倾角模式及其地质含义

地质体是泛指任何成因的天然岩石体，包括沉积成因的层状岩石和喷出成因的层状火山岩，以及侵位成因的岩浆岩体。地质体的规模可大可小，形态多种多样，结构更是复杂多变。
虽然地壳中地质体的成因、规模、形态、结构差别极大，但从几何学的观点看，各种地质体的构造都可归纳为面状构造和线状构造。面状构造有层理、节理、断层等，以及一些只有几何意义的结构面，如褶皱的轴面等。线状构造包括所有呈线状习性的构造和各种平面间的交线，如褶皱枢纽、轴迹和线理等。为了确定和表示面状构造及线状构造的空间状态，建立了产状要素的概念。
产状要素是用来规定面状构造或线状构造在三维空间的产出状态的，用其与水平参考面和地理方位间的关系来表示。
( 一) 面状构造的产状要素
平面的产状是以其在空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的。任何面状构造或地质体界面的产状均以其走向、倾向和倾角的数据表示。
1. 走向
倾斜平面与水平面的交线叫走向线 ( 图 2 － 18 中之 AOB) ，走向线两端延伸的方向( 地理方位) 即为该平面的走向 ( strike) 。一走向线两端的方位相差 180°，通常以其 NE或 NW 端的方位来表示。任何一个平面都有无数条相互平行的、不同高度的走向线。
2. 倾向
倾斜平面上与走向线相垂直的斜线叫倾斜线 ( 图 2 － 18 中之 OD) ，倾斜线在水平面上的投影所指的平面倾斜的方位即倾向 ( direction of dip) ( 图 2 －18 中之 OD') 。

图 2 －18 倾斜岩层产状要素


图 2 －19 视倾角、真倾角的关系

3. 倾角
倾角 ( dip angle) 是指平面上的倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角 ( 图 2 －18及图 2 －19 中之 α) ，即为在垂直该平面走向的横剖面上量度的该平面与水平面间的二面角。
当观察剖面与岩层走向斜交时，岩层与该剖面的交迹线，叫视倾斜线 ( 图 2 － 19 中之 HD、HC) ，视倾斜线与其在水平面上投影线间的夹角 ( 图 2 － 19 中之 β、β') 称为视倾角 ( apparent dip angle) ，也叫假倾角。视倾角的值小于倾角的值。
倾角与视倾角的关系如图 2 －19 所示，可用数学式表示为: tanβ = tanα·cosω。当视倾向越偏离倾向时，视倾角越小; 当视倾向平行走向时，视倾角等于零。我们可用赤平投影、查表或列线图等简便的方法求出已知面状构造在任一方向剖面上的视倾角。
面状构造三要素的文字表示方法，目前还不统一，但由于地质罗盘的方位标记有的用象限角表示，有的用 360°的圆周角表示，所以，文字表示方法最基本的也有两种:
◎ 象限角表示法: 用走向∠倾角、倾向象限表示。方位分别用四个象限来表示，如要表示走向北东 60°、倾向 150°、倾角 40° ( 图 2 －20a) ，则写成 N60°E∠SE40°，即走向为北偏东 60°，倾角为 40°，向南东倾斜。N30°W∠SW25°表示走向北偏西 30°，倾角为25°，向南西倾斜。

图 2 －20 产状三要素的两种表示方法示意图

◎ 方位角表示法: 用倾向方位角∠倾角表示。如 330°∠35° ( 也可写 NW30°∠35°) ，表示倾向是 ( 从正磁北顺时针测量的方位角) 330°，倾角为 35° ( 图 2 － 20b) ; 又如15°∠40°表示倾向方位为 15° ( 北东 15°) ，倾角 40°。这种表示法只记倾向和倾角，使用较简便，野外常用方位角法。
在地质图上常用特定的符号来表示岩层面的产状。常用的产状符号及其代表意义如下:

构造地质学
长线为走向 ( 线) ，短线示倾向，数字表示倾角，长、短线要按实际方位标绘在图上;

构造地质学
水平岩层 ( 倾角为 0° ～5°) ;

构造地质学
直立岩层，箭头指向新岩层，长线表示走向;

构造地质学
倒转岩层，箭头指向倒转后的倾向，即指向老岩层，数字为倾角，长线表示走向。
量测或求算面状产状的方法较多，但是大体上可分为直接量测和间接求算两种情况:①直接量测是在野外出露的岩层层面或断层面上直接用罗盘测量产状数据，这是常用而简便的方法。②在很多情况下，由于种种原因我们不能在野外直接测量岩层面产状，而要根据有关资料间接求得。产状要素的间接求法又可分为作图法和计算法两种。
( 二) 线状构造的产状要素
直线的产状是指直线在空间的方位和倾斜程度。直线的产状要素包括倾伏向和倾伏角或用其所在平面的侧伏角和侧伏向来表示。
1. 倾伏向 ( 指向)
倾伏向 ( direction of plunge) 是指某一直线在空间的延伸方向，即某一倾斜直线在水平面上的投影线所指示的该直线向下倾斜的方位，用方位角或象限角表示 ( 图 2 －21a 中之 NE40°) 。

图 2 －21 线状构造的倾伏和侧伏


图 2 －22 四川苍溪观音寨中侏罗统水平岩层( 据李承三)

2. 倾伏角
倾伏角 ( plunge angle) 是指直线的倾斜角，即直线与其水平投影线间所夹之锐角( 图 2 － 22a 中之 γ) 。
3. 侧伏角和侧伏向
当线状构造包含在某一倾斜平面内时，此线与该平面走向线间所夹的锐角即为此线在那个面上的侧伏角 ( pitch) ( 图 2 －21b 中之 θ) 。侧 伏 方 向 或 侧 伏 向 ( direction ofpitch) 就是构成上述锐夹角的走向线的那一端的大致方向，如图 2 －21b 中的 40°NE，即表示侧伏角为 40°及构成 40°夹角的走向线一端的大致走向朝北东，即侧伏向北东。

在地质学中，断层角度120°∠87°代表断层的倾向方位角和倾角。
断层的倾向方位角是120°，意味着断层的走向是正北方向偏120度。在这个解释中，正北方向为0度，顺时针旋转，所以断层的倾向方位角为120度。
另外，断层的倾角是87度，这意味着断层是倾斜的，并且倾斜的方向是向上的。这个角度是从水平面（0度）到断层面（90度）的夹角。因此，倾角87度表示断层面与水平面的夹角为87度，即断层面倾向于向上倾斜。
综合来看，这个断层角度指示的断层走向大致为北偏西方向，倾角为向上倾，倾角较为陡峭。

地层倾角测井研究构造和沉积时，在矢量图上可以把地层倾角的矢量与深度关系大致分为四类（图4-14）。

图4-14 地层倾角模式及地质解释

1）红模式。倾向大体一致，倾角随深度增加而增大的一组矢量，它可以指示断层、砂坝及河道等。

2）蓝模式。倾向大体一致，倾角随深度增加逐渐变小的一组矢量。它一般反映地层水流层理、不整合等。

3）绿模式。倾向大体一致，倾角随深度不变的一组矢量。一般反映构造倾斜和水平层层理等。

4）白模式（杂乱模式）。倾角变化大或矢量点很少，这种倾角模式的可信度差，标示着有新层面、风化面或岩性粗的块状地层等存在。