В геологии простирание и падение - это соглашение об измерениях, используемое для описания плоской ориентации или положения плоского геологического объекта . Простирание объекта — это азимут воображаемой горизонтальной линии, пересекающей плоскость, а его падение — это угол наклона (или угол наклона ), измеренный вниз от горизонтали. [1] Они используются вместе для измерения и документирования характеристик структуры для изучения или использования на геологической карте . [2] Ориентация объекта также может быть представлена наклоном и направлением падения , используя азимут падения, а не значение простирания. Линейные объекты аналогичным образом измеряются с помощью тренда и погружения , где «тренд» аналогичен направлению падения, а «падение» — углу падения. [3]
Уклон и падение измеряются с помощью компаса и клинометра. Компас используется для измерения простирания объекта, держа его горизонтально напротив объекта. Клинометр измеряет падение объектов, регистрируя наклон, перпендикулярный простиранию. [1] Это можно сделать по отдельности или вместе, используя такой инструмент, как транзит Брантона или компас Сильвы .
Любая плоская особенность может быть описана по простиранию и падению, включая осадочные напластования , трещины , разломы , трещины , куэсты , магматические дайки и силлы , метаморфическую слоистость и структуру и т. д. Наблюдения за ориентацией структуры могут привести к выводам об определенных частях территории. история, такая как движение, деформация или тектоническая активность . [3]
При измерении или описании положения наклонного объекта необходимы две величины. Угол спуска или падения склона и направление спуска, которое может быть представлено направлением простирания или падения. [4]
Падение - это наклон данного объекта, который измеряется от наибольшего угла спуска наклонного пласта или объекта относительно горизонтальной плоскости. [5] [6] Истинное падение всегда перпендикулярно простиранию. Он записывается в виде числа (от 0° до 90°), обозначающего угол в градусах ниже горизонтали. Это может сопровождаться приблизительным указанием направления падения (север, юго-восток и т. д.), чтобы избежать двусмысленности. [1] Иногда направление можно опустить, если известно используемое соглашение (например, правило правой руки). [3]
Полностью плоский объект будет иметь одинаковое значение наклона по всей поверхности. Наклон изогнутого объекта, такого как антиклиналь или синклиналь , будет меняться в разных точках объекта и будет плоским на любой оси сгиба . [1]
Удар — это представление ориентации наклонного объекта. Линия простирания пласта , разлома или другого плоского объекта — это линия, представляющая пересечение этого объекта с горизонтальной плоскостью. Простирание объекта — это азимут (направление компаса) линии простирания. [5] Это может быть представлено либо квадрантным компасным пеленгом (например, N25°E), либо одним трехзначным числом, выраженным в виде угла от истинного севера (например, N25°E просто превратится в 025 или 025). °). [3] [1]
Ориентация объекта также может быть представлена направлением его падения. Вместо азимута горизонтальной линии на плоскости используется азимут самой крутой линии на плоскости. [3] Направление падения можно представить себе как направление, в котором будет течь вода, если ее вылить на плоскость. [7]
В то время как истинное падение измеряется перпендикулярно простиранию, кажущееся падение относится к наблюдаемому падению, которое не перпендикулярно линии простирания. Это можно увидеть на обнажениях или поперечных сечениях, которые не идут параллельно направлению падения. [7] Кажущееся падение всегда меньше истинного. [1] Если простирание известно, кажущееся или истинное падение можно рассчитать с помощью тригонометрии:
где δ — истинное падение, α — кажущееся падение, а β — угол между направлением простирания и кажущимся направлением падения, все в градусах. [8]
Измерение ориентации линейного объекта аналогично измерению простирания и падения, хотя терминология отличается, поскольку « простирание» и «падение» зарезервированы для плоскостей. Вместо этого линейные функции используют тренд и падение . Погружение или угол погружения — это наклон объекта, измеренный вниз относительно горизонтали. Тренд — это азимут объекта, измеренный в направлении погружения. Горизонтальная линия будет иметь наклон 0°, а вертикальная линия будет иметь наклон 90°. [3] [7] Линейный элемент, лежащий внутри плоскости, также можно измерить по его наклону (или наклону). В отличие от погружения, которое представляет собой азимут объекта, наклон представляет собой угол, измеренный в плоскости от линии простирания. [3]
На геологических картах простирание и падение могут быть обозначены символом Т с числом рядом с ним. Более длинная линия представляет простирание и имеет ту же ориентацию, что и угол простирания. Падение представлено более короткой линией, которая перпендикулярна линии простирания в направлении спуска. Число обозначает угол падения в градусах ниже горизонтали и часто не имеет символа градуса. Вертикальные и горизонтальные объекты не обозначаются цифрами, а вместо них используются собственные символы. Слои, падающие вертикально, имеют линию падения по обе стороны от простирания, а горизонтальная слоистость обозначена крестиком в кружке. [2] [9]
Интерпретация простирания и падения является частью создания разреза территории. Информация о простирании и падении, записанная на карте, может использоваться для реконструкции различных структур, определения ориентации объектов недр или обнаружения наличия складок антиклинали или синклинали . [1] [2]
Есть несколько соглашений, которые геологи используют при измерении азимута объекта. При использовании удара можно измерить два направления на расстоянии 180 ° друг от друга, по часовой стрелке или против часовой стрелки от севера. Одним из распространенных соглашений является использование «правила правой руки» (RHR), согласно которому плоскость наклоняется вправо, если смотреть в направлении удара, или что направление падения должно составлять 90 ° по часовой стрелке от направления удара. Однако в Великобритании иногда указывается правило правой руки, согласно которому направление падения происходит против часовой стрелки от простирания. Некоторые геологи предпочитают использовать направление простирания меньше 180°. Другие предпочитают использовать соглашение «направление падения, падение» (DDD) вместо направления простирания. Захват и падение обычно обозначаются как «захват/падение» или «направление падения, падение», при этом символ градуса обычно опускается. Для уменьшения двусмысленности можно добавить общее алфавитное направление падения (север, юго-восток и т. д.). Для объекта с падением 45° и направлением падения 75° простирание и падение можно записать как 345/45 NE, 165/45 NE или 075,45. Направление квадранта компаса для удара также можно использовать вместо азимута, записывая как S15E или N15W. [1] [3]
Уклон и падение измеряются в полевых условиях с помощью компаса и клинометра . Компас используется для измерения азимута простирания, а клинометр измеряет наклон падения. [2] Доктор Э. Клар впервые описал современный компас-клинометр в 1954 году, и некоторые из них до сих пор называются компасами Клара. [10] В настоящее время используются компасы Брантона и компаса Сильвы .
Также доступны приложения для смартфонов , которые могут выполнять измерения ударов и наклонов, включая такие приложения, как GeoTools . Эти приложения могут использовать внутренний акселерометр телефона для измерения ориентации. В сочетании с функциями GPS таких устройств это позволяет записывать показания, а затем загружать их на карту. [11]
При изучении особенностей недр можно использовать наклономер. Уклономер — это инструмент, который опускают в скважину и к которому радиально прикреплены рычаги, которые могут определять микросопротивление породы. Записывая время изменения свойств породы на каждом из датчиков, можно определить простирание и падение объектов недр. [12]
