岩芯及裂隙古地磁重定向演示模型装置的制作方法

本发明涉及古地磁野外钻孔岩芯恢复领域，更具体地说，涉及一种野外钻孔岩芯及裂隙古地磁重定向具体过程的岩芯及裂隙古地磁重定向演示模型装置。

背景技术

岩芯方位的恢复可以解决许多地质问题，如判断地下裂缝发育规律及古水流方向等。然而一般情况下获取的岩芯，因提取时发生了旋转，都不能确定其在地下所处的方位。一些岩芯重定向方法如：“摄影工具”法、倾角仪法等因成本太高或误差太大而不适用，而古地磁岩芯重定向方法相对于其它方法不仅数据相对准确，而且成本较低。理解钻孔岩芯重定向的过程对于古地磁数据结果的解译至关重要，然而，钻孔岩芯重定向过程抽象，影响了人们对岩芯方位恢复的理解和对地下构成矿特征的进一步认识。因此，目前亟待解决钻孔岩芯及裂隙重定向的过程演示问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种对钻孔岩芯重定向过程演示的岩芯及裂隙古地磁重定向演示模型装置。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

设计一种岩芯及裂隙古地磁重定向演示模型装置，包括支撑板；支撑板上设有直立的支撑杆，还包括一演示台底座，演示台底座通过横杆悬空设置于支撑杆上，演示台底座上设有可在水平面上调节旋转角度的第一角度调节机构，还包括一用于放置岩芯的岩芯固定筒，岩芯固定筒的上端开口，且岩芯固定筒的下方设有可在纵向平面调节旋转角度的第二角度调节机构，所述第二角度调节机构通过连接架与所述岩芯固定筒连接，所述第二角度调节机构连接于第一角度调节机构的上方。

优选的，所述第一角度调节机构包括设置于演示台底座上的第一调节螺杆、螺纹套在第一调节螺杆上的圆形水平调节螺母，圆形水平调节螺母绕着第一调节螺杆旋转，岩芯演示台上设有一圆形的水平调节刻度盘，水平调节刻度盘上设有刻度值，圆形水平调节螺母上设有一水平对准指针；所述第二角度调节机构设置于所述圆形水平调节螺母上。

优选的，所述第二角度调节机构包括固定于所述圆形水平调节螺母上的两个固定板，两个固定板间隔设置，且两个固定板的两端分别固定有一螺母，还包括贯穿两个螺母并与两个螺母螺纹连接的第二调节螺杆，其中一个固定板上固定有一半圆形的倾角调节刻度盘，倾角调节刻度盘上设有刻度值，且第二调节螺杆的端部附有一个“十”字形标志，所述连接架的下端与第二调节螺杆的中部连接。

优选的，所述岩芯固定筒的侧壁上设有至少两个岩芯固定螺杆，所述岩芯固定螺杆贯穿岩芯固定筒并与岩芯固定筒侧壁螺纹连接，所述岩芯固定螺杆关于岩芯固定筒的轴线对称设置。

优选的，所述支撑板上设有一具有箭头的方向标志线。

优选的，所述支撑板的四个角处分别设有一旋转升降基座，所述旋转升降基座为螺杆并与支撑板螺纹连接。

优选的，还包括一圆形的轨道，轨道通过至少三个裂缝测量支架支撑，所述轨道环绕岩芯固定筒设置，且所述岩芯固定筒位于轨道的中心位置处；轨道上的滑槽内设有一可在滑槽内滑动的滑块，滑块上设有穿孔，还包括贯穿穿孔并为可伸缩式的调节杆，还包括设置于滑块外侧壁上的裂缝倾角角度测量装置，裂缝倾角角度测量装置上设有刻度值，调节杆从裂缝倾角角度测量装置的中心穿过，且所述裂缝倾角角度测量装置侧部的调节杆上设有箭头；还包括一呈c形的调节叉，调节叉套在岩芯固定筒的侧壁上，调节叉的中部与所述调节杆的端部连接。

