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實測地質剖面測量方法

發布時間:2022-05-14 10:04:37

⑴ 實測剖面的野外施測

1.剖面野外測量方法

2.記錄表的記錄方法

此兩項工作方法與沉積岩區相同,參見本章第一節相關部分內容。

3.地質觀察內容及記錄方法

對每一導線間的各種地質現象都要仔細觀察,並由記錄員詳細記錄在野外記錄簿內。描述應實事求是、准確地反映客觀地質現象;同時繪制信手剖面圖,對重要地質現象進行素描和數碼照相。觀察及記錄的內容有:

(1)觀察侵入體的岩石學特徵(包括岩石的礦物成分)、結構(一期結構、二期結構或微花崗結構)、構造(塊狀、斑雜狀、條帶狀)、岩相帶(邊緣、過渡、內部)、風化程度、地貌特徵等;

(2)查明深成岩體與圍岩的接觸關系(侵入、沉積、斷層)和接觸面的形態(平直、波狀,鋸齒狀、枝杈狀等)並測產狀;

(3)根據深成岩體與其他地質體(沉積岩、變質岩、火山岩)或深成岩體內部接觸關系(脈動、涌動)來確定深成岩體的序次和時代,劃分侵入體、單元、歸並超單元,並總結其特點和變化規律;

(4)測量記錄侵入體內的葉理(流面)的產狀要素和線理(流線)的側伏、傾伏產狀,統計它們的發育程度,為研究其就位機制收集第一手資料;

(5)查明侵入體,單元內的脈岩成分、結構構造、形狀、規模、數量,測量其產狀要素,觀察分析其相互間的成因聯系;

(6)觀察侵入體、單元中的析離體、捕虜體、包體的種類、數量、形狀、大小及分布態勢;

(7)查明侵入體、單元中的構造變形(節理、斷層、韌性剪切帶等)特徵;

(8)注意侵入體邊部的蝕變情況,劃分變質帶,圈定其出露寬度;

(9)觀察侵入體、單元中的礦化現象,查明礦化種類、蝕變類型、規模、產狀及變化情形。

4.標本、分析樣品的採集和編錄

剖面上的采樣要做到目的明確、樣品新鮮、分布均勻,滿足測試分析的要求。

所采樣品種類及要求如下:

岩石薄片樣一個單元(或侵入體)采三塊主要標本和一塊次要標本。

岩石光譜樣在單元或侵入體的區間內,按規范要求的間距采樣。一般來說,在剖面比例尺為1:2000時,每20m取一個或20m范圍內撿塊組合成一個樣品;在剖面比例尺為1:5000時,則每50m取一個或50m范圍內撿塊組合成一個樣品。

硅酸鹽全分析樣一個單元(或侵入體)一個樣品。

人工重砂樣一個單元(或侵入體)一個樣品。

稀土分析樣一個單元(或侵入體)一個樣品。

同位素年齡樣一個超單元一個樣品。

在採集上述樣品時,應同時採集一塊岩石陳列標本樣,以備對照檢查用。

標本、樣品採集後,要及時編號、包裝、包裝袋上應附有說明樣品性質和採集地點的標簽,同時將所採集的標本和樣品編號記入剖面記錄表中,在野外記錄簿的描述中要進行記錄。若運用數字化填圖應在野外數據採集器中給予登錄。

5.剖面草圖的勾繪

該內容參見本章第一節中實測地質剖面草圖的勾繪。

⑵ 實測剖面的室內工作

實測剖面的室內工作包括當日室內整理和階段性整理工作。

當日室內整理工作是指核對當日在剖面測制中所獲得的原始記錄、表格、標本樣品等資料是否一致,並對標本、樣品進行必要的清理、編錄和登記。

階段性整理工作是指剖面測制的野外工作結束後的室內工作。其工作內容包括整理、編錄、包裝標本樣品;對需要作分析鑒定的則要填好送樣清單及時外送鑒定;根據剖面測制過程中採集的各種原始資料計算數據(如平距、高差、真厚度、假傾角等);分析研究剖面岩性及其變化特徵,對野外分層進行適當調整,劃分對比地層,確定其時代歸屬,建立地層系統;選定各種分層標志或標志層;確定基本地質界線和填圖單位;編制實測剖面圖和實測地層柱狀圖。

(一)實測剖面地質資料的整理

1.並層

野外分層往往較細,在室內制圖時要根據填圖比例尺的精度要求和圖面負擔將野外分層進行適當歸並。並層時應將各分層的描述加以整理與簡化。

2.鑒定化石

對野外採集的古生物化石標本,參考化石手冊和其他文獻進行鑒定,初步定出屬、種名稱,以便確定地層的時代。

3.劃分地層

根據實測剖面各分層的岩性古生物特徵等,劃分出岩石地層單位,並予以命名。命名應遵照《中國地層指南及中國地層指南說明書》的規定進行。

4.地層對比

在一個地區進行填圖前,常需要實測幾條剖面,在各剖面進行地層劃分的基礎上,必須依據岩性、沉積旋迴、接觸關系和古生物等特徵進行地層對比工作,並與鄰區地層進行對比,建立起地層的空間概念,掌握地層的橫向變化,使地層劃分更加合理,然後根據古生物群落資料,確定各地層的相對地質年代,建立區域地層系統。

5.確定填圖的單位

在研究前人地層資料和工作區剖面資料的基礎上,根據填圖比例尺的精度要求來確定填圖單位。它的確定直接關繫到今後填圖工作的質量,須慎重考慮。

(1)填圖單位的一般特徵:同一填圖單位有一定的岩性組合特徵。它既可由單一岩性岩層構成,又可以復雜的岩層組合(沉積旋迴)構成;同一填圖單位應具有明顯的識別標志,如岩石的顏色、成分、結構構造、區域變質特徵、古生物組合特徵、特殊地貌標志等。在同一填圖單位內部,岩層間不能出現沉積間斷。

(2)填圖單位的精度要求:不同比例尺的區域地質填圖對填圖單位的要求是不相同的。如1:250萬國土大調查,其填圖單位一般劃分到組(或階),難以劃分時,可分到統(或相當於統的群)。第四系劃分成因類型,條件許可時可劃分至統。在1:5萬或更大比例尺地質填圖時,其填圖單位一般劃分到組,只有對區域地層研究有必要和可能時才劃分到段或並組為群。為了在地質圖上較詳細具體地表現正式岩石地層單位中的局部標志層、特殊岩性層、透鏡體、岩舌(楔)、滑塌沉積、礁灘沉積、含礦層、某些化石富集層等,一般可作為非正式岩石地層單位填繪。具特殊指相意義的古生物遺跡和沉積岩相標志,亦應視需要適當進行填繪。第四系應劃分成因類型。在一般情況下,一個填圖單位在地質圖上的最小寬度不得小於1mm,過小的地層單位可適當合並。對重要的含礦層、標志層等即使寬度小於1mm,也應單獨作為填圖單位,放大繪制到地質圖上。

6.確定標志層

標志層是指岩層厚度不大、分布范圍較廣、層位穩定(橫向變化小)、岩性或所含化石特徵較明顯的岩層。如富含化石的灰岩、堅硬的石英砂岩、硅質岩、硅化灰岩及特殊的夾層——凝灰岩、鹽類夾層和礦層等。

在野外確定標志層時應注意,它既可作為劃分地層或填圖單位的標志,又能形象地反映工作區構造形態的變化。

(二)實測剖面岩層厚度計算

1.基本數據的計算

(1)平距(ac)公式:ac=ab·cosβ

(2)高差(bc)公式:bc=ab·sinβ

式中:ab為斜距,β為坡角。

(3)岩層厚度(h)的計算:在實測剖面中,當導線斜交岩層走向時,計算岩層厚度應使用如下公式:

h=L(sinα·coβs·sinγ±cosα·sinβ)

若當導線垂直岩層走向測量時,其計算公式:

h=L-cosα

式中:L為斜距;α為岩層傾角;β為地形坡角;γ為導線與岩層走向間夾角;當地面坡向與岩層傾向相反時用「+」號,相同時用「﹣」號。

上述幾項參數,除h以外,均屬野外填寫在剖面數據計算表中的數值(表3-2)。

2.計算器計算岩層厚度

現用CASIOFX-180P計數器編程計算岩層厚度(以下內容,MODE、0、4 等表示計算器上的不同按鍵)操作步驟如下:

按MODE 4顯現DEG,表現指定以「°」為角度單位。按MODE 0 顯現LRN和P1P2,表示允許寫入程序狀態。按MODE0 P1顯現P1,表示指定所寫入(或讀出)的程序寫在(或讀出)P1程序組。

輸入以下程序,其中程序中的10、30、40、45、120分別代表斜距、坡角、傾角、方位角和傾向。輸入程序時逐一按如下鍵:

區域地質調查工作方法

數字顯示5.3,按MODE·

表示已輸入P1程序組,可進行厚度計算。例:某岩層斜距35m,坡角40°,傾角40°,方位角85°,傾向90°。將以上數據輸入計算程序的步驟:將斜距、坡角、傾角、方位角及傾向的數據按次序逐一輸入計算器,每輸入一個數字要接著按一下ENT鍵:35ENT 40ENT 40ENT 85 ENT 90 ENT,顯示:28.6

需要繼續計算,可先按P1鍵,接著按順序輸入數據即可得出岩層厚度。如:20ETN 0ENT 40EN 9T0ENT 92 ENT,顯示:12.8。

若要層的累積厚度,則按MR 鍵,顯示41.4為累計厚度。以此類推,直至計算出整個剖面的分層厚度和累積厚度。

3.剖面計算表

為使計算有條不紊的進行,計算前需將相關參數數據填入表內,按表中順序進行,這樣不易出現混亂,也便於檢查驗證(表3-2)。

(三)實測剖面圖的繪制

實測地質剖面圖是在地形剖面上表示地質體產出狀態和地質構造形態的一種圖件。實測地質剖面的成圖方法有總導線投影法、分段投影法和展開法。本書僅介紹總導線投影法。

總導線投影法的優點是便於導線平面圖和實測平面圖的對比,作圖簡便。在分導線變化不大的前提下,生產單位多採用此法。

實測剖面圖的繪制的缺點是地形被歪曲而變陡,剖面上岩層厚度多為視厚度。

實測地質剖面圖按下列步驟方法完成:

1.導線平面圖的繪制

(1)實測剖面總方位。求剖面總方位方法有兩種:①作圖法:在厘米紙(透明厘米紙上方為北)上的左側任取一點0,按0—1導線的方位角,從0點作一射線,在射線上按比例截取0—1 平距的線段(用直尺量取,下同);再以點1為原點,又根據1—2導線的方位角(用器角器量取,下同)作一射線,按比例在射線上截取1—2平距的線段,以此類推,直到剖面終點。將0點與終點作一連線,此連線的方位,就是剖面的總方向。②計演算法:求出各分導線方位的平均值,作為總導線方位。

(2)導線平面圖。以上述2種方法之一求出的總導線方位作為厘米紙的橫坐標(水平基線).將野外實測的各分導線水平距繪出導線平面圖,並把各種地質要素,標定在相應的位置上。事實上它相當於一幅路線地質圖。

表3-2 實測剖面計算表

(引自選盧元等,1987)

需要說明的是從理論上講,導線平面圖上的起點0與終點應在同一水平線上。但是,若直接畫圖(作圖產生誤差),這兩點一般不易在同一水平線上。而採用透明紙作圖法就能消除這種誤差,因圖是在透明厘米紙上作的,只需將此圖上的起點0到終點的連線與導線平面圖上選取的基線重合,並將此圖上各分導線的端點,用針刺於導線平面圖上,再在導線平面圖上將各針刺點繪出就消除了作圖誤差的影響(圖3-2,3-3)。

