测量地层剖面是了解一个地区地层组成及分布情况的重要方法。本节将系统介绍地层剖面测量的基本方法。除地层剖面外，地质剖面的测量还包括岩体剖面和构造剖面等，虽然它们反映的内容各不相同，但测量方法与地层剖面是相同的。
一、实测地层剖面的目的
实测地层剖面的目的是划分地层，建立地层单位，确定填图单元。根据划分依据的不同，可以有岩石地层单位、生物地层单位、年代地层单位、磁性地层单位、化学地层单位等多种类型的地层单位。其中岩石地层单位是最基本的地层单位，任何地层间隔，都要首先毫无遗漏地划分出岩石地层单位，岩石地层单位的“组”是地质图的基本成图单位。详细研究岩石地层单位的组成、结构、基本层序是实测地层剖面工作中的重要内容。同时还必须研究古生物化石在剖面中的分布情况，以便建立生物地层单位及结合其他地质年代资料建立年代地层单位。根据地层其他方面的物质特征，还可以建立起其他相应类型的地层单位。
二、实测地层剖面线的选择
剖面应选择在地层层序完整、露头连续、构造简单、化石丰富、岩性组合和厚度具有代表性，且易于到达的地区。除此之外，还应注意:
(1)实测剖面线的方位应基本垂直于地层或主要构造线走向，一般情况下两者之间的夹角不宜小于60°。
(2)实测剖面的比例尺应根据规范要求及施测对象的具体情况而定。常用的比例尺为1∶100～1∶2000。由于现在的工作更加细致，常采用较大的比例尺。在剖面图上能标定为1mm的单层，均可在实地按相应比例尺所代表的厚度划分出来。如当比例尺为1∶1000时，出露宽度超过1m的地层体就要划分出来。在剖面图上小于1mm，但具有特殊意义的单位(如标志层、含矿层等)，可放大至1mm表示。
(3)剖面要尽量保持完整、连续。当剖面需要平移时，最好沿着某一标志层进行平移，并在图上注明平移方向和距离。
(4)剖面的起点与终点应作为地质点标定在地形图上。
三、实测地层剖面的野外工作
(一)测量导线方位、导线斜距及地形坡度角
此项工作由前、后测手完成。实测剖面前，要先确定野外总导线方位。前、后测手沿这一方位延伸导线。测量时，一般采用罗盘测量导线方位和地形坡度角，用皮尺或测绳丈量地层斜距。测量后将测得的数据连同坡度的“+”或“－”号一同报告给记录人员。沿导线延伸方向，上坡时坡角为“+”，下坡时为“－”。
(二)分层
实测地层剖面以“层”作为基本描述单位。要将地层剖面连续地划分为一系列不同的“层”，而加以描述。“层”可以是单一岩性，也可以是由不同岩性组成的复合层。垂向上岩性的任何差异都可以作为分层标志。“层”的内部基本连续，与邻层明显可分，通常以自然岩性厚度作为分层规模的下限，对于特殊的岩性层，如正常沉积岩中的火山碎屑岩夹层、含矿层和化石富集层等应单独分层。
分层人员需将分层的结果及时通报给组内其他人员，并在分层处用红油漆作上标记。
(三)描述
沉积岩区新的填图方法对地层的记录描述提出了更高的要求。除了对岩石本身成分、结构、构造的详细描述外，还应特别注意对地层中一些具有指相意义的生物实体化石、遗迹化石、特征矿物以及地层本身几何形态、空间叠覆关系的描述。另外，新方法要求在野外实测剖面时，一定要现场算出厚度，画出柱状图，并用各种约定的符号标注采样位置、编号及观察到的现象，以便及时掌握各地层单位基本层序的变化情况。柱状图中的岩性花纹可以暂不填满，只画特殊沉积岩的花纹，其比例尺亦可逐层不一。野外实测地层剖面记录格式如图5-25所示，常用岩性图例符号见附录二。
图5-25 实测地层剖面记录格式
野外记录的重点内容:
1.岩性
分层的岩性，可用颜色+层理+结构+成分命名方式予以概括，例如:紫红色厚层细粒石英砂岩。然后再补充描述具体特征。除了对岩石的成分、颜色详细描述外，要注意对原生沉积构造的观察记录，包括“层”的形态、层理类型、单层厚度、各种交错层理、滑塌变形、液化变形、压实变形构造、原生与次生孔洞、生物潜穴、帐篷构造、层纹石或叠层石;层顶面的波痕、冲蚀痕、干裂或水下收缩裂隙、生物遗迹;层底面的各类印痕、印模等，均需全面观测描述，主要的现象要进行素描和照相。
