在某一地段内,沿一定方位实际测量和编制地质剖面图是一项重要的基础地质研究工作,也是对工作区内陆层时代、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:
在此基础上,进行该区地质发展史的研究,以恢复古地理、古气候的特征,推断地壳运动的时期及特点,通过不同地质剖面的对比,研究同一时期不同地区的地质环境的变化等等。因此许多专门性的研究工作也都要通过实测一定数量的地质剖面来完成。 在地质测量工作中,通过实测剖面系统掌握测区内上述资料的基础上,详细而准确地划分地层,确定填图单位,明确分层标志,为顺利开展地质测量作好基础工作。在踏勘测区的基础上,选择几条典型的剖面进行实测和研究,是地质测量工作的重要内容。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4点要求:
第二节 实测剖面的野外工作 剖面测量方法有直线法和导线法。如果剖面较短,地形简单,利用直线法便于整理。如果剖面较长,且地形变化较复杂时一般用导线法进行。 野外工作有地形及导线测量、岩性分层、测量岩层产状、观察描述、填写记录表格、绘制野外草图、采集标本及取样等。一般需要3—5人,最好5—7人(包括前测手、后测手、分层员、记录员和采样员等)共同测制一条剖面,分工合作,互相配合。 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(各1人,二人身高最好一样)来完成。一般用50m、100m长的测绳,后测手持0m端,前测手持另一端。测量开始时,后测手站定剖面起点,前测手向剖面终点方向前进,待到地形起伏变化处则停止。两人将测绳拉直,此时,前测手向记录员报告导线斜距——测绳终点所记米数。前测手应当注意寻找地形恰当的位置作为导线终点,有时需前后照应,尽量选择地形起伏的折点部位,如沟底、山顶等,使每一导线尽量放长,减少导线次数,加快工作进度,降低整理的工作量。 前后测手共同测量导线方位和地形坡度角,导线方位是指导线的前进方向,用方位角记数。前后测手测量误差小于2°~3°,取其平均值记入记录表格中。地形坡度的测量是利用罗盘测斜仪,前后测手分别瞄准对方相同高度部位,使视线与地面平行一致,多测几次,前后校正,开始读数。以后测手为准,仰角为“+”,俯角为“—”,测准后将角度连同“+”或“—”号一同报告给记录员,记入表格中。 二、 观察、描述及分层
三、标本和样品的采集及编号 原则上对所分层岩层应逐层取样。 其中包括地层标本、古生物化石标本、岩石薄片标本、矿石光片标本、岩石化学分析样品、人工重砂样、同位素年龄样、古地磁样等等。对重点层位要加密采样。根据地质测量规范的要求而定取样项目。标本及样品一定要准确系统编号,填好标本签,并用标本纸包装起来。所有的标本及样品编号不准重复。一般编号要有剖面代号、层号、标本及样品类型(如薄片标本、化学分析样等)、标本的序号等。 如果在实习中有多组或不同班级同测一条剖面,则班级或小组的代号也要编入。 如: W— ②—B1 W—代表王庄剖面 ②—该标本取自第层②内 B1—代表薄片用标本,该层的第一块薄片标本 ⅢZ—②—H2 Ⅲ —代表三班或三组 Z—代表张崖子剖面 ⑤—该标本取自⑤层 H2—化石标本,该层的第二块 采集标本及样品的注意事项:
四、填写记录表格 实测剖面需要在野外填记专用的记录表格。
