室內實習四地質圖的閱讀及剖面圖繪製

2022-09-27 11:45:02 字數 4645 閱讀 4371

一、實驗的目的與要求

學會從地質圖上確定岩層產狀要素的方法。

了解水平、直立、傾斜岩層在地質圖上的特徵。

學習水平、直立、傾斜岩層分布區地質剖面圖的作法。

了解褶皺、斷裂、不整合構造和侵入體在地質圖上的表示方法。

掌握真、視傾角的換算方法及應用。

在逐步熟悉地質構造地質圖的基礎上學習各種地質構造剖面圖的編制。

掌握綜合性地質圖的閱讀分析方法。

二、實習知識點

岩層產狀要素的定義及其表示方法。

地層年代、岩層產狀等地質條件的表示方法。

各種地質構造和有關地質剖面的內容。

與各種地質構造有關的常用圖例。

地質圖閱讀分析部分的內容。

三、地質圖、剖面圖的基本內容

地質圖是以確定年代的岩層露頭按一定比例尺垂直投影在地形圖上,並標註岩層的產狀、構造現象及物理地質現象等。

不同目的的地質圖,反映的內容可以不同,但任何一幅地質圖都要具備圖名、比例尺、圖例等,還應有繪圖單位、人員日期等。

地質剖面圖按工程需要或按地質構造線的垂直方向在地質圖上切割而得,採用的水平比例尺及垂直比例尺可以一致或不同,地質剖面圖中岩層的產狀必須按剖面線與岩層走向,以及水平垂直比例尺的關係進行換算後繪製。

四、實習內容、方法與注意事項

1、已知地層層面(頂或底)的地質分界線,在地質圖上確定岩層的產狀要素。

2、不同傾斜程度的岩層在地質圖上的特徵。

1) 水平岩層。

岩層的層面基本上是水平的,在沒有發生倒轉的情況下,水平岩層具有如下特徵:時代較新的岩層疊置在較老的岩層之上,如果岩層只遭受了輕微的剝蝕,則地面上只出露最上部的一套新岩層。隨著地面遭受切割程度的加劇,下部的岩層逐漸暴露於溝谷等地形低窪處,新岩層則分布於山頂或分水嶺地帶。

即時代越老的岩層,出露的高程越低,時代越新的岩層,出露的高程越高;在地質圖上,地質界線(岩層層面在地表的出露線)平行或重合地形等高線,彼此互不相交。在溝谷中,地質分界線呈「v」字形,其轉折端指向溝谷上游。在山丘上,地質分界線呈同心環狀圍繞著山頂。

在斜坡上,岩層分界線呈條帶狀展布。水平岩層在地質圖上出露的特徵(如圖1所示)是:

地質界線與地形等高線平行或重合;

老岩層出露在地形低處,新岩層分布在高處;

岩層出露寬度取決於岩層厚度和地面坡度;

岩層的厚度是其頂、底面間的高差。

2) 傾斜岩層。

原來呈水平狀態的岩層,如受到地殼運動的影響產生傾斜,則可形成傾斜岩層,在一定範圍內,如一系列岩層大致平行向乙個方向傾斜,就是單斜岩層:在地質圖上,傾斜岩層露頭分布形態決定於岩層產狀、地形及二者間的關係。地質分界線與地形等高線呈相交的曲線延伸。

當傾斜岩層穿越溝谷或山脊時,地質界線均呈「v」字形態。根據岩層傾向、傾角和地形坡向、坡度間的不同組合,有以下三種情況。

當岩層傾向與地面坡向相反時,地質分界線與地形等高線呈相同方向彎曲,且地質界線的彎曲度總是比地形等高線的彎曲度要小,也就是說,地質界線的形態更為開闊(在溝谷中「v」字形露頭線的尖端指向溝谷的上游;穿越山脊時,「v」字形露頭線的尖端指向山脊的下坡)。

當岩層傾向與地面坡向相同、且岩層傾角大於地面坡角時,在地質圖上,地質分界線與地形等高線呈相反方向彎曲(地質分界線的「v」字形尖端和地形等高線的突出方向相反,即在溝谷中,地質分界線的「v」字形尖端指向溝谷的下游,在山脊上,則指向山脊的上坡)。

