岩层产状,岩层产状的解译方法

遥感图像上岩层产状解译，就是利用岩层三角面等影像特征来定性或半定量地测定岩层产状要素。 1. 岩层三角面 在遥感图像上确定岩层产状要素，主要利用岩层三角面这一标志。岩层三角面是指在遥感图像上同一倾斜岩层地表露头线上的任意山脊点和与其相邻的两个河谷点相连接成的一个三角形平面。岩层三角面是岩层层面的一部分，故这个三角面的产状可代表岩层的产状。利用岩层三角面量测岩层产状，实质就是对岩层产状的一个采样。受岩性和地形切割影响，遥感图像上的岩层三角面的形状不一定都是三角形，还可呈熨斗形、半圆形、梯形等形状。多个岩层三角面常沿岩层倾向形成叠瓦状影像，沿岩层走向断续相连形成锯齿状、波浪状或不规则的折线状 ( 图 8-8) 。 图 8-8 岩层三角面影像 2. 利用岩层三角面估算岩层倾角 在遥感图像上可以依据岩层三角面的形态特征目估岩层倾角的大小。在其他条件都相同的情况下，岩层三角面的形状随岩层倾角的大小有规律地变化。即岩层倾角越缓，三角面山脊点的夹角愈小 ( 即尖端愈尖锐) 。随着岩层倾角由缓变陡，三角面山脊点的夹角由小逐渐增大，直至岩层直立时，三角面山脊点与河谷点投影在一条直线上 ( 图 8-9) 。 也可以据岩层三角面顶角的大小来判别岩层倾角的大小，岩层倾角较小时，其顶角也较小。该方法只能定性地判定岩层倾向及倾角大小。 图 8-9 用岩层三角面的影像特征判别岩层倾角 3. 岩层走向和倾向的解译 估测岩层的走向和倾向必须在充分考虑岩层分布、露头形态、地形切割的基础上进行。在地势平坦地区，倾斜岩层出露地表的地质界线就是岩层走向线，直线状地层影像条带的延伸方向就是地层走向;在地形起伏较大的地区，倾斜岩层的露头线变成折线、波状的条带影像。 当沟谷与岩层走向近于垂直时，可根据构造地质学中的 “V”字型法则来判断岩层倾向。 ( 1) 岩层倾向与地形坡向相反时，山脊上的岩层三角面尖端指向下游，沟谷中的岩层三角面尖端指向上游; ( 2) 岩层倾向与地形坡向相同时，岩层倾角大于地形坡角，山脊上的岩层三角面尖端指向上游，沟谷中的岩层三角面尖端指向下游; ( 3) 岩层倾向与地形坡向相同时，岩层倾角小于地形坡角，山脊上的岩层三角面尖端指向下游，沟谷中的岩层三角面尖端指向上游。与 ( 1) 相比，岩层三角面形态较尖锐。 从以上分析可以看出，就最常见的第 ( 1) 、( 2) 两种情况而论，山脊上岩层三角面尖端指向与岩层倾向相反，而沟谷中三角面尖端指向与岩层倾向一致。由于沟谷中常为松散堆积物覆盖，岩层三角面在遥感图像上往往显示不清晰，因此在实际工作中人们习惯于使用山脊上的三角面。也就是说，山脊上岩层三角面尖端指向上游时，表示岩层倾向下游; 山脊上三角面尖端指向下游时，表示岩层倾向上游。如果这个三角面尖而窄，其曲率大于地形等高线，则反映岩层倾向下游，且倾角小于地形坡角。 上述解译岩层产状要素的方法，同样适用于在遥感图像上求其他地质构造面 ( 如断层面、节理面、不整合面等) 产状要素的解译。

岩层和岩体是构成地壳地质构造的物质基础，而岩层和岩体的产状，即它们空间的分布和产出的状态，是研究地壳构造形态的基础，也是构造地质学研究的基本内容之一。在地壳表层，沉积岩是分布最广的岩石类型，外貌上最突出的特点就是具有层状构造，因而成层构造是沉积岩的典型构造，在许多变质岩和部分岩浆岩中（如火山岩和一些重力分异比较明显的深成岩）也可见到这类构造。研究岩层产状是地质工作中的基础工作之一。 （一）岩层的成层构造 1.层理及其识别 层理是沉积岩中最普遍的一种原生构造。是在垂直于沉积物表面的方向上，由于沉积物的成分、颜色、粒度等变化显现出来的成层现象，叫做层理。它是层状岩石中最重要的原生构造，认识层理，是研究岩石变形的基础。