地质勘查野外工作常用的技巧和方法

地质勘查野外工作常用的技巧和方法
笔者根据多年的地质勘查野外工作经验，整理一些地质勘查野外工作常用的技巧和方法，希望能够为大家提供一定的参考。

一、罗盘的使用方法
1.罗盘的结构
（1）磁针——一般为中间宽两边尖的菱形钢针，按装在底盘中央的顶针上，可自由转动，不用时应旋紧制动螺丝，将磁针抬起压在盖玻璃上避免磁针帽与项针尖的碰撞，以保护顶针尖，延长罗盘使用时间。

在进行测量时放松固动螺丝，使磁针自由摆动，最后静止时磁针的指向就是磁针子午线方向。

由于我国位于北半球磁针两端所受磁力不等，使磁针失去平衡。

为了使磁针保持平衡常在磁针南端绕上几圈铜丝，用此也便于区分磁针的南北两端。

（2）水平刻度盘---水平刻度盘的刻度是采用这样的标示方式：从零度开始按逆时针方向每10度一记，连续刻至360度，o度和180度分别为N和S，90度和
270度分别为E和W，利用它可以直接测得地面两点间直线的磁方位角。

（3）竖直刻度盘----专用来读倾角和坡角读数，以E或W位置为0度，以S或N为90度，每隔10度标记相应数字。

（4）悬锥---是测斜器的重要组成部分，悬挂在磁针的轴下方，通过底盘处的觇板手可使悬锥转动，悬锥中央的尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。

（5）水准器---通常有两个，分别装在圆形玻璃管中，圆形水准器固定在底盘上，长形水准器固定在测斜仪上。

（6）瞄准器——包括接物和接目觇板，反光镜中间有细线，下部有透明小孔，使眼睛，细线，目的物三者成一线，作瞄准之用。

在使用前必须进行磁偏角的校正。

因为地磁的南、北两极与地理上的南北两极位置不完全相符，即磁子午线与地理子午线不相重合，地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一致，这两方向间的夹角叫磁偏角。

地球上某点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏，偏于西边称西偏。

东偏为(+)西偏为(-)。

地球上各地的磁偏角都按期计算，公布以备查用。

若某点的磁偏角已知，则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A等于A磁加减磁偏角。

应用这一原理可进行磁偏角的校正，校正时可旋动罗盘的刻度螺旋，使水平刻度盘向左或向右转动，(磁偏角东偏则向右，西偏则向左)，使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0--180度连线间夹角等于磁偏角。

经校正后测量时的读数就为真方位角。

2.罗盘使用方法
（1）测方位
测量某物体的方位是野外地质工作者应具备的最基本的技能。

在定点时，首先要做的就是测量观察点位于某地形或地物的方位。

测量时打开罗盘盖，放松制动螺丝，让磁针自由转动。

当被测量的物体较高大时，把罗盘放在胸前，罗盘的长水准器对准被测物体，然后转动反光镜，使物体及长瞄准器都映入反光镜，并且使物体、长瞄准器上的短瞄准器的尖及反光镜的中线位于一条直线上，同时保持罗盘水平(圆水准器的气泡居中)，当磁针停止摆动时，即可直接读出磁针所指圆刻度盘上的读数，也可按下制动螺丝再读数。

（2）测量岩层产状要素
岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角。

岩层走向是岩层层面与水平面交线的延伸方向。

岩层倾向是岩层面上的倾斜线在水平面上的投影所指方向。

倾角是倾斜线与水平面的夹角。

测量岩层走向时，将罗盘的长边(与罗盘上标有N—S相平行的边)的一条棱与层面紧贴，见图，然后缓慢转动罗盘(注意：在转动过程中，罗盘紧靠层面的那条棱的任何一点都不能离开层面)，使圆水准器的气泡居中，磁针停止摆动，这时读出磁针所指的读数即为岩层之走向。

读磁北针或磁南针都可以，因为岩层走向是朝两个方向延伸的，相差180°。

测量岩层的倾向时，罗盘如图放置，将罗盘南端(标有S)的一条棱紧靠岩层面，这时长瞄准器指向与岩层的倾向一致，并转动罗盘，转动方法及原则同上。

当罗盘水平、磁针不摆动时，就可读数。

如图1放置罗盘，应读磁北针所指的读数。

当测量完倾向后，不要让罗盘离开岩层面，马上把罗盘转90°，(罗盘直立)，如图1放置，使罗盘的长边紧靠岩层面，并与倾斜线重合，然后转动罗盘底面的手把，使测斜器上的水准器(长水准器)气泡居中，这时测斜器上的游标所指半圆刻度盘的读数即为倾角。