2.化石
化石既具有年代意义又是良好的沉积环境指示物。所以，必须加强对沉积岩中所含化石的研究，至少要描述肉眼能分辨的化石的门类组合特征、个体形态、保存状况、分布状态及其与岩性和沉积构造的关系、排列的优选方位和遗迹化石的类型等，每个化石采集点的层位，特别是首现和末现位置均需测量记录。
3.古流向
古流向资料对研究沉积环境、沉积物供应方向、古地形坡向和岩石地层单位的形态和延伸方向等有重要意义。扁平砾石的叠瓦状排列、定向排列的长条形颗粒和生物化石、斜层理、波痕、沟槽模、水道构造、原生滑动变形构造等，都可用来测定古流向。古流向可以在野外直接测量，也可以在获得有关参数的基础上用投影网换算。简便易行的野外一次量测法，是用具有一条直线边棱的非磁性平板，使边棱沿岩层走向将板贴置于层面上，先在板上标出自然差别的古流向方位线，然后将此板以岩层走向那个边棱为轴转至水平，再量板上新标流向线的方位，即为岩层水平状态时的古流向。此方法仅适用于褶皱无倾伏的情况，如有倾伏，应再消除褶皱倾伏角的干扰。
4.岩层间的接触关系
对于岩层间的接触关系，要弄清具体特征。对于连续沉积的岩层，要注意岩性如何渐变过渡;不连续的沉积界面，应注意其形态(平整的、起伏的、有无印痕或印模)，上、下岩层是否交切，有无底砾岩与风化壳，并查清不连续的原因。怀疑有不整合时，除了接触关系特征外，还要注意在临近界面上下寻找确定地层时代的依据。
(四)标本和样品采集
实测地层剖面过程中要系统采集标本和样品，如岩石、古生物标本，化学分析、人工重砂样品等。标本和样品采集时的技术要求及稀密程度要视不同的标本和样品而定。如古地磁样品要定向采集，古生物标本采集后要用纸和棉花包裹，以防磨损。
采集的标本和样品一定要准确编号，注明所采位置。有关数据要及时报告给记录人员，填入表中，描述人员也要将这些数据纳入记录内容，以便核对。另外，标本采集人员，应逐层测量岩层产状。
(五)填写记录表格
登记人员要将导线编号、方位角、地层斜距、坡角(±)、产状、分层数据、标本号及产出位置、名称等准确无误地填入预先制定的统一格式的表格中(表5-5)。
(六)绘制草图
野外要绘制导线平面图和投影剖面图。
1.导线平面图的绘制方法
首先，选定比例尺。然后以图纸的横线作为野外总导线方位，在图纸上按分导线方位截取出每一导线的水平距(根据导线斜距及地形坡角按公式D=Lcosβ求出，也可用投影法作图求出)。将导线起止点标好序号，按照导线的顺序依次作出。在各导线上，按照分层水平距离标出各分层位置，按地层沿走向的延伸情况及坡向画出分层符号。每层内要标注分层号，标出产状符号。以此种方法连续画出各导线上的内容，直到剖面终点。如果中途需要平移，应在图上注明平移方向和距离。
2.剖面图的绘制
绘制剖面图草图的目的是反映地形变化的细节以及为清绘剖面图提供参考。
剖面图草图一般采用展开法绘制。在平面图下方的适当位置绘制剖面图草图。此时，图纸的横线即为水平线，竖线则为标高。
表5-5 实测地层剖面登记表格式
确定剖面的起点后，按照地形坡度角由起点作一射线(可以不实际画出，而用三角板或直尺带有刻度的一侧边代替)，在其上按比例尺根据第一导线的斜距找出第一导线的终点，此点的标高代表了第一导线终点处的标高。根据地形的实际变化，用一条曲线把起点和这一终点连接起来，即获得了第一导线经过处的地形近真迹线。在地形线上根据各分层的斜距标出各分层。依此方法将第二导线的起点(第一导线的终点)和终点按实际地形连接起来，就可得到第二导线经过处的地形近真迹线。如此循环就可得到整个剖面的地形近真迹线，在地形线上标上分层符号、层号、产状、岩性花纹、采样位置、重要地物标志。这样就构成了一张野外地层剖面草图。
四、实测地层剖面资料的室内整理及制图
