石大自然地理实验指导

自然地理实验指导

自然地理学课程组编

师范学院地理系

前言

自然地理学(Physicalgeography)是一门实践性较强的专业基础课，是地

理科学类各专业的主干课程。学生不仅要掌握自然地理学的基本理论、基本知识,

而且还必须要掌握室内和野外调查、观察、观测、采样、分析的操作方法和基本

功训练，要求有实践性的教学环节，着重对学牛动手能力的培养，让学生到实验

室或大自然中去验证课堂所学的理论知识，实地认识自然地理各要素的形成、特

征、分布规律和相互关系，获得对资源环境实验分析的基本技能，以期达到巩固

课堂教学效果，并为将来独立开展有关专业技术工作打好基础。

石河子大学师范学院地理系《自然地理学》课程面向地理科学专业、资源环

境与城乡规划管理专业的学生开设。十几年来自然地理学及其分支课程在师资队

伍、教学标准和教学资料积累方面均有很大加强。

鉴于自然地理环境的复杂性，自然地理教学实践包括室内和野外两部分。实

验实习方法和手段多种多样，有调查、观测、测量，也有采样、分析、鉴定等,

内容涉及组成自然地理环境各个要素及其综合体。因此，根据教学需要和《自然

地理学》教学大纲的要求，笔者编译了这本参考书籍，可作为本科自然地理学课

程的教学辅助材料和学生实验实习的参考用书，可与有关教材、手册配合使用。

由于时间紧迫，笔者水平和经验缺乏所限，书中难免存在维漏之处，恳求读

者批评指正。

目录

实验一矿物观察鉴定................................................3

实验二岩石观察鉴定...............................................10

实验三地质罗盘仪的使用及岩层产状测量............................17

实验四风速风向的观测............................................20

实验五绘制水位/流量关系曲线图...................................24

实验六地形图的地貌判读..........................................25

实验七土壤剖面的观察............................................27

实验八植物蒸腾观察..............................................29

实验九光合作用...................................................30

1）单体形态

2）集合体形态

2.物理性质上辨别

1）光学性质

（1）颜色■根据颜色产生的相理不同可分为自色、他色、假色，但具有鉴定意

义的主要为自色。通常描述颜色的方法有两种：

①标准色谱法：此种方法是按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫标准色或白、灰、

黑等对矿物的颜色进行描述。若矿物为标准色中的某一种，则直接用其描述，如

蓝铜矿为蓝色、辰砂为红色；若矿物不具某一标准色，则以接近标准色中的某一

种颜色为主体，用两种颜色进行描述，并把主体颜色放在后面。例如绿帘石为黄

绿色，说明此矿物是以绿色为主，黄色为次。

②实物对比法：把矿物的颜色与常见实物颜色相比进行描述。例如，块状石

英呈乳白色，正长石为肉红色，黄铜矿为铜黄色等。

注意要点：描述矿物颜色时，应以新鲜干燥矿物为准，如果矿物表面遭受风

化而颜色发生了变化时，则需刮去风化表面后再进行观察描述。

（2）条痕.条痕是指矿物粉末的颜色，一般是指点矿物在白色无釉瓷板上擦划

所留下的痕迹的颜色。

注意要点：擦划条痕时，用力要均匀；观察测试的矿物应选新鲜标本。

（3）光泽-根据矿物表面反光的强度，可将矿物的光泽分为金属光泽、半金属

光泽、非金属光泽三类。

注意要点：观察矿物光泽时，一定要在新鲜面上观察，主要观察晶面和解理

面上的光泽。

（4）透明度：矿物透明度是指矿物透过光线的程度，一般是以矿物厚度0.03mm

的薄片为准。分为透明、半透明和不透明三级。

注意要点：观察描述矿物光学性质时，一定要注意掌握颜色、条痕、光泽和

透明度四者之间的关系。金属光泽的矿物，其颜色一定为金属色，条痕为黑色或

金属色，不透明；半金属光泽的矿物颜色为金属色或彩色,条痕呈深彩色或黑色，

不透明至半透明；非金属光泽的矿物颜色为各种彩色或白色，条痕呈浅彩色到白

色，半透明至透明。

2）力学性质

（1）解理■解理是矿物的重要鉴定特征之一。解理按其发育程度分极完全解

理、完全解理、中等解理、不完全解理和极不完全解理五级。

①观察解理等级：根据解理面的完好和光滑程度以及大小，确定其解理等级。

注意观察、白云母、方解石、普通角闪石、磷灰石、石英的解理发育情况。

②观察解理组数：矿物中相互平行的一系列解理面称为一组解理。注意观察

云母、正长石、方解石、萤石的解理组数。

注意要点：肉眼观察矿物的解理只能在显晶质矿物中进行。确定解理组数必

须在一个矿物单体上观察。

（2）断口■根据矿物受力后不规则裂开的形态，可分为贝壳状断口、参差状

断口、土状断口、锯齿状断口等类型。观察石英、黄铁矿、高岭土和断口，并确

定其类型。

（3）硬度-肉眼观察的是矿物的相对硬度，通过以莫氏硬度计了解不同硬度

的矿物为标准进行比较而确定的。观察莫氏硬度计。

表1摩氏硬度计

级别12345678910

矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石

野外工作中为了方便，常采用指甲（硬度为2.5土）、小刀（硬度为5.5土）等

作为标准测定相对硬度。注意要点：刻划矿物时用力要均匀。测试矿物时须选择

新鲜面，并尽可能选择矿物的单体。

（4）相对密度一般分轻（＜2.5=,中（2.5-4）,重（＞4）三级，自然界常

见中等密度大小的矿物，只有相对密度大或小（轻或重）的矿物才有鉴定意义.

