把各種巖層和地質(zhì)構造按照一定的比例投影在平面上,并用規定的顏色和符號來(lái)表示的圖件,就是地質(zhì)圖。
從地質(zhì)圖上可以全面了解一個(gè)地區的地層順序及時(shí)代、巖性特征、地質(zhì)構造(褶皺、斷層等)、礦產(chǎn)分布、區域地質(zhì)特征等內容。因此地質(zhì)圖是指導生產(chǎn)實(shí)踐,進(jìn)行區域地質(zhì)、地理、自然環(huán)境研究的重要資料。
一般所說(shuō)的地質(zhì)圖是指平面圖,但也往往制成地質(zhì)剖面圖(實(shí)測或從平面圖上按指定方向繪制),以便更清楚地反映地下地質(zhì)情況。
根據生產(chǎn)或研究的需要,還可以制成專(zhuān)題的地質(zhì)圖,如水文地質(zhì)圖、工程地質(zhì)圖、第四紀地質(zhì)圖、巖相-古地理圖、礦產(chǎn)分布圖、構造綱要圖、大地構造圖等。
一、不同巖層產(chǎn)狀在地質(zhì)圖上的表現
巖層的產(chǎn)狀包括三種情況,水平的、傾斜的、直立的;地形也有不同情況,平坦的、起伏的、溝谷縱橫的。由于巖層產(chǎn)狀不同、地形起伏不同,巖層在地面或反映在地質(zhì)圖上的形狀也不一樣。
(一)水平巖層
1.如果地形平坦,又未經(jīng)河流切割,在地面上只能看見(jiàn)最新的巖層的頂面,表現在地質(zhì)圖上只有一種巖層。如華北平原,在地面上只能看見(jiàn)松散沉積物的最上面的一層。
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2.如果平坦地面經(jīng)過(guò)河流下切,或者地面起伏很大,可以看到下面較老的巖層,其在地質(zhì)圖上的特點(diǎn)是:
(1)巖層界線(xiàn)與等高線(xiàn)平行或重合;
(2)同一巖層在不同地點(diǎn)的出露標高相同;
(3)巖層的厚度等于頂面和底面的高度差。
(二)直立巖層
除巖層走向有變化外,巖層界線(xiàn)在地質(zhì)圖上按巖層走向呈直線(xiàn)延伸,不受地形任何影響。
(三)傾斜巖層
1.如果地形平坦,在地質(zhì)圖上巖層界線(xiàn)按其走向呈直線(xiàn)延伸。
2.如果地形有較大起伏(比方有山有谷),在地質(zhì)圖上巖層界線(xiàn)與等高線(xiàn)斜交,在溝谷和山脊處常常形成“V”字形彎曲,稱(chēng)“V”字形法則。其彎曲程度與巖層傾角的大小和地形坡度的大小有關(guān),即巖層傾角越小,V字形越緊閉;傾角越大,V字形越開(kāi)闊。地形起伏越大,彎曲形狀越復雜;地形越平坦,彎曲度越小,甚至近于直線(xiàn)。傾斜巖層的露頭形狀與地形起伏的關(guān)系如下:
(1)巖層傾向與溝谷坡向相反,V字形尖端指向上游,但V字形彎曲度大于等高線(xiàn)的彎曲度;
(2)巖層傾向與溝谷坡向相同,而巖層傾角大于溝谷坡度,V字形尖端指向下游;
(3)巖層傾向與溝谷坡向相同,而巖層傾角與溝谷坡度一致,在溝谷兩側巖層露頭互相平行;
(4)巖層傾向與溝谷坡向相同,而巖層傾角小于溝谷坡度,V字形尖端指向上游,但V字形彎曲度小于等高線(xiàn)的彎曲度。
上述V字形規律都是指在溝谷中巖層的露頭形狀;若在傾斜的山脊山梁或山坡等處,巖層的V字形尖端指向與在溝谷中的正好相反。
對于初學(xué)者來(lái)說(shuō),V字形法則比較難于理解和掌握,在野外穿過(guò)溝谷時(shí),常?吹綆r層向溝頭方向或溝口方向呈V字形彎曲,總以為是巖層產(chǎn)狀有了變化,或者發(fā)生了褶曲,實(shí)際上巖層的產(chǎn)狀并沒(méi)有變化,而是由于地面坡度、巖層傾向和傾角這三者之間的復雜關(guān)系對露頭形狀所產(chǎn)生的錯覺(jué)。換句話(huà)說(shuō),傾斜巖層的露頭形狀并不等于巖層的產(chǎn)狀(垂直巖層除外)。這種法則在地質(zhì)圖上特別是大比例尺的地質(zhì)圖上有明顯的反映。