五、绘制草图 实测剖面需要在野外填记专用的记录表格。 在实测剖面中,应现场绘制草图,包括平面图和剖面图,以便在室内整理时参考。 (1)野外平面图的绘制方法 首先大体确定剖面的总方位,可在野外大体测量,也可在地形图上用量角器量得设计剖面的总方位。 以图纸的横线作为该剖面的总方位线,在图纸的上方标明北的方向(N)。在图纸上确定剖面的起始位置,一般图纸的右端为东或南,左端为西或北。如剖面的总方向为NW310°,则在图纸上应将130°方向放于右方,而310°方向放于左方,这样有利于与地形图相对应。 开始,在图纸上剖面起点处沿导线方位角画一射线,在该射线上截取出导线水平距(根据导线斜距及地形坡度角求出水平距D=(L1-L2)cosβ,或者按比例用作图法求出)。 将导线起止点标好序号,按照导线顺序一一作出。在各导线上,按照分层水平距截取各分层位置,每分层段内要标好分层号。在适当位置标记产状符号、古生物化石采集部位等。导线号记在导线变换处,如有拐折,则标于导线相交角尖处,层号最好用圆圈圈起,标于分层段的中间,数字大小要一致。分层界线及产状符号等所画线的长短也要做统一规格(图1)。 图1 平面示意图 以次法连续画出各导线上内容,直到剖面终点。如果中途需要平移距离较大,则可不按作图比例尺,而在图上标明平移距离,但平移方向应准确画出。 (2)剖面草图的绘制方法 在图纸上,平面图下方的适当位置绘制野外剖面草图。此时图纸的横线即为水平线,竖线则为标高(按作图比例尺)。 确定剖面的起点后,按照地形坡度角由起点做一射线,在其上按作图比例尺截取第一条导线的斜距,依此,在第一条导线的终点的地形坡度角及斜距画出第二条导线,依此类推就可以得到剖面方向上的地表地形线。在该线上截取各分层斜距,将其分层位置表明,按照实际产状,在剖面地形线下方依次绘制岩性花纹符号,标明产状及地层时代(图2)。 图2 剖面示意图 因为将折来折去的导线方位上的地形及地质内容,画在同一直线方向上,肯定是歪曲了实际情况,第一,剖面图的长度等于将剖面上导线展开的长度,而在剖面方向上长于导线平面图的长度。第二,剖面上的产状不应是实际倾角(当剖面线与岩层走向斜交时),而应是各导线方向上的视倾角。但是在野外现场有时来不及换算,作为野外草图这种偏差是允许的,待到最后整理成图时则会给以校正。 值得注意的是地形坡度要绘准,绘图人员应视实际情况检查测手及记录员所报坡度角的正负,在室内整理时,草图是重要的参考依据。其次不要将倾向绘反,特别是如有小型褶曲,更要细心将其正确表示在剖面图上,以免室内整理时将层序及厚度作重复计算。 第三节 实测剖面的室内整理 实测剖面的室内整理是很重要、很细致的一项工作,不仅是绘图方法问题,实际上是对剖面的系统研究过程。其中包括野外所取得资料、数据及标本的系统整理;清绘平面图及剖面图;计算分层厚度;并且在以上整理的基础上编绘地层柱状图。 一、野外原始资料的整理 小组成员一起核对野外记录、实测草图、岩石标本、岩性描述记录等。使各项资料完整、准确、一致,如果出现遗漏和错误,立即设法补充和更正。 整理时要鉴定化石、岩石及矿石标本,校核野外定名,确定地层时代,及时送出薄片鉴定及化学分析样品等。 在整理开始时,首先应将记录表格内空白各项经计算或查表将其填全。 如: 导线水平距 D=(L1-L2)cosβ 高差 H=(L1-L2)sinβ 视倾角待确定剖面图的方位之后再行换算。如最后清图的剖面方位已定,则根据剖面方向与岩层走向夹角来计算或查表(野外记录本后附表),或者用赤平投影方法计算,从而将其换算成剖面方向的视倾角。 二、岩层厚度计算 岩层厚度是指岩层顶、底面之间的垂直距离,即岩层的真厚度。 计算方法有查表法、图解法和赤平投影法,也可编程利用微型计算机求真厚度。下面仅介绍公式计算法。 在实测剖面整理中,往往利用岩层的出露宽度(分层斜距)、地形坡度、岩层产状等数据求出岩层的真厚度。公式计算法比较准确,但是比较繁琐,可用计算器计算。 