地质罗盘的正确使用及各类产状要素的测定，是一个地质工作者应熟练掌握的最基本且最重要的技术之一。
1.地质罗盘的结构
地质罗盘由刻度盘和在水平面上能自由转动的磁针组成。它不但可以识别方向、测量方位，还可以测量水平面、倾角及仰、俯角度等，是地质工作者必不可少的袖珍仪器。其结构如图5-1所示。
图5-1 罗盘的结构
2.定向和基准
地面上某一点的经纬度为已知，则此点的位置就确定了。若测定地面上某一点的方向，则必须有一参照点（参照方向）——即基准点（基准方向）。测量方位角是指在水平面内测出与基准方向间的夹角。
基准方向有两个：一是南北方向，即地理北极方向；二是磁北方向，即地球的磁北极方向。因地理极与磁极二者不重合，有夹角（各地不同），故我们常用真北方向作为基准方向，一般测得的角度要进行换算或事先校正罗盘。
方位测定，在水平面内顺时针方向旋转一圈划分为360°，以正北方向作为0°，用N表示；东为90°，以E表示；正南为180°，以S表示；西为270°，以W表示。与正北方向的夹角（即从0°转过的角度）称为方位角。如夹角 45°，即为北东方向，写成NE45°，也可写成45°（读作北东45度）。
测量方位一般是先从已知点（观测者所在点）测向未知点的。如图5-2，欲测B点的方位，A点为观测者所在之点（已知点），那么观测者只需将地质罗盘长照准合页指向B，圆形水准气泡居中（罗盘水平），读磁北针指向刻度环上的数字，即为B点的方位。如图示为90°，即B点在A之东（亦即A在B之西）。如将罗盘移到B 点（已知点）观测A（未知点），则刻度环上读数为 270°，A在B之西。交换观测点位置之后，读数相差 180°（AB连线为一直线）。如不移动（交换）观测位置，在如图5-2情况下，欲知A点对B点（已知点）的方位，则只需将罗盘调换180°，即将长照准合页对准A，读磁北针指向刻度环上的数值即可，如不调换罗盘，直接读磁南针指向的数值亦可（270°）。
如果地形图的图廓纵边是真北方向，则将罗盘的长边平行于图廓，使地形图与罗盘一起转动，当磁北针指向0°时（圆形水准气泡要居中），则地形图的位置与实地地形的方位取得一致（即与实测地形图方位相当），定向工作就完成了。此时可以一边参照实地地形一边读地形图和判读各种地质体的空间关系。
后方交会是在地形图上确定地质观测点位置的一种方法，即将实地地点标在地形图上，以便将观测到的地质现象转绘到地形图上。交会时先参照实地地形，在地形图上选定3个已知点（一般是标有高程的三角点）。选点时注意不要太远，各点展开的角度最好大于30°，两点不能在一直线上，将小照准合页分别指向三点（若用长照准合页指向三点，则应读磁南针数值），各方位角求出后，用量角器在地形图上画出方位线，如三线交于一点，则应是观测点在地形图上的位置，如交会出一个误差三角形，较小时可参照实地地物等标志平差后得出一个较佳点；如误差三角形过大，则重测，直到准确为止。
4.磁偏角校正
各地区的磁北方向与地北方向不完全一致，二者之间的夹角称磁偏角。为了在地形图上正确标定地质要素的地理方位，野外工作者首先要对罗盘进行磁偏角校正，使其读数能直接代表地理方位。磁偏角可以从测区正规地形图上查到，东偏取“+”，西偏取“-”。校正的方法是拨动其刻度盘。例如嵩山地区磁偏角为西偏4.5°（即为-4.5°），拨动罗盘的刻度盘，使355.5°的刻度对准指标（原0°位置），即可消除因磁偏角引起的读数误差。
5.面状构造要素测量
各种地质界面如层理面、断层面、片理面、片麻理面、劈理面、节理面、侵入体与围岩接触面以及岩体中的面体流动构造（流面）皆可视为面状构造而对其进行测量。现以层面为例介绍有关的测量步骤和方法。
图5-2 方位测量
图5-3 测量产状要素图
首先在测量岩层走向时，可选一有代表性的岩层层面，层面上测出任一水平线（图5-3），其两端的方位为岩层走向（亦可在岩层面上滴水，则水流方向代表岩层倾向，与其垂直画一条线即为岩层走向），将罗盘长边贴于层面上（一般为上层面，使罗盘水平，此时磁针两端指向刻度数值即为走向方位角）。测量倾向时，可将罗盘盖（带反光镜者）贴于岩层面上，长照准合页指向倾向方向，使罗盘水平读磁北针指向的数值，即为倾向方位角（倾向只有一个方向）。
