3.6 地质图及其阅读
地质图是用规定的图例符号和颜色来反映一个地区地质现象和地质条件的图件。它是依据野外实测的地质资料，按一定比例投影在地形底图上编制而成的，是工程勘察工作的主要成果之一。工程建设中的规划、设计和施工阶段，都需要以工程勘察资料为依据，而地质图是综合了各项勘察资料编绘而成的，是生产直接可以利用的重要图件资料。
3.6.1 地质图的种类
地质图的种类繁多，由于经济建设目的不同，其反映地质内容也各有所侧重。工程建设中常用的地质图有如下几种。
（1）普通地质图
普通地质图是表示某地区地形、地层岩性和地质构造条件的基本图件。它是把出露于地表的不同地质时代的地层分界线、主要构造线等地质界线投影在地形图上，并附有一两个典型的地质剖面图和综合地层柱状图。普通地质图是编绘其他地质图的基本图件，它能提供建筑地区地层岩性和地质构造等基础资料。普通地质图又称地形地质图。
（2）地貌及第四纪地质图
地貌及第四纪地质图是根据一个地区的第四系地层的成因类型、岩性及其形成时代，地貌的类型、形态特征而编制的综合图件。
（3）工程地质图
工程地质图是根据工程地质条件编制而成的，它是在相应比例尺的地形图上表示各种工程勘察成果的综合图件。为满足某项工程建筑需要而编制的工程地质图称为专门工程地质图。
（4）水文地质图
水文地质图是表示一个地区水文地质条件和地下水形成、分布规律的地质图件。为满足某项工程建筑需要而编制的水文地质图称为专门水文地质图。
（5）地质剖面图及地层柱状图
地质剖面图及地层柱状图是指在平面地质图的基础上，为了更清楚地反映一个地区地表以下一定深度范围内的各种地质现象而编制的垂直方向的地质图件。它们常与平面地质图配合使用。
上述各类地质图都应包括：图名、图例、比例尺、方向和责任表等。其中图例严格要求自上而下或自左而右，地层从新到老进行排列；先地层、岩浆岩，后地质构造等。
比例尺是反映图件精度的指标，比例尺越大图件的精度越高，对所反映的内容越详细、越准确。地质图按比例尺可分为小比例尺地质图（小于1∶20万～1∶100万）、中比例尺地质图（1∶5万～1∶10万）、大比例尺地质图（大于1∶1000～1∶25000）。
责任表中要说明地质图的编制单位、编审人员、资料来源和成图日期等。
3.6.2 不同产状岩层或地质界面在地质图上的表现
各种产状的岩层或地质界面，因受地形影响，反映在地形地质图上的表现情况也各不相同，其露头形状的变化受地势起伏和岩层倾角大小的控制。
1）水平岩层在图上的表现
如果地形有起伏，则水平岩层或水平地质界面的出露界线是水平面与地面的交线，此线位于一个水平面上，故水平岩层的露头形态无论是在地面上还是在地质图上，都是一条弯曲的、形状与地形等高线一致或重合的等高线（图3－17A、B、C、D即表示水平岩层或地质界面）。在地势高处出露新岩层，在地势低外出露老岩层。若地形平坦，则在地质图上，水平岩层表现为同一时代的岩层成片出露。
图3－17 水平岩层与直立岩层的露头在平面图上的形态
2）直立岩层在图上的表现
直立岩层的岩层面或地质界面与地面的交线位于同一个铅直面上，露头各点连线的水平投影都落在一条直线上，因此，无论地形平坦或有起伏，直立岩层的地质界线在图上永远是一条切割等高线的直线（图3－17中的E、F、G、H即表示直立岩层或地质界面）。
3）倾斜岩层在图上的表现
倾斜岩层面或其他地质界面的露头线，是一个倾斜面与地面的交线，它在地形地质图上和地面上都是一条与地形等高线相交的曲线（见图3－18～图3－20）。在地形复杂地区，岩层露头或地质界面，在平面图上呈现许多V字形或U字形，由于岩层产状的不同，在地形地质图上V字形的特点也各不相同。
图3－18 岩层倾向与地面坡向相反时的露头形态
图3－19 岩层倾向与坡向相同，岩层倾角大于地面坡度时的露头形态
图3－20 岩层倾向与坡向相同，岩层倾角小于地面坡度时的露头形态
①当岩层或地质界面的倾向与地面坡向相反时（见图3－18），岩层露头或地质界面露头线的弯曲方向与等高线一致，在河谷中V字形的尖端指向河谷上游。
②当岩层或地质界面的倾向与地面坡向一致时，若岩层倾角大于地面坡度，则岩层或地质界面露头线的弯曲方向与地形等高线的弯曲方向相反，且岩层或地质界面的露头，在河谷中形成尖端指向下游的V字形（见图3－19）。
