矿山地质环境治理项目野外调查工作培训

矿山地质环境治理项目野外调查工作培训,中国地质大学（武汉）环境地质研究组2011年7月13日,提纲,一、治理区地质环境背景二、矿山地质环境问题三、2010年治理工程概况四、2011年治理工程方案五、野外调查基本方法,野簿记录常用格式,主要内容,野簿文字记录格式信手地质剖面图及素描图绘制规范平面图上地质点标注与地层界线勾绘罗盘使用方法,一、野簿文字记录格式,（一）路线（二）任务（三）定点,主要内容,从工作起点到工作终点。如：路线一：八角寨垭口拴马庄桥头,（一）路线,1、观察描述pt2wpt3l岩性组合特征、地层厚度、接触关系、沉积相标志及含化石情况；2、作1：5000信手地层柱状图；3、绘制典型地质现象素描图；4、以组为单位，系统采集岩石标本。,（二）任务干什么？,（三）定点（重点）,1、点号2、坐标3、点位4、露头5、点义6、内容7、点间点8、路线小结,NO01,1、点号,另起一行，居中,（1）用GPS定出（2）在地形图上读出,2、坐标,（1）根据明显地形、地物（如冲沟、山顶、山脊、鞍部、坡度变化处、道路交叉处、河流转弯处、桥孔等）定点，如八角寨垭口公路旁；（2）当地质点的位置不是正好处于上述明显的地形、地物附近，则可以采用方位+距离或方位+高程来辅助定点，如:285高地NE15方向20m；南洛凹10方向，高程175m。,3、点位,（1）性质（天然人工）（2）露头程度评价（差一般良好）,4、露头,地质界线点（用文字或代号描述）文字：本溪组与马家沟组地层分界点；代号：C2bO1m（新老）；文字加代号：本溪组（C2b）与马家沟组（O1m）地层分界点。,5、点义（地层界线点、岩性分界点、岩性控制点、构造观察点、水文地质点等）,表示接触关系,整合接触关系用“”表示平行不整合接触关系用“”表示，剖面用“”角度不整合接触关系用“”表示断层接触关系用“”表示,（1）对界线点，应对界线两侧岩性分别描述（先已知后未知，描述内容包括颜色、岩性、结构、构造、岩层产状、标本等），并描述两者接触关系及证据（2）对断层观察点，除分别描述两盘岩性、产状外，要重点描述断裂带特征、产状及力学性质。,6、内容（描述观察点地质现象）,7、点间点（主要用于分段）点间点1点位：NO02N20m20m露头：点义：描述：点间点2点位：20mN30m50m,8、路线小结,路线3：太平山南坡煤炭沟任务：1、观察描述下古生界O1mP2y岩性及组合特征、含化石情况、地层厚度及接触关系；2、选择实测剖面、详细分层，作1：2000信手地质剖面图；3、地形图定点，勾画路线地质图；4、以组为单位系统采集岩石标本。坐标：点位：太平山南坡162.9高地南侧陡崖下露头：人工，良好点义：马家沟组（O1m）岩性观察点。描述：马家沟组O1m青灰色中厚层结晶灰岩，局部夹有浅黄色薄层白云质灰岩、灰褐色钙质板岩；产状：2027（倾向倾角）（单独占一行）标本:B1-1（化石标本:HB1-1），O1m灰色中厚层砾屑灰岩（描述）,8、野簿记录示范,NO01,坐标：点位：太平山南坡162.9高地北侧鞍部露头：人工，一般点义：本溪组（C2b）与马家沟组（O1m）地层分界点。描述：点南为马家沟组O1m顶部灰色中厚层砾屑灰岩，砾屑成分为灰岩，砾径1-2cm，棱角状，含量约10-15%；产状：2027（倾向倾角）（单独占一行）标本:B1-1（化石标本:HB1-1），O1m青灰色中厚层结晶灰岩（描述）点北为C2b硬绿泥石角岩，风化后呈红褐色，新鲜面呈灰绿色，变余砂状结构，玻璃光泽；产状：2522（倾向倾角）（单独占一行）标本:B2-1，C2b硬绿泥石角岩（描述）二者呈平行不整合接触，证据：A、缺失O1、O2、S、D、C1地层，有沉积间断怀远运动；B、顶面凹凸不平，存在古风化壳，含铁质，风化后呈棕红色；C、底部有底砾岩,在大砾岩山可见；D、产状基本一致。