知識點：地層產狀與地質剖面圖

在理想情況下，研究地質構造的地質學家能夠飛越某一區域，從空中俯瞰基巖在局部和區域上的展布形態。

這種條件有時可以滿足，但更多時候，基巖會被土壤和植被所覆蓋。

因此，地質學家通常通過對多個獨立露頭（地表基巖出露處）的觀測，來確定地質構造的展布規律（圖1）。

圖1 學生在野外進行地質填圖

一個區域內各處露頭的巖石特征，會通過專用符號標注在地圖上。憑借收集到的這些數據，地質學家可以對區域內無法直接觀測的部分做出推斷。

地質圖采用標準化的符號和花紋來表示巖石類型與地質構造，通常是在某一區域野外填圖的基礎上編制而成。

這類地圖會標注出巖石單元的類型與分布、構造形跡（褶皺、斷層、節理等）、礦床等信息。

有時也會包含地表地質特征，如古冰川沉積物，但這類內容往往會在另一類地質圖中單獨呈現。

任何接受過地質圖使用培訓的人員，都能從中獲取大量關于區域地質構造的信息，因為地質圖及其配套報告中使用了統一的標準符號和術語。例如，地質圖上的符號⊕代表露頭處巖層呈水平產狀。

地質圖上不同的顏色和花紋則代表不同的巖石單元。

一、走向和傾向

根據原始水平律，沉積巖以及部分熔巖流和火山灰堆積物均以水平巖層或地層的形式沉積。

當發現這些原本水平的巖層發生傾斜時，說明傾斜現象必定發生在沉積與成巖作用之后（圖2）。

圖2 傾斜巖層

研究該區域地質圖的人員需要了解巖層傾斜的范圍與方向。

按照慣例，這通過繪制傾斜巖層層面與假想水平面之間的關系來確定。

仔細觀察圖3即可理解這種關系，該圖展示了湖邊出露的沉積巖層（湖面可作為討論中便捷的水平面參照）。

圖3 巖層的產狀（走向、傾向與傾角）

走向是傾斜面與水平面相交形成的直線的羅盤方位。本例中，傾斜面即為巖層層面。從圖3可以看出，巖層走向為南北向。

按照慣例，通常只標注走向線的北向方位，因此我們直接表述為巖層走向為北偏東或北偏西若干度（如北 50° 東）。

注意傾角是從水平面到巖層層面（傾斜面）向下測量的角度。傾角（圖中為 30°）需在同時垂直于巖層層面與水平面的豎直面內進行測量。

傾向是測量傾角時所指向的羅盤方位。如果將一個小球放在巖層表面滾落，小球運動的羅盤方位即為傾向。

傾角始終垂直于走向測量，即如圖3所示，與走向線垂直。

由于巖層可沿走向線向兩個可能方向中的任意一側傾斜，因此還需注明總體傾向——在本例中為向西。

地質學家使用一種名為布魯頓袖珍經緯儀（以發明者命名）的專用儀器測量走向與傾角（圖4）。該袖珍經緯儀內置羅盤、水準器以及傾角測量裝置。

圖4 學生在使用羅盤測巖層產狀

在野外記錄本中記錄走向與傾角數據的同時，填圖地質學家還會在野外圖上繪制走向傾角符號，如

用于標示每個出露的傾斜巖層。

在地圖上，每個走向傾角符號中心兩條線的交點代表測量基巖產狀的露頭位置。符號中的長線與走向的羅盤方位一致。短線始終垂直于走向線繪制，其位于走向線的哪一側，取決于巖層實際的傾斜方向。傾角數值會標注在地圖上對應符號旁。

例如，標注

即表示巖層以 25° 角向西北傾斜，走向為北東向（假定圖幅上方為北）。該巖層的產狀可記為：N45°E，25°NW。圖5為附有剖面圖的地質圖，圖中所有沉積巖層走向為北，向西傾角 30°（N0°，30°W）。

圖5 某一區域包含三個沉積地層的地質圖與剖面圖。巖層走向為北，向西傾角 30°。地質剖面圖（垂直切面）繪制在圖上 A、B 兩點之間。

陡立巖層（傾角直立）需使用專用符號，因其既不偏向走向線左側也不偏向右側。所用符號為

，代表巖層走向北東且傾角直立（N30°E，90°）。

二、地質剖面圖

地質剖面圖表現的是地球某一部分的垂直切面。它很像道路開挖面（圖6）或采石場的巖壁，能夠展示巖石單元與地質構造在垂直方向上的產狀。
圖6 野外露頭地質剖面圖是在地質圖的基礎上，將各巖石單元的傾角向地下延伸投影繪制而成（5），對于直觀理解三維地質形態非常有用。這類圖件在各專業書及出版物中都被廣泛使用。參考文獻：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