在测量地层产状时，一般只需测量地层的倾向和倾角，而走向可通过倾向的数字加或减90°得到测量倾向和倾角时，必须先测倾向，后测倾角。

若被测量的岩层表面凹凸不平，可把记录本平放在岩层面上当作层面，以便提高测量的准确性和代表性。

如果岩层出露很不完整时，这时要找岩层的断面，找到属于同一层面的三个点(一般在两个相交的断面易找到)，再用记录本把这三个点连成一平面(相当于岩层面)，这时测量记录本的平面即可。

二、野外地质记录
1 、野外地质记录要求
详细记录:进行野外地质观察，必须做好记录，地质记录是最宝贵的原始资料，是进行综合分析和进步研究的基础，也是地质工作成果的表现之一。

客观地反映实际情况: 即看到什么记什么，如实反映，不能凭主观随意夸大或缩小或歪曲。

但是，允许在记录上表示出作者对地质现象的分析、判断。

因为这有助于提高观察的预见性，促进对问题认识的深化。

记录清晰、美观，文字通达: 这是衡量记录好坏的一个标准。

图文并茂：图是表达现地质现象的重要手段，许多现象仅用文字是难以说清楚的，必须辅以插图。

尤其是一些重要的地质现象，包括原生沉积的构造、结构、断层、褶皱、节理等构造变形特征，火成岩的原生构造、地层、岩体及其相互的接触关系、矿化特征，以及其他内、外动力地质现象，要尽可能地绘图表示，好的图件的价值大大超过单纯的文字记。

2、野外地质记录内容
综合性地质观察的记录，要全面和系统，例如进行区域地质测绘，常采用观察点与观察线相结合的记录方法。

观察点是地质上具有关联性、代表性、特征性的地点。

如地层的变化处、构造接触线上、岩体和矿化的出现位置以及其他重要地质现象所在。

观察线是连接观察点之间的连续路线，即沿途观察，达到将观察点之间的情况联系起来的目的。

观察点、观察线的具体记录内容如下：
日期和天气。

实习地区的地名。

路线：从何处经过何处到何处，要写得具体清楚。

观察点编号：可从No.01 开始依次为No.02 ，No.03 ，…。

观察点位置：尽可能交代详细，如在什么山、什么村庄的什么方向，距离多少米，是在大道旁还是在公路边，是在山坡上还是在沟谷里，是在河谷的凹岸还是在凸岸等，还要记录观察点的标高，即海拔高度，可根据地形图判读出来。

观察点的位置要在相应的地形图上确定并标示出来。

观察目的：说明在本观察点着重观察的对象是什么，如观察某一时代的地层及接触关系，观察某种构造现象(如断层、褶皱……)，观察火成岩的特征，观察某种外动力地质现象等。

观察内容：详细记录观察的现象，这是观察记录的实质部分。

观察的重点不同，相应地有不同的记录内容。

如果观察对象是层状地质体，则可按以下程序进行记录。

①岩石名称，岩性特征，包括岩石的颜色、矿物组成、结构、构造和工程特性等；
②化石情况，有无化石，化石的多少，保存状况，化石名字；
③岩层时代的确定；
④岩层的垂直变化，相邻地层间的接触关系，列出证据；
⑤岩层产状，按方位角的格式进行记录；
⑥岩层出露处的褶皱状况，岩层所在构造部位的判断，是褶皱的翼部还是轴部等；
⑦岩层小节理的发育状况，节理的性质、密集程度，节理的产状，尤其是节理延伸的方向；岩层破碎与否，破碎程度，断层存在与否及其性质、证据、断层产状等；
⑧地貌、第四系(山形，阶地、河曲等)，河谷纵、横剖面情况，河谷阶地及其性质，水文，水文地质特征及物理地质现象（如喀斯特、滑坡、冲沟、崩塌等的分布，形成条件和发育规律，以及对工程建筑的影响等）；
⑨标本的编号，如采取了标本、样品或进行照相等，应加以相应标明；
⑩补充记录。

上述内容尚未包括的现象。

如果观测点为侵人体，除化石一项不记录外，其他项目都应有相应的内容，如④项应为侵入接触关系或沉积接触关系；⑤项应为岩体，是岩脉、岩墙、岩床、岩
株或岩基等；⑥项应为岩体侵入的构造部位是褶皱轴部或翼部，是否沿断层或某种破裂面侵入等。

