实测剖面的室内工作包括当日室内整理和阶段性整理工作。
当日室内整理工作 是指核对当日在剖面测制中所获得的原始记录、表格、标本样品等资料是否一致,并对标本、样品进行必要的清理、编录和登记。
阶段性整理工作 是指剖面测制的野外工作结束后的室内工作。其工作内容包括整理、编录、包装标本样品;对需要作分析鉴定的则要填好送样清单及时外送鉴定;根据剖面测制过程中采集的各种原始资料计算数据(如平距、高差、真厚度、假倾角等);分析研究剖面岩性及其变化特征,对野外分层进行适当调整,划分对比地层,确定其时代归属,建立地层系统;选定各种分层标志或标志层;确定基本地质界线和填图单位;编制实测剖面图和实测地层柱状图。
(一)实测剖面地质资料的整理
1.并层
野外分层往往较细,在室内制图时要根据填图比例尺的精度要求和图面负担将野外分层进行适当归并。并层时应将各分层的描述加以整理与简化。
2.鉴定化石
对野外采集的古生物化石标本,参考化石手册和其他文献进行鉴定,初步定出属、种名称,以便确定地层的时代。
3.划分地层
根据实测剖面各分层的岩性古生物特征等,划分出岩石地层单位,并予以命名。命名应遵照《中国地层指南及中国地层指南说明书》的规定进行。
4.地层对比
在一个地区进行填图前,常需要实测几条剖面,在各剖面进行地层划分的基础上,必须依据岩性、沉积旋回、接触关系和古生物等特征进行地层对比工作,并与邻区地层进行对比,建立起地层的空间概念,掌握地层的横向变化,使地层划分更加合理,然后根据古生物群落资料,确定各地层的相对地质年代,建立区域地层系统。
5.确定填图的单位
在研究前人地层资料和工作区剖面资料的基础上,根据填图比例尺的精度要求来确定填图单位。它的确定直接关系到今后填图工作的质量,须慎重考虑。
(1)填图单位的一般特征:同一填图单位有一定的岩性组合特征。它既可由单一岩性岩层构成,又可以复杂的岩层组合(沉积旋回)构成;同一填图单位应具有明显的识别标志,如岩石的颜色、成分、结构构造、区域变质特征、古生物组合特征、特殊地貌标志等。在同一填图单位内部,岩层间不能出现沉积间断。
(2)填图单位的精度要求:不同比例尺的区域地质填图对填图单位的要求是不相同的。如1:250万国土大调查,其填图单位一般划分到组(或阶),难以划分时,可分到统(或相当于统的群)。第四系划分成因类型,条件许可时可划分至统。在1:5万或更大比例尺地质填图时,其填图单位一般划分到组,只有对区域地层研究有必要和可能时才划分到段或并组为群。为了在地质图上较详细具体地表现正式岩石地层单位中的局部标志层、特殊岩性层、透镜体、岩舌(楔)、滑塌沉积、礁滩沉积、含矿层、某些化石富集层等,一般可作为非正式岩石地层单位填绘。具特殊指相意义的古生物遗迹和沉积岩相标志,亦应视需要适当进行填绘。第四系应划分成因类型。在一般情况下,一个填图单位在地质图上的最小宽度不得小于1mm,过小的地层单位可适当合并。对重要的含矿层、标志层等即使宽度小于1mm,也应单独作为填图单位,放大绘制到地质图上。
6.确定标志层
标志层是指岩层厚度不大、分布范围较广、层位稳定(横向变化小)、岩性或所含化石特征较明显的岩层。如富含化石的灰岩、坚硬的石英砂岩、硅质岩、硅化灰岩及特殊的夹层——凝灰岩、盐类夹层和矿层等。
在野外确定标志层时应注意,它既可作为划分地层或填图单位的标志,又能形象地反映工作区构造形态的变化。
(二)实测剖面岩层厚度计算
1.基本数据的计算
(1)平距(ac)公式:ac=ab·cosβ
(2)高差(bc)公式:bc=ab·sinβ
式中:ab为斜距,β为坡角。
(3)岩层厚度(h)的计算:在实测剖面中,当导线斜交岩层走向时,计算岩层厚度应使用如下公式:
h=L(sinα·coβs·sinγ±cosα·sinβ)
若当导线垂直岩层走向测量时,其计算公式:
h=L-cosα
式中:L为斜距;α为岩层倾角;β为地形坡角;γ为导线与岩层走向间夹角;当地面坡向与岩层倾向相反时用“+”号,相同时用“﹣”号。
上述几项参数,除h以外,均属野外填写在剖面数据计算表中的数值(表3-2)。
2.计算器计算岩层厚度
现用CASIOFX-180P计数器编程计算岩层厚度(以下内容,MODE、0、4 等表示计算器上的不同按键)操作步骤如下:
按MODE 4显现DEG,表现指定以“°”为角度单位。按MODE 0 显现LRN和P1P2,表示允许写入程序状态。按MODE0 P1显现P1,表示指定所写入(或读出)的程序写在(或读出)P1程序组。
输入以下程序,其中程序中的10、30、40、45、120分别代表斜距、坡角、倾角、方位角和倾向。输入程序时逐一按如下键:
区域地质调查工作方法
数字显示5.3,按MODE·
需要继续计算,可先按P1键,接着按顺序输入数据即可得出岩层厚度。如:20ETN 0ENT 40EN 9T0ENT 92 ENT,显示:12.8。