可根据以下几方面来识别层理： （1）岩石成分的变化 由于岩石组分不同而在垂直岩层层面的变化，出现成层，显示出层理。在一些成分较单一的巨厚层岩石中，某些成分特殊而有变化的夹层也是识别层理的良好标志。 （2）岩石结构的变化 岩石中不同的粒度或不同的颗粒总是分层堆积，从而显示出层理。如在砾石或砂岩中能看到大小不同的碎屑分层堆积。 （3）岩石颜色的变化 岩石中一层或数层颜色稍有不同的条带或夹层，可作为确定层理的标志。这些条带和夹层必须是岩石的原生颜色，次生风化颜色不能作为层理识别依据。 （4）岩层的原生层面构造 如波痕、泥裂、雨痕、印模等的分布特征和一些生物化石分布、埋藏状态，可以帮助识别层理。 2.岩层层序的确定 确定岩层层序（地层的新老关系）是野外观察研究地质构造的一个重要前提。因为岩层形成后，会受到后期构造运动的改造，原来的水平岩层或近水平的岩层，会变成倾斜状态、直立状态，甚至倒转（岩层上层面在下方、下层面在上方的情况）。因此，不弄清岩层层序，就会对观察研究地质构造带来困难，对工作造成损失。当然，确定地层时代和层序，主要还是根据古生物化石，但对一些化石稀少的岩层（哑地层），如火山岩或变质岩就需依据岩层中的一些原生构造或次生构造特征来确定岩层的顶、底面，从而判别岩层产状是正常还是倒转。关于次生构造确定层序，在后面有关章节论述，这里只介绍如何根据岩层中的一些原生构造来确定岩层层序。 （1）对称波痕 能指示顶、底面的主要是对称波痕，对称波痕具有尖锐的波峰（脊）和圆孤的波谷，尖锐向上的波峰为正常层序，向下为倒转层序。不对称的波痕不具指导意义。 （2）泥裂 是沉积物还未固结时露出水面，因表面失水收缩和裂开形成的裂缝。常见于泥岩中，粉砂岩和碳酸盐岩中也有。泥裂在层面上多呈多边形网络状，有时呈放射状或不规则分叉状。断面上呈“V”字形裂缝，常为上覆沉积物所充填。泥裂尖端指向岩层底面，所以尖端指向下方为正常层序，反之为倒转层序。 （3）雨痕和冰雹印痕 当雨滴或冰雹落在露出水面尚未固结的泥质或粉砂质沉积物面上形成的圆形或椭圆形凹坑。而印痕为上覆沉积物所充填的凹坑，故上覆岩层底面形成圆形或椭圆形的瘤状突起的印模。因此，凹坑印痕总是出现在岩层顶面，而瘤状印模则出现在岩层的底面。以此可以判别岩层的层序。 （4）斜层理 某些呈收敛型的斜交层理和交错层理呈弯曲状的细层，通常其上端与平直层理成大角度相交，其下端变缓与平直层理趋于平行或相切，即弯曲的细层与平直层理成大角度相交的一边是顶面，趋于平行或相切的是底面（图7-11）。 图7-11 冲刷面及斜层理 （据刘宝珺，1980） （5）冲刷面 固结或半固结的沉积层，出露水面或在水下经水流冲刷发生冲刷破碎，造成凸凹不平的冲刷面，接着在不平整的冲刷面上再堆积时，往往就形成含有下伏岩层的岩块。根据这种现象，可以判别岩层层序（图7-11）。 （6）韵律层理 也叫韵律层或粒级层，是岩石的粒度和物质成分按一定顺序作有规律的递变交替出现。如一个岩层中每一层（一个粒度层）都是由下而上粒度逐渐由粗变细，而两个相邻粒级层之间，在粒度上有较大差别。根据韵律层的这种特征，可以帮助判别岩层层序。 （二）岩层产状、出露特征及厚度 1.岩层的产状 岩层的产状是指地质体（岩层、岩体、矿体等）在地壳中的空间分布位置和产出状态。 绝大部分的沉积岩都是在沉积盆地（海洋、湖泊）中形成的，其原始产状通常是水平或近于水平的。但在岸边、岛屿和一些水下隆起附近，受局部地形的影响，部分沉积岩的原始状态出现缓倾斜的现象。在陆地上的沉积物中，如残积、坡积、冰川沉积及风成沉积等形成的沉积物也表现出一定的原始倾斜状态。 岩层由于受地壳运动（主要是水平运动）的影响，改变了原始水平状态，产生倾斜，就形成倾斜岩层；有的岩层发生弯曲，形成褶曲岩层；有的岩层甚至发生倒转，或者发生破裂错断，形成了各种各样的地质构造。 