Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Классический геологический компас (Брантон), вид сбоку
Классический геологический компас (Брантон), вид сверху

Существует ряд различных (специализированных) магнитных компасов, используемых геологами для измерения ориентации геологических структур при их отображении в полевых условиях, для анализа (и документирования) геометрии плоскостей напластования , стыков и / или метаморфических слоистых слоев и линейных структур . [1] [2] В этом аспекте наиболее распространенным устройством, используемым на сегодняшний день, является аналоговый компас .

Классические геологические компасы [ править ]

Классические геологические компасы, которые имеют практическое применение, сочетают в себе две функции: определение направления и навигацию (особенно в отдаленных районах), а также возможность измерения простирания и падения поверхностей напластования и / или метаморфических плоскостей слоистости. Структурные геологи (т. Е. Те, кто занимается геометрией и схемой относительного движения) также нуждаются в измерении направления и направления падения линий.

Компасы общего пользования включают в себя компас Brunton и компас Silva .

Современные геологические компасы [ править ]

  • Установка современного геологического компаса по профессору Клару (Фрайбергеру), общий вид

  • вид сверху

  • нижняя сторона

  • Ось Брантона с одновременными измерениями простирания и падения, а также тренда и погружения

Концепция современного геологического компаса была разработана Эберхардом Кларом из Венского университета во время его работы в качестве геолога-строителя. Он опубликовал его в 1954 году. [3] Преимущество его концепции состоит в том, что простирание и падение измеряются за один шаг, используя вертикальный круг для угла падения и компас для направления простирания. Первое внедрение было выполнено VEB Freiberger Präzisionsmechanik во Фрайберге , Германия . Детали дизайна были разработаны в тесном сотрудничестве с Фрайбергским горно-технологическим университетом . [4] В 2016 году компания Brunton Inc.представил Axis Pocket Transit, который впервые предлагал одновременные измерения как простирания, так и падения, тренда и погружения в различных конфигурациях. У него нетрадиционная конструкция крышки, которая поворачивается на 360 градусов в обоих направлениях, и две оси, что позволяет точно измерять вертикальные и горизонтальные углы на всех конфигурациях поверхностей подстилки.

  • Геологический компас Breithaupt COCLA с гашением колебаний магнитной стрелки

  • Brunton Pocket Transit сочетает в себе черты классических и современных геологических компасов.

  • FPM

  • Китайский геологический компас

  • Русский геологический компас

Использование [ править ]

Ударная линия и наклон плоскости, описывающие положение относительно горизонтальной плоскости и вертикальной плоскости, перпендикулярной линии простирания.

На первый взгляд это может сбить с толку новичка, поскольку цифры на циферблате компаса растут против часовой стрелки. Это связано с тем, что компас используется для определения направления падения и падения поверхностей (слоений), а также направления падения и падения линий (линеек). Чтобы использовать компас, нужно выровнять крышку компаса с ориентацией измеряемой поверхности (чтобы получить направление падения и падения) или край крышки компаса с ориентацией линии (чтобы получить погружение и погружение). направление). Компас необходимо повернуть так, чтобы основание компаса стало горизонтальным, что достигается с помощью встроенного в него спиртового уровня. Затем стрелка компаса высвобождается с помощью боковой кнопки, и ей дают возможность вращаться, пока демпфирующее действие не замедлит ее движение, а затем стабилизируется.Боковая кнопка отпускается, и затем игла надежно удерживается на месте, позволяя пользователю после этого легко считывать измеренную ориентацию. Сначала считывают шкалу, которая показывает угол, образуемый крышкой компаса, а затем, в зависимости от показанного цвета (красный или черный), конец стрелки компаса с соответствующим цветом. Затем данные записываются как (например) 25 ° -> 333 ° (направление падения и падения) или (направление погружения и врезания).333 ° (направление падения и падения) или (направление погружения и врезания).333 ° (направление падения и падения) или (направление погружения и врезания).

Этот компас имеет наибольшее применение на структурных геолог, измерение расслаиваются и линейности в метаморфических породах , или разломов и стыков в горнодобывающих районах.

