第三章 实测地质剖面工作.ppt

第三章实测地质剖面工作 一 剖面测制目的 类型及内容二 沉积岩区实测地层剖面的方法三 岩浆岩区实测地层剖面的方法四 变质岩区实测地层剖面的方法 主要任务是划分地层单元 建立填图区的地层层序 确定地层的地质年代 查明岩石的岩石学特征和划分出单元和归并超单元 认识岩层的变形 变质地质特征 查明各种地质体的构造特征和相互关系 确定填图单位 为了对测区的地层情况有准确的了解 选择出露较好的典型地层剖面进行实际测量 主要测制剖面类型 地层剖面 岩体剖面 变质岩剖面 火山岩剖面 构造剖面 混杂岩剖面 第四系剖面 1沉积岩剖面测制沉积岩地层剖面的目的是了解沉积序列的岩石组成和结构 正确建立工作区的岩石地层层序 合理划分正式和非正式岩石地层填图单位 在剖面上要详细分层 逐层进行岩性描述 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微体化石样品 必要时采集人工重砂 粒度分析 古地磁等样品 用宏观与微观相结合的方法研究地层中的各种地质特征 视具体情况进行生物地层 年代地层 事件地层 层序地层 化学地层和磁性地层等多重地层划分对比研究 为路线地质调查打下基础 2火山岩剖面测制火山岩剖面的目的是划分火山地层 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 在此基础上划分火山岩相类别 查明与火山活动有关的构造特征 研究古火山机构 重点研究的火山机构必须测制岩性岩相剖面 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 侵入岩剖面测制侵入岩剖面的目的是对岩体 岩基 进行解体 划分侵入体 确定侵入体间相互关系 侵位顺序 侵入时代及其演化关系 研究就位机制 对同源岩浆演化系列的侵入体 可进一步归并单元 超单元 对岩浆混合作用 简称浆混 演化的侵入体 要在岩浆混合 分异 演化 就位机制研究基础上 合理的划分填图单元 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 有选择的采集同位素年龄测试样品 变质岩剖面测制变质岩剖面的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 低级变质的沉积岩和火山沉积岩应注意研究变质 变形作用的特征及其相互关系 对中高级变质岩 要在查明岩层构造叠置序列 并研究其新老关系基础上测制剖面确定变质岩石 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 建立地 岩 层序列和热动力事件演化序列 第四纪地质体剖面测制第四纪地质体剖面的目的是查明第四纪地质体种类 物质成分 厚度 成因类型 接触关系和分布范围 构造地质剖面剖面上对各种地质构造要素 构造形迹 构造叠加改造和交切关系均应详实记录 并附必要的素描和照片 矿化 体 带剖面针对出露在地表及近地表的重要含矿层位 蚀变带 矿 化 带 矿 化 体 前人采矿遗迹 采坑 老硐 而布设的剖面 在剖面上施工的剥土 浅井 浅钻 探槽等山地工程均应按有关规范要求进行正规的地质编录 控制矿 化 体的工程要揭露其顶底板 针对蚀变带 矿 化 带 矿 化 体要进行正规地刻槽取样 分析矿石质量 了解矿石的类型 矿化类型 矿体的规模 形态 产状 矿体与围岩的关系 蚀变特征及矿化标志等 要取全取准各类测试样品并标绘在素描图上 文字描述应做到内容翔实 重点突出 对于与成矿相关的重要地质现象要绘制大比例尺素描图 拍照或摄影 测制地质 物探 化探综合剖面时 需基础地质 物探和化探人员共同进行 其观察 编录和取样工作参照相关规范要求执行 一 沉积岩区实测地层剖面的方法 测制地层剖面的目的 了解沉积序列的岩石组成和结构构造 划分地层 建立填图单位 分为三个工作阶段 施测前的准备阶段 施测阶段 地质资料整理阶段 一 剖面施测前的准备工作 1剖面位置的布置原则岩层露头良好且连续性好地层出露较全 层序清楚 剖面线较短构造简单 产状较稳定 地层的接触关系清楚岩层的岩性组合和厚度具有代表性 且化石丰富剖面线尽可能通过含矿层位 层控 脉控 地形坡度较缓 便于观察和穿越 2剖面数量的选择一般要求各地层单位及不同沉积相带至少应布置1 2条具有代表性的实测剖面 当岩层的厚度和岩性组合横向变化较大时 实测剖面的数量应适当增加 若岩层只是仅在某些地段比较复杂 则可以适当增测一些短剖面加以控制 如果是图幅联测 不必每个图幅各测一套 基本原则是用较少的工作量 获取较系统的地质资料并使剖面尽量具有完整性 典型性与代表性 乃至成为层型剖面 3剖面比例尺应与填图比例尺相适应 能充分反映出剖面中最小地层单位为原则 即最小地层单位在剖面图上不低于1mm的宽带 1 5万地质填图中 实测剖面比例尺一般1 5000或1 2000 