点间点1：点位：NO02N3m3m露头：人工，一般点义：C2b硬绿泥石角岩与红柱石角岩岩性分界点描述：点南为硬绿泥石角岩，风化后呈红褐色，新鲜面呈灰绿色；点北为灰色红柱石角岩,8、野簿记录示范,NO02,二、信手地质剖面图及素描图绘制规范,（一）内容（二）要求,1、图名（与地质点关联，居中）2、方位（中间若有方向改变，应分段表示）3、比例尺（1：1000，最好用线段比例尺）4、图形（1）地形线：光滑曲线（2）岩性花纹：长度1cm，均匀布置（3）分层与分组线：分层线1.5cm，分组线2cm（4）按视倾角画：（5）产状变化：不能画角度不整合,（一）内容（重点）,220,4、图形（6）标识A：地形线上方（包括地质点、地物标志、实物（标本、化石）；B：地形线下方a、分层线、分组线，岩性花纹b、岩层产状c、地层代号（尽量靠近花纹）,5、图例代号标注,要求在野外绘制地形线、分层线、分组线、标本采集地，产状等；内容准确，布局合理图面美观，合乎规范,（二）要求,图2-2,3,岩层产状应该标在地形线下方,没有标地层代号,没有标方位,岩层的厚度没有按比例画,岩层的结构未体现，薄层1mm，中厚层2mm，厚层3mm,岩层的厚度没有体现，要用省略符,三、平面图上地质点标注与地质界线勾绘,（一）点的标注（二）地层界线勾绘,根据文字定点的记录标在地形图上点外加圈，圈的直径2mm，在合适的位置标上点号。,（一）地质点的标注,（二）地层界线勾绘,左右各延伸1cm,地层界线勾绘方法：根据岩层产状，结合实际地形按“V”字形法则勾绘。当岩层倾向与地面坡向相反时，地质界线所形成的“V”字型弯曲和等高线的弯曲方向一致，但地质界线的弯曲度要小（相反相同）；当岩层倾向与地面坡向相同时，且岩层倾角大于地面坡度角时，地质界线所形成的“V”字型弯曲和等高线的弯曲方向相反（相同相反）；当岩层倾向与地面坡向相同时，且岩层倾角小于地面坡度角时，地质界线所形成的“V”字型弯曲和等高线的弯曲方向相同，但地质界线的弯曲度大于等高线的弯曲度（相同相同）；,四、罗盘使用方法,（1）测量方位目的物在我的什么方位我在目的物什么方位（2）量坡度（3）量产状测量走向测量倾向测量倾角,一、目的和要求二、野外实测剖面的步骤三、室内实测地层剖面制图,地层剖面测制,1、地层的时代和接触关系2、组的划分3、组内分层及各层的岩性和厚度4、沉积相境分析,一、目的和要求,了解地层序列（岩性、化石、时代、环境），确定填图单位。,目的,要求查明以下信息,地层出露齐全，露头良好，接触关系清楚，具有代表性构造简单，尽量绕过褶皱、断层发育的地段，避免地层的重复与缺失尽可能选择化石丰富的露头剖面方向尽量垂直走向（60-90度）剖面线尽量少拐弯，否则增大测量的累积误差剖面通视,穿越条件好,二、野外实测剖面的步骤,1、选择剖面(参考前人资料,自己踏勘),60,A,走向,平移,探槽,寒武系,奥陶系,石炭系,二叠系,障碍物,2、测前准备,野外分层,逐层观察描述，野簿记录颜色，层厚，成分，结构，构造，标本，照片，产状，其它作信手地层剖面图,3、测量人员分工(5-6人),前测手1人:导线方位,坡角,导线长度后测手1人:导线方位,坡角注：前后测手读数误差不超过3分层1人:岩性、分层位置(将分层斜距报告给记录者)测产状,采集标本1人(将相应的斜距报告给记录者)记录表格1人(全组1份,室内每人清抄1份),坡度明显变化处尽可能在分层界线处,换导线的原则,特别注意,4、实测及记录,剖面代号:A-A剖面名称:太平山南坡C2b-P1s实测剖面（1）导线号：第一导线为0-1；第二导线为1-2，依此类推。（2）导线长（L）：每一导线的长度。