基本构造及产状要素.ppt

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1 1.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2 2.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：360方法方法或第或第1、4象限象限,如如30 或或N30E，330或或N30W3 3.2.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：0904 4.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135 35;2)走向，倾向倾角，如走向，倾向倾角，如N45E，S35E;3)走向走向/倾向倾向倾角，如倾角，如45/SE35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5 5.The foliations(beddings)trend(strike)N 30E and dip southeastwards with a dipping angle of 60.The foliations(beddings)trend(strike)N 30E and dip to(toward)southeast with a dipping angle of 60.The foliations(beddings)have a trend(strike)of N 30E and a southeastward dip with a dipping angle of 60.The foliations(beddings)have a trend(strike)of N 30E and dip southeastward with a dipping angle of 60.6 6.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135 357 7.2.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135 35，线理北东侧伏线理北东侧伏35（度）度）8 8.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35359 9.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：tg=cos tg1010.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1111.一、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1212.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1313.1414.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1515.1616.等面积投影网（施密特网）等面积投影网（施密特网）1717.等面积投影网等面积投影网及其原理及其原理1818.二、极射赤平投影的应用二、极射赤平投影的应用1.1.直线的投影及其产状的读取直线的投影及其产状的读取1919.2.2.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）2020.3.3.面状要素极点（法线）的投影面状要素极点（法线）的投影2121.4.4.面交线产状面交线产状（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）2222.5.5.两线确定平面（根据视产状求真产状）两线确定平面（根据视产状求真产状）2323.6.6.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2424.7.7.两线夹角两线夹角2525.8.8.两面夹角及夹角中分线的产状两面夹角及夹角中分线的产状2626.9.9.面线夹角面线夹角2727.实习一实习一1.1.投影求包含直线投影求包含直线2582584040及及42426262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1541544040，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：8080、330330。3.3.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l20l20 16 16和和 227 227 22 22，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2452453030和和1451454848的交线产状。的交线产状。5.5.求平面求平面3353353030和和2352354848的夹角及夹角平的夹角及夹角平 分线的产状。分线的产状。2828.三、投影的旋转操作三、投影的旋转操作1.1.绕铅直轴旋转绕铅直轴旋转例：例：25254040的线；顺时针旋转的线；顺时针旋转40402929.2.2.绕水平轴旋转绕水平轴旋转例：例：2202203030的线，绕的线，绕N10N10W W轴顺时针旋转轴顺时针旋转30303030.3.3.绕倾斜轴旋转绕倾斜轴旋转例：例：2102104040面绕一面绕一2602603030的轴逆时针旋转的轴逆时针旋转40403131.四、钻孔资料的产状投影四、钻孔资料的产状投影1.1.定向钻孔资料的应用定向钻孔资料的应用 钻孔轴线产状钻孔轴线产状2106262，3030（顺时针），（顺时针），3030。层面向南层面向南东倾斜。东倾斜。3232.3333.3434.2.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3535.2.1 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N70E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40夹角，求地层可能的产状。夹角，求地层可能的产状。3636.2.2 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N20W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305050，并在，并在25m处遇一层面，处遇一层面，4848；第二；第二钻孔产状为钻孔产状为 2205454，在，在45m处遇同一层面，处遇同一层面，5454。求层。求层面产状。面产状。3737.两倾斜不定向钻孔在走两倾斜不定向钻孔在走向向N20W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305050，并在，并在25m处遇处遇一层面，一层面，4848；第二钻；第二钻孔产状为孔产状为 2205454，在，在45m处遇同一层面，处遇同一层面，5555。求层面产状。求层面产状。3838.3939.4.三个任意不平行非定向岩芯确定岩层产状三个任意不平行非定向岩芯确定岩层产状3152929，=39=391935151，=41=41 554646，=51=514040.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2202204040，2020 （顺时针），（顺时针），3030。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356060，在，在30m处遇一层面，处遇一层面，6262。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，4545。3.钻孔钻孔 钻孔轴线产状钻孔轴线产状 A A 905050 45 45 B B 2985858 8585 C C 2004040 50 504141.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4242.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4343.一、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 05 5度度地形图等高线地形图等高线4444.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(坡度坡度)地层一般向上变新地层一般向上变新4545.二、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8590度。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。4646.三、倾斜岩层三、倾斜岩层4747.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4848.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。4949.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5050.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。5151.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5252.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。5353.二、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。5454.三、岩层厚度的野外测量三、岩层厚度的野外测量h=Lsin()h=Lsin()5555.h=Lcossincossin(sincostgsincostg)ABCD5656.四、地质图上求厚岩层度四、地质图上求厚岩层度h=Lsin(-)h=Lsin(-)(-)(-)5757.五、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。5858.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层的的出露点。出露点。5959.2）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。6060.4）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。6161.6262.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。6363.3.绘制地质剖面绘制地质剖面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6464.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）6565.6666.6767.