上述记录内容是全面的，但在实际运用时，应根据观察点的性质而有所侧重。

沿途观察、记录相邻观察点之间的各项地质现象，使点与点之间的关系连接起来。

绘各种素描图、剖面图，一般在记录簿的右页记录，在左页绘图。

路线小结，扼要说明当天工作的主要成果，尚存在哪些疑点或应注意之点。

以上记录项目应逐项分开，除日期和天气在同一格内之外，其余各项均要另开新行
三、绘制地层剖面示意图
1 、地层剖面示意图内容
地层剖面示意图是表示地层在野外暴露的实际情况的概略性图件。

用于路线地质工作之中。

它是在勾绘出地形轮廓的剖面上进一步反映出某一或某些地层的产状、分层、岩性、化石产出部位、地层厚度以及接触关系等地层的特征。

地层剖面示意图的地形剖面和地层分层的厚度是目估的而非实际测量，这是它与地层实测剖面图的主要区别。

2 、绘图步骤
确定剖面方向，一般均要求与地层走向线垂直。

选定比例尺，使绘出的剖面图不致过长或过短，同时又能满足表示各分层的需要。

如实际剖面长，地层分层内容多而复杂时，剖面图要长一些，相反则短一些。

一般地，一张图尽量控制在记录簿的长度以内，对于绘图和阅读都是比较方便的。

如果实际剖面长度是30m ，其分层厚度是数米以上时，则可用l：200或1：300的比例尺作图。

按选取的剖面方向和比例尺勾绘地形轮廓，地形的高低起伏要符合实际情况。

将地层及其分层的界线按该地层的真倾角数值用直线画在地形剖面相应点之下方，这时，从图上就可量出各地层及其分层的真厚度，注意检查图上反映出的厚度与目估的实际厚度是否一致，如不一致，须找出绘图中的问题所在，加以修正。

用各种通用的花纹和代号表示各地层及分层的岩性、接触关系和时代，并标记出化石产出部位、地层产状。

标出图名、图例、比例尺、方向及剖面图上地物的名称。

四、绘制信手地质剖面图
如果是横穿构造线走向进行综合地质观察时，应绘制信手地质剖面图，它表示横过构造线方向上地质构造在地表以下的情况，这是一种综合性的图件，既要表示出地层，又要表示出构造，还要表示火成岩和其他地质现象以及地形起伏、地物名称以及其他需要表示的综合性内容。

绘好路线地质剖面图是地质工作者的一项重要基本功，必须掌握。

路线信手地质剖面图中的地形起伏轮廓是目估的，但要基本上反映实际情况，各种地质体之间的相对距离也是目测的，应基本正确，各地质体的产状则是实测的，绘图时，应力求准确。

图上内容应包括图名、剖面方向、比例尺(一般要求水平比例尺和垂直比例尺一致)、地形的轮廓、地层的层序、位置、代号、产状、岩体符号、岩体出露位置、岩性和代号、断层位置、性质、产状、地物名称。

具体绘图步骤如下：
估计路线总长度，选择作图的比例尺，使剖面图的长度尽量控制在记录簿的长度以内，当然，如果路线长，地质内容复杂，剖面可以绘得长一些。

绘地形剖面图，目估水平距离和地形转折点的高差，准确判断山坡坡度、山体大小，初学者易犯的错误是将山坡画陡了。

一般山坡不超过30°，更陡的山坡人是难以顺利通过的。

在地形剖面的相应点上按实测的层面和断层面产状，画出各地层分界面及断层面的位置、倾向及倾角，在相应的部位画出岩体的位置和形态。

相应层用线条联接以反映褶皱的存在和横剖面的特征。

标注地层、岩体的岩性花纹、断层的动向、地层和岩体的代号、化石产地、取样位置等。

写出图名、比例尺、剖面方向、地物名称、绘制图例符号及其说明，如为习惯用的图例，可以省略从作图技巧方面来说，应注意以下三个“准确”：①地形剖面图要画准确；
②标志层和重要地质界线的位置要画准确。

如断层位置、煤系地层位置、火成岩体位置等；③岩层产状要画准确，尤其是倾向不能画反，倾角大小要符合实际情况。

此外，线条花纹要细致、均匀、美观，字体要工整，各项注记的布局要合理。

五、绘制野外地质素描图
地质素描是从地质观点出发，运用透视原理和绘画技巧来表达地质现象或地质作用的画幅。

野外勾绘的地质素描，通常是在调查观察过程中进行的，往往要求在较短的时间内完成，一般就在自己野外记录本上用铅笔或钢笔画，不可能精工细作，故又称“地质素描草图”。

1 、地质素描的优越性
地质素描比地质摄影优点多。

地质素描除了不受天气、镜头取景范围、近景与远景的限制和比较经济等优点外，更重要的是，当我们分析某种地质现象，认为哪些特征应当强调，哪些附属物或近旁的草木对这些特征有所干扰而应当排除时，若采用照像的办法，忠实于客观景物的复制，就会主次不分，不能突出地质内容，收不到应有的效果。

