华东交通大学土木工程地质2009实验三构造实验.doc

实验三 构造实验 ??????? 认识褶皱、断层、节理的主要特征。 一、目的要求 初步学会利用地质罗盘仪测量方向、坡度及岩层产状；并掌握其记录方法。 通过观察不同产状的岩层、褶皱、断层、地层接触关系等模型及在平面、纵剖面、横剖面上的特征，达到建立地质构造的时空概念。 二、预习要点 预习岩层产状要素、褶皱与断层的要素及其分类；地层接触关系的类型；本实验内容与方法。 三、实验用品 ??????? 地质罗盘仪及下列各种地质构造模型、标本。 岩层产状要素及三种基本岩层产状的模型。 褶皱要素及各类褶皱模型。 断层要素及各类断层模型。 几种地层接触关系模型。 四、实验内容与方法 1 、测量岩层产状要素 ⑴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。 ①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3-1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，以便灵活地摆动。 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。在0°和180°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。 必须注意：方位角刻度盘为逆时针方向标注。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。 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3-2 方位角刻度盘 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面处于水平状态。 瞄准器 包括接目和接物觇板、反光镜中的细丝及其下方的透明小孔，是用来瞄准测量目的物（地形和地物）的。 ② 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（δ）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±δ。如图3-3 A表示δ东偏30°，且测线所测的角亦为NE30°时，则A=30°+30°=NE60°；图3-3 B表示δ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3-3 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，指北针所指的度数即为所测目标的方位角。 图3-3A 磁偏角东偏示意图 图3-3B 磁偏角西偏示意图 图3-3C罗盘仪测量目的物的方位 ⑵ 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3-4 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