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产状


构造地质学》实习指导书 (包括习题) 实习一 读水平岩层地质图、确定岩层产状 一、目的要求 1、明确地质图的概念,了解地质图的图式规格 2、解阅读地质图的一般步骤和方法 1、 掌握永平岩层在地质图上的表现特征 2、 学会在地形地质图上用三点法求岩层产状要素 二、说明 (一)、地质图的概念及图式规格 1、地质图 地质图:是用一定的符号、色谱和花纹将地壳某部分各种地质体积地质现象 (

如各种岩层、岩体、地质构造、矿床等的时代、产状、分布和相互关系),按一 定比例概括地投影到平面图(地形图)上的一种图件。一幅正规的地质图应该有图 名、比例尺、图例和责任表 (包括编图单位或人员、编图日期及资料来源等)。 图名:表明图幅所在地区和图的类型。一般采用图区内主要城镇、居民点或 主要山岭、河流等命名。如果比例尺较大、图幅面积小,地名小不为众人所知或 同名多,则在地名上要写上所属的省 (区)、市或县名。图名用端正美观的字体 书写于图幅上端正中或图内适当位置。 比例尺:又称缩尺,用以表明图幅反映实际地质情况的详细程度。地质图的 比例尺与地形图或地图的比例尺一样,有数字比例尺和线条比例尺。比例尺一般 注于图框外上方图名之下或下方正中位置。 图例:是一张地质图不可缺少的部分。不同类型的地质图各有所表示的地质 现象的图例。普通地质图的图例是用各种规定的颜色和符号来表明地层、岩体时 代和性质。图例通常是放在图框外的右边或下边,也可放在图框内足够安排图例 的空白处。图例要按一定顺序排列,一般按地层、岩石和构造这样的顺序排列, 并在它们前面写上“图例”二字。 地层图例的安排是从上到下由新到老;如放在图的下方,一般是由左向右从 新到老排列。图例都画成大小适当的长方形的格子排成整齐的行列。在长方格的 左边注明地层时代,右边注明主要岩性,方格内着上和注明与地质图上同层位的 相同颜色和符号。已确定时代的喷出岩、变质岩要按其时代排列在地层图例相应 位置上。岩浆岩体图例放在地层图例之后,己确定时代的岩体可按新老排列,时 代未定的岩体按酸性到基性顺序排列。 构造符号的图例放在地层、岩石图例之后,一般排列顺序是:地质界线、摺 皱、轴迹(构造图中才有)、断层、节理以及层理、劈理、片理、流线、流面和线 理产状要素,除断层线用红色线外,其余都用黑色线,对地层界线、断层线是实 测的与推断的,图例与图内一样,应有所区别。 图框外左上侧注明编图单位, 右上侧写明编图日期, 下方左侧注明编图单位、 技术负责人及编图人,右侧注上引用的资料 (如图件)单位、编制者及编制日期。 或者将上述内容列绘成“责任表”放在图框外右下方。 2、地质剖面图 正规地质图常附有一幅或几幅切过图区主要构造的剖面图。 剖面图也有一定

