(2)角度单位为度(°),长度单位为米(m)。
(e)产状测量和标本采集员1~2人。负责测量地层产状、采集标本,并报出测量和采集地点的导线读数。
(4)实测剖面的野外作业结束以后,应立即进行室内整理和作图工作。首先检查剖面登记表中需在野外填写的项目有无缺漏与错误,与地质记录的分层是否一致,标本、样品的编号与实物是否符合。在确认表格无误后,计算并填写表3.2各空白栏,然后根据实际数据作实测地层剖面图和综合地层柱状图。计算方法和图件编制方法见本书第5章。
3.2.1.3 确定填图单位
划分地层与确定填图单位,是测制剖面的主要目的之一。填图单位是在地层划分的基础下,根据比例尺的精度要求而确定的,在填图过程中必须标定其界线的地层单位。填图单位的划分原则是:特殊的岩性组合(如巨厚的单层、复杂的互层或完整的沉积旋回等);明显的识别标记(如颜色、成分、结构、沉积构造、区域变质特征、古生物组合、地貌标记等);一定的厚度和宽度。填图单位应小于地质填图比例尺所规定的最小地层单位范围,不容许填图单位内包含明显的间断面(平行不整合或角度不整合面),不容许包含地层划分界线。
《1:5万区域地质矿产调查暂行要求(试行稿)》(国家地质总局,1978),填图单位划分的要求如下:①沉积岩地层单位:在组或阶的基础上,视具体情况,可进一步划分段、带。第四系松散堆积层应划分成因类型及相对时代,在统一的基础上,条件许可时应进一步划分到组。②火山岩地层单位:在组的基础上,尽可能划分到岩带或喷发旋回。③变质岩层的划分:浅变质岩层按沉积岩的要求划分;中深变质岩系在群、组的基础上根据物质成分和岩石特征,可进一步划分变质带或岩性段。④侵入岩的划分:应划分到期、次,并详细划分相带。对主要脉岩及与矿有关的脉岩,应作侵入时代的研究和划分。
填图单位是在野外对地层划分还缺乏足够依据而有可能在最终成图时发生挪动的情况下而制定的临时性填绘方案,因而过粗将会影响图面细节的表现。反之,若填图单位过细,会使图面负担加重,更严重的是会因相变使地质界线发生混乱,以致图面结构发生严重歪曲。因而,填图单位的确定是影响填图质量的关键步骤,必须慎重对待。在岩性单一的地区,厚度小于比例尺容许的最小宽度的特殊岩层可作为标志层(如分布稳定的底砾岩、含矿层、碎屑岩中的碳酸岩夹层等),在图上需要夸大表示,以便反映构造形态和对比地层。
D. 地质剖面测量的介绍
地质剖面测量(geological profile survey)是按地质勘探要求,沿勘探线或某给定方向进行的剖面测量工作。目的在于提供勘探设计、工程布设、储量计算和综合研究的资料。
E. 地质剖面测量
主要在沉积地层出露良好、层序完整且未经构造破坏的地段施测。剖面线方向内尽量垂直地层走向或容主要构造线走向,剖面线间距6000~8000m。如遇个别地段掩盖,则施工槽探揭露,或沿某一标志层走向平移,用辅助剖面弥补,地层划分到组,其中含煤地层划分到段。在施测时对剖面进行详细分层,标志层、煤层及有特殊意义的岩层,不管厚度大小,均单独分层、描述。通过地质剖面测量,初步了解含煤地层的时代、聚煤环境、煤系地层特征及其含煤性等。在施测时作好岩性、岩相、构造特征的详细记录,并作素描或照相,如实填写全剖面丈量记录表,系统采集岩矿样和古生物化石标本,进行鉴定分析,做好地层对比研究工作,为路线地质调查提供基础资料。野外要求作好剖面测量示意图,室内资料整理制作成实测剖面图和地层柱状图。剖面比例尺的选取分两种:非煤系地层1∶10000,煤系地层按1∶1000。
F. 地质剖面图的测绘
(一)定义
地质剖面图的测绘,通常是沿着给定的勘探线方向,测出该方向线上的地形特征点、地物点、工程点及地质点的平面位置及高程,并按一定的比例绘制成横剖面图。
