水工环地质剖面的实测与成图方法

水工环地质剖面的实测与成图方法队技术质量部2016年3月9日XX地质队2016年专业技术技能内部培训讲座之四讲座提纲一、概述1、基本概念2、目的与任务3、工作内容4、工作思路5、剖面选择原则与要求6、测量方法二、外业工作方法1、施测前的准备工作2、施测过程及注意事项3、现场记录内容三、资料整理与成图1、资料整理2、数据计算3、绘图步骤与注意事项一、概述——基本概念1.地质剖面O又称地质断面，是指沿某个方向显示在一定深度内地质构造情况的实际或推断的切（断）面。地质剖面与地表或某一平面的交线，称地质剖面线。表示地质剖面的图件，称为地质剖面图。ο按与地层产状关系分为：横剖面图（垂直地层走向的地质剖面图）、纵剖面图（平行岩层走向的剖面图）、水平断面图或中断地质图（呈水平方向展布的剖面图）。ο按表示内容分为：地层剖面图、侵入岩剖面图、火山岩剖面图、第四纪地质剖面图、构造剖面图等。ο按精确程度分为实测剖面图、图切剖面图、随手（信手）剖面图等等。一、概述——基本概念剖面图构成要素：图名、比例尺、高程坐标轴、剖面方向、地形线、主要地物、地层线、岩性花纹、地层代号、工作手段与特征参数、颜色、图例及说明等2.实测地质剖面简称实测剖面，是指利用仪器、工具沿选定的野外地质调查路线实地测量、调查，真实客观地描述、记录沿线的地质体和地质现象，最后将结果通过剖面图的方式绘制、体现出来的过程。3.填图单位也称填图单元，是指在地质填图时，根据任务要求和比例尺大小，结合工区的具体情况和实际可能，按野外标志将地层、岩体等划分成详略各不相同的岩性组合或岩性段，以便作为地质图上反映地质特征的基本组成部分。水工环地质工作中，一般利用前人划定的地层作为基岩区的填图单位，以时代和成因组合来确定第四系地区的填图单位。一、概述——基本概念目的了解地层层序、时代、岩性、厚度、接触关系，确定或印证填图单位，制作地质剖面图和地层柱状图。一、概述——目的与任务任务查明地层层序查明地层接触关系查明地层的岩性特征、形成环境查明地层厚度查明地层时代确定或印证填图单位一、概述——工作内容1、确定工作区地层的岩石组合、地层划分、地层层序、岩石变质程度、接触关系及其各地质单元体的厚度变化（对地质单元体的观察与测量）。2、对沉积特征、原生沉积构造、化石和产出状态以及古生物组合特征的观察，分析岩相特征和沉积环境。3、观察地层的变形特征，确定褶皱、断裂、各种新生的面状、线状构造要素的类型、规模、产状及其几何学、运动学、动力学特点，分析其形成序次及其叠加、改造关系。4、研究侵入岩的岩石特征，结构构造特征、捕虏体和析离体在岩体内的分布特征等；观察研究接触变质和交代蚀变作用及含矿性；观察原生和次生构造，划分岩相带；确定岩体产状、与围岩关系、剥蚀程度、侵入期次和形成时期等。5、观察研究第四纪沉积物的性质及其特征、厚度变化、成因、新构造运动及其表现形式。6、研究确定地层的含矿性及其矿产类型；研究确定对工程有不良影响的地层类型及其分布规律。一、概述——工作思路准备阶段明确目的收集资料踏勘定线制定计划准备工具人员组织施测阶段成图阶段布线标记分层描述量测记录取样拍照资料整理数据计算绘制图形一、概述——实测剖面选择原则与要求1、地层出露齐全，剖面具有代表性。也可以选择多段剖面，控制工区的每个地层单元→便于确定地层接触关系和进行地层划分，确定地层时代，同时也便于进行横向对比。2、构造简单，尽量绕过褶皱、断层发育地段。避免地层重复与缺失，可选择褶皱的一翼。3、露头良好、连续、接触关系清楚。→沟谷，自然和人工采掘的坑穴，壕堑和铁路、公路旁侧崖壁等是布置实测剖面线的理想位置。也可考虑平移或挖探槽。4、剖面总方向尽量垂直于地层或主要构造线走向，一般情况下两者的夹角不宜小于60度。5、剖面线尽量少拐弯，以减小测量累积误差。6、剖面通视、穿越条件好。一、概述——实测剖面选择原则与要求第四系剖面：应选择在有侵蚀陡坎、堆积分层清楚、改造微弱的地段；特殊情况下（如研究新构造或活动构造时）应选择有构造扰动迹象的地段。