倾斜岩层厚度计算方法有下列七种情况: (1)地面水平(β≈0),导线方位垂直于岩层走向,则 Hi=Lsinα; Hi为真厚度、L为分层斜距、α为岩层倾向; (2)地面倾斜, 地形坡向与岩层倾向相反,导线方向垂直于岩层走向,则 Hi=Lsin(α+β);β为地面坡度角; (3)地面倾斜,坡向与倾向一致,而α<β,导线垂直岩层走向,则 Hi=Lsin(β—α); (4)地面倾斜,坡向与倾向一致,而α>β导线方位垂直于岩层走向,则 Hi=Lsin(α—β); (5)地面倾斜,坡向与倾向相反,导线方位斜交岩层走向,则 Hi=L (sinαcosβsinγ +sinβcosα);γ为导线方位与岩层走向之间夹角; (6)地面倾斜,坡向与倾向一致,而α>β时, 方位斜交岩层走向,则 Hi=L(sinβcosαsinγ- sinβcosα); (7)地面倾斜,坡向与倾向一致,而α<β时,导线方位斜交岩层走,则 Hi=L(sinβcosα- sinαcosβsinγ)。 三、清绘平面图和剖面图 根据野外草图和记录,最终要清绘出正规的平面图和剖面图。 首先求得合理的剖面线方位。 野外所测导线拐来拐去,最终要绘制在一个方向的剖面上,一般采用投影法,选择一个对于每条导线的地质内容和地形都歪曲不大的一个方向进行投影。因此绘平面图的目的是为了投影剖面图,首先要选择好剖面方位,而使平面图能摆在一个恰当的位置上。 一般的选择是将剖面的起点和终点的连线方位作为剖面的方位,如果这时所有的导线都在该方位的两侧,而不偏离很大,则最理想。另一个原则是使剖面线尽量垂直于岩层走向,如果所有导线都在起、终点连线的一侧则可根据岩层产状进行整理,或者分段选择方位使剖面线方位尽量成为各导线的平均方位。剖面线方位的选择在野外草图上进行最为方便(图3)。 图3 平面图与剖面图关系示意图 (a)平面图 (b)剖面图 选择好剖面方位之后,图纸上的横线就是剖面方位线,据此将图纸定好方向,绘好图纸上北(N)向方向指标。然后按照新的图纸方位,根据野外记录绘出正规的平面图,其绘法和内容同野外草图。但是要更准确、整洁和美观,而且将图的位置要连同剖面图等统一设计好,最好一次成图避免反工。 绘制剖面图的方法与野外草图不同,野外草图是一根导线接一根导线展开,是将各导线都绘在一个剖面线上,这样剖面的总长度伸长。 如我们在地形图上量得所测剖面的起点至终点距离是500m,用展开法作出的剖面可能是530m。这样就歪曲了其真实性。用投影发作图,是剖面的起点和终点与地形图上相吻合,只不过将拐来拐去的导线上的地形及地质内容都投影在统一的剖面线方向上。 其具体作法如下: 画剖面图是由已经画好的平面图向下投影的方法,剖面的起点要一致,每根导线的起、终点都按照图纸的竖线向下投好位置。 在作图4时注意,画地形线不用地形坡度角,这是与野外草图不同的地方。而在导线间的连接位置用累积高差确定该点地形的高度,然后与前点地形线相连。这样可以保证剖面起点与终点的高差与地形图上相符,否则就将出现误差。 岩层的分层界线点,由平面图上相应的点直接投影到地形线上,根据岩层的产状及规定的岩性花纹符号画出岩层层面线,在下方标出一定数量的产状要素及地层时代。剖面图的上方标明方位,明显的地物要标注清楚。写好图名及比例尺。图名最好用隶书,比例尺最好用线段比例尺。 四、编写剖面说明书 实测剖面的成果整理还包括编写剖面说明书,以备利用剖面资料的人员阅读剖面图时参考。剖面说明书大体应包括以下内容: 图4 平剖面投影示意图
五、编制地层综合柱状图 在正式地质图上往往附有工作地区的地层综合柱状图,它可以直接地反映该区的地层时代、岩性发育特征、接触关系、岩浆活动、矿产层位、古生物化石等情况。地层综合柱状图是在分析了整个图幅内的所有实测剖面的基础上编制的,有的还要参考邻区的资料。 |
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