优选的，所述轨道的截面呈u形或[形。

优选的，所述裂缝测量支架的高度可调。

本发明的有益效果在于：

1、通过本装置的使用可更好地帮助理解古地磁岩芯重定向的过程，极大地提高了古地磁岩芯重定向方法的使用。

2、对于钻孔岩芯古地磁样品，可以将抽象的钻孔岩芯重定向过程具体化，并确定裂隙的具体方位。帮助理解古地磁方法进行岩芯重定向的复杂过程，提高这一方法的使用率，同时，对后期正确处理古地磁数据和找矿具有重要价值。

3、对于有露头的野外古地磁小样品，可真实的模拟野外古地磁小样品是如何由样品坐标系转换到地理坐标系，以及由地理坐标系转换到地层坐标系的具体过程。充分理解野外古地磁小样品的重定向过程，对于古地磁数据处理的过程会更加清晰、透彻。

附图说明

图1为本发明的主要结构示意图；

图2为本发明中的第一角度调节机构及第二角度调节机构的剖面结构示意图；

图3为本发明中的第二角度调节机构中的第二调节螺杆与倾角调节刻度盘配合后的平面状态示意图；

图4为本发明中的第一角度调节机构中的第一调节螺杆截面与水平调节刻度盘配合后的平面状态示意图；

图5为本发明的另一结构示意图；

图6为本发明中的滑块与滑槽配合后的截面状态结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例1：一种岩芯及裂隙古地磁重定向演示模型装置，参见图1至图4。

本设计中的岩芯及裂隙古地磁重定向演示模型装置1它包括支撑板2，所述支撑板上设有一具有箭头的方向标志线4，所述支撑板2的四个角处分别设有一旋转升降基座3，所述旋转升降基座3为螺杆并与支撑板螺纹连接。同时，支撑板2上设有直立的支撑杆11，还包括一演示台底座5，演示台底座5通过支撑杆11悬空固定。

进一步的，本设计还在所述演示台底座5上设有可在水平面上调节旋转角度的第一角度调节机构，具体的，所述第一角度调节机构包括设置于演示台底座5上的第一调节螺杆7、螺纹套在第一调节螺杆7上的圆形水平调节螺母6,圆形水平调节螺母6绕着第一调节螺杆7进行旋转，所述的演示台底座5上设有一套圆形的水平调节刻度盘23，水平调节刻度盘23上设有刻度值21，同时，圆形水平调节螺母6上设有水平对准指针19。

还包括一用于放置岩芯的岩芯固定筒9，岩芯固定筒9的上端开口，且岩芯固定筒9的下方设有可在纵向平面调节旋转角度的第二角度调节机构12，所述第二角度调节机构12通过连接架25与所述岩芯固定筒9连接。

具体的，所述第二角度调节机构12包括固定于所述圆形水平调节螺母6上的两个固定板8，两个固定板8间隔设置，且两个固定板8的顶端分别固定有一螺母24，还包括贯穿两个螺母24并与两个螺母24螺纹连接的第二调节螺杆16，其中一个固定板上固定有一半圆形的倾角调节刻度盘15，倾角调节刻度盘15上设有刻度值17，且第二调节螺杆16的端部附有一个“十”字形标志，所述连接架25的下端与第二调节螺杆16的中部连接。

进一步的，本设计还在所述岩芯固定筒9的侧壁上设有至少两个岩芯固定螺杆13，所述岩芯固定螺杆13贯穿岩芯固定筒并与岩芯固定筒侧壁螺纹连接，所述岩芯固定螺杆关于岩芯固定筒的轴线对称设置。