一、概述——实测剖面选择原则与要求7、覆盖处理。当露头不连续，而又找不到更合适的剖面位置时，可布置一些短剖面加以拼接，但须注意拼接的准确性，防止遗漏和重复。必要时还可以考虑布设槽探、井探等山地工程予以揭露。8、剖面成图比例尺。应根据规范要求及施测对象的具体情况而定，以能充分反映其最小地层单位或岩石单位为原则。即剖面上能标定为１mm的单位，均可在实地按相应比例尺所代表的厚度划分出来。常用比例尺为1/500～1/5000。9、实测剖面的数量。一般每个地层单位及不同相带至少应有１－２条代表性实测剖面控制，主要根据区内岩相建造复杂程度，厚度及其变化情况以及前人研究程度等因素来考虑确定。一、概述——实测剖面选择原则与要求10、剖面岩性描述与样品采集。实测剖面时，必须逐层进行岩性描述，同时按项目或规范要求采集水、土、岩样。11、特殊“层位”的处理。在剖面图上小于１mm的，但又具有特殊意义的单层（如化石层、标志层、矿层、岩脉等），可适当放大画在图上，但在记录中应注明实际厚度。12、剖面数据整理。当天工作结束后，全组人员对野外实测工作逐导线、逐层进行校对，使记录本、登记表、平面图、信手剖面图、样品互相吻合，保证不出差错。若查出问题，室内不能解决，可在第二天复查后再开始工作。测制剖面过程中如果碰到疑难的问题，也可全组共同讨论解决。一、概述——测量方法（1）直线法适宜于地形简单、短剖面。（2）导线法适宜于地形复杂、长剖面。1、传统的实测剖面方法2、新技术新方法（1）全站仪（GPS）测量法：利用全站仪、GPS等先进的测量仪器配合进行实测。适宜于有实测地形图或已知测量控制网的项目，如地灾类的单点的勘查项目。（2）数字剖面成图法：中国地质调查局组织研发的数字填图系统RGMAP的数字剖面系统，融合了“3S”技术，实现了剖面数据的采集、计算与成图一体化。一、概述——测量方法数字填图系统(1)用于野外数据采集的掌上计算机（可以是运行PLAMOS或WINDOWSCE的掌上计算机、手持计算机、平板电脑）;(2)GPS（可以是PC插槽接口GPS、夹克GPS或蓝牙GPS）;(3)便携式计算机（CPUPIII以上、内存128M以上、硬盘20G以上）;(3)数码照相机和数码摄相机;(4)数字语音录入笔。数字填图系统硬件组成二、外业工作方法——施测前的准备工作正式实测剖面之前应做好以下工作：1、明确实测剖面的目的和方法。要结合所要开展项目的特点予以落实。2、收集分析前人资料，图上初选剖面线。区域上前人相关地质资料、地形图、前人所测的该剖面或邻近剖面、类比剖面资料的分析研究，初步拟定剖面线。3、现场踏勘，了解剖面基本情况。进行现场踏勘，根据现场情况对拟选剖面线进行调整，并了解岩层的分层厚度、岩性组合规律、地层接触关系、标志层等，可设立标记；根据露头情况布置山地工程。4、做好剖面测制计划。根据踏勘情况制定工作计划：包括比例尺，测制方法、施测顺序、组织分工、工作定额及工作进程计划等。5、人员配置与分工。至少应有两名或以上的专业技术人员，具体详见下表。导线法实测地质剖面人员分工简表如果采用全站仪（GPS)法，那么应将表中的丈量人员改为地形测量人员（1—2人），不分前、后测手。在分层人员的指挥下，地形测量人员利用全站仪或GPS等测量仪器完成剖面地形的测量工作。岗位设置人数（人）主要职责分层人员1对地层进行分层、描述，判断和确定构造形态和位置，测量各种要素产状，丈量各分界点的斜距，协调全组工作，决定导线是否前进。丈量人员前测手1选择导线测点，拉测绳或皮尺，测量导线的方位角、坡度角、导线斜距，将剖面起点、终点标在地形图上后测手1记录人员1进行地质描述，填写各种实测数据绘图人员1根据实测数据，现场绘制平、剖面图的草图。注意标注各种数据和地形的细微变化及其标志物样品采集人员1负责采集各种样品，量读采集位置，对标本进行编号、定名并包装。6、准备好测制剖面用的工具、材料。