圖3-4 實測剖面地層柱狀圖格式

2.編制方法

制圖關鍵是按比例尺在設計好的圖框內,畫出岩性柱內容。具體做法是:首先將剖面各分層的厚度累計,按比例尺計算出岩性柱的總長度,然後按比例畫出各分層面的接觸關系和相應的岩性花紋,對化石、礦體須用相應符號,標示在岩性柱中,最後填寫地質年代、岩性描述、礦產、備注各欄相關內容,寫上圖名、比例尺和圖例等(圖3-4)。

值得指出:①如果厚度很大、岩性又單一時,可用省略符號截短表示;②分層最小厚度一般規定為該圖比例尺1m m所代表的厚度,若小於1mm 厚度的內容要並層表示,對特殊的礦層或標志層允許誇大表示。

⑶ 實測剖面方法與技術

1.實測剖面的質量要求

實測剖面是指在踏勘選定的某一地段內,沿一定方位實際測量和編制地質剖面圖的過程,是對剖面通過區地層時代、層序、岩性特徵、厚度、古生物演化特徵、含礦層位和接觸關系等進行綜合研究的手段。在實測剖面工作中,凡是剖面線所經過的所有地質現象都要進行觀察描述;各種地質數據和資料都要進行測量和收集;所涉及的地質問題都要詳細進行研究。包括沿剖面線的地形變化;各時代地層的岩性特徵及厚度;古生物化石層位及所含化石的種屬特點;地層的接觸關系;系統採集岩石標本及化石標本,採集各種分析樣品等。

剖面實測多用導線法,對於極短的剖面可用直線法。

為了使實測剖面順利而有效地進行,選擇好剖面線的位置是很重要的。選擇剖面線有以下幾點要求:①剖面線要通過區內所有地層,即在剖面線最短的情況下,通過的地層越全越好。剖面線應盡可能垂直於地質體走向。有時一條剖面不能包括所有地層,這時可分幾個剖面進行測量,然後綜合成一個連續剖面。所測每一時代地層最好要有頂面和底面,選擇發育好、厚度最大的地段,以解決地層問題和建立地質填圖單位為目的的剖面,最好選擇構造比較簡單,盡可能不受斷層、褶皺及岩體干擾的剖面。如果以解決構造問題為主,所選剖面應反映測區的主要構造特徵,剖面線要垂直主要的褶皺軸線和斷層走向。②剖面線經過地段露頭要好,盡可能選擇連續山脊或溝谷。避開障礙物,減少平移。為使制圖整理方便,剖面線盡量取直,避免拐折太多。③根據對剖面研究的精度要求,確定剖面比例尺。在實測剖面過程中,凡是在剖面圖上能表示1mm寬度的岩性單位都要劃分出來,而有特殊意義的礦層、標志層等,即使在圖上表示不足1mm,也應放大至1mm誇大表示。④剖面的起點與終點應作為地質點,標定在地形圖上。

各岩類實測剖面的目的任務具體說明如下:

沉積岩區剖面 測制目的是了解沉積序列的岩石組成和結構、劃分地層、建立填圖單位。要求在剖面上進行詳細分層,逐層進行岩性描述,對於顯旋迴性的地層還要運用基本層序的調查方法進行分層觀察和描述,系統採取岩礦、岩相、岩石地球化學樣品,逐層尋找和採集大化石和按要求採集有關微體化石樣品,必要時採集人工重砂、粒度分析、古地磁樣等,用宏微觀相結合的方法研究地層中的各種地質特徵、合理劃分岩石地層單位和年代地層單位,視具體情況進行生物地層、年代地層、生態地層、事件地層、層序地層、旋迴地層、氣候地層、化學地層和磁性地層等多重地層劃分對比研究,為路線地質填圖打下基礎。

侵入岩區剖面 測制侵入岩剖面最主要的任務是詳細劃分侵入體,建立侵入岩地質填圖單位。研究岩體的同源性和演化序列,並進行單元和超單元歸並,確定侵入時代及其演化關系,研究就位機制;對異源岩漿演化(漿混岩)序列的侵入體,要在岩漿混合、分異、演化、就位機制的研究基礎上,進行合理的填圖單元劃分,異源岩漿演化序列侵入體填圖單位的確立是個新課題,要在填圖實踐中不斷總結完善,暫時可採用「漿混體」「漿混單元」「漿混單元組合」;對造山帶區經過強烈構造移置拼貼的無根侵入岩,要實事求是地進行侵入岩的構造岩片、超岩片劃分。在侵入岩剖面上應詳細研究侵入體的各種基本特徵並系統採集岩礦、岩石化學和地球化學樣品。選擇代表性侵入體採集同位素年齡測試樣品。

火山岩區剖面 測制目的是精細劃分火山地層,建立火山地層填圖單位和火山岩相填圖單位。在研究劃分火山岩和沉積夾層的基礎上,結合火山地層的結構類型,劃分岩石地層單位和火山噴發旋迴、火山噴發韻律,建立地層層序,確定火山噴發時代。查明火山岩岩石的礦物成分、岩石化學和地球化學特徵、岩石類型、結構構造、產狀、厚度、接觸關系、空間分布及其變化規律。依據火山岩岩石礦物特徵和結構構造特徵以及火山地質體的產出形態與分布,劃分火山岩相類型。研究各種火山岩形成的地質環境或大地構造背景。查明與火山活動有關的構造特徵。結合火山岩岩性、岩相資料,研究古火山機構,重點研究的火山機構必須測制「十」字型岩性岩相剖面。探討火山作用與區域構造及成礦的關系。在剖面上應系統採集岩礦、岩石化學、地球化學樣品,在沉積夾層中要注意尋找大化石或採集有關微體化石樣品,有選擇地採集同位素年齡測試樣品。

變質岩區剖面 測制目的是確立變質岩構造—地(岩)層或構造—岩石填圖單元,劃分變質相系、變質帶和區分不同的構造變形域。淺變質的沉積岩和火山沉積岩原則上分別按本節1)、3)要求進行,但應注意研究變質—變形作用的特徵及其相互關系。對中深變質岩,要查明變質岩石(包括變質構造岩)的礦物成分、結構構造、岩石類型及主要變質岩的岩石化學、地球化學以及變形特徵,恢復原岩;研究變質岩的原岩建造類型;探討其形成的大地構造環境,以及變質作用和成礦作用的關系;查明不同變質岩石類型的空間分布以及它們之間的接觸關系並建立序次關系;查明變質變形作用特徵類型、劃分變質相帶和相系,研究其期次、時代及其相互關系,探討變質作用發生、發展的地質環境;根據變質作用、變形作用的特徵及其復雜程度以及岩石類型,劃分構造—地層單位、構造—岩層單位、構造—岩石單位,分別建立地(岩)層序列和變質岩層構造疊置序列,並研究其新老關系和岩石單位的熱動力事件演化序列。

第四紀堆積物剖面 測制目的是查明第四紀堆積物種類、物質成分、厚度、成因類型、接觸關系和分布范圍。研究第四紀堆積物與地貌條件的關系,根據物質成分及其所處的地貌部位劃分填圖單位,建立堆積層序;調查第四紀可能賦存的礦產、古風化殼、古土壤和古文化層;研究各類第四紀堆積物形成時期及其與年代地層的對應關系;研究與工程有利和不利的第四紀堆積物、地貌、新構造運動和現代動力作用。調查第四紀堆積物中蘊藏的近代古氣候、古環境變遷史;對第四紀和現代氣候敏感帶、不同氣候—生物組合交界帶、地殼活動帶、外動力高強度作用帶(江、河、湖、海岸帶與邊坡)、人為活動強烈頻繁地帶的第四紀堆積區都應進行重點綜合調查。要求在剖面上詳細分層,逐層描述並系統採集各類樣品,如孢粉樣、微古動物樣、古地磁樣、地球化學樣、熱釋光、光釋光、電子自旋共振、C14同位素年齡等測試樣品。

構造混雜岩剖面 測制目的是進行基質和外來岩片(塊)的劃分、對比研究,對基質的劃分研究可據基質的變質程度不同分別採用本節的1)、3)、4)要求進行;對基質中的外來岩片(塊)可視規模大小分別進行構造微岩片(塊)和岩片(塊)劃分,建立構造混雜岩區的非史密斯地層填圖單位。選擇有代表性的岩片進行物態(物質組成)、時態(時代確定)、相態(沉積相)、位態(原生大地構造環境,如洋脊、弧前、弧後、島弧、前陸等構造古地理部位恢復)、變形和變質歷程調查。通過對構造岩片四維裂拼復原分析研究,探討造山帶形成、演化歷程和現今三維物質組成與結構。要求在剖面上要按微岩片和岩片對內部物質組成逐層詳細描述,採集岩礦、古生物、岩相、構造定向、岩石地球化學、粒度分析等樣品,選擇代表性岩片採集同位素年齡測試樣。特別要注意岩片(塊)與基質之間、岩片與岩片之間(在構造混雜岩中,岩片與岩片常常直接以斷裂帶接觸)接觸關系(斷裂)特徵性質的填圖。

2.實測剖面的技術規定

1)實測區每幅圖每一個地層單位至少有1~2條實測剖面控制;修測區對原有的實測剖面在檢查的基礎上選擇具代表性的或有重要意義而出露好的剖面進行重測或補測(含建組剖面、層型剖面),重測或補測的剖面數應占原有剖面的1/3~1/2;修測區應在深入研究前人成果基礎上,有針對性地進行重測、補測或新測;若已有符合質量要求的實測剖面,可部分或全部引用。凡是新建的地層單位,不論是那一類區都要新測制層型剖面。

2)剖面線通過的具體位置,要注意露頭的連續性是否良好,一般要求剖面露頭大於60%,為此應充分利用溝谷、自然切面和人工採掘的坑穴、壕渠、鐵路、公路兩側的崖壁等,作為剖面線通過位置。第四系平原區如無天然或人工挖掘剖面,可布適量淺鑽取心建立剖面柱。淺鑽數量以控制全填圖區內第四系成因地層類型為宜。實測剖面線方向基本垂直於地質體走向(如地層走向、中深變質岩區域性面理走向、混雜岩中多數岩片定位優選走向等),一般情況下兩者之間的夾角不可小於60°。

3)當露頭不連續時,應布置一些短剖面加以拼接,但需注意層位拼接的准確性,防止重復和遺漏層位。最好是確定明顯的標志層作為拼接剖面的依據。如剖面線上某些地段有浮土掩蓋,且在兩側一定的范圍內找不到作為拼接對比的標志層,難以用短剖面拼接時,應考慮使用探槽或剝土予以揭露。特別是當推測掩蓋處岩性有變化,或產狀、接觸關系和地層界線等重要內容因掩蓋而不清時,必須使用探槽。

4)穩定克拉通地區或被動陸緣不受構造移位混雜的沉積、沉積—火山岩地層剖面所測制的填圖單位(群、組)必須頂、底齊全,與下伏和上覆地層的接觸關系清楚,所測地層單位的內部層序齊全、清楚;造山帶構造混雜岩區的非史密斯地層剖面上的填圖單位岩片之間或岩片與基質之間由於均是構造界面,要求所測制剖面內的各種重要界面和剖面的頂底無掩蓋,接觸關系清楚。

5)詳細逐層記錄岩性、岩相、構造,以及各類樣品的採集、照相、素描等內容。

6)實測剖面丈量記錄表及計算表要詳細記錄導線號、導線方位、導線長度、坡度、分層號、分層斜距、各類面理(岩層、沉積交錯層前積紋層、構造置換面理、岩漿岩流面、斷層面等)、線理(各類構造線理、岩漿岩流線等)產狀及測量位量,各類樣品采樣位置、照相或素描位置等。室內資料整理要完成計算表中要求的各項計算。

