第三章第三章基本构造基本构造要素及其产状测定要素及其产状测定 构造地质学：主要研究对象是变形构造构造地质学：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何要素可分为面状要素和线状要素第一节第一节 基本构造要素及其产状基本构造要素及其产状 面状构造：可以用平面表示产状的构造面状构造：可以用平面表示产状的构造 如岩层、断层等如岩层、断层等面状构造产状要素：面状构造产状要素：1.走向（走向（trend, strike)：：面状构造与水平面的交线面状构造与水平面的交线2.表示方法：表示方法： 360º方法方法或第或第1、、4象限象限, 如如30º 或或N30ºE，，330º或或N30ºW 2. 倾向（倾向（dip)：倾斜平面上与：倾斜平面上与 走向线垂直的线叫倾斜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。
下倾斜的方位 表示方法：同走向表示方法：同走向3. 倾角（倾角（dip (dipping) angle）：倾斜线与其在水平面）：倾斜线与其在水平面 上投影的夹角上投影的夹角 表示方法：表示方法：0～～90º 面状构造产状的数字表示方法：面状构造产状的数字表示方法：1) 倾向倾向∠∠倾角，如倾角，如135º∠∠ 35º;2) 走向，倾向倾角，如走向，倾向倾角，如N45ºE，，S35ºE; 3) 走向走向/倾向倾向∠∠倾角，如倾角，如45º/SE∠∠35°面状构造产状在地质图上的表示面状构造产状在地质图上的表示 The foliations (beddings) trend (strike) N 30ºE and dip southeastwards with a dipping angle of 60º.The foliations (beddings) trend (strike) N 30ºE and dip to (toward) southeast with a dipping angle of 60º.The foliations (beddings) have a trend (strike) of N 30ºE and a southeastward dip with a dipping angle of 60º.The foliations (beddings) have a trend (strike) of N 30ºE and dip southeastward with a dipping angle of 60º. 线状构造：可以用直线表示产状的构造，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如线理、褶皱的枢纽和断层面擦痕等线状构造产状要素：线状构造产状要素：1. 独立的产状要素：独立的产状要素： 倾伏向（倾伏向（plunge）：倾斜直线在水平面的投影线所）：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倾伏角：倾斜直线与其水平投影线间所夹之锐角 表示方法：表示方法：顷伏向顷伏向∠∠顷伏角，顷伏角，如如135º∠∠ 35º 2. 与面状要素共存的线状要素：与面状要素共存的线状要素：侧伏角（侧伏角（pitch）：当线状构造包含在某一倾斜平面内）：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。
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（用四象限表示方法：面状要素产状，侧伏角侧伏向（用四象限 表示）表示）如面理产状为如面理产状为135º∠∠ 35º，，线理北东侧伏线理北东侧伏35º（（度）度） 线状要素在地质图中的表示方法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：截面的走向视倾向：截面的走向 视倾角：面状构造与截面视倾角：面状构造与截面 交线与视倾向交线与视倾向 的夹角的夹角真倾角与视倾角间的关系：真倾角与视倾角间的关系：tgββ= cos ωωtgα 第二节第二节 构造要素的极射投影构造要素的极射投影吴氏网吴氏网施密特网施密特网 一、极射赤平投影的原理一、极射赤平投影的原理球面投影与极射赤平投影球面投影与极射赤平投影直线和平面的投影直线和平面的投影过球心的倾斜直线（过球心的倾斜直线（AB））的球面及极射赤平投影的球面及极射赤平投影过球心的倾斜平面的球面过球心的倾斜平面的球面及极射赤平投影及极射赤平投影 小小 圆圆 投投 影影不过球心的平面的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（施密特网） 等面积投影网等面积投影网及其原理及其原理 二、极射赤平投影的应用二、极射赤平投影的应用 2.2.平面的投影及其产状的读取（倾向和走向）平面的投影及其产状的读取（倾向和走向） 3.3.面状要素极点（法线）的投影面状要素极点（法线）的投影 （根据面的真产状求任一方向的视产状）（根据面的真产状求任一方向的视产状） 5.5.两线确定平面（根据视产状求真产状）两线确定平面（根据视产状求真产状） 6.6.已知面产状及线的侧伏角，求线的产状已知面产状及线的侧伏角，求线的产状 实习一实习一1. 1. 投影求包含直线投影求包含直线258258º∠40∠40º及及4242º∠62∠62º的平面的的平面的 产状。