3）其它物理性质

矿物的其它物理性质可包括：磁性、导电性、发光性、放射性、延展性、脆

性、弹性和挠性等。并非大多数矿物都能表现出很典型的上述物理性质。注意观

察：磁铁的磁性、磷铁矿的发光性、自然金的延展性、云母的弹性等。

常见矿物的主要特征

黄铁矿FeS2

大多呈块状集合体，也有发育成立方体单晶者。立方体的晶面上常有平行

的细条纹。颜色为浅黄铜色，条痕为绿黑色。金属光泽。硬度6-6.5。性脆，断

口参差状。相对密度5。

黄铜矿CuFeSz

常为致密块状或粒状集合体。颜色铜黄，条痕为绿黑色。金属光泽。硬度

3—4,小刀能刻破。性脆，相对密度4.1.4.3。

黄铜矿以颜色较深且硬度小可与黄铁矿相区别。

方铅矿PbS

单晶常为立方体，通常成致密块状或粒状集合体。颜色铅灰，条痕为灰黑

色。金属光泽。硬度2—3。有三组解理，沿解理面易破裂成立方体。相对密度

7.4—7.6o

闪锌矿ZnS

常为致密块状或粒状集合体。颜色自浅黄到棕黑色不等（因含Fe量增高

而变深），条痕为白色到褐色。光泽自松脂光泽到半金属光泽。透明至半透明。

硬度3.5-4。解理好。相对密度3.9-4.1（随含铁量的增加而降低）。

石英SiO2

常发育成单晶并形成晶簇，或成致密块状或粒状集合体。纯净的石英无色

透明，称为水晶。石英因含杂质可呈各种色调。例如含Fe+3呈紫色者，称为紫水

晶；、含有细小分散的气态或液态物质呈乳白色者，称为乳石英。

石英晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽，无解理。硬度7。贝壳状断口。

相对密度2.65o

隐晶质的石英称为石髓（玉髓），常呈肾状、钟乳状及葡萄状等集合体。

一般为浅灰色、淡黄色及乳白色，偶有红褐色及苹果绿色。微透明。

具有多色环状条带的石髓称为玛瑙。

赤铁矿Fe2Oj

常为致密块状、鳞片状、新状者为暗红色，条痕呈樱红色。金属、半金属

到土状光泽。不透明。硬度5—6,土状者硬度低。无解理。相对密度4.0・5.3。

磁铁矿Fe3O4

常为致密块状或粒状集合体，也常见八面体单晶。颜色为铁黑色。条痕为

黑色。半金属光泽。不透明。硬度5.5-6.5。无解理。相对密度5。具强磁性。

褐铁矿

实际上不是一种矿物而是多种矿物的混合物，主要成分是含水的氢氧化铁

（Fe2O3nH2O）,并含有泥质及二氧化硅等。褐至褐黄色，条痕黄褐色。常呈土

块状、葡萄状，硬度不一。

萤石CaFz

常能形成块状、粒状集合体，或立方体及八面体单晶。颜色多样，有紫红、

蓝、绿和无色等。透明。玻璃光泽。硬度4。解理好。易沿解理面破裂成八面体

小块。相对密度3.18。

方解石CaCO3

常发育成单晶，或晶簇、粒状、块状、纤维状及钟乳状等集合体。纯净的方

解石无色透明。因杂质渗入而常呈白、灰、黄、浅红(含Co、Mn)、绿(含Cu)、

蓝(含Cu)等色。玻璃光泽。硬度3。解理好。易沿解理面分裂成为菱面体。

相对密度2.72。遇冷稀盐酸强烈起泡。

白云石CaMg[CO3](OH)2

单晶为菱面体，通常为块状或粒状集合体。一般为白色，因含Fe常呈褐色。

玻璃光泽。硬度3.5-4。解理好。相对密度2.86,含铁高者可达2.9-3.1。

白云石以在冷稀盐酸中反应微弱，以及硬度稍大而与方解石相区另

孔雀石CU[CO3](OH)2

常为钟乳状、块状集合体，或呈皮壳附于其它矿物表面。深绿或鲜绿色。条

痕为淡绿色。晶面上为丝绢光泽或玻璃光泽。硬度3.5・4。相对密度3.5・4.0。遇

冷稀盐酸剧烈起泡。

孔雀石以其特有颜色而易与其他矿物相区别。

普通辉石(Ca,Mg,Fe,Al)2[(Si,Al)2O6]

