① 岩土工程勘察
一、岩土工程勘察的基本要求
岩土工程勘察是工程建设项目实施的第一个环节，必须遵照执行有关勘察技术标准，以利于提高工程经济效益、环境效益和社会效益，并促进勘察技术的发展。
1.岩土工程勘察的目的
岩土工程勘察的目的是正确反映建设场地的岩土工程条件，评价岩土工程问题，并提出解决问题的方法和建议。勘察要坚持与设计、施工紧密结合，贯穿于工程建设的全过程，确保工程质量。因此，岩土工程勘察应完成两项主要任务：
（1）为建设场地稳定性和适宜性进行评价，分析论证场地的地质构成、地下水状况、不良地质现象、环境工程地质条件、岩土的工程性状包括特殊性岩土的情况，并预测岩土工程存在的问题和相应的防治措施等。
（2）为各类工程建筑场地提供工程岩土体的强度和变形等设计参数。论证分析地基基础方案、岩土工程治理措施，并预测建筑场地在施工阶段及工程竣工后应注意的问题和防护措施。
2.场地复杂程度与岩土工程勘察等级
建设场地的复杂程度与勘察等级是确定岩土工程勘察工作量和进度计划的依据。划分复杂程度和等级通常要考虑下列条件：
（1）根据工程类型及其可能产生的破坏后果的严重性，工程安全等级可划分为三级：一级为重要工程，一旦破坏会产生很严重的后果；二级为一般工程，工程破坏会造成严重后果；三级为次要工程，其破坏不会造成严重后果。
（2）根据场地的地形地貌、不良地质现象、工程地质环境等条件划分场地等级（表9-1）。
表9-1场地等级划分
（3）根据地基的岩土种类和地下水影响等条件划分地基等级，如表9-2所示。
表9-2地基等级划分
（4）根据（1）～（3）所确定的安全等级、场地等级和地基等级可组合为岩土工程勘察等级，如表9-3所示。
表9-3岩土工程勘察等级划分
3.岩土工程勘察阶段划分及其任务
勘察阶段的划分是与设计阶段相适应的，分为选址或可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察或施工图设计勘察和施工勘察。各阶段勘察的工作内容和任务要求应结合岩土工程勘察等级和工程特性确定，如表9-4所示。
表9-4各阶段勘察内容及任务
对于场地面积不大，岩土工程条件简单或有建筑经验的地区或单项岩土工程等，均可进行一阶段勘察，但勘察工作量布置应满足详细勘查工作的要求。对于场地稳定性和特殊性岩土的岩土工程问题，应根据岩土工程的特点和工程性质布置相应的勘探与测试或进行专门研究论证评价。对于专门性工程，如水坝和核电站等，尚应按工程性质要求专门进行研究勘察。
二、岩土工程勘察的基本程序
岩土工程勘察要求分阶段进行，各阶段勘察程序可分为承接勘察项目、筹备勘查工作、编写勘察纲要、进行现场勘察、室内水土试验、整理勘察资料和编写报告等。
1.承接勘察项目
通常由建设单位会同设计单位（即委托方，简称甲方）委托勘察单位（即承包方，简称乙方）进行。签订合同时，甲方需向乙方提供相关文件和资料，并对其可靠性负责。相关文件包括：工程项目批件；用地批件（附红线范围的复制件）；岩土工程勘察委托书及其技术要求（包括特殊技术要求）；勘察场地现状地形图（其比例尺需与勘察阶段相适应）；勘察范围和建筑总平面布置图各一份（特殊情况可用有相对位置的平面图）；已有的勘察与测量资料。
2.筹备勘查工作
是保证勘查工作顺利进行的重要步骤。
3.编写勘察纲要
应根据合同任务要求和踏勘调查的结果分析预估建筑场地的复杂程度及其岩土工程性状，按勘察阶段要求布置相适应的勘察工作量，并选择勘察方法和勘探测试手段。在制定计划时还需要考虑勘察过程中可能未预料到的问题，为更改勘察方案留有余地。
4.工程地质测绘与调查
在选址—可行性研究或初步勘察阶段进行。对于详细勘察阶段的复杂场地也应考虑工程地质测绘。测绘之前应尽量利用航片或卫片的判读资料，测绘的比例尺选址为1∶5000～1∶50000；初勘为1∶2000～1∶10000；详勘为1∶500～1∶2000，或更大些。当场地地质条件简单时，仅作调查。根据测绘成果可进行建筑场地的工程地质条件分区，为场地的稳定性和建设适宜性进行初判。
5.勘查工作量
是根据工程地质测绘、工程性质和勘测方法综合确定的，目的是为了鉴别岩土性质和划分地层。勘探方法有钻探、井探、槽探和物探等，并可配合原位测试和采取原状土试样、水试样进行室内土水试验分析。勘探完成后还要求对勘探井孔进行回填，以免影响场地地基的稳定性。
6.岩土测试
其目的是为地基基础设计提供岩土技术参数，分为室内岩土试验和原位测试，测试项目通常按岩土特性和工程性质确定，室内试验除要求作岩土物理力学试验外，有时还要模拟深基坑开挖的回弹再压缩试验、斜坡稳定性的抗剪强度试验、振动基础的动力特性试验以及岩体的抗压强度和抗拉强度等试验。
7.岩土工程勘察成果整理
此项工作是勘查工作的最后一步。勘察成果是对勘察全过程的总结，并以报告书的形似提出。报告书编写以调查、勘探、测试等原始资料为基础，经过对原始资料的分析研究、去伪存真、归纳整理，使资料得以提炼，做出正确的结论。报告要阐明勘察项目的来源、目的与要求；拟建工程概述；勘察方法和勘查工作布置；场地岩土工程条件的阐述与评价等；对场地地基的稳定性和适宜性进行综合分析论证，为岩土工程设计提供场地地层结构和地下水空间分析的几何参数、岩土体工程性状的设计参数，提出地基基础设计方案的建议；预测拟建工程对现有工程的影响，工程建设产生的环境变化以及环境变化对工程产生的影响，为岩土体的整治、改造和利用选择最佳方案；预测岩土工程施工和工程运营期间可能发生的岩土工程问题，提出相应的监控、防治措施和合理的施工方案。报告书中还应附有相应的工程岩土图件，如勘探点平面布置图、工程地质柱状图、工程地质剖面图、原位测试、室内试验成果图表，岩土利用、整治或改造设计方案的有关图表以及有关地质现象的素描和照片等。
三、岩土工程勘察的理论基础和相关技术
为完成岩土工程勘察的技术标准、基本要求和基本程序所规定的内容，岩土工程勘察需要建立坚实的理论基础和强大的技术支持。岩土工程勘察的基础理论包括基础地质、工程地质、水文地质、工程地震学、岩土力学、基础工程学等，所需要的技术支持包括工程地质测绘、遥感判译、工程勘探、工程物探、室内岩土力学测试、原位岩土力学测试等。
1.岩土工程勘察的理论基础
岩土工程勘察的主要任务是评价建设场地稳定性和适宜性，提供地基岩土体的强度和变形等设计参数。因此，岩土工程勘察的理论基础有两大支柱，其一是地质学，包括基础地质、工程地质和水文地质等；其二是岩土力学，包括土质土力学、岩体力学、岩土体动力学等。
地质学研究地球的物质成分、内部构造、表面特征，地球发展历史中的各种地质作用和曾经生活于其上的生命的形式及其演变。工程建筑场地是地球表层介质的一部分，为阐明工程建设场地的稳定性和适宜性，自然要借助于地质学的理论。地质历史及第四纪地质的研究可以揭示建筑场地岩土体的成因和时代；岩石学和土质学的研究可以了解场地岩土体的物质组成和类型；构造地质学可以确定场地所处的地质构造部位及其构造稳定性；地震地质学的研究可以了解工程场地所处区域的地震活动性；水文地质学研究可以揭示工程场地地下水的赋存状态和水质情况；工程地质研究可以查明场地的不良地质问题和场地的工程地质条件。总之，地质学理论基础使岩土工程勘察有能力从成因历史、物质组成、构造稳定性、工程地质条件等多个方面认识工程建筑场地，从而对场地的工程适宜性提出正确的评价，进而对场地的工程利用或改造提出合理的建议。
