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地质剖面(geologic cross section,geological section)又称地质断面,是沿某一方向,显示地表或一定深度内地质构造情况的实际(或推断)切面。地质剖面又分实测地质剖面和路线地质剖面或随手地质剖面。

简介

地质剖面(geologic cross section,geological section)又称地质断面,是沿某一方向,显示地表或一定深度内地质构造情况的实际(或推断)切面。地质剖面又分实测地质剖面和路线地质剖面或随手地质剖面。地质剖面同地表的交线,称地质剖面线(geological profile)。表示地质剖面的图件,称地质剖面图。地质剖面是研究地层、岩体和构造的基础资料。根据剖面资料划分填图单位,是地质填图工作的前提。测制地质剖面,是地质调查工作的重要方法之一。根据不同岩类特征可分别测制地层剖面、火山—构造剖面、花岗岩单元超单元剖面、矿区(或矿床、矿体)剖面等。

测制剖面的目的

剖面测制是区域地质和矿区地质测量工作中的基础工作,一般放在地质填图工作的初始阶段即设计阶段进行,个别放在后期阶段进行,应依测区实际情况而定,按需要补测一定数量的剖面。
地质普查区域地质调查中的地质剖面可分为:
(一)地层剖面:其目的是通过研究岩石物质及矿物成分、结构构造、古生物特征及组合关系、含矿性、标准层、沉积建造、地层组合、变质程度等。建立地层层序、查清厚度及其变化,接触关系,确定填图单位
(二)构造剖面:是着重研究区内地层及岩石在外力作用下产生的形变,如褶皱、断裂、节理劈理、糜棱岩带(韧剪带)的特征、类型、规模、产状、力学性质和序次、组合及复合关系。对研究区域构造的剖面,要通过主干构造及典型的构造单元。
(三)侵入岩剖面:主要是研究侵入岩的矿物成分、含量及组合、结构构造、含矿性、同化混染、接触蚀变作用、原生及次生构造、侵入体与围岩的接触关系、岩相变化特征、侵入期次、时代及侵入体与成矿的关系。确定侵入体中单元划分。
(四)第四系剖面:研究第四纪沉积物的特征、成因类型及含矿性,时代,地层厚度及变化特征、新构运动及其表现形式。
(五)火山岩剖面:研究火山岩的岩性特征、与上、下地层的接触关系、火山岩中沉积夹层的建造、生物特征;火山岩的喷出旋廻、喷发韵律,火山岩的原生构造次生构造,确定火山岩的喷发形式、火山机构和构造。
矿区勘探线剖面:分铅直剖面和水平剖面,此处仅指铅直剖面。在布设勘探剖面时,要照顾到整个矿床的各个地段,或兼顾相邻矿床。剖面线垂直矿体(床)走向线,间距一般与勘探网度一致。勘探线剖面主要反映矿体与围岩之间的界线,矿体中各种矿石自然类型和工业品级的界线,各种岩石之间的界线,各种构造界线;矿体的数量、分布、形状、大小、产状、厚度、矿石的自然类型和工业品级;构造控制和构造破坏等。剖面上标出探矿工程的种类、数量、位置、取样资料,从而可反映出勘探工作的工程控制程度、矿体圈定的合理程度、各地段的储量级别

剖面选择和布置原则

地层剖面选择

应选在地层发育完整、基岩露头良好、构造简单、变质程度浅的地段。若露头不好或因构造影响,致使地层不全、界线不清时,可测制补充性的小辅助剖面。

剖面布置原则

应基本垂直区域地层走向。地质构造复杂地区,剖面线方向和地层走向夹角不小于60度。若地层产状平缓,其剖面宜布置在地形陡坡处。

测制剖面的基本方法和要求

1、剖面踏勘

在剖面线基本选定之后,应沿线进行踏勘。了解露头连续状况、构造形态、岩性特征、地层组合、侵入岩的分布、种类、岩性岩相变化、接触关系、初步了解地层单元及填图单元的划分位置、化石层位、重要样品采集地点等。在此基础上确定总导线方位、剖面测制中导线通过的具体部位,需平移的地段和必须工程揭露的地区,以及工作中的住地和各住站的时间。

