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实测地质剖面测量方法

发布时间:2022-05-14 10:04:37

⑴ 实测剖面的野外施测

1.剖面野外测量方法

2.记录表的记录方法

此两项工作方法与沉积岩区相同,参见本章第一节相关部分内容。

3.地质观察内容及记录方法

对每一导线间的各种地质现象都要仔细观察,并由记录员详细记录在野外记录簿内。描述应实事求是、准确地反映客观地质现象;同时绘制信手剖面图,对重要地质现象进行素描和数码照相。观察及记录的内容有:

(1)观察侵入体的岩石学特征(包括岩石的矿物成分)、结构(一期结构、二期结构或微花岗结构)、构造(块状、斑杂状、条带状)、岩相带(边缘、过渡、内部)、风化程度、地貌特征等;

(2)查明深成岩体与围岩的接触关系(侵入、沉积、断层)和接触面的形态(平直、波状,锯齿状、枝杈状等)并测产状;

(3)根据深成岩体与其他地质体(沉积岩、变质岩、火山岩)或深成岩体内部接触关系(脉动、涌动)来确定深成岩体的序次和时代,划分侵入体、单元、归并超单元,并总结其特点和变化规律;

(4)测量记录侵入体内的叶理(流面)的产状要素和线理(流线)的侧伏、倾伏产状,统计它们的发育程度,为研究其就位机制收集第一手资料;

(5)查明侵入体,单元内的脉岩成分、结构构造、形状、规模、数量,测量其产状要素,观察分析其相互间的成因联系;

(6)观察侵入体、单元中的析离体、捕虏体、包体的种类、数量、形状、大小及分布态势;

(7)查明侵入体、单元中的构造变形(节理、断层、韧性剪切带等)特征;

(8)注意侵入体边部的蚀变情况,划分变质带,圈定其出露宽度;

(9)观察侵入体、单元中的矿化现象,查明矿化种类、蚀变类型、规模、产状及变化情形。

4.标本、分析样品的采集和编录

剖面上的采样要做到目的明确、样品新鲜、分布均匀,满足测试分析的要求。

所采样品种类及要求如下:

岩石薄片样一个单元(或侵入体)采三块主要标本和一块次要标本。

岩石光谱样在单元或侵入体的区间内,按规范要求的间距采样。一般来说,在剖面比例尺为1:2000时,每20m取一个或20m范围内捡块组合成一个样品;在剖面比例尺为1:5000时,则每50m取一个或50m范围内捡块组合成一个样品。

硅酸盐全分析样一个单元(或侵入体)一个样品。

人工重砂样一个单元(或侵入体)一个样品。

稀土分析样一个单元(或侵入体)一个样品。

同位素年龄样一个超单元一个样品。

在采集上述样品时,应同时采集一块岩石陈列标本样,以备对照检查用。

标本、样品采集后,要及时编号、包装、包装袋上应附有说明样品性质和采集地点的标签,同时将所采集的标本和样品编号记入剖面记录表中,在野外记录簿的描述中要进行记录。若运用数字化填图应在野外数据采集器中给予登录。

5.剖面草图的勾绘

该内容参见本章第一节中实测地质剖面草图的勾绘。

⑵ 实测剖面的室内工作

实测剖面的室内工作包括当日室内整理和阶段性整理工作。

当日室内整理工作是指核对当日在剖面测制中所获得的原始记录、表格、标本样品等资料是否一致,并对标本、样品进行必要的清理、编录和登记。

阶段性整理工作是指剖面测制的野外工作结束后的室内工作。其工作内容包括整理、编录、包装标本样品;对需要作分析鉴定的则要填好送样清单及时外送鉴定;根据剖面测制过程中采集的各种原始资料计算数据(如平距、高差、真厚度、假倾角等);分析研究剖面岩性及其变化特征,对野外分层进行适当调整,划分对比地层,确定其时代归属,建立地层系统;选定各种分层标志或标志层;确定基本地质界线和填图单位;编制实测剖面图和实测地层柱状图。

(一)实测剖面地质资料的整理

1.并层

野外分层往往较细,在室内制图时要根据填图比例尺的精度要求和图面负担将野外分层进行适当归并。并层时应将各分层的描述加以整理与简化。

2.鉴定化石

对野外采集的古生物化石标本,参考化石手册和其他文献进行鉴定,初步定出属、种名称,以便确定地层的时代。

3.划分地层

根据实测剖面各分层的岩性古生物特征等,划分出岩石地层单位,并予以命名。命名应遵照《中国地层指南及中国地层指南说明书》的规定进行。

4.地层对比

在一个地区进行填图前,常需要实测几条剖面,在各剖面进行地层划分的基础上,必须依据岩性、沉积旋回、接触关系和古生物等特征进行地层对比工作,并与邻区地层进行对比,建立起地层的空间概念,掌握地层的横向变化,使地层划分更加合理,然后根据古生物群落资料,确定各地层的相对地质年代,建立区域地层系统。

5.确定填图的单位

在研究前人地层资料和工作区剖面资料的基础上,根据填图比例尺的精度要求来确定填图单位。它的确定直接关系到今后填图工作的质量,须慎重考虑。

(1)填图单位的一般特征:同一填图单位有一定的岩性组合特征。它既可由单一岩性岩层构成,又可以复杂的岩层组合(沉积旋回)构成;同一填图单位应具有明显的识别标志,如岩石的颜色、成分、结构构造、区域变质特征、古生物组合特征、特殊地貌标志等。在同一填图单位内部,岩层间不能出现沉积间断。

(2)填图单位的精度要求:不同比例尺的区域地质填图对填图单位的要求是不相同的。如1:250万国土大调查,其填图单位一般划分到组(或阶),难以划分时,可分到统(或相当于统的群)。第四系划分成因类型,条件许可时可划分至统。在1:5万或更大比例尺地质填图时,其填图单位一般划分到组,只有对区域地层研究有必要和可能时才划分到段或并组为群。为了在地质图上较详细具体地表现正式岩石地层单位中的局部标志层、特殊岩性层、透镜体、岩舌(楔)、滑塌沉积、礁滩沉积、含矿层、某些化石富集层等,一般可作为非正式岩石地层单位填绘。具特殊指相意义的古生物遗迹和沉积岩相标志,亦应视需要适当进行填绘。第四系应划分成因类型。在一般情况下,一个填图单位在地质图上的最小宽度不得小于1mm,过小的地层单位可适当合并。对重要的含矿层、标志层等即使宽度小于1mm,也应单独作为填图单位,放大绘制到地质图上。

6.确定标志层

标志层是指岩层厚度不大、分布范围较广、层位稳定(横向变化小)、岩性或所含化石特征较明显的岩层。如富含化石的灰岩、坚硬的石英砂岩、硅质岩、硅化灰岩及特殊的夹层——凝灰岩、盐类夹层和矿层等。

在野外确定标志层时应注意,它既可作为划分地层或填图单位的标志,又能形象地反映工作区构造形态的变化。

(二)实测剖面岩层厚度计算

1.基本数据的计算

(1)平距(ac)公式:ac=ab·cosβ

(2)高差(bc)公式:bc=ab·sinβ

式中:ab为斜距,β为坡角。

(3)岩层厚度(h)的计算:在实测剖面中,当导线斜交岩层走向时,计算岩层厚度应使用如下公式:

h=L(sinα·coβs·sinγ±cosα·sinβ)

若当导线垂直岩层走向测量时,其计算公式:

h=L-cosα

式中:L为斜距;α为岩层倾角;β为地形坡角;γ为导线与岩层走向间夹角;当地面坡向与岩层倾向相反时用“+”号,相同时用“﹣”号。

上述几项参数,除h以外,均属野外填写在剖面数据计算表中的数值(表3-2)。

2.计算器计算岩层厚度

现用CASIOFX-180P计数器编程计算岩层厚度(以下内容,MODE、0、4 等表示计算器上的不同按键)操作步骤如下:

