структурная геология. 1. Предмет и задачи структурной геологии
 Скачать 4.29 Mb.
|
|
Тематические разновидности геологических карт Собственно геологические карты, карты четвертичных образований, геоморфологические карты, литологические, тектонические, гидрогеологические, инженерно-геологические, полезных ископаемых, прогнозные карты по отдельным видам минерального сырья и множество других. 6. Система условных обозначений к геологическим картам. На ней с помощью цветовых или краповых (штриховых), букв (индексов), цифровых и др. условных знаков показывают: возраст, состав и происхождение горных пород, условия из залегания, характер границ между отдельными подразделениями, даже показывают отдельные минералы и палеонтологические остатки. Имеется четыре вида условных знаков: цветовые, штриховые, буквенные и цифровые. Цветом показывают: 1) возраст стратиграфических подразделений сложенных в основном осадочными горными породами, но могут быть представлены и эффузивными и метаморфическими горными породами; 2) состав магматических интрузивных горных пород. Штриховыми знаками — химический петрографический или минеральный состав, текстурные или структурные особенности горных пород. Буквами и цифрами — возраст и происхождение горных пород; состав интрузивных и некоторых эффузивных горных пород. При составлении геологической карты необходимо различать геохронологическую (используется в условных обозначения) и стратиграфическую (используется при составлении стратиграфической колонки к карте) шкалы. Подразделения времени в геохронологической шкале отвечают определенному рангу стратиграфических подразделений. Геохронологическая шкала включает следующие подразделения времени:акрон, эон, эра, период, эпоха, век, фаза. В общей стратиграфической шкале им соответствуют: акротема, эонотема, эратема, система, отдел, ярус, зона. 7-12 13. ОЛИСТОСТРОМЫ — хаотические скопления переотложенных неотсортированных обломков (олистолитов) г. п. объемом от нескольких см3 до тысячи м3, сцементированных тонкозернистой массой (пелитовой и псаммоалевритовой ). Слагаются п., почти одновозрастными с вмещающими их толщами. О.— результат оползней либо переотложения подводными грязевыми потоками более древнего осад, материала; обычно разделяются нормальными слоистыми осадками, представляющими продукты мутьевого потока, вызванного оползнем (Jacobacci, 1965, 1966). Образование О. связано с активными тект. движениями, вызывающими отрыв крупных блоков п. с последующим их скольжением по склону и дну басе. Максимально известная мощи. О. достигает 2000чм. Известны в Альпах, на Корсике, в Италии, Иране, Марокко, Турции и др. местах, где часто описываются под другими названиями (Gorier, Rentier, 1968). ОЛИСТОЛИТЫ — обломки и глыбы в олистостромах. 14. Выклинивание — постепенное относительно быстрое утонение пласта, слоя или жилы по простиранию до полного исчезновения 16-18 19. Угловое несогласие выражается перерывом между двумя комплексами слоев, имеющими различные углы наклона. Поверхность несогласия срезает под углом различные слои древнего комплекса и проходит более или менее параллельно границам между отдельными пачками пород молодого комплекса. Величина угла несогласия может колебаться в очень широких пределах. Если не совпадают не только углы наклона контактирующих слоев, но и их угол простирания говорят об азимутальном несогласии. Об азимутальном несогласии обычно говорят в условиях относительно пологого залегания моноклинально падающих пластов. Параллельное несогласие распространено достаточно широко и фиксируется как в горизонтально залегающих, так и в дислоцированных толщах. Выражается стратиграфическим перерывом между сериями слоев, залегающих выше или ниже поверхности несогласия параллельно друг другу, то есть угол несогласия равен 0. По величине угла: 1) параллельное, 2) угловое, 3) азимутальное, 4) структурное; Параллельное, угловое и азимутальное несогласия можно зафиксировать только в том случае, если оба комплекса являются стратифицированными! 20.