(一)地质图的种类和基本内容
用规定的符号、线条、色彩来反映一个地区地质条件和地质历史发展的图件,称为地质图。它是依据野外探明和收集的各种地质勘测资料,按一定比例投影在地形底图上编制而成的,是地质勘察工作的主要成果之一。
1.地质图的种类
(1)普通地质图
以一定比例尺的地形图为底图,反映一个地区的地形、地层岩性、地质构造、地壳运动及地质发展历史的基本图件,称为普通地质图,简称地质图。在一张普通地质图上,除了地质平面图(主图)外,一般还有一个或两个地质剖面图和综合地层柱状图,普通地质图是编制其他专门性地质图的基本图件。
按工作的详细程度和工作阶段不同,地质图可分为大比例尺的(>1∶25 000)、中比例尺的(1∶5 000~1∶10万)、小比例尺的(1∶20万~1∶100万)。在工程建设中,一般是大比例尺的地质图。
(2)地貌及第四纪地质图
以一定比例尺的地形图为底图,主要反映一个地区的第四纪沉积层的成因类型、岩性及其形成时代、地貌单元的类型和形态特征的一种专门性地质图,称为地貌及第四纪地质图。
(3)水文地质图
以一定比例尺的地形图为底图,反映一个地区总的水文地质条件或某一个水文地质条件及地下水的形成、分布规律的地质图件,称为水文地质图。
(4)工程地质图
工程地质图是各种工程建筑物专用的地质图,如房屋建筑工程地质图、水库坝址工程地质图、铁路工程地质图等。工程地质图一般是以普通地质图为基础,只是增添了各种与工程有关的工程地质内容。如在地下洞室纵断面工程地质图上,要表示出围岩的类别、地下水量、影响地下洞室稳定性的各种地质因素等。
2.地质图的基本内容
(1)平面地质图
平面地质图又称为主图,是地质图的主体部分,主要包括:
①地理概况。图区所在的地理位置(经纬度、坐标线)、主要居民点(城镇、乡村所在地)、地形、地貌特征等。
②一般地质现象。地层、岩性、产状、断层等。
③特殊地质现象。崩塌、滑坡,泥石流、喀斯特、泉及主要蚀变现象(图6.19)。
(2)地质剖面图
地质剖面图是指在平面图上,选择一条至数条有代表性的图切剖面,以表示岩性、褶皱、断层的空间展布形态及产状、地貌特征等(图6.20)。
(3)综合柱状图
综合柱状图主要表示平面图区内的地层层序、厚度、岩性变化及接触关系等(图6.21)。
(4)比例尺
说明比例尺的大小,用数字1∶×××表示,也可用如图6.22所示的尺标表示。
图6.19 地形地质图
图6.20 地质图与地质剖面图
图6.21 某勘察区地层综合柱状图
图6.22 尺标
(5)图例
图例主要说明地质图中所用线条符号和颜色的含义,按照沉积地层层序、岩浆岩、地质构造和其他地质现象的顺序排列。
(6)责任栏(图签)
责任栏说明地质图的编制单位、图名、图号、比例尺、编审人员、成图日期等,便于查找。
(二)地质条件在地质图上的表示
1.地层岩性的表示
地层岩性在地质图上是通过地层分界线、地层年代代号、岩性符号和颜色,并配合图例说明来表示的。
(1)第四纪松散沉积层
第四纪松散沉积层形状不规则,但有一定的规律性,大多在河谷斜坡、盆地边缘、平原与山地交界处,大致沿山麓等高线延伸。
(2)岩浆侵入体的界线
岩浆侵入体的界线形状不规则,也无规律可循,需根据实地情况测绘。
(3)层状岩层的界线
①水平岩层。水平岩层的产状与地形等高平行或重合,呈封闭的曲线(图6.23)。
图6.23 水平岩层
②直立岩层。直立岩层的地层界线不受地形的影响,呈直线沿岩层的走向延伸,并与地形等高线直交。
③倾斜岩层有3种不同的情况:
a.岩层倾向与地形坡向相反时,地层界线的弯曲方向(V形法则)和地形等高线的弯曲方向相同,但地层界线的弯曲程度比地形等高线的弯曲度小(图6.24)。
图6.24 倾斜岩层A
b.岩层倾向与地形坡向相同,而且倾角小于地面坡角时,地层分界线的弯曲方向与地形等高线的弯曲方向相同,但地层界线的弯曲度比地形等高线的弯曲度大(图6.25)。
图6.25 倾斜岩层B
c.岩层倾向与地形坡向相同,而且倾角大于坡角时,地层分界线的弯曲方向与地形等高线的弯曲方向相反(图6.26)。
