地质学中砂岩的投图怎么投
A. 请教一下地质学里关于砂岩的知识。
砂岩来
1.成分及成因:由石自英颗粒(沙子)形成,结构稳定,通常呈淡褐色或红色,主要含硅、钙、黏土和氧化铁。绝大部分砂岩是由石英或长石组成的。A.石英成份
52%以上;B.粘土15%左右;C.针铁矿18%左右;D.其它物质10%以上。岩石由碎屑和填隙物两部分构成。碎屑除石英、长石外还有白云母、重矿物、岩屑等。填隙物包括胶结物和碎屑杂基两种组分。常见胶结物有硅质和碳酸盐质胶结;杂基成分主要指与碎屑同时沉积的颗粒更细的黏土或粉砂质物。砂岩是一种沉积岩,主要由砂粒胶结而成的,其中砂里粒含量要大于50%。砂岩是源区岩石经风化、剥蚀、搬运在盆地中堆积形成。
2.常见类型:砂岩按其沉积环境可划分为:石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩三大类。
3.研究砂岩的理论和实际意义:
砂层和砂岩构成石油、天然气和地下水的主要储集层。砂和砂岩可用做磨料、玻璃原料和建筑材料。一定产状的砂层和砂岩中富含砂金、锆石、金刚石、钛铁矿、金红石等砂矿。
参考范围:沉积岩
网络
考研题目问什么答什么就行了
要是答得还可以记得给分哦!o(∩_∩)o
B. 地质垂直纵投影图怎么做 只要原理
先按矿体的总体走向在地形地质平面图(一般是1/1000或1/2000)上切出一条与矿体版总体走向平行的剖面权图(该剖面最好能与控制矿体的地表工程比如探槽相交),然后把控制该矿体的各项地质工程以及由上述工程圈定的矿体投影到剖面图上,并在各工程投影点上标注厚度、品位等矿体特征,再根据规范要求划分块段。
另外,资源量估算是用纵投影还是水平投影要根据矿体的产状来决定,矿体倾角大于45度的用纵投影,反之则用水平投影。应注意,参与体积计算时,纵投影用水平厚度*投影面积,水平投影则为铅垂厚度*投影面积。
C. 地质学中板岩与砂岩的区别是什么
“板岩”是变质岩,具板状构造的岩石学特征。板岩的原岩主要为泥质岩、泥质粉砂岩和凝内灰岩,是区域变容质作用的低级产物。
" 砂岩 "是一种沉积岩,是由石粒经过水冲蚀沉淀于河床上,经千百年的堆积变得坚固而成。
区别:砂岩摸起来有砂质感,而板岩更有细腻感
D. 地质填图方法
地质图是各种地质体在地表出露界线的水平投影图。它借助于线段、文字符号及花纹图例表示测区地质体的性质、形态、空间几何关系和相对时序。它是地质图作者对研究区地质构造特征及其演化历史认识的一种反映。把地质体表示在图上的过程叫地质填图或地质制图。
3.2.2.1 地层划分、对比及地质图的基本类型
(1)地层的划分与对比是地质填图工作的重要环节,是重塑地质发展历史、研究构造和矿产分布规律的重要基础。地层划分是根据地层的岩石、生物化石、地球物理、地球化学等特征,把地层划分为不同类型、不同等级的地层单位,借以表示地层的相对顺序或相对年代关系等。现代地层学主张地层划分的多重性,认为岩层有多少种能够用以作为划分地层的依据,地层就有多少种划分方法,一种特征的改变并不一定与另一种特征的改变相一致。
就某一具体研究对象而言,不可能也不需要使用所有的各类地层划分,而是按实际可能或为某一应用目的而采用相应的划分系统。目前最常用的地层划分系统有三类:①根据岩层的岩石特征划分成群、组、段、层四级单位的岩石地层学;②根据岩层所含的化石或化石组合内容将含化石部分的岩层划分成各种生物带的生物地层学;③根据推论或解释的岩层形成的地质年代(宙、代、纪、世、期、时)划分成宇、界、系、统、阶、时间带的年代地层学。只有年代地层单位才有固定一致的时间含义,其他各类地层单位大都是穿时的,即与等时面呈斜交关系。年代地层单位是依据属性划分的,它属于认识范畴,是可变的。前两类的划分依据都是岩层客观存在的特征,它不依人的认识变化而改变。但化石内容需要一个积累过程也具偶然性或机遇,而对于化石的详细研究又并非一般地质工作者尤其是在野外所能做到的。因此,只有岩石地层划分是地层研究的第一程序。另一方面,作为第一性的客观地质实体,它又具有永久性,是不能用其他概念来限定或修改的。
在大、中比例尺的区域地质调查中,组的划分及其界线的选择对填图质量有重要作用。应该正确地理解组的含义,掌握建组条件。地层规范中规定:“组的重要涵义在于具有岩性、岩相和变质程度的统一性。组或由一种岩石所构成,或包括一种主要岩石而兼有重复的夹层,或由两、三种岩石反复重叠所构成,还可能以很复杂的岩石组分为一个组的特征,而与其他单纯的组相区别。”海相地层的组常为一个相的简单岩性组合,陆相和海陆过渡相岩性比较复杂,常由相邻的几个相合并而成。组必须有一定的横向稳定性和一定的厚度。一般条件下,组的分布范围不应小于三级地层分区的范围,厚度不应小于50M。但对具有特殊的构造岩相意义的岩层建组可不受此限制。组的界线一般是岩性、岩相、沉积旋回或侵蚀间断的界线,应具有明显的识别标志。化石并不是建组的必要条件,但显生宙地层都有自己的化石组合甚至建立了化石带。若单有化石界线,而岩性无明显差别,则无建组的必要。群是最大的地方性单位,通常相当于包括不同相的大的沉积旋回,岩性组合复杂,厚度很大。段是比组更低一级的岩石地层单位,它可以是组内单一岩性、单一岩相的分离体,也可以是组内岩性组合差异的再划分,它不一定要求相当的横向稳定性,不要求一定的化石内容。