若采用素描技术处理，则完全可以根据观察者的需要，对各种地质现象特征和附近的景物有所取舍，该突出哪些，该精简哪些，都任凭自己的运笔予以描绘和体现。

事实表明，一份地质调查报告，如果能充分运用地质素描，既有助于揭示和说明问题的现象本质，又可避免一些不必要的文字叙述，做到简明扼要、文图并茂，效果更佳
2、地质素描的基本步骤
选定素描对象的范围，确定景物在画框内的位置。

安排主要对象和次要对象的大小比例及其相对位置关系，并在图框内勾画出其范围。

勾画景物(或地质体)的轮廓线。

主要是抓住外形轮廓，如山脊、陡崖、河床、阶地、层面、断层之类。

勾画时先近后远，近处画得细致、清晰、浓重，远处画得粗略、轻淡、隐约。

尽量符合透视原理来运笔。

在轮廓线勾画就绪的基础上，加阴影线。

这一步骤主要是掌握景物形象的立体感，使其逼真如实。

适当画些背景或衬托物，用以美化画面。

为了清楚地表达画面的内容，可在景物(或地质体)附近标上必要的文字，如村庄、地层年代符号或其他符号等。

最后写上图名、地名、方位、测量
数据、比例尺及其它必要的说明。

3、地质素描的种类
地质素描按其内容，最常见的有下列几种类型：
地层素描。

素描对象是地层，表示地层层位关系、地层特征等，如地层剖面素描图。

地质构造素描。

主要对象是褶皱、断层、节理及其他构造地质现象。

对它们的素描应分别注意这些地方。

褶皱素描：在素描动笔前，应首先琢磨哪一层可作为“标志层”和这个“标志层”的岩性特征以及如何表达的素描技法。

到素描时，对“标志层”可着重描绘，以求褶皱形态充分显示出来。

断层素描：跟褶皱一样，应先找出它的“标志层”，以此判断断层两盘的相对动向，确定断层类型。

节理素描：素描时主要应把几组不同方向的节理表现清楚，注意各组间的交角大小和各组节理的宽度大小符合实际和透视原理。

地貌素描。

地貌素描是一类视野颇大的素描，从地质角度考虑，主要是表现地貌特征与岩石性质、地质构造的关系，或表现风化、水流侵蚀、冰川、火山、地震等地质作用与地貌的关系。

在野外所见到的典型地质现象，小的如一块标本或一个露头上的原生沉积构造、次生的构造变形(断层和褶皱)、剥蚀风化的现象；大的如一个山头甚至许多山头范围内的地质构造特征或内外动力地质现象(如冰蚀地形、河谷阶地、火山口地貌)等，均可用地质素描图表示之。

素描图就是绘画，其原理就是绘画的原理，不过，地质素描则要考虑地质的内容，反映出地质构造形态的特征。

地质素描类似于照相，但照相是纯直观的反映，而地质素描则可突出地质内容的重点，作者可以有所取舍。

照相需要条件，地质素描则可随时进行。

因而地质工作者应当学习地质素描的方法，作为进行地质调查的手段
六、标本的采集
野外地质工作的过程是收集地质资料的过程，地质资料除了文字的记录和各种图件以外，标本则是不可缺少的实际资料。

有了各种标本，就可以在室内做进一步的分析研究，使认识深化。

因此，在野外必须注意采集标本。

根据用途，标本分地层标本、岩石标本、化石标本、矿石标本以及专门用(薄片鉴定、同位素年龄测定、光谱分析、化学分析、构造定向等)的标本等。

标本应是新鲜的而不是风化的。

常用的是地层标本和岩石标本，对于这类标本的大小、形态有所要求，一般是长方体形，其规格是3cm×6cm×9cm。

应在采石场、矿坑等人工开采地点或有利的自然露头上进行采集、加工、修饰。

化石标本力求是完整的。

矿石标本要求能反映矿石的特征。

薄片鉴定、化学分析、光谱分析等项标本不求形状，但求新鲜，有适当数量即可。

标本采集后，要立即编号并用油漆或其他代用品写在标本的边角上，防止被磨掉。

同时在剖面图或平面图上用相应的符号标出标本采集位置和编号，并在标本登记簿上登记，填写标签并包装。

化石标本特别要用棉花仔细包装，避免破损。

七、实测地质剖面
为了研究工作区的地层岩性、地质构造和水工建筑场区的工程地质条件，需测制地质剖面图。

具体方法步骤如下。

1 、布置剖面线
为了正确认识工作区内的地层层序，查明各时代地层的岩性组合、厚度、标志层和接触关系，往往选择岩层露头良好、层序清晰、构造简单、具有代表性或具有典型意义的地段，布置线路作实测地质剖面。