По площади распространения различают следующие виды несогласий: Региональные несогласия проявлены в пределах крупных структурно- тектонических единиц, отражают единую для региона фазу тектогенеза и имеют общий стратиграфический перерыв. Они диагностируются как в обнажениях, так и на геологических картах. Как правило, относятся к типу структурных. Примеры: В подошве биргильдинской толщи (Восточно-Уральская зона) региональное структурное несогласие; ее аналог – кизильская свита в Магнитогорской зоне залегает на подстилающих согласно. Местные несогласия проявлены в пределах локальных структурных единиц. Они могут по времени соответствовать региональным несогласиям в соседних структурно-тектонических единицах, а могут быть локальными и в смысле стратиграфического интервала. Как правило относятся к типу параллельных. 21.Типов несогласий по выраженности всего два: Явным называется несогласие, для которого установлены: – стратиграфический перерыв, – поверхность несогласия (подошва перекрывающей пачки), – четкие признаки поверхности размыва. Тип несогласия по величине угла или по площади распространения может быть любой. Скрытым называется несогласие, для которого установлен стратиграфический перерыв (например, палеонтологическим методом), но при этом явные признаки поверхности размыва отсутствуют. Тип несогласия по величине угла – «параллельное», по площади распространения – любое 25. Горизонтальное залегание горных пород. Признаки горизонтального залегания слоев Признаками горизонтального залегания на геологической карте являются: 1) параллельность границ горных пород (слоев) горизонталям рельефа; 2) пласты, лежащие горизонтально, широко распространены на поверхности, образуют на карте пятна неправильных очертаний; 3) наиболее молодые отложения слагают водоразделы, а более древние выходят полосами, тянущимися вдоль долин рек. Горизонтальное залегание слоев характеризуется общим горизонтальным или близким к нему расположением поверхности наслоения. Идеальных горизонтальных поверхностей наслоения в земной коре не встречается. Уже в процессе осадконакопления слои приобретают некоторый наклон. Чаще всего это составляет несколько минут редко до нескольких градусов. Первичные углы наклона появляются в результате неравномерных вертикальных движений, одновременных с осадконакоплением. Часто отклонение поверхностей наслоения от горизонтального положения происходит за счет различий в скорости и количестве накапливающихся осадков, когда мощности накапливающихся отложений растут не одинаково, что, соответственно, приводит к наклону поверхности наслоения. Образования первичных наклонов может быть вызвано также неравномерным уплотнением осадков или неровностями поверхностей несогласия. При горизонтальном залегании слоев абсолютные высоты границ между слоями приблизительно одинаковы. На геологической карте с изображением рельефа границы между слоями или стратиграфическими подразделениями либо совпадут с горизонталями, либо будут им параллельны. Ширина выхода слоев на поверхность зависит от мощности и рельефа. Истинная мощность определяется по формуле: Н =h sin , где: h — видимая мощность; H — истинная мощность; — угол наклона рельефа. При изучении данных буровых скважин горизонтальное залегание слоев определяется по совпадению высот выбранной границы между слоями не менее чем в трех вертикальных скважинах. Изображение горизонтального залегания слоев на геологической карте При изображении горизонтального залегания слоев на геологической карте необходимо установить положение границ между слоями на местности и их абсолютные отметки. При чтении геологической карты, на топооснове которой изогипсы отсутствуют, горизонтальное залегание устанавливается предположительно; границы между слоями повторяют очертания основных элементов рельефа (в низинах — более древние породы, на водоразделах — молодые). 26. Построение геологических разрезов при горизонтальном залегании слоистых толщ. Геологический разрез на картах с горизонтальным залеганием слоев обычно направляют через самую и низкую точки рельефа, так как при такой ориентировке на нем будут изображены все члены стратиграфического разреза, обнаженные на поверхности. Ход работы следующий (рис.87): 1. На карте прочерчиваем линию профиля, концы которой обозначают буквами. 2. Выбираем масштабы разреза. Горизонтальный масштаб равен масштабу карты (в нашем случае 1:10000). Вертикальный масштаб разреза, учитывая предельно допустимое увеличение вертикального масштаба не более чем в 10-20 раз, будет равен 1:1000 или 1:500.  Рис.87. Составление геологического разреза по карте с горизонтальным залеганием слоев 3. Строим топографический профиль по намеченной линии геологического разреза. 