2、剖面测制人员分工

野外工作一般需要5-8人。人员大致分工为:
地质观察、分层兼记录1人
作自然剖面、掌平面图(航片)1人
前测手兼填记录表1人
后测手兼标本采集1人
若人员充足时,记录和样品采集均可由专人负责。若测制古生物地层剖面,最好古生物鉴定人员参加,变质岩地层剖面最好岩矿鉴定人员参加,以指导化石、薄片的采集工作。

3、比例尺选择及精度要求

1.剖面比例尺:根据剖面所要研究的内容、目的、岩性复杂程度等,精度要求诊实际情况具体对待。一般情况下比例尺为1/500~1/10000。
2.剖面上分层精度的要求:原则上在相应比例尺图面上达1毫米的单位(厚度)均需表示。但一些重要或具特殊意义的地质体,如标志层、化石层、含矿层、火山岩中的沉积夹层等,其厚度在图上虽不足1毫米,也应放大到1毫米表示,并在文字记录中说明。分层间距按斜距丈量。
3.剖面的平移:剖面通过区如遇有大片覆盖、天然障碍或因构造破坏造成测制意义不大的地段,则需要平移。平移应依一定的标志层或实测的顺层追索为准。一般平移距离不大于500米,否则应分开另行测制剖面。

4、剖面的具体施测

1.地形剖面线的测量:有仪器法和半仪法两种,仪器法有测量人员负责测制;半仪器法由地质人员测制,以罗盘测量导线方位和坡度,以皮尺或测绳丈量斜距。注意将皮尺或测绳尽量拉紧。方向和坡角要用前、后测手测量的平均值,且要求两人测量数据差值不能过大。
2.将测量数据和分层位置及时记入剖面记录表,并表示在平面上,二者相互对照互相吻合。
3.根据剖面测制的目的,按需要配合以物探、化探工作。
4.剖面上样品采集工作:应根据剖面研究的目的,系统采集岩石薄片样、各类标本、岩石化学、人工重砂、古生物样等。特别注意矿化地段样品的采集,严防漏矿现象发生。
5.沿剖面线用定地质点的方法控制剖面起点、终点、转折点、重要地质界线、接触关系、构造关键部位和矿化有利的地段等。地质点和分层号、化石及主要样品应用红漆在实地标记,并准确标绘在图上。
6.居民点、河流、地形制高点、主要地物及探矿工程等,应适当标注于平面图和剖面图上。
7.在剖面通过部位,遇到有意义的地质现象应画素描图或拍照地质照片,并在记录上记明地点、时间和要说明的内容、遇到构造、特别是可说明大褶皱构造的次级褶皱构造,应在小构造具体出现位置的剖面图上方,用特写方式附上小构造形态特征特征素描图。

