地质罗盘仪的用途是什么
㈠ 指北针和地质罗盘仪功能完全一样吗
对于地质野外技术人员,罗盘是必不可少的!除了具有指南针作用,还可测量方位、坡度,配合回地形图答可利用交汇法进行较准确定位,这是地质填图、布设剖面时最常用的定位方法;可以利用其水平气泡和垂直气泡进行岩层倾向、走向、倾角的测量,也可用它检测平台平不平、垂线垂直不垂直,因而也是风水先生的必备仪器!
如果没有地形图配合,是不能丈量距离的。
更正一下:地质罗盘仪绝对不是新东西,其历史至少应有千年以上。另外哈尔滨产的罗盘质量满不错的,价格大概两百多吧!
㈡ 地质罗盘的使用
地质罗盘的正确使用及各类产状要素的测定,是一个地质工作者应熟练掌握的最基本且最重要的技术之一。
1.地质罗盘的结构
地质罗盘由刻度盘和在水平面上能自由转动的磁针组成。它不但可以识别方向、测量方位,还可以测量水平面、倾角及仰、俯角度等,是地质工作者必不可少的袖珍仪器。其结构如图5-1所示。
图5-1 罗盘的结构
2.定向和基准
地面上某一点的经纬度为已知,则此点的位置就确定了。若测定地面上某一点的方向,则必须有一参照点(参照方向)——即基准点(基准方向)。测量方位角是指在水平面内测出与基准方向间的夹角。
基准方向有两个:一是南北方向,即地理北极方向;二是磁北方向,即地球的磁北极方向。因地理极与磁极二者不重合,有夹角(各地不同),故我们常用真北方向作为基准方向,一般测得的角度要进行换算或事先校正罗盘。
方位测定,在水平面内顺时针方向旋转一圈划分为360°,以正北方向作为0°,用N表示;东为90°,以E表示;正南为180°,以S表示;西为270°,以W表示。与正北方向的夹角(即从0°转过的角度)称为方位角。如夹角 45°,即为北东方向,写成NE45°,也可写成45°(读作北东45度)。
测量方位一般是先从已知点(观测者所在点)测向未知点的。如图5-2,欲测B点的方位,A点为观测者所在之点(已知点),那么观测者只需将地质罗盘长照准合页指向B,圆形水准气泡居中(罗盘水平),读磁北针指向刻度环上的数字,即为B点的方位。如图示为90°,即B点在A之东(亦即A在B之西)。如将罗盘移到B 点(已知点)观测A(未知点),则刻度环上读数为 270°,A在B之西。交换观测点位置之后,读数相差 180°(AB连线为一直线)。如不移动(交换)观测位置,在如图5-2情况下,欲知A点对B点(已知点)的方位,则只需将罗盘调换180°,即将长照准合页对准A,读磁北针指向刻度环上的数值即可,如不调换罗盘,直接读磁南针指向的数值亦可(270°)。
3.地形图的定向和后方交会
如果地形图的图廓纵边是真北方向,则将罗盘的长边平行于图廓,使地形图与罗盘一起转动,当磁北针指向0°时(圆形水准气泡要居中),则地形图的位置与实地地形的方位取得一致(即与实测地形图方位相当),定向工作就完成了。此时可以一边参照实地地形一边读地形图和判读各种地质体的空间关系。
后方交会是在地形图上确定地质观测点位置的一种方法,即将实地地点标在地形图上,以便将观测到的地质现象转绘到地形图上。交会时先参照实地地形,在地形图上选定3个已知点(一般是标有高程的三角点)。选点时注意不要太远,各点展开的角度最好大于30°,两点不能在一直线上,将小照准合页分别指向三点(若用长照准合页指向三点,则应读磁南针数值),各方位角求出后,用量角器在地形图上画出方位线,如三线交于一点,则应是观测点在地形图上的位置,如交会出一个误差三角形,较小时可参照实地地物等标志平差后得出一个较佳点;如误差三角形过大,则重测,直到准确为止。
4.磁偏角校正
各地区的磁北方向与地北方向不完全一致,二者之间的夹角称磁偏角。为了在地形图上正确标定地质要素的地理方位,野外工作者首先要对罗盘进行磁偏角校正,使其读数能直接代表地理方位。磁偏角可以从测区正规地形图上查到,东偏取“+”,西偏取“-”。校正的方法是拨动其刻度盘。例如嵩山地区磁偏角为西偏4.5°(即为-4.5°),拨动罗盘的刻度盘,使355.5°的刻度对准指标(原0°位置),即可消除因磁偏角引起的读数误差。
