02沉积岩层的产状----岩石学

罗盘的原理: 地球是一个大的磁场, 有两个磁极, 磁北极和磁南 极, 如果将一根磁针水平地 悬挂起来, 受地磁场作用地 影响, 磁针的一端会指向磁 北极, 另一端则指向磁南极, 也就是说, 磁针的指向是磁 北极和磁南极的连线方向. 正是利用这个原理, 中国古 代的人民发明了罗盘的前身, 即指南针, 罗盘就是利用磁 针总是指向磁北极和磁南极 的原理而设计制造出来的 .
1.岩石的原生构造 地球岩石圈岩石在岩石成岩和形成过 程中产生的非构造变动特征 2. 沉积岩层的原生构造 沉积岩在沉积过程中和成岩过程中产 生的非构造变动的构造特征

3. 沉积岩层及其要素 岩层: 由两个平行或近于平行的界面所限定的 岩性基本一致的层状岩体 沉积岩层: 由沉积作用形成的岩层 层面: 分隔一个单一岩层的上下界面, 位于上 面的称为上层面或岩层顶面; 位于下面的称为下层 面或岩层底面。相邻两个岩层的接触界面, 既是上 覆岩层的底面, 又是下伏岩层的顶面。 岩层厚度: 两相邻岩层面之间的垂直距离


在中国目前主要采用方位角的表示方法
典型线理——窗棱构造
断层面上擦痕
（二） 线状构造的产状要素
倾伏向
倾伏角(plunge)
或者 侧伏向 侧伏角(rake , pitch )

1 线理的倾伏向和倾伏角
2 线理的侧伏向和侧伏角
倾伏向、倾伏角；侧伏向、侧伏角的差异 总是让人感到困惑！
一条线)与其在水平面上投影之间的夹角
视倾角: 视倾斜线(倾斜平面上与走向线斜交的
任何一条线)与其在水平面上投影之间的夹角
真倾角与视倾角的关系
同一倾斜平面的视倾角小于其真倾角
真倾角与视倾角之间的换算关系可用以 下数学式表示:
tanb=tana×cosw
OH/OG=tana OH/OC=tanb OG/OC=cosw 得: OG=OH/tana OC=OH/tanb 所以: tanb/tana=cosw
3 岩层倾向与地面坡向相同， 岩层坡角小于地面坡角
地质界线的弯曲趋势与地形等高线相同,地 质界线更加紧闭(曲率大)
4 直立岩层
地面坡向与地层倾向相同,而且地层倾 角与地面坡角相同
1 当岩层倾向与地面坡向相反时，穿越沟谷 的地质界线V字形尖端指向沟谷上游；穿越山 脊处V字形尖端指向下坡。
2 当岩层倾向与地面坡向一致时，岩层倾角大于 地面坡角时，穿越沟谷的地质界线V字形尖端指 向沟谷下游；穿越山脊处V字形尖端指向上坡。 3 当岩层倾向与地面坡向相同时，岩层倾角小于 地面坡角时，穿越沟谷的地质界线V字形尖端指 向沟谷上游；穿越山脊处V字形尖端指向下坡。
测量岩层倾向: 打开罗盘盖, 打开前方照准器, 松开磁针制动器, 用罗盘 底盖贴在岩层面上, 前方照准器对准岩层倾斜方向, 移动罗盘的 底盘使之处于水平状态, 直至圆水准器中气泡居中, 此时, 磁北 针所指外圈刻度盘上的度数即为岩层面的倾向.
测量岩层倾角: 打开罗盘盖, 打开前方照准器,,用罗盘底盘和罗盘盖相同 的一侧贴在倾斜岩层面上, 并使之平行倾斜岩层面的倾斜线, 用 手指拨动底盘背后的黑色金属手柄, 直至管状水准器中气泡居 中, 此时, 测斜仪指针所指的内圈刻度盘上的度数就是倾斜岩层 面的倾角.
外 圈 刻 度 盘
管 状 水 准 器 测 斜 指 针
圆 形 水 准 器
内 圈 刻 度 盘
罗盘的构造: 照准器: 包括前方照准器和后方照 准器 前方照准器: 以一个活页固定在底 盘的前方, 是一黑色的金属觇板, 可折 叠, 前方有一尖端, 如枪上的准星, 是用 来瞄准前方目标物的. 后方照准器: 以一个活页固定在罗 盘盖上, 较短, 是一黑色的金属觇板, 可 折叠, 前方有一尖端, 如枪上的准星, 是 用来瞄准后方目标物的. 反光镜: 位于罗盘盖的内部, 中间有 一条直线, 该直线与前照准器和后照准 器的尖端位于一条直线上. 反光镜及镜 中直线都是用来辅助瞄准所要测量的目 标物的. 在反光镜靠近底盘一侧, 有一 椭圆形的小孔, 反光镜中的直线从小孔 的中间通过, 并平分椭圆, 这是用来测 量坡度角时瞄准目标用的
一、面状构造和线状构造
的产状
（一）面状构造的产状要素
基本要素 走向 倾向 倾角
1.
面状构造产状要素（1／3）
走向(strike): 倾斜面
状构造与水平面之间 的交线叫做走向线， 走向线两端在空间所 指的方向即为该倾斜 面的走向。在地理方 位中有两个参数(相差 180°)可以用来表示 同一个面状构造的走 向.
三 、 倾 斜 岩 层
美 国 三 叠 系 红 色 砂 岩 倾 斜 岩 层
——
（一）倾斜岩层与地形等高线的关系(“V”字型法则）
1、地面坡向与地层倾向相反时
岩层弯曲的趋
势与地形等高 线相同,但是地 质界线更加开 阔宽缓(曲率小)
2 岩层倾向与地面坡向相同，岩 层坡角大于地面坡角
地质界线的弯曲趋势与地形等高线相反
3. 面状构造产状要素的特征
走向
同一倾斜平面上，任意海拔标高相同的两个点的
连线就是该平面的一条走向线，走向线是直线 一个倾斜平面上有无数条相互平行的走向线
倾向

