3.1地质罗盘仪的使用
岩层产状要素，可以用地质罗盘仪测定，也可以通过作图或计算的方法进行确定。认识地质罗盘仪的构造，了解其主要用途，熟练掌握使用地质罗盘仪在不同条件下测量岩(断)层产状的方法。
1.地质罗盘仪的结构
地质罗盘仪是地质工作者经常使用的一种轻便仪器。在野外地质工作中，常用它测定方向和岩层及其他结构面(如节理面、断层面)的产状要素。地质罗盘仪的构造如图31所示。
(1)罗盘仪部分
用于测定方向，如目标方向及岩层走向、倾向等。主要部件分别介绍如下。
①瞄准器(前后各一个，前置折叠式瞄准器又称指北标)：由准星和观测孔组成，用来瞄准目标物。
②方位角刻度盘：逆时针方向刻有360°方位角数值(少数罗盘仪刻有象限角，刻度盘第3章野外地质实习的基本技能与方法分四个象限，每一象限均为0°~90°，其中，南、北为0°，东、西为90°)。
③磁针：在北半球国家使用的罗盘仪，缠有铜丝的一端为磁南针，另一端为磁北针。
当磁针水平静止后，磁北针指向刻度盘上对应的度数值为指北标所指方向的磁方位角(如果经过罗盘仪上的磁偏角校正，则为真方位角)。
④磁针制动器：用以制动磁针，便于读数，并在罗盘仪不使用时将磁针与支撑轴顶部的尖端分离，对转动摩擦部位实行保护。
⑤方位角刻度盘校正螺丝：通过轻微旋转可以转动方位角刻度盘，达到校正磁偏角的目的。
⑥水准气泡：用于帮助罗盘仪放置水平，当气泡居中时，罗盘仪底盘处于水平位置，磁针灵活转动，待其静止后准确指示所测方向方位角(或象限角)的度数值。
(2)倾斜仪部分
用于测定倾斜角度，如岩层倾角等。主要组成部分包括倾斜角刻度盘、倾斜仪指针、倾斜仪水准气泡和倾斜仪制动器(位于底盘背面)，其中后三者被固定在一起。把罗盘仪底盘长边贴紧所测倾斜线，当拨动制动器使倾斜仪水准气泡居中时，指针所指刻度盘上的度数值即为所测倾斜线的倾斜角度。
罗盘仪方位角刻度盘在逆时针方向刻有360°，这与方位角所规定的方向正好相反。这是因为在具体测量方向时，操作过程中转动的是罗盘仪，而磁针始终是指向磁南、磁北极，相对刻度盘恰好是向相反方向转动，因此逆时针刻划才能在刻度盘上读出所测方向的(磁)方位角值。
2.地质罗盘仪测量产状要素的方法
(1)直接测量法
利用地质罗盘仪在岩层面上量取岩层的走向、倾向和倾角，如图32所示。在一定地区进行地质工作使用地质罗盘仪时，应首先根据该地区的磁偏角对罗盘仪进行磁偏角校正。
各地区的磁偏角不同，例如，我国西部地区磁偏角偏东，校正时应加上磁偏角度数；而东、中部地区磁偏角偏西，校正时应减去磁偏角度数。经过磁偏角校正后，在本地区使用地质罗盘仪，所测得的方位角即为真方位角。
(2)间接测定法
在隧道内找不到理想的岩层面时，可采用间接测量法测定岩层产状。如图33所示，在隧道中找出分别位于隧道掌子面和一侧边墙的同一岩层面DB、DC，分别找出标高相同的两点E、F，以测绳连接EF，即为该层面上的一条走向线，然后用地质罗盘仪测出EF的方向，即为岩层走向。按照实际观察岩层的倾斜方向，将走向值加(或减)90°，便得到岩层倾向。岩层倾角α的求法是，先用地质罗盘仪测出隧道掌子面的方向，并算出它与岩层倾向间的夹角ω；再测出该方向岩层的视倾角β，根据公式(31)即可计算得出岩层的倾角。
3.野外实地测量岩(断)层产状要素