(2)地层对比是在地层划分的基础上,与国内外标准剖面比较,确定地层在地质年代表中的位置;另一方面是测区各相应层位的对比,以确定填图单位的地质界线、相邻图幅间界线的等时性,以及地层的发育规律。生物地层单位对比借助于标准化石、生物群或化石组合进行,也可利用生物的种系演化或生物演化方向,以及利用古生态资料对同时异相地层进行对比。为此,在野外必须进行系统的化石采集与生态观察。岩石地层单位对此可利用岩性特征、标志层、沉积韵律、重矿物、微量元素、古地磁及物探测井等资料。因此,在实测地层剖面工作中,需进行大量标本和样品采集工作。
(3)在现代地层学理论指导下,世界上有两种类型的地质图,即组图和系图。组图以岩石地层单位的组为制图基本单位(如黄泥岗组、砚瓦山组等)。它是地表岩石组分及其几何关系的直接反映,是地质历史和构造环境演化的真实记录。它能促进遥感资料、地球物理资料与地质研究的结合,适用于大比例尺(>1:10万)的地质填图。组图可作为岩性分布图使用,具有更广泛的服务领域。系图是以根据生物演化相对顺序建立的年代地层单位“系”为基础填制的。适用于小比例尺(如1:100万)地质调查,供大范围地质构造理论分析使用。
组图是实际地质体的客观而直接反映,它可以在野外进行实测,其界线具有相对稳定性,也可直接利用遥感资料填图。而系图所表示的地质年代是根据古生物等多方面资料经室内分析鉴定推论而来的。由于受不同时期资料积累程度和个人认识差异的限制,地质年代界线经常有较大的变动。系图不适合野外直接填图,在无直观标志的地段寻找年代地层界线要花费很大力气甚至无法弄清。由此可见,组图应是地质调查的基本图件。在组图的基础上,可编制不同年代的系图。
3.2.2.2 观察线、观察点的布置原则和方法
按照一定间距的路线和一定间隔的控制点进行连续定位的地质观察是地质填图的基本方法。它的作用是用不同的线、点密度反映不同比例尺区域地质调查的精度,也有助于对野外观察材料进行系统编录。
(1)地质观察路线的布置原则和方法
地质观察路线有两种基本形式,即穿越路线和追索路线。穿越路线是垂直或基本垂直地层或区域构造线的走向布置,按一定间距横穿整个测区。地质人员沿观测路线收集地质、矿产资料,标绘地质界线,采集必要的标本、样品。线间的地质界线用“V”字形法则和少量追索连接。这种路线的优点在于能迅速地掌握测区地质构造的基本特征、地层层序、相变及接触关系的空间变化。缺点是线间的地质细节会出现错漏。如使用航空像片,这种缺陷会得到很大改善。追索路线是沿地层界线、地质体边界或构造走向布置,用于研究地质体的横向变化(如地层相变、接触关系、含矿层、断层等)。填图精度高,但效率较低。穿越路线和追索路线在不同比例尺的地质图中应结合使用。在中、小比例尺的地质填图中以穿越法为主,大比例尺填图中追索路线应明显增加。至于矿区1:1000~1:5000填图中则以追索圈定为主。
穿越路线布置应考虑:主要构造线方向,通行逾越条件,露头分布状况,基站的设计与野外工作组织等。追索路线主要布置在关键性专题研究地区,不同类型的自然地理区(如平原河网区、高寒山区、森林覆盖区、沙漠等)必须因地制宜,灵活安排。路线平均密度必须遵守规范要求,但测区不同部位的路线密度分布则应根据地质构造的复杂程度、矿化远景以及航空像片解释程度等而疏密有别。
(2)地质观察点的布置原则及定位方法
观察点按其性质可分地质界线点、构造点、矿产点、水文点、地貌点等。观察点的作用是准确控制地质体空间位置;使原始资料编录条理化、系统化,控制各种地质资料间的联系以及文、图资料与实地位置的对应吻合关系;便于原始资料的整理、查阅和检查工作质量。点的布置以有效地控制地质界线和各种地质要素为原则。一般布置在填图单位界线、标志层、化石点、岩性岩相明显变化处,岩体接触带、相带,矿体或矿化,断层、褶皱枢纽,有重要水文地质意义的井泉、地貌等处。等距离机械布点的错误是显而易见的,但大范围单一地质体中的控制点也是必要的,它是避免重要地质现象、矿产线索疏漏的一种措施。
观察点定位应力求准确,图面误差不得超过1Mm。定点方法:①目测法:根据地形、地物直接定位;②后方交汇法:根据已知的三个地形、地物点用罗盘作后方交会。各点方位间的夹角不得小于45°。如三线交成一视差三角形,则取重心为点位,或在此基础上再参照地形细部特征标定;③用航空照片定点,转绘在地形图上。④GPS法:是利用遥感卫星定位测定仪,直接定量测定某点的经度、纬度或高斯坐标。在森林覆盖区、高山峡谷等特殊地理条件下,可适当采用罗盘定位、步测距离的极坐标定位,也可用空盒气压计测量相对高程进行间接校正,为保证精度应尽可能攀登临近高地,建立一些控制点对已定点位进行修正。
