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实习五 编制节理极点图和等密图

发布网友 发布时间:2022-10-29 09:59

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热心网友 时间:2023-10-09 23:09

一、实习目的

了解节理极点图和等密图编制的一般方法和步骤。

二、实习要求

学会编制和分析节理极点图和等密图。

三、实习内容

(一) 节理极点图的编制

节理极点图通常是在施密特网上编制,网的圆周方位表示倾向,由 0°至 360°,半径方向表示倾角,由圆心到圆周为 0°~90°。作图时,把透明纸蒙在网上,标明北方,当确定某一节理倾向后,再转动透明纸至东西 (或南北向) 直径上,依其倾角定点,该点称极点,即代表这条节理的产状。为避免投点时转动透明纸,可用与施密特网投影原理相同的极等面积投影网 (赖特网) (图1) 。网中放射线表示倾向 (0°~360°) ,同心圆表示倾角 (由圆心到圆周为 0°~90°) 。作图时,用透明纸蒙在该网上,投影出相应的极点。如一节理产状为 NE20°∠70°,则以北为 0°,顺时针数 20° (即倾向) ,再由圆心到圆周数70° (即倾角) 定点为节理法线的投影,该点就代表这条节理的产状 (图1 中 a 点) 。若产状相同的节理有数条,则在点旁注明条数 (图1 中 b 点) ,把观测点上的节理都分别投成极点,即成为该观测点的节理极点图。

有时,为了区分不同力学性质、不同规模、不同矿化的节理与褶皱、断层的关系,可分别作图。

(二) 节理等密图的编制

等密图是在极点图的基础上编制的,其编制步骤如下:

1. 作方格网

在透明纸极点图上作方格网 (或在透明纸极点图下垫一张方格纸) ,平行 E-W,S-N线,间距等于大圆半径的 1/10 (图2) 。

2. 用密度计统计节理数

(1) 工具

中心密度计是中间有一小圆的四方形胶板,小圆半径是大圆半径的十分之一; 边缘密度计是两端有两个小圆的长条胶板,小圆半径也是大圆半径的十分之一,两个小圆圆心连线长度等于大圆半径,中间有一条纵向窄缝,便于转动和来回移动 (图2) 。

(2) 统计

先用中心密度计从左到右,由上到下,顺次统计小圆内的节理数 (极点数) ,并注在每 5 个方格 “+ ”中心,即小圆中心; 用边缘密度计统计圆周附近残缺小圆内的节理数,将两端加起来 (正好是小圆面积的极点数) ,记在有 “+ ”中心的那一个残缺小圆内,小圆圆心不能与 “+ ”中心重合时,可沿窄缝稍作移动和转动。如果两个小圆中心均在圆周,则在圆周的两个圆心上都标记相加的节理数。

图1 极等面积投影网 (赖特网)

图2 用密度计统计节理极点数

(3) 连线

统计后,大圆内每一方格 “+ ”中心上都注上了节理数目,把数目相同的点连成曲线 (图3) ,即成节理等值线图。等值线一般是用节理的百分比来表示,即把小圆面积内的节理数,与大圆面积内的节理总数换算成百分比。因小圆面积是大圆面积的 1%,其节理数亦成比例。如大圆内的节理数为 60 条,某一小圆内的节理数为 6 条,则该小圆内的节理比值相当于 10%。

在连等值线时,应注意圆周上的等值线,两端具有对称性 (图4) 。

(4) 整饰

为了图件醒目清晰,在相邻等值线间可以着色或画线条花纹。写上图名、图例和方位。

(5) 分析

图5 是根据 400 条节理编制的等密图。等值线间距为 1%,图上可清楚地看出有 3 组节理: 1 组走向 NE50°,倾角直立; 2 组走向 SE130°,倾角直立; 3 组走向 25°,倾向南东,倾角 20°。1 组与 2 组可能是两组直立的 “X”型共轭节理系。然后再进一步组合节理所处的构造部位,分析节理与有关构造之间的关系及其产生时的应力状态。

有时也用吴氏网作极点网,进而编制节理等密图。为了节理统计方便,常用与吴氏网角距相对应的普洛宁网 (附录 11) 。该网由一系列小圆组成,由中部至圆周小圆半径渐大,但所代表的面积相等。统计时,把用吴氏网投成的透明纸极点图蒙在网上,在每个小圆中心写上小圆内节理的极点数,连各等值线而得等密图。

图3 节理等值线连法

图4 圆周上等值线连法

何作霖根据普洛宁网的绘制原理,绘成一个规尺 (图6) ,每20°绘成一个小圆,小圆与大圆的切点就是投影圆心。用时,小规尺可相对固定,其上蒙上透明纸极点图,转动透明纸,把极点数分别写在小圆投影圆心,然后连各等值线而得等密图。

用吴氏网投点比用极等面积网投点费时,但普洛宁网统计要比密度计统计简便。

节理等密图的优点是表现比较全面,节理的倾向、倾角和数目都能得到反映,尤其是反映出的节理的优势方位醒目,缺点是作图工作量较大。

四、作业

根据表1 节理测定的产状资料 (共 150 个节理产状) ,用极等面积投影网编制节理极点图,进而编制节理等密图。测点处岩层产状为 NE25°∠6°。

图5 节理等密图

图6 统计节理数的规尺

表1 某观测点节理测量记录

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