罗盘在地质中的作用 主要有这几点

1、用地质罗盘测岩层（或断层）的走向。测量岩层走向时，将罗盘的长边（与罗盘上标有N—S相平行的边）的一条棱与层面紧贴，然后缓慢转动罗盘（注意：在转动过程中，罗盘紧靠层面的那条棱的任何一点都不能离开层面），使圆水准器的气泡居中，磁针停止摆动，这时读出磁针所指的读数即为岩层的走向。读磁北针或磁南针都可以，因为岩层走向是朝两个方向延伸的，相差 180°。例如岩层的走向为60°或240°。

2、用地质罗盘测岩石的倾向。测倾向时，用罗盘的北端指着层面的倾斜方向，使罗盘的短边（即S边）与层面贴紧，放平，并转动罗盘，转动方法及原则同上，北针所指的读数即为所求的倾向。倾向仅有一个指向，只能用一个数值表示，例如岩层的倾向为150°。

3、假若在岩层上层面进行测量有困难，也可以在岩层底面上测量，仍用长测望标指向岩层倾斜方向，罗盘北端紧靠底面，读指北针即可。假若测量底面时读北针受障碍，则用罗盘南端紧靠岩层底面，读指S针亦可。

4、用地质罗盘测岩石的倾角。测倾角时，将罗盘竖起，以其长边贴紧层面，并与走向线相垂直，用中指拨动罗盘，使测斜器上的水准器（长水准器）气泡居中，这时测斜器上的游标所指半圆刻度盘的读数即为倾角。倾角的变化界于0-90°之间，如一岩层的倾角为35°。

5、注意事项。在野外测定产状要素，往往只要测量岩层和一切构造面的倾向和倾角，并记录下来。记录的格式：岩层的产状为150°∠35°，前者表示倾向，后者表示岩层的倾角。由于走向和倾向相差90°，倾向加或减90°即为走向，上述岩层的走向是60°或240°两个数值。这也是为什么一般不记录走向的原因。只有当岩层倾角近于直立时才记录走向。

地质罗盘的使用

地质罗盘是地质地貌等野外考察最重要的工具之一。利用罗盘可以测定方位、方向，测量岩层和构造面的产状等。地质罗盘由刻度盘和在水平面上可以自由转动的磁针构成，功能主要有识别方向、测量方位、倾角等。刻度盘有两个，一个是圆刻度盘，一个是半圆刻度盘。圆刻度盘是水平刻度盘，用来读水平方位角的;半圆刻度盘是用来测量倾角和坡度角的。圆刻度盘从0°～360°，半圆刻度盘从0°～90°，以水平为0°，垂直为90°。罗盘有两个水准器，一个圆水准器和一个长水准器。圆水准器用来使罗盘处于水平状态，长水准器用来使倾斜仪处于垂直状态。

1.磁偏角的校正

在野外使用罗盘时首先要校正磁偏角。各地区的磁北方向与地理北方向不完全一致，磁北方向与地理北方向的夹角为磁偏角。在阅读地形图时，为了将地质地貌要素的地理方位正确标定在地形图上，需要对罗盘进行磁偏角校正，然后用罗盘的读数直接代表地理方位。在测区的正规地形图上可以查到磁偏角，东偏记为“+”，西偏记为“－”。校正时拨动罗盘的刻度盘，东偏时顺时针方向拨动，西偏时逆时针方向拨动。嵩山地区的磁偏角是西偏4.5°，校正罗盘时逆时针转动4.5°。

2.方位的测定

方位角是以正北方向为起点，向顺时针方向旋转一周，划分为360°。0°和360°重合，正北为0°，正东为90°，正南为180°，正西为270°，分别以N，E，S，W表示。各方向线与正北方向的夹角是方位角。记录:NW45°，读作“北西45度”。

用罗盘测定方位时，如果自己位于基点A，要测定目标B位于自己的方位，将罗盘长边(N/S)平行AB线，将罗盘N端指向目标B，读磁针N在罗盘上的读数，即为目标B位于基点A的方位。例如，图7－1(左)中，B位于A的NE45°。如果自己位于基点A，要测定A点位于目标B点的方位，将罗盘长边平行于AB线，将罗盘S端指向目标B，读磁针N在罗盘上所指的读数即为A点位于B点的何方位。如图7－1(右)中，A位于B的SW225°。在测量中读罗盘磁针的读数前，一定要使圆形水准气泡居中，即罗盘水平，且使指针稳定下来，或者取左右摆动磁针的平均指数，读指北针指向刻度环上的数字即为测定的方位值。