单晶体为短柱状,横切面呈近正八边形(图示)，集合体为粒状。绿黑色或黑

色。玻璃光泽。硬度5—6。有平行柱状的两组解理,交角为56。相对密度3.02-3.45,

随着含Fe量增高而加大。

高岭石A14[Si4Oio](OH)3

一般为土块或块状集合体。白色，常因含杂质而呈其它色调。土状者光泽暗

淡，块状者具蜡状光泽。硬度2。相对密度2.61268。具有可塑性。

白云母Kal2[AlSi3Oio](OH,F)2

单晶体为短柱状及板状，横切面常为六边形。集合体为鳞片状。其中晶体细

微者称为绢云母。薄片为无色透明。具珍珠光泽。硬度2.5-3。有平行片状方向

的极好解理，易撕成薄片，具弹性。相对密度2.77288。

黑云母K(Mg,Fe)3[AISi30io](OH,F)2

单晶体为短柱状、板状，横切面常为六边形，集合体为鳞片状。棕褐色或黑

色，随含Fe量增高而变暗。其它光学性质同白云母相似。相对密度2.7・3.3。

长石包括三个基本类型：

钾长石KlAlSi3O8],钠长石NalAlSi3O8],钙长石Ca^AbSizCM，其中钾

长石与钠长石常称为碱性长石；钠长石与钙长石常按不同比例混溶在一起，组成

类质同象系列，统称为斜长石(包括钠长石、更长石、中长石、拉长石，培长石、

钙长石)。

斜长石有许多共同的特征。如单晶体为板状或板条状。常为白色或灰白色。

玻璃光泽。硬度6652。有两组解理，彼此近于正交。相对密度2.61275,随钙

长石成分增大而变大。

正长石是常见的钾长石的变种，单晶为柱状或板柱状，常为肉红色，有时具较浅

的色调。玻璃光泽。硬度为6o有两组方向相互垂直的解理。相对密度2.54257。

(五)思考问题

1、黄铁矿、黄铜矿、金很相像，如何区别它们？

2、比较石英、长石、萤石、方解石、石膏、滑石的鉴定特征和区别点。

3、为什么在地表许多地方，如河床、海滨、沙漠等地带都有石英砂粒的聚集？

实验二岩石观察鉴定

（一）目的要求

了解三大岩类的基本特征，掌握岩石的结构、构造和主要矿物成分特征，认

识常见岩石。

（―）实验准备

典型岩浆岩、沉积岩、变质岩标本3套；放大镜、小刀、稀盐酸、滴管、条

痕板、笔记本等。

（三）主要内容

1、观察鉴定下列最主要的岩浆岩标本

1）超基性岩类：橄榄岩

2）基性岩类：辉K岩、玄武岩

3）中性岩类：闪长岩、安山岩

4）酸性岩类：花岗岩、流纹岩

5）其他：伟晶岩、黑曜岩（火山玻璃）

2、观察鉴定下列最主要的沉积岩标本

I）碎屑岩类：砾岩、角砾岩、砂岩、粉砂岩

2）黏土岩类：泥岩、页岩

3）化学岩类：石灰岩、白云岩、凝灰岩（岩浆岩与沉积岩过渡类型）

3、观察鉴定下列最主要的变质岩标本

板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩、夕卡岩、混合岩。

（四）原理方法

1、岩浆岩的鉴定方法

岩浆岩的标本在肉眼鉴定时的观察描述内容包括岩石的颜色、结构和矿物成

分，最后予以定名。

1）颜色

岩石的颜色是指组成岩石的矿物颜色之总和，而非某一种或几种矿物的颜色。

如灰白色的岩石，可能是由长石、石英和少量暗色矿物（黑云母、角闪石等）等

形成的总体色调。因此，观察颜色时，宜先远观其总体色调，然后用适当颜色形

容之。岩浆岩的颜色也可根据暗色矿物的百分含量，即“色率”来描述。按色率可

将岩浆岩划分为：

暗（深）色岩色率为60—100相当于黑色、灰黑色、绿色等；

中色岩色率为30—60相当于褐灰色、红褐色、灰色等：

浅色岩色率为（）一30相当于白色、灰白色、肉红色等。

反过来，我们亦可根据色率大致推断暗色矿物的百分含量，从而推知岩浆岩

所属的大类（酸、中、基性）。这种方法对结晶质，尤以隐晶质的岩石特别有用。

2）结构构造

岩浆岩按结晶程度分为结晶质结构和非晶质（玻璃质）结构。按颗粒绝对大

小又可分为粗（＞5mm）、中（5-lmm）＞细粒（1-0.1mm）结构，以及微晶、隐

晶等结构。其中特别应注意微晶、隐晶和玻璃质结构的区别。微晶结构用肉眼（包

括放大镜）可看出矿物的颗粒，而隐晶质和玻璃质结构，则用肉眼（包括放大镜）

看不出任何颗粒来，但两者可用断口的特点相区别。隐晶质的断口粗糙，呈瓷状

断口；玻璃质结构的断口平整，常具贝壳状断口。按岩石组成矿物颗粒的相对大

小又可分为等粒、不等粒、斑状和似斑状等结构。因此，观察描述结构时，应注

意矿物的结晶程度、颗粒的绝对大小和相对大小等特点。

岩浆岩常见的构造为块状构造，其次为气孔、杏仁和流纹状构造等。

3）矿物成分

对于显晶质结构的岩石，应注意观察描述各种矿物，特别是主要矿物的颜色、

晶形、解理、光泽、断口等特征，并目估其含量（注意每种矿物应选择其最特征

的性质进行描述）。尤其注意以下几方面：

（1）观察有无长石，若有则应鉴定长石的种类，并分别目估其含量。

（2）观察有无石英、橄榄石的出现。若有石英出现，则为酸性岩；若有'

