Question

倾斜岩层

Answer 1

在地壳运动的影响下，水平岩层的产状可发生改变，形成与水平面有一定交角(＞5°)并朝一个方向倾斜的岩层，称倾斜岩层。

倾斜岩层是经变形后最简单而最常见的变动踪迹，但更多的不是单独的构造形态，往往是某种构造形态的一部分，例如褶皱的一个翼、断层的一盘，或岩层受地壳差异升降运动的影响以及岩浆活动引起上覆岩层倾斜等。

倾斜岩层的产状可用面状构造的产状要素表示。

在野外测量岩层产状时，首先是寻找可靠的原生露头和有代表性的地段进行，因为岩层层面往往不是一个平整的面，避免以局部地段代替构造面整体的产状。另一方面要注意，在构造复杂地段(如背斜构造的转折端)需系统地测量构造面的产状，以客观反映地质体的形态。

产状要素的测定有直接和间接两种方法：在野外可以用地质罗盘直接在岩层面上测得；也可以在地形地质图上用作图方法求得，或根据钻孔资料，利用三点法求产状；还可以根据视倾斜用正投或赤平投影方法求得。

(一)倾斜岩层的厚度及埋藏深度

在一个地区进行地质调查时，首先要进行实测地质剖面工作，其目的是了解工作区的地层层序、岩性变化、所含化石、接触关系及各时代地层的厚度等。测定岩层和矿层的厚度是实测地质剖面的重要内容之一。测定岩层或矿层的埋藏深度是为了搞清岩层或矿层向地下一定深度的变化情况。

1.岩层的厚度

真厚度：岩层的顶面和底面的垂直距离即为岩层的厚度，即真厚度。除岩层的真厚度外，还有铅直厚度和视厚度(图2-18)。

图2-18 真厚度、铅直厚度和视厚度

H—铅直厚度；h—真厚度；h′—视厚度；a—岩层真倾角；β—岩层视倾角

铅直厚度：指岩层顶面和底面的铅直距离。

真厚度(h)=铅直厚度(H)·cosa，a为岩层的倾角，当a=0°时，真厚度和铅直厚度相等，即为水平岩层。当a＞0°时，真厚度永远小于铅直厚度。如果岩层的产状不变，在任何剖面上的铅直厚度都是相等的。

视厚度：指在不垂直岩层走向的任意剖面上，岩层顶面迹线和底面迹线间的垂直距离。

视厚度(h′)=铅直厚度(H)·cosβ，β为岩层的视倾角。由于视倾角永远小于真倾角，所以真厚度总是小于视厚度。

在实测剖面时，可测得以下几个数据：导线方位与岩层走向之间的夹角(γ)，导线方向上岩层顶底面之的导线距(L)、地面坡度角(β)、岩层的倾角(a)。根据下面公式可求得真厚度：

h=L(sina·cosβ·sinγ±sinβ·cosa)

当岩层倾向与地面坡向相反时，用“+”号，倾向与坡向相同时用“-”号。如果岩层的倾向与地形的坡向相同，且沿导线方向的坡度角小于岩层的倾角时，应用公式算得负值，可取绝对值。