7)實測剖面圖和柱狀圖製作:一般要求沉積岩、沉積—火山岩(含淺變質的沉積—火山岩)要製作實測剖面圖和柱狀圖:第四系堆積物如為水平岩層(傾角小於5°)可只製作柱狀圖:中深變質岩、侵入岩和造山帶區構造混雜岩一般只要求製作實測剖面圖,該類地質體的部分填圖單位視綜合研究要求可製作柱狀圖。

⑷ 實測地質剖面的一般程序、內容和工作方法

實測地質剖面的測制,一般分為野外工作和室內整理兩個階段。

( 一) 實測地質剖面的准備工作

在正式開展實測地質剖面工作之前應做好充分准備,以便協調、快速、優質地完成該項工作。准備工作的內容包括實測地質剖面的目的與方法的業務准備、人員分工、材料工具的准備等。

1. 業務准備

事先應對實測地質剖面的有關內容進行學習,聽取實習教師有關實測地質剖面的講課,在路線踏勘的基礎上,選擇可供實測的剖面位置,確定測制的比例尺。

2. 人員分工

學生以小組為單位,一般 5 ~6 人為宜,具體分工和主要任務如表 5-1 所示。

表 5-1 實測地質剖面人員分工簡表

上述人員分工可視具體情況適當變動和調整,以不遺漏各項工作,每人工作飽滿且工作協調一致為前提。在剖面測制過程中,可能出現各項工作忙閑不均的情況。如地質觀察員、記錄員較忙,前、後測手較輕閑等。地質觀察員要發揮全組人員的積極性,做好調度和協調工作,切忌各行其是。對於某一地質問題可能有不同認識,在一時難以取得統一認識之前,以客觀、真實反映為前提,先按某一種意見暫定,事後再作深入探討或請指導教師幫助解決。為了實踐能力得到全面鍛煉,在完成本人所分任務的同時,應積極了解和熟悉其他人員不同分工的工作內容。工作進行一段以後,各不同分工應進行適當輪換,使每個學生都有實踐的機會,都能勝任測制剖面中的各項工作。

3. 工具、材料

為了保證實測地質剖面工作的順利進行,對剖面測制過程中所需的有關資料、工具、材料,按人員分工分別准備和攜帶,以便到野外就能有條不紊地開展工作。各組一般應配備地形圖 1 幅,羅盤 3 個,地質錘 1 把,測繩 ( 皮尺) 1 條,鋼捲尺 1 個,記錄本 1 本,三角板 1 付,半圓儀 1 個,圖板或講義夾 1 個,繪圖紙 ( 方格紙) 1 ~2 張,實測剖面記錄表 5 ~10 張,鉛筆 3 支,膠布 1 卷,標本簽 1 本。

( 二) 實測地質剖面的工作內容和方法

1. 實測地質剖面位置的初步選擇

通過路線地質踏勘,對填圖區的地層、礦產、構造、地形地貌等已經有了概略的了解,實測剖面位置選在哪裡應該已經有了一定的考慮,大體位置基本可以確定下來。為了使實測地質剖面工作順利進行,提高工作效率並達到質量要求,在正式實測之前,一般應進行比路線踏勘更加詳細的觀察,如剖面通過的地點、導線方向,地層的岩性、層序、化石層位、標志層、接觸關系、構造形態,確定分層界線點並樹立標記。對於實測構造剖面,則應對各種構造形態的要素、特徵及其確定依據和相互關系進行觀察。為了加深印象供實測時參考,可作信手剖面。

2. 導線的布設與工作內容

由於地形地質條件復雜多變,實測地質剖面的目的、要求不同,因此實測的方法也有多種,如直線法、網格法、導線法等。其中,導線法多為生產部門所採用。所謂導線法,系指按既定剖面的方向,隨著地形起伏連續實測,在平面上為一反復轉折的導線。它的優點是可以適應多種變化的情況,野外測制方法簡單易行速度快。其缺點是剖面為非直線時作圖麻煩,精度較其他方法稍差。

( 1) 導線布設原則

採用導線法進行實測地質剖面時,首先必須進行導線布設。導線布設應遵循實測地質剖面的選線原則,具體應注意以下三個問題:

◎ 所有導線應盡可能沿同一方向,並垂直於主要地層走向或主要構造線方向,若因某些因素使導線必須轉折,但轉折應盡量減少,且總體導線方向 ( 導線起終點相連) 要保持與主要地層 ( 或主要構造) 走向垂直,單一導線與地層走向線的銳夾角不小於 60°。

◎ 每條導線的端點 ( 導線點) 應布置在地形起伏變化處,同一導線之內的地形坡度要基本穩定。當地形明顯變化時,一定要設點控制變化的地形。此外,導線點不一定是地層的分界點,但為了統計和作圖的方便,在有條件統一時應盡量取得一致,而不能以地層或構造分界作為確定導線點的依據。

◎ 導線通過的地段,一般應是露頭良好、各種地質現象明顯、通行條件好的地段。如果重要地質現象不清楚而需要人工加以揭露,且揭露後仍不能得到連續剖面時,可採取沿地層某一界面走向平移導線的方法,但平移距離不宜過長,一般控制在 20 ~30m 以內。當導線平移時,一定注意沿地層某界面走向平移,而不是垂直導線方向平移,這樣才能保持地層的正常層序,不致因導線平移而使地層重復或缺失。

( 2) 導線上的工作內容

導線法實測地質剖面,是剖面測制小組集體的成果,其工作內容是由組成人員在明確分工的前提下,由個人完成。導線上應完成的工作內容,統一反映在 「實測地質剖面記錄表」中 ( 表 5-2) 。現將導線上的工作內容,即實測地質剖面記錄表中各項內容的取得及其有關問題敘述如下:

表 5-2 實測地質剖面記錄表

導線號 以剖面起點為 0,地形變化的第一個點即第一測繩終點為 1,導線號記錄為「0—1」; 第二測繩起點 1 至第二測繩終點 2,導線號記錄為 「1—2」; 其餘類推。

導線方位角 指每一條導線前進方向的方位角。如 0—1 導線的方位角,就是後測手由 0 點對前測手 1 點測讀的方位角。如果所有導線的方位角都相等,剖面線則為一條直線; 如果各導線的方位角不等,則剖面線為折線。導線的方位角由前、後測手提供,為了保證所測方位角數值的精度,最好採用前、後測手對測。當讀數相差 180°時,說明所測方位角准確,以後測手的讀數填入表中。如果雖經多次測讀,前、後測手的讀數仍有一定誤差時,取其最接近的一組讀數將其誤差平均分配,作為後測手的讀數記入表中。

導線斜距 導線斜距是指導線起、終點間沿地表的長度,一般採用以 「米 ( m) 」作為計量單位。為使測得的導線斜距准確,前、後測手應事先對測繩或皮尺進行檢查,檢查測繩 ( 或皮尺) 是否完整無損。後測手一方的刻度應為 0,當前、後測手身高大體相同時,手放在同一位置 ( 如放在肚臍處) 拉緊拉直測繩,這時測繩所讀長度因平行且等於地面斜距,所以其讀數即為導線斜距; 如前、後測手身高相差較大,可調節拉測繩手的高低,使其測繩與地面平行,這時導線斜距的讀數是由前測手向記錄員報告。

分層斜距 同一導線內不同岩性的分界點在導線上的距離,稱分層斜距。同一條導線上各分層斜距之和,等於該導線的導線斜距。當同一岩性分層分屬二條導線時,應分別量測。

對於實測地層剖面,屬於下列情況之一者,可量測分層斜距: ①按實測地層剖面比例尺的精度要求,分層厚度在圖上等於或大於 1mm 的單層; ②岩石顏色或成分顯著不同;③岩石的結構、構造 ( 如碎屑岩的粒度、層理、岩石單層的厚度) 有明顯變化; ④岩性不同、厚度不大的岩層有規律地重復出現時,可作為一套互層,如果厚度差異較大,則將薄層視為這一大層中的夾層。分層斜距分別量測其互層或大層斜距,其特點應敘述在文字描述欄內; ⑤標志層、化石層,以及礦層或其他分布廣、在地質研究中具有意義的薄的岩層應獨立分層,如果表示在剖面上它們的厚度小於 1mm 時,在繪圖時可誇大,按 1mm表示。

坡度角 導線經過地段的地面與水平面之間的夾角,稱該地段的坡度角。它以導線的前進方向為准,仰角為正,俯角為負。

地層產狀及產狀位置斜距 地層產狀一般只量測傾向和傾角。具體多遠距離測量一個產狀無具體的規定,一般在產狀有變化、不同時代地層分界的上部和下部地層,以及斷層的兩盤、褶皺的兩翼、樞紐傾伏端等部位一定要測量產狀。為客觀地反映構造形態,准確確定地層厚度,避免作圖及研究剖面時產狀數據不足,在剖面實測過程中應盡量多地測量產狀,以防止由於少測而再次補測,如果整理時,發現產狀過多,可以捨去不必要的產狀。

產狀位置斜距是指沿導線測量產狀的地點與該導線起點間的斜距。當導線經過的地段產狀不宜直接測量時,可在導線的旁側測量,但不宜過遠,它的產狀位置斜距是將測量產狀的位置沿岩層走向 ( 或斷層走向) 平移到導線上讀其斜距。

分層號 從剖面起點開始,對實測各岩層的分層由 1 開始順序編號。如某一分層在前一條導線中已經測過一部分並編了分層號,第二條導線中續測的部分不應再另編新號,應採用前一導線的編號。

畫剖面草圖 它是在剖面實測過程中邊測邊作,當剖面實測完畢後草圖即告完成。剖面草圖是依據實測的各種數據,按照規定的比例尺,由起點到終點,將地形起伏、導線編號、斜距、分層界線、產狀、標本位置及其編號等標於圖上的一份供剖面記錄整理和正式作圖時參考的圖件。剖面草圖不同於正式實測地質剖面圖,它既有比例尺的限制但又不很嚴格,而且具有一定的示意性和靈活性。如岩層傾角可用真傾角直接作圖,岩性符號也不一定都填滿,斜距和平距不一定嚴格換算等。有時為了加深印象,補充記錄表格中的一些不足,也可標注一定的文字或放大局部剖面進行詳細素描。

製作剖面草圖,有著一定的意義。如在不影響整體剖面質量的情況下,有時對於一些微小的地形變化在布設導線時不予考慮,有時卻是反映岩性、構造等一些重要標志,在這種情況下,如在剖面草圖中表示出來,可在正式作圖時可據此進行修正,防止由於人為作圖而失真。又如在考慮作圖方法時能使圖面布局合理,幫助回憶野外情況,糾正記錄錯誤,幫助小組討論研究問題等許多方面,都有著不可低估的作用,特別是對於初學者來說尤為重要。

剖面的起、終點要准確標定在地形底圖上,用直徑 2mm 的小圓圈表示,圓心為其具體位置。在一般情況下,剖面的起、終點往往是確定剖面總方向的依據,起、終點連線應和剖面的總長度相等。剖面的起點到終點的方向一般應是岩層的傾斜方向,即地層由老到新的方向。這種測制順序對於熟悉地層層序,判斷地質構造,建立地質演化等方面都有一定的作用。

3. 實測地層剖面的野外校核

實測地質剖面測完後,應進行野外校核。野外校核的主要內容包括地層劃分、岩性特徵描述的准確性,以及主要地層分界、特殊岩層的厚度和位置、構造形態、岩層產狀等進行檢查; 對於地面坡度、斜距和方位角等數據,針對可疑點進行部分抽查。檢查時要把文字記錄和剖面草圖結合起來,經過核查達不到質量要求的應考慮局部或全部重測; 如果檢查無誤或經過核審已作了改正,就可以結束實測地質剖面的野外工作,轉入剖面的原始資料整理和圖件的編制階段。