若要层的累积厚度,则按MR 键,显示41.4为累计厚度。以此类推,直至计算出整个剖面的分层厚度和累积厚度。
3.剖面计算表
为使计算有条不紊的进行,计算前需将相关参数数据填入表内,按表中顺序进行,这样不易出现混乱,也便于检查验证(表3-2)。
(三)实测剖面图的绘制
实测地质剖面图是在地形剖面上表示地质体产出状态和地质构造形态的一种图件。实测地质剖面的成图方法有总导线投影法、分段投影法和展开法。本书仅介绍总导线投影法。
总导线投影法的优点是便于导线平面图和实测平面图的对比,作图简便。在分导线变化不大的前提下,生产单位多采用此法。
实测剖面图的绘制的缺点是地形被歪曲而变陡,剖面上岩层厚度多为视厚度。
实测地质剖面图按下列步骤方法完成:
1.导线平面图的绘制
(1)实测剖面总方位。求剖面总方位方法有两种:①作图法:在厘米纸(透明厘米纸上方为北)上的左侧任取一点0,按0—1导线的方位角,从0点作一射线,在射线上按比例截取0—1 平距的线段(用直尺量取,下同);再以点1为原点,又根据1—2导线的方位角(用器角器量取,下同)作一射线,按比例在射线上截取1—2平距的线段,以此类推,直到剖面终点。将0点与终点作一连线,此连线的方位,就是剖面的总方向。②计算法:求出各分导线方位的平均值,作为总导线方位。
(2)导线平面图。以上述2种方法之一求出的总导线方位作为厘米纸的横坐标(水平基线).将野外实测的各分导线水平距绘出导线平面图,并把各种地质要素,标定在相应的位置上。事实上它相当于一幅路线地质图。
表3-2 实测剖面计算表
(引自选卢元等,1987)
需要说明的是从理论上讲,导线平面图上的起点0与终点应在同一水平线上。但是,若直接画图(作图产生误差),这两点一般不易在同一水平线上。而采用透明纸作图法就能消除这种误差,因图是在透明厘米纸上作的,只需将此图上的起点0到终点的连线与导线平面图上选取的基线重合,并将此图上各分导线的端点,用针刺于导线平面图上,再在导线平面图上将各针刺点绘出就消除了作图误差的影响(图3-2,3-3)。
图3-2 实测地层剖面图
(据卢选元,1987,有修改)
2.地形剖面图的绘制
地形剖面图又称自然剖面图,它反映出实测剖面线上自然的地形起伏状态,必须作在导线平面图的正下方,其长度与总导线长度一致。
具体作法如下:①在导线平面图正下方依据实测剖面起点高程作一剖面基线(通常比剖面最低点略低且必须与总导线平行)并作出与比例尺相适应的竖直比例尺高程(图3-2,3-3左侧);②将分导线起点的高程和其他分导线的累积高程,一一沿厘米纸的纵坐标方向投影到相应的高程上并参照实测地形草图绘出地形剖面图(图3-2,3-3)。
3.地质剖面图的绘制
在地形剖面图上标绘地质内容便构成地质剖面图。
具体作法如下:
(1)将导线平面图上各分层界线以及各类地质体界线(点),沿厘米纸纵坐标垂直投影至地形剖面线上(垂直投影);
(2)根据各产状要素画出相应的地层界面和地质体界面(如断层面、不整合面、岩脉);特别提示:当分导线与岩层走向(含其他构造面走向)夹角小于80°时,必须将真倾角换算成视倾角后再画相应界面;在画各类界面时,应依次画断层面、不整合面、岩层界面等。
(3)按1:5万区域地质调查图例图示中规定的符号、岩性花纹(附录Ⅲ)将岩性、产状、化石、标本位置及其编号、层号、导线号、地质点号等,整齐地表示在剖面图内(图3-2,3-3)。
图3-3 实测地层剖面图格式
(4)整饰图件时标明剖面图名、比例尺、方位、地名、剖面起点坐标及高程、图例和图签(图3-2)。强调如下:①剖面线上方应标出地名,各种工作量类型及编号;②剖面线下方应指出分层界线及分层编号及组、段的代号;画组界面的长度要比画段界面要长出1c m,画段界面长度要比画层界面要长出1cm 或0.5cm,这样作出的剖面图,具有层次感、美观大方;③在剖面图右上方须标出剖面起点坐标。
(四)实测剖面柱状图的编制
实测剖面柱状图是一种用花纹、符号和文字来表明实测剖面各岩层的新老顺序、岩性特征、古生物特征、岩层厚度、接触关系等状况的图件。
1.实测剖面柱状图的内容
实测剖面柱状图中的内容包括地层系统、地层名称和代号、岩性柱、岩层厚度、岩性描述及化石、矿产、备注等栏目,备注栏中常记录水文地质或地貌等情况(图3-4)。
图3-4 实测剖面地层柱状图格式
2.编制方法
制图关键是按比例尺在设计好的图框内,画出岩性柱内容。具体做法是:首先将剖面各分层的厚度累计,按比例尺计算出岩性柱的总长度,然后按比例画出各分层面的接触关系和相应的岩性花纹,对化石、矿体须用相应符号,标示在岩性柱中,最后填写地质年代、岩性描述、矿产、备注各栏相关内容,写上图名、比例尺和图例等(图3-4)。
值得指出:①如果厚度很大、岩性又单一时,可用省略符号截短表示;②分层最小厚度一般规定为该图比例尺1m m所代表的厚度,若小于1mm 厚度的内容要并层表示,对特殊的矿层或标志层允许夸大表示。