将工程场地视为地质体和地质作用的产物，通过地质学研究可以了解工程场地的构造稳定性和建筑适宜性。然而，岩土工程还需要将工程场地岩土体看作工程材料，研究其工程特性和力学性能，这就需要运用岩土力学方面的理论。岩土体介质作为天然材料，与混凝土等人工材料相比其性能更为复杂，主要表现为物质组成和内部结构的不均匀性和各向异性。工程岩土体可以划分为松散的土体和固结的岩体两大类。土质土力学研究土体的物质组成特点和物理力学性质，包括土的粒度成分、矿物成分、土的分类、土的基本物理状态（成分、密度、含水量、孔隙度、饱和度、稠度等）与土的物理力学特性（渗透性、压实性、湿陷性、压缩性、抗剪性等）之间的关系、地基土体的沉降和承载力、土质边坡和深基坑边坡的土压力分布及边坡稳定性等。岩体力学研究岩体的物理力学性质，包括岩石的物质组成和内部结构、物理性质指标、渗透性、水岩相互作用特性、岩体结构和工程岩体分级、岩石和岩体的强度与变形、洞室围岩应力与稳定性分析、岩石地基的应力与稳定性分析、岩质边坡的稳定性分析等。
可见，岩土工程勘察理论基础的两大支柱地质学和岩土力学分别从地质构造和工程特性两个角度对工程岩土体进行研究分析，为工程建筑场地和工程岩土体的工程稳定性和适宜性评价提供了强大的理论支持。
2.岩土工程勘察的相关技术
为完成评价工程建筑场地稳定性和适宜性、为工程设计提供工程岩土体强度和变形等设计参数两大任务，除需要有强大的理论基础外，岩土工程勘察还必须通过一系列的技术工作取得关于工程建设场地和工程岩土体的第一手资料为岩土工程勘察的理论分析提供依据。与岩土工程勘察相关的技术主要有工程地质测绘、遥感判译、工程物探、工程勘探、室内试验测试、原位试验测试和长期观测等。
工程地质测绘是勘查工作中最重要的、走在前面的勘察方法，其本质是应用地质理论知识对地面的地质体和地质现象进行观察和描述，以了解地质变化规律。工程地质测绘是按照一定精度将场地的工程地质条件和各种地质要素反映在一套工程地质图幅及其相应的表格和说明书上。工程地质测绘的内容主要应包括七个方面的内容：①测绘区内的地层、岩性、岩相变化、地层成因类型及相互接触关系；②地质结构，如土体的成层组合关系、岩体结构特征和断层性质等；③地形地貌及其成因类型、与地质构造的关系；④地下水，了解地下水位、含水层、隔水层、地下水类型、涌水量和水质等；⑤各种物理地质现象的分布、规模、发育程度、形态和结构特征、活动性、危害性及其形成条件；⑥已有建筑物的变形破坏情况；⑦天然建筑材料。如果测绘地区已有相同或更大比例尺的地质、地貌等测绘成果，则只须在这种基础上作一些工程地质所需的专门性补充测绘即可。测绘比例尺的选择应根据具体情况考虑，既要满足设计的要求，又不致浪费工作量。一般要考虑三个因素，即工程地质勘查阶段；建筑物的类型与规模；工程地质条件的复杂程度和区域研究程度。从踏勘到详勘，测绘比例尺一般在1∶500,000～1∶1,000之间变化。
遥感技术（RS）是工程地质测绘的一个辅助手段。航片、卫片包含了大范围的地层岩性、地质构造、地貌形态和物理地质现象等信息，详加判译可以很快得到关于测绘区的全局认识。尤其是在通行不便的偏远地区，充分利用航片和卫片更具有特殊的意义。近年发展起来的GPS技术具有定位的高度灵活性和常规测量技术无法比拟的高精度和高效率，已广泛应用于北京、上海等地的地铁控制网、高速公路和桥梁控制网、长距离隧道贯通测量控制网、地籍测量控制网等，获得了显着的效益。工程测绘中的另一项新技术是地理信息系统（GIS），它通过对分布数据的一系列的空间操作和分析为地球科学、环境科学和城市建设、工程设计及企业经营的规划、管理和决策提供有用的信息。RS、GPS和GIS三者结合，形成了快速获取、更新、存贮、管理和分析地理和空间信息的3S”技术体系，为工程测绘提供了强大的技术手段。
工程物探是一种间接方法，根据被测地质介质的密度、磁性、导电率、弹性波传播速度等物理性质以及岩层的含水量、裂隙率、破碎程度等物理状态，用特定的仪器设备测定岩层的物理参数，特别是测定岩土体的力学指标，从而划分岩层、判定地质结构、地下水埋深、岩溶分布情况。相对于工程勘探而言，工程物探方法经济、快速，能够及时提出测绘工作难以推断而又亟待解决的问题，所以在工程地质测绘过程中常要求物探的适当配合，特别是在解决覆盖层厚度、基岩面的起伏变化、追踪断层等方面，效果特别显着。另外，工程物探的成果对于工程勘探工作的布置具有参考意义。但是，由于方法的间接性，物探成果比较粗略，因为只有物理性质差异比较显着的岩土体物探方法才能够加以分辨。所以，物探应以测绘为指导，并且要用工程勘探的方法加以验证。
工程勘探包括钻探和坑探，是直接了解地下地质情况的可靠手段，在一般的岩土工程勘察中常常是必不可少的。
钻探利用一定口径的钻机在预定的勘察点上钻孔取芯，以了解工程场地的地质构造和岩土体的情况。钻探工作几乎在任何情况下都可以进行，地表水体和地下水都限制不了它，效率较高，是最为常用的勘探手段。近年来大口径（1m左右）钻探的应用使得勘察人员可以进入孔中直接对孔壁进行观察和描述；小口径金刚石钻进的应用提高了岩心采取率，并可以取得软弱夹层和破碎带的岩心，还可以对桩基等进行抽芯检测；钻孔照相和钻孔电视可以在钻进过程中观察井壁，所有这些新技术的应用大大提高了钻探的效果，克服了传统钻探的一些弱点，使钻探工作在岩土工程勘察中发挥着越来越重要的作用。
坑探是在岩土体中开挖出一定形状和尺寸的坑槽或洞室，以便勘察人员能够进入其中直接对工程岩土体进行观察描述乃至进行一些特定的试验测试项目。最常用的坑探方法有：①试坑、浅井：试坑的深度一般不大，而浅井则是一种垂直掘进的圆形或方形探坑，一般深5～15m。试坑和浅井主要用于剥除覆土揭露基岩，研究松软土层的地质结构、风化壳的厚度分带，也常用于载荷试验和渗水试验；②探槽：探槽一般为0.8m宽、3m深的长槽，多用于了解岩层分布和追索断层，了解水库大坝轴线两侧山坡坡积和残积层的厚度和性质并进一步揭露基岩地质构造；③竖井和斜井：多半用于解决地面以下一定深度处的地质构造问题，例如软弱夹层及构造破碎带的厚度和性质、风化程度随深度的变化、滑坡体的结构及滑动面的位置、滑带土石特征等；④平硐：适用于较陡的基岩边坡，常用以查明坝址两岸、隧道进出口和大桥岸坡的地质结构，尤其是在岩层倾向河谷并有易滑夹层时，或层间错动较多、断裂较发育时，利用平硐可获得极好的效果。另外，平硐还为岩体单轴抗压试验、大型剪力试验等大型原位测试提供了良好的条件。