按MODE 4显现DEG,表现指定以“°”为角度单位。按MODE 0 显现LRN和P1P2,表示允许写入程序状态。按MODE0 P1显现P1,表示指定所写入(或读出)的程序写在(或读出)P1程序组。

输入以下程序,其中程序中的10、30、40、45、120分别代表斜距、坡角、倾角、方位角和倾向。输入程序时逐一按如下键:

区域地质调查工作方法

数字显示5.3,按MODE·

表示已输入P1程序组,可进行厚度计算。例:某岩层斜距35m,坡角40°,倾角40°,方位角85°,倾向90°。将以上数据输入计算程序的步骤:将斜距、坡角、倾角、方位角及倾向的数据按次序逐一输入计算器,每输入一个数字要接着按一下ENT键:35ENT 40ENT 40ENT 85 ENT 90 ENT,显示:28.6

需要继续计算,可先按P1键,接着按顺序输入数据即可得出岩层厚度。如:20ETN 0ENT 40EN 9T0ENT 92 ENT,显示:12.8。

若要层的累积厚度,则按MR 键,显示41.4为累计厚度。以此类推,直至计算出整个剖面的分层厚度和累积厚度。

3.剖面计算表

为使计算有条不紊的进行,计算前需将相关参数数据填入表内,按表中顺序进行,这样不易出现混乱,也便于检查验证(表3-2)。

(三)实测剖面图的绘制

实测地质剖面图是在地形剖面上表示地质体产出状态和地质构造形态的一种图件。实测地质剖面的成图方法有总导线投影法、分段投影法和展开法。本书仅介绍总导线投影法。

总导线投影法的优点是便于导线平面图和实测平面图的对比,作图简便。在分导线变化不大的前提下,生产单位多采用此法。

实测剖面图的绘制的缺点是地形被歪曲而变陡,剖面上岩层厚度多为视厚度。

实测地质剖面图按下列步骤方法完成:

1.导线平面图的绘制

(1)实测剖面总方位。求剖面总方位方法有两种:①作图法:在厘米纸(透明厘米纸上方为北)上的左侧任取一点0,按0—1导线的方位角,从0点作一射线,在射线上按比例截取0—1 平距的线段(用直尺量取,下同);再以点1为原点,又根据1—2导线的方位角(用器角器量取,下同)作一射线,按比例在射线上截取1—2平距的线段,以此类推,直到剖面终点。将0点与终点作一连线,此连线的方位,就是剖面的总方向。②计算法:求出各分导线方位的平均值,作为总导线方位。

(2)导线平面图。以上述2种方法之一求出的总导线方位作为厘米纸的横坐标(水平基线).将野外实测的各分导线水平距绘出导线平面图,并把各种地质要素,标定在相应的位置上。事实上它相当于一幅路线地质图。

表3-2 实测剖面计算表

(引自选卢元等,1987)

需要说明的是从理论上讲,导线平面图上的起点0与终点应在同一水平线上。但是,若直接画图(作图产生误差),这两点一般不易在同一水平线上。而采用透明纸作图法就能消除这种误差,因图是在透明厘米纸上作的,只需将此图上的起点0到终点的连线与导线平面图上选取的基线重合,并将此图上各分导线的端点,用针刺于导线平面图上,再在导线平面图上将各针刺点绘出就消除了作图误差的影响(图3-2,3-3)。

图3-4 实测剖面地层柱状图格式

2.编制方法

制图关键是按比例尺在设计好的图框内,画出岩性柱内容。具体做法是:首先将剖面各分层的厚度累计,按比例尺计算出岩性柱的总长度,然后按比例画出各分层面的接触关系和相应的岩性花纹,对化石、矿体须用相应符号,标示在岩性柱中,最后填写地质年代、岩性描述、矿产、备注各栏相关内容,写上图名、比例尺和图例等(图3-4)。

值得指出:①如果厚度很大、岩性又单一时,可用省略符号截短表示;②分层最小厚度一般规定为该图比例尺1m m所代表的厚度,若小于1mm 厚度的内容要并层表示,对特殊的矿层或标志层允许夸大表示。

⑶ 实测剖面方法与技术

1.实测剖面的质量要求

实测剖面是指在踏勘选定的某一地段内,沿一定方位实际测量和编制地质剖面图的过程,是对剖面通过区地层时代、层序、岩性特征、厚度、古生物演化特征、含矿层位和接触关系等进行综合研究的手段。在实测剖面工作中,凡是剖面线所经过的所有地质现象都要进行观察描述;各种地质数据和资料都要进行测量和收集;所涉及的地质问题都要详细进行研究。包括沿剖面线的地形变化;各时代地层的岩性特征及厚度;古生物化石层位及所含化石的种属特点;地层的接触关系;系统采集岩石标本及化石标本,采集各种分析样品等。

剖面实测多用导线法,对于极短的剖面可用直线法。

为了使实测剖面顺利而有效地进行,选择好剖面线的位置是很重要的。选择剖面线有以下几点要求:①剖面线要通过区内所有地层,即在剖面线最短的情况下,通过的地层越全越好。剖面线应尽可能垂直于地质体走向。有时一条剖面不能包括所有地层,这时可分几个剖面进行测量,然后综合成一个连续剖面。所测每一时代地层最好要有顶面和底面,选择发育好、厚度最大的地段,以解决地层问题和建立地质填图单位为目的的剖面,最好选择构造比较简单,尽可能不受断层、褶皱及岩体干扰的剖面。如果以解决构造问题为主,所选剖面应反映测区的主要构造特征,剖面线要垂直主要的褶皱轴线和断层走向。②剖面线经过地段露头要好,尽可能选择连续山脊或沟谷。避开障碍物,减少平移。为使制图整理方便,剖面线尽量取直,避免拐折太多。③根据对剖面研究的精度要求,确定剖面比例尺。在实测剖面过程中,凡是在剖面图上能表示1mm宽度的岩性单位都要划分出来,而有特殊意义的矿层、标志层等,即使在图上表示不足1mm,也应放大至1mm夸大表示。④剖面的起点与终点应作为地质点,标定在地形图上。

各岩类实测剖面的目的任务具体说明如下:

沉积岩区剖面 测制目的是了解沉积序列的岩石组成和结构、划分地层、建立填图单位。要求在剖面上进行详细分层,逐层进行岩性描述,对于显旋回性的地层还要运用基本层序的调查方法进行分层观察和描述,系统采取岩矿、岩相、岩石地球化学样品,逐层寻找和采集大化石和按要求采集有关微体化石样品,必要时采集人工重砂、粒度分析、古地磁样等,用宏微观相结合的方法研究地层中的各种地质特征、合理划分岩石地层单位和年代地层单位,视具体情况进行生物地层、年代地层、生态地层、事件地层、层序地层、旋回地层、气候地层、化学地层和磁性地层等多重地层划分对比研究,为路线地质填图打下基础。

侵入岩区剖面 测制侵入岩剖面最主要的任务是详细划分侵入体,建立侵入岩地质填图单位。研究岩体的同源性和演化序列,并进行单元和超单元归并,确定侵入时代及其演化关系,研究就位机制;对异源岩浆演化(浆混岩)序列的侵入体,要在岩浆混合、分异、演化、就位机制的研究基础上,进行合理的填图单元划分,异源岩浆演化序列侵入体填图单位的确立是个新课题,要在填图实践中不断总结完善,暂时可采用“浆混体”“浆混单元”“浆混单元组合”;对造山带区经过强烈构造移置拼贴的无根侵入岩,要实事求是地进行侵入岩的构造岩片、超岩片划分。在侵入岩剖面上应详细研究侵入体的各种基本特征并系统采集岩矿、岩石化学和地球化学样品。选择代表性侵入体采集同位素年龄测试样品。