Цифровые компасы [ править ]

С появлением смартфона также начали появляться программы геологического компаса, основанные на 3-осевом тесламетре и 3-осевом акселерометре . Эти программы компаса используют векторную алгебру для вычисления ориентации плоскости и линии на основе данных акселерометра и магнитометра и позволяют быстро собирать множество измерений. Однако некоторые проблемы потенциально присутствуют. Измерения, сделанные с помощью геологического компаса смартфона, потенциально могут быть подвержены шуму, в основном из-за вибрации или быстрого движения руки. Пользователи компаса для смартфонов должны тщательно откалибровать свои устройства и провести несколько тестов с традиционными магнитными компасами, чтобы понять ограничения выбранной ими программы.

Сейчас доступно несколько различных цифровых геологических компасов, в том числе listerCompass [1] . Это основано на программном обеспечении, которое обходит присущую функции «Направление» неточность, записывая данные с магнитометров и акселерометров, а затем вычисляя ориентацию iPhone с помощью векторной алгебры. Акселерометры регистрируют вибрацию, поэтому iPhone нужно держать неподвижно. Поскольку за несколько секунд можно выполнить очень много измерений, можно применить статистический анализ. Высокая дисперсия подразумевает разрозненные данные, поэтому измерения следует продолжать до тех пор, пока ошибка не уменьшится до приемлемого уровня.

При использовании геологического компаса важно учитывать такие аспекты, поскольку традиционные компасы полагаются на инерцию, чтобы устранить ошибку, вызванную перемещением оператора. При использовании традиционных компасов не регистрируется ошибка, вызванная плохим демпфированием или движением оператора. Это ограничение снимается с помощью цифрового компаса, хотя он может быть более подвержен ошибкам из-за чувствительности акселерометра, который программы используют для определения вертикали и горизонтали. Следовательно, профессиональное использование цифрового геологического компаса требует перекодировки отклонений в отдельных измерениях.

Кроме того, поскольку отдельные производители не предоставляют никаких гарантий, не следует предполагать, что оси магнитометра и оси акселерометра точно выровнены с ориентацией iPhone. Поэтому для профессионального программного обеспечения цифрового компаса требуется процедура калибровки. Как отмечалось выше, это можно сделать, сравнивая данные традиционных компасов и цифрового компаса, например, медленно вращая оба компаса вместе на фиксированной горизонтальной или наклонной поверхности.

Нет данных, свидетельствующих о том, что цифровые компасы на iPhone подвержены каким-либо измеримым магнитным помехам.

Современные методы дистанционного зондирования, такие как LiDAR и фотограмметрия, позволяют получать точные и плотные трехмерные облака точек. Эти облака точек позволяют измерять ориентацию плоских поверхностей. Жорда и др. [5] провели сравнение ориентации неоднородностей, измеренных с помощью классического геологического компаса и фотогтамперометрического трехмерного облака точек, продемонстрировав, что сбор неоднородностей поля дистанционного зондирования обеспечивает надежную альтернативу использованию геологического компаса.

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Картирование геологических структур (Серия справочников Лондонского геологического общества) [Мягкая обложка] KR McClay
  2. ^ Статистика данных наук о Земле: их распределение во времени, пространстве и ориентации [Мягкая обложка] Грэм Дж. Боррадейл (автор)
  3. ^ Клар, Э .: Двойной круговой компас геолога и шахтера для измерения площадных и линейных геологических элементов. Отдельная печать из переговоров Федерального института геологии в Вене, 1954, т. 4
  4. ^ http://www.fpm.de/downloads/GeologistCompass_eng.pdf
  5. ^ Жорда Бордехор, Луис; Рикельме, Адриан; Кано, Мигель; Томас, Роберто (01.09.2017). «Сравнение ручного и дистанционного сбора данных о несплошностях поля, используемых при оценке кинематической устойчивости обрушившихся откосов горных пород». Международный журнал механики горных пород и горных наук . 97 : 24–32. DOI : 10.1016 / j.ijrmms.2017.06.004 . ЛВП : 10045/67528 . ISSN  1365-1609 .
  • Марджорибанкс, Роджер В. (1997). Геологические методы разведки и добычи полезных ископаемых . Springer . п. 105. ISBN 9780412800108. Проверено 27 июня 2012 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

  • Геологический компас Breithaupt Precision Instruments
  • Геологический компас Freiberg Precision Instruments (FPM)
  • Геологический компас Brunton