橄榄石出现，则为超基性和基性岩；

（3）鉴定暗色矿物的成分，并目估其含量。特别注意辉石和角闪石，以及

它们和黑云母的区别。

（4）对具斑状结构或似斑状结构的岩石则应分别描述施晶和基质的成分和

特点、含量。基质若为隐晶质则可用色率和斑晶推断其成分；若为玻璃质则只能

用斑晶来推其成分。

4）岩石的命名岩浆岩的命名一般为颜色+结构+（构造）+基本名称，如

肉红色粗粒花岗岩。喷出岩有时仅用（颜色）+构造+基本名称，如气孔状玄武

U-I

^To

常见岩浆岩的一般特征

基性岩中性岩酸性岩

喷出岩玄武岩安山岩流纹岩结晶程度渐好,

浅成岩辉绿岩闪长粉岩花岗斑岩晶粒增大

深成岩辉长岩闪长岩花岗岩

浅色长英质矿物增加，颜色渐浅

流纹岩基质隐晶质，通常有石英、钾长石斑晶散布其间（钾长石常呈轮廓

矩形，无色透明；解理面明显度并现珍珠光泽的结晶颗粒）；颜色各不相同，多

浅黄、肉红、浅棕色，并有流动纹。

安山岩通常是具斑状结构的隐晶质岩石，不含石英。最常见的斑晶是斜长

石，但也有黑云母、角闪石或辉石出现。安山岩也多呈熔岩状产出。安山岩的颜

色从白的到黑的都有，但以紫、灰、绿色较常见。

玄武岩黑色至深灰色隐晶质岩石。斑晶常为基性斜长石，常见气孔、杏仁

构造。

花岗岩粒状结构，长石和石英为主要组成成分，因此一般是浅色的。花岗

岩中含有的铁镁矿物是黑云母和角闪石。

闪长石也是全晶质等粒结构的深成侵入岩。其主要成分为斜长石，少量的

铁镁矿物主要是角闪石、黑云母和一些辉石。

辉长岩全晶质粒状结构的岩石，主要矿物成分为斜长石和辉石，还可有橄

榄石等其它深色矿物。肉眼观察时，深色矿物含量超过斜长石的，即可确定为辉

长岩。

2、沉积岩的鉴定方法

沉积岩可分为三大类型，即碎屑岩类、黏土岩类、化学和生物化学岩类。

1）沉积岩的成分

（1）碎屑岩的成分

碎屑岩的成分主要描述碎屑颗粒和胶结物两部分的物质成分。

1.碎屑成分：碎屑岩中的碎屑物质包括矿屑和岩屑二类。常见的矿屑有石

英、长石和白云母。岩屑多出现在较粗的碎屑岩中，常见的岩屑为石英、砂岩、

粉砂岩、燧石和中酸性岩浆岩等。在观察鉴定岩石时，要求鉴定出主要矿物和岩

屑名称。

2.胶结物成分：常见的胶结物成分有钙质、硅质、铁质、泥质四种。主要

区别如下表：

表2不同成分胶结物的区别

胶结物成分颜色岩石固结程度胶结物成分加稀盐酸

钙质灰白中等〈小刀剧烈起泡

硅质灰白致密坚硬＞小刀无反应

铁质褐红、褐致密坚硬H小刀无反应

泥质灰白松软〈小刀无反应

（2）碳酸岩的成分

碳酸盐类岩石的主要矿物成分是方解石和白云石。由此而将其划分为石灰岩

（方解石＞50%）和白云岩（白云石＞50%）两大类，有时因含有较多的粘土矿

物，可形成与泥质岩过渡的泥灰岩。因此，确定碳酸盐岩的矿物成分，对岩石的

定名是很重要的。碳酸盐类岩石的矿物成分一般主要是根据与稀盐酸（5%）反

应试验。