（3）导线方位（B）：指前进方向的方位角,前后测手平均。（4）坡角（）：仰角为正，俯角为负，前后测手平均。,（5）分层号：如第1层用代号表示,依此类推。（6）分层斜距（l）：分层在导线上的长度。（7）岩层产状：产状及位置(如“2m”，记录在倾向数字的右上角)。（8）岩性描述：简明，如灰色薄层状灰岩(由分层员报读)。（9）标本的编号和位置：标本B1-2（第1个地质点第二个标本）；,20,32,B001,野外完成剖面记录计算表19,三、室内实测地层剖面计算及制图,1、数据计算2、剖面制图,室内完成剖面记录计算表1025,1、数据计算,导线方向与岩层倾向夹角：=A(倾向)-B(导线方位)厚度：指每一分层“在各导线上”的厚度，计算公式见标注分层厚度：某层的总厚度(有的跨多条导线)组(段)厚度：组中所有分层厚度之和。累计厚度：用于统计工作量及确定地层柱状图比例尺。剖面总方向（C）与分导线方位（B）夹角：=BC剖面总方向是指剖面的起点指向终点的方位16.导线斜平距：各导线长度在水平面上的投影长度,公式,剖面总方向是指剖面的起点指向终点的方位,总导线,分导线,N,剖面总方向,剖面总方向的计算方法:Tan=(L1cosB1+L2cosB2+)/(L1sinB1+L2sinB2+)，剖面总方向C=90-其中L1指第1导线的斜平距B1指第1导线的方位角,分层斜平距：分层在水平面上的投影长度,公式视平距：导线斜平距垂直投影到总导线方向上的长度,公式分层视平距：分层斜平距垂直投影到剖面总方向上的长度,公式累计视平距：各分层视平距之和,他代表了在总导线方向上的剖面的总长度视坡角：按记录表说明，查野簿后面数据表高差：该高差为视高差,是在总导线上看到的高差,公式累计高差：各分层视高差之和剖面总方向与倾向夹角=A（倾向）-C（剖面总方向）视倾角：总剖面方向切面上的地层倾角，野簿后面查表,公式,2、剖面制图,地层剖面图制作的流程,导线平面图,线路地质平面图,地层剖面图,累计视平距（20）C:剖面总方向B1:导线1的方位B2:导线1的方位,导线平面图,所涉及的参数:1斜平距(“16”)2剖面总方向(C)3各导线方位(“3”),0点到1点的长度为导线1的斜平距,注意正北方向,记住正北方向在哪,N,涉及到的主要参数:斜平距,地层走向,在导线平面图的基础上添加其他要素:在导线上或跨越导线:地质点(直径2mm;点位)和地质界线(长1.5cm;延伸方向;注意平行不整合的表达方式),分层界线(长1.0cm;延伸方向)在导线上方:地层产状(5,1mm),标本号,地质点号在导线下方:层号,组的代号C2b,地名地物点(高地,村等),线路地质平面图,No.001,No.002,2,4)剖面图(与平面图的距离要合理,剖面图下方留下图例和责任表的空间),地形线:根据累计视平距（20）和累计高差（21）作出,并平滑分层线:长1.5cm；分组线2.0cm充填岩性花纹:长度1.0cm标注:地形线上方:地质点号;地物名称,标本和化石采集地以及编号:B11-1地形线下方:分层号;组的代号;岩层产状,最后成图的样式,工程地质测绘的相关知识,（一）工程地质测绘比例尺的选择主要取决于设计要求，同一设计阶段还取决于场地工程地质条件的复杂程度以及建筑物的类型、规模及其重要性。小比例尺1：50001：50000可行性研究勘察（选址勘察）中比例尺1：20001：5000初勘时采用大比例尺1：5001：2000祥勘阶段，或地质条件复杂，建筑物重要,一、工程地质测绘的比例尺和精度,比例尺选定原则应和使用部门的要求提供图件的比例尺一致或相当。与勘测设计阶段有关。在同一设计阶段内，比例尺的选择取决于工程地质条件的复杂程度、建筑物类型、规模及重要性。在满足工程建设要求的前提下，尽量节省测绘工作量。