构造地质学-9编绘和分析节理玫瑰花图

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1、实习九实习九 编绘和分析节理玫瑰花图编绘和分析节理玫瑰花图一、目的要求一、目的要求掌握掌握整理节理资料和编绘节理玫瑰花图的内整理节理资料和编绘节理玫瑰花图的内容、步骤和方法。容、步骤和方法。懂得懂得分析节理玫瑰花图，并了解其构造意义。分析节理玫瑰花图，并了解其构造意义。二、内容说明二、内容说明节理玫瑰花图是根据节理玫瑰花图是根据野外野外测得的资料编绘的，测得的资料编绘的，每个每个观测点编绘观测点编绘一幅一幅。它是节理统计的方法之一，。它是节理统计的方法之一，作法简便，形象醒目，能比较清晰地反映出主要节作法简便，形象醒目，能比较清晰地反映出主要节理组的理组的产状产状，有助于，有助于分析区域地质构

2、造分析区域地质构造。可按可按走向走向、倾向倾向和和倾角分别编绘倾角分别编绘三种节理玫瑰花三种节理玫瑰花图。节理图。节理走向玫瑰花图走向玫瑰花图是反映节理走向方位的，主是反映节理走向方位的，主要应用于节理要应用于节理倾角比较陡倾角比较陡的地区。节理的地区。节理倾向倾向玫瑰花玫瑰花图和节理图和节理倾角倾角玫瑰花图往往是玫瑰花图往往是重叠地合绘重叠地合绘在同一图在同一图上的，同时反映了节理的倾向和倾角，主要应用于上的，同时反映了节理的倾向和倾角，主要应用于节理产状变化比较大节理产状变化比较大的地区。的地区。节理玫瑰花图的编绘和分析的方法如下：节理玫瑰花图的编绘和分析的方法如下：二、内容说明二、内容说

3、明编绘节理走向玫瑰花图编绘节理走向玫瑰花图把测得的每条节理的把测得的每条节理的走向，换算走向，换算成成NE或或NW方位方位表实表实9-1。然后按走向方位角的一定间隔分组分组间隔大小依作图要求及地质情况然后按走向方位角的一定间隔分组分组间隔大小依作图要求及地质情况而定，一般采用而定，一般采用50或或100为一间隔。为一间隔。(如如010、10208090；270280350360)划为一组。习惯上把划为一组。习惯上把0归入归入350 360内，内，10归入归入0 10组，组，270归入归入80 90组内，以此类推。再求出每组内，以此类推。再求出每组节理条数和平均方位组节理条数和平均方位然后统计每

4、组的节理数目，计算出每组节理然后统计每组的节理数目，计算出每组节理平均走向，如平均走向，如0 10组内，有走向为组内，有走向为6、5、4三条节理，则其平三条节理，则其平均走向为均走向为5。把统计整理好的数值填入表中。把统计整理好的数值填入表中 表实表实9-2。表实表实9-2 走向方位区间节理条数平均走向走向方位区间节理条数平均走向01058270280327810201316280290212862030202629030020296304020363003101130740501503103201316506032033060705683303403335708067634035033480

5、904863503602359二、内容说明二、内容说明编绘节理走向玫瑰花图编绘节理走向玫瑰花图以以5cm为半径画半圆，过圆心画出为半径画半圆，过圆心画出EW直径和直径和SN半半径线，在半圆的圆周上以径线，在半圆的圆周上以10为间隔分成为间隔分成18格格，注明方位，注明方位角，构成角，构成半圆坐标系半圆坐标系。半圆的圆周代表每组节理的。半圆的圆周代表每组节理的平均走平均走向方位向方位，半圆的半径代表每组的，半圆的半径代表每组的节理条数节理条数，习惯上按节理，习惯上按节理条数最多的那组节理条数对半径进行条数最多的那组节理条数对半径进行等分等分，从圆心数起，从圆心数起，半径的每等分代表一条节理。半径