(二)用途
1)提供勘探设计、工程布设、储量计算和综合研究资料。
2)正确设计勘探工程的位置和加密勘探工程的位置都需要剖面图做设计依据,以便有效地掌握工程间相互关系和矿体变化情况。
3)在储量计算中,各个剖面的间距和同一剖面线上各勘探工程间的间距,是控制矿体位置和大小的基本数据。
(三)地质剖面测量的比例尺选取
1)地质剖面测量的比例尺是根据矿床类型、矿床成因和勘探储量级别等因素决定的。
2)对于矿层薄、面积小和品位变化大的稀有贵重的矿种,剖面图的比例尺要大些,大面积沉积矿的矿体,剖面图的比例尺要小些。
3)前者比例尺通常为1:2000~1:500,后者的剖面比例尺常为1:10000~1:2000。而特种工业原料地质勘探剖面图的比例尺更大,可采用1:200。
(四)地质剖面测量的顺序
首先进行剖面定线,建立剖面线上的起点、转点和终点,并在其间加设控制点,然后进行剖面测量,最后展绘地质剖面图。
(五)剖面线测量的过程
1.剖面线端点的测设
将剖面端点按设计坐标测设于地面后,应立即根据周围的控制点采用前方交会、后方交会或其他方法重新测定其坐标及高程。重新测定的坐标与设计坐标之差,应在一定的容许范围内。高程测定可采用三角高程测量或等外水准测量的方法。
2.剖面控制测量
剖面控制测量的任务是在剖面线端点及定向点测量的基础上,在剖面线上建立必要数量的控制点。
根据剖面图的比例尺及剖面线的长度,在剖面线中间尚需布设若干个控制点。按规范要求,一般在表1-8中规定的间距内应有一控制点。剖面控制点的布设则根据地形条件的差异而采用不同的方法。
表1-8 剖面控制点间距
1)在地形起伏不大、通视良好的地区,可将经纬仪架设在任一端点上对准另一端点,在剖面线上找出欲定剖面控制点的位置,然后用测定端点的方法测定其坐标及高程。同时计算出剖面控制点之间以及其到剖面端点之间的水平距离及高差,以检查测定距离的精度。
2)在地形起伏较大、通视不好的地区,则依据图上的设计坐标,按极坐标法或交会法,将剖面控制点测设于地面上,然后再测定其坐标及高程。
3.剖面测量
1)先将仪器架设于剖面一端点上,对中、整平后,瞄准剖面另一端点或当中任一剖面控制点,然后沿剖面线测出地形坡度变化点、工程地质点、地物点及地质界限点的水平距离和高程。
2)第一站测量要工作结束前必须测出下一站的位置。选测站点时,应注意在前进方向上视线要开阔。测定测站点的距离及高差必须采用往返观测。
3)在勘探剖面测量中,测量距离的相对误差不得超过1:200;普查剖面测量中测量距离的相对误差不得超过1:150。高差在允许范围(三分之一等高距)内时,取共平均值推算其高程。大于1:1000比例尺的勘探剖面测量,测定测站点的距离应采用钢尺或测绳直接丈量。由剖面的一端点测量到另一端点时,应及时检查水平距离及高程是否与其已知值相符,若不相符应查找其原因。
4.剖面图的绘制
剖面测量完成后,即可着手绘制剖面图。剖面图的比例尺一般为地形地质图比例尺的1~4倍,垂直比例尺一般与水平比例尺一致,亦可放大1~2倍。剖面图是根据各点高程和各点水平距离绘制的。
现代剖面图的绘制方法为:外业用全站仪测出剖面上各点的水平距离和高程,记录采用电子手簿或全站仪内存记录,内业采用相应的通讯程序,将数据传输到计算机,经处理,使数据格式符合绘图软件的要求,运行相应绘制剖面图软件,即绘制出剖面图。
(六)对剖面测量的要求
1)剖面线一般是沿勘探线方向布设,成为互相平行、间隔相等的平行线。因此,应确保各剖面线的方向及间距的精度要求。