地壳中的岩层产状是多种多样的，但把它们归纳后有三种基本产状：水平岩层、倾斜岩层和直立岩层。 2.岩层产状要素及其测定 （1）岩层产状要素 岩层的产状是以岩层层面在三维空间的延伸方向及其与水平面的夹角关系来确定的，常用岩层的走向、倾向、倾角三个变量来度量，我们把它们称为岩层产状三要素。 1）走向。岩层面与水平面的交线叫该岩层的走向线，走向线的方向叫走向。走向线的两端各指向一方，任何岩层都有两个走向，我们可以用走向线与地理子午线之间的夹角（方位角）来表示（图7-12）。岩层的走向表示岩层在三维空间的水平延伸方位。 图7-12 岩层产状要素 （据彭真万等，2003） ABCD-岩层层面；EFGH-水平面 2）倾向。在层面上垂直岩层走向线的直线叫岩层的倾斜线（图7-12），倾斜线在水平面上的投影，叫倾向线，倾向线所指的方向，就是岩层的倾向。我们可以用倾向线与地理子午线之间的夹角来表示。岩层的倾向表示岩层在三维空间向下延伸的方位。它与岩层的走向是相互垂直的。而在岩层面上不与走向线直交的任一倾斜线均称假（视）倾斜线，它们在水平面上的投影线称假（视）倾向线，所指的方位为假（视）倾向。在一个层面上假（视）倾向有无数个。 3）倾角。岩层倾斜线与倾向线之间的夹角称岩层真倾角，简称倾角。假（视）倾斜线与相应的假（视）倾向线之间的夹角称假（视）倾角。在岩层面上任一点都可以引出许多条假（视）倾斜线，故岩层假（视）倾角就有无数多个，而这些假（视）倾角都小于同一层面上的真倾角。 （2）岩层产状要素的测定与表示方法 岩层产状要素通常在野外实地直接用地质罗盘在岩层层面上测量其真倾向、真倾角，在有些情况下，用地质罗盘不容易准确测量岩层产状，可根据野外调查所得到的资料和数据进行间接测定。 岩层产状要素可用文字和符号两种方法表示。文字表示法多用于野外记录、地质报告以及剖面素描图中，多采用方位角表示。一般只测记倾向和倾角，如岩层倾向305°，倾角15°，记为305°∠15°。符号表示法用于地质平面图上，常用的符号有： 岩层倾斜，长线表示走向，短线表示倾向，数字为倾角值；]] 岩层水平，倾角0°～5°；]] 岩层直立，箭头指向新岩层；]] 岩层倒转，箭头所指为倒转后倾向（指向老岩层），数字为倾角值。]]1-S3与D2-C1两套地层的构造线方向截然不同，二者为角度不整合接触关系 （3）构造方面的标志 上、下地层产状不同、褶皱形式和强弱不同、断裂构造发育不同等，都是角度不整合的标志。不整合以下的老地层受到的构造变形总是比上覆的新地层受到的构造变形要强烈而复杂些；若存在角度不整合，其上下两套地层的产状、所表现的构造形态、构造线方向都截然不同（图7-19）。 （4）岩浆活动和变质作用方面的标志 在不整合面的上下两套地层中，各自伴生着不同时期和不同特点的岩浆活动和变质作用。 以上各种标志，从不同方面说明不整合存在的一些特征。但是，某些地质作用也可能造成与上述相似的现象，所以在野外调查时要仔细观察、综合分析各种标志，才能得到正确的结论。 3.不整合形成时代的确定 不整合的形成时代，只能定在不整合面下伏的最新地层形成以后、上覆的最老地层发育之前，因此，是一段相对确定的时间阶段。平行不整合的形成时代较易确定，因为下伏地层被地壳上升运动平稳的抬升，广大范围内剥蚀程度大致相同，最上部的地层即是最新的地层。确定角度不整合的形成时代要困难一些，因为下伏地层在经过褶皱变形和不均匀的抬升以后，其最新的那套地层并非随处可见，而往往仅在局部地区的不整合面的下部出现，所以需要根据大区域内的地层分析对比工作才能做出正确的判断。 4.不整合在地质图上的表现 平行不整合在平面图上和剖面图上的表现特征相似。不整合界线与其上、下的地层界线都保持大致平行，但其上、下地层之间的年代不连续；此外，其上、下两套地层均各以同一地层与对方接触。