(3)观察路线和观测点的密度定额
观测路线和观测点的密度定额是地质测量的质量标准。
《1:5万区域地质矿产调查暂行要求》(试行稿)规定,基岩区线距一般为400~800M,点距一般为300~500M。在有航片解释程度较高的地区,岩性单一的地层或出露较宽的地区,其线、点距均可适当放稀。大片第四系分布区,其线距可放宽至1000~1500M。1:5万地质图,只标定直径大于100M的闭合地质体;宽度大于50M,长度大于50M的线性地质体;长度大于250M的断裂、褶皱构造。小于上述规模的直接、间接找矿标志和具有特殊意义的地质体应适当放大或归并表示。基岩区内,面积小于0.5km2和沟谷中宽度小于100M的第四系,在图上仍按基岩填绘。大片第四系覆盖者,在物化探工作的基础上,可酌情布置工程予以揭露。分层界线、接触带、化石层、标志层和矿化标志等,其标定误差不得大于50M。
考虑到江山实习区的具体情况,本次实习区域内采用标准为:线距和点距分别为300M和100~150M,观测点的密度为每平方千米的有效点约为27个。
3.2.2.3 路线地质的观察程序及编录要求
路线地质观察一般程序是:①定点;②观察、描述该点周围的地质、矿产现象;③测量产状;④追索与填绘地质界线;⑤采集标本和样品。点上的工作结束后,沿路线前进方向进行连续的地质观察与描述,同时编制连续的信手剖面图。
地质观测点的描述内容如下:
(1)日期、天气情况。
(2)路线与任务。
(3)人员组成。
(4)点号:即观测点的编号,用调查区统一的编号注明,并写出该点所在图幅的名称。
(5)点位及高程:要写明观测点的地理位置和坐标网及构造部位以及后方交汇方向。高程则根据气压计或实际交会点等来确定,在记录时应予以说明清楚,以便使人们了解其可靠性。GPS定点,则记录经纬度或高斯坐标和高程即可。
(6)点性或目的:目的指需要解决什么问题。如主要是描述标志层及其变化、地层界线和接触关系还是观察褶皱或断裂构造等。
(7)露头情况:描述观测点附近的露头好坏,出露哪些地层,露头性质(天然露头还是人工采石场),露头面积大小,延伸情况,风化程度和植被覆盖等情况。
(8)地貌特征:描述观测点附近的地形形态特征。如山坡、山脊、陡崖或冲沟等,组成的岩性、成因及其与地质构造关系。
(9)内容描述:一般描述的顺序是由老到新,但也可以反过来描述。首先应将界面上下两侧地层单位的接触关系和时代略加说明,然后在分别描述其岩性和其他特征。
(10)沿途描述和路线小结:当一个观测点描述完以后,应该连续观测描述到下一个观测点;当一条路线观测完成之后要认真写出路线小结。这样可以及时使野外资料得到系统化,使原始记录成为一个有机的整体,而不是一些孤立的地质点的描述。
路线观察的编录格式和描述举例如下:
2013年4月5日 星期五 天气晴
地点:江山藕塘底
路线Ⅰ:272.2高地310°方向150M处—藕塘底村西池塘边
任务:路线地质调查,主要任务是确定O1n与O1y的界线
人员:刘绿水(记录),张青山(标本采集员),……
工作图:1:1万地形图(江山地区地形图)
No.001
点位:272.2高地310°方向150M处(也可以用GPS坐标如:X:3180625,Y:40362185)
高程:188M
露头情况:人工(良好)
微地貌:公路边
点性:界线点(O1n与O1y)
内容描述:
点东:印渚埠组(O1y)黄绿色、紫红色页岩夹少量压溶型瘤状灰岩。瘤状灰岩呈紫红色,瘤状构造发育。岩石由瘤状体和基质两部分组成,瘤体呈椭球体、扁豆状及姜状等,大小2~5cm不等,由微晶方解石组成。瘤体长轴大致平行层面排列,占全岩的60%~70%,与基质界线清晰、平滑。基质由钙质、泥质组成,遇酸微弱起泡。岩石风化面因瘤体溶失或剥落而成蜂巢状外貌。瘤状灰岩呈薄-中厚层状,走向延伸不稳定,与泥岩呈相变关系。
产状:320°∠42°
点西:宁国组(O1n)深灰色薄中层状微晶灰岩。
产状:318°∠45°
O1n与下伏O1y呈整合接触关系。
……
(其他现象如构造、地貌、水文现象的简要叙述。)
No.001-No.002(点间描述)
沿途描述:0~10cm深灰色薄中层微晶灰岩。
10~50M灰黑色页岩夹黑色微薄层状燧石岩,水平层理发育,见零星黄铁矿结核。产丰富笔石化石。
50~80M灰色粉砂质页岩、粉砂岩夹硅质岩薄层。
产状:308°∠39°
……
(信手剖面图,比例尺与平面图相同,画在左侧方格纸上。)
No.002
点位:藕塘底村西池塘边
高程:158M
露头情况:天然、良好
微地貌:池塘边
点性:构造点
内容描述:
本点为一断层观察点。断层走向320°,倾向南西,倾角近于直立。断层向两端延入邻近观察路线。断层东盘为O3c黄绿色页岩,产状168°∠57°。断层西盘为C1y灰褐色中厚层状含砾粗砂岩、砾岩,产状182°∠72°。断层破碎带宽40~60cm,由泥岩、砂砾岩碎块组成,未经胶结。断层性质待进一步查明。
No.002-No.003
(连续描述,方法同前。)
今日路线到此结束。
路线小结
1.……
2.……
……
路线地质观察中,必须勤追索敲打、勤观察思考、勤记录勾画,保持旺盛的探索精神。对点上及点间的任何地质现象,原则上均应全面观察、记录。做到术语准确、概念清楚,文字简明扼要、层次分明,空间位置明确。要勤于思索,注意分析地质现象之间的联系,不断提高路线观察的预见性。对实际现象持客观态度,不能任意取舍乃至于夸张伪造。每条路线资料经室内整理后,当日写出路线小结,对重大地质问题的资料进行归纳,指出存在问题,作为相邻路线的工作参考。
路线地质观察记录方式除上述外,还有适用于计算机处理的表格卡片和录音笔在野外录音后,再经室内整理等多种方法。
3.2.2.4 产状要素的测定与地质界线勾绘
产状要素是确定地质体空间几何关系的重要资料。要注意产状的可靠性、代表性和系统性。判断岩层产状的可靠程度首先要辨别是基岩露头还是转石;是层面还是节理面或其他结构面。注意产状所处的构造位置,鉴别是否因次级构造引起的或因重力作用在斜坡上引起岩层产状的局部变动。注意筛选有代表性产状,这对正确认识区域构造格架十分重要。产状要素要进行系统测量,图面上应均衡分布,在构造关键部位(如褶皱的两翼、转折端、倾伏端,断层的两盘岩层、断层面,不整合面上、下地层,侵入体接触面、原生流动构造等部位)必须有足够的产状注记。产状写成如290°∠36°格式,前者代表倾向,后者为倾角。产状要素测定主要依靠罗盘进行。由于罗盘是用磁针定位,为了能直接在罗盘上读出地理方位,需进行磁偏角校正。各地磁偏角数值在地形图上可以查出。实习区磁偏角为西偏2°58′,应拨动刻度盘,使正北落在357°02′刻度线上即可。为了在图上投绘产状符号的方便,常用公里网格(高斯-克吕格坐标)的纵坐标作为平面方位角的0°,因而需对产状进行子午线收敛角校正。子午线收敛角在地形图上可以查出。如坐标线偏子午线以东,校正方位角=真方位角-子午线收敛角;如坐标线在子午线西侧,则校正方位角=真方位角+子午线收敛角。实习区坐标线为西侧0°41′。
地质界线和岩层产状是地质图反映地质体空间展布规律及其相互关系的最基本的原始资料,必须在野外填绘。地质界线在基岩地区可根据填图单位的标志和接触关系直接确定。但在植被、土壤覆盖较大的地区,可参考残积物中岩屑的分布、地貌特征、土壤的颜色和结构、植被类型及发育程度等自然标志,也可利用动物洞穴的掘出物、路基、电线杆、沟渠等人工揭露。地质界线在大比例尺图上必须严格按照“V”字形法则勾绘,小比例尺图则依照地层产状,参照地形、地物勾绘。
3.2.2.5 地质素描图与摄影
素描与摄影是野外地质现象更直观、生动的记录形式。地质素描是地质工作中常用的平、剖面图与绘画中素描的结合。它包括:①用花纹图例作平面素描(图3.1a);②素描与地质花纹结合(图3.1b);③完全的素描(图3.1c)。在表示区域地质构造景观的素描图中,多采用立体地形的线描加地质符号表示(图3.2),或采用联合剖面素描(图3.3)。地质素描一定要主题突出,取舍适当,尊重实际,线条简练。
图3.1 不同类型的地质素描图
图3.2 景观地质素描
图3.3 联合剖面素描
地质摄影在地质体色调对比明显,地貌反差强烈时效果较好。多数情况下,需用素描图加以补充。拍摄时应在记录簿中注明编号、拍摄地点、拍摄方位及拍摄对象,并记录摄影技术参数。
3.2.2.6 标本、样品的采集
区域地质调查过程中需要采集的标本、样本类型繁多。包括:
(1)岩矿鉴定用标本,必须全面反映测区岩石的主要类型及组合特征。陈列标本规格为9cm×6cm×3cm,鉴定切片用标本6cm×4cm×3cm。岩石标本尽可能采未经风化的新鲜岩石。
(2)岩组分析样。
(3)古生物化石标本。在测制地层剖面时逐层采集,分层编录。对未见大化石的地层应采微古分析样(如牙形刺、介形虫、孢子花粉等)。
(4)基岩光谱和金属量测量样品,样重50g。用于研究区域地球化学特征。
(5)自然重砂样与人工重砂样,样重10~20kg。
(6)硅酸盐分析、碳酸盐分析样。
(7)矿石化学分析及矿石技术物理性能测定样。
(8)同位素年龄样、古地磁样,古地磁定向标本规格应大于10cm×10cm×10cm。
样品的采集必须有明确的目的,有充分的代表性,必须符合样品的加工处理和实验分析的技术要求。要重视样品及其分析、鉴定成果的整理编录工作。
3.2.2.7 沉积岩区的区域地质调查内容