（1）加稀盐酸剧烈起泡并嘶嘶作响者，主要成分为方解石，应为石灰岩；

（2）加稀盐酸微弱起泡或不起泡，主要为白云石组成，应为白云岩；

（3）加稀盐酸剧烈起泡后，留下泥质物质者，说明其主要成分除方解石外，

还含有大量泥质（粘土矿物）成分，应为泥灰岩。

2）沉积岩的结构

（1）碎屑岩的结构

用尺子直接测量颗粒的大小、圆度、球度，目估各种粒径砾石的含量，以确

定其分选性。对具砂状结构的岩石应尽量目估其颗粒大小，I可时估计各粒级的百

分含量以确定其分选性。在目估粒度时，可用已知粒级的砂粒管进行对比。用肉

眼（包括放大镜）观察并确定碎屑的磨圆程度。对磨圆度的观察描述，一般对中

砂和大于中砂粒级的岩石才具有意义。

I＞2mm砾状结构

”2〜0.25mm粗砂结构

2〜0.05mm砂状结构10.25~0.5mm中砂结构

颗粒直径Y-0.5-0.05mm细砂结构

0.05〜0.005mm粉砂状结构

J＜0.005mm泥质结构

分选性:肉眼描述时，目估同一粒级颗粒的含量，＞75%为分选好；75〜50%

为分选中等；＜50%为分选差。

磨圆度:肉眼或用放大镜观察颗粒的磨圆程度。

（2）黏土岩的结构

典型特征是有泥质结构，肉眼难以辨其矿物成分，有细腻感，断口光滑。

（3）碳酸岩的结构

可分为碎屑结构、生物碎屑结构和晶粒结构等三类。白云岩一般为晶粒结构。

碎屑结构：可见到明显的碎屑颗粒，如竹叶状内碎屑，鲍粒，核形石，生物

碎片等。

生物结构：可见到大量生物骨架。

晶粒结构：方解石晶粒＞1mm为粗晶，1〜0.25mm为中晶，0.25〜0.05mm为

细晶，VO.O5mm为泥晶。

3）沉积岩的构造

在沉积岩中常可看到各种特有的构造，如层理、斜层理、波痕、干裂纹等,

这些构造特征都是沉积环境的具体反映。在一些较致密的沉积岩中还常保留有动

植物化石。

3、变质岩的鉴定方法

1）颜色

变质岩的颜色比较复杂，它既与原岩有关又与变质岩矿物成分有关。因此,

颜色虽可帮助鉴定矿物成分，但与其它两大类岩石相比，则重要性较差。变质岩

的颜色常不均一，应注意观察其总体色调。

2）结构构造

区域变质岩的结构主要为变质结构，仅少数为变余结构。变晶结构在肉眼

下很难与结晶质结构相区别。描述变晶结构时同样应注意矿物的结晶程度、颗粒

大小、形状等特点。区域变质岩最典型的构造是由矿物具一定方向排列而构成的

定向构造，即片理。片理是变质岩特有的一种构造。根据其剥开的难易，剥开面

和平整程度和光泽，结合矿物重结晶程度等特征，可将片理中的板状、千枚状、

片状和片麻状四种构造区分开。区域变质岩中亦有块状构造。

3）矿物成分

描述变质岩的成分时，应注意主要矿物，次要矿物和特征变质矿物。一般

按矿物含量从多到少的顺序进行描述。

4）岩石的命名

区域变质岩中具有定向构造的岩石，以定向构造为其基本名称。若肉眼可

识别出主要矿物或特征变质矿物时，亦应作为定名内容。一般命名原则可概括为:

