岩层产状的识别与测量

任务2 岩层产状要素的测量
1.面状构造的产状要素 岩层产状是指岩层在地壳中的空
间方位，即岩层在地壳中的赋存状态 。
? （1）岩层的产状要素
岩层的产状要素就是表示岩层面 在地壳中的空间位置的几何要素。
岩层的产状要素包括岩层面的走 向、倾向和倾角。
岩层面与水平面的交线叫走向 线。走向线两端所指的方向，即 走向线与地理子午线的夹角，为 岩层的走向。
EF=E 标高-D标高
（3）当地面倾斜，且所求深度点 E的标高小于 已知点 D的标高时）：
EG=FG-FE FE=D 标高-E标高 FG=DF·tgα
以上几种情况的计算公式可归纳为：
EG=(E标高-D标高)±DF·tgα
当所求深度点E位于岩层面上的已知点 D的下倾方向时，用“+”；如果E点位于D 点的上倾方向时，用“—”，计算结果出现 负值时取其绝对值。
它是由沉积岩的成分、结构、胶结物、颜 色等沿垂向的变化而显示出来的一种面状 构造。
（2）层理的分类
? 岩层上、下层面之间的垂直距离，称为岩层厚度。根据厚度岩层
大小，将岩层分为：
巨厚层 厚层
>2m 2.0-0.5m
中厚层 薄层 微层
0.5-0.1m 0.1-0.01m <0.01m
按照岩层中层理的形态，可分为下列几 种基本类型： ? 水平层理 ? 波状层理 ? 斜层理 ：单向斜层理、交错斜层理
? （1）根据波痕判定岩层的顶底面 波痕最常见的两种类型是 流动波痕 浪成（摆动）波痕
? （2）根据泥裂判定岩层顶底面
泥裂（干裂），又叫龟裂纹，是 指泥质或泥灰沉积物暴露在干燥大气 中经干涸收缩而产生的与层面大致垂 直的裂缝。
? （3）根据雨痕和冰雹痕判定岩层的顶底 面
?
雨痕、冰雹是雨点或冰雹落在湿润而 松软的泥质或泥砂质的沉积物上而形成的 圆形或椭圆形浅坑。
。
。
1.2岩层厚度的测量及计算公式
根据实测剖面所获得的数据来计算岩层的厚度： 导线方向与岩层走向间的夹角（ γ）； 导线方向上的岩层顶面到底面的实际距离 L； 地形坡度角 β（注意仰角时记为 +，俯角时记为 -）； 岩层的走向、倾向和倾角。
h ? L ?(sin? ?cos ? ?sin ? ? sin ? ?cos? )
任务5 岩层的沉积接触关系分 析
岩层的沉积接触关系从一个侧面记 录了地壳运动发生和演化的历史。从成 因及特征上可以分为整合和不整合两种 基本类型。
1.整合接触的基本概念及特征
上下地层平行叠置，时代连续，岩性和 生物演化都是逐渐演变的，这种上下地层 的接触关系称为整合接触关系。
岩层整合接触关系具有下列特征： （1）上下地层的时代连续，没有沉积间断； （2）沉积岩的岩性、岩相、生物演化是渐变的 ； （3）上下地层的产状基本平行一致。
项目一 岩层产状的识别和测量
?重庆工程职业技术学院 ? 资勘 系
? 任务1 原生构造的识别 任务2 岩层产状要素的测量 任务3 不同产状岩层的识别 任务4 岩层厚度及埋藏深度的测算 任务5 岩层的沉积接触关系分析
任务1 原生构造的识别
1.层理的概念及分类
（1）层理的概念 ? 层理－－沉积岩沉积时形成的成层构造。
? 2.2岩层埋藏深度的测算方法
岩层埋藏深度常常是通过钻探直接测得 或间接计算，并进行图解求得。
（1）当地面平坦时 ：（α为岩层倾角）
EG=EF+FG EF=BD=E 标高-D标高
FG=DF·tgα
（2）当地面倾斜而且所求深度点 E的标高大于 已知点 D的标高时：
EG=EF+FG FG=DF·tgα
倾向表示岩层的倾斜方向。沿 倾斜岩层面上向下所引的走向线的 垂线叫倾斜线。倾斜线在水平面上 的投影线叫倾向线。倾向线所指的 岩层倾斜方向，也就是倾向线与地 理子午线的夹角，称为岩层的倾向 。
倾角表示岩层的倾斜程度。
