知识点：地层产状与地质剖面图

在理想情况下，研究地质构造的地质学家能够飞越某一区域，从空中俯瞰基岩在局部和区域上的展布形态。

这种条件有时可以满足，但更多时候，基岩会被土壤和植被所覆盖。

因此，地质学家通常通过对多个独立露头（地表基岩出露处）的观测，来确定地质构造的展布规律（图1）。

图1 学生在野外进行地质填图

一个区域内各处露头的岩石特征，会通过专用符号标注在地图上。凭借收集到的这些数据，地质学家可以对区域内无法直接观测的部分做出推断。

地质图采用标准化的符号和花纹来表示岩石类型与地质构造，通常是在某一区域野外填图的基础上编制而成。

这类地图会标注出岩石单元的类型与分布、构造形迹（褶皱、断层、节理等）、矿床等信息。

有时也会包含地表地质特征，如古冰川沉积物，但这类内容往往会在另一类地质图中单独呈现。

任何接受过地质图使用培训的人员，都能从中获取大量关于区域地质构造的信息，因为地质图及其配套报告中使用了统一的标准符号和术语。例如，地质图上的符号⊕代表露头处岩层呈水平产状。

地质图上不同的颜色和花纹则代表不同的岩石单元。

一、走向和倾向

根据原始水平律，沉积岩以及部分熔岩流和火山灰堆积物均以水平岩层或地层的形式沉积。

当发现这些原本水平的岩层发生倾斜时，说明倾斜现象必定发生在沉积与成岩作用之后（图2）。

图2 倾斜岩层

研究该区域地质图的人员需要了解岩层倾斜的范围与方向。

按照惯例，这通过绘制倾斜岩层层面与假想水平面之间的关系来确定。

仔细观察图3即可理解这种关系，该图展示了湖边出露的沉积岩层（湖面可作为讨论中便捷的水平面参照）。

图3 岩层的产状（走向、倾向与倾角）

走向是倾斜面与水平面相交形成的直线的罗盘方位。本例中，倾斜面即为岩层层面。从图3可以看出，岩层走向为南北向。

按照惯例，通常只标注走向线的北向方位，因此我们直接表述为岩层走向为北偏东或北偏西若干度（如北 50° 东）。

注意倾角是从水平面到岩层层面（倾斜面）向下测量的角度。倾角（图中为 30°）需在同时垂直于岩层层面与水平面的竖直面内进行测量。

倾向是测量倾角时所指向的罗盘方位。如果将一个小球放在岩层表面滚落，小球运动的罗盘方位即为倾向。

倾角始终垂直于走向测量，即如图3所示，与走向线垂直。

由于岩层可沿走向线向两个可能方向中的任意一侧倾斜，因此还需注明总体倾向——在本例中为向西。

地质学家使用一种名为布鲁顿袖珍经纬仪（以发明者命名）的专用仪器测量走向与倾角（图4）。该袖珍经纬仪内置罗盘、水准器以及倾角测量装置。

图4 学生在使用罗盘测岩层产状

在野外记录本中记录走向与倾角数据的同时，填图地质学家还会在野外图上绘制走向倾角符号，如

用于标示每个出露的倾斜岩层。

在地图上，每个走向倾角符号中心两条线的交点代表测量基岩产状的露头位置。符号中的长线与走向的罗盘方位一致。短线始终垂直于走向线绘制，其位于走向线的哪一侧，取决于岩层实际的倾斜方向。倾角数值会标注在地图上对应符号旁。

例如，标注

即表示岩层以 25° 角向西北倾斜，走向为北东向（假定图幅上方为北）。该岩层的产状可记为：N45°E，25°NW。图5为附有剖面图的地质图，图中所有沉积岩层走向为北，向西倾角 30°（N0°，30°W）。

图5 某一区域包含三个沉积地层的地质图与剖面图。岩层走向为北，向西倾角 30°。地质剖面图（垂直切面）绘制在图上 A、B 两点之间。

陡立岩层（倾角直立）需使用专用符号，因其既不偏向走向线左侧也不偏向右侧。所用符号为

，代表岩层走向北东且倾角直立（N30°E，90°）。

二、地质剖面图

地质剖面图表现的是地球某一部分的垂直切面。它很像道路开挖面（图6）或采石场的岩壁，能够展示岩石单元与地质构造在垂直方向上的产状。
图6 野外露头地质剖面图是在地质图的基础上，将各岩石单元的倾角向地下延伸投影绘制而成（5），对于直观理解三维地质形态非常有用。这类图件在各专业书及出版物中都被广泛使用。参考文献：1. Edward J. Tarbuck, Frederick K. Lutgens, Dennis Tasa, Earth: An Introduction to Physical Geology (Eleventh Edition), Pearson, 20142. James S.Monroe, Reed Wicander, Richard Hazlett. Physical geology: Exploring the Earth (sixth Edition), Thomson, 2007 3. Lutgens, Tarbuck, Tasa, Essentials of Geology (Eleventh Edition), Pearson, 2012 4. Diane H. Carlson, Charles C. Plummer, Lisa Hammersley, Physical Geology (Ninth Edition), Mc Graw Hill, 2011