5.面状构造要素测量
各种地质界面如层理面、断层面、片理面、片麻理面、劈理面、节理面、侵入体与围岩接触面以及岩体中的面体流动构造(流面)皆可视为面状构造而对其进行测量。现以层面为例介绍有关的测量步骤和方法。
图5-2 方位测量
图5-3 测量产状要素图
首先在测量岩层走向时,可选一有代表性的岩层层面,层面上测出任一水平线(图5-3),其两端的方位为岩层走向(亦可在岩层面上滴水,则水流方向代表岩层倾向,与其垂直画一条线即为岩层走向),将罗盘长边贴于层面上(一般为上层面,使罗盘水平,此时磁针两端指向刻度数值即为走向方位角)。测量倾向时,可将罗盘盖(带反光镜者)贴于岩层面上,长照准合页指向倾向方向,使罗盘水平读磁北针指向的数值,即为倾向方位角(倾向只有一个方向)。
测量倾角时,将罗盘长边平行真倾斜线(即倾角最大方向)置于层面上,转动罗盘底盘的外旋柄,使测斜器上长水准气泡居中,读倾斜刻盘上的数值即为倾角度数。
有时由于上层面剥露不好或由于露头所限只能测量岩层底面,若此,应以罗盘N端朝倾斜方向读北针所指刻度;如以罗盘S端朝倾斜方向则读南针所指刻度,倾角测量方法同前。
在某些情况下可借助野外记录簿、图夹、硬纸板对暴露不佳或受到某种限制而不易直接测量的面状构造进行产状要素的测量。操作方法是将上述物件置于与被测面相当或平行的位置上,再用罗盘在野外记录簿、图夹和硬纸板上进行测量。如某一节理面暴露范围有限,则用硬纸板以相当的状态插入,而后在硬纸板上进行测量。
6.线状构造要素测量
如矿物生长线理、皱纹线理、交面线理、石香肠构造、窗棂构造、杆状构造、擦痕、褶皱枢纽以及岩浆岩体中的线状流动构造(流线)皆可视为线状构造而对其进行测量。
倾伏向(指向)和倾伏角的测量在多数情况下需借助于铅笔、木棒或地质锤柄等,将其置于与被测线状构造一致或平行的位置上,再用罗盘在锤柄等物件上进行测量。罗盘N端要朝构造线的倾伏方向且使其水平,罗盘轴线必须投影在锤柄上,此时北针所指读数为倾伏向。将罗盘侧边置于锤柄之上,紧贴或与其平行均可,此时测斜针所指读数为倾伏角。
当线状构造包含在某一倾斜面内时(在断层或层间滑动面上发育的线理如擦痕),此线与该平面走向线间所夹的锐角即为其侧伏角。侧伏向则是构成上述锐角的走向线那一端的大致方向,借助半圆仪(半圆量角器)即可进行测定。
7.测定产状要素的技术要求
产状要素的测定及有关数据的收集都应注意其可靠性、代表性和系统性。
所谓可靠性就是判断所测露头是否为基岩,是否因为受到滑坡、山崩及塌陷等作用而使其空间位置发生了变化。这些非构造因素可影响一定的范围。非构造变动现象在软弱岩层如泥灰岩、页岩、千枚岩、片岩及含煤地层中常见,所发育的次生产状会使地层层序混乱或歪曲地质构造现象,因此在测量产状之前要认真观察分析,判别真假产状。另外,即使在基岩出露的区段,由于较强的构造变动而发育的诸如劈理、节理等次生面状构造也极易与原始层理相混。因此,在野外要仔细追索、观察并严格区分。鉴别层理与次生构造面理并分别测量统计,是构造地质学研究的一个重要手段。
测量产状要素时还要注意观察所选择的面状构造或线状构造是否具有代表性。以层理为例,当岩层产状在较大范围内比较稳定且层面较为平整时,在该层面上任选一点进行产状要素测定一般具有代表性。但由于受原生、次生、构造、非构造等诸多因素的影响,在某一段岩层产状可能发生局部变化,因此要进行一定的追索并在宏观上根据总体产状特征选择具有代表性者进行测量。特别要注意的是,在构造变动强烈、构造现象复杂的区段,如实习区的复杂褶皱剖面,很难选择一段能测出具有代表性产状的岩层,因为在较短距离内产状变化很大,褶皱不同部位的产状都不一致。在这种情况下,如果不同级别的褶皱具有成因联系且为同期产物,则可采用分段系统测量与制图(素描图或大比例尺剖面图)相结合的方法,大致恢复出由次级褶皱所呈现的包络面,它不仅反映了大一级褶皱的形态,而且还可将其视为简化了的褶皱岩层界面。
