地质构造解析及数据处理(新)

直线的赤平投影: 例如: 一直线的产状为330∠40° 1、 透明纸上指北箭头与投影网的0°重合, 从0°开始, 顺时针 数到投影网的330 °处, 用铅笔在该处的基圆上注记一点。该点为直 线的倾伏向。 2、转动透明纸，使其注记点到东西直径（或南北直径），读40 度的角距。该点为产状330∠40°直线的投影点
3. 用铅笔在透明纸上描下投影网的基圆(圆周)，并在 上端0°处注记一箭头，箭头指向投影网上0°的刻度处。
0（N）
平面的赤平投影: 例如: 一平面的产状为120∠30° 1. 透明纸上指北箭头与投影网的0°重合, 从0°开始, 顺时针 数到投影网的120 °处, 用铅笔在该处的基圆上注记一点。 2. 转动透明纸, 使120 °倾向的注记点移动至投影网的东西直 径上, 沿着投影网东西直径由投影网圆周向圆心方向数30°, 得一点 C, 然后描绘出过C点的经向大圆弧。 3. 把透明纸指北箭头转回原来0°方位, 此时所画大圆弧的弧 凸方向为120 °, 角距为30°。

平面在赤平面上的投影表现为一条(弧)线 ●直立平面投影为一条直线 ●水平平面投影为一个圆周（基圆） ●倾斜平面投影为一圆弧 ●投影圆弧的弧顶的指向为倾向 ●投影圆弧的弯曲程度取决于平面的倾角(倾 角越大，越靠近圆心；反之则远离圆心)

直线的赤平投影特征：
●直线在赤平面上的投Байду номын сангаас表现为一个点 ●铅直线投影点位于基圆中心 ●水平线投影点是基圆上两个极点，且 两点间距离 等于基圆直径 ●倾斜线投影点在基圆内.
平面法线的投影
法线是指平面的法线，平面及其法线二者之间相互垂直，夹角相差 90°; 平面及其法线的投影常常互为使用。平面投影是大圆弧，而 平面法线的投影则为一极点，投影起来方便，在图面上表示起来也 较简洁。
平面法线的投影

例如: 求一平面产状为90∠40°的法线投影。 1. 透明纸上指北箭头与投影网的0°重合, 从0°开 始, 顺时针数到投影网的90 °处, 用铅笔在该处的基 圆上注记一点。该点为平面的倾向。
经向大圆弧：由一系列过球心，走向南北，倾向东西，倾角0－ 90度的平面投影大圆弧构成。
赤平投影网（吴氏网）的制成原理
纬向小圆弧：由一系列走向东西的直立平面的投影小圆弧构成。 直立平面离球心越远，所代表的小圆弧半径角距越小。
吴氏网－倾斜面和直立面的投影
吴氏网——吴尔福网
经向大圆弧 N
W
E
纬向小圆弧

求两直线构成的平面产状:

例如: 两直线产状为180 °∠20°和120 ° ∠36°, 求所构成的平 面产状. 1. 按前面所述直线的投影方法, 投影得二点（F’、D’）。 2. 因为两相交直线构成一个平面，转动透明纸，使两点位于同一 个大圆弧上，将此大圆弧绘于透明纸。此大圆弧即为两直线所构 成的投影大圆弧。 3 . 读出大圆弧的产状。
岩层变形前主应力方位
．断层擦痕求主应力数据格式
断层擦痕与主应力的关系
．断层擦痕求主应力数据格式
运 行 “ FRUCTURE”， 并 选 “F” 数据输入顺序： 第一行 ：擦痕标志 ，断 层倾向，倾角； 第二行 ：擦痕侧伏角 ， 侧伏向 ，逆断层或右行 平 移 “ T”（ 正 断 层 或 左 行 平 移 “ N”， 剪 裂 角 （一般为30） 如： S，254，36 36，N,T,30
求构造要素的优势方位
1.玫瑰花图（走向、倾向） 2.等密图
玫瑰花图数据格式



运 行 “ FRUCTURE”， 并选“D” 数据输入顺序： 节理名，数据组总数 每组节理倾向，倾角 如： JOINT，150 23，23 245，56 125，45 …,… …,…
赤平面
极射赤平投影基础
直线的赤平投影解析: 设想一直线通过球心, 无限延长必相交于投 影球面两点，称为极点。铅直线交于球面上下两点，水平直线交于 基圆上两点；倾斜直线交于相应球面两点。这些交点与上极射点(P) 的连线穿过赤平面的穿透点称为直线的赤平投影点。
赤平面
赤平投影网（吴氏网）的制成原理
经向大圆弧
β F G K
β 二面 角
（2）在辅助大圆弧上数二面角的平分角距（不是平分 弧线的长短，是将公垂面转动到经向大圆弧上，然后平 分角距），得H点。 （3）转动透明纸，使得β点与H点位于同一大经向圆弧 上，这一大圆弧即为平分面（轴面）的产状。