2)剖面线上的勘探工程尤其是钻孔的位置,是用于设计和矿产储量计算的主要依据,因此它比普通的地形点及地质点的精度要求更高。故孔位等重要工程位置采用交会法或GPS技术等测定其坐标值,而地形点及地质点可采用视距法测定之。
3)当地表有矿时,对地形剖面线上任一点的高程应有较高的精度要求,应实测剖面地形。若无矿体时,可利用地形图和工程位置测量的资料进行编绘复制。
G. 地质剖面的测量及制图
测量地层剖面是了解一个地区地层组成及分布情况的重要方法。本节将系统介绍地层剖面测量的基本方法。除地层剖面外,地质剖面的测量还包括岩体剖面和构造剖面等,虽然它们反映的内容各不相同,但测量方法与地层剖面是相同的。
一、实测地层剖面的目的
实测地层剖面的目的是划分地层,建立地层单位,确定填图单元。根据划分依据的不同,可以有岩石地层单位、生物地层单位、年代地层单位、磁性地层单位、化学地层单位等多种类型的地层单位。其中岩石地层单位是最基本的地层单位,任何地层间隔,都要首先毫无遗漏地划分出岩石地层单位,岩石地层单位的“组”是地质图的基本成图单位。详细研究岩石地层单位的组成、结构、基本层序是实测地层剖面工作中的重要内容。同时还必须研究古生物化石在剖面中的分布情况,以便建立生物地层单位及结合其他地质年代资料建立年代地层单位。根据地层其他方面的物质特征,还可以建立起其他相应类型的地层单位。
二、实测地层剖面线的选择
剖面应选择在地层层序完整、露头连续、构造简单、化石丰富、岩性组合和厚度具有代表性,且易于到达的地区。除此之外,还应注意:
(1)实测剖面线的方位应基本垂直于地层或主要构造线走向,一般情况下两者之间的夹角不宜小于60°。
(2)实测剖面的比例尺应根据规范要求及施测对象的具体情况而定。常用的比例尺为1∶100~1∶2000。由于现在的工作更加细致,常采用较大的比例尺。在剖面图上能标定为1mm的单层,均可在实地按相应比例尺所代表的厚度划分出来。如当比例尺为1∶1000时,出露宽度超过1m的地层体就要划分出来。在剖面图上小于1mm,但具有特殊意义的单位(如标志层、含矿层等),可放大至1mm表示。
(3)剖面要尽量保持完整、连续。当剖面需要平移时,最好沿着某一标志层进行平移,并在图上注明平移方向和距离。
(4)剖面的起点与终点应作为地质点标定在地形图上。
三、实测地层剖面的野外工作
(一)测量导线方位、导线斜距及地形坡度角
此项工作由前、后测手完成。实测剖面前,要先确定野外总导线方位。前、后测手沿这一方位延伸导线。测量时,一般采用罗盘测量导线方位和地形坡度角,用皮尺或测绳丈量地层斜距。测量后将测得的数据连同坡度的“+”或“-”号一同报告给记录人员。沿导线延伸方向,上坡时坡角为“+”,下坡时为“-”。
(二)分层
实测地层剖面以“层”作为基本描述单位。要将地层剖面连续地划分为一系列不同的“层”,而加以描述。“层”可以是单一岩性,也可以是由不同岩性组成的复合层。垂向上岩性的任何差异都可以作为分层标志。“层”的内部基本连续,与邻层明显可分,通常以自然岩性厚度作为分层规模的下限,对于特殊的岩性层,如正常沉积岩中的火山碎屑岩夹层、含矿层和化石富集层等应单独分层。
分层人员需将分层的结果及时通报给组内其他人员,并在分层处用红油漆作上标记。
(三)描述
沉积岩区新的填图方法对地层的记录描述提出了更高的要求。除了对岩石本身成分、结构、构造的详细描述外,还应特别注意对地层中一些具有指相意义的生物实体化石、遗迹化石、特征矿物以及地层本身几何形态、空间叠覆关系的描述。另外,新方法要求在野外实测剖面时,一定要现场算出厚度,画出柱状图,并用各种约定的符号标注采样位置、编号及观察到的现象,以便及时掌握各地层单位基本层序的变化情况。柱状图中的岩性花纹可以暂不填满,只画特殊沉积岩的花纹,其比例尺亦可逐层不一。野外实测地层剖面记录格式如图5-25所示,常用岩性图例符号见附录二。