當岩層傾向與地面坡向相同,且岩層傾角小於地面坡角時,地質分界線與地形等高線也是呈相同方向彎曲(在溝谷中,地質分界線的「v」字形尖端指向溝谷上游;在山脊上,「v」字形尖端指向山脊的下坡)。但地質界線的彎曲度明顯地大於地形等高線的彎曲程度。

3) 直立岩層。

直立岩層(傾角為90°或近於90°的岩層)在地表的出露情況完全不受地形的影響,其地質分界線在地質圖上是一條直線,只有當直立岩層的走向發生改變時,其地質分界線在平面圖上才有相應的轉折或彎曲。

3、各種地質構造在地質圖上的特徵

1) 褶皺構造在地質圖上的特徵

褶皺構造的基本形態為背斜和向斜。由於風化剝蝕作用,使具有背斜和向斜構造的岩層在地面上常呈條帶狀分布。背斜從核部到兩側,岩層從老到新,對稱重複出露;向斜從核部到兩側,岩層從新到老,亦對稱重複出露。

從地質圖上分析褶皺構造時,首先要從所附圖例或地層柱狀圖了解圖區出露地層的層序關係,概括了解新老地層分布特徵,初步分析地形條件和地形對岩層露頭形態、寬度的影響,在此基礎上,再在橫穿地層總體延伸方向上觀察地層新老分布是否有對稱重複現象。

若在老地層兩側,依次對稱地排列著新地層,則可能存在有背斜構造。相反,在新地層兩側,依次對稱排列著老地層,則可能有向斜構造存在。同一序次的褶皺,形成於被其彎曲的最新地層之後的地質年代。

2) 斷裂構造在地質圖上的特徵。

在地質圖上,除用專門符號表示斷層位置及其性狀特徵外,尚可根據地質界線沿走向方向的突然中斷、岩層沿傾向方向呈不對稱重複出露或缺失等現象進行判斷。下面著重分析斷層的性質和形成時代。

斷層性質及型別的確定:斷層在地質圖上的特點同地質界線一樣,符合「v」字形法則。因而可用作圖法求出斷層面的產狀要素。斷層兩盤位移的情況,通常可依照下述方法判定:

對於與地層走向基本平行的斷層(即走向斷層或縱斷層),一般是地層較老的一盤是上公升盤。但當斷層傾向與岩層傾向一致且斷層傾角小於岩層傾角,或地層倒轉時,則與上述情況相反,新地層分布在上公升盤。對於與地層走向基本垂直的斷層(即傾向斷層或橫斷層),以及與地層走向斜交、傾角小於90°的斷層,當其切過兩翼地層層序正常的褶皺時,背斜核部地層出露較寬、向斜核部地層出露較窄的一盤為上公升盤。

反之,背斜核部地層出露較窄或向斜核部出露較寬的一盤為下降盤。而平移斷層則兩盤核部地層出露寬度基本一致。

傾斜岩層中的橫斷層,當斷距較大時,在地質圖上往往形成同一地質界線在斷層兩側有一定錯距。這種現象既可以是由斷層兩盤間的垂直位移所形成,也可以是由斷層兩盤間的水平位移所形成。若係前者,則岩層界線向該岩層傾向方向移動的一盤為相對上公升盤。

斷層形成時代的確定

斷層總是形成於被其錯斷的最新地層形成之後、上覆不整合面上最老地層形成之前。

當其切割火成岩體或其他地質構造時,被切割者時代較老。

同期的褶皺、斷層、火成岩體,在形成過程中,處於同一應力場,因而具有一定的共生組合規律。

3) 岩層接觸關係在地質圖上的特徵

當乙個地區較長時期處於地殼運動相對穩定的條件下,即沉積盆地不斷緩慢下降,或者雖然處於上公升,但未超出沉積基準面,或地殼的公升降與沉積處於相對平衡,而沉積物一層層的連續堆積,這樣形成的一套岩層,它們之間的接觸關係稱為整合接觸。

如果乙個地區在沉積了一套岩層之後,因受地殼運動影響而公升出水面,沉積作用發生中斷,並在或長或短的時間內遭受剝蝕,然後再次下降接受沉積,這樣乙個過程反映在地質剖面內,表現為先後沉積的兩套地層之間缺失了部分時代的地層,也就是說上下兩套地層在時代上不連續,中間有沉積間斷。這樣的兩套地層之間的接觸關係稱為不整合。沉積間斷面為不整合面。