4所需材料及工具野外数据采集器 地质罗盘 地质锤 放大镜 测绳 皮尺 油漆 厘米纸 三角板 量角器 野外记录薄 剖面记录表 标本袋 标签 各种送样单以及遥感图片和地形图等 5实测剖面的踏勘沿剖面线进行详细踏勘 了解岩层的分层位置 岩性组合 标志层 研究接触关系和各类构造形迹的类型 视露头情况定是否需要布置轻型山地工程 剥土 探槽等 对重要地段设立标记 二 地层剖面的野外实测 半仪器导线测量法1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 表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 或平移剖面导线 时 应动用剥土或探槽等轻型工程给予揭露 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 2 根据小组成员的多少可作如下分工 见下表 实测地层剖面人员分工 1 前 后测手的任务 在已经确定的剖面线上 选择导线点 并做上标记 标注导线点号 导线点的选择原则是 导线点应选择在地形明显起伏或剖面方向转折处以及剖面的起点和终点 导线点号的编码 由剖面起点至终点依次为0 1 2 3 丈量导线距 斜坡距 测量导线方向 导线方向指的是导线起点至导线终点的方向 前 后测手共同测量 两者测量结果若相差太大 应重测 若相差不大 则取两者的平均值 测量坡角 沿导线方向上坡记为正角 下坡记为负角 前 后测手共同测量 两者测量结果若相差太大 应重测 若相差不大 则取两者的平均值 后测手负责将导线号 导线距 导线方向和坡角等测量结果及时报给表格记录员 导线号用0 1 1 2 表示 导线1 2指的是导线点1和2之间的导线 其中1指的是该导线的起点 2指的是该导线的终点 2 表格记录员的主要任务详细填写实测剖面记录表 实测剖面记录表格式见下一张幻灯 实测剖面记录表是最重要的原始资料 记录一定要准确 齐全 每一导线测量完毕后 表格记录员要全面检查该导线中的实测地层内容是否全部完成 若有缺项 应及时补测 只有当表格记录员经过检查 确认该导线中的实测地层内容已经全部完成 才能撤掉该导线进入下一导线的测量 3 记录本记录员的任务 详细描述每一分层的岩性 所含化石 地层产状及其接触关系 对标本进行登记 岩性描述主要内容包括 岩石名称 颜色 结构 构造 成分 矿物成分及结构组分 岩石的组合规律 可分为 夹层型 互层型或韵律型 化石记录内容主要包括 化石种类 野外定名 保存程度 富集程度 围岩种类及特征 标本登记 标本号 标本名称及其标本采集点位置 用标本采集点的皮尺读数来表示 不同类型的标本用不同符号进行编号 B代表岩性标本 b代表标本 H代表化石标本 详见 夹沟 桃山集幅1 5万区域地质调查工作细则 P 41 同类标本按采集顺序依次编码 如 B001 B002 绘制地质素描图或拍摄地质照片 对于重要的地质现象 如 地层接触关系 重要的沉积构造 断层证据 等等 应绘制地质素描图或拍摄地质照片 地质素描图上要标明地点 产出层位 产状 比例尺 方向 图名 图例等 4 绘图员的主要任务 在地形图上标绘剖面内容 包括剖面起止点及剖面线位置 实测剖面编号 剖面上的地质点位及其点号 地层分层界线及地层代号 代表性的地层产状 在地形图上标绘剖面内容应该在野外完成 读皮尺 主要包括读取地层分层点 地质现象素描或照相点等地点的皮尺读数 并及时把读数报给表格记录员 该项工作应与表格记录员密切合作共同完成 绘制剖面草图 草图上要标明剖面方向 地形 分层界线 分层号 地层代号 产状 接触关系 标本采集位置 剖面线上的主要山头或村庄的位置与名称 导线号 图名 图例 比例尺 作图方法与路线地质剖面图基本相同 5 标本采集员的任务 采集各类标本 岩性 化石标本一般应逐层系统采集 岩性标本规格多采用3 6 9 或2 4 6 化石标本没有一定的规格 一般视化石的大小而定 标本编号与包装 把标本编号 标本名称 标本采集点的皮尺读数报给表格记录员 测量地层产状 将测量结果和产状测量点的皮尺读数报给表格记录员 每一分层都应该测量一个有代表性的地层产状 3实测剖面的测量方法 1 确定剖面起 止点 将其准确标定在地形图上并标上地质点号剖面起 止点按地质填图地质点号统一编号 并在剖面线上用油漆做上醒目的标记 确定剖面起 止点通常采用三点交汇法并根据地形 地物加以校正 目前多采用卫星定位系统 GPS进行定位 确定剖面起 止点的原则 剖面起点一般要放在所测地层的下伏层位中 终点要放在所测地层的上覆层位中 例如 所要实测的地层是石炭系 C 起点要放在泥盆系 D 的顶部 终点要放在二叠系 P 的底部 如下图 工作开始时 后测手站立在起点0上 上图 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 详细描述岩性特征 绘制信手剖面图 第一导线工作完毕后 