组成地壳的岩层或岩体因受力而发生变位、变形留下的形迹称为地质构造(geological structure)。地质构造在层状岩石中最明显,在块状岩体中也存在。地质构造的基本类型有:水平构造、单斜构造、褶皱构造和断裂构造等。
确定岩层的产出状况是研究地质构造的基础。为此,地质学中常常应用岩层产状(attitude of stratum)的概念。
岩层产状是指岩层在空间的位置,是用岩层层面的走向、倾向和倾角三个产状要素(elements of attitude)(图2.3)来表示的。
①走向(strike) 岩层面与水平面的交线所指的方向,该交线是一条直线,称为走向线,它有两个方向,相差180°。
②倾向(dip) 岩层面上最大倾斜线在水平面上投影所指的方向,或岩层面上法线在水平面上投影所指的方向。该投影线是一条射线,称为倾向线,只有一个方向。倾向线与走向线互为垂直的关系。
③倾角(dip angle) 岩层面与水平面的交角。一般指最大倾斜线与倾向线之间的夹角。
图2.3 岩层的产状要素
ab—走向线;cd—倾向线;ce—倾斜线;α—倾角
可以看出,用岩层产状的三个要素,能表达经过构造变动后的构造形态在空间的位置。
岩层产状测量是地质调查中的一项重要工作,在野外是用地质罗盘直接在岩层的层面上测量的,如图2.4所示。
图2.4 地质罗盘结构
1—瞄准钉;2—固定圈;3—反光镜;4—上盖;5—连接合页;6—外壳;7—长水准器;8—倾角指示器;9—压紧圈;10—磁针;11—长准照合页;12—短水准合页;13—圆水准器;14—方位刻度环;15—拔杆;16—开关螺钉;17—磁偏角调整器
测量走向时,使罗盘的长边紧贴层面,将罗盘放平,水准泡居中,读指北针所示的方位角,就是岩层的走向。测量倾向时,将罗盘的短边紧贴层面,水准泡居中,读指北针所示的方位角,就是岩层的倾向。因为岩层的倾向只有一个,所以在测量岩层的倾向时要注意将罗盘的北端朝向岩层的倾斜方向。测量倾角时,需将罗盘竖起来,使长边与岩层的走向垂直,紧贴层面,等倾斜器上的水准泡居中后,读悬锤所示的角度,就是岩层的倾角,如图2.5所示。(www.daowen.com)
图2.5 岩层产状的测量方法
由地质罗盘仪测得的数据,一般有两种记录方法,即象限角法和方位角法,如图2.6所示。
图2.6 岩层产状表示法
①象限角法 以东、南、西、北为标志,将水平面划分为四个象限,以正北或正南方向为0°,正东或正西方向为90°,再将岩层产状投影在该水平面上,将走向线和倾向线所在象限及它们与正北或正南方向所夹的锐角记录下来。一般按走向、倾角、倾向的顺序记录。例如:N45°E∠30°SE,表示该岩层产状走向N45°E,倾角30°,倾向SE。
②方位角法 将水平面按顺时针方向划分为360°,以正北方向为0°,再将岩层产状投影到该水平面上,将倾向线与正北方向所夹角度记录下来,一般按倾向、倾角的顺序记录。例如:135°∠30°,表示该岩层产状为倾向距正北方向135°,倾角30°。因岩层走向与倾向之间的夹角为90°,所以由倾向加减90°就是走向。
③地质图上的表示(图2.7):
图2.7 岩层产状要素图示
a.倾斜岩层:长线代表走向,短线代表倾向,数字表示倾角;
b.水平岩层(倾角为0°~5°):长线代表走向;
c.直立岩层:长线代表走向,箭头指向新岩层;
d.倒转岩层:长线代表走向,箭头指向倒转后的倾向。
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