测量倾角时，将罗盘长边平行真倾斜线（即倾角最大方向）置于层面上，转动罗盘底盘的外旋柄，使测斜器上长水准气泡居中，读倾斜刻盘上的数值即为倾角度数。
有时由于上层面剥露不好或由于露头所限只能测量岩层底面，若此，应以罗盘N端朝倾斜方向读北针所指刻度；如以罗盘S端朝倾斜方向则读南针所指刻度，倾角测量方法同前。
在某些情况下可借助野外记录簿、图夹、硬纸板对暴露不佳或受到某种限制而不易直接测量的面状构造进行产状要素的测量。操作方法是将上述物件置于与被测面相当或平行的位置上，再用罗盘在野外记录簿、图夹和硬纸板上进行测量。如某一节理面暴露范围有限，则用硬纸板以相当的状态插入，而后在硬纸板上进行测量。
6.线状构造要素测量
如矿物生长线理、皱纹线理、交面线理、石香肠构造、窗棂构造、杆状构造、擦痕、褶皱枢纽以及岩浆岩体中的线状流动构造（流线）皆可视为线状构造而对其进行测量。
倾伏向（指向）和倾伏角的测量在多数情况下需借助于铅笔、木棒或地质锤柄等，将其置于与被测线状构造一致或平行的位置上，再用罗盘在锤柄等物件上进行测量。罗盘N端要朝构造线的倾伏方向且使其水平，罗盘轴线必须投影在锤柄上，此时北针所指读数为倾伏向。将罗盘侧边置于锤柄之上，紧贴或与其平行均可，此时测斜针所指读数为倾伏角。
当线状构造包含在某一倾斜面内时（在断层或层间滑动面上发育的线理如擦痕），此线与该平面走向线间所夹的锐角即为其侧伏角。侧伏向则是构成上述锐角的走向线那一端的大致方向，借助半圆仪（半圆量角器）即可进行测定。
7.测定产状要素的技术要求
产状要素的测定及有关数据的收集都应注意其可靠性、代表性和系统性。
所谓可靠性就是判断所测露头是否为基岩，是否因为受到滑坡、山崩及塌陷等作用而使其空间位置发生了变化。这些非构造因素可影响一定的范围。非构造变动现象在软弱岩层如泥灰岩、页岩、千枚岩、片岩及含煤地层中常见，所发育的次生产状会使地层层序混乱或歪曲地质构造现象，因此在测量产状之前要认真观察分析，判别真假产状。另外，即使在基岩出露的区段，由于较强的构造变动而发育的诸如劈理、节理等次生面状构造也极易与原始层理相混。因此，在野外要仔细追索、观察并严格区分。鉴别层理与次生构造面理并分别测量统计，是构造地质学研究的一个重要手段。
测量产状要素时还要注意观察所选择的面状构造或线状构造是否具有代表性。以层理为例，当岩层产状在较大范围内比较稳定且层面较为平整时，在该层面上任选一点进行产状要素测定一般具有代表性。但由于受原生、次生、构造、非构造等诸多因素的影响，在某一段岩层产状可能发生局部变化，因此要进行一定的追索并在宏观上根据总体产状特征选择具有代表性者进行测量。特别要注意的是，在构造变动强烈、构造现象复杂的区段，如实习区的复杂褶皱剖面，很难选择一段能测出具有代表性产状的岩层，因为在较短距离内产状变化很大，褶皱不同部位的产状都不一致。在这种情况下，如果不同级别的褶皱具有成因联系且为同期产物，则可采用分段系统测量与制图（素描图或大比例尺剖面图）相结合的方法，大致恢复出由次级褶皱所呈现的包络面，它不仅反映了大一级褶皱的形态，而且还可将其视为简化了的褶皱岩层界面。
产状要素测量的系统性，是为了掌握某一地质体或某一构造在空间上的展布状态及变化规律，因此，在路线地质观察中要注意产状变化并随时测量。如在实习区进行箕山花岗岩体的圈定，就应沿岩体与围岩接触的界线进行追索并系统测量接触面的产状，这样才能对其空间产出形态有进一步的了解。又如在中岳庙后沟斜歪背斜转折端的追索观察，就应对东西两翼及转折端部位的产状进行系统测量并一一标绘在地形地质图上，仔细观察分析岩层产状从西翼至转折端再至东翼依次显示出向西北、向南东、向东、向北东、向北倾斜呈有规律的变化而表现出外倾转折的特点。
罗盘使用方法 第五课