的规定。 剖面图如单绘一幅时,则要标明剖面图图名,通常是以剖面所在地区地名及 所经过的主要地名 (如山峰、河城镇和居民点)作为图名。如为图切剖面并附在 地质图下面,则只以剖面标号表示。剖面在地质图上的位置用一细线标出,两端 注上剖面代号。 剖面图的比例尺应与地质图的比例尺一致,如剖面图附在地质图的下方,可 不再注明水平比例尺。垂直比例尺表示在剖面两端竖立的直线上,下边先选定比 本区最低点更低的某一标高 (可选至 0 以下)一条水平线作基线,然后以基线为 起点在竖直线上注明各高程数。如剖面图垂直比例尺放大,则应注明水平比例尺 和垂直比例尺。 剖面图两端的同一高度上注明剖面方向(用方位角表示)。剖面所经过的山 岭、河流?城镇等地名应注明在剖面的上面所在位置。为醒目美观,最短把方向、 地名排在同一水平位置上。 剖面图的放置一般南端在右边, 北端在左边, 东右西左, 南西和北西在左边, 北东和南东端在右边。剖面图与地质图所用的地层符号、色谱应该一致。如剖面 图与地质图在一幅图上,则地层图例可以省去。剖面图内一般不要留有空白。地 下的地层分布、构造形态应该根据该处地层厚度、层 序、构造特征推断绘拙。 3、地层柱状图 正式的地质图或地质报告中常附有工作区的地层综合柱状图。 地层柱状图可以附在地质图的左边, 也可以绘成单独一幅图。 比例尺可根据反映 地层详细程度的要求和地层总厚度而定。 综合地层柱状图是按工作区所有出露地层的新老叠置关系恢复成水平状态 切出的一个具代表性的柱子。在柱子中表示出各地层单位或层位的厚度、时代及 地层系统和接触关系等。一般只绘地层 (包括喷出岩),不绘侵人体。也有将侵 入岩体按其时代与围岩接触关系绘在柱状图里。 用岩石花纹表示的地层岩性柱子 的宽度,可根据所绘柱状图的长度而定,使之宽窄适度,美观大方,一般以 2-4 厘米为宜。 (二)、阅读地质图的一般步骤和方法 读地质图首先要看图式和洛种规格,即先看图名、比例尺和图例。还应具备 地形图和地图有关知识。 从图名和图幅代号、经纬度,了解图幅的地理位置和图的类型;从比例尺可 以了解图上线段长度、面积大小和地质体大小及反映详略程度;图幅编绘出版年 月和资料来源,便于查明工作区研究史。 熟悉图例是读图的基础。首先要熟悉图幅所使用的各种地质符号,从图例可 以了解图区出露的地层及其时代、顺序,地层间有无间断,以及岩石类型、时代 等。读图例时,最好与图幅地区的综合地层柱状图结合起来读,了解地层时代顺 序和它们之间接的触关系(整合或不整合)。 在阅读地质内容之前应先分析一下图区的地形特征。 在比例尺较大 (如大于 1:50000)的地形地质图上,从等高线形态和水系可了解地形特点。在中小比例尺 (1:10 万-1:50 万)地质图上,一般无等高线,可根据水系分布、山峰标高的分布变 化,认识地形的特点。 一幅地质图反映了该地区各方面地质情况。读图时一般要分析地层时代、层

序和岩石类型、性质和岩层、岩体的产状、分布及共相互关系。对于分析地质构 造方面主要是褶皱的形态特征、空间分布,组合和形成时代;断裂构造的类型、 规模、空间组合、分布和形成时代或先后顺序;岩浆岩体产状和原生及次生构造 以及变质岩区所表现的构造特征等等。读图分析时,可以边阅读,边记录,边绘 示意剖面图或构造纲要图。 (三)、读水平岩层地质图 水平岩层在地面和地形地质图上的特征:地质界线与地形等高线平行或重 合;在沟谷处界线呈“尖牙”状,其尖端指向上游,在孤立的山丘上,界线呈封闭 的曲线;在岩层未发生倒转饰情况下,老岩层出露在地形的低处,新岩层分布在 高处;岩层露头宽度取决于岩层厚度和地面坡度,当地面坡度一致时,岩层厚度 大的,露头宽度也宽;当厚度相同时,坡度陡处,露头宽度窄,在陡崖处,水平 岩层顶、底界线投影重合成一线,造成地质图上岩层发生“尖灭”的假象。 (四) 、在地形地质图上求岩层产状要素的方法 1、基本原理: (1) 、同一岩层面上不同高程的走向线相互平行; (2) 、在两走向线的垂线上,低等高线的方向为倾向; (3) 、倾角是岩层面和水平面的夹角。 2、求解步骤: (1) 、在同一岩层面上找到两个同一高程的点,并将其连接起来,即为这一 高程的走向线。 (2) 、在该层面上再找到相邻高程的一个点,通过该点平行上述走向线作一 条直线,即为这一高程的走向线。 (3) 、在两条走向线之间做一垂线,低等高线的方向为倾向。 (4) 、在高等高线上截取一线段等于两条走向线的高差,将两线段作为两条 边做一三角形。 (5) 、用量角器量出低等高线出的锐角,即得出岩层倾角。 (五)、三点法求岩层产状要素 当岩层产状平缓,不能用罗盘准确测定产状时,或者根据钻探得到的层面标 高资料求地下岩层产状,这时可用三点法。 1、 应用三点法求岩层产状的前提: ①三点要位于同一层面上,但又不在一条直线上;②三点的方位、相互间水 平距离和标高(或高差)为已知,并且三点相距不太远;③在三点范围内岩层面平 整、产状无变化、无褶皱、无断层。 2、三点法的要点:在最高点和最低点的连线上,找到与中间高程点等高的 另一个点,就可以作出这一高程的走向线,过最高点或最低点可以作出与上述等 高线平行的另一高程的走向线,根据两走向线各自高程和水平距离,可以求出倾 向和倾角。 3、求解方法参见“在地形地质图上求岩层产状要素的方法”。 三、作业: 1、阅读、分析凌河地形地质图,判别哪些地层是水平岩层,并求凌河地形 地质图中 K1 岩层的厚度。