4. С помощью циркуля или приложив полоску бумаги к линии разреза, переносят на топографический профиль геологические границы (места выходов пластов по разрезу). Как видно на рис.87, подошва пласта того или иного возраста во всех точках располагается на одинаковом уровне (абсолютной высоте). 5. Проведя горизонтальные линии, соответствующие абсолютным высотам выходов подошвы пластов, получаем их изображение на разрезе. Возраст пластов и их состав показываем условными знаками. Если карта для района горизонтально залегающих пород не содержит горизонталей, это не мешает составлению разреза. Роль горизонталей в данном случае выполняют границы между стратиграфическими подразделениями, так как мощности последних известны по стратиграфической колонке. Правда, в данном случае нельзя судить об абсолютных отметках, однако в большинстве случаев это не имеет существенного значения. И, наконец, имея стратиграфическую колонку, на которой обозначены абсолютные отметки границ стратиграфических подразделений (кровли и подошвы пластов), легко составить на топографической основе геологическую карту. Для этого достаточно провести на топографической карте дополнительные горизонтали, отвечающие абсолютным отметкам контактов стратиграфических подразделений (абсолютным отметкам подошвы или кровли напластований), а площади, расположенные между ними, закрасить цветом, отвечающим возрасту того или иного стратиграфического подразделения. 27. Наклонное залегание слоев. Моноклиналь. Признаки наклонного залегания слоев на геологических картах следующие: 1) При слабо расчлененном рельефе на карте будет наблюдаться серия полос (с более или менее параллельными границами) последовательно сменяющих друг друга пород различного возраста (цветные полосы); 2) контакты слоев секут под острым углом горизонтали; 3) круто падающие пласты, а также слои, стоящие на головах будут иметь на карте почти прямолинейные контакты; 4) будут наблюдаться пластовые треугольники, помогающие определить направление падения пластов в тех случаях, когда на топографической основе геологической карты отсутствуют горизонтали. Слои наклонены в ту сторону, куда направлена вершина угла, образованного линией выхода слоя на поверхность в самой низкой точке рельефа (в долине) и в сторону, обратную направлению вершины угла в самой высокой точке (на водоразделе) Самая распространенная форма залегания моноклинальная, которая определяется в пространстве элементами залегания: ориентировкой линии простирания, ориентировкой линии падения или восстания и углом падения. Моноклинально залегающими называются слои в пределах некоторого участка, наклоненные строго в одну сторону и имеющие постоянный угол наклона. Если такое залегание наблюдается на значительном протяжении, то говорят о моноклинальной структуре или моноклинали. 28-33 34-36. Границы слоев на геологических картах представляют собой линии пересечения поверхности слоя с дневной поверхностью, которая изображается на плане линиями равных высотных значений — изолиниями или горизонталями. Точно такими же по происхождению изолиниями можно изобразить на плане и любую геологическую поверхность (кровлю или подошву слоя, разлом, контактовую поверхность интрузива или метасоматического тела) любой конфигурации. Эти линии называются стратоизогипсами, если эта поверхность будет иметь определенное стратиграфическое значение (например, кровля отложений верхнего кембрия) или просто изолиниями, во всех остальных случаях. Величина заложения находится в обратной зависимости от угла падения. Чем больше величина заложения, тем под более пологим углом погружается плоскость (пласт) и наоборот, чем меньше величина заложения, тем круче падает плоскость (пласт). Точки пересечения однозначных (одновысотных) горизонталей и стратоизогипс какой-нибудь геологической поверхности будут точками выхода ее на дневную поверхность. Последовательное плавное соединение их линией позволит нам получить конфигурацию линии пересечения геологической поверхности с поверхностью рельефа в плане или геологическую карту. Изображение формы контактовых геологических поверхностей в изолиниях в плане называется структурной картой. Значения изолиний (стратоизогипс) на структурной карте обычно принимают равными сечению горизонталей рельефа. Расстояние между изогипсами в плане (на карте) в масштабе карты называется заложением. Его можно вычислить графическим или математическим путем. В последнем случае величина заложения определиться как произведение сечения изогипс на котангенс угла падения пласта: d=h/tg , где: d – заложение; – угол падения пласта; h – сечение изогипс пласта.  