5、剖面图的绘制

剖面图的绘制常用的有展开法和投影法两种。到导线方位比较稳定多用展开法,当导线方位多变、转折较多时宜用投影发法。
1.展开法:展开法是将各次所拉的不同方向的导线按其水平长度移成统一方向的直线,也就是说将不同方向导线沿线观察的地质现象。当成是整个在一条统一直线剖面线上的观测。
具体方法是据斜距和坡角(±°)把各段导线园滑连接而成。在导线方向与地层走向不完全垂直(交角小于75°)时,需要将直倾角换算成视倾角在剖面上表示。次法宜用于导线方位变化不大。比较稳定的情况下。该法比较简单,便于在野外绘制,缺点是将转折的导线展开,在剖面图上夸大了地质体的实际宽度,以至歪曲了地质构造的实际形态。因而地层厚度只能用公式计算求得。在作剖面中,每次导线方位应在剖面上方予以表示。剖面下的展开导线没有多少意义,成图中可不表示。
2.投影法:首先绘出导线平面图,并把各地质要素标绘到相应的位置上,构成路线地质图。投影基线方位与总导线方向(剖面总方位)一致。将地层沿走向延长到投影基线上,形成各地质要素与投影基线的交点,再将各交点垂直投影到与投影基线相平行的剖面图上,即为剖面上各地质素的界线点。地形线是将各导线点位投影到基线上,再以基线的某已知高程据各导线点的累计高程勾绘而成,此法有人称作二次投影法。
采用地层厚度换算公式计算
D=L(Sinα·Cosβ·Sinr±Cosα·Sinβ)
式中:D-岩层直厚度
L-斜坡距
α-岩层直倾角
β-地层坡度角
r-剖面线与地层走向的夹角
地形坡向与岩层倾向相反时用+相同时用-
地层厚度应分层计算。比例尺小于1∶1000的剖面,分层厚度取整数,大小1∶1000的剖面,厚度数值取小数点后一位。
地层厚度计算时应注意的问题:
(1)产状的有效控制距离要求在野外施测过程中,根据实际情况加以确定,以便室内计算厚度用。
(2)脉岩的剔除:一般情况下,在图上出露宽度<1毫米的脉岩不必剔除其影响厚度;超过1毫米时,则应剔去,采用岩脉两侧分别代表的厚度。若某一地段岩脉虽小,但很发育,且对此地段地层厚度影响较大,可依据岩脉在地层中含量比(线统计法:岩脉厚度与整个统计线段长度的比值),按比率求地层厚度。
(3)同一向、背斜中,地层厚度采用地层较发育的一翼进行计算(柱状图中可表示岩性相变或说明厚度的变化,不可采用两翼岩层中较大厚度的单层建立柱状图)。
4.地层真倾角换算为视倾角
剖面图中,地层走向与剖面线方向不垂直时,在剖面图上地层产状以视倾角表示,见倾角换算表(表Ⅲ-2)。其产状数字表示仍为真倾向、倾角。
5.实测剖面图中表示的主要内容
(1)导线平面图表示内容:导线、导线点、地质点、产状(可选择表示)、地质界线、地层代号、含矿层、断层、主要地物等。
导线长度以平距表示。
(2)剖面上表示内容:岩性(以花纹表示)、产状(花纹表示视倾角,下方数字表示真产状)、地质点、导线点、样品代号、层号及地层代号、断层褶皱、居民点及山峰水系名称等,在剖面上方按需要附构造特写素描图。分层界线可适当划长。产状指引线应指在量取产状的实际位置处。
(3)剖面图必须和投影基线相平行。
(4)剖面图摆法:剖面的左端应为西、北西、南西、南。相应在右端为东、南东、北东、北。
(5)如剖面径平移,则导线平面图上按平移方向、距离另作起点。而剖面图仅按两点的高差决定起点的标高,水平方向酌情断开1-2厘米,以作图方便互不重叠为原则。
(6)如剖面测制中并进行有电、磁测量、伽玛测量等工作,若种类少,或仅一种,可在剖面图上部作曲线图表示,为了减轻图面负担,这些曲线图可另作图表示,但图中地质剖面图应互相一致。

6、剖面地质小结

1.前言
(1)剖面测制的目的
(2)剖面线位置、方向、坐标、长度、测制方法。
(3)工作起始、完成日期、工作单位及主要工作人员。
(4)完成主要工作量:剖面长度、工程工作量、标本××件、样品××件。
2.地质成果
(1)简述剖面测制区的区域构造部位及地层、构造特征。
(2)依不同时代,由老到新分别对剖面所见地层进行叙述。
每一时代中地层可按地层组合单元总述其组合特征,再按不同岩性层详述其岩性、颜色、矿物成分、结构构造等岩石岩性特征,应详细述明岩层之间的关系,特别是不整合接触关系。
(3)岩浆岩及脉岩的描述。
(4)构造:断裂构造褶皱构造
分别描述其类型、性质、规模、形态特征、断层对地层连续性的影响,控矿产构造特征。
(5)矿产:对矿产应详述。
(6)新进展、新发现和新见解。
3.存在问题
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