6、的每等分代表一条节理。比较组节理总数，取最大值。以一根节理的长度、作比较组节理总数，取最大值。以一根节理的长度、作为比例尺，此长度以绘出的为比例尺，此长度以绘出的最大值不大于半径最大值不大于半径5cm5cm为准为准。例如各组中，总数最大位为例如各组中，总数最大位为6，则截，则截0.8cm，作为一根节理，作为一根节理的长度比例尺，因为的长度比例尺，因为6根应为根应为4.8c m，不大于，不大于5cm。绘图时。绘图时最长线段不会超出半圆的范围。最长线段不会超出半圆的范围。二、内容说明二、内容说明编绘节理走向玫瑰花图编绘节理走向玫瑰花图在半圆坐标系上，从在半圆坐标系上，从010节理组开始，按节理组开

7、始，按顺序根据每组节理的顺序根据每组节理的平均走向方位平均走向方位和和条数条数(按比例按比例)分别标出分别标出坐标点坐标点。边标边标坐标点，坐标点，边边将相邻两坐标点将相邻两坐标点连连成直线。成直线。编绘节理走向玫瑰花图编绘节理走向玫瑰花图必须注意三个问题：必须注意三个问题：必须按顺序必须按顺序边标边标每组节理的每组节理的坐标点坐标点，边连直线边连直线，以，以免漏点和把直线连错；免漏点和把直线连错；如遇某个方位区间如遇某个方位区间没有节理没有节理，则应将前一组节理的，则应将前一组节理的坐标点坐标点与圆心相连与圆心相连，以，以圆心为起点圆心为起点与下一组节理的坐标点与下一组节理的坐标点相连；相连

8、；当当8090、270280两个区间两个区间都有都有节理坐标点节理坐标点时，则应分别在它们的对应区间时，则应分别在它们的对应区间(8090的对应区为的对应区为260270，270280的对应区间为的对应区间为90100)内找出内找出对应的坐标点，然后，对应的坐标点，然后，将将8090区间的坐标点与区间的坐标点与90100区间的坐标点相连区间的坐标点相连，270280区间的坐标点与区间的坐标点与260270区间的坐标点相连区间的坐标点相连，取其半圆以内的部分，擦掉半，取其半圆以内的部分，擦掉半圆以外的部分。圆以外的部分。二、内容说明二、内容说明编绘节理倾向和倾角玫瑰花图编绘节理倾向和倾角玫瑰花图

9、步骤和方法与编绘节理走向玫瑰花图基本相同。不同步骤和方法与编绘节理走向玫瑰花图基本相同。不同之处和要注意的问题如下：之处和要注意的问题如下：节理节理倾向倾向和和倾角倾角玫瑰花图是玫瑰花图是按节理倾向按节理倾向方位每隔方位每隔10划为一组，并求出每组节理的平均划为一组，并求出每组节理的平均倾向方位倾向方位和和倾角倾角 表表实实9-3。以以5cm为半径画为半径画全圆坐标系全圆坐标系，圆周代表每组节理的，圆周代表每组节理的平均倾向方位平均倾向方位，圆的半径代表每组的，圆的半径代表每组的节理条数节理条数，计数方法，计数方法与半圆坐标系相同，同时，与半圆坐标系相同，同时，又把圆的半径代表每组节理的又把圆

10、的半径代表每组节理的平均倾角平均倾角，由圆心至圆周为，由圆心至圆周为090。每组节理每组节理条数的坐标点条数的坐标点与节理平均与节理平均倾角的坐标点倾角的坐标点分分开，各自用直线连接起来。开，各自用直线连接起来。两种玫瑰花图重叠在一起，为区别，可用颜色或花纹两种玫瑰花图重叠在一起，为区别，可用颜色或花纹填涂。填涂。二、内容说明二、内容说明分析节理玫瑰花图分析节理玫瑰花图应与区域地质构造结合，按节理观测点位置把应与区域地质构造结合，按节理观测点位置把节理玫瑰花图在地质图或构造纲要图上。节理玫瑰花图在地质图或构造纲要图上。走向玫瑰花图反映的是主要节理组的走向玫瑰花图反映的是主要节理组的走向与走向与

