中地數媒 2020-01-14

羅盤屬於傳統的地質工作三件寶之一（另外兩件為地質錘、放大鏡），在科技高度發達的今天仍是野外地質工作中不可缺少的工具之一。在野外工作中羅盤被用來確定方位、測量地形的坡度及各種面狀和線狀構造的產狀。

羅盤有很多種，其結構和使用方法大致相同。我國地質工作者常用的是一種八角羅盤。現以哈爾濱光學儀器廠生產的DQY-1地質羅盤儀為例，介紹一下羅盤的結構和使用方法。

一、羅盤的結構

羅盤被裝在一個皮質的羅盤盒內並附帶有簡單的附件工具（圖2-5）。野外攜帶時可將其掛在皮帶上或放在揹包內。羅盤由上蓋、外殼、連接合頁、反光鏡、摺疊式覘板、磁針、刻度盤、圓水準器、管水準器、測斜刻度盤、測斜盤、磁針制動螺絲、刻度盤校正螺絲等部分組成（圖2-6）。

連接合頁用來連線羅盤的上蓋和外殼，反光鏡裝在羅盤上蓋內，反光鏡面上有一條分劃線。磁針的兩端分別指向地磁極的南極和北極，指向北的一端（簡稱為北針）為白色，指向南的一端（簡稱為南針）為黑色。由於我國處在北半球，指向南的磁針上纏有銅絲。刻度盤為鋁製的圓盤，被劃分為360°，連接合頁處為180°。摺疊式覘板分別裝在羅盤上蓋和外殼上。安裝在上蓋的稱為短覘板，安裝在外殼上的稱為長覘板，兩套覘板尖端的連線平分方位刻度盤。覘板、磁針、刻度盤配合使用可以用來測定目標的方位。圓水準器用來使羅盤保持水平。管水準器與測斜盤連為一體，可以透過轉動外殼背面的小手柄來轉動測斜盤，它與測斜刻度盤一起構成羅盤的測斜系統，可用來測量坡度角及構造要素的傾角。磁針制動螺絲在羅盤不使用時用來使磁針不轉動以減少磨損。刻度盤校正螺絲用於校正磁偏角。

圖2-5 DQY-1地質羅盤儀

圖2-6 DQY-l地質羅盤儀結構圖

1—短覘標；2—上蓋；3—反光鏡橢圓孔；4—連接合頁；5—羅盤外殼；6—長覘標；7—反光鏡及分劃線；8—磁針；9—圓水準器；10—刻度盤；11—管水準器；12—測斜刻度盤；13—磁針制動螺絲；14—刻度盤校正螺絲

二、羅盤的校正

由於羅盤磁針指示的是地磁場的磁南極和磁北極（簡稱磁南、磁北），其與地理上子午線指示的南北方向間存在一個交角，這個交角稱為磁偏角。所以，羅盤直接指出的並不是實際目標的地理方位。在使用羅盤前必須進行磁偏角的校正。

在地球上各個不同的地區，磁偏角的數值和偏向各不相同。一般在各種正規的地形圖上多會給出這一地區的磁偏角的偏轉方向和角度值。我國大部分地區為磁北方向位於子午線的西側，稱為西偏。

對羅盤磁偏角進行校正是為了讓使用者在羅盤的刻度盤上讀出的方位刻度與實際地理方位一致。

磁偏角的校正方法見圖2-7。若磁偏角西偏時，用羅盤的附件工具轉動刻度盤校正螺絲，使刻度盤向逆時針方向轉動磁偏角的度數（圖2-7（a）。如磁偏角為東偏，則是向順時針方向轉動磁偏角的度數（圖2-7（b）。

圖2-7 羅盤磁偏角的校正方法

（a）磁偏角西偏5°；（b）磁偏角東偏5°；（c）北戴河的磁偏角

三、野外工作中羅盤的使用

野外工作中羅盤常被用來測量目標物的方位、山坡的坡角和各種構造要素的走向、傾向、傾角。

1。方位測量

在野外使用地形圖定點時，經常要以某個地形圖上的已知點為參考，來確定觀察點的位置（圖2-8）；在地質剖面的測量中也經常要測量剖面線的方位。這時就需要使用羅盤來進行方位測量。

圖2-8 方位角的測量方法

測量時開啟羅盤上蓋，放鬆磁針制動螺絲，讓磁針能自由轉動。當被測量的物體較高大時，把羅盤放在胸前或腹部。將羅盤的長硯板對準被測物體，然後轉動羅盤，使物體及長覘板都映入反光鏡，並且使物體、長覘板上頂部的尖端及反光鏡的分劃線位於一條直線上，同時使圓水準器的氣泡居中，以保持羅盤水平，當磁針停止擺動後，即可直接讀出磁針所指刻度盤上的度數，也可按下制動螺絲再讀數。