在野外选择适当位置，由学生选择岩层面，并测量岩层产状。岩层面是不同岩性岩层的分界面，应注意避免出现把岩层的层理面、节理面等较平整的面误作岩层面的现象。同时，还需要注意，选择岩层面应能够代表附近一定范围岩层的产状。如果岩层面不十分平整，可以在测点层面上放置平板(或硬卡片等)，在其上测量产状。
(1)在缓倾斜或近水平岩层面上测量产状
①测走向：将罗盘仪的一条长边底线紧贴岩层面，调节罗盘仪使水准仪气泡居中，当磁针静止后对应刻度盘上的刻度值即为岩层两个走向的方位角值。其中，磁北针对应的刻度值为折叠式瞄准器一侧的走向，磁南针对应的刻度值为相反的另一个走向。
②测倾向：将罗盘仪的一条短边底线紧贴岩层面，折叠式瞄准器指向岩层倾斜方向，调节罗盘仪使水准仪气泡居中，当磁针静止后磁北针对应的刻度值即为岩层倾向的方位角值。
③测倾角：将测走向或倾向时罗盘仪的底面与岩层面的接触线画出，即为走向线。利用罗盘仪长、短边的垂直关系可在岩层面上画出真倾斜线。将罗盘仪侧立，使长边与真倾斜线重合，手指微微转动倾斜仪制动器旋钮，至倾斜仪气泡居中停止转动，这时倾斜仪刻度盘上的度数值即为倾角。
走向和倾向二者只需测量其一。但如果只测量走向，必须根据实际的岩层倾斜方向换算出岩层倾向。换算的方法是：在读出岩层的一个走向后，如果由这一走向顺时针旋转90°为倾斜方向，则在此走向的方位角值上加90°即为倾向；如果由这一走向逆时针旋转90°为倾斜方向，则在此走向的方位角值上减90°即为倾向。
(2)在急倾斜岩层面上测量产状
在急倾斜岩层面上测量产状也可以用上述方法进行，不过下列方法更加方便准确。
①将罗盘仪镜盖紧贴岩层面并调节罗盘仪至水平，磁北针所指的刻度值即为倾向方位角的值。
②沿镜盖长边作线即为真倾斜线。
③将罗盘仪侧立，使长边与真倾斜线重合，即可测量倾角。
(3)在岩层下层面上测量产状
如果有平整的岩层面暴露，而又缺少平整的岩层上层面出露，需要在下层面测定岩层产状。操作步骤与在上层面测量产状相同，但要注意，从罗盘仪上读取倾向方位角值时，应读磁南针所指的刻度值，这是因为此时折叠式瞄准器所指的正好是岩层倾向的反方向。
3.2现场观察与记录
1.野外记录簿的记录格式及要求
在野外工作的过程中，应将观察到的各种地质现象清楚、系统地记录在专用的野外记录簿上。野外记录是最直接的原始资料，是野外地质勘察的成果，也是地质勘察中一切结论的基础。野外记录的质量直接关系到地质工作的质量，所以，要求记录认真、态度严谨、格式规范、术语准确、字迹清楚。野外记录内容包括文字和图件两部分。
文字应记录在记录簿的右页，要把在野外所观察到的地质与土质等内容按一定格式用铅笔记录在记录簿上。记录除自己看外，还要供他人查阅，是一个地区最原始的资料，这完全不同于上课笔记或读书笔记。为使大家都能看懂记录，除文字清晰外，还要按一定格式记录。为了使记录规范，对文字记录特作如下要求：文字记录在野外完成，一般不能在室内想像或追忆记录；记录内容必须是自己观察到的地质现象；记录要清楚，格式要正确，如图34所示；只能用铅笔，不能用其他笔记录；记错的地方可用铅笔画掉或改正，不要用橡皮擦掉重新写，绝对不能撕掉废页；上交记录簿时，页码齐全，不能缺失；记录簿是专供记录野外地质现象之用，除记录与地质有关的内容外，不得记录任何其他内容；记录簿用毕，上交所在单位或主管部门保管，不能遗失；记录产状要素，要另起一行，并用一定的符号表示，例如，岩层产状表示为150°30°，前一数字表示倾向，后一数字表示倾角。