其它構造線(xiàn)如斷層線(xiàn),其露頭形狀也適用于V字法則。
二、褶曲和斷層等在地質(zhì)圖上的表現
(一)褶曲
1.背斜和向斜 兩翼巖層對稱(chēng)重復出現,從核部到兩翼,巖層越來(lái)越新,是為背斜;反之,是為向斜。
2.兩翼產(chǎn)狀和褶曲種類(lèi)
兩翼傾角大致相等,傾向相反,為直立褶曲;兩翼傾角不等,傾向相反,為傾斜褶曲;兩翼傾角不等,但傾向相同,為倒轉褶曲(傾角較大的一翼為倒轉翼);兩翼傾角相等,傾向亦相同,有一翼倒轉,為等斜褶曲(應注意與單斜巖層的區別);兩翼傾向相反,兩翼皆倒轉,為扇形褶曲。
3.褶曲軸 褶曲軸可以用平面上各巖層轉折端的頂點(diǎn)聯(lián)線(xiàn)來(lái)表示。
如果褶曲軸延伸很遠,一系列背斜向斜相連,是為線(xiàn)形褶曲:如果褶曲軸較短,巖層投影為長(cháng)圓形或近似渾圓形,是為短背斜、短向斜、穹窿或構造盆地。
4.樞紐產(chǎn)狀
核部寬窄大體不變,兩翼的巖層界線(xiàn)大致平行,表示樞紐是水平的;核部呈封閉曲線(xiàn),兩翼巖層不平行,或具有弧形轉折端,表示樞紐是傾伏的;若背斜向斜相連,巖層則呈“之”字形彎曲;若核部忽寬忽窄,表示樞紐忽高忽低呈波狀起伏;沿任一褶曲軸巖層越來(lái)越新的方向為樞紐的傾伏方向。
5.褶皺時(shí)代
主要是根據地層的角度不整合接觸關(guān)系,即不整合面上下巖層的相對時(shí)代來(lái)確定。下伏一組巖層的褶皺的時(shí)代在不整合面以下一組巖層中最新的地層時(shí)代之后,在不整合面以上一組巖層中最老的地層時(shí)代之前。
(二)斷層
1.縱斷層和橫斷層 巖層重復或缺失,為縱斷層(或走向斷層);巖層發(fā)生中斷或錯開(kāi),為橫斷層(或傾向斷層)。
2.上升盤(pán)和下降盤(pán)
對縱斷層來(lái)說(shuō),在斷層線(xiàn)上任意指定一點(diǎn),較老巖層一側為上升盤(pán),較新巖層一側為下降盤(pán);但當斷層面傾向與巖層傾向一致而斷層面傾角小于巖層傾角時(shí),較老巖層一側為下降盤(pán),較新巖層一側為上升盤(pán)。然后再根據斷層面的傾向,即可決定正斷層或逆斷層。
如果斷層橫穿或斜穿背斜或向斜,同時(shí)在斷層兩側核部寬窄(或相當翼間的距離)發(fā)生顯著(zhù)變化,則在背斜中變寬的一盤(pán)為上升盤(pán);變窄的一盤(pán)為下降盤(pán)。在向斜中恰好相反,變窄的一盤(pán)為上升盤(pán),變寬的一盤(pán)為下降盤(pán)。如果兩盤(pán)核部(或相當翼間的距離)只有水平錯開(kāi)而無(wú)寬窄大小的變化,則為平推斷層。
3.斷層時(shí)代 根據斷層與不整合的關(guān)系、斷層與巖體巖脈的關(guān)系和斷層交叉錯斷與被錯斷的關(guān)系等確定,前已述及不贅。
(三)巖層接觸關(guān)系
1.整合 巖層界線(xiàn)大致平行,一般沒(méi)有缺層現象(有時(shí)有巖層變厚、變薄及自然尖滅現象)。
2.平行不整合 巖層界線(xiàn)大致平行,有顯著(zhù)的缺層現象。
3.角度不整合
較新巖層掩蓋住較老巖層的界線(xiàn),較新巖層的底部界線(xiàn)即為不整合線(xiàn),不整合線(xiàn)兩側巖層產(chǎn)狀不同,較新巖層一側的巖層界線(xiàn)與不整合線(xiàn)大致平行,較老巖層一側的巖層界線(xiàn)與不整合線(xiàn)相交,新老巖層之間有顯著(zhù)的缺層現象。
(四)火成巖體
1.巖基或巖株 巖體界線(xiàn)常穿過(guò)不同的圍巖界線(xiàn),若規模較大,形體不甚規則,為巖基;若規模較小,形體較規則,為巖株。