沉积岩是地球表面分布最广的岩石,是区域地质调查工作的主要对象。由于它带有明显的层状特性,所以沉积岩区以有规律的带状地质构造景观同岩浆岩区和变质岩区相异。沉积岩区的区域地质调查已经积累了丰富的经验,形成了一套十分完善的工作方法。其主要工作程序是,测制剖面以建立地层顺序,通过地质填图研究测区构造特征,借助沉积相与古地理研究,寻找含矿层位。主要工作包括:①划分对比地层,建立地层层序;②沉积岩石学研究;③生物化石的采集;④沉积相与古地理调查;⑤构造(褶皱、断裂)及地层接触关系的研究;⑥沉积矿产调查;⑦探索地质发展历史等。
E. 常用的地球化学投图软件有哪些。我这只有geoplot和geokit。。。有的图我不知道是用啥软件投的。。
你这不就是用geokit作的微量元素蛛网图嘛,还有个spss也很好
F. 怎么将野外GPS接受的点投到地形地质图上
可以用南方CASS软件,把gps的点的坐标转换为CASS.dat数据文件格式,传输出来,然后在南方CASS成图软件上用展点功能,点号和高程都能显示
G. 地质学中的三角图是怎么看的
楼主同学你好:
首先我们看图名,看看图是讲什么东西的
其次我们要看三个顶点是什么东西
最后看看每一边的比例设置
举例:我们地质里的三角岩比图就能很好的说明
H. 实测地质剖面原始资料的整理和图件编制
野外原始资料的整理主要以实测地质剖面记录表、剖面草图进行对照检查,如发现问题应分析原因及时改正。在全面对照无误后进行数据换算和厚度计算及剖面图的绘制工作。
( 一) 数据换算
在实测地质剖面记录表中,除了在野外实测中直接取得部分数据外,还有一部分数据是在室内经过换算或计算而来。如导线平距、分层平距、岩层产状平距、高程差和累计高程差、视倾角、分层厚度和累计厚度等。其数据的换算公式和方法如下:
1. 导线平距
指每条导线在水平面上的投影长度。导线平距 ( Di) :
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式中:Li为导线斜距;βi为坡度角。
导线平距是用投影法绘制导线平面图不可缺少的数据。如果剖面为一条直线,采用直线法作图,可以不换算此项数据。
2.分层平距
分层斜距在水平面上投影的长度称分层平距。导线平距等于该导线各分层平距之和。如果剖面为一条直线,且采用直线法作图,则和导线平距一样可以不换算此项数据。分层平距(di)的换算公式为:
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式中:Li为分层斜距;βi为坡度角。
3.岩层产状平距
岩层产状斜距在水平面上的投影长度,称岩层产状平距。岩层产状平距(Dk)的换算公式为
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式中:Lk为岩层产状斜距;βi为坡度角。
4.高程差和累计高程差
分别简称高差(hi)和累计高差(H)。高差系指某一导线起点与终点的标高差,其公式为:
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式中:Li为导线斜距;βi为坡度角。
当导线起点的绝对高程在没有测定之前,可以先假设起点为0,待高程测定后再在各导线点上加起点高程得出各点的绝对高程。
累计高差(H)是指某一导线终点标高与剖面起点间的标高差,其公式为:
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式中:Li为导线斜距;βi为坡度角。
5.岩层视倾角
野外实测的岩层倾角一般应是真倾角,但当作图的剖面线方向与岩层走向的夹角等于或者小于80°时,应采用视倾角作图。在实际工作中,通常用查表法进行换算(附录一岩层倾角换算表),也可通过公式计算、赤平投影求解等多种方法。
(二)厚度计算
岩层厚度包括岩层的分层厚度(mj)和累计厚度(M),计算方法有多种,现介绍于下:
1.公式法
用公式法计算岩层厚度必须已知四个参数,即:岩层倾角、地面坡度角、分层斜距及地层走向与剖面线间锐夹角。通过野外测量和上述数据换算,已经直接获得了前三项,第四项实际上是导线方位角与地层走向之间的锐夹角。分层厚度(mj)可根据下列公式计算求出:
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式中:Lj为分层斜距;αj为岩层倾角;βi为坡度角;ωi为导线方位角与地层走向间的锐夹角。
式(5-6)正负号的取用原则是:当岩层倾向与地面坡向相反时用“+”号;当岩层倾向与地面坡向相同时用“-”号,计算结果为负值时则取绝对值。
上述公式法的计算过程,完全可以通过计算机来实现,利用计算机计算岩层厚度,具有省时、准确的特点。岩层真厚度的详细图解计算可参考附录一。
2.表格法