岩土工程勘察中室内试验测试工作的主要目的是取得工程场地岩土体的物理力学参数，为岩土工程设计提供依据。室内试验主要是对由现场取得的岩土体样品进行试验测试，包括室内土工试验和室内岩石试验两个方面。土工试验项目主要有：土的物理试验（包括土的密度和相对密度试验、含水量和界限含水量试验、颗分试验、渗透试验等）、土的变形试验（包括固结和压缩试验、静止测压力系数试验、黄土湿陷性试验、膨胀土的膨胀与收缩试验、盐渍土溶陷性试验等）、土的强度试验（包括直剪试验、残余强度试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验、微型十字板试验等）、土的流变试验（包括土的直剪蠕变试验、单剪蠕变试验、三轴压缩蠕变试验、单轴压缩蠕变试验和土的松弛试验等）、土的动力特性试验（包括振动三轴、振动单剪、共振柱、自振柱、振动扭剪和振动台等试验），此外还有室内模拟试验和其他一些专门性试验测试，如土工离心试验、冻土试验等。室内岩石试验项目主要有：岩相鉴定、岩石空隙性质试验、岩石水理性质试验、岩石声学特性试验、岩石强度和变形试验、岩石结构面抗剪强度试验、岩体软弱夹层剪切蠕变试验、岩石点荷载强度试验等。
岩土工程勘察中的原位试验测试是在天然条件下在工程现场原位测定岩土体的各种工程性质，所取得的数据更符合岩土体的实际情况。另外，原位测试还可以测定难以采取不扰动试样的岩土体（如砂土、流动淤泥层等）的有关工程性质。原位测试可以避免采样过程中应力释放的影响，并且可以大大缩短工程勘察的周期。因此，国内外岩土工程界对原位测试给予极大重视，在设备和技术方法上不断创新发展。常用的原位测试方法大致可分为三大类：①岩土力学性质及地基强度的原位测试，包括静力载荷试验、静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、岩石现场剪切试验、岩石现场三轴试验、土体现场剪切试验等；②岩土体中应力测量，包括应力恢复法、应力解除法和水压致裂法等；③水文地质试验，包括原位渗透试验、注水试验、抽水试验和压水试验等。
除室内试验和原位测试外，岩土工程勘察中的许多重要数据还需要从长期观测中获得，许多工程地预测或评价的结论有赖于长期观测的结果加以验证。长期观测是在一定时期内对被观测对象的定期重复测量或描述，从而获得被测对象有关参数或特性随时间的变化规律和发展趋势。常常进行的工程地质长期观测有：①与建筑物有关的地下水动态观测；②各种物理地质现象的长期观测；③建筑物修建后与周围地质环境相互作用及动态变化的长期观测。
② 岩层有哪些基本构造特点
1.岩层
由两个平行或近于平行的界面所限制的、岩性基本一致的层状岩体叫岩层，由沉积作用形成的岩层叫沉积岩层。沉积岩层一般都具有成层性，所谓沉积岩层的“层或单层”是指，在基本稳定的介质条件下沉积的一个单元，表示最小的岩石地层单位，它由成分上基本一致的沉积物组成。层与层之间由层面分隔，层面代表了短暂的无沉积或沉积作用突然变化的间断面，层的厚度变化很大，可由数毫米至数米。按层的厚度可分为：块状层（厚度＞2m），厚层（2～0.5m），中层（0.5～0.1m），薄层（0.1～0.01m），微层（＜0.01m）。
2.层面
岩层的上、下界面叫层面，上层面又称顶面，下层面又称底面。两个岩层的接触面，既是上覆岩层的底面，又是下伏岩层的顶面。两层面间的垂直距离就是岩层的厚度。由于沉积环境和条件的不同，有的岩层在较大范围内厚度基本一致，形成厚度稳定的板状；有的岩层厚度不稳定发生一定的变化，有的向一侧变薄以致尖灭，形成楔形，有的向两侧同时变薄和尖灭，形成透镜状（图2-2）。
图2-2 岩层的厚度和形态
A—顶面；B—底面；H—岩层厚度；Ⅰ—板状岩层；Ⅱ—岩层变厚变薄；Ⅲ—岩层尖灭，呈楔形；Ⅳ—岩层呈透镜状
3.层理
层理是沉积岩最常见的一种原生构造。它是沉积物沉积时由于介质（如水、空气）的流动在层内形成的成层构造。层理面产状可以与层面产状一致，也可以与层面产状不一致。层理由沉积物的成分、结构、颜色及层的厚度、形状等在剖面上的变化而显示出来。
组成层理的要素有细层、层系、层系组。
细层 通常又称纹层，是组成层理的最小单位，其厚度极小，常以毫米计。细层与层面平行或斜交，也可以是平直的、波状的或弯曲的。
图2-3层理的基本术语
（据姜在兴，2003）
层系 是由成分、结构和产状上相同的许多细层组成。水平细层组成的层系由于层系间缺乏明显的划分标志，一般难以划分层系；而由倾斜细层组成的层系则易于识别，层系间由明显的层系界面分隔。层系的上、下界面之间的垂直距离称层系厚度。按层系界面的形态可分为板状层系、楔状层系和槽状层系。板状层系即层系界面为平面，且层系界面相互平行呈板状延伸（图2-3A）；如果层系界面相互不平行则为楔状层系（图2-3B）；槽状层系的底界面为槽状（图2-3C）。
层系组 是由两个或两个以上的相似层系组成的，是在同一环境的相似水动力条件下形成的。例如由厚度不等的板状层系所组成的层系组。
层理的形成及其特征与组成岩石的成分，形成岩石的地质、地理环境以及介质运动特征有关。层理按其形态的不同可分为三种基本类型；即平行层理、波状层理和斜层理（图2-4）。
图2-4层理的基本类型
Ⅰ—平行层理；Ⅱ—波状层理；Ⅲ—斜层理；a—细层；b—层系
4.层面的识别
在层状岩石地区研究地质构造时，首先就要正确地识别岩层的顶、底面和新、老层序。大多数沉积岩的层面较为明显，易于认识。但是，某些岩层，如巨厚岩层或砾岩层，它们的层面常常很不清楚；有的岩层则由于节理、劈理强烈发育而掩蔽了层面或与层面混淆不清。特别是在某些变质岩地区，由于次生面理特别发育，甚至层面被置换，以致原生层面极难辨认。因此，在野外工作中要仔细观察，尽力发现鉴别层面的各种标志及岩层的其他原生构造去识别层面。
通常根据岩石的成分、结构和颜色的变化以及层间分界面等几个方面来识别层面。
（1）岩石成分的变化：在成分比较单一的巨厚层岩石中，要注意寻找成分特殊的夹层。如：块状砂岩中的砂砾层、粗砂岩夹层或透镜体，巨厚层石灰岩或白云岩中的薄层泥灰岩、页岩夹层或硅质条带等。查明这些夹层的层面，有助于识别包含这些夹层的巨厚岩层的层面，所以这些夹层是识别巨厚岩层层面的比较可靠的标志。
（2）岩石结构的变化：根据沉积原理，不同粒度或不同形状的颗粒总是分层堆积的，从而显示出沉积岩层的成层性。如：砾岩中大小不同的砾石分层堆积呈带状，砂岩中云母呈面状分布，各种原生结核或扁平状砾石在沉积岩中呈面状排列等，都可作为确定层面的标志。
（3）岩石颜色的变化：在成分单一、颗粒较细、层面隐蔽的岩石中，如有颜色不同的夹层或条带，也可指示层面。但要注意区别由某些次生变化造成的岩石颜色差异。例如：氢氧化铁胶体溶液，常沿节理或岩石孔隙扩散并沉淀，从而在岩石中形成不同色调的褐红色条带或晕圈，当其规模很大时，在个别露头上观察，就容易误认为层面。此外，在有些深色泥岩或白云岩中，常因风化而引起退色作用，也会沿节理或裂缝发生颜色变化，若不注意也会误当作岩层的层面。
（4）岩层的原生层面构造：这些构造包括波痕、泥裂、雨痕、生物遗迹及其印模等，也可以作为确定层面的标志。