产状要素测量的系统性,是为了掌握某一地质体或某一构造在空间上的展布状态及变化规律,因此,在路线地质观察中要注意产状变化并随时测量。如在实习区进行箕山花岗岩体的圈定,就应沿岩体与围岩接触的界线进行追索并系统测量接触面的产状,这样才能对其空间产出形态有进一步的了解。又如在中岳庙后沟斜歪背斜转折端的追索观察,就应对东西两翼及转折端部位的产状进行系统测量并一一标绘在地形地质图上,仔细观察分析岩层产状从西翼至转折端再至东翼依次显示出向西北、向南东、向东、向北东、向北倾斜呈有规律的变化而表现出外倾转折的特点。
㈢ 地质罗盘怎样使用
1、地质罗盘仪是进行野外地质工作必不可少的一种工具。借助它可以定出方向,观察点的所在位置,测出任何一个观察面的空间位置(如岩层层面、褶皱轴面、断层面、节理面……等构造面的空间位置)。
4、岩层倾向测定。是指岩层向下最大倾斜方向线在水平面上的投影,恒与岩层走向垂直。 测量时,将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向,罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘,使底盘水准器水泡居中,读指北针所指刻度即为岩层的倾向。假若在岩层顶面上进行测量有因难,也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向,罗盘北端紧靠底面,读指北针即可,假若测量底面时读指北针受障碍时,则用罗盘南端紧靠岩层底面,读指南针亦可。
5、岩层倾角的测定: 岩层倾角是岩层层面与假想水平面间的最大夹角,即真倾角,它是沿着岩层的真倾斜方向测量得到的,沿其它方向所测得的倾角是视倾角。视倾角恒小于真倾角,也就是说岩层层面上的真倾斜线与水平面的夹角为真倾角,层面上视倾斜线与水平面之夹角为视倾角。野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要它恒与走向垂直,此外可用小石于使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动,此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜方向。 测量时将罗盘直立,并以长边靠着岩层的真倾斜线,沿着层面左右移动罗盘,并用中指搬动罗盘底部之活动扳手,使测斜水准器水泡居中,读出悬锥中尖所指最大读数,即为岩层之真倾角。
6、目的物方位的测量
是测定目的物与测者间的相对位置关系,也就是测定目的物的方位角(方位角是指从子午线顺时针方向到该测线的夹角)。
测量时放松制动螺丝,使对物觇板指向测物,即使罗盘北端对着目的物,南端靠着自己,进行瞄准,使目的物,对物觇板小孔,盖玻璃上的细丝,对目觇板小孔等连在一直线上,同时使底盘水准器水泡居中,待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角。(若指针一时静止不了,可读磁针摆动时最小度数的二分之一处,测量其它要素读数时亦同样)。
若用测量的对物觇板对着测者(此时罗盘南端对着目的物)进行瞄准时,指北针读数表示测者位于测物的什么方向,此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向,与前者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒,故影响测物与测者的相对位置。
为了避免时而读指北针,时而读指南针,产生混淆,放应以对物觇板指着所求方向恒读指北针,此时所得读数即所求测物之方位角。
㈣ 地质罗盘的使用方法