火山岩区剖面 测制目的是精细划分火山地层,建立火山地层填图单位和火山岩相填图单位。在研究划分火山岩和沉积夹层的基础上,结合火山地层的结构类型,划分岩石地层单位和火山喷发旋回、火山喷发韵律,建立地层层序,确定火山喷发时代。查明火山岩岩石的矿物成分、岩石化学和地球化学特征、岩石类型、结构构造、产状、厚度、接触关系、空间分布及其变化规律。依据火山岩岩石矿物特征和结构构造特征以及火山地质体的产出形态与分布,划分火山岩相类型。研究各种火山岩形成的地质环境或大地构造背景。查明与火山活动有关的构造特征。结合火山岩岩性、岩相资料,研究古火山机构,重点研究的火山机构必须测制“十”字型岩性岩相剖面。探讨火山作用与区域构造及成矿的关系。在剖面上应系统采集岩矿、岩石化学、地球化学样品,在沉积夹层中要注意寻找大化石或采集有关微体化石样品,有选择地采集同位素年龄测试样品。

变质岩区剖面 测制目的是确立变质岩构造—地(岩)层或构造—岩石填图单元,划分变质相系、变质带和区分不同的构造变形域。浅变质的沉积岩和火山沉积岩原则上分别按本节1)、3)要求进行,但应注意研究变质—变形作用的特征及其相互关系。对中深变质岩,要查明变质岩石(包括变质构造岩)的矿物成分、结构构造、岩石类型及主要变质岩的岩石化学、地球化学以及变形特征,恢复原岩;研究变质岩的原岩建造类型;探讨其形成的大地构造环境,以及变质作用和成矿作用的关系;查明不同变质岩石类型的空间分布以及它们之间的接触关系并建立序次关系;查明变质变形作用特征类型、划分变质相带和相系,研究其期次、时代及其相互关系,探讨变质作用发生、发展的地质环境;根据变质作用、变形作用的特征及其复杂程度以及岩石类型,划分构造—地层单位、构造—岩层单位、构造—岩石单位,分别建立地(岩)层序列和变质岩层构造叠置序列,并研究其新老关系和岩石单位的热动力事件演化序列。

第四纪堆积物剖面 测制目的是查明第四纪堆积物种类、物质成分、厚度、成因类型、接触关系和分布范围。研究第四纪堆积物与地貌条件的关系,根据物质成分及其所处的地貌部位划分填图单位,建立堆积层序;调查第四纪可能赋存的矿产、古风化壳、古土壤和古文化层;研究各类第四纪堆积物形成时期及其与年代地层的对应关系;研究与工程有利和不利的第四纪堆积物、地貌、新构造运动和现代动力作用。调查第四纪堆积物中蕴藏的近代古气候、古环境变迁史;对第四纪和现代气候敏感带、不同气候—生物组合交界带、地壳活动带、外动力高强度作用带(江、河、湖、海岸带与边坡)、人为活动强烈频繁地带的第四纪堆积区都应进行重点综合调查。要求在剖面上详细分层,逐层描述并系统采集各类样品,如孢粉样、微古动物样、古地磁样、地球化学样、热释光、光释光、电子自旋共振、C14同位素年龄等测试样品。

构造混杂岩剖面 测制目的是进行基质和外来岩片(块)的划分、对比研究,对基质的划分研究可据基质的变质程度不同分别采用本节的1)、3)、4)要求进行;对基质中的外来岩片(块)可视规模大小分别进行构造微岩片(块)和岩片(块)划分,建立构造混杂岩区的非史密斯地层填图单位。选择有代表性的岩片进行物态(物质组成)、时态(时代确定)、相态(沉积相)、位态(原生大地构造环境,如洋脊、弧前、弧后、岛弧、前陆等构造古地理部位恢复)、变形和变质历程调查。通过对构造岩片四维裂拼复原分析研究,探讨造山带形成、演化历程和现今三维物质组成与结构。要求在剖面上要按微岩片和岩片对内部物质组成逐层详细描述,采集岩矿、古生物、岩相、构造定向、岩石地球化学、粒度分析等样品,选择代表性岩片采集同位素年龄测试样。特别要注意岩片(块)与基质之间、岩片与岩片之间(在构造混杂岩中,岩片与岩片常常直接以断裂带接触)接触关系(断裂)特征性质的填图。

2.实测剖面的技术规定

1)实测区每幅图每一个地层单位至少有1~2条实测剖面控制;修测区对原有的实测剖面在检查的基础上选择具代表性的或有重要意义而出露好的剖面进行重测或补测(含建组剖面、层型剖面),重测或补测的剖面数应占原有剖面的1/3~1/2;修测区应在深入研究前人成果基础上,有针对性地进行重测、补测或新测;若已有符合质量要求的实测剖面,可部分或全部引用。凡是新建的地层单位,不论是那一类区都要新测制层型剖面。

2)剖面线通过的具体位置,要注意露头的连续性是否良好,一般要求剖面露头大于60%,为此应充分利用沟谷、自然切面和人工采掘的坑穴、壕渠、铁路、公路两侧的崖壁等,作为剖面线通过位置。第四系平原区如无天然或人工挖掘剖面,可布适量浅钻取心建立剖面柱。浅钻数量以控制全填图区内第四系成因地层类型为宜。实测剖面线方向基本垂直于地质体走向(如地层走向、中深变质岩区域性面理走向、混杂岩中多数岩片定位优选走向等),一般情况下两者之间的夹角不可小于60°。

3)当露头不连续时,应布置一些短剖面加以拼接,但需注意层位拼接的准确性,防止重复和遗漏层位。最好是确定明显的标志层作为拼接剖面的依据。如剖面线上某些地段有浮土掩盖,且在两侧一定的范围内找不到作为拼接对比的标志层,难以用短剖面拼接时,应考虑使用探槽或剥土予以揭露。特别是当推测掩盖处岩性有变化,或产状、接触关系和地层界线等重要内容因掩盖而不清时,必须使用探槽。

4)稳定克拉通地区或被动陆缘不受构造移位混杂的沉积、沉积—火山岩地层剖面所测制的填图单位(群、组)必须顶、底齐全,与下伏和上覆地层的接触关系清楚,所测地层单位的内部层序齐全、清楚;造山带构造混杂岩区的非史密斯地层剖面上的填图单位岩片之间或岩片与基质之间由于均是构造界面,要求所测制剖面内的各种重要界面和剖面的顶底无掩盖,接触关系清楚。

5)详细逐层记录岩性、岩相、构造,以及各类样品的采集、照相、素描等内容。

6)实测剖面丈量记录表及计算表要详细记录导线号、导线方位、导线长度、坡度、分层号、分层斜距、各类面理(岩层、沉积交错层前积纹层、构造置换面理、岩浆岩流面、断层面等)、线理(各类构造线理、岩浆岩流线等)产状及测量位量,各类样品采样位置、照相或素描位置等。室内资料整理要完成计算表中要求的各项计算。

7)实测剖面图和柱状图制作:一般要求沉积岩、沉积—火山岩(含浅变质的沉积—火山岩)要制作实测剖面图和柱状图:第四系堆积物如为水平岩层(倾角小于5°)可只制作柱状图:中深变质岩、侵入岩和造山带区构造混杂岩一般只要求制作实测剖面图,该类地质体的部分填图单位视综合研究要求可制作柱状图。