图5-25 实测地层剖面记录格式
野外记录的重点内容:
1.岩性
分层的岩性,可用颜色+层理+结构+成分命名方式予以概括,例如:紫红色厚层细粒石英砂岩。然后再补充描述具体特征。除了对岩石的成分、颜色详细描述外,要注意对原生沉积构造的观察记录,包括“层”的形态、层理类型、单层厚度、各种交错层理、滑塌变形、液化变形、压实变形构造、原生与次生孔洞、生物潜穴、帐篷构造、层纹石或叠层石;层顶面的波痕、冲蚀痕、干裂或水下收缩裂隙、生物遗迹;层底面的各类印痕、印模等,均需全面观测描述,主要的现象要进行素描和照相。
2.化石
化石既具有年代意义又是良好的沉积环境指示物。所以,必须加强对沉积岩中所含化石的研究,至少要描述肉眼能分辨的化石的门类组合特征、个体形态、保存状况、分布状态及其与岩性和沉积构造的关系、排列的优选方位和遗迹化石的类型等,每个化石采集点的层位,特别是首现和末现位置均需测量记录。
3.古流向
古流向资料对研究沉积环境、沉积物供应方向、古地形坡向和岩石地层单位的形态和延伸方向等有重要意义。扁平砾石的叠瓦状排列、定向排列的长条形颗粒和生物化石、斜层理、波痕、沟槽模、水道构造、原生滑动变形构造等,都可用来测定古流向。古流向可以在野外直接测量,也可以在获得有关参数的基础上用投影网换算。简便易行的野外一次量测法,是用具有一条直线边棱的非磁性平板,使边棱沿岩层走向将板贴置于层面上,先在板上标出自然差别的古流向方位线,然后将此板以岩层走向那个边棱为轴转至水平,再量板上新标流向线的方位,即为岩层水平状态时的古流向。此方法仅适用于褶皱无倾伏的情况,如有倾伏,应再消除褶皱倾伏角的干扰。
4.岩层间的接触关系
对于岩层间的接触关系,要弄清具体特征。对于连续沉积的岩层,要注意岩性如何渐变过渡;不连续的沉积界面,应注意其形态(平整的、起伏的、有无印痕或印模),上、下岩层是否交切,有无底砾岩与风化壳,并查清不连续的原因。怀疑有不整合时,除了接触关系特征外,还要注意在临近界面上下寻找确定地层时代的依据。
(四)标本和样品采集
实测地层剖面过程中要系统采集标本和样品,如岩石、古生物标本,化学分析、人工重砂样品等。标本和样品采集时的技术要求及稀密程度要视不同的标本和样品而定。如古地磁样品要定向采集,古生物标本采集后要用纸和棉花包裹,以防磨损。
采集的标本和样品一定要准确编号,注明所采位置。有关数据要及时报告给记录人员,填入表中,描述人员也要将这些数据纳入记录内容,以便核对。另外,标本采集人员,应逐层测量岩层产状。
(五)填写记录表格
登记人员要将导线编号、方位角、地层斜距、坡角(±)、产状、分层数据、标本号及产出位置、名称等准确无误地填入预先制定的统一格式的表格中(表5-5)。
(六)绘制草图
野外要绘制导线平面图和投影剖面图。
1.导线平面图的绘制方法
首先,选定比例尺。然后以图纸的横线作为野外总导线方位,在图纸上按分导线方位截取出每一导线的水平距(根据导线斜距及地形坡角按公式D=Lcosβ求出,也可用投影法作图求出)。将导线起止点标好序号,按照导线的顺序依次作出。在各导线上,按照分层水平距离标出各分层位置,按地层沿走向的延伸情况及坡向画出分层符号。每层内要标注分层号,标出产状符号。以此种方法连续画出各导线上的内容,直到剖面终点。如果中途需要平移,应在图上注明平移方向和距离。
2.剖面图的绘制
绘制剖面图草图的目的是反映地形变化的细节以及为清绘剖面图提供参考。