颜色+（矿物成分）+基本名称。如蓝灰色蓝晶石片岩。角闪石斜长片麻岩，黑

云母变质岩。

5）接触变质岩、动力变质岩和混合岩的观察描述

（1）接触变质岩

接触交代变质岩，颜色成分均较复杂多变，与原岩成分及交代有密切关系,

典型岩石为矽卡岩，常含多种金属矿物。接触热变质岩的典型岩石石英岩和大理

岩是典型的致密变晶结构，块状构造。注意观察两者的硬度。

（2）动力变质岩石

此类岩石的基本类型是根据变形行为、破碎程度和重结晶程度确定的，如角

砾岩、糜棱岩、千糜岩。破碎程度和重结晶程度增加。

（3）混合岩

注意区分基体部分和脉体部分，一般前者颜色较深，常为深灰、灰色等，后

者颜色较浅常为灰白、肉红色等。同时注意脉体贯穿的形态，如条带状混合岩、

斑点状混合岩等。

（五）思考问题

1、三大岩类在矿物成分、结构和构造等方面有何不同?

2、沉积岩和变质岩各有哪些特有构造，如何认识？

实验三地质罗盘仪的使用及岩层产状测量

（一）目的要求

学会使用地质罗盘仪测量方向和测量岩层的产状。

（二）实验准备

地质罗盘仪、地形图、直尺、量角器、记录簿等。

（三）主要内容

1、观察地质罗盘的构造

2、用地质罗盘在地形图上定点

3、用地质罗盘测量岩层产状要素

（四）原理方法

1、地质罗盘的构造

主要构件有：磁针、顶针、制动器、方位刻度盘、水准气泡、倾斜仪（桃形

针）、底盘等。

方位刻度盘度数从0。―360。，按逆时针方向刻制，东西位置和实际相反。0

。和180。分别为N和S,90。和270。分另IJ为E和W,方位刻度盘的内圈有倾角

刻度盘，刻度盘上与东西线（E—W）一致的为（）。，与南北线（S—N）一致的

为90。

2、地质罗盘的使用方法

1）测量方向：用罗盘测量任一目标的方向时，永远以0。（N）对准目标，使

水准气泡居中，然后读磁针北端所指方位刻度盘上的数字，即为所测目标的方位

角。如:SW230°o

2）地形图上定点

（1）利用地形地物：如果所在地点地面有明显地形地物标志（如房屋、塔、

桥梁等），可利用该点的标志物在地形图上找到其位置。

（2）利用交会法：用罗盘仪测定不在同一方位上的2.3个目标物的方位角，

再在地形图上通过所测的2-3个目标物作出2-3条方位线，其交点即为所求地点。

3）测量岩层的产状要素

（1）测量走向：将罗盘的长边（S-N）与岩层面接触，并使罗盘水平（水准

气泡居中），此时罗盘长边（S-N）与岩层的交线即为走向线，磁针（无论南北）

所指的度数即为所求的走向。

（2）测量倾向：罗盘的N极指向岩层层面的倾斜方向，同时使罗盘的短边

（E-W）与层面贴触，并使罗盘水平（水准气泡居中），此时北针所指的度数即

为所求的倾向。

（3）测量倾角：将罗盘的长边（S—N）与走向垂直，并贴紧层面，此时桃形

指针在倾角刻度盘上所指的度数，即为所求的倾角。如：Z35°O

图2产状的测量

（五）思考问题

1、在一定区域对特定的岩层或构造进行追溯，测量同一岩层或构造面在纵向

和横向上的变化，了解产状与宏观产状的关系。

实验四风速风向的观测

风是指空气的水平运动。风的观测包括风速（风力）和风向的观测。风速是

指空气所经过的距离对所经过的距离所需时间的比值，常用单位：m/so风向是

指风的来向，常用十六方位法表示。

（一）目的要求

通过实验了解气象台站使用的测风仪器、地理野外考察使用的测风仪器，掌

握它们的观测方法，初步学会野外测风方法和目测判别风力、风向。

（二）实验准备

大型测风仪器：EL型电接风向风速计（或测风数字处理仪）；轻便三杯风向

风速仪。

（三）主要内容

1、了解风向风速的表示方法，目测判别风向、风速依据；

2、观察EL型电接风向风速计（或测风数字处理仪）、轻便三杯风向风速

仪，了解其用途、特点、定时观测风向、风速的方法。使用轻便三杯风向风速仪

观测风向风速。

（四）原理方法

1、仪器的原理构造

1）EL型电接风向风速计：主要由室外感应器和室内指示器部分组成。仪器

的感应器部分固定在室外10m以上的杆子上，利用风力发电原理，将一根长电

缆与室内的指示器相连，可以直接从感应器的瞬时风向指示盘（八灯盘）和瞬时

风速指示盘（电流表）上读出风向和风速。能直接显示观测时的风速风向。