图6.26 倾斜岩层C
2.岩层产状的表示
①水平岩层的地层界线在各点的标高相同,在地形地质图上其露头界线与相邻地形等高线平行或重合,其形态的变化完全取决于地形变化情况。
②直立岩层的露头线在地形地质图上表现为一条直线,顺走向延伸不受地形变化的影响。
③倾斜岩层的露头界线是曲线,而且与地形等高线相交。为了表示地形地质图上的岩层产状,需对产状进行标注,尤其是在产状发生变化的地段。产状的数据来源于实测资料,产状的符号为“”。其中,“——”表示岩层的走向、“↓”表示岩层倾向、“12°”表示岩层的倾角。
水平岩层
直立岩层,箭头指向较新地层。
倾斜岩层,长线代表走向、短线代表倾向,数字代表倾角的度数。
倒转岩层,长线代表走向、弯线代表倒转后岩层倾向、箭头指向老岩层,数字代表倾角度数。
3.岩层接触关系的表示
(1)层状岩层间的接触关系
①整合接触。在地质图上表现为两套地层的界线大体平行,较新的地层只与一个较老地层相邻接触,且地层年代连续。
②平行不整合接触(假整合接触)。在地质图上表现为两套地层的界线大体平行,较新的地层也只与一个较老地层相邻接触,但地层年代不连续。平行不整合面界线在工程地质图上与地层界线平行,用虚线“”表示(图6.27、图6.28)。
图6.27 岩层接触关系
③角度不整合接触(不整合接触)。在地质图上表现为两套地层的界线不平行,呈角度交截,一种较新的地层同多个较老地层相邻接触,产状不同,地层年代不连续。角度不整合面在工程地质图上不整合面界线与地层界线相交,下部地层界线在上部地层中断,用波浪线“”表示(图6.27、图6.28)。
图6.28 剖面图地层接触关系
(2)岩浆岩侵入体与围岩的接触关系
①侵入接触。在地质图上表现为沉积岩的界线被岩浆岩界线截断(图6.27)。
②沉积接触。在地质图上表现为岩浆岩的界线被沉积岩界线截断(图6.27)。
4.褶皱的表示
褶皱在地质图上主要通过地层的分布规律、年代新老关系和岩层产状综合表示出来。根据地层界线弯曲情况与地形等高线的关系,单斜岩层受地形影响的地层界线弯曲情况与地形等高线有明显的变化规律(V形法则)。褶曲构造的地层界线弯曲情况与地形等高线往往无明显的规律。根据有无褶曲轴线在地形地质图上,背斜构造一般以轴线符号“”表示、向斜构造用符号“”表示;而单斜岩层无褶曲轴线符号。
5.断层的表示
在断层出露位置,在彩色地质图上常用红线、在黑白地质图上用粗黑线符号表示:
代表正断层,长线代表断层出露位置和断层线延伸方向,不带箭头的短线代表断层面的倾向,数字为断层面倾角,双短线为断层的下降盘。
代表逆断层,符号与上同。
代表平移断层,单箭头代表本盘相对滑动的方向,短线代表断层面倾向,度数表示断层面的倾角。
6.不良地质现象在工程地质图上的表现
在工程地质图上要圈定崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等不良地质现象范围,并用相应的符号、编号表示(图6.29)。
图6.29 滑坡的地形地质图
(三)阅读分析地质图-读图步骤
①比例尺。各类地质图都有一定的精度,从比例尺大小可以看出,比例尺越大,内容越详细,地质现象表达得就越清楚。同时,也可以根据比例尺,计算该图区的面积。(www.daowen.com)
②图例。平面图、剖面图、柱状图的地层图例(符号、颜色、线条等)都是一致的,此外,还有构造图例(包括产状、褶皱、断裂)、地貌、自然地质作用的图例(滑坡、岩溶)等。
③地貌。了解地形起伏,山川、河流水系的分布等,并结合分析第四纪地层的分布。
④地层分布和岩性。区内出现的地层时代、岩性、产状等。
⑤构造。断层、褶皱的类型、规模、分布和性质,本区的构造线走向。
⑥不良地质。滑坡、崩塌、岩溶等。
⑦地史分析。
⑧评价。根据图内表现的地质条件,可对建筑物场地的工程地质条件进行初步评价,并可提出进一步勘察工作的意见。
(四)地质剖面图的绘制
1.水平岩层地质剖面图的绘制方法与步骤
①选择剖面线。
②确定剖面制图比例尺。
③切制地形线。