在野外观察中，如果在一个露头上层面不易分清，或者分不清是层面还是其他次生面状构造（如节理、劈理）时，应多观察一些附近的露头，加以比较分析，如层面一般都具有延展较远，连续性较好等特点。当沉积岩中发育有大型斜层理时，应注意把斜层理的细层、层系及层面区别开来。
③ 岩层的成层构造及其产状
岩层和岩体是构成地壳地质构造的物质基础，而岩层和岩体的产状，即它们空间的分布和产出的状态，是研究地壳构造形态的基础，也是构造地质学研究的基本内容之一。在地壳表层，沉积岩是分布最广的岩石类型，外貌上最突出的特点就是具有层状构造，因而成层构造是沉积岩的典型构造，在许多变质岩和部分岩浆岩中（如火山岩和一些重力分异比较明显的深成岩）也可见到这类构造。研究岩层产状是地质工作中的基础工作之一。
（一）岩层的成层构造
1.层理及其识别
层理是沉积岩中最普遍的一种原生构造。是在垂直于沉积物表面的方向上，由于沉积物的成分、颜色、粒度等变化显现出来的成层现象，叫做层理。它是层状岩石中最重要的原生构造，认识层理，是研究岩石变形的基础。可根据以下几方面来识别层理：
（1）岩石成分的变化 由于岩石组分不同而在垂直岩层层面的变化，出现成层，显示出层理。在一些成分较单一的巨厚层岩石中，某些成分特殊而有变化的夹层也是识别层理的良好标志。
（2）岩石结构的变化 岩石中不同的粒度或不同的颗粒总是分层堆积，从而显示出层理。如在砾石或砂岩中能看到大小不同的碎屑分层堆积。
（3）岩石颜色的变化 岩石中一层或数层颜色稍有不同的条带或夹层，可作为确定层理的标志。这些条带和夹层必须是岩石的原生颜色，次生风化颜色不能作为层理识别依据。
（4）岩层的原生层面构造 如波痕、泥裂、雨痕、印模等的分布特征和一些生物化石分布、埋藏状态，可以帮助识别层理。
2.岩层层序的确定
确定岩层层序（地层的新老关系）是野外观察研究地质构造的一个重要前提。因为岩层形成后，会受到后期构造运动的改造，原来的水平岩层或近水平的岩层，会变成倾斜状态、直立状态，甚至倒转（岩层上层面在下方、下层面在上方的情况）。因此，不弄清岩层层序，就会对观察研究地质构造带来困难，对工作造成损失。当然，确定地层时代和层序，主要还是根据古生物化石，但对一些化石稀少的岩层（哑地层），如火山岩或变质岩就需依据岩层中的一些原生构造或次生构造特征来确定岩层的顶、底面，从而判别岩层产状是正常还是倒转。关于次生构造确定层序，在后面有关章节论述，这里只介绍如何根据岩层中的一些原生构造来确定岩层层序。
（1）对称波痕 能指示顶、底面的主要是对称波痕，对称波痕具有尖锐的波峰（脊）和圆孤的波谷，尖锐向上的波峰为正常层序，向下为倒转层序。不对称的波痕不具指导意义。
（2）泥裂 是沉积物还未固结时露出水面，因表面失水收缩和裂开形成的裂缝。常见于泥岩中，粉砂岩和碳酸盐岩中也有。泥裂在层面上多呈多边形网络状，有时呈放射状或不规则分叉状。断面上呈“V”字形裂缝，常为上覆沉积物所充填。泥裂尖端指向岩层底面，所以尖端指向下方为正常层序，反之为倒转层序。
（3）雨痕和冰雹印痕 当雨滴或冰雹落在露出水面尚未固结的泥质或粉砂质沉积物面上形成的圆形或椭圆形凹坑。而印痕为上覆沉积物所充填的凹坑，故上覆岩层底面形成圆形或椭圆形的瘤状突起的印模。因此，凹坑印痕总是出现在岩层顶面，而瘤状印模则出现在岩层的底面。以此可以判别岩层的层序。
（4）斜层理 某些呈收敛型的斜交层理和交错层理呈弯曲状的细层，通常其上端与平直层理成大角度相交，其下端变缓与平直层理趋于平行或相切，即弯曲的细层与平直层理成大角度相交的一边是顶面，趋于平行或相切的是底面（图7-11）。
图7-11 冲刷面及斜层理
（据刘宝珺，1980）
（5）冲刷面 固结或半固结的沉积层，出露水面或在水下经水流冲刷发生冲刷破碎，造成凸凹不平的冲刷面，接着在不平整的冲刷面上再堆积时，往往就形成含有下伏岩层的岩块。根据这种现象，可以判别岩层层序（图7-11）。
（6）韵律层理 也叫韵律层或粒级层，是岩石的粒度和物质成分按一定顺序作有规律的递变交替出现。如一个岩层中每一层（一个粒度层）都是由下而上粒度逐渐由粗变细，而两个相邻粒级层之间，在粒度上有较大差别。根据韵律层的这种特征，可以帮助判别岩层层序。
（二）岩层产状、出露特征及厚度
1.岩层的产状
岩层的产状是指地质体（岩层、岩体、矿体等）在地壳中的空间分布位置和产出状态。
绝大部分的沉积岩都是在沉积盆地（海洋、湖泊）中形成的，其原始产状通常是水平或近于水平的。但在岸边、岛屿和一些水下隆起附近，受局部地形的影响，部分沉积岩的原始状态出现缓倾斜的现象。在陆地上的沉积物中，如残积、坡积、冰川沉积及风成沉积等形成的沉积物也表现出一定的原始倾斜状态。
岩层由于受地壳运动（主要是水平运动）的影响，改变了原始水平状态，产生倾斜，就形成倾斜岩层；有的岩层发生弯曲，形成褶曲岩层；有的岩层甚至发生倒转，或者发生破裂错断，形成了各种各样的地质构造。
地壳中的岩层产状是多种多样的，但把它们归纳后有三种基本产状：水平岩层、倾斜岩层和直立岩层。
2.岩层产状要素及其测定
（1）岩层产状要素
岩层的产状是以岩层层面在三维空间的延伸方向及其与水平面的夹角关系来确定的，常用岩层的走向、倾向、倾角三个变量来度量，我们把它们称为岩层产状三要素。
1）走向。岩层面与水平面的交线叫该岩层的走向线，走向线的方向叫走向。走向线的两端各指向一方，任何岩层都有两个走向，我们可以用走向线与地理子午线之间的夹角（方位角）来表示（图7-12）。岩层的走向表示岩层在三维空间的水平延伸方位。
图7-12 岩层产状要素
（据彭真万等，2003）
ABCD-岩层层面；EFGH-水平面
2）倾向。在层面上垂直岩层走向线的直线叫岩层的倾斜线（图7-12），倾斜线在水平面上的投影，叫倾向线，倾向线所指的方向，就是岩层的倾向。我们可以用倾向线与地理子午线之间的夹角来表示。岩层的倾向表示岩层在三维空间向下延伸的方位。它与岩层的走向是相互垂直的。而在岩层面上不与走向线直交的任一倾斜线均称假（视）倾斜线，它们在水平面上的投影线称假（视）倾向线，所指的方位为假（视）倾向。在一个层面上假（视）倾向有无数个。
3）倾角。岩层倾斜线与倾向线之间的夹角称岩层真倾角，简称倾角。假（视）倾斜线与相应的假（视）倾向线之间的夹角称假（视）倾角。在岩层面上任一点都可以引出许多条假（视）倾斜线，故岩层假（视）倾角就有无数多个，而这些假（视）倾角都小于同一层面上的真倾角。
（2）岩层产状要素的测定与表示方法
岩层产状要素通常在野外实地直接用地质罗盘在岩层层面上测量其真倾向、真倾角，在有些情况下，用地质罗盘不容易准确测量岩层产状，可根据野外调查所得到的资料和数据进行间接测定。
岩层产状要素可用文字和符号两种方法表示。文字表示法多用于野外记录、地质报告以及剖面素描图中，多采用方位角表示。一般只测记倾向和倾角，如岩层倾向305°，倾角15°，记为305°∠15°。符号表示法用于地质平面图上，常用的符号有：
经过构造运动后，岩层层面仍保持近水平状态，即同一层面上的各点的海拔高程大致相同，这种现象称为水平岩层。在实际的地质工作中，一般将倾角小于5°的岩层都视为水平岩层。