2、在凌河地形地质图上求下石炭统 顶面或底面的产状。 3、在松溪地形地质图上,根据 (1)已知某赤铁矿层为一倾斜矿层,产状稳 定,有三个钻孔各见矿深度为:ZK260 米、ZK340 米、ZK580 米,用三点法求 该矿层产状;(2)在设计钻孔 ZK9 处,预计打多深即可达该赤铁矿层顶面? (提示:钻孔中铁矿层顶面高程等于钻孔地面位置高程减去见矿深度)。 实习二 读倾斜岩层地质图、编制倾斜岩层剖面图 一 目的要求 1、认识倾斜岩层和不整合接触关系在地质图上的表现特征,学会用“V”字 形法则分析倾斜岩层的产状; 2、学习编绘倾斜岩层地质剖面图的方法。 二、说明 (一)、分析倾斜岩层在地质图上的表现特征 倾斜岩层在大比例尺地形地质图上, 表现出岩层界线与地形等高线成不同交 截关系,在山脊和沟谷处弯曲成“V”字形,而有一定规律,即所谓“V”字形法 则。通过读图应用这一规律,掌握岩层产状与地形及其相互关系对岩层界线形态 影响的分析方法。同时也注意岩层露头宽度的变化与岩层厚度、产状和地形的关 系。 (二)、认识不整合在地质图上的表现特征 根据地质图上出露的地层时代、层序,如在图区内在两个不同时代的地层之 间存在地层缺失, 即两地层时代层序不连继, 而两地层产状一致, 界线基本平行, 则为平行不整合;如两地层产状不平行,较新地层的底面界线截过不同时代的较 老地层界线,则为角度不整合。 (三)、绘制倾斜岩层地质剖面图 一幅正式地质图通常附有一条或几条通过图区的主要地质构造的图切地质 剖面图,以反映图区构造形态及组合特征,与地质图相结合,有助于我们从三维 空间去认识和恢复地质构造形态和产状。因此,对于图切剖面应该学会绘制和阅 读分析方法。 其绘制方法和步骤如下: 1、 选择剖面位置: 在分析图区地形特征、 地层的出露、 分布和产状变化以及构造特点的基础上, 要使所作的剖面尽量垂直于区内地层走向, 通过地层出露较全和图区主要构造部 位,或者选在阅读地质图所需要作剖面的地方。选定后,将剖面线标定在地质图 上。 2、 绘地形剖面: 在绘图纸 (以方格纸为好)上画出剖面基线,长短与剖面相等,两端注上垂 直线条比例尺(一般与地质图比例尺一致), 按等高间距作一系列平行于基线的水 平线(用方格纸作剖面只注明标高位置)。 基线标高一般取比剖面所过区域最低等高线高度再低 1-2 个间距, 然后以基 线高程为起点, 按等高距依次注明每条平行线的高程并将基线与地质图上剖面线 放平行。 最后将地质图上的剖面线与地形等高线各交点一一投影到相应高程的水 平线上 (或剖面标高位置), 按实际地形用平滑曲线连接相邻点即得出地形剖面。 3、 完成地质剖面:

将地质图上的剖面线与地质界线 (地层分界线,不整合线,断层线等)的各 交点投影到地形剖面曲线上,按各点附近的地层倾向和倾角绘出分层界线。 如剖面与走向斜交时,则应按剖面方向的视倾角绘分层界线。 4、 绘制岩性花纹: 对各分岩层应按其岩性绘上规定的岩性花纹, 并按照地质图注明相应的地层 代号。岩石花纹有时要附图例。 5、 整饰剖面图: 按实习二地质剖面图格式要求进行整饰。 三、作业 1、分析南涧镇地形地质图,用“V”字形法则分析图区岩层产状,认识地层 接触关系。 2、绘制凌河地形地质图中 A 一 B 地质剖面图。 实习三 根据岩层产状要素编制倾斜岩层地质图 一、目的要求 1、学会根据平整的岩层 (或矿层、断层)界面在某一点的产状要素,用几何 作图法在地形图上绘出该层界线的分布形态; 2、通过这一作图方法,加深理解地质界线与岩层产状和地形的关系。 二、说明 (一)、原理: 在一个层面平整、产状稳定的倾斜岩层层面上,作出一系列同一等高距的不 同高度的走向线。这一系列走向线投影在水平面上,也相应成为间距相等的一系 列平行线,这些投影线问的平距又叫放线炬。在同比例尺图上,放线距与岩层倾 角成反比,倾角缓,放线距大;倾角愈陡,放线距愈小。 从前面在地形地质图上求岩层产状要素的作图法可以看出, 某一岩晨界线与 同一高度等高线交点相联直线,即为该岩层面在这一高程的走向线。因此,反过 来,某一岩层界面上不同高度走向线与其相等高度的地形等高线的交点,也就是 该界面的出露点,把这些点依次由低到高或由高到低用平滑曲线联接起来,就绘 出了该界面在地面的出露线,即地质界线。 当然,地质图不是用这种方法来编制,但对于填绘为浮土掩盖的局部地段的 地质界线或阅读分析地质图和选定布置探槽工程位置都有指导意义。 (二)、作图的方法步骤 1、 已知条件: 在有等高线的地形图上,已知岩层界面一露头点的产状要素。 2、 求出放线距: 按已知岩层产状要素求放线距有两种方法: 第一种方法是计算法,即根据放线距与等高距和岩层倾角之间的关系求出, 放线距 a=htanα。式中 h 为等高距,α 为岩层倾角,得出的放线距 a 是实地水 平距离,应按地形图比例尺折算成图上的平距。如等高距 h=l0 米,α=45°,则 a=l0 米,按 1:2000 比例尺,则 a 在图上的平距为 0.5 厘米。 第二种方法是图解法,直接从图上己知点 A 作走向线,并延长到图框外边, 垂直此走向线作一直线,并在此直线一端注上出露点 A 的高度,然后以此线为基

线,按比例尺以等高线高差为间距,画一系列与之平行的直线,并以露头 A 点走 向线高程为准,按顺序注上高程。通过图框外 A 点,以已知高程线为基准,按岩 层倾向和倾角倾斜线,分别与各高程平行线交出数点,然后过这些交点作与 AA 走向线平行的线,各平行线之间的间距 a 即为放线距。 3、 作图: 过已知点根据岩层面在该点的产状作一走向线,其高程即为该点的标高,再 按所求得的放线距沿倾向依次画出一系列不同高程的走向线,注明各自的标高。 然后分别定出各相同高程的走向线和地形等高线的交点, 把这些交点依次用光滑 曲线连接起来,即为该岩层界面地质界线。 三、作业 用鹰岩地形图按下列条件作图: 1、 在该区白垩系(K)含铜砂砾岩层上层面出露于 C 点, 倾斜为 168°∠10°, 其上为页岩, 砂砾岩层下层面为不整合面, 出露于 B 点, 倾斜也是 168°∠10°, 该点不整合面之下正好是元古界 (Pt)含铜白云岩层上层面与黑色板岩的分界 点,倾斜为 20°∠27°。试绘制该区地质图。地形图比例尺为 1:50000,等高线 间距为 10 米。 (注意:不整合面上下要分别作各自的放线距和不同高程走向平行线, 并应先 联绘不整合面以上的地质界线。) 2、确定在过 B 点、p 点布置揭露含铜砂砾岩层顶、底板探槽的最佳方位(距 离最短)。 3、试分析在 F 点布置钻孔以查明含铜白云岩的埋藏深度是否合理。 实习四 读褶皱区地质图、绘制褶皱地区剖面图 一、目的要求 1、初步掌握阅读褶皱地区地质图的步骤和方法。 2、 学会从地质图上认识、分析摺皱的形态、组合特征及形成时代。 3、 学会在褶皱区地质图上绘制图切剖面图(铅直剖面图和横截面图)的方 法。 二、说明 首先从地质图及其图例或所附地层柱状图上了解图区所出露的地层的时代、 层序和接触关系,然后概略地认识一下图上新老地层分布和总体延伸情况。了解 一下地形特征,结合比例尺了解地形对地层露头分布形态及出露宽度的影响。 从地质图上认识分析摺皱,先要从地层分布是否有对称重复,并结合地层新 老关系和地层产状,分辨出背斜和向斜,再进而分析褶皱的形态和组合特征。认 识摺皱形态的关键是确定摺皱的两翼、轴面和枢组的产状。 (一)、对单个摺皱形态的认识和分析 1、 区分背斜和向斜: 先从一个老地层或新地层着手,横过地层总的延伸方向观察,如老地层两侧 依次对称地分布着新的地层者为背斜,反之,在新地层两侧对称地分布着老的地 层则为向斜。通常是一个背斜两侧毗邻着向斜,一个向斜的两侧则发育着背斜。 2、 确定两翼产状:

褶皱两翼产状及其变化,主要从地质图上标绘的地层产状、符号直接去认识 和分析。在一定情况下,也可以根据同一岩层在褶皱两翼露头宽度的差异,定性 地对比两翼的大小。这种分析是从岩层厚度基本稳定,地形起伏不大或褶皱两翼 的地面坡度相似为前提,而岩层露头宽度只与岩层倾角大小有关,露头宽度窄的 一翼倾角大,宽的一翼倾角小。 3、 判断轴面产状: 要较准确地确定褶皱轴面的产状,可以通过系统地测量两翼同一岩层产状, 用极射赤平投影方法或几何作图法来确定。在地质图上,也可以从褶皱两翼产状 大致判断出轴面产状。 如两翼倾向相反, 倾角大致相等, 则轴面直立; 两翼倾向、 倾角基本相同,则轴面产状也与两翼产本一致 (即为等斜褶皱)。对于两翼产状 不等或一翼倒转的褶皱,无论背斜或向斜,其轴面大致是与倾角较小的一翼的倾 斜方向近于一致,除平卧褶皱和等斜褶皱外,轴面倾角一般是大于缓翼倾角,而 小于陡翼倾角。 4、 枢纽产状和轴迹的确定: 当地形平坦且褶皱两翼倾角变化不大时,两翼地层界线基本上平行延伸,可 认为褶皱枢纽水平;如两翼岩层走向不平行,或两翼同一岩层界线呈交会或弧形 转折弯曲,可认为褶皱枢纽是倾伏的,在倾伏背斜两翼同一岩层界线在枢纽倾伏 处交会成“V”形或弧形的凸侧或“V”形尖端指向枢纽倾伏方向。向斜则反之。 5、 转折端形态认识: 在地形较平缓的情况下,轴面直立或陡倾斜的倾伏褶皱,在地质图上褶皱倾 伏端的地层界线弯曲形态,大致可以反映褶皱在剖面上的转折端的形态。 6、 褶皱形态的描述: 一般包括以下内容:褶皱名称(地名加褶皱类型),位置 (地理位置和所在区域构 造部位),分布延伸情况,核部位置及组成地层,组成两翼地层及产状,转折端 形态,轴面及枢纽产状,次级褶皱分布及特征,褶皱被断层或侵入岩体破坏情况 等。 (二)、褶皱的组合特征的认识 在逐个分析了图区的背斜、向斜之后,再从地质图上的轴迹排列情况和剖面 上褶皱组合形态,确定和描述褶皱的组合型式,如雁行式、隔档式、隔槽式或复 背斜、复向斜 (要结合平面和剖面)。 (三)、确定褶皱形成时代 主要根据地层间的角度不整合接触关系来确定褶皱形成时代。 不整合面以下 的褶皱形成于不整合面以下褶皱岩层的最新地层时代之后, 不整合面以上最老地 层时代之前。此外,还可以根据褶皱与已知时代的侵入岩体或断裂构造的关系来 判断,这将在以后有关实习中讨论。 (四)褶皱地区铅直剖面图的绘制 1、 分析图区地形和褶皱特征: 分析时应注意地层界线的弯曲是与岩层产状和地形的影响有关还是与次级 褶皱有关,如是次级褶皱,在剖面上应反映出来。 2、 选定剖面位置: 剖面线应尽可能垂直褶皱轴迹延伸方向,且能通过全区主要褶皱构造。将选 定的剖面线标绘在地质图上。

3、 绘出地形剖面:绘制方法见实习三。 4、 标记构造位置: 在剖面线上和地形剖面上用铅笔标出背斜和向斜的位置, 对于剖面附近可能 隐伏延展到剖面切过处的次级摺皱,应将其轴迹线延到与剖面线相交,也在剖面 线和地形剖面上标出相应位置。


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