地质罗盘又称“袖珍经纬仪”。野外地质工作不可缺少的工具。主要包括磁针、水平仪和倾斜仪。结构上可分为底盘、外壳和上盖,主要仪器均固定在底盘上,三者用合页联结成整体。可用于识别方向、确定位置、测量地质体产状及草测地形图等。
地质罗盘上有一个指针,用它指明磁子午线的方向,可以粗略确定目标相对于磁子午线的方位角,并利用水准器装置测其垂直角(俯角或仰角)以确定被测物体所处的位置。
使用方法:
1.在使用前必须进行磁偏角的校正:
因为地磁的南、北两极与地理上的南北两极位置不完全相符,即磁子午线与地理子午线不相重合,地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一致,这两方向间的夹角叫磁偏角。
地球上某点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏,偏于西边称西偏。东偏为(+)西偏为(-)。
地球上各地的磁偏角都按期计算,公布以备查用。若某点的磁偏角已知,则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A等于A磁加减磁偏角。应用这一原理可进行磁偏角的校正,校正时可旋动罗盘的刻度螺旋,使水平刻度盘向左或向右转动,(磁偏角东偏则向右,西偏则向左),使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0--180度连线间夹角等于磁偏角。经校正后测量时的读数就为真方位角。
2.目的物方位的测量:
是测定目的物与测者间的相对位置关系,也就是测定目的物的方位角(方位角是指从子午线顺时针方向到该测线的夹角)。
测量时放松制动螺丝,使对物觇板指向测物,即使罗盘北端对着目的物,南端靠着自己,进行瞄准,使目的物,对物觇板小孔,盖玻璃上的细丝,对目觇板小孔等连在一直线上,同时使底盘水准器水泡居中,待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角。(若指针一时静止不了,可读磁针摆动时最小度数的二分之一处,测量其它要素读数时亦同样)。
若用测量的对物觇板对着测者(此时罗盘南端对着目的物)进行瞄准时,指北针读数表示测者位于测物的什么方向,此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向,与前者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒,故影响测物与测者的相对位置。
为了避免时而读指北针,时而读指南针,产生混淆,放应以对物觇板指着所求方向恒读指北针,此时所得读数即所求测物之方位角。
3.岩层产状要素的测量:
岩层的空间位置决定于其产状要素,岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角。测量岩层产状是野外地质工作的最基本的工作方法之一,必须熟练掌握。
(1)岩层走向的测定
岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水平线的延伸方向。
测量时将罗盘长边与层面紧贴,然后转动罗盘,使底盘水准器的水泡居中,读出指针所指刻度即为岩层之走向。
因为走向是代表一条直线的方向,它可以两边延伸,指南针或指北针所读数正是该直线之两端延伸方向,如NE30度与SW210度均可代表该岩层之走向。
(2)岩层倾向的测定
岩层倾向——是指岩层向下最大倾斜方向线在水平面上的投影,恒与岩层走向垂直。
测量时,将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向,罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘,使底盘水准器水泡居中,读指北针所指刻度即为岩层的倾向。
