地质剖面的实测

地质剖面的实测_水文与水资源工程

八、地质剖面的实测

为了研究工作区的地层岩性、地质构造等，需测制地质剖面图。具体方法步骤如下。

（一）实测剖面线的选择

实测剖面之前必须对研究区进行野外踏勘，选择实测剖面线。选择剖面线的一般要求是：

剖面线距离短而地层出露齐全。

地质构造简单，尽量选择未遭受褶皱、断层和侵入体破坏而发生地层重复或缺失的剖面。

所测地层单位的顶面和底面出露良好，接触关系清楚。

除上述一般要求之外，还需注意以下方面：

剖面地层露头的连续性良好，为此应充分利用沟谷的自然切面和人工采掘的坑穴、沟渠、铁路和公路两侧的崖壁等，作为剖面线通过的位置。

实测剖面的方向应基本垂直于地层走向，一般情况下两者之间的夹角不宜小于60°。

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以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、接触关系和地层界标等重要内容因掩盖而不清时，必须使用探槽。

剖面线经过地带较平缓，剖面线拐折少。

实测剖面的数量应根据工作区地层复杂程度、厚度及其变化情况、课题需要及前人研究程度等因素综合考虑而定。一般各地层单位及不同相带，至少应有1～2条代表性的实测剖面控制。

实测剖面的比例尺按研究程度确定，一般以1∶1 000到1∶2 000为宜，出露宽1～2m的岩层都应画在剖面图上。有特殊意义的标志层或矿层，出露宽度不足1m也应放大表示到剖面图上。

为了便于消除误差，剖面起点、终点及剖面中的地质界线点都应标定在实际材料图上。

（二）实测地层剖面的野外工作

1．信手地层剖面的测制

为使实测地层剖面选择和地层分层准确以提高工作效率，在开展实测地层剖面之前，一般应先测制地层信手剖面。主要工作是选择较理想的剖面线位置，观察研究地层结构，确定地层单位的分界线并实地标记，选定标志层及发现化石层位。

2．地形及导线测量

测量导线方位、导线斜距和地面坡度角，工作由前后测手2人完成。一般用地质罗盘测量导线方位和坡角，读数相差超过3°时应重测，读数相近则采用平均值记入记录中。

实测剖面必须取得以下数据，并记入实测地层剖面登记表中（表1－22）。

①导线号：以剖面起点为0，第一测绳终点为1，表内记为0—1；第二测绳为1—2，依此类推。

②导线方位角（Φ）：指前进方向的方位角。

③导线斜距（L）：每一测段的距离。

④分层斜距（l）：同一测线上各地层单位的斜距，分层斜距之和等于导线斜距。

⑤坡角（±α₁）：测段首尾之间地面的坡角，以导线前进方向为准，仰角为正，俯角为负。

⑥岩层产状：测量岩层倾向和倾角（α），应记下所测产状在导线上的位置。

⑦分层号：从剖面起点开始按划分的地层单位顺次编号。

⑧地质点位置：记录剖面中各地质点在导线上的位置。

表1－22　实测地层剖面登记表

3．地层分层、观察、描述和记录

地层分层、观察和描述是实测剖面的重要工作，分层的基本原则如下：

①按地层剖面比例尺的精度要求，分层厚度在图上大于1mm的单层。

②岩石成分有显著的不同。

③岩性组合有显著的不同。

④岩石的结构和构造有明显的不同。

⑤岩石的颜色不同。

⑥岩性不同，但厚度不大的岩层旋回性地重复出现，可将每个旋回单独作为一个旋回层分出。

⑦岩性相对特殊的标志层、化石层、矿层及其他分布较广、在地层划分和对比中有普遍意义的薄层，应该单独分层。如果其在剖面上的厚度小于1mm，可以按1mm表示。

⑧重要的接触关系，如平行不整合、角度不整合或重要层序地层界面处可分层。

在地层分层过程中，描述各导线内各层的岩石学特征，并记录在记录表中。

4．绘制地层剖面草图

在实测剖面时，必须现场绘制导线平面草图和地层剖面草图，将导线号、地质点、岩层产状、标本、样品和化石采集地点的编号及剖面线经过的村庄、地物的名称标注在草图上，以供室内整理时参考。

5．标本和样品的采集

应逐层采集岩矿标本，还要根据需要采集岩石化学分析或光谱分析样品、人工重砂样品、同位素年龄样或古地磁样。标本和样品应该按规定系统编号，并在记录表和剖面草图上标记清楚。

6．照相和描述

对剖面上的重要地质现象，如接触关系、沉积构造、基本层序及古生物化石等应照相和素描，并根据其在剖面的位置记录在记录表中和在剖面草图上标注。

（三）实测地层剖面的室内整理

室内工作包括野外资料数据的整理与换算，岩层厚度的计算，导线平面图和地层实测剖面图的制作3个方面。

1．野外原始资料的整理

在本阶段，小组成员应认真核对剖面登记表和实测剖面草图，使各项资料完整、准确、一致，并将登记表中数据及剖面草图上墨。如果出现错误或遗漏，应立即设法更正和补充。此外，还应将登记表上各空项通过计算逐一填全。

导线平距：M＝Lcosα₁

分段高差：H＝Lsinα₁

累计高程为剖面起点高程加各分段高程之代数和。

导线与岩层倾向夹角为导线方位角与岩层倾向的方位角之锐夹角，是计算岩层厚度的一个参数。

2．岩层厚度的计算

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。其计算方法有公式计算法、查表法、图解法和赤平投影法。在此仅介绍常用的公式计算法。

倾斜岩层厚度（h）计算方法有下列几种情况。

（1）导线方位与岩层倾向基本一致（二者夹角＜8°）

①若地面近于水平（α₁＜6°），则

h＝Lsinα

式中：α——岩层倾角。

②若地面倾斜，则

h＝sin（α±α₁）

式中：地面坡向与岩层倾向相反时为α＋α₁，相同时为α－α₁，但取其绝对值。

（2）导线方位与岩层倾向斜交

1）若地面倾斜与岩层倾向相反，则

h＝L（sinα·cosα₁·sinβ＋sinα₁·cosα）

式中：β——导线方向与岩层走向之锐夹角。

2）若地面倾斜与岩层倾向相同，则

h＝L｜sinα·cosα₁·sinβ－sinα₁·cosα｜

岩层厚度以米为单位，一般小数点后取一位数即可。

3．绘制实测剖面导线平面图和剖面图

（1）总导线方向的确定

一个剖面应是通过一定方向的横切面，这个方向即称总导线方向。但实际丈量是按分导线的方向丈量的，因此应以分导线的方向为依据，求出总导线的方向。总导线方向一般是按顺序将分导线方向、水平距绘制在一张方格纸上，取第一分导线之首与最终分导线之尾的联线作为总导线方向，其方位角可用量角器量出。

（2）导线平面图的制作

以水平线作为总导线的方向，通常以左端为导线北西或南西方位，右端为南东或北东方位，按各分导线的水平距和方位依次画出各分导线。在此基础上标出分导线号、地质点号、地层单位代号（包括分层号）、岩层产状、地物及地物名称，在地层分界处根据产状画出其走向线段。此外，还应在总导线的起点上端画上指向箭头，标上总导线方位。

（3）地层剖面图的制作

在总导线之下适当位置处用铅笔画水平线作为实测剖面的底线或高程基线，在其两端画线，按比例标上高程，然后依次将各导线点的海拔高程点在方格纸上，参照野外实测剖面图勾绘地形轮廓线。将总导线上的地层分界点垂直投影到地形线上，按地层视倾角画出地层分界线，一般层之间的分界线长2cm，段和组的分界线长2．5～3cm。再按各地层单位岩性组合，画上规定的岩性花纹符号（岩性花纹长1cm）。在地形轮廓线上标上分导线号、地质点号、化石采集点、标本和样品编号以及剖面经过的地物名称。在地形轮廓线之下标上地层单位代号（包括地层层号），岩层产状。在图的上方写上图名、比例尺（水平线段比例尺或数字比例尺），在图的下方画上图例，填好责任表，最后着墨清绘即完成了实测地层剖面图的制作。