利用公式计算岩层厚度比较麻烦，用几何作图法和赤平投影法则比较简便。

2.岩层的埋藏深度

岩层的埋藏深度是指从地表的某一点到埋深在地下的某一岩层的铅直距离。

已知A，B两点的标高和两点间的水平距离及岩层倾角，就可求得A点到地下的某岩层的埋深(图2-19)。

根据岩层已知点到所测埋深点的距离、两点高差及岩层产状，可以在地形地质图上求得岩层的埋深。

(二)倾斜岩层的露头界线

1.倾斜岩层的露头宽度

在垂直岩层走向的剖面上，岩层出露地表的水平投影宽度，叫做露头宽度。

在地质制图或阅读地质图时，经常发现同一厚度的岩层在地表出露的不同部位，露头宽度不同，这是因为岩层的露头宽度受到岩层厚度、地面的坡度及岩层产状的影响。

(1)如果岩层的倾角和地面的坡度角一定，岩层的露头宽度与其厚度有关，岩层的厚度愈大，露头宽度愈大，反之则愈小(图2-20)。

图2-19 求岩层深度示意图

AC=AO+OC；AO=A点标高-B点标高；OC=BO·tana

图2-20 岩层露头宽度与倾角、厚度之间的关系

(2)如果岩层的厚度和岩层的倾角一定，岩层的露头宽度取决于地面坡度角和岩层的倾向与地面坡向的关系。当岩层的倾向与地面坡向相反时，地面坡度角越缓，露头宽度越大，反之，则越小(图2-21)。当岩层的倾向与地面坡向相同时，地面坡度角越接近岩层的倾角，露头宽度越大，反之，则越小(图2-22)。

图2-21 岩层露头宽度与地面坡度的关系

图2-22 岩层露头宽度与倾向、地面坡向及坡度之间的关系

(3)如果岩层的厚度和地面坡度角一定，岩层的露头宽度取决于岩层倾角的大小，以及地面坡向和岩层倾向之间的关系。当岩层的倾向与地面坡向相反时，岩层的层面与地面的夹角越小，露头宽度越大，直交时，露头宽度最小。当岩层的倾向与地面坡向相同时，岩层的倾角越接近地面坡度角，露头宽度越大，反之，则越小(图2-23)。

图2-23 岩层露头宽度与岩层倾角和地面坡度之间的关系

2.倾斜岩层的露头界线(“V”字形法则)

岩层的露头界线是指岩层露头在空间上的分布形态。岩层的露头分布形态受岩层的产状和地形两者关系的影响，也就是倾斜岩层地质界线与地形等高线相交处展现“V”字形，故又称“V”字形法则。

根据倾斜岩层的产状与地形的关系所表现出的岩层界线与地形等高线弯曲情况，有如下几种形式(图2-24)：

图2-24 用透视图和平面图表示“V”字形法则

(1)当岩层的倾向与地面的坡向相反时，岩层的界线与地形等高线的弯曲方向相同，即“相反相同”，但是岩层界线弯曲的曲率比地形等高线的弯曲曲率要小(图2-24A)。岩层界线表现出的“V”字形尖端在沟谷处指向上坡，而在山梁处则指向下坡。

(2)当岩层的倾向与地面的坡向相同时，岩层界线与地形等高线的弯曲方向有两种情况：①当岩层的倾角大于地面坡度角时，岩层的露头界线与地形等高线呈相反方向弯曲，即“相同相反”(图2-24B)，岩层界线表现出的“V”字形尖端在沟谷中指向下坡，而在山梁处则指向上坡；②当岩层倾角小于地面坡度角时，岩层界线与地形等高线的弯曲方向相同，即“相同相同”，岩层界线弯曲的曲率大于地形等高线的弯曲曲率(图2-24C)，岩层界线表现的“V”字形尖端在沟谷处指向上坡，在山梁处指向下坡。

应用“V”字形法则时，应注意以下几个问题：

(1)工作中，当发现岩层露头弯曲形状与地形等高线弯曲形状为同向时，应注意研究其弯曲程度，以区别究竟是岩层倾向与地面坡向相同(当岩层倾角小于地面坡度角时)，还是岩层倾向与地面坡向相反。

(2)在地面相对很平时，露头呈直线条带分布，这可能是直立岩层，也可能是倾斜岩层，故应结合剖面全面观察，以便正确判断。

(3)“V”字形法则在测制大比例尺地质图时，颇有指导意义。但随着图件比例尺减小，地质界线受地形影响的程度也逐次减小，因为在比例尺较小的图上，露头弯曲的微小形态及微地形的形态都无法表示。

3.倾斜岩层的特征

倾斜岩层在野外的出露情况和地形地质图上可表现出如下特征：

(1)倾斜岩层在野外和地形地质图上呈条带状分布，切割地形等高线。

(2)在没有发生倒转的前提下，顺着岩层的倾向，岩层的时代由老到新排列。

(3)横穿沟谷的岩层倾角越大，岩层的条带越接近直线状，若岩层的倾角越小，则岩层越弯曲。