剖面线的方向应尽量垂直岩层走向或垂直主要构造线方向，同时，剖面线还应考虑充分利用天然露头和人工露头。

为了反映有关工程如大坝、厂房、隧洞、溢洪道、渠道的工程地质条件，则可沿工程轴线或横断面方向作实测地质剖面。

2、选择比例尺
选择剖面比例尺应根据规范及堪测对象的要求而定，以能充分反映其最小地层单位或岩性单位为原则。

常用的比例尺为1：500～1：5000。

对于具有特殊意义的岩层(如标志层)而在剖面图中又小于l mm，可适当放大表示，但应在记录中注明其实际厚度。

3、布置测点
测点沿剖面线布置，应选择在地形地质条件有变化的地方，其间距随比例尺精度要求而定。

如作1：500 的实测剖面时，测点间距应小于5m 。

若地形起伏大，或地质条件复杂，测点距离要适当缩小。

每一测点都要作好标记，并统一编号。

4 、剖面地形测量
剖面地形测量，通常采用半仪器法导线测量，即用地质罗盘逐段测量导线的方位和地形坡角，用皮尺或测绳丈量地面斜距。

对于大比例尺的实测剖面，则应采用经纬仪实测各点的位置和高程。

5 、地质条件观测记录
在进行剖面地形测量的同时，进行地质资料的收集。

其观测记录内容包括地层层位，岩石名称、岩性特征，岩层产状，断裂构造，风化情况，第四纪堆积层的组成及厚度，地下水露头情况及自然地质现象等，并采集必要的岩样。

6、绘制剖面图
在认真复核野外实测的地形和地质资料并确认无误后，按地质剖面图式要求，编制实测地质剖面图。

绘导线平面图：根据导线方位和水平距，按比例尺将导线自基点(起点)至终点逐点绘出，并将岩层分界八、节理的测量与统计
一、节理的测量
节理的测量与描述内容见表1。

表1 节理野外测量记录表编号岩石名称及产状要素节理产状节理成因（力学性质）节理宽度、长度、及节理面的描述节理内充填物质及胶结程度其他走向倾向倾角为了达到统计目的，测量面积的大小视节理的密度而定。

一般情况下，一组节理能测到50～60条产状，就有较好的统计效果。

二、节理玫瑰花图编制
以最常见的“走向玫瑰花图”的编制为例。

首先，进行资料整理。

将测点上所测的节理走向全部换算成NE和NW向，按走向方位大小，采用10°为一间
隔分组，分成1°～10°，11°～20°，……，统计每组节理条数及算出平均走向。

其次，确定作图比例尺。

按作图大小和最多那一组节理的条数，选取一定长度的线段作为一条节理的线条比例尺，然后以等长或稍长于按线条比例尺表示最多那一组节理条数的线段长度为半径，作一个上半圆，通过圆心画出E、W、N 三个方向，并标出方位角。

再次，定点连线。

从1°～10°第一组开始，从半径方向按该组节理条数线段比例找出对应走向方位角中间值之点，此点即表示该组节理平均走向和条数。

待各组的点确定之后，依次将相邻组的点折线连接。

当其中某一组无节理时，应将连线折回圆心，然后再从圆心往下一组的点相连(最好边找点边连线)。

最后，写上图名，标出线段比例尺。

必要时画出河流流向和主要建筑物( 如坝轴线等) 方位，以便分析评价节理对水工建筑物等的影响。

线、产状及其他观测点等一一标绘到相应的位置上，构成平面路线图。

选择剖面方位：一般情况，选择与岩层倾向一致的方向作为剖面方向，或连接基线的起点和终点作为剖面线。

投绘剖面地形轮廓线：在导线平面图的下方，平行于剖面线作一与之等长的基线，在基线两端点树起高程标尺(若未知基点高程，可按相对高差计)，并将左端定为起点，再将各导线点按累积高差投影在基线上方，连接各点即得剖面地形轮廓线。

投绘剖面中的地质内容：将导线上各岩层分界点、各种地质构造及地质现象投影到地形线上，按产状和规定的图例符号表示出地层(若剖面方向与岩层走向垂直时，按真倾角表示，否则按视倾角表示)岩性和其他地质条件。