⑸ 地層剖面的野外施測

測制地質剖面的方法較多,這里介紹生產單位最常用的一種方法— 半—儀器導線測量法。

(一)實測剖面的技術要求

(1)實測剖面線的方位盡可能垂直岩層或主要構造線走向,一般情況下二者之間的夾角不能小於60°。

(2)在滿足實測剖面任務的前提下,剖面線一般要取直、少拐彎或不拐彎,必須拐彎時,角度也不宜過大。

(3)當沿剖面線露頭不連續時,可布置一些短剖面加以拼接,但需要注意層位拼接的正確性,防止地層的遺漏或重復。最好同時繪制構造剖面素描圖,標明各段剖面中不同層位岩層的對應關系,或者確定明顯的標志層作為拼接剖面的依據。

(4)當剖面上有較厚浮土掩蓋,兩側一定范圍內又無明顯標志層對比,難以用短剖面拼接(或平移剖面導線)時,應動用剝土或探槽等輕型山地工程給予揭露。

(5)岩層產狀平緩的地層剖面,宜在陡崖處布置;若有鑽探資料應充分地利用,以便了解地下的隱伏層位。

(二)實測剖面的人員分工及任務

半儀器導線測量法是一種用地質羅盤測量導線所跨越的地形坡度角,用測繩或皮尺丈量剖面斜距的導線測量方法。參測人員一般需要4~5人,並要分工和密切合作。具體分工如下:

測手2人(前、後測手):主要任務是拉測繩(皮尺,下同)、測方位及地形坡度角,丈量長度。

觀測員2人:主要任務是選點、量產狀、采樣本。即先將導線上所跨越的坡度轉折點、地層分界點、岩性分層點、構造點等劃分出來;再測量各類產狀要素、採集標本、觀察岩性和尋找化石等。

記錄員1人:主要任務是將各種實測數據記錄在剖面登記的表格上,對岩性和地質現象描述和繪制信手剖面圖(地層剖面草圖)。

(三)實測剖面的測量方法

工作開始時,後測手站立在起點0上(圖3-1),持測繩或皮尺零點一端,前測手持測繩或皮尺的另一端行進至選好的一點(即第一導線的終點)上。然後,兩測手將測繩或皮尺拉直,前測手讀出測繩上的長度距離,並將數據報告給記錄員登錄,該導線長度記為該導線斜距。接著兩測手相對,測出導線方位角和地形坡度角並相互校正,且以後測手所測數據為准,由後測手報給記錄員登錄。記錄員的工作是隨時登錄所取得的各種數據資料,填寫實測地層剖面登記表(表3-1),詳細描述岩性特徵,繪制信手剖面圖如圖3-1。

(據盧選元等,1987,有修改)

5.高差

前後兩點的高程差是根據斜距和坡度角計算出來的。自0點起至每點都要計算出累積高差。

(五)實測地層剖面地質觀察內容及描述記錄

在剖面測制中,每一導線間的岩層岩性、產狀、接觸關系、節理、斷層、褶皺等各種構造要素以及礦層、標志層等都要認真觀察並記錄在野外記錄簿內。記錄描述應實事求是、准確反映野外地質體的客觀事實。

具體記錄時,首先要把地質界線出露的實際位置記錄下來,如:6—7導線10m 處為黃貫組(C1h)與青塘組(C2q)分界,然後描述岩層的岩性特徵層間接觸關系,如:二者接觸關系為平行不整合。

岩性特徵分層描述先說明地層代號和岩石名稱,再分基本描述與補充描述兩部分。基本描述的順序是:顏色、結構、構造、成分、名稱。例如:某岩層描述為淺灰色中厚層條帶狀泥質灰岩。補充描述說明變化特徵,其內容包括風化特徵、層面及層間結構構造、化石保存狀態特徵等。如:上例補充描述顏色為灰綠至黃灰色,條帶寬1~2cm,風化層富含泥質的條帶,層面凹凸不平。觀察的岩石顏色要以新鮮面本色為准。

岩性觀察描述要注意識別岩石的基本礦物成分或碎屑成分,特別是生物碎屑成分以及能夠反映沉積或成岩環境的特殊成分,如:海綠石、磷質、鐵質、錳質結核、鈣結核,鹽類礦物等的分布狀況和數量。要注意觀察描述岩石結構、構造特徵,如:碎屑顆粒的粒度、形狀、磨圓度、分選性,化學結晶或重結晶礦物類型等。對宏觀的沉積-成岩構造,包括「層」的形態、層理類型、單層厚度,各種交錯層理,各種變形構造,原生與次生孔洞、生物潛穴,層頂面的波痕、泥裂、生物遺跡,層底面的各類印痕、印模等均須全面觀測描述。

古生物特徵的描述對岩層中所含化石的種類、個體形態、豐富程度、保存狀況、分布態勢、岩性及沉積構造的關系,是否為原地埋藏以及化石採集點的層位等都要詳細觀察描述。

接觸關系的描述包括地層的整合接觸關系與不整合接觸關系(角度不整合和平行不整合)。它是地殼運動最直接、最綜合的表現,是確定地殼運動及其性質的重要依據。地層不整合接觸說明兩套地層間存在著一個間斷界面,要觀察其形態(平整、起伏的),上、下地層是否相交,接觸面上有無底礫岩或古風化殼、古土壤,接觸面上下是否存在不同的構造變形強弱程度和不同時期,不同特點岩漿活動和變質作用及鄰近接觸面的上、下地層的時代並對上述現象和認識加以描述和闡述。

產狀要素的記錄產狀要素是指地質體的走向、傾向、傾角、側伏、傾伏;野外要測地層、節理、斷層、礦脈等面狀地質體的傾向、傾角。對褶皺要素(如軸面、翼部)需測量其產狀要素。對線理或樞紐要測量側伏、傾伏。測量產狀時,必須選取有代表性的界面,讀出精確數據。值得強調的是,在野外要避免使用測量幾個產狀取其平均值的現象發生。

素描與數碼照相野外對地質現象進行素描和數碼照相是記錄、描述的重要補充手段,有些地質現象用許多文字進行描述,往往不如一幅素描圖或一幅照片更能直觀的說明問題。素描圖和數碼照片要進行統一編號,並記錄它們的具體位置和鏡頭朝向(如攝於導線1—230m處,鏡頭朝東攝),以防造成混亂。不管是素描圖還是數碼照片都應在其上放一參照物(如放大鏡、地質錘或鉛筆),由此知其規模大小。

(六)實測剖面的標本樣品採集和編錄

實測地層剖面需要進行較系統的采樣。采樣的種類和數量取決於地質情況和技術經濟條件等綜合因素。常採集的標本和樣品有:岩礦陳列標本、岩礦鑒定標本、古生物鑒定標本及岩石定量光譜分析標本,有時還需採集人工重砂,化學分析、電鏡掃描、岩組分析、差熱分析、古地磁及同位素測年等樣品,這些樣品的數量及採集量均要滿足設計書的要求。

標本樣品採集後要及時編號、記錄採集位置和包裝。

標本樣品編號的原則:以樣品種類的漢語拼音第一個字母標放在編號首位;以羅馬數字代表剖面編號放在第二位;以阿拉伯數字代表標本樣品取自某一分層的分層號,放在第三位。如編號b-Ⅰ-3-2,表示這塊薄片標本是采自Ⅰ號實測地層剖面上第3分層的第2塊標本。

各類標本樣品的代號(漢語拼音字母)在《1:5萬區域地質調查規范》中均可查到,在本書的附錄(見表Ⅰ-7-1)中亦有介紹。

現將實測剖面或在區域地質填圖中對所需採集標本、樣品的採集技術要求和方法介紹如下。

1.岩礦陳列標本

岩礦陳列標本是為了再現工作區的岩石、礦物面貌特徵而採集的。它包括各種有代表性的地層、岩漿岩、變質岩、礦物、礦石、構造等標本。其中,標本規格一般是3cm×6cm×9cm(厚×寬×長),對單礦物標本規格大小不限,以能反映該礦物特徵為目的。

陳列標本一般存放於本單位資料庫或陳列館中,供野外現場驗收查驗。

2.岩礦鑒定標本

在野外不能准確定名的岩石和礦物,為了解岩石礦物的組成成分、結構構造、礦物組合特徵而採集的標本,稱為岩礦鑒定標本。須採集規格為2cm×5cm×8cm的標本,將標本送達實驗室磨(切)製成薄片或光片進行鑒定。岩礦鑒定標本有以下兩種:

(1)岩石薄片鑒定標本

在實測地層剖面中,應按岩層層序系統採集這類標本;而對岩漿岩要按單元(或侵入體)進行采樣;對變質岩岩石類型、變質相、蝕變帶及接觸變質情況等系統採集;在不同構造帶上採集各類構造岩標本。此外,在地質填圖過程中發現的特殊岩石類型,也應採集薄片鑒定標本。

(2)礦石光片鑒定標本

在工作區選擇礦石結構構造、礦石共生組合、礦脈穿插期次、礦石與圍岩關系等方面有代表性的礦石標本(規格不限)將標本磨成光片,供礦相學研究的標本,稱為礦石光片鑒定標本。

送檢標本上應用紅筆劃出切片部位及其范圍,須留副樣,以便核對鑒定成果。同時可比照鑒定結論,提高野外人員對標本的肉眼鑒定能力和統一命名術語。

3.岩礦光譜分析樣品

採集岩礦光譜分析樣品是為了研究岩石或礦石的微量元素特徵,及時發現岩石和礦石中各種元素含量變化及礦體的原生分散暈,以便指導普查找礦工作

在實測地層剖面、岩體剖面、變質岩剖面時,應對各類岩石進行系統取樣。在礦產普查工作中要按一定測網全面系統採集光譜樣品,以便發現礦體的原生分散暈。在地質填圖工作中對一些特殊岩性或可能含礦岩石也應採集光譜樣品。光譜鑒定樣品要求樣品新鮮,重量大於200g。光譜分析樣有全分析、簡項分析兩種。全分析一般適用於各類剖面中系統樣品採集研究,或工作開始時對工作區進行地球化學特徵研究。其分析項目包括:Be、As、B、P、Sb、Ge、Ta、Al、Mn、Pb,Sn、Mg、Si、W、Ga、Yb、Nb,Fe、In、Bi、Ti、Mo、V、Y、Li、Cd、Cu、Ag、Na、Zn、Zr、Co、N i、Sr、Ca、K、Cr、Ba等元素。簡項分析是在礦產普查工作中或對岩石的含礦性進行研究時採用,其分析項目可依據需要而選擇(見表6-3)。

4.硅酸鹽分析樣品

硅酸鹽分析樣又稱岩石全分析樣。它是為了全面分析岩石的化學成分,研究地質體的物質組成及物理化學變化而採集的。一般用在岩漿岩、火山岩及深變質岩的剖面研究,有時也應用於沉積岩。採集的樣品一般要求是未風化、未蝕變極為新鮮的原岩。采樣方法常用揀塊法,樣品重量約為2kg。實際工作中往往將岩石化學成分的研究與岩石礦物成分及微量元素,甚至與重礦物的研究相結合進行。因此,在硅酸鹽分析樣樣品採集的同時,應採集岩礦鑒定、岩礦光譜、陳列標本和人工重砂樣等。主要分析項目為:SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、H2O 等,有時還分析P2O5、ZrO2、CrO3、NiO、BaO、SrO、Li2O、F、Cl、S、CO2等項目(見表6-2)。

5.化學分析樣品

化學分析樣品是為了分析礦石中的化學成分,確定有用組分及有害組分的含量,確定礦石質量和區分礦體與夾石或圍岩的界線,評價礦床的工業意義。取樣方法、要求及分析項目視礦種及礦石類型不同而有專門的要求,詳見專門礦產工業要求。一般在地質調查中的礦點檢查或普查評價,採用連續揀塊法及刻槽取樣。樣品重量約2kg。

