⑴測量的工具—地質羅盤儀
壹般的地質測量，如測量目的物的方位、巖層空間位置、山的坡度等，均用地質羅盤儀。這是地質工作者必須掌握的工具。地質羅盤儀式樣較多，但其原理和構造大體相同。
①地質羅盤儀的基本構造
壹般都由磁針、磁針制動器、刻度盤、測斜器、水準器和瞄準器等幾部分組成，並安裝在壹非磁性物質的底盤上（如圖1）。
圖5地質羅盤儀構造圖
1—反光鏡；2—瞄準覘板3—磁針；4—水平刻度盤；5—垂直刻度盤；6—測斜指示針（或懸錘）；
7—長方形水準器；8—圓形水準器；9—磁針制動器；10—頂針；11—杠桿；12—玻璃蓋；13—羅盤底盤
磁針 為壹兩端尖的磁性鋼針，其中心放置在底盤中央軸的頂針上，以便靈活地擺動。由於我國位於北半球，磁針兩端所受地磁場吸引力不等，產生磁傾角。為使磁針處於平衡狀態，在磁針的南端繞上若幹圈銅絲，用來調節磁針的重心位置，亦可以此來區分指南和指北針。
磁針制動器是在支撐磁針的軸下端套著的壹個自由環，此環與制動小螺紐以杠桿相連，可使磁針離開轉軸頂針並固結起來，以便保護頂針和旋轉軸不受磨損，保持儀器的靈敏性，延長羅盤的使用壽命。
刻度盤 分內（下）和外（上）兩圈，內圈為垂直刻度盤，專作測量傾角和坡度角之用，以中心位置為0°，分別向兩側每隔10°壹記，直至90°。外圈為水平刻度盤，其刻度方式有兩種，即方位角和象限角，隨不同羅盤而異，方位角刻度盤是從0°開始，逆時針方向每隔10°壹記，直至360°。在0°和180°處分別標註N和S（表示北和南）；90°和270°處分別標註E和W（表示東和西）如圖所示。象限角刻度盤與它不同之處是S、N兩端均記作0°，E和W處均記作90°，即刻度盤上分成0°—90°的四個象限。
必須註意：方位角刻度盤為逆時針方向標註。兩種刻度盤所標註的東、西方向與實地相反，其目的是為了測量時能直接讀出磁方位角和磁象限角，因測量時磁針相對不動，移動的卻是羅盤底盤。當底盤向東移，相當於磁針向西偏，故刻度盤逆時針方向標記（東西方向與實地相反）所測得讀數即所求。在具體工作中，為區別所讀數值是方位角或象限角，可按下述方法區分：如圖A與B的測線位置相同，在方位角刻度盤上讀作285°、記作NW285°或記作285°，在象限角刻度盤上讀作北偏西75°，記作N75°W。如果兩者均在第壹象限內，例如50°，而後者記作N50°E以示區別（圖2 A、B，表1）。
測斜指針（或懸錘）是測斜器的重要組成部分，它放在底盤上，測量時指針（或懸錘尖端）所指垂直刻度盤的度數即為傾角或坡度角的值。
圖2A 方位角刻度盤 圖2B 象限角刻度盤
表1 象限角與方位角之間關系換算表
象限 方位角度數象限角（γ）與方位角（A）之關系 象限名稱
Ⅰ 0—90° γ=A NE象限
Ⅱ 90°—180° γ=180°－A SE象限
Ⅲ 180°—270° γ=A－180° SW象限
Ⅳ 270°—360° γ=360°－A NW象限
水準器 羅盤上通常有圓形和管形兩個水準器，圓形者固定在底盤上，管狀者固定在測斜器上，當氣泡居中時，分別表示羅盤底盤和羅盤含長邊的面處於水平狀態。但如果測斜器是擺動式的懸錐，則沒有管狀水準器。
瞄準器 包括接目和接物覘板、反光鏡中的細絲及其下方的透明小孔，是用來瞄準測量目的物（地形和地物）的。
② 地質羅盤儀的使用方法