按人员分工分别准备和携带，以便到野外有条不紊地开展工作。（1）工作图件：地形图或勘查工作平面布置图；（2）观察用的：手持GPS、地质锤、罗盘、放大镜、试剂；（3）丈量用的：测绳或皮尺或测距仪或全站仪或GPS、钢卷尺；（4）记录用的：野外记录簿、实测剖面记录表、厘米纸、铅笔、橡皮、量角器、三角板、红色油漆（喷漆）、照相机，或数字填图用掌上机；（5）采样用的：记号笔、包装纸、标签、样品袋。二、外业工作方法——施测前的准备工作二、外业工作方法——施测过程及注意事项1、展布剖面，布线除障。将准备阶段确定的剖面展布到施测现场，视地形变化布设分导线，标记每条导线端点（导线点），并对沿线妨碍地层识别的覆盖层利用探槽予以剥离。注意事项：（1）全组人员分工协同完成。（2）所有分导线应尽量沿同一方向，并垂直主要地层走向或主要构造线方向。尽量减少导线转折，总导线方向要保持与主要地层（或主要构造）走向垂直。（3）导线点应布置在地形起伏变化处，同一导线之内的地形坡度要基本稳定。以剖面起点为0开始逐点编号，相连两个导线点编号构成导线号，如0-1、1-2、2-3、……注意：导线点不一定是地层分界点，但要尽量将二者统一。（4）对重要地质现象不清楚地段，可沿地层某一界面走向平移导线后测制，平移距离控制在20～30m以内。导线平移时，一定要沿地层某界面走向平移。（5）分导线长度不能超出所用工具的最大测量范围，否则，要增设分导线。01234总导线分导线2、分层标注，记录描述。由分层人员对导线所经过的地层进行描述、划分、编号、量测产状，绘图人员用红色油漆标注剖面的代号（起、止点附近标注）、起点、终点、分界点、分层界线、层号，记录人员逐层进行地质描述的记录。注意事项：（1）分层人员由剖面测制经验、相关专业知识较全面的人员担任，也可以全组人员共同讨论进行分层；（2）垂向上任何内部基本连续的宏观岩性及组合的差异都可以作为分层标志：①宏观岩性：岩类、颜色、厚度........；②岩性组合：单一岩性层、复合层、旋回层、韵律层、含矿层；③化石宏观组合：化石类别宏观差异、个体形态、保存状况、分布状态、排列方位和遗迹化石；④沉积构造：层理或组合类型、波痕、冲蚀痕、沟槽模、泥裂、鸟眼构造等；⑤接触关系：各种接触界面、不同岩性层间界面、层序界面、冲刷或侵蚀界面、侵入界面、蚀变带、构造面或带等。二、外业工作方法——施测过程及注意事项01①②③④⑤分层斜距分层编号分层界线3、实测参数，记录无误。此项工作由丈量人员在导线布设和分层标记的基础上完成。（1）测量导线方位角、斜距、坡角。由丈量人员从0-1导线开始测量，将每一条导线的方位角、斜距、坡角报记录人员，对存在分层的同一条导线，丈量人员还要把每个分层段的方位角、斜距、坡角报记录人员。注意事项：①前后测手的身高基本相同，或保证二人测量时测绳（或皮尺）、罗盘（或目标）等离地高度一致，读数要相互校正，二者读数在误差范围内，否则要重测。二、外业工作方法——施测过程及注意事项②前测手位于每一导线的终点，后测手位于同一导线的起点，相向站立测量。③终点选择以尽量放长测绳，沿剖面方位至地形拐点变化处或分层界线处，保证前、后测手间可通视为原则。④每导线前进方向的方位角，二人误差应≤3°，结果取其读数的平均值。⑤剖面前进方向每一导线的坡度角，二人误差应≤2°，上坡为仰角记“+”，下坡为俯角记“-”，结果取二者读数的平均值。1、从0-1导线开始测量，后测手站0位，前测手站1位，其他导线类推。2、二者相向站立，测量时测量工具（与目标）距地面的高度要一致。3、二者读数误差控制：θ≤3°，β≤2°。01234Ｌ（斜距）θ（导线方位角）βＬθβ(坡角)测手导线导线点地质罗盘的结构外盒校正钥匙螺丝松紧改针罗盘校正钥匙：用来松紧螺丝，调整磁偏角；螺丝松紧改针：用来调整连接活页的螺丝和螺帽的松紧度。地质罗盘在实测剖面中的运用地质罗盘的结构底座顶盖顶盖：可以用来保护磁针和玻璃，同时有瞄准功能。底座：主要的测量部件都放置于其中。地质罗盘在实测剖面