3.产状要素的测定

各种地质界面的产状要素是一项主要的基础地质资料，岩层、断层面、侵入体与围岩接触面等产状要素均可用罗盘进行测量。以岩层为例介绍测量的基本方法。

走向的测定将罗盘的长边紧贴倾斜岩层面上，然后移动罗盘，使罗盘圆形水准气泡居中，即使罗盘水平。待指针稳定后，读出指针的度数，即为走向的方位角。走向有两个指向，二者相差180°。因此，仅记录一个方向即可(图7－2a)。

图7－1 方位的测定

倾向的测定先将罗盘的北端(N)指向岩层倾斜方向，将罗盘的南端(S)紧贴在岩层层面的走向线上，水平放置(罗盘圆形水准气泡居中)，读出指针N在罗盘上的度数，即为倾向方位角，倾斜岩层的倾向只有一个。在野外实际工作中，只要测出岩层的倾向，再加上或减去90°即为岩层的走向(图7－2b)。如果上层面剥露不好或者空间限制只能在岩层底面进行测量。测量的方法:以罗盘北端(N)紧贴在岩层层面的走向线上，水平放置(罗盘圆形水准气泡居中)，读出指针N在罗盘上的度数，即为倾向方位角;或者以罗盘南端(S)紧贴在岩层层面的走向线上，水平放置(罗盘圆形水准气泡居中)，读出指针S在罗盘上的度数，即为倾向方位角。

倾角的测定将罗盘长边顺倾斜岩层的坡面侧竖，使其长边全部贴在倾向线上，摆动测斜仪上的长水准器气泡，使其居中，读测斜仪指针在刻度盘上的度数，即为倾角值(图7－2c)。

当一岩层的产状要素测量完毕后，应立即记录在野外记录簿上。例如:

图7－2 罗盘测量岩层产状示意图

走向:NW310°，SE130°

倾向:NE40°

倾角:30°

但因岩层的倾向只有一个，而且加、减90°即为走向，所以一般情况下用0°～360°的倾向方位角(即倾向)和倾角来表示。例如:NE40°∠30°，表示岩层倾向在北东象限，倾向方位角为40°，倾角为30°，由于走向和倾向成垂直关系，如需走向数据，可以把倾向角加、减90°换算出来。

在露头不好不能直接测量面状构造要素时，可借助硬纸板、野外记录簿等面状物体进行测量，将硬纸板放置于被测面相当的位置或者平行的位置上，将罗盘放置于硬纸板上进行测量。

测量各种产状要素时要保证其可靠性、代表性和系统性。在测量产状之前，首先要保证选择的构造面是真正要测的构造面，观察分析构造面，对构造面进行仔细地追索和判别，判断其真正的产状。选择的构造面还要具有代表性，在较大范围内构造面产状平整、变化微小时，选择一点进行产状要素的测量一般具有代表性;当受到各种要素的影响，使构造面的产状在一定范围内有变化时要多测量一些点，这些点必须能够代表其整体产状特征。为了把握地质体或构造的空间展布的状态和变化的规律，在野外实习中要随时关注和随时测量，使要素测量具有系统性。

地质罗盘仪的用途和使用方法

罗盘仪简称罗盘(图5-9)，又称袖珍经纬仪，是地质工作者从事野外工作的必备仪器之一。

图5-9 地质罗盘仪示意图

一、罗盘的构造

罗盘的种类很多，但基本构造相同，都是由刻度盘、磁针、水准器及瞄准设备四部分构成的(图5-10)。

度盘:是铅或铜制的圆盘，按0°至360°逆时针方向刻划度数，以便直接读得磁北方位角。一般最小划分为1°(少数为30'或2°)，每10°有注记。在度盘上还附有改正螺丝，转动它，刻度盘就随之转动，以便调整磁偏角。

磁针:磁针靠顶针支持在罗盘中心，可以自由转动，当趋于静止时，其北针所指的方向即磁北方向。磁针上绕铜线的一端为指南针。绕铜线的目的是为了消除我国地处北半球而使罗盘产生的磁倾角。为避免钢针尖端的磨损，当罗盘不用时要用制动器将磁针托起而固定。

