煤礦技能培訓(xùn)：地質(zhì)羅盤實際應(yīng)用(附磁偏角)

1、地質(zhì)羅盤儀是進行野外地質(zhì)工作必不可少的一種工具。借助它可以定出方向，觀察點的所在位置，測出任何一個觀察面的空間位置(如巖層層面、褶皺軸面、斷層面、節(jié)理面等構(gòu)造面的空間位置)，以及測定火成巖的各種構(gòu)造要素，礦體的產(chǎn)狀等。因此必須學(xué)會使用地質(zhì)羅盤儀。 一、地質(zhì)羅盤的結(jié)構(gòu)： 地質(zhì)羅盤式樣很多，但結(jié)構(gòu)基本是一致的，我們常用的是圓盆式地質(zhì)羅盤儀。由磁針、刻度盤、測斜儀、瞄準(zhǔn)覘板、水準(zhǔn)器等幾部分安裝在一銅、鋁或木制的圓盆內(nèi)組成，如圖4-1-1 （一）磁針一般為中間寬兩邊尖的菱形鋼針，按裝在底盤中央的頂針上，可自由轉(zhuǎn)動，不用時應(yīng)旋緊制動螺絲，將磁針抬起壓在蓋玻璃上避免磁針帽與項針尖的碰撞，以保護頂針尖，延長

2、羅盤使用時間。在進行測量時放松固動螺絲，使磁針自由擺動，最后靜止時磁針的指向就是磁針子午線方向。由于我國位于北半球磁針兩端所受磁力不等，使磁針失去平衡。為了使磁針保持平衡常在磁針南端繞上幾圈銅絲，用此也便于區(qū)分磁針的南北兩端。（二）水平刻度盤-水平刻度盤的刻度是采用這樣的標(biāo)示方式：從零度開始按逆時針方向每10度一記，連續(xù)刻至360度，o度和180度分別為N和S，90度和270度分別為E和W，利用它可以直接測得地面兩點間直線的磁方位角。（三）豎直刻度盤-專用來讀傾角和坡角讀數(shù)，以E或W位置為0度，以S或N為90度，每隔10度標(biāo)記相應(yīng)數(shù)字。 （四）懸錐-是測斜器的重要組成部分，懸掛在磁針的軸下方，

3、通過底盤處的覘板手可使懸錐轉(zhuǎn)動，懸錐中央的尖端所指刻度即為傾角或坡角的度數(shù)。（五）水準(zhǔn)器-通常有兩個，分別裝在圓形玻璃管中，圓形水準(zhǔn)器固定在底盤上，長形水準(zhǔn)器固定在測斜儀上。（六）瞄準(zhǔn)器包括接物和接目覘板，反光鏡中間有細線，下部有透明小孔，使眼睛，細線，目的物三者成一線，作瞄準(zhǔn)之用。 二、地質(zhì)羅盤的使用方法 在使用前必須進行磁偏角的校正。因為地磁的南、北兩極與地理上的南北兩極位置不完全相符，即磁子午線與地理子午線不相重合，地球上任一點的磁北方向與該點的正北方向不一致，這兩方向間的夾角叫磁偏角。地球上某點磁針北端偏于正北方向的東邊叫做東偏，偏于西邊稱西偏。東偏為(+)西偏為(-)。地球上各地的磁

4、偏角都按期計算，公布以備查用。若某點的磁偏角已知，則一測線的磁方位角A磁和正北方位角A的關(guān)系為A等于A磁加減磁偏角。應(yīng)用這一原理可進行磁偏角的校正，校正時可旋動羅盤的刻度螺旋，使水平刻度盤向左或向右轉(zhuǎn)動，(磁偏角東偏則向右，西偏則向左)，使羅盤底盤南北刻度線與水平刻度盤0-180度連線間夾角等于磁偏角。經(jīng)校正后測量時的讀數(shù)就為真方位角。（二）目的物方位的測量是測定目的物與測者間的相對位置關(guān)系，也就是測定目的物的方位角(方位角是指從子午線順時針方向到該測線的夾角)。測量時放松制動螺絲，使對物覘板指向測物，即使羅盤北端對著目的物，南端靠著自己，進行瞄準(zhǔn)，使目的物，對物覘板小孔，蓋玻璃上的細絲，對目