为保证岩层厚度计算的准确、迅速,便于检查计算过程,通常采用剖面数据计算表。这种表格的原理和公式法完全一致,只是将不同项目分列于表中,将厚度公式法计算步骤表格化、系列化,使其一目了然。
3.赤平投影法
利用赤平投影法可简便地计算岩层厚度。
(三)实测地质剖面图的编制
由于在实测过程中的具体情况不同、具体要求不同以及人们的习惯不同,实测地质剖面图有着不同的编制方法。归纳起来,可分为直线法、展开法和投影法三种。
1.直线法
由于剖面导线始终保持一个方向,实际上整个剖面导线是由各分导线组成的一条直线,故称直线法。
直线法适用于构造简单、岩石裸露,以及地形平坦、通行条件好的地区。直线法的特点是:导线始终保持一个方向,并且大致垂直于地层或构造线的走向,沿剖面线只有地形的起伏而无其他因素干扰。因此用直线法作图具有方法简单、误差小,能真实反映地表地质情况的优点。但由于它仅能适用于导线始终保持一个方向的剖面,满足这种条件的往往是一些短剖面,对于多数实测剖面方向有一定变化的长剖面来说,直线法作图已解决不了实际问题。
剖面图的绘制一般是在方格计算纸上绘制。首先应该根据剖面的长度和高度,按制图比例尺缩小后,留足图名、比例尺、图例、责任表等所占面积,选裁足够大小的绘图用纸,然后根据实测地质剖面记录表的数据和内容作图,其步骤如下(图5-2):
图5-2 直线法绘制剖面图
(1)绘制地形线
◎根据所测剖面的总水平距、最高导线点与最低导线点间的高程差、剖面图的纵、横比例尺(一般纵、横比例尺应一致),首先画出剖面图的基准线(水平线),在基准线的两端垂直向上做垂直比例尺,基准线的位置要比最低导线点的高程略低,以能够表示岩性、构造及产状、标本等各种注记为准。垂直比例尺的高度要比最高导线点的高程相等或略高,终止高程应是垂直比例尺的整刻度。
◎依据各导线点的水平距和累计高程,分别做出各地形点,然后顺序连接各点,同时参考剖面草图勾绘的地形细节,画成一条圆滑的地形线,并在地形线上注明各导线点的位置。
此外,绘制地形线也可根据导线斜距和相应的地形坡脚资料,直接在图上投点,然后连接各点画出地形线。这种作图方法比较简单,无需换算导线平距和高程,当地形线画好以后,根据剖面起点的高程合理确定剖面基准线和垂直比例尺的起、终点。但这种方法的缺点是容易产生累计误差,如剖面的实际长度和高程与作图长度和高程不符的现象;再者不易做到计划用纸,图面结构布局也不合理。
(2)填绘地质内容
按分层平距垂直投影到地形线上,找出岩层分界点的位置,根据岩层在剖面线方向上的视倾角绘出分层界线。如果剖面线方向与岩层走向所夹锐角大于80°,可直接用岩层真倾角绘出岩层分界线,不需进行视倾角的换算。各分层依据岩性描述的内容,选择相应的岩性符号将其绘出填满,注明分层编号、产状、地层代号、标本采集地点及其编号。为了醒目,通常岩层分界线比岩性符号线稍长,地质时代界线要比岩层分层界线稍长。
对于实测构造剖面或实测地层剖面中有地质构造时,应注意首先将断层在地形线上的的位置找出,按断层走向与剖面方向的夹角换算断层面的视倾角滑出断层面界线,然后再绘岩层分界线。当遇到不整合时,则应首先将不整合面画出,具体绘制时应先画上覆地层,然后再画下下伏地层。对于平行不整合,要用规定的线条加以表示。在断层线两侧,应表示它们在该剖面上的相对位移方向、断距及其断层产状。对于被剥蚀的褶皱,可选择适当层间界面用虚线将其相连,以反映构造形态的完整性。一条复杂的构造剖面,一定要注意成层岩层无论受何种构造影响,都能追踪找到它们的脉络。各种构造的特征、组合、形成先后等,都能从理论上和作图时得出统一的解释。
(3)整饰
填绘好地质内容之后,应进行一次详细的自查,核实无误后便可对图面进行整饰。整饰工作主要包括:清除制图过程中的辅助点、线,修正线条的宽度和色调轻重,断层线改用红色,标注剖面方向、产状、分层号和标本位置及编号,书写图名、比例尺、绘制图例、责任表及图框等。
图名要求使用美观、大方的字体书写在图的上方居中位置,或图幅内上方的适当位置。比例尺可用数字比例尺或线条比例尺表示,一般放在图名下方正中位置。其中,垂直比例尺一定采用线条比例尺;当水平比例尺与垂直比例尺不一致时,图名下方的比例尺应分别表示。剖面方向要用方位角标于剖面两端垂直比例尺或竖直线的顶端,也可在剖面的一端用箭头表示。图例一般放在图的左下方,用大小统一的长方形小方框画出,按一定顺序排列并用文字标注。责任表放在图的右下方位置。有时因剖面的长度、地形变化等各种因素,为使图面布局合理,上述各项的位置可以适量灵活掌握,但必须符合剖面图的图式要求。
2.展开法
在实测剖面过程中,由于各种因素影响,剖面导线不可能始终保持一个方向而多呈反复转折。因此作图时采用将导线拉直,犹如一个呈折线摆放的屏风,使之展开为一平面,这种作图方法称展开法(图5-3)。
图5-3 用展开法作实测地质剖面示意图