照准设备:是一对装在0°～180°方向上的折叠式觇板，与安全盒内面的反光镜配合使用，反光镜面中有一平分线和小椭圆孔。

水准器:圆水准器和测斜水准指示器。圆水准器供安置罗盘或度盘成水平之用，使其中气泡居于中心，此时即表示罗盘已调至水平。罗盘盒的底面装有操纵测斜指示器的手柄，转动它可使管水准器与测斜指示器同时转动，以测定倾角。在底盘上标有0°～90°双度盘，可以直接读出所测岩层、断层面、褶皱轴面的倾斜角。

图5-10 罗盘的构造

二、罗盘使用的基本知识

在野外使用罗盘时，经常用到下列几个基本概念。

磁北方向(MN):在某一测点上，当罗盘仪的磁针静止时，磁针北端所指的方向，即为磁北或磁子午线方向。

真北方向(N):通过地球表面上某一点，指向地球北极的方向，即为真北或真子午线方向。由于地球磁场的南北极与地球自转轴是不一致的，故地球上任何一点的磁北方向与真北方向也是不重合的。磁北方向偏离真北方向的角度，称为磁偏角，以Δγ表示，以磁北针为准，偏东Δγ取正，称为东偏;偏西者Δγ取负，称为西偏。从理论上来讲，地球表面任何一点在一定时期内的磁偏角是可以算出来的。由于地磁场受多种因素影响，所以各地的磁偏角是不同的。除少数地区外，我国绝大多数地区的磁偏角都是西偏。

图5-11 方向的水平面方位角表示方法0°～360°

方位角:自标准方向的北端起转向某直线的水平角度，称为该直线的方位角，其大小可在0°～360°之间(图5-11)。以真北为起始方向的叫真方位角(α)，以磁北为起始方向的则称磁方位角(α')。这样，如果知道某一地区的磁偏角Δγ，则可由直线的磁方位角求其真方位角。

从图5-12可知，东偏时，真方位角α=α'+Δγ;西偏时α=α'－Δγ。如秦皇岛地区的磁偏角为西偏5°50'，假若我们在亮甲山顶测到牛鼻子山的直线OB的磁方位角为15°(罗盘未调整前的读数)，则该直线的真方位角应为15°－5°50'=9°10'。

为简便起见，常常不这样麻烦的计算，因为某地区的磁偏角在一定时期内是不会有太大变化的，所以只要我们将罗盘进行适当的调整，就可以直接得到某一直线的真方位角。调整的方法是:对罗盘度盘所表示的方位而言，东偏西调，西偏东调。即西偏的磁偏角，逆时针改正;东偏的则顺时针改正。例如秦皇岛地区的磁偏角是西偏5°50'，那么就将罗盘刻度逆时针转动6°固定，这样罗盘上的读数就是真方位角了。

图5-12 方位角与磁偏角的关系示意图

也可以由真方位角求磁方位角。万一某地区的磁偏角不知道，可以用最近地区的磁偏角或者在晴朗的夜晚，将罗盘对准北极星，磁针北端偏离真北的角度就是该地的磁偏角，顺时针方向为东偏，逆时针方向是西偏。

三、地质罗盘的野外用途及使用方法

罗盘调整完毕后，就可以投入野外使用了。地质罗盘的野外用途主要包括:地形图定向，确定点位，测量地形坡度，草测小面积地形图，测量岩层层面、断层面、节理面、劈理面、岩体与围岩的接触面等面状要素的空间方位，以及某些线理等线状要素的空间方位等。

(一)测量方位

当被测目标的仰角小于45°或俯角小于15°时(图5-13a，c)，从反光镜中可以看到目标，此时将长砚板竖起，双手托住罗盘，靠近腹部，将度盘零度方向对准目标，使水准器的气泡居中，同时调整罗盘长砚板和目标在反光镜内的成像，当目标物被镜面的中线所平分时，这时可按磁针北端读取方位角，表示所测目标在自己的什么方位。

当目标俯角大于15°时(图5-13b)，用上述方法看不到镜中的成像，此时应将罗盘倒一个方向，即将180°方向对准目标，并使圆水准器的气泡居中，从长砚板尖经过反光镜下方的透明椭圆孔的中线来照准，必须注意此时按磁针南端(即缠绕铜丝那端)来读取方位角;表示目标在自己的什么方位。

有一点应提醒注意，在磁性较强的部位，例如磁铁矿矿体附近、磁性很强的基性岩体之上等，由于存在强磁场干扰，不能用罗盘来定方位，而应采用其他方法。

图5-13 手持罗盘仪测方位示意图(史继忠提供)