β
H
应用计算机软件计算并绘图
求褶皱轴面、枢纽数据格式 运行“FOLD”，并选“A” 数据输入顺序： 第一行：已知褶皱两翼代表产状“Y”，否则 “N”，正常褶皱或非同斜褶皱; “N”(倒转褶 皱或同斜褶皱“T”) 第二行：“N”型数据时，甲翼数据组数，乙翼 数据组数；“Y”型数据时，一行内分别甲翼倾 向，倾角，乙翼倾向，倾角； 第三行：“N”型数据时，从本行起输入每组倾 向，倾角 如： Y,N 120,45,330,30
羽状张裂求主应力数据格式
羽状张裂与主应力的关系
羽状张裂求主应力数据格式



运行 “ FRUCTURE”，并 选“F” 数据输入顺序： 第一行： 张裂标志， 断层倾向，倾角 第二行： 张裂面倾向， 倾角 如： T，254，36 36，30
牵引褶皱求主应力数据格式

牵引褶皱与主应力的关系
极射赤平投影基础
投影要素:
1. 投影球: 是一个以任意长度为半径的球体，投影球的表 面叫球面。
极射赤平投影基础
投影要素:
2. 赤平圆: 过投影球球心的水平面, 又叫赤平投影面、或 简称赤平面。
极射赤平投影基础
极点
赤平面
极射赤平投影基础
投影要素:
3. 基圆: 赤平面与投影球面相交的大圆叫基圆。凡是过球心的 平面与投影球球面相交所成的圆通称为大圆。


褶皱构造解析
轴面：指大致平分褶皱的一个假想面 枢纽：轴面与岩层面的交线 枢纽
轴面
岩层面
枢纽在空间上的产出状态
枢纽水平 枢纽
背斜
枢纽倾斜
赤平投影的应用 求两面交线及平分面的产状
状，求枢纽和轴面产状。）
已知两平面（褶皱两翼产状）的产状为70°∠40 °和290°∠30°， 求两平面交线（枢纽）及等分面(轴面)产状。（已知褶皱两翼产
地质构造解析方法
成都理工大学地球科学学院 陶晓风
构造解析的定义
构造解析：就是分析和解释
地质体内部构造特征及其演 化的方法。 重点分析各种构造要素的几 何特性、力学性质及其相互 关系。
构造解析的步骤
构造解析包括三个方面或步骤： 1.几何分析：首先是对变形地质体几何特征和物 理性质进行观察、描述和测量，即所谓的构造几 何分析它是构造解析的基础； 2. 运动学研究：根据几何学数据，去追索形成现 有构造的运动学特征； 3. 动力学研究:测定和分析构造形成过程中力的 状态，即研究构造形变和造成它们的外力和应力 条件之间的关系。
S
赤平投影网的使用方法
投影前要作的准备工作:
1. 透明纸放在投影网上，用铅笔标记一个“+” 以注 明投影网中心；再用一5×5mm的透明胶带贴在透明纸 上( 贴在投影网中心所在部位) 。
2. 将透明纸上的“+”标记与投影网对准，用图钉或 大头针沿中心扎下去并固定在桌面上，此时透明纸能绕 图钉(投影网中心)作水平方向的旋转。

赤平投影方法的构造应用
求平面上直线产状
已知一平面产状为：18037，该平面上直 线侧伏向E，侧伏角40，求直线的倾伏向和 倾伏角。（求断层面上擦痕的产状）


1. 据平面产状在透明纸上作出该平面的赤平投影得一大圆弧
2. 转动透明纸使该大圆弧的走向对准投影网上的SN直径，并从 透明纸上大圆弧的E(直线的侧伏向)端开始, 沿大圆弧数44°(直 线的侧伏角)得一点C’’, C’’点为平面上AC直线的投影点。 3. 转动透明纸使C’’点位于投影网EW直径上，在EW直径上从基 圆边C’点到C’’的角度即为该直线的倾伏角a=25 °；而在基圆上 由北顺时针数至C’点，即为直线AC的倾伏向。
2. 转动透明纸, 使90°倾向的注记点移动至投影网的东 西直径上, 沿着投影网东西直径由投影网圆周向圆心方 向数40°, 得一点D’, 该点即为产状为90 ° ∠40°倾斜 平面的赤平投影。 3. 继续沿东西直径再数90 °得P’点, 该点即为产状为90 °∠40°平面的法线投影点。