⑷ 实测地质剖面的一般程序、内容和工作方法

实测地质剖面的测制,一般分为野外工作和室内整理两个阶段。

( 一) 实测地质剖面的准备工作

在正式开展实测地质剖面工作之前应做好充分准备,以便协调、快速、优质地完成该项工作。准备工作的内容包括实测地质剖面的目的与方法的业务准备、人员分工、材料工具的准备等。

1. 业务准备

事先应对实测地质剖面的有关内容进行学习,听取实习教师有关实测地质剖面的讲课,在路线踏勘的基础上,选择可供实测的剖面位置,确定测制的比例尺。

2. 人员分工

学生以小组为单位,一般 5 ~6 人为宜,具体分工和主要任务如表 5-1 所示。

表 5-1 实测地质剖面人员分工简表

上述人员分工可视具体情况适当变动和调整,以不遗漏各项工作,每人工作饱满且工作协调一致为前提。在剖面测制过程中,可能出现各项工作忙闲不均的情况。如地质观察员、记录员较忙,前、后测手较轻闲等。地质观察员要发挥全组人员的积极性,做好调度和协调工作,切忌各行其是。对于某一地质问题可能有不同认识,在一时难以取得统一认识之前,以客观、真实反映为前提,先按某一种意见暂定,事后再作深入探讨或请指导教师帮助解决。为了实践能力得到全面锻炼,在完成本人所分任务的同时,应积极了解和熟悉其他人员不同分工的工作内容。工作进行一段以后,各不同分工应进行适当轮换,使每个学生都有实践的机会,都能胜任测制剖面中的各项工作。

3. 工具、材料

为了保证实测地质剖面工作的顺利进行,对剖面测制过程中所需的有关资料、工具、材料,按人员分工分别准备和携带,以便到野外就能有条不紊地开展工作。各组一般应配备地形图 1 幅,罗盘 3 个,地质锤 1 把,测绳 ( 皮尺) 1 条,钢卷尺 1 个,记录本 1 本,三角板 1 付,半圆仪 1 个,图板或讲义夹 1 个,绘图纸 ( 方格纸) 1 ~2 张,实测剖面记录表 5 ~10 张,铅笔 3 支,胶布 1 卷,标本签 1 本。

( 二) 实测地质剖面的工作内容和方法

1. 实测地质剖面位置的初步选择

通过路线地质踏勘,对填图区的地层、矿产、构造、地形地貌等已经有了概略的了解,实测剖面位置选在哪里应该已经有了一定的考虑,大体位置基本可以确定下来。为了使实测地质剖面工作顺利进行,提高工作效率并达到质量要求,在正式实测之前,一般应进行比路线踏勘更加详细的观察,如剖面通过的地点、导线方向,地层的岩性、层序、化石层位、标志层、接触关系、构造形态,确定分层界线点并树立标记。对于实测构造剖面,则应对各种构造形态的要素、特征及其确定依据和相互关系进行观察。为了加深印象供实测时参考,可作信手剖面。

2. 导线的布设与工作内容

由于地形地质条件复杂多变,实测地质剖面的目的、要求不同,因此实测的方法也有多种,如直线法、网格法、导线法等。其中,导线法多为生产部门所采用。所谓导线法,系指按既定剖面的方向,随着地形起伏连续实测,在平面上为一反复转折的导线。它的优点是可以适应多种变化的情况,野外测制方法简单易行速度快。其缺点是剖面为非直线时作图麻烦,精度较其他方法稍差。

( 1) 导线布设原则

采用导线法进行实测地质剖面时,首先必须进行导线布设。导线布设应遵循实测地质剖面的选线原则,具体应注意以下三个问题:

◎ 所有导线应尽可能沿同一方向,并垂直于主要地层走向或主要构造线方向,若因某些因素使导线必须转折,但转折应尽量减少,且总体导线方向 ( 导线起终点相连) 要保持与主要地层 ( 或主要构造) 走向垂直,单一导线与地层走向线的锐夹角不小于 60°。

◎ 每条导线的端点 ( 导线点) 应布置在地形起伏变化处,同一导线之内的地形坡度要基本稳定。当地形明显变化时,一定要设点控制变化的地形。此外,导线点不一定是地层的分界点,但为了统计和作图的方便,在有条件统一时应尽量取得一致,而不能以地层或构造分界作为确定导线点的依据。

◎ 导线通过的地段,一般应是露头良好、各种地质现象明显、通行条件好的地段。如果重要地质现象不清楚而需要人工加以揭露,且揭露后仍不能得到连续剖面时,可采取沿地层某一界面走向平移导线的方法,但平移距离不宜过长,一般控制在 20 ~30m 以内。当导线平移时,一定注意沿地层某界面走向平移,而不是垂直导线方向平移,这样才能保持地层的正常层序,不致因导线平移而使地层重复或缺失。

( 2) 导线上的工作内容

导线法实测地质剖面,是剖面测制小组集体的成果,其工作内容是由组成人员在明确分工的前提下,由个人完成。导线上应完成的工作内容,统一反映在 “实测地质剖面记录表”中 ( 表 5-2) 。现将导线上的工作内容,即实测地质剖面记录表中各项内容的取得及其有关问题叙述如下:

表 5-2 实测地质剖面记录表

导线号 以剖面起点为 0,地形变化的第一个点即第一测绳终点为 1,导线号记录为“0—1”; 第二测绳起点 1 至第二测绳终点 2,导线号记录为 “1—2”; 其余类推。

导线方位角 指每一条导线前进方向的方位角。如 0—1 导线的方位角,就是后测手由 0 点对前测手 1 点测读的方位角。如果所有导线的方位角都相等,剖面线则为一条直线; 如果各导线的方位角不等,则剖面线为折线。导线的方位角由前、后测手提供,为了保证所测方位角数值的精度,最好采用前、后测手对测。当读数相差 180°时,说明所测方位角准确,以后测手的读数填入表中。如果虽经多次测读,前、后测手的读数仍有一定误差时,取其最接近的一组读数将其误差平均分配,作为后测手的读数记入表中。

导线斜距 导线斜距是指导线起、终点间沿地表的长度,一般采用以 “米 ( m) ”作为计量单位。为使测得的导线斜距准确,前、后测手应事先对测绳或皮尺进行检查,检查测绳 ( 或皮尺) 是否完整无损。后测手一方的刻度应为 0,当前、后测手身高大体相同时,手放在同一位置 ( 如放在肚脐处) 拉紧拉直测绳,这时测绳所读长度因平行且等于地面斜距,所以其读数即为导线斜距; 如前、后测手身高相差较大,可调节拉测绳手的高低,使其测绳与地面平行,这时导线斜距的读数是由前测手向记录员报告。

分层斜距 同一导线内不同岩性的分界点在导线上的距离,称分层斜距。同一条导线上各分层斜距之和,等于该导线的导线斜距。当同一岩性分层分属二条导线时,应分别量测。

对于实测地层剖面,属于下列情况之一者,可量测分层斜距: ①按实测地层剖面比例尺的精度要求,分层厚度在图上等于或大于 1mm 的单层; ②岩石颜色或成分显着不同;③岩石的结构、构造 ( 如碎屑岩的粒度、层理、岩石单层的厚度) 有明显变化; ④岩性不同、厚度不大的岩层有规律地重复出现时,可作为一套互层,如果厚度差异较大,则将薄层视为这一大层中的夹层。分层斜距分别量测其互层或大层斜距,其特点应叙述在文字描述栏内; ⑤标志层、化石层,以及矿层或其他分布广、在地质研究中具有意义的薄的岩层应独立分层,如果表示在剖面上它们的厚度小于 1mm 时,在绘图时可夸大,按 1mm表示。