讀測得方位角時，可根據羅盤擺放的位置來決定是讀磁北針或磁南針所指的度數。如果要測量某物體（B）位於測量者（A）的方位，當羅盤如圖2-8放置時，讀磁北針所指的度數，其原理是：若要測量B點位於A點的方位，可以假設，B點是動點（因為被測量點可以選任何物體），A點是定點（人站著不動，相當於一個參考點），那麼AB線的方向是從A到B的。測量B點位於A點的方位，實際上就是測量AB線按逆時針方向旋轉與正北方向的夾角（α），也是長覘板所指方向與磁北針的夾角。由於羅盤採用的是按逆時針方向刻的方位角，所以必須讀磁北針所指的讀數。在這種情況下，如測量目標位於觀測者的方位時，則讀磁南針。

當被測量物體較低時，羅盤放置與上述相反，把長覘板對準測量者，並放到眼前，然後轉動反光鏡使其與羅盤平面的夾角小於90°，以看清圓水準器為準。測量時，視線透過反光鏡橢圓孔，使覘板尖、橢圓孔的中線、被測量物體重合，同時保持羅盤水平（透過反光鏡看圓水準器氣泡居中），等磁針停止擺動，這時按下制動螺絲（這個步驟必須做，因為在測量時，眼睛看不清讀數，如果不按下制動螺絲，待羅盤放下來再讀數時，磁針已轉動了），然後再讀數。採用這種方法測量目標位於觀測者的方位時讀磁南針；測量觀測者位於目標的方位時讀磁北針。

2。地形坡度測量

地形坡度是指斜坡的斜面（線）與水平面的夾角。其測量方法是（圖2-9）：在坡頂、坡底或斜坡上各站一人，或者各立一與人等高的標杆。站在坡底的人把羅盤直立，使長覘板指向測量者，並轉動反光鏡，以能觀察到羅盤刻度盤為準；將長覘板頂部的小覘板折成90°，視線從小覘板的小孔或尖透過，經反光鏡的橢圓孔，直達標杆的頂端或人的頭頂；保持此狀態，並調整羅盤底面的手柄，使長水準器的氣泡居中（從反光鏡裡看），這時測斜盤上的遊標所指示測斜刻度盤的讀數即為坡度角。同樣可以用相同的方法，從坡頂向坡腳測量坡度角。

圖2-9 地形坡度的測量方法

3。面狀構造產狀要素測量

岩層產狀要素包括走向、傾向和傾角。走向是岩層面與水平面交線的延伸方向，傾向是岩層面上的傾斜線在水平面上的投影所指的方向，傾角是傾斜線與水平面的夾角。

走向測量：開啟羅盤的上蓋到極限位置，將羅盤的一個長邊靠在岩層面上（圖2-10），轉動羅盤使圓水準器的水泡居中（注意：在轉動羅盤的過程中，羅盤的長邊不要離開岩層面）。圓水準器的氣泡居中且磁針停止擺動後，磁針所指的刻度盤度數即為岩層的走向。由於岩層走向有兩個方向，所以讀磁南針、磁北針都是可以的。

測量岩層傾向時，羅盤如圖2-10放置。將羅盤南端（標有S）的一條稜或羅盤上蓋背面緊靠岩層面，使該稜線與岩層走向線重合或羅盤上蓋背面與岩層面平行，這時長覘板的指向與岩層的傾向一致，轉動羅盤使其水平（圓水準器氣泡居中），等磁針不擺動時，磁北針所指刻度即為岩層傾向。

請同學思考，如果要測量岩石下層面的產狀時，羅盤怎樣放置？應怎樣讀數？

當測量完傾向後，不要讓羅盤離開岩層面，馬上把羅盤轉90°（羅盤直立），如圖2-10放置。使羅盤的長邊緊靠岩層面，並與傾斜線重合，然後轉動羅盤底面的手把，使長水準器氣泡居中，這時測斜盤上的遊標所指測斜刻度盤的讀數即為傾角。

圖2-10 岩層產狀要素測量方法

在測量岩層產狀時，一般只需測量岩層的傾向和傾角，而走向可透過傾向的數字加或減90°得到。測量傾向和傾角時，必須先測傾向，後測傾角，反之則不行，請同學思考其道理。若被測量的岩層表面凹凸不平，可把野簿平放在岩層面上當作層面，以提高測量的準確性和代表性。如果岩層出露很不完整時，可以透過找到屬於同一層面的3個點，再用野簿把這3個點連成一平面（相當於岩層面），這時測量野簿的平面即可。

上面介紹的是岩層面產狀測量的方法，其他的面狀構造如斷層面、節理面、劈理面、片理、糜稜面理產狀的測量方法與之相同。

面狀構造產狀測量完成後，及時將其記錄在野外記錄本上。記錄的方式如下：如某一面狀構造的傾向為30°，傾角為50°，其產狀記錄為30°∠50°，前者為傾向，後者為傾角。並在記錄本上表明面狀構造是屬於岩層面或其他的面理。