5、覘板小孔等連在一直線上，同時使底盤水準(zhǔn)器水泡居中，待磁針靜止時指北針?biāo)付葦?shù)即為所測目的物之方位角。(若指針一時靜止不了，可讀磁針擺動時最小度數(shù)的二分之一處，測量其它要素讀數(shù)時亦同樣)。若用測量的對物覘板對著測者(此時羅盤南端對著目的物)進行瞄準(zhǔn)時，指北針讀數(shù)表示測者位于測物的什么方向，此時指南針?biāo)咀x數(shù)才是目的物位于測者什么方向，與前者比較這是因為兩次用羅盤瞄準(zhǔn)測物時羅盤之南、北兩端正好顛倒，故影響測物與測者的相對位置。為了避免時而讀指北針，時而讀指南針，產(chǎn)生混淆，放應(yīng)以對物覘板指著所求方向恒讀指北針，此時所得讀數(shù)即所求測物之方位角。 （三）巖層產(chǎn)狀要素的測量巖層的空間位置決定于其產(chǎn)狀要素，

6、巖層產(chǎn)狀要素包括巖層的走向、傾向和傾角。測量巖層產(chǎn)狀是野外地質(zhì)工作的最基本的工作方法之一，必須熟練掌握。1. 巖層走向的測定巖層走向是巖層層面與水平面交線的方向也就是巖層任一高度上水平線的延伸方向。測量時將羅盤長邊與層面緊貼，然后轉(zhuǎn)動羅盤，使底盤水準(zhǔn)器的水泡居中，讀出指針?biāo)缚潭燃礊閹r層之走向。因為走向是代表一條直線的方向，它可以兩邊延伸，指南針或指北針?biāo)x數(shù)正是該直線之兩端延伸方向，如NE30度與SW210度均可代表該巖層之走向。2.巖層傾向的測定 圖412 巖層產(chǎn)狀及其測量方法巖層傾向是指巖層向下最大傾斜方向線在水平面上的投影，恒與巖層走向垂直。測量時，將羅盤北端或接物覘板指向傾斜方向，羅

7、盤南端緊靠著層面并轉(zhuǎn)動羅盤，使底盤水準(zhǔn)器水泡居中，讀指北針?biāo)缚潭燃礊閹r層的傾向。假若在巖層頂面上進行測量有因難，也可以在巖層底面上測量仍用對物覘板指向巖層傾斜方向，羅盤北端緊靠底面，讀指北針即可，假若測量底面時讀指北針受障礙時，則用羅盤南端緊靠巖層底面，讀指南針亦可。3巖層傾角的測定巖層傾角是巖層層面與假想水平面間的最大夾角，即真傾角，它是沿著巖層的真傾斜方向測量得到的，沿其它方向所測得的傾角是視傾角。視傾角恒小于真傾角，也就是說巖層層面上的真傾斜線與水平面的夾角為真傾角，層面上視傾斜線與水平面之夾角為視傾角。野外分辨層面之真傾斜方向甚為重要它恒與走向垂直，此外可用小石于使之在層面上滾動或滴

8、水使之在層面上流動，此滾動或流動之方向即為層面之真傾斜方向。測量時將羅盤直立，并以長邊靠著巖層的真傾斜線，沿著層面左右移動羅盤，并用中指搬動羅盤底部之活動扳手，使測斜水準(zhǔn)器水泡居中，讀出懸錐中尖所指最大讀數(shù)，即為巖層之真傾角。巖層產(chǎn)狀的記錄方式通常采用下面的方式：既方位角記錄方式，如果測量出某一巖層走向為3100，傾向為2200 ，傾角350，則記錄為NW3100SW350或3100SW350或2200350。野外測量巖層產(chǎn)狀時需要在巖層露頭測量，不能在轉(zhuǎn)石(滾石)上測量，因此要區(qū)分露頭和滾石。區(qū)別露頭和滾石，主要是多觀察和追索并要善于判斷。測量巖層面的產(chǎn)狀時，如果巖層凹凸不平，可把記錄本平放

9、在巖層上當(dāng)作層面以便進行測量。 附：各地的磁偏角： 地名 磁偏角 漠河 1100 齊齊哈爾 954 哈爾濱 939 長春 853 滿洲里 840 沈陽 744 旅大 635 北京 550 天津 530 濟南 501 呼和浩特 436 徐州 427 上海 426 太原 411 包頭 403 南京 400 合肥 352 鄭州 350 杭州 350 許昌 340 九江 303 武漢 254 南昌 248 銀川 235 臺北 232 西安 229 長沙 214 贛州 201 衡陽 156 廈門 150 蘭州 144 重慶 134 遵義 126 西寧 122 桂林 122 貴陽 117 成都 116 廣

