一、实习目的
理解构造在地下的表现形态。
二、实习要求
1) 学会根据岩层标高 (或埋藏深度) 资料,编制构造等高线图。
2) 学会认识构造等高线及其反映的构造形态。
三、实习内容
构造等高线是用等高线来反映一特定岩层的顶面或底面 (或某一构造面) 的起伏形态的一种构造图,又称构造等值线图。这种图定量、醒目地反映了地下构造,特别是褶皱构造形态。这是油气田、煤田和一些层状矿床的勘探和开采中经常要编制的一种重要图件。
本次实习以钻孔资料为例介绍构造等高线图的编制方法。
(一) 构造等高线图的编制方法
1. 换算目的层层面标高
所谓目的层是指选定用来反映地下构造的一个特定的岩层或矿层。要绘目的层等高线就必须测定或换算出它在各处的标高。如图1 所示,每个钻孔孔口地面标高减去到达目的层面的孔深,即得出每个钻孔处的目的层层面标高。如钻孔 A 地面标高是海拔 350 m,到目的层的垂向孔深是 325 m,则在 A 点目的层面标高为海拔 25 m。
图1 换算目的层层面标高示意图
图2 分析目的层层面高程变化的特点
2. 将计算结果标在地形图各个钻孔位置点上
如图2中 ,“”为钻孔位置,“5”为钻孔号,“53”为该点目的层层面标高。
3. 分析目的层层面高程的变化规律
找出层面的最高点或最低点及高程突变位置 (往往是可能存在断层的显示) ,分析层面高程变化趋势,初步确定构造形态类型和枢纽或脊线、槽线方位。如图2,以 11 号钻孔为中心,附近各点高程变化的特点是,朝北西和南东方向变低,向北东方向也逐渐降低,可以判断这是一个枢纽向北东倾伏的背斜,沿钻孔 11 ―钻孔 9 ―钻孔 7 的连线应大致是背斜枢纽或脊线的位置。
4. 联三角网
从估计的脊线最高点 (或槽线最低点) 开始,向相邻点连线,构成三角网 (图3) 。连线时应尽量是垂直岩层走向,即在距离短、高差较大的方向连线,避免将不同翼上的点相连,以免歪曲构造形态 (图4) 。
图3 以图2 的资料连三角网并绘构造等高线图
图4 三角网连线示意图
5. 用插入法求等高线点
用透明方格纸作高程差线网,按所定的等高线距,在三角网各边线上用内插法求出等高距点。高程差线网用法如图5 所示,2 号钻孔层面标高为 65 m,3 号钻孔层面标高为82 m,二者高差 17 m。按等钻高线间距为 10 m,应在两孔之间线段上求出 70 m 和 80 m两高程点位置。将差线网盖在图上,使其某一基线与 2 号钻孔吻合,此基线即为 65 m,用大头针固定 2 号钻孔,转动高程差线网,使自基线起算与 3 号钻孔标高相等的网上的一条线与 3 号钻孔吻合,则等高差线网中相对应的 70 m 和 80 m 线与钻孔 2 ―钻孔 3 连线的交点,即为所求的等高线点。
6. 绘等高线
以平滑曲线连接等高点即得出等高线 (图6) 。连线时应从最高 (或最低) 点向外依次完成。绘等高线时要注意相邻等高线的形态与之协调,也要注意高程的突变,以免遗漏断层。
图5 用等高差线网求等高线点
图6 倾斜岩层读图练习
(二) 分析构造等高线图
类似于用地形等高线分析认识地形起伏形态一样,用构造等高线图可以认识和分析由目的层面的起伏形态所反映的构造特征。
1. 构造类型
如图6,从等高线圈闭形态和高程变化直接定量地表现出背斜、向斜和一些褶皱形态变化的细节。若出现等高线的错开或重叠等异常现象则为断层 (图7) 。
2. 构造的产状变化
等高线延伸方向表现岩层走向及其变化,等高线的疏密反映了岩层倾角的陡缓,用作图法可在构造等高线图上求出层面各点的产状。用实线和虚线的重叠表示出层的倒转 (图8) 。沿轴向等高线的疏密及高程变化,反映枢纽或脊 (槽) 线的纵向起伏变化。
3. 构造组合
在较大区域的构造等高线图上,可以看到地下的褶皱及褶皱与断层的组合关系。在资料较丰富、编绘精细的构造图上,还可以反映出次级构造形态。
图7 断层在构造等高线图上的表现
图8 倒转褶皱在构造等高线图上的表现
四、作业
实习用图: 凉风垭地区地形图(图9)
1) 根据表1 中的凉风垭地区由钻孔资料所得的中侏罗统介壳灰岩顶面标高资料,在凉风垭地区地形图上编制中侏罗统介壳灰岩顶面的构造等高线图(等高线间距为 10 m 或5 m) 。所有钻孔和编号以及大部分目的层标高已标注在地形图上,部分未注出标高的钻孔,可根据钻孔地面高程和钻孔深度换算出标高,并填入表内和标注在图上相应钻孔位上。
图9 绘制构造等高线图练习
2) 分析所绘出的构造等高线图上的构造形态,并作简要描述。
表1 凉风垭地区 J2介壳灰岩深度及顶面标高数据