2.巖盤(pán) 巖體界線(xiàn)與圍巖走向一致,外形渾圓或較規則。
3.巖床 巖體呈長(cháng)條狀,延伸方向與圍巖走向一致。
4.巖墻 巖體呈長(cháng)條狀,穿過(guò)不同的巖層。
三、讀地質(zhì)圖的步驟和方法
1.看圖名、圖幅代號、比例尺等
圖名和圖幅代號可以告訴我們圖幅所在的地理位置。一幅地質(zhì)圖一般是選擇圖面所包含地區中最大居民點(diǎn)或主要河流、主要山嶺等命名的。比例尺告訴我們縮小的程度和地質(zhì)現象在圖上能夠表示出來(lái)的精確度。此外,還應注意圖的出版時(shí)間、制圖人等。
2.看圖例
通過(guò)圖例可以了解制圖地區出露哪些地層及其新老順序等。圖例一般放在圖框右側,地層一般用顏色或符號表示,按自上而下由新到老的順序排列。每一圖例為長(cháng)方形,左方注明地質(zhì)年代,右方注明巖性,方塊中注明地層代號。巖漿巖的圖例一般在沉積巖圖例之下。構造符號放在巖石符號之下,一般順序是褶曲、斷層、節理、產(chǎn)狀要素等。
3.剖面線(xiàn) 有時(shí)通過(guò)地質(zhì)圖相對圖框上的兩點(diǎn)畫(huà)出黑色直線(xiàn),兩端注有AA′或II′…等字樣,這樣的直線(xiàn)稱(chēng)剖面線(xiàn),表示沿此方向已經(jīng)作了剖面圖。
4.分析圖內的地形特征
如果是大比例尺地質(zhì)圖,往往帶有等高線(xiàn),可以據此分析一下山脈的一般走向、分水嶺所在、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)、相對高差等。如果是不帶等高線(xiàn)的小比例尺地質(zhì)圖,一般只能根據水系的分布來(lái)分析地形的特點(diǎn),如巨大河流的主流總是流經(jīng)地勢較低的地方,支流則分布在地勢較高的地方;順流而下地勢越來(lái)越低,逆流而上越來(lái)越高;位于兩條河流中間的分水嶺地區總是比河谷地區要高,等等。了解地形特征,可以幫助了解地層分布規律、地貌發(fā)育與地質(zhì)構造的關(guān)系等。
5.分析地質(zhì)內容
當按照從整體到局部再到整體的方法,首先了解圖內一般地質(zhì)情況,例如:(1)地層分布情況,老地層分布在哪些部位,新地層分布在哪些部位,地層之間有無(wú)不整合現象等;(2)地質(zhì)構造總的特點(diǎn)是什么,如褶皺是連續的還是孤立的,斷層的規模大小,它發(fā)育在什么地方,斷層與褶皺的關(guān)系怎樣,是與褶皺方向平行還是垂直或斜交等等;(3)火成巖分布情況,火成巖與褶皺、斷層的關(guān)系怎樣。
6.在掌握全區地質(zhì)輪廓的基礎上,再對每一個(gè)局部構造進(jìn)行分析:(1)開(kāi)始時(shí)最好從圖中老巖層著(zhù)手,逐步向外擴展,以免茫無(wú)頭緒;(2)對每一種構造形態(tài),包括褶曲、斷層、不整合、火成巖體等逐一詳加分析。例如褶曲類(lèi)型,斷層類(lèi)型,各構造組合關(guān)系等。
7.把各個(gè)局部聯(lián)系起來(lái),進(jìn)一步了解整個(gè)構造的內部聯(lián)系及其發(fā)展規律,主要包括:(1)根據地層和構造分析,恢復全區的地質(zhì)發(fā)展歷史;(2)地質(zhì)構造與礦產(chǎn)分布的關(guān)系;(3)地質(zhì)構造與地貌發(fā)育的關(guān)系,等等。
以上所述不過(guò)是讀圖的一般步驟和方法。至于如何具體分析某一幅地質(zhì)圖和其中的每一種構造,必須通過(guò)實(shí)踐來(lái)逐步掌握。
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