Рис. 6.2. Графические способы нахождения заложения будут рассмотрены ниже. Построение структурных и геологических карт плоскостных элементов Здесь необходимо подробнее остановиться на понятии геологическая структура, как ее понимают современные геологи. В случаях, если геологическая поверхность имеет форму наклонной плоскости (моноклинальное залегание пласта, разломы), ее структурная карта будет состоять из прямых параллельных изолиний, ориентированных по простиранию этой поверхности. При этом линия падения этой плоскости и ее проекция на карте займет перпендикулярное к изолиниям положение и будет направлена в сторону уменьшения значения изогипс. Если в пределах какой-то структурной карты величина заложения меняется, то меняется соответственно и угол падения плоскости. Направление изогипс на карте определяет направление простирания плоскости пласта. Если направление изогипс на карте плавно меняется, то плавно изменяется и направление простирания плоскости пласта. Параллельные плоскости обладают параллельными линиями изогипс и однонаправленным направлением падения. Если изогипсы двух геологических плоскостей непараллельны, то эти две плоскости пересекаются друг с другом. Линия пересечения двух плоскостей на структурной карте проходит через точки пересечения одноименных изогипс этих плоскостей. На рис. 6.3 — это линия СDЕ.  Рис. 6.3. Величина угла погружения этой линии обратно пропорциональна величине расстояния между точками пересечения изогипс плоскостей и определяется ее заложением СD=DЕ. Азимут погружения этой линии можно измерить прямо по карте. Задача 1. Величину заложения d можно определить, выполнив геометрические построения на отдельном листе или непосредственно на составляемой структурной карте. При первом способе на отдельном листе проводится серия из 2–3 параллельных горизонтальных линий через расстояние h равное сечению (при построении структурной карты на топооснове, сечение выбирается равным значению горизонталей этой карты) в масштабе карты. Получаем так называемую «высотную арфу» сечения изогипс (рис. 6.4). Затем на ней из точки А проводим след плоскости АВ под углом ее падения . Далее через точки пересечения плоскости (пласта) с линиями («струнами») высотной арфы а, б, с, д, и т. д. проводим к струнам перпендикулярные вертикальные линии. Горизонтальное расстояние между этими линиями и будет искомой величиной заложения d нашей плоскости (пласта).  Рис. 6.4. Задача 2. При втором способе все вышеуказанные построения выполняются непосредственно на структурной карте (рис. 4). Для этого необходимо воспользоваться данными по конкретным точкам наблюдения замеров элементов залегания искомой геологической плоскости (плоскости пласта), которые дают нам необходимую информацию об их гипсометрическом местоположении, т. е. информацию о значении изогипс. Например, мы имеем замер элементов залегания пласта в точке А со следующими параметрами: аз. пад. 135°, угол падения 25°, абсолютная отметка точки наблюдения 1150 м и совпадает со значением одной из горизонталей рельефа карты. Используя эти данные, мы на карте выполняем следующие построения: 1) через точку А и всю территорию карты проводим две прямые: линию простирания БАП и проекцию линии падения ДАВ. Первая линия будет являться у нас изогипсой плоскости пласта со значением 1150 м; 2) на линии простирания от точки А откладываем в масштабе карты отрезки, равные по значению горизонталям карты (1000, 1050, 1100 и т. д.) и кратные величине сечения рельефа h (50 м); 3) через концы этих отрезков проводим параллельно линии ДАВ вспомогательные прямые. Это будет у нас «высотная арфа» горизонталей рельефа; 4) из точки А проводим линию ЕАГ под углом , равным значению угла наклона пласта (25°), к линии АВ; 5) через точки пересечения линией ЕАГ линий высотной арфы рельефа а, б, в и т. д. проводим линии параллельные простиранию БАП. Эти линии будут являться изогипсами пласта. При этом изогипсы на линии падения отсекут равные отрезки d, отвечающие величине заложения плоскости пласта. |