如何做好节理的测量及统计工作?

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节理的测量和统计包括如下内容:测量和统计节理产状,确定节理的发育程度,测量数据处理。

(一)测量和统计节理产状

在同一个观测点,发育不同产状的节理。即使是同一组节理,产状也在一定范围内变化。因此测量和统计节理产状的目的是:①确定同一组节理的代表性产状;②确定在观测区范围内存在的节理组数。因此,在系统测量和统计节理产状时,必须同时进行节理分组和节理组合分析。

在观测点测量时,要正确圈定观测点的范围(面积)。如果观测面积过小,可能会遗漏某些重要节理或者使统计结果不具代表性;但是范围过大,则会造成时间和人力的浪费。因此,不宜在统计测量前人为确定测量范围,应该首先确定一个较小的面积,然后逐渐扩大测量范围,直到不再出现新的节理组并且每组节理的数量达到统计要求为止。

(二)确定节理的发育程度

1.节理的密度

经常用节理的密度(频度)表示节理的发育程度。节理的密度(频度)是指单位面积的节理数(条/m2)或单位长度的节理数(条/m)。

根据工作性质不同,对节理密度的统计方法也不同:

(1)计数观测点范围内的所有节理。这种笼统地统计节理密度往往具有某种实际意义:在工程地质中,这种密度与基岩的稳定性息息相关;在石油地质研究中,节理密度对油气的运移和储集具有重要的实际意义;对金属矿产来说,节理的密度对成矿作用的控制可能具有实际意义。

(2)按照节理组统计其密度。也就是统计单位面积或单位长度内某组节理的条数。当测量单位长度的节理数量时,测线应该尽可能垂直所测节理组的走向。

2.节理的缝隙度

节理的缝隙度是测量节理发育程度的另一个重要指标。节理的缝隙度(G)是指节理的密度(U)与节理平均壁距(t)的乘积:

G=U·t

节理的发育程度也可以用单位面积内节理的长度表示(m/m2)。根据研究目的不同,又可分为以下两种统计方法:

(1)统计测量点范围内所有节理的长度并求和,然后求与测量面积的比值。

(2)分组统计。

节理发育的密度(频度)不仅与外力的大小有关,还与岩石的力学性质、层状岩石的层厚、产状等因素有关。因此,在统计节发育程度时,可以首先选择一个基准区来测量节理密度,然后对不同岩性和不同层厚的岩石进行分别统计后与基准区比较,确定节理相对基准区的发育程度。一般选择在测量区发育面积大、岩性均一、产状稳定的岩石或地层作为基准区。

(三)节理测量数据的整理

在节理研究和测量过程中,要认真记录观测的所有内容,系统添置表格,如表5-1。

表5-1 节理观测点记录表

对野外测量的节理产状一般需要求出每一组节理的产状变化范围和代表性的产状。经常用作图方法求解,包括节理玫瑰花图、节理极点图和节理等值线(等密度)图。

1.节理玫瑰花图

节理玫瑰花图是反映节理产状趋势的图件,可分为走向玫瑰花图、倾向玫瑰花图和倾角玫瑰花图。

走向玫瑰花图反映节理走向的变化趋势,用半圆作图(图5-18A)。倾向和倾角玫瑰花图反映节理倾向和倾角的变化趋势,用大圆作图(图5-18B)。

图5-18 节理玫瑰花图

节理玫瑰花图可以清晰、直观地反映节理产状分布和变化趋势,但是它不能同时反映走向、倾向和倾角的分布和变化。

2.节理极点图

节理极点图是将节理法线投影到投影网上获得的图件。节理极点图可以用吴氏网制作,也可以用赖特网制作。由于投影网上的一个点的位置是受节理走向、倾向和倾角制约的,所以节理极点图克服了节理玫瑰花图的不足,可以正确反映节理的产状分布和变化趋势以及节理产状的优势方位(图5-19)。

3.节理等直线(等密度)图

节理极点图的另一个优势是,可以在其基础上制作节理等密度图,从而可以定量反映节理发育程度和优势方位。当节理极点图是用吴氏网制作时,用普洛宁网统计节理密度;当节理极点图是在等面积网(施密特网)或极等面积网(赖特网)上制作时,用中心密度计和边缘密度计统计节理密度。最后通过绘制等值线做出节理等密度(等值线)图(图5-20)。

目前,无论是节理极点图还是节理等密度图,都可以通过计算机完成。

图5-19 节理极点图(用赖特网)

图5-20 节理等密度图




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