坡度角 导线经过地段的地面与水平面之间的夹角,称该地段的坡度角。它以导线的前进方向为准,仰角为正,俯角为负。

地层产状及产状位置斜距 地层产状一般只量测倾向和倾角。具体多远距离测量一个产状无具体的规定,一般在产状有变化、不同时代地层分界的上部和下部地层,以及断层的两盘、褶皱的两翼、枢纽倾伏端等部位一定要测量产状。为客观地反映构造形态,准确确定地层厚度,避免作图及研究剖面时产状数据不足,在剖面实测过程中应尽量多地测量产状,以防止由于少测而再次补测,如果整理时,发现产状过多,可以舍去不必要的产状。

产状位置斜距是指沿导线测量产状的地点与该导线起点间的斜距。当导线经过的地段产状不宜直接测量时,可在导线的旁侧测量,但不宜过远,它的产状位置斜距是将测量产状的位置沿岩层走向 ( 或断层走向) 平移到导线上读其斜距。

分层号 从剖面起点开始,对实测各岩层的分层由 1 开始顺序编号。如某一分层在前一条导线中已经测过一部分并编了分层号,第二条导线中续测的部分不应再另编新号,应采用前一导线的编号。

画剖面草图 它是在剖面实测过程中边测边作,当剖面实测完毕后草图即告完成。剖面草图是依据实测的各种数据,按照规定的比例尺,由起点到终点,将地形起伏、导线编号、斜距、分层界线、产状、标本位置及其编号等标于图上的一份供剖面记录整理和正式作图时参考的图件。剖面草图不同于正式实测地质剖面图,它既有比例尺的限制但又不很严格,而且具有一定的示意性和灵活性。如岩层倾角可用真倾角直接作图,岩性符号也不一定都填满,斜距和平距不一定严格换算等。有时为了加深印象,补充记录表格中的一些不足,也可标注一定的文字或放大局部剖面进行详细素描。

制作剖面草图,有着一定的意义。如在不影响整体剖面质量的情况下,有时对于一些微小的地形变化在布设导线时不予考虑,有时却是反映岩性、构造等一些重要标志,在这种情况下,如在剖面草图中表示出来,可在正式作图时可据此进行修正,防止由于人为作图而失真。又如在考虑作图方法时能使图面布局合理,帮助回忆野外情况,纠正记录错误,帮助小组讨论研究问题等许多方面,都有着不可低估的作用,特别是对于初学者来说尤为重要。

剖面的起、终点要准确标定在地形底图上,用直径 2mm 的小圆圈表示,圆心为其具体位置。在一般情况下,剖面的起、终点往往是确定剖面总方向的依据,起、终点连线应和剖面的总长度相等。剖面的起点到终点的方向一般应是岩层的倾斜方向,即地层由老到新的方向。这种测制顺序对于熟悉地层层序,判断地质构造,建立地质演化等方面都有一定的作用。

3. 实测地层剖面的野外校核

实测地质剖面测完后,应进行野外校核。野外校核的主要内容包括地层划分、岩性特征描述的准确性,以及主要地层分界、特殊岩层的厚度和位置、构造形态、岩层产状等进行检查; 对于地面坡度、斜距和方位角等数据,针对可疑点进行部分抽查。检查时要把文字记录和剖面草图结合起来,经过核查达不到质量要求的应考虑局部或全部重测; 如果检查无误或经过核审已作了改正,就可以结束实测地质剖面的野外工作,转入剖面的原始资料整理和图件的编制阶段。

⑸ 地层剖面的野外施测

测制地质剖面的方法较多,这里介绍生产单位最常用的一种方法— 半—仪器导线测量法。

(一)实测剖面的技术要求

(1)实测剖面线的方位尽可能垂直岩层或主要构造线走向,一般情况下二者之间的夹角不能小于60°。

(2)在满足实测剖面任务的前提下,剖面线一般要取直、少拐弯或不拐弯,必须拐弯时,角度也不宜过大。

(3)当沿剖面线露头不连续时,可布置一些短剖面加以拼接,但需要注意层位拼接的正确性,防止地层的遗漏或重复。最好同时绘制构造剖面素描图,标明各段剖面中不同层位岩层的对应关系,或者确定明显的标志层作为拼接剖面的依据。

(4)当剖面上有较厚浮土掩盖,两侧一定范围内又无明显标志层对比,难以用短剖面拼接(或平移剖面导线)时,应动用剥土或探槽等轻型山地工程给予揭露。

(5)岩层产状平缓的地层剖面,宜在陡崖处布置;若有钻探资料应充分地利用,以便了解地下的隐伏层位。

(二)实测剖面的人员分工及任务

半仪器导线测量法是一种用地质罗盘测量导线所跨越的地形坡度角,用测绳或皮尺丈量剖面斜距的导线测量方法。参测人员一般需要4~5人,并要分工和密切合作。具体分工如下:

测手2人(前、后测手):主要任务是拉测绳(皮尺,下同)、测方位及地形坡度角,丈量长度。

观测员2人:主要任务是选点、量产状、采样本。即先将导线上所跨越的坡度转折点、地层分界点、岩性分层点、构造点等划分出来;再测量各类产状要素、采集标本、观察岩性和寻找化石等。

记录员1人:主要任务是将各种实测数据记录在剖面登记的表格上,对岩性和地质现象描述和绘制信手剖面图(地层剖面草图)。

(三)实测剖面的测量方法

工作开始时,后测手站立在起点0上(图3-1),持测绳或皮尺零点一端,前测手持测绳或皮尺的另一端行进至选好的一点(即第一导线的终点)上。然后,两测手将测绳或皮尺拉直,前测手读出测绳上的长度距离,并将数据报告给记录员登录,该导线长度记为该导线斜距。接着两测手相对,测出导线方位角和地形坡度角并相互校正,且以后测手所测数据为准,由后测手报给记录员登录。记录员的工作是随时登录所取得的各种数据资料,填写实测地层剖面登记表(表3-1),详细描述岩性特征,绘制信手剖面图如图3-1。

(据卢选元等,1987,有修改)

5.高差

前后两点的高程差是根据斜距和坡度角计算出来的。自0点起至每点都要计算出累积高差。

(五)实测地层剖面地质观察内容及描述记录

在剖面测制中,每一导线间的岩层岩性、产状、接触关系、节理、断层、褶皱等各种构造要素以及矿层、标志层等都要认真观察并记录在野外记录簿内。记录描述应实事求是、准确反映野外地质体的客观事实。

具体记录时,首先要把地质界线出露的实际位置记录下来,如:6—7导线10m 处为黄贯组(C1h)与青塘组(C2q)分界,然后描述岩层的岩性特征层间接触关系,如:二者接触关系为平行不整合。

岩性特征分层描述先说明地层代号和岩石名称,再分基本描述与补充描述两部分。基本描述的顺序是:颜色、结构、构造、成分、名称。例如:某岩层描述为浅灰色中厚层条带状泥质灰岩。补充描述说明变化特征,其内容包括风化特征、层面及层间结构构造、化石保存状态特征等。如:上例补充描述颜色为灰绿至黄灰色,条带宽1~2cm,风化层富含泥质的条带,层面凹凸不平。观察的岩石颜色要以新鲜面本色为准。

岩性观察描述要注意识别岩石的基本矿物成分或碎屑成分,特别是生物碎屑成分以及能够反映沉积或成岩环境的特殊成分,如:海绿石、磷质、铁质、锰质结核、钙结核,盐类矿物等的分布状况和数量。要注意观察描述岩石结构、构造特征,如:碎屑颗粒的粒度、形状、磨圆度、分选性,化学结晶或重结晶矿物类型等。对宏观的沉积-成岩构造,包括“层”的形态、层理类型、单层厚度,各种交错层理,各种变形构造,原生与次生孔洞、生物潜穴,层顶面的波痕、泥裂、生物遗迹,层底面的各类印痕、印模等均须全面观测描述。