在使用前需作磁偏角的校正，因為地磁的南、北兩極與地理的南、北兩極位置不完全相符，即磁子午線與地理子午線不重合，兩者間夾角稱磁偏角。地球上各點的磁偏角均定期計算，並公布以備查用。當地球上某點磁北方向偏於正北方向的東邊時，稱東偏（記為+）；偏於西邊時，稱西偏（記為—）。如果某點磁偏角（δ）為已知，則壹測線的磁方位角（A磁）和正北方位角（A）的關系為A=A磁±δ。如圖3 A表示δ東偏30°，且測線所測的角亦為NE30°時，則A=30°+30°=NE60°；圖3 B表示δ西偏20°，測線所測角為SE110°，則A=110°-20°=90°。為工作上方便，可以根據上述原理進行磁偏角校正，磁偏角偏東時，轉動羅盤外壁的刻度螺絲，使水平刻度盤順時針方向轉動壹磁偏角值則可（若西偏時則逆時針方向轉動）。經校正後的羅盤，所測讀數即為正確的方位。
在對方向或目的物方位進行測量時即測定目的物與測者兩點所連直線的方位角。方位角是指從子午線順時針方向至測線的夾角（如圖3 C所示）。首先放松磁針制動小螺紐，打開對物覘板並指向所測目標，即用羅盤的北（N）端對著目的物，南（S）端靠近自己進行瞄準。使目的物、對物覘板小孔、蓋玻璃上的細絲三者連成壹直線，同時使圓形水準器的氣泡居中，待磁針靜止時，指北針所指的度數即為所測目標的方位角。
圖3A 磁偏角東偏示意圖 圖3B 磁偏角西偏示意圖圖3C羅盤儀測量目的物的方位
⑵ 巖層產狀要素的測定
巖層的空間位置決定於其產狀要素，巖層產狀要素包括巖層的走向、傾向和傾角（見圖4）。
圖4 巖層產狀要素極其測量方法
巖層走向的測量 巖層走向是巖層層面與水平面相交線的方位，測量時將羅盤長邊的底棱緊靠巖層層面，當圓形水準器氣泡居中時讀指北或指南針所指度數即所求（因走向線是壹直線，其方向可兩邊延伸，故讀南、北針均可）。
巖層傾向的測量 巖層傾向是指巖層向下最大傾斜方向線（真傾向線）在水平面上投影的方位。測量時將羅盤北端指向巖層向下傾斜的方向，以南端短棱靠著巖層層面，當圓形水準器氣泡居中時，讀指北針所指度數即所求。
巖層傾角的測量 巖層傾角是指層面與假想水平面間的最大夾角，稱真傾角。真傾角可沿層面真傾斜線測量求得，若沿其他傾斜線測得的傾角均較真傾角小，稱為視傾角。測量時將羅盤側立，使羅盤長邊緊靠層面，並用右手中指撥動底盤外之活動扳手，同時沿層面移動羅盤，當管狀水準器氣泡居中時，測斜指針所指最大度數即巖層的真傾角。若測斜器是懸錘式的羅盤，方法與上基本相同，不同之處是右手中指按著底盤外的按紐，懸錘則自由擺動，當達最大值時松開中指，懸錘固定所指的讀數即巖層的真傾角。
巖層產狀的記錄方法 如用方位角羅盤測量，測得某地層走向是330°、傾向為240°、傾角為50°，記做330°/SW∠50°，或記做240°∠50°（即只記傾向與傾角即可）。如果用方位角羅盤測量但要用象限角記錄時，則需把方位角換算成象限角，再作記錄。如上述地層產狀其走向應為γ=360°－330°=30°，傾向β=240°－180°=60°。其產狀記作N30°W/SW∠50°，或直接記作S60W∠50則可。在地質圖或平面圖上標註產狀要素時，需用符號和傾角表示。首先找出實測點在圖上的位置，在該點按所測巖層走向的方位畫壹小段直線（4mm）表示走向，再按巖層傾向方位，在該線段中點作短垂線（2mm）表示傾向，然後，將傾角數值標註在該符號的右下方。