垂直于走向线由高指向低的方向，倾向线是一条射 线，只有一个延伸方向
4. 面状产状的图面表示方法及其含义
5. 产状的表示方法体系
地质罗盘仪
罗盘的构造: 底盘: 它是一个磁性物质的金属体, 形如一个中间是空的金属盒子 罗盘盖: 由磁性金属制作而成, 由一 个活页与罗盘的底盘相连, 可盖在罗盘 底盘之上, 中间是空的, 里面镶嵌有一 面圆形玻璃镜子 磁针: 为一黑色的长条形磁性金属 针, 两端是尖的, 磁针的中心位置放在 底盘中央轴的一根顶针之上, 以便磁针 能够灵活地摆动. 磁针的一端上缠绕有 若干圈铜丝, 这一端为磁南针, 简称南 针, 磁针的另一端未缠绕铜丝, 是磁北 针., 简称北针. 转动底盘, 磁针会发生摆 动 磁针制动器: 在支撑磁针的轴的下方 套着一个自由环, 这个环与位于底盘边 缘的磁针制动小螺丝以杠杆相连, 可以 使磁针离开中央轴上的顶针并固定起来, 以便保护顶针和部受磨损, 保持磁针的 灵活性, 延长罗盘的使用寿命
前 方 照 准 器
反 光 镜
后 方 照 准 器
（2） 岩层产状要素的测定 用罗盘测量岩层的产状要素: 测量岩层走向: 打开罗盘盖, 打开前方照准器, 松开磁针制动器, 用罗盘 底盘和盖的同一侧靠紧岩层面, 移动罗盘直至圆形水准器气泡 居中, 此时北针所指外刻度盘上的度数, 即为罗盘前方照准器所 指岩层的走向, 而南针所指度数则为后方照准器所指岩层的走 向, 二走向之间相差180度


方位角表示方法
以北为0并作为唯一参照点坐标, 顺时针一周为360，东为90， 南为180，西为270 ，北为360. 用1-360数据直接表示走向、 倾向、倾伏向等


象限角表示方法
分别以北（N）南（S）为参照点0，向东向西分别控制90范 围；将圆周分为4个象限， 第一象限为 N1E-----N89 E， 第二象限为 S1E------S89 E， 第三象限为 S1W-----S89W 第四象限为 N1W-----N89W
tanb=tana×cosw
（2） 岩层产状要素的测定 ★ 岩层的产状要素通常是用地质罗盘仪 直接在岩层面上测得 ★根据钻孔资料、地形地质图上岩层出露 线与地形的关系作图求解 ★视倾斜值用几何作图法或赤平投影方法 求解 这其中最常用的方法是用罗盘直接测量 岩层的产状要素 地质罗盘又叫袖珍经纬仪, 地质工作者用 它来测量目标的方位角, 查寻位置, 测量地质体 的面状和线状构造的产状要素, 它是地质工作 者在野外工作时必不可少的工具
跨越沟谷 时,地层弯 曲趋势的 总体规律
（二）倾斜岩层出露宽度的影响因素
1 地面坡度以及坡 向与 倾向之间的关系

倾向与坡向相同 倾向与坡向相反

倾斜岩层出露宽度的影响因素
2 3
地层倾角 地层厚度
2.倾斜岩层的厚度
真厚度: 是指岩层的两个 平行界面 之间的垂直距离 铅直厚度: 是指岩层顶面和 底面之 间沿铅直方向的距离 视厚度: 在与岩层走向斜交 的直 立剖面上或在与岩层面不垂直 的任何 方向的非直立剖面上所测得的 岩层顶 面与底面之间的垂直距离