对工程有重要影响的地质单元体（滑坡、断层、软弱夹层、洞穴等），可采用扩大比例尺表示；,一、工程地质测绘的比例尺和精度,（二）工程地质测绘的精度要求对野外各种地质现象观察描述的详细程度各种地质现象在工程地质图上表示的详细程度和准确程度。“精度”指野外地质现象能够在图上表示出来的详细程度和准确度。,1、详细程度（对地质现象反映的详细程度）一般规定，按同比例尺的原则，图上投影宽度2mm的地层或地质单元体，均应按比例尺反映出来。比例尺1:10万1:5万1:1万1:10001:500尺寸200m100m20m2m1m投影宽度2mm的重要地质单元，应使用超比例符号表示。如软弱层、标志层、断层、泉等。,一、工程地质测绘的比例尺和精度,观测点的要求，与测绘比例尺相同的地形底图上每1cm方格内，平均有一个观测点。复杂地段多布，简单地段少布，计算总点数/Km。例如：测绘比例尺1:1万地形图1:1万1cm相当于=100m1cm相当于=10000m控制标准为100点/Km2、准确度指图上各种界限的准确程度，即与实际位置的允许误差。地质界线（点）误差界限3mm，其他地段误差5mm。比例尺1:10万1:5万1:1万1:1000误差300m150m30m3m一般对地质界限要求严格，大比例尺测绘采用仪器定点。,一、工程地质测绘的比例尺和精度,地质观察点的布置1、在地质构造线、地层接触线、岩性分界线、标准层位和每个地质单元体应有地质观测点；2、地质观测点的密度应根据场地的地貌、地质条件、成图比例尺和工程要求等确定，并应具代表性；3、地质观测点应充分利用夭然和已有的人工露头，当露头少时，应根据具体情况布置一定数量的探坑或探槽；4、地质观测点的定位应根据精度要求选用适当方法；地质构造线、地层接触线、岩性分界线、软弱夹层、地下水露头和不良地质作用等特殊地质观测点，宜用仪器定位。,一、工程地质测绘的比例尺和精度,地质观察路线的安排1、线性工程：以路线中心线为主线，根据地质界线、不良地质的分布采用两侧穿插延伸的路线调查，重点工程区部署特殊观察点；2、场地工程：根据主体工程的展布、地质界线的方向部署调查路线，与主体工程方向一致，地质界线大角度相交；3、地质灾害：区域地质灾害根据地貌特征、岩性特征和灾害易发特征，部署观察路线；地质灾害点沿周界、坡体主剖面和横向剖面部署观察路线。,一、工程地质测绘的比例尺和精度,目的：查明场地及其附近地段的工程地质条件和预测建筑物与地质环境间的相互作用。内容：（1）工程地质条件的诸要素；（2）搜集调查自然地理和已建建筑物的有关资料。,二、工程地质测绘的研究内容,（一）地层岩性地层岩性是工程地质条件最基本的要素和研究各种地质现象的基础。内容包括：确定地层的时代和填图单位；各类岩土层的分布、岩性、岩相及成因类型；岩土层的正常层序、接触关系、厚度及其变化规律；岩土的工程性质等。岩土决定地形地貌和自然地质作用的发育特征，控制地下水的分布和矿产分布。工程地质测绘中，必须以岩土分类为重点，并力求在图上反映出来，不能仅作为一般的地层划分，以提供具有工程地质意义的独特信息。,二、工程地质测绘的研究内容,二、工程地质测绘的研究内容,1、基岩的研究（1）运用地质历史成因分析法，正确划分岩石建造，确定岩性特征，为工程地质意义上的岩石分类奠定基础。（2）重视岩相的研究：岩相反映岩石的生成环境和地质历史，利用岩相标志，帮助判明不同性质的岩类的空间分布，进行岩组划分，并区分其力学性质，是一种可行的手段。（3）特别注意对工程建筑物的稳定性和安全有重要意义的地层划分，注意软弱层、软质岩类、岩溶隔水层等标志层的划分，对沉积岩来说，同一层中应按岩性分组或段。（4）利用便携式测试仪器取得岩石物理力学性质。