④投绘地质界线。
⑤标注花纹、代号。
⑥整饰图件。
2.倾斜岩层地质剖面图的绘制
在倾斜岩层地区地质图上切制地质剖面图,其作图方法大体上与水平岩层地区地质剖面图的切制方法相同,但应注意以下4个方面的问题:
①选择剖面线之前要仔细阅读和分析地质图,了解图幅内各地层的时代、层序、产状、分布及其与地形起伏和分布的关系。剖面线方向应尽可能垂直区域地层走向,且通过所有地层及地层起伏最大地段。剖面选好后需在地质图上注明位置和编号。
②地质剖面图的比例尺一般要与地形图相同,如需放大,则水平比例尺也一致放大,避免歪曲剖面地形和岩层倾角。在特殊情况下,也可只放大垂直比例尺,但要变换岩层倾角。
③当剖面线方向与岩层走向垂直或基本垂直时,剖面图上的岩层界线按真倾角绘制。若剖面线方向与岩层走向不垂直,两者所夹锐角小于80°时,剖面图上岩层界线应按视倾角绘制。
④在地质剖面图上用规定的图例将不整合明确表示出来。此外,在画角度不整合构造时,要先画不整合面以上岩层,后画不整合面以下岩层(图6.30)。
3.褶皱地区地质剖面图的绘制
根据褶皱地区地质图切制地质剖面图的步骤和方法,与切制水平岩层及倾斜岩层地质剖面图基本相同,但需注意以下3个方面的问题:
(1)分析图区地形和构造特征
作图前应仔细阅读地质图,分析图幅内组成褶皱构造的地层,褶皱的展布方向和形态特征,次级构造、断层及岩浆活动情况,以及构造、岩性与地形起伏的关系等问题,做到心中有数。
图6.30 剖面图的绘制
(2)选择剖面线
剖面线尽可能垂直皱褶轴线方向,并通过全褶皱构造主要褶皱构造。
(3)具体绘制方法
在条件不同的情况下,褶皱地区地质剖面图的作图方法也不相同。
①当地质图上无地形等高线且褶皱岩层的厚度及产状无详细记载时,在这种情况下,地质剖面图的作图方法如下:
a.假定地面水平,则地形剖面线可用水平线代替。
b.在地质图上选择一层出露次数最多的地层,并以它在地质图上的最小露头宽度作为其地层的厚度。
c.在地质剖面图上,以所选地层上层面与剖面线的交点为圆心,以它在地质图上的最小露头宽度为半径画弧,从该地层下层面分界点起引此圆弧的切线,则此切线为该地层的下层面界线。用这种方法得出该地层在剖面上所有露头点的底面界线后,再用光滑曲线将该岩层各底面界线连接起来,即画出该地层的褶皱形态。
d.剖面上所切过的其他地层界线露头点,可按照上述褶皱形态依次勾绘出这些地层界线,即绘制出整个地质剖面(图6.31)。
图6.31 褶皱地区地质剖面图的绘制
②当地质图上有地形等高线且岩层厚度及岩层产状均有较详细记载时,地质剖面图的编制方法与水平岩层地区及倾斜岩层地区地质剖面图的编制方法基本相同。在作图时要注意以下4个方面的问题:
a.剖面线切过褶皱岩层,当发现褶曲一翼仅有局部地段的岩层产状不协调时,应在保持岩层厚度不变的情况下,将局部较陡或较缓的岩层向深部加以修改,使之逐步与岩层主要产状一致。
b.当使用的地形地质图比例尺较小时,采用编构法编制地质剖面图。当使用的是大比例尺地形地质图时,可直接根据实际资料或深部的工程控制所取得的确切资料,进行编联地质界线及勾绘褶皱形态(图6.32、图6.33)。
c.在绘制褶曲转折端时,可根据褶曲岩层产状的变化趋势来勾绘。
d.当剖面切过不整合界线时,可在地质剖面图上先画出不整合面以上的构造形态,再画不整合面以下的构造形态,一般角度不整合界线用波浪线表示,平行不整合用虚线表示(图6.34)。
图3.32 局部岩层产状的修正
图3.33 用编构法编制地质剖面图
图6.34 褶皱构造剖面图的绘制
1—泥岩;2—泥岩;3—泥灰岩;4—灰岩;5—页岩;6—砂岩
(五)地层综合柱状图的绘制
1.地层柱状图简介
按一定比例尺和图例,将工作区地层自下而上(即从老到新)把各地层的岩性、厚度、接触关系等现象,用柱状图表的方式表示出来的图件,称为地层柱状图或柱状剖面图(图6.35)。地层柱状图可分为一般地层柱状图和综合地层柱状图两类。
图6.35 地层柱状图
(1)一般地层柱状图