11、褶皱、断层等构造的关系褶皱、断层等构造的关系。可根据。可根据配套原则配套原则，找出，找出节理组的节理组的共轭关系共轭关系以及与褶皱、断层等构造以及与褶皱、断层等构造在力学在力学成因上的联系成因上的联系，从而确定区域或局部的，从而确定区域或局部的构造应力场构造应力场的特征的特征。节理倾向和倾角玫瑰花图，反映的是主要节节理倾向和倾角玫瑰花图，反映的是主要节理组的理组的倾向和倾角与褶皱、断层等构造的关系倾向和倾角与褶皱、断层等构造的关系。可。可根据根据配套原则配套原则，找出节理组的，找出节理组的共轭关系共轭关系以及与褶皱、以及与褶皱、断层等构造断层等构造在力学成因上的联系在力学成因上的联系，从而确定

12、区域或，从而确定区域或局部的局部的构造应力场的特征构造应力场的特征。三、实习作业三、实习作业作业资料作业资料某节理观测点的节理资料表实某节理观测点的节理资料表实9-1。半圆坐标系和全圆坐标系半圆坐标系和全圆坐标系(实习九作业图实习九作业图)。编绘节理走向玫瑰花图编绘节理走向玫瑰花图据表实据表实9-1中的节理倾向数据，中的节理倾向数据，补充换算表补充换算表中所缺的节理走向数据。中所缺的节理走向数据。据表实据表实9-1中的节理走向数据，补充统计表中的节理走向数据，补充统计表9-2中所缺的节理数据。中所缺的节理数据。据表实据表实9-2的节理统计数据，编绘节理的节理统计数据，编绘节理走向走向玫瑰花图。

13、玫瑰花图。在图的上方，写上图名，在图的下方，画出在图的上方，写上图名，在图的下方，画出半圆的半径所代表的节理条数的比例尺。半圆的半径所代表的节理条数的比例尺。三、实习作业三、实习作业编绘节理编绘节理倾向和倾角玫瑰花图倾向和倾角玫瑰花图据表实据表实9-1中的节理倾向和倾角的数据，补中的节理倾向和倾角的数据，补充统计表实充统计表实9-3中所缺的节理数据。中所缺的节理数据。据表实据表实9-3中的节理统计数据，用中的节理统计数据，用全圆坐标全圆坐标系系编绘节理倾向和倾角玫瑰花。编绘节理倾向和倾角玫瑰花。在图的上方，写上图名，在图的下方，画出在图的上方，写上图名，在图的下方，画出圆的半径所代表的节理条数

14、、节理倾角的比例尺以圆的半径所代表的节理条数、节理倾角的比例尺以及图例。及图例。分析节理玫瑰花图分析节理玫瑰花图找出主要节理组，据配套原则，分析共轭关系，找出主要节理组，据配套原则，分析共轭关系，定性地确定所显示的应力状态。定性地确定所显示的应力状态。平均走向850mm/23条条2mm/条条102030809033034028029030040条数2mm1035090180270平均倾向5平均倾向及条数定位平均倾向及平均倾角定位二、说明二、说明(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的，网的圆周方位表示倾向，由0-360，半径方向表示倾角，由圆心到圆周为0-90。作图时，把透明纸

15、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向或南北向直径上，依其倾角定点，按点称极点，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36)。网中放射线表示倾向(0-360)，同心圈表示倾角(由圆心到圆周为0-90)。作圆时，用透明纸蒙在该岗上，投影出相应的极点。如一节理产状为NE2070，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36a)。若产状相同的节理有数条，则在点旁注明条数(图36b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

16、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.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37)。图36 极等面积投影图 图37 用密度计统计节理极点数(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，其长度等于大圆直径，中间有一条纵向窄缝。例于转动和来回移动(图37)。(2)统计 先用中心密度计

17、从左到右、由上到下，顺次统计小圆内的节理数(极点数)。并注在每一方格“十”中心。即小圆中心上；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(正好是小圆面积内极点数)，记在有“十”中心的那一个残缺小圆内，小圆圆心不能与“十”中心重合时，可沿窄缝稍作移动和转动。如果两上小圆中心均在圆周，则在圆周的两个圆心上都记上相加的节理数。(3)连线 统计后，大圆内每一小方格“十”中心上都注上了节理数目，把数目相同的点连成曲线(方法与连等高线一样)，即成节理等值线图(图38)。一般是用节理的百分比来表示，即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百分之一，其节理数