在岩层没有发生倒转的前提下，水平岩层具有下列特征：
（1）老岩层在新岩层之下，显示正常的沉积层序。
（2）水平岩层在地面上出露与分布形态受地形的控制。在平坦地区，水平岩层分布很广，在山顶则成孤岛状出露；地形切割越深，岩层出露越多；在冲沟、河谷出露老岩层，而在谷坡上则见较新的岩层。
（3）水平岩层的厚度就是岩层顶面与底面的高差。
（4）水平岩层在地面出露的宽度，取决于岩层厚度和地形坡度。当岩层厚度相同时，地面坡度赿缓岩层出露宽度越大，反之地面坡度越陡出露宽度越小（图7-13）。水平岩层的厚度，可以根据沿斜坡测得视厚度和地形坡度角计算。
图7-13 水平岩层的层厚、出露宽度与地形的关系
（图中点线代表地形等高线）
水平岩层的露头线平行于地形等高线，露头形态决定于地形。
4.倾斜岩层的出露特征及厚度
受构造运动的影响，使岩层原始水平产状发生变动，在一定范围内向同一个方向倾斜、其倾角大致相等的岩层，称为倾斜岩层或单斜岩层。倾斜岩层在野外是最常见的，它的出露情况较复杂，主要取决于岩层的厚度、产状和地形特征，而正确认识倾斜岩层的特征，是分析、认识各种地质构造的基础。
（1）大部分倾斜岩层，仍然是新岩层在上，老岩层在下，显示正常的沉积层序。但是也有一部分倾斜岩层呈倒转，显示相反的新老关系，即新岩层在下，老岩层在上。
（2）一般来说，倾斜岩层的新老和地形的高低没有关系。但是，倾角较小的倾斜岩层，老岩层出露与否则受到地形切割深度的影响。
（3）当倾斜岩层露头线与地形等高线斜交，露头形态取决于倾斜程度和岩层的倾斜方向与地形倾斜方向的关系。一般来说露头线呈波状弯曲。
（4）倾斜岩层的厚度和露头宽度受地形坡度和岩层产状的影响。当岩层厚度和倾角不变时，露头宽度决定于地形坡度和坡向，坡度陡，露头宽度就窄；坡度缓，露头宽度就宽（图7-14）。当地形坡向和岩层倾向相同时，岩层倾角与坡度角愈接近，则露头宽度愈大（图7-15）。当地形坡度和岩层厚度不变时，露头宽度决定于岩层倾角。倾角愈缓，露头宽度愈宽；反之，露头宽度愈窄（图7-16）。当地面坡度和岩层倾角不变时，露头宽度决定于岩层厚度，厚度愈大露头愈宽，厚度愈小露头愈窄。
图7-14 岩层厚度、倾角不变，露头宽度决定于地面坡度
（据苏文才等，1986）
5.直立岩层的出露特征及厚度
当岩层倾角呈90°，则为直立岩层。它是倾斜岩层的特殊情况，是一种局部现象。直立岩层的特征是：
图7-15 岩层倾向与坡向相同，倾角与坡角愈接近，露头宽度愈大
（据徐开礼等，1989）
图7-16 坡度、厚度不变时，露头宽度决定于岩层倾角
（据徐开礼等，1989）
（1）不能很好地显示出上下关系，故不能按一般的层序律去判断岩层的新老关系。
（2）直立岩层在地表露头线就是一条直线，不受地形切割、等高线弯曲的影响。
（3）当地面水平时，直立岩层露头宽度就是它的真厚度。当地面倾斜时，坡度愈陡，出露宽度就宽，反之，坡度愈缓，出露宽度就窄（图7-17）。
图7-17 出露宽度与地面坡度的关系
（三）地层的接触关系
地层之间的接触关系，反映了地壳运动的演化历史。因此，地层的接触关系是研究地壳运动和地质构造演化历史的重要依据。由于地壳运动是很复杂的，因而反映在地层之间的接触关系也有各种类型，但总的来说可归为整合接触和不整合接触两种基本类型。
1.地层接触关系的类型
（1）整合接触 当某个地区在地壳处于相对稳定持续下降的沉积环境中，沉积物则连续堆积，形成的一套在时代上连续的、在产状上是平行一致的岩层，这种岩层之间的接触关系称为整合接触。表现为上、下岩层层面平行，地层时代、化石演化连续，岩性稳定或做有规律递变。表明岩层是在地壳缓慢而持续下降过程中形成的。
（2）不整合接触 当某个区域在沉积了一套岩层以后，由于地壳运动上升出水面，沉积作用中断，并受到一定程度的风化、剥蚀，然后再次下降接受沉积。这样形成的一套岩层，在先后沉积的两套地层之间缺失了一部分地层，造成上下地层时代不连续，也就是说在一定的地质时期发生过沉积间断。这种上、下地层之间的接触关系称为不整合接触。两套地层之间存在一个沉积间断面，称为不整合面。
按照不整合面上、下两套地层的产状及所反映的地壳运动特征，不整合一般分为两大类，即平行不整合（假整合）和角度不整合（斜交不整合）。
1）平行不整合。指不整合面上下两套地层产状彼此平行，但不是连续沉积的地层，在两套地层之间有地层的缺失（存在沉积间断）。其形成过程可以表示为：地壳下降，接受沉积；地壳上升，遭受剥蚀（沉积间断）；地壳再次下降，接受新的沉积（图7-18）。
2）角度不整合。指不整合面上下两套地层之间既缺失部分地层，彼此的产状又呈角度斜交，两套地层的岩性、岩相及化石组合特征均有显着的突变。其形成过程可以表示为：地壳下降，接受沉积；岩层褶皱隆起、断裂，遭受剥蚀（沉积间断）；地壳再次下降，接受新的沉积（图7-18）。
图7-18 平行不整合（a）和角度不整合（b）的形成过程示意图
（据李叔达等，1983）
O-奥陶系；S-志留系；D-泥盆系；C-石炭系；箭头代表地壳运动垂直或水平运动方向
2.不整合接触关系的确定
不整合接触是地壳构造运动的产物。而地壳构造运动必然引起地表岩层变形、区域变质作用和岩浆活动等地质作用，并造成自然地理环境的变化，从而影响到生物界的演化和沉积岩性的变化。因此许多与地壳运动有联系的现象，都可作为确定不整合的直接或间接的标志。
（1）地层古生物方面的标志 如果上、下地层中的化石反映出生物演化不连续或突变，则说明由于地壳运动引起该区自然地理环境发生过巨大变化，有过沉积间断。通过化石和区域地层对比，可以确定两地层之间缺失了某些地层而又不是断层造成的地层缺失。
（2）沉积方面的标志 如果上、下地层之间有一个较平整的或高低不平的剥蚀面，面上还可能保存有古风化壳、古土壤层、风化剥蚀痕迹或古代风化淋滤矿产（如高岭土、褐铁矿）等。上覆地层的底部常有下伏地层的岩石碎块、砂砾等组成的底砾岩。这些都是确定不整合的良好标志。
图7-19 陆谷地区地质图
（据彭真万等，2003）
O1-S3与D2-C1两套地层的构造线方向截然不同，二者为角度不整合接触关系
（3）构造方面的标志 上、下地层产状不同、褶皱形式和强弱不同、断裂构造发育不同等，都是角度不整合的标志。不整合以下的老地层受到的构造变形总是比上覆的新地层受到的构造变形要强烈而复杂些；若存在角度不整合，其上下两套地层的产状、所表现的构造形态、构造线方向都截然不同（图7-19）。
（4）岩浆活动和变质作用方面的标志 在不整合面的上下两套地层中，各自伴生着不同时期和不同特点的岩浆活动和变质作用。
以上各种标志，从不同方面说明不整合存在的一些特征。但是，某些地质作用也可能造成与上述相似的现象，所以在野外调查时要仔细观察、综合分析各种标志，才能得到正确的结论。
3.不整合形成时代的确定