2）测风数字处理仪：观测原理与EL型电接风向风速计的观测原理相同，

只是电缆与室内的记录器/处理器相连，能直接显示观测时的风速风向。

3）轻便三杯风向风速仪：是由风向部分（风向标、方向刻度盘等）、风速部

分（风杯、风速表）和手柄三部分组成。方向刻度盘实际为一只磁罗盘，只要打

开制动小套管，方向刻度盘就自动定位，随着风标的转动，带动指针在刻度盘周

围转动，从而指示风向。启动风速表后，风杯即随风转动，风速表内齿轮组开始

工作，从而带动风速指针转动指示风速。

图3轻便三杯风向风速仪

2、观测方法

1）气象站定时观测风

首先启动指示器开关，正常情况下（当风速较小时），风速开关位置拨为“20”

一档，即读0—20m/s的刻度；当风速较大时;风速开关位置拨为“40”一档，即

读20—40m/s的刻度；

连续观测2min,取2min内指示灯闪亮的最多的方向作为此时的风向，2min

内指针摆动的平均位置示度作为此时的风速。

2）野外观测风

（1）在来风方向侧伸出手臂并平举，紧握经便风向风速仪的手柄，使之保

持直立或高出头部并保持垂直。

（2）按下风速按钮和时间控制系统工作，Imin后时间系统停止工作，此时

风速指针所示的读数即为当时风速。

（3）打开制动小套管启动风向盘，即将制动小套管向下拉并右转，方向刻

度盘即自动定位、风向标转动，注视风向指针约2min,风向指针所示的最多方

位即为观测时的风向。

（4）记录时，大型风速仪只记整数；轻便风速仪记录时，应将观测到的风

速读数从风速鉴定曲线中查出实际风速（取一位小数）。

（5）风向按十六方位用拉J文缩写记录一人方位，如E、ENE、NE、NEN。

注意一些特殊记法：静风时，风速记0,风向记C；风速超过40m/s,记〉40o

3）目测风

（1）目测风力：风力是指风对地物（或海面物体）所产生的各种征象，将

风的大小进行分级（0—12级，计13个风力等级）。观测并对照地面征象，记录

风力等级，并将之换算成相应的风速。

（2）目测风向：风向指风的来向。观测时，注意观测风对地物（如炊烟、

红旗、布条等）作用后延展的方向，与延展方向相反的方向即为风的来向。

舞面状况

发力

冬务际面沿船征象M雉物体征畲

等於中般

一般kw%nnulr/h

/(m/s)/(m/b)

«"。2

0无收静.烟百匕0.1<1<1

・i•'

1软风0.10.1手雷沧依略钝墨功用能衣乐取向0.3-1.S0.91-51-J

「越«5焦低时,尊小时

人囱移觉有炖,树

2辂风0.2032.56~Il4•*6

可国风移行2-3km叶布傲响

溃船湎曹*动,国小

树枝及8枝出动

3D.61.0时可・风修行5、3.4-5.44.412-197-10

不息,建旗里开

6km

能攻庭0面短尘

横邹战M时“可使

4，风1.0.5包城条，M的小S.5-7.9672D-^»11-16

船身憾十H

核星勖

有叶的小树搞援.

海事%*（即收去帜8.0-

5清风2.02.5内酶的小腐有小9.429-W17-21

之一都）10.7

流

大树枝摇动,电趣

推蛤加倍第貌.物缶!0•-

6住风J.04.0号蜉声声,拳拿网12.30・4932-27

须注意风险138

展

全树揉动.大棚枝

渔船停息洪中，花海139-

7初凤4.05.5号,迎风步行惑竟15.550-612X~33

网下依17.i

丕隹___________-

近港的推船去仰仰呵析毁树枝、人向n.2-

9大风5.57.319.0w-74M*40

不出*行■荒胤力打大20.7

中由及干席”值

20.8-

9舞风7.010.0汽4R航疗用・交判撤工.小军■22.675-8841-47

24.4

,一<♦坏

面上少见,可使我

24.5-

2J狂风I2.S汽箱就行*危险木放起或流筑物26.5S9~10248*55

M4

吹我

尸唯上很少,有m0295-

立暴风16.0汽船通之根危险30.6103-11756-63

有重大掴蜕32.6

12台风14.0—海浪得天>32.6>32.6

力板大>117>63

图4风力等级表

（五）思考问题

1、观测风时，为什么应连续观测2min,取风速指针摆动的平均位置?