③当岩层或地质界面倾向与坡向一致，倾角小于地面坡度时，则岩层或地质界面露头线的弯曲与地形高线弯曲相似。岩层露头在河谷中形成尖端指向上游的V字形（见图3－20），与图3－18图形相似，不同之处：图3－20中的V字形地质界线较等高线狭窄，而且自山里向外，可见岩层或地质界面所切割的等高线逐次降低。而图3－18中岩层或地质界面所形成的V字形露头则较开阔。
3.6.3 地质构造在地质图上的表现
各种地质构造在地质图上，是通过地层界线、地层年代符号、岩性符号和地质构造符号等，反映出其形态特征和分布情况。
1）褶曲在地质图上的表现
如果褶曲形成后地面还未受侵蚀，那么地面上露出的是成片当地最新地层，这时只能根据地质图上所标出的各部分岩层的产状要素来判断褶曲构造。但这种情况是极少见的。大部分地区褶曲构造形成后，地表都已受到了侵蚀，因此构成褶曲的新老地层都有部分露出地表，则在地质图上主要根据地层分布的对称关系和新老地层的相对分布关系来判断褶曲构造。
（1）水平褶曲在地质图上的表现
枢纽产状为水平的背斜和向斜，在地形平坦条件下，它们的两翼地层在地质图上都呈对称的平行条带出露（见图3－21），核部只有一条单独出现的地层，对于背斜来说，核部地层年代较老，两翼则依次出现较新地层（见图3－21中左）。向斜则相反，核部地层年代较新，而两翼则依次为较老地层（见图3－21中右）。
图3－21 枢纽水平的褶曲在地质图上的表现（地形平坦条件下）
（2）倾伏褶曲在地质图上的表现
倾伏褶曲在地形平坦条件下，其两翼地层在地质图上也呈对称出露，但不是平行条带，而是抛物线形（见图3－22）。若判断其为倾伏背斜还是倾伏向斜，也要根据核部和两翼地层的相对新老关系来判断。
上述特征是在地形平坦条件下，若地形有较大的起伏，情况就复杂了，原来是平行的地层界线变得弯弯曲曲，原来是近于抛物线的地层界线变得不规则了，但地层的新老对称关系不变。此外，短轴褶曲的两翼地层在地质图上也成对称状，其形状近于长椭圆形，判断是短轴背斜还是短轴向斜，同样是根据地层的新老关系进行判断。
图3－22 倾伏褶曲在地质图上的表现（地形平坦条件下）
2）断层在地质图上的表现
断层在地质图上用断层线表示。由于断层倾角一般较大，所以断层线在地形地质图上通常是直线或曲率小的曲线。但大部分地质图上都用一定的符号表示出断层的类型和产状要素。因此，根据符号就可以在地质图上认识断层。在没有用符号表示断层的产状及类型的地质图上，需要判断其产状要素及两盘相对位移方向。
由于断层两盘相对位移，在地质图上断层线两侧总是存在地层的中断、重复、缺失或宽窄变化，如图3－15（d）、图3－15（e）、图3－23所示。但断层切割地层的关系较复杂，有断层走向大致平行地层走向，也有断层走向和地层走向垂直或斜交。因此，利用断层线两侧地层的中断、重复、缺失、宽窄变化来分析断层的性质和产状要素时，一定要根据具体情况细心加以判断，必要时作图切剖面进行分析。
图3－23 断层造成褶皱核部地层的宽窄变化示意图
（a）核部上盘变宽，下盘变窄；（b）核部上盘变窄，下盘变宽
图3－24 不整合接触在地质图上的表现
（a）平面图；（b）剖面图
1—新岩层；2—挤压成褶皱的古老岩系
A—B为不闭合面
3.6.4 地层接触关系在地质上的表现
本章第一节已介绍过，新老地层之间有三种接触关系：整合、假整合（平行不整合）、不整合（斜交不整合），如图3－23所示。在地质平面图上的表现，如图3－24所示：整合岩层产状一致，地层界线彼此接触是各时代地层连续无缺，平行作带状分布。平行不整合是上下岩层产状一致，地变窄.下盘变宽层界线彼此平行，但有地层缺失。斜交不整合，不仅上下两套地层的地质年代不连续，缺失了地层，而且上下岩层产状呈角度斜交。
3.6.5 地质图的阅读与分析
任何图件都是某种工程或工艺的语言，地质图件也不例外，由于地质图的线条多、符号复杂，初次阅读时有一定的困难。如果能按照一定的读图步骤，由浅入深，循序渐进，对地质图进行仔细观察和全面分析，经过反复练习，读懂地质图并不难。
1）读图步骤
①先看图名、比例尺，对地质图幅所包括的地区建立整体概念；并了解图幅位置，识别图的方位，一般以指北箭头为依据。若没有则可根据一般图的上方指向正北，或根据坐标数值向东、向北增大的规律来定出图的方位。