不整合的形成时代，只能定在不整合面下伏的最新地层形成以后、上覆的最老地层发育之前，因此，是一段相对确定的时间阶段。平行不整合的形成时代较易确定，因为下伏地层被地壳上升运动平稳的抬升，广大范围内剥蚀程度大致相同，最上部的地层即是最新的地层。确定角度不整合的形成时代要困难一些，因为下伏地层在经过褶皱变形和不均匀的抬升以后，其最新的那套地层并非随处可见，而往往仅在局部地区的不整合面的下部出现，所以需要根据大区域内的地层分析对比工作才能做出正确的判断。
4.不整合在地质图上的表现
平行不整合在平面图上和剖面图上的表现特征相似。不整合界线与其上、下的地层界线都保持大致平行，但其上、下地层之间的年代不连续；此外，其上、下两套地层均各以同一地层与对方接触。首先。不整合界线两侧地层的产状明显不同，一侧地层的地质界线与不整合界线平行，而另一侧地层界限必然与之相交；其次，在角度不整合界线的两侧，较老地层一侧有多层不同时代的地层与不整合界线相交，较新一侧地层则为同一时代的地层（图7-19）
此外，前面谈到的不整合上、下两套地层之间地层缺失的现象，在地质平面图和地质剖面图上都是显而易见的。为了突出地层角度不整合，在地质图上常用专门的符号来表示。一般在地质平面图中，在不整合界线靠新地层的一侧，加上点线表示不整合的存在；在地质剖面图中，则用波浪线来表示。
5.研究地层接触关系的意义
地层的不整合接触是一个极其重要的地质现象，它是地壳构造运动产生的直接记录，所以是研究地壳发展历史的重要依据，特别是一些巨大的、广泛的构造运动的区域性不整合，常常是地质历史阶段划分的重要标志之一。同时它也是划分、对比地层的一个重要的、清楚的分界面。通过研究不整合还可以帮助我们了解古地理、古环境的变迁。不整合面往往是构造上一个软弱带，也是一个重要的成矿带，是寻找一些重要矿床的有利部位。
由此可见，不整合的观察研究，在理论上和生产实践上都有重大意义。
④ 地理信息系统专业是不是地质相关专业
是，都属于地学大范畴。对于地质学来说，地理信息系统可以作为一项辅助技术在地质领域广泛的应用，GIS和遥感在地质探矿，地质灾害的评估，矿产的评估（常用的地统计方法都可以直接实现）。
⑤ 地理信息系统
地理信息系统（GIS）出现于20世纪60年代。它作为地学领域专家的有力工具受到越来越普遍的关注，开始在多个领域得到应用。
GIS是对地球空间数据进行采集、存储、检索、分析、建模和表示的计算机系统。它不仅可以管理数字和文字（属性）信息，而且可以管理空间信息（图形），并能提供各种空间分析的方法，对多种不同的空间信息进行综合分析解释，解决空间实体之间的相互关系，分析在一定地理区域内发生的各种现象和过程。GIS为地质学家提供了在计算机辅助下对地质、地理、地球物理、地球化学和遥感等多源信息进行综合分析和解释的有力工具。由于GIS具有交互式处理能力和快速运算能力，通过反复尝试，使地质学家能够比较容易地完善自己的知识模型。
GIS按其研究开发的目的可以分为国家基础地理信息系统、城市地理信息系统和企业地理信息系统等等；按其研究开发针对的范围可分为全球的、区域的和局部的地理信息系统；按其时空模型可分为二维（位置模型）、三维（位置模型＋数字高程模型）和四维（三维＋时间模型）地理信息系统或动态地理信息系统。
除了软件和硬件外，数据是地理信息系统的关键。GIS获取数据的主要手段有GPS（Global Positioning System：全球定位系统）、DTS（数字全站仪）、DPS（数字摄影测量系统）和RS（遥感技术）。
GIS于20世纪80年代中期开始在地学界得到应用。美国地质调查局在1985年建立了GIS实验室，鼓励专业人员应用新技术。仅仅几年时间在基础地质、环境与灾害、矿产资源评价和区域地质调查方面的信息管理项目即达几十个。
GIS在地学中的应用前景很广。信息经GIS分析处理，可绘出用常规测绘难以到达的地区如戈壁、沙漠、高原、雪山等的地形图。目前GIS在地学中的应用主要包括：
（1）地质找矿及矿产资源预测评价
德国发射的SPOT卫星主要用于石油、天然气及其他矿产的调查。它可对地貌进行立体观测，产生高分辨率、高精度的图像。使用该图像，在前期勘探阶段能准确、迅速查明地形、地表露头、岩性组合和覆盖区地下构造的基本形态。
（2）国土资源管理
我国于1990年利用GIS建立了1:100万全国国土资源信息系统和1:400万全国自然资源综合开发决策信息系统及某些省、市、县的国土规划与管理信息系统，用于国家与区域的经济建设和规划。
（3）自然灾害的评估与防治
我国于1990年建立了洪水险情预报系统。在1991年我国江淮地区发生的特大洪灾和1994年闽江和珠江流域等地发生的大洪灾中，太湖流域的1:25万GIS信息系统和1:20万GIS土地规划信息库结合遥感图像分别对洪水进行了监测，对灾情进行了准确的评估，使洪灾损失降到了最低限度。日本应用GIS分析1995年大阪神户地震引起的滑坡也是一个突出的例子。
在抗震设防区划和抗震防灾规划方面，利用GIS编制的抗震防灾规划具有应用方便、资料实用性强和能够实现资源共享等特点。
（4）建立地学信息库和编制地学图件
目前，不少国家，如美国、德国、法国、加拿大和中国等均已利用GIS进行了这方面工作。
⑥ 地理信息系统的应用有哪些
地理信息系统的应用有：城市规划、建设管理，农业气候区划，大气污染监测管理，道路交通管理，地震灾害和损失估计，医疗卫生，军事。
城市规划、建设管理
城市是人类活动高度集中的区域，同时也是信息、物质高度集中的区域。随着科技的进步和经济的发展，城市系统越来越复杂，数据和信息越来越多，服务要求越来越高。城市管理面临着新的挑战，为了城市的现代化、生态平衡和持续发展，城市需要全面的规划，而地理信息系统给城市的规划和管理带来了新的工
农业气候区划
采用新技术、新方法、新资料，开发"农业气候区划信息系统（Agriculture & Climate Distributed Information System,简称ACDIS）"软件，建立气候资源开发利用和保护监测体系，实行资源平面与立体，时间与空间全方位优化配置；发挥区域气候优势，趋利避害减轻气候灾害损失，提高资源开发的总体效益。为各级政府分类指导农业生产，农村产业结构调整，退耕还林防止水土流失等提供决策依据，为地方政府服务。
大气污染监测管理
随着经济的发展，环境污染直接影响了人们的生活质量，环境质量问题也得到了越来越多的重视。污染环境包括水污染、大气污染、固体废弃物污染等，其中就大气污染而言，城市区域由于受到工业生产、居民生活的影响，成为大气污染发生的集中区域，历史上几次严重的污染事故，如伦敦烟雾事件（1952）、洛杉矶光化学烟雾事件（1943），都是发生在大城市。近几十年来，研究者对大气污染问题进行了大量研究，并且通过实验或计算来建立适合于特定区域的大气污染物扩散模式以及确定相关参数的计算方法。
道路交通管理
近年来，GIS在交通方面的应用得到了广泛的重视，并形成了专门的交通地理信息系统GIS-T，以满足道路交通管理方面的要求。路廓设计是公路设计中的一个重要环节，是定出公路最终线向的一个步骤。在路廓设计中，要综合分析多种空间数据，包括大比例尺的土地利用图、地形图以及现有的道路网等。
地震灾害和损失估计