展开法作图的优点是制图方便,不影响分层厚度的计算,就其每条导线内部来说,其地层、构造情况完全与真实情况相一致。但从展开以后的整体来看,地质体的形象有时却受到了一定程度的歪曲,如加大了地质体的实际长度,同一产状不同导线段视倾角不同,甚至会出现人为的褶皱、断层或不整合现象等。
展开法作图简单,不论剖面导线如何变化,一律拉成一条直线,每条剖面导线都按直线法作图,最后对接在一起构成一条完整剖面,并在对接处注明剖面方位,其他图素和整饰内容同直线法。
3.投影法
投影法是剖面导线方向不断转折的另一种制图方法。它是将实测的导线点、岩性分界点、地层界限点、岩层产状、断层、岩体界线点等垂直投影到水平面上,然后再投影到重新确定的剖面总方向线上,最后绘制剖面图的一种方法(图5-4)。由于投影法作图比较复杂,图面的构成与直线法和展开法不同,除了图名、比例尺、图例和责任表等外,它通常由平面图和剖面图两大部分组成(图5-5)。
图5-4投影法作剖面的立体示意图
图5-5 实测剖面图的格式(按投影法)
(1)导线平面图的绘制
按照各剖面导线的方位角和换算后的导线平距,由起点开始,按所定比例尺逐段连续地画出平面图;然后把岩性、地层分界点、岩层产状、断层、岩体、不整合等实测位置标在平面图的相应位置上,并用各种符号、数字加以注记。
在导线平面图绘制过程中,应注意以下几个问题:
剖面总方向线的选择 一条地质剖面是沿一定方向的铅垂剖面,该铅垂剖面的方向称剖面的方向。由于实地测量的各导线方向因地形、产状等各种因素影响而有所变化,为方便作图,往往首先选择剖面总方向线 ( 即导线的总方向线) ,它是实际作图的剖面线。剖面总方向线的选线原则有: 一是剖面总方向应尽量垂直大多数岩层走向; 二是剖面总方向线应尽量靠近多数导线段; 三是剖面总方向线至少应通过起、终点中的一个点。根据上述原则,一般选择导线的起、终点的连线作为剖面的总方向线,即作图的实际剖面线。当导线起、终点连线偏离垂直大多数地层走向或不能靠近多数导线段时,才选择通过导线起、终点中的一点,通常选择通过起点的方法。
导线平面图指北方向的确定 为使图面结构合理和作图方便,一定要使剖面总方向线与剖面水平基线平行,因此指北方向在多数情况下不是上北下南,而是任意的。通常借助野外草图和主要岩层倾向数据反推指北方向,然后根据初步确定的指北方向先绘制一张导线平面草图,在草图上确定剖面总方向线,并放平以确定图中的正北方向。
投影方法的选择 在剖面总方向线确定之后,作图的剖面线位置即已确定,但该剖面线上的实测数据不多,主要依靠各导线上的实测资料来作,也就是说借助导线上的实测资料来反映剖面线通过地段的地层、构造。由于剖面总方向线与各导线偏离不大,所以基本上能反映该剖面线通过地段的实际地质情况。但如何借用导线上的实际资料来反映剖面通过地段的地质情况,这就涉及作图方法问题,常用的作图方法有垂直投影法和走向投影法两种: ①垂直投影法系指将各导线点、岩性分界、地层分界、产状、断层、岩体位置一一垂直投影到选定的剖面总方向上 ( 图 5-2) 。垂直投影法是一种常用的方法,它的特点是绘图简单,可直接投影作图。当地层厚度、产状在横向上有变化时,仍按原剖面导线的比例分配,不重新产生因投影而造成的厚度误差,导线平面图上剖面总方向线与所作剖面长度一致,图面协调美观。不足之处是当剖面在实测中有过导线平移时,经垂直投影后可出现地层重叠或空缺,因而不得不采取一些补救措施,但却不同程度地歪曲了真实情况。②走向投影法系指将剖面导线上的各点,如岩性分界点、地层分界点、产状点、断层点、岩体位置点等,沿地层走向或构造线走向投影到选定的剖面总方向线上。走向投影法一般适用于沿实测剖面方向各岩层产状基本一致,特别是在处理剖面导线平移问题有独到之处,它克服了垂直投影法中因制图方法而出现的人为重叠或空缺问题。但当剖面线不是首尾相连,则平面图的长度与剖面图的长度在铅垂方向上会出现不等长现象,从而影响整体图面的协调,且当产状变化较大或偏离导线较远时,失真较大。
一般情况下,通常采用垂直投影法作图,只有剖面导线出现平移时才选用走向投影。也有人将上述两种方法结合起来作图。这只有在很熟悉工作区地质情况并熟练掌握作图方法的情况下才能使用; 否则,将造成更大的人为误差而延误工作。
( 2) 剖面图的绘制
剖面图是投影法作图的第二组成部分。一般放在平面图的下方,剖面图的长度应和平面图的长度相等,剖面总方向线平行剖面图的水平基线。由于导线平面图做好之后,剖面总方向线已经确定,剖面导线各点及其地质点已投影到剖面总方向线上,这时已具备了直线法作图的条件,因此它的作图方法和直线法作剖面图的方法完全一样。如果全部采用垂直投影,亦可直接从剖面导线上各点直接投影到剖面的各相应高度上,按绘地形线、填绘地质内容、整饰的步骤进行,这里不再重述。