4.
岩层层序 沉积岩的原始沉积总是一 层一层叠置起来的，它们存在着下伏沉 积一定早于上覆沉积的相对新老关系。
新
老
5.岩层厚度及形态 一 般来说, 岩层在较大 的范围内形成厚度稳 定的板状, 但由于沉 积环境和条件的变化, 有的岩层在延伸方向 上厚度不稳定, 有的 向一侧变薄甚至尖灭, 形成楔形, 有的则向 两侧变薄尖灭, 形成 透镜状。
注意:
铅直厚度>视厚度>真厚 度
“V”字形法则与地层出露宽度 小结

面状构造产状要素（3／3）

倾角(angle of dip)： 倾斜线与其在水平 面上的投影之间的 夹角.视倾斜线和它 在水平面上的投影 线之间的夹角叫视 倾角或假倾角。一 点上可有许多视倾 斜线, 因而也就有许 多视倾角, 这些视倾 角都比该点的真倾 角小
真倾角: 真倾斜线(倾斜平面上与走向线垂直的那
磁 针
底 盘
磁 针 制 动 器
罗 盘 盖
罗盘的构造: 刻度盘: 位于底盘内, 包括外圈刻度盘和内圈刻度 盘. 外圈刻度盘: 位于底盘的外圈, 是一个水平刻度盘, 手持底盘, 罗盘盖朝向自己, 则可见0度朝向正前方, 逆时针方向, 每隔10度有一个记数, 每10度之间又十 等分, 每等分代表1度, 这样一直到360度, 这代表地 理方位360度方向, 外圈刻度盘是用来测量地理方位 和岩层走向及倾斜方向的 内圈刻度盘: 位于底盘盒的底面, 以中心点为0度, 向两侧每隔10度作一记数, 直到90度, 每10度之间又 十等分, 每等分为1度. 内圈刻度盘是用来测量坡度角 和岩层的倾角的 水准器: 位于底盘内, 包括圆形水准器和管状水准 器 圆形水准器: 固定在底盘上, 为圆形, 其内部有一 圆形气泡, 当气泡居中时, 表明罗盘的底盘处于水平 状态, 在测量某物的方位时或测量岩层的走向和倾向 时, 就需要将圆形水准器气泡居中 管状水准器: 固定在底盘的测斜仪上, 其内部有一 圆形气泡, 当气泡居中时, 表明罗盘的长边处于水平 状态, 在测量坡度角和岩层的倾角时, 就需要将管状 水准器气泡居中 测斜指针: 固定在底盘上, 是测量坡度角和岩层面 倾角的指针, 在底盘的背面有一个黑色的金属片, 移 动该金属片, 可以转动测斜指针, 指针所指的内刻度 盘上的度数就是坡度角或倾角.
面状构造产状要素（2／3）
倾向(dip)： 在倾斜面上与走向线垂 直的线叫做该倾斜面的 倾斜线，倾斜线在水平 面上的投影所指的沿平 面向下倾斜的方位即为 该倾斜平面的倾向。在 岩层面上, 凡是与该点 走向线 不直交的任一直 线均为视倾斜线, 其在 水平面上的投影线所指 的倾斜方向叫视倾向或 假倾向
地质体包括哪些？
1.沉积岩层
2.岩浆岩（喷出成因的层状
火山岩和侵入岩）
3.变质岩 4.构造岩
陆相沉积砾岩
海相沉积的碳酸岩
海相沉积的碎屑岩
周口店岩体风化地貌
火 山 喷 发
变质岩——片岩
构造岩——断层角砾岩
第二章
第一节
沉积岩层的基本产状
一、面状构造和线状构造的产状
二、 三、 四、
二、 水平岩层
horizontal
strata
Grand Canyon of Arizona

水平岩层的宽度和厚度
水平岩层地质界线与地形等高线的关系
水平岩层的特征
1.
2.
3.
4.
地质界线与地形等 高线平行或重合 老地层在低洼处， 新地层在高处 地层厚度等于顶底 面标高之差 出露宽度与地层厚 度和地面坡度有关
水平岩层 倾斜岩层 地层的接触关第
岩层是由两个平行或近于平行的界面 所限制岩性基本一致的层状岩体 由沉积作用形成的岩层为沉积岩层。 任何地质体的构造都可归纳为面状构造 和线状构造，为了确定和表示面、线的 空间关系，建立了产状要素
产状要素是用来规定面、线 构造在三维空间的产出状态
（一）有关的基本概念