10、州 109 柳州 108 東沙群島 105 昆明 100 南寧 050 湛江 044 憑祥 039 ?？?029 拉薩 021 珠穆朗瑪 019 西沙群島 010 曾母暗沙 024(東） 南沙群島 035(東） 烏魯木齊 244(東）偏角geomagnetic declination地球表面任一點的磁子午圈同地理子午圈的夾角。因指南針、磁羅盤是測定磁偏角最簡單的裝置，所以磁偏角的發(fā)現(xiàn)和測定的歷史也很早。1702年，英國E.哈雷發(fā)表了第一幅大西洋磁偏角等值線圖。根據(jù)規(guī)定，磁針指北極N向東偏則磁偏角為正，向西偏則磁偏角為負。磁偏角是指磁針靜止時，所指 的 北 方 與真正北方的夾角。沈括在夢溪筆談中

11、記載與驗證了磁針“常微偏東、不全南也”的磁偏角現(xiàn)象，比西歐記錄早 400年。英國人羅伯特諾曼（Robert Norman）發(fā)現(xiàn)一根磁針用繩子在半中間吊起來，跟水平形成一偏角，他將這稱為磁偏角。1581年，他在自己的新奇的吸引力一書中發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。 各個地方的磁偏角不同，而且，由于磁極也處在運動之中，某一地點磁偏角會隨之間而改變 。許多海洋動物可以感應(yīng)到磁偏角并利用它來識途 。磁偏角是指地磁場的磁感線與水平面交成的角度。 磁偏角可以用磁偏測量儀測出來。各地的磁傾角不同，在地磁極處，磁偏角是90度。磁偏角的度數(shù)是測量出來的，不是計算出來的。 在繪圖時，將此前對磁偏角的實際測量值標(biāo)在地圖（特別是海

12、圖，普通地圖標(biāo)磁偏角的少）上。當(dāng)然，磁偏角的變化呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，在我國除部分磁力異常的地方外，一般磁偏角都是西偏。不過在使用地圖上標(biāo)注的磁偏角時，要注意出版年限，地圖太老誤差較大。 地磁極是接近南極和北極的，但并不和南極、北極重合， 一個約在北緯72、 西經(jīng)96處；一個約在南緯70、東經(jīng)150處。磁北極距地理北極大約相差1500km. 在一天中磁北極的位置也是不停的變動，它的軌跡大致為一橢圓形，磁北極平均每天向北以40m。磁北極大約于2005年進入俄羅斯境內(nèi)。 東經(jīng)25度地區(qū)，磁偏角在1-2度之間；北緯25度以上地區(qū)，磁偏角大于2度；若在西經(jīng)低緯度地區(qū)，磁偏角是5-20度；西經(jīng)45度以上，磁

13、偏角為25-50度，在我國，正常情況下，磁偏角最大可達6度，一般情況為2-3度。 地圖的方向：上北、下南、左西、右東是大多數(shù)地圖的方向，但這可不是通用原則，如果地圖上有方向標(biāo)，可以通過方向標(biāo)了解到這些。 東經(jīng)25度地區(qū)，磁偏角在1-2度之間；北緯25度以上地區(qū)，磁偏角大于2度；若在西經(jīng)低緯度地區(qū)，磁偏角是5-20度；西經(jīng)45度以上，磁偏角為25-50度，在我國，正常情況下，磁偏角最大可達6度，一般情況為2-3度。 在我國除部分磁力異常的地方外，一般磁偏角都是西偏。磁偏角還是不斷有規(guī)律變化的，地圖上的磁偏角只是測圖時的磁偏角（磁北比真北偏左，加上磁偏角；磁北比真北偏右，減去磁偏角；在我國一般是加上）。使用地圖本身所注的磁偏角要注意出版年限，地圖太老誤差較大。 關(guān)于用經(jīng)緯度計算距離： 地球赤道上環(huán)繞地球一周走一圈共40075.04公里,而一圈分成360,而每1(度)有60,每一度一秒在赤道上的長度計算如下： 40075.04km/360=111.31955km 111.31955km/60=1.8553258km=1855.3m 而每一分又有60秒,每一秒就代表1855.3m/60=30.92m 任意兩點距離計算公式為 d111.12cos1/sinAsinB十cosAcosBcos(BA) 其中A點經(jīng)度，緯度分別為A和A