②读图例。地质图的图例绘在图框的右侧，自上而下按有新到老的年代顺序，列出图中所有地层符号、地质构造符号。熟悉这些图例，就可对图中所出现的地质情况进行分析。看图例时要特别注意地层之间是否存在地层缺失现象。一套完整的地质图，除地形地质图（主图）外，还附有一张综合地层柱状图和1～2张地质剖面图，并标有图例，不同地质时代地层的岩性用一定的花纹图案表示。
③正式读图时先分析图内地形，通过地形等高线与河流水系的分布特点，了解区内山川形势和地形起伏情况。
④对照图例，阅读地层的分布、产状、新老关系及其与地形的关系；熟悉了地层的空间分布后，可根据地层的新老关系来分析区内褶皱构造的发育情况、构造线方向等；然后对区内断裂构造进行分析，如断层的性质，断层与地层、断层与褶曲以及断层之间的切割关系等。
⑤若区内有岩浆岩出露，应弄清岩浆活动的时代，侵入或喷发的顺序，然后根据岩浆岩体产出及形态特征，确定其产状。
在以上读图过程中，要参考地质图的主要附图——综合地层柱状图和地质剖面图，以帮助分析区内地质构造等特征。
2）读图实例
现以太阳山地区地质图作为读图实例。
太阳山地区地质图件有综合地层柱状图（见图3－25）、地形地质图（见图3－26）及A—B地质剖面图（见图3－26）。读图分析如下。
图3－25 太阳山地区综合地层柱状图
区内最高点为太阳山，高程约1 100米，山脊呈南北向，北面山峰也超过1000米。区内有三条河谷，最大的河谷在西南部，高程约300m，河谷两岸有较宽的第四纪冲积物分布，从北东向西南流。其次是西北和东北部的河谷，均从南向北流。区内地势以太阳山脉（南北向）最高.其两侧（东、西部）逐渐变低。
区内出露的地层有石炭系（C）、二叠系（P）、中上三叠系（T2－3）、中上侏罗系（J2－3）、下白垩系（K1）及第四系（Q）。图中石炭系与二叠系地层间没有缺失地层，其岩层产状一致，为整合接触：二叠系与三叠系地层之间岩层产状一致，但缺失下三叠系地层，两者为平行不整合接触；图中的侏罗系与石炭系、二叠系、三叠系中上统三个地质年代较老的地层接触，其岩层产状斜交，为角度不整合接触；下白垩系与侏罗系地层之间岩层产状一致，没有缺失地层，为整合接触；第四系与老地层之间均为角度不整合接触；辉绿岩是沿三条近南北向的张性断裂侵入到石炭系、二叠系及中上三叠系地层中，因此区内出露的三条辉绿岩岩墙或岩脉与石炭系、二叠系、中上三叠系地层为侵入接触，而与中上侏罗系及下白垩系之间为沉积接触。因此，辉绿岩的形成地质时代，应为三叠纪以后，中侏罗纪之前。区内缺失下侏罗系（J1）地层，且上三叠系（T3）与中侏罗系（J2）地层间呈角度不整合接触，所以在早侏罗世（J3）时期，本地的灰白色石英砂岩组成，两翼对称分布的是石炭系中统（C2）、石炭系上统（C3）、二叠系下统（P1）、二叠系上统（P3）、三叠系中统（T2）、三叠系上统（T3）地层。两个短轴背斜之间开阔地带则以三叠系上统（T3）灰白色白云质灰岩为核部的向斜，两翼对称分布的是T2、P2、P1、C3、C2、C1地层，两翼岩层倾角平缓，为20°左右。因此，该向斜为一舒缓大向斜，其核部的灰白色白云质灰岩分布面积很大，约占三十平方公里。
此外，由侏罗系中统（J2）、侏罗系下统（J1）、白垩系上统（K3）地层构成南北向的向斜，其轴向和太阳山山脊一致，核部由白垩系下统（K1）砖红色粉砂岩组成，两翼对称分布J3、J2地层，两翼岩层倾角只有10°，呈很平缓的向斜覆盖在其底褶皱上。区内有两组断裂：一组为NE—SW走向，如F1断裂，和区内基底褶皱轴向一致，其倾角近于直立，断裂面两侧岩层无明显位移；另一组为三条南北走向张性断裂，均被辉绿岩浆侵入而形成辉绿岩墙或岩脉，只有中间一条断裂尚保留了一段（F2）没有被辉绿岩所侵入。从图上明显看出辉绿岩墙被F1断裂所切割，则Fl断裂形成时间晚于F2断裂。F1、F2两组断裂切割了上三叠系（T3）地层，而没有切割中侏罗系（J2）地层。因此，F1、F2断裂都形成于早侏罗世（J1），但F2断裂早于Fl断裂。
【思考题】
3－1 地质年代划分的基本方法和相对地质年代划分结果。
3－2 褶皱的基本类型、特征和工程地质意义。
3－3 断层的基本类型、特征和工程地质意义。
3－4 什么是活断层？它具有哪些特征，或对工程建设如何影响？
3－5 如何阅读地质图？
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