古生物特征的描述对岩层中所含化石的种类、个体形态、丰富程度、保存状况、分布态势、岩性及沉积构造的关系,是否为原地埋藏以及化石采集点的层位等都要详细观察描述。

接触关系的描述包括地层的整合接触关系与不整合接触关系(角度不整合和平行不整合)。它是地壳运动最直接、最综合的表现,是确定地壳运动及其性质的重要依据。地层不整合接触说明两套地层间存在着一个间断界面,要观察其形态(平整、起伏的),上、下地层是否相交,接触面上有无底砾岩或古风化壳、古土壤,接触面上下是否存在不同的构造变形强弱程度和不同时期,不同特点岩浆活动和变质作用及邻近接触面的上、下地层的时代并对上述现象和认识加以描述和阐述。

产状要素的记录产状要素是指地质体的走向、倾向、倾角、侧伏、倾伏;野外要测地层、节理、断层、矿脉等面状地质体的倾向、倾角。对褶皱要素(如轴面、翼部)需测量其产状要素。对线理或枢纽要测量侧伏、倾伏。测量产状时,必须选取有代表性的界面,读出精确数据。值得强调的是,在野外要避免使用测量几个产状取其平均值的现象发生。

素描与数码照相野外对地质现象进行素描和数码照相是记录、描述的重要补充手段,有些地质现象用许多文字进行描述,往往不如一幅素描图或一幅照片更能直观的说明问题。素描图和数码照片要进行统一编号,并记录它们的具体位置和镜头朝向(如摄于导线1—230m处,镜头朝东摄),以防造成混乱。不管是素描图还是数码照片都应在其上放一参照物(如放大镜、地质锤或铅笔),由此知其规模大小。

(六)实测剖面的标本样品采集和编录

实测地层剖面需要进行较系统的采样。采样的种类和数量取决于地质情况和技术经济条件等综合因素。常采集的标本和样品有:岩矿陈列标本、岩矿鉴定标本、古生物鉴定标本及岩石定量光谱分析标本,有时还需采集人工重砂,化学分析、电镜扫描、岩组分析、差热分析、古地磁及同位素测年等样品,这些样品的数量及采集量均要满足设计书的要求。

标本样品采集后要及时编号、记录采集位置和包装。

标本样品编号的原则:以样品种类的汉语拼音第一个字母标放在编号首位;以罗马数字代表剖面编号放在第二位;以阿拉伯数字代表标本样品取自某一分层的分层号,放在第三位。如编号b-Ⅰ-3-2,表示这块薄片标本是采自Ⅰ号实测地层剖面上第3分层的第2块标本。

各类标本样品的代号(汉语拼音字母)在《1:5万区域地质调查规范》中均可查到,在本书的附录(见表Ⅰ-7-1)中亦有介绍。

现将实测剖面或在区域地质填图中对所需采集标本、样品的采集技术要求和方法介绍如下。

1.岩矿陈列标本

岩矿陈列标本是为了再现工作区的岩石、矿物面貌特征而采集的。它包括各种有代表性的地层、岩浆岩、变质岩、矿物、矿石、构造等标本。其中,标本规格一般是3cm×6cm×9cm(厚×宽×长),对单矿物标本规格大小不限,以能反映该矿物特征为目的。

陈列标本一般存放于本单位资料库或陈列馆中,供野外现场验收查验。

2.岩矿鉴定标本

在野外不能准确定名的岩石和矿物,为了解岩石矿物的组成成分、结构构造、矿物组合特征而采集的标本,称为岩矿鉴定标本。须采集规格为2cm×5cm×8cm的标本,将标本送达实验室磨(切)制成薄片或光片进行鉴定。岩矿鉴定标本有以下两种:

(1)岩石薄片鉴定标本

在实测地层剖面中,应按岩层层序系统采集这类标本;而对岩浆岩要按单元(或侵入体)进行采样;对变质岩岩石类型、变质相、蚀变带及接触变质情况等系统采集;在不同构造带上采集各类构造岩标本。此外,在地质填图过程中发现的特殊岩石类型,也应采集薄片鉴定标本。

(2)矿石光片鉴定标本

在工作区选择矿石结构构造、矿石共生组合、矿脉穿插期次、矿石与围岩关系等方面有代表性的矿石标本(规格不限)将标本磨成光片,供矿相学研究的标本,称为矿石光片鉴定标本。

送检标本上应用红笔划出切片部位及其范围,须留副样,以便核对鉴定成果。同时可比照鉴定结论,提高野外人员对标本的肉眼鉴定能力和统一命名术语。

3.岩矿光谱分析样品

采集岩矿光谱分析样品是为了研究岩石或矿石的微量元素特征,及时发现岩石和矿石中各种元素含量变化及矿体的原生分散晕,以便指导普查找矿工作

在实测地层剖面、岩体剖面、变质岩剖面时,应对各类岩石进行系统取样。在矿产普查工作中要按一定测网全面系统采集光谱样品,以便发现矿体的原生分散晕。在地质填图工作中对一些特殊岩性或可能含矿岩石也应采集光谱样品。光谱鉴定样品要求样品新鲜,重量大于200g。光谱分析样有全分析、简项分析两种。全分析一般适用于各类剖面中系统样品采集研究,或工作开始时对工作区进行地球化学特征研究。其分析项目包括: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。简项分析是在矿产普查工作中或对岩石的含矿性进行研究时采用,其分析项目可依据需要而选择(见表6-3)。

4.硅酸盐分析样品

硅酸盐分析样又称岩石全分析样。它是为了全面分析岩石的化学成分,研究地质体的物质组成及物理化学变化而采集的。一般用在岩浆岩、火山岩及深变质岩的剖面研究,有时也应用于沉积岩。采集的样品一般要求是未风化、未蚀变极为新鲜的原岩。采样方法常用拣块法,样品重量约为2kg。实际工作中往往将岩石化学成分的研究与岩石矿物成分及微量元素,甚至与重矿物的研究相结合进行。因此,在硅酸盐分析样样品采集的同时,应采集岩矿鉴定、岩矿光谱、陈列标本和人工重砂样等。主要分析项目为:SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、H2O 等,有时还分析P2O5、ZrO2、CrO3、NiO、BaO、SrO、Li2O、F、Cl、S、CO2等项目(见表6-2)。

5.化学分析样品

化学分析样品是为了分析矿石中的化学成分,确定有用组分及有害组分的含量,确定矿石质量和区分矿体与夹石或围岩的界线,评价矿床的工业意义。取样方法、要求及分析项目视矿种及矿石类型不同而有专门的要求,详见专门矿产工业要求。一般在地质调查中的矿点检查或普查评价,采用连续拣块法及刻槽取样。样品重量约2kg。

6.人工重砂样品

人工重砂样品用于鉴定岩石中的重矿物成分、含量、晶体形态及共生组合等特征,从而研究岩石的含矿性、岩石成因类型、岩石对比。对于古砂矿、岩浆矿床及风化壳型矿床,人工重砂方法又是一种直接的找矿手段,并可确定其矿石品位。用于岩石学研究的样品,一般应当是未遭受风化、蚀变、交代的新鲜岩石。采样方法可用拣块法、刻槽法,剥层法,样重10~20kg。用于找矿或矿床评价的样品,可采用刻槽法或全巷法。除采集原岩中样品外,有时还可在风化残积层中采取,样重按矿物分布均匀程度不同而定,一般为20~30kg。同时还要采集岩矿鉴定、岩矿光谱及陈列标本等样品。