对地震灾害以及地震次生灾害的评估对于一个区域的降低危险，资源分配以及紧急响应规划具有重要的意义，而通过存储和分析地质构造信息，利用GIS可以预测地震发生的"场景"并估计该区域由于地震引发的潜在损失。此外，GIS也提供了有力的工具使得在地震实际发生时，分析灾害严重程度的空间分布，帮助政府分配紧急响应资源。
地貌
地貌学理论发展和生产实践需要加强计量地貌研究。然而，由于地貌现象的复杂性、地貌数据的庞大等多方面的原因，需要在地貌研究中采用GIS工具，使其成为地貌定量研究的一个有效途径。
医疗卫生
由于流行病是用于描述和解释某种疾病的发病率，从空间的角度来看，流行病学需要很好地描述流行病发病率空间分布特征的手段，进而可以研究发病率模型，以发现流行病和周围环境的关系。通常，GIS在流行病研究中主要提供了如下三个方面的功能：流行病数据的可视化，空间数据分析，流行病模型等。
军事
军事是以准备和实施战争为中心的社会活动。一切军事行动都是在一定的地理环境中进行的，地理环境对军事行动有着极其重要的影响与作用。随着人类社会向信息化迅速发展，未来高技术战争中信息对抗的含量将越来越高，特别是高技术条件下的局部战争，由于战争爆发突然，战争进程加快、战机稍纵即逝等特点，对作战指挥的时效性有了更高的要求。指挥决策智能化、作战指挥自动化、武器装备信息化成为未来战争取胜的关键。在这种需求下，出现了数字化战场，数字化的地理环境信息已成为指挥决策的必要条件之一。因此，作为空间军事信息保障的军事地理信息系统已成为现代化军事斗争的一项重要内容。
⑦ 学习任务沉积岩层原生构造的识别与分析
一、岩层和地层的概念
由两个平行或近于平行的界面限制，岩性基本一致的层状岩层称为岩层。由沉积作用形成的岩层就称为沉积岩层。沉积岩层的上、下界面称层面，上界面称顶面，下界面称底面。两个岩层的接触面，既是上覆岩层的底面，又是下伏岩层的顶面。岩层顶、底面之间的垂直距离是岩层的厚度。由于沉积环境和条件的不同，自然界出露的岩层厚度变化较大，通常有以下几种形态：等厚态、尖灭态、细颈态、透镜态（图2-1）。
图2-1 岩层的厚度和形态
在一定的自然环境空间下所形成的一套或几套岩层，当其赋予时代归属时，则称为地层。
地层与岩层在概念上既有严格的区别，又有密切的联系。对岩层的划分，主要是根据岩石的成分、结构、层理、颜色等特征，不考虑其时代归属，如砂岩层、泥岩层等，不能作为一个地层单位与邻区相对比；对地层的划分，不仅要注意岩性特征，而且还要确定其地质时代的归属（化石），如华北地区中石炭世本溪组，可作为一个独立地层单位与邻区地层相对比。
二、层理及其识别
层理系指岩层的成层性质或沉积岩层的成层构造现象。
沉积岩中最普遍的原生构造，是由岩石的成分、结构、构造、颜色等特征在剖面上的突变或渐变而显示出来的成层构造。层理按其形态的不同分三种常见类型，即平行层理、波状层理、斜层理（图2-2）。对同一种类型的层理可按厚度分为：巨层（＞100cm）、巨厚层（50～100cm）、厚层（10～50cm）、中厚层（2～10cm）、薄层（2～0.2cm）、微（叶片）层（0.2cm）。
图2-2 层理的基本类型
Ⅰ—平行层理；Ⅱ—波状层理；Ⅲ—斜层理；
a—细层；b—层系
在层状岩石出露地区观察地质构造的实践中，识别层理是一项重要的基础工作。一般来说，大多数沉积岩层的层理较明显清晰，易于查明，但是某些岩层，如巨层状岩层的层理极不清晰，有的岩层则由于节理、劈理强烈发育而掩蔽了层理或与层理混淆不清，特别是层理隐蔽的副变质岩中的层理被次生面理置换，原生层理极难辨认。有鉴于此，我们在野外工作中应综合以下标志加以辨识：
（1）岩石颜色的变化：在成分单一、颗粒较细、层理隐蔽在岩石中，不同颜色的夹层（条带）方向可指示层理。但要注意区别由次生变化造成的岩石颜色差异。例如，氢氧化铁胶体溶液，常沿节理或岩石孔隙扩散并沉淀，在岩石中形成褐红色条带，易误为是层理（图2-3A）。
（2）岩层原生层面构造：波痕、泥裂、雨痕、生物遗迹及其印模等原生层面构造，是识别层理的最可靠标志（图2-3B）。
（3）岩层成分的变化：在成分比较单一的巨厚层岩石中，要注意寻找特殊的夹层。如块状砂岩中的砂砾岩层、粗砂岩层或透镜体，巨厚层石灰岩或白云岩中的薄层泥灰岩、页岩夹层或硅质条带等；查明这些夹层的层理，是识别巨厚岩层层理的可靠标志（图2-3C）。
（4）岩石的结构变化：根据沉积原理，不同粒度、不同形状的颗粒总是分层堆积的，从而显示出递变层理，是识别确定层理的最可靠标志（图2-3D）。
图2-3 层理的识别
三、沉积岩层原生示顶、示序构造的识别与分析
确定岩层的新老层序是地质构造观察研究中的首要问题。一般情况下，岩层形成后受到后期构造变动发生倾斜，其地层仍保持正常层序，即顺着岩层倾向，地层由老到新排列；但在构造变动强烈地区岩层产状呈倒转时，则会出现上述相反情形。地层的地质时代和岩层层序主要是依据化石来确定，但在缺乏化石的“哑地层”中，我们可根据岩层中的原生示顶、示序构造来判别岩层的顶底面和确定地层的相对新老关系。沉积岩层（含火山岩）示顶、示序的原生构造常见现象及特征如下：
（一）对称波痕及其印模
对称波痕的形态特点是具有尖棱的波峰和圆形的波谷，是示顶、示序的原生构造。正常地层层序中的对称波痕波峰尖端指向岩层顶面，波谷圆弧总是指向岩层底面，保存在正常地层层序中的对称波痕或印模，是强有力的原生示顶、顶底构造现象（图2-4，图2-5）。
图2-4 对称型的浪成波痕及其印模示意图
（据R.R Shrock，1948）
图2-5 利用波痕确定岩层顶、底面
（据M.P.Billings，1947）
Ⅰ—正常岩层；Ⅱ—倒转岩层。a—波痕原型，波峰指向左上方；b—波痕印模，波峰指向左上方；c—波痕印模，波峰指向右下方；d—波痕原型，波峰指向右下方
（二）雨痕、雹痕及其他印模
雨痕和雹痕是稀疏的雨滴或冰雹落在湿润而柔软的泥质或粉砂质沉积物上，冲打成的圆坑或椭圆形凹坑，再被上覆沉积物掩埋填充而保存下来的痕迹。在上覆层的底面形成圆形、椭圆形的瘤状突起的印模，在下伏层的顶面形成凹坑。它亦是良好的示顶、示序原生构造（图2-6）。
图2-6 雨痕和雹痕及其印模
此外，还有许多不同成因、形态各异的印模和印痕，如生物活动形成的足迹、流水的流痕等。对沉积物表面的冲击或刻划所造成的印痕，而在上覆岩层底面都会形成相对应的印模，如槽模、沟模等。这些凹形印痕分布在岩层的顶面上，凸起的印模则出现在岩层底面上，据此也可判别岩层顶、底面，从而确定岩层的层序。
（三）泥裂
泥裂又称干裂，是未固结的沉积物露出水面，经日晒风干形成上宽下窄垂直层面的楔形裂缝。泥裂常见于黏土岩和粉砂岩中，碳酸盐岩中也可见及。泥裂在层面上构成网状、放射状或不规则的分叉状裂隙，在剖面上则呈“V”或“U”字形裂口（图2-7），这些裂缝常被上覆的沉积物填充，其填充层的底面成为脊形印模，因此，不管楔形裂缝还是脊形印模，两者的尖端均指向岩层的底面（老岩层）。它也是良好的示顶、示序原生构造。
（四）冲刷面印模