18、亦成比例。如大圆内的节理数为六十条，某一小圆内的节理数为六条，则该小圆内的节理比值相当于百分之十。在连等值线时，应注意圆周上的等值线，两端具有对称性(图39)。图38 节理等值线连法 图39 圆周上等值线连法 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.13611976207158122782473466626812774287830691678146412702081186624662263327436663876387036602168225726.27.28.29.30.31.32.33.34.35.

19、36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.1966919674201602026620685208622127221664218602207020070279722857028678288742906029161292802937029657297762986430059301723026851.52.53.54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.73.74.75.1045210556106691076110876110681116711263113811147411558

20、116681176411879119541207412160122731237812562126741286819062144661036476.77.78.79.80.81.82.83.84.85.86.87.88.89.90.91.92.93.94.95.96.97.98.99.100.34060352713028230476305603076830878310623107230662310793217832460201762037320476207792056920866191611997819869196811928519578表3 某观测点节理测量记录表(4)整饰 为了图件醒目清晰，

21、在相邻等值线(等密线)间着以颜色或画以线条花纹，写上图名、图例和方位(图40)。(三)分析图40是根据400条节理编制的等密图。等值线间距为百分之一，图上可清楚地看出有两组节理：第1组走向NE60，倾角直立；2组走各SE120，倾角直立；1组与2组构成“X”共轭节理系。然后进一步结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形成成时的应力状态。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。尤其反映出节理的优势方位，缺点是作图工作量较大。三、作业三、作业根据表3节理测定的产状资料(共100个节理)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

22、NE2569。图40 节理等密图(4)整饰 为了图件醒目清晰，在相邻等值线(等密线)间着以颜色或画以线条花纹，写上图名、图例和方位(图40)。四、节理极点图的编制四、节理极点图的编制 通常在极等面积投影网上编制的，网的圆周方位表示倾向，由0o-360o，半径方向表示倾角，由圆心到圆周为0o-90o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向(或南北向)直径上，依其倾角定点，该点称极点，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7-28)网中放射线表示倾向(0o-360o)。同心圆表示倾角(由圆心到圆周为

23、00-900)。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200700，则以北为00，顺时针数200(即倾向)，再由圆心到圆周数700(即倾角)定点为节理法线的投影点，该点就代表这条节理的产状(图7-28a点)。若产状相同的节理有数条，则在点旁注明条数(图7-28b点)把观测点上的节理都分别投成极点，即得节理极点图。(二)节理等密图的编制:节理等密图是在极点图的基础上编制的，其编制步骤如下：1在透明纸极点图下垫一张方格纸在透明纸极点图下垫一张方格纸，方格平行EW、SN线，间距等于大圆半径的1/10（图7-29）。2用密度计统计节理数用密度计统计节理数 (1)工具工具：中心密度计

24、是中间有一小圆的四方形胶板，小圆半径是大圆半径的1/10；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1/10，两个小圆圆心连线长度等于大圆直径，中间有一条纵向窄缝便于转动和来回移动(图7-29)。(2)统计：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)，并注在每一方格“+”中心，即小圆中心，再统计边缘密度计圆周附近残缺小圆内的节理数，将两端加起来(正好是小圆面积内极点数)，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记上相加的节理数(图7-30)有时可根据节理产

25、状特征，只统计密集部位极点，稀疏零散极点可不进行统计。(3)连线：连线：统计后，大圆内每一小方格“+中心上都注上了节理数目，把数目相同的点用连等高线方法连成曲线(图7-31)，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四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%，故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7-31)。(4)(4)整饰：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最后写上图名、图例和方位(图7-32)(5)(5)分析：分析：图7-32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三组节理：一组走向NE500，倾角直立：一组走向SEl300，倾角直立，一组走向NE250，倾向南东，倾角200前两组可能是两组直立的X共轭节理系然后进一步结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。