(一)野外原始资料整理
室内工作的第一步是核对野外获得的各项数据，各项数据要做到准确无误。标本编号与记录要一致。要将各种原始记录编号造册登记。标本、样品采集人员应将标本按层位排开，仔细核对之后，在标本的适当位置涂上白油漆，将编号写在上面。
(二)岩层厚度计算
新的填图方法要求岩层厚度计算和柱状剖面图的绘制在实测剖面的过程中就地完成，考虑到学生实习的实际情况，上述工作也可在室内完成。
岩层厚度的计算方法有查表法、图解法、赤平投影法和公式计算法，常用的是公式计算法(表5-6)。
表5-6 剖面数据计算表格式
地层厚度应分层计算，计算方法可利用利昂诺夫斯基公式:
D=L(sinα·cosβ·sinγ±cosα·sinβ)
式中:D为岩层厚度;α为岩层倾角;β为地面坡角;γ为剖面导线方向与岩层走向间夹角;L为岩层地面斜距。
式中加、减号的取舍与地面坡向和岩层倾向的相互关系有关，而与坡角的“+”、“－”无关(坡角的“+”、“－”在计算高差时考虑)。当岩层倾向与坡向相反时用“+”，相同时用“－”。
如图5-26所示。假设图5-26代表了近于垂直于岩层走向的一个地层剖面，在山坡的左侧时厚度公式为:
D=L(sinα·cosβ·sinγ+cosα·sinβ)
在山坡的右侧时厚度公式则为:
D=L(sinα·cosβ·sinγ－cosα·sinβ)。
图5-26 地面坡向、岩层产状与岩层厚度的关系
(三)实测剖面图的制图
实测剖面图的制图方法，通常有展开法和投影法两种。当剖面导线方位比较稳定，转折较少时，多用展开法作图;当导线方位多变，转折较多时，则宜用投影法作图。
1.用展开法绘制实测剖面图
用展开法清绘实测剖面图时，不需要绘制导线平面图，绘制方法同草图。
绘制地质要素时要注意，多数情况下，地层走向不会完全同实测剖面线的方位垂直。因此，在绘制岩性花纹时，需要进行真倾角和视倾角的换算。除夹角大于80°可忽略不计外，凡剖面方位与地层走向夹角小于80°时，都应按视倾角绘制岩性花纹。用展开法绘制实测剖面图，方法简便，但是由于将转折的导线展开，在地质剖面图上夸大了地质体的实际宽度。
2.用二次投影法绘制剖面图
(1)确定总导线方位。要对野外确定的总导线方位进行校对，将野外导线平面图的起点和终点的连线方位确定为总导线方位，以箭头的形式标绘在图纸上方的一侧。
(2)以图纸的横线为总导线方位，在图纸的上半部绘出导线平面图。绘制方法同草图(一次投影)。
(3)在平面图的下方选择一条横线作为剖面图的投影基准线，将导线平面图上的导线分界点，垂直投影到这条基准线上，根据各导线终点处的累积高差，参考野外草图，勾绘出地形线。将各分层界线、地物标志等相应地投影到地形线上(二次投影)。
(4)绘制地质要素，在根据地层的产状绘制岩性花纹时，其要求同展开法。在没有断层分隔的非角度不整合地层序列内，在不同产状的两点之间，地层的产状应是逐渐变化的。岩性花纹绘制完成后，将分层号、产状、化石层位、典型地物依次标绘在图上，写上图名、比例尺，就构成了一张完整的剖面图(图5-27)。
图5-27 实测剖面图的格式(按投影法)
(5)在投影法作图的过程中，为了更加准确地反映地层界线的空间延伸情况，地层界线的第二次投影也可以采用沿岩层走向投影的方法。作法是:在导线平面的居中位置选一条横线作为投影基准线，将各分导线上经过一次投影后的地层分界点按地层的走向延伸，与投影基准线相交，这些点即为地层分界线在基准线位置上的理想出露点，将这些点垂直下移到地形线的相应位置上，作为剖面图上地层的分界点，分界点之间画上相应的图饰即可。
(四)柱状剖面图的编制
实测地层剖面的成果资料是地层柱状剖面图，它可综合反映地层厚度、层序、岩性、接触关系、古生物、矿产等资料。柱状剖面图所反映的内容要全面、详实，对各分层的描述要有概括性，简明扼要。
柱状剖面图的常见格式见图5-28。
图5-28 柱状剖面图格式