基本构造及产状要素

第三节
岩层产状及 地质界线的平面投影特征
地质界线：不同岩层界面（或断层面）与地面的 交线，是地质图表示的基本内容，其形态决定于 岩层（断层）的产状与地形的关系。
地质图成图原理
一、水平岩层
层面近水平的岩层 倾角0～5度 地形图－等高线
水平岩层在地形图中 的表现特征为其层面 界线与等高线平行
W (宽度) = t (厚度) / tg ß (坡度)
地层一般向上变新
二、直立岩层
层面近直立的岩层，倾角85～90度。 直立岩层的地质界线不受地形影响，宽度等于 厚度；地质界线一般为直线，弯曲反映岩层走 向的变化，宽度的变化反映厚度的变化。
三、倾斜岩层
倾斜岩层的水平投影特征：V字形法则
相反相同；相同相同；相同相反
地层倾向与地形坡度方向 地质界线与等高线的弯曲方向
两倾斜不定向钻孔在走向N20º W上相距100m，NW第一个 钻孔轴线产状为30º ∠50º ，并在25m处遇一层面，μ ＝48º ；第 二钻孔产状为 220º ∠54º ，在45m处遇同一层面，μ ＝54º 。求 层面产状。
两倾斜不定向钻孔在走 向N20º W上相距100m， NW第一个钻孔轴线产状 为30º ∠50º ，并在25m处遇 一层面，μ ＝48º ；第二钻 孔产状为 220º ∠54º ，在 45m处遇同一层面，μ ＝ 55º 。求层面产状。
三、岩层厚度的野外测量
h = Lsin (α ±β )
α β
β
α
A γ C β’ β’ α D β
B
h = Lcosβ sinγ (sinα ±cosα tgβ ’)
四、地质图上求厚岩层度
α
( α -β )
β
α
h = Lsin (α -β )
五、根据岩层产状编制地质图
编制地质图（地质填图）是地质研究的最基 本方法之一。 原则： 根据有 限测 量点的岩层等产状， 利用几 何作图 法将 地质界 线勾绘 到地 形图上 －形成 地质 图。
线状构造：可以用直线表示产状的构造， 如线理、褶皱的枢纽和断层面擦痕等 线状构造产状要素： 1. 独立的产状要素： 倾伏向（plunge）：倾斜直线在水平面的投影线所 指示的该直线向下倾斜的方向 倾伏角：倾斜直线与其水平投影线间所夹之锐角 表示方法：
顷伏向∠顷伏角，
如135º ∠ 35º
2. 与面状要素共存的线状要素：
2. 利用不定向岩芯求产状
不定向岩芯的产状圆锥
2.1 两个直立非定向岩芯确定岩层产状
两直立钻孔（A、B）在N70º E方向上相距400m，A钻孔在 200m深处切穿某一地层，而钻孔B在300m处遇到同一地层， 地层与钻孔轴线成40º 夹角，求地层可能的产状。
2.2 两个不平行倾斜非定向岩芯确定岩层产状
第四节 岩层产状及厚度的测定 及地质图的编绘
一、根据地质图等高线求产状
1）根据V字形法则确定大致倾向， 2）连接走向线，确定走向及倾向， 3）确定高程差，及水平距离， 4）确定倾角。
二、三点法求岩层产状
1）在网格纸上作三点（A、B、C）的投影 2）确定A-B和A-C的高程差 3）在A-C上截取点D， 使A-D:A-C=A-B高程差:A-C高程差 4）B-D即为走向线 5）根据前方法求取走向、倾向和倾角。
4.面交线产状
（根据面的真产状求任一方向的视产状）
5.两线确定平面（根据视产状求真产状）
6.已知面产状及线的侧伏角，求线的产状
7.两线夹角
8.两面夹角及夹角中分线的产状
9.面线夹角
实习一
1. 投影求包含直线258º ∠40º 及42º ∠62º 的平面的 产状。 2. 已知铁矿层产状为154º ∠40º ，求下列各方向 剖面上的视倾角：80º 、330º 。 3. 在公路转弯处的两陡壁上，测得板状含金石英 脉的视倾斜线产状分别为l20º ∠ 16º 和 227º ∠ 22º ，求该板状含金石英脉的真产状。 4. 求平面245º ∠30º 和145º ∠48º 的交线产状。 5. 求平面335º ∠30º 和235º ∠48º 的夹角及夹角平 分线的产状。
侧伏角（pitch）：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 此线在该面上的侧伏角。 侧伏向：面状构造走向线上，与线状构造构成侧伏锐 角开口的那一端的方位。 表示方法：面状要素产状，侧伏角侧伏向（用四象限 表示） 如面理产状为 135º ∠ 35º ， 线理北东侧伏 35º （度）
面状构造：可以用平面表示产状的构造 如岩层、断层等
面状构造产状要素：
1. 走向（trend, strike)：面状构造与水平面的交线。 表示方法： 360º 方法 或第1、4象限, 如30º 或N30º E， 330º 或N30º W
2. 倾向（dip)：倾斜平面上与 走向线垂直的线叫倾斜 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。 表示方法：同走向。 3. 倾角（dip (dipping) angle）：倾斜线与其在水平面 上投影的夹角。 表示方法：0～90º
过球心的倾斜直线（AB） 的球面及极射赤平投影
过球心的倾斜平面的球面 及极射赤平投影
小圆投影
不过球心的平面的投影
极射赤平投影网（吴氏网）的建立
等面积投影网（施密特网）
等面积投影网 及其原理
二、极射赤平投影的应用
1.直线的投影及其产状的读取
2.平面的投影及其产状的读取（倾向和走向）
3.面状要素极点（法线）的投影
面状构造产状的数字表示方法：
1) 倾向∠倾角，如135º ∠ 35º ; 2) 走向，倾向倾角，如N45º E，S35º E; 3) 走向/倾向∠倾角，如45º /SE∠35°
面状构造产状在地质图上的表示
The foliations (beddings) trend (strike) N 30º E and dip southeastwards with a dipping angle of 60º . The foliations (beddings) trend (strike) N 30º E and dip to (toward) southeast with a dipping angle of 60º .