,二、工程地质测绘的研究内容,2、第四纪地层（土）的研究（1）沉积年代的测定数值法：年度法（历史记录、年轮、纹泥）、放射性测量（C14、铀素系列、钾-氩法、裂变轨迹）、其他辐射性测量（铀趋势、热释光、电子旋转共振、10Be、36Cl、26Al等）。相对测年法：氨基酸外缩旋体、黑曜岩水化、火山碎屑水化、地衣（苔藓），土壤发育、岩石矿物风化、累进地形改造、沉积速率、地貌部位和下切速率、变形率。对比法：地层学、火山灰年代学、古地磁、化石、古生物、稳定同位素、玻陨石和微观玻陨石。（2）成因类型和岩相的研究：解决地质结构、地层相变关系等问题，正确作出地层剖面。（3）划分工程地质单元体：同一单元体具有相似的计算指标，作为取样和试验的基本单位。,二、工程地质测绘的研究内容,（二）地质结构的研究1、结构构造因素是控制性因素，地质结构的研究具有重要意义。决定区域稳定性的首要因素，特别是活动构造。控制岩体结构及裂隙空间分布的主导因素，结构面(节理、片理、劈理等）限定岩体的空间分布规律，破坏了岩体的均一性和完整性，也是产生软弱结构面的基本因素。是评价工程场地岩体稳定性的重要因素（坝基抗滑稳定性、边坡稳定性等）。控制区域地貌、水文地质条件、物理地质现象的发育和分布。,二、工程地质测绘的研究内容,2、地质构造研究的内容岩层的产状及各种构造型式的分布、形态和规模；软弱结构面(带)的产状及其性质，包括断层的位置、类型、产状、断距、破碎带宽度及充填胶结情况；岩土层各种接触面及各类构造岩的工程特性；挽近期构造活动的形迹、特点及与地震活动的关系等。,二、工程地质测绘的研究内容,（1）褶曲构造的研究：形态、类型、轴线位置、褶曲要素、细部变化。（2）断裂的研究：断裂性质（长度、宽度、构造岩断层岩、糜棱岩、角砾岩、片状岩、碎块岩等）、断裂带的胶结成岩化程度、断裂交汇点、错动次数、现代活动性。,二、工程地质测绘的研究内容,（3）活动构造的研究：工程使用期间的活动、活动年龄；断层物质的测定（断层泥矿物分析、断层泥显微结构分析）；断层运动方式的测定（构造岩显微结构分析、方解石脉显微结构分析）；断层活动年龄的测定、断层现今活动性测定（As、Hg、Sb、B等元素测定）；活动速率的确定（地貌学、地质学、测量学）断裂活动性监测。,二、工程地质测绘的研究内容,节理裂隙的研究：大量统计节理裂隙参数（产状、长度、宽度、充填物等）、结构面网络分析、野外估算RQD。RQD=115-3.3Jv,图解表示裂隙统计的结果，目前采用较多的有裂隙极点图、裂隙玫瑰图和裂隙等密图三种。,二、工程地质测绘的研究内容,二、工程地质测绘的研究内容,这些图如何绘制？各代表什么意义？,二、工程地质测绘的研究内容,（三）地形地貌的研究地形研究：由测量、地形图进行研究地貌研究：地貌是岩性、地质构造、新构造运动的综合反映和近期外动力地质作用的结果。利用地貌学原理，结合野外观察、航片解译可有效地解决工程地质测绘中的宏观判断。同一地貌单元，常具有相似的地形特征、地质结构、水文地质条件、动力地质作用过程。在工程地质分区中，常以地貌作为划分大区的标准。地貌研究的程度应与测绘比例尺相适应。,二、工程地质测绘的研究内容,地貌研究的内容有：地貌形态特征、分布和成因；划分地貌单元，地貌单元形成与岩性、地质构造及不良地质现象等的关系；各种地貌形态和地貌单元的发展演化历史。山前地段和山间盆地边缘广泛分布的洪积物平原地区的冲积地貌,二、工程地质测绘的研究内容,长江三峡地区河流阶地位相图三峡库区层状地貌，说明了什么？有什么意义？,二、工程地质测绘的研究内容,（四）水文地质研究,目的：为研究与地下水活动有关的岩土工程问题和不良地质现象提供资料从地层岩性、地质构造、地貌特征、地下水露头分布、类型、水质、水量入手结合必要勘察、测试工作。内容：地下水类型、分布、埋藏条件含水介质分布、富水性、水力联系补、径、排地下水、地表水之间