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1、地质罗盘测量岩层产状要素测量岩层产状要素测量的工具地质罗盘仪一般的地质测量,如测量目的物的方位、岩层空间位置、山的坡度等,均用地质罗盘仪.这是地质工作者必须掌握的工具.地质罗盘仪式样较多,但其原理和构造大体相同.地质罗盘仪的基本构造一般都由磁针、磁针制动器、刻度盘、测斜器、水准器和瞄准器等几部分组成,并安装在一非磁性物质的底盘上如图5-1.图5-1地质罗盘仪构造图1反光镜；2瞄准觇板3磁针；4水平刻度盘；5垂直刻度盘；6测斜指示针或悬锤；7长方形水准器；8圆形水准器；9磁针制动器；10顶针；11杠杆；12玻璃盖；13罗盘底盘磁针为一两端尖的磁性钢针,其中心放置在底盘中央轴的顶针上,以便灵活地摆
2、动.由于我国位于北半球,磁针两端所受地磁场吸引力不等,产生磁倾角.为使磁针处于平衡状态,在磁针的南端绕上若干圈铜丝,用来调节磁针的重心位置,亦可以此来区分指南和指北针.磁针制动器是在支撑磁针的轴下端套着的一个自由环,此环与制动小螺纽以杠杆相连,可使磁针离开转轴顶针并固结起来,以便保护顶针和旋转轴不受磨损,保持仪器的灵敏性,延长罗盘的使用寿命.刻度盘分内下和外上两圈,内圈为垂直刻度盘,专作测量倾角和坡度角之用,以中心位置为0,分别向两侧每隔10一记,直至90.外圈为水平刻度盘,其刻度方式有两种,即方位角和象限角,随不同罗盘而异,方位角刻度盘是从0开始,逆时针方向每隔10一记,直至360.在0和1
3、80处分别标注N和S表示北和南；90和270处分别标注E和W表示东和西如图所示.象限角刻度盘与它不同之处是S、N两端均记作0,E和W处均记作90,即刻度盘上分成090的四个象限.必须注意：方位角刻度盘为逆时针方向标注.两种刻度盘所标注的东、西方向与实地相反,其目的是为了测量时能直接读出磁方位角和磁象限角,因测量时磁针相对不动,移动的却是罗盘底盘.当底盘向东移,相当于磁针向西偏,故刻度盘逆时针方向标记东西方向与实地相反所测得读数即所求.在具体工作中,为区别所读数值是方位角或象限角,可按下述方法区分：如图A与B的测线位置相同,在方位角刻度盘上读作285、记作NW285或记作285,在象限角刻度盘上
4、读作北偏西75,记作N75W.如果两者均在第一象限内,例如50,而后者记作N50E以示区别图5-2 A、B,表51.测斜指针或悬锤是测斜器的重要组成部分,它放在底盘上,测量时指针或悬锤尖端所指垂直刻度盘的度数即为倾角或坡度角的值.图5-2A 方位角刻度盘图5-2B 象限角刻度盘表51 象限角与方位角之间关系换算表象限方位角度数象限角与方位角A之关系象限名称 090=A NE象限 90180=180ASE象限 180270=A180SW象限 270360=360ANW象限水准器罗盘上通常有圆形和管形两个水准器,圆形者固定在底盘上,管状者固定在测斜器上,当气泡居中时,分别表示罗盘底盘和罗盘含长边的
5、面处于水平状态.但如果测斜器是摆动式的悬锥,则没有管状水准器.瞄准器包括接目和接物觇板、反光镜中的细丝与其下方的透明小孔,是用来瞄准测量目的物地形和地物的.地质罗盘仪的使用方法在使用前需作磁偏角的校正,因为地磁的南、北两极与地理的南、北两极位置不完全相符,即磁子午线与地理子午线不重合,两者间夹角称磁偏角.地球上各点的磁偏角均定期计算,并公布以备查用.当地球上某点磁北方向偏于正北方向的东边时,称东偏记为+；偏于西边时,称西偏记为.如果某点磁偏角为已知,则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A=A磁.如图5-3 A表示东偏30,且测线所测的角亦为NE30时,则A=30+30=NE60；图5-
6、3 B表示西偏20,测线所测角为SE110,则A=110-20=90.为工作上方便,可以根据上述原理进行磁偏角校正,磁偏角偏东时,转动罗盘外壁的刻度螺丝,使水平刻度盘顺时针方向转动一磁偏角值则可若西偏时则逆时针方向转动.经校正后的罗盘,所测读数即为正确的方位.在对方向或目的物方位进行测量时即测定目的物与测者两点所连直线的方位角.方位角是指从子午线顺时针方向至测线的夹角如图5-3 C所示.首先放松磁针制动小螺纽,打开对物觇板并指向所测目标,即用罗盘的北N端对着目的物,南S端靠近自己进行瞄准.使目的物、对物觇板小孔、盖玻璃上的细丝三者连成一直线,同时使圆形水准器的气泡居中,待磁针静止时,指北针所指
7、的度数即为所测目标的方位角.图5-3A 磁偏角东偏示意图图5-3B 磁偏角西偏示意图图5-3C罗盘仪测量目的物的方位岩层产状要素的测定岩层的空间位置决定于其产状要素,岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角见图5-4.图5-4 岩层产状要素极其测量方法岩层走向的测量岩层走向是岩层层面与水平面相交线的方位,测量时将罗盘长边的底棱紧靠岩层层面,当圆形水准器气泡居中时读指北或指南针所指度数即所求因走向线是一直线,其方向可两边延伸,故读南、北针均可.岩层倾向的测量岩层倾向是指岩层向下最大倾斜方向线真倾向线在水平面上投影的方位.测量时将罗盘北端指向岩层向下倾斜的方向,以南端短棱靠着岩层层面,当圆形水准器气