2007年4月27日星期五天气晴
地点：古北口
路线一：古北口-潮河关
任务：
1.了解实习区交通及自然地理概况；2.学习地质罗盘仪的使用方法；3.观察基岩山区的崩塌地形。
NO.1
位置：铁路车站陡壁下。
目的：观察基岩风化特征。
观察内容
1.该地点观察到的地形有……
2.……
2.图件记录
图件绘制在记录簿的左页，是为了配合文字记录而进行的。在野外，记录者为了更清晰、更形象地把所观察到的地质现象表示出来，而用文字又较难说清楚，这时可用图来表示内容。图常能起到简洁、直观、明了、形象地说明地质内容的作用，使阅读者能快速、正确地理解记录者所表示的内容，建立空间概念，这些特点均优于文字记录。图的类型有多种，可根据需要绘制不同的图件。土木工程专业的学生在野外地质实习中常用的有：地质素描剖面图、地质信手剖面图。无论何种图件，均必须具备：图名、比例尺、方位、图例及所表示的地质内容等5部分内容，它们的相对位置关系要确定。作图要求图面内容正确、结构合理、线条均匀、清晰、整洁、美观等。
3.室内整理
在野外记录的内容(如文字、图件等)，回到室内要进行整理。原则上文字不能改动，只有由于下雨等种种原因而未来得及记录的内容，回到室内可以根据当天采回的标本或回忆加以补充，或者对一些记错的内容加以改正，但必须标上“补充”或“批注”等字，以免与野外记录相混淆。记录簿上的图件要清绘，如需上墨时，用绘图铅笔沾绘图墨水或碳素墨水按野外用铅笔画好的线条逐一上墨，补充未完成的内容(如图例、图名等)。
3.3样本的采集与整理
1.岩石标本的野外采集和室内整理
在野外，除认真观察地质现象作记录之外，还要采集标本，这也是野外地质勘察的一项重要内容。在野外，由于时间和条件所限，有些地质现象来不及仔细观察、记录或需要在室内进一步观察；某些重要、典型的地质现象须采集标本保存，用实物供他人检查、参观；或者在地层剖面上为了达到某一目的和要求需逐层采集标本。标本种类很多，如岩石标本、构造标本、矿物标本、化石标本等。无论采集何种标本，其共同要求是：①具有代表性；②标本新鲜、未风化；③标上编号。
野外采集岩石标本，一般在不同的岩性层中都需要采集，以便在室内观察、分析、定名等。岩石标本的规格要求是：长为9cm、宽为6cm、厚为3cm。在地质剖面中，常按地层分层进行采集，并从下到上(从早到晚)逐层编号。编号可按不同性质的标本，不同观测点或某个剖面进行，在标本上用记号笔写上编号或先在标本上贴上橡皮胶再用圆珠笔标上编号，同时在记录簿上记下标本采集的情况。编号不能重复，例如，石门寨信手剖面第4层的第1块岩石标本，编号可标为RSMZ41，R为岩石标本的代号，SMZ为“石门寨”拼音的第1个字母，4为第4层，1为第1块标本。标本采回后，在室内须整理，在标本右上角涂上油漆，写上编号，进行标本登记，登记内容包括岩石名称、用途、采集位置、时代(地层时代)、采集时间、采集者。然后把标本包好，装箱。
2.土样的野外采集运输与保管
除了要学会岩石标本的野外采集和室内整理外，还需要掌握土样的野外采集、运输和保管方法，它是野外工作的一项重要内容。