(二)测量地质体产状要素

地质体的任何一个面状要素都有一定的空间方位，称产状。倾斜的面状要素的产状是用走向、倾向和倾角加以描述的。

走向:是面状要素(如岩层层面)与任一水平面的相交线的方向，或者是倾斜面上任一高度水平线的方向，即倾斜面上相同高度两点连线的延伸方向，用方位角表示(图5-14)。

倾向:倾斜面上与走向垂直，沿倾斜面向下所引的直线在水平面上的投影所指岩层向下倾斜一端的延伸方向(真倾向)。在岩层面上斜交岩层走向所得到的任一直线，其在水平面上投影线的方向，称为视倾向或假倾向，视倾向也用方位角表示。

倾角:真倾斜线与其在水平面上的投影线之间所成的锐角，即倾向线与倾斜线之间的夹角。在所有倾角中，只有真倾角是角度最大的，其他任何小于真倾斜的倾角称视倾角或假倾角。

图5-14 倾斜岩层的产状要素

测量岩层的走向时，将打开后的罗盘长边贴在层面，使图形水准气泡居中，这时罗盘就代表了一个水平面，长边与层面的交线即是走向方向。走向在空间上是一条直线，因此，其两端的延伸方向都是走向方向，此时磁针两端的读数都是走向方位角，如通常按方位角记录方法记录，例如60°-240°(图5-15)。

图5-15 岩层层面产状测量

测量倾向，当岩层较陡时一般将罗盘盖的背面贴于岩层面上，调整之使圆水准器水泡居中，读罗盘磁针北端的读数即为倾向方位角。切记不可读错指针，因为倾向只有一个方向，只能用一个数值表示，例如岩层的倾向为150°。当岩层较缓时，可用罗盘的北端指着层面的倾斜方向，使罗盘的短边(即S边)与层面贴紧，并转动罗盘，转动方法及原则同上，北针所指的读数即为所求的倾向。

在岩层底面上测量，用长觇板指向岩层倾斜方向，罗盘北端紧靠底面，读指北针即可。假若测量底面时读北针受障碍，如待测层面高于头部时，则用罗盘盒顶面紧贴岩层底面，从下方，通过反射镜观察调平情况，读南针读数(图5-16)。

测量倾角时，将罗盘的长边平行于真倾斜线，转动罗盘后面的测斜手柄，使其管状水准器中的气泡居中，测斜仪所指的角度就是岩层的倾角。

图5-16 岩层底面产状测量(史继忠提供)

测量面状产状要素应注意以下几点:

a.首先要分清岩层层面和节理面。应先从宏观上观察一下欲测地点地层的总体产状。

b.由于野外岩层面发生了变形，有时很难找到一个完全平整的岩层层面，因此要多测量一些地方，以求相互校正。

c.如果岩层层面凹凸不平，小小罗盘难以放准位置，此时可将野外记录簿等较为坚硬的平面物体放置到层面上，作为一个基本代表面，然后再按上述方法测量，这样要比在凹凸不平的面上测量精确得多。

d.要正确掌握罗盘南、北磁针的指向规律。

罗盘的其他用途将在另外有关章节中介绍。

(三)测量坡度角

如图5-17所示，将长觇板扳到与盒面成一平面，其尖端扳至与板面垂直，盒盖与盒面成45°角，然后将罗盘仪侧立成竖直位置，以右手大拇指和食指抓紧盒边，中指则自由移动测斜器的手柄，用左手大拇指托住盒边和镜，其余手指抓紧盒盖边，通过长觇板尖端的小孔和镜下方的透明孔观测目标，使透明孔的中线平分目标，右手中指转动测斜器的手柄，直至镜内看到的长水准器的气泡居中，即可根据测斜器游标读出倾斜角(图5-17a)。当欲测坡度为俯角时，应按图5-17b所示进行测量。

四、罗盘的保护

(1)磁针和玛瑙轴承是罗盘的最精密零件，其灵敏度直接影响工作的精度，因此必须特别注意保护。不用罗盘时，务必将磁针锁牢，以减少不必要的磨损。

(2)不要随便拆卸罗盘，以免松动而影响精度。

(3)罗盘切忌与磁制品接触，以免使磁针失去磁性。

(4)罗盘不能在高温下曝晒，以免气泡漏气失灵;不能受潮，以防磁针或顶针氧化生锈而不能灵活转动。

图5-17 坡度角测定