首先。不整合界线两侧地层的产状明显不同，一侧地层的地质界线与不整合界线平行，而另一侧地层界限必然与之相交；其次，在角度不整合界线的两侧，较老地层一侧有多层不同时代的地层与不整合界线相交，较新一侧地层则为同一时代的地层（图7-19） 此外，前面谈到的不整合上、下两套地层之间地层缺失的现象，在地质平面图和地质剖面图上都是显而易见的。为了突出地层角度不整合，在地质图上常用专门的符号来表示。一般在地质平面图中，在不整合界线靠新地层的一侧，加上点线表示不整合的存在；在地质剖面图中，则用波浪线来表示。 5.研究地层接触关系的意义 地层的不整合接触是一个极其重要的地质现象，它是地壳构造运动产生的直接记录，所以是研究地壳发展历史的重要依据，特别是一些巨大的、广泛的构造运动的区域性不整合，常常是地质历史阶段划分的重要标志之一。同时它也是划分、对比地层的一个重要的、清楚的分界面。通过研究不整合还可以帮助我们了解古地理、古环境的变迁。不整合面往往是构造上一个软弱带，也是一个重要的成矿带，是寻找一些重要矿床的有利部位。 由此可见，不整合的观察研究，在理论上和生产实践上都有重大意义。

除水平岩层成水平状态产出外,一切倾斜岩层的产状均以其走向、倾向和倾角表示,称为岩层产状三要素。“岩层产状指岩层在空间产出的状态和方位的总称。 测量岩层的产状要素必须用地质罗盘。地质罗盘的外形为方形（长方形）和八边形。它的主要构件有：磁针、顶针、制动器、倾斜仪和底盘等。另外，在底盘上还带有刻度的圆盘和水准气泡。 测走向时将罗盘的长边（即NS 边）与层面贴靠、放平、气泡居中后，北针所指的度数即为所求的走向。测倾向时用罗盘的N 极指着层面的倾斜方向，使罗盘的短边（即EW 边）与层面贴靠、放平，北针所指的度数即为所求的倾向。 扩展资料： 岩层层面与任一假想水平面的交线称走向线，也就是同一层面上等高两点的连线；走向线两端延伸的方向称岩层的走向，岩层的走向也有两个方向，彼此相差180°。岩层的走向表示岩层在空间的水平延伸方向。 倾斜线在水平面上的投影所指示的方向称岩层的倾向，又叫真倾向，真倾向只有一个，倾向表示岩层向哪个方向倾斜。其它斜交于岩层走向线并沿斜面向下所引的任一直线，叫视倾斜线；它在水平面上的投影所指的方向，叫视倾向。 层面上的倾斜线和它在水平面上投影的夹角，称倾角，又称真倾角；倾角的大小表示岩层的倾斜程度。视倾斜线和它在水平面上投影的夹角，称视倾角。真倾角只有一个，而视倾角可有无数个，任何一个视倾角都小于该层面的真倾角。 参考资料：百度百科—岩层产状

构造运动使岩石变形，形成各种地质构造。而这些地质构造的形态往往是由岩层或岩石在空间上的位置变化表现出来的。因此，要研究地质构造，首先必须确定岩层或岩石的空间位置。 图8-12 岩层的产状要素及其测量方法 地壳表面分布最广的岩石是沉积岩，由于沉积岩具有原生层理构造，所以它对记录岩石变形的特征最为有利。沉积岩的基本单位是岩层（stratum），同一岩层一般由成分基本一致的物质组成，岩层与岩层之间由层理面或层面分开。一个岩层上、下两个层面，称为顶面和底面，岩层顶、底面间的垂直距离即岩层厚度，同一岩层的厚度通常是比较一致的，但有时也可出现岩层逐渐变薄并尖灭的现象。岩层在空间的位置称为岩层的产状（attitude of stratum）。岩层产状用岩层的走向、倾向和倾角来确定，这三者称为岩层的产状要素（图8-12）。 （1）走向（strike） 岩层层面与假想水平面交线的延伸方向称走向，其交线叫走向线。走向表示岩层在空间的水平延伸方向，用走向线的地理方位角来表示（0°～360°）。由于走向线有两个延伸方向，故同一岩层的走向有两个值，两者数值相差180 °。 （2）倾向（dip） 岩层面上垂直于走向线向下所引的直线称为倾斜线，倾斜线在水平面上的投影所指的方向称为倾向。