产状2. 2. 已知铁矿层产状为已知铁矿层产状为154154º∠40∠40º，求下列各方向，求下列各方向 剖面上的视倾角：剖面上的视倾角：8080º、、330330º3. 3. 在公路转弯处的两陡壁上，测得板状含金石英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脉的视倾斜线产状分别为l20l20º∠ 16∠ 16º和和 227 227º∠ 22∠ 22º，求该板状含金石英脉的真产状求该板状含金石英脉的真产状4. 4. 求平面求平面245245º∠30∠30º和和145145º∠48∠48º的交线产状的交线产状5. 5. 求平面求平面335335º∠30∠30º和和235235º∠48∠48º的夹角及夹角平的夹角及夹角平 分线的产状分线的产状 三、投影的旋转操作三、投影的旋转操作例：例：2525º∠40∠40º的线；顺时针旋转的线；顺时针旋转4040º 例：例：220220º∠30∠30º的线，绕的线，绕N10N10ºW W轴顺时针旋转轴顺时针旋转3030º 例：例：210210º∠40∠40º面绕一面绕一260260º∠30∠30º的轴逆时针旋转的轴逆时针旋转4040º 四、钻孔资料的产状投影四、钻孔资料的产状投影 钻孔轴线产状钻孔轴线产状210º∠62∠62º，，φφ＝＝3030º（顺时针），（顺时针），μμ＝＝3030º。
层面向南层面向南东倾斜 2. 利用不定向岩芯求产状利用不定向岩芯求产状不定向岩芯的产状圆锥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个直立非定向岩芯确定岩层产状两直立钻孔（两直立钻孔（A、、B）在）在N70ºE方向上相距方向上相距400m，，A钻孔在钻孔在200m深处切穿某一地层，而钻孔深处切穿某一地层，而钻孔B在在300m处遇到同一地层，处遇到同一地层，地层与钻孔轴线成地层与钻孔轴线成40º夹角，求地层可能的产状夹角，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两个不平行倾斜非定向岩芯确定岩层产状 两倾斜不定向钻孔在走向两倾斜不定向钻孔在走向N20ºW上相距上相距100m，，NW第一个钻第一个钻孔轴线产状为孔轴线产状为30º∠50∠50º，并在，并在25m处遇一层面，处遇一层面，μμ＝＝4848º；第二；第二钻孔产状为钻孔产状为 220º∠54∠54º，在，在45m处遇同一层面，处遇同一层面，μμ＝＝5454º求层面产状 两倾斜不定向钻孔在走两倾斜不定向钻孔在走向向N20ºW上相距上相距100m，，NW第一个钻孔轴线产状第一个钻孔轴线产状为为30º∠50∠50º，并在，并在25m处遇处遇一层面，一层面，μμ＝＝4848º；第二钻；第二钻孔产状为孔产状为 220º∠54∠54º，在，在45m处遇同一层面，处遇同一层面，μμ＝＝5555º。
求层面产状求层面产状 315º∠29∠29º，，μ=39μ=39º193º∠51∠51º，，μ=41μ=41º 55º∠46∠46º，，μ=51μ=51º 实习二实习二 利用下列钻孔资料求岩层产状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单个定向岩芯确定岩层产状轴线产状220220º∠40∠40º，，φφ＝＝2020º （顺时针），（顺时针），μμ＝＝3030º 层面向南东倾斜层面向南东倾斜2. 一钻孔轴线产状一钻孔轴线产状35º∠60∠60º，在，在30m处遇一层面，处遇一层面，μμ＝＝6262º 其西其西50m为一直立钻孔，在为一直立钻孔，在15m处遇同一层面，处遇同一层面，μμ＝＝4545º3. 钻孔钻孔 钻孔轴线产状钻孔轴线产状 μμ A A 90º∠50∠50º 45 45º B B 298º∠58∠58º 8585º C C 200º∠40∠40º 50 50º 第三节第三节岩层产状及岩层产状及地质界线的平面投影特征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。