假若在岩层顶面上进行测量有因难,也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向,罗盘北端紧靠底面,读指北针即可,假若测量底面时读指北针受障碍时,则用罗盘南端紧靠岩层底面,读指南针亦可。
(3)岩层倾角的测定
岩层倾角是岩层层面与假想水平面间的最大夹角,即真倾角,它是沿着岩层的真倾斜方向测量得到的,沿其它方向所测得的倾角是视倾角。视倾角恒小于真倾角,也就是说岩层层面上的真倾斜线与水平面的夹角为真倾角,层面上视倾斜线与水平面之夹角为视倾角。野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要它恒与走向垂直,此外可用小石于使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动,此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜方向。
测量时将罗盘直立,并以长边靠着岩层的真倾斜线,沿着层面左右移动罗盘,并用中指搬动罗盘底部之活动扳手,使测斜水准器水泡居中,读出悬锥中尖所指最大读数,即为岩层之真倾角。
岩层产状的记录方式通常采用下面的方式:
既方位角记录方式,如果测量出某一岩层走向为310°,倾向为220° ,倾角35°,则记录为NW310°SW∠35°或310°/SW∠35°或220°∠35°。
野外测量岩层产状时需要在岩层露头测量,不能在转石(滚石)上测量,因此要区分露头和滚石。区别露头和滚石,主要是多观察和追索并要善于判断。
测量岩层面的产状时,如果岩层凹凸不平,可把记录本平放在岩层上当作层面以便进行测量。
㈤ 森林罗盘仪与地质罗盘仪用途上有什么区别吗
一个用在森林中,一个用在地质勘测中;使用地质罗盘仪时对地质勘测中磁环境的要求要高些。
㈥ 地质罗盘仪和指北针有何区别
地质罗盘和指北针都是利用磁性的指针,在地磁的作用下,指示方向。不同的是版,指北针权上面的刻度比较稀疏,地质罗盘比较细致,360度每度一个刻度。指北针是大致定向,不考虑不同地区磁偏角的变化,地质罗盘则要考虑。另外,地质罗盘除了定向外,还可以进行坡度角(倾角)的测量。
㈦ 罗盘仪的作用
地质罗盘仪(简称罗盘)是地质工作者进行野外地质工作必不可少的工具,被称为地质工作的“三件宝”之一。借助它可以测量方位、地形坡度、地层产状等。
(一)校正磁偏角
罗盘测出的方位角为磁方位角,而地形图采用的是地理坐标,两者不一致,所以在一个地区工作前,必须根据地形图提供的磁偏角,对罗盘进行校正,使得磁北极(磁子午线)与地理北极(真子午线)重合。
磁偏角的校正方法见图3-2。若磁偏角西偏时,用小刀或起子按顺时针方向转动磁偏角校正螺丝,使圆刻度盘向逆时针方向转动磁偏角的度数,见图3-2(a)。若地形图上有子午线收敛角(坐标纵线与真子午线的夹角),在校正罗盘时再加上这个角,如图3-2(c),北戴河地区就采用这种校正方法。注意:若采用前一种方法(无子午线收敛角)校正罗盘,定向时以图框的纵线为南北向;若以后一种方法校正罗盘,定向时以地形图的纵坐标线为南北向。
图3-2 罗盘磁偏角的校正方法
(a)磁偏西角偏5°;(b)磁偏东角偏5° ;(c)北戴河的磁偏角
(二)罗盘在野外工作中的作用
1.测方位
测量某物体的方位是最基本的技能。在定点时,首先要做的就是测量观察点位于某地形或地物的方位。测量时打开罗盘盖,放松制动螺丝,让磁针自由转动。当被测量的物体较高大时,把罗盘放在胸前,罗盘的长瞄准器对准被测物体,然后转动反光镜,使物体及长瞄准器都映入反光镜,并且使物体、长瞄准器上的短瞄准器的尖及反光镜的中线位于一条直线上,同时一定要保持罗盘水平(圆水准器的气泡居中),当磁针停止摆动后,即可直接读出磁针所指圆刻度盘上的度数,也可按下制动螺丝再读数。