倾向表示岩层在空间的倾斜方向，一般用地理方位角表示（0°～360°），其数值与走向相差90 °。岩层的倾向值只有一个。 （3）倾角（dip angle） 倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角称倾角（或真倾角）。它是岩层面与水平面之间所夹的最大锐角，倾角值为0 °～90 °。在不垂直岩层走向线的任何方向上量得的倾角称视倾角或假倾角，视倾角总是小于真倾角。 岩层的产状要素在野外是直接用罗盘测量出来的，测得的产状要素用规定的文字或符号记录。常用的文字记录格式为：倾向方位角∠倾角，如150 °∠30 °表示倾向方位角为150 °（即南东方向）、倾角为30 °。因为倾向方位角加、减90 °即为走向方位角，所以一般不记录走向，直接记下倾向即可。走向、倾向及倾角在地质平面图上用“┠30”符号表示，符号中的长线方位与走向一致，短线指向与倾向一致，长短线的交点应落在测量点位置上，符号旁边加注的数字为倾角。 自然界的岩层按其产状可分为三种类型：水平岩层（倾角为0°左右）、倾斜岩层（倾角介于0°～90°之间）和直立岩层（倾角接近90°）。其中以倾斜岩层最常见、分布最广；水平岩层只有少数地区才能见到；直立岩层也是局部现象。

　　产状三要素：
　　走向：断层面与水平面的交线叫走向线，走向线的延伸方向即为断 层的走向。它表示岩层在地面上的延伸方向。
　　倾向：断层面上与走向线相垂直的线叫倾斜线或真倾斜线，它在水 平面上的投影所指的沿平面向下倾斜的方位即为断层的倾向。
　　倾角：岩层层面上的真倾斜线与其在水平面上投影线的夹角叫倾角。 它表示在垂直断层面走向的直立剖面上该层面与水平面间的夹角。

岩层产状岩层在空间产出的状态和方位的总称。除水平岩层成水平状态产出外，一切倾斜岩层的产状均以其走向、倾向和倾角表示，称为岩层产状三要素。岩层面与水平面的交线或岩层面上的水平线即该岩层的走向线，其两端所指的方向为岩层的走向，可由两个相差180°的方位角来表示，如NE30°与SW210°。垂直走向线沿倾斜层面向下方所引直线为岩层倾斜线，倾斜线的水平投影线所指的层面倾斜方向就是岩层的倾向。走向与倾向相差90°。岩层的倾斜线与其水平投影线之间的夹角即岩层的（真）倾角。所以，岩层的倾角就是垂直岩层走向的剖面上层面（迹线）与水平面（迹线）之间的夹角。 　　岩层产状有两种表示方法：①方位角表示法。一般记录倾向和倾角 ，如205∠65，即倾向为南西205°，倾角65°，其走向则为NW65°或SE65°。②象限角表示法。一般测记走向、倾向和倾角，如N65°W／25°SW，即走向为北偏西65°，倾角为25°，向南西倾斜。

岩层在空间产出的状态和方位的总称。除水平岩层成水平状态产出外，一切倾斜岩层的产状均以其走向、倾向和倾角表示，称为岩层产状三要素。岩层面与水平面的交线或岩层面上的水平线即该岩层的走向线，其两端所指的方向为岩层的走向，可由两个相差180°的方位角来表示，如NE30°与SW210°。垂直走向线沿倾斜层面向下方所引直线为岩层倾斜线，倾斜线的水平投影线所指的层面倾斜方向就是岩层的倾向。走向与倾向相差90°。岩层的倾斜线与其水平投影线之间的夹角即岩层的（真）倾角

岩层产状指岩层在空间产出的状态和方位的总称。除水平岩层成水平状态产出外，一切倾斜岩层的产状均以其走向、倾向和倾角表示，称为岩层产状三要素。
岩层产状有两种表示方法：
①方位角表示法。一般记录倾向和倾角 ，如205∠65，即倾向为205°，倾角65°，其走向则为295°或115°。
②象限角表示法。一般测记走向、倾向和倾角，如N65°W/25°SW，即走向为北偏西65°，倾角为25°，向南西倾斜。