不整合面在地表的出露線為不整合線。每乙個不整合面都代表著一次強烈的地殼運動。如我國的「燕山運動」,由於火成岩大規模侵入活動,使中生代侏羅紀前後的地層間存在著不整合面。

若兩套地層之間僅僅缺失了一定時代的地層,(即時間上不連續),但其產狀彼此平行,這種接觸關係稱為平行不整合(或稱假整合),它是由於地殼平緩上公升,老岩層在露出水面遭受剝蝕和發生沉積間斷過程中,未經強烈的褶皺,基本上保持了岩層的原始水平狀態,然後再次下降接受新的沉積而形成的。

若上、下兩套地層之間不僅缺失了部分時代的地層(時間上不連續),而且其產狀也彼此不平行(空間上也不連續)、互相交截,這種接觸關係稱為角度不整合(或簡稱不整合)。它的形成過程可以概括為:地殼下降並接受沉積→強烈的地殼運動(褶皺、斷裂,常伴有岩漿活動)使之隆起,繼而遭受剝蝕,形成沉積間斷→再下降接受沉積。

不整合面上覆地層中最老的一層(底層)和下伏地層中最新的地層(頂層)間的時間間隔,就是形成該不整合面的時代。

4、各種地質構造及侵入岩體地區地質剖面圖的編制。

從具有較複雜地質構造的平面地質圖上作圖切地質剖面的方法與傾斜岩層地區地質剖面圖的編制方法相同,但需注意以下幾點。

若旨在反映圖區基本構造特徵時,應盡可能使剖面線垂直於全區總的構造線方向(如褶皺軸向、斷層走向、侵入體延展的長軸方向、地層的走向等),且具有明顯的代表性,但沿建築物軸線作剖面時,不受此限制。

填繪地質條件時,除地層界限點外,平面圖上剖面線與褶皺構造軸線、斷層線、不整合線、侵入岩體邊緣和分界線相交的點均需投影到剖面地形輪廓線上。而且要按各種地質構造形成的先後順序,相互切割、穿插、掩蓋關係,分別予以填繪。一般的程式是先繪不整合面和斷層面,其次繪侵入岩體,最後繪出褶皺和各種產狀的地層。

當剖面切過不整合接觸的地層時,先繪不整合面以上的地層和構造,然後再繪不整合面以下的地層和構造。

當剖面切過斷層時,要先按斷層產狀繪出斷層線,然後再繪其他地質界線。由於斷層上下兩盤間的地質界線已經斷移,所以不能直接通過斷層,而需要考慮公升降盤及斷距的大小,恰當的予以反映。斷層下盤未露出的地層,可以根據鄰近地區的地層及厚度合理填繪。

在剖面上填繪侵入岩體時,應充分考慮其野外產狀形態:如果是岩牆,則其邊線近於垂直;如果是岩基、巖株,則其與圍岩的接觸線往往不是平整的直線,而呈複雜的形態。繪製兩種或兩種以上不同時代的侵入岩時,應當是新岩體穿插老岩體。

在剖面圖上填繪褶皺構造時,應從褶皺核部開始,再繪兩翼。如果剖面切過的地點未註明岩層產狀,可根據褶皺同翼鄰近層的產狀要素來繪製。但要注意,不能將褶皺一翼的產狀要素越過核部到另一翼去使用。

當剖面線方向與斷層走向、不整合面走向、岩層走向不垂直時,在剖面圖上按換算後的視傾角大小填繪。

5、綜合性工程地質圖的閱讀。

1)了解圖名和比例尺。圖名和比例尺反映了地質圖所表示的基本內容、圖幅的地點、範圍及其精度。

3)地形分析。

4)主要地質構造形態分析。

13地質工程實習報告封面

實習報告學院 地球科學與工程學院 班級 12地質工程 姓名 汪 學號 2012103149 時間 2013年9月26日 目錄前言1 第一章 實習概況2 第一節 實習區概況2 第二節 實習目的 任務3 第二章 區域地層4 第一節 震旦系4 第二節 寒武系6 第三節 奧陶系9 第四節 石炭系和二疊系10...

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