投影法作图尽管在解决实测地质剖面方向反复转折的情况下是一种比较实用的作图方法,这是因为剖面连续完整、地质内容歪曲较少,避免了展开法的缺点。但该法计算较麻烦,原始实测数据经过二次投影有些改变,特别是岩层厚度、产状、构造复杂多变的地区,将会产生一定的歪曲,所以在实测过程中要求尽量不改变方向。通常在具有一定长度的实测地质剖面的剖面方向始终不变的情况很难实现,就在这种情况下投影法作图仍不失是一个较好的作图方法。因此投影法作图使用比较广泛。要想自如地应用这种方法,减少因作图而造成的误差,初学者必须把两次投影的概念搞清,树立清晰的空间概念,才能独立处理各种复杂多变的情况,并避免机械地作图。
( 四) 实测地层柱状图的编制
地层柱状图可以分为实测地层柱状图和综合地层柱状图两种,下面将主要介绍实测地层柱状图的编制方法。
实测地层柱状图是根据野外实测地层剖面所获得的资料,经整理按新、老地层的叠置关系恢复成水平状态,编制而成的一种表格式的柱状图件 ( 图 5-6) 。地层柱状图实际上也是一种剖面图,或称柱状剖面图。实测地层柱状图仅反映该实测地层剖面上的岩性,以及地层的层序、时代、厚度、接触关系及其他地质现象。每条实测地层剖面都应编制该剖面的实测地层柱状图,以便掌握和对比填图区内地层在横向上的变化规律。实测地层柱状图的编制方法和步骤如下:
图 5-6 实测地层柱状图格式
1.厚度的计算和整理
厚度计算一般在实测地质剖面原始资料整理时同步进行。其计算方法请参阅本书附录一。但在厚度资料整理和计算过程中应注意以下几个问题:
◎对于遇有断层的实测地层剖面,由断层引起的地层重复应予去掉。如图5-7中,h1与h2同属3地层(断层F引起的地层重复),由于h1>h2,应取h1厚度作为该地层的厚度,不能把h1和h2的厚度之和作为3的厚度。当由断层引起的地层缺失,则是以所见的地层厚度作为该层的厚度,并在地层柱状图中表示和说明断层的存在。
◎实测地层剖面中有褶皱构造发育时,应计入褶皱一翼的厚度。如图5-7中3砂岩出露于褶皱的两翼,东翼砂岩厚度完整,应取东翼的砂岩厚度作为该砂岩的厚度。
◎根据实测地层剖面的资料,由老到新自下而上分别整理出各岩性、层组及不同时代地层的厚度,然后相加累计成总厚度。厚度以米(m)为单位,小数点后取二位。
◎第四系是不整合在下伏各时代地层之上的一套地层,不能根据实测地层剖面中所见第四系的位置,按整合岩层计算厚度并放在成层岩层之中,造成在地层柱状图中第四系被夹在老地层之中的不正确画法。
◎岩浆岩侵入体不计算厚度,也不能在某一层位地层柱状图中画出。但呈岩床产出的岩浆岩,可以在地层柱状图中的相应层位予以反映,但其厚度一般应与被侵入岩层的厚度相吻合。
图5-7 有褶皱和断层的实测地质剖面岩层厚度的取舍示意图
2.确定比例尺及设计地层柱状图的格式
实测地层柱状图的比例尺应等于或大于实测地层剖面的比例尺。在这种原则下,所选用的比例尺对主要岩性特征,特别是标志层的特征在地层柱状图中能够得到清楚反映。根据地层总厚度及制图比例尺,计算出柱状图的总长度,并合理确定柱状和各栏的宽度,使整个图面成一竖长的矩形。一般总长以不超过1m为宜,岩性柱状宽度保持在2cm左右,其余各栏视需要而定。但地层单位、代号、厚度、累计厚度、层序、岩性柱状、岩性描述等基本栏一定要有。对于地层单位划分到什么程度,可根据填图规程和实际需要而定。
3.编制实测地层柱状图
◎根据岩性柱状总长度和各栏目的总宽度,首先绘出图框,上、下要留出图名、比例尺和责任表的位置,然后按已定格式绘制各栏目。
◎填绘岩性柱状。岩性柱状自下而上由老到新,为确保精度,使作图误差得到合理分配,根据各级地层单位的总厚,逐级画出各自的地层单位界线,然后根据岩性厚度再细分,以便保证总长度不变,防止按顺序累计绘制,出现总长度超长或不足的现象。待检查无误后,即可填绘岩性符号。当有不整合接触关系时,则应画出相应的接触关系符号;对于煤层和有特殊意义的岩、矿层,由于比例尺限制而表示不出时,可适当夸大加厚,予以表示。
◎根据岩性柱状的岩性地层分层向两侧延伸横线。由于各岩层厚度不一,有时相差较大,直线延伸将会造成岩性描述、地层单位名称等文字容纳不下或字数过稀,致使文字书写过于拥挤和过于稀疏并存,在整体上显得不够美观,这时应充分利用岩性柱状两侧的空白窄缝(引线空格),引斜线进行适当调整,并使其他栏目的上、下分界线均保持水平,求得图面结构布局合理。
◎填写各栏中的数字和文字。文字书写要工整,各种数字、代号要规范,层序、累计厚度由下而上顺序编号和累计。
◎岩浆岩在地层柱状图中的表示。对于火山岩,一般将其厚度纳入地层厚度,并根据岩性采用规定的岩性花纹符号绘入岩性柱状中。
◎检查整饰。实测地层柱状图作图完毕,应进行全面的复核检查,在认定没有问题之后书写图名、比例尺和责任表。由于地层柱状图中有岩性描述一栏。故无需再附图例。
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