6.人工重砂樣品

人工重砂樣品用於鑒定岩石中的重礦物成分、含量、晶體形態及共生組合等特徵,從而研究岩石的含礦性、岩石成因類型、岩石對比。對於古砂礦、岩漿礦床及風化殼型礦床,人工重砂方法又是一種直接的找礦手段,並可確定其礦石品位。用於岩石學研究的樣品,一般應當是未遭受風化、蝕變、交代的新鮮岩石。采樣方法可用揀塊法、刻槽法,剝層法,樣重10~20kg。用於找礦或礦床評價的樣品,可採用刻槽法或全巷法。除採集原岩中樣品外,有時還可在風化殘積層中採取,樣重按礦物分布均勻程度不同而定,一般為20~30kg。同時還要採集岩礦鑒定、岩礦光譜及陳列標本等樣品。

7.古生物化石標本

化石標本是為了確定地層時代、劃分和對比地層,並進行沉積岩相、古氣候、古地理的研究,一般應在測制地層剖面時逐層採集。在路線調查中,應在可能保存化石的層位,注意尋找化石。野外採集的化石標本,要求盡量採集齊全,同時要注意收集古生物的賦存狀態、形態大小和相對數量方面的資料。化石應分層採集、分層編錄,並將內容記錄於剖面記錄表或記錄簿中。化石點位置應標定於地層剖面圖或野外手圖上,野外遇有完整的大型古脊椎動物化石,應先拍照、素描、進行描述和逐塊編號後再行挖掘。如果自己不能挖掘應保護現場,報請專業單位處理。在採集第四系中的化石時,如發現文物或文化遺跡,不要自行挖掘,以免損壞,應當報告文物管理部門處置。標本的規格,應視化石大小而定。在野外應對化石作初步鑒定,確定其門類,並初步鑒定到屬或種,要用棉花或棉紙將其包裝保護好,直接送達古生物研究單位,進行詳細鑒定。

8.孢粉鑒定樣品

孢粉樣品的採集是為了進行微體化石的研究。目前,這方面的研究對地層劃分和對比以及確定地層的時代都起著積極的作用。一般多用於地層較厚、動植物化石較少的前寒武紀地層及中新生代地層。採集的孢粉鑒定樣品,要選擇有利於保存孢粉的岩性。如碎屑岩中的粉砂岩、頁岩、砂質頁岩,化學沉積的碳酸鹽岩和硅質岩,含有機質的岩石,紅層中的淺色、綠色、黑色夾層,成層有序的淺變質岩系中的千枚岩或黑色板岩等。若在地層剖面中采樣,應按順序逐層採取。路線調查時,可對某些地層作適量採集。按一定的間距進行採集,原則上在有利於賦存孢粉厚度較薄的岩層中進行,在地層分界線的上下應加密採集;在不利於孢粉賦存的夾層中,可適當放寬採集,甚至可不受采樣間距限制。通常在厚約10m的單一岩層中,僅在其上下界線處各取一個樣,中部大致以相等間距取1~2個樣:在厚約100m的單一岩層中,可在上下界線處以3~5m 間距連續取2~3個樣,然後以10m 間距在中間部位採集;在厚1000m 以上、岩性基本相同的岩層中,可在相鄰層位交接處以5~10m 間距連續取3~4個樣,餘下的以30m 間距連續取樣。野外所采樣品要求岩石新鮮、未風化,樣重0.5~1kg。採集方法可用揀塊法或刻槽法。樣品應妥善保存,嚴防上下層位樣品混染。每個樣品都要用清潔、堅實的牛皮紙包裝好,或置於密封容器內。

9.煤岩鑒定樣品

煤岩樣品是為了解煤的物質成分、結構和組分含量,研究煤的成因、煤層對比標志、變質程度和工藝利用性能等。樣品應避免在斷層附近及對煤質有影響的侵入體附近採集。煤岩樣必須在新鮮露頭上採取,取樣方法可以垂直煤層連續揀塊或刻槽取樣。樣品採集後應該立即裝於備好的采樣箱內,並且妥善密封包裝好,註明頂底板及編號。採集煤岩樣的同時,最好也能採集煤的化學分析樣,以便相互驗證。

以上標本採集後,都要在記錄簿中有記錄。手圖上有準確的位置標記,所有送檢樣品要填寫好送樣單,一式三份。要將測試樣品包裝、裝箱,及時送到有資質的分析檢查單位,並要外送一部分樣品到第二單位進行復檢,確保鑒定分析質量。

10.定向標本

野外採集進行組構分析的標本應在露頭上的岩層層面、節理面、片理面、斷層面人工修整的平面等定向面上直接准確標示出其產狀要素符號(其面要求不小於20cm×20cm)和定向符號,在走向線兩端和傾斜方向頂端標明其方位和註明上、下面,然後再採下標本。需要指出的是,所有上述標繪的定向線、精度誤差不得超過1°。在定向劃線前,不得錘擊露頭使其位置發生變動。

切制定向薄片時,一般應垂直於b軸,或垂直於片理等定向結構面的走向。其目的是為了能在室內恢復其野外產狀,以便能進一步觀察和測定在野外條件下難以獲得的構造要素,如線理、劈理、擦痕及其他定向組構等,並且為岩組分析准確確定切制薄片的方位以及被測定薄片本身的產狀。

(七)實測地質剖面草圖

在施測剖面的同時,要實地勾繪實測地質剖面草圖。這種圖件不要求很精確,但要求能形象地反映地質、地形的細部特徵,它可作為室內做正式剖面圖時校核的參考資料。此圖比例尺較實測剖面圖的小(一般用1:1000),繪制在野外記錄簿的左頁,圖中岩層產狀可按真傾角標繪,其格式如圖3-1所示。

實測地質剖面草圖的勾繪方法:

(1)在記錄簿左頁的適當位置上選取一點0,按0—1導線的坡度角畫出導線0 —1的長度(斜距)確定點1的位置,並勾繪出0—1導線之間的實際地形線;

(2)根據產狀要素畫出分層界線和其他地質界線,註上導線號、分層號、岩性花紋、產狀要素和化石產出部位。以此類推,直至剖面終點。

⑹ 地質剖面的測量及制圖

測量地層剖面是了解一個地區地層組成及分布情況的重要方法。本節將系統介紹地層剖面測量的基本方法。除地層剖面外,地質剖面的測量還包括岩體剖面和構造剖面等,雖然它們反映的內容各不相同,但測量方法與地層剖面是相同的。

一、實測地層剖面的目的

實測地層剖面的目的是劃分地層,建立地層單位,確定填圖單元。根據劃分依據的不同,可以有岩石地層單位、生物地層單位、年代地層單位、磁性地層單位、化學地層單位等多種類型的地層單位。其中岩石地層單位是最基本的地層單位,任何地層間隔,都要首先毫無遺漏地劃分出岩石地層單位,岩石地層單位的「組」是地質圖的基本成圖單位。詳細研究岩石地層單位的組成、結構、基本層序是實測地層剖面工作中的重要內容。同時還必須研究古生物化石在剖面中的分布情況,以便建立生物地層單位及結合其他地質年代資料建立年代地層單位。根據地層其他方面的物質特徵,還可以建立起其他相應類型的地層單位。

二、實測地層剖面線的選擇

剖面應選擇在地層層序完整、露頭連續、構造簡單、化石豐富、岩性組合和厚度具有代表性,且易於到達的地區。除此之外,還應注意:

(1)實測剖面線的方位應基本垂直於地層或主要構造線走向,一般情況下兩者之間的夾角不宜小於60°。

(2)實測剖面的比例尺應根據規范要求及施測對象的具體情況而定。常用的比例尺為1∶100~1∶2000。由於現在的工作更加細致,常採用較大的比例尺。在剖面圖上能標定為1mm的單層,均可在實地按相應比例尺所代表的厚度劃分出來。如當比例尺為1∶1000時,出露寬度超過1m的地層體就要劃分出來。在剖面圖上小於1mm,但具有特殊意義的單位(如標志層、含礦層等),可放大至1mm表示。

(3)剖面要盡量保持完整、連續。當剖面需要平移時,最好沿著某一標志層進行平移,並在圖上註明平移方向和距離。

(4)剖面的起點與終點應作為地質點標定在地形圖上。

三、實測地層剖面的野外工作

(一)測量導線方位、導線斜距及地形坡度角

此項工作由前、後測手完成。實測剖面前,要先確定野外總導線方位。前、後測手沿這一方位延伸導線。測量時,一般採用羅盤測量導線方位和地形坡度角,用皮尺或測繩丈量地層斜距。測量後將測得的數據連同坡度的「+」或「-」號一同報告給記錄人員。沿導線延伸方向,上坡時坡角為「+」,下坡時為「-」。

(二)分層

實測地層剖面以「層」作為基本描述單位。要將地層剖面連續地劃分為一系列不同的「層」,而加以描述。「層」可以是單一岩性,也可以是由不同岩性組成的復合層。垂向上岩性的任何差異都可以作為分層標志。「層」的內部基本連續,與鄰層明顯可分,通常以自然岩性厚度作為分層規模的下限,對於特殊的岩性層,如正常沉積岩中的火山碎屑岩夾層、含礦層和化石富集層等應單獨分層。

分層人員需將分層的結果及時通報給組內其他人員,並在分層處用紅油漆作上標記。

(三)描述

沉積岩區新的填圖方法對地層的記錄描述提出了更高的要求。除了對岩石本身成分、結構、構造的詳細描述外,還應特別注意對地層中一些具有指相意義的生物實體化石、遺跡化石、特徵礦物以及地層本身幾何形態、空間疊覆關系的描述。另外,新方法要求在野外實測剖面時,一定要現場算出厚度,畫出柱狀圖,並用各種約定的符號標注采樣位置、編號及觀察到的現象,以便及時掌握各地層單位基本層序的變化情況。柱狀圖中的岩性花紋可以暫不填滿,只畫特殊沉積岩的花紋,其比例尺亦可逐層不一。野外實測地層剖面記錄格式如圖5-25所示,常用岩性圖例符號見附錄二。

圖5-25 實測地層剖面記錄格式

野外記錄的重點內容:

1.岩性

分層的岩性,可用顏色+層理+結構+成分命名方式予以概括,例如:紫紅色厚層細粒石英砂岩。然後再補充描述具體特徵。除了對岩石的成分、顏色詳細描述外,要注意對原生沉積構造的觀察記錄,包括「層」的形態、層理類型、單層厚度、各種交錯層理、滑塌變形、液化變形、壓實變形構造、原生與次生孔洞、生物潛穴、帳篷構造、層紋石或疊層石;層頂面的波痕、沖蝕痕、乾裂或水下收縮裂隙、生物遺跡;層底面的各類印痕、印模等,均需全面觀測描述,主要的現象要進行素描和照相。

2.化石

化石既具有年代意義又是良好的沉積環境指示物。所以,必須加強對沉積岩中所含化石的研究,至少要描述肉眼能分辨的化石的門類組合特徵、個體形態、保存狀況、分布狀態及其與岩性和沉積構造的關系、排列的優選方位和遺跡化石的類型等,每個化石採集點的層位,特別是首現和末現位置均需測量記錄。

3.古流向

古流向資料對研究沉積環境、沉積物供應方向、古地形坡向和岩石地層單位的形態和延伸方向等有重要意義。扁平礫石的疊瓦狀排列、定向排列的長條形顆粒和生物化石、斜層理、波痕、溝槽模、水道構造、原生滑動變形構造等,都可用來測定古流向。古流向可以在野外直接測量,也可以在獲得有關參數的基礎上用投影網換算。簡便易行的野外一次量測法,是用具有一條直線邊棱的非磁性平板,使邊棱沿岩層走向將板貼置於層面上,先在板上標出自然差別的古流向方位線,然後將此板以岩層走向那個邊棱為軸轉至水平,再量板上新標流向線的方位,即為岩層水平狀態時的古流向。此方法僅適用於褶皺無傾伏的情況,如有傾伏,應再消除褶皺傾伏角的干擾。