2、在有树林的地方，观测林内与林外风速的变化，比较并说明原因。

3、在一个街区或者一栋楼房附近，分别观测楼房或者街区不向部位（前后

左右）风速风向，比较并解释其差异的原因。

实验五绘制水位/流量关系曲线图

（一）目的要求

掌握水位/流量关系曲线图的绘制和使用方法。加深对课堂学习理论知识的

理解。

（二）实验准备

坐标纸、铅笔、彩色铅笔、实验教材等。

（三）主要内容

1、绘制水位/流量关系曲线图；

2、分析在一次涨落水过程中，水位/流量关系点的分布及其原因；

3、用水位推求其流量。

（四）实验步骤

1、取用一次涨落水过程的水位和相应的流量资料，以纵坐标为水位（H）,

横坐标为流量（Q）,把水位和对应流量点绘在坐标纸上，再经过点群中心画出

一条平滑的曲线，并写上图的名称。

2、分析在涨落水的过程中，水位相同时，水位/流量关系点子分布的情况及

其原因。

3、用水位值73m、74m、75m,在已绘制的水位/流量关系曲线图上，推求

流量的相应数值。

（五）思考问题

1）用给定的水位、流量资料绘制水位/流量关系曲线图。

2）分析所绘曲线图，说明在涨落水的过程中，关系点子分布的不同及其原

因。

3）在所绘曲线图上，用已知水位推求流量。

表11960年8月9日一13日广州牛心岭站水位流量资料

时间”|1网）9/20l(V2IO/SIWKVI410/1710/2210/4

水位Him71.5171.7271.727l.«>71.8772.4574.0375«

ML115.527.827.B25.837.596326477

时间/（日时）11/611/711/811/911/1011/1211/1611/20

水位W/m75.2975.4175.4575.4775.075.4175.2S7SJ8

流量Q"吨5135275295»52H519491470

酎网“日/时）11/2412/612/1112M7\2H313/5IVUM8

水位H/m74.JW74.2173.6573.2773.0872.9072.7672.75

渔量。/㈠小421316236187161141126125

实验六地形图的地貌判读

（一）目的要求

通过实验初步掌握地形图的地貌判读方法。学会从地形图上读出图面范围内

的地形大势，地表形态的各种特征，初步确定野外观察的主要路线、地点和内容。

（-）实验准备

地形图、直尺、铅笔、量角器、记录簿、橡皮等。

（三）主要内容

1、熟悉地形图中的图式符号，了解不同符号所反映的地形、地物及其数量

与质量的特征；

2、熟悉各种类型地貌形态、形态组合、成因类型及其相应物质组成的具体

特征；

3、分析与各种地貌形态对应的地形等高线典型图式。

（四）原理方法

地形图是地貌研究的重要工具，地形图的地貌判读，就是从等高线形式的变

化出发，利用等高线形式与地貌形态间的对应关系、等高线形式变化与地貌形态

类型组合的一致性，分析地貌形态与形态类型组合，判译地貌形态成因类型及物

质组成。这样可以掌握图面范围内的地形大势，初步了解区域地貌的基本特征,

还可以发现地表形态的细节。

对地表形态的判读，一般包括形态描述与形态计量两方面。

1）形态描述

指用文字描述地表形态的特征。如对于山地，可描述山势的高低起伏、山体

的走向与水文网的格局等等。山脊线的走向或明显或紊乱；山峰与山脊的形态可

以是尖峭的、浑圆或平顶的；山坡形态可分为凸形、凹形或直线形的等等。有的

坡面宽阔平坦，有的则沟壑纵横、崎岖破碎。

对于平原，应描述其展布的形势、起伏状态及其与江河湖海的关系。平原的

形态可用平坦的、波状起伏的和倾斜的等进行区别；平原上常有洼地、天然堤、

残丘等多种多样的中小形态。对于河谷平原，应注意河谷的形态，辨认河床形态

类型，以及河漫滩与阶地的分异；描述阶地地面与阶地斜坡的形态、阶地的展布、

级数以及阶地地面被侵蚀切割