后测手前行至第一导线的终点 然后按第一导线的工作程序和方法测量第二导线的内容 以此类推直至剖面终点 4实测剖面表格的内容及记录准则 导线号 每一导线的编号 用起点和终点两个点号来表示 如第一导线的编号为0 1 第二导线编号应为1 2 以此类推 不能用1 2 3等单个数字作为导线号 这种写法易生歧义 方位角 每一导线都要测量其方位角 在测量时由后测手读出前视方位角 再由前测手回视校正 并在登记表中登录后测手报出的方位角 导线距 分斜距和平距两种 当地形起伏时实地读出的导线长度为斜距 填入登记表中斜距栏内 其导线平距需在室内计算后再填入平距栏内 若地面平坦时 导线上所测斜距就是平距 坡度角 需两测手相对施测 约定两个人的高度 防止人为误差 若两者读数相差不大 取平均数记录表内 若两者读数相差较大 须重新测量 坡度角以前行方向为准 仰角为 俯角为 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计高差 5实测地层剖面地质观察内容及描述记录 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 浅灰色中厚层条带状泥质灰岩 紫红色厚层 块状复成分砾岩 补充描述说明变化特征 其内容包括能观察到的各种矿物颗粒成分 组成 磨圆度 分选性 风化特征 层面及层间结构构造 化石保存状态特征等 表1化石的野外观察描述要点 地层接触关系的描述 包括地层的整合接触与不整合接触关系 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 地层接触关系 角度不整合Angularunconformity 非整合nonconformity 平行不整合disconformity 小间断Paraconformity连续Continuity 整合接触 昌平组 景儿峪组 Parallelunconformity disconformity 北京西山 产状要素的记录 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 倾伏向 指向 某一直线在空间的延伸方向 即某一倾斜直线在水平面上的投影线所指示的该直线向下倾斜的方位 用方位角或象限角表示 图2 2A 倾伏角指直线的倾斜角 即直线与其水平投影线间所夹之锐角 如图2 2A中 角 侧伏角当线状构造包含在某一倾斜平面内时 此线与该平面走向线间所夹之锐角即为此线在那个面上的侧伏角 如图2 2B中之 角 侧伏向或侧伏方向就是构成上述锐角的走向线的那一端的方位 素描与数码照相 素描和数码照相是记录 描述的重要补充手段 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 放参照物 6 划分地层 将分层界线和分层号标在剖面线上地层划分的主要依据是地层的岩性特征 岩层剖面上岩石的颜色 结构 构造 成分或岩石组合规律等等方面的差异都可以作为分层标志 实测剖面所划分出的层 可以是单一岩性层 也可以是有规律组合在一起的复合岩性层 所划分出的每一层与上 下相邻层的宏观岩性特征应有较明显的差异 易于识别 复合岩性层的的组合规律主要有 夹层型 以一种岩性为主夹有其它岩性 互层型 由两种岩性交互产出 韵律型 三种或三种以上岩性顺序排列 重复出现 地层划分的精度地层划分的精度 即 分层厚度 与所选定的比例尺有关 两者的关系如下 实测剖面分层精度与比例尺的关系 注 最小分层厚度等于实测地层剖面图或柱状图上1mm所代表的地层厚度 最大分层厚度等于实测地层剖面图或柱状图上1cm所代表的地层厚度 分层厚度的下限通常为自然岩层厚度 地层划分时应重视的问题地层划分时应重视有意义的特殊岩层 例如底砾岩层 古土壤层 含矿层 化石富集层 岩性独特的标志层等等 对于这些岩层 即使厚度不大也应单独分层 在剖面图和柱状图上予以夸大表示 可夸大到1mm 7实测剖面的标本样品采集和编录实测地层剖面需要进行系统的采样 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 有时还需要采集人工重砂 化学分析 扫描电镜 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 样品编号原则 1 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 3 2 表示 号实测剖面第3分层的第2块标本 2 也可以采用点号 样品顺序号 样品代号进行编号 地质点号 样品顺序号及样品代号 如D0101 1B 标本 D0101 1b 薄片 D0101 1YQ 全分析 D0101 1W 微量元素 D0101 1TW 同位素年龄 D0101 1YZ 岩组分析 D0101 1LF 粒度分析 1 岩矿陈列标本 2 岩矿鉴定标本 3 