7.古生物化石标本

化石标本是为了确定地层时代、划分和对比地层,并进行沉积岩相、古气候、古地理的研究,一般应在测制地层剖面时逐层采集。在路线调查中,应在可能保存化石的层位,注意寻找化石。野外采集的化石标本,要求尽量采集齐全,同时要注意收集古生物的赋存状态、形态大小和相对数量方面的资料。化石应分层采集、分层编录,并将内容记录于剖面记录表或记录簿中。化石点位置应标定于地层剖面图或野外手图上,野外遇有完整的大型古脊椎动物化石,应先拍照、素描、进行描述和逐块编号后再行挖掘。如果自己不能挖掘应保护现场,报请专业单位处理。在采集第四系中的化石时,如发现文物或文化遗迹,不要自行挖掘,以免损坏,应当报告文物管理部门处置。标本的规格,应视化石大小而定。在野外应对化石作初步鉴定,确定其门类,并初步鉴定到属或种,要用棉花或棉纸将其包装保护好,直接送达古生物研究单位,进行详细鉴定。

8.孢粉鉴定样品

孢粉样品的采集是为了进行微体化石的研究。目前,这方面的研究对地层划分和对比以及确定地层的时代都起着积极的作用。一般多用于地层较厚、动植物化石较少的前寒武纪地层及中新生代地层。采集的孢粉鉴定样品,要选择有利于保存孢粉的岩性。如碎屑岩中的粉砂岩、页岩、砂质页岩,化学沉积的碳酸盐岩和硅质岩,含有机质的岩石,红层中的浅色、绿色、黑色夹层,成层有序的浅变质岩系中的千枚岩或黑色板岩等。若在地层剖面中采样,应按顺序逐层采取。路线调查时,可对某些地层作适量采集。按一定的间距进行采集,原则上在有利于赋存孢粉厚度较薄的岩层中进行,在地层分界线的上下应加密采集;在不利于孢粉赋存的夹层中,可适当放宽采集,甚至可不受采样间距限制。通常在厚约10m的单一岩层中,仅在其上下界线处各取一个样,中部大致以相等间距取1~2个样:在厚约100m的单一岩层中,可在上下界线处以3~5m 间距连续取2~3个样,然后以10m 间距在中间部位采集;在厚1000m 以上、岩性基本相同的岩层中,可在相邻层位交接处以5~10m 间距连续取3~4个样,余下的以30m 间距连续取样。野外所采样品要求岩石新鲜、未风化,样重0.5~1kg。采集方法可用拣块法或刻槽法。样品应妥善保存,严防上下层位样品混染。每个样品都要用清洁、坚实的牛皮纸包装好,或置于密封容器内。

9.煤岩鉴定样品

煤岩样品是为了解煤的物质成分、结构和组分含量,研究煤的成因、煤层对比标志、变质程度和工艺利用性能等。样品应避免在断层附近及对煤质有影响的侵入体附近采集。煤岩样必须在新鲜露头上采取,取样方法可以垂直煤层连续拣块或刻槽取样。样品采集后应该立即装于备好的采样箱内,并且妥善密封包装好,注明顶底板及编号。采集煤岩样的同时,最好也能采集煤的化学分析样,以便相互验证。

以上标本采集后,都要在记录簿中有记录。手图上有准确的位置标记,所有送检样品要填写好送样单,一式三份。要将测试样品包装、装箱,及时送到有资质的分析检查单位,并要外送一部分样品到第二单位进行复检,确保鉴定分析质量。

10.定向标本

野外采集进行组构分析的标本应在露头上的岩层层面、节理面、片理面、断层面人工修整的平面等定向面上直接准确标示出其产状要素符号(其面要求不小于20cm×20cm)和定向符号,在走向线两端和倾斜方向顶端标明其方位和注明上、下面,然后再采下标本。需要指出的是,所有上述标绘的定向线、精度误差不得超过1°。在定向划线前,不得锤击露头使其位置发生变动。

切制定向薄片时,一般应垂直于b轴,或垂直于片理等定向结构面的走向。其目的是为了能在室内恢复其野外产状,以便能进一步观察和测定在野外条件下难以获得的构造要素,如线理、劈理、擦痕及其他定向组构等,并且为岩组分析准确确定切制薄片的方位以及被测定薄片本身的产状。

(七)实测地质剖面草图

在施测剖面的同时,要实地勾绘实测地质剖面草图。这种图件不要求很精确,但要求能形象地反映地质、地形的细部特征,它可作为室内做正式剖面图时校核的参考资料。此图比例尺较实测剖面图的小(一般用1:1000),绘制在野外记录簿的左页,图中岩层产状可按真倾角标绘,其格式如图3-1所示。

实测地质剖面草图的勾绘方法:

(1)在记录簿左页的适当位置上选取一点0,按0—1导线的坡度角画出导线0 —1的长度(斜距)确定点1的位置,并勾绘出0—1导线之间的实际地形线;

(2)根据产状要素画出分层界线和其他地质界线,注上导线号、分层号、岩性花纹、产状要素和化石产出部位。以此类推,直至剖面终点。

⑹ 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

⑺ 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。

⑻ 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。剖面线方向尽量垂直地层走向或主要构造线走向,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。

⑼ 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:岩石成分显着不同;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。

⑽ 实习七(一) 实测剖面实习步骤

一、实测地质剖面步骤及要求

剖面位置应选择在地质体相对出露齐全、基岩露头较好、构造较清楚或较简单、岩石变质或蚀变较浅、矿层(体)与围岩关系清楚的地段,剖面线方向应尽量垂直地质体走向。

在剖面的起点处打入写有A0编号的木桩,前测手持测绳向剖面前进方向推进,在地形明显变化处设置导线点1。用测绳丈量该导线斜长,用罗盘测量导线方位和坡度(均要求误差≤3°以内取平均值),并将上述测量数据记录于剖面记录表中,包括导线号、方位角、斜距、坡度角(坡度角记录时,上坡为正、下坡为负)、产状及位置、分层位置及地层代号、取样类别及位置、地层岩性或地质体文字描述。以此类推,测制A0~A1、A1~A2、A2~A3导线。

二、实测地质剖面室内绘制步骤及要求

1.绘制剖面导线平面图

根据各导线的斜长和坡度,计算出各自的平距,然后在确定了正北方向的图纸上,按各导线方位角及平距将剖面位置绘制在矿区实际材料图上。

2.绘制自然剖面图地形线

在剖面导线平面图的基础上,按各导线点相对标高和比例尺及地形地貌特征,将导线手绘为较圆滑的地形线,即成为自然剖面图地形线。

3.剖面图室内绘制

(1)展开法:当导线方向变化不大时,用展开法绘制剖面图。将各次所测的不同方向的导线,按其斜距和坡度角依次连接。在每一导线的起点标注导线方位角,分层等位置就是野外投影在导线上的斜距读数,导线上的倾角按换算后的视倾角绘制,但产状为实测倾向、倾角。

展开法绘制剖面图时,下方的导线平面图意义不大,成图时可以省略不绘。

(2)投影法:导线方向多变、转折点较多时,用投影法(一次投影)绘制剖面图。首先在图纸的下方,绘出一条代表剖面总体方向的水平投影基线,然后把各种地质要素标绘在这条基线的相应位置上,构成路线地质图。

路线地质图是根据导线计算的平距和方向所绘。根据各地质要素在剖面导线上的斜距,计算为平距后,绘在导线平面图的相应位置上,地质界线则绘出走向线或分层界线,其他地质内容(如产状、标本等),按规定的图示标注在平面图上。