8、泡居中时,读指北针所指度数即所求.岩层倾角的测量岩层倾角是指层面与假想水平面间的最大夹角,称真倾角.真倾角可沿层面真倾斜线测量求得,若沿其他倾斜线测得的倾角均较真倾角小,称为视倾角.测量时将罗盘侧立,使罗盘长边紧靠层面,并用右手中指拨动底盘外之活动扳手,同时沿层面移动罗盘,当管状水准器气泡居中时,测斜指针所指最大度数即岩层的真倾角.若测斜器是悬锤式的罗盘,方法与上基本相同,不同之处是右手中指按着底盘外的按纽,悬锤则自由摆动,当达最大值时松开中指,悬锤固定所指的读数即岩层的真倾角.岩层产状的记录方法如用方位角罗盘测量,测得某地层走向是330、倾向为240、倾角为50,记做330/SW50,或记做
9、24050即只记倾向与倾角即可.如果用方位角罗盘测量但要用象限角记录时,则需把方位角换算成象限角,再作记录.如上述地层产状其走向应为=360330=30,倾向=240180=60.其产状记作N30W/SW50,或直接记作S60W50则可.在地质图或平面图上标注产状要素时,需用符号和倾角表示.首先找出实测点在图上的位置,在该点按所测岩层走向的方位画一小段直线4mm表示走向,再按岩层倾向方位,在该线段中点作短垂线2mm表示倾向,然后,将倾角数值标注在该符号的右下方.二目的物方位的测量是测定目的物与测者间的相对位置关系,也就是测定目的物的方位角.测量时放松制动螺丝,使对物觇板指向测物,即使罗盘北端对
10、着目的物,南端靠着自己,进行瞄准,使目的物,对物觇板小孔,盖玻璃上的细丝,对目觇板小孔等连在一直线上,同时使底盘水准器水泡居中,待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角.若用测量的对物觇板对着测者进行瞄准时,指北针读数表示测者位于测物的什么方向,此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向,与前者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒,故影响测物与测者的相对位置.为了避免时而读指北针,时而读指南针,产生混淆,放应以对物觇板指着所求方向恒读指北针,此时所得读数即所求测物之方位角.三岩层产状要素的测量岩层的空间位置决定于其产状要素,岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角.
11、测量岩层产状是野外地质工作的最基本的工作方法之一,必须熟练掌握.1. 岩层走向的测定岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水平线的延伸方向.测量时将罗盘长边与层面紧贴,然后转动罗盘,使底盘水准器的水泡居中,读出指针所指刻度即为岩层之走向.因为走向是代表一条直线的方向,它可以两边延伸,指南针或指北针所读数正是该直线之两端延伸方向,如NE30度与SW210度均可代表该岩层之走向.2.岩层倾向的测定图412 岩层产状与其测量方法岩层倾向是指岩层向下最大倾斜方向线在水平面上的投影,恒与岩层走向垂直.测量时,将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向,罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘,使底盘水准器水
12、泡居中,读指北针所指刻度即为岩层的倾向.假若在岩层顶面上进行测量有因难,也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向,罗盘北端紧靠底面,读指北针即可,假若测量底面时读指北针受障碍时,则用罗盘南端紧靠岩层底面,读指南针亦可.测量岩层倾向暂可不学3岩层倾角的测定岩层倾角是岩层层面与假想水平面间的最大夹角,即真倾角,它是沿着岩层的真倾斜方向测量得到的,沿其它方向所测得的倾角是视倾角.视倾角恒小于真倾角,也就是说岩层层面上的真倾斜线与水平面的夹角为真倾角,层面上视倾斜线与水平面之夹角为视倾角.野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要它恒与走向垂直,此外可用小石子使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动,测量时将罗盘直立,并以长边靠着岩层的真倾斜线,沿着层面左右移动罗盘,并用中指搬动罗盘底部之活动扳手,使测斜水准器水泡居中,读出悬锥中尖所指此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜方向. /