读方位角的方法,可根据罗盘摆放的位置来决定是读磁北针或磁南针所指的度数。如果要测量某物体(B)位于测量者(A)的方位时,当罗盘如图3-3放置时,就读磁北针所指的度数,其原理是:若要测量B点位于A点的方位,可以假设,B点是动点(因为被测量点可以选任何物体),A点是定点(人站着不动,相当于一个参考点),那么AB线的方向是从A到B的。测量B点位于A点的方位,实际上就是测量AB线按逆时针方向旋转与正北方向的夹角(α),也是长瞄准器所指方向与磁北针的夹角。由于罗盘采用的是按逆时针方向刻的方位角,所以必须读磁北针所指的读数。反之,则读磁南针。
当被测量物体较低时,罗盘放置与上述相反,把长瞄准器对准测量者,并放到眼前,折起短瞄准器,然后转动反光镜使其与罗盘平面的夹角<90°,以看清圆水准器为准。测量时,视线通过反光镜椭圆孔,使短瞄准器的尖、椭圆孔的中线、被测量物体重合,同时保持罗盘水平(通过反光镜看圆水准器气泡居中),等磁针停止摆动,这时按下制动螺丝(这个步骤必须做,因为在测量时,眼睛看不清读数,如果不按下制动螺丝,待罗盘放下来再读数时,磁针已转动了),然后再读数。读数的原则同前。
图3-3 方位角的侧量方法
2.测量面状构造的产状要素
岩层产状要素包括走向、倾向和倾角。走向是岩层面与水平面交线的延伸方向。倾向是岩层面上的倾斜线在水平面上的投影所指的方向。倾角是倾斜线与水平面的夹角。
测量岩层走向时,将罗盘长边(与罗盘上标有N-S相平行的边)的一条棱与层面紧贴,见图3-4,然后上下缓慢转动罗盘(在转动过程中,罗盘紧靠层面的那条棱的任何一点都不能离开层面),使圆水准器的气泡居中,磁针停止摆动,这时读出磁针所指的度数即为岩层之走向,读磁北针或磁南针都可以。
测量岩层倾向时,罗盘如图3-4放置,将罗盘南端(标有S)的一条棱或罗盘上盖背面紧靠岩层面,使该棱线与岩层走向线重合或罗盘上盖背面与岩层面平行,这时长瞄准器指向与岩层的倾向一致,转动罗盘使其水平,等磁针不摆动时,磁北针所指刻度即为岩层倾向。请同学思考,如果要测量岩石下层面的产状时,罗盘怎样放置?应怎样读数?
当测量完倾向后,不要让罗盘离开岩层面,马上把罗盘转90°(罗盘直立),如图3-4放置,使罗盘的长边紧靠岩层面,并与倾斜线重合,然后转动罗盘底面的手把,使测斜器上的水准器(长水准器)气泡居中,这时测斜器上的游标所指半圆刻度盘的读数即为倾角
在测量地层产状时,一般只需测量地层的倾向和倾角,而走向可通过倾向的数字加或减90°得到。测量倾向和倾角时,必须先测倾向,后测倾角,反之则不行,请同学思考其道理。若被测量的岩层表面凹凸不平,可把野簿平放在岩层面上当作层面,以提高测量的准确性和代表性。如果岩层出露很不完整时,这时要找岩层的断面,找到属于同一层面的3个点(一般在两个相交的断面易找到),再用野簿把这3个点连成一平面(相当于岩层面),这时测量野簿的平面即可。
图3-4 岩层产状要素测量方法
3.测量地形坡度
图3-5 地形坡度的测量方法
地形坡度是指斜坡的斜面(线)与水平面的夹角。其测量方法是(图3-5):在坡顶、坡底或斜坡上各站一人,或者各立一与人等高的标杆;站在坡底的人把罗盘直立,使长瞄准器指向测量者,并转动反光镜,以观察到长水准器为准;视线从短瞄准器的小孔或尖通过,经反光镜的椭圆孔,直达标杆的顶端或人的头顶;调整罗盘底面的手把,使长水准器的气泡居中(从反光镜里看),这时测斜器上的游标所指示半圆刻度盘的读数即为坡度角。同样可以用相同的方法,从坡顶向坡脚测量坡度角。
㈧ 地质罗盘仪的主要性能
1.磁针阻尼时间(磁针偏转90°至停留在原位置上的时间)为30-60秒。
2.读数误差:
a)磁针转动前后回所指示之度数答误差不大于0.5°;
b)磁针在0-180°、90-270°处由于偏心所引起误差不大于0.5°;
c)测角器的读数误差不大于0.5°
3.水准器灵敏度:
a)长水准器为15′±3′/2mm
b)圆水准器为30′±5′/2mm