剖面图草图一般采用展开法绘制。在平面图下方的适当位置绘制剖面图草图。此时,图纸的横线即为水平线,竖线则为标高。
表5-5 实测地层剖面登记表格式
确定剖面的起点后,按照地形坡度角由起点作一射线(可以不实际画出,而用三角板或直尺带有刻度的一侧边代替),在其上按比例尺根据第一导线的斜距找出第一导线的终点,此点的标高代表了第一导线终点处的标高。根据地形的实际变化,用一条曲线把起点和这一终点连接起来,即获得了第一导线经过处的地形近真迹线。在地形线上根据各分层的斜距标出各分层。依此方法将第二导线的起点(第一导线的终点)和终点按实际地形连接起来,就可得到第二导线经过处的地形近真迹线。如此循环就可得到整个剖面的地形近真迹线,在地形线上标上分层符号、层号、产状、岩性花纹、采样位置、重要地物标志。这样就构成了一张野外地层剖面草图。
四、实测地层剖面资料的室内整理及制图
(一)野外原始资料整理
室内工作的第一步是核对野外获得的各项数据,各项数据要做到准确无误。标本编号与记录要一致。要将各种原始记录编号造册登记。标本、样品采集人员应将标本按层位排开,仔细核对之后,在标本的适当位置涂上白油漆,将编号写在上面。
(二)岩层厚度计算
新的填图方法要求岩层厚度计算和柱状剖面图的绘制在实测剖面的过程中就地完成,考虑到学生实习的实际情况,上述工作也可在室内完成。
岩层厚度的计算方法有查表法、图解法、赤平投影法和公式计算法,常用的是公式计算法(表5-6)。
表5-6 剖面数据计算表格式
地层厚度应分层计算,计算方法可利用利昂诺夫斯基公式:
D=L(sinα·cosβ·sinγ±cosα·sinβ)
式中:D为岩层厚度;α为岩层倾角;β为地面坡角;γ为剖面导线方向与岩层走向间夹角;L为岩层地面斜距。
式中加、减号的取舍与地面坡向和岩层倾向的相互关系有关,而与坡角的“+”、“-”无关(坡角的“+”、“-”在计算高差时考虑)。当岩层倾向与坡向相反时用“+”,相同时用“-”。
如图5-26所示。假设图5-26代表了近于垂直于岩层走向的一个地层剖面,在山坡的左侧时厚度公式为:
D=L(sinα·cosβ·sinγ+cosα·sinβ)
在山坡的右侧时厚度公式则为:
D=L(sinα·cosβ·sinγ-cosα·sinβ)。
图5-26 地面坡向、岩层产状与岩层厚度的关系
(三)实测剖面图的制图
实测剖面图的制图方法,通常有展开法和投影法两种。当剖面导线方位比较稳定,转折较少时,多用展开法作图;当导线方位多变,转折较多时,则宜用投影法作图。
1.用展开法绘制实测剖面图
用展开法清绘实测剖面图时,不需要绘制导线平面图,绘制方法同草图。
绘制地质要素时要注意,多数情况下,地层走向不会完全同实测剖面线的方位垂直。因此,在绘制岩性花纹时,需要进行真倾角和视倾角的换算。除夹角大于80°可忽略不计外,凡剖面方位与地层走向夹角小于80°时,都应按视倾角绘制岩性花纹。用展开法绘制实测剖面图,方法简便,但是由于将转折的导线展开,在地质剖面图上夸大了地质体的实际宽度。
2.用二次投影法绘制剖面图
(1)确定总导线方位。要对野外确定的总导线方位进行校对,将野外导线平面图的起点和终点的连线方位确定为总导线方位,以箭头的形式标绘在图纸上方的一侧。
(2)以图纸的横线为总导线方位,在图纸的上半部绘出导线平面图。绘制方法同草图(一次投影)。
(3)在平面图的下方选择一条横线作为剖面图的投影基准线,将导线平面图上的导线分界点,垂直投影到这条基准线上,根据各导线终点处的累积高差,参考野外草图,勾绘出地形线。将各分层界线、地物标志等相应地投影到地形线上(二次投影)。