断层）的产状与地形的关系地质图成图原理地质图成图原理 一、水平岩层一、水平岩层层面近水平的岩层层面近水平的岩层倾角倾角0 0～～5 5度度地形图－等高线地形图－等高线 水平岩层在地形图中水平岩层在地形图中的表现特征为其层面的表现特征为其层面界线与等高线平行界线与等高线平行W (宽度宽度) = t (厚度厚度) / tg ß(坡度坡度)地层一般向上变新地层一般向上变新 二、直立岩层二、直立岩层层面近直立的岩层，倾角层面近直立的岩层，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向的变化，宽度的变化反映厚度的变化 三、倾斜岩层三、倾斜岩层 倾斜岩层的水平投影特征：倾斜岩层的水平投影特征：V V字形法则字形法则相反相反相同相同；；相同相同相同相同；；相同相同相反相反地层倾向与地形坡度方向地层倾向与地形坡度方向地质界线与等高线的弯曲方向地质界线与等高线的弯曲方向 相反相同：地层倾向与地形坡度方向相反相反相同：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，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于地形坡度地质界线与等高线弯曲方向相反 相反相反相同相同：地质界线曲率小：地质界线曲率小相同相同相同相同：地质界线曲率大：地质界线曲率大 岩层倾角小于地形坡度岩层倾角小于地形坡度相同相同相反相反：岩层倾角大于地：岩层倾角大于地 形坡度形坡度 第四节第四节 岩层产状及厚度的测定岩层产状及厚度的测定及地质图的编绘及地质图的编绘一、根据地质图等高线求产状一、根据地质图等高线求产状1）根据）根据V字形法则确定大致倾向，字形法则确定大致倾向，2）连接走向线，确定走向及倾向，）连接走向线，确定走向及倾向，3）确定高程差，及水平距离，）确定高程差，及水平距离，4）确定倾角。
确定倾角 二、三点法求岩层产状二、三点法求岩层产状1）在网格纸上作三点（）在网格纸上作三点（A、、B、、C）的投影）的投影2）确定）确定A-B和和A-C的高程差的高程差3）在）在A-C上截取点上截取点D，， 使使A-D:A-C=A-B高程差高程差:A-C高程差高程差4））B-D即为走向线即为走向线5）根据前方法求取走向、倾向和倾角根据前方法求取走向、倾向和倾角 三、岩层厚度的野外测量三、岩层厚度的野外测量h = Lsin (α±β)h = Lsin (α±β)ββββαααα h = Lcosβsinγcosβsinγ(sinα±cosαtgβ’sinα±cosαtgβ’)γγβ’β’βααABCDβ’β’ 四、地质图上求厚岩层度四、地质图上求厚岩层度h = Lsin (α-β)h = Lsin (α-β)(α-β)(α-β)ββαααα 五、根据岩层产状编制地质图五、根据岩层产状编制地质图 编制地质图（地质填图）是地质研究的最基编制地质图（地质填图）是地质研究的最基本方法之一本方法之一原原则则：：根根据据有有限限测测量量点点的的岩岩层层等等产产状状，，利利用用几几何何作作图图法法将将地地质质界界线线勾勾绘绘到到地地形形图图上上－－形形成成地地质质图。
图 步骤：步骤： 1））根根据据走走向向的的定定义义，，岩岩层层在在同同一一高高度度上上沿沿走走向向出出露露根根据据测测量量点点产产状状过过测测量量点点作作走走向向线线，，测测量量点点及及走走向向线线与与测测量量点点所所在在等等高高线线的的其其他他交交点点均均为为岩岩层的出露点层的出露点 2））根根据据岩岩层层产产状状和和等等高高线线高高程程差差，，确确定定岩岩层层与与相相邻邻等等高高线线相相交的水平距离，即放线距交的水平距离，即放线距3））根根据据放放线线距距作作走走向向线线平平行行线线，，其其与与相相邻邻等等高高线线的的交交点点即即岩岩层层在相邻高度上的出露点在相邻高度上的出露点 4）依此类推，作出岩层在每一等高线的出露点依此类推，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，）作图顺序：先构造界限，如断层和不整合等，再作地层（岩层）界限再作地层（岩层）界限 测制倾斜岩层地区的剖面图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）选定剖面位置（一般选取与地层走向垂直的方向）2.绘制地形剖面绘制地形剖面。
1) 将产状点和地层界限点投到地形剖面上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根据产状作地层界限剖面图3) 标出时代符号和岩性花纹标出时代符号和岩性花纹断层－不整合－地层断层－不整合－地层 实习实习 4读倾斜岩层和不整合接触地质图并做剖面图读倾斜岩层和不整合接触地质图并做剖面图（实习教材第（实习教材第40页）页）实习实习5. 编制地质图编制地质图（实习教材第（实习教材第42页）页）实习实习3. 用间接法测定岩层产状要素用间接法测定岩层产状要素（实习教材第（实习教材第38页）页） 。