参见图5、6，还包括一圆形的轨道33，轨道33通过至少三个裂缝测量支架31支撑，裂缝测量支架31的高度可调,具体的，裂缝测量支架包括一设置于演示台底座5上的套管，套管的顶端内螺纹连接有螺纹杆，轨道设置于螺纹杆32内。所述轨道33环绕岩芯固定筒9设置，且所述岩芯固定筒9位于轨道的中心位置处；所述轨道的截面呈u形或[形，轨道33上的滑槽内设有一可在滑槽内滑动的滑块34，滑块34上设有穿孔，还包括贯穿穿孔的调节杆35，优选的，此调节杆35为长度可变的伸缩杆(现有技术)，调节杆35可在穿孔内转动，还包括设置于滑块34外侧壁上的裂缝倾角角度测量装置37，裂缝倾角角度测量装置37上设有刻度值，调节杆35从裂缝倾角角度测量装置的中心穿过，且所述裂缝倾角角度测量装置侧部的调节杆上设有箭头38；还包括一呈c形的调节叉36，调节叉36套在岩芯固定筒9的侧壁上，调节叉的中部与所述调节杆的端部连接。

本装置的第一种使用方式：

根据本发明的岩芯及裂隙古地磁重定向演示模型装置进行古地磁岩芯重定向的过程具体包括以下步骤：

首先，确定方向标志线4、支撑板2的正北方位及调整水平，利用地质罗盘和支撑板2上的方向标志线4确定地理正北方位，通过调节4个旋转升降基座3，将本装置置于水平。

次之，固定岩芯；将古地磁岩芯固定在岩芯固定筒9内，固定时岩芯的顶面朝上、底面朝下，保证岩芯轴线和岩芯固定筒9轴线10重合对齐，而后通过调节岩芯固定螺杆13将岩芯固定。

再之，校正；具体的，根据野外钻孔岩芯位置地层产状的倾角大小，通过调节第二角度调节机构12，使得第二调节螺杆16端部上的“十”字形标志和倾角调节刻度盘15上相对应的刻度对齐。

再根据野外钻孔岩芯位置地层产状的方位角大小，通过调节第一角度调节机构上的圆形水平调节螺母6促使圆形水平调节螺母6绕着第一调节螺杆7旋转，而后使得圆形水平调节螺母6上的水平对准指针19和水平调节刻度盘23上的刻度值21相对应的刻度对齐。至此，完成了钻孔岩芯古地磁样品重定向过程。

演示完成后，通过旋转第二角度调节机构12，将岩芯固定筒9置于水平，通过旋转岩芯固定螺杆13将岩芯取下即可。

本装置的第二种使用方式：

根据本发明的岩芯及裂隙古地磁重定向演示模型装置进行野外古地磁小样品的重定向过程具体包括以下步骤：

首先，确定方向标志线4、支撑板2正北方位及调整水平，利用地质罗盘和支撑板2上的方向标志线4确定地理正北方位，通过调节4个旋转升降基座3，将本装置置于水平。

次之，固定野外古地磁小样品。将野外古地磁小样品固定在岩芯固定筒9内，固定时野外古地磁小样品顶朝上、底朝下，并保证野外古地磁小样品的z轴标志线和岩芯固定筒9轴线10对齐，而后通过调节岩芯固定螺杆13将岩芯固定。

其次，野外古地磁小样品由样品坐标系到地理坐标系的转换。可根据野外古地磁小样品采样时的产状，刚开始将小样品恢复到野外采样时的原始位置，可模拟野外采样时的真实情况。

根据野外古地磁小样品产状的倾角大小，通过调节第二角度调节机构12使得第二调节螺杆16端部上的“十”字形标志和倾角调节刻度盘15上相对应的刻度对齐；而后根据野外古地磁小样品产状的方位角大小，通过调节第一角度调节机构上的圆形水平调节螺母6促使圆形水平调节螺母6绕着第一调节螺杆7旋转，而后使得圆形水平调节螺母6上的水平对准指针19和水平调节刻度盘23上的刻度值21相对应的刻度对齐。至此，野外古地磁小样品实现了由样品坐标系到地理坐标系的转换。