平面的赤平投影特征:
1
72º 23º
2 334º 20º 3
207º 59º
根据两组共轭节理产状，用计算机方法 求主应力方位
应用计算机软件计算并绘图
共轭节理求主应力数据格式 运行“FRUCTURE”，并选“J” 数据输入顺序： 第一行：岩层复平输“Y”（不复平输 “N”）；倾角σ1在锐角输“A”，钝角输“O” 第二行：岩层倾向，倾角（不复平不输） 第三行：甲组节理倾向，倾角 第四行：乙组节理倾向，倾角 如： N,O Y,A 125,80 123,23 200,75 245,56 354,45
（1）作两平面的赤平投影，得到两大圆弧的交点（β ）， β点即为 褶皱枢纽的投影点。读出该点的产状数据，即为枢纽产状。
（2）把β点转到EW直径上，沿β点朝圆心方向数90°，得辅助点K， 过辅助点K做经向大圆弧FG，相当于与两平面交线成垂直的辅助平 面—两平面的共垂面，在FG大圆弧上，两交线间的夹角为真二面 角，其中一对为锐角，另一对为钝角。
倾竖褶皱
褶 皱 位 态 分 类
斜卧褶皱
直立倾伏褶皱
斜歪倾伏褶皱
直立水平褶皱
斜歪水平褶皱
平卧褶皱
赤平投影的应用
断裂构造解析
节理与应力的关系 σ3
σ1
σ2
σ1
σ3
求两面交线及平分线的产状
已知共轭断裂（节理、断层）产状，求主应力方位 主 应 力 轴 与 共 轭 断 裂 的 关 系
例：两组共轭节理产状340º 20º ；46º 50º 求主力方位？

极射赤平投影简称赤平投影 主要用来 表示线、面的方向及其它们之间的角距 (度)和图解方法。由于具有以上优点， 赤平投影被广泛地用于天文、航海、测 量、地理、地质科学等学科中。构造地 质学应用赤平投影来分析地质构造的几 何学形态以及作用力和地质构造之间的 关系等方面的问题。它是地质构造解析 的一种重要手段。

构造解析数据的收集与整理
1.构造解析首要的是研究构造要素优选方 位。因此要收集各类构造要素的数据。 2.这些数据主要是在野外工作中从野外露 头上直接观察测量，有时需要辅以室内 手标本和薄片的研究。 3.构造数据主要有三类：①位置；②形态、 规模；③方位或产状的数据。
构造解析数据的收集与整理
构造解析主要涉及面状和线状构造三维空间方位 及其几何关系。几何分析中构造要素的方位数据 要求给予三维空间形式。 赤平投影就是表现面和线构造方位以及相互之间 的一种有效方法。它可以用图解方法简易迅速地 求出不同结构要素之间的方位和角度。将三维空 间的构造要素用二维平面来表现。
纬向小圆弧
0°
赤平投影网:
吴氏网的结构及成 图原理: 吴氏网由基圆 (赤平大圆) 、经向 大圆弧、纬向小圆 弧等东西、南北经 纬线组成。标准的 吴氏网的基圆直径 为20cm 经、纬度 间距2°。
300°
330°
30°
60°
270°
90°
240°
120°
210° 180°
150°
赤平投影网（吴氏网）的制成原理
极射赤平投影基础
投影要素:
4. 极射点: 投影球上下两极的发射点叫极射点。由上极射点 (P)把下半球的几何要素投影到赤平面上的投影称下半球投影; 以下极射点(F)把上半球的几何要素投影到赤平面上的投影叫 上半球投影。构造地质赤平投影分析一般采用下半球投影。
极射赤平投影基础
平面的赤平投影解析：设想通过球心的平面无限延伸，必定与球面 相交构成一个直径与投影球直径相等的大圆。上极射点(P)发射射 线穿过赤平面到下半球大圆圆周上, 在赤平面上留下的一系列穿透 点, 这些穿透点的连线即为相应大圆的极射赤平投影，简称大圆弧。
牵引褶皱求主应力数据格式





运 行 “ FRUCTURE”， 并选“F” 数据输入顺序： 第一行：褶皱标志，断 层倾向，倾角 第二行：甲翼倾向，倾 角，乙翼倾向，倾角， 正常褶皱或同斜褶皱 “N”(倒倒转褶皱或非 同斜褶皱“T”) 如： F，340，75 15，61,335,87,N