(3)实测剖面图上的主要内容:剖面起点坐标、方位、垂直标尺、水平标尺、导线号、地层界线、地层代号、岩浆岩代号、岩性、矿体、蚀变带、断层、采样点及标本、样品编号、探矿工程、地质产状、各地质内容编号及代号、重要地物等。如有放大素描图应在剖面上方绘制并用箭头指示位置。

(4)导线平面图上的主要内容:方位、导线(长度以平距计)和导线号、地层界线、地层代号、岩浆岩代号、矿体、蚀变带、断层、采样点、探矿工程、地质产状、各地质内容编号及代号、重要地物等。

(5)综合地层-岩矿体柱状图的内容:比例尺(能表达地层、岩体和矿体结构基本特征)、图例(采用矿区统一图例)、地层时代、地层名称、地层符号、分层号、分层厚度、岩层厚度、柱状图(用规定的线条、花纹符号表示不同的地层岩体、矿体及其接触关系)、简单岩性描述(注明有代表性的样品、标本、化石和矿产)、责任签等。

三、实习资料及要求

(1)野外实测剖面记录表,见表7-1;

(2)以记录表(表7-1)按实测剖面要求绘制平、剖面图;

(3)绘制地质柱状图;

(4)根据表7-1中所给资料用数字区域地质调查系统(DigitalRGMAP)的数字剖面系统进行实测平、剖面图绘制;

(5)分别提交手工及计算机绘制的图件。

表7-1 实测地质剖面记录表

四、数字地质调查系统数字剖面桌面系统实习步骤

1.创建新剖面

以1∶5万图幅为例,操作步骤如下:

(1)选择1∶5万比例尺图幅接图表;

(2)选择图幅所在的省份;

(3)选择图名;

(4)用鼠标点击图名,弹出下面对话框(图7-1),按【新建】按钮,则创建新剖面,按【选择剖面名称】按钮则打开已有剖面(如果是新建,在新建剖面名称编辑框输入剖面编号。程序自动会加入PM,所以用户只需输入三位数字即可。新建网格宽高输入值由用户确定,该值是厘米格的大小,用于作图参照。用户可根据剖面长度和比例尺大小估计宽高值);

(5)按【新建】按钮后,程序会自动在相应的目录下建立数字剖面所有的文件,创建完后,最底下一行会显示用户输入的剖面名称,然后按【打开】按钮;

(6)系统进入剖面编辑状态。通常左边是剖面图的图层,右边是绘图区。

图7-1 创建或打开已有剖面

2.在桌面上录入新的剖面数据

【数据录入】按钮功能说明:无论什么数据录入界面,有关数据录入界面均按:

【ADD】—增加一条新记录;【EDIT】—编辑已有一条记录;【DEL】—删除一条记录;【INSERT】—插入一条记录;【CLEAR】—清空当前数据库;【CAN-CLE】—不保存数据并退出录入;【写库】—保存当前数据库,但不退出编辑状态。

(1)输入导线库

1)在桌面上,选择【剖面编辑与计算】,进入数据录入主界面对话框(图7-2,图7-3)。

2)在数据录入主界面上,先点击导线库的编辑框,再点击数据录入主界面上的【ADD】按钮并弹出(图7-4)对话框,在编辑框输入相应的数据按【OK】。

图7-2 在菜单中选择剖面编辑与计算

图7-3 数据录入主界面

图7-4 导线录入对话框

3)数据录入主界面上的编辑框会显示相应的数据,如果还要输入导线数据,重复1)、2)步骤。

(2)分层数据录入

1)应先输入导线数据后,再输入分层数据。为了把导线测站数据连带到分层数据编辑框,可以先在导线编辑框上,选中正在使用导线号(注意:应选序号列的字段)。在此之后,点击分层厚度计算编辑框,然后按【ADD】。

2)在对话框输入要输入的数据,导线号会自动带进。

3)数据录入主界面上的编辑框会显示相应的数据,如果还要输入分层数据,重复1)、2)步骤。

(3)输入分层描述

1)可以在分层编辑框上,选中正在使用分层号(注意:应选序号列的字段)。在此之后,在层号编辑框里会显示当前编辑的层号,接着可以输入分层描述。应及时按【保存文本】保存分层文件。如果是早期的剖面,需对分层批注,则可在“剖面分层批注”编辑框中描述,同理,也应及时按【保存批注】保存剖面分层批注文件。

2)如果还要输入分层数据,重复1)、2)步骤。

(4)产状化石采样数据录入

1)在数据录入主界面上,点击【产状化石采样】按钮。

2)系统弹出编辑对话框,输入产状化石采样数据,应先确定导线号和分层号。为了把导线测站号和分层号数据连带到产状化石采样数据编辑框,可以先在导线和分层编辑框上,选中正在使用导线号和分层号,注意,应选序号列的字段。在此之后,按输入要求,分别点击产状(化石采样)编辑框,然后按ADD,即可新录数据。

3)在对话框输入要输入产状数据,导线号和分层号会自动带进。

4)在对话框输入要输入采样数据,导线号和分层号会自动带进。

5)在对话框输入要输入化石数据,导线号和分层号会自动带进。

(5)照片、工程素描、地质点等的录入

同理,点击相应的【照片】、【工程素描】、【地质点】等按钮,在弹出的对话框中进行相应的录入便可。

3.导线库、分层厚度库、分层描述的阅读、编辑修改

(1)弹出数据库编辑主界面。在数据库编辑主界面上,可直接对导线库、分层厚度库、分层描述进行阅读、编辑修改。操作步骤与数据录入基本相同。

(2)编辑、查看分层与分层数据库,点击要编辑分层厚度计算编辑框的层号(应选第1列),然后按【EDIT】,系统会自动弹出分层编辑框。对于分层描述,则是点击那一个层号,分层文字描述会自动显示该层的文字描述,用户可修改保存。

4.剖面柱状图花纹录入

(1)在桌面上选取择剖面编辑与计算的下拉菜单【岩石花纹代码录入】(图7-5)。

(2)在花纹库录入对话框中,按层号选择岩类字典、岩石名称字典、岩石名称编辑框(在一层中最多可选3个岩性A、B、C。本层%指本层不同岩性所占比例),点击代码字典标识填入代码。

(3)接触关系输入同理。

5.柱状图和剖面图绘制

在桌面的图形选择菜单下点击生成剖面图或生成柱状图,进入对话框(图7-6),完成参数输入,点【OK】,自动生成剖面图或柱状图。

(1)比例尺:全图的比例尺。

图7-5 岩石花纹代码录入

图7-6 剖面图和柱状图绘制参数输入

(2)纵向比例尺:对纵向方向进行放大和缩小。

(3)顶底绘制选择:由底到顶———画柱子时,最上层号是剖面数据采集的最后一个层号,然后倒序由上往下绘制;由顶到底———画柱子时,最上层号是剖面数据采集的第一个层号,然后按序由上往下绘制。

(4)柱状图文字描述选择:原始描述———用文字描述内容;批注描述———用批注文字描述内容。

(5)剖面分层线绘制选择:自定义分层线———直接读取自定义分层库绘制剖面的分层线;默认———直接读取分层库绘制剖面的分层线。

(6)产状位置画分层线:可以在产状的位置上按产状要素绘制分层线,但分层线的长度比正常的分层线短一些。该功能便于用户画岩层花纹。

6.人机交互绘制剖面和柱状图花纹

在剖面图上,程序自动根据剖面数据绘制剖面的框架与分层线,但需要人工交互绘制剖面花纹,对画剖面分层的岩石花纹,为了不反复切换屏幕,以便获得每一层的岩石花纹信息,可以先打开非模式对话框,即选择剖面花纹绘图参照菜单(图7-7)。选择剖面花纹绘图参照菜单后,用户可以同时操作对话框和绘图区域的操作,而不需要来回切换屏幕。

图7-7 面花纹参照菜单

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