岩矿光谱分析样品 4 硅酸盐分析样品 5 化学分析样品 6 人工重砂样品 7 古生物化石标本 8 微体古生物样品 9 煤岩鉴定样品 10 定向标本 三 实测剖面的室内工作 包括当日室内整理和阶段性整理当日整理 核对当日的原始记录 表格 样品标本等资料是否一致 并对标本 样品进行必要的清理 编录和登记 整理数字剖面资料 及时入库 阶段性整理 剖面测制结束后的室内工作 1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 鉴定化石初步鉴定出属 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 划分出眼屎地层单位 并命名 4 地层对比进行地层对比工作 并与临区地层进行对比 掌握地层的横向变化 使地层划分更加合理 岩性 对比 是比较岩石特征和岩石地层位置是否一致 两个含化石层的 对比 是比较化石内容和生物地层单位是否一致 年代 对比 是比较年龄和年代地层位置是否一致 地层对比 比较地层特征或属性是否一致 是延伸地层单位的基本方法 Lithostratigraphiccorrelation Basedonthesimilaritiesofthelithologicunits Biostratigraphiccorrelation Basedonthesimilaritiesofthefossilscontained 求同 Lithology 追索对比 可划分出6个组 1测剖面 采集样品2样品处理 鉴定3岩性岩相分析比较 地层划分对比 5 确定填图单位统一填图单位有一定的岩性组合特征 精度要求 1 5万划分到段 6 确定标志层厚度不大 分布范围较广 层位稳定 岩性或所含化石特征较明显的岩层 既可作为划分地层或填图单位的标志 又能形象反映工作区构造形态的变化 2数据计算 将野外实测获得的 斜距 L 地层倾角 坡角 导线方向 地层走向与导线的夹角 等原始数据加以计算 求出导线与各分层的水平距 W 地形高差 H 地层厚度 d 剖面线 总 方向 地层在剖面线方向上的视倾角 等 计算结果必须填写在实测地层剖面计算表中 下面对计算公式作简要介绍 计算导线与各分层的水平距 W 和地形高差 H 水平距 W L COS 地形高差 H L SIN 计算地层厚度 d 地层厚度 d L sin cos sin cos sin 注 当山坡坡向与地层倾向相反时用 号 当山坡坡向与地层倾向相同时用 号 角在丈量表中有 之分 但计算地层厚度时 角均取正值 求剖面线 总 方向 剖面线 总 方向一般指剖面起点至终点的方向 该方向通常利用导线方向和导线水平距作图求得求剖面线 总 方向举例例如 某地层剖面实测结果如下先确定出剖面起点的位置和正北的方向 然后按导线方向 导线平距 从起点开始 顺次画出每一导线 如右图 最终导出剖面终点 将剖面起点和终点连接起来 如下图中的红线 起点和终点的连线与正北方向的夹角便是剖面线 总 方向 如右图所示 该角度为22 6 用CorelDRAW绘图软件作图可以较方便 很精确的求出剖面线方向 求地层视倾角地层视倾角 的大小与地层真倾角 地层走向和剖面线的夹角 有关 三者之间的关系式为 tg tg sin 因此 视倾角 可以根据地层真倾角 地层走向和剖面线的夹角 利用它们之间的关系式计算求出 此外 还可用图解法求得 3实测剖面图的绘制 画导线平面图 a 在图纸上确定剖面线方向 通常规定剖面线方向平行与图纸的横向 水平方向 剖面的W NW SW或N 0 端放在图的左侧 剖面的E NE SE或S 180 放在图的右侧 b 求出剖面线按照作图比例尺在图面上的长度 根据剖面线的图面长度和图纸的宽度确定剖面起点在图纸上的位置 c 按导线方向 导线平距 从起点开始 顺次画出每一导线 并在导线点上画上实心小圆圈 在实心小圆圈的正上方标上导线号 d 根据各分层的水平距 在导线上依次标出各地层分层点 在导线的下部标上分层号 在导线的上部标上各分层的地层产状 表示方法如右图 该产状符号的走向线长度为5mm 倾向线长度为2mm e 过各分层点平行于地层走向画出各分层界线和组与组之间的地层界线 分层界线长度为2cm 组与组之间的地层界线长度为4cm 整合地层界线用实线 假整合地层界线用虚线 在导线的下部标上各组地层的代号 画地形轮廓线a 求出剖面图按照作图比例尺在图面上的高差 在所有导线点中 最大累积高差减去最小累积高差 根据剖面图的图面高差和图纸的高度 在导线平面图的下方适当的位置画一条横线 作为剖面基准线 其标高设为0m 这是一条作图辅助线 应尽量画得轻些 剖面图做完后还要擦掉 b 将各导线点分别向下垂直投影到剖面基准线上 c 根据各导线点的累积高差 相当于各导线点相对于起点的高程 按照垂直比例尺在图上确定各导线点的相对于剖面基准线的高程点 d 用圆滑的曲线将各高程点连接起来 即形成地形轮廓线 e 在剖