倾斜线与其相应的倾向线间的夹 角或岩层面与水平面的最大锐夹角 ，称为岩层的倾角。
? （4）根据斜层理判定岩层的顶底面
斜层理是由沉积岩内的细层与层 面相交而表现出来的层理构造。
? （5）根据粒级层判定岩层的顶底 面
粒级层又称递变层理，是在一 个单层内从底部至顶部岩石粒度由 粗逐渐变细的现象。
? （6）根据冲刷面判定岩层的顶底面
在沉积过程中，由于水流的冲刷 ，在一定范围内岩层面上可形成凹凸 不平的冲刷面。
水平层理
单向斜层理
交错层理
2.层理的识别标志 岩石成分的变化。 岩石结构的变化。 岩石颜色的变化。 岩层的层面原生构造：波痕、泥裂 、
雨痕、生物活动遗迹等。
3. 利用原生构造确定岩层的顶面和底面
在研究地质构造时，必须弄清岩 层的层序。在缺少古生物化石的岩层 中，一些常见的沉积岩原生构造特征 ，则成为判定岩层层序的主要方法之 一。
1.2水平岩层的特征
? （1）地质时代较新的岩层叠置在较 老的岩层之上。
? （2）水平岩层的出露与分布状态严 格受地形控制。
? （3）水平岩层的厚度等于该岩层上 下层面的标高差。
? （4）水平岩层的露头宽度随岩 层的厚度和地形坡度不同而变化 。
? （5）在地形地质图上，水平岩 层的地质界线与地形等高线平行 或重合。
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。
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。
侧伏向：构成侧伏锐角的走向 线的那一端的方位，
任务3 不同产状岩层的识别
? 1.水平岩层 1.1水平岩层的概念
? 水平岩层是指岩层层面为水平状态 的岩层。水平岩层的同一层面上各 点的海拔高程基本一致。
符号表示法用于地质平面图上，常用的符号有 ：
岩层倾斜： 岩层水平，倾角0°-5°： 岩层直立，箭头指向新岩层： 岩层倒转：
2.线状构造的产状要素 直线的产状是指直线在空间的方
位和倾斜程度。直线的产状要素包括 倾伏向、倾伏角，及其所在平面上的 侧伏向和侧伏角。
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。
2.2 角度不整合接触的特征
角度不整合又称斜交不整合。这种接触关系表 现为不整合面上下地层之间缺失地层，上覆新地层覆 盖在不同时代的老地层之上。上下地层产状呈截交关 系。
3.不整合的观察与研究
不整合接触关系反映了地壳运动的方式 和特点，是鉴定构造运动时期的重要依据， 也是划分地层单位的依据之一。不整合面上 可能有风化残余矿床，也可能有内生矿床。 不整合对油、气及地下水的储集也有重要意 义，在不整合面下找到煤田的也不泛其例。
3.4 不整合形成时代的确定
不整合的形成时代，主要是根据不整合 面上下邻近地层的时代来确定。角度不整 合面上下地层间缺失地层的时代，代表了 地壳运动相对剧烈时期，即代表一个“构 造幕”。
确定不整合的形成时代，只有对区域 地层、古地理特征及区域构造发展史等资 料综合分析，才能更准确。
? 3.3 不整合空间分布的研究
每一次地壳运动在不同地区表现的强烈 程度和波及的时间都存在差异。因此，形 成的地质构造及地层接触关系都具有区域 性，在横向上呈渐变过渡；同是一种接触 关系，在不同地区缺失的地层也可能不同 。
不整合面在空间上的展布是复杂多样的 ，要注意区别局部地段的冲刷及地层缺失 等原因。所以，对不整合的观察研究，要 综合广大地区的资料，认真分析，才能正 确地认识不整合。
3.1 不整合存在的标志
? （1）古生物地层方面的标志
若上下两套地层中所含生物化石有明显不 同，表现出生物演化的不连续或生物群的 迥然不同，说明该地区沉积环境有过巨大 的变化。