(4)绘制地质要素,在根据地层的产状绘制岩性花纹时,其要求同展开法。在没有断层分隔的非角度不整合地层序列内,在不同产状的两点之间,地层的产状应是逐渐变化的。岩性花纹绘制完成后,将分层号、产状、化石层位、典型地物依次标绘在图上,写上图名、比例尺,就构成了一张完整的剖面图(图5-27)。
图5-27 实测剖面图的格式(按投影法)
(5)在投影法作图的过程中,为了更加准确地反映地层界线的空间延伸情况,地层界线的第二次投影也可以采用沿岩层走向投影的方法。作法是:在导线平面的居中位置选一条横线作为投影基准线,将各分导线上经过一次投影后的地层分界点按地层的走向延伸,与投影基准线相交,这些点即为地层分界线在基准线位置上的理想出露点,将这些点垂直下移到地形线的相应位置上,作为剖面图上地层的分界点,分界点之间画上相应的图饰即可。
(四)柱状剖面图的编制
实测地层剖面的成果资料是地层柱状剖面图,它可综合反映地层厚度、层序、岩性、接触关系、古生物、矿产等资料。柱状剖面图所反映的内容要全面、详实,对各分层的描述要有概括性,简明扼要。
柱状剖面图的常见格式见图5-28。
图5-28 柱状剖面图格式
H. 1:2000地质简测 1:2000地质剖面测量定义
简测是填图,就是比正测简单点,相对研究程度差一点,他是针对地质单元较简单的地方而言,干的是面上的活,也只是地表工作;而剖面测量是一条线,从地面着手,并推测到地下一部分,相当于沿一条线把地表切下去!
I. 在地质调查中为什么要测地层剖面注意事项有哪些主要工作内容是什么
测地层剖面主要是为了了解所在区域的地质环境,岩石组成结构等以推断地质情况。内如果是沉积岩地层还可容以推断沉积环境,对于找矿有推动性的作用。一般测量地质剖面要找好标准的,地层层序较完整的自然断面或者人工断面测量的。主要工作内容是测量该剖面各地层的厚度,产状,倾向,走向,岩石组成及岩石内的矿物成分等等。
J. 地质剖面的剖面测制及其应用
剖面测制是区域地质和矿区地质测量工作中的基础工作,一般放在地质填图工作的初始阶段即设计阶段进行,个别放在后期阶段进行,应依测区实际情况而定,按需要补测一定数量的剖面。
地质普查和区域地质调查中的地质剖面主要有以下几种:
(一)地层剖面:用来研究岩石物质及矿物成分、结构构造、古生物特征及组合关系、含矿性、标准层、沉积建造、地层组合、变质程度等。建立地层层序、查清厚度及其变化,接触关系,确定填图单位。
(二)构造剖面:着重研究区内地层及岩石在外力作用下产生的形变(如褶皱、断层、糜棱岩带(韧性剪切带))及其构造特征(节理、破劈理等)、类型、规模、产状、力学性质和序次、组合及复合关系等。对于研究区域构造的剖面,则要通过主干构造及典型的构造单元。
(三)侵入岩剖面:主要研究侵入岩的矿物成分、含量、含矿性、结构构造、岩相变化特征、同化混染、接触蚀变作用、侵入时期、侵入体与成矿的关系。
(四)第四系剖面:研究第四纪沉积物的年代、特征、成因类型及含矿性,和地层厚度及变化特征、新构运动及其表现形式。
(五)火山岩剖面:研究火山岩的岩性特征、构造特征、与上下地层的接触关系、火山岩中沉积夹层的建造、生物特征,确定火山岩的喷发形式、火山的喷发周期,火山构造等。
(六)矿区勘探线剖面:分铅直剖面和水平剖面,此处仅指铅直剖面。在布设勘探剖面时,要照顾到整个矿床的各个地段,或兼顾相邻矿床。剖面线垂直矿体(床)走向线,间距一般与勘探网度一致。勘探线剖面主要反映矿体与围岩之间的分界;各种岩石之间的界线,构造界线;矿体的数量、分布、形状、大小、产状、厚度,矿石的自然类型和工业品级;构造控制和构造破坏等。剖面上标出探矿工程的种类、数量、位置、取样资料,从而可反映出勘探工作的工程控制程度、矿体圈定的合理程度、各地段的储量级别。