一般地层柱状图习惯上简称为地层柱状图。它是一种原始地质图件,是根据一口钻井或一条地层剖面所确定的地层层序、地层厚度、岩性特征等资料编制的。编制时应注意以下事项:
①应严格反映地层的生成顺序,在地层柱状图上严格按上新下老的顺序,按时代逐层绘制。
②按比例尺要求在图上厚度达1 mm的岩层,原则上均应反映出来;对矿层、标志层或具有其他重要意义的岩层,即使在图上其厚度小于1 mm,也应适当夸大给予表示,对于重要性不大、岩性相仿的岩层,可适当进行归并,对一些岩性单一、厚度极大的岩层,可用省略符号适当缩短其在柱状图上的长度(图6.37第1层所示)。
③在柱状图上,地层的接触关系必须用规定的符号清楚地表示出来。国际统一规定以“”表示整合接触,“”表示假整合接触和“”表示不整合接触。
④地层剖面中如果有岩浆岩时,岩体与围岩的接触关系及岩浆活动的时代等,是否应反映出来,可视情况而定,如任务是研究地层,且没有影响地层的厚度时则可以不表示;在钻孔柱状图等图件中,必须表示。
(2)综合地层柱状图
综合地层柱状图是一种综合性图件。它是根据整个工作地区若干个钻井或若干条地层剖面资料,经过综合整理后而编制成的,是工作区内地层、岩性特征、厚度变化、岩相、古生物的变化等情况的总结,是区域地质资料的重要组成部分。这种图件有助于对该区地壳运动、岩浆活动及地质发展史的恢复。
综合地层柱状图的绘制方法与一般地层柱状图的绘制方法基本相同,但其各项内容均有综合色彩,故编图时除上述外,还需注意以下问题:
①在柱状图上,不仅要表明各地层的基本岩性、岩相特征,而且要在文字中阐明其变化;对水文地质情况、含矿性等,应设专栏描述。
②除在地层厚度栏内标注平均厚度外,不需注明最大和最小厚度,反映区内厚度的变化范围;在岩性描述时还应阐明各地层厚度在空间的变化情况与变化规律。
③在化石一栏中要详细列出确定地层时代的主要化石名称。
④必须用规定符号将区内出露的岩浆岩体,绘画在柱状图相应的位置上。
2.地层柱状图的格式
地层柱状图应包括地层年代、地层名称、代号,柱状图(地层柱或岩性柱)、地层厚度、地层分层号、岩性描述等项目。另外,根据图幅类型、工作目的、任务的不同,还可列出地层分布、化石名称、水文地质、工程地质等栏目。柱状图内的表格各栏目的宽度应按内容多少而定。地层柱的宽度一般为2~3 cm,若地层厚度大时可适当加宽。分层号一栏应自下而上统一编号。综合地层柱状图的格式,如图6.36所示。
3.编制综合地层柱状图的方法与步骤
(1)整理该区地层资料
地层资料可通过搜集或实测获得。研究地层层位、厚度、岩性特征及其变化,做好并层和统一进行编号等工作。
(2)选取比例尺
根据工作的精度和地层总厚度,选择适当的比例尺。再按工作任务定出应表示的内容栏目,设计表格宽度,画好图框、表格纵线和图头。
(3)柱状图长度确定
据地层总厚度按比例尺截取柱状图的长度,再从上至下或从下至上,逐层按累加厚度进行分层,并标注各单层厚度。此时,应考虑到需省略、夸大与合并等地层的位置。如果柱状图顶层为厚度较小的地层时(如第四系),为填写地层单位,可在该层上方适当地留空,如图6.36第19层所示。
在编绘图件的过程中,要求做到内容准确、布局合理、线条清楚、字体工整、图面清洁美观。
(4)接触关系确定
用规定符号在柱状图上表示各地层的接触关系。
图6.36 沙岗地区地层综合柱状图
(5)花纹图案
用规定的花纹与符号(图6.37)在柱状图上逐层填注其岩性与化石。标注岩浆岩时应注意侵入岩与喷出岩有所不同,前者按其产状绘于相应地层的边缘,而后者则与一般地层接触关系画法相同。
(6)标注与描述
标注地层单位、地层名称、地层代号、岩性描述等栏目。岩性描述一栏要求简要地描述岩石特征,包括颜色、层厚、岩石名称、结构、构造、化石、矿产等。
(7)其他
标注图名与比例尺,置于图框正上方。在图框右下方绘制责任表,注明资料来源、编图者姓名和编图日期等。在图框左下方绘制工区位置图并表示各剖面位置。
图6.37 常见的岩性花纹与符号
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