? （2）沉积方面的标志
上下两套地层在岩性、岩相上截然不同，而且存 在着风化剥蚀面。
? （3）构造方面的标志
角度不整合面上、下两套地层的产状不一致，褶 皱的型式和强度不同，断裂的发育程度及切割情 况、构造线方向等也明显不同。
? （3）当岩层倾向与地形坡向相同，但岩层倾 角小于地形坡角时，岩层界线与地形等高线 的弯曲方向也是相同的，简记为“相同-相同 ”。
2.3 倾斜岩层的露头宽度
倾斜岩层的露头宽度，决定于岩 层本身的产状、厚度及地形坡度、 坡向之间的关系。
? （1）如果岩层产状和厚度一定时， 岩层的露头宽度决定于地形的坡向 和坡角。
? （2）当地形的坡向、坡角和岩层厚 度一定时，岩层的露头宽度决定于岩 层倾角。
? （3）当岩层产状和地形坡向、坡角 一定时，岩层的露头宽度决定于岩层 的厚度。
3.直立岩层
3.1直立岩层的概念
岩层层面近于直立（α>85°）的岩 层称为直立岩层。
3.2直立岩层的基本特征
（1）直立岩层的地质界线不受地形的控 制。
2. 倾斜岩层
2.1 倾斜岩层的概念 若岩层发生倾斜，倾角大于5°
且小于85°，这样的岩层称为倾斜 岩层。
2.2 “V字”形法则
倾斜岩层的露头形态遵循“V”字形 法则：
（1）当岩层倾向与地形坡向相反时 ，岩层界线与地形等高线的弯曲方 向相同，简记为“相反-相同”。
? （2）当岩层倾向与地形坡向相同， 且岩层倾角大于地形坡度角时，岩层 界线与地形等高线的弯曲方向相反， 简记为“相同-相反”。
在实际工作中，经常涉及真倾 角和视倾角的换算问题。如勘探工 程中的勘探线、探槽、井下巷道及 野外实测剖面等。
（2）岩层产状要素的测定与表示方法 岩层产状要素的测定
测定岩层产状要素，可以在野外直接测定
，也可利用其它方法间接测定。
产状要素的表示方法
文字表示法多用于野外记录、 地质报告以及剖面素描中，通常只 记倾向和倾角，如：120°∠25° 。
? （4）岩浆活动和变质作用方面的标志 不整合面上下的地层是地壳运动不同发展阶段的
产物。地壳运动的强烈程度和次数的不同，伴随的 岩浆活动和变质作用也具有不同的特点。
? 3.2 不整合面上下岩性的研究
通过对不整合面上下岩性的研究，可以了解沉 积环境的变化，为寻找有关矿产和进行古地理研 究提供资料。在岩性研究方面，对底砾岩层的研 究十分重要，要注意砾石的成分和砾石层中可能 含有的化石。
H ? L ?(tg? ?cos? ?sin? ? sin ? )
应用上述公式时， 如果岩层倾向与地面坡向相 反时，公式中用“+”；当倾向与坡向相同，则采 用“﹣”计算，计算结果是负值时取其绝对值。
2.岩层的埋藏深度及 测算方法
2.1岩层埋藏深度的 概念
岩层的埋藏深度是 指岩层的顶面（或底 面）至地面的铅直距 离。
（2）直立岩层的露头宽度等于岩层的厚 度，不受地形的影响。
如果地层层序发生逆变，称为倒转岩层 。
任务4 岩层厚度及埋藏深度的测算
1.岩层厚度及其测算方法
1.1岩层厚度的概念 岩层顶面到底面的垂直距离，叫岩层的厚度。 岩层顶面到底面的水平距离叫岩层的水平厚度 岩层顶面到底面的铅直距离叫岩层的铅直厚度
2.不整合的基本概念及特征
若上下地层间“缺”“失”地层，时 代不连续，岩性及古生物的演化又是突变 的，上下地层产状平行一致或截交，这种 地层的接触关系称为不整合接触。
2.1 平行不整合接触的特征
（1）上下地层时代不连续，有显著的沉积间断； （2）上下地层的岩性及岩相、古生物的演变是突变的； （3）在不整合面上常有下伏地层的风化、剥蚀产物组成 的底砾岩，有时还保存着古风化壳、古土壤层、风化残余 型矿床（如褐铁矿、铝土矿）等； （4）上下地层产状基本平行一致。