4.岩層間的接觸關系

對於岩層間的接觸關系,要弄清具體特徵。對於連續沉積的岩層,要注意岩性如何漸變過渡;不連續的沉積界面,應注意其形態(平整的、起伏的、有無印痕或印模),上、下岩層是否交切,有無底礫岩與風化殼,並查清不連續的原因。懷疑有不整合時,除了接觸關系特徵外,還要注意在臨近界面上下尋找確定地層時代的依據。

(四)標本和樣品採集

實測地層剖面過程中要系統採集標本和樣品,如岩石、古生物標本,化學分析、人工重砂樣品等。標本和樣品採集時的技術要求及稀密程度要視不同的標本和樣品而定。如古地磁樣品要定向採集,古生物標本採集後要用紙和棉花包裹,以防磨損。

採集的標本和樣品一定要准確編號,註明所采位置。有關數據要及時報告給記錄人員,填入表中,描述人員也要將這些數據納入記錄內容,以便核對。另外,標本採集人員,應逐層測量岩層產狀。

(五)填寫記錄表格

登記人員要將導線編號、方位角、地層斜距、坡角(±)、產狀、分層數據、標本號及產出位置、名稱等准確無誤地填入預先制定的統一格式的表格中(表5-5)。

(六)繪制草圖

野外要繪制導線平面圖和投影剖面圖。

1.導線平面圖的繪制方法

首先,選定比例尺。然後以圖紙的橫線作為野外總導線方位,在圖紙上按分導線方位截取出每一導線的水平距(根據導線斜距及地形坡角按公式D=Lcosβ求出,也可用投影法作圖求出)。將導線起止點標好序號,按照導線的順序依次作出。在各導線上,按照分層水平距離標出各分層位置,按地層沿走向的延伸情況及坡向畫出分層符號。每層內要標注分層號,標出產狀符號。以此種方法連續畫出各導線上的內容,直到剖面終點。如果中途需要平移,應在圖上註明平移方向和距離。

2.剖面圖的繪制

繪制剖面圖草圖的目的是反映地形變化的細節以及為清繪剖面圖提供參考。

剖面圖草圖一般採用展開法繪制。在平面圖下方的適當位置繪制剖面圖草圖。此時,圖紙的橫線即為水平線,豎線則為標高。

表5-5 實測地層剖面登記表格式

確定剖面的起點後,按照地形坡度角由起點作一射線(可以不實際畫出,而用三角板或直尺帶有刻度的一側邊代替),在其上按比例尺根據第一導線的斜距找出第一導線的終點,此點的標高代表了第一導線終點處的標高。根據地形的實際變化,用一條曲線把起點和這一終點連接起來,即獲得了第一導線經過處的地形近真跡線。在地形線上根據各分層的斜距標出各分層。依此方法將第二導線的起點(第一導線的終點)和終點按實際地形連接起來,就可得到第二導線經過處的地形近真跡線。如此循環就可得到整個剖面的地形近真跡線,在地形線上標上分層符號、層號、產狀、岩性花紋、采樣位置、重要地物標志。這樣就構成了一張野外地層剖面草圖。

四、實測地層剖面資料的室內整理及制圖

(一)野外原始資料整理

室內工作的第一步是核對野外獲得的各項數據,各項數據要做到准確無誤。標本編號與記錄要一致。要將各種原始記錄編號造冊登記。標本、樣品採集人員應將標本按層位排開,仔細核對之後,在標本的適當位置塗上白油漆,將編號寫在上面。

(二)岩層厚度計算

新的填圖方法要求岩層厚度計算和柱狀剖面圖的繪制在實測剖面的過程中就地完成,考慮到學生實習的實際情況,上述工作也可在室內完成。

岩層厚度的計算方法有查表法、圖解法、赤平投影法和公式計演算法,常用的是公式計演算法(表5-6)。

表5-6 剖面數據計算表格式

地層厚度應分層計算,計算方法可利用利昂諾夫斯基公式:

D=L(sinα·cosβ·sinγ±cosα·sinβ)

式中:D為岩層厚度;α為岩層傾角;β為地面坡角;γ為剖面導線方向與岩層走向間夾角;L為岩層地面斜距。

式中加、減號的取捨與地面坡向和岩層傾向的相互關系有關,而與坡角的「+」、「-」無關(坡角的「+」、「-」在計算高差時考慮)。當岩層傾向與坡向相反時用「+」,相同時用「-」。

如圖5-26所示。假設圖5-26代表了近於垂直於岩層走向的一個地層剖面,在山坡的左側時厚度公式為:

D=L(sinα·cosβ·sinγ+cosα·sinβ)

在山坡的右側時厚度公式則為:

D=L(sinα·cosβ·sinγ-cosα·sinβ)。

圖5-26 地面坡向、岩層產狀與岩層厚度的關系

(三)實測剖面圖的制圖

實測剖面圖的制圖方法,通常有展開法和投影法兩種。當剖面導線方位比較穩定,轉折較少時,多用展開法作圖;當導線方位多變,轉折較多時,則宜用投影法作圖。

1.用展開法繪制實測剖面圖

用展開法清繪實測剖面圖時,不需要繪制導線平面圖,繪制方法同草圖。

繪制地質要素時要注意,多數情況下,地層走向不會完全同實測剖面線的方位垂直。因此,在繪制岩性花紋時,需要進行真傾角和視傾角的換算。除夾角大於80°可忽略不計外,凡剖面方位與地層走向夾角小於80°時,都應按視傾角繪制岩性花紋。用展開法繪制實測剖面圖,方法簡便,但是由於將轉折的導線展開,在地質剖面圖上誇大了地質體的實際寬度。

2.用二次投影法繪制剖面圖

(1)確定總導線方位。要對野外確定的總導線方位進行校對,將野外導線平面圖的起點和終點的連線方位確定為總導線方位,以箭頭的形式標繪在圖紙上方的一側。

(2)以圖紙的橫線為總導線方位,在圖紙的上半部繪出導線平面圖。繪制方法同草圖(一次投影)。

(3)在平面圖的下方選擇一條橫線作為剖面圖的投影基準線,將導線平面圖上的導線分界點,垂直投影到這條基準線上,根據各導線終點處的累積高差,參考野外草圖,勾繪出地形線。將各分層界線、地物標志等相應地投影到地形線上(二次投影)。

(4)繪制地質要素,在根據地層的產狀繪制岩性花紋時,其要求同展開法。在沒有斷層分隔的非角度不整合地層序列內,在不同產狀的兩點之間,地層的產狀應是逐漸變化的。岩性花紋繪制完成後,將分層號、產狀、化石層位、典型地物依次標繪在圖上,寫上圖名、比例尺,就構成了一張完整的剖面圖(圖5-27)。

圖5-27 實測剖面圖的格式(按投影法)

(5)在投影法作圖的過程中,為了更加准確地反映地層界線的空間延伸情況,地層界線的第二次投影也可以採用沿岩層走向投影的方法。作法是:在導線平面的居中位置選一條橫線作為投影基準線,將各分導線上經過一次投影後的地層分界點按地層的走向延伸,與投影基準線相交,這些點即為地層分界線在基準線位置上的理想出露點,將這些點垂直下移到地形線的相應位置上,作為剖面圖上地層的分界點,分界點之間畫上相應的圖飾即可。

(四)柱狀剖面圖的編制

實測地層剖面的成果資料是地層柱狀剖面圖,它可綜合反映地層厚度、層序、岩性、接觸關系、古生物、礦產等資料。柱狀剖面圖所反映的內容要全面、詳實,對各分層的描述要有概括性,簡明扼要。

柱狀剖面圖的常見格式見圖5-28。

圖5-28 柱狀剖面圖格式

⑺ 地質剖面圖的測繪

(一)定義

地質剖面圖的測繪,通常是沿著給定的勘探線方向,測出該方向線上的地形特徵點、地物點、工程點及地質點的平面位置及高程,並按一定的比例繪製成橫剖面圖。

(二)用途

1)提供勘探設計、工程布設、儲量計算和綜合研究資料。

2)正確設計勘探工程的位置和加密勘探工程的位置都需要剖面圖做設計依據,以便有效地掌握工程間相互關系和礦體變化情況。

3)在儲量計算中,各個剖面的間距和同一剖面線上各勘探工程間的間距,是控制礦體位置和大小的基本數據。

(三)地質剖面測量的比例尺選取

1)地質剖面測量的比例尺是根據礦床類型、礦床成因和勘探儲量級別等因素決定的。

2)對於礦層薄、面積小和品位變化大的稀有貴重的礦種,剖面圖的比例尺要大些,大面積沉積礦的礦體,剖面圖的比例尺要小些。

3)前者比例尺通常為1:2000~1:500,後者的剖面比例尺常為1:10000~1:2000。而特種工業原料地質勘探剖面圖的比例尺更大,可採用1:200。

(四)地質剖面測量的順序

首先進行剖面定線,建立剖面線上的起點、轉點和終點,並在其間加設控制點,然後進行剖面測量,最後展繪地質剖面圖。

(五)剖面線測量的過程

1.剖面線端點的測設

將剖面端點按設計坐標測設於地面後,應立即根據周圍的控制點採用前方交會、後方交會或其他方法重新測定其坐標及高程。重新測定的坐標與設計坐標之差,應在一定的容許范圍內。高程測定可採用三角高程測量或等外水準測量的方法。

2.剖面控制測量

剖面控制測量的任務是在剖面線端點及定向點測量的基礎上,在剖面線上建立必要數量的控制點。

根據剖面圖的比例尺及剖面線的長度,在剖面線中間尚需布設若干個控制點。按規范要求,一般在表1-8中規定的間距內應有一控制點。剖面控制點的布設則根據地形條件的差異而採用不同的方法。

表1-8 剖面控制點間距

1)在地形起伏不大、通視良好的地區,可將經緯儀架設在任一端點上對准另一端點,在剖面線上找出欲定剖面控制點的位置,然後用測定端點的方法測定其坐標及高程。同時計算出剖面控制點之間以及其到剖面端點之間的水平距離及高差,以檢查測定距離的精度。

2)在地形起伏較大、通視不好的地區,則依據圖上的設計坐標,按極坐標法或交會法,將剖面控制點測設於地面上,然後再測定其坐標及高程。

3.剖面測量

1)先將儀器架設於剖面一端點上,對中、整平後,瞄準剖面另一端點或當中任一剖面控制點,然後沿剖面線測出地形坡度變化點、工程地質點、地物點及地質界限點的水平距離和高程。

2)第一站測量要工作結束前必須測出下一站的位置。選測站點時,應注意在前進方向上視線要開闊。測定測站點的距離及高差必須採用往返觀測。

3)在勘探剖面測量中,測量距離的相對誤差不得超過1:200;普查剖面測量中測量距離的相對誤差不得超過1:150。高差在允許范圍(三分之一等高距)內時,取共平均值推算其高程。大於1:1000比例尺的勘探剖面測量,測定測站點的距離應採用鋼尺或測繩直接丈量。由剖面的一端點測量到另一端點時,應及時檢查水平距離及高程是否與其已知值相符,若不相符應查找其原因。

4.剖面圖的繪制

剖面測量完成後,即可著手繪制剖面圖。剖面圖的比例尺一般為地形地質圖比例尺的1~4倍,垂直比例尺一般與水平比例尺一致,亦可放大1~2倍。剖面圖是根據各點高程和各點水平距離繪制的。

現代剖面圖的繪制方法為:外業用全站儀測出剖面上各點的水平距離和高程,記錄採用電子手簿或全站儀內存記錄,內業採用相應的通訊程序,將數據傳輸到計算機,經處理,使數據格式符合繪圖軟體的要求,運行相應繪制剖面圖軟體,即繪制出剖面圖。

