罗盘的使用

发布网友 发布时间：2022-04-23 05:28

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热心网友 时间：2023-07-02 00:52

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罗盘属于传统的地质工作三件宝之一（另外两件为地质锤、放大镜），在科技高度发达的今天仍是野外地质工作中不可缺少的工具之一。在野外工作中罗盘被用来确定方位、测量地形的坡度及各种面状和线状构造的产状。

罗盘有很多种，其结构和使用方法大致相同。我国地质工作者常用的是一种八角罗盘。现以哈尔滨光学仪器厂生产的DQY-1地质罗盘仪为例，介绍一下罗盘的结构和使用方法。

一、罗盘的结构

罗盘被装在一个皮质的罗盘盒内并附带有简单的附件工具（图2-5）。野外携带时可将其挂在皮带上或放在背包内。罗盘由上盖、外壳、连接合页、反光镜、折叠式觇板、磁针、刻度盘、圆水准器、管水准器、测斜刻度盘、测斜盘、磁针制动螺丝、刻度盘校正螺丝等部分组成（图2-6）。

连接合页用来连接罗盘的上盖和外壳，反光镜装在罗盘上盖内，反光镜面上有一条分划线。磁针的两端分别指向地磁极的南极和北极，指向北的一端（简称为北针）为白色，指向南的一端（简称为南针）为黑色。由于我国处在北半球，指向南的磁针上缠有铜丝。刻度盘为铝制的圆盘，被划分为360°，连接合页处为180°。折叠式觇板分别装在罗盘上盖和外壳上。安装在上盖的称为短觇板，安装在外壳上的称为长觇板，两套觇板尖端的连线平分方位刻度盘。觇板、磁针、刻度盘配合使用可以用来测定目标的方位。圆水准器用来使罗盘保持水平。管水准器与测斜盘连为一体，可以通过转动外壳背面的小手柄来转动测斜盘，它与测斜刻度盘一起构成罗盘的测斜系统，可用来测量坡度角及构造要素的倾角。磁针制动螺丝在罗盘不使用时用来使磁针不转动以减少磨损。刻度盘校正螺丝用于校正磁偏角。

图2-5 DQY-1地质罗盘仪

图2-6 DQY-l地质罗盘仪结构图

1—短觇标；2—上盖；3—反光镜椭圆孔；4—连接合页；5—罗盘外壳；6—长觇标；7—反光镜及分划线；8—磁针；9—圆水准器；10—刻度盘；11—管水准器；12—测斜刻度盘；13—磁针制动螺丝；14—刻度盘校正螺丝

二、罗盘的校正

由于罗盘磁针指示的是地磁场的磁南极和磁北极（简称磁南、磁北），其与地理上子午线指示的南北方向间存在一个交角，这个交角称为磁偏角。所以，罗盘直接指出的并不是实际目标的地理方位。在使用罗盘前必须进行磁偏角的校正。

在地球上各个不同的地区，磁偏角的数值和偏向各不相同。一般在各种正规的地形图上多会给出这一地区的磁偏角的偏转方向和角度值。我国大部分地区为磁北方向位于子午线的西侧，称为西偏。

对罗盘磁偏角进行校正是为了让使用者在罗盘的刻度盘上读出的方位刻度与实际地理方位一致。

磁偏角的校正方法见图2-7。若磁偏角西偏时，用罗盘的附件工具转动刻度盘校正螺丝，使刻度盘向逆时针方向转动磁偏角的度数（图2-7(a）。如磁偏角为东偏，则是向顺时针方向转动磁偏角的度数（图2-7(b）。

图2-7 罗盘磁偏角的校正方法

（a）磁偏角西偏5°；（b）磁偏角东偏5°；（c）北戴河的磁偏角

三、野外工作中罗盘的使用

野外工作中罗盘常被用来测量目标物的方位、山坡的坡角和各种构造要素的走向、倾向、倾角。

1.方位测量

在野外使用地形图定点时，经常要以某个地形图上的已知点为参考，来确定观察点的位置（图2-8）；在地质剖面的测量中也经常要测量剖面线的方位。这时就需要使用罗盘来进行方位测量。

图2-8 方位角的测量方法

测量时打开罗盘上盖，放松磁针制动螺丝，让磁针能自由转动。当被测量的物体较高大时，把罗盘放在胸前或腹部。将罗盘的长砚板对准被测物体，然后转动罗盘，使物体及长觇板都映入反光镜，并且使物体、长觇板上顶部的尖端及反光镜的分划线位于一条直线上，同时使圆水准器的气泡居中，以保持罗盘水平，当磁针停止摆动后，即可直接读出磁针所指刻度盘上的度数，也可按下制动螺丝再读数。