土样要求：采取原状土或扰动土视工程对象而定。凡属桥梁、涵洞、隧道、挡土墙、房屋建筑物的天然地基，以及挖方边坡、渠道等，应采取原状土样。若为填土路基、堤坝、取土坑(场)或只要求土的分类试验，则可采取扰动土样。土样可在试坑、平洞、竖井、天然地面及钻孔中采取。取原状土样时，必须保持土样的原状结构及天然含水量，并使土样不受扰动。用钻机取土时，土样直径不得小于10cm，并使用专门的薄壁取土器。在试坑中或天然地面下挖取原状土时，可用有上、下盖的铁壁取土筒，开下盖，扣在欲取的土层上，边挖筒周围的土，边压土筒至筒内装满土样，然后挖断筒底的土层(或左右摆动即断)，取出土筒，翻转削平筒内土样，若周围有空隙，可用原土填满，盖好下盖，密封取土筒。采取扰动土样时，应先清除表层土，然后分层用四分法取样。对于盐渍土，一般应分别在0m~0.05m、0.05m~0.25m、0.25m~0.50m、0.50m~0.75m、0.75m~1.0m的垂直深度处分层取样。同时，应测记采样季节、时间和气温。土样的数量按表31中的规定采取。
无论采用什么方法取样，均应用“取样记录簿”记录，并撕下其一半作为标签，贴在取土筒上(原状土)或折叠后放入取土袋内。“取样记录簿”宜用韧质纸并必须用铅笔填写各项记录。对取样方法、扰动或原状、取样方向及取土过程中出现的现象等，应记入取样说明栏内。关于土样的包装和运输，原状土或需要保持天然含水量的扰动土，应在取样之后立即密封取土筒，即先用胶布贴封取土筒的所有缝隙，在两端盖上用红油漆写明“上、下”字样，以示土样层位，在筒壁贴上“取样记录簿”中撕下的标签，然后用纱布包裹，再浇蜡，以防水分散失。密封后的原状土在装箱之前应放入阴凉处。不需要保持天然含水量的扰动土，最好风干稍加粉碎后装入袋中。土样装箱时，应与“取样记录簿”对照清点，无误后再装入，并在记录簿存根上注明装入箱号。对原状土应按上、下部位将筒立放，木箱中筒间空隙宜以稻(麦)草秸或软物填紧，以免在运输过程中受震、受冻。木箱上应编号并写明“小心轻放”、“切勿倒置”、“上”、“下”等字样。对已取好扰动土样的土袋，在对照清点后可以装入麻袋内，扎紧袋口，麻袋上写明编号并拴上标签，签上说明麻袋号数、袋内共装的土袋数和土袋号。
对于盐渍土等特殊土，扰动土样宜用塑料袋装。为防取样记录标签在袋内湿烂，可用另一小塑料袋装标签，再放入口袋中；或将标签折叠后放在盛土的塑料袋口，用橡皮围绕扎袋口标签以下，再将放标签的袋口向下折叠，然后再以未绕完的橡皮圈绕扎系紧。每一盐渍土剖面所取的多个塑料袋土，可以合装入一个稍大的布袋内。同样在装入布袋前要与记录簿存根清点对照，并将布袋号补记在原始记录簿中。
3.4地质素描图
1.绘制野外地质素描图
在野外所见到的典型地质现象，小的如一块标本、一个露头上的原生沉积构造或次生的构造变形(如断层和褶皱)剥蚀风化的现象，大的如-个山头甚至许多山头范围内的地质构造特征或内外动力地质现象(如冰蚀地形、河谷阶地、火山口地貌)等，均可用地质素描图表示。地质素描图不同于美术上的素描图，它不是简单地重复、所画即所见，而是要求通过细致观察来分析地质现象，抓住本质特征，用简洁的线条表示出所要揭示的地质现象。因此，地质素描图的制作往往超出了素描本身的内涵，带有不同程度的地质分析和解释。如何画好地质素描图？这不仅取决于个人的美术修养，更主要地取决于个人的地质专业水平。
地质素描从表现手法上大致可分为立体图形素描及平面图形素描两大类；从素描对象上又可从宏观到微观，大致分为地貌景观素描、剖面及构造素描、露头素描、手标本素描及镜下素描5部分，各部分都包含了上述的立体图形表现手法和平面图形表现手法。