(六)對剖面測量的要求

1)剖面線一般是沿勘探線方向布設,成為互相平行、間隔相等的平行線。因此,應確保各剖面線的方向及間距的精度要求。

2)剖面線上的勘探工程尤其是鑽孔的位置,是用於設計和礦產儲量計算的主要依據,因此它比普通的地形點及地質點的精度要求更高。故孔位等重要工程位置採用交會法或GPS技術等測定其坐標值,而地形點及地質點可採用視距法測定之。

3)當地表有礦時,對地形剖面線上任一點的高程應有較高的精度要求,應實測剖面地形。若無礦體時,可利用地形圖和工程位置測量的資料進行編繪復制。

⑻ 地質剖面測量

主要在沉積地層出露良好、層序完整且未經構造破壞的地段施測。剖面線方向盡量垂直地層走向或主要構造線走向,剖面線間距6000~8000m。如遇個別地段掩蓋,則施工槽探揭露,或沿某一標志層走向平移,用輔助剖面彌補,地層劃分到組,其中含煤地層劃分到段。在施測時對剖面進行詳細分層,標志層、煤層及有特殊意義的岩層,不管厚度大小,均單獨分層、描述。通過地質剖面測量,初步了解含煤地層的時代、聚煤環境、煤系地層特徵及其含煤性等。在施測時作好岩性、岩相、構造特徵的詳細記錄,並作素描或照相,如實填寫全剖面丈量記錄表,系統採集岩礦樣和古生物化石標本,進行鑒定分析,做好地層對比研究工作,為路線地質調查提供基礎資料。野外要求作好剖面測量示意圖,室內資料整理製作成實測剖面圖和地層柱狀圖。剖面比例尺的選取分兩種:非煤系地層1∶10000,煤系地層按1∶1000。

⑼ 地質剖面測制

地質剖面是研究地層、岩體、構造、褶皺與斷裂構造形態垂向變化的基本手段。按其內容可分為地層剖面、侵入體及火山構造剖面、構造剖面、地貌剖面以及礦體剖面等。從研究程度和精度上可分為信手剖面和實測剖面。信手剖面具有概略的示意性質,作為踏勘和路線地質填圖中的一種輔助記錄手段。實測地質剖面則是測區地層、構造、岩漿岩、礦體重點問題的研究解剖過程,它是填圖單位劃分的依據,是填圖質量的關鍵性前提,是報告編寫的一項主要基礎資料。實測地質剖面工作一般應於填圖之前完成。對構造變動較大、變質程度較深、層序不清的地區,據前人資料和踏勘結果尚不能選出可供實測剖面的位置時,可通過加密路線剖面踏勘,確定標志層和臨時填圖單位(其數量應多於比例尺所限定的填圖單位),待通過階段工作後再補測。

實測剖面的數量和分布與測區地質情況、測區大小有關,地層剖面在每個時代的地層中至少應有1~2條,岩體、構造剖面圖可視具體情況而定。剖面位置的確定要考慮它的代表性,還要注意剖面對測區填圖的控製作用,一般應選在測區內部,個別情況可使用圖幅臨近地區的剖面。

不同性質的地質剖面測制的任務不同。地層剖面主要任務是查明地層的岩石成分、層序、厚度、沉積特點,火山噴發相序與噴發旋迴,變質組構、變質相,含礦層位,接觸關系及時代。地層剖面應選在層序完整、產狀清楚、構造簡單、接觸關系明確、化石豐富、岩性組合和厚度具有代表性的地段,避開侵入體的破壞和影響。岩體剖面旨在查明岩體的岩石類型及結構、構造、岩相分帶、岩體形態與產狀、與圍岩接觸關系及接觸帶特徵,查明不同時代、不同類型岩體的相互關系及侵入順序等。剖面應選在露頭良好、相帶清楚、岩性有代表性,接觸關系明顯,原生構造比較發育的地段。構造剖面研究測區主要構造的性質、形態特徵、規模、空間分布及其相互關系。其他剖面如礦體剖面、地貌剖面等視研究需要而定。

3.2.1.1 實測剖面的技術要求

為保證實測剖面的質量,實測剖面線方位應盡可能垂直地層走向或主要構造線走向,其間的夾角一般不應小於60°。剖面線通過處基岩露頭良好,可利用河谷的自然切面或鐵路、公路、壕溝等人工露頭。覆蓋地段可於相鄰處補測輔助短剖面,藉助標志層與主剖面進行層位對比。若覆蓋過寬,且岩性變化、產狀及接觸關系不清時,可使用探槽、井探及剝土予以揭露。產狀平緩的地層剖面可選在溝谷邊緣,條件允許時可直接測制地層柱狀圖,並盡量收集鑽探資料,以了解隱伏地層層位。剖面比例尺根據規范要求和剖面地質情況而定,以能充分反映最小地層單位、岩石單位為原則。常用比例尺1:500~1:5000。凡在圖上可表示厚度為1Mm的岩層或地質體均應單獨劃出,有特殊意義的層位(標志層、含礦層、岩脈等)可適當放大表示,在文字表述中註明其真實厚度。實測剖面應進行認真系統的地質觀察(觀察內容及要求見下文),系統採集代表性岩石手標本、磨製薄片標本、光譜分析樣品,逐層尋找化石(包括遺跡化石),採集微體古生物樣品等。根據任務需要還可採集化學分析樣、人工重砂樣、碳氧硫同位素樣、同位素年齡樣、古地磁測定樣等。如有物探工作配合,可系統測定岩石物性參數,如放射性強度、磁化率、電阻率及密度等。

3.2.1.2 實測剖面的一般程序與方法

(1)實測剖面位置選定以後,在正式施測之前應組織全體作業人員對剖面進行詳細踏勘。要求了解剖面所見地層的岩性、層序結構,確定分層位置,選擇標志層;研究剖面的構造形態,進行地層對比,確定層位的重復與缺失情況;注意尋找各種沉積構造,化石層位;研究地層接觸關系。踏勘時繪制信手剖面,以備正式施測時參考。若遇剖面局部被覆蓋,應事先布置揭露。根據踏勘資料,確定剖面比例尺、工作量、測量方法、施測順序及組織分工等。

(2)實測剖面的地形測量通常用半儀器法導線測量,即用羅盤儀測量導線方位和地形坡度角,用皮尺或測繩丈量地面斜距。礦區的大比例尺剖面也可用經緯儀進行導線測量,稱全儀器法。分層及取樣位置在地形測量時可以同時測出,因而精度高、效率快。

(3)在半儀器法作業中,一個工作組一般應由6~7人組成,組織分工如下:

(a)導線測手2人。負責導線方位角、導線長度和坡度角的測量。導線方位角以導線前進方向為准;坡度角以前進方向上坡為「+」,下坡為「-」。前後測手同時讀數後取平均值,若讀數差值超過3°,則應重新測量。後測手執測繩的「零」端,導線長度由前測手在繩上讀出。上述三個數據測出後,報給剖面記錄員和地質記錄員記錄下來。導線測手還應負責將剖面的起點及終點標定在地形圖上。

(b)剖面記錄員1人。負責在「剖面測量記錄表」中填寫野外實測的有關數據,見表3.2中用「*」號註明的欄目。

導線號(編號1):以剖面起點為0,第一導線後端為0,前端為1,表內記0-1。第二導線為1-2,其餘依次類推。

前進方向(編號2):指每一導線前進方向之方位角。

導線長度(編號3):指每一導線前端讀數,即首尾之間的斜距。

坡度角(編號4):每一導線首尾之間地面的坡度角,前進方向上坡為「正」,下坡為「負」。

岩層產狀導線讀數(編號8):指所量產狀位置在導線上的讀數。

岩層產狀傾向(編號10)、傾角(編號11):指野外實測數據。應注意:岩層的測量要選擇有代表性的層面測量,產狀變化大的地方要多測量幾個,以便保證換算地層厚度的准確性。同時要注意區分層理面和節理面、基岩和轉石。

分層層號(編號14):指地層分層的順序號。有時可能在某一分層內換導線,因此同一分層號可能出現在兩條相鄰導線中。

導線段起訖讀數(編號15):某一分層下層面和上層面在導線上的讀數,即該分層在導線上的視厚度。

地質描述(編號18):簡單描述岩性、特殊的沉積構造或化石等,以便做圖和與野外記錄簿對照。岩性描述內容為顏色、層厚特徵、岩石名稱或岩石組合等,如「紫紅色厚層長石砂岩偶夾紫紅色粉砂質頁岩」。同一分層只需描述一次。

地層代號(編號19):指岩石地層單位的符號,同一地層只填一個即可。

標本編號(編號22):岩石標本用R01開始編號,化石標本用F01開始編號。

標本登記導線讀數(編號23):指標本採集處在導線上的讀數。

備註:記錄特殊的地質現象或注意事項。

(c)地層分層員1人。負責分層,指揮導線前進、測量地層產狀、打標本和取樣工作,並承擔剖面測量過程中各種分工人員間的協調工作。地層分層的基本原則有:岩石成分顯著不同;岩石的結構、構造(如碎屑岩粒度、層理、單層厚薄等)有明顯區別;岩石的顏色不同;岩性相似、但化石組合不同;岩性特殊的標志層、化石層、含礦層;岩性不同,但厚度不大且呈互層出現的,可視作同一層,而若兩種岩性單層厚度差異很大,且薄層岩性出露甚少時也可以劃歸一層,這兩種情況分別用互層和××岩夾××岩描述;按地層剖面比例尺精度要求,各分層應是厚度在剖面圖上大於1Mm的單層。

(d)地質記錄員1人。負責在野外記錄簿中按分層號逐層描述岩性、化石特徵及產狀、標本編號等,內容應力求全面、客觀、層次分明。編制信手地質剖面圖和路線平面地質圖,以便於層位對比、構造分析和室內編制剖面圖時參考。地層分層、觀察、描述和記錄是實測剖面中的核心工作,地質記錄員應與地層分層員相互商討,共同承擔觀察和描述工作,並協調整個工作組的進度。

表3.2 ______剖面測量記錄表

註:(1)標有「*」的欄目為在野外測量時應填寫的欄目,其他欄目數據為室內計算結果;(2)角度單位為度(°),長度單位為米(m)。

(e)產狀測量和標本採集員1~2人。負責測量地層產狀、採集標本,並報出測量和採集地點的導線讀數。

(4)實測剖面的野外作業結束以後,應立即進行室內整理和作圖工作。首先檢查剖面登記表中需在野外填寫的項目有無缺漏與錯誤,與地質記錄的分層是否一致,標本、樣品的編號與實物是否符合。在確認表格無誤後,計算並填寫表3.2各空白欄,然後根據實際數據作實測地層剖面圖和綜合地層柱狀圖。計算方法和圖件編制方法見本書第5章。

3.2.1.3 確定填圖單位

劃分地層與確定填圖單位,是測制剖面的主要目的之一。填圖單位是在地層劃分的基礎下,根據比例尺的精度要求而確定的,在填圖過程中必須標定其界線的地層單位。填圖單位的劃分原則是:特殊的岩性組合(如巨厚的單層、復雜的互層或完整的沉積旋迴等);明顯的識別標記(如顏色、成分、結構、沉積構造、區域變質特徵、古生物組合、地貌標記等);一定的厚度和寬度。填圖單位應小於地質填圖比例尺所規定的最小地層單位范圍,不容許填圖單位內包含明顯的間斷面(平行不整合或角度不整合面),不容許包含地層劃分界線。

《1:5萬區域地質礦產調查暫行要求(試行稿)》(國家地質總局,1978),填圖單位劃分的要求如下:①沉積岩地層單位:在組或階的基礎上,視具體情況,可進一步劃分段、帶。第四系鬆散堆積層應劃分成因類型及相對時代,在統一的基礎上,條件許可時應進一步劃分到組。②火山岩地層單位:在組的基礎上,盡可能劃分到岩帶或噴發旋迴。③變質岩層的劃分:淺變質岩層按沉積岩的要求劃分;中深變質岩系在群、組的基礎上根據物質成分和岩石特徵,可進一步劃分變質帶或岩性段。④侵入岩的劃分:應劃分到期、次,並詳細劃分相帶。對主要脈岩及與礦有關的脈岩,應作侵入時代的研究和劃分。