线状要素在地质图中的表示方法
35°
35°
视产状：面状构造与非正交平面相交迹线的产状 视倾向：截面的走向 视倾角：面状构造与截面 交线与视倾向 的夹角 真倾角与视倾角间的关系：
tgβ = cos ω tgα
第二节 构造要素的极射投影
吴氏网
施密特网
一、极射赤平投影的原理
球面投影与极射赤平投影 直线和平面的投影
步骤：
1）根据走向的定义，岩层在同一高度上沿走向出 露。根据测量点产状过测量点作走向线，测量点 及走向线与测量点所在等高线的其他交点均为岩 层的出露点。
2）根据岩层产状和等高线高程 差，确定岩层与相邻等高线相 交的水平距离，即放线距。 3）根据放线距作走向线平行线， 其与相邻等高线的交点即岩层 在相邻高度上的出露点。
4.三个任意不平行非定向岩芯确定岩层产状
315º ∠29º ， μ =39º 193º ∠51º ， μ =41º 55º ∠46º ， μ =51º
实习二 利用下列钻孔资料求岩层产状 1.单个定向岩芯确定岩层产状轴线产状220º ∠40º ，φ＝20º （顺时针），μ＝30º 。 层面向南东倾斜。 2. 一钻孔轴线产状35º ∠60º ，在30m处遇一层面，μ ＝62º 。 其西50m为一直立钻孔，在15m处遇同一层面，μ ＝45º 。 3. 钻孔 A B C 钻孔轴线产状 90º ∠50º 298º ∠58º 200º ∠40º μ 45º 85º 50º
相反相同：地层倾向与地形坡度方向相反。 地质界线与等高线弯曲方向相同，但曲率较小。
相同相同：地层倾向与地形坡度方向相同，倾 角小于地形坡度，地质界线与等高线弯曲方向 相同，但曲率较大
相同相反：岩层倾向与地形坡度方向相同，倾角大 于地形坡度。地质界线与等高线弯曲方向相反。
相反相同：地质界线曲率小 相同相同：地质界线曲率大 岩层倾角小于地形坡度 相同相反：岩层倾角大于地 形坡度
The foliations (beddings) have a trend (strike) of N 30º E and a southeastward dip with a dipping angle of 60º .
The foliations (beddings) have a trend (strike) of N 30º E and dip southeastward with a dipping angle of 60º .
断层－不整合－地层
实习3. 用间接法测定岩层产状要素
（实习教材第38页）
实习 4 读倾斜岩层和不整合接触地质图并做剖面图 （实习教材第40页）
实习5. 编制地质图
（实习教材第42页）
三、投影的旋转操作
1.绕铅直轴旋转
例：25º ∠40º 的线；顺时针旋转40º
2.绕水平轴旋转
例：220º ∠30º 的线，绕N10º W轴顺时针旋转30º
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3.绕倾斜轴旋转
例：210º ∠40º 面绕一260º ∠30º 的轴逆时针旋转40º
四、钻孔资料的产状投影
1.定向钻孔资料的应用
钻孔轴线产状210º ∠62º ，φ ＝30º （顺时针），μ ＝30º 。 层面向南 东倾斜。
第三章 基本构造 要素及其产状测定
第一节 基本构造要素及其产状
构造地质学：主要研究对象是变形构造 构造：地壳或岩石圈各个组成部分的形态及 其相互结合的方式和面貌特征的总称 产状：构造的空间表示，构造的空间产出状 态，包括形态和方位 基本构造要素：用于描述构造产状的基本几 何要素。可分为面状要素和线状要素
4）依此类推，作出岩层在每一等高线的出露点。 最后勾绘出地质界限。
5）作图顺序：先构造界限，如断层和不整合等， 再作地层（岩层）界限。
测制倾斜岩层地区的剖面图
1.选定剖面位置（一般选取与地层走向垂直的方向） 2.绘制地形剖面。
3.绘制地质剖面 1) 将产状点和地层界限点投到地形剖面上。 2) 根据产状作地层界限剖面图 3) 标出时代符号和岩性花纹。