再次，野外古地磁小样品由地理坐标系到地层坐标的转换。根据野外古地磁小样品采样位置地层产状的倾角大小，通过调节第二角度调节机构12使得第二调节螺杆16端部上的“十”字形标志和倾角调节刻度盘15上相对应的刻度对齐；再根据野外古地磁小样品采样位置地层产状的方位角大小，通过调节第一角度调节机构上的圆形水平调节螺母6促使圆形水平调节螺母6绕着第一调节螺杆7旋转，而后使得圆形水平调节螺母6上的水平对准指针19和水平调节刻度盘23上的刻度值21相对应的刻度对齐。至此，野外古地磁小样品实现了由地理坐标系到地层坐标系的转换。

演示完成后，通过旋转第二角度调节机构12，将岩芯固定筒9置于水平，通过旋转岩芯固定螺杆13将岩芯取下即可。

本装置的第三种使用方式：

利用岩芯与本装置演示岩芯古地磁小样品的重定向过程及裂缝测量，具体包括以下步骤：

首先，确定方向标志线4、支撑板2正北方位及调整水平，利用地质罗盘和支撑板2上的方向标志线4确定地理正北方位，通过调节4个旋转升降基座3，将本装置置于水平。

次之，固定岩芯。首先，用信号笔将岩芯上的裂缝描绘一遍，对于那些没有穿透岩芯的裂缝，用信号笔沿着裂缝延伸到岩芯侧面，在根据岩芯裂缝的最高点和最低点用直尺画出裂缝的中间位置并用信号笔描出。其次，将岩芯古地磁样品固定在岩芯固定筒9内，固定时岩芯古地磁样品顶面朝上、底面朝下，并保证岩芯古地磁样品的z轴标志线和岩芯固定筒9轴线10对齐，而后通过调节岩芯固定螺杆13将岩芯固定。

再之，岩芯古地磁样品由地理坐标系到地层坐标系的转换。根据野外钻孔岩芯位置地层产状的倾角大小，通过调节第二角度调节机构12使得第二调节螺杆16端部上的“十”字形标志和倾角调节刻度盘15上相对应的刻度对齐；而后根据野外古地磁小样品产状的方位角大小，通过调节第一角度调节机构上的圆形水平调节螺母6促使圆形水平调节螺母6绕着第一调节螺杆7旋转，而后使得圆形水平调节螺母6上的水平对准指针19和水平调节刻度盘23上的刻度值21相对应的刻度对齐。至此，完成了钻孔岩芯古地磁样品重定向过程。

再之，岩芯由地理坐标系校正到地层坐标系后，通过调节4个裂缝测量支架31使得轨道33的中心和岩芯裂缝的中心位置相重合，再调节长度可变的伸缩式调节杆35和调节叉36使得调节叉36上的圆环中心和岩芯裂缝中心位置处于同一水平面，手动直接调节调节叉使得调节叉36上的圆环中心和岩芯裂缝(岩芯裂缝处于岩芯的中部位置并为横向裂缝)所处的平面处于同一位置，此时，读出轨道33上的走向大小和裂缝倾角角度测量装置37上的倾角大小即可。

最后，测量完成后，将装置恢复原样。

综上，1、通过本装置的使用可更好地帮助理解古地磁岩芯重定向的过程，极大地提高了古地磁岩芯重定向方法的使用；2、对于钻孔岩芯古地磁样品，可以将抽象的钻孔岩芯重定向过程具体化，并确定裂隙的具体方位。帮助理解古地磁方法进行岩芯重定向的复杂过程，提高这一方法的使用率，同时，对后期正确处理古地磁数据和找矿具有重要价值。3、对于有露头的野外古地磁小样品，可真实的模拟野外古地磁小样品是如何由样品坐标系转换到地理坐标系，以及由地理坐标系转换到地层坐标系的具体过程。充分理解野外古地磁小样品的重定向过程，对于古地磁数据处理的过程会更加清晰、透彻。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。