填圖單位是在野外對地層劃分還缺乏足夠依據而有可能在最終成圖時發生挪動的情況下而制定的臨時性填繪方案,因而過粗將會影響圖面細節的表現。反之,若填圖單位過細,會使圖面負擔加重,更嚴重的是會因相變使地質界線發生混亂,以致圖面結構發生嚴重歪曲。因而,填圖單位的確定是影響填圖質量的關鍵步驟,必須慎重對待。在岩性單一的地區,厚度小於比例尺容許的最小寬度的特殊岩層可作為標志層(如分布穩定的底礫岩、含礦層、碎屑岩中的碳酸岩夾層等),在圖上需要誇大表示,以便反映構造形態和對比地層。

⑽ 實習七(一) 實測剖面實習步驟

一、實測地質剖面步驟及要求

剖面位置應選擇在地質體相對出露齊全、基岩露頭較好、構造較清楚或較簡單、岩石變質或蝕變較淺、礦層(體)與圍岩關系清楚的地段,剖面線方向應盡量垂直地質體走向。

在剖面的起點處打入寫有A0編號的木樁,前測手持測繩向剖面前進方向推進,在地形明顯變化處設置導線點1。用測繩丈量該導線斜長,用羅盤測量導線方位和坡度(均要求誤差≤3°以內取平均值),並將上述測量數據記錄於剖面記錄表中,包括導線號、方位角、斜距、坡度角(坡度角記錄時,上坡為正、下坡為負)、產狀及位置、分層位置及地層代號、取樣類別及位置、地層岩性或地質體文字描述。以此類推,測制A0~A1、A1~A2、A2~A3導線。

二、實測地質剖面室內繪制步驟及要求

1.繪制剖面導線平面圖

根據各導線的斜長和坡度,計算出各自的平距,然後在確定了正北方向的圖紙上,按各導線方位角及平距將剖面位置繪制在礦區實際材料圖上。

2.繪制自然剖面圖地形線

在剖面導線平面圖的基礎上,按各導線點相對標高和比例尺及地形地貌特徵,將導線手繪為較圓滑的地形線,即成為自然剖面圖地形線。

3.剖面圖室內繪制

(1)展開法:當導線方向變化不大時,用展開法繪制剖面圖。將各次所測的不同方向的導線,按其斜距和坡度角依次連接。在每一導線的起點標注導線方位角,分層等位置就是野外投影在導線上的斜距讀數,導線上的傾角按換算後的視傾角繪制,但產狀為實測傾向、傾角。

展開法繪制剖面圖時,下方的導線平面圖意義不大,成圖時可以省略不繪。

(2)投影法:導線方向多變、轉折點較多時,用投影法(一次投影)繪制剖面圖。首先在圖紙的下方,繪出一條代表剖面總體方向的水平投影基線,然後把各種地質要素標繪在這條基線的相應位置上,構成路線地質圖。

路線地質圖是根據導線計算的平距和方向所繪。根據各地質要素在剖面導線上的斜距,計算為平距後,繪在導線平面圖的相應位置上,地質界線則繪出走向線或分層界線,其他地質內容(如產狀、標本等),按規定的圖示標注在平面圖上。

(3)實測剖面圖上的主要內容:剖面起點坐標、方位、垂直標尺、水平標尺、導線號、地層界線、地層代號、岩漿岩代號、岩性、礦體、蝕變帶、斷層、采樣點及標本、樣品編號、探礦工程、地質產狀、各地質內容編號及代號、重要地物等。如有放大素描圖應在剖面上方繪制並用箭頭指示位置。

(4)導線平面圖上的主要內容:方位、導線(長度以平距計)和導線號、地層界線、地層代號、岩漿岩代號、礦體、蝕變帶、斷層、采樣點、探礦工程、地質產狀、各地質內容編號及代號、重要地物等。

(5)綜合地層-岩礦體柱狀圖的內容:比例尺(能表達地層、岩體和礦體結構基本特徵)、圖例(採用礦區統一圖例)、地層時代、地層名稱、地層符號、分層號、分層厚度、岩層厚度、柱狀圖(用規定的線條、花紋符號表示不同的地層岩體、礦體及其接觸關系)、簡單岩性描述(註明有代表性的樣品、標本、化石和礦產)、責任簽等。

三、實習資料及要求

(1)野外實測剖面記錄表,見表7-1;

(2)以記錄表(表7-1)按實測剖面要求繪制平、剖面圖;

(3)繪制地質柱狀圖;

(4)根據表7-1中所給資料用數字區域地質調查系統(DigitalRGMAP)的數字剖面系統進行實測平、剖面圖繪制;

(5)分別提交手工及計算機繪制的圖件。

表7-1 實測地質剖面記錄表

四、數字地質調查系統數字剖面桌面系統實習步驟

1.創建新剖面

以1∶5萬圖幅為例,操作步驟如下:

(1)選擇1∶5萬比例尺圖幅接圖表;

(2)選擇圖幅所在的省份;

(3)選擇圖名;

(4)用滑鼠點擊圖名,彈出下面對話框(圖7-1),按【新建】按鈕,則創建新剖面,按【選擇剖面名稱】按鈕則打開已有剖面(如果是新建,在新建剖面名稱編輯框輸入剖面編號。程序自動會加入PM,所以用戶只需輸入三位數字即可。新建網格寬高輸入值由用戶確定,該值是厘米格的大小,用於作圖參照。用戶可根據剖面長度和比例尺大小估計寬高值);

(5)按【新建】按鈕後,程序會自動在相應的目錄下建立數字剖面所有的文件,創建完後,最底下一行會顯示用戶輸入的剖面名稱,然後按【打開】按鈕;

(6)系統進入剖面編輯狀態。通常左邊是剖面圖的圖層,右邊是繪圖區。

圖7-1 創建或打開已有剖面

2.在桌面上錄入新的剖面數據

【數據錄入】按鈕功能說明:無論什麼數據錄入界面,有關數據錄入界面均按:

【ADD】—增加一條新記錄;【EDIT】—編輯已有一條記錄;【DEL】—刪除一條記錄;【INSERT】—插入一條記錄;【CLEAR】—清空當前資料庫;【CAN-CLE】—不保存數據並退出錄入;【寫庫】—保存當前資料庫,但不退出編輯狀態。

(1)輸入導線庫

1)在桌面上,選擇【剖面編輯與計算】,進入數據錄入主界面對話框(圖7-2,圖7-3)。

2)在數據錄入主界面上,先點擊導線庫的編輯框,再點擊數據錄入主界面上的【ADD】按鈕並彈出(圖7-4)對話框,在編輯框輸入相應的數據按【OK】。

圖7-2 在菜單中選擇剖面編輯與計算

圖7-3 數據錄入主界面

圖7-4 導線錄入對話框

3)數據錄入主界面上的編輯框會顯示相應的數據,如果還要輸入導線數據,重復1)、2)步驟。

(2)分層數據錄入

1)應先輸入導線數據後,再輸入分層數據。為了把導線測站數據連帶到分層數據編輯框,可以先在導線編輯框上,選中正在使用導線號(注意:應選序號列的欄位)。在此之後,點擊分層厚度計算編輯框,然後按【ADD】。

2)在對話框輸入要輸入的數據,導線號會自動帶進。

3)數據錄入主界面上的編輯框會顯示相應的數據,如果還要輸入分層數據,重復1)、2)步驟。

(3)輸入分層描述

1)可以在分層編輯框上,選中正在使用分層號(注意:應選序號列的欄位)。在此之後,在層號編輯框里會顯示當前編輯的層號,接著可以輸入分層描述。應及時按【保存文本】保存分層文件。如果是早期的剖面,需對分層批註,則可在「剖面分層批註」編輯框中描述,同理,也應及時按【保存批註】保存剖面分層批註文件。

2)如果還要輸入分層數據,重復1)、2)步驟。

(4)產狀化石采樣數據錄入

1)在數據錄入主界面上,點擊【產狀化石采樣】按鈕。

2)系統彈出編輯對話框,輸入產狀化石采樣數據,應先確定導線號和分層號。為了把導線測站號和分層號數據連帶到產狀化石采樣數據編輯框,可以先在導線和分層編輯框上,選中正在使用導線號和分層號,注意,應選序號列的欄位。在此之後,按輸入要求,分別點擊產狀(化石采樣)編輯框,然後按ADD,即可新錄數據。

3)在對話框輸入要輸入產狀數據,導線號和分層號會自動帶進。

4)在對話框輸入要輸入采樣數據,導線號和分層號會自動帶進。

5)在對話框輸入要輸入化石數據,導線號和分層號會自動帶進。

(5)照片、工程素描、地質點等的錄入

同理,點擊相應的【照片】、【工程素描】、【地質點】等按鈕,在彈出的對話框中進行相應的錄入便可。

3.導線庫、分層厚度庫、分層描述的閱讀、編輯修改

(1)彈出資料庫編輯主界面。在資料庫編輯主界面上,可直接對導線庫、分層厚度庫、分層描述進行閱讀、編輯修改。操作步驟與數據錄入基本相同。

(2)編輯、查看分層與分層資料庫,點擊要編輯分層厚度計算編輯框的層號(應選第1列),然後按【EDIT】,系統會自動彈出分層編輯框。對於分層描述,則是點擊那一個層號,分層文字描述會自動顯示該層的文字描述,用戶可修改保存。

4.剖面柱狀圖花紋錄入

(1)在桌面上選取擇剖面編輯與計算的下拉菜單【岩石花紋代碼錄入】(圖7-5)。

(2)在花紋庫錄入對話框中,按層號選擇岩類字典、岩石名稱字典、岩石名稱編輯框(在一層中最多可選3個岩性A、B、C。本層%指本層不同岩性所佔比例),點擊代碼字典標識填入代碼。

(3)接觸關系輸入同理。

5.柱狀圖和剖面圖繪制

在桌面的圖形選擇菜單下點擊生成剖面圖或生成柱狀圖,進入對話框(圖7-6),完成參數輸入,點【OK】,自動生成剖面圖或柱狀圖。

(1)比例尺:全圖的比例尺。

圖7-5 岩石花紋代碼錄入

圖7-6 剖面圖和柱狀圖繪制參數輸入

(2)縱向比例尺:對縱向方向進行放大和縮小。

(3)頂底繪制選擇:由底到頂———畫柱子時,最上層號是剖面數據採集的最後一個層號,然後倒序由上往下繪制;由頂到底———畫柱子時,最上層號是剖面數據採集的第一個層號,然後按序由上往下繪制。

(4)柱狀圖文字描述選擇:原始描述———用文字描述內容;批註描述———用批註文字描述內容。

(5)剖面分層線繪制選擇:自定義分層線———直接讀取自定義分層庫繪制剖面的分層線;默認———直接讀取分層庫繪制剖面的分層線。

(6)產狀位置畫分層線:可以在產狀的位置上按產狀要素繪制分層線,但分層線的長度比正常的分層線短一些。該功能便於用戶畫岩層花紋。

6.人機交互繪制剖面和柱狀圖花紋

在剖面圖上,程序自動根據剖面數據繪制剖面的框架與分層線,但需要人工交互繪制剖面花紋,對畫剖面分層的岩石花紋,為了不反復切換屏幕,以便獲得每一層的岩石花紋信息,可以先打開非模式對話框,即選擇剖面花紋繪圖參照菜單(圖7-7)。選擇剖面花紋繪圖參照菜單後,用戶可以同時操作對話框和繪圖區域的操作,而不需要來回切換屏幕。

圖7-7 面花紋參照菜單

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