冲刷面印模是指泥质岩与其上覆的砂砾岩、砂岩、粉砂岩或灰岩之间发育的不平整界面。它是由于在上覆岩层沉积之前，泥质沉积物受到水流侵蚀或水流携带物的拖曳、弹跳或滚动所产生的凸凹不平面，并常被砂质所充填，成岩后，上覆层的底面形成不平整的印模保存下来。通常可在泥质岩剥落后的砂岩等原始底面上观察到。它是确定岩层底面的良好标志（图2-8）。
图2-7 泥裂及其印模立体示意图
（据R.R.Shrock，1948）
图2-8 根据冲刷面特征确定岩层相对层序
（据M.P.Billings，1947）
（五）交错层理
由一组或多组细层与主层面斜交便构成了交错层理。交错层理与顶面主层理斜交，其细层纹间距较宽，底部收敛变缓与底部主层理相切。它是野外常见的示顶、示序原生构造（图2-9）。
图2-9 利用交错层理确定岩层顶、底面图示
（据M.P.Billings，1947）
（六）递变层理
递变层理又称粒序层理。在一些较为稳定的沉积环境中，每次由流水带来的泥、砂物质都是粗的先沉积，细的后沉积。这样在一单层内，从底到顶粒度由粗逐渐变细（图2-10），如底部是砾石或粗砂，向上可递变为细砂以至泥质。递变层厚度可由几厘米到几米。在相邻的两个粒级层之间，下层顶面常受冲刷，故两层在粒度或成分上不是递变而是突变的。根据粒级层下粗上细粒度递变的特征，可以确定岩层的顶、底面。递变层理除在砂岩等碎屑岩中可见到外，还可以在以凝灰质为主的火山碎屑岩层中见到（图2-11）。它是很好的示顶、示底原生构造。
图2-10 递变层理示意图
图2-11 根据岩层原生构造恢复构造
（七）古生物生长和埋藏状态
动物遗体在自然界总是最大平面朝下，凸面向上被沉积物埋藏而保存下来。如珊瑚（群体珊瑚）等底栖生物，若它们在原来的生长位置被掩埋，则其根部总是指向岩层的底面。再如由藻类生物形成的叠层石，其内部的穹状纹层和向上生长的分枝总是指向岩层的顶面（图2-12）。
介壳类化石的位态亦可作为判定层序的依据（图2-13）。在含有大量介壳化石的岩层中，介壳的断面大部分朝上的，指示地层为正常层序，反之，则是倒转层序。
图2-12 叠层石形态素描图
（据R.R Shrock，1948）
图2-13 介壳埋藏状态示意剖面图
（据R.R Shrock，1948）
（八）火山熔岩的枕状构造和气孔构造
海底喷发的基性熔岩发育枕状构造，单个岩枕的底面较平，顶面呈凸圆状，借此可判断熔岩的顶、底面（图2-14）。
图2-14 枕状构造断面示意图
熔岩中发育的气孔构造多集中在熔岩流的顶部，底部则较少，甚至没有（图2-15）。有些熔岩的气孔呈现管状并有分枝现象，分枝总是朝向底面的（图2-16）。气孔构造的多少或集中程度不仅可用来分辨喷发次数，还可以确定火山熔岩层的层面位置，是良好的示顶、示底构造。
图2-15 气孔构造在熔岩顶部集中
图2-16 熔岩中管状气孔分枝指向底面
⑧ 地理信息系统（GIS）
地理信息系统（GIS）是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术。目前国际上普遍承认。虽然GIS是一门多学科综合的边缘学科，但其核心是计算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析，是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。地质环境评价主要是综合考虑影响环境地质诸多方面的要素，借助恰当的数学模型和专家经验，对研究区的环境地质进行分区。
利用GIS可以实现地质环境信息的管理、可视化、查询、输出等功能，操作简单、移植性强。把GIS技术应用在地质环境评价与灾害预测中，其优点固然很多，但总的说来也存在如下的一些问题：
（1）在生态环境评价中，一般的GIS软件虽然都能够提供诸如数据检索、叠加分析、属性统计分析、数字地面模型（DTM）等各种空间分析功能，但是要想满足为解决实际问题进行的专业分析的数据要求，仅仅依靠这些空间分析方法往往还很不够，这就要求我们在GIS基础软件平台的基础上进行二次开发，拓展其空间分析功能，提取我们感兴趣的信息，但是具体如何操作，目前仍是一个亟需与相关学科的专家学者们相互协作、共同探讨的问题。
（2）地质环境评价具有多因素、多层次、不确定性强等特点，目前在利用GIS众多的评价预测模型中，不管是多灾种还是单灾种评价，人们都在努力寻求一种普遍适合的模型来解决地质环境的评价。虽然普遍的评价模型在宏观决策中有重要的意义，适合建立面向大众和政府的决策支持系统，但对中小尺度范围的评价时往往不尽如人意，因此寻求特定地区特定的地质环境评价模型很有必要。
（3）地质环境评价工作是一项复杂的系统工程，数据采集和处理的工作量非常大，会涉及到地层、水文、地震及人类活动等各个方面，对于这些资料的搜集和整理，必然会涉及输入到GIS中资料的准确性问题，因为GIS所能完成的工作只是依据所得到的资料，对其作出相应的处理，也就是说“如果输入GIS的数据是‘垃圾’，输出的结果也只会是‘垃圾’，这不会因昂贵的设备和高级技术人才而改变”。因此，我们必须对所有的资料做出必要的、合理的取舍，以保证输入GIS的数据合理。
（4）从GIS在地质灾害研究中的应用来看，就两者的结合方式而言，大部分应用都集中在将GIS用于数据的前后期处理和结果的显示输出方面，两者的结合还处于低阶水平。作为紧紧追随工业标准化要求发展的GIS技术，标准化适当数据的缺乏也构成其广泛应用的桎梏；此外，GIS软件处理分析能力以及对于数据误差分析能力的不足、GIS处理包括时间在内的四维能力的不足、灾害模型建立的高难度性以及机构间协调不够而造成的成果用户面太窄等因素都暂时限制了GIS在地质灾害研究中的应用。
⑨ 地理信息系统属于地质学么
地理信息系统分为
理科
的
地图学与地理信息系统
，属于
地理学
，侧重于地理学应用理论研究；工科为地图制图学与地理信息工程，属于
测绘学
，侧重于测量。这不是
地质学
哦~
⑩ 地质工程和地理信息科学区别
地质学（geology）是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系.是研究地球及其演变的一门自然科学.
地理信息科学是近20年来新兴的一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的边缘学科，主要培养具备地理信息科学与地图学、遥感技术方面的基本理论、基本知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在城市、区域、资源、环境、交通、人口、住房、土地、灾害、基础设施和规划管理等领域的政府部门、金融机构、公司、高校、规划设计院所，从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。
地理信息科学是1992年Goodchild提出的，与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。