實測地質剖面圖

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基本內容

實測地質剖面圖(surveyed geological cross section)簡稱實測剖面,是指用儀器(經緯儀、平板儀)或精密度較低的儀器和工具(羅盤、測斜儀、GPS定位儀、視距望遠鏡、氣壓計、測繩、皮尺等)通過實地測繪而製成的地質剖面圖。對於精度要求較高的各種地質剖面圖,如布置鑽孔和坑探工程的勘探剖面圖,用於儲量計算的剖面圖等等,均需要通過實地準確測繪。

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實測剖面的目的及剖面位置的選擇

在某一地段內,沿一定方位實際測量和編制地質剖面圖是一項重要的基礎地質研究工作,也是對工作區內地層時代、層序、岩性特徵、厚度、古生物演化特徵、含礦層位和接觸關係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;地層的接觸關係;系統採集岩石標本及化石標本,採集各種分析樣品待室內進行分析研究;有時要有專門人員進行地球物理及放射性測量等項工作。在此基礎上,進行該區地質發展史的研究,以恢復古地理、古氣候的特徵,推斷地殼運動的時期及特點,通過不同地質剖面的對比,研究同一時期不同地區的地質環境的變化等等。因此許多專門性的研究工作也都要通過實測一定數量的地質剖面來完成。
在地質測量工作中,通過實測剖面系統掌握測區內上述資料的基礎上,詳細而準確地劃分地層,確定填圖單位,明確分層標誌,為順利開展地質測量作好基礎工作。在踏勘測區的基礎上,選擇幾條典型的剖面進行實測和研究,是地質測量工作的重要內容。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,也就是說,在剖面線最短的情況下,通過的地層越全越好。剖面線應儘可能垂直於岩層走向。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,然后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。以解決地層問題為目的的剖面,最好選擇結構比較簡單,儘可能不受斷層、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,儘可能選擇連續山脊或溝谷。避開障礙物,減少平移。為使製圖整理方便,剖面線儘量取直,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。如果要求將出露1m寬的岩性單位劃分並表示出來,就應選取1︰1000的比例尺繪製;如果要求將出露2m寬的岩性單位劃分並表示出來,則應選取1︰2000的比例尺繪製等等。所以,在實測剖面過程中,凡是在圖上能表示1mm寬度的岩性單位都要劃分出來,而有特殊意義的礦層、標誌層等,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。

作圖
(1)首先做路線地質圖,按照導線長度和方位及產狀繪製各地質界線。
(2)導線剖面圖的繪製,導線方位較穩定時採用展開法繪製剖面圖,即將各導線首尾相連拉伸展開後,再將平面圖上的各地質要素垂直投影到地質剖面圖上,最後剖面長度和導線長度之和相等。導線方位多變且方位變化較大時,用投影法將平面圖上的地質要素,按實際位置投影到剖面圖上成圖,最後剖面長度小於導線長度之和。

導線水平距D=(L1-L2)cosβ
高差H=(L1-L2)sinβ
視傾角待確定剖面圖的方位之後再行換算。如最後清圖的剖面方位已定,則根據剖面方向與岩層走向夾角來計算或查表(野外記錄本後附表),或者用赤平投影方法計算,從而將其換算成剖面方向的視傾角。
二、岩層厚度計算
岩層厚度是指岩層頂、底面之間的垂直距離,即岩層的真厚度。
計算方法有查表法、圖解法和赤平投影法,也可程式利用微型計算機求真厚度。下面僅介紹公式計算法。
在實測剖面整理中,往往利用岩層的出露寬度(分層斜距)、地形坡度、岩層產狀等數據求出岩層的真厚度。公式計算法比較準確,但是比較繁瑣,可用計算器計算。傾斜岩層厚度計算方法有下列七種情況。
(1)地面水平(β≈0),導線方位垂直於岩層走向,則
Hi=Lsinα;Hi為真厚度、L為分層斜距、α為岩層傾向
(2)地面傾斜,地形坡向與岩層傾向相反,導線方向垂直於岩層走向,則
Hi=Lsin(α+β);β為地面坡度角。
(3)地面傾斜,坡向與傾向一致,而α<β,導線垂直岩層走向,則
Hi=Lsin(β—α)
(4)地面傾斜,坡向與傾向一致,而α>β導線方位垂直於岩層走向,則
Hi=Lsin(α—β)
(5)地面傾斜,坡向與傾向相反,導線方位斜交岩層走向,則
Hi=L(sinαcosβsinγ+sinβcosα);γ為導線方位與岩層走向之間夾角。
(6)地面傾斜,坡向與傾向一致,而α>β時,方位斜交岩層走向,則
Hi=L(sinβcosαsinγ-sinβcosα)
(7)地面傾斜,坡向與傾向一致,而α<β時,導線方位斜交岩層走,則
Hi=L(sinβcosα-sinαcosβsinγ)

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