读测得方位角时，可根据罗盘摆放的位置来决定是读磁北针或磁南针所指的度数。如果要测量某物体（B）位于测量者（A）的方位，当罗盘如图2-8放置时，读磁北针所指的度数，其原理是：若要测量B点位于A点的方位，可以假设，B点是动点（因为被测量点可以选任何物体），A点是定点（人站着不动，相当于一个参考点），那么AB线的方向是从A到B的。测量B点位于A点的方位，实际上就是测量AB线按逆时针方向旋转与正北方向的夹角（α），也是长觇板所指方向与磁北针的夹角。由于罗盘采用的是按逆时针方向刻的方位角，所以必须读磁北针所指的读数。在这种情况下，如测量目标位于观测者的方位时，则读磁南针。

当被测量物体较低时，罗盘放置与上述相反，把长觇板对准测量者，并放到眼前，然后转动反光镜使其与罗盘平面的夹角小于90°，以看清圆水准器为准。测量时，视线通过反光镜椭圆孔，使觇板尖、椭圆孔的中线、被测量物体重合，同时保持罗盘水平（通过反光镜看圆水准器气泡居中），等磁针停止摆动，这时按下制动螺丝（这个步骤必须做，因为在测量时，眼睛看不清读数，如果不按下制动螺丝，待罗盘放下来再读数时，磁针已转动了），然后再读数。采用这种方法测量目标位于观测者的方位时读磁南针；测量观测者位于目标的方位时读磁北针。

2.地形坡度测量

地形坡度是指斜坡的斜面（线）与水平面的夹角。其测量方法是（图2-9）：在坡顶、坡底或斜坡上各站一人，或者各立一与人等高的标杆。站在坡底的人把罗盘直立，使长觇板指向测量者，并转动反光镜，以能观察到罗盘刻度盘为准；将长觇板顶部的小觇板折成90°，视线从小觇板的小孔或尖通过，经反光镜的椭圆孔，直达标杆的顶端或人的头顶；保持此状态，并调整罗盘底面的手柄，使长水准器的气泡居中（从反光镜里看），这时测斜盘上的游标所指示测斜刻度盘的读数即为坡度角。同样可以用相同的方法，从坡顶向坡脚测量坡度角。

图2-9 地形坡度的测量方法

3.面状构造产状要素测量

岩层产状要素包括走向、倾向和倾角。走向是岩层面与水平面交线的延伸方向，倾向是岩层面上的倾斜线在水平面上的投影所指的方向，倾角是倾斜线与水平面的夹角。

走向测量：打开罗盘的上盖到极限位置，将罗盘的一个长边靠在岩层面上（图2-10），转动罗盘使圆水准器的水泡居中（注意：在转动罗盘的过程中，罗盘的长边不要离开岩层面）。圆水准器的气泡居中且磁针停止摆动后，磁针所指的刻度盘度数即为岩层的走向。由于岩层走向有两个方向，所以读磁南针、磁北针都是可以的。

测量岩层倾向时，罗盘如图2-10放置。将罗盘南端（标有S）的一条棱或罗盘上盖背面紧靠岩层面，使该棱线与岩层走向线重合或罗盘上盖背面与岩层面平行，这时长觇板的指向与岩层的倾向一致，转动罗盘使其水平（圆水准器气泡居中），等磁针不摆动时，磁北针所指刻度即为岩层倾向。

请同学思考，如果要测量岩石下层面的产状时，罗盘怎样放置？应怎样读数？

当测量完倾向后，不要让罗盘离开岩层面，马上把罗盘转90°（罗盘直立），如图2-10放置。使罗盘的长边紧靠岩层面，并与倾斜线重合，然后转动罗盘底面的手把，使长水准器气泡居中，这时测斜盘上的游标所指测斜刻度盘的读数即为倾角。

图2-10 岩层产状要素测量方法

在测量岩层产状时，一般只需测量岩层的倾向和倾角，而走向可通过倾向的数字加或减90°得到。测量倾向和倾角时，必须先测倾向，后测倾角，反之则不行，请同学思考其道理。若被测量的岩层表面凹凸不平，可把野簿平放在岩层面上当作层面，以提高测量的准确性和代表性。如果岩层出露很不完整时，可以通过找到属于同一层面的3个点，再用野簿把这3个点连成一平面（相当于岩层面），这时测量野簿的平面即可。

上面介绍的是岩层面产状测量的方法，其他的面状构造如断层面、节理面、劈理面、片理、糜棱面理产状的测量方法与之相同。

面状构造产状测量完成后，及时将其记录在野外记录本上。记录的方式如下：如某一面状构造的倾向为30°，倾角为50°，其产状记